JPH0789373A - 内燃機関の変速制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】希薄燃焼エンジンを用いた自動車において、運
転者の意図が的確に反映された自動変速機の変速制御が
確実に得られ、加速時に違和感のないリニアな加速感を
得られる変速制御方法及び装置を提供することにある。 【構成】運転条件に応じて混合気の空燃比が少なくとも
理論空燃比及びこれより薄い空燃比で制御されるエンジ
ンと、エンジンと走行駆動輪間に自動的に変速比を変え
る変速機と、エンジントルクと走行速度とに基づいて上
記変速機の変速比を演算する変速比演算手段と、この変
速比演算手段による演算結果に基づいて上記変速機の変
速比を制御する制御手段とにより構成し、制御を行う。 【効果】希薄燃焼エンジンを用いた自動車において、運
転者の意図が的確に反映された自動変速機の変速制御が
確実に得られ、加速時に違和感のないリニアな加速感を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速機構を備えた自動
車の内燃機関の変速制御方法及び装置に係り、特に希薄
燃焼エンジンを備えた自動車の自動変速機制御に好適な
変速制御方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動変速機の変速制御方法及び装
置は、例えば、特開昭61−226706号公報に記載のよう
に、車速及びスロットル開度を電気信号として検知し、
車速及びスロットル（又はスロットルバルブ）開度を変
数とし、予め設定されている変速パターンに基づいて、
現在の車速及びスロットル開度に対応する所定の変速比
（又は変速位置）を選択する技術がある。また、スロッ
トル開度のかわりにエンジントルクを直接検出して、変
速比を選択する技術として、特開平4−272568 号公報が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】希薄燃焼エンジンを搭
載した自動車を発進加速させる場合には、スロットル開
度が一定の状態で混合気の空燃比が変化するため、エン
ジントルクが変化してタイヤに伝達されるトルクが一定
でなくなり、車両の加速感に違和感を生じる。この状態
で上記従来技術の変速制御方法及び装置が機能すると、
発進加速等の運転状態にかかわらず一定の速度になった
時に変速するとともに、スロットル開度が一定のため、
運転者の意図したリニアな加速感が妨げられてしまう。

【０００４】本発明の目的は、希薄燃焼エンジンを用い
た自動車において、運転者の意図が的確に反映された自
動変速機の変速制御が確実に得られ、加速時に違和感の
ないリニアな加速感を得られる変速制御方法及び装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、運転条件に応じて混合気の空燃比が少な
くとも理論空燃比及びこれより薄い空燃比で制御される
エンジンと、エンジンと走行駆動輪間に自動的に変速比
を変える変速機と、エンジントルクと走行速度とに基づ
いて上記変速機の変速比を演算する変速比演算手段と、
該変速比演算手段による演算結果に基づいて上記変速機
の変速比を制御する制御手段とにより構成された装置に
より制御するようにした。

【０００６】

【作用】上記変速比演算手段は、スロットル開度ではな
く、実際のエンジントルクにより変速比を演算する。実
際のエンジントルクは、運転者が意図した運転状態に対
応したものとなっているので、例えば、スロットル開度
が一定でエンジンの空燃比、エンジン回転数などが変化
してエンジントルクが異なった場合でも、充分に実際の
運転状態に対応した変速比制御が得られ、加速時に違和
感のないリニアな加速感を得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明による変速制御方法及び装置に
ついて、図を用いて詳細に説明する。

【０００８】図１に本発明の第一実施例を示す。図１
は、エンジンの制御を説明するブロック図である。図１
において、エンジンの運転状態（燃料量，空気流量，ス
ロットル開度，吸気管内圧力及び実際のエンジントルク
など）を検出するエンジン作動状態検出手段１の検出値
とエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段
２の検出値とが空燃比領域演算手段３に入力される。空
燃比領域演算手段３は、上記２つの運転条件に応じて混
合気の空燃比が少なくとも理論空燃比及びこれより薄い
空燃比で制御されるエンジンの空燃比領域を演算する。
そして、前記空燃比領域演算手段３，エンジン回転数検
出手段２などの演算，検出結果に基づいて燃料量演算手
段４で燃料量を演算し、その演算結果を燃料量制御手段
５に出力する。一方、変速制御においては、前記エンジ
ンの運転状態に応じた実際のエンジントルクを検出する
エンジントルク検出手段６の検出値と現在の自動車の走
行速度を検出する車速検出手段７の検出値とが変速比演
算手段８に入力される。変速比演算手段８では前記実際
のエンジントルクと現在の車速から運転者が要求する変
速比を演算し変速比制御手段９に出力する。空燃比領域
演算手段３，燃料量演算手段４，変速比演算手段８はエ
ンジンパワートレイン制御ユニット１７に組み込まれて
いる。また、エンジントルク検出手段６等の一部が該エ
ンジンパワートレイン制御ユニット１７に組み込まれて
いる場合もある。

【０００９】図２に、本発明の第二実施例を示し、図１
に空気量制御を付加した場合のブロック図である。エン
ジンの制御においては、スロットル制御あるいはＩＳＣ
（アイドルスピードコントロール）を用いた空気流量制
御が可能になると、希薄燃焼運転時のエンジントルク補
正が実現できる。まず、空燃比領域演算手段３に運転者
の加速要求を示すアクセル開度（アクセルペダル開度）
などの目標エンジントルク検出手段１０の検出値とエン
ジン回転数検出手段２の検出値とを入力する。次に、空
燃比領域演算手段３の演算結果を燃料量演算手段４及び
希薄燃焼運転時のエンジントルク補正を実行する補正空
気流量演算手段１１に入力する。さらに、前記燃料量演
算手段４にはエンジン作動状態検出手段１の検出値が入
力される。そして、前記燃料量演算手段４及び補正空気
流量演算手段１１の演算結果をそれぞれ燃料量制御手段
５，空気流量制御手段１２に出力しエンジンのトルク制
御を行う。また、変速比制御は図１と同様である。

【００１０】図３に本発明の第一及び第二実施例のシス
テム構成図を示す。空気量制御を付加した場合としない
場合とで、エンジン１３の吸気管１４に取り付けられた
スロットルバルブ１５の駆動方法及び装置が異なる。空
気量制御ありの場合は、破線のようにアクセル開度セン
サ１６の信号をエンジンパワートレイン制御ユニット１
７に入力し、例えば、希薄燃焼運転時のエンジントルク
補正，加速感の向上，変速ショック低減など目標トルク
を前記エンジンパワートレイン制御ユニット１７で演算
し、スロットルバルブ１５を電子制御するアクチュエー
タ１８に出力する。また、空気流量制御なしの場合は、
アクセルペダル１９とスロットルバルブ１５が機械式ワ
イヤ２０で連動されており制御のフレキシビリティがな
い。また、エンジンパワートレイン制御ユニット１７に
はエンジン１３（希薄燃焼のエンジン）と自動変速機２
１の制御に必要な信号が入力される。例えば、スロット
ル開度センサ２２，空気流量センサ２３，吸気管内圧力
センサ２４，水温センサ２５，エンジン回転センサ２
６，タービン回転センサ２７，車速センサ３１，空燃比
センサ２８，ＮＯｘ還元触媒２９の温度を検出する排気
温度センサ３０，トルクセンサ３２及び変速位置センサ
３３などの信号が入力される。また、運転者が期待する
ようにタイヤ３４のトルクを制御するための出力信号と
して、例えば、アイドリング時のエンジン回転数を制御
するＩＳＣバルブ３５，点火装置３６，燃料噴射装置３
７及び変速制御用ソレノイド３８，３９などの制御装置
に制御信号を出力する。

【００１１】図４にリーンバーン（希薄燃焼運転）エン
ジンの特性及びそれを用いた自動車の駆動力特性を示
す。一定エンジン回転数，一定スロットル開度の状態で
エンジントルクと空燃比(Air／Fuel：空気量と燃料量と
の比）の関係は実線４０のようになる。つまり、空燃比
の変化に応じてエンジントルクは変化する。ここで、こ
のリーンバーンエンジンを搭載した自動変速機付の自動
車は右図のような駆動力特性となる。例えば、車速０の
状態から一定スロットル開度で発進加速した場合、空燃
比の変化で駆動力が変化した特性となる。従って、同一
スロットル開度でも空燃比が変化すると加速感に違和感
を覚えることを意味する。

【００１２】図５に、従来の変速制御とリーンバーンエ
ンジンとを組み合わせた場合の駆動力特性を示す。従来
の方式の場合、変速線がスロットル開度と車速とで一義
的に決まっていた。そのため、一定スロットル開度で車
速０で発進加速する場合、常に同一の車速で変速が行わ
れる。ここで上述のようにリーンバーンエンジンを用い
て空燃比を変化させた場合、エンジントルクが変化し駆
動力が変化するが、リーンバーンエンジンでスロットル
開度−車速の変速を実行すると太実線のような変速とな
る。通常、運転者は駆動力の変化に応じた車速（あるい
はエンジン回転数）での変速を要求する、つまり、駆動
力が少ないと感じたときは通常より高いエンジン回転数
で変速することを望むが、このような従来の方式の場
合、加速感の妨げとなってしまう。

【００１３】図６に、本発明の第一及び第二実施例の変
速制御とリーンバーンエンジンとを組み合わせた場合の
駆動力特性を示す。本発明によれば、エンジントルクと
車速とを用いて変速点を決定する。つまり、図４中左図
に示す空燃比変化によるエンジントルクの変化を考慮し
て変速点を決定する。このような構成により、駆動力と
実際の変速点の関係は、図６中右図のように、空燃比変
化による駆動力の変化に対応して、実際の変速点が運転
者が要求する変速点と一致し、リニアな加速感が得られ
る。

【００１４】図７から図８に、本発明の第一及び第二実
施例におけるエンジントルク検出手段６の実施例を示
す。図７は、図３に示す変速機出力軸にトルクセンサ３
２を設置した場合であり、４１から４９の各処理ブロッ
クから構成されている。まず、処理４１でトルクセンサ
３２の信号Ｔｏ、処理４２で現在の変速比の信号ｉを求
め、処理４３でトルクコンバータ出力軸トルクＴｔを式
Ｔｔ＝Ｔｏ／ｉで求める。同時に処理４４でトルクコン
バータ出力軸回転センサの信号Ｎｔ、処理４５でエンジ
ン回転センサの信号Ｎｅを求め、処理４６でトルクコン
バータの特性マップを用いてトルク比λを演算する。前
記処理４３，４６で求めたＴｔ，λを用いて処理４７で
トルクコンバータ入力軸のポンプトルクＴｐを式Ｔｐ＝
Ｔｔ／λで演算する。また、処理４５で求めたエンジン
回転数Ｎｅから処理４８で慣性トルクＩｅ・ｄＮｅ／ｄ
ｔを求める。ここで、Ｉｅはエンジン等の回転部の慣性
モーメントである。そして、処理４７，４８で求めたＴ
ｐ，Ｉｅ・ｄＮｅ／ｄｔを用いて処理４９でエンジント
ルクＴｅを式Ｔｅ＝Ｔｐ＋Ｉｅ・ｄＮｅ／ｄｔで求め
る。

【００１５】図８に、トルクコンバータ特性マップと回
転センサからエンジントルクを求める方式を示す。これ
は、いわゆるセンサフュージョンである。処理５０でト
ルクコンバータ出力軸回転センサの信号Ｎｔ、処理５１
でエンジン回転センサの信号Ｎｅを求め、処理５２でト
ルクコンバータの特性マップを用いてポンプ容量係数ｃ
を演算する。このｃと処理５１で求めたＮｅを用いて処
理５３でトルクコンバータ入力軸のポンプトルクＴｐを
式Ｔｐ＝ｃ・Ｎｅ² で演算する。また、処理５１で求め
たエンジン回転数Ｎｅから、処理５４で慣性トルクＩｅ
・ｄＮｅ／ｄｔを求める。そして、処理５３，５４で求
めたＴｐ，Ｉｅ・ｄＮｅ／ｄｔを用いて処理５５でエン
ジントルクＴｅを式Ｔｅ＝Ｔｐ＋Ｉｅ・ｄＮｅ／ｄｔで
求める。

【００１６】図９は、図１の実施例の詳細な制御ブロッ
ク図である。まず、エンジンの運転状態（燃料量，空気
流量，スロットル開度，吸気管内圧力及び実際のエンジ
ントルクなど）を検出するエンジン作動状態検出手段１
で得られたトルクＴｓとエンジン回転数検出手段２で得
られたエンジン回転数Ｎｅとを空燃比領域決定手段６４
に入力する。空燃比領域決定手段６４では運転性と燃料
経済性の両立を考慮し、トルクＴｓとエンジン回転数Ｎ
ｅの空燃比マップが運転状態で変化させてあり、運転状
態で空燃比Ａ／Ｆが出力される。そして、前記空燃比Ａ
／Ｆとエンジン回転数Ｎｅが燃料量補正手段６５に入力
される。燃料量補正手段６５は空燃比Ａ／Ｆ毎にマップ
を持っており、運転状態で基本燃料噴射パルス幅Ｔｉを
演算する。次に、燃料量演算手段６６に進み、空気流量
検出手段６３で得られた空気流量Ｑａと前記基本燃料噴
射パルス幅Ｔｉが入力され、式Fuel＝ｆ（Ｑａ，Ｔｉ，
Ｔｍ，Ｎｅ）（Ｔｍ：無効燃料噴射パルス幅）で燃料噴
射パルス幅Fuelを演算し、燃料量制御手段５に出力され
る。また、変速機制御においては、車速検出手段７で得
られた車速Ｖｓｐと前記図７から図１０に示したエンジ
ントルク検出手段６のいずれかを用いて得られたエンジ
ントルクＴｅが変速比演算手段８に入力され、変速比ｉ
が演算され変速比制御手段９に出力される。

【００１７】図１０は、図２の実施例の詳細な制御ブロ
ック図である。まず、アクセル開度検出手段６７で得ら
れたアクセル開度αを目標エンジントルク検出手段１０
に入力し目標エンジントルクＴｅｔを演算する。次に、
エンジン回転数検出手段２で得られたエンジン回転数Ｎ
ｅと前記目標エンジントルクＴｅｔを空燃比領域決定手
段６８に入力する。空燃比領域決定手段６８では運転性
と燃料経済性の両立を考慮し、エンジントルクＴｅｔと
エンジン回転数Ｎｅの空燃比マップが運転状態で変化さ
せてあり、運転状態で空燃比Ａ／Ｆが出力される。この
空燃比Ａ／Ｆを補正スロットル開度演算手段６９に入力
し、空燃比Ａ／Ｆ，エンジン回転数Ｎｅ，目標エンジン
トルクＴｅｔ及びスロットル開度（空気流量）θのマッ
プから目標エンジントルクＴｅｔとなるような目標スロ
ットル開度θｔを求め、現在のスロットル開度θとの差
Δθ（補正スロットル開度）を演算する。そして、スロ
ットル開度演算手段７０で現在のスロットル開度θに補
正スロットル開度Δθを加えてスロットル開度θを演算
しスロットル開度制御手段７１に出力する。また、空気
流量制御ではモータ等のアクチュエータでスロットル開
度する前述した電子制御スロットル、あるいは電磁ソレ
ノイド等でアイドリング時のエンジン回転数を制御する
ＩＳＣ制御バルブ、過給機の電子制御等の手法が挙げら
れる。燃料制御は図１１に示したように、前記空燃比領
域決定手段６４で求めた空燃比Ａ／Ｆとエンジン回転数
Ｎｅが燃料量補正手段６５に入力される。燃料量補正手
段６５は空燃比Ａ／Ｆ毎にマップを持っており、運転状
態で基本燃料噴射パルス幅Ｔｉを演算する。次に、燃料
量演算手段６６に進み、空気流量検出手段６３で得られ
た空気流量Ｑａと前記基本燃料噴射パルス幅Ｔｉが入力
され、式 Fuel=f（Ｑａ，Ｔｉ，Ｔｍ，Ｎｅ）（Ｔｍ：無効燃料噴
射パルス幅） で燃料噴射パルス幅Fuelを演算し、燃料量制御手段５に
出力される。また、変速機制御においては、車速検出手
段７で得られた車速Ｖｓｐとエンジントルク検出手段６
で得られたエンジントルクＴｅが変速比演算手段８に入
力され変速比ｉが演算され変速比制御手段９に出力され
る。

【００１８】図１１に、図９に示したブロック図の制御
フローチャートを示す。処理１００で空気流量Ｑａ，エ
ンジン回転数Ｎｅ，空燃比信号（Ａ／Ｆ）ｏ，スロット
ル開度θ，エンジントルクＴｅ及び車速Ｖｓｐを読み込
む。次に処理１０１で加速時等の燃料噴射幅Ｔｐ補正に
用いるためのスロットル開度の変化率ｄθ／ｄｔを演算
する。処理１０２では、エンジントルクに相当するエン
ジン作動状態ＴｓをＱａ，Ｎｅの関数ｆ₁ より求める。
処理１０３では、基本燃料噴射幅ＴｉをＱａ，Ｎｅの関
数ｆ₂ より求める。処理１０４では、Ｔｅ，Ｖｓｐの関
数ｆ₃ より変速比ｉを求める。処理１０５では、エンジ
ンの運転状態に応じて空燃比を変化させる場合の目標空
燃比Ａ／ＦをＴｓ，Ｎｅの関数ｆ₄ より求める。処理１
０６では、処理１０３で求めた基本燃料噴射幅Ｔｉ，処
理１０５で求めた目標空燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転数
Ｎｅの関数ｆ₅ により燃料量補正値ＫＭＲを演算する。
処理１０７では、例えば空燃比センサからの信号を空燃
比に換算した空燃比信号（Ａ／Ｆ）ｏ，基本燃料噴射幅
Ｔｉ，処理１０１で求めたスロットル開度の変化率ｄθ
／ｄｔ及び処理１０６で求めた燃料量補正値ＫＭＲから
なる関数ｆ₆ により燃料噴射幅Ｔｐを演算する。そし
て、処理１０８，１０９でそれぞれ変速比ｉ，燃料噴射
幅Ｔｐを出力し終了する。

【００１９】図１２に図１０に示したブロック図の制御
フロチャートを示す。処理１１０でアクセル開度α，空
気流量Ｑａ，エンジン回転数Ｎｅ，空燃比信号（Ａ／
Ｆ）ｏ，スロットル開度θ，エンジントルクＴｅ及び車
速Ｖｓｐを読み込む。次に処理１１１で基本燃料噴射幅
ＴｉをＱａ，Ｎｅの関数ｆ₂ より求める。処理１１２で
は加速時等の燃料噴射幅Ｔｐ補正に用いるためのスロッ
トル開度の変化率ｄθ／ｄｔを演算する。処理１１３で
はアクセル開度に対応したエンジントルクを得るため、
アクセル開度αの関数ｆ₇ により目標エンジントルクＴ
ｅｔを演算する。処理１１４では、Ｔｅ，Ｖｓｐの関数
ｆ₃ より変速比ｉを求める。処理１１５では、エンジン
の運転状態に応じて空燃比を変化させる場合の目標空燃
比Ａ／ＦをＴｅｔ，Ｎｅの関数ｆ₈ より求める。処理１
１６では、処理１１１で求めた基本燃料噴射幅Ｔｉ，処
理１１５で求めた目標空燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転数
Ｎｅの関数ｆ₅ により燃料量補正値ＫＭＲを演算する。
処理１１７では、例えば空燃比センサからの信号を空燃
比に換算した空燃比信号（Ａ／Ｆ）ｏ，基本燃料噴射幅
Ｔｉ，処理１１２で求めたスロットル開度の変化率ｄθ
／ｄｔ及び処理１１６で求めた燃料量補正値ＫＭＲから
なる関数ｆ₆ により燃料噴射幅Ｔｐを演算する。処理１
１８では、まずアクセル開度αの関数ｆ₉ により目標ス
ロットル開度θｔを演算する。処理１１９で処理１１３
で求めた目標エンジントルクTet ，処理１１５で求めた
目標空燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転数Ｎｅの関数ｆ₁₀に
より補正スロットル開度Δθを演算する。そして、処理
１２０で最終の目標スロットル開度θｔを演算し、処理
１２１，１２２及び１２３でそれぞれ変速比ｉ，目標ス
ロットル開度θｔ及び燃料噴射幅Ｔｐを出力し終了す
る。また、上記で示した関数ｆは、テーブル検索による
演算も含まれる。

【００２０】図１３に、空燃比領域を変化させた場合の
エンジン特性図の一例を示す。図１３に示すように、希
薄燃焼エンジンでは、燃費と運転性（特に加速感）を両
立させるため、エンジントルクとエンジン回転数で空燃
比を変化させることが必要である。例えば、エンジン回
転数及びエンジントルクが小さい場合は、エンスト防止
等の点から空燃比を１４.７ にする必要がある。部分負
荷では、空燃比を２４，１８等の希薄混合気にし燃費低
減を図る。エンジン回転数及びエンジントルクが大きい
場合は、出力混合気（空燃比Ａ／Ｆ＝１３）として加速
感を向上させる。

【００２１】この特性を変速線図上に展開したものを図
１４に示す。図中のＡ，Ｂ等は状態を表し、２４，１８
等はＡ／Ｆを表し、１→２，２←３等は１速から２速へ
の変速、３速から２速への変速等を表す。自動変速機を
搭載した自動車で走行する場合は、いくつかの運転パタ
ーンが考えられる。例えば、現在、走行状態が２速のＡ
運転域にいるとする。１つ目の運転パターン１は、この
状態から車速が上昇し、Ｂ運転状態に移行する場合であ
る。この場合、空燃比は２４のままで変化しないが、２
速→３速の変速が生じる。２つ目の運転パターン２は、
Ｂの状態から加速し、Ｃ状態の空燃比のみが変化する場
合である。３つ目の運転パターン３は、Ｂの状態からエ
ンジントルクが大きく増加し、Ｄ状態の空燃比及び変速
比（３速→２速の変速比）が変化する場合である。４つ
目の運転パターン４は、Ｂの状態からエンジントルクが
低下し、Ｅ状態の空燃比及び変速比(３速→４速の変速
比)が変化する場合である。このように、自動変速機搭
載の希薄燃焼エンジン車ではトルク変動要因が増大し、
これに対応する制御も複雑となる。

【００２２】図１５から図１８に上記４つの運転パター
ンのタイムチャートを示す。図１５は運転パターン１
（２速→３速）の場合である。Ａ運転状態から車速が上
昇しＢ運転状態に変化する場合、変速が生じる。破線で
示すような場合、空燃比，点火時期が一定のため出力軸
トルクが変速中上昇し変速ショックが増大する。そこ
で、ギア比（トルクコンバータ出力軸回転数／変速機出
力軸回転数）の信号を用いてエンジンの点火時期を遅ら
せ、実線で示すようにエンジントルクを低下させ、変速
ショックを低減させる。

【００２３】図１６は運転パターン２の空燃比が２４か
ら１８に変化する場合である。スロットル開度が開か
れ、エンジントルクが上昇し空燃比が変化する。破線で
示すように、空燃比が変化しない場合はエンジントルク
がゆっくり上昇するのに対して、実線で示す場合は空燃
比変化と同時に急激にエンジントルクが上昇する。これ
により、加速感が向上する。

【００２４】図１７は運転パターン３の空燃比の２４か
ら１４.７ への変化と３速→２速のシフトダウン変速が
同時に生じる場合である。空燃比が変化しないシフトダ
ウンの場合は、破線で示すように変速中エンジン回転数
上昇のためのエネルギーとしてトルクが奪われるため、
出力軸トルクが引きづられる。そして、変速終了と同時
に出力軸トルクが急上昇し加速感が得られる。しかし、
希薄燃焼エンジン車の場合はシフトダウンと空燃比変化
が協調する可能性が高い。そこで、二点鎖線で示すよう
に、スロットル開度が大きく開かれ、エンジントルクの
変化で変速指令信号及び空燃比変化が同時に発生する
と、出力軸トルクが変速中に上昇し、２段加速となって
ショックとして感じるようになる。そこで、実線で示す
ように、まず、エンジントルクの変化で変速指令信号を
発生し、その後ギア比の変化を検出して、変速終了近く
の状態で空燃比を変化させるようにした。これにより、
シフトダウン時の運転性（加速感）を向上させることが
可能になる。

【００２５】図１８は運転パターン４の足離しシフトア
ップと空燃比変化が同時に生じる場合である。破線で示
すように、もし空燃比が変化しない場合は、エンジント
ルクの低下に応じて変速のみが実行されるため、出力軸
トルクは変速中に変動し、変速終了後に低下する。しか
し、希薄燃焼エンジン車における足離しシフトアップの
場合、エンスト防止のため、シフトアップと空燃比変化
（２４→１４.７ ）が協調する可能性が高い。そこで、
二点鎖線で示すように、スロットル開度の低下によるエ
ンジントルクの減少で変速指令信号及び空燃比変化が同
時に発生すると、出力軸トルクが上昇し変速ショックも
増大する。そこで、実線で示すように、まず、エンジン
トルクの変化で変速指令信号を発生し、その後ギア比の
変化を検出して変速終了近くの状態で空燃比を変化させ
るようにした。これにより、変速終了時から終了後の間
のトルク段差がなくなり、変速ショック低減が図れる。

【００２６】図１９から図２２に、図１４に示す運転パ
ターンの制御フローチャートを示す。まず、図１９にお
いて、処理１３０で、空気流量Ｑａ，エンジン回転数Ｎ
ｅ，トルクコンバータ出力軸回転数Ｎｔ，空燃比信号
（Ａ／Ｆ）ｏ，スロットル開度θ，エンジントルクＴｅ
及び車速Ｖｓｐを読み込む。次に、処理１３１で、Ｎ
ｔ，Ｖｓｐの関数ｆ₁₁によりギア比を演算する。処理１
３２では、Ｔｅ，Ｖｓｐの関数ｆ₃ より変速比ｉを求め
る。処理１３３では、現在の変速比ｉが前回の変速比ｉ
（ｎ−１）と等しいかどうか、つまり変速信号が出たか
どうかを判定する。等しい、すなわち変速無しの場合は
処理１３４に進み、エンジンの運転状態に応じて空燃比
を変化させる場合の目標空燃比Ａ／ＦをＴｅ，Ｎｅの関
数ｆ₄ より求める。処理１３４の次の処理は、図中Ａで
示すように図２０に示す処理１３５となる。処理１３５
では、変速中燃料量制御のタイミング等を決定するため
の前回目標空燃比（Ａ／Ｆ）ｎ−１に現在の目標空燃比
Ａ／Ｆを代入する。処理１３６では、変速でないため変
速中補正点火時期Δａｄｖに０を代入する。さらに、処
理１３７では前回の変速比ｉ（ｎ−１）に現在の変速比
ｉを代入する。そして、処理１３８，１３９のそれぞれ
図２２に示す点火時期演算及び図２３に示す燃料噴射幅
演算のサブルーチンを実行し、処理１４０で、燃料噴射
幅Ｔｐ，点火時期Ａｄｖ及び変速比ｉを出力する。図１
９に示す処理１３３で、現在の変速比ｉが前回の変速比
ｉ（ｎ−１）と異なった場合、すなわち変速の場合は、
処理１４１に進み、現在の変速比ｉが前回の変速比ｉ
（ｎ−１）より大きいかどうかを判断する。大きい場
合、すなわちシフトアップの場合は、処理１４２に進
み、ｉ，ｉ（ｎ−１）の関数ｆ₁₅により変速開始定数Ｒ
ｓを演算する。次に、処理１４３に進み、ｉ，ｉ（ｎ−
１）の関数ｆ₁₆により変速終了定数Ｒｆを演算する。そ
して、図２０に示す処理１４４では処理１３１で求めた
ギア比ｒが処理１４２及び１４３で求めたＲｓ以上，Ｒ
ｆ未満かどうかを判定する。つまり、変速中かどうかの
判定である。変速中の場合は、処理１４５に進み、変速
中補正点火時期Δadv をＮｅ，ｉ，ｉ（ｎ−１），Ａ／
Ｆ及びθの関数ｆ₁₃より求める。そして、処理１４６で
は、燃料量制御の開始時期を遅らせるため、現在の目標
空燃比Ａ／Ｆに前回の目標空燃比（Ａ／Ｆ）ｎ−１を代
入し、前述のように処理１３８，１３９，１４０に進
み、燃料噴射幅Ｔｐ，点火時期Ａｄｖ及び変速比ｉを出
力する。処理１４４で変速中でないと判定した場合は処
理１４７に進み、ギア比ｒが変速開始定数Ｒｓ以上かど
うかを判断する。ギア比ｒが変速開始定数Ｒｓ以上の場
合、すなわち変速開始以前の場合は処理１４６に進み、
さらに処理１３８，１３９，１４０と進む。処理１４７
でギア比ｒが変速開始定数Ｒｓ未満の場合、すなわち変
速終了後の場合は処理１４８に進み、燃料量制御を実行
するため目標空燃比Ａ／ＦをＴｅ，Ｎｅの関数ｆ₄ によ
り求め、処理１４９に進む。処理149では、変速後のた
め変速中補正点火時期Δａｄｖに０を代入する。さら
に、処理１５０で前回の変速比ｉ（ｎ−１）に現在の変
速比ｉを代入する。そして、処理１３８，１３９のそれ
ぞれ点火時期演算及び燃料噴射幅演算のサブルーチンを
実行し、処理１４０で燃料噴射幅Ｔｐ，点火時期Ａｄｖ
及び変速比ｉを出力する。図１９中の処理１４１で、現
在の変速比ｉが前回の変速比ｉ（ｎ−１）以下の場合、
すなわちシフトダウンの場合は処理１５１に進み、ｉ，
ｉ（ｎ−１）の関数ｆ₁₇により変速終了定数Ｒｆを演算
する。そして、図２１に示す処理１５２に進み、ギア比
ｒがＲｆより大きいかどうかを判断する。大きい場合、
すなわち変速終了の場合は処理１５３に進み、燃料量制
御を実行するため目標空燃比Ａ／ＦをＴｅ，Ｎｅの関数
ｆ₄ により求め処理１５４に進む。処理１５４では、シ
フトダウン時の点火時期制御の制御期間を決定するため
のタイマTimer をインクリメントする。そして、処理１
５５に進み、処理１５４でカウントしているタイマTime
r が点火時期制御時間ｋ₁ 以上になったかどうかを判断
する。未満の場合は処理１５６に進み、シフトダウン時
補正点火時期ΔａｄｖをＮｅ，ｉ，ｉ（ｎ−１），Ａ／
Ｆ及びθの関数ｆ₁₈より求め、図２０中の処理１３８に
進む。また、処理１５５でタイマTimer が点火時期制御
時間ｋ₁ 以上の場合は、処理１５７に進み、シフトダウ
ン時補正点火時期Δａｄｖに０を代入し、さらに処理１
５８，１５９でそれぞれｉ（ｎ−１）にｉ，Timer に０
を代入して、図２０中の処理１３８に進む。処理１５２
でギア比ｒがＲｆ以下の場合は、まだ変速終了以前と判
断し、処理１６０に進んで現在の目標空燃比Ａ／Ｆに前
回の目標空燃比（Ａ／Ｆ）ｎ−１を代入して、図２０中
の処理１３８に進む。このように、運転性の点で、図１
７に示したシフトダウン時のエンジン制御は、変速終了
後に実行する方が良い。

【００２７】図２２に、図２０で用いた点火時期演算サ
ブルーチンの制御フローチャートを示す。まず、処理１
６１で空気流量Ｑａ，エンジン回転数Ｎｅの関数ｆ₁₂よ
り基本点火時期ａｄｖを演算する。そして、処理１６２
で処理１６１で求めたａｄｖと図２１で求まる補正点火
時期Δａｄｖの関数ｆ₁₄より点火時期Ａｄｖを演算す
る。

【００２８】図２３に、図２０で用いた燃料噴射幅演算
サブルーチンの制御フローチャートを示す。まず、処理
１６３で空気流量Ｑａ，エンジン回転数Ｎｅの関数ｆ₂
より基本燃料噴射幅Ｔｉを演算する。次に、処理１６４
で加速時等の燃料噴射幅Ｔｐ補正に用いるためのスロッ
トル開度の変化率ｄθ／ｄｔを演算する。さらに処理１
６５で処理１６３で求めたＴｉ，図２１で求まる目標空
燃比Ａ／Ｆ及びエンジン回転数Ｎｅの関数ｆ₅ より燃料
量補正値ＫＭＲを演算する。そして、処理166で空燃比
センサからの信号を空燃比に換算した空燃比信号（Ａ／
Ｆ）ｏ，基本燃料噴射幅Ｔｉ，処理１６４で求めたスロ
ットル開度の変化率ｄθ／ｄｔ及び処理１６５で求めた
燃料量補正値ＫＭＲからなる関数ｆ₆ により燃料噴射幅
Ｔｐを演算する。

【００２９】図２４から図２６に、空燃比変更時のＮＯ
ｘ低減制御手段を示す。図２４は空燃比とＮＯｘ濃度の
関係図である。現行のエンジンでは空燃比が１６程度で
NOx濃度が最も大きい。従来、空燃比１４.７ 以下で制
御されるため三元触媒でNOx低減が可能となっている。
しかし、希薄燃焼エンジンの場合は上記三元触媒でのＮ
Ｏｘ低減が不可能であり、酸化雰囲気でのＮＯｘ還元触
媒が必須となる。しかし、ＮＯｘ濃度低減のためには、
ＮＯｘ還元触媒の適用のみならず、エンジン自体のＮＯ
ｘ低減も重要でありＮＯｘ増大領域の回避が必要とな
る。

【００３０】図２５に、ＮＯｘ濃度低減のための制御タ
イムチャートを示す。まず、実線で示す空気流量が一定
の場合、空燃比変更のための演算燃料量が変化すると実
際シリンダに吸入される燃料量が図２５に示すように遅
れて変化する。これに伴い、空燃比が変化しＮＯｘ濃度
が増大する。しかし、破線で示すように、実際の燃料量
の変化と協調して空気流量を制御すると、ＮＯｘ増大領
域を回避することができ、空燃比変更時のＮＯｘ低減が
図れる。

【００３１】図２６に、空燃比変更時の空気流量制御の
制御フローチャートを示す。まず、処理１６７で、現在
の目標空燃比Ａ／Ｆ，前回の目標空燃比（Ａ／Ｆ）ｎ−
１，燃料噴射幅Ｔｐ，エンジン回転数Ｎｅ，吸気管内圧
力Ｐｍ及び水温Ｔｗを読み込む。次に、処理１６８に進
み、Ｎｅ，Ｔｐ，Ｐｍ及びＴｗの関数ｆ₁₉により、実際
のシリンダ内燃料量Ｑｆを推定する。処理１６９では上
記実際のシリンダ内燃料量Ｑｆに見合う目標空気流量Ｑ
ａｔを処理１６８で求めたＱｆ，Ａ／Ｆ及び（Ａ／Ｆ）
ｎ−１の関数ｆ₂₀により求める。そして、処理１７０
で、処理１６９で求めたＱａｔ，Ｎｅの関数ｆ₂₁でＩＳ
Ｃバルブ開度θｉを演算し、処理１７１で出力する。

【００３２】以上説明したごとく、本発明によれば、混
合気の空燃比が少なくとも理論空燃比及びこれより薄い
空燃比で制御される希薄燃焼エンジンを用いた自動車の
自動変速機の制御において、エンジントルクと走行速度
とに基づいて変速機の変速比を演算するので、発進加速
等のとき、運転者に違和感のないリニアな加速感を得る
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、希薄燃焼エンジンを用
いた自動車において、運転者の意図が的確に反映された
自動変速機の変速制御が確実に得られ、加速時に違和感
のないリニアな加速感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示し、エンジンの制御を
説明するブロック図である。

【図２】本発明の第二実施例を示し、図１に空気量制御
を付加した場合のブロック図である。

【図３】本発明の第一実施例及び第二実施例のシステム
構成図である。

【図４】リーンバーン（希薄燃焼運転）エンジンの特性
及びそれを用いた自動車の駆動力特性を示す図である。

【図５】従来の変速制御とリーンバーンエンジンとを組
み合わせた場合の駆動力特性を示す図である。

【図６】本発明の第一実施例及び第二実施例の変速制御
とリーンバーンエンジンとを組み合わせた場合の駆動力
特性を示す図である。

【図７】エンジントルク検出手段の実施例を示すブロッ
ク図である。

【図８】エンジントルク検出手段の実施例を示すブロッ
ク図である。

【図９】本発明の第一実施例の詳細制御ブロック図であ
る。

【図１０】本発明の第二実施例の詳細制御ブロック図で
ある。

【図１１】図９に示したブロック図の制御フローチャー
ト図である。

【図１２】図１０に示したブロック図の制御フローチャ
ート図である。

【図１３】空燃比領域を変化させた場合のエンジン特性
図の一例である。

【図１４】図１３に示した特性を変速線図上で示す変速
線図である。

【図１５】図１４に示す運転パターンのタイムチャート
図である。

【図１６】図１４に示す運転パターンのタイムチャート
図である。

【図１７】図１４に示す運転パターンのタイムチャート
図である。

【図１８】図１４に示す運転パターンのタイムチャート
図である。

【図１９】図１４に示す運転パターンの制御フローチャ
ート図である。

【図２０】図１４に示す運転パターンの制御フローチャ
ート図である。

【図２１】図１４に示す運転パターンの制御フローチャ
ート図である。

【図２２】点火時期演算サブルーチンの制御フローチャ
ート図である。

【図２３】燃料噴射幅演算サブルーチンの制御フローチ
ャート図である。

【図２４】空燃比変更時のＮＯｘ低減制御手段を示し、
空燃比とＮＯｘ濃度の関係図である。

【図２５】空燃比変更時のＮＯｘ低減制御手段を示し、
ＮＯｘ濃度低減のための制御タイムチャート図である。

【図２６】空燃比変更時のＮＯｘ低減制御手段を示し、
空気流量制御の制御フローチャート図である。

【符号の説明】

１…エンジン作動状態検出手段、２…エンジン回転数検
出手段、３…空燃比領域演算手段、４…燃料量演算手
段、５…燃料量制御手段、６…エンジントルク検出手
段、７…車速検出手段、８…変速比演算手段、９…変速
比制御手段、１７…エンジンパワートレイン制御ユニッ
ト、２１…自動変速機、３２…トルクセンサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の運転条件に応じて混合気の空燃
   比が少なくとも理論空燃比及びこれより薄い空燃比で内
   燃機関が制御され、 該内燃機関と走行駆動輪の間に設置された変速機が自動
   的に変速比を変えるものにおいて、前記内燃機関のエン
   ジントルクと走行速度とに基づいて前記変速機の変速比
   を演算し、該演算結果に基づいて前記変速機の変速比を
   制御することを特徴とする内燃機関の変速制御方法。
2. 【請求項２】請求項１の記載において、前記内燃機関が
   運転条件に応じて混合気の空燃比が少なくとも理論空燃
   比及びこれより薄い空燃比で制御された時、前記内燃機
   関のエンジントルクの低下分を空気流量を制御して補正
   することを特徴とする内燃機関の変速制御方法。
3. 【請求項３】運転条件に応じて混合気の空燃比が少なく
   とも理論空燃比及びこれより薄い空燃比で制御される内
   燃機関と、該内燃機関と走行駆動輪の間に設置され自動
   的に変速比を変える変速機と、内燃機関のエンジントル
   クと走行速度とに基づいて前記変速機の変速比を演算す
   る変速比演算手段と、該変速比演算手段による演算結果
   に基づいて前記変速機の変速比を制御する制御手段とよ
   り構成したことを特徴とする内燃機関の変速制御装置。
4. 【請求項４】請求項３の記載において、前記内燃機関が
   運転条件に応じて混合気の空燃比が少なくとも理論空燃
   比及びこれより薄い空燃比で制御された時、前記内燃機
   関のエンジントルクの低下分を空気流量を制御して補正
   する空気流量補正手段を設けたことを特徴とする内燃機
   関の変速制御装置。