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