车辆综合控制装置制造方法
车辆综合控制装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的是在车辆综合控制装置中，从驱动系统管理器对发动机控制单元提供具有适当的大小和变化速度的请求转矩。为了该目的，根据本发明的车辆综合控制装置，从发动机控制单元(200)对驱动系统管理器(100)提示第1最大转矩和第2最大转矩。驱动系统管理器(100)参照所提示的第1最大转矩以及第2最大转矩，决定要提供给发动机控制单元(200)的请求转矩。第1最大转矩是在不主动变更废气排放阀(24)的操作量而仅主动变更了节气门(22)的操作量时能够实现的最大转矩。第2最大转矩是主动变更了节气门(22)的操作量和废气排放阀(24)的操作量的双方时能够实现的最大转矩。
【专利说明】车辆综合控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及作为动力源而具备内燃机的车辆的综合控制装置。
【背景技术】
[0002]作为具备内燃机来作为动力源的车辆的控制装置，已知与自动变速器、制动器装置的控制综合而进行内燃机的控制的车辆综合控制装置。车辆综合控制装置包括管理驱动系统整体的运转的驱动系统管理器、控制内燃机的发动机控制单元、控制自动变速器的变速器控制单元以及控制制动器装置的制动器控制单元等。
[0003]在以往的车辆综合控制装置中，作为内燃机的控制方法采用转矩需求控制。根据转矩需求控制，从驱动系统管理器对发动机控制单元提供请求转矩。请求转矩包含驾驶员所请求的驾驶员请求转矩。进而，请求转矩还包括簧载振动阻尼控制系统、变速器控制单元、车辆姿势稳定控制系统等车载系统所请求的系统请求转矩。发动机控制单元根据所提供的请求转矩决定内燃机的致动器、例如节气门的操作量。
[0004]驱动系统管理器通过协调来自驾驶员的转矩请求、来自车载系统的转矩请求而决定要提供给发动机控制单元的请求转矩。而且，发动机控制单元操作要实现从驱动系统管理器提供的请求转矩的节气门等的致动器。但是，根据请求转矩的大小，未必能够通过内燃机实现请求转矩。这是因为能够通过内燃机实现的转矩存在上限。具体而言，在自然吸气型的内燃机的情况下，通过将节气门设为全开而使内燃机所输出的转矩成为最大。该最大转矩不是固定值，而是根据发动机转速而变化的变动值。进而，在带增压器的内燃机的情况下，内燃机能够输出的最大转矩根据增压状态而变化。也就是说，根据增压压力的高低，节气门全开时的转矩会有所不同。能够通过致动器、例如废气排放阀(wastegate valve)而主动地控制增压压力。因此，在具备废气排放阀的带增压器的内燃机的情况下，将节气门设为全开、并且将废气排放阀设为全关时得到的转矩为内燃机的最大转矩。
[0005]即使对发动机控制单元提供了超过最大转矩的请求转矩，内燃机也无法输出超过最大转矩的转矩。另外，即使根据无论如何都无法实现的请求转矩操作致动器，也只会使驾驶性恶化。为了充分发挥内燃机的运转性能，对发动机控制单元提供适当的请求转矩是非常重要的，为此，需要在驱动系统管理器的一侧掌握内燃机能够输出的最大转矩。
[0006]其中，在控制对象是带增压器的内燃机的情况下，仅仅掌握最大转矩是无法决定适当的请求转矩的。提供给发动机控制单元的请求转矩中作为信息而包括与转矩的大小有关的请求、与转矩的变化速度有关的请求。带增压器的内燃机的最大转矩是节气门全开且废气排放阀全关时得到的转矩，但未必在不超过该最大转矩的转矩范围的整个范围中都能够实现所请求的转矩变化速度。原因在于，转矩相对于节气门的操作的响应速度快，但转矩相对于废气排放阀的操作的响应速度慢的缘故。在请求转矩的大小处于需要废气排放阀的操作的转矩范围中、并且请求转矩含有变化速度快的转矩分量的情况下，该变化速度的转矩分量可能无法实现。为了防止基于无法实现的请求转矩的内燃机的控制，要求对发动机控制单元提供不仅包括大小还包括变化速度的适当的请求转矩。
[0007]另外，此处以带增压器的内燃机为例进行了说明，但上述问题是在某种自然吸气型的内燃机中也碰到的问题。在具备节气门和带可变升程(lift)机构的吸气阀的内燃机等、通过设置于吸气通路的上游和下游的两种致动器来控制吸入空气量的内燃机中，仅基于下游侧致动器的转矩的控制范围与基于双方的致动器的操作的转矩的控制范围存在差异。进而，转矩相对于下游侧致动器的操作的响应速度与转矩相对于上游侧致动器的操作的响应速度也存在差异。因此，对控制这样的内燃机的发动机控制单元也要求提供不仅包括大小还包括变化速度的适当的请求转矩。
[0008]以下列举的文献是表示本申请涉及的【技术领域】的技术水平的现有技术文献。
[0009]专利文献1:日本特开2010-223122号公报
[0010]专利文献2:日本特开2008-232069号公报
[0011]专利文献3:日本特开2009-293602号公报
[0012]专利文献4:日本特开2010-255586号公报
[0013]专利文献5:日本特开2010-064645号公报
[0014]专利文献6:日本特开2010-132254号公报
[0015]专利文献7:日本特开2007-189157号公报
【发明内容】
[0016]本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种从驱动系统管理器对发动机控制单元提供具有适当的大小和变化速度的请求转矩的车辆综合控制装置。
[0017]本发明的车辆综合控制装置是具备内燃机来作为动力源的车辆中应用的控制装置。应用本发明的车辆综合控制装置的车辆的内燃机具备第I致动器和第2致动器来作为其转矩控制所涉及的致动器。
[0018]第I致动器是设置于内燃机的吸气通路的第I位置而对第I位置的下游的压力起作用的致动器。优选的第I致动器是以相对于第I位置的上游的压力而使第I位置的下游的压力减小的方式起作用的致动器。另一方面，第2致动器是设置于该吸气通路的比第I位置更靠上游的第2位置而对第2位置的下游的压力起作用的致动器。优选的第2致动器是以相对于第2位置的上游的压力而使第2位置的下游的压力上升的方式起作用的致动器。另外，第2致动器也可以是第2位置的下游的压力相对于其动作的变化速度比第I位置的下游的压力相对于第I致动器的动作的变化速度慢的致动器。如果例举各致动器的具体例子，第I致动器的例子是节气门，第2致动器的例子是带有控制压缩机的转速的控制设备的增压器、例如带废气排放阀的增压器。
[0019]本发明的车辆综合控制装置至少包括管理车辆的驱动系统整体的运转的驱动系统管理器、以及控制内燃机的发动机控制单元。不过，除此以外，也可以还包括控制自动变速器的变速器控制单元、控制制动器装置的制动器控制单元。各控制单元根据来自驱动系统管理器的请求、指示而控制所担当的设备装置。
[0020]发动机控制单元至少具备致动器操作单元、第I最大转矩运算单元以及第2最大转矩运算单元。致动器操作单元被程序化为根据从驱动系统管理器提供的请求转矩来操作第I致动器和第2致动器。第I最大转矩运算单元被程序化为根据发动机转速计算不主动变更第2致动器的操作量而仅主动变更了第I致动器的操作量的情况下能够实现的最大转矩(以下，称作第I最大转矩)，并对驱动系统管理器提示第I最大转矩。第2最大转矩运算单元被程序化为根据发动机转速计算主动变更了第I致动器的操作量和第2致动器的操作量这双方时能够实现的最大转矩(以下，称作第2最大转矩)，并对驱动系统管理器提示第2最大转矩。
[0021]驱动系统管理器被程序化为参照从发动机控制单元提示的第I最大转矩以及第2最大转矩来决定要提供给发动机控制单元的请求转矩。第I最大转矩是仅通过第I致动器的操作能够实现的转矩范围的上限值，与此相对，第2最大转矩是通过第I致动器和第2致动器的双方的操作能够实现的转矩范围的上限值。因此，利用第2最大转矩确定的转矩范围比利用第I最大转矩确定的转矩范围更宽。但是，在利用第I最大转矩确定的转矩范围中，仅通过第I致动器的操作能够实现快速的转矩变化，与此相对，在第I最大转矩至第2最大转矩的转矩范围中，因为需要第2致动器的操作所以无法实现快速的转矩变化。通过对驱动系统管理器提示这样的两种最大转矩，驱动系统管理器能够对发动机控制单元提供不仅包括大小还包括变化速度的适当的请求转矩。
[0022]在本发明的车辆综合控制装置的优选方式中，驱动系统管理器至少具备第I请求转矩运算单元和第2请求转矩运算单元。
[0023]第I请求转矩运算单元被程序化为参照从发动机控制单元提示的第2最大转矩而计算作为变化速度慢的转矩分量的第I请求转矩。优选被程序化为在不超过第2最大转矩的范围中调整第I请求转矩的大小。第I请求转矩能够设为将通过加速踏板开度来传达的来自驾驶员的与转矩有关的请求数值化而得到的值。
[0024]第2请求转矩运算单元被程序化为参照从发动机控制单元提示的第I最大转矩和第I请求转矩运算单元计算出的第I请求转矩来计算作为变化速度快的转矩分量的第2请求转矩。优选被程序化为在不超过第I最大转矩相对于第I请求转矩的余量的范围中调整第2请求转矩的大小。第2请求转矩能够设为将来自簧载振动阻尼控制系统、变速器控制单元以及车辆姿势稳定控制系统中的至少I个的与转矩有关的请求数值化而得到的值。
[0025]驱动系统管理器将利用第I请求转矩运算单元计算出的第I请求转矩提供给发动机控制单元，并且将利用第2请求转矩运算单元计算出的第2请求转矩也提供给发动机控制单元。作为将这些请求转矩提供给发动机控制单元的方式，有以下的三种优选方式。根据第I方式，对第I请求转矩叠加第2请求转矩而生成一个信号，并将该一个信号提供给发动机控制单元。根据第2方式，生成对第I请求转矩叠加第2请求转矩得到的信号以及表示第I请求转矩的信号，将这两个信号提供发动机控制单元。另外，根据第3方式，分别生成表示第I请求转矩的信号和表示第2请求转矩的信号，并将这两个信号提供给发动机控制单兀。
[0026]另外，如果本发明的车辆综合控制装置具备变速器控制单元，则变速器控制单元优选被程序化为依照从驱动系统管理器提供的请求变速比来控制自动变速器。在此情况下，驱动系统管理器中具备决定要提供给变速器控制单元的请求变速比的请求变速比运算单元。请求变速比运算单元被程序化为在满足了与从发动机控制单元提示的第I最大转矩、和第I请求转矩运算单元计算出的第I请求转矩之差或比有关的规定条件的情况下，将请求变速比变更为更高的变速比。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是示出本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的结构的框图。
[0028]图2是示出本发明的实施方式I的致动器操作单元的结构的框图。
[0029]图3是示出本发明的实施方式I的第I最大转矩运算单元的结构的框图。
[0030]图4是示出本发明的实施方式I的第2最大转矩运算单元的结构的框图。
[0031]图5是示出本发明的实施方式I的由第2请求转矩运算单元执行的处理的流程图。
[0032]图6是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的请求转矩的计算结果的具体例子的时序图。
[0033]图7是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的请求转矩的计算结果的具体例子的时序图。
[0034]图8是示出由本发明的实施方式I的请求变速比运算单元执行的处理的流程图。
[0035]图9是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的齿轮级的控制结果的具体例子的时序图。
[0036]图10是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的齿轮级的控制结果的具体例子的时序图。
[0037]图11是示出本发明的实施方式2的车辆综合控制装置的结构的框图。
[0038]图12是示出本发明的实施方式2的致动器操作单元的结构的框图。
[0039]图13是示出本发明的实施方式3的车辆综合控制装置的结构的框图。
[0040](符号说明)
[0041]10:车辆综合控制装置；20:内燃机；22:节气门；24:废气排放阀；26:可变配气相位正时(variable valve timing device)装置；28:发动机转速传感器；30:自动变速器；100:驱动系统管理器；110 --第I请求转矩运算单元；120 --第2请求转矩运算单元；130:请求变速比运算单元；200:发动机控制单元；210:致动器操作单元；220:第I最大转矩运算单元；230 --第2最大转矩运算单元；300:变速器控制单元。
【具体实施方式】
[0042]实施方式1.
[0043]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式I。
[0044]图1是示出本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的结构的框图。本实施方式的车辆综合控制装置10被程序化为包括一个或多个车载计算机、至少对内燃机20和自动变速器30进行综合控制的控制装置。
[0045]作为控制对象的内燃机20是带涡轮增压器的汽油发动机。在内燃机20的吸气通路上配置有节气门22。另外，在吸气通路的节气门22的上游安装有带废气排放阀24的涡轮增压器。根据这样的结构，能够通过废气排放阀24的操作来控制涡轮增压器的压缩机的转速，使作为节气门22的上游的压力的增压压力变化。而且，能够通过节气门22的操作而使作为节气门22的下游的压力的吸气管压力变化，使决定内燃机20的输出转矩的吸入空气量变化。也就是说，节气门22相当于本发明中的第I致动器，包括废气排放阀24的涡轮增压器的整体相当于本发明中的第2致动器。内燃机20中还具备使吸气阀的配气相位正时变化的可变配气相位正时装置26。另外，内燃机20中安装有包括输出与发动机转速相应的信号的发动机转速传感器28的各种传感器。
[0046]自动变速器30是依照指令信号使变速比变化的电子控制式的自动变速器。自动变速器30既可以是通过多个齿轮间的组合而使变速比变化的有级变速器，也可以是通过使带轮的直径变化而使变速比变化的无级变速器。另外，自动变速器30既可以是转矩转换式的变速器，也可以是离合器式的变速器。
[0047]车辆综合控制装置10包括驱动系统管理器100、控制内燃机20的发动机控制单元200、控制自动变速器30的变速器控制单元300。位于命令的传递系统的上位的是驱动系统管理器100，发动机控制单元200以及变速器控制单元300位于其下位。除了这些以夕卜，车辆综合控制装置10还包括控制制动器装置的制动器控制单元等，但省略了它们的图示以及说明。
[0048]驱动系统管理器100具有对发动机控制单元200提供请求转矩(TQrq)的功能、对变速器控制单元300提供请求变速比(GRrq)的功能。以下，首先，从与由驱动系统管理器100对发动机控制单元200提供的请求转矩(TQrq)有关的事项开始说明。
[0049]驱动系统管理器100在决定要提供给发动机控制单元200的请求转矩(TQrq)的过程中，参照从发动机控制单元200提示的内燃机20的最大转矩。发动机控制单元200所提示的最大转矩有第I最大转矩(TQmaxl)和第2最大转矩(TQmax2)这两种。发动机控制单元200连续地提示两种最大转矩(TQmaxl，TQmax2)的双方。
[0050]发动机控制单元200具备:根据从驱动系统管理器100提供的请求转矩(TQrq)来操作各致动器的致动器操作单元210、计算第I最大转矩(TQmaxl)的第I最大转矩运算单元220、计算第2最大转矩(TQmax2)的第2最大转矩运算单元230。图2的框图示出致动器操作单元210的结构，图3的框图示出第I最大转矩运算单元220的结构，图4的框图示出第2最大转矩运算单元230的结构。
[0051]如图2所示，致动器操作单元210包括5个运算要素211、212、213、214、215。运算要素211使用映射计算出实现请求转矩(TQrq)所需的吸入空气量。在映射中，将包括发动机转速、点火期间以及空燃比在内的各种发动机状态量作为关键词而将转矩与吸入空气量建立起关联。利用运算要素211计算出的吸入空气量为对内燃机20的请求吸入空气量(KLrq)。请求吸入空气量(KLrq)被输入到运算要素212和运算要素215。
[0052]运算要素212使用一次函数式计算实现请求吸入空气量(KLrq)所需要的吸气管压力。一次函数式中使用根据发动机转速、废气排放阀占空比、配气相位正时来决定其值的多个系数来定义吸入空气量与吸气管压力的关系。利用运算要素212计算出的吸气管压力为针对内燃机20的请求吸气管压力(PMrq)。请求吸气管压力(PMrq)被输入到运算要素213和运算要素214。
[0053]运算要素213使用空气模型的逆模型计算实现请求吸气管压力(PMrq)所需要的节气门开度。空气模型是将吸气通路内的压力、流量相对于包括节气门22在内的各致动器的动作的动态特性模型化而得到的物理模型。根据其逆模型，能够逆计算为了得到所期望的压力或者流量而所需要的致动器的操作量。利用运算要素212计算出的节气门开度为针对节气门22的目标节气门开度(TA)。发动机控制单元200依照目标节气门开度(TA)来操作节气门22。
[0054]运算要素214计算实现请求吸气管压力(PMrq)所需要的废气排放阀24的操作量。废气排放阀24的操作量是使废气排放阀24进行开关动作的电磁阀的占空比。在废气排放阀占空比的计算中，首先，将对请求吸气管压力(PMrq)加上规定值而得到的值决定为请求增压压力。然后，使用将增压压力与废气排放阀占空比建立关联的映射或者模型计算对应于请求增压压力的废气排放阀占空比。通过计算得到的废气排放阀占空比为针对废气排放阀24的目标废气排放阀占空比(WGV)。发动机控制单元200依照目标废气排放阀占空比来操作废气排放阀24。
[0055]运算要素215计算适于请求吸入空气量(KLrq)的配气相位正时。配气相位正时的计算中，使用将吸入空气量与配气相位正时建立关联的映射或者模型计算对应于请求吸入空气量(KLrq)的配气相位正时。利用运算要素215计算出的配气相位正时为针对可变配气相位正时装置26的目标配气相位正时(VVT)。发动机控制单元200依照目标配气相位正时来操作可变配气相位正时装置26。
[0056]如图3所示，第I最大转矩运算单元220包括3个运算要素221、222、223。运算要素223使用空气模型计算在当前时刻作用于节气门22的上游的增压压力(Pic)。空气模型是将吸气通路内的压力、流量相对于各致动器的动作的动态特性模型化而得到的物理模型。在使用空气模型的计算中，作为致动器信息而使用当前时刻的节气门开度(TA)、废气排放阀开度(WGV)以及配气相位正时(VVT)。利用运算要素223计算出的增压压力(Pic)被输入到运算要素222。
[0057]运算要素222根据增压压力(Pic)计算吸入空气量，该吸入空气量是在当前时刻的废气排放阀占空比(WGV)以及配气相位正时(VVT)下将节气门22开到全开的情况下得到的。利用运算要素222计算出的吸入空气量是仅利用节气门22的操作能够实现的吸入空气量的最大值。以下，将利用运算要素222计算出的吸入空气量称作第I最大吸入空气量(KLmaxl)。利用运算要素222计算出的第I最大吸入空气量(KLmaxl)被输入到运算要素 221。
[0058]运算要素221根据第I最大吸入空气量(KLmaxl)和当前时刻的发动机转速(NE)计算内燃机20能够输出的转矩。利用运算要素221计算出的转矩是第I最大转矩(TQmaxl)。第I最大转矩(TQmaxl)表示不使废气排放阀24的开度变化而仅使节气门22的开度变化时能够实现的、当前时刻的发动机转速(NE)下的最大转矩。
[0059]如图4所示，第2最大转矩运算单元230包括3个运算要素231、232、233。运算要素233使用映射计算在当前时刻的发动机转速(NE)下能够实现的最大增压压力(Picmax)。增压压力通过使废气排放阀24全关而成为最大，其最大值根据发动机转速而变化。另外，大气压、节气门开度也影响增压压力的最大值。在映射中，以标准大气压且节气门全开为前提，针对每个发动机转速确定有最大增压压力。另外，这里所说的最大增压压力是指使废气排放阀24全关了之后最终达到的增压压力的最大值。利用运算要素233计算出的最大增压压力(Picmax)被输入到运算要素232。
[0060]运算要素232根据最大增压压力(Picmax)计算在使废气排放阀24全关、且将可变配气相位正时装置26操作到使吸入空气量最大的位置的情况下，在将节气门22开到全开的情况下所得到的吸入空气量。利用运算要素232计算出的吸入空气量是通过操作节气门22和废气排放阀24而能够实现的吸入空气量的最大值。以下，将利用运算要素232计算出的吸入空气量称作第2最大吸入空气量(KLmax2)。利用运算要素232计算出的第2最大吸入空气量(KLmax2)被输入到运算要素231。
[0061]运算要素231根据第2最大吸入空气量(KLmax2)以及当前时刻的发动机转速(NE)计算内燃机20能够输出的转矩。利用运算要素231计算出的转矩是第2最大转矩(TQmax2)。第2最大转矩(TQmax2)表示在使节气门22的开度变化、且使废气排放阀24的开度也变化时能够实现的、当前时刻的发动机转速(NE)下的最大转矩。
[0062]驱动系统管理器100具备第I请求转矩运算单元110以及第2请求转矩运算单元120来作为用于计算要提供给发动机控制单元200的请求转矩(TQrq)的手段。利用第I最大转矩运算单元220计算出的第I最大转矩(TQmaxl)被提示给第2请求转矩运算单元120。利用第2请求转矩运算单元120计算出的第2最大转矩(TQmax2)被提示给第I请求转矩运算单元110。以下，说明第I请求转矩运算单元110和第2请求转矩运算单元120的各功能。另外，驱动系统管理器100还具有计算对变速器控制单元300提供的请求变速比(GRrq)的请求变速比运算单元130。关于请求变速比运算单元130的功能将后述。
[0063]第I请求转矩运算单元110计算包含针对内燃机20的请求转矩中的变化速度慢的转矩分量的第I请求转矩(TQrql)。第I请求转矩运算单元110被输入通过加速踏板开度而传达的来自驾驶员的与转矩有关的请求(RqO)、来自自动巡航系统的与转矩有关的请求(Rql)。第I请求转矩运算单元110协调这些请求，根据其协调结果决定第I请求转矩(TQrql)的大小。此时，参照从第2请求转矩运算单元120提示的第2最大转矩(TQmax2)，在不超过第2最大转矩(TQmax2)的范围中调整第I请求转矩(TQrql)的大小。例如，在根据来自驾驶员的请求(RqO)决定第I请求转矩(TQrql)的大小的情况下，如果该请求(RqO)对应于最大加速踏板开度，则将第I请求转矩(TQrql)设为适于第2最大转矩(TQmax2)的大小。
[0064]第2请求转矩运算单元120计算包括针对内燃机20的请求转矩中的变化速度快的转矩分量的第2请求转矩(TQrq2)。第2请求转矩运算单元120被输入来自簧载振动阻尼控制系统的与转矩有关的请求(Rq2)、来自变速器控制单元的与转矩有关的请求(Rq3)、来自车辆姿势稳定控制系统的与转矩有关的请求(Rq4)。这些请求是请求使转矩以高频振动的，或者请求使转矩脉冲状地变化的请求。第2请求转矩运算单元120协调这些请求，根据其协调结果决定第2请求转矩(TQrq2)的大小。此时，第2请求转矩运算单元120参照从第I请求转矩运算单元110提示的第I最大转矩(TQmaxl)、利用第I请求转矩运算单元110计算出的第I请求转矩(TQrql)，调整最终输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小。
[0065]第2请求转矩运算单元120按照图5的流程图的步骤调整最终输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小。首先，在步骤S102中，判定第I最大转矩(TQmaxl)相对于第I请求转矩(TQrql)的余量是否为零以上。如果第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差为零以上，则进一步进行步骤S104的判定。在步骤S104中，判定第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差是否为根据各请求计算出的第2请求转矩(TQrq2)以上。
[0066]在步骤S102的判定的结果是肯定、且步骤S104的判定的结果也是肯定的情况下，选择步骤S106。在选择了步骤S106的情况下，第2请求转矩运算单元120将根据各请求计算出的第2请求转矩(TQrq2)以其原来的大小输出。
[0067]在步骤S104的判定的结果是肯定、步骤S104的判定的结果是否定的情况下，选择步骤S108。在选择了步骤S108的情况下,第2请求转矩运算单元120修正根据各请求计算出的第2请求转矩(TQrq2)的大小，将最终要输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小设为第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)的差以下。也就是说，修正第2请求转矩(TQrq2)的大小，以使得对第I请求转矩(TQrql)加上第2请求转矩(TQrq2)得到的值不超过第I最大转矩(TQmaxl)。
[0068]在步骤S102的判定的结构是否定的情况下，选择步骤S110。在选择了步骤SllO的情况下，第2请求转矩运算单元120将要输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小设为零。
[0069]驱动系统管理器100对从第I请求转矩运算单元120输出的第I请求转矩(TQrql)相加从第2请求转矩运算单元120输出的第2请求转矩(TQrq2)。然后，将其合计值作为最终的请求转矩(TQrq)提供给发动机控制单元200。
[0070]图6以及图7中，与第I最大转矩(TQmaxl)、第2最大转矩(TQmax2)、第I请求转矩(TQrql)以及第2请求转矩(TQrq2)的各计算结果以及发动机转速一起，以时序图示出从驱动系统管理器100提供给发动机控制单元200的请求转矩(TQrq)的计算结果的一个例子。图6以及图7所示的例子中，在时刻t0，由驾驶员进行踩下加速踏板的操作。不过，图6所示的例子中加速踏板开度缓慢地变化，与此相对，图7所示的例子中加速踏板开度以快的速度变化。也就是说，图6所示的例子中，驾驶员请求缓慢加速，在图6所示的例子中驾驶员请求快速加速。另外，在图6以及图7所示的两个例子中，紧接在驾驶员进行的加速踏板操作之后，从簧载振动阻尼控制系统请求用于抑制车体的纵倾(pitching)的阻尼转矩。该阻尼转矩是以高频振动的转矩，包含于第2请求转矩(TQrq2)中而被输出。
[0071]在图6所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)未超过仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。进而，在第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之间还存在足够的余量。因此，前述的步骤S102的判定结果和步骤S104的判定结果都为肯定，以高频振动的第2请求转矩(TQrq2)被以原来的大小叠加到第I请求转矩(TQrql)上。由此，对发动机控制单元200提供与加速踏板开度的增加相应地增加、并且以高频振动的请求转矩(TQrq)。请求转矩(TQrq)收敛于以第I最大转矩(TQmaxl)为上限的转矩范围内，所以请求转矩(TQrq)具有的高频的振动分量通过节气门22的操作来实现的。因为转矩针对节气门22的操作的响应速度快，所以从内燃机20输出包括符合请求的振动分量的转矩。
[0072]在图7所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)以快的速度增加，超过仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。在第I请求转矩(TQrql)变为比第I最大转矩(TQmaxl)大的时刻tl至时刻t2的期间中，前述的步骤S102的判定结果为否定、从第2请求转矩运算单元120最终输出的第2请求转矩(TQrq2)为零。因此，在时刻tl至时刻t2的期间，仅以第I请求转矩(TQrql)构成最终的请求转矩(TQrq)。然后，第I请求转矩(TQrql)变得比第I最大转矩(TQmaxl)小而前述的步骤S102的判定结果变为肯定之后，从第2请求转矩运算单元130输出以高频振动的第2请求转矩(TQrq2),对第I请求转矩(TQrql)叠加第2请求转矩(TQrq2)。由此,在第I请求转矩(TQrql)变为比第I最大转矩(TQmaxl)小的时刻t2以后，对发动机控制单元200提供以高频振动的请求转矩(TQrq)。在时刻t2以后提供的请求转矩(TQrq)收敛于以第I最大转矩(TQmaxl)为上限的转矩范围内，所以通过对发动机控制单元200提供请求转矩(TQrq)，请求转矩(TQrq)所具有的高频的振动分量是通过利用发动机控制单元200的节气门22的操作来实现的。
[0073]接下来，对与从驱动系统管理器100提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)有关的事项进行说明。变速器控制单元300依照从驱动系统管理器100提供的请求变速比(GRrq)操作自动变速器30。另外，在自动变速器30是有级变速器的情况下，此处所说的变速比的概念包含齿轮级。
[0074]驱动系统管理器100具备请求变速比运算单元130。请求变速比运算单元130被输入从发动机控制单元200的第I最大转矩运算单元22提示的第I最大转矩(TQmaxl)、利用第I请求转矩运算单元110计算出的第I请求转矩(TQrql)。请求变速比运算单元130根据各种信息决定提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。第I最大转矩(TQmaxl)和第I请求转矩(TQrql)是决定请求变速比(GRrq)时使用的信息的一部分。
[0075]依照图8的流程图所示的步骤决定基于第I最大转矩(TQmaxl)和第I请求转矩(TQrql)的请求变速比(GRrq)。在步骤S202中，判定第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差是否小于规定值α。然后，在步骤S202的判定的结果是肯定的情况下，选择步骤S204。在选择了步骤S204的情况下，请求变速比运算单元130增大要使自动变速器30降挡的、提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。通过使自动变速器30降挡而增大变速比，使内燃机20的发动机转速上升，由此能够增大内燃机能够输出的第I最大转矩(TQmaxl)。在步骤S202的判定的结构是否定的情况下,请求变速比运算单元130保持当前的请求变速比(GRrq)。
[0076]另外，也可以不进行步骤S202的判定，而判定第I最大转矩(TQmaxl)针对第I请求转矩(TQrql)的比是否小于规定值。另外，也可以判定第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差小于规定值的状态是否持续了规定时间、或者第I最大转矩(TQmaxl)针对第I请求转矩(TQrql)的比小于规定值的状态是否持续了规定时间。
[0077]图9以及图10中与第I最大转矩(TQmaxl)、第2最大转矩(TQmax2)以及第I请求转矩(TQrql)的各计算结果以及发动机转速一起，以时序图示出自动变速器30的齿轮级的控制结果的一个例子。在图9以及图10所示的例子中，在时刻t0，由驾驶员进行了踩下加速踏板的操作。不过，图9所示的例子中加速踏板开度缓慢地变化，与此相对，图10所示的例子中加速踏板开度以快的速度变化。也就是说，在图9所示的例子中，驾驶员请求缓慢加速，在图10所示的例子中，驾驶员请求快速加速。
[0078]在图9所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)未超过仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。因此，前述的步骤S202的判定结果为否定，加速开始后仍保持从请求变速比运算单元130提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。其结果，自动变速器30的齿轮级也不变更而保持现状的齿轮级的状态不变。
[0079]在图10所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)以快的速度增加，超过了仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。因此，实现第I请求转矩(TQrql)需要废气排放阀24的操作，产生由涡轮迟滞引起的转矩上升延迟。在此情况下，在第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差变为小于规定值α的时刻t3，前述的步骤S204的判定结果为肯定，增大从请求变速比运算单元130提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。其结果，进行基于变速器控制单元300的自动变速器30的降挡操作，自动变速器30的齿轮级比加速前降低规定级。通过降低自动变速器30的齿轮级，发动机转速大幅上升，与此相伴，通过第I最大转矩(TQmaxl)上升来消除涡轮迟滞。
[0080]实施方式2.
[0081]接下来，使用【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式2。
[0082]图11是示出本发明的实施方式2的车辆综合控制装置的结构的框图。本实施方式的车辆综合控制装置相当于对实施方式I的车辆综合控制装置的结构进行部分变形而得到的装置。因此，图11中仅示出关于与实施方式I的车辆综合控制装置的不同点的结构。
[0083]在本实施方式的车辆综合控制装置中，从驱动系统管理器100对发动机控制单元200提供将第I请求转矩(TQrql)和第2请求转矩(TQrq2)叠加而获得的请求转矩(TQrq)。另外，与此并行地，从驱动系统管理器100对发动机控制单元200还提供了第I请求转矩(TQrql)。
[0084]图12是示出本实施方式的致动器操作单元210的结构的框图。关于构成致动器操作单元210的要素中的、与实施方式I在功能上通用的要素，图中赋予同一符号。本实施方式的致动器操作单元210中，由运算要素211根据请求转矩(TQrq)计算请求吸入空气量(KLrq)，由运算要素212根据请求吸入空气量(KLrq)计算请求吸气管压力(PMrq)。然后，由运算要素212根据请求吸气管压力(PMrq)计算目标节气门开度(TA)。
[0085]另外，与此并行地，由运算要素216还根据第I请求转矩(TQrql)计算请求吸入空气量(KLrql)。然后，由运算要素217根据请求吸入空气量(KLrql)计算请求吸气管压力(PMrql)。将利用运算要素217计算出的请求吸气管压力(PMrql)输入到运算要素214，在运算要素214中根据请求吸气管压力(PMrql)计算目标废气排放阀占空比(WGV)。另外，将利用运算要素216计算出的请求吸入空气量(KLrql)输入到运算要素215，在运算要素215中根据请求吸入空气量(KLrql)计算目标配气相位正时(VVT)。
[0086]根据请求转矩(TQrq)计算出的请求吸入空气量(KLrq)以及请求吸气管压力(PMrq)中包含有与请求转矩(TQrq)中包含的变化速度快的转矩分量相应的分量。与此相对，根据第I请求转矩(TQrql)计算出的请求吸入空气量(KLrql)以及请求吸气管压力(PMrql)中不包含那样的变化速度快的分量。因此，通过依照根据这些而决定的目标废气排放阀占空比(WGV)以及目标配气相位正时(VVT)来操作废气排放阀24以及可变配气相位正时装置26，能够抑制这些致动器的无用的动作。
[0087]实施方式3.
[0088]接下来，利用【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式3。
[0089]图13是示出本发明的实施方式3的车辆综合控制装置的结构的框图。本实施方式的车辆综合控制装置与将实施方式I的车辆综合控制装置的结构部分变形而得到的装置相当。因此，图13仅示出关于与实施方式I的车辆综合控制装置的不同点的结构。
[0090]在本实施方式的车辆综合控制装置中，从驱动系统管理器100对发动机控制单元200分别提供第I请求转矩(TQrql)和第2请求转矩(TQrq2)。在发动机控制单元200的致动器操作单元210中，计算将所提供的第I请求转矩(TQrql)与第2请求转矩(TQrq2)叠加了的请求转矩(TQrq),通过与实施方式I的方法相同的方法,根据请求转矩(TQrq)计算目标节气门开度(TA)、目标废气排放阀占空比(WGV)以及目标配气相位正时(VVT)。或者，通过与实施方式2的方法相同的方法，根据请求转矩(TQrq)计算目标节气门开度(TA)、根据第I请求转矩(TQrql)计算目标废气排放阀占空比(WGV)以及目标配气相位正时(VVT)。
[0091]其它.
[0092]本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如，上述的实施方式中内燃机具备的可变配气相位正时装置在本发明中不是必需的。内燃机中至少具备节气门以及带废气排放阀的涡轮增压器即可。
[0093]另外，本发明的车辆综合控制装置不仅能够应用于具有带废气排放阀的涡轮增压器的内燃机，还能够应用于具有可变容量型涡轮增压器的内燃机、具有带电磁离合器的机械式增压器的内燃机、或者具有电动式增压器的内燃机。也就是说，只要是具有带有控制压缩机的转速的控制设备的增压器的内燃机，都能作为本发明的车辆综合控制装置的控制对象。在此情况下，将节气门看做第I致动器，将带控制设备的增压器看做第2致动器。
[0094]进而，本发明的车辆综合控制装置中的第I致动器和第2致动器不限于节气门和带控制设备的增压器的组合。例如，如果是在吸气通路中的节气门的下游设置有吸气控制阀的内燃机，则能够将吸气控制阀看做第I致动器、将节气门看做第2致动器而应用本发明的控制装置。另外，如果吸气阀是提升量或者作用角可变的吸气阀，则能够将吸气阀看做第I致动器、将节气门看做第2致动器而应用本发明的车辆综合控制装置。
【权利要求】
1.一种车辆综合控制装置，所述车辆具备具有第I致动器和第2致动器的内燃机来作为动力源，所述第I致动器设置于吸气通路的第I位置，对所述第I位置的下游的压力起作用，所述第2致动器设置于所述吸气通路的比第I位置更靠上游的第2位置，对所述第2位置的下游的压力起作用，所述车辆综合控制装置的特征在于，具备: 驱动系统管理器，管理车辆的驱动系统整体的运转；以及 发动机控制单元，控制所述内燃机， 所述发动机控制单元具备: 致动器操作单元，根据从所述驱动系统管理器提供的请求转矩来操作所述第I致动器和所述第2致动器； 第I最大转矩运算单元，根据发动机转速计算第I最大转矩，并对所述驱动系统管理器提示该第I最大转矩，所述第I最大转矩能够在不主动变更所述第2致动器的操作量而仅主动变更了所述第I致动器的操作量的情况下实现；以及 第2最大转矩运算单元，根据发动机转速计算第2最大转矩，并对所述驱动系统管理器提示该第2最大转矩，所述第2最大转矩能够在主动变更了所述第I致动器的操作量和所述第2致动器的操作量这双方的情况下实现， 所述驱动系统管理器参照从所述发动机控制单元提示的所述第I最大转矩以及所述第2最大转矩，决定要提供给所述发动机控制单元的请求转矩。
2.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器具备: 第I请求转矩运算单元，参照所述第2最大转矩计算第I请求转矩；以及 第2请求转矩运算单元，参照所述第I最大转矩和所述第I请求转矩计算作为比所述第I请求转矩变化速度快的转矩分量的第2请求转矩。
3.根据权利要求2所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I请求转矩运算单元在不超过所述第2最大转矩的范围中调整第I请求转矩的大小。
4.根据权利要求2所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2请求转矩运算单元在不超过所述第I最大转矩相对于所述第I请求转矩的余量的范围中调整第2请求转矩的大小。
5.根据权利要求2或3所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I请求转矩运算单元根据来自驾驶员的请求生成所述第I请求转矩。
6.根据权利要求2或4所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2请求转矩运算单元根据来自簧载振动阻尼控制系统、变速器控制单元以及车辆姿势稳定控制系统中的至少一个的请求生成所述第2请求转矩。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器对所述第I请求转矩叠加所述第2请求转矩而生成一个信号，并将该一个信号提供给所述发动机控制单元。
8.根据权利要求2至6中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器生成对所述第I请求转矩叠加所述第2请求转矩而得到的信号以及表示所述第I请求转矩的信号，将这两个信号提供给所述发动机控制单元。
9.根据权利要求2至6中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器生成表示所述第I请求转矩的信号以及表示所述第2请求转矩的信号，将这两个信号提供给所述发动机控制单元。
10.根据权利要求2至9中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述车辆综合控制装置还具备变速器控制单元，该变速器控制单元依照从所述驱动系统管理器提供的请求变速比来控制自动变速器， 所述驱动系统管理器还具备请求变速比运算单元，所述请求变速比运算单元决定要提供给所述变速器控制单元的所述请求变速比， 所述请求变速比运算单元在满足了与所述第I最大转矩和所述第I请求转矩的差或者比有关的规定条件的情况下，将所述请求变速比变更为比当前高的变速比。
11.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器在使要提供给所述发动机控制单元的请求转矩包含变化速度快的转矩分量的情况下，在不超过所述第I最大转矩的范围中调整所述请求转矩的大小，在使要提供给所述发动机控制单元的请求转矩仅包含变化速度慢的转矩分量的情况下，在不超过所述第2最大转矩的范围中调整所述请求转矩的大小。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I致动器是以相对于所述第I位置的上游的压力而使所述第I位置的下游的压力减少的方式起作用的致动器， 所述第2致动器是以相对于所述第2位置的上游的压力而使所述第2位置的下游的压力上升的方式起作用的致动器。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2致动器是所述第2位置的下游的压力相对于其动作的变化速度比所述第I位置的下游的压力相对于所述第I致动器的动作的变化速度慢的致动器。
14.根据权利要求12或13所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I致动器是节气门， 所述第2致动器是带有控制压缩机的转速的控制设备的增压器。
15.根据权利要求14所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2致动器是带废气排放阀的涡轮增压器。
【文档编号】F02D41/00GK104411954SQ201280074309
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】吉崎聪, 副岛慎一, 田中聪, 高桥清德 申请人:丰田自动车株式会社
【专利摘要】本发明的目的是在车辆综合控制装置中，从驱动系统管理器对发动机控制单元提供具有适当的大小和变化速度的请求转矩。为了该目的，根据本发明的车辆综合控制装置，从发动机控制单元(200)对驱动系统管理器(100)提示第1最大转矩和第2最大转矩。驱动系统管理器(100)参照所提示的第1最大转矩以及第2最大转矩，决定要提供给发动机控制单元(200)的请求转矩。第1最大转矩是在不主动变更废气排放阀(24)的操作量而仅主动变更了节气门(22)的操作量时能够实现的最大转矩。第2最大转矩是主动变更了节气门(22)的操作量和废气排放阀(24)的操作量的双方时能够实现的最大转矩。
【专利说明】车辆综合控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及作为动力源而具备内燃机的车辆的综合控制装置。
【背景技术】
[0002]作为具备内燃机来作为动力源的车辆的控制装置，已知与自动变速器、制动器装置的控制综合而进行内燃机的控制的车辆综合控制装置。车辆综合控制装置包括管理驱动系统整体的运转的驱动系统管理器、控制内燃机的发动机控制单元、控制自动变速器的变速器控制单元以及控制制动器装置的制动器控制单元等。
[0003]在以往的车辆综合控制装置中，作为内燃机的控制方法采用转矩需求控制。根据转矩需求控制，从驱动系统管理器对发动机控制单元提供请求转矩。请求转矩包含驾驶员所请求的驾驶员请求转矩。进而，请求转矩还包括簧载振动阻尼控制系统、变速器控制单元、车辆姿势稳定控制系统等车载系统所请求的系统请求转矩。发动机控制单元根据所提供的请求转矩决定内燃机的致动器、例如节气门的操作量。
[0004]驱动系统管理器通过协调来自驾驶员的转矩请求、来自车载系统的转矩请求而决定要提供给发动机控制单元的请求转矩。而且，发动机控制单元操作要实现从驱动系统管理器提供的请求转矩的节气门等的致动器。但是，根据请求转矩的大小，未必能够通过内燃机实现请求转矩。这是因为能够通过内燃机实现的转矩存在上限。具体而言，在自然吸气型的内燃机的情况下，通过将节气门设为全开而使内燃机所输出的转矩成为最大。该最大转矩不是固定值，而是根据发动机转速而变化的变动值。进而，在带增压器的内燃机的情况下，内燃机能够输出的最大转矩根据增压状态而变化。也就是说，根据增压压力的高低，节气门全开时的转矩会有所不同。能够通过致动器、例如废气排放阀(wastegate valve)而主动地控制增压压力。因此，在具备废气排放阀的带增压器的内燃机的情况下，将节气门设为全开、并且将废气排放阀设为全关时得到的转矩为内燃机的最大转矩。
[0005]即使对发动机控制单元提供了超过最大转矩的请求转矩，内燃机也无法输出超过最大转矩的转矩。另外，即使根据无论如何都无法实现的请求转矩操作致动器，也只会使驾驶性恶化。为了充分发挥内燃机的运转性能，对发动机控制单元提供适当的请求转矩是非常重要的，为此，需要在驱动系统管理器的一侧掌握内燃机能够输出的最大转矩。
[0006]其中，在控制对象是带增压器的内燃机的情况下，仅仅掌握最大转矩是无法决定适当的请求转矩的。提供给发动机控制单元的请求转矩中作为信息而包括与转矩的大小有关的请求、与转矩的变化速度有关的请求。带增压器的内燃机的最大转矩是节气门全开且废气排放阀全关时得到的转矩，但未必在不超过该最大转矩的转矩范围的整个范围中都能够实现所请求的转矩变化速度。原因在于，转矩相对于节气门的操作的响应速度快，但转矩相对于废气排放阀的操作的响应速度慢的缘故。在请求转矩的大小处于需要废气排放阀的操作的转矩范围中、并且请求转矩含有变化速度快的转矩分量的情况下，该变化速度的转矩分量可能无法实现。为了防止基于无法实现的请求转矩的内燃机的控制，要求对发动机控制单元提供不仅包括大小还包括变化速度的适当的请求转矩。
[0007]另外，此处以带增压器的内燃机为例进行了说明，但上述问题是在某种自然吸气型的内燃机中也碰到的问题。在具备节气门和带可变升程(lift)机构的吸气阀的内燃机等、通过设置于吸气通路的上游和下游的两种致动器来控制吸入空气量的内燃机中，仅基于下游侧致动器的转矩的控制范围与基于双方的致动器的操作的转矩的控制范围存在差异。进而，转矩相对于下游侧致动器的操作的响应速度与转矩相对于上游侧致动器的操作的响应速度也存在差异。因此，对控制这样的内燃机的发动机控制单元也要求提供不仅包括大小还包括变化速度的适当的请求转矩。
[0008]以下列举的文献是表示本申请涉及的【技术领域】的技术水平的现有技术文献。
[0009]专利文献1:日本特开2010-223122号公报
[0010]专利文献2:日本特开2008-232069号公报
[0011]专利文献3:日本特开2009-293602号公报
[0012]专利文献4:日本特开2010-255586号公报
[0013]专利文献5:日本特开2010-064645号公报
[0014]专利文献6:日本特开2010-132254号公报
[0015]专利文献7:日本特开2007-189157号公报
【发明内容】
[0016]本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种从驱动系统管理器对发动机控制单元提供具有适当的大小和变化速度的请求转矩的车辆综合控制装置。
[0017]本发明的车辆综合控制装置是具备内燃机来作为动力源的车辆中应用的控制装置。应用本发明的车辆综合控制装置的车辆的内燃机具备第I致动器和第2致动器来作为其转矩控制所涉及的致动器。
[0018]第I致动器是设置于内燃机的吸气通路的第I位置而对第I位置的下游的压力起作用的致动器。优选的第I致动器是以相对于第I位置的上游的压力而使第I位置的下游的压力减小的方式起作用的致动器。另一方面，第2致动器是设置于该吸气通路的比第I位置更靠上游的第2位置而对第2位置的下游的压力起作用的致动器。优选的第2致动器是以相对于第2位置的上游的压力而使第2位置的下游的压力上升的方式起作用的致动器。另外，第2致动器也可以是第2位置的下游的压力相对于其动作的变化速度比第I位置的下游的压力相对于第I致动器的动作的变化速度慢的致动器。如果例举各致动器的具体例子，第I致动器的例子是节气门，第2致动器的例子是带有控制压缩机的转速的控制设备的增压器、例如带废气排放阀的增压器。
[0019]本发明的车辆综合控制装置至少包括管理车辆的驱动系统整体的运转的驱动系统管理器、以及控制内燃机的发动机控制单元。不过，除此以外，也可以还包括控制自动变速器的变速器控制单元、控制制动器装置的制动器控制单元。各控制单元根据来自驱动系统管理器的请求、指示而控制所担当的设备装置。
[0020]发动机控制单元至少具备致动器操作单元、第I最大转矩运算单元以及第2最大转矩运算单元。致动器操作单元被程序化为根据从驱动系统管理器提供的请求转矩来操作第I致动器和第2致动器。第I最大转矩运算单元被程序化为根据发动机转速计算不主动变更第2致动器的操作量而仅主动变更了第I致动器的操作量的情况下能够实现的最大转矩(以下，称作第I最大转矩)，并对驱动系统管理器提示第I最大转矩。第2最大转矩运算单元被程序化为根据发动机转速计算主动变更了第I致动器的操作量和第2致动器的操作量这双方时能够实现的最大转矩(以下，称作第2最大转矩)，并对驱动系统管理器提示第2最大转矩。
[0021]驱动系统管理器被程序化为参照从发动机控制单元提示的第I最大转矩以及第2最大转矩来决定要提供给发动机控制单元的请求转矩。第I最大转矩是仅通过第I致动器的操作能够实现的转矩范围的上限值，与此相对，第2最大转矩是通过第I致动器和第2致动器的双方的操作能够实现的转矩范围的上限值。因此，利用第2最大转矩确定的转矩范围比利用第I最大转矩确定的转矩范围更宽。但是，在利用第I最大转矩确定的转矩范围中，仅通过第I致动器的操作能够实现快速的转矩变化，与此相对，在第I最大转矩至第2最大转矩的转矩范围中，因为需要第2致动器的操作所以无法实现快速的转矩变化。通过对驱动系统管理器提示这样的两种最大转矩，驱动系统管理器能够对发动机控制单元提供不仅包括大小还包括变化速度的适当的请求转矩。
[0022]在本发明的车辆综合控制装置的优选方式中，驱动系统管理器至少具备第I请求转矩运算单元和第2请求转矩运算单元。
[0023]第I请求转矩运算单元被程序化为参照从发动机控制单元提示的第2最大转矩而计算作为变化速度慢的转矩分量的第I请求转矩。优选被程序化为在不超过第2最大转矩的范围中调整第I请求转矩的大小。第I请求转矩能够设为将通过加速踏板开度来传达的来自驾驶员的与转矩有关的请求数值化而得到的值。
[0024]第2请求转矩运算单元被程序化为参照从发动机控制单元提示的第I最大转矩和第I请求转矩运算单元计算出的第I请求转矩来计算作为变化速度快的转矩分量的第2请求转矩。优选被程序化为在不超过第I最大转矩相对于第I请求转矩的余量的范围中调整第2请求转矩的大小。第2请求转矩能够设为将来自簧载振动阻尼控制系统、变速器控制单元以及车辆姿势稳定控制系统中的至少I个的与转矩有关的请求数值化而得到的值。
[0025]驱动系统管理器将利用第I请求转矩运算单元计算出的第I请求转矩提供给发动机控制单元，并且将利用第2请求转矩运算单元计算出的第2请求转矩也提供给发动机控制单元。作为将这些请求转矩提供给发动机控制单元的方式，有以下的三种优选方式。根据第I方式，对第I请求转矩叠加第2请求转矩而生成一个信号，并将该一个信号提供给发动机控制单元。根据第2方式，生成对第I请求转矩叠加第2请求转矩得到的信号以及表示第I请求转矩的信号，将这两个信号提供发动机控制单元。另外，根据第3方式，分别生成表示第I请求转矩的信号和表示第2请求转矩的信号，并将这两个信号提供给发动机控制单兀。
[0026]另外，如果本发明的车辆综合控制装置具备变速器控制单元，则变速器控制单元优选被程序化为依照从驱动系统管理器提供的请求变速比来控制自动变速器。在此情况下，驱动系统管理器中具备决定要提供给变速器控制单元的请求变速比的请求变速比运算单元。请求变速比运算单元被程序化为在满足了与从发动机控制单元提示的第I最大转矩、和第I请求转矩运算单元计算出的第I请求转矩之差或比有关的规定条件的情况下，将请求变速比变更为更高的变速比。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是示出本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的结构的框图。
[0028]图2是示出本发明的实施方式I的致动器操作单元的结构的框图。
[0029]图3是示出本发明的实施方式I的第I最大转矩运算单元的结构的框图。
[0030]图4是示出本发明的实施方式I的第2最大转矩运算单元的结构的框图。
[0031]图5是示出本发明的实施方式I的由第2请求转矩运算单元执行的处理的流程图。
[0032]图6是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的请求转矩的计算结果的具体例子的时序图。
[0033]图7是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的请求转矩的计算结果的具体例子的时序图。
[0034]图8是示出由本发明的实施方式I的请求变速比运算单元执行的处理的流程图。
[0035]图9是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的齿轮级的控制结果的具体例子的时序图。
[0036]图10是示出基于本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的齿轮级的控制结果的具体例子的时序图。
[0037]图11是示出本发明的实施方式2的车辆综合控制装置的结构的框图。
[0038]图12是示出本发明的实施方式2的致动器操作单元的结构的框图。
[0039]图13是示出本发明的实施方式3的车辆综合控制装置的结构的框图。
[0040](符号说明)
[0041]10:车辆综合控制装置；20:内燃机；22:节气门；24:废气排放阀；26:可变配气相位正时(variable valve timing device)装置；28:发动机转速传感器；30:自动变速器；100:驱动系统管理器；110 --第I请求转矩运算单元；120 --第2请求转矩运算单元；130:请求变速比运算单元；200:发动机控制单元；210:致动器操作单元；220:第I最大转矩运算单元；230 --第2最大转矩运算单元；300:变速器控制单元。
【具体实施方式】
[0042]实施方式1.
[0043]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式I。
[0044]图1是示出本发明的实施方式I的车辆综合控制装置的结构的框图。本实施方式的车辆综合控制装置10被程序化为包括一个或多个车载计算机、至少对内燃机20和自动变速器30进行综合控制的控制装置。
[0045]作为控制对象的内燃机20是带涡轮增压器的汽油发动机。在内燃机20的吸气通路上配置有节气门22。另外，在吸气通路的节气门22的上游安装有带废气排放阀24的涡轮增压器。根据这样的结构，能够通过废气排放阀24的操作来控制涡轮增压器的压缩机的转速，使作为节气门22的上游的压力的增压压力变化。而且，能够通过节气门22的操作而使作为节气门22的下游的压力的吸气管压力变化，使决定内燃机20的输出转矩的吸入空气量变化。也就是说，节气门22相当于本发明中的第I致动器，包括废气排放阀24的涡轮增压器的整体相当于本发明中的第2致动器。内燃机20中还具备使吸气阀的配气相位正时变化的可变配气相位正时装置26。另外，内燃机20中安装有包括输出与发动机转速相应的信号的发动机转速传感器28的各种传感器。
[0046]自动变速器30是依照指令信号使变速比变化的电子控制式的自动变速器。自动变速器30既可以是通过多个齿轮间的组合而使变速比变化的有级变速器，也可以是通过使带轮的直径变化而使变速比变化的无级变速器。另外，自动变速器30既可以是转矩转换式的变速器，也可以是离合器式的变速器。
[0047]车辆综合控制装置10包括驱动系统管理器100、控制内燃机20的发动机控制单元200、控制自动变速器30的变速器控制单元300。位于命令的传递系统的上位的是驱动系统管理器100，发动机控制单元200以及变速器控制单元300位于其下位。除了这些以夕卜，车辆综合控制装置10还包括控制制动器装置的制动器控制单元等，但省略了它们的图示以及说明。
[0048]驱动系统管理器100具有对发动机控制单元200提供请求转矩(TQrq)的功能、对变速器控制单元300提供请求变速比(GRrq)的功能。以下，首先，从与由驱动系统管理器100对发动机控制单元200提供的请求转矩(TQrq)有关的事项开始说明。
[0049]驱动系统管理器100在决定要提供给发动机控制单元200的请求转矩(TQrq)的过程中，参照从发动机控制单元200提示的内燃机20的最大转矩。发动机控制单元200所提示的最大转矩有第I最大转矩(TQmaxl)和第2最大转矩(TQmax2)这两种。发动机控制单元200连续地提示两种最大转矩(TQmaxl，TQmax2)的双方。
[0050]发动机控制单元200具备:根据从驱动系统管理器100提供的请求转矩(TQrq)来操作各致动器的致动器操作单元210、计算第I最大转矩(TQmaxl)的第I最大转矩运算单元220、计算第2最大转矩(TQmax2)的第2最大转矩运算单元230。图2的框图示出致动器操作单元210的结构，图3的框图示出第I最大转矩运算单元220的结构，图4的框图示出第2最大转矩运算单元230的结构。
[0051]如图2所示，致动器操作单元210包括5个运算要素211、212、213、214、215。运算要素211使用映射计算出实现请求转矩(TQrq)所需的吸入空气量。在映射中，将包括发动机转速、点火期间以及空燃比在内的各种发动机状态量作为关键词而将转矩与吸入空气量建立起关联。利用运算要素211计算出的吸入空气量为对内燃机20的请求吸入空气量(KLrq)。请求吸入空气量(KLrq)被输入到运算要素212和运算要素215。
[0052]运算要素212使用一次函数式计算实现请求吸入空气量(KLrq)所需要的吸气管压力。一次函数式中使用根据发动机转速、废气排放阀占空比、配气相位正时来决定其值的多个系数来定义吸入空气量与吸气管压力的关系。利用运算要素212计算出的吸气管压力为针对内燃机20的请求吸气管压力(PMrq)。请求吸气管压力(PMrq)被输入到运算要素213和运算要素214。
[0053]运算要素213使用空气模型的逆模型计算实现请求吸气管压力(PMrq)所需要的节气门开度。空气模型是将吸气通路内的压力、流量相对于包括节气门22在内的各致动器的动作的动态特性模型化而得到的物理模型。根据其逆模型，能够逆计算为了得到所期望的压力或者流量而所需要的致动器的操作量。利用运算要素212计算出的节气门开度为针对节气门22的目标节气门开度(TA)。发动机控制单元200依照目标节气门开度(TA)来操作节气门22。
[0054]运算要素214计算实现请求吸气管压力(PMrq)所需要的废气排放阀24的操作量。废气排放阀24的操作量是使废气排放阀24进行开关动作的电磁阀的占空比。在废气排放阀占空比的计算中，首先，将对请求吸气管压力(PMrq)加上规定值而得到的值决定为请求增压压力。然后，使用将增压压力与废气排放阀占空比建立关联的映射或者模型计算对应于请求增压压力的废气排放阀占空比。通过计算得到的废气排放阀占空比为针对废气排放阀24的目标废气排放阀占空比(WGV)。发动机控制单元200依照目标废气排放阀占空比来操作废气排放阀24。
[0055]运算要素215计算适于请求吸入空气量(KLrq)的配气相位正时。配气相位正时的计算中，使用将吸入空气量与配气相位正时建立关联的映射或者模型计算对应于请求吸入空气量(KLrq)的配气相位正时。利用运算要素215计算出的配气相位正时为针对可变配气相位正时装置26的目标配气相位正时(VVT)。发动机控制单元200依照目标配气相位正时来操作可变配气相位正时装置26。
[0056]如图3所示，第I最大转矩运算单元220包括3个运算要素221、222、223。运算要素223使用空气模型计算在当前时刻作用于节气门22的上游的增压压力(Pic)。空气模型是将吸气通路内的压力、流量相对于各致动器的动作的动态特性模型化而得到的物理模型。在使用空气模型的计算中，作为致动器信息而使用当前时刻的节气门开度(TA)、废气排放阀开度(WGV)以及配气相位正时(VVT)。利用运算要素223计算出的增压压力(Pic)被输入到运算要素222。
[0057]运算要素222根据增压压力(Pic)计算吸入空气量，该吸入空气量是在当前时刻的废气排放阀占空比(WGV)以及配气相位正时(VVT)下将节气门22开到全开的情况下得到的。利用运算要素222计算出的吸入空气量是仅利用节气门22的操作能够实现的吸入空气量的最大值。以下，将利用运算要素222计算出的吸入空气量称作第I最大吸入空气量(KLmaxl)。利用运算要素222计算出的第I最大吸入空气量(KLmaxl)被输入到运算要素 221。
[0058]运算要素221根据第I最大吸入空气量(KLmaxl)和当前时刻的发动机转速(NE)计算内燃机20能够输出的转矩。利用运算要素221计算出的转矩是第I最大转矩(TQmaxl)。第I最大转矩(TQmaxl)表示不使废气排放阀24的开度变化而仅使节气门22的开度变化时能够实现的、当前时刻的发动机转速(NE)下的最大转矩。
[0059]如图4所示，第2最大转矩运算单元230包括3个运算要素231、232、233。运算要素233使用映射计算在当前时刻的发动机转速(NE)下能够实现的最大增压压力(Picmax)。增压压力通过使废气排放阀24全关而成为最大，其最大值根据发动机转速而变化。另外，大气压、节气门开度也影响增压压力的最大值。在映射中，以标准大气压且节气门全开为前提，针对每个发动机转速确定有最大增压压力。另外，这里所说的最大增压压力是指使废气排放阀24全关了之后最终达到的增压压力的最大值。利用运算要素233计算出的最大增压压力(Picmax)被输入到运算要素232。
[0060]运算要素232根据最大增压压力(Picmax)计算在使废气排放阀24全关、且将可变配气相位正时装置26操作到使吸入空气量最大的位置的情况下，在将节气门22开到全开的情况下所得到的吸入空气量。利用运算要素232计算出的吸入空气量是通过操作节气门22和废气排放阀24而能够实现的吸入空气量的最大值。以下，将利用运算要素232计算出的吸入空气量称作第2最大吸入空气量(KLmax2)。利用运算要素232计算出的第2最大吸入空气量(KLmax2)被输入到运算要素231。
[0061]运算要素231根据第2最大吸入空气量(KLmax2)以及当前时刻的发动机转速(NE)计算内燃机20能够输出的转矩。利用运算要素231计算出的转矩是第2最大转矩(TQmax2)。第2最大转矩(TQmax2)表示在使节气门22的开度变化、且使废气排放阀24的开度也变化时能够实现的、当前时刻的发动机转速(NE)下的最大转矩。
[0062]驱动系统管理器100具备第I请求转矩运算单元110以及第2请求转矩运算单元120来作为用于计算要提供给发动机控制单元200的请求转矩(TQrq)的手段。利用第I最大转矩运算单元220计算出的第I最大转矩(TQmaxl)被提示给第2请求转矩运算单元120。利用第2请求转矩运算单元120计算出的第2最大转矩(TQmax2)被提示给第I请求转矩运算单元110。以下，说明第I请求转矩运算单元110和第2请求转矩运算单元120的各功能。另外，驱动系统管理器100还具有计算对变速器控制单元300提供的请求变速比(GRrq)的请求变速比运算单元130。关于请求变速比运算单元130的功能将后述。
[0063]第I请求转矩运算单元110计算包含针对内燃机20的请求转矩中的变化速度慢的转矩分量的第I请求转矩(TQrql)。第I请求转矩运算单元110被输入通过加速踏板开度而传达的来自驾驶员的与转矩有关的请求(RqO)、来自自动巡航系统的与转矩有关的请求(Rql)。第I请求转矩运算单元110协调这些请求，根据其协调结果决定第I请求转矩(TQrql)的大小。此时，参照从第2请求转矩运算单元120提示的第2最大转矩(TQmax2)，在不超过第2最大转矩(TQmax2)的范围中调整第I请求转矩(TQrql)的大小。例如，在根据来自驾驶员的请求(RqO)决定第I请求转矩(TQrql)的大小的情况下，如果该请求(RqO)对应于最大加速踏板开度，则将第I请求转矩(TQrql)设为适于第2最大转矩(TQmax2)的大小。
[0064]第2请求转矩运算单元120计算包括针对内燃机20的请求转矩中的变化速度快的转矩分量的第2请求转矩(TQrq2)。第2请求转矩运算单元120被输入来自簧载振动阻尼控制系统的与转矩有关的请求(Rq2)、来自变速器控制单元的与转矩有关的请求(Rq3)、来自车辆姿势稳定控制系统的与转矩有关的请求(Rq4)。这些请求是请求使转矩以高频振动的，或者请求使转矩脉冲状地变化的请求。第2请求转矩运算单元120协调这些请求，根据其协调结果决定第2请求转矩(TQrq2)的大小。此时，第2请求转矩运算单元120参照从第I请求转矩运算单元110提示的第I最大转矩(TQmaxl)、利用第I请求转矩运算单元110计算出的第I请求转矩(TQrql)，调整最终输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小。
[0065]第2请求转矩运算单元120按照图5的流程图的步骤调整最终输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小。首先，在步骤S102中，判定第I最大转矩(TQmaxl)相对于第I请求转矩(TQrql)的余量是否为零以上。如果第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差为零以上，则进一步进行步骤S104的判定。在步骤S104中，判定第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差是否为根据各请求计算出的第2请求转矩(TQrq2)以上。
[0066]在步骤S102的判定的结果是肯定、且步骤S104的判定的结果也是肯定的情况下，选择步骤S106。在选择了步骤S106的情况下，第2请求转矩运算单元120将根据各请求计算出的第2请求转矩(TQrq2)以其原来的大小输出。
[0067]在步骤S104的判定的结果是肯定、步骤S104的判定的结果是否定的情况下，选择步骤S108。在选择了步骤S108的情况下,第2请求转矩运算单元120修正根据各请求计算出的第2请求转矩(TQrq2)的大小，将最终要输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小设为第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)的差以下。也就是说，修正第2请求转矩(TQrq2)的大小，以使得对第I请求转矩(TQrql)加上第2请求转矩(TQrq2)得到的值不超过第I最大转矩(TQmaxl)。
[0068]在步骤S102的判定的结构是否定的情况下，选择步骤S110。在选择了步骤SllO的情况下，第2请求转矩运算单元120将要输出的第2请求转矩(TQrq2)的大小设为零。
[0069]驱动系统管理器100对从第I请求转矩运算单元120输出的第I请求转矩(TQrql)相加从第2请求转矩运算单元120输出的第2请求转矩(TQrq2)。然后，将其合计值作为最终的请求转矩(TQrq)提供给发动机控制单元200。
[0070]图6以及图7中，与第I最大转矩(TQmaxl)、第2最大转矩(TQmax2)、第I请求转矩(TQrql)以及第2请求转矩(TQrq2)的各计算结果以及发动机转速一起，以时序图示出从驱动系统管理器100提供给发动机控制单元200的请求转矩(TQrq)的计算结果的一个例子。图6以及图7所示的例子中，在时刻t0，由驾驶员进行踩下加速踏板的操作。不过，图6所示的例子中加速踏板开度缓慢地变化，与此相对，图7所示的例子中加速踏板开度以快的速度变化。也就是说，图6所示的例子中，驾驶员请求缓慢加速，在图6所示的例子中驾驶员请求快速加速。另外，在图6以及图7所示的两个例子中，紧接在驾驶员进行的加速踏板操作之后，从簧载振动阻尼控制系统请求用于抑制车体的纵倾(pitching)的阻尼转矩。该阻尼转矩是以高频振动的转矩，包含于第2请求转矩(TQrq2)中而被输出。
[0071]在图6所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)未超过仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。进而，在第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之间还存在足够的余量。因此，前述的步骤S102的判定结果和步骤S104的判定结果都为肯定，以高频振动的第2请求转矩(TQrq2)被以原来的大小叠加到第I请求转矩(TQrql)上。由此，对发动机控制单元200提供与加速踏板开度的增加相应地增加、并且以高频振动的请求转矩(TQrq)。请求转矩(TQrq)收敛于以第I最大转矩(TQmaxl)为上限的转矩范围内，所以请求转矩(TQrq)具有的高频的振动分量通过节气门22的操作来实现的。因为转矩针对节气门22的操作的响应速度快，所以从内燃机20输出包括符合请求的振动分量的转矩。
[0072]在图7所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)以快的速度增加，超过仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。在第I请求转矩(TQrql)变为比第I最大转矩(TQmaxl)大的时刻tl至时刻t2的期间中，前述的步骤S102的判定结果为否定、从第2请求转矩运算单元120最终输出的第2请求转矩(TQrq2)为零。因此，在时刻tl至时刻t2的期间，仅以第I请求转矩(TQrql)构成最终的请求转矩(TQrq)。然后，第I请求转矩(TQrql)变得比第I最大转矩(TQmaxl)小而前述的步骤S102的判定结果变为肯定之后，从第2请求转矩运算单元130输出以高频振动的第2请求转矩(TQrq2),对第I请求转矩(TQrql)叠加第2请求转矩(TQrq2)。由此,在第I请求转矩(TQrql)变为比第I最大转矩(TQmaxl)小的时刻t2以后，对发动机控制单元200提供以高频振动的请求转矩(TQrq)。在时刻t2以后提供的请求转矩(TQrq)收敛于以第I最大转矩(TQmaxl)为上限的转矩范围内，所以通过对发动机控制单元200提供请求转矩(TQrq)，请求转矩(TQrq)所具有的高频的振动分量是通过利用发动机控制单元200的节气门22的操作来实现的。
[0073]接下来，对与从驱动系统管理器100提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)有关的事项进行说明。变速器控制单元300依照从驱动系统管理器100提供的请求变速比(GRrq)操作自动变速器30。另外，在自动变速器30是有级变速器的情况下，此处所说的变速比的概念包含齿轮级。
[0074]驱动系统管理器100具备请求变速比运算单元130。请求变速比运算单元130被输入从发动机控制单元200的第I最大转矩运算单元22提示的第I最大转矩(TQmaxl)、利用第I请求转矩运算单元110计算出的第I请求转矩(TQrql)。请求变速比运算单元130根据各种信息决定提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。第I最大转矩(TQmaxl)和第I请求转矩(TQrql)是决定请求变速比(GRrq)时使用的信息的一部分。
[0075]依照图8的流程图所示的步骤决定基于第I最大转矩(TQmaxl)和第I请求转矩(TQrql)的请求变速比(GRrq)。在步骤S202中，判定第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差是否小于规定值α。然后，在步骤S202的判定的结果是肯定的情况下，选择步骤S204。在选择了步骤S204的情况下，请求变速比运算单元130增大要使自动变速器30降挡的、提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。通过使自动变速器30降挡而增大变速比，使内燃机20的发动机转速上升，由此能够增大内燃机能够输出的第I最大转矩(TQmaxl)。在步骤S202的判定的结构是否定的情况下,请求变速比运算单元130保持当前的请求变速比(GRrq)。
[0076]另外，也可以不进行步骤S202的判定，而判定第I最大转矩(TQmaxl)针对第I请求转矩(TQrql)的比是否小于规定值。另外，也可以判定第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差小于规定值的状态是否持续了规定时间、或者第I最大转矩(TQmaxl)针对第I请求转矩(TQrql)的比小于规定值的状态是否持续了规定时间。
[0077]图9以及图10中与第I最大转矩(TQmaxl)、第2最大转矩(TQmax2)以及第I请求转矩(TQrql)的各计算结果以及发动机转速一起，以时序图示出自动变速器30的齿轮级的控制结果的一个例子。在图9以及图10所示的例子中，在时刻t0，由驾驶员进行了踩下加速踏板的操作。不过，图9所示的例子中加速踏板开度缓慢地变化，与此相对，图10所示的例子中加速踏板开度以快的速度变化。也就是说，在图9所示的例子中，驾驶员请求缓慢加速，在图10所示的例子中，驾驶员请求快速加速。
[0078]在图9所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)未超过仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。因此，前述的步骤S202的判定结果为否定，加速开始后仍保持从请求变速比运算单元130提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。其结果，自动变速器30的齿轮级也不变更而保持现状的齿轮级的状态不变。
[0079]在图10所示的例子中，根据加速踏板开度计算出的第I请求转矩(TQrql)以快的速度增加，超过了仅通过节气门22的操作能够实现的第I最大转矩(TQmaxl)。因此，实现第I请求转矩(TQrql)需要废气排放阀24的操作，产生由涡轮迟滞引起的转矩上升延迟。在此情况下，在第I最大转矩(TQmaxl)与第I请求转矩(TQrql)之差变为小于规定值α的时刻t3，前述的步骤S204的判定结果为肯定，增大从请求变速比运算单元130提供给变速器控制单元300的请求变速比(GRrq)。其结果，进行基于变速器控制单元300的自动变速器30的降挡操作，自动变速器30的齿轮级比加速前降低规定级。通过降低自动变速器30的齿轮级，发动机转速大幅上升，与此相伴，通过第I最大转矩(TQmaxl)上升来消除涡轮迟滞。
[0080]实施方式2.
[0081]接下来，使用【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式2。
[0082]图11是示出本发明的实施方式2的车辆综合控制装置的结构的框图。本实施方式的车辆综合控制装置相当于对实施方式I的车辆综合控制装置的结构进行部分变形而得到的装置。因此，图11中仅示出关于与实施方式I的车辆综合控制装置的不同点的结构。
[0083]在本实施方式的车辆综合控制装置中，从驱动系统管理器100对发动机控制单元200提供将第I请求转矩(TQrql)和第2请求转矩(TQrq2)叠加而获得的请求转矩(TQrq)。另外，与此并行地，从驱动系统管理器100对发动机控制单元200还提供了第I请求转矩(TQrql)。
[0084]图12是示出本实施方式的致动器操作单元210的结构的框图。关于构成致动器操作单元210的要素中的、与实施方式I在功能上通用的要素，图中赋予同一符号。本实施方式的致动器操作单元210中，由运算要素211根据请求转矩(TQrq)计算请求吸入空气量(KLrq)，由运算要素212根据请求吸入空气量(KLrq)计算请求吸气管压力(PMrq)。然后，由运算要素212根据请求吸气管压力(PMrq)计算目标节气门开度(TA)。
[0085]另外，与此并行地，由运算要素216还根据第I请求转矩(TQrql)计算请求吸入空气量(KLrql)。然后，由运算要素217根据请求吸入空气量(KLrql)计算请求吸气管压力(PMrql)。将利用运算要素217计算出的请求吸气管压力(PMrql)输入到运算要素214，在运算要素214中根据请求吸气管压力(PMrql)计算目标废气排放阀占空比(WGV)。另外，将利用运算要素216计算出的请求吸入空气量(KLrql)输入到运算要素215，在运算要素215中根据请求吸入空气量(KLrql)计算目标配气相位正时(VVT)。
[0086]根据请求转矩(TQrq)计算出的请求吸入空气量(KLrq)以及请求吸气管压力(PMrq)中包含有与请求转矩(TQrq)中包含的变化速度快的转矩分量相应的分量。与此相对，根据第I请求转矩(TQrql)计算出的请求吸入空气量(KLrql)以及请求吸气管压力(PMrql)中不包含那样的变化速度快的分量。因此，通过依照根据这些而决定的目标废气排放阀占空比(WGV)以及目标配气相位正时(VVT)来操作废气排放阀24以及可变配气相位正时装置26，能够抑制这些致动器的无用的动作。
[0087]实施方式3.
[0088]接下来，利用【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式3。
[0089]图13是示出本发明的实施方式3的车辆综合控制装置的结构的框图。本实施方式的车辆综合控制装置与将实施方式I的车辆综合控制装置的结构部分变形而得到的装置相当。因此，图13仅示出关于与实施方式I的车辆综合控制装置的不同点的结构。
[0090]在本实施方式的车辆综合控制装置中，从驱动系统管理器100对发动机控制单元200分别提供第I请求转矩(TQrql)和第2请求转矩(TQrq2)。在发动机控制单元200的致动器操作单元210中，计算将所提供的第I请求转矩(TQrql)与第2请求转矩(TQrq2)叠加了的请求转矩(TQrq),通过与实施方式I的方法相同的方法,根据请求转矩(TQrq)计算目标节气门开度(TA)、目标废气排放阀占空比(WGV)以及目标配气相位正时(VVT)。或者，通过与实施方式2的方法相同的方法，根据请求转矩(TQrq)计算目标节气门开度(TA)、根据第I请求转矩(TQrql)计算目标废气排放阀占空比(WGV)以及目标配气相位正时(VVT)。
[0091]其它.
[0092]本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如，上述的实施方式中内燃机具备的可变配气相位正时装置在本发明中不是必需的。内燃机中至少具备节气门以及带废气排放阀的涡轮增压器即可。
[0093]另外，本发明的车辆综合控制装置不仅能够应用于具有带废气排放阀的涡轮增压器的内燃机，还能够应用于具有可变容量型涡轮增压器的内燃机、具有带电磁离合器的机械式增压器的内燃机、或者具有电动式增压器的内燃机。也就是说，只要是具有带有控制压缩机的转速的控制设备的增压器的内燃机，都能作为本发明的车辆综合控制装置的控制对象。在此情况下，将节气门看做第I致动器，将带控制设备的增压器看做第2致动器。
[0094]进而，本发明的车辆综合控制装置中的第I致动器和第2致动器不限于节气门和带控制设备的增压器的组合。例如，如果是在吸气通路中的节气门的下游设置有吸气控制阀的内燃机，则能够将吸气控制阀看做第I致动器、将节气门看做第2致动器而应用本发明的控制装置。另外，如果吸气阀是提升量或者作用角可变的吸气阀，则能够将吸气阀看做第I致动器、将节气门看做第2致动器而应用本发明的车辆综合控制装置。
【权利要求】
1.一种车辆综合控制装置，所述车辆具备具有第I致动器和第2致动器的内燃机来作为动力源，所述第I致动器设置于吸气通路的第I位置，对所述第I位置的下游的压力起作用，所述第2致动器设置于所述吸气通路的比第I位置更靠上游的第2位置，对所述第2位置的下游的压力起作用，所述车辆综合控制装置的特征在于，具备: 驱动系统管理器，管理车辆的驱动系统整体的运转；以及 发动机控制单元，控制所述内燃机， 所述发动机控制单元具备: 致动器操作单元，根据从所述驱动系统管理器提供的请求转矩来操作所述第I致动器和所述第2致动器； 第I最大转矩运算单元，根据发动机转速计算第I最大转矩，并对所述驱动系统管理器提示该第I最大转矩，所述第I最大转矩能够在不主动变更所述第2致动器的操作量而仅主动变更了所述第I致动器的操作量的情况下实现；以及 第2最大转矩运算单元，根据发动机转速计算第2最大转矩，并对所述驱动系统管理器提示该第2最大转矩，所述第2最大转矩能够在主动变更了所述第I致动器的操作量和所述第2致动器的操作量这双方的情况下实现， 所述驱动系统管理器参照从所述发动机控制单元提示的所述第I最大转矩以及所述第2最大转矩，决定要提供给所述发动机控制单元的请求转矩。
2.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器具备: 第I请求转矩运算单元，参照所述第2最大转矩计算第I请求转矩；以及 第2请求转矩运算单元，参照所述第I最大转矩和所述第I请求转矩计算作为比所述第I请求转矩变化速度快的转矩分量的第2请求转矩。
3.根据权利要求2所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I请求转矩运算单元在不超过所述第2最大转矩的范围中调整第I请求转矩的大小。
4.根据权利要求2所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2请求转矩运算单元在不超过所述第I最大转矩相对于所述第I请求转矩的余量的范围中调整第2请求转矩的大小。
5.根据权利要求2或3所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I请求转矩运算单元根据来自驾驶员的请求生成所述第I请求转矩。
6.根据权利要求2或4所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2请求转矩运算单元根据来自簧载振动阻尼控制系统、变速器控制单元以及车辆姿势稳定控制系统中的至少一个的请求生成所述第2请求转矩。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器对所述第I请求转矩叠加所述第2请求转矩而生成一个信号，并将该一个信号提供给所述发动机控制单元。
8.根据权利要求2至6中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器生成对所述第I请求转矩叠加所述第2请求转矩而得到的信号以及表示所述第I请求转矩的信号，将这两个信号提供给所述发动机控制单元。
9.根据权利要求2至6中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器生成表示所述第I请求转矩的信号以及表示所述第2请求转矩的信号，将这两个信号提供给所述发动机控制单元。
10.根据权利要求2至9中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述车辆综合控制装置还具备变速器控制单元，该变速器控制单元依照从所述驱动系统管理器提供的请求变速比来控制自动变速器， 所述驱动系统管理器还具备请求变速比运算单元，所述请求变速比运算单元决定要提供给所述变速器控制单元的所述请求变速比， 所述请求变速比运算单元在满足了与所述第I最大转矩和所述第I请求转矩的差或者比有关的规定条件的情况下，将所述请求变速比变更为比当前高的变速比。
11.根据权利要求1所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述驱动系统管理器在使要提供给所述发动机控制单元的请求转矩包含变化速度快的转矩分量的情况下，在不超过所述第I最大转矩的范围中调整所述请求转矩的大小，在使要提供给所述发动机控制单元的请求转矩仅包含变化速度慢的转矩分量的情况下，在不超过所述第2最大转矩的范围中调整所述请求转矩的大小。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I致动器是以相对于所述第I位置的上游的压力而使所述第I位置的下游的压力减少的方式起作用的致动器， 所述第2致动器是以相对于所述第2位置的上游的压力而使所述第2位置的下游的压力上升的方式起作用的致动器。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2致动器是所述第2位置的下游的压力相对于其动作的变化速度比所述第I位置的下游的压力相对于所述第I致动器的动作的变化速度慢的致动器。
14.根据权利要求12或13所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第I致动器是节气门， 所述第2致动器是带有控制压缩机的转速的控制设备的增压器。
15.根据权利要求14所述的车辆综合控制装置，其特征在于， 所述第2致动器是带废气排放阀的涡轮增压器。
【文档编号】F02D41/00GK104411954SQ201280074309
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】吉崎聪, 副岛慎一, 田中聪, 高桥清德 申请人:丰田自动车株式会社
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