(57)【要約】【課題】偏差を残さずにオーバーシュートを消すことができ、精度良く回転合わせを行うことができるエンジンの回転合わせ制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ８と、クラッチの回転数を検出するクラッチ回転センサ２２と、これらの回転差に応じて要求噴射量を算出して前記エンジンの回転数をクラッチ回転数に合わせる変速機用電子制御ユニット８０とを備えると共に、この変速機用電子制御ユニット８０で前記要求噴射量を算出するにあたって、クラッチ回転数との回転差に基づいた比例項と微分項とのＰＤ制御値にエンジントルクゼロ噴射量を加算するようにした。【選択図】        図２
2004270473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
これらの回転差に応じて要求噴射量を算出して前記エンジンの回転数を目標回転数に合わせる燃料噴射量制御手段と、
を備えたエンジンの回転合わせ制御装置において、
エンジントルクゼロ噴射量を算出する手段を設け、
前記燃料噴射量制御手段は、前記要求噴射量を算出するにあたって、目標回転数との回転差に基づいた比例項と微分項とのＰＤ制御値に前記エンジントルクゼロ噴射量を加算することを特徴とするエンジンの回転合わせ制御装置。
【請求項２】
前記エンジンの目標回転数はクラッチ回転数であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの回転合わせ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等のエンジンの回転合わせ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型車用の自動変速機ではトルクコンバータが用いられるが、バスやトラック等の大型車にあっては、駆動トルクが大きいためトルクコンバータによる駆動トルク伝達は困難である。
【０００３】
このため、大型車では、手動変速機と同様の機械式の変速機と、自動的に断接可能なクラッチ装置とを有した自動変速機が一般に用いられている。この様な自動変速機によれば、変速タイミングに合わせてクラッチを自動的に断接しつつ自動変速を行える。
【０００４】
自動変速機では、エンジンの回転数が同期回転数（クラッチ回転数）に達するのを待って変速動作が実施される（例えば、特許文献１参照）。具体的には、例えば図５に示すように、図外のエンジンコントロールユニット等において、エンジンの目標回転数（クラッチ回転数）と実際のエンジン回転数との回転差ΔＮｅに応じて比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）と微分項（Ｄ項）のＰＩＤ制御を行い要求噴射量ｑｒｅｑを算出することでエンジン回転数をクラッチ回転数に同期させていたのである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３２８９７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したような同期制御（回転合わせ制御）において、ＰＩＤの三つの項のうち偏差を消すのは積分項（Ｉ項）であるが、シフトアップ時（エンジン回転数＞目標回転数）は、図４に示すように、逆に偏差が大きくなる方向に作用しオーバーシュートしてしまう（図４の（ａ）参照）。また、オーバーシュートを消すために積分項（Ｉ項）をなくすと偏差が残ってしまうという問題点があった（図４の（ｂ）参照）。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、偏差を残さずにオーバーシュートを消すことができ、精度良く回転合わせを行うことができるエンジンの回転合わせ制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の請求項１に係るエンジンの回転合わせ制御装置は、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、これらの回転差に応じて要求噴射量を算出して前記エンジンの回転数を目標回転数に合わせる燃料噴射量制御手段と、を備えたエンジンの回転合わせ制御装置において、エンジントルクゼロ噴射量を算出する手段を設け、前記燃料噴射量制御手段は、前記要求噴射量を算出するにあたって、目標回転数との回転差に基づいた比例項と微分項とのＰＤ制御値に前記エンジントルクゼロ噴射量を加算することを特徴とする。
【０００９】
これにより、偏差を残さずにオーバーシュートを消すことができ、補正値を入れることなく精度良く回転合わせを行うことができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係るエンジンの回転合わせ制御装置は、前記エンジンの目標回転数はクラッチ回転数であることを特徴とする。
【００１１】
これにより、変速チューニングの容易化と変速ショックの更なる低減が図れる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るエンジンの回転合わせ制御装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
［実施例］
図１は本発明の一実施例によるエンジンの回転合わせ制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略図、図２は同じく回転合わせ制御のブロック図、図３は同じくエンジントルクマップ、図４は同じく回転合わせ制御結果の比較図である。
【００１４】
図１に示すように、トラック、バスなどの車両に搭載されたディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１の出力軸２は、クラッチ装置３を介して歯車式変速機（以下、単に変速機という）４に接続されている。これにより、エンジン１の出力が変速機４に伝達され、この変速機４において変速が実施される。変速機４は、後退段の他に例えば前進７段の変速段（１速段〜７速段）を有した自動変速式の変速機である。クラッチ装置３は、変速機４が自動変速される際には、これに伴い自動的に断接制御されるように構成されている。
【００１５】
エンジン１には、エンジン１に燃料を供給するための燃料噴射ポンプ（以下、噴射ポンプという）６が設けられている。この噴射ポンプ６は、ポンプ入力軸（図示せず）を介して伝達されるエンジン１の出力によりポンプを作動させ、燃料を噴射する装置である。この噴射ポンプ６には、燃料噴射量を調節するためのコントロールラック（図示せず）が備えられており、さらに、コントロールラックのラック位置（コントロールラック位置）ＲＷを検出するラック位置センサ９が設けられている。また、ポンプ入力軸近傍には、ポンプ入力軸の回転数を検出し、この回転数に基づきエンジン１の出力軸２の回転数、即ちエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ（エンジン回転数検出手段）８が付設されている。
【００１６】
クラッチ装置３は、フライホイール１０にクラッチ板１２をプレッシャスプリング１１により圧接させて接続状態とする一方、フライホイール１０からクラッチ板１２を離間させることで切断状態とするような通常の機械摩擦式クラッチの操作を、自動で実施可能としたものである。つまり、クラッチ板１２には、アウタレバー１３を介し、クラッチ断接用アクチュエータとして機能するエアシリンダユニット１６が接続されている。そして、このエアシリンダユニット１６の圧力室には、エア供給通路であるエア通路３０、三方電磁弁（ＭＶＸＹ）３１を介してエアタンク３２が接続されている。一方、エアシリンダユニット１６の大気開放室（リターンスプリングが介装されている）は、エア通路３３、電磁弁（ＭＶＳＴ）３４を介して前記三方電磁弁３１のエア排出口に通じている。従って、三方電磁弁３１及び電磁弁３４のＯＮ・ＯＦＦ制御により、エアシリンダユニット１６が自動的に作動し、これにより、クラッチ板１２が移動してクラッチの断接が自動的に実施される。
【００１７】
詳しくは、三方電磁弁３１がＯＮされてエアシリンダユニット１６の圧力室にエアタンク３２からの加圧エアが供給されると、エアシリンダユニット１６の伸長作動でアウタレバー１３が図中時計方向に回動する。これにより、クラッチ板１２がフライホイール１０から離間する方向に移動し、クラッチ装置３は接続状態から切断状態に変化する。一方、三方電磁弁３１と電磁弁３４がＯＦＦされてエアシリンダユニット１６の圧力室内の加圧エアがエア通路３３より大気に開放されると、エアシリンダユニット１６の収縮作動でアウタレバー１３が図中反時計方向に回動する。これにより、クラッチ板１２がフライホイール１０に接近する方向に移動し、クラッチ装置３は切断状態から接続状態に変化する。この接続状態はプレッシャスプリング１１により保持される。尚、この自動によるクラッチの断接は、上述したように、変速機４の自動変速に合わせて行われる。
【００１８】
アウタレバー１３には、リンク機構を介してクラッチの断接状態を検出するクラッチストロークセンサ１７が取り付けられている。また、変速機４の入力軸２０上には、入力軸２０の回転数、即ちクラッチ回転数を検出するクラッチ回転センサ２２が付設されている。
【００１９】
チェンジレバー６０は、変速機４のレンジ切換え用のセレクトレバーである。そして、このチェンジレバー６０には、変速段選択スイッチ６２が接続されている。この変速段選択スイッチ６２は、チェンジレバー６０が操作されたときにチェンジレバー６０のレンジ位置（パーキングレンジ（Ｐレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ドライブレンジ（Ｄレンジ）等）を検出するものである。変速段選択スイッチ６２は変速機用電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０に接続されており、また、後述するように、ＥＣＵ８０は、変速機４のギヤの噛み合い、即ちギヤ位置を切り換えるためのギヤシフトユニット６４に接続されている。これにより、各レンジの検出信号が変速段選択スイッチ６２からＥＣＵ８０に供給されると、この信号に応じてギヤシフトユニット６４が作動し、変速機４のギヤ位置が切り換えられるようになっている。
【００２０】
ギヤシフトユニット６４は、ＥＣＵ８０からの作動信号により作動する複数の電磁弁（図１では一つのみ示した）６６と、変速機４内のシフトフォーク（図示せず）を作動させる複数のパワーシリンダ（図示せず）とを有している。ギヤシフトユニット６４のこれらのパワーシリンダは、上記電磁弁６６、エア通路６７を介して前述のエア通路３０に接続されており、従って、エアタンク３４から加圧エアが供給されることにより作動する。つまり、上記電磁弁６６にＥＣＵ８０から作動信号が与えられると、各パワーシリンダが作動信号に応じて作動し、これにより歯車式変速機４の噛み合い状態が適宜変更される。
【００２１】
変速機４のギヤシフトユニット６４近傍あるいはギヤシフトユニット６４内には、各変速段を検出するギヤ位置センサとしてのギヤ位置スイッチ６８が付設されており、このギヤ位置スイッチ６８からは現在のギヤ位置信号がＥＣＵ８０に向けて出力される。また、変速機４の出力軸７６上には、出力軸７６の回転数により車速Ｖを検出する車速センサ７８が付設されている。
【００２２】
図１中符号８２は、ＥＣＵ８０とは別に設けられたエンジン用電子制御ユニット（ＥＣＵ）を示している。このＥＣＵ８２は、噴射ポンプ６内の電子ガバナ（図示せず）に対し、各センサからの情報や図示しないアクセル開度センサからのアクセル開度ＶＡ情報等に応じたＥＣＵ８０からの信号を供給する装置であり、エンジン１の駆動制御を行うものである。即ち、ＥＣＵ８２から電子ガバナに指令信号が供給されると、コントロールラックが作動して燃料の増減操作が実施され、エンジン回転数Ｎｅの増減が制御される。
【００２３】
ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力信号処理回路としてのインタフェイスとで構成される。ＥＣＵ８０の入力側には、上述のエンジン回転センサ８とラック位置センサ９がＥＣＵ８２を介して接続されると共に、クラッチストロークセンサ１７、クラッチ回転センサ２２、変速段選択スイッチ６２、ギヤ位置スイッチ６８、車速センサ７８等がそれぞれ接続されており、これら各センサ等からの情報が入力される。
【００２４】
一方、ＥＣＵ８０の出力側には、上述の三方電磁弁３１、電磁弁３４，６６、ＥＣＵ８２等が接続されている。ところで、ＥＣＵ８０のメモリは、図示しないフローチャートをプログラムやデータとして書き込んだ読み出し専用のＲＯＭと書き込み可能なＲＡＭとで構成されている。
【００２５】
例えば、ＲＯＭには、レンジ位置がＤレンジとされているとき、車速Ｖ、アクセル開度ＶＡやエンジン回転数Ｎｅの各値に基づいて目標変速段を決定するためのシフトマップ（図示せず）が記憶されている。従って、レンジ位置がＤレンジのときには、このシフトマップから車速Ｖ、アクセル開度ＶＡ或いはエンジン回転数Ｎｅに基づいて目標変速段が決定される。そして、ＥＣＵ８０は、この目標変速段に応じたシフト信号をギヤシフトユニット６４の各電磁弁６６に与え、目標変速段にギヤを合わせることになる。これにより、自動変速制御が実施される。
【００２６】
ところで、上述したように、ＥＣＵ８０により自動変速制御が実施されると、この自動変速制御の実施に合わせてクラッチ装置３の断接操作が行われるのであるが、この際、クラッチ接時には、エンジンの回転数が同期回転数（クラッチ回転数）に達するのを待って変速動作が実施される。即ち、上記ＥＣＵ８０で回転合わせ制御が行われるのである（エンジンの回転合わせ制御装置）。
【００２７】
詳細には、上記ＥＣＵ８０で、変速時にエアシリンダユニット１６の収縮作動によりクラッチ板１２をフライホイール１０に圧接する、即ちクラッチ装置３を接続状態にするにあたって、先ず、クラッチ回転センサ２２により検出したクラッチ回転数を目標回転数に設定する（目標回転数設定手段）。次いで、この目標回転数とエンジン回転センサ８により検出したエンジン回転数との回転差に応じて要求噴射量ｑｒｅｑを算出して上記エンジン１の回転数を目標回転数に合わせるのである（燃料噴射量制御手段）。
【００２８】
そして、上記要求噴射量ｑｒｅｑを算出するにあたっては、図２に示すように、目標回転数との回転差ΔＮｅに基づいた比例項（Ｐ項）と微分項（Ｄ項）とのＰＤ制御値にエンジントルクゼロ噴射量を加算して求めている。このエンジントルクゼロ噴射量は、駆動系トルクによるエンジンブレーキを打ち消す分の噴射量で、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅから、ＥＣＵ８０のメモリに予め入力されている図３に示すエンジントルクマップから算出することができる。
【００２９】
因みに、エンジントルクＴｅは、下式により求められる。
【数１】
2004270473.tif 000003
【００３０】
このようにして、本実施例では、回転合わせ時の要求噴射量ｑｒｅｑを算出するにあたって、目標回転数との回転差ΔＮｅに基づいた比例項と微分項とのＰＤ制御値にエンジントルクゼロ噴射量を加算するようにしたので、偏差を残さずにオーバーシュートを消すことができ、補正値を入れることなく精度良く回転合わせを行うことができる。この結果、変速チューニングの容易化と変速ショックの更なる低減が図れる。
【００３１】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、本発明のエンジンの回転合わせ制御を変速時のクラッチ回転数以外の回転合わせ制御（アイドル回転数等）にも適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、エンジントルクゼロ噴射量を算出する手段を設け、燃料噴射量制御手段では、回転合わせ時の要求噴射量を算出するにあたって、目標回転数との回転差に基づいた比例項と微分項とのＰＤ制御値に前記エンジントルクゼロ噴射量を加算するようにしたので、偏差を残さずにオーバーシュートを消すことができ、補正値を入れることなく精度良く回転合わせを行うことができる。
【００３３】
請求項２の発明によれば、回転合わせ時の目標回転数をクラッチ回転数としたので、請求項１の効果にくわえて、変速チューニングの容易化と変速ショックの更なる低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるエンジンの回転合わせ制御装置を搭載した車両の駆動系を示す概略図である。
【図２】同じく回転合わせ制御のブロック図である。
【図３】同じくエンジントルクマップである。
【図４】同じく回転合わせ制御結果の比較図である。
【図５】従来の回転合わせ制御のブロック図である。
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン、２  出力軸、３  クラッチ装置、４  歯車式変速機、６  燃料噴射ポンプ、８  エンジン回転センサ、９  ラック位置センサ、１０フライホイール、１１  プレッシャスプリング、１２  クラッチ板、１３  アウタレバー、１６  エアシリンダユニット、１７  クラッチストロークセンサ、２０  入力軸、２２  クラッチ回転センサ、３０  エア通路、３１  三方電磁弁（ＭＶＸＹ）、３２  エアタンク、３３  エア通路、３４  電磁弁（ＭＶＳＴ）、６０  チェンジレバー、６２  変速段選択スイッチ、６４  ギヤシフトユニット、６６  電磁弁、６７  エア通路、６８  ギヤ位置スイッチ、７６  出力軸、７８  車速センサ、８０  変速機用電子制御ユニット（ＥＣＵ）、８２  エンジン用電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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