JP3418414B2 - 内燃機関のトルク制御方法及びトルク制御装置 - Google Patents

内燃機関のトルク制御方法及びトルク制御装置

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JP3418414B2 JP06341592A JP6341592A JP3418414B2 JP 3418414 B2 JP3418414 B2 JP 3418414B2 JP 06341592 A JP06341592 A JP 06341592A JP 6341592 A JP6341592 A JP 6341592A JP 3418414 B2 JP3418414 B2 JP 3418414B2
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  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のパワ−トレイ
ン系の総合制御装置に係り、特に、エンジンを高効率で
運転するのに好適な内燃機関のトルク制御方法及びその
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関のトルク制御は、例え
ば、特開平3−163256号公報に記載のように、自
動変速機と電子スロットル制御器を備えた自動車におい
て、アクセル操作量(踏み角)センサと車速センサの各
検出信号により自動車が必要としている駆動力(駆動ト
ルク)を決定している。駆動力は、燃費優先ル−ルと動
力性能優先ル−ルとエンジン音優先ル−ルのファジー推
論により決定し、その駆動力に対応した自動変速機の変
速位置とスロットル開度を算出し、これらを算出した値
に制御している。
【0003】上記の3つのル−ルは、速度比(トルクコ
ンバ−タ出力軸回転数/トルクコンバ−タ入力軸回転
数)をパラメ−タとするファジー集合であり、そのメン
バ−シップ関数は、上記3つのル−ルにより求まる目標
速度比を基準として決定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、3つ
のうち動力性能優先ルールやエンジン音優先ルールが選
択された場合、燃費が悪化してしまうという問題があ
る。また、目標速度比のみで求めていたため、この従来
技術は、トルクコンバ−タを作動させているときのみ有
効であり、トルクコンバータの入,出力軸を直結させる
ロックアップ制御時は、演算結果があわなくなり、最適
なトルク制御や燃費制御ができなくなるという問題があ
る。
【0005】本発明の第1の目的は、トルクコンバ−タ
使用時と未使用時(ロックアップ制御時)とを使い分
け、動力性能と燃料経済性を両立させるトルク制御方法
及びその装置を提供することにある。
【0006】本発明の第2の目的は、制御装置のCPU
の負荷を小さくする内燃機関のトルク制御方法及びその
装置を提供することにある。
【0007】
【0008】本発明の第の目的は、残量燃料で後どの
位の距離を走行できるかを精度良く知ることのできる内
燃機関のトルク制御方法及びその装置を提供することに
ある。
【0009】本発明の第の目的は、安全性の高いトル
ク制御方法及びその装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、ト
ク伝達機構の入,出力軸を直結するロックアップ状態で
あるか否かにより、燃料消費量のテーブルを用いて目標
ギヤ比を設定すると共に、この目標ギヤ比にて前記目標
駆動軸トルクになる前記吸入空気量を設定することで、
達成される。上記第2の目的は、走行抵抗に打ち勝つ程
度の基本駆動トルク値を与えるアクセル開度値からアク
セル全開値までのアクセル開度に比例した駆動トルクの
値に前記基本駆動トルクの値を加算した値を前記目標駆
動軸トルクの値として前記トルクマップから出力させる
ことで、達成される。上記第3の目的は、残存燃料量Q
fと、車速Vspと、エンジン回転数Neと、スロット
ル開度θとを検出し、エンジン回転数Neとスロットル
開度θからエンジントルクTeを求め、エンジン回転数
NeとエンジントルクTeからその運転状態での燃料消
費量Fcを求め、燃費FfをVsp/Fcで求め、残存
燃料Qfで今の運転状態を維持したときどの位の距離だ
け持つかの許容走行距離SをQf×Ffで求め、この許
容走行距離Sを表示することで、達成される。上記第4
の目的は、変速機の手動シフトレンジが1レンジ中にギ
ヤ比を複数含むレンジであるときには駆動軸トルクを目
標駆動軸トルクに制御し、1レンジ中にギヤ比を単数含
むレンジであるときには吸入空気量をアクセル開度にの
みに依存させて駆動軸トルクを目標駆動軸トルクに制御
することで、達成される。
【0011】
【作用】ロックアップの有無により、ギヤ比やスロット
ル開度を変えるので、ロックアップの有無に応じたトル
ク制御が可能になる。
【0012】また、ギヤ比やスロットル開度は最適燃費
を取るように演算し、他はマップ中で考慮しているの
で、CPUの負荷は小さくなる。
【0013】
【0014】更に、車両走行状態に即した燃費で残存燃
料量を計算するので、精度の高い許容走行距離が計算で
きる。
【0015】更に、バックするときには、トルクではな
運転者のアクセル操作によるスロットル制御が優先さ
れるので、安全性が高まる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例に係るトルク制御
装置の構成図である。自動車の現在の車速を車速検出手
段1で検出し、運転者の要求する目標駆動トルクを表す
アクセル踏み角をアクセル開度検出手段1.1で検出
し、検出した車速及び要求駆動トルクを目標駆動トルク
検索手段2に入力する。目標駆動トルク検索手段2に
は、駆動トルクパタ−ンが、エンジン音や余裕駆動力を
考慮して予め設定されており、この目標駆動トルク検索
手段2から、車速と要求駆動トルクに対応した目標駆動
トルクの値が出力される。尚、本実施例では、車速は、
変速機出力軸の回転数として検出する。
【0017】この目標駆動トルクの値は、トルク伝達演
算手段3に入力される。トルク伝達演算手段3は、第1
・第2選択手段3.1と、第1演算子3.2と、第2演
算子3.3とを有する。第1・第2選択手段3.1は、
トルク伝達機構のトルクコンバ−タを使用するかあるい
は使用せずにロックアップ制御を行うかを判断し、この
判断結果により、第1演算子3.2あるいは第2演算子
3.3を選択する。第2演算子3.3を選択した場合
は、ロックアップ制御装置4に出力するデュ−ティ量を
制御する。デューティ100%はトルクコンバータの入
・出力軸を完全に直結する状態を示し、入・出力軸は直
結にするかがその間での滑べり量を制御するときはそれ
に対応したディーティ量にする。さらに、ロックアップ
制御時のトルク変動を防止するため、燃料制御装置4.
1へ制御信号を送るように構成されている。
【0018】トルク伝達演算手段3は、第1・第2選択
手段3.1での判断に基づいて、トルクコンバ−タの出
力軸のトルクを、検出した車速及び目標駆動トルクか
ら、自動変速機の取り得る変速比毎に演算する。変速比
選択手段5は、入力軸と出力軸の間の伝達効率が最高と
なる変速比を選択し、その変速比となるように変速アク
チュエ−タ6に制御信号を出力する。その後、スロット
ル開度演算手段7は、目標駆動トルクとなるスロットル
開度を演算し、電子スロットル制御器8に演算した開度
となるような制御信号を出力する。
【0019】図2は、本発明の一実施例に係るトルク制
御方法の処理手順を示すフローチャートである。まず、
ステップ9でアクセル開度α,車速Vspを読み込み、次
のステップ10で、アクセル開度αが0かどうかを判定
する。アクセル開度αが0でない場合はステップ11に
進み、予め決められたαの関数fにより、そのアクセル
開度αに対応する駆動トルクToを演算する。次に、ス
テップ12で、現在の運転状態がロックアップ状態(本
実施例では、デューティ100%の完全直結のロックア
ップを例に説明する。)かどうかを判断する。ロックア
ップの場合は、ステップ13に進んでロックアップ時の
有効変速位置を演算し、ステップ15に進む。ロックア
ップでない場合、つまり、トルクコンバ−タを使用して
いる場合は、ステップ14でトルクコンバ−タ使用時の
有効変速位置を演算し、ステップ15に進む。
【0020】ステップ15では、最適燃料流量つまり最
良燃費が得られる変速位置ioutを、予め設けられたマ
ップにより検索する。次のステップ16では、検索した
変速位置での上記駆動トルクに見合うスロットル開度θ
を、これも予め設けられたマップにより検索する。最後
にステップ17で、変速位置iout,スロットル開度θ
を出力する。ステップ10で、アクセル開度αが0と判
定された場合は、ステップ18に進み、最大変速位置i
out=imaxとし、ステップ19でスロットル開度θ=0
degとし、ステップ17に進んでこれらを出力する。
【0021】図3〜図7は、上述した制御手順の詳細を
示すフローチャートである。先ず、ロックアップ時にお
ける詳細手順を図3,図4で説明する。まず、ステップ
20で、アクセル開度αと車速Vspの検出値を読み込
む。次に、ステップ21で、アクセル開度αが0かどう
かを判定する。アクセル開度αが0でない場合はステッ
プ22に進み、0の場合は図4の“C”に進む。ステッ
プ22では、予めアクセル開度αの関数fとして定めら
れているトルクを与える式より駆動トルクToを演算す
る。次に、ステップ23では、自動変速機の取り得る各
変速位置でのエンジントルクTnを演算する。例えば変
速位置が4段の場合は、 Tt1=To/(i1*iend) i1〜i4:減速比 ien
d:デフの減速比 Tt2=To/(i2*iend) Tt1〜Tt4:エンジント
ルク Tt3=To/(i3*iend) Tt4=To/(i4*iend) Tt1〜Tt4の4つのエンジントルクを演算する。
【0022】そして、次のステップ24で、現在の車速
Vspが目標車速V10(ロックアップ状態になる車速)以
上かどうかを判断し、Vsp≧V10の場合はステップ25
に進み、Vsp<V10の場合は図4“B”に進む。ステッ
プ25では、各変速位置でのエンジン回転数Nn(n=1
〜4)を演算し、図4“A”つまりステップ26に進
む。ステップ26では、1速〜4速までのエンジントル
ク(T1〜T4)とエンジン回転数(N1〜N4)から、有
効変速位置検索マップにより、有効変速位置を検索す
る。有効変速位置検索マップには、限界エンジン回転数
Ntar及び限界トルクが設けてある。
【0023】次のステップ27では、最適燃料流量(最
良燃費)マップにより最適燃料流量(最良燃費)の変速
位置を検索する。このステップで、例えばi3(3速)
が選択されると、次にステップ28で、このi3(3
速)にしたときのエンジントルク及びエンジン回転数か
らスロットル開度θを検索し、ステップ29で変速位置
iout及びスロットル開度θを出力する。
【0024】ステップ24で、車速Vspが目標速度未満
と判定された場合には、図4のステップ30で、iout
にi1が代入され、ステップ28でi1に対応するスロッ
トル開度が検索される。ステップ21でアクセル開度α
が0と判定されたときは、図4のステップ31に進み、
ioutにi4が代入され、ステップ32でスロットル開度
θに0degが代入され、これらがステップ29で出力さ
れる。
【0025】図5〜図8は、トルクコンバ−タ使用時の
詳細制御の手順を示すフロ−チャ−トである。まず、ス
テップ33でアクセル開度αと車速Vspの検出値を読み
込む。次のステップ34では、アクセル開度αが0かど
うかを判定する。α=0でない場合はステップ35に進
み、α=0の場合は図7“B”に進む。ステップ35で
は、αの関数fにより駆動トルクToを演算する。次の
ステップ36では、各変速位置でのトルクコンバ−タ出
力軸トルクTtnを演算する。例えば変速位置が4段の場
合は、 Tt1=To/(i1*iend) i1〜i4:減速比 ien
d:デフの減速比 Tt2=To/(i2*iend) Tt1〜Tt4:トルクコン
バ−タ出力軸トルク Tt3=To/(i3*iend) Tt4=To/(i4*iend) Tt1〜Tt4の4つのトルクコンバ−タ出力軸トルクを演
算する。そして、ステップ37で、各変速位置でのトル
クコンバ−タ出力軸回転数Ntn(n=1〜4)を演算す
る。そして、図6のステップ38に進み、検索エンジン
回転数TNenにNtn(n=1〜4)を代入する。次に、ステ
ップ39で、速度比(Ntn/TNen)と検索エンジン回
転数TNenを用いてパワ−伝達特性マップを検索し、エ
ンジントルクTeを求める。
【0026】ステップ40では、トルク比λ1=Ttn/T
eの演算を実行する。また、ステップ41では、速度比
(Ntn/TNen)によりトルク比マップを検索し、トルク
比λ2を求める。そして、λ1=λ2であるか否かを判定
し、λ1≠λ2の場合はステップ43で、Ntnをインクリ
メント(+1)してステップ38に戻る。
【0027】ステップ42のトルク比の値は、ある範囲
以内(λ2−k≦λ1≦λ2+k)であればOKとしても
良い。また、ステップ43のインクリメント量は、+1
0とか+20とかでも良い。この一連の処理を1速から
4速までについて行い、全てでYes(λ1=λ2)となれ
ば、図7“C”に進む。ステップ44では、各変速位置
でのエンジントルク(Te1〜Te4)とエンジン回転数
(TNe1〜TNe4)を求めこれをメモリに入れておき、次
のステップ45で用いる。ステップ45では、最適燃料
流量(最良燃費)マップにより、最適燃料流量(最良燃
費)を与える変速位置を検索する。そして、例えばi1
(1速)が選択されたとき、次にステップ46で、この
i1(1速)でのエンジントルク及びエンジン回転数か
らスロットル開度θを検索する。ステップ47では、求
めた変速位置ioutとスロットル開度θを出力する。図
5のステップ34での判定結果がα=0となった場合
は、図7のステップ48に進み、ioutにi4を代入し、
ステップ49でθに0degを代入し、ステップ47に進
む。
【0028】図8は図5〜7で示した実施例の代案であ
る。まず、ステップ50でアクセル開度αと車速Vspの
検出値を読み込む。次のステップ51では、このアクセ
ル開度α及び車速Vspより、模擬駆動トルクマップから
模擬駆動トルクを検索する。この模擬駆動トルクマップ
には、最良燃費の変速線があらかじめ引かれている。さ
らに、アクセル開度に応じて加速パタ−ンも引かれてあ
り、アクセル開度αが1/8程度の場合は、走行抵抗に
打ち勝つ程度の駆動トルクを要求するようになってい
る。アクセル開度が1/8〜8/8(全開)までの駆動
トルクは、アクセル開度に比例させるようになってい
る。また、模擬駆動トルクマップは、エンジン音と余裕
駆動力を考慮してあり、アクセル開度が3/8以下など
の低開度の場合、エンジン音があまり大きくないエンジ
ン回転数で変速するようにしてある。次に、ステップ5
2では、ステップ51で求まった変速位置のトルクコン
バ−タ出力軸トルクTtを演算する。さらに、ステップ
53では現在の車速Vspと上記変速位置のトルクコンバ
−タ出力軸回転数Ntを演算する。そして、図9のステ
ップ54では、トルクコンバ−タの特性式を用いて、エ
ンジントルクTe,エンジン回転数Neを求める。ステッ
プ55では、これらの値に対応するスロットル開度をマ
ップから検索し、ステップ56で、求められた変速位置
及びスロットル開度を出力する。
【0029】図10は、駆動トルク制御にモデルフィ−
ドバック制御を付加した制御装置のブロック構成図であ
る。本実施例では、車速及びアクセル開度(目標駆動ト
ルク)の検出値をコントロ−ラ57に入力し、車速とア
クセル開度に見合うスロットル開度及び変速比を演算
し、制御対象58に出力する。コントロ−ラ57内には
エンジン効率と伝達効率を考慮したモデルが入ってお
り、運転者の要求する駆動トルクと最良の燃費を実現す
る。更に、実際の駆動トルクを検出する手段(トルクセ
ンサ、トルク推定など)を設け、実際の駆動トルクと目
標駆動トルクの偏差を補正器59にフィ−ドバックし、
スロットル開度を補正する。つまり、過渡状態などに生
じるトルクの不足分を、アクセル開度の時間的変化dα/
dtなどで補正する。また、補正器59とコントロ−ラ5
7間で通信によりデータの授受等を行い、経時変化など
による状態変化に対応するようデ−タを書換える。
【0030】図11は、手動変速レバ−により変速機を
操作する自動車における制御手順を示すフロ−チャ−ト
である。先ず、ステップ60で、アクセル開度αとシフ
ト位置rの検出値を読み込む。そして、ステップ61
で、D(ドライブ)レンジに入っているかどうかを判断
する。Dレンジの場合はステップ62に進み、前述(図
3〜図7)のエンジン効率向上制御によりスロットル開
度と変速位置を演算し、ステップ63で出力する。Dレ
ンジ以外の走行を示す状態つまりRレンジ(バック)
場合はステップ64に進み、アクセル開度とスロットル
開度が1対1で対応するようにスロットル開度を演算す
る。そして、ステップ65で、ステップ60で読み込ん
だシフト位置rとスロットル開度を出力する。
【0031】図12は、車速一定制御を行うときの制御
手順を示すフロ−チャ−トである。ステップ66で設定
車速Vtarと現在の車速Vsp検出値を読み込む。次に、
ステップ67では、設定車速Vtarと現在の車速Vspを
用いて、加速度a=(Vtar−Vsp)/Δtを演算す
る。ステップ68では、上記加速度を用いて駆動トルク
Tout=k10*a+Tf(Tf:走行負荷、k10:定数)
を演算する。そして、ステップ69で、駆動トルクTou
tの関数fと、車速Vspの関数gによりそれぞれ目標エ
ンジントルクTeと、目標エンジン回転数Neを演算す
る。次に、ステップ70で、目標エンジントルクと目標
エンジン回転数によりマップを検索してスロットル開度
を求め、これをステップ71で出力する。
【0032】図13〜図15は、トルクコンバ−タ出力
軸回転数を推定する方法の手順を示すフロ−チャ−トで
ある。ステップ72で、エンジン回転数Neと、変速位
置inと、車速Vspの検出値を読み込む。ステップ73
で、現在の変速位置inと前回の変速位置in-1が等しい
かどうかを判断する。等しい場合はステップ74に進
み、FlgAが“1”かどうかを判断し、“1”でない場
合はステップ75に進んでトルクコンバ−タ出力軸回転
数Ntの基本演算を実行し、ステップ76でFlgA及びFl
gBの内容を“0”にして、図14のステップ84に進
む。ステップ73で、現在の変速位置inと前回の変速
位置in-1が違う場合は、ステップ77に進み、FlgA=
1、r=gear(n-1)の演算を実行する。ここで、iは変
速位置を示し、gearはギア比を表す。次に、ステップ7
8でシフトアップかシフトダウンかを判定する。
【0033】シフトアップの場合は、ステップ79でu
p=1、シフトダウンの場合はステップ80でup=2
を実行する。次に、ステップ81でupが“1”かどう
かを判定し、“1”の場合はステップ82に進み、
“1”以外の場合は図14のステップ83に進む。ステ
ップ82からB、ステップ83からBまでのステップで
変速中のトルクコンバ−タ出力軸回転数Ntを推定す
る。
【0034】ステップ82では、現在のエンジン回転数
Neから前回のエンジン回転数Ne(n-1)を引いた値(エ
ンジン回転数の差)が設定値drpm以下かどうかを判断す
る。エンジン回転数の差が設定値以下の場合は実際の変
速と判断し、ステップ82aに進んでFlgBの値を
“1”にする。そして、ステップ82bの推定タ−ビン
(トルクコンバ−タ出力軸)回転数演算処理(後述の図
15のX)を実行する。ステップ82の判定で、エンジ
ン回転数の差が設定値より大きい場合は、ステップ82
cに進み、FlgBが“0”かどうかを判断する。FlgBが
“0”の場合はステップ82dに進み、実際の変速では
ないと判断し、前回のギア比の基本式演算を用いてNt
を求める。ステップ82cでFlgBが“0”と判定され
たときは、変速終了と判断し、ステップ82eでFlgA
及びFlgBの値として夫々“0”を代入して、図14に
進む。
【0035】ステップ83では、現在のエンジン回転数
Neから前回のエンジン回転数Ne(n-1)を引いた値(エ
ンジン回転数の差)が設定値Drpm以上かどうかを判断す
る。エンジン回転数の差が設定値以上の場合は実際の変
速と判断し、ステップ83aに進み、FlgBの値を
“1”にする。そして、ステップ83bの推定タ−ビン
(トルクコンバ−タ出力軸)回転数演算処理(後述の図
15のY)を実行する。ステップ83の判定結果で、エ
ンジン回転数の差が設定値より小さい場合は、ステップ
83cに進み、FlgBの値が“0”かどうかを判断す
る。“0”の場合はステップ83dに進んで実際の変速
ではないと判断し、前回のギア比の基本式演算を用いて
Ntを求める。ステップ83cの判定でFlgBの値が
“0”となった場合は、変速終了と判断し、ステップ8
3eでFlgA,FlgBの値として“0”を設定し、Bに進
む。最後に、ステップ84で、Ne(n-1)にNeを、in-1
にinを代入し、制御を終了する。
【0036】図15は、変速中のタービン回転数推定演
算処理である。処理Xで行う演算式は、 Ntb=Vsp*gear(n)*iend*k6 …(1) Ntc=Nt−Ntb …(2) Neb=Vsp*gear(n)*iend*k7 …(3) Nec=Ne−Nb …(4) Time=(Nec*ΔT)/(Ne(n-1)−Ne) …(5) DNt=Ntc*ΔT/Time …(6) Nt=Nt−DNt …(7) ここで、Ntb:変速終了時の推定トルクコンバ−タ出力
軸回転数 Ntc:変速開始時の推定トルクコンバ−タ出力軸回転数
NtからNtbを引いた即ち変速により変化するトルクコ
ンバ−タ出力軸回転数 Neb:変速終了時のエンジン回転数 Nec:実際の変速開始時エンジン回転数NeからNebを
引いた即ち変速により変化するエンジン回転数 Time:変速時間 DNt:1タスク(例えば10msec)でのトルクコンバ−
タ出力軸回転数の推定変化量DNt Nt:推定トルクコンバ−タ出力軸回転数 である。処理Yにおいても、回転数の変化方向(上昇)
の違いのみで、処理Xと同じようにNtが演算される。
【0037】図16は、変速機の出力軸回転数とトルク
コンバ−タ出力軸回転数の比(ギア比)を用いたスロッ
トル制御のタイムチャ−トである。変速信号が出力され
た後、実際にギア比が変化し、これにより実際の変速が
行われる。本実施例では、シフトアップ時に上記ギヤ比
に応じてスロットル開度を制御したが、シフトダウン時
も同様にギヤ比を用いて制御できる。例えば、上記ギア
比の変化時に、変化開始と変化終了で、あるスライスレ
ベルを設け、変速フラグを立てるようにする。そして、
この変速フラグが立っているときに、スロットル制御に
割込みを行い、スロットル開度を保持あるいは減少させ
て変速ショックを防止する。また、ギヤ比を用いれば、
スロットルは変速中も動作させ、上記割込制御を実行せ
ず、変速フラグが立っている時に点火時期,燃料量を制
御し、変速ショックを防止することも可能である。
【0038】図17は 許容走行距離を演算する実施例
における制御手順を示すフロ−チャ−トである。ステッ
プ85で残存燃料量Qfと、車速Vspと、エンジン回転
数Ne、スロットル開度θの検出値を読み込む。次に、
ステップ86で、エンジン回転数Neとスロットル開度
θによりマップからエンジントルクTeを検索する。そ
して、ステップ87で、エンジン回転数Neとエンジン
トルクTeによりマップを検索して、その運転状態での
燃料消費量Fcを求める。ステップ88では、燃費Ffを
Vsp/Fcで演算する。そして、ステップ89では、残
存燃料Qfで今の運転状態を維持したときどの位の距離
だけ持つかの許容走行距離Sを、Qf*Ffで演算し、ス
テップ90で表示用信号SdをSの関数fで求め、ステ
ップ91で出力する。
【0039】図18は、トルク制御装置のハ−ド構成図
である。本実施例の自動車では、アクセルペダルセンサ
92、シフトレバ−信号93、車速用回転センサ94、
エンジン回転センサ101、トルクコンバ−タ出力軸回
転95、アクセルスイッチ104、設定車速Vtar、実
際のスロットル開度θreal及び残存燃料量Qfを、パワ
−トレインコントロ−ラ96に入力する。このパワート
レインコントローラ96は、上述した様にして、運転者
の意図する駆動トルクを決定(空気量、変速比)するも
のである。そして、このパワ−トレインコントロ−ラ9
6は、各入力信号にもとずいて、スロットル開度,変速
比,ロックアップ状態を演算し、それぞれ演算に基づく
制御信号を、スロットル制御器97,シフトソレノド9
8,ロックアップソレノイド99に出力する。また、エ
ンジンコントロ−ラ100にはエンジン回転センサ10
1の信号が入力され、エンジンコントローラ100は、
点火信号を点火装置102に出力すると共に、燃料噴射
量信号を燃料制御装置103に出力する。パワ−トレイ
ンコントロ−ラ96は、変速機制御とスロットル制御を
1つのCPUで制御する形式でも、安全性の面から複数
のCPUで行う形式を取ってもよい。
【0040】斯かる構成の自動車で最小燃費点制御を行
う場合、アクセルペダルセンサ92と車速用回転センサ
94の信号がパワ−トレインコントロ−ラ96に入力さ
れ、運転者が要求する駆動トルクを発生させるためのス
ロットル開度,変速比,ロックアップ状態を、燃料消費
量のマップの最小点になるよう演算して求め、演算結果
に基づく夫々の制御信号を、スロットル制御器97,シ
フトソレノド98,ロックアップソレノイド99に出力
する。また、ロックアップ制御時は、トルク変動を防止
するように、パワ−トレインコントロ−ラ96とエンジ
ンコントロ−ラ100が通信しあい、点火装置102と
燃料制御装置103を制御する。
【0041】アクセルペダルセンサ92にはアクセルス
イッチ104が設けられており、パワ−トレインコント
ロ−ラ96内でアクセルペダルセンサ92が異常かどう
かを常時判定している。もし、アクセルペダルセンサ9
2の信号に異常が発生した場合は、アクセルスイッチ1
04信号に切り替え、全閉,全開などを判断に用い修理
工場までの走行を可能にする。同時に運転者には、表示
板にアクセルセンサ92の異常を表示して報知する。
【0042】また、パワ−トレインコントロ−ラ96で
は、アクセルペダルセンサ92とシフトレバ−信号93
を用いて最小燃費点制御を実行するか否かを判断し、D
レンジの場合は上述した制御を実行する。Dレンジ以
外、特にR(後退)レンジの場合は、アクセルペダルセ
ンサ92の要求開度よりもスロットル開度が大きく開く
ことによる暴走を防止するため、アクセルペダルセンサ
92の要求開度≧スロットル開度、となるように設定す
る必要がある。そこで斯かる場合には、スロットル開度
を上述した演算手法とは異なる演算により求め、スロッ
トル制御器97に出力する。
【0043】車速一定制御を行う場合、運転者が要求す
る設定車速Vtar及び車速用回転センサ94の信号がパ
ワ−トレインコントロ−ラ96に入力される。パワート
レインコントローラ96は、現在の車速から設定車速ま
でを任意の一定時間で変化させるための加速度を演算
し、最小燃費点制御の制御フロ−でスロットル開度,変
速比などを求めて制御する。
【0044】また、変速ショック低減の点から変速中の
スロットル開度を制御するのにギア比(車速用回転セン
サ94の信号/トルクコンバ−タ出力軸回転95の信
号)を用いる必要がある。トルクコンバ−タ出力軸回転
95の信号が検出可能な自動車においては問題ないが、
検出不可能なものにおいてはトルクコンバ−タ出力軸回
転数を推定する必要がある。推定する場合は、車速用回
転センサ94の信号、エンジン回転センサ101の信号
及び最小燃費点制御で求めた変速比を用いて実行する。
【0045】最後に、本実施例を用いれば、現在の自動
車の最適燃費が演算できる。つまり、最小燃費点制御で
用いる信号(車速,エンジン回転数,変速比,スロット
ル開度及び残存燃料量Qf)から、パワ−トレインコン
トロ−ラ96内で許容走行距離を演算することが可能と
なる。実用的面から上記走行距離が表示板に表示できの
で、運転者の給油に対する助力となる。
【0046】図19は本発明の一実施例に係るトルク制
御装置の全体構成図である。破線内が図18で示したパ
ワ−トレインコントロ−ラ内の機能である。最小燃費点
制御では、アクセル開度検出手段105と車速検出手段
106の検出信号がパワ−トレインコントロ−ラの目標
駆動トルク検索手段107に入力され、現在の車速で運
転者が要求する目標駆動トルクを検索する。次に、この
目標駆動トルクの値をトルク伝達演算手段108に入力
し、各変速比毎に上記目標駆動トルクに見合う変速比,
スロットル開度を演算する。さらに、ロックアップ制御
の有無を判断する。ロックアップ制御「有」の場合はロ
ックアップ制御装置109へ制御信号を出力する。
【0047】また、トルク伝達演算手段108内では車
速信号の微分値あるいは2回微分値から軸トルクを推定
し、ロックアップ制御時のトルク変動を検出して、も
し、トルク変動が発生した場合は燃料制御装置110を
制御し、空燃比を大きく(希薄)してトルク変動を防止
する。また、トルク伝達演算手段108で求めた変速比
毎のエンジン回転数、エンジントルクを変速比選択手段
111に入力し燃料消費量の最も小さい変速比を求め
る。ここで求めた変速比のエンジントルク、エンジン回
転数をスロットル開度演算手段1(112)に入力し、
演算結果によるスロットル開度信号をスロットル制御器
113へ出力する。また、変速比選択手段111で求ま
った変速比を変速アクチュエ−タ114ヘ出力する。
【0048】アクセル開度検出手段105の検出信号は
フェ−ル判定手段115に入力されており、アクセル開
度信号に異常が発生したかどうかを判断している。もし
異常が発生した場合は、フェ−ル判定手段115からフ
ェ−ル信号を目標駆動トルク検索手段107へ出力し
て、アクセルスイッチ検出手段116の検出信号と切り
替えるようにしてある。また、この場合、目標のスロッ
トル開度を任意に設定することが不可能となるため、ア
クセル全閉スイッチが解除された場合は、10度程度ス
ロットル開度を開くようにしておく。さらに、運転者に
は表示板にアクセル開度検出手段105の異常を表示し
て報知するようにする。
【0049】次に、アクセル開度検出手段105とシフ
ト位置検出手段116を手動変速レバ−位置判定手段1
17に入力し、判定手段117内で、最小燃費点制御を
実行するか否かを判断する。D(変速比が2つ以上存在
する)レンジの場合は、この制御を実行する。Dレンジ
以外、特にR(後退)レンジの場合、アクセル開度検出
手段105の要求開度よりもスロットル開度が大きく開
くことによる暴走を防止するため、アクセル開度検出手
段105の要求開度≧スロットル開度となるように設定
する。この場合は、スロットル開度をスロットル開度演
算手段2(118)で演算し、スロットル制御器113
に出力する。また、手動変速レバ−位置判定手段117
から同時にシフト位置検出手段116の信号を変速アク
チュエ−タ114に出力する。
【0050】次に、車速一定制御では、運転者が要求す
る設定車速Vtarを設定車速検出手段119及び車速検
出手段106を加速度演算手段120に入力し、現在の
車速から設定車速まで任意の一定時間で変化させるため
の加速度を演算する。そして、上記加速度を目標駆動ト
ルク検索手段107へ入力しその加速度に見合う目標駆
動トルクを演算する。その後、前述の最小燃費点制御、
トルク伝達演算手段108、変速比選択手段111、ス
ロットル開度演算手段1(112)を経てスロットル開
度、変速比を制御する。
【0051】また、変速ショック低減の点から変速中の
スロットル開度を制御するのにギア比(車速検出手段1
06の信号/トルクコンバ−タ出力軸回転数検出手段1
21の信号)を用いる必要がある。トルクコンバ−タ出
力軸回転数検出手段121の信号が検出可能な自動車に
おいては問題ないが、検出不可能なものにおいては、ト
ルクコンバ−タ出力軸回転数を推定する必要がある。推
定する場合は、車速検出手段106の信号、エンジン回
転数検出手段122の信号及び変速比選択手段111を
トルクコンバ−タ出力軸回転数推定手段123に入力
し、トルクコンバ−タ出力軸回転数を推定する。そし
て、トルクコンバ−タ出力軸回転数検出手段121ある
いはトルクコンバ−タ出力軸回転数推定手段123のト
ルクコンバ−タ出力軸回転数をギア比演算手段124に
入力し、変速中かどうかを判断する。変速中の場合はギ
ア比の変化に応じて、変速ショックが生じないようなス
ロットル開度を上記スロットル開度演算手段1(11
2)で求め、スロットル制御器113に出力する。
【0052】次に、スロットル制御器113のスロット
ル開度検出手段125から出力される実際のスロットル
開度、車速検出手段106の車速、エンジン回転数検出
手段122のエンジン回転数、変速比選択手段111と
手動変速レバ−位置判定手段117の変速比及び残存燃
料量検出手段126の残存燃料量Qfを許容走行距離演
算手段127に入力し許容走行距離を演算し、運転者が
分かるように表示板(例えばCRT)128に表示す
る。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、トルクコンバ−タなど
の運転特性が把握でき、かつタイヤに伝達される駆動ト
ルクの効率が最適かどうかが判断できるので、運転者が
要求する運転性を確保しつつ、燃料経済性の向上が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るトルク制御装置の構成
図である。
【図2】本発明の一実施例に係るトルク制御方法の処理
手順を示すフローチャートである。
【図3】図2に示す制御手順うちロックアップ時の詳細
制御を示すフローチャートである。
【図4】図2に示す制御手順うちロックアップ時の詳細
制御を示すフローチャートである。
【図5】トルクコンバ−タ使用時の詳細制御の手順を示
すフロ−チャ−トである。
【図6】トルクコンバ−タ使用時の詳細制御の手順を示
すフロ−チャ−トである。
【図7】トルクコンバ−タ使用時の詳細制御の手順を示
すフロ−チャ−トである。
【図8】図5〜図7に示す実施例の代案に係るフローチ
ャートである。
【図9】図5〜図7に示す実施例の代案に係るフローチ
ャートである。
【図10】駆動トルク制御にモデルフィ−ドバック制御
を付加した制御装置のブロック構成図である。
【図11】手動変速レバ−により変速機を操作する自動
車における制御手順を示すフロ−チャ−トである。
【図12】車速一定制御を行うときの制御手順を示すフ
ロ−チャ−トである。
【図13】トルクコンバ−タ出力軸回転数を推定する方
法の手順を示すフロ−チャ−トである。
【図14】トルクコンバ−タ出力軸回転数を推定する方
法の手順を示すフロ−チャ−トである。
【図15】トルクコンバ−タ出力軸回転数を推定する方
法の手順を示すフロ−チャ−トである。
【図16】変速機の出力軸回転数とトルクコンバ−タ出
力軸回転数の比(ギア比)を用いたスロットル制御のタ
イムチャ−トである。
【図17】許容走行距離を演算する実施例における制御
手順を示すフロ−チャ−トである。
【図18】トルク制御装置のハ−ド構成図である。
【図19】本発明の一実施例に係るトルク制御装置の全
体構成図である。
【符号の説明】
1…車速検出手段、1.1…アクセル開度検出手段、2
…目標駆動トルク検索手段、3…トルク伝達演算手段、
4…ロックアップ制御装置、5…変速比選択手段、6…
変速アクチュエ−タ、7…スロットル開度演算手段、8
…スロットル制御器。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16H 61/14 601 F16H 61/14 601C (72)発明者 尾崎 直幸 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (72)発明者 射場本 正彦 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (72)発明者 徳田 博厚 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (56)参考文献 特開 昭62−110536(JP,A) 特開 平3−182662(JP,A) 特開 昭57−73257(JP,A) 特開 昭60−143132(JP,A) 特開 昭59−215961(JP,A) 特開 平3−169753(JP,A) 特開 平3−100339(JP,A) 実開 昭59−135412(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 41/00 - 41/28 F02D 29/00 - 45/00 F16H 59/00 - 63/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車速とアクセル開度から目標駆動軸トル
    クの値を求め、エンジンの出力軸と車両の駆動軸とを連
    結する変速機のギヤ比及び吸入空気量を制御して車両の
    駆動軸トルクを前記目標駆動軸トルクになるように制御
    し、 前記変速機の手動シフトレンジが1レンジ中にギヤ比を
    複数含むレンジであるときには前記駆動軸トルクを前記
    目標駆動軸トルクに制御し、1レンジ中にギヤ比を単数
    含むレンジであるときには前記吸入空気量をアクセル開
    度にのみ依存させて前記駆動軸トルクを前記目標駆動軸
    トルクに制御する内燃機関のトルク制御方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の内燃機関のトルク制御方
    法であって、 トルク伝達機構の入,出力軸を直結するロックアップ状
    態であるか否かにより、燃料消費量のテーブルを用いて
    目標ギヤ比を設定すると共に、該目標ギヤ比にて前記目
    標駆動軸トルクになる吸入空気量を設定する内燃機関の
    トルク制御方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の内燃機関のトルク制御方
    法であって、 前記目標駆動軸トルクの値を求める際にトルクマップを
    検索し、 走行抵抗に打ち勝つ程度の基本駆動トルク値を与えるア
    クセル開度値からアクセル全開値までのアクセル開度に
    比例した駆動トルクの値に前記基本駆動トルクの値を加
    算した値を前記目標駆動軸トルクの値として前記トルク
    マップから出力させ、 トルク伝達機構の入,出力軸を直結するロックアップ状
    態であるか否かにより、燃料消費量のテーブルを用いて
    目標ギヤ比を設定すると共に、該目標ギヤ比にて前記目
    標駆動軸トルクになる吸入空気量を設定する内燃機関の
    トルク制御方法。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3に記載の内燃機関の
    トルク制御方法であって、 残存燃料量Qfと、車速Vspと、エンジン回転数Ne
    と、スロットル開度θとを検出し、前記エンジン回転数
    Neと前記スロットル開度θからエンジントルクTeを
    求め、前記エンジン回転数Neと前記エンジントルクT
    eからその運転状態での燃料消費量Fcを求め、燃費F
    fを前記車速Vsp/前記燃料消費量Fcで求め、前記
    残存燃料量Qfでどの位の距離だけ持つかの許容走行距
    離Sを前記残存燃料量Qf×前記燃費Ffで求め、前記
    許容走行距離Sを表示する内燃機関のトルク制御方法。
  5. 【請求項5】 車速とアクセル開度から目標駆動軸トル
    クの値を求め、エンジンの出力軸と車両の駆動軸とを連
    結する変速機のギヤ比及び吸入空気量を制御して車両の
    駆動軸トルクを前記目標駆動軸トルクになるように制御
    する機能を有し、 前記変速機の手動シフトレンジが1レンジ中にギヤ比を
    複数含むレンジであるときには前記駆動軸トルクを前記
    目標駆動軸トルクに制御し、1レンジ中にギヤ比を単数
    含むレンジであるときには前記吸入空気量をアクセル開
    度にのみ依存させて前記駆動軸トルクを前記目標駆動軸
    トルクに制御する機能を有する内燃機関のトルク制御装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の内燃機関のトルク制御装
    置であって、 トルク伝達機構の入,出力軸を直結するロックアップ状
    態であるか否かを判定し、ロックアップ状態であるか否
    かにより燃料消費量のテーブルを用いて目標ギヤ比を設
    定し、該目標ギヤ比にて前記目標駆動軸トルクになる吸
    入空気量を設定する機能を有する内燃機関のトルク制御
    装置。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の内燃機関のトルク制御装
    置であって、 前記目標駆動軸トルクの値を求める際に検索され、走行
    抵抗に打ち勝つ程度の基本駆動トルク値を与えるアクセ
    ル開度値からアクセル全開値までのアクセル開度に比例
    した駆動トルク値に前記基本駆動トルクの値を加算した
    値を前記目標駆動トルクの値として出力させるトルクマ
    ップを有し、 トルク伝達機構の入,出力軸を直結するロックアップ状
    態であるか否かを判定し、ロックアップ状態であるか否
    かにより燃料消費量のテーブルを用いて目標ギヤ比を設
    定し、該目標ギヤ比にて前記目標駆動軸トルクになる吸
    入空気量を設定する機能を有する内燃機関のトルク制御
    装置。
  8. 【請求項8】 請求項5,6又は7に記載の内燃機関の
    トルク制御装置であって、 残存燃料量Qf,車速Vsp,エンジン回転数Ne及び
    スロットル開度θを検出し、前記エンジン回転数Neと
    前記スロットル開度θからエンジントルクTeを求め、
    前記エンジン回転数Neと前記エンジントルクTeから
    その運転状態での燃料消費量Fcを求め、燃費Ffを前
    記車速Vsp/前記燃料消費量Fcで求め、前記残存燃
    料量Qfでどの位の距離だけ持つかの許容走行距離Sを
    前記残存燃料量Qf×前記燃費Ffで求め、前記許容走
    行距離Sを表示する機能を有する内燃機関のトルク制御
    装置。
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