JPH01113557A - 内燃機関の補助空気量制御装置 - 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） 本発明は、内燃機関の回転数制御装置に係り、詳しくは
、走行中アクセルペダルを戻したときの自動変速機の取
り得るギヤ位置を判定し、この判定結果からエンジン出
力をオープン制御して自動変速機のクラッチ締結時の走
行を滑らかなものとする回転数制御装置に関する。 （従来の技術） 近時、自動車への要求の高度化に伴シ）、車両の運転性
についても高度のものが求められる傾向にある。例えば
、エンジンの回転数制御もその一つであり、特にアクセ
ルペダルを戻した直後やアイドルへの移行時、さらにア
イドル運転時にはアイドル移行前の走行状態、補機負荷
の作動状態等を考慮して、エンジン回転数を精密に制御
し、運転性、排気エミッション等を満足する必要がある
。 従来のこの種の内燃機関の回転数制御装置としては、例
えばＥＣＣ５Ｌ系エンジン　１９７９技術解説書昭和５
４年６月　日産自動車株式会社発行に記載のものが知ら
れている。この装置は主にアイドル回転数を制御するも
ので、絞弁の上流側と下流側を連通ずるバイパス通路に
設けたＡＡＣバルブ（八ｕｘｉｌｉａｒｙ　Ａｉｒ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　Ｖａｌｖｅ　：アイドル制御弁）により
アイドル時の吸入空気量を変えてアイドル回転数を制御
している。その制御方式としては、デユーティＷｉｌｌ
　ｊ卸されるＡＡＣバルフ゛によりバイパス通路の面積
（開度）をアナログ的に変え空気流量を調節することで
エンジン出力を操作し、アイドル回転数を所定の目標値
に一致させるようにしている。このようなアイドル時の
制御ではオープン制御や所定条件下でのフィードバック
制御が行われる。ここに、フィードバック制御は絞弁が
全閉で、自動変速機がニュートラル時または車速８ｋｆ
ｆＩ／ｈ以下、かつ実際のエンジン回転数と目標回転数
との差が±２５ｒｐｍ以上のとき、という条件で行われ
る。 一方、ＡＡＣバルブの制御は上述のようなアイドル時の
制御に限らず、アイドル時以外の走行時等にも行われて
おり、例えば始動時はＡＡＣバルブのＯＮデユーティ値
＝基本特性値（８０％）、走行時は該ＯＮデユーティ値
＝基本特性値＋加減速補正値となっている。加減速補正
値はエンジン回転数に基づいて決定される。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の内燃機関の回転数制御
装置にあっては、ＡＡＣバルブのオープン制御の制御値
がエンジン回転数のみによって決定され、自動変速機の
ギヤ位置までは考慮されておらず、絞弁が全閉になると
、単に緩やかにアイドル時の目標回転数に低下していく
ような減速補正が加えられる構成となっていたため、特
に走行中におけるアクセルペダルの戻しによる自動変速
機のシフトアップ時、自動変速機側の同期回転数と実際
のエンジン回転数が一致せず、クラッチ締結時にトルク
の“飛び出し”　（実際のエンジン回転数が同期回転数
より高い時の車両の急加速）あるいは“引き込み”　（
実際のエンジン回転数が同゛朋回転数より低い時の車両
の急減速）が発生して運転者に不快感を与え、運転性が
悪化するという問題点があった。 （発明の目的） そこで本発明は、アクセル踏込走行中における絞弁全閉
時の自動変速機のギヤ位置情報をオープン制御値設定の
パラメータの一つとすることにより、クラッチ締結時の
トルク変動を低減して運転性を向上させることを目的と
している。 （問題点を解決するための手段） 本発明による内燃機関の回転数制御装置は上記目的達成
のため、その基本概念図を第１図に示すように、自動変
速機を有する車両の速度を検出する車速検出手段ａと、
絞弁が全閉状態にあることを検出する全閉状態検出手段
すと、車両の速度に基づいて絞弁が全閉となったときの
自動変速機の取り得るギヤ位置を判定するギヤ位置判定
手段Ｃと、絞弁が全閉でないとき、ギヤ位置判定手段Ｃ
により判定された自動変速機のギヤ位置に基づいて絞弁
が全閉になったと仮定したときの目標回転数を全閉時目
標値として設定し、絞弁が全閉になると少なくとも所定
期間は目標回転数として前記全閉時目標値を採用する目
標設定手段ｄと、目標設定手段ｄにより設定された全閉
時目標値を達成できるように、エンジン出力を制御卸す
る；制御卸値を演算する制御値演算手段ｅと、制御値演
算手段ｅの出力に基づいてエンジンの出力を操作する出
力操作手段ｆと、を備えている。 （作用） 本発明では、アクセル踏込走行時、そのときの車速に基
づいて絞弁が全閉になったときの自動変速機の取り得る
ギヤ位置が判定され、この判定結果から絞弁が全閉にな
ったと仮定したときの目標回転数が全閉時目標値として
設定され、この全閉時目標値を達成できるようにエンジ
ン出力がオープン制御される。 一方、絞弁が全閉になると、少なくとも所定期間は目標
回転数として前記全閉時目標値が採用されてエンジン出
力がオープン制御される。 したがって、絞弁全閉時にあっては実際のエンジン回転
数が変速機の同期回転数と略一致し、クラッチ締結時の
ショックが緩和される。 （実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。 第２〜１０図は本発明の一実施例を示す図である。 まず、構成を説明する。第２図は本実施例の全体的構成
をブロック的に示す図である。この図において、１はエ
ンジンの各種運転状況を監視するためのセンサ群であり
、センサ群１は絞弁全閉スイッチ２、エンジン回転数セ
ンサ３、車速センサ４、レンジセレクタスイッチ５、パ
ターン選択スイッチ６、水温センサ７、エアコンスイッ
チ８およびバッテリ電圧センサ９により構成される。絞
弁全閉スイッチ（全閉状態検出手段）２はいわゆるアイ
ドルスイッチと称されるもので、絞弁が全閉のときＯＮ
信号を出力する。回転数センサ３はエンジンのクランク
角に同期した信号を、例えば１゜毎に出力し、後述のコ
ントロールユニット１０側で所定時間内における上記信
号のパルス数を計数してエンジン回転数が求められる。 車速センサ（車速検出手段）４は自動変速機を有する車
両の車速Ｖｓｐを検出し、車速Ｖｓｐに比例したパルス
数の信号を出力する。レンジセレクタスイッチ５は１３
変速機のマニュアルセレクトレバーのレンジのセレクタ
位置を検出するもので、現在のレンジ（例えば、“Ｎ”
、“Ｄ”、“２”）が選択されていることを検出する。 パターン選択スイッチ６は自動変速機の変速パターンを
選択するスイッチであり、現在どの変速パターン（例え
ば、エコノミーパターン、パワーパターン等）が選択さ
れているかを検出する。なお、変速パターンにはＯＤ（
オーバードライブ）禁止スイッチの有無も含まれる。 水温センサ７はシリンダブロック等に配置され、ウォー
タジャケットを流れる冷却水の温度Ｔｗを検出する。エ
アコンスイッチ８はエアコンのコンプレッサの作動を検
出し、コンプレッサ作動時にＯＮ信号を出力する。バッ
テリ電圧センサ９はバッテリの電圧状態を検出する。 センサ群１における各種センサからの信号はコントロー
ルユニット１０に入力されており、コントロールユニソ
）１０はギヤ位置判定手段、目標設定手段および制御値
演算手段としての機能を有し、ｃｐｕｉｉ、ＲＯＭ１２
、ＲＡＭ１３および入出力制御回路Ｉ４により構成され
る。ＣＰＵＩＩはＲＯＭ１２に書き込まれているプログ
ラムに従って入出力制御回路１４より必要とする外部デ
ータを取り込んだり、またＲＡＭ１３との間でデータの
授受を行ったりしながら演算処理し、必要に応じて処理
したデータを入出力制御回路１４へ出力する。入出力制
御回路１４にはセンサ群１からの信号が入力されるとと
もに、入出力制御回路１４からは制御信号ＳＡがＡＡＣ
バルブ（出力操作手段）　１５に出力される。ＡＡＣバ
ルブ１５は絞弁の上流側と下流側を連通ずるバイパス通
路に設けられており、制御信号ＳＡに基づいてバイパス
通路の面積（開度）を段階的に変えて空気量を操作し、
エンジン出力を変えることでエンジン回転数Ｎを制御す
る。なお、１６は人出力制御回路１４等に電源供給を行
うためのバッテリを示す。ＲＯＭ１２はＣＰ　Ｕｌｌに
おける演算プログラムを格納しており、ＲＡＭ１３は演
算に使用するデータをマツプ等の形で記憶している。ま
た、ＲＡＭ１３の一部は不揮発性メモリからなり、エン
ジン停止後もその記憶内容を保持する。 次に、作用を説明する。 第３図は回転数制御のメインプログラムを示すフローチ
ャートであり、本プログラムは所定期間毎に一度実行さ
れる。まず、Ｐ、で絞弁が全閉か否かを絞弁全閉スイッ
チ２　（フロー中ではアイドルＳＷと表記）によ、り判
別する。絞弁の全閉のチエツクによりアクセル踏込走行
時と、絞弁全閉時とに分かれ、該全閉時はさらに後述す
るように全閉から所定期間（デイレイ時間）経過後であ
るか否かに分かれる。したがって、次の３つのケースに
大別でき、以下にこれらを場合分けして説明する。 （１）アクセル踏込走行時 （ｎ）全閉からデイレイ時間内 （Ｉｌｌ）全閉からデイレイ時間経過後（１）アクセル
踏込　′テ時 まず、Ｐ２で絞弁全閉スイッチ２がＯＦＦからＯＮにな
ったときのデイレイ時間を設定するためにタイマＴＩＭ
ＥＲに所定値ＴＩＭＥＩ　（デイレイ時間に相当）を設
定し、Ｐ３で絞弁が全閉になったと仮定したとき自動変
速機の取り得るギヤ位置を判定する。この判定処理は通
常走行時でありながら、絞弁全閉時のギヤ位置を予測し
ておいて、オーブン制御値の重要なパラメータの一つに
加えようとするためであり、第４図に示すサブルーチン
で判定される。 説明を分かりやすくするため、ここでサブルーチンに移
る。第４図において、ＰＨ１でレンジセレクタスイッチ
５およびパターン選択スイッチ６の出力に基づき自動変
速機のレンジとパターンを読み込み、Ｐ２□で変速パタ
ーンの選択を行う。レンジセレクタスイッチ５のレンジ
としては例えば“Ｄ”、２″、′Ｎ”等があり、“Ｄ”
レンジでは１〜４速のギヤを走行状態に応じて自動変速
機が選択し、“２”レンジでは２速のギヤを保持する。 なお、Ｎ”　にュートラル）レンジではギヤが全く噛み
合わないフリーの状態となる。レンジセレクタスイッチ
５を”Ｄ”レンジとした場合、パターン選択スイッチ６
の切替によってスタンダードパターン（通常走行パター
ン）とパワーパターン（登板路、加速時の走行パターン
）が選択される。これらのパターンの一例としてスタン
ダードパターンについてみると、第７図はシフトアップ
時、第８図はシフトダウン時の変速パターンであり、さ
らに第９図はパワーパターンについてのシフトアップ時
、第１０図はパワーパターンについてのシフトダウン時
の変速パターンを示している。何れの変速パターンも絞
弁開度と車速に応じて自動的に最適なギヤ位置が選択さ
れる。上記第７〜１０図中、数字１〜４は各々自動変速
機のギヤ位置を表し、各々１〜４速のギヤ位置に対応し
ている。なお、図中口で囲んだ数字は各々自動変速機の
ロックアツプ状態のギヤ位置を示している。 また、図中の実線は各ギヤの最高車速を表わし、速度が
これらの線上をオーバーするか、絞弁全閉スイッチがＯ
Ｎになると次段のギヤにシフトアップされる。さらに、
シフトアンプ時とシフトダウン時では変速パターンに所
定のヒステリシスが設けられている。同様に、スタンダ
ードパターン（シフトアップ時、シフトダウン時）とパ
ワーパターン（シフトアンプ時、シフトダウン時）との
間にも所定のヒステリシスが設けられている。 次いで、Ｐａｌで車速Ｖｓｐを読み込み、Ｐ２４で仮に
絞弁を全閉としたときに自動変速機が取り得るギヤ位置
を予想、判定する。ギヤ位置の判定はコントロールユニ
ット１０のＲＯＭ１２にストアされている変速パターン
からそのときの車速と、絞弁全閉時という条件に基づき
該当するギヤ位置を読み出して求める。 さて、このようにしてギヤ位置を判定すると、再び第３
図のメインプログラムに戻り、Ｐ４で第２目標回転数Ｎ
５ＥＴ２を演算する。第２目標回転数１’Ｊｓｔｔｚは
絞弁が全閉でない通常走行時においては目標回転数の最
低限界を定めるものであり、絞弁が全閉となったとき（
非アイドルおよびアイドルの双方が含まれる）にも同様
に最低限界を定めるリミット値となる。ステップＰ４の
処理は具体的には第５図に示すサブルーチンで実行され
る。 第５図に示すサブルーチンにおいて、Ｐｉｌｌで冷却水
の温度ＴＷを読み込み、Ｐ３□で所定のマツプから冷却
水の温度Ｔｗに応じて第２目標回転数Ｎ０，２をルック
アップする。冷却水の温度Ｔｗは目標回転数を求めると
きの基本となるもので、例えば低水温時（暖機中）はエ
アーレギュレータ特性を補正し、高水温時は冷却効果の
向上を図るため、回転数が高くなるように設定される。 次いで、Ｐ３３でエアコンスイッチ６がＯＮであるか否
かを判別し、ＯＮのときはＰ３４でＮ５ＥＴ□をエアコ
ン使用時の回転数Ｎ　Ａ　／　ｃと比較する。Ｎ５ＥＴ
□〈ＮＡ／ｅのときはエアコン使用時の目標回転数の最
低限界を維持するためにＰ４ＳでＮＡ／Ｃを目標回転数
Ｎ５ＥＴ□として（Ｎ５．アｚ＝ＮＡ、ｃ−）今回のル
ーチンを終了する。一方、Ｐｉｌｌでエアコンスイッチ
６がＯＦＦのとき、あるいはＰ、でＮ５ＥＴ□≧ＮＡ／
ｃのときは何れも目標回転数の最低限界は確保されてい
ると判断してそのままルーチンを終える。したがって、
本ルーチンを実行することにより、通常走行時およびア
イドル時等の第２目標回転数Ｎ８，７□を少なくともエ
ンジンが安定して回転するための最低限界値以上の適切
な値に設定することができる。 再びメインプログラムに戻り、Ｐ５では第１目標回転数
Ｎ、ア、を演算する。第１目標回転数ＮｓＥア、は通常
走行時において、絞弁が全閉になったと仮定したときの
目標回転数に相当するもので、特許請求の範囲でいう全
閉時目標値に対応する。 ステップＰ、の処理もサブルーチンで行われ、第６図の
ように示される。第６図において、Ｐ４１で前述の第４
図で判定した自動変速機のギヤ位置を読み込み、Ｐ４□
でこのギヤ位置に対応するギヤ比を読み込む。次いで、
Ｐ４３で車速Ｖｓｐを読み込み、ＰＳ４で次式〇に従っ
て第１目標回転数Ｎ８、□を演算する。 Ｎ５ＥＴ＋＝ギヤ比ＸｋＸＶｓｐ　　・・・・・・■但
し、ｋ：ファイナルギヤ比（タイヤ径により定まる定数
） 次いで、Ｐ４ＳでこのＮ５ＥＴＩを第０式に示すような
所定の最低限界回転数ＮＬＨＴと比較し、ＮＩＥＴＩ＜
ＮＬＭＴのときは目標回転数の最低限界を維持するため
にＰＪ＆でＮＳＥ？＋を最低限界回転数Ｎ　、Ｍ、とし
て（Ｎｓｇｔ＋　＝　ＮＬｓｔ　）今回の処理を終了し
、Ｎ、Ｅア、≧ＮＬＨＴのときは最低限界は確保されて
いると判断してそのままルーチンを終える。 Ｎ　ｃｓｔ　＝　Ｎ　ｓＥｒ□＋α　　・・・・・・■
但し、α：定数 したがって、本ルーチンを実行することにより、通常走
行時でありながらも全閉時目標値がＮ５ＥＴ＋として設
定され、これは従来と異なり自動変速機のギヤ位置情報
を加味したものとなる。 再びメインプログラムに戻り、Ｐ６では第１目標回転数
を通常走行時の目標回転数Ｎ、ＥＴとしくＮ３Ｅア＝Ｎ
ＳＥＴｌ）　、Ｐ？でＮ５ＥＴに応じたＡＡＣバルブ１
５のオープン制御値、すなわち、仮に絞弁を戻して車両
が惰性で走行する状態としたときにエンジン回転数がＮ
８．アと一致するようなＡＡＣバルブ１５のオープンル
ープにおけるデユーティ制御値を設定する。次いで、Ｐ
８で回転数制御についてのフィードバンク（Ｆ／Ｂ）条
件が成立しているか否かを判別する。フィードバック条
件は従来と同様であるため省略する。フィードバック制
御を行うための条件が成立しているときはＰ。 でフィードバック制御のための目標回転数を設定すると
ともに、ＰＩＧでフィードバンク補正を行い、ｐＨでＡ
ＡＣパルプ１５に制御信号Ｓ、を出力して今回のルーチ
ンを終了する。一方、フィードバック条件が成立しない
ときはＰ、　、Ｐ、。をジャンプしてＰ、に進む。 このように、通常走行時は絞弁が全閉でないにも拘らず
絞弁全閉時と仮定したときの第１目標回転数Ｎｇｔｔ＋
を達成できるようにＡＡＣバルブ１５のオープン制御値
が設定される。したがって、絞弁をバイパスする通路の
通路面積が絞弁全閉仮定時のギヤ位置情報に基づいて予
め常にオープン制御されて空気流量が変えられエンジン
出力が操作されることとなり、いかなるタイミングでア
クセルペダルを戻しても直ちに自動変速機と調和する最
適なエンジン回転数に制御できることになる。この制御
は、次のケースで行われる。 （ＩＩ）全閉からデイレイ時間内 ＰｌでＹＥＳ分岐に従い、Ｐｌ２に進むが、Ｐ１□では
タイマＴＩＭＥＲが

〔０〕になったが否がを判別し、Ｔ
ＩＭＥＲ≠０のときは所定のデイレイ時間が経過してい
ないと判断し、ＰＩ３でタイマＴＩＭＥＲから〔１〕を
引いて（ＴＩＭＥＲ＝ＴＩＭＥＲ，１）Ｐｉに割り込む
。そして、ＴＩＭＥＲ＝Ｏになると、Ｐｌ２からＰｌ４
に分岐する。したがって、通常走行中にアクセルペダル
を戻すと（絞弁が全閉になると）、少なくとも所定のデ
イレイ時間内はＰ３〜Ｐ、の処理が継続して行われるこ
とになる。この場合、アクセルペダルを戻す以前から自
動変速機のギヤ位置に基づいた第１目標回転数Ｎ５ｔ４
＋を達成できるようにＡＡＣバルブ１５の開度がオープ
ン制御され、このオープン制御は引き続きしばらくの間
実行されるから、特にアクセルペダルの戻しによる自動
変速機のアソプシフト時にあっても応答性良く自動変速
機側の同期回転数と実際のエンジン回転数とが略一致し
、現状の問題となっているクラッチ締結時におけるトル
クの“飛び出し”および“引き込み”を低減して車両の
運転性を格段と向上させることができる。 （ＴＩＩ）全閉からデイレイ時間経過後ＰＩｚでＹＥＳ
分岐に従うと、次いでＰＩ３で前記ステップＰ４と同様
の処理により第２目標回転数Ｎ、、２を演算し、ＰＩＳ
で次式〇に従って今回の目標回転数Ｎ５ｔｔを演算する
。 Ｎ　ＳＥＴ　”　Ｎ　ＳＥＴ　′−ΔＮ５ＥＴ　　・・
・・・・■但し、Ｎ、１７・′：前回の値 ΔＮ、Ｅア　：所定値 前回の値Ｎ、７　′は後述のステップＰｌ？でＮ５ＥＴ
＝Ｎ、７□に定められる迄の間はＮｓＥア、に基づく値
となり、ＰＩ７を経るとＮ８，７□に基づく値となる。 ■式の演算実行により目標回転数Ｎ、アは徐々に低下し
ていくことになる。次いで、Ｐ°１６でＮ５．アとＮ５
．７□を比較し、Ｎ　ｓｉｔ　＜　Ｎ　ｓｉｔ□のとき
はＰＩ？でＮ　ｓｉｔ　”　Ｎ　５ｉｒｓとしてＰ、に
進み、Ｎ　ｓｖＴ≧Ｎ５ＥＴ□のときはＰＩ３をジャン
プしてＰ７に進む。このように、絞弁全閉から所定のデ
イレイ時間が経過すると、目標回転数ＮＳ！、が一定割
合で徐々に低下し、少なくとも最低限界Ｎ５ｔｔｚを確
保しつつオーブン制御あるいはフィードパンク制御が行
われる。 なお、以上の３つの態様は説明の都合上分けたものであ
るが、実際の運転では「全閉からデイレイ時間内」ある
いは「全閉からデイレイ時間経過後」の状態から加速が
行われることもある。したがって、絞弁が全閉になって
もエンジンがアイドル状態に至らないこともあるが、本
実施例のように絞弁全閉から少なくとも所定のデイレイ
時間は前記全閉時目標値が達成されるようにしているた
め、如何なる態様からであっても前述の効果が得られる
ことは勿論である。 （効果） 本発明によれば、絞弁全閉仮定時の自動変速機の取り得
るギヤ位置を判定し、この判定結果に基づいて絞弁全閉
仮定時の目標回転数を設定し絞弁が全閉になる前の走行
中および絞弁全閉から少なくとも所定期間は前記目標回
転数を達成できるようにエンジン出力を制御しているの
で、絞弁全閉時における自動変速機のアップシフト時に
あっても自動変速機側の同期回転数とエンジン回転数と
を略一致させてクラッチ締結時におけるトルク変動を低
減することができ、車両の運転性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜１０図は本発明に
係る内燃機関の回転数制御装置の一実施例を示す図であ
り、第２図はその全体構成図、第３図はその回転数制御
のメインプログラムを示すフローチャート、第４図はそ
のギヤ位置判定のサブルーチンを示すフローチャート、
第５図はその第２目標回転数Ｎ５ＥＴ□を演算するサブ
ルーチンを示すフローチャート、第６図はその第１目標
回転数Ｎ、。１を演算するサブルーチンを示すフローチ
ャート、第７図はその自動変速機のスタンダードパター
ンのシフトアップ時の変速パターン図、第８図はその自
動変速機のスタンダードパターンのシフトダウン時の変
速パターン図、第９図はその自動変速機のパワーパター
ンのシフトアンプ時の変速パターン図、第１０図はその
自動変速機のパワーパターンのシフトダウン時の変速パ
ターン図である。 ２・・・・・・絞弁全閉スイッチ（全閉状態検出手段）
、４・・・・・・車速センサ（車速検出手段）、１０・
・・・・・コントロールユニット（ギヤ位置判定手段、
目標設定手段、制御値演算手段）、１５・・・・・・Ａ
ＡＣバルブ（出力操作手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）自動変速機を有する車両の速度を検出する車速検出
   手段と、 ｂ）絞弁が全閉状態にあることを検出する全閉状態検出
   手段と、 ｃ）車両の速度に基づいて絞弁が全閉となったときの自
   動変速機の取り得るギヤ位置を判定するギヤ位置判定手
   段と、 ｄ）絞弁が全閉でないとき、ギヤ位置判定手段により判
   定された自動変速機のギヤ位置に基づいて絞弁が全閉に
   なったと仮定したときの目標回転数を全閉時目標値とし
   て設定し、絞弁が全閉になると少なくとも所定期間は目
   標回転数として前記全閉時目標値を採用する目標設定手
   段と、ｅ）目標設定手段により設定された全閉時目標値
   を達成できるように、エンジン出力を制御する制御値を
   演算する制御値演算手段と、 ｆ）制御値演算手段の出力に基づいてエンジンの出力を
   操作する出力操作手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の回転数制御装置。