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JP4715941B2 - Vehicle diagnostic device - Google Patents

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JP4715941B2
JP4715941B2 JP2009070713A JP2009070713A JP4715941B2 JP 4715941 B2 JP4715941 B2 JP 4715941B2 JP 2009070713 A JP2009070713 A JP 2009070713A JP 2009070713 A JP2009070713 A JP 2009070713A JP 4715941 B2 JP4715941 B2 JP 4715941B2
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友哉 佐野
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Toyota Motor Corp
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関によって駆動される車両の診断装置に関し、詳しくは、車両の燃費を診断する装置に関する。   The present invention relates to a diagnosis device for a vehicle driven by an internal combustion engine, and more particularly to a device for diagnosing the fuel consumption of a vehicle.

車両、特に、内燃機関によって駆動される車両の燃費を計算する方法に関しては、かねてより種々の方法が提案されている。例えば、特開2004−60548号公報には、内燃機関の回転数とトルクと燃費率の関係を規定した燃費率マップを用いて燃費を計算する方法が開示されている。この方法によれば、内燃機関の初期燃費率に対する現在の燃費率の修正率が走行距離から求められ、燃費率マップに格納されている各値に燃費率修正率を掛けることで燃費率マップが補正される。そして、内燃機関の回転数とトルクに基づき補正後の燃費率マップを参照することで内燃機関の燃費率が演算され、演算された燃費率に基づき内燃機関の燃料消費量が演算される。   Various methods have been proposed for calculating the fuel consumption of a vehicle, particularly a vehicle driven by an internal combustion engine. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-60548 discloses a method for calculating fuel consumption using a fuel consumption rate map that defines the relationship among the rotational speed, torque, and fuel consumption rate of an internal combustion engine. According to this method, the correction rate of the current fuel consumption rate with respect to the initial fuel consumption rate of the internal combustion engine is obtained from the travel distance, and the fuel consumption rate map is obtained by multiplying each value stored in the fuel consumption rate map by the fuel consumption rate correction rate. It is corrected. The fuel consumption rate of the internal combustion engine is calculated by referring to the corrected fuel consumption rate map based on the rotation speed and torque of the internal combustion engine, and the fuel consumption amount of the internal combustion engine is calculated based on the calculated fuel consumption rate.

特開2004−60548号公報JP 2004-60548 A 特開平1−290967号公報JP-A-1-290967

しかしながら、特開2004−60548号公報に開示された方法で計算できるのは、あくまでも運転者による車両の運転状態を評価するための燃費であって、車両の状態を診断するための燃費ではない。燃費は、運転者による車両の運転状態だけでなく、経時変化によって内燃機関が劣化した場合等、車両の状態に変化が生じた場合にも変化する。この場合、内燃機関の機関回転数とトルクと燃費率の関係が変化することになるが、特開2004−60548号公報に開示された方法ではその関係は固定されている。走行距離に応じた修正率によって燃費率が補正されるようにはなっているが、走行距離と修正率との関係は固定されていて、車両の実際の状態が反映されるようにはなっていない。   However, what can be calculated by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-60548 is only the fuel consumption for evaluating the driving state of the vehicle by the driver, not the fuel consumption for diagnosing the state of the vehicle. The fuel consumption changes not only when the driver is driving the vehicle, but also when the vehicle state changes, such as when the internal combustion engine deteriorates due to changes over time. In this case, the relationship between the engine speed, torque and fuel consumption rate of the internal combustion engine changes, but the relationship is fixed in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-60548. The fuel consumption rate is corrected by the correction rate according to the travel distance, but the relationship between the travel distance and the correction rate is fixed and reflects the actual state of the vehicle. Absent.

車両の状態を診断するためには、車両、特に、内燃機関の実際の状態が反映された燃費を計算する必要がある。そのためには、燃費の計算に使用するマップデータを適宜更新していくことが重要であるが、ここで一つの問題がある。   In order to diagnose the state of the vehicle, it is necessary to calculate the fuel consumption reflecting the actual state of the vehicle, particularly the internal combustion engine. For that purpose, it is important to update the map data used for the calculation of fuel consumption appropriately, but there is one problem here.

まず、燃費の計算に使用するマップデータとしては、内燃機関のトルク及び機関回転数に燃料消費量を関連付けたものが好ましい。ただし、それらの関係は内燃機関の制御に用いられる機関パラメータの値によって変わってくる。そのような機関パラメータの中でも代表的なものが点火時期である。他の機関パラメータの値が一定であれば、トルクは点火時期がMBTのときに最大となり、結果、燃費も最良となる。内燃機関の制御は可能なかぎりMBTでの運転を実現するように行われることから、前記のマップデータは、点火時期がMBTであるときのトルク及び機関回転数に燃料消費量を関連付けたものであることが望ましい。また、マップデータがMBTを前提としているのであれば、マップデータの更新タイミングも内燃機関がMBTで運転されているときとするのが望ましい。   First, the map data used for calculating the fuel consumption is preferably one in which the fuel consumption is associated with the torque of the internal combustion engine and the engine speed. However, the relationship varies depending on the values of engine parameters used for controlling the internal combustion engine. A typical one of such engine parameters is the ignition timing. If the values of other engine parameters are constant, the torque becomes maximum when the ignition timing is MBT, and as a result, the fuel consumption is also optimal. Since the control of the internal combustion engine is performed so as to realize the MBT operation as much as possible, the map data is obtained by associating the fuel consumption with the torque and the engine speed when the ignition timing is MBT. It is desirable to be. If the map data is based on MBT, it is desirable that the update timing of the map data is also when the internal combustion engine is operating at MBT.

しかしながら、運転者による車両の運転状態によっては、内燃機関の運転はしばしばMBT以外の点火時期でも行われる。このため、マップデータの更新タイミングをMBTで運転されている時に限定したのでは、十分な頻度で更新を行えないおそれがある。更新の頻度が少なければ、内燃機関の実際の状態をマップデータに十分に反映することができず、結果、燃費に基づいた正確な診断を行うことができなくなる。   However, depending on the driving state of the vehicle by the driver, the operation of the internal combustion engine is often performed at an ignition timing other than MBT. For this reason, if the update timing of the map data is limited to when it is operated by MBT, there is a possibility that the update cannot be performed with sufficient frequency. If the update frequency is low, the actual state of the internal combustion engine cannot be sufficiently reflected in the map data, and as a result, accurate diagnosis based on fuel consumption cannot be performed.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃費の計算に使用するマップデータの更新の機会が運転者による車両の運転状態によって制限されることをなくし、マップデータの効率的な更新によって内燃機関の実際の状態を燃費の計算結果に十分に反映させることを可能にした車両の診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and eliminates the possibility that the driver updates the map data used for calculating the fuel consumption by the driving state of the vehicle. An object of the present invention is to provide a vehicle diagnostic apparatus that can sufficiently reflect the actual state of the internal combustion engine in the calculation result of the fuel consumption by efficient updating.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のトルク及び機関回転数に燃料消費量を関連付けたマップデータを用いて、実際の或いは仮定した運転パターンのもとでの燃費を算出する車両の診断装置において、
前記内燃機関の制御に用いられる特定の機関パラメータとトルクとの関係を表したトルク特性モデルを記憶するトルク特性モデル記憶手段と、
前記マップデータの更新タイミングが到来した場合に、その時点における燃料消費量、トルク及び機関回転数の各値と前記特定機関パラメータの値とをそれぞれ取得するデータ取得手段と、
取得した前記特定機関パラメータの値が特定値とは異なる場合、前記トルク特性モデルを用いて、取得したトルクの値から前記特定値に対応する更新用のトルクの値を生成する更新用トルク値生成手段と、
取得したトルクの値或いは生成した更新用のトルクの値と取得した機関回転数の値とに対応する前記マップデータの燃料消費量の値を、取得した燃料消費量の値によって更新するマップデータ更新手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the first invention calculates the fuel consumption under the actual or assumed driving pattern using map data in which the fuel consumption is associated with the torque and engine speed of the internal combustion engine. In the vehicle diagnostic device,
Torque characteristic model storage means for storing a torque characteristic model representing a relationship between a specific engine parameter and torque used for controlling the internal combustion engine;
Data acquisition means for acquiring each value of the fuel consumption, torque and engine speed at that time and the value of the specific engine parameter when the update timing of the map data has arrived,
When the acquired value of the specific engine parameter is different from the specific value, an update torque value generation for generating an update torque value corresponding to the specific value from the acquired torque value using the torque characteristic model Means,
Map data update for updating the fuel consumption value of the map data corresponding to the acquired torque value or the generated updating torque value and the acquired engine speed value with the acquired fuel consumption value Means,
It is characterized by having.

第2の発明は、第1の発明において、
前記特定機関パラメータは点火時期であり、前記特定値はMBTであることを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The specific engine parameter is an ignition timing, and the specific value is MBT.

第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記マップデータ更新手段は、取得した燃料消費量の値をトルク及び機関回転数の値に関連付けて記憶し、同一のトルク及び機関回転数の値に対応する燃料消費量の値が規定個数取得されたら、それら規定個数分の燃料消費量の平均値によって前記マップデータの燃料消費量の値を更新することを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
The map data updating means stores the acquired fuel consumption value in association with the torque and engine speed values, and a prescribed number of fuel consumption values corresponding to the same torque and engine speed values are acquired. Then, the fuel consumption value of the map data is updated with the average value of the fuel consumption for the prescribed number.

第1の発明によれば、マップデータの更新タイミングが到来したら、その時点における燃料消費量、トルク及び機関回転数の各値と特定機関パラメータの値とがそれぞれ取得される。そして、取得したトルクの値と取得した機関回転数の値とに対応するマップデータの燃料消費量の値が、取得した燃料消費量の値によって更新される。ただし、取得した特定機関パラメータの値が特定値とは異なる場合には、特定機関パラメータとトルクとの関係を表したトルク特性モデルを用いて、取得したトルクの値から特定値に対応する更新用のトルクの値が生成される。そして、生成した更新用のトルクの値と取得した機関回転数の値とに対応するマップデータの燃料消費量の値が、取得した燃料消費量の値によって更新される。このように、第1の発明によれば、特定機関パラメータの値が特定値かどうかによらず、マップデータの更新タイミングが到来するたびにマップデータを更新することができるので、マップデータの効率的な更新によって内燃機関の実際の状態を燃費の計算結果に十分に反映させることができる。   According to the first aspect, when the map data update timing arrives, the values of the fuel consumption, torque, and engine speed and the value of the specific engine parameter at that time are respectively acquired. Then, the fuel consumption value of the map data corresponding to the acquired torque value and the acquired engine speed value is updated with the acquired fuel consumption value. However, if the acquired value of the specific engine parameter is different from the specific value, the torque characteristic model representing the relationship between the specific engine parameter and the torque is used to update the value corresponding to the specific value from the acquired torque value. Torque values are generated. Then, the fuel consumption value of the map data corresponding to the generated torque value for updating and the acquired engine speed value is updated with the acquired fuel consumption value. As described above, according to the first aspect, the map data can be updated every time the update timing of the map data comes regardless of whether the value of the specific engine parameter is a specific value. Thus, the actual state of the internal combustion engine can be sufficiently reflected in the calculation result of the fuel consumption.

第2の発明によれば、内燃機関がMBTで運転されたときに実現される最大燃費を計算することができるので、燃費に関して公平に車両を診断することができる。また、マップデータはMBTを前提としているが、内燃機関がMBT以外の点火時期で運転されているときに取得されたデータであってもマップデータの更新に用いることができるので、マップデータの更新タイミングがMBTでの運転時に限定されることがない。   According to the second aspect of the invention, since the maximum fuel consumption that can be achieved when the internal combustion engine is operated by MBT can be calculated, the vehicle can be diagnosed fairly with respect to the fuel consumption. The map data is premised on MBT, but even if it is data acquired when the internal combustion engine is operated at an ignition timing other than MBT, it can be used for updating map data. The timing is not limited to when operating in MBT.

第3の発明によれば、同一のトルク及び機関回転数の値に対応する燃料消費量の値を規定個数取得され、マップデータの燃料消費量の値の更新には、それら規定個数分の燃料消費量の平均値が用いられるので、取得したデータに含まれるノイズの影響を少なくして更新の精度を高めることができる。   According to the third aspect of the invention, a prescribed number of fuel consumption values corresponding to the same torque and engine speed values are acquired, and for updating the fuel consumption value in the map data, fuel for the prescribed number is obtained. Since the average value of consumption is used, the influence of noise contained in the acquired data can be reduced and the update accuracy can be increased.

本発明の実施の形態としての車両の診断装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the diagnostic apparatus of the vehicle as embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる燃料消費量マップの概念図である。It is a conceptual diagram of the fuel consumption map concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかるトルク特性モデルの概念図である。It is a conceptual diagram of the torque characteristic model concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において実施される燃料消費量マップの更新の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the update of the fuel consumption map implemented in embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図1乃至図4を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

本実施の形態において診断対象となる車両は、内燃機関(以下、単にエンジンという)によって駆動される車両である。車両が備えるエンジンは、火花点火式であって空燃比がストイキに制御されているエンジンである。それ以外のエンジン仕様には限定はない。本実施の形態の診断装置は、このような車両に備えられる制御装置の一機能として実現される。車両の制御装置が診断装置として機能した場合の構成をブロック図で示したものが図1である。図1に示す構成は、制御装置のメモリに格納されたプログラムに従い制御装置のCPUが動作することで仮想的に実現される構成である。   A vehicle to be diagnosed in the present embodiment is a vehicle driven by an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine). The engine provided in the vehicle is a spark ignition type engine in which the air-fuel ratio is controlled to stoichiometric. Other engine specifications are not limited. The diagnostic device of the present embodiment is realized as one function of a control device provided in such a vehicle. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration when the vehicle control device functions as a diagnostic device. The configuration shown in FIG. 1 is a configuration that is virtually realized by the CPU of the control device operating according to a program stored in the memory of the control device.

本実施の形態の診断装置を構成する要素の一つが、診断用の走行モードデータを記憶した走行モードデータ記憶部2である。走行モードデータは診断用の走行パターンを車速で定義したものである。走行パターンの具体例としては、10・15モードや米国LA4モードで規定された走行パターンを挙げることができる。走行モードデータ記憶部2に記憶されている走行モードデータは外部からの書き換えが可能になっている。   One of the elements constituting the diagnostic device of the present embodiment is a travel mode data storage unit 2 that stores travel mode data for diagnosis. The driving mode data is a diagnostic driving pattern defined by the vehicle speed. Specific examples of the travel pattern include travel patterns defined in the 10.15 mode or the US LA4 mode. The driving mode data stored in the driving mode data storage unit 2 can be rewritten from the outside.

診断装置の構成要素には燃費計算部4が含まれる。燃費計算部4は燃費モデルを用いて車両の燃費を計算する。燃費モデルは走行モードデータから燃費を計算するための計算モデルである。以下、燃費モデルで算出される燃費X[km/l]をモード燃費という。燃費モデルは駆動系モデルと燃料消費量マップとから構成されている。燃料消費量マップには、エンジン回転数Ne[rpm]及びエンジントルク(軸トルク)Te[Nm]に燃料消費量q[g/s]が関連付けられている。駆動系モデルはエンジンからタイヤまでのトルク及び回転の伝達特性をモデル化したものである。この駆動系モデルを逆方向から計算することで、走行モードデータからエンジン回転数Ne及びトルクTeを逆算することができる。駆動系モデルを構成する各種のデータ、具体的には車重やタイヤ径等の車両諸元、転がり摩擦係数等の各種の損失係数、変速機の変速パターン等のデータは外部から書き換え可能とされている。   The fuel consumption calculation unit 4 is included in the components of the diagnostic apparatus. The fuel consumption calculation unit 4 calculates the fuel consumption of the vehicle using a fuel consumption model. The fuel consumption model is a calculation model for calculating the fuel consumption from the driving mode data. Hereinafter, the fuel efficiency X [km / l] calculated by the fuel efficiency model is referred to as mode fuel efficiency. The fuel consumption model is composed of a drive system model and a fuel consumption map. In the fuel consumption map, the fuel consumption q [g / s] is associated with the engine speed Ne [rpm] and the engine torque (shaft torque) Te [Nm]. The drive train model is a model of torque and rotation transmission characteristics from the engine to the tire. By calculating the drive system model from the reverse direction, the engine speed Ne and the torque Te can be calculated backward from the travel mode data. Various data composing the drive system model, specifically vehicle specifications such as vehicle weight and tire diameter, various loss factors such as rolling friction coefficient, transmission shift pattern data, etc. can be rewritten from the outside. ing.

駆動系モデル及び燃料消費量マップを用いたモード燃費Xの計算は次のようにして行なわれる。まず、走行モードデータ記憶部2から燃費計算部4に走行モードデータが読み込まれる。燃費計算部4は走行モードデータから所定の時間間隔(例えば1秒間隔)で車速V[m/s]を取得し、車速Vから加速度α[m/s]を算出する。そして、算出した車速V及び加速度αを駆動系モデルに入力する。 The calculation of the mode fuel consumption X using the drive system model and the fuel consumption map is performed as follows. First, driving mode data is read from the driving mode data storage unit 2 into the fuel consumption calculation unit 4. The fuel consumption calculation unit 4 acquires the vehicle speed V [m / s] from the driving mode data at a predetermined time interval (for example, every 1 second), and calculates the acceleration α [m / s 2 ] from the vehicle speed V. Then, the calculated vehicle speed V and acceleration α are input to the drive system model.

駆動系モデルでは、車速V及び加速度αに基づいて走行抵抗Rall[N]が算出される。走行抵抗Rallは空気抵抗Rairと転がり抵抗Rrollの和として算出することができる。各抵抗値Rair,Rrollは予め実験により作成したマップによって、或いは、物理式を用いて算出される。続いて、車速Vとタイヤの有効半径Rとからタイヤ回転数Na[rpm]が算出され、また、走行抵抗Rallとタイヤの有効半径RとからタイヤトルクTa[Nm]が算出される。 In the drive system model, the running resistance R all [N] is calculated based on the vehicle speed V and the acceleration α. The running resistance R all can be calculated as the sum of the air resistance R air and the rolling resistance R roll . Each of the resistance values R air and R roll is calculated by a map created by experiment in advance or by using a physical formula. Subsequently, the tire rotation speed Na [rpm] is calculated from the vehicle speed V and the effective radius R of the tire, and the tire torque Ta [Nm] is calculated from the running resistance R all and the effective radius R of the tire.

次に、駆動系モデルでは、タイヤ回転数Naからプロペラシャフト回転数Np[rpm]が算出され、また、タイヤトルクTaからプロペラシャフトトルクTp[Nm]が算出される。これらの計算では、デファレンシャルギアのデフ比やデファレンシャルギアにおけるトルク損失が考慮される。そして、プロペラシャフト回転数Npからエンジン回転数Ne[rpm]が算出され、また、プロペラシャフトトルクTpからエンジントルクTe[Nm]が算出される。これらの計算では、トランスミッションのギヤ比や各種のトルク損失が考慮される。   Next, in the drive system model, the propeller shaft rotational speed Np [rpm] is calculated from the tire rotational speed Na, and the propeller shaft torque Tp [Nm] is calculated from the tire torque Ta. In these calculations, the differential gear differential ratio and the torque loss in the differential gear are taken into account. Then, the engine speed Ne [rpm] is calculated from the propeller shaft speed Np, and the engine torque Te [Nm] is calculated from the propeller shaft torque Tp. These calculations take into account the transmission gear ratio and various torque losses.

以上のような手順で計算を行うことにより、走行モードデータによって規定される走行パターンで車両を走行させた場合のエンジントルクTe及びエンジン回転数Neがそれぞれ所定の時間間隔で算出される。   By performing the calculation according to the procedure as described above, the engine torque Te and the engine speed Ne when the vehicle is driven in the driving pattern defined by the driving mode data are calculated at predetermined time intervals.

燃費計算部4は、駆動系モデルにより算出されたエンジントルクTe及びエンジン回転数Neを燃料消費量マップに当てはめる。それにより、走行モードデータで規定される走行パターンの開始から終了までの所定時間間隔毎(ここでは1秒毎)の燃料消費量q[g/s]が算出される。最後に、燃費計算部4は、車速Vの時間積分値と燃料消費量qの時間積分値とを用いてモード燃費Xを算出する。各時間積分の積分区間は走行モードデータで規定される走行パターンの開始時点から終了時点までである。   The fuel consumption calculation unit 4 applies the engine torque Te and the engine speed Ne calculated by the drive system model to the fuel consumption map. As a result, the fuel consumption q [g / s] is calculated every predetermined time interval (here, every second) from the start to the end of the travel pattern defined by the travel mode data. Finally, the fuel consumption calculation unit 4 calculates the mode fuel consumption X using the time integral value of the vehicle speed V and the time integral value of the fuel consumption q. The integration interval of each time integration is from the start point to the end point of the driving pattern defined by the driving mode data.

診断装置はその構成要素として燃費OBD部6を備えている。燃費OBD部6は、燃費モデルを用いて計算されたモード燃費によって燃費診断を行う。燃費モデルを用いて算出されるモード燃費は、車両そのものの状態によって決まる燃費であり、車両の使用状態やドライバの運転状態の影響を受けていない公平な燃費の評価指標である。したがって、モード燃費が悪化したということは、車両に何らかの問題が生じている可能性がある。そこで、燃費OBD部6は、燃費診断によりモード燃費が悪化していることが判明したときには、図示しない車室内の警告ランプを用いてドライバへの警告を発し、ドライバに対して車両の点検・整備を促す。   The diagnostic apparatus includes a fuel consumption OBD unit 6 as a component. The fuel consumption OBD unit 6 performs fuel consumption diagnosis based on the mode fuel consumption calculated using the fuel consumption model. The mode fuel efficiency calculated using the fuel efficiency model is a fuel efficiency determined by the state of the vehicle itself, and is a fair fuel efficiency evaluation index that is not affected by the use state of the vehicle or the driving state of the driver. Therefore, when the mode fuel efficiency is deteriorated, there is a possibility that some problem has occurred in the vehicle. Therefore, when it is determined by the fuel economy diagnosis that the mode fuel efficiency has deteriorated, the fuel efficiency OBD unit 6 issues a warning to the driver using a warning lamp in the vehicle interior (not shown), and the vehicle is inspected and maintained. Prompt.

また、診断装置の構成要素にはマップデータ更新部8が含まれる。マップデータ更新部8は、所定の周期で燃料消費量マップを更新する。図2は燃料消費量マップの概念図である。この図に示すように、マップデータ更新部8は、エンジン回転数NeとエンジンのMBTトルクTMBTとを取得し、それらで特定される燃料消費量の値を今回取得した値qに更新する。MBTトルクとは点火時期がMBTのときにエンジンから出力されるトルクである。エンジン回転数及び燃料消費量が同一であれば、点火時期がMBTのときにトルクは最大となり、結果、燃費も最良となる。このため、図2に示す燃料消費量マップには、点火時期がMBTであるときのエンジントルク及び回転数に燃料消費量が関連付けられている。 Further, the map data update unit 8 is included in the components of the diagnostic apparatus. The map data update unit 8 updates the fuel consumption map at a predetermined cycle. FIG. 2 is a conceptual diagram of a fuel consumption map. As shown in this figure, the map data update unit 8 acquires the engine speed Ne and the MBT torque T MBT of the engine, and updates the value of the fuel consumption specified by them to the value q acquired this time. The MBT torque is a torque output from the engine when the ignition timing is MBT. If the engine speed and the fuel consumption are the same, the torque becomes maximum when the ignition timing is MBT, and as a result, the fuel consumption is also optimal. Therefore, in the fuel consumption map shown in FIG. 2, the fuel consumption is associated with the engine torque and the rotational speed when the ignition timing is MBT.

マップデータ更新部8は、燃料消費量マップの更新に用いるデータをエンジンの実際制御結果から取得する。しかしながら、エンジンは必ずしもMBTで運転されているとは限らない。燃費の観点からはエンジンは可能なかぎりMBTで運転されることが好ましいが、実際にはしばしばMBT以外の点火時期でも運転される。このため、燃料消費量マップの更新を点火時期がMBTのときに限定したのでは、十分な頻度で更新を行うことができなくなる。   The map data update unit 8 acquires data used for updating the fuel consumption map from the actual control result of the engine. However, the engine is not necessarily operated by MBT. From the viewpoint of fuel consumption, the engine is preferably operated at MBT as much as possible. However, in practice, the engine is often operated at an ignition timing other than MBT. For this reason, if the update of the fuel consumption map is limited when the ignition timing is MBT, the update cannot be performed with sufficient frequency.

そこで、マップデータ更新部8は、点火時期がMBT以外のときには、取得したトルクをMBTトルクに変換し、変換後のMBTトルクを用いて燃料消費量マップを更新する。前記の変換にはトルク特性モデルが使用される。本実施の形態で用いられるトルク特性モデルは、点火時期とトルクとの関係を数式で表した統計モデルである。エンジン回転数を一定とした場合、統計モデルは次のような式で表すことができる。下式におけるa,b,cは定数であって実験結果から同定される。下式で示す統計モデルをエンジン回転数毎に用意したものが、本実施の形態にかかるトルク特性モデルということもできる。
F(SA)=a*SA+b*SA+c
Therefore, when the ignition timing is other than MBT, the map data update unit 8 converts the acquired torque into MBT torque, and updates the fuel consumption map using the converted MBT torque. A torque characteristic model is used for the conversion. The torque characteristic model used in the present embodiment is a statistical model that expresses the relationship between the ignition timing and the torque by a mathematical expression. When the engine speed is constant, the statistical model can be expressed by the following equation. In the following formula, a, b and c are constants and are identified from the experimental results. A statistical model represented by the following formula prepared for each engine speed can also be referred to as a torque characteristic model according to the present embodiment.
F (SA) = a * SA 2 + b * SA + c

トルク特性モデルはマップデータ更新部8に記憶されている。図3はマップデータ更新部8に記憶されているトルク特性モデルの概念図である。図中に示すトルク曲線がトルク特性モデルである。この図に示すように、燃料消費量マップの更新タイミングにおいて取得した点火時期がSAで、そのときのトルクがTSAであったとする。また、そのときの燃料消費量がqであったとする。そして、点火時期SA及びトルクTSAで特定されるトルク曲線上において、MBTに対応するトルクがTMBTであったとする。本実施の形態はストイキ運転を前提にしているので、トルク曲線上であれば燃料消費量の値はどこでも同じであり、点火時期SAでトルクTSAを発生させるのに必要な燃料消費量qと、MBTでトルクTMBTを発生させるのに必要な燃料消費量とは等しい。マップデータ更新部8は、エンジン回転数NeとトルクTMBTとで特定される燃料消費量の値を今回取得した値qに更新する。 The torque characteristic model is stored in the map data update unit 8. FIG. 3 is a conceptual diagram of a torque characteristic model stored in the map data update unit 8. The torque curve shown in the figure is a torque characteristic model. As shown in this figure, the ignition timing obtained in the update timing of the fuel consumption map in SA, and torque at that time was T SA. Also assume that the fuel consumption at that time is q. Then, on the torque curve which is specified by the ignition timing SA and the torque T SA, torque corresponding to the MBT it is assumed to be T MBT. Since the present embodiment is premised on stoichiometric operation, the fuel consumption value is the same anywhere on the torque curve, and the fuel consumption q required to generate the torque T SA at the ignition timing SA The fuel consumption required to generate the torque T MBT in the MBT is equal. The map data update unit 8 updates the value of the fuel consumption specified by the engine speed Ne and the torque T MBT to the value q acquired this time.

ただし、マップデータ更新部8による学習が行われるのは、エンジンが通常の制御状態にある場合に限られる。通常の制御状態とは特別な制御が行われていない状態を意味する。ここでいう特別な制御とは、点火時期とトルクとの関係を表すのに前述のトルク特性モデルを用いることができない制御を意味する。例えば、空燃比を積極的にストイキから外すリッチ運転やリーン運転は特別な制御に含まれる。また、冷間始動時に行われるバルブタイミングを特定の位置に固定する制御も特別な制御に含まれる。トルク特性モデルでは、バルブタイミングは成り行きで制御されることを前提にしているからである。また、点火時期を意図的に大きく遅角させる触媒暖気運転も特別な制御に含まれる。   However, the learning by the map data updating unit 8 is performed only when the engine is in a normal control state. The normal control state means a state where no special control is performed. Special control here means control in which the aforementioned torque characteristic model cannot be used to represent the relationship between ignition timing and torque. For example, a rich operation or a lean operation in which the air-fuel ratio is positively removed from the stoichiometry is included in the special control. In addition, the control for fixing the valve timing performed at the cold start to a specific position is also included in the special control. This is because the torque characteristic model is based on the premise that the valve timing is controlled according to the course. Further, special control includes catalyst warm-up operation that intentionally retards the ignition timing.

以上説明した燃料消費量マップの更新の手順をフローチャートによって示したものが図4である。燃費診断の最初のステップS2では、燃料消費量マップの更新タイミングが到来した時点で、マップデータ更新部8へ燃料消費量マップの更新が指示される。更新タイミングは前回の更新からの走行距離で計ることができる。或いは、前回の更新からの経過時間で更新タイミングを計ってもよい。   FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for updating the fuel consumption map described above. In the first step S2 of the fuel consumption diagnosis, when the update timing of the fuel consumption map has arrived, the map data update unit 8 is instructed to update the fuel consumption map. The update timing can be measured by the distance traveled since the previous update. Or you may measure an update timing with the elapsed time from the last update.

次のステップS4では、現在の運転状態における各種のデータが取得される。ここで取得されるデータとは、エンジン回転数Ne、点火時期SA、エンジントルクTe及び燃料消費量qである。このうち、エンジントルクTeに関しては、トルクセンサを備えるエンジンであれば、トルクセンサによって計測される実際値が取得される。トルクセンサを備えていないエンジンでは、筒内圧センサが何れかの気筒に備えられていれば、筒内圧に基づいて計算される推定トルクが取得される。   In the next step S4, various data in the current operating state is acquired. The data acquired here are the engine speed Ne, the ignition timing SA, the engine torque Te, and the fuel consumption q. Among these, regarding the engine torque Te, if the engine includes a torque sensor, an actual value measured by the torque sensor is acquired. In an engine that does not include a torque sensor, if any of the cylinders has an in-cylinder pressure sensor, an estimated torque calculated based on the in-cylinder pressure is acquired.

次のステップS6では、現在の点火時期SAがMBTかどうか判定される。現在の点火時期SAがMBTである場合にはステップS10に進む。ステップS10では、燃料消費量マップ上において現在のエンジン回転数NeとトルクTeとで特定される燃料消費量の値が今回取得した値qに更新される。   In the next step S6, it is determined whether or not the current ignition timing SA is MBT. If the current ignition timing SA is MBT, the process proceeds to step S10. In step S10, the fuel consumption value specified by the current engine speed Ne and torque Te on the fuel consumption map is updated to the value q acquired this time.

現在の点火時期がMBTでない場合には、ステップS8の処理を経てからステップS10に進む。ステップS8では、トルク特性モデルを用いてMBTにおけるトルクTMBTが推定される。続くステップS10では、燃料消費量マップ上において現在のエンジン回転数Neと推定したMBTトルクTMBTとで特定される燃料消費量の値が今回取得した値qに更新される。 If the current ignition timing is not MBT, the process proceeds to step S10 after step S8. In step S8, torque T MBT in MBT is estimated using the torque characteristic model. In the subsequent step S10, the value of the fuel consumption specified by the current engine speed Ne and the estimated MBT torque T MBT on the fuel consumption map is updated to the value q acquired this time.

上述のように、本実施の形態の診断装置によれば、点火時期がMBTかどうかによらず燃料消費量マップの更新タイミングが到来するたびに燃料消費量マップを更新することがきる。したがって、燃料消費量マップの更新タイミングがMBTでの運転時に限定されることがなく、燃料消費量マップの効率的な更新によってエンジンの実際の状態を燃費の計算結果に十分に反映させることができる。   As described above, according to the diagnostic device of the present embodiment, the fuel consumption map can be updated every time the fuel consumption map update timing comes regardless of whether the ignition timing is MBT. Therefore, the update timing of the fuel consumption map is not limited to when operating in MBT, and the actual state of the engine can be sufficiently reflected in the calculation result of the fuel consumption by the efficient update of the fuel consumption map. .

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施することもできる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications can be made.

上述の実施の形態では更新指示があったときに取得された今回の1回分の燃料消費量データをもとに燃料消費量マップを更新している。実際には燃料消費量の実測値にはばらつきがあるため、1回分の燃料消費量データで更新をおこなったのでは誤差も含まれてしまう可能性がある。したがって、好ましくは、取得した燃料消費量の値をトルク及び回転数の値に関連付けて記憶しておく。そして、同一のトルク及び回転数の値に対応する燃料消費量の値が規定回数分(例えば10回分)取得されたら、それら規定回数分の燃料消費量データの平均値によって燃料消費量マップを更新するのが好ましい。そうすることで、取得したデータに含まれるノイズの影響を少なくして燃料消費量マップの更新の精度を高めることができる。   In the above-described embodiment, the fuel consumption map is updated based on the current fuel consumption data acquired when there is an update instruction. Actually, there is a variation in the actual measurement value of the fuel consumption, and therefore, there is a possibility that an error will be included if the fuel consumption data is updated once. Therefore, preferably, the acquired fuel consumption value is stored in association with the torque and rotation speed values. When the fuel consumption values corresponding to the same torque and rotational speed values are acquired for a specified number of times (for example, 10 times), the fuel consumption map is updated with the average value of the fuel consumption data for the specified number of times. It is preferable to do this. By doing so, the influence of the noise contained in the acquired data can be reduced and the accuracy of updating the fuel consumption map can be increased.

また、上述の実施の形態では点火時期とトルクとの関係を表したトルク特性モデルを用いている。これは本発明にかかるトルク特性マップ、すなわち、エンジンの制御に用いられる特定の機関パラメータとトルクとの関係を表したトルク特性マップの一例である。特定の機関パラメータは点火時期には限定されない。空燃比、直墳エンジンにおける燃料噴射時期、EGR率、バルブタイミング等を特定の機関パラメータとして用いることもできるし、それら全てを特定の機関パラメータとして用いることもできる。例えば、特定の機関パラメータが空燃比であればストイキを特定値とすることができる。その場合、現在の空燃比がストイキとは異なるときには、空燃比とトルクとの関係を表したトルク特性モデルを用いて、取得したトルクの値からストイキに対応する更新用のトルクの値を算出することができる。   In the above-described embodiment, a torque characteristic model representing the relationship between the ignition timing and the torque is used. This is an example of a torque characteristic map according to the present invention, that is, a torque characteristic map representing a relationship between a specific engine parameter used for engine control and torque. The specific engine parameter is not limited to the ignition timing. The air-fuel ratio, the fuel injection timing in the direct engine, the EGR rate, the valve timing, etc. can be used as specific engine parameters, or all of them can be used as specific engine parameters. For example, if a specific engine parameter is an air-fuel ratio, the stoichiometric value can be set to a specific value. In this case, when the current air-fuel ratio is different from the stoichiometric value, an update torque value corresponding to the stoichiometric value is calculated from the acquired torque value using a torque characteristic model that represents the relationship between the air-fuel ratio and the torque. be able to.

2 走行モードデータ記憶部
4 燃費計算部
6 燃費OBD部
8 マップデータ更新部
2 Driving mode data storage unit 4 Fuel consumption calculation unit 6 Fuel consumption OBD unit 8 Map data update unit

Claims (3)

内燃機関のトルク及び機関回転数に燃料消費量を関連付けたマップデータを用いて、実際の或いは仮定した運転パターンのもとでの燃費を算出する車両の診断装置において、
前記内燃機関の制御に用いられる特定の機関パラメータとトルクとの関係を表したトルク特性モデルを記憶するトルク特性モデル記憶手段と、
前記マップデータの更新タイミングが到来した場合に、その時点における燃料消費量、トルク及び機関回転数の各値と前記特定機関パラメータの値とをそれぞれ取得するデータ取得手段と、
取得した前記特定機関パラメータの値が特定値とは異なる場合、前記トルク特性モデルを用いて、取得したトルクの値から前記特定値に対応する更新用のトルクの値を生成する更新用トルク値生成手段と、
取得したトルクの値或いは生成した更新用のトルクの値と取得した機関回転数の値とに対応する前記マップデータの燃料消費量の値を、取得した燃料消費量の値によって更新するマップデータ更新手段と、
を備えることを特徴とする車両の診断装置
In a vehicle diagnostic apparatus that calculates fuel consumption under an actual or assumed driving pattern using map data in which fuel consumption is associated with torque and engine speed of an internal combustion engine,
Torque characteristic model storage means for storing a torque characteristic model representing a relationship between a specific engine parameter and torque used for controlling the internal combustion engine;
Data acquisition means for acquiring each value of the fuel consumption, torque and engine speed at that time and the value of the specific engine parameter when the update timing of the map data has arrived,
When the acquired value of the specific engine parameter is different from the specific value, an update torque value generation for generating an update torque value corresponding to the specific value from the acquired torque value using the torque characteristic model Means,
Map data update for updating the fuel consumption value of the map data corresponding to the acquired torque value or the generated updating torque value and the acquired engine speed value with the acquired fuel consumption value Means,
A vehicle diagnostic apparatus comprising:
前記特定機関パラメータは点火時期であり、前記特定値はMBTであることを特徴とする請求項1記載の車両の診断装置   2. The vehicle diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the specific engine parameter is an ignition timing, and the specific value is MBT. 前記マップデータ更新手段は、取得した燃料消費量の値をトルク及び機関回転数の値に関連付けて記憶し、同一のトルク及び機関回転数の値に対応する燃料消費量の値が規定個数取得されたら、それら規定個数分の燃料消費量の平均値によって前記マップデータの燃料消費量の値を更新することを特徴とする請求項1又は2記載の車両の診断装置   The map data updating means stores the acquired fuel consumption value in association with the torque and engine speed values, and a prescribed number of fuel consumption values corresponding to the same torque and engine speed values are acquired. 3. The vehicle diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the fuel consumption value of the map data is updated with an average value of the fuel consumption of the prescribed number.
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