JP3650673B2 - 車両用内燃エンジンの制御装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用内燃エンジンの制御装置に関し、特にアクセルオフによるシフトチェンジを行う際の変速ショックを低減するための車両用自動変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＡＴ車（自動変速機付車両）において、車両の走行中にアクセル開度が急速に減少したことを検知すると、自動的にシフトチェンジを行う自動変速制御（アクセルオフによるシフトチェンジ）が行われている。
【０００３】
このアクセルオフによるシフトチェンジにおいてアップシフトする際の変速ショックを低減するために、シフトチェンジの開始時点において、次段クラッチ（シフトチェンジ後に接続されるクラッチ）の油圧を低めに設定する制御が行われている。
【０００４】
図５は、シフトチェンジの開始時点において、次段クラッチの油圧を低めに設定して、アクセルオフによりアップシフトする際の変速信号、スロットル弁開度ＴＨ、エンジン回転数Ｎｅ、駆動力、およびクラッチ油圧の各時間的変化を示すタイミングチャートである。
【０００５】
同図において、アクセルオフによるアップシフトが開始されると（時刻ｔ１）、アップシフト変速信号が出力され、前段クラッチ（シフトチェンジ前に接続されているクラッチ）の油圧が徐々にオフされることにより前段クラッチの切離し動作が開始されると共に、次段クラッチの油圧が徐々にオンされることにより次段クラッチの接続動作が開始される。このとき、アクセルオフによる急激なエンジン出力トルクの減少によって、駆動力は、前段クラッチの切離し動作が完了していない段階で一旦引込まれ（所謂エンジンブレーキがかかった状態）、続いて前段クラッチの切離し動作および次段クラッチの接続動作が進行するのに伴って上昇する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アクセルオフによりアップシフトするときに、図５に示すように、シフトチェンジの開始時点において次段クラッチの油圧を低めに設定した場合には、再度アクセルペダルが踏込まれた際に（時刻ｔ２）、急速に次段クラッチの油圧を立ち上げても、次段クラッチの油圧の立ち上がりが間に合わず、スロットル弁開度ＴＨの増大によるエンジン回転数の吹上がりを十分に抑制できない場合があった。
【０００７】
また、このようにアクセルペダルが再度踏込まれたときのエンジン回転数の吹上がりに対するタスネス（耐力）を確保するために、図６に示すように、アップシフトの開始時点において次段クラッチの油圧を充分に高くとった場合には、図６に点Ａで示すように、次段クラッチの油圧が急激に立ち上がるために変速ショックが発生するという不都合があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、アクセルオフによるアップシフトを行う際に発生する変速ショックを低減することができる車両用内燃エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る車両用内燃エンジンの制御装置は、自動変速機を備えた内燃エンジンに設けられ、アクセル開度を検知するアクセル開度検知手段と、前記アクセル開度検知手段が、前記アクセル開度が減少したことを検知したときアップシフトを行うアップシフト手段とを備えた車両用内燃エンジンの制御装置において、
前記アクセル開度検知手段が前記アクセル開度が減少した後で再度アクセル開度が増大したことを検知したときに、一旦スロットル弁を閉じると共に、前記自動変速機の次段クラッチの接続動作を開始するクラッチ制御手段と、
前記クラッチ制御手段による前記自動変速機の次段クラッチの接続動作により該次段クラッチにおける入力側および出力側の各回転速度が略一致した後に、前記増大したアクセル開度に応じてスロットル弁の開度を制御するスロットル弁開度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る車両用内燃エンジンの制御装置は、前記スロットル弁開度制御手段は、前記次段クラッチにおける入力側及び出力側の各回転速度が略一致した時点から所定時間経過後に前記スロットル弁開度の制御を開始することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明の請求項１に係る車両用内燃エンジンの制御装置では、前記アクセル開度検知手段が、前記アクセル開度が減少した後で再度アクセル開度が増大したことを検知したときに、クラッチ制御手段により一旦スロットル弁が閉じられると共に、次段クラッチの接続動作が開始され、該次段クラッチの接続動作により該次段クラッチにおける入力側及び出力側の各回転速度が一致した後に、前記増大したアクセル開度に応じてスロットル弁の開度が制御される。
【００１２】
請求項２に係る車両用内燃エンジンの制御装置では、前記スロットル弁開度制御手段により、前記次段クラッチにおける入力側及び出力側の各回転速度が略一致した時点から所定時間経過後に前記スロットル弁開度の制御が開始されるので、次段クラッチの油圧が確実に立上がってから次段クラッチの接続動作がなされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態に係る車両用内燃エンジンの制御装置を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の一形態に係る車両用内燃エンジン（以下「エンジン」という）及びその制御装置の全体の構成図であり、エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。
【００１５】
また、ＥＣＵ５にはスロットル弁３を駆動するスロットルアクチュエータ２３およびアクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度（ＡＰ）センサ２５が接続されており、ＥＣＵ５はアクセル開度センサ２５によって検出されたアクセル開度ＡＰに基づいてスロットルアクチュエータ２３を駆動する。
【００１６】
燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御される。
【００１７】
一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７を介して吸気管内圧力（ＰＢ）センサ８が設けられており、この圧力センサ８により電気信号に変換された圧力信号は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気温（ＴＡ）センサ９が取付けられており、吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００１８】
エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（ＴＷ）センサ１０はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００１９】
エンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲には、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」という）を出力する気筒判別センサ（以下「ＣＹＬセンサ」という）１３、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０゜毎に）ＴＤＣ信号パルスを発生するＮＥセンサ１２、及び前記ＴＤＣ信号パルスの周期より短い一定クランク角（例えば３０゜）周期で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」という）を発生するクランク角センサ（以下「ＣＲＫセンサ」と云う）１１が取り付けられており、ＣＹＬ信号パルスＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号（クランク角信号）パルスはＥＣＵ５に供給される。
【００２０】
更に、ＥＣＵ５には後述する周知の自動変速機２６が接続されている。自動変速機２６は、図示しないロックアップクラッチやギヤ機構の動作を制御する油圧制御回路２６ｂおよびシフト位置を検出するギヤ位置センサ２６ａを備えており、油圧制御回路２６ｂおよびギヤ位置センサ２６ａはＥＣＵ５に電気的に接続されている。
【００２１】
三元触媒（触媒コンバータ）１５はエンジン１の排気管１４に配置されており、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化を行う。排気管１４の触媒コンバータ１５の上流側には、空燃比センサとしての酸素濃度センサ１６（以下「Ｏ2センサ１６」という）が装着されており、このＯ2センサ１６は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力しＥＣＵ５に供給する。また、ＥＣＵ５には車速Ｖを検出する車速センサ２４が電気的に接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段、前記燃料噴射弁６及びスロットルアクチュエータ２３等に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００２３】
ＥＣＵ５のＣＰＵは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じた空燃比のフィードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ、数式（１）に基づき、前記ＴＤＣ信号パルスに同期して燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏｕｔを演算する。
【００２４】
Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２ …（１）
ここに、Ｔｉは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内圧力ＰＢとに応じて決定される基本燃料噴射時間であり、このＴｉ値を決定するためのＴｉマップが記憶手段に記憶されている。
【００２５】
ＫＯ２は、Ｏ2センサ１６の出力に基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィードバック制御中はＯ2センサ１６の出力に応じてエンジンに供給される混合気の空燃比が目標空燃比に一致するように設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた所定値に設定される。
【００２６】
Ｋ1及びＫ2は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定される。
【００２７】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記Ｔｏｕｔ値に応じた燃料噴射弁６の駆動信号を出力回路を介して出力する。
【００２８】
図２は、本実施の形態における自動変速機２６の構成の概略を示すブロック図である。エンジン１の出力は、そのクランク軸１０１から流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータＴ、補助変速機Ｍ、差動装置Ｄｆを順次経て、左右の駆動車輪Ｗ，Ｗ’に伝達され、これらを駆動する。
【００２９】
トルクコンバータＴは、クランク軸１に連結した入力部材であるポンプ翼車１０２と、補助変速機Ｍの入力軸１０３に連結した出力部材であるタービン翼車１０４、入力軸１０３（以下「メインシャフト１０３」とも称する）上に相対回転自在に支承されたステータ軸１０５ａに一方向クラッチ１０６を介して連結したステータ翼車１０５とにより構成される。クランク軸１０１からポンプ翼車１０２に伝達されるトルクは流体力学的にタービン翼車１０４に伝達され、この間にトルクの増幅作用が行なわれると、公知のように、ステータ翼車１０５がその反力を負担する。
【００３０】
ポンプ翼車１０２とタービン翼車１０４との間には、これらを機械的に結合し得るロックアップクラッチＣｄが設けられる。
【００３１】
補助変速機Ｍの相互に平行な入出力軸１０３，１０１６間には第１速歯車列Ｇ1、第２速歯車列Ｇ2、第３速歯車列Ｇ3、第４速歯車列Ｇ4、及び後進歯車列Ｇｒが並列に設けられる。第１速歯車列Ｇ1は、第１速クラッチＣ1を介して入力軸１０３に連結される駆動歯車１０１７と、該歯車１０１７に噛合し出力軸１０１６（以下「カウンタシャフト１０１６」とも称する）に一方向クラッチＣ0を介して連結可能な被動歯車１０１８とから成る。第２速歯車列Ｇ2は、入力軸１０３に第２速クラッチＣ2を介して連結可能な駆動歯車１０１９と、出力軸１０１６に固設されて上記歯車１０１９と噛合する被動歯車１０２０とから成る。第３速歯車列Ｇ3は、入力軸１０３に固設した駆動歯車１０２１と、出力軸１０１６に第３速クラッチＣ3を介して連結されて上記歯車１０２１と噛合可能な被動歯車１０２２とから成る。また第４速歯車列Ｇ4は、第４速クラッチＣ4を介して入力軸１０３に連結された駆動歯車１０２３と、切換クラッチＣｓを介して出力軸１０１６に連結され上記歯車１０２３に噛合する被動歯車１０２４とから成る。さらに後進歯車列Ｇｒは、第４速歯車列Ｇ4の駆動歯車１０２３と一体的に設けられた駆動歯車１０２５と、出力軸１０１６に前記切換クラッチＣｓを介して連結される被動歯車１０２６と両歯車１０２５，１０２６に噛合するアイドル歯車１０２７とから成る。前記切換クラッチＣｓは、第４速歯車列Ｇ4の被動歯車１０２４とアイドル歯車１０２７との中間に設けられ、該クラッチＣｓのセレクタスリーブを図２で左方の前進位置また右方の後進位置にシフトすることにより、被動歯車１０２４とアイドル歯車１０２７を出力軸１０１６に選択的に連結することができる。一方向クラッチＣ0は、エンジン１から駆動車輪Ｗ，Ｗ’への駆動トルクのみを伝達し、反対方向のトルクは伝達しない。
【００３２】
而して、セレクタスリーブＳが図２に示すように前進位置に保持されているとき、第１速クラッチＣ1のみを接続すれば、その駆動歯車１０１７が入力軸１０３に連結されて第１速歯車列Ｇ1が確立し、この歯車列Ｇ1を介して入力軸１０３から出力軸１０１６にトルクが伝達される。次に第１速クラッチＣ1を接続したままで、第２速クラッチＣ2を接続すれば、その駆動歯車１０１９が入力軸３に連結されて第２速歯車列Ｇ2が確立し、この歯車列Ｇ2を介して入力軸１０３から出力軸１０１６にトルクが伝達される。この際、第１速クラッチＣ1も係合されているが、一方向クラッチＣ0の働きによって第１速とはならず第２速歯車列Ｇ2が確立し、これは第３速、第４速度のときも同様である。第２速クラッチＣ2を解除して第３速クラッチＣ3を接続すれば、その被動歯車１０２２が出力軸１０１６に連結されて第３速歯車列Ｇ3が確立され、また第３速クラッチＣ3を解除して第４速クラッチＣ4を接続すれば、その駆動歯車１０２３が入力軸１０３に連結されて第４歯車列Ｇ4が確立する。さらに切換クラッチＣｓのセレクタスリーブＳを図２で右動して、第４速クラッチＣ4のみを接続すれば、その駆動歯車１０２３が入力軸１０３に連結され、被動歯車１０２４が出力軸１０１６に連結されて後進歯車列Ｇｒが確立し、この歯車列Ｇｒを介して入力軸１０３から出力軸１０１６に後進トルクが伝達される。
【００３３】
出力軸１０１６に伝達されたトルクは、該軸１０１６の端部に設けた出力歯車１０２８から差動装置Ｄｆの大径歯車ＤGに伝達される。該歯車ＤGに固着された歯車Ｄｓに噛合する歯車２９にはスピードメータケーブル１０３０の一端が固着され、該スピードメータケーブル１０３０の他端には車速センサ２４のマグネット１０３１ａを介してスピードメータ１０３２が接続され、該スピードメータは歯車Ｄｓ、１０２９及びケーブル１０３０を介して駆動され、車速を表示する。また、車速センサ２４は前記マグネット１０３１ａと当該マグネット１０３１ａにより駆動される例えばリードスイッチ１０３１ｂとから成り、前記スピードメータケーブル１０３０と共に回転するマグネット１０３１ａによりリードスイッチ１０３１ｂが開閉され、この開閉に伴うオン、オフ信号がＥＣＵ５に供給される。
【００３４】
メインシャフト１０３には、その回転数Ｎｍを検出するためのピックアップ式の回転センサ１０４０が設けられており、回転数センサ１０４０の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。また、スピードメータケーブル１０３０により得られるカウンタシャフト１０１６の回転数Ｎｃに係る検出信号もＥＣＵ５に供給される。そして、メインシャフト１０３側とカウンタシャフト１０１６側とのギヤ比をｒとすると、入出力回転数比ＥＣＬは、（Ｎｃ×ｒ）／Ｎｍにより求められる。この入出力回転数比ＥＣＬは、各変速クラッチにすべりが全くないときは「１．０」となるが、すべりがあるときは、「１．０」未満の値を執る。
【００３５】
図３はＥＣＵ５によって実行される自動変速制御処理を示すフローチャートである。図４はアクセルオフによるアップシフトが行われる際のアクセル開度ＡＰ、スロットル弁開度ＴＨ、変速信号、次段クラッチ（シフトチェンジ後に接続されるクラッチ）の入出力回転数比ＥＣＬ、ＥＣＬ判定タイマｔｍＥＣＬ２、駆動力、およびクラッチ油圧の各時間的変化を示すタイミングチャートである。
【００３６】
図３において、まず、アクセルオフによるアップシフトが開始されたか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定は、車両の走行中にアクセル開度センサ２５が急速なアクセル開度ＡＰの減少を検出すると共にギア位置センサ２６ｂによりアップシフトを検出することにより行う。
【００３７】
ステップＳ１において、アクセルオフによるアップシフトが開始されていないと判定した場合には、直ちに処理を終了する。アクセルオフによるアップシフトが開始されたと判定した場合には（図４の時刻ｔ１）、再度アクセル開度ＡＰが増大したか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定において、最初はアクセル開度ＡＰは増大していないので、直ちに処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ２において、再度アクセル開度ＡＰが増大した場合には（図４の時刻ｔ２）、スロットル弁開度ＴＨを一旦値０に設定すると共に、次段クラッチの油圧が徐々にオンされることにより次段クラッチの接続動作が開始される（ステップＳ３）。
【００３９】
次に、上記次段クラッチの接続により、次段クラッチの入出力回転数比ＥＣＬが値１に略等しくなったか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定は、図２のメインシャフト１０３の回転数Ｎｍを検出するための回転センサ１０４０の検出信号とスピードメータケーブル１０３０により得られるカウンタシャフト１０１６の回転数Ｎｃに係る検出信号に基づいてＥＣＬ＝（Ｎｃ×ｒ）／Ｎｍを算出することにより実行される。ここに、ｒはメインシャフト１０３側とカウンタシャフト１０１６側とのギヤ比である。
【００４０】
ステップＳ４において、最初は次段クラッチの入出力回転数比ＥＣＬが値１に略等しくないので、ステップＳ５に進み、ＥＣＬ判定タイマｔｍＥＣＬ２に所定時間をセットし、処理を終了する。このＥＣＬ判定タイマｔｍＥＣＬ２により、次段クラッチの油圧の立ち上げ準備が完了するまでの所定時間をセットする。
【００４１】
ステップＳ４において、次段クラッチの入出力回転数比ＥＣＬが値１に略等しいと判定された場合（図４の時刻ｔ３）には、ステップＳ６に進み、ＥＣＬ判定タイマｔｍＥＣＬ２が値０になったか否かを判定する。ＥＣＬ判定タイマｔｍＥＣＬ２の値が０でない場合には、次段クラッチの油圧の立ち上げ準備が完了するまでの所定時間が経過しておらず、次段クラッチの油圧が充分に上昇していないとして処理を終了し、ＥＣＬ判定タイマｔｍＥＣＬ２の値が０であれば（図４の時刻ｔ４）、次段クラッチの油圧の立ち上げ準備が完了するまでの所定時間が経過して次段クラッチの油圧が充分に上昇しているとして、その時点におけるアクセル開度ＡＰに応じて決定される目標スロットル弁開度ＴＨに実スロットル弁開度ＴＨを追従させるべくスロットル弁開度ＴＨの制御が開始され（ステップＳ７）、処理を終了する。
【００４２】
以上述べたように、本実施の形態の車両用内燃エンジンの制御装置によれば、アクセルオフによるアップシフトにおいて、再度アクセルが踏み込まれた場合に、直ちにスロットル弁を開けることなく、次段クラッチの接続が完了した後でスロットル弁開度を上昇させるようにしたので、再度のアクセルの踏み込みによるエンジン回転数の吹き上がりおよびショックの発生を共に防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る車両用内燃エンジンの制御装置によれば、前記アクセル開度検知手段が、前記アクセル開度が減少した後で再度アクセル開度が増大したことを検知したときに、クラッチ制御手段により一旦スロットル弁が閉じられると共に、次段クラッチの接続動作が開始され、該次段クラッチの接続動作により該次段クラッチにおける入力側及び出力側の各回転速度が一致した後に、前記増大したアクセル開度に応じてスロットル弁の開度が制御されるので、アクセルオフによるアップシフトを行う際に発生する変速ショックを低減することができる。
【００４４】
請求項２に係る車両用内燃エンジンの制御装置によれば、前記スロットル弁開度制御手段により、前記次段クラッチにおける入力側及び出力側の各回転速度が略一致した時点から所定時間経過後に前記スロットル弁開度の制御が開始されるので、確実な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃エンジンおよびその制御装置の全体の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る自動変速機の概要を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵ５によって実行される自動変速制御処理を示すフローチャートである。
【図４】アクセルオフによるアップシフトが行われる際のアクセル開度ＡＰ、スロットル弁開度ＴＨ、変速信号、次段クラッチの入出力回転数比ＥＣＬ、ＥＣＬ判定タイマｔｍＥＣＬ２、駆動力、およびクラッチ油圧の各時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図５】従来のアクセルオフによるアップシフトが行われる際の変速信号、スロットル弁開度ＴＨ、駆動力、エンジン回転数Ｎｅ、およびクラッチ油圧を示すグラフである。
【図６】従来のアクセルオフによるダウンシフトが行われる際の変速信号、スロットル弁開度ＴＨ、駆動力、エンジン回転数Ｎｅ、クラッチ油圧を示すグラフである。
【符号の説明】
３ スロットル弁
４ スロットル開度センサ
５ ＥＣＵ
２３ スロットルアクチュエータ
２４ 車速センサ
２５ アクセル開度センサ
２６ 自動変速機
２６ｂ 油圧制御回路
１０３ メインシャフト
１０１６ カウンタシャフト
１０４０ 回転センサ

Claims (2)

  1. 自動変速機を備えた内燃エンジンに設けられ、アクセル開度を検知するアクセル開度検知手段と、前記アクセル開度検知手段が、前記アクセル開度が減少したことを検知したときアップシフトを行うアップシフト手段とを備えた車両用内燃エンジンの制御装置において、
    前記アクセル開度検知手段が前記アクセル開度が減少した後で再度アクセル開度が増大したことを検知したときに、一旦スロットル弁を閉じると共に、前記自動変速機の次段クラッチの接続動作を開始するクラッチ制御手段と、
    前記クラッチ制御手段による前記自動変速機の次段クラッチの接続動作により該次段クラッチにおける入力側および出力側の各回転速度が略一致した後に、前記増大したアクセル開度に応じてスロットル弁の開度を制御するスロットル弁開度制御手段とを備えたことを特徴とする車両用内燃エンジン制御装置。
  2. 前記スロットル弁開度制御手段は、前記次段クラッチにおける入力側及び出力側の各回転速度が略一致した時点から所定時間経過後に前記スロットル弁開度の制御を開始することを特徴とする請求項１記載の車両用内燃エンジン制御装置。
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