JP2008215198A - 内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アップシフト時のトルクダウン制御を、運転者の意図通りに確実に実行する。
【解決手段】ＥＣＵは、要求トルクダウン量を算出するステップ（Ｓ１０６）と、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（１）より高く（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、かつ推定されたエンジントルクがトルクＴＥ（１）よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、トルクダウン加算量を算出して（Ｓ１１４）、要求トルクダウン量に加算するステップ（Ｓ１１６）と、要求トルクダウン量を減算した値を、目標エンジントルクとして算出するステップ（Ｓ１１８）と、少なくとも目標エンジントルクに基づいて、燃料噴射量Ｆを算出するステップ（Ｓ１２０）と、トルクダウン制御開始条件が成立すると（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、燃料噴射量Ｆをエンジンに供給させる制御信号をインジェクタに送信するステップ（Ｓ１２４）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図９

Description

本発明は、内燃機関の制御に関し、特に、アップシフト時に内燃機関の出力トルクを抑制する制御に関する。

一般的に、内燃機関と自動変速機とを搭載した車両には、運転者によるシフトレバー操作に基づいて変速ポジション（たとえば、後進ポジション、ニュートラルポジション、前進ポジション）が設定され、このように設定された変速ポジション内（通常は、前進ポジション内）において自動変速制御が行なわれる。通常、前進ポジションにおいては、車速とスロットル開度（アクセル開度）とから決定される変速線（変速マップ）に基づいて、変速制御が実行される。この変速線を横切るとアップシフトまたはダウンシフトが実行される。アップシフト後においては、アップシフト前と比べて自動変速機の変速比が小さくなるので、アップシフトを終了させるためには、自動変速機の入力軸回転数をアップシフト後の同期回転数まで低下させる必要がある。アップシフトを早期に終了させるために、アップシフト時にエンジントルクを一時的に低下させる制御（トルクダウン制御）が実行される場合がある。このトルクダウン制御に関する技術が、たとえば特開２０００−２１３３９０号公報（特許文献１）に開示されている。

この公報に開示された制御装置は、変速機の変速時に出力トルクを低下させ、変速ショックを低減させるエンジンを制御する。この制御装置は、アクセルペダルの踏込量とエンジン回転数とに基づいてエンジンに要求される出力トルクを目標トルクとして算出するための目標トルク算出手段と、出力トルクを低下させるトルク制御信号を入力したときに、目標トルクに基づいて燃料噴射を制御して出力トルクを低減させるための手段とを含む。

この公報に開示された制御装置によると、アクセルペダルの踏込量とエンジン回転数とに基づいて算出された目標トルクに基づいて、燃料噴射が制御される。これにより、アップシフト時において、エンジンへの燃料噴射量を抑制することによりエンジンの出力トルクを低減することができる。そのため、アップシフトを早期に終了させることができる。
特開２０００−２１３３９０号公報

ところで、エンジンに要求される出力トルクは、エンジンの出力で作動する補機類（たとえばエアコンディショナ）の作動状態によっても異なる。そのため、補機類の作動状態によって、必要な燃料噴射量は異なる。また、エンジンのフリクショントルクは、エンジンの運転状態（たとえばエンジン回転数や、エンジンオイルの温度）によっても異なる。そのため、エンジンの運転状態によって、必要な燃料噴射量が異なる。

しかしながら、特許文献１に開示された装置において、目標トルクに基づいて燃料噴射を抑制する際、補機類の作動状態やエンジンのフリクショントルクについては何ら考慮されていない。そのため、たとえば補機類の作動状態やエンジンのフリクショントルクに応じて燃料噴射量を増減している場合、アップシフト時に、目標トルクに応じて燃料噴射量を抑制しても、補機類の作動状態やフリクショントルクによっては、運転者の意図するトルクダウンが十分に行なわれずに、アップシフトを早期に終了できない場合がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アップシフト時のトルクダウン制御を、運転者の意図通りに確実に実行することができる制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、自動変速機に接続された内燃機関を制御する。この制御装置は、アップシフト前の内燃機関の回転数を検出するための検出手段と、アップシフト前の内燃機関の出力トルクを推定するための推定手段と、検出された回転数および推定された出力トルクの少なくともいずれかに基づいて、内燃機関の出力トルクの低下量を設定するための設定手段と、設定された低下量に基づいて、アップシフト実行時の内燃機関の出力トルクを低下させるための低下手段とを含む。第８の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第１または８の発明によると、内燃機関の回転数や出力トルクが高い状態で車両を走行させている場合、運転者はスポーティな走行を要求しており、アップシフト時においては、アップシフトを早期に終了させることを運転者が意図していると考えられる。そこで、アップシフト前の内燃機関の回転数が検出される。アップシフト前の内燃機関の出力トルクが推定される。検出された回転数および推定された出力トルクの少なくともいずれかに基づいて、出力トルクの低下量が設定される。これにより、たとえば、内燃機関の回転数や出力トルクが高い場合に、アップシフトを早期に終了させることを運転者が意図しているとして、出力トルクの低下量を増大させることができる。そのため、たとえば、アップシフト前において、内燃機関の負荷やフリクショントルクの影響で内燃機関の出力トルクが高めに設定されていた場合であっても、出力トルクが確実に低減される。その結果、アップシフト時のトルクダウン制御を、運転者の意図通りに確実に実行することができる制御装置および制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、検出された回転数が予め定められた回転数より高い場合に、低下量を増大させるように設定するための手段を含む。第９の発明に係る制御方法は、第２の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第２または９の発明によると、検出された回転数が予め定められた回転数より高い場合に、低下量が増大される。そのため、アップシフト前の内燃機関の回転数が予め定められた回転数より高い場合に、アップシフトを早期に終了させることを運転者が意図しているとして、アップシフト時の内燃機関の出力トルクを確実に低減することができる。

第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、設定手段は、検出された回転数が予め定められた回転数より高い場合に、検出された回転数が高いほど低下量を増大させるように設定するための手段を含む。第１０の発明に係る制御方法は、第３の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第３または１０の発明によると、内燃機関の回転数が高いほど、アップシフトを早期に終了させることを運転者がより強く意図していると考えられる。そこで、高回転領域において、検出された回転数が高いほど、低下量が増大される。そのため、アップシフト時の内燃機関の出力トルクを、運転者の意図に応じてより確実に低減することができる。

第４の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、推定された出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、低下量を増大させるように設定するための手段を含む。第１１の発明に係る制御方法は、第４の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第４または１１の発明によると、推定された出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、低下量が増大される。そのため、アップシフト前の内燃機関の出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、アップシフトを早期に終了させることを運転者が意図しているとして、アップシフト時の内燃機関の出力トルクを確実に低減することができる。

第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、設定手段は、推定された出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、推定された出力トルクが大きいほど低下量を増大させるように設定するための手段を含む。第１２の発明に係る制御方法は、第５の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第５または１２の発明によると、内燃機関の出力トルクが高いほど、アップシフトを早期に終了させることを運転者がより強く意図していると考えられる。そこで、高トルク領域において、推定されたトルクが大きいほど、低下量が増大される。そのため、アップシフト時の内燃機関の出力トルクを、運転者の意図に応じてより確実に低減することができる。

第６の発明に係る制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、低下手段は、設定された低下量に基づいて内燃機関への燃料供給量を抑制することにより、アップシフト実行時の内燃機関の出力トルクを低下させるための手段を含む。第１３の発明に係る制御方法は、第６の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第６または１３の発明によると、設定された低下量に基づいて内燃機関への燃料供給量を抑制することにより、アップシフト時のトルクダウン制御が行なわれる。そのため、たとえば、内燃機関の回転数や出力トルクが高い場合に、アップシフトを早期に終了させることを運転者が意図しているとして、低下量を増大して設定することにより、アップシフト時の燃料供給量をより多く抑制することができる。これにより、たとえば、アップシフト前において、内燃機関の負荷やフリクショントルクの影響で燃料供給量が増量されていた場合であっても、内燃機関への燃料供給を完全にカットすることができる。そのため、アップシフト時において、出力トルクをより大きく低減することができる。

第７の発明に係る制御装置においては、第６の発明の構成に加えて、内燃機関には、内燃機関に燃料を供給するインジェクタが備えられる。制御装置は、内燃機関が搭載された車両の状態に基づいて、内燃機関の目標出力トルクを算出するための手段と、算出された目標出力トルクに応じた量の燃料を内燃機関に供給するようにインジェクタを制御するための手段とをさらに含む。低下手段は、設定された低下量に応じた値だけ低下した目標出力トルクを算出することにより、内燃機関への燃料供給を抑制するための手段を含む。第１４の発明に係る制御方法は、第７の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第７または１４の発明によると、内燃機関が搭載された車両の状態に基づいて、内燃機関の目標出力トルクが算出される。算出された目標出力トルクに応じた量の燃料が、インジェクタにより内燃機関に供給される。アップシフト時は、設定手段により設定された低下量に応じた値だけ目標出力トルクが低下するように算出される。そのため、たとえば、アップシフト前において、内燃機関の負荷やフリクショントルクの影響で燃料供給量が増量されていた場合であっても、低下量を増大して目標出力トルクをより低減させることにより、内燃機関への燃料供給を完全にカットすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ１０１０から噴射された燃料を、シリンダの燃焼室内で燃焼させるディーゼルエンジンである。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。インジェクタ１０１０からの燃料噴射量は、車両の状態に基づいて、ＥＣＵ８０００により制御される。なお、エンジン１０００はディーゼルエンジンであることに限定されない。

エンジン１０００には、エアコンディショナ（以下、Ａ／Ｃとも記載する）１０２０が接続される。エンジン１０００のクランクシャフトの回転が、タイミングベルト１０２２を経由してＡ／Ｃ１０２０に伝達される。Ａ／Ｃ１０２０は、ＥＣＵ８０００からの作動信号によりオン状態にされると、タイミングベルト１０２２により伝達された回転でエアコンプレッサ（図示せず）を作動させて、車両室内の温度や湿度などを調節する。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ３２００を経由してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。

オートマチックトランスミッション２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト６０００を経由して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００には、車速センサ８００２と、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、ブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、エアフロメータ８０２６とがハーネスなどを介在させて接続されている。

車速センサ８００２は、ドライブシャフト６０００の回転数から車両の速度（車速）Ｖを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

シフトレバー８００４の位置は、ポジションスイッチ８００６により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度（アクセル開度）ＡＣＣを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ストロークセンサ８０１４は、ブレーキペダル８０１２のストローク量を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度（スロットル開度）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量が調整される。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数（以下、タービン回転数ともいう）ＮＴを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

エアフロメータ８０２６は、吸気管８０２８内に設けられ、エンジン１０００の吸入空気量ＫＬを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、車速センサ８００２、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、ストロークセンサ８０１４、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４、エアフロメータ８０２６などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションに位置することにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、１速〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。１速〜６速段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション２０００は前輪７０００に駆動力を伝達し得る。

図２を参照して、オートマチックトランスミッション２０００内に設けられたプラネタリギヤユニット３０００について説明する。

プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸３１００を有するトルクコンバータ３２００に接続されている。プラネタリギヤユニット３０００は、遊星歯車機構の第１セット３３００と、遊星歯車機構の第２セット３４００と、出力ギヤ３５００と、ギヤケース３６００に固定されたＢ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０およびＢ３ブレーキ３６３０と、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０と、ワンウェイクラッチＦ３６６０とを含む。

第１セット３３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット３３００は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０と、ピニオンギヤ３３２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０とを含む。

サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結されている。ピニオンギヤ３３２０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ３３２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と噛合している。

リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０は、Ｂ３ブレーキ３６３０によりギヤケース３６００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）３３４０は、Ｂ１ブレーキ３６１０によりギヤケース３６００に固定される。

第２セット３４００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３４００は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０と、ショートピニオンギヤ３４２０と、キャリアＣ（１）３４２２と、ロングピニオンギヤ３４３０と、キャリアＣ（２）３４３２と、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０とを含む。

サンギヤＳ（Ｄ）３４１０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、キャリアＣ（１）３４２２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０およびロングピニオンギヤ３４３０と噛合している。キャリアＣ（１）３４２２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

ロングピニオンギヤ３４３０は、キャリアＣ（２）３４３２に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３４３０は、ショートピニオンギヤ３４２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０と噛合している。キャリアＣ（２）３４３２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

サンギヤＳ（Ｓ）３４４０は、Ｃ１クラッチ３６４０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、Ｂ２ブレーキ３６２０により、ギヤケース３６００に固定され、Ｃ２クラッチ３６５０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、ワンウェイクラッチＦ３６６０に連結されており、１速段の駆動時に回転不能となる。

ワンウェイクラッチＦ３６６０は、Ｂ２ブレーキ３６２０と並列に設けられる。すなわ
ち、ワンウェイクラッチＦ３６６０のアウターレースはギヤケース３６００に固定され、インナーレースはリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０に回転軸を経由して連結される。

図３に、各ギヤ段と、各クラッチ要素および各ブレーキ要素の作動状態との関係を表した作動表を示す。車速Ｖとスロットル開度（アクセル開度ＡＣＣ）とをパラメータとする変速マップ（図示せず）に基づいてギヤ段が決定されると、決定されたギヤ段を形成するように、各ブレーキ要素および各クラッチ要素の状態がこの作動表に示された状態になるように制御される。たとえば、ギヤ段が１速段である場合には、図３に示すように、Ｃ１クラッチ３６４０が係合状態に制御される。その後、１速段から２速段へアップシフトする場合には、解放状態であったＢ１ブレーキ３６１０が係合状態になるように制御される。

図４〜図７を参照して、インジェクタ１０１０からエンジン１０００の燃焼室に供給される燃料噴射量Ｆについて説明する。

燃料噴射量Ｆは、車両の状態に基づいて、ＥＣＵ８０００により設定される。具体的には、ＥＣＵ８０００は、車速Ｖおよびアクセル開度ＡＣＣをパラメータとするマップ（図４参照）に基づいて目標エンジントルクを算出し、目標エンジントルクをパラメータとするマップ（図５参照）に基づいて、目標エンジントルクに応じた燃料噴射量Ｆが設定される。

ここで、Ａ／Ｃ１０２０がオン状態であると、エンジン１０００のクランクシャフトの回転によりエアコンプレッサが作動されるため、オフ状態に比べて、エンジン１０００の負荷が高くなる。そこで、図５に示すように、同じ目標エンジントルクに対して、Ａ／Ｃ１０２０がオン状態であるほうがオフ状態よりも、燃料噴射量Ｆが多くなるように設定される。

図５に示すマップにおいては、Ａ／Ｃ１０２０がオフ状態の場合、燃料噴射量Ｆは、目標エンジントルクがＴＥ（ＯＦＦ）より小さいと０に設定され、目標エンジントルクがＴＥ（ＯＦＦ）より大きいほど徐々に多くなるように設定される。一方、Ａ／Ｃ１０２０がオン状態の場合、燃料噴射量Ｆは、目標エンジントルクがＴＥ（ＯＮ）（＜ＴＥ（ＯＦＦ））より小さいと０に設定され、目標エンジントルクがＴＥ（ＯＮ）より大きいほど徐々に多くなるように設定される。

さらに、エンジン１０００のフリクショントルクは、図６に示すように、エンジン回転数ＮＥが高いほど大きくなる。したがって、同じ目標エンジントルクを出力する場合、エンジン回転数ＮＥが高いほど、燃料噴射量Ｆがより多く必要になる。

そこで、図７に示すように、フリクション係数Ｋを、エンジン回転数ＮＥが高いほど大きくなるように設定する。なお、フリクション係数Ｋの設定方法はこれに限定されない。たとえば、エンジン１０００内のエンジンオイルの温度など、エンジン回転数ＮＥに加えて、エンジン１０００のフリクショントルクに影響する他の物理量に基づいて、フリクション係数Ｋを設定してもよい。

このフリクション係数Ｋと図５に示すマップにより設定した燃料噴射量Ｆとの積が、最終的な燃料噴射量Ｆとして設定される。

以上のような車両の構成において、アップシフト時のトルクダウン制御について説明する。

たとえば、１速段においては、Ｃ１クラッチ３６４０が係合状態に制御され、Ｂ１ブレーキ３６１０は解放状態に制御される。１速段から２速段へのアップシフトが開始されると、Ｂ１ブレーキ３６１０の制御圧（以下、係合圧とも記載する）が上昇する。これにより、Ｂ１ブレーキ３６１０が係合状態となり、１速段から２速段へのアップシフトが実行される。

アップシフトにおいては、オートマチックトランスミッション２０００の変速比が小さくなるので、アップシフトを終了させるためには、タービン回転数ＮＴをアップシフト後の同期回転数まで低下させる必要がある。

こうしたアップシフトを早期に終了させるために、トルクダウン制御が実行される。ＥＣＵ８０００は、アップシフト中の目標エンジントルクを低下させて設定することにより、インジェクタ１０１０から供給される燃料噴射量Ｆを低下させる。これにより、エンジントルクが一時的に低下するので、タービン回転数ＮＴを早期に低下させることができる。

しかしながら、上述のように、Ａ／Ｃ１０２０の状態やエンジン１０００のフリクショントルク（エンジン回転数ＮＥ）によって、同じ目標エンジントルクであっても、実際に供給される燃料噴射量Ｆが異なる。そのため、アップシフト時に目標エンジントルクを低下させても、Ａ／Ｃ１０２０の状態やエンジン回転数ＮＥによっては、燃料噴射量Ｆが十分に低下しない場合がある。そのため、運転者の意図するトルクダウンが十分に行なわれずに、アップシフトを早期に終了できない場合がある。

そこで、本発明においては、アップシフト時のエンジントルク低下量を車両の状態に基づいて設定することにより、燃料噴射量Ｆを十分に低下させて運転者の意図どおりにアップシフトを早期に終了させる。

図８を参照して、本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図について説明する。図８に示すように、この制御装置は、アップシフト条件判断部８１００と、トルクダウン制御許可条件判断部８２００と、目標エンジントルク算出部８３００と、エンジントルク制御部８４００とを含む。

アップシフト条件判断部８１００は、車速センサ８００２からの車速Ｖおよびアクセル開度センサ８０１０からのアクセル開度ＡＣＣに基づいて、アップシフト条件が成立したか否かを判断する。

トルクダウン制御許可条件判断部８２００は、アップシフト条件判断部８１００の判断結果およびエアフロメータ８０２６からの信号に基づいて、トルクダウン制御許可条件が成立しているか否かを判断する。

目標エンジントルク算出部８３００は、トルクダウン制御許可条件判断部８２００の判断結果、車速センサ８００２からの車速Ｖ、アクセル開度センサ８０１０からのアクセル開度ＡＣＣ、エアフロメータ８０２６からの吸入空気量ＫＬ、およびエンジン回転数センサ８０２０からのエンジン回転数ＮＥに基づいて、目標エンジントルクを算出する。

エンジントルク制御部８４００は、目標エンジントルク算出部８３００により算出された目標エンジントルク、入力軸回転数センサ８０２２からの入力軸回転数ＮＴおよび出力軸回転数センサ８０２４からの出力軸回転数ＮＯに基づいて、燃料噴射量Ｆを算出し、算出された燃料噴射量Ｆをエンジン１０００に供給させる制御信号を、インジェクタ１０１０に送信する。

このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵに含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。

図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、車速センサ８００２からの車速Ｖ、アクセル開度センサ８０１０からのアクセル開度ＡＣＣ、エンジン回転数センサ８０２０からのエンジン回転数ＮＥ、エアフロメータ８０２６からの吸入空気量ＫＬ、入力軸回転数センサ８０２２からの入力軸回転数ＮＴ、出力軸回転数センサ８０２４からの出力軸回転数ＮＯのモニタを開始する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、車速Ｖおよびアクセル開度ＡＣＣに基づいて、アップシフト条件が成立したか否かを判断する。アップシフト条件が成立すると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、エアフロメータ８０２６からの信号に基づいて、トルクダウン制御許可条件が成立しているか否かを判断する。ＥＣＵ８０００は、たとえば、エアフロメータ８０２６からの信号が正常な値を示す場合に、トルクダウン制御許可条件が成立していると判断する。なお、トルクダウン制御許可条件が成立したか否かの判断方法はこれに限定されない。トルクダウン制御許可条件が成立していると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＫＬの少なくともいずれかに基づいて、エンジントルクを推定する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン回転数ＮＥおよび推定されたエンジントルクとに基づいて、要求トルクダウン量を算出する。ＥＣＵ８０００は、たとえば、図１０に示すような、エンジン回転数ＮＥおよびエンジントルクをパラメータとするマップに基づいて、要求トルクダウン量を算出する。図１０に示すマップにおいては、エンジン回転数ＮＥが高いほど、エンジントルクが大きいほど、要求トルクダウン量が大きくなるように記憶されている。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン回転数ＮＥが予め定められた回転数ＮＥ（１）より高いか否かを判断する。エンジン回転数ＮＥが予め定められた回転数ＮＥ（１）より高いと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。そうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８０００は、推定されたエンジントルクが予め定められたトルクＴＥ（１）よりも大きいか否かを判断する。推定されたエンジントルクが予め定められたトルクＴＥ（１）よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。そうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ８０００は、トルクダウン加算量を算出する。ＥＣＵ８０００は、たとえば、図１１に示すような、エンジン回転数ＮＥおよびエンジントルクをパラメータとするマップに基づいて、トルクダウン加算量を算出する。図１１に示すマップにおいては、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（１）より高いほど、エンジントルクがＴＥ（１）よりも高いほど、トルクダウン加算量が大きくなるように記憶されている。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ８０００は、要求トルクダウン量を補正する。具体的には、ＥＣＵ８０００は、Ｓ１０８で算出された要求トルクダウン量にＳ１１４で算出されたトルクダウン加算量を加算する。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ８０００は、トルクダウン制御後の目標エンジントルクを算出する。ＥＣＵ８０００は、車速Ｖ、アクセル開度ＡＣＣをパラメータとして上述の図４に示したマップを用いて算出された目標エンジントルクから、要求トルクダウン量を減算した値を、トルクダウン制御後の目標エンジントルクとして算出する。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８０００は、トルクダウン制御後の燃料噴射量Ｆを算出する。ＥＣＵ８０００は、Ｓ１１８で算出した目標エンジントルク、上述の図５に示したマップおよび図７に示したフリクション係数Ｋに基づいて、トルクダウン制御後の燃料噴射量Ｆを算出する。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ８０００は、トルクダウン制御開始条件が成立したか否かを判断する。ＥＣＵ８０００は、たとえば、入力軸回転数ＮＴが変速前の同期回転数でなくなった場合（すなわちイナーシャ相が開始された場合）に、トルクダウン制御開始条件が成立したと判断する。トルクダウン制御開始条件が成立すると（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４に移される。そうでないと（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１２２に戻される。

Ｓ１２４にて、ＥＣＵ８０００は、トルクダウン制御指令をインジェクタ１０１０に送信する。具体的には、ＥＣＵ８０００は、Ｓ１２０で算出したトルクダウン制御後の燃料噴射量Ｆをエンジン１０００に供給させる制御信号を、インジェクタ１０１０に送信する。

Ｓ１２６にて、ＥＣＵ８０００は、トルクダウン復帰条件が成立したか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ８０００は、入力軸回転数ＮＴと変速後の同期回転数との差がしきい値Ａより小さい場合に、トルクダウン復帰条件が成立したと判断する。トルクダウン復帰条件が成立すると（Ｓ１２６にてＹＥＳ）、処理はＳ１２８に移される。そうでないと（Ｓ１２６にてＮＯ）、処理はＳ１２４に戻される。

Ｓ１２８にて、ＥＣＵ８０００は、トルクダウン復帰制御指令をインジェクタ１０１０に送信する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００により制御されるエンジン１０００が搭載された車両の動作について説明する。

アップシフト条件が成立し（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、トルクダウン制御許可条件が成立していると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジントルクが推定される（Ｓ１０６）。推定されたエンジントルクおよびエンジン回転数ＮＥに基づいて、要求トルクダウン量が算出される（Ｓ１０８）。

ここで、要求トルクダウン量を減算した目標エンジントルクが、図１２に示すように、ＴＥ（ＯＮ）からＴＥ（ＯＦＦ）の間の値であると、以下のような問題がある。Ａ／Ｃ１０２０がオフされていると燃料噴射量Ｆは０と設定される（燃料供給がカットされる）が、Ａ／Ｃ１０２０がオンされていると、燃料噴射量Ｆは０ではなくＦ（１）と設定される。さらに、フリクション係数Ｋが１より大きい場合には、Ｆ（１）より大きいＦＫ（１）（＝Ｆ（１）×Ｋ）が、最終的な燃料噴射量Ｆとして算出されてしまう。すなわち、要求トルクダウン量だけ目標エンジントルクを低下させて燃料噴射量Ｆを設定しても、Ａ／Ｃ１０２０の状態やフリクション係数Ｋによっては、燃料供給がカットされず、アップシフトを早期に終了できない。

ここで、アップシフト前においてエンジン回転数ＮＥが高く、エンジン１０００の出力トルクが大きい領域で車両が走行している場合、運転者は、スポーティな走行を要求しており、アップシフト時においても、アップシフトを早期に終了させることを意図していると考えられる。

そこで、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（１）より高く（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、推定されたエンジントルクがＴＥ（１）よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、より確実に燃料噴射量Ｆをカットするために、要求トルクダウン量にトルクダウン加算量が加算される（Ｓ１１４、Ｓ１１６）。

このようにトルクダウン加算量が加算された要求トルクダウン量を目標エンジントルクから減算した値が、トルクダウン制御後の目標エンジントルクとして算出される（Ｓ１１８）。算出された目標エンジントルク、フリクション係数Ｋに基づいて、トルクダウン制御後の燃料噴射量Ｆが算出される（Ｓ１２０）。

その結果、図１３（Ａ）に示すように、時刻Ｔ（α）でイナーシャ相が開始されて、入力軸回転数ＮＴが変速前の同期回転数でなくなると（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、燃料噴射量Ｆは、図１３（Ｂ）に示すように、０に設定される。そのため、要求トルクダウン量にトルクダウン加算量が加算されない場合（図１３（Ｂ）の一点鎖線）に比べて、燃料噴射量Ｆを低減して、エンジン１０００への燃料供給を完全にカットできる。

これにより、エンジン１０００の出力トルクがより低減されて、図１３（Ａ）に示すように、入力軸回転数ＮＴが、要求トルクダウン量にトルクダウン加算量が加算されない場合（図１３（Ａ）の一点鎖線）に比べて、早期に低下する。これにより、運転者がスポーティな走行を要求している場合において、変速終了時間を時刻Ｔ（γ）から時刻Ｔ（β）に短縮することができるので、運転者の意図に応じた変速が可能となる。

さらに、エンジン回転数ＮＥが高いほど、エンジントルクが高いほど、運転者は、スポーティな走行をより強く要求していると考えられる。そこで、トルクダウン加算量は、上述の図１１に示すように、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（１）より高いほど、エンジントルクがＴＥ（１）よりも高いほど、大きくなるように算出される（Ｓ１１４）。そのため、燃料噴射量Ｆを、運転者の意図に応じてより確実に低減することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、アップシフト時に燃料噴射量の低減によるトルクダウン制御が実行される車両において、エンジン回転数およびエンジントルクに基づいて、運転者がスポーティな走行を要求していると判断される場合には、低減するトルクダウン量が通常よりも大きく算出される。そのため、アップシフト前において、エンジンの負荷（エアコンディショナ）やフリクショントルクの影響で燃料噴射量が増量されていた場合であっても、燃料噴射量を確実にカットして、出力トルクを確実に低減することができる。そのため、アップシフトを早期に終了させて、運転者の意図に応じたアップシフトを行なうことができる。

なお、本実施の形態においては、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（１）より高く、かつ推定されたエンジントルクがＴＥ（１）よりも大きい場合に、トルクダウン加算量を加算したが、トルクダウン加算量を加算する条件は、これに限定されない。たとえば、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（１）より高い場合および推定されたエンジントルクがＴＥ（１）よりも大きい場合の少なくともいずれかの場合に、トルクダウン加算量を加算するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、燃料供給量を低減することによりトルクダウン制御を実行する場合について説明したが、本発明に係る制御装置は、燃料供給量の低減以外の方法によりトルクダウン制御を実行する場合にも適用できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。 オートマチックトランスミッションにおけるギヤトレーンを示すスケルトン図である。 オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。 車速と目標エンジントルクとの関係を示す図である。 目標エンジントルクと燃料噴射量Ｆとの関係を示す図（その１）である。 エンジン回転数とエンジンフリクショントルクとの関係を示す図である。 エンジン回転数とフリクション係数との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 エンジン回転数、エンジントルクおよび要求トルクダウン量との関係を示す図である。 エンジン回転数、エンジントルクおよびトルクダウン加算量との関係を示す図である。 目標エンジントルクと燃料噴射量Ｆとの関係を示す図（その２）である。 本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両における入力軸回転数および燃料噴射量を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０００ エンジン、１０１０ インジェクタ、１０２０ エアコンディショナ、１０２２ タイミングベルト、２０００ オートマチックトランスミッション、３０００ プラネタリギヤユニット、３１００ 入力軸、３２００ トルクコンバータ、３２１０ 出力軸、３６１０ Ｂ１ブレーキ、３６２０ Ｂ２ブレーキ、３６３０ Ｂ３ブレーキ、３６４０ Ｃ１クラッチ、３６５０ Ｃ２クラッチ、３６６０ ワンウェイクラッチＦ、４０００ 油圧回路、８０００ ＥＣＵ、８００２ 車速センサ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ ブレーキペダル、８０１４ ストロークセンサ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０２６ エアフロメータ、８０２８ 吸気管。

Claims (14)

1. 自動変速機に接続された内燃機関の制御装置であって、
   アップシフト前の前記内燃機関の回転数を検出するための検出手段と、
   アップシフト前の前記内燃機関の出力トルクを推定するための推定手段と、
   前記検出された回転数および前記推定された出力トルクの少なくともいずれかに基づいて、前記内燃機関の出力トルクの低下量を設定するための設定手段と、
   前記設定された低下量に基づいて、アップシフト実行時の前記内燃機関の出力トルクを低下させるための低下手段とを含む、制御装置。
2. 前記設定手段は、前記検出された回転数が予め定められた回転数より高い場合に、前記低下量を増大させるように設定するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記設定手段は、前記検出された回転数が予め定められた回転数より高い場合に、前記検出された回転数が高いほど前記低下量を増大させるように設定するための手段を含む、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記設定手段は、前記推定された出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、前記低下量を増大させるように設定するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記設定手段は、前記推定された出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、前記推定された出力トルクが大きいほど前記低下量を増大させるように設定するための手段を含む、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記低下手段は、前記設定された低下量に基づいて前記内燃機関への燃料供給量を抑制することにより、アップシフト実行時の前記内燃機関の出力トルクを低下させるための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記内燃機関には、前記内燃機関に燃料を供給するインジェクタが備えられ、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関が搭載された車両の状態に基づいて、前記内燃機関の目標出力トルクを算出するための手段と、
   前記算出された目標出力トルクに応じた量の燃料を前記内燃機関に供給するように前記インジェクタを制御するための手段とをさらに含み、
   前記低下手段は、前記設定された低下量に応じた値だけ低下した前記目標出力トルクを算出することにより、前記内燃機関への燃料供給を抑制するための手段を含む、請求項６に記載の制御装置。
8. 自動変速機に接続された内燃機関の制御方法であって、
   アップシフト前の前記内燃機関の回転数を検出する検出ステップと、
   アップシフト前の前記内燃機関の出力トルクを推定する推定ステップと、
   前記検出された回転数および前記推定された出力トルクの少なくともいずれかに基づいて、前記内燃機関の出力トルクの低下量を設定する設定ステップと、
   前記設定された低下量に基づいて、アップシフト実行時の前記内燃機関の出力トルクを低下させる低下ステップとを含む、制御方法。
9. 前記設定ステップは、前記検出された回転数が予め定められた回転数より高い場合に、前記低下量を増大させるように設定するステップを含む、請求項８に記載の制御方法。
10. 前記設定ステップは、前記検出された回転数が予め定められた回転数より高い場合に、前記検出された回転数が高いほど前記低下量を増大させるように設定するステップを含む、請求項９に記載の制御方法。
11. 前記設定ステップは、前記推定された出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、前記低下量を増大させるように設定するステップを含む、請求項８に記載の制御方法。
12. 前記設定ステップは、前記推定された出力トルクが予め定められたトルクより大きい場合に、前記推定された出力トルクが大きいほど前記低下量を増大させるように設定するステップを含む、請求項１１に記載の制御方法。
13. 前記低下ステップは、前記設定された低下量に基づいて前記内燃機関への燃料供給量を抑制することにより、アップシフト実行時の前記内燃機関の出力トルクを低下させるステップを含む、請求項８〜１２のいずれかに記載の制御方法。
14. 前記内燃機関には、前記内燃機関に燃料を供給するインジェクタが備えられ、
    前記制御方法は、
    前記内燃機関が搭載された車両の状態に基づいて、前記内燃機関の目標出力トルクを算出するステップと、
    前記算出された目標出力トルクに応じた量の燃料を前記内燃機関に供給するように前記インジェクタを制御するステップとをさらに含み、
    前記低下ステップは、前記設定された低下量に応じた値だけ低下した前記目標出力トルクを算出することにより、前記内燃機関への燃料供給を抑制するステップを含む、請求項１３に記載の制御方法。

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