JPH06502135A - 内燃機関のトルク制御方法 - 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】 内燃機関のトルク制御方法 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ｇ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２９３ ５９１６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従って本発明の目的は、安価な制御費用にも拘わらず 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項の前段に記載した方法において、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が導かれ、このトルク要求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９項に記載されている。

請求の範囲第２項に基づいて、変速装置制御装置によってトルク変化がめられた 場合に、インターフェイスを介して出てくる百分率のトルク要求が勾配に応じて 減少されるか増大される。その勾配は請求の範囲第３項に基づいて、トルク要求 の目標値、トルク要求の可変係数および負荷信号から関数としてめられる。

ｄ　−ｆ　（ＰＬＦ２．ＰＬＦ、負荷）ＰＬＦ 更に請求の範囲第４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、トルク要求の可変係数が切換過程に関与される摩擦要素の最初のかみ合 いあるいは釈放により出される。

請求の範囲第５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、Ｐ ＬＦ２−ＰＬＦ±ＰＬＦＸＦａｋ　（Ｔ）の式でめられ、その場合重み係数Ｆａ ｋ（Ｔ）は負荷要求および回転数（ｎ　、ｎ２）の関数である。

■ 請求の範囲第６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７項に基づいて、２つの摩擦要素のオーバーラツプ切換中に、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ｌく− ラップ中に生ずる出力トルクの低下が補償される。牽引力を中断することなしに 一方の摩擦クラッチのクラ・ソチトルクを増大し、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 ーキのオーパーラ・ンブ切換の際に、オーツく−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 た噴射ノくルス幅によって達成される。

更に請求の範囲第９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、り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（ 調整り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。

はクラッチトルクである。

Ｔ−Ｔ　−ＰＬＦ Ｉ　Ｍ１００ 二二でＴ　は内燃機関のトルク（］、　ＯＣ１％値）、Ｍｌｏｏ 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０１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ｎ　に低下される。即ちｎ　−ｄ　ｎ　１　 ／　ｄ　ｔ　。

Ｓｙ口　１ この変速入力軸の回転数の同期回転数ｎ　への低下ｙｎ は所定の勾装置　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Ｔ　はクラッチトルクＴ〜にとｂ 変速率Ｉにより生ずる。即ち、 Ｔ　−１−Ｔに ｂ 更に次式が成り立つ。

Ｉ　ｒ　−ｎ　−Ｔ　Ｔ　Ｋ　（トルクバランス）Ｉ ここで■　は入力軸における慣性モーメント、ｎｌは人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。

ｔ　−Δｎ／Ｉｎ　Ｉ−Δｎ−Ｉ　／　ｌ　Ｔ　Ｔ　Ｋ　ＩＳ　ｌ　Ｉ 切換の主な特性量（出力量）である出力トルクＴａｂ（切換品質に対して責任が ある）は次式で表される。

Ｔ　譚１　”　ＫＫ　”　Ｉ）Ｋ ｂ 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。

ｔ　−ｎ・Ｉ　／ＩＴ　−ＰＬＦ　Ｋ　−Ｐ　ＩＳ　Ｉ　Ｍｌｏｏ　ＩＣＫ 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ｎ　１変速装置出力回転数ｎ　内燃機関の回転数ｎ　、負荷信号お よａｂ’　Ｍ 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ｎ　１スロットル弁償号、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り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ｎ　、トルクコ ンバータのタービン回転数ｎ　１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ｎ　並びに自動車の駆動車輪における出力 回転数ｂＬ 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ｎ　Ｍ、ｎ　７　＊負荷”ａｂＬ’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ＰＬ Ｆ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は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より小さくら大きくもないとき、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ｄ　もめられねばならない。トルク要求の目ＬＦ 標値ＰＬＦ２を計算する際、出力回転数ｎ、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ＰＬＦ　が勾装置−１ ｄ　の加算によって目標値ＰＬＦ２に減少されるか増ＬＦ 大されることによって、実際のトルク係数ＰＬＦ　が周期的にめられる。続くス テップＳ９において、値ＰＬＦ　が目標値ＰＬＦ２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請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ＰＬＦ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、オーバーラツプ切換が行われ、 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か記録されたとき、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。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 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）とによって制御する方法において、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 に制御することを特徴とする内燃機関のトルク制御方法。
2. ２．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） に応じて減少あるいは増大されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法 。
3. ３．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として、即ち、 ｄＰＬＦ＝ｆ（ＰＬＦ２、ＰＬＦ、負荷）の式で求められることを特徴とする請 求の範囲第２項記載の方法。
4. ４．切換過程によってトルク変化が引き起こされた際に、トルク要求の可変係数 （ＰＬＦ）が切換過程に関与される摩擦要素の最初のかみ合いあるいは釈放によ り出されることを特徴とする請求の範囲第３項記載の方法。
5. ５．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）、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（Ｆａ ｋ（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３項記載の方法。
6. ６．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項記載の方法。
7. ７．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４項記載の方法。
8. ８．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７項記載の方法。
9. ９．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（ＰＬ Ｆ）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）に基づいて変速装置の出力トルク（Ｔａｂ）およ び切換要素の滑り時間（Ｔｓ）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項記載の方法。