JPH0326836A - 車両用エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はトルクコンバータを備える車両用エンジンの
制御装置に関する． （従米の技ｔｌＦｔ） 過渡の運転状態において時々刻々変化する空六量に応じ
て燃料を供給することが困難であることに霞み、車両の
制御に直接作用する物理量である工冫ノン出力軸トルク
を制御の基準量として燃料量と空気量を決定する、いわ
ゆるトルク主導方式を提案した（特願昭６３−１４４７
９７号参照）。

この方式では、アクセル操作量に応じて目標エンジン出
力軸トルクが設定され、この設定された目標工冫ジン出
力軸トルクが得られるように、吸入空ｊｌＣ量が制御さ
れる． （発明が解決しようとする課題） ところで、このようなトルク主導方式をトルクコンバー
タを備えるｌ！両にそのまま適用すると、トルクコンバ
ータ出力軸（以下「トルコン出力軸」と略称する）の発
生するトルクがアクセル操作量に応じたものとならない
場合が生ずる．たとえばアクセルペダルを大きく踏み込
んだ場合で考えると、この場合にはアクセル操作量に応
じて率両速度つまりトルコン出力軸トルクが応答良く上
昇することが望まれるところ、応答良くＬ封ずるのはエ
ン：ノン回転速度０みで、牢両速度についで１ｊ−直ぐ
には上昇１一得ないのである．これは、トルコン出力軸
トルクと五ンノン出力軸トルクとか必ずしも一致しない
からである。

この発明はこのような従米のＳ題にＳ目してなされだも
ので、アクセル操作量に応じてトルコン出力軸トルクの
百標値（以下「目標トルコン出力軸トルク」と称す）を
泗定するとともに、この目標トルフン出力軸トルクを目
標エンジン回転速度に変換し、実際のヱンジン回転速度
がこの目標エンジン回転速度と一致ｒるように回転速度
制御を行うようにした装置を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） この発明は、トルクコンバータを｛ａえる車両用エンジ
ンの制ｌｌ装置において、第１図に示すように、アクセ
ル操作ｊｉＡｃｃを検出するセンサ３１と、トルコン出
力軸回転連度ＮＬを検出するセンサ３２と、前記検出さ
れたアクセル操作＊　Ａ　ｅｅ．ｉ二応じて目標トルコ
ン出力軸トルクＴｔｒを設定する手段３３と、この設定
された目標トルフン出力軸トルクＴｔｒおよびｉｔ　Ｅ
ｒａ検出されたトルフン出力軸回転速度Ｎ目こ応じて目
標エンジン回転速度Ｎｅｒを算出する千段３４と、実際
σ）工ンノン同転速度Ｎｅがこの算出された目標エンジ
ン囲転速度Ｎｅｒと一致ずるよう１こユンノン回転速度
を制御する千段３５とを備えた。

（作用） アクセル操作量に応じてエンジン出力軸トルクを制御す
る方式（従米方式）を、トルクコンパ・一タを備える車
両１こそのまま採用すると、アクセル操作量に対応する
最適なトルコン出力軸トルクを発生させることができな
い。

これに対して、この発明゛ぐは、目標１ルコン出力軸ト
ルクＴｔｒが、アクセル操作ｆｌＬＡｃｃに応じて定め
られ、このＴ］『が得られるようにエンジン回転速度が
制１１されると、車両の挙動ｌこ直接作用するトルコン
出力軸トルク（の応答特性）がアクセル操作量に応じて
制＆！されることになる。

（実施例） 第２図に−実施例の全体図を示す４同図において、１は
クランク角センサで単位角ごとの信号と基準位置ごとの
信号を出力する。２はアクセル開度センサでアクセル■
１度（アクセル操作ｉ）Ａｅｃをボテンシ３メータの出
力電圧によって検出する。

３はトルコン出力軸回転連度センサで、Ｆルコン出力軸
５Ａの回転速度Ｎ【を検出する。４は１ランスミンシ３
ン６のシフト位置Ｐを検出するセンサで、走行抵抗やト
ランスミッションの変速比などの運転負荷を検出するセ
ンサとしで設けられている。

センサ１〜４　ｈ−ｔ＞の検出信珍の入力されるＣＰＵ
７では、！ｐＪ３図に示す動作を行って、目標トルコン
出力軸トルク′ｒＬｒが得られるように目標＾ロγトル
弁開度θ０を求め、，二れをサーボ駆動回路１２に出力
する．８はＣＰＵ７の演算に必要となるスロットル弁閏
度テーブルである。なお、ＣＰＵ７では公知の方法によ
り、燃料噴射パルスを各気簡の吸気ボートに設けたイン
ジヱクタ１０に出力して燃料供給制御を行っている。

前記サーボ駆動回路Ｉ２は、スロソ｝ルセンガ２３（吸
気通路２１に介装されたスロー／　｝ル弁２２の開度を
検出する）により検出さｉｚだ実際のスロットルｌ＃開
度θｒＩＪ’ｃＰＬ！７がら出力される目標乙ロットル
弁開度θ０と一致するように両開度の偏差に応じ”Ｃ久
ロットル弁２２に連結されたサーボモータ２４を正逆転
駆動する。

弟３図はＣＰＵ７の行うＩＩＩ　ａｌｌ動作を示し、同
図のルーチンは一定の周期（たとえば１０ｕｓｅｃ）ご
とに実行される。

Ｐ１〜Ｐ４ではアクセル開度Ａｅｃ，エンジン回転速度
Ｎｅ，｝ルフン出力軸同帽速度Ｎｔナｊよびシ７Ｆ位置
Ｐを読み込む。なお、Ｎｅはクランク角センサ１からの
信号に基づいて演ヰされる。

Ｐ５’ｔ’ｌｉ：目標トルフン出力軸トルクＴｔｒを設
定する，Ｔｔｒはそのときの車画の運転状態に対１−て
トルコン出力軸に要求されるトルクであり、車両の運転
条件（Ａｃｃ．Ｎｔお↓びＰ）に応じて、特願昭６３−
１４４７９７号における目標エンンン出力軸トルクの導
出と同様の方法で与える６たとえば、シフト位置と同数
のトルクテーブルを用意しておき、そのときのシフト位
置に対応するトノレクテーブル（第４図参照）を選択し
、そのテーブルに設定された待性ｌこしたがい、ＡＣＣ
とＮｊからノレ・ノクアツプさせる．１つのシフト位置
に対して複数のトノレクテーブルを用意すれば、出力特
性を可変１こすることもできる． Ｐ６では’ｌ’ｔｒとＮｔから目標エンジン回転速度Ｎ
ｅｒを算出する．第５図で示すように、トルクコンバー
タの特性は、トルフン入力軸回転速度（工冫ノン回転速
度Ｎｅに等し〜・）とトルコン出力軸回転速度Ｎｔに依
存するので、トルコン出力軸トノレクＴｔは次の２次式
でモデル化されることが公知である。

非カップリング領域では、 Ｔｔ＝ＡＱ−　Ｎｔ２　＋Ａ　１・Ｎｕ　Ｎｅ十Ａ２・
Ｎｅ２　　　　　　　　・・・■カップリング領域では
、 Ｔｔ＝ＢＯ−Ｎｔ２　＋Ｂ　ｌ・Ｎｔ−Ｎｅ＋Ｂ２・Ｎ
ｅ２　　　　　　　　・・・■ただし、同式においてＡ
ｇ−　Ａ３＋ＢＯ−　８３は、トルクコンバータに固有
の定数でアル．これは、第５図において、トルク容量τ
（＝　Ｔ　ｔ／Ｎｅ２）の２次曲線が回転速度比ＮＬ／
Ｎｅを用いて、 Ｔｔ／Ｎｅ２　　”Ｃｏ・（Ｎｔ／Ｎｅ）２＋Ｃ１・Ｎ
ｔ／Ｎｅ十Ｃ２ と表される（ただし、ｃＯ−ｃ２は曲線の膨らみを定め
る定数）ことから、この式をＴｔについて整埋すれば、
上式■，■が得られるものである。

なお、第５図において効４ｒηはＮｔ−ＴｔとＮｅ・Ｔ
ｅの比（ただし，Ｔｅは入力トルク）である。

■，■式において、ＴＬｒの得られるエンジン回転速度
をＮｅｒとすれば、これらを■，■式に代入して、 Ｔｔｒ＝Ａ６−Ｎｔ２　＋Ａ１・Ｎｔ−Ｎｅｒ＋Ａ２・
Ｎｅｒ２　　　　　　　　　・＝＠Ｔｔｒ＝Ｂ（１−Ｎ
ｔ２　＋Ｂ　Ｉ−Ｎｔ−　Ｎｅｒ＋８２・Ｎｅｒ２　　
　　　　　　−（Ｉ）となるので、ＴＬｒおよびＮｔを
変数として■，■の連立２次方程式を解くと目標エンジ
ン回転速度Ｎｅｒを求めることができる．なお、予め計
算した値をテーブルに入れておいて、そのときのＴＬｒ
とＮＬからルックアップによりＮｅｒを求めるようにし
ても構わない。

Ｐ７では、エンジンの回転速度制御をするために、Ｎｅ
ｒの得られる目標エンジン出力軸トルクＴｅｒを計算す
る，Ｔｅｒを導出する方法として、第６図のプロンク線
図（連続時間系で表記）に示すような公知のスミス法を
用いる．スミス法は、むだ時間Ｌを持つ制御Ｎ象に対し
て有効な制御法であり、サイクルによるむだ時間を持つ
エンジンの制御に有効である。

第６図において、Ｇ（Ｓ　）・ｅｘｐ（−Ｌ−Ｓ　）は
制御対象モデル（第８図におけるスロットル井開度算出
手段４４とスロットル弁開度制御手段４５を備えること
により、エンジン出力軸トルクが目標値に追従するよう
に制ｍされた工冫ジンのモデルである）、Ｃ（Ｓ）は応
答特性を決定するＰＩＤ補償器である６ただし、弟６図
は、連続時間系で表記してあるので、実際にはサンプル
周期Ｔ（たとえば１０ｍｓｅｃ）で離散化し、Ｔｅｒを
演算する．Ｐ８では、弟６図のスミス法で求められた目
標エンジン出力１１１１　｝ルクＴｅｒとそのときのエ
ンジン回転速度Ｎｅとから第７図に示した目標スロット
ル弁開度テーブルを参照して目標スロットル弁閏度θ０
を読み出す．第７図で与えたデータは車両に搭載された
工冫ノンの性能から定まるデータである． Ｐ９では、θ０をサーボ駆動回路１２へ出力する。これ
によりスロットル弁２２がサーボモータ２４に駆動され
て、その間度が００に一致するように７イードパック制
御される。

ここに、Ｐ７〜Ｐ９と第２図で示したサーボ駆動回路１
２，サーポモータ２４，スロットル弁２２およびスロッ
トルセンサ２３から第１図のエンジン回転速度制御手段
３５の機能が果たされている．第８図は制御系をブロッ
ク図で表したものである．第１図との対応では、目標ト
ルフン出力袖トルク算出手段４１が目標トルコン出力軸
トルク股定千段３３に、目標工冫ジン回転速度算出手段
４２が目標エンンン回転速度算出手段３４に、クランク
角センサ１，目標エンジン出力軸トルク算出手段４３，
目標スロットル弁開度算出手段４４およびスロットル弁
開度制御手段４５がエンジン回転速度制御千段３５に相
当する．第２図との対応では、４１〜４５の各手段の機
能をＣＰＵ７が備える． ここで、この例の作用を説明する。

アクセル操作量に応じてエンジン出力軸トルクを制御す
る方式（従米方式）を、トルクコンバータを備える車両
にそのまま採用したのでは、アクセル操作量に対応して
最適なトルコン出力軸トルクを発生させることができな
い．このため、たとえばアクセルペダルを大きく踏み込
むと、応答良く上昇するのはエン７冫回転連度であって
準ＷＪ速度ではない． これに対して、この例では、目標トルコン出力軸トルク
Ｔｔｒが、アクセル操作ｊｌＡｃｃに応じて定められ、
このＴｔｒが得られるように、Ｘロットル弁開度が制御
される．つまり、トルクコンバータを備える車両では、
トルコン出力軸トルクにより車両の挙動が決定されるの
であるから、エンジン出力袖トルクではなく、トルコン
出力軸トルクを制御することが必要となるである． ここに、車両の挙動に直接作用するトルコン出力軸トル
ク（の応答特性）がアクセル操作量に応じて制御される
ことになると、アクセルベグルを思激に踏み込んだ場合
にも車両速度が応答良く上昇していく． また、ＴＬｒをシ７ト位置Ｐｌ．：応じて設定してある
ことより、各シフト位置に最適な運転７イーリングが得
られる。

Ｒ後に、この発明は回転速度＃Ｉ＃用のガバナｆ４きデ
ィーゼルエンジン１こオ寸しても適Ｒ１′ｊることがで
きる． （発明の効果） この発明は、アクセル操作量に応じて目標トルコン出力
袖トルクを設定するとともに、このトルクを目標エンジ
ン回転速度に変換し、実際のエンジン回転速度がこの目
標工冫ノン回転速ノ文と一致するように回転速度制御す
ることにしたため、車両の挙動に大きく関与するトルコ
ン出力軸トルクの応答特性を直接制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図はこの発明
の一実施例の全体図、第３図はこの実施例の制御動作を
説明するための流れ図、第４図と第７図は前記制御動作
で使用されるテーブルの内容を示す待性図、ｔＩ＆５図
はトルクコンバータの基本的特性図、第６図は公知のス
ミス法を用いた目標エンジン出力軸トルクの導出法を示
すブロソク図、第８図は前記実施例の制御系のブロック
図である． １・・・クランク角センサ、２・・・アクセル開度セン
サ、３・・・トルコン出力軸回転連度センサ、４・・・
シ７Ｆ位置センサ、５・・・トルクコンバータ、５Ａ・
・・トルフン出力軸、７・・・ＣＰＵ，１０・・・イン
ジよクタ、１２・・・サーボ駆動回路、２２・・・スロ
ットル弁、２３・・・入口ットルセンサ、２４・・・サ
ーボモー夕、３１・・・アクセルＪｉ　ｉｔ　ｆｆｉセ
ンザ、３２・・・トルコン犯力軸回転連度センサ、３３
・・・目標トルコン出力軸トルク設定手段、３４・・・
目標エンジン回転速度算出手段、３５・・・エンジン同
転速度制御手段、４１・・・目標トルコン出力軸トルク
算出手段、４２・・・目標エンジン回転速度算出手段、
４３・・・目標エンジン出力軸トルク算出手段、４４・
・・目標スロソトル弁間度算出手段、４５・・・スロッ
トル弁開度制御手段． 第４図 ヒ　　ー Ｎ↑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トルクコンバータを備える車両用エンジンの制御装置に
   おいて、アクセル操作量を検出するセンサと、トルコン
   出力軸回転速度を検出するセンサと、前記検出されたア
   クセル操作量に応じて目標トルコン出力軸トルクを設定
   する手段と、この設定された目標トルコン出力軸トルク
   および前記検出されたトルコン出力軸回転速度に応じて
   目標エンジン回転速度を算出する手段と、実際のエンジ
   ン回転速度がこの算出された目標エンジン回転速度と一
   致するようにエンジン回転速度を制御する手段とを備え
   ることを特徴とする車両用エンジンの制御装置。