(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関を駆動源とする機械式自動変速機を搭載した車両の出力制御装置を提供する。【解決手段】本発明の出力制御装置では、少なくともアクセル開度と内燃機関の回転数と車速とを検出する手段を備え、車両走行中にアクセルをダウンシフト変速するときに、アクセル開度の急変を判断することで内燃機関の出力を制御するか否かを判定する出力制御要否判定手段と、前記出力要否判定手段により内燃機関の出力を制御する必要があると判定された場合に、内燃機関が所定の回転上昇勾配値に達した時点から所定時間Ｔ１を経過後所定時間Ｔ２が経過する間における内燃機関の出力を抑制し、その後、解除する出力抑制手段と、アクセル開度の急変を判断したときには、アクセル踏込みの前後のアクセル開度を検出し、車速毎に内燃機関の出力抑制制御量を設定する出力抑制量設定手段と、を有する。【選択図】  図３
2011190702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を駆動源とする機械式自動変速機を搭載した車両の出力制御装置であって、少なくともアクセル開度と内燃機関の回転数と車速とを検出する手段を備え、
車両走行中にアクセルをダウンシフト変速するときに、
アクセル開度の急変を判断することで内燃機関の出力を制御するか否かを判定する出力制御要否判定手段と、
前記出力要否判定手段により内燃機関の出力を制御する必要があると判定された場合に、内燃機関が所定の回転上昇勾配値に達した時点から所定時間Ｔ１を経過後所定時間Ｔ２が経過する間における内燃機関の出力を抑制し、その後、解除する出力抑制手段と、
前記アクセル開度の急変を判断したときには、アクセル踏込みの前後のアクセル開度を検出し、車速毎に内燃機関の出力抑制制御量を設定する出力抑制量設定手段と、
を有する出力制御装置。
【請求項２】
前記出力抑制手段は、前記内燃機関の出力抑制を内燃機関の点火時期をリタードさせる制御構成である、請求項１に記載の出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機車両のエンジン制御装置、とりわけ機械式の自動変速機車両においてダウンシフト時の変速性能を向上させるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より機械式の自動変速機車両では、キックダウン時のショックとエンジンの吹き上がりとを防止するための種々の技術が開示されている。例えば、特許文献１では機械式の自動変速機の油圧回路で低速用オリフィスと高速用オリフィスとを並列に設け、オリフィス制御弁にスロットル圧を遅延回路を介してガバナ圧と対向させ、パワーオンキックダウン時とパワーオフキックダウン時のショックとエンジンの吹き上がりとを防止する油圧制御装置が開示されている。
【０００３】
また、上記油圧制御以外としてキックダウン時のショックを防止するためのエンジンの出力トルクを低減する制御方法もあり、この制御方法における種々の開示技術も存在する。例えば、特許文献２では自動変速機の変速時に算出した目標トルクに基づいて点火時期遅延制御（リタード制御）することで出力トルクを低下しショックを低減する電子制御構成が開示されている。また、特許文献３では機械式の自動変速機車両においてキックダウン時にスロットルバルブの最大開度をガードして出力トルクの増大を抑制する電子制御構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような油圧制御の場合、車速、キックダウン開始時のアクセル開度などあらゆる走行状態に対応してショックとエンジンの吹き上がりを防止することは困難であり、油圧回路も複雑化、大型化するという問題点もある。
【０００５】
また、特許文献２のような点火時期遅延制御を行う場合、点火時期を制御することでエンジンの出力トルクが低減され、ショックを防止することができる点では上記問題への解決方法の１つが開示されていると言えるが、上記問題のうちエンジンの吹き上がりを防止するという点については何ら開示されていない。さらに、特許文献３のような電子制御構成の場合、キックダウン時のエンジンの出力トルクの増大を抑制するという点の開示はなされているが、その抑制のタイミングまでの開示や示唆はなく、特にキックダウンの方法に応じた最適な制御方法を見出すには至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４６１８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２１３３９０号公報
【特許文献２】特開平１０−２３８６１８号公報
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、機械式自動変速機を搭載した車両においてどのようなキックダウンを実行するかにかかわらずキックダウン時のショックとエンジンの吹き上がりとを十分に低減することが可能な制御構成を有する出力制御装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内燃機関を駆動源とする機械式自動変速機を搭載した車両の出力制御装置を提供する。この出力制御装置は、少なくともアクセル開度と内燃機関の回転数と車速とを検出する手段を備え、車両走行中にアクセルをダウンシフト変速するときに、アクセル開度の急変を判断することで内燃機関の出力を制御するか否かを判定する出力制御要否判定手段と、前記出力要否判定手段により内燃機関の出力を制御する必要があると判定された場合に、内燃機関が所定の回転数に達した時点から所定時間Ｔ１を経過後所定時間Ｔ２が経過する間における内燃機関の出力を抑制し、その後、解除する出力抑制手段と、前記アクセル開度の急変を判断したときには、アクセル踏込みの前後のアクセル開度を検出し、車速毎に内燃機関の出力抑制制御量を設定する出力抑制量設定手段と、を有している。
【０００９】
本発明の出力制御装置によれば、内燃機関（以下、単に「エンジン」とも称する）を駆動源とする機械式自動変速機においてダウンシフト変速（キックダウン）の態様によらずショックや過度の吹き上がりを低減できる。その方法として本発明ではエンジンの点火時期を遅延することでエンジンの吹き上がり（回転数の上昇）や出力トルクの低減をする方法を採用する。さらに点火遅延制御の開始時間や終了時間、点火遅延制御による出力抑制制御量もアクセル開度や車速に応じて適正な出力抑制制御を実行することができる。特に機械式の自動変速機の場合、電磁バルブを使用しないためエンジンとの協調制御が困難であるため有利である。また、本発明によればアクセル開度等に応じて出力抑制制御も適正化できるためスロットル開度によってエンジン応答に差が出る過給器付きのエンジンを搭載する車両の自動変速機の場合も有利である。
【００１０】
また、上記出力抑制手段は、前記内燃機関の出力抑制を内燃機関の点火時期をリタードさせる制御構成であることが好ましい。
【００１１】
上記出力抑制手段は、例えば、リタード制御、電子スロットル制御、スロットルバイパス制御、給排気タイミング制御（所謂ＶＶＴ）等が考えられる。しかしながら、前述するように過給器付きの自動変速機などへの適用を考えるとエンジン応答性能が良く、出力抑制手段解除後の走行性能を確保し得るリタード制御を採用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、機械式の自動変速機を搭載した車両においてどのようなキックダウンを実行するかにかかわらずキックダウン時のショックとエンジンの吹き上がりとを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の出力制御装置での制御状況の一例を示すタイムチャートである。
【図２】従来の出力制御装置での制御状況を示すフローチャートである。
【図３】本発明の出力制御装置での制御状況を示すフローチャートの一例である。
【図４】シフトダウン開始前後のスロットル開度を示したグラフである。
【図５】本発明の出力制御装置の実施形態の主な制御構成を示したブロック図である。
【図６】リタード開始時間Ｔ１、リタード実行時間Ｔ２、リタード量等の関係表のイメージ図であり、（ａ）は従来の出力制御装置の場合、（ｂ）は本発明の出力制御装置の一例の場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
従来の出力制御について
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
まず、図１は従来の出力制御装置での制御状況の一例を示すタイムチャートであり、その従来の制御状況を示すフローチャートである。
【００１５】
図１では、過給器付きエンジンを有する車両のキックダウン時における従来の出力制御のタイムチャートが示されており、具体的には代表的な出力制御としてのリタード制御を示している。上述するようにリタード制御とは、エンジンの点火時期を遅らせることによってエンジンの出力軸トルクを低減する出力抑制制御方法であり、周知の制御方法である。図１では上から順に（１）スロットル開度、（２）点火時期、（３）エンジン回転数（「ＥＮＧ回転数」と表示）、（４）出力トルク（＝車体加速度）、（５）Ａ／Ｔクラッチ油圧のタイムチャートが示されている。
【００１６】
まずはパワーオフキックダウンの場合について説明する。図１においてパワーオフキックダウンはそれぞれの（１）〜（５）の下段に示されている。パワーオフキックダウンはアクセルオフの状態でアクセルを踏み込むケースであり、図１の「（１）スロットル開度」に示すようにアクセルが踏み込まれスロットル開度が０％〜１００％に急上昇する。その後、「（３）ＥＮＧ回転数」に示すようにエンジンの回転数が上昇していく。そしてエンジン回転数の上昇勾配が所定値以上に達すると（所定値に達した位置としての参照符号ｒ１参照）、リタード制御が実行される。リタード制御が実行されると「（２）点火時期」に示すようにディレイ時間Ｔ１経過後にリタードが開始され、時間Ｔ２経過後に終了する。
【００１７】
この場合、「（３）ＥＮＧ回転数」に示すようにエンジン回転数の上昇、すなわちエンジンの噴き上がりが防止されていることがわかる。また、「（４）出力トルク」を参照すれば実線で示すｎ１でもリタード制御によってエンジンの出力トルクの急激な上昇が抑制されていることがわかる。ここで実線ｎ１から分岐して急激に上昇する点線ｎ１´が示されているが、これはリタード制御をしない場合の出力トルクを示している。したがって、リタード制御を実行することによりショックが低減されていることがわかる。なお、「（５）Ａ／Ｔクラッチ油圧」にも表示されているが機械式の自動変速機で３速から２速にシフトダウンするときの係合側のクラッチの押し上げでショックは発生するものである。
【００１８】
次に、パワーオンキックダウンの場合について説明する。図１でパワーオンキックダウンはそれぞれの（１）〜（５）の上段に示されている。パワーオンキックダウンはアクセルオンの状態でさらにアクセルを踏み込むケースであり、図１の「（１）スロットル開度」に示すようにアクセルが踏み込まれスロットル開度がａ％〜１００％に上昇する（踏込み前のアクセル開度がａ％の場合）。その後、「（３）ＥＮＧ回転数」に示すようにエンジンの回転数が上昇していくが、パワーオフキックダウンの場合よりエンジン回転数が早期に上昇する。これは過給器付きエンジンではパワーオフキックダウンよりもパワーオンキックダウンの方がエンジン回転数上昇へのレスポンスが早い、すなわちエンジンの吹き上がりが早いという特性によるものである。
【００１９】
再び「（３）ＥＮＧ回転数」に戻れば、エンジンの上昇勾配がパワーオフキックダウンと同一の上昇勾配値である所定値以上に達すると（所定値に達した位置としての参照符号ｒ２参照）、リタード制御が実行される。リタード制御が実行されると「（２）点火時期」に示すようにディレイ時間Ｔ１経過後にリタードが開始され、時間Ｔ２経過後に終了する。この時間Ｔ１、Ｔ２ともに定時間であり、パワーオフキックダウンと同一である。
【００２０】
しかしながら、エンジンの吹き上がりはリタード制御を実行しても大きく低減されていない。これは「（３）ＥＮＧ回転数」においてリタード制御を実行した実線ｒｐの場合とリタードを実行しない点線ｒｐ´の場合とで大きなエンジン回転数抑制ができていないことからも理解される。パワーオンキックダウンと同程度にエンジン回転数を抑制するには回転数Ｒ分を抑制制御する必要がある。また、「（４）出力トルク」においても一点鎖線で示すｎ２ようにパワーオンキックダウンの場合、リタード制御によってエンジンの出力トルクの上昇があまり抑制されていないことがわかる。一点鎖線ｎ２から分岐した点線ｎ２´がリタード制御をしない場合の出力トルクを示しているが、パワーオフキックダウンと同様のリタード制御を実行するのではショックが低減されていないことがわかる。したがって、キックダウンの態様を問わず同一のリタード制御を実行するのでは十分ではないことが理解されよう。
【００２１】
次に従来の出力装置の制御方法を図２のフローチャートにより説明する。まず、自動変速機の変速段の判定が行われる（Ｓ１１０）。この判定は車速、スロットル開度、エンジンの回転数（ＥＮＧ回転）等に基づいて行われる。次にスロットル開度ＴＡが所定値以上になっているか否かが判断される（Ｓ１１９）。所定値以上になっている場合は、次にエンジン回転の上昇勾配（Ｎ／Δｔ）が所定値以上になっているかを判定する（Ｓ１２０）。例えば、図１では「（３）ＥＮＧ回転数」において参照符号ｒ１、ｒ２を記してあるときがエンジン回転の上昇勾配が所定値（定数）以上になるときである。エンジン回転の上昇勾配が所定値以上である場合には、ディレイ時間Ｔ１が設定され、時間Ｔ１経過後にリタードが開始される（Ｓ１２２）。具体的にはリタード制御Ｓ１２２で設定される時間Ｔ１は予め設定された定数であるが、リタード（遅角）量はエンジン回転数やスロットル条件から決定される。また、リタードが開始されて時間Ｔ２が経過するとリタードは終了する（Ｓ１２４）。このＴ２も予め設定された定数である。
【００２２】
図６（ａ）を参照すれば、設定されるリタード量（deg＝度）と車速との関係表のイメージが示されている。まず、時間Ｔ１、Ｔ２は定数である。また、車速(km/h)＝Ｖ１km/h、Ｖ２km/h、Ｖ３km/hそれぞれに対応するリタード（遅角）量は、それぞれθ１度、θ２度、θ３度であり、図６（ａ）の例の場合は車速に応じてリタード量が決定されることとなる。したがって、キックダウンの差に応じてリタード量や時間が変化することはなく、図１の説明でも上述したように特に過給器付きの車両でも機械式自動制御装置の場合、アクセル開度とのレスポンスが速いパワーオンキックダウン時のエンジンの吹き上がりやショックを低減することはできない。
【００２３】
本発明の出力制御装置について
次に本発明の出力制御装置の実施形態の一つについて説明する。
図３には本発明の出力装置の制御方法の一例が示されている。また、図４はシフトダウン開始前後のスロットル開度を示したグラフであり、図５では本発明の出力制御装置の実施形態の主な制御構成を表すブロック図が示されている。図５に示すように本発明の出力制御装置１は、概ね出力制御要否判定手段２と出力制御量設定手段５と出力制御手段（本実施形態ではリタード抑制手段）６とで構成されている。
【００２４】
また、図３のフローチャートにより説明すれば、まず自動変速機の変速段の判定が行われる（Ｓ１０）。この判定は車速、スロットル開度、エンジンの回転数（ＥＮＧ回転）等に基づいて行われる。次に出力制御要否判定手段２の踏み込み判定手段３による踏み込み判定が行われる（Ｓ１２）。具体的には急激なアクセル踏み込みが実行されたか否かを判定しており、スロットル開度ＴＡ／Δｔ＞所定値（定数）の条件を満たすか否かを判定する。ここで急激なアクセル踏み込みが実行された、すなわちＴＡ／Δｔ＞所定値に該当すれば次の判定を実行する。
【００２５】
次に出力制御要否判定手段２のシフトダウン判定手段４（図５参照）によりシフトダウンがなされたか否かを判定する（Ｓ１４）。この判定は、車速、スロットル開度ＴＡに基づいてシフトダウン変速が判定される。シフトダウンがなされたと判定がされると次に出力制御量設定手段５によりキックダウンの態様ごとの出力制御量が設定される。まず、最初にシフトダウン直後のスロットル開度（ＴＡ１）の算出処理が実行される（Ｓ１６）。これはシフトダウン判定（Ｓ１４）がなされた時点から算出する。
【００２６】
図４を参照すれば図１の「（１）スロットル開度（ＴＡ）」におけるキックダウン時に相当する時点を拡大したグラフ図である。車速やスロットル開度（ＴＡ）からシフトダウンが実行されたと判定された場合（Ｓ１４）、これをシフトダウン開始点と設定する。次に踏み込み判定手段３でも常に検出している踏み込み度合ＴＡ／Δｔが急激に増加し始めた時点からこのシフトダウン開始点までの時間Ｔｓを設定する。この設定されたシフトダウン開始点から時間Ｔｓを減算した時点でのスロットル開度ＴＡ１を
ＴＡ１＝シフトダウン開始点−Ｔｓ時間分減じた時点のスロットル開度（ＴＡ）
として算出する（Ｓ１６）。
【００２７】
また、このシフトダウン開始点からの所定時間Ｔｅは車速毎に設定する。この設定されたシフトダウン開始点に時間Ｔｅを加算した時点でのスロットル開度ＴＡ２を
ＴＡ２＝シフトダウン開始点＋Ｔｅ時間分加算した時点のスロットル開度（ＴＡ）
として算出する（Ｓ１８）。
【００２８】
次に再び図３に戻れば、スロットル開度ＴＡが所定値以上になっているか否かが判断される（Ｓ２０）。所定値以上になっている場合は、次にエンジン回転の上昇勾配（Ｎ／Δｔ）が所定値以上になっているかを判定する。例えば、従来の出力制御装置で説明したように図１の「（３）ＥＮＧ回転数」において参照符号ｒ１、ｒ２を記してあるときがエンジン回転の上昇勾配が所定値（定数）以上になるときである。エンジン回転の上昇勾配が所定値以上である場合には、出力制御量設定手段４でディレイ時間Ｔ１が設定され、出力制御手段５は時間Ｔ１経過後にリタード制御を開始する（Ｓ２２）。リタード制御Ｓ２２で設定される時間Ｔ１やリタード（遅角）量は車速やＳ１６、Ｓ１８で算出されたスロットル開度ＴＡ１、ＴＡ２からなるマップで決定される。次に出力制御手段５はリタード制御が開始されて時間Ｔ２が経過するとリタードを終了させる（Ｓ２４）。この時間Ｔ２も車速、ＴＡ１、ＴＡ２からなるマップで決定される。
【００２９】
上記Ｓ２２、Ｓ２４に実行する時間Ｔ１、Ｔ２やリタード量の決定のために用いるマップについて言及する。図６（ｂ）を参照すれば、本発明の出力制御装置において決定されるＴ１と車速、スロットル開度ＴＡ１、ＴＡ２とリタード量（deg＝度）との関係マップのイメージが示されている。まず、ダウンシフト前後のスロットル開度ＴＡ１、ＴＡ２が設定されると図６（ｂ）の左図に示すようにこのＴＡ１、ＴＡ２と車速とに対応するＭＡＰ位置が設定される。
【００３０】
例えば、ＴＡ１＝α１％、ＴＡ２＝β２％であり、車速＝ｖ１Km/hのときに該当するのはＭＡＰ２である。このとき右図を参照すればＭＡＰ２の場合のリタード(遅角)量とディレイ時間Ｔ１が決定され、ＭＡＰ２の場合、リタード量＝θ２ｉ度、ディレイ時間Ｔ１＝ｔ２ｉ（制御上の時間単位 ）となる。また、ＴＡ１＝αｎ％、ＴＡ２＝β１％、車速＝ｖ１Km/hのときに該当するのはＭＡＰ３である。このとき右図からＭＡＰ３におけるリタード(遅角)量とディレイ時間Ｔ１を見ると、ＭＡＰ３の場合、リタード量＝θ３ｉ度、ディレイ時間Ｔ１＝ｔ３ｉ（制御上の時間単位 ）となる。また、時間Ｔ２については図示しないが、別途設定された同様のマップから決定される。
【００３１】
したがって、本発明の出力制御装置の場合、キックダウンに応じて最適なリタード量や時間Ｔ１、Ｔ２で制御実行することができ、特に過給器付きの車両の機械式自動制御装置の場合でも、アクセル開度とのレスポンスが速いパワーオンキックダウン時のエンジンの吹き上がりやショックを低減することができる。
【００３２】
以上、本発明の出力制御装置によれば、リタード制御に限られず他のエンジンの点火遅延制御、例えば、電子スロットル制御、スロットルバイパス制御、給排気タイミング制御（ＶＶＰ）等で出力抑制を行うこともできる。以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の出力制御装置はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の精神と教示との範囲を逸脱しない他の変形例と改良例とが存在することは当業者に明白であろう。
【符号の説明】
【００３３】
１  出力制御装置
２  出力制御要否判定手段
３  シフトダウン判定手段
４  出力制御量設定手段
５  出力制御手段（リタード制御）
【図１】
2011190702.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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