JP3686094B2 - Method and apparatus for adjusting spark ignition engine torque during gearshift operation - Google Patents

Method and apparatus for adjusting spark ignition engine torque during gearshift operation Download PDF

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ギアシフト動作の間に、空気調量装置を備えた内燃機関、即ち火花点火エンジン（オットーエンジン）のトルクを調節する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ギアシフト動作の開始時点Ｔ＿Ａの前、ギアシフト動作の間並びにギアシフト動作の終了後時点Ｔ＿Ｅにおいてトランスミッション出力（出口側）において継続的に同一のトルクを得るための、オートマチックトランスミッション入力（入口側）におけるエンジントルクの特性が図３（ａ）に図示されている。車両の運転者が時点Ｔ＿Ａの前にアクセルペダルを操作して、それによって車両を加速させるようなエンジントルクが設定されると仮定する。その場合、回転数が増大し、所定の回転数に達したときに、ギアシフト条件検出器はより高速の変速段（ギヤ段）へ、例えば３速から４速へのギアシフト（ギア切り替え）を行うべきであることを検出する。その後検出器はギアシフト動作を開始させる信号を出力する。この時点が時点Ｔ＿Ａに相当する。
【０００３】
図３（ａ）の場合、トランスミッションは、まずエンジントルクが減少され、所定の時点Ｔ＿Konstまでに所定のエンジントルクに達し、そのトルクが時点Ｔ＿AUFまで一定に維持され、その時点からトルクは再び増大され、特にギアシフト動作前の前の値より大きな新しい値まで増大されるように構成されているものとする。増大比は２つの異なる変速段における変速比の逆数に対応する。
【０００４】
通常はトルク変化は給気（充填量）変化によって、すなわち空気調量装置の調節によって行われる。以下においては、空気調量装置が絞り弁であるとする。しかし、例えば吸気弁の可変制御によって空気を調量すること、あるいはギアシフト動作の間の給気変化を調節可能なバイパス装置を用いて行うことも可能である。通常は、ギアシフト動作用に設定されたトルク特性を実現するために必要となるような早さで給気を変化させることは不可能である。
【０００５】
従って、所望のトルク特性をできる限り正確に実現できるようにするためには、給気を変化させるだけでなく、点火角度も変化させなければならない。しかしこれには図４を用いて説明する問題が発生する。図４は回転数が一定の場合におけるエンジンのトルク特性を点火角度に従って概略図示したものである。図から明らかなように、所定の点火角度ＺＷ＿ＯＰＴの場合に最大トルクが得られ、このトルクは点火角度が増減するとほぼ放物線形状に減少する。通常は点火角度ＺＷ＿ＯＰＴにおいて出力も燃費も最適になり、従って好ましくはこの点火角度に調節される。しかしこれは、点火角度の変化によってトルク減少のみが可能で、トルク増大は不可能であることを意味している。
【０００６】
図３（ｂ）と（ｃ）には、従来技術においてギアシフト動作の間の給気と点火角度を変化させ、それにより図３（ａ）に示す目標値カーブにできるだけ正確に適合させた図３（ｄ）に示す実際値カーブを得る方法が図示されている。実際トルクは時点Ｔ＿AUFまでは、時点Ｔ＿Ａの前、従ってギアシフト動作の開始時に得られるような目標トルクに維持されることがわかる。それに対して点火角度は時点Ｔ＿ＡとＴ＿KONSTの間に、実際エンジントルクが、減少する目標エンジントルクに合うように変化される。時点Ｔ＿KONSTと時点Ｔ＿AUFの間は点火角度は一定に維持される。時点Ｔ＿AUFからは給気が増大され、かつ変化された点火角度が時点Ｔ＿Ｅまでに戻される。この点火角度変化を元に戻すことによって、実際エンジントルクは、給気の変化だけで可能であったよりも急速に増大される。しかし実際エンジントルクと目標エンジントルク間の偏差は相変わらず比較的大きいままである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は全ギアシフト過程の間実際エンジントルクを可能な限り目標エンジントルクに維持することのできる、ギアシフト動作の間に火花点火エンジンのトルクを調節する方法と装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明方法においては、
オートマチックトランスミッションによるギアシフト動作が行なわれるかが検出され、
ギアシフト動作が検出されない場合には、非ギアシフト運転用の目標エンジントルク（Ｍ＿SOLL＿Ｍ）が設定されて、その値に基づいて空気調量装置が調節され、
またギアシフト動作が検出される場合には、ギアシフト動作期間目標エンジントルクの特性が設定され、その場合ギアシフト動作の間にエンジントルクの減少が得られるように、点火角度（ＺＷ）が調節される、
各ステップを有する空気調量装置（１８）を備えた内燃機関（１３）（火花点火エンジン）のトルクを調節する方法において、
ギアシフト動作の間に給気の増大によって可能であるよりも早くエンジントルクの増大が行なわれるようにするために、以下のように処理されること、即ち、
目標エンジントルクが増大されるべき時点（T_AUF）の前（時点Ｔ＿VOR）においてすでに給気が増大され、かつ同時に点火角度が次のように、すなわち給気の増大によってもたらされるトルク上昇が点火角度の調節によってもたらされるトルク減少によって補償されて目標トルクが維持されるように、調節され、かつ、
目標トルクが増大される時点（Ｔ＿AUF）からは給気がさらに増大され、かつ実際エンジントルクの特性が目標エンジントルクの特性とほぼ一致するように点火角度変化が戻される構成を採用した。
【０００９】
さらに本発明装置は、
ギアシフト動作を開始させるギアシフト条件検出器（１６）と、
非ギアシフト運転の間給気と点火角度を調節する装置（１０．１、１４．１）と、
ギアシフト動作の間給気と点火角度を調節する装置（１０．２、１４．２）とを備え、この装置は、点火角度を調節して、それによりギアシフト動作の間にエンジントルクの減少が得られるように構成されている、
空気調量装置（１８）を備えた内燃機関（１３）（火花点火エンジン）のトルクを調節する装置において、
ギアシフト動作の間給気と点火角度を調節する前記装置（１０．２、１４．２）が次のステップ、すなわち
目標エンジントルクが増大されるべき時点（T_AUF）の前（時点Ｔ＿VOR）においてすでに給気が増大され、かつ同時に点火角度が次のように、すなわち給気の増大によってもたらされるトルク上昇が点火角度の調節によってもたらされるトルク減少によって補償されて目標トルクが維持されるように、調節され、かつ、
目標トルクが増大される時点（Ｔ＿AUF）からは給気がさらに増大され、かつ実際エンジントルクの特性が目標エンジントルクの特性とほぼ一致するように点火角度変化が戻される、
ステップを実施するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
本発明方法においては、すでに時点Ｔ＿AUFの前、具体的には早められた時点Ｔ＿VORから、給気の増大が開始される。しかし要求に従い実際エンジントルクを時点Ｔ＿AUFまでほぼ一定に維持するために、点火角度は時点Ｔ＿VORからＴ＿AUFまでの期間に変化され、それによってもたらされるエンジントルクの減少が給気の増大によってもたらされるエンジントルクの増大をちょうど補償するようにされる。この方法によって時点Ｔ＿AUFには点火角度ＺＷ＿OPTに対する点火角度の変化は大きなものになる。この変化は急速に戻すことができ、それによって実際エンジントルクを目標エンジントルク特性が要求するように急速に増大させることができる。大きな点火角度変化幅が得られることにより、またエンジントルクの点火角度変化に対する応答特性が早いことによって、実質的に、多くのギアシフト動作において実際エンジントルクと目標エンジントルクを全ギアシフト過程の間で一致するようにさせることが可能になる。
【００１１】
原理的には、すでに時点Ｔ＿Ａから給気を増大させ、それに応じて目標エンジントルク特性が得られるように点火角度を変化させることもできる。しかし、エンジンをできる限り長く最適な点火角度で駆動することが望ましい。これは時点Ｔ＿VORをできるだけ時点Ｔ＿AUFの前におくべきであることを意味している。時点Ｔ＿VORとＴ＿AUF間の期間の長さは、以下のように選択される。即ち、この期間において給気増大が行なわれ、それにより必要あるいは可能な点火角度変化を行うことによってもたらされるエンジントルク減少を補償するエンジントルク増大がもたらされるように、選択される。
【００１２】
本発明装置は、上述の処理の流れを実現する装置を有する。これらの装置は実際においては然るべくプログラムされたマイクロプロセッサによって実現される。
【００１３】
【実施例】
以下、図面に示す実施例を用いて本発明を説明する。
【００１４】
図２に示すブロック図は、本方法の機能図としても装置図としても考えることができる。「方法と装置」の統合概念として上記では「システム」という概念が使用されている。従って図２は本発明方法と本発明装置を示すものである。
【００１５】
装置としては、図２に示すブロック図には、非ギアシフト運転用のエンジントルクを設定する装置１０．１と、ギアシフト動作用のエンジントルクを設定する装置１０．２が図示されており、更に、サンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１１、絞り弁角度マップ１２、エンジン１３、点火角度マップ１４．１、ギアシフト動作間の点火角度変化用の点火角度変化マップ１４．２、点火角度加算器１５、ギアシフト条件検出器１６およびギアシフト条件検出器１６によって作動されるスイッチング装置１７が図示されており、このスイッチング装置は、トルク切り替えスイッチ１７．１、点火角度切り替えスイッチ１７．２およびスイッチングリレー１７．３を備えている。エンジン１３は絞り弁１８、燃焼室１９、点火角度調節装置２０並びに回転数センサ２１．１とエンジン温度センサ２１．２を備えたデータ測定装置２１を有する。
【００１６】
この装置によって実施される方法を、図１と２を用いて説明する。図１に示すものは、図３の場合の目標エンジントルクの同一特性に基づくものである。すなわち図１（ａ）と図３（ａ）は互いに一致する。従って両図において時点Ｔ＿Ａ、Ｔ＿KONST、Ｔ＿AUFおよびＴ＿Ａは同一である。
【００１７】
車両の運転者が車両を加速するために、図１には不図示の時点でアクセルペダル角度ＦＰＷを増大させると、この値ＦＰＷはエンジン回転数ｎ、エンジン温度θ＿MOTおよび機器の機能に関する値と共に非ギアシフト運転間のエンジントルクを設定する装置１０．１に供給される。アクセルペダル角度によってまず車輪における所望の駆動トルクが設定される。この駆動トルクを実際に得るためには、エンジンは、特にどの機器がオンにされているか（例えば空調装置）およびどの摩擦力を温度に従って克服しなければならないか（例えば低温の場合の粘性のある潤滑剤）に関係するトルクを発生しなければならない。上述の装置１０．１は、エンジントルクを調節するのに重要な多数の異なる要因を考慮する主（マスター）装置に属するものであって、この装置は主目標エンジントルクＭ＿SOLL＿Ｍを出力する。
【００１８】
点火角度マップ１４．１から運転パラメータ、すなわち絞り弁角度αおよび回転数ｎの実際値に基づいて主点火角度ＺＷ＿Ｍが読み出される。
【００１９】
ギアシフト条件検出器１６はスイッチングリレー１７．３へ信号を出力し、その信号によってスイッチング装置１７が切り替わり、エンジン１３を調節するために、主目標エンジントルクと主点火角度が、上述の非ギアシフト運転用のエンジントルクを設定する装置１０．１、点火角度マップ１４．１およびギアシフト条件検出器１６の他に先に挙げた装置を有するエンジン制御装置２２内部で処理される。第１のスイッチング装置１７．１の後の目標エンジントルクはエンジン制御装置２２の内部ではＭ＿SOLLで示されており、一方第２のスイッチング装置１７．２と点火角度加算器１５の後の点火角度がＺＷで示されている。エンジン制御装置２２によって実際に用いられるこれらの目標値は、種々の主装置へ供給するために、外部へ出力されるが、それについては図示されていない。
【００２０】
絞り弁角度マップ１２により目標エンジントルクＭ_SOLLと回転数ｎの現在の値を用いて絞り弁角度αが決定される。このマップは通常所定の動的関数（機能）を有する。マップの他に、あるいはマップに加えてエンジン給気モデルを使用することもできる。エンジンを制御するこの種の手段自体は知られており、従ってここではそれについて詳しい説明はしない。
【００２１】
時点Ｔ＿Ａで、ギアシフト条件検出器１６によってギア切り替え（ギアシフト）が行われるべきことが検出される回転数に達した場合には、ギアシフト条件検出器はそれに応じて（不図示の）オートマチックトランスミッションを制御し、スイッチング装置１７を切り替え、かつギアシフト動作間のトルク設定を行う装置１０．２とギアシフト動作間の点火角度変化用点火角度変化マップ１４．２を駆動して、図１の（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すトルク特性が得られるようにする。さらに時点Ｔ＿Ａで主目標エンジントルクＭ＿SOLL＿Ｍの値がサンプル／ホールド装置１１によって検出され、前のトルクＭ＿ALTとして出力される。この前のトルクはギアシフト動作間のトルクを設定する装置１０．２によって上述のように定められる時点Ｔ＿VORまで保持される。それに対して点火角度変化マップ１４．２の出力信号からの主点火角度ＺＷ＿Ｍは点火角度加算器１５において点火角度変化値ΔＺＷにより補正され、図１（ｃ）に示すように点火角度に基づくトルクが減少するようにされる。それによって実際トルクが同一に減少される。というのは給気は不変なままになっているからであ。
【００２２】
時点Ｔ＿KONSTとＴ＿VORの間においては給気も点火角度も保持される。その後時点Ｔ＿vorにおいて、給気が増大され始め、かつ同時に、給気の増大にもかかわらず実際エンジントルクが一定に維持されるように点火角度が変化され始める。最終的に到達すべきトルクは、ギアシフト動作時エンジントルクを設定する装置１０．２によって前のトルクＭ_ALT並びに前のギヤ段の変速比（ギア比）ｒ＿ALTと新しいギア段の変速比ｒ＿NEUに基づいて決定される。シフトアップされる場合には、前のギヤ段の変速比は新しいギヤ段のそれより大きく、従って新しい目標エンジントルクＭ＿NEUは式Ｍ＿NEU＝Ｍ＿ALT（ｒ＿ALT／ｒ＿NEU）に従って前のトルクより大きくなる。
【００２３】
通常、車輪における駆動トルクが継続的に一定にされるときにこの新しいエンジントルクに達するためには、エンジントルクを急速に変化させる必要があるが、この変化は、給気の変化だけでは達成することができない。従って公知の方法においては、時点Ｔ＿AUFで絞り弁が全開される。本発明方法においては時点Ｔ＿VORで同様なことが行われる。その場合には給気は比較的著しく増大するが、しかし実際エンジントルクは時点Ｔ＿AUFまで一定に保持される。というのは点火角度変化マップ１４．２から対応する点火角度変化ΔＺＷが読み出され、それを用いて点火角度ＺＷが調節されて、点火角度に基づくトルク減少が給気に基づくトルク上昇を相殺するからである。
【００２４】
時点Ｔ＿AUFに達すると、点火角度変化は連続的に戻される。具体的には、給気に基づくトルク上昇と点火角度に基づくトルク上昇によって実際エンジントルクが増大して、それによってちょうどエンジントルクの目標特性が得られるような変化速度で戻される。時点Ｔ＿Ｅの前の時点Ｔ＿NULLにおいて点火角度変化ΔＺＷは値ゼロに達するので、残りのトルク上昇はさらに給気が増大されることによってのみもたらされる。この時点Ｔ＿NULLからは図１（ｄ）に示すカーブにおいて実際エンジントルクは目標エンジントルクに比べてやや下がっている。
【００２５】
時点Ｔ＿ＡとＴ＿Ｅ間のギアシフト動作内で時点Ｔ＿VORは種々の観点から定めることができる。すでに説明したように、好ましくはこの時点はできる限り時点Ｔ＿AUFの方向へずらされ、具体的には個々のギアシフト動作の場合上述の要因を考慮して実際の運転条件に従ってずらされる。しかしまた、最も早く必要とされる時点Ｔ＿VORを定めて、それを常に使用することも可能である。
【００２６】
図１（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の場合には点火角度は、それ以上変化すると点火ミスにつながるおそれのある値まで変化されるものと仮定されている。従って可能な限りの点火角度調節の全幅が利用される。しかしこの調節幅では図示の例においては、実際エンジントルクが目標エンジントルクの急な上昇についていくには十分ではない。しかしまた、トランスミッション、特に変速段と走行条件に従って、点火角度変化の可能な全幅を利用しなくても済むようにすることも可能である。その場合には時点Ｔ＿VORを遅い方向へ移動させることが可能であり、あるいはそれを維持することも可能である。その場合には、給気に基づくエンジントルクを時点Ｔ＿AUFまであまり急速に増大させないことが必要となり、あるいは依然として最大可能な速度で増大させてもよいが、それは、以下の値まで、即ち、時点Ｔ＿AUFとＴ＿NULL間の期間に実際エンジントルク特性を目標エンジントルク特性と一致させるために必要とされる点火角度の変化に基づくトルク変化が補償できる値までにすることが必要である。
【００２７】
上述の実施例においてはエンジントルクはフィードバックなしで制御される。しかしエンジントルクを閉ループ制御することも可能であって、それは好ましくは目標点火角度に基づいて規格化された給気に従ったトルクに基づいて行われる。それに相当する方法と装置は並行特許出願に詳細に記載されている。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、目標エンジントルクが増大されるべき時点の前においてすでに給気が増大され、かつ同時に給気の増大によってもたらされるトルク上昇が点火角度の調節によってもたらされるトルク減少によって補償されて目標トルクが維持され、また、目標トルクが増大される時点からは給気がさらに増大され、かつ実際エンジントルクの特性が目標エンジントルクの特性とほぼ一致するように点火角度変化が戻されるようにしているので、全ギアシフト動作の間実際エンジントルクをほぼ目標エンジントルクに制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）から（ｄ）は、本発明におけるトルク特性を示す線図である。
【図２】ギアシフト動作の間火花点火エンジンのトルクを調節するシステムの装置ないし機能を示すブロック図である。
【図３】（ａ）から（ｄ）は従来のトルク特性を示す線図である。
【図４】エンジン回転数が一定である場合のエンジントルクを点火角度に関して示す線図である。
【符号の説明】
１０．１ 非ギアシフト運転用のトルク設定装置
１０．２ ギアシフト動作用のトルク設定装置
１２ 絞り弁角度マップ
１３ エンジン
１４．１ 点火角度マップ
１４．２ ギアシフト動作用の点火角度変化マップ
１６ ギアシフト条件検出器
１７ スイッチング装置
１８ 絞り弁
１９ 燃焼室
２０ 点火角度調節装置
２１ データ測定装置
２２ エンジン制御装置[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method and apparatus for adjusting the torque of an internal combustion engine with an air metering device, i.e. a spark ignition engine (Otto engine), during a gearshift operation.
[0002]
[Prior art]
Engine torque at the automatic transmission input (inlet side) to obtain the same torque continuously at the transmission output (outlet side) before the gear shift operation start time T_A, during the gear shift operation and after the end of the gear shift operation at time T_E The characteristics are shown in FIG. Assume that the engine torque is set such that the driver of the vehicle operates the accelerator pedal before time T_A, thereby accelerating the vehicle. In that case, when the rotational speed increases and reaches a predetermined rotational speed, the gear shift condition detector performs a gear shift (gear switching) from a third gear to a fourth gear, for example, to a higher gear (gear). Detect what should be. Thereafter, the detector outputs a signal for starting the gear shift operation. This time corresponds to time T_A.
[0003]
In the case of FIG. 3 (a), the transmission is first reduced in engine torque, reaches a predetermined engine torque by a predetermined time T_Konst, remains constant until time T_AUF, from which the torque is increased again. In particular, it is assumed that it is configured to be increased to a new value larger than the previous value before the gear shift operation. The increase ratio corresponds to the reciprocal of the speed ratio at two different speed stages.
[0004]
Normally, the torque change is performed by changing the air supply (filling amount), that is, by adjusting the air metering device. In the following, it is assumed that the air metering device is a throttle valve. However, it is also possible to adjust the air by, for example, variable control of the intake valve, or to use a bypass device that can adjust the change in supply air during the gear shift operation. Normally, it is impossible to change the supply air as quickly as necessary to realize the torque characteristics set for the gear shift operation.
[0005]
Therefore, in order to achieve the desired torque characteristics as accurately as possible, not only the supply air but also the ignition angle must be changed. However, this causes the problem described with reference to FIG. FIG. 4 schematically shows the torque characteristics of the engine according to the ignition angle when the rotational speed is constant. As is apparent from the figure, the maximum torque is obtained in the case of a predetermined ignition angle ZW_OPT, and this torque decreases to a substantially parabolic shape when the ignition angle increases or decreases. Normally, the output and the fuel consumption are optimized at the ignition angle ZW_OPT, and therefore, the ignition angle is preferably adjusted to this ignition angle. However, this means that the torque can only be reduced by changing the ignition angle, and the torque cannot be increased.
[0006]
3 (b) and 3 (c), the air supply and ignition angles during the gear shift operation are changed in the prior art, thereby adapting the target value curve shown in FIG. 3 (a) as accurately as possible. A method for obtaining the actual value curve shown in FIG. It can be seen that the actual torque is maintained at the target torque until time T_AUF, which is obtained before time T_A and thus at the start of the gear shift operation. On the other hand, the ignition angle is changed between time T_A and T_KONST so that the actual engine torque matches the decreasing target engine torque. The ignition angle is kept constant between time T_KONST and time T_AUF. From time T_AUF, the air supply is increased and the changed ignition angle is returned by time T_E. By reversing this ignition angle change, the actual engine torque is increased more rapidly than was possible with only a change in charge. However, the deviation between the actual engine torque and the target engine torque remains relatively large as usual.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for adjusting the spark ignition engine torque during a gearshift operation that can maintain the actual engine torque as close as possible to the target engine torque during the entire gearshift process. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the method of the present invention,
It is detected whether the gear shift operation by the automatic transmission is performed,
If no gear shift operation is detected, a target engine torque (M_SOLL_M) for non-gear shift operation is set, and the air metering device is adjusted based on that value,
Further, when the gear shift operation is detected, the characteristics of the gear shift operation time target engine torque is set, in which case such a decrease in error Njintoruku during gearshift operation is obtained, the ignition angle (ZW) is adjusted,
In a method for adjusting the torque of an internal combustion engine (13) (spark ignition engine) comprising an air metering device (18) having each step,
In order to ensure that the engine torque increases faster than is possible during the gearshift operation due to increased air charge, it is processed as follows:
Before the time point (T_AUF) at which the target engine torque should be increased (time point T_VOR), the charge is already increased and at the same time the ignition angle is as follows: Adjusted to maintain the target torque compensated by the torque reduction caused by the adjustment, and
Supply is further increased from the point (T_AUF) the target torque is increased, and the actual ignition angle change as the characteristics of the engine torque is substantially matched with the characteristics of targets engine torque is adopted a structure that is returned.
[0009]
Furthermore, the device of the present invention
A gear shift condition detector (16) for starting a gear shift operation;
Devices (10.1, 14.1) for adjusting the charge and ignition angle during non-gearshift operation;
And a device for adjusting between air supply and the ignition angle of the gear shift operation (10.2,14.2), the apparatus adjusts the ignition angle, which afforded decreased et Njintoruku during gear shift operation Configured to be
In an apparatus for adjusting the torque of an internal combustion engine (13) (spark ignition engine) provided with an air metering device (18),
The device (10.2, 14.2) for adjusting the charge and ignition angle during the gearshift operation is already supplied in the next step, ie before the time point (T_AUF) where the target engine torque is to be increased (time point T_VOR). And at the same time the ignition angle is adjusted so that the torque increase caused by the increase in charge is compensated by the torque reduction caused by adjusting the ignition angle and the target torque is maintained. ,And,
From the time the target torque is increased (T_AUF) is the air supply is further increased, and characteristics of the actual engine torque ignition angle change to closely parallel the characteristics of targets engine torque is returned,
It is characterized by being configured to perform the steps.
[0010]
[Action]
In the method of the present invention, the increase in the supply air is started before the time T_AUF, specifically, from the time T_VOR that has been advanced. However, in order to keep the actual engine torque substantially constant from time T_AUF according to the demand, the ignition angle is changed during the period from time T_VOR to T_AUF, and the engine torque that is thereby reduced is caused by the increase in charge. Just to compensate for the increase in. By this method, the change in the ignition angle with respect to the ignition angle ZW_OPT becomes large at the time T_AUF. This change can be quickly reversed so that the actual engine torque can be rapidly increased as required by the target engine torque characteristics. Due to the large range of change in the ignition angle and the quick response characteristic of the engine torque to the change in the ignition angle, the actual engine torque and the target engine torque are substantially matched during the entire gear shift process in many gear shift operations. It becomes possible to make it.
[0011]
In principle, it is also possible to increase the supply air from the time point T_A and change the ignition angle so as to obtain the target engine torque characteristic accordingly. However, it is desirable to drive the engine at the optimum ignition angle for as long as possible. This means that the time T_VOR should be as much as possible before the time T_AUF. The length of the period between time points T_VOR and T_AUF is selected as follows. That is, an increase in charge is made during this period, which is selected to provide an increase in engine torque that compensates for the decrease in engine torque caused by making a necessary or possible change in ignition angle.
[0012]
The apparatus of the present invention includes an apparatus that realizes the above-described processing flow. These devices are actually implemented by a suitably programmed microprocessor.
[0013]
【Example】
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
[0014]
The block diagram shown in FIG. 2 can be considered both as a functional diagram and a device diagram of the method. In the above, the concept of “system” is used as an integrated concept of “method and apparatus”. Therefore, FIG. 2 shows the method of the present invention and the device of the present invention.
[0015]
As a device, the block diagram shown in FIG. 2 shows a device 10.1 for setting engine torque for non-gear shift operation and a device 10.2 for setting engine torque for gear shift operation. Sample / hold (S / H) circuit 11, throttle valve angle map 12, engine 13, ignition angle map 14.1, ignition angle change map 14.2 for changing the ignition angle during gear shift operation, ignition angle adder 15, A gear shift condition detector 16 and a switching device 17 that is actuated by the gear shift condition detector 16 are shown. The switching device includes a torque changeover switch 17.1, an ignition angle changeover switch 17.2, and a switching relay 17.3. I have. The engine 13 includes a throttle valve 18, a combustion chamber 19, an ignition angle adjusting device 20, and a data measuring device 21 including a rotation speed sensor 21.1 and an engine temperature sensor 21.2.
[0016]
A method implemented by this apparatus will be described with reference to FIGS. 1 is based on the same characteristic of the target engine torque in the case of FIG. That is, FIG. 1 (a) and FIG. 3 (a) coincide with each other. Accordingly, the time points T_A, T_KONST, T_AUF, and T_A are the same in both figures.
[0017]
If the accelerator pedal angle FPW is increased at a time not shown in FIG. 1 in order for the driver of the vehicle to accelerate the vehicle, this value FPW is not only a value with respect to the engine speed n, the engine temperature θ_MOT, and the values related to the function of the device. Supplied to a device 10.1 for setting engine torque during gearshift operation. First, a desired driving torque in the wheel is set by the accelerator pedal angle. In order to actually obtain this drive torque, the engine is particularly sensitive to which equipment is turned on (eg air conditioner) and which friction force must be overcome according to temperature (eg viscous at low temperatures) Torque related to the lubricant must be generated. The device 10.1 described above belongs to a master device that takes into account a number of different factors important for adjusting the engine torque, which outputs a main target engine torque M_SOLL_M.
[0018]
The main ignition angle ZW_M is read from the ignition angle map 14.1 based on the operating parameters, that is, the actual values of the throttle valve angle α and the rotational speed n.
[0019]
The gear shift condition detector 16 outputs a signal to the switching relay 17.3. The switching device 17 is switched by the signal, and the main target engine torque and the main ignition angle are used for the non-gear shift operation described above in order to adjust the engine 13. In addition to the device 10.1 for setting the engine torque, the ignition angle map 14.1 and the gear shift condition detector 16, the engine control device 22 having the above-described devices is processed. The target engine torque after the first switching device 17.1 is indicated by M_SOLL inside the engine control device 22, while the ignition angle after the second switching device 17.2 and the ignition angle adder 15 is It is indicated by ZW. These target values that are actually used by the engine controller 22 are output to the outside for supply to the various main units, but are not shown.
[0020]
The throttle valve angle α is determined by using the target engine torque M_SOLL and the current value of the rotation speed n from the throttle valve angle map 12. This map usually has a predetermined dynamic function (function). An engine charge model can also be used in addition to or in addition to the map. This kind of means for controlling the engine itself is known and will therefore not be described in detail here.
[0021]
At time T_A, when the number of revolutions at which the gear shift condition detector 16 detects that a gear change (gear shift) should be performed is reached, the gear shift condition detector controls the automatic transmission (not shown) accordingly. Then, by switching the switching device 17 and driving the device 10.2 for setting the torque during the gear shift operation and the ignition angle change map 14.2 for changing the ignition angle between the gear shift operations, (b) and (b) of FIG. The torque characteristics shown in c) and (d) are obtained. Further, at the time T_A, the value of the main target engine torque M_SOLL_M is detected by the sample / hold device 11 and output as the previous torque M_ALT. This previous torque is held until the time T_VOR determined as described above by the device 10.2 for setting the torque during the gear shift operation. On the other hand, the main ignition angle ZW_M from the output signal of the ignition angle change map 14.2 is corrected by the ignition angle change value ΔZW in the ignition angle adder 15, and the torque based on the ignition angle as shown in FIG. To be reduced. Thereby, the actual torque is reduced equally. This is because the air supply remains unchanged.
[0022]
Between the time points T_KONST and T_VOR, the supply air and the ignition angle are maintained. Thereafter, at time T_vor, the supply air begins to increase, and at the same time, the ignition angle starts to change so that the actual engine torque is maintained constant despite the increase in the supply air. The final torque to be reached is based on the previous torque M_ALT, the previous gear stage gear ratio (gear ratio) r_ALT and the new gear stage gear ratio r_NEU by means of the device 10.2 for setting the engine torque during gearshift operation. It is determined. When shifting up, the gear ratio of the previous gear is greater than that of the new gear, so the new target engine torque M_NEU is greater than the previous torque according to the equation M_NEU = M_ALT (r_ALT / r_NEU).
[0023]
Normally, to reach this new engine torque when the driving torque at the wheel is continuously constant, it is necessary to change the engine torque rapidly, but this change can only be achieved by changing the charge I can't. Therefore, in the known method, the throttle valve is fully opened at time T_AUF. In the method of the present invention, the same is done at time T_VOR. In that case, the charge increases relatively significantly, but the actual engine torque is held constant until time T_AUF. This is because the corresponding ignition angle change ΔZW is read from the ignition angle change map 14.2 and is used to adjust the ignition angle ZW so that the torque decrease based on the ignition angle cancels the torque increase based on the supply air Because.
[0024]
When the time point T_AUF is reached, the ignition angle change is continuously returned. Specifically, the actual engine torque is increased by the torque increase based on the supply air and the torque increase based on the ignition angle, and the engine torque is returned at a change speed that can achieve the target characteristic of the engine torque. Since the ignition angle change ΔZW reaches the value zero at the time T_NULL before the time T_E, the remaining torque increase is only brought about by further increasing the charge. From this point in time T_NULL, the actual engine torque is slightly lower than the target engine torque in the curve shown in FIG.
[0025]
The time point T_VOR can be determined from various viewpoints within the gear shift operation between the time points T_A and T_E. As already explained, this time point is preferably shifted in the direction of time point T_AUF as much as possible, specifically in the case of individual gear shift operations, in accordance with the actual operating conditions taking into account the above-mentioned factors. However, it is also possible to determine the earliest required time T_VOR and always use it.
[0026]
In the case of FIGS. 1B, 1C, and 1D, it is assumed that the ignition angle is changed to a value that may lead to an ignition error if the ignition angle changes further. Therefore, the full range of possible ignition angle adjustments is utilized. However, this adjustment width is not sufficient for the actual engine torque to follow the sudden increase in the target engine torque in the illustrated example. However, it is also possible not to use the full possible range of ignition angle change according to the transmission, in particular the gear position and the driving conditions. In that case, it is possible to move the time point T_VOR in the slow direction or to maintain it. In that case, it is necessary that the engine torque based on charge is not increased too rapidly until time T_AUF, or may still be increased at the maximum possible speed, but it is up to the following value, ie time T_AUF It is necessary to achieve a value that can compensate for the torque change based on the change in the ignition angle required to make the actual engine torque characteristic coincide with the target engine torque characteristic during the period between T and NULL.
[0027]
In the embodiment described above, the engine torque is controlled without feedback. However, it is also possible to control the engine torque in a closed loop, which is preferably done on the basis of the torque according to the standardized charge based on the target ignition angle. The corresponding method and apparatus are described in detail in the parallel patent application.
[0028]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the charge is already increased before the time when the target engine torque is to be increased, and at the same time, the torque increase caused by the increase in the charge is adjusted to adjust the ignition angle. is compensated by the torque reduction caused by the maintenance target torque, also, from the time when the target torque is increased supply is further increased, and the actual characteristics of the engine torque is substantially matched with the characteristics of targets engine torque Thus, it is possible to control the actual engine torque to substantially the target engine torque during the entire gear shift operation.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1D are diagrams showing torque characteristics in the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the apparatus or function of a system for adjusting the spark ignition engine torque during gearshift operation.
FIGS. 3A to 3D are diagrams showing conventional torque characteristics. FIGS.
FIG. 4 is a diagram showing the engine torque with respect to the ignition angle when the engine speed is constant.
[Explanation of symbols]
10.1 Torque setting device for non-gear shift operation 10.2 Torque setting device for gear shift operation 12 Throttle valve angle map 13 Engine 14.1 Ignition angle map 14.2 Ignition angle change map 16 for gear shift operation Gear shift condition detector 17 Switching device 18 Throttle valve 19 Combustion chamber 20 Ignition angle adjusting device 21 Data measuring device 22 Engine control device

Claims (2)

オートマチックトランスミッションによるギアシフト動作が行なわれるかが検出され、
ギアシフト動作が検出されない場合には、非ギアシフト運転用の目標エンジントルク（Ｍ＿SOLL＿Ｍ）が設定されて、その値に基づいて空気調量装置が調節され、
またギアシフト動作が検出される場合には、ギアシフト動作期間目標エンジントルクの特性が設定され、その場合ギアシフト動作の間にエンジントルクの減少が得られるように、点火角度（ＺＷ）が調節される、
各ステップを有する空気調量装置（１８）を備えた内燃機関（１３）（火花点火エンジン）のトルクを調節する方法において、
ギアシフト動作の間に給気の増大によって可能であるよりも早くエンジントルクの増大が行なわれるようにするために、以下のように処理されること、即ち、
目標エンジントルクが増大されるべき時点（T_AUF）の前（時点Ｔ＿VOR）においてすでに給気が増大され、かつ同時に点火角度が次のように、すなわち給気の増大によってもたらされるトルク上昇が点火角度の調節によってもたらされるトルク減少によって補償されて目標トルクが維持されるように、調節され、かつ、
目標トルクが増大される時点（Ｔ＿AUF）からは給気がさらに増大され、かつ実際エンジントルクの特性が目標エンジントルクの特性とほぼ一致するように点火角度変化が戻されることを特徴とするギアシフト動作の間に火花点火エンジンのトルクを調節する方法。It is detected whether the gear shift operation by the automatic transmission is performed,
If no gear shift operation is detected, a target engine torque (M_SOLL_M) for non-gear shift operation is set, and the air metering device is adjusted based on that value,
Further, when the gear shift operation is detected, the characteristics of the gear shift operation time target engine torque is set, in which case such a decrease in error Njintoruku during gearshift operation is obtained, the ignition angle (ZW) is adjusted,
In a method for adjusting the torque of an internal combustion engine (13) (spark ignition engine) comprising an air metering device (18) having each step,
In order to ensure that the engine torque increases faster than is possible during the gearshift operation due to increased air charge, it is processed as follows:
Before the time point (T_AUF) at which the target engine torque should be increased (time point T_VOR), the charge is already increased and at the same time the ignition angle is as follows: Adjusted to be compensated by the torque reduction caused by the adjustment and to maintain the target torque, and
From the time the target torque is increased (T_AUF) is the air supply is further increased, and gearshift characteristics of the actual engine torque, characterized in that the ignition angle change is returned to closely parallel the characteristics of targets engine torque A method of adjusting the spark ignition engine torque during operation. ギアシフト動作を開始させるギアシフト条件検出器（１６）と、
非ギアシフト運転の間給気と点火角度を調節する装置（１０．１、１４．１）と、
ギアシフト動作の間給気と点火角度を調節する装置（１０．２、１４．２）とを備え、この装置は、点火角度を調節して、それによりギアシフト動作の間にエンジントルクの減少が得られるように構成されている、
空気調量装置（１８）を備えた内燃機関（１３）（火花点火エンジン）のトルクを調節する装置において、
ギアシフト動作の間給気と点火角度を調節する前記装置（１０．２、１４．２）が次のステップ、すなわち
目標エンジントルクが増大されるべき時点（T_AUF）の前（時点Ｔ＿VOR）においてすでに給気が増大され、かつ同時に点火角度が次のように、すなわち給気の増大によってもたらされるトルク上昇が点火角度の調節によってもたらされるトルク減少によって補償されて目標トルクが維持されるように、調節され、かつ、
目標トルクが増大される時点（Ｔ＿AUF）からは給気がさらに増大され、かつ実際エンジントルクの特性が目標エンジントルクの特性とほぼ一致するように点火角度変化が戻される、
ステップを実施するように構成されていることを特徴とするギアシフト動作の間に火花点火エンジンのトルクを調節する装置。A gear shift condition detector (16) for starting a gear shift operation;
Devices (10.1, 14.1) for adjusting the charge and ignition angle during non-gearshift operation;
And a device for adjusting between air supply and the ignition angle of the gear shift operation (10.2,14.2), the apparatus adjusts the ignition angle, which afforded decreased et Njintoruku during gear shift operation Configured to be
In an apparatus for adjusting the torque of an internal combustion engine (13) (spark ignition engine) provided with an air metering device (18),
The device (10.2, 14.2) for adjusting the charge and ignition angle during the gearshift operation is already supplied in the next step, ie before the time point (T_AUF) where the target engine torque is to be increased (time point T_VOR). And at the same time the ignition angle is adjusted so that the torque increase caused by the increase in charge is compensated by the torque reduction caused by adjusting the ignition angle and the target torque is maintained. ,And,
From the time the target torque is increased (T_AUF) is the air supply is further increased, and characteristics of the actual engine torque ignition angle change to closely parallel the characteristics of targets engine torque is returned,
An apparatus for adjusting spark ignition engine torque during a gearshift operation, wherein the apparatus is configured to perform the steps.
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