(57)【要約】【課題】  自動変速機が結合された車両用の火花点火式内燃機関において、停車アイドル運転中に駆動レンジでも非駆動レンジでも同じように目標回転数に到達できるように点火時期で回転数をフィードバック制御すること。【解決手段】  停車中のアイドル運転時に点火時期により回転数のフィードバック制御をおこなう。シフトセレクタ（４０）が駆動レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）にある場合にはフィードバックゲインを大きくし、非駆動レンジ（Ｐ、Ｎ）にある場合にはフィードバックゲインを小さくする。シフトセレクタのシフト中は制御を中止する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機が結合された車両用の火花点火式内燃機関であって、自動変速機が停車中に機関への負荷が異なる駆動レンジと非駆動レンジとを切り換え可能なものにおいて、
停車アイドル運転中の機関回転数を点火時期により目標回転数にフィードバック制御するアイドル回転数制御装置を備え、
アイドル回転数制御装置の駆動レンジにおけるフィードバックゲインと非駆動レンジにおけるフィードバックゲインとが異なる値に設定される、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
駆動レンジの負荷が非駆動レンジにおける負荷よりも大きく、駆動レンジにおけるフィードバックゲインが非駆動レンジにおけるフィードバックゲインよりも大きく設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
目標回転数への収束速度が同じになるように、駆動レンジにおけるフィードバックゲインと非駆動レンジにおけるフィードバックゲインが設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
駆動レンジのアイドル回転数と非駆動レンジのアイドル回転数が異なる値に設定されている、ことを特徴とする請求項１の内燃機関。
【請求項５】
駆動レンジと非駆動レンジの切り換え動作中はフィードバック補正量を一定値とする、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機が結合された車両用の火花点火式内燃機関に関し、特には、そのアイドル回転数を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の機関始動時、特に冷間始動時には燃焼の悪化が生じやすく機関回転数が不安定になる場合がある。燃焼が悪化すると排気エミッションの悪化、回転数不安定による振動の発生等が生じる。このため、機関始動時に燃焼の悪化を防止して機関回転数を安定させるための制御装置が各種提案されている。例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
ところで、現在では車両用の機関はトルクコンバータ付きの自動変速機と組み合わせて使用されることが非常に多い。自動変速機は、一般的にＰ（パーキング），Ｒ（後退），Ｎ（ニュートラル），Ｄ（ドライブ、前進、１速→２速→３速→４速（４速はオーバー・ドライブ付きの場合）），２（前進、１速→２速），１（１速）の複数のレンジを有する。
通常、始動はＰレンジでおこなわれ、その後、運転者は発進に備えて、Ｄレンジ、あるいは、Ｒレンジにシフトする。
ここでは、Ｐ、Ｎレンジを非駆動レンジと呼び、Ｒ、Ｄ、２、１を駆動レンジと呼ぶ。
【０００４】
駆動レンジは車両の制動を解除し、アクセル・ペダルを踏込めば走行できる状態であって、自動変速機の内部で動力伝達は断たれておらずトルクコンバータのタービンは停止したタイヤに接続され、トルクコンバータのインペラは機関の出力軸に接続されている。したがって、機関はトルクコンバータのインペラとタービンの間の流体摩擦による負荷に抗して所定の回転数を維持するように燃料噴射量と点火時期が設定されている。
【０００５】
一方、車両停車中の非駆動レンジでは自動変速機の内部で動力伝達は断たれていて、機関はトルクコンバータを介して動力伝達が断たれる手前の変速歯車群を回転抵抗による負荷に抗して所定の回転数を維持するように燃料噴射量と点火時期が設定されている。
【０００６】
上記の駆動レンジにおける負荷と非駆動レンジにおける負荷を比較すると、駆動レンジにおける負荷の方が大きい。したがって、駆動レンジにおけるアイドル回転の方が、非駆動レンジにおけるアイドル回転よりも多量の混合気を燃焼している。その結果、同じ量だけ点火時期を変更せしめた場合の回転数の変化は駆動レンジの方が非駆動レンジよりも小さい。すなわち、駆動レンジの方が点火時期の変更に対する感度が悪い。
【０００７】
したがって、駆動レンジと非駆動レンジで同じ量だけ点火時期を変更した場合に、非駆動レンジの方が駆動レンジよりも回転数が大きく変化する。その結果、例えば、駆動レンジから非駆動レンジに切り換えた場合に、点火時期の変更による回転数の変化が駆動レンジの場合よりも大きくなって運転者に違和感、あるいは、不快感を与える可能性がある。
ところが、上記特許文献１の装置では、回転数の変化のさせ方については色々と説明されているが上述の問題に着目しておらず、その解決方法も開示していない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９０８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み、自動変速機が結合された車両用の火花点火式内燃機関において、停車アイドル運転中に駆動レンジでも非駆動レンジでも同じように目標回転数に到達できるように点火時期で回転数をフィードバック制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明によれば、自動変速機が結合された車両用の火花点火式内燃機関であって、自動変速機が停車中に機関への負荷が異なる駆動レンジと非駆動レンジとを切り換え可能なものにおいて、停車アイドル運転中の機関回転数を点火時期により目標回転数にフィードバック制御するアイドル回転数制御装置を備え、
アイドル回転数制御装置の駆動レンジにおけるフィードバックゲインと非駆動レンジにおけるフィードバックゲインとが異なる値に設定される、内燃機関が提供される。
このように構成される内燃機関では駆動レンジにおけるフィードバックゲインと非駆動レンジにおけるフィードバックゲインとが異なる値に設定することが可能であるので停車アイドル運転中に駆動レンジでも非駆動レンジでも同じように目標回転数に到達できるようにすることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、駆動レンジの負荷が非駆動レンジにおける負荷よりも大きく、駆動レンジにおけるフィードバックゲインが非駆動レンジにおけるフィードバックゲインよりも大きく設定されている、内燃機関が提供される。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、目標回転数への収束速度が同じになるように、駆動レンジにおけるフィードバックゲインと非駆動レンジにおけるフィードバックゲインが設定されている、内燃機関が提供される。
このように構成される内燃機関では駆動レンジと非駆動レンジで目標回転数への収束速度が同じにされる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明において、駆動レンジのアイドル回転数と非駆動レンジのアイドル回転数が異なる値に設定されている、内燃機関が提供される。
【００１４】
請求項５の発明によれば、請求項１発明において、駆動レンジと非駆動レンジの切り換え動作中はフィードバック補正量を一定値とする、内燃機関が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
各請求項に記載の発明は、自動変速機が結合された車両用の火花点火式内燃機関であって、自動変速機が停車中に機関への負荷が異なる駆動レンジと非駆動レンジとを切り換え可能なものであるが、停車アイドル運転中の機関回転数を点火時期により目標回転数にフィードバック制御するアイドル回転数制御装置を備え、アイドル回転数制御装置の駆動レンジにおけるフィードバックゲインと非駆動レンジにおけるフィードバックゲインとが異なる値に設定される。したがって、停車アイドル運転中に駆動レンジでも非駆動レンジでも同じように目標回転数に到達できるようにすることができる。
特に、請求項３の発明のようにすれば、駆動レンジと非駆動レンジで目標回転数への収束速度が同じにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
内燃機関（以下、単に機関という）１０は火花点火式であって点火栓１１を備えている。点火栓１１にはコイル１１’から高圧電流が供給される。１２はクランク角センサであってクランク角センサ１２の信号に基き回転数NEが算出される。機関１０の各気筒
１０Ｃには吸気管１３を介して空気が供給される。１４はスロットル弁であり、１５はアイドル時に空気を供給するＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）である。
スロットル弁１４はスロットルモータ１４ａにより駆動されて開度を変更し、開度はスロットル開度センサ１４ｂにより検出される。
【００１７】
機関１０の出力軸１９はトルクコンバータ２０のインペラ２１に接続され、インペラ２１にはタービン２２が流体接続され、タービン２２には自動変速機３０の入力軸３１が接続されている。
自動変速機３０の入力軸３１は破線で示す変速歯車群３２を介して出力軸３３に接続され、出力軸３３には図示しないタイヤが結合されている。変速歯車群３２は、遊星歯車装置３２ｐを含んでいる。出力軸３３に隣接して車速センサ３４が取り付けられている。
【００１８】
１００は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）であって、ＥＣＵ１００は入力ポート１０１、出力ポート１０２、ＣＰＵ１０３、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５等を共通バスで相互に接続してなる。ＥＣＵ１００には各センサの検出した信号が入力され、本発明に関わる制御をおこなう制御信号が各アクチュエータ類に送出される。
【００１９】
５０はアクセルペダルであって、アクセルペダル５０を踏込むと踏込み量に応じた信号電流を発生するアクセル開度センサ５０’が付設されていて、アクセル開度センサ５０’の出力がＥＣＵ１００に送られＥＣＵ１００からスロットルモータ１４ａに信号が送られてアクセルペダル５０の踏込み量に応じてスロットルバルブ１４ａが開かれる。５１はブレーキペダルであって、ブレーキペダル５１を踏込むと信号電流を発生するブレーキスイッチ５１’が付設されている。
【００２０】
４０は自動変速機の変速段を選択するシフトセレクタであって、シフトセレクタ４０はＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，１の６つ（あるいは、Ｄにオーバードライブが付設されて７つ）のレンジを有する。
ＰレンジとＮレンジでは、自動変速機３０の入力軸３１は空転せしめられ、入力軸３１から出力軸３３への動力伝達は断たれ、機関１０はアイドル回転する。
【００２１】
Ｒレンジ、Ｄレンジ，２レンジ，１レンジでは入力軸３１から出力軸３３への動力伝達可能な状態にされ、車両を制動させアクセルペダル５１が踏込まれていなければ機関１０はアイドル回転する。車両の制動を解除しアクセルペダル５１が踏込まれるとＲレンジでは後退走行し、Ｄレンジ，２レンジ，１レンジでは前進走行する。
【００２２】
車両停車中の駆動レンジでは前述のように変速歯車群３２内で動力伝達は断たれないのでトルクコンバータ２０のタービン２２は停止したタイヤに接続されている。一方、トルクコンバータ２０のインペラ２１は機関１０の出力軸１３に接続されている。したがって、機関１０はトルクコンバータ２０のインペラ２１とタービン２２の間の流体摩擦による負荷に抗して所定の回転数を維持するように燃料噴射量と点火時期が設定されている。
【００２３】
一方、車両停車中の非駆動レンジでは前述のように変速機３０の入力軸３１は空転し、機関１０はトルクコンバータ２０を介して入力軸３１（含む入力軸３１に取り付けられている要素群）を回転駆動する。したがって、機関１０は入力軸３１を回転せしめる際の回転抵抗に抗して所定の回転数を維持するように燃料噴射量と点火時期が設定されている。
【００２４】
上記の駆動レンジにおけるアイドル回転数を第１アイドル回転数、負荷を第１アイドル負荷と呼び、また、非駆動レンジにおけるアイドル回転数を第２アイドル回転数、負荷を第２アイドル負荷と呼ぶ。そして、以下のように設定されている。
第１目標アイドル回転数＜第２目標アイドル回転数
第１アイドル負荷＞第２アイドル負荷
【００２５】
以下、上記のように基本構成されている本発明の実施の形態の制御について説明する。
初めに、この制御の考え方を説明するが、この制御は車両停止中のアイドル運転時に、点火時期を調整して目標の回転数となるように回転数をフィードバック制御するものであるが、駆動レンジと非駆動レンジで目標回転数への収束速度が同じになるようにする。
【００２６】
図２は、回転数を目標値に向けて増加させる場合を、斜面の登攀に例えて示しており、斜面の高度差が回転数差に相当し、荷物の大きさが負荷の大小に相当する。駆動レンジは負荷が大きいので大きな荷物を背負う場合に相当し、非駆動レンジでは負荷が小さいので傾斜が小さな荷物を背負う場合に相当する。
非駆動レンジの目標回転数は駆動レンジの目標回転数より大きいが同じ回転数差で比較する。
【００２７】
収束速度を同じにするには同じ高度差（＝回転数偏差）を同じ登高速度（＝回転数の上昇率）で登攀しなければならない。すると、荷物が大きい場合は大きな体力を必要とし、荷物が小さければ小さな体力でよい。この体力に相当するのがフィードバックゲインである。したがって、駆動レンジでは大きなフィードバックゲインとされ非駆動レンジでは小さなフィードバックゲインとされる。
【００２８】
図３は上記にもとづいて実行される本発明の実施の形態のフローチャートである。
ステップＳ１では各パラメータ、例えば、回転数、車速、シフトポジション等を読み込む。
ステップＳ２では点火時期フィードバック制御を実行してよいか、否か、を判定する。  以下の（１）〜（２）を同時に満足すれば肯定判定され、一つでも満足できなければ否定判定される。
（１）車両が停止中であること。これは、車速センサ３４の検出値が所定値以下であることにより判定される。
（２）アクセル踏込み量がゼロであること。これはアクセル開度センサ５０’の検出値で判定される。
【００２９】
ステップＳ２で肯定判定された場合はステップＳ３に進み、ステップＳ３で回転数偏差ΔNEをΔNE＝NEREF−NEで算出する。NEREFは目標回転数であり駆動レンジである場合と非駆動レンジである場合について、それぞれ、冷却水温TWに応じて図４に示すようなマップに記憶されている。ステップＳ２で否定判定された場合はステップＳ１２でオープン制御、すなわち、フィードバック制御しないという指令を出して終了する。
【００３０】
ステップＳ４では駆動レンジから非駆動レンジへ、あるいは、非駆動レンジから駆動レンジへのシフトチェンジ後の経過時間tshiftが予め定めた所定値taより大きいか、否か、を判定する。肯定判定された場合はステップＳ５に進み、否定判定された場合はステップＳ１１に進み、ステップＳ１１でフィードバック補正量NEFBCORRをホールドする指令を出して終了する。このステップＳ１１は請求項５に対応しシフトセレクタ４０の作動中はフィードバック補正量の変更をおこなわないようにするものである。
【００３１】
ステップＳ５では非駆動レンジであるか、否か、を判定する。
ステップＳ５で肯定判定された場合はステップＳ６に進んで非駆動レンジ用のゲインGNを読み込み、ステップＳ７ではフィードバック補正量FBCORRを算出するためのゲインGをステップＳ６で読み込んだゲインGNに置き換えてステップＳ１０に進む。
ステップＳ５で否定判定された場合はステップＳ８に進んで駆動レンジ用のゲインGDを読み込み、ステップＳ９ではフィードバック補正量FBCORRを算出するためのゲインGをステップＳ８で読み込んだゲインGDに置き換えてステップＳ１０に進む。
ゲインGN、ゲインGDは、それぞれ、単位回転数差当たりの点火進角量として図５に示すようなマップでＥＣＵ１００に記憶されている。
【００３２】
ステップＳ１０ではステップＳ７、Ｓ９で得たゲインGをステップＳ３でもとめたΔNEに乗算してフィードバック補正量NEFBCORRを算出して終了する。
本発明の実施の形態は上記のように構成され作用し、目標回転数に同じ収束速度で到達できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、自動変速機が結合された車両用の火花点火式内燃機関であって、自動変速機が停車中に駆動レンジと非駆動レンジとを切り換え可能で、駆動レンジの方が非駆動レンジよりも内燃機関にかかる負荷が大きく、停車アイドル運転中の機関回転数を点火時期により目標回転数にフィードバック制御するものに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態の構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態の制御の考え方を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図４】目標回転数のマップである。
【図５】駆動レンジのフィードバックゲインと非駆動レンジのフィードバックゲインの例を示すマップである。
【符号の説明】
【００３５】
１１    点火栓
１５    ＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）
２０    トルクコンバータ
２１    インペラ
２２    タービン
３０    自動変速機
３１    入力軸
３２    変速歯車群
３３    出力軸
４０    シフトセレクタ
４１    シフトポジションセンサ
５０    アクセルペダル
５１    ブレーキペダル
【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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