JP2515457B2 - 内燃機関のトルク制御方法 - Google Patents

内燃機関のトルク制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動変速装置を介して自動車を駆動する内
燃機関のトルクを、回転数信号、負荷信号および場合に
よっては温度信号に基づいて点火装置の点火角度および
又は燃料噴射装置の噴射パルス幅を制御する内燃機関の
制御装置と、回転数信号および負荷要求信号に基づいて
自動変速装置の切換過程を制御する変速装置制御装置と
によって制御する方法に関する。
冒頭に述べた形式の内燃機関のトルク制御方法はドイ
ツ連邦共和国特許第2935916号明細書で公知である。そ
こでは自動変速装置の切換過程の際に生ずる切換衝撃
を、切換過程中に内燃機関のトルクが減少されることに
よって低減しようとしている。その場合、切換衝撃の低
減の他に、切換経過中に減少する内燃機関のトルクによ
って、自動変速装置の切換過程に関与する摩擦クラッチ
の滑り時間も減少されるので、摩耗の減少および摩擦要
素の加熱の減少も生ずる。内燃機関の制御装置は、切換
過程中に変速装置制御装置から切換信号を受ける認識回
路を装備している。内燃機関の制御装置の記憶装置に
は、点火角度および又は燃料噴射パルス幅を負荷および
回転数に応じて制御するための特性曲線が記憶されてい
る。内燃機関の制御装置の認識回路に切換信号が導入さ
れたとき、制御装置は自動的に、点火角度の「遅い」方
向への調整あるいは噴射される燃料量の減少によって内
燃機関のトルクが減少されるような別の特性曲線に変換
される。その場合、トルクの減少時点を精確に検出する
ことに問題がある。更にかかる異なった特性曲線の記憶
および特性曲線の切換には非常に経費がかかる。また内
燃機関の駆動トルクのこのような制御は、最近の駆動構
想において変速装置制御装置の切換信号に基づいただけ
では十分でなく、殊に内燃機関から自動変速装置に伝達
されるトルクが自動車の走行挙動に対しても大きな意味
を有し、燃料消費量に影響を与えることが確認されてい
る。
従って本発明の目的は、安価な制御費用に拘わらず内
燃機関のトルクが常に良好な値に調整できるような内燃
機関のトルク制御方法を提供することにある。
この目的は請求の範囲第１項に従い、自動変速装置を
介して自動車を駆動する内燃機関のトルクを、回転数信
号、負荷信号および場合によっては温度信号に基づいて
点火装置の点火角度および又は燃料噴射装置の噴射パル
ス幅を制御する内燃機関の制御装置と、回転数信号およ
び負荷要求信号に基づいて自動変速装置の切換過程を制
御する変速装置制御装置とによって制御し、変速装置制
御装置および内燃機関の制御装置のコンピュータシステ
ムがインターフェイスを介して連続的に通信し、内燃機
関の制御装置に変速装置制御装置から周期的なサイクル
時間において百分率のトルク要求（PLF）が導かれ、こ
のトルク要求（PLF）に基づいて制御装置が内燃機関の
トルクを自動的に制御する内燃機関のトルク制御方法に
おいて、変速装置制御装置によってトルク変化が求めら
れた場合、インターフェイスを介して出される百分率の
トルク要求（PLF）が勾配（ｄPLF）を伴なって減少ある
いは増大され、さらに勾配（ｄPLF）が、トルク要求の
目標・最終値（PLF2）、トルク要求の可変係数（PLF）
および負荷信号から関数 ｄPLF＝ｆ（PLF2,PLF,負荷） として求められることによって達成される。本発明に基
づく方法に従って、内燃機関の制御装置および変速装置
制御装置の各マイクロプロセッサが直列あるいは並列の
カット個所を介してデータを交換するような分散マイク
ロプロセッサ装置が利用される。カット個所を介して連
続して変速装置制御装置および相応した要求の実際デー
タが内燃機関の制御装置に与えられ、それによって内燃
機関は理想的に変速装置制御装置に合わされる。従って
変速装置制御装置は内燃機関の制御装置に常に周期的な
サイクル時間において所望のトルク減少あるいはトルク
増加を百分率値で伝達できる。
本発明の他の有利な実施態様は請求の範囲第２項から
第７項に記載されている。
更に請求の範囲第２項に基づいて、切換過程によって
トルク変化が引き起こされた際に、切換過程に関与する
摩擦要素の最初のかみ合いあるいは釈放によりトルク要
求の可変係数が出力される。
請求の範囲第３項に基づいて、減少ないし増大がトル
ク要求の目標・最終値まで行われ、所定の走行に合わさ
れる目標・最終値は、可変係数、重量係数から、 PLF2＝PLF±PLF×Fak（Ｔ） の式で求められ、その場合重み係数Fak（Ｔ）は負荷要
求および回転数（ｎ1,n2）の関数である。
請求の範囲第４項に基づいて、変速装置制御装置が、
自動車の駆動車輪の車輪滑りに基づいて生ずる減少した
トルク要求を検出する。自動変速装置の切換クラッチの
滑り状態において生ずる減少したトルク要求の他に、自
動車の駆動車輪における車輪滑りを表す減少したトルク
要求も検出される。従って別個の駆動滑り調整装置を省
略できる。
請求の範囲第５項に基づいて、２つの摩擦要素のオー
バーラップ切換中に、一時的にエンジントルクが増大し
たトルク要求によって増大されて、このオーバーラップ
中に生ずる出力トルクの低下が補償される。索引力を中
断することなしに一方の摩擦クラッチのクラッチトルク
を増大し、他方の摩擦クラッチのクラッチトルクを減少
して行われる自動変速装置の２つの摩擦クラッチないし
摩擦ブレーキのオーバーラップ切換の際に、オーバーラ
ップ切換の範囲において一時的に出力トルクが減少され
る。この出力トルクの減少は本発明に基づいて内燃機関
の増大したトルクによって補償され、その場合、トルク
は一時的に最大値を超過する。内燃機関のトルクのかか
る一時的な増大は特に、燃料噴射装置の増大した噴射パ
ルス幅によって達成される。
更に請求の範囲第７項に基づいて、変速装置制御装置
は第１の制御量としての百分率のトルク要求の他に切換
要素のクラッチ圧を第２の制御量として検出し、これら
両方の制御量に基づいて変速装置の出力トルクおよび切
換要素の滑り時間が互いに無関係に制御される。
従来技術の場合、内燃機関の制御装置の特性切換によ
ってトルクが一定した百分率値だけ減少される。その欠
点は、出力トルクおよび滑り時間の両方の出力量（調整
量）に影響を与えるために制御量としてクラッチ圧しか
用立てられないことにある。即ち例えば出力トルクの経
過は良好であるが滑り時間が短すぎることになる。
本発明に応じて変速装置制御装置の切換中に連続して
形成される百分率のトルク要求PLFを取り入れるとき、
出力トルクおよび滑り時間の両方の出力量を互いに無関
係に制御するために、２つの制御量即ちクラッチ圧およ
びトルク要求を利用する。例えば出力トルクを増大する
ためにクラッチ圧を増加しなければならないとき、百分
率のトルク要求PLFを同時に増大することによって滑り
時間を一定にすることができる。即ち次式が成り立つ。
ＴK＝ＫK・ｐK ここでＫKはクラッチ定数、ｐKはクラッチ圧、ＴKは
クラッチトルクである。
Ｔ1＝ＴM100・PLF ここでＴM100は内燃機関のトルク（100％値）、PLFは
百分率のトルク要求であり、０≦PLF≦１である。
シフトアップ切換中に、変速装置入力回転数ｎ1は相
応して投入されたクラッチによって新しい変速段の同期
回転数ｎSynに低下される。即ちｎ1＝dn1/dt。
この変速入力軸の回転数の同期回転数ｎSynへの低下
は所定の勾配ｎ1で所定の時間ｔS（滑り時間）内におい
て行われる。出力トルクＴabはクラッチトルクＴKと変
速率Ｉにより生ずる。即ち、 Ｔab＝ｉ・ＴK 更に次式が成り立つ。
Ｉ1・ｎ1＝Ｔ1−ＴK（トルクバランス） ここでＩ1は入力軸における慣性モーメント、ｎ1は入
力軸の回転数の変化の勾配、Ｔ1は入力軸における入力
トルクである。
更に次式が成り立つ。
ｔS＝Δn/|n1｜＝Δｎ・Ｉ1/|T−ＴK｜ 切換の主な特性量（出力量）である出力トルクＴ
ab（切換品質に対して責任がある）は次式で表される。
Ｔab＝ｉ・ＫK・ｐK 滑り時間ｔS（主にクラッチ荷重に対して）は次式で
表される。
ｔS＝ｎ・Ｉ1/|TM100・PLF−ＫIC・ＰK｜ 本発明は請求の範囲に記載の特徴事項の組み合わせに
限定されるものではない。当該技術者において目的に合
わせて各請求の範囲の特徴事項を組み合わせて実施する
こともできる。
本発明の詳細な説明に際して、本発明に基づく方法の
作用を示す図面を参照されたい。
第１図は変速装置制御装置および内燃機関の制御装置
のブロック図、 第２図は百分率のトルク係数を計算するための流れ線
図、 第３図は変速装置切換中に内燃機関の制御装置に導入
されるトルク要求の経過線図である。
第１図において１は、図示していないセンサを介して
流体トルクコンバータのタービン回転数ｎT、変速装置
出力回転数ｎab、内燃機関の回転数ｎM、負荷信号およ
び変速装置油温度の温度信号を受ける変速装置制御装置
である。変速装置制御装置は、これらの入力データを所
定の論理規則に基づいて処理し、自動変速装置の電気・
液圧式制御系統の図示していない切換弁を制御するマイ
クロプロセッサを有している。それらの制御弁は摩擦ク
ラッチあるいは摩擦ブレーキとして形成されている自動
変速装置の摩擦接続式切換要素を制御する。
更にブロック図から、自動変速装置を駆動する図示し
ていない内燃機関に対する制御装置２が理解できる。こ
の制御装置２は同様にセンサを介して内燃機関の下記の
運転パラメータが導かれるマイクロプロセッサを有して
いる。エンジン回転数ｎM、スロットル弁信号、エンジ
ン温度および吸気温度。マイクロプロセッサはこれらの
入力量を所定の論理規則に基づいて処理し、この値をも
とに吸気流の中に配置されているスロットル弁のスロッ
トル弁角度、燃料噴射装置の噴射パルス幅および点火装
置の点火角度を補正する。
変速装置制御装置１および内燃機関の制御装置２はそ
れぞれインターフェイス３を有している。変速装置制御
装置１からインターフェイス３を介して信号配線４によ
って内燃機関の制御装置２に連続的に百分率でトルク要
求が導かれる。他の信号配線５を介して内燃機関の制御
装置２からの情報が変速装置制御装置１に伝達される。
制御装置２は信号配線４を介して伝達されるトルク要求
を処理し、相応してスロットル弁角度、燃料噴射パルス
幅あるいは点火角度を制御する。
第２図に示した流れ線図は百分率のトルク係数PLFMを
計算するためのルーチンを示している。このルーチンは
プログラムサイクルに応じて周期的に実行される。ステ
ップS1において百分率のトルク要求の計算にとって必要
なすべての測定データが集められる。その測定データと
しては、内燃機関の回転数ｎM、トルクコンバータのタ
ービン回転数ｎT、運転手によってアクセルペダルで調
整される負荷要求値、自動変速装置の出力回転数ｎab1
並びに自動車の駆動車輪における出力回転数ｎab2が対
象となる。ステップS2において所定の計算方式に応じて
これらの測定値ｎM,nT，負荷,nab1,nab2の関数として百
分率のトルク係数PLFMが計算される。
既に第１図を参照して説明したように、この計算され
た値はインターフェイス３を介して変速装置制御装置１
から内燃機関の制御装置２に伝達される。内燃機関の制
御装置２には割り込みにより新たな値の受信が伝えられ
る。変速装置制御装置１における値は新たな値が計算さ
れるまでの間維持される。
いまステップS3において作動が認識されたとき、次の
ステップS4において作動の態様が質問される。作動が存
在しないとき、出力変数の計算された係数PLFが相応し
た分岐線を介してステップS5に知らされる。
ステップS4における作動の態様としてトルク要求の減
少あるいは増加が対象となる。作動の態様についてトル
ク要求の減少を対象としても増大を対象としても、次の
計算ステップが完全に一致して進行することと全く同じ
ことである。
ステップS6においてその都度、トルク要求における目
標値PLF2がまだ値０であるか否かが質問される。これが
事実である場合即ちPLF2が０より小さくも大きくもない
とき、続くステップS7において目標値PLF2およびエンジ
ントルクを減少するか増大しようとする勾配ｄPLFも求
められねばならない。トルク要求の目標値PLF2を計算す
る際、出力回転数ｎ1,n2並びに負荷の関数として計算さ
れた重み係数Fak（Ｔ）が取り入れられる。ステップS6
において直接目標値PLF2が存在するかこの目標値PLF2が
次のステップS7で求められたとき、ステップS8におい
て、その都度最後に計算されたトルク係数PLFn-1が勾配
ｄPLFの加算によって目標値PLF2に減少されるか増大さ
れることによって、実際のトルク係数PLFnが周期的に求
められる。続くステップS9において、値PLFnが目標値PL
F2に合っているか否か検査される。ここから再びリター
ンが行われるステップS10において、PLF2＝０、作動態
様＝無しの状態によって、作動の態様が完了され、求め
られた値が維持されていることが表される。作動が完了
されたとき、値は測定済みのパラメータで計算され、出
力される。
第３図には曲線経過を参考にして、内燃機関の制御装
置２に伝達されるトルク要求が自動変速装置の切換過程
の前、間および後でどのように変化するかが示されてい
る。この線図において縦軸には百分率のトルク要求PLF
が、横軸には所定のサイクル時間Ｔが示されている。線
Ａ−Ａは内燃機関の制御装置に伝達されるトルク要求PL
Fを示している。
この線Ａ−Ａの上側を線Ｂ−Ｂが走っており、この線
を参考にして時点t1の間における切換信号が明らかにさ
れている。トルク要求PLFに対する線図の下側にある別
の線図には、切換過程に関与される２つのクラッチから
伝達されるそれぞれのトルクＭabが示されている。曲線
Ｃ−Ｃは切換過程の前にかみ合わされているクラッチの
その都度のトルクを示している。切換過程中においてク
ラッチは切り離され、曲線Ｄ−Ｄでトルク経過を示して
いる第２のクラッチがかみ合わされる。自動変速装置の
高い変速段へのシフトアップを生ずるこの負荷切換にお
いて、オーバーラップ切換が行われ、両方のクラッチは
滑りかみ合い状態にある。この滑り時間中において駆動
系には損失トルクが生ずる。この損失トルクは時点t1と
t2との間の時間帯においてトルク要求の意図する増大に
よって補償される。
切換活動に基づいて、内燃機関の制御装置に伝達され
るトルク要求は曲線Ａ−Ａに相応して時点t2から目標値
PLF2まで減少し、その場合この減少は曲線経過によって
示されている勾配に応じて行われる。時点t4とt5との間
でこの勾配に基づいて目標値PLF2は更に約100％に高め
られる。トルク要求は連続的に変速装置制御装置から内
燃機関の制御装置に伝達されるので、時点t5後には線Ａ
−Ａの約100％の変動経過が生ずる。変化したトルク要
求は、駆動車輪の滑りに基づいてトルク低下が記録され
たとき、変速装置制御装置１から内燃機関の制御装置２
に伝達される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−261552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−17131（ＪＰ，Ａ) ドイツ特許公開3830938

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動変速装置を介して自動車を駆動する内
    燃機関のトルクを、回転数信号、負荷信号および場合に
    よっては温度信号に基づいて点火装置の点火角度および
    又は燃料噴射装置の噴射パルス幅を制御する内燃機関の
    制御装置（２）と、回転数信号および負荷要求信号に基
    づいて自動変速装置の切換過程を制御する変速装置制御
    装置（１）とによって制御し、変速装置制御装置（１）
    および内燃機関の制御装置（２）のコンピュータシステ
    ムがインターフェイス（３）を介して連続的に通信し、
    内燃機関の制御装置（２）に変速装置制御装置（１）か
    ら周期的なサイクル時間において百分率のトルク要求
    （PLF）が導かれ、このトルク要求（PLF）に基づいて制
    御装置（２）が内燃機関のトルクを自動的に制御する内
    燃機関のトルク制御方法において、変速装置制御装置
    （１）によってトルク変化が求められた場合、インター
    フェイス（３）を介して出される百分率のトルク要求
    （PLF）が勾配（ｄPLF）を伴なって減少あるいは増大さ
    れ、その勾配（ｄPLF）が、トルク要求の目標・最終値
    （PLF2）、トルク要求の可変係数（PLF）および負荷信
    号から関数 ｄPLF＝ｆ（PLF2,PLF,負荷） として求められることを特徴とする内燃機関のトルク制
    御方法。
  2. 【請求項２】切換過程によってトルク変化が引き起こさ
    れた際に、切換過程に関与する摩擦要素の最初のかみ合
    いあるいは釈放によりトルク要求の可変係数（PLF）が
    出力されることを特徴とする請求の範囲第１項記載のト
    ルク制御方法。
  3. 【請求項３】トルク要求の減少ないし増大がトルク要求
    の目標・最終値（PLF2）まで行われ、所定の走行に合わ
    される目標・最終値（PLF2）が、可変係数（PLF）およ
    び重み係数（Fak（Ｔ））から、 PLF2＝PLF−PLF×Fak（Ｔ） の式で求められ、その重み係数（Fak（Ｔ））が負荷要
    求および回転数（ｎ1,n2）の関数であることを特徴とす
    る請求の範囲第１項記載のトルク制御方法。
  4. 【請求項４】変速装置制御装置（１）が、自動車の駆動
    車輪の車輪滑りに基づいて生ずる減少したトルク要求を
    検出することを特徴とする請求の範囲第１項記載のトル
    ク制御方法。
  5. 【請求項５】増大したトルク要求（PLF2）について２つ
    の摩擦要素のオーバーラップ切換中に、一時的に内燃機
    関のトルクが増大されて、その際に生ずる出力トルク
    （Ｔab）の低下が補償されることを特徴とする請求の範
    囲第２項記載のトルク制御方法。
  6. 【請求項６】内燃機関のトルクの最大トルク（100％）
    以上の値への一時的な増大が、燃料噴射装置の噴射パル
    ス幅の変化によって行われることを特徴とする請求の範
    囲第５項記載のトルク制御方法。
  7. 【請求項７】変速装置制御装置（１）が第１の制御量と
    しての百分率のトルク要求（PLF）の他に切換要素のク
    ラッチ圧（ｐk）を第２の制御量として検出し、これら
    両方の制御量（PLF,pk）および切換要素の滑り時間（Ｔ
    s）が互いに無関係に制御されることを特徴とする請求
    の範囲第１項記載のトルク制御方法。
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