JPS61258936A

JPS61258936A - エンジンの回転制御装置

Info

Publication number: JPS61258936A
Application number: JP10109085A
Authority: JP
Inventors: Shigefumi Yasuhara; 安原　成史
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-05-13
Filing date: 1985-05-13
Publication date: 1986-11-17

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エンジンの回転制御装置、特にシフトアップ
時のものに関する。

（従米の技術）ディーゼルエンジンにおいても、アクセルベグル位置（
アクセル開度）やエンジン回転数等の各種運転変数に対
応して最適な燃料噴射量を算出し、燃料噴射ポンプのコ
ントロールスリーブを変位させるアクチェエータ（たと
えばサーボモータ）を上記の算出きれた値に応じで制御
することにより燃料噴射量を制御する電子制御方式の燃
料噴射量制御装置が開発されている（たとえば、特開昭
５７−１０５５５０号公報参照）。

このような装置について第５図に基づき説明すると、基
本的にはコントロールユニット２７から出力される燃料
噴射量制御指令値にて燃料噴射ポンプ７のコントロール
スリーブ位置を制御することにより燃料噴射量を制御す
るものであり、この例では制御精度を確保するため、実
際のコントロールスリーブ位置に基づきフィードバック
制御している。すなわち燃料噴射量制御信号ＯＳ　４と
燃料噴射ポンプ７のコントロールスリーブ位置信号ＩＳ
９とがサーボ回路１８に与えられ、両信号を一致させる
ようにサーボ回路１８がコントロールスリーブを駆動す
るアクチュエータにサーボ信号Ｓ１を出力している。

なお、機械的な構成部分について述べると、１はエアク
リーナ、２は吸気管、３は主燃焼室、４は渦流室、５は
グロープラグ、６は噴射７Ｘ′ル、８は排気管、９は吸
気量を調節する絞り弁、１０は絞り弁開度を制御するグ
イヤ７ラム弁、１１は排気管８から吸気管２へ還流する
ＥＧＲ量（排気還流量）を制御するＥＧＲ弁、１２，１
３は電磁弁、１４はバキュームポンプ、１５は定圧弁、
１６はバッテリ、１７はグローリレー、１９はグローラ
ンプである。

また、コントロールユニット２７は、中央処理！ＩＩ！
（ＣＰＵ）２８、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２９、
読み出し書き込み可能メモリ（ＲＡＭ）３０゜入出力イ
ンター７エース３１等からなるマイクロコンピュータに
て構成され、基本的にはアクセル開度とエンジン回転数
とに対応した燃料噴射！制御指令値を算出するものであ
る。すなわち、アクセル開度はアクセル開度に対応した
電圧を出力するアクセル開度センサ２０がらのアクセル
開度信号ＩＳ１から求め、エンジン回転数はクランク角
の単位角度を検出するクランク角センサ２１からの単位
パルスＩＳ３を計数することにより求める。

さらに、具体的な制御になると、他の運転状態を表す各
種信号にて燃料噴射量制御指令値は補正される。これら
の補正信号となるのがＩＳ２　、ＩＳ４〜ｌ５Ｉ２であ
る。

ここに、ＩＳ２はクランク角の基準角度ごとに発生する
基準パルス、ＩＳ４は変速機のニュートラル位置でＯＮ
となるニュートラル信号、ＩＳｓは車速（変速機の出力
軸の回転速度から検出）に対応する重連信号、ＩＳ６は
エンジン冷却水温に対応する温度信号、ＩＳ７は噴射開
始信号、ＩＳａは大気密度信号、ｒｓｌ　、はバッテリ
電圧信号、ＩＳ、ｌはスタータ信号、ｒｓｌ　２はグロ
ー信号である。

なお、２２はニュートラル信号ＩＳ４を出力するニュー
トラルスイッチ、２３は重速信号ＩＳ５を出力する車速
センサ、２４は温度信号ＩＳｓを出力する温度センサ、
２５は噴射開始信号ＩＳ７を出力する１Ｊ７トセンサ、
２６は大気密度センサＳ８を出力する大気密度センサで
ある。１６は電圧信号ＩＳ１．を出力するバッテリであ
る。

また、コントロールユニット２７は燃料噴射量だけでな
く　ＥＧＲ量を制御するため、絞り弁開度制御信号Ｏ８
Ｉ　とＥＧＲ制御信号Ｏ８２とを出方し、これらのパル
ス信号ＯＳ　１　ｒ　ＯＳ　２のデユーティを変元で電
磁弁１２．１３をデユーティ制御している。

（発明が解決しようとする問題、α）ところで、ディーゼルエンノンは高い圧縮比のため圧縮
圧力が高いこと、また各部の運動部分が重いことから、
ガソリンエンジンに比べて摩擦トルクが大きく、このた
め回転の下降速度が速い。

特に、減速時等アクセル闇度が零となるときには燃料供
給を停止することにより無駄に燃料消費がなされないよ
うにしているため、この回転の下降速度は一段と速い。

この結果、減速時にはｊン１ノンエンジンよりもエンシ
ンブレーキが良く効くことになるが、同じ（アクセル開
度が零となる運転時であるといっても、ギヤチェンジを
行ってのシフトアップ時にガソリンエンジンと同じ感覚
でギヤチェンジを行うと、エンシン回転の下降速度が速
いため、エンジン回転数はそのときの車速に適合する回
転数を大きく外れて低下し、この状態でクラッチを接続
すると、エンジンブレーキが強く作用したのと同じ状態
、すなわち乗員がつんのめる感じとなる変速シラツクを
生じる。

また、この変速シタツクを運転技術でカバーするには、
エンジン回転数が車速と適合するまでの間、いわゆる半
クラッチの状態で運転すればよいのであるが、半クラッ
チの状態でのクラッチ使用はクラッチ板の摩耗を早める
要因であり、ギヤチェンジ毎に半クラッチを多用するこ
とはクラッチ板の損耗を大きくして耐久性を損なってし
まう。

この発明は、シフトアップ時のエンジン回転を車速に適
合させることのできる装置を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段）第１図はこの発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。

この発明は、手動変速機を備えるエンジンを前提とする
ものである。図中４４はシフトアップ時判別手段で、ア
クセル開度を検出するアクセル開度検出手段４３からの
信号に基づき、シフトアップ時を判別する。

４５は車速□適介回松数算出手段で、シフトアップ時の
車速とギヤ位置からそのときの車速に適合するエンジン
回転数（以下「車速適合回転数」という。）を算出する
。なお、車速は重速検出手段４１にて、またギヤ位置は
ギヤ位置検出手段４２にてそれぞれ検出される。

４６は回転数維持手段で、この車速適合回転数を所定時
間維持する。

４７は燃料供給量算出手段で、前記車速適合回転数に応
じた燃料供給量を算出する。

（作用）このように構成すると、シフトアップ時には、車速適合
回転数算出手段４５にてそのときの車速適合回転数が算
出される。この場合、従来例では、エンジン回転は低下
するに任せているので、クラッチ接続時にはそのときの
車速適合回転数を大きく外れて低下していることから、
変速シタツクを招、く。

これに対し、この発明では燃料供給量算出手段４７がそ
のときの車速適合回転数に対応した燃料供給量を算出し
、この燃料供給量がエンジンに供給される。このため、
エンジン回転は、そのときの車速適合回転数に維持され
、クラッチ接続に備えることになる。

この結果、クラッチを接続しても、変速機とエンジンと
が即時に同期して回転するので、変速シタツクを招くこ
とがなく、来貢は変速ショックからくる不快感から免れ
るとともに、滑らかな運転性を得ることができる。

また、半クラツチ状態にて運転する等の運転技術を必要
とすることがないため、繰作性が良くなるとともに、ク
ラッチ板の耐久性を向上することができる。

さらに、こうしたシフトアップは所定時間内になされる
のが通常であり、この所定時間を越えるときは、ギヤチ
ェンジを行ってのシフトアップあるいはシ７トダワン以
外の理由があると判断することができる。こうした場合
には、回転数維持手段４６が車速適合回転数の維持をシ
フトアップに要すると思われる所定時間のみ行うので、
不必要な燃料消費が抑制されるとともに、運転性が損な
われることがない。

（実施例）第２図はこの発明の一実施例の回路構成図であり、燃料
噴射ポンプからの燃料噴射量をデジタル制御するものに
適用したものである。すなわち、デジタル制御はインタ
ーフェース、メモリ、中央演算装置からなるマイクロコ
ンピュータから構成・　されるコントロールユニット（
Ｃ７０）５０が各種運転状態を検出する信号に基づき燃
料噴射量調節機構（たとえばコントロールスリーブ）用
アクチェータの制御指令値Ｑを制御する。このＣ７０５
０に入力する検出信号の入力群には、第２図に示すよう
に、車速Ｖｓｐ、変速機のギヤ位置Ｇｎ、アクセル開度
Ａ　ｃｃ、エンジン回転数ＮＢの各種信号があり、他方
出力群にはＱのみを示す。

なお、機械的構成部分は第５図と同様であり、説明は省
略する。

第３図はコントロールユニット５０内にて行なわれる動
作を説明する流れ図である。なお、この作動は所定時間
ごとに実行されるもので、図中の番号は処理番号を示す
。

この流れ図は、制御指令値Ｑを制御するための動作のほ
ぼ総てを表している。６０はシフトアップ時を判別する
部分である。すなわち、アクセル開度Ａｃｅが０か否か
をチェックし、ＡｃｅがＯでない場合（アクセルペダル
が踏み込まれている場合）はシフトアップを行わないと
判別されるので、６１に進む。

６１では公知のコントロールスリーブ位置制御による燃
料噴射量制御を打つための制御指令値を算出する。すな
わち、ＡｃｅとＮＥを運転パラメータとして定常時のフ
ントロールスリーブ駆動用アクチュータの制御指令値Ｑ
ｓ（Ｑｓ＝＝ｆ（Ａｃｅ−ＮＥ））を求め、このＱｓを
最終的な制御指令値Ｑとしてセットした後６８にて出力
する。

一方、６０にてＡｃｃ＝Ｏになると、アクセルペダルを
戻してのシフトアップを行う場合であると判別されるの
で、６９にてタイマを起動しくｔ＝０とする）、７０．
７１に進む。

７０は車速Ｖｓｐとギヤ位置Ｇｎとからそのときの車速
適合回転数Ｎｓを算出する部分である。すなわち、Ｎｓ
＝　ＶｓｐＸ　Ｒｒ＋＋　Ｉ　／　Ｖ　ＩにてＮｓを算
出する。ここに、■１はＮＨ＝１０００ｒｐｍに相当す
る車速（定数）、Ｒｎ＋１は今回演算時のギヤ位＠　Ｇ
　ｎの一つ上のギヤ位ｊ［Ｇｎ＋１に対するギヤ比であ
る。たとえば４段変速機であれば、ギヤ位置はＧ１−Ｇ
４に対しギヤ比はＲ１−Ｒ４であり、今１速から２速へ
のシフトアップを行うとすると、シフトアップ時の車速
をＶｓｐｌ、ギヤ位置をＧ１として車速適合回転数はＶ
ＳＩ）ＩＸＲ２／Ｖｌにて算出される。

７１は車速適合回転数Ｎｓに応じた制御指令値Ｑｓを算
出するところであり、この例では、テーブルルックアッ
プにより、Ｎｓに応じたＱｓを求める。

このようにして求められたＱｓがＱとしてセットされ６
８にて出力されると、Ｑに応じた燃料が燃料噴射ポンプ
から供給され、エンジン回転数ＮＥはＮｓに維持される
。すなわち、エンノン回転を低下するに任せるのでなく
、クラッチ接続を容易にするために、そのときの車速適
合回転数に維持するのである。

次に、こうしたシフトアップは所定時間内に完了するの
が通常であり、この所定時間を越えるときは、シフトア
ップあるいはシフトダウン以外の理由があると判断する
ことができる。こうした場合に対処するため、車速適合
回転数の維持をシフトアップに要すると思われる所定時
間（以下「回転維持時間」という、）のみ行うのが回転
数維持手段であり、この例では６９，７２．７６にて構
成される。すなわち、６９でタイマを起動したあと７２
で起動からのタイマの計数時間ｔを予め設定した回転維
持時間（たとえば、１．０秒）と比較し、ｔ〈１、Ｏで
ある場合は、７３〜７５にて回転維持を継続する。

この回転維持はフィードバック制御である。すナワち、
７３にてＮｓと実際のエンジン回転数ＮＥとの比較を行
い、ＮＥ＜Ｎｓであれば、７４で補正係数ｋに１演算当
たりの単位補正量β（β＞０）を加算して補正係数にと
し、このｋをＱｓに乗算した値ｋＱｓをＱとしてセット
する。Ｑと燃料噴射量とが比例するように燃料噴射量調
節ｌＳ！構を設定してあれば、このＱｓの補正により、
燃料噴射量が増量補正され、これによりＮＥは上昇しＮ
ｓと一致する。なお、ｋの初期値は１．０である。

逆に、７３にてＮＥ＞Ｎｓであれば、７５で補正係数ｋ
から単位補正量β（β〉０）を減算して補正係数にとし
、このｋをＱｓに乗算した値ｋＱｓをＱとしてセットす
る。この場合には、燃料噴射量が減量補正され、これに
よりＮＥは低下しＮｓと一致する。

なお、ＮＥには不感帯α（たとえば５０ｒｐｍ）を設け
たほうが実際の回転数が安定するので、７３ではＮＥ　
’（ＮＥ　’＝ＮＥ±α）とＮｓとを比較するようにし
ている。

７６にてタイマが計数時間ｔを１演算ごとにΔｔずつ増
加していき、７２にてｔ≧１．０になると、回転維持は
停止され、７７にて従来例と同様アイドル回転数制御に
移る１、すなわち、１．０秒後は何等かの理由で、シフ
トアップあるいはシフトダウン等を行っていないと判断
されるので、エンジン回転数を運転者の予期しない値に
維持する必要はなく、アイドル回転に戻すのである。

たとえば、６０にてＡｃｃ＝０となる場合にはギヤチェ
ンジを行うためにアクセルペダルを戻す場合だけでなく
、減速のためにアクセルペダルを戻す場合もあり、この
減速時に回転維持を続けるとすれば、エンジンブレーキ
の効きを悪くする結果となる。そこで、こうした場合を
＃慮して回転維持は所定時間のみとするのである。

従って、この一時的回転維持のための燃料増量補正は燃
料噴射量制御全体から見れば、一連のシフトアップのた
めの繰作の１断面として位置付けられ、運転者の知らぬ
間に稼動して終了する−過性の処置となる。

なお、回転維持を行う時間をこの例では便宜上１．０秒
としたが、具体的には運松者に違和感を与えないよう十
分実験して決定すべきであり、０゜５秒前後が好ましい
、また、変速段により多少差異を設けることも可能であ
る。

また、回転維持時間内にアクセルペダルが踏み込まれた
場合には加速応答性を良好にするために制御指令値補正
機能が６２〜６６にて設けられ、回転維持時間内であれ
ばＱｓと実際に検出した制御指令値Ｑｒとを比較して大
きいほうをＱとしてセットする。すなわち、６２で回転
維持時間内であることが判別されると、６４にて算出し
なＱｓと実際のＱｒとを比較し、Ｑｒ≦Ｑｓであれば６
５にてＱｓをＱとしてセットする。なお、Ｑｒ＞Ｑｓで
あればＱｒがＱとしてセットされる。この補正は６２，
６３に゛て回１！！維持時間の終了まで継続され、回転
維持時間の終了により６６にてタイマの作動が停止され
る。

以上の構成による作用をフィトリング時から加速を行っ
た場合について第４図（Ａ）、第４図（Ｂ）に基づき説
明する。ここに第４図（Ａ）は変速機の各ギヤ位置での
車速の特性図で、図中の１　ｓｔ、　２　ｎｄ＊　３　
ｒｄｇ　Ｔ　ｏｐはそれぞれ１連、２速、３速、４速を
表す。また第４図（Ｂ）はエンジン回転数の特性図で、
図中のａは不感帯を示す。

Ａ点はアイドリング状態である。この状態からギヤ位置
を０１にした後アクセルペダルを踏み込んでエンジン回
転数ＮＥを上昇させる。Ｂ点では半クラツチ状態で徐々
に車速Ｖｓｐを上昇させ、０点でクラッチを接続するこ
とにより車両は１連のギヤ比Ｒ１にて駆動される。

さらにアクセルペダルを踏み込んで回転数ＮＥを上げ、
２速にシフト７ツブするためＤ点でクラッチを切ってギ
ヤ位置を６２に移しアクセルペダルを戻すと、Ａｃｅ＝
０となるので、このとかの車速Ｖｓｐｌとギヤ位置Ｇ１
とからこのときの車速適合　　　　１回転数Ｎｓ＋　（
＝Ｖｓｐ＋　ＸＲ２／Ｖｌ　）が算出され、このＮｓｌ
に応じた制御指令値Ｑｓ＋がテーブルルックアップによ
り求められる。このＱｓ＋が出力されると、燃料噴射量
調節機構のコントロールスリーブがＱｓ＋に応じて変位
し、燃料噴射量が増量補正される。このため、エンシン
回転数ＮＥはＥ息で保持され、２速へのクラッチ接続を
待つ。

この状態は、エンジン回転数と、そのときの車速を伝え
る変速機の回転数とがほぼ同じになっており、この状態
でクラッチを接続すると、クラッチは滑ることなくフラ
イホイルと係合する。このため、変速シラツクを招くこ
とがなく、２速への変速が滑らかに行なわれる。

これに対し、従来例ではＤ点でアクセルペダルを戻すと
、回転数は急激に下降し、そのときの車速適合回転数Ｎ
ｓｌを大きく越えて低下してしまう、この状態でクラッ
チをまともに接続したのでは、エンジンが駆動側に対す
る負荷なって作用し、変速ショックを招いてしまうので
ある。

また、エンジン回転と車速とが適合するのであるから半
クラツチ状態にて運転する等の運転技術を必要とするこ
とがないので、クラッチ接続繰作が簡単容易となり、は
とんどクラッチを踏み込むことなくシフトアップの操作
を行うことができる。

さらに、半クラッチを多用しなくとも済むことからクラ
ッチ板の耐久性を向上することができる。

なお、Ｄ点でアクセルペダルを戻した後の回転維持時間
内に、シフトアップを行うのではなく、意思変更により
再びアクセルペダルを踏み込んだ場合には、回ｌｌｉ！
維持のための制御指令値Ｑｓと、実際の制御指令値Ｑｒ
とを比較し大きいほうが出力されるので、エンジン回転
数は最低位置をＮｓＩとしてこの回転数Ｎｓｌから回転
上昇するため、応答性が改善される。

この後２速から３速、３速から４速へのシフトアップ時
にはＦ点、Ｈ点での車速■８１３２　＊　Ｖ　Ｓｆｌｇ
とギヤ位置Ｇ２　、Ｇｓとからそのときの車速適合回転
数Ｎ！１２　（＝Ｖｓｐ２Ｘ　Ｒｓ　／　Ｖ　Ｉ　）ｔ
Ｎｓｓ　（＝Ｖｓｐ３　ＸＲ４／Ｖ＋　）が算出され、
エンジン回転が回転維持時間だけＮａ３．ＮｓＢに維持
され、クララ　。

チ接続時の変速ショックを防止して滑らかな加速性が得
られる。なお、これらの作用効果は１速から２速へのシ
フトアップ時と同様である。

この例では燃料噴射ポンプを備えるディーゼルエンジン
について説明したが、この発明はガソリンエンジンに対
しても同様に適用することができるものである。たとえ
ば燃料噴射を行うがソリンエンクン°ではＮｓに応じて
燃料噴射弁の駆動パルス幅Ｔｐを求めるようにすればよ
い。

（発明の効果）この発明は、手動変速機を備えるエンジンにおいて、変
速機のシフトアップ時を判別するシフトアップ時判別手
段と、シフトアップ時の車速とギヤ位置からそのときの
車速に適合するエンジン回転数を算出する車速適合回転
数算出手段と、この車速適合回転数を所定時間維持する
回転数維持手段と、前記車速適合回転数に応じた燃料供
給量を算出する燃料供給量算出手段とを設けたので、シ
フトアップ時には、エンジン回転数がそのときの車速適
合回転数に維持されるため、クラッチを接続しても、変
速機とエンジンとが即時に同期して回転することになり
、変速ショックからくる不快感を解消して滑らかな運転
性を得ることができる。

また、半クラツチ状態にて運転する等の運転技術が不要
となり、クラッチ接続操作を容易簡単にするとともに、
クラッチ板の耐久性を向上することができる。

さらに、回転維持はシフトアップに要すると思われる所
定時間のみ行うので、不必要な燃料消費を抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。第２図はこの発明の一実施例の回路構成図、第３図はコ
ントロールユニット５０内にて行なわれる動作を説明す
る流れ図である。第４図（Ａ）は変速機の各ギヤ位置での車速の特性図、
第４図（Ｂ）はエンジン回転数の特性図である。第５図は従来例の概略構成図である。４１・・・車速検出手段、４２・・・ギヤ位置検出手段
、４３・・・アクセル開度検出手段、４４・・・シフト
アップ時判別手段、４５・・・重速適合回転数算出手段
、４６・・・回転数維持手段、４７・・・燃料供給量算
出子＃Ｌ　５０　・・・コントロールユニット。第２図第３図第４図（Ａ）第４図（８）手続補正書（方式）１．事件の表示昭和６０年特許願第１０１０９０号２、発明の名称エンジンの回松制御装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人４、代理人明細書中「発明の詳細な説明」の欄。７、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

　手動変速機を備えるエンジンにおいて、変速機のシフ
トアップ時を判別するシフトアップ時判別手段と、シフ
トアップ時の車速とギヤ位置からそのときの車速に適合
するエンジン回転数を算出する車速適合回転数算出手段
と、この車速適合回転数を所定時間維持する回転数維持
手段と、前記車速適合回転数に応じた燃料供給量を算出
する燃料供給量算出手段とを設けたことを特徴とするエ
ンジンの回転制御装置。