(57)【要約】【課題】ダウンシフトの際に発生するショックを低減でき、かつダウンシフトの開始から完了までのトルクの立ち上がりを鋭くできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】自動変速機５が設けられた内燃機関２に適用され、ダウンシフトが自動変速機５にて行われる際にダウンシフトが完了する変速タイミングを推定し、ダウンシフトの前後に生じ得る自動変速機５の出力トルク差を推定し、変速タイミングにおける内燃機関２の駆動系との共振を抑制できる内燃機関の機関要求トルクを出力トルク差に基づいて算出し、かつ変速タイミングに達したことを条件として、機関要求トルクが内燃機関１のクランク軸から出力されるように燃料噴射量を制御する。【選択図】図１
2008138543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に連結されて互いに大きさの異なる複数の変速比に切り替え可能な自動変速機が設けられた内燃機関に適用され、
前記変速比が小さいものから大きなものへ切り替えられるダウンシフトが前記自動変速機にて行われる際に前記ダウンシフトが完了する変速タイミングを推定する変速タイミング推定手段と、前記ダウンシフトの前後に生じ得る前記自動変速機の出力トルク差を推定する出力トルク差推定手段と、前記変速タイミングにおける前記内燃機関の駆動系との共振を抑制できる前記内燃機関の機関要求トルクを前記出力トルク差に基づいて算出する機関要求トルク算出手段と、前記変速タイミングに達したことを条件として、前記機関要求トルク算出手段が算出した前記機関要求トルクが前記内燃機関の前記出力軸から出力されるように前記内燃機関を制御する機関制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記自動変速機は、前記内燃機関の前記出力軸に連結されるポンプと、前記ポンプに組み合わされるタービンとを備えたトルクコンバータを介して前記内燃機関の前記出力軸に連結され、
前記変速タイミング推定手段は、前記ダウンシフトの開始から完了までの過程で、前記自動変速機の出力回転速度に前記ダウンシフト後の変速比を乗じた目標回転速度と前記タービンのタービン回転速度との差として与えられる余裕回転速度を、前記目標回転速度及び前記タービン回転速度のそれぞれの時間変化を考慮して予測する余裕回転速度予測手段と、前記余裕回転速度予測手段が予測した前記余裕回転速度が所定値以下になったタイミングを前記変速タイミングとして特定する変速タイミング特定手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記駆動系の共振周波数を前記変速比毎に記憶する共振周波数記憶手段を更に備え、
前記機関要求トルク算出手段は、前記ダウンシフト後の変速比における前記共振周波数に相当する成分が除かれるように、前記共振周波数記憶手段の記憶内容に基づいて前記機関要求トルクを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記機関要求トルク算出手段は、前記出力トルク差に対応する前記自動変速機の変速機要求トルクを算出する変速機要求トルク算出手段と、前記変速機要求トルク算出手段が算出した前記変速機要求トルクを前記機関要求トルクに換算する換算手段とを有し、
前記変速機要求トルク算出手段は、前記ダウンシフト後の変速比における前記共振周波数に相当する成分が除かれるように、前記共振周波数記憶手段の記憶内容に基づいて前記変速機要求トルクを算出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記変速機要求トルク算出手段は、前記出力トルク差から前記ダウンシフト後の変速比における前記共振周波数に相当する成分を除くことにより前記変速機要求トルクの変化量を算出し、その変化量を前記変速機の現在の出力トルクに加算することにより前記変速機要求トルクを算出することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記余裕回転速度予測手段は、所定の周期の演算タイミングにて前記余裕回転速度を逐次予測するように構成され、かつ、今回の演算タイミングにおける前記目標回転速度をＮｏＳｆｔ、今回の演算タイミングにおける前記タービンの回転速度をＮｔ、前記目標回転速度の前回の演算タイミングから今回の演算タイミングまでの時間変化をΔＮｏＳｆｔ、前記タービンの回転速度の前回の演算タイミングから今回の演算タイミングまでの時間変化をΔＮｔ、前記内燃機関の負荷が大きいほど大きな値に設定される１以上の係数をα、前記余裕回転速度をＮｍａｒｇとした場合、次式
Ｎｍａｒｇ＝ＮｏＳｆｔ−Ｎｔ−α（ΔＮｔ−ΔＮｏＳｆｔ）
にて前記余裕回転速度を予測することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記出力トルク差推定手段は、前記内燃機関の前記出力軸から出力される機関出力トルクに前記ダウンシフトの前後における前記変速比の差を乗じることにより前記出力トルク差を推定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の出力軸に連結されて互いに大きさの異なる複数の変速比に切り替え可能な自動変速機が設けられた内燃機関に適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機を備えた内燃機関の制御装置として、自動変速機の出力回転速度にダウンシフト後の変速比を乗じ、かつこれから内燃機関の負荷の変化率が大きいときに大きく、その変化率が小さいときに小さく設定される所定値を減じたものが内燃機関の回転速度以上になった時から内燃機関のトルク低減制御を行うものが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１３５２６３号公報
【特許文献２】特開２００３−４１９８７号公報
【特許文献３】特開平８−２３２６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のトルク低減制御は、内燃機関のトルクを上述したタイミングで一旦低下させ、そこから所定時間後にトルクを元に戻す操作を行うことにより、ダウンシフトの際に発生するショックを緩和する。ダウンシフトの際に発生するショックはダウンシフトの際のトルク変化に伴う内燃機関の駆動系の共振が主要因と考えられるため、その共振を抑制できる限度で内燃機関のトルクを制御すればよい。しかし、特許文献１のトルク低減制御は、そのような共振を考慮したものではないので、ダウンシフトの際にトルクを過度に低下させるおそれがある。その結果、ダウンシフトの際のショックは緩和できるものの、ダウンシフト開始から完了までのトルクの立ち上がりが鈍くなるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、ダウンシフトの際に発生するショックを低減でき、かつダウンシフトの開始から完了までのトルクの立ち上がりを鋭くできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の出力軸に連結されて互いに大きさの異なる複数の変速比に切り替え可能な自動変速機が設けられた内燃機関に適用され、前記変速比が小さいものから大きなものへ切り替えられるダウンシフトが前記自動変速機にて行われる際に前記ダウンシフトが完了する変速タイミングを推定する変速タイミング推定手段と、前記ダウンシフトの前後に生じ得る前記自動変速機の出力トルク差を推定する出力トルク差推定手段と、前記変速タイミングにおける前記内燃機関の駆動系との共振を抑制できる前記内燃機関の機関要求トルクを前記出力トルク差に基づいて算出する機関要求トルク算出手段と、前記変速タイミングに達したことを条件として、前記機関要求トルク算出手段が算出した前記機関要求トルクが前記内燃機関の前記出力軸から出力されるように前記内燃機関を制御する機関制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、変速タイミングに達したことを条件として、内燃機関の駆動系との共振を抑制できる機関要求トルクが内燃機関から出力され、かつその機関要求トルクはダウンシフトの前後に生じ得る出力トルク差に基づいて算出される。そのため、ダウンシフトの際に発生するショックを低減することができるとともに、そのショックの低減のために内燃機関の出力トルクが過度に低下することが防止される。これにより、ダウンシフトの際に発生するショックを低減しながらダウンシフト開始から完了までのトルクの立ち上がりを鋭くすることが可能になる。
【０００８】
本発明の制御装置の一態様においては、前記自動変速機は、前記内燃機関の前記出力軸に連結されるポンプと、前記ポンプに組み合わされるタービンとを備えたトルクコンバータを介して前記内燃機関の前記出力軸に連結され、前記変速タイミング推定手段は、前記ダウンシフトの開始から完了までの過程で、前記自動変速機の出力回転速度に前記ダウンシフト後の変速比を乗じた目標回転速度と前記タービンのタービン回転速度との差として与えられる余裕回転速度を、前記目標回転速度及び前記タービン回転速度のそれぞれの時間変化を考慮して予測する余裕回転速度予測手段と、前記余裕回転速度予測手段が予測した前記余裕回転速度が所定値以下になったタイミングを前記変速タイミングとして特定する変速タイミング特定手段と、を備えてもよい（請求項２）。ダウンシフトの開始から終了までの過程で余裕回転速度は徐々に小さくなり、ダウンシフトが完了する際にはタービンの回転速度と変速機の出力回転速度とが一致する。この態様によれば、その余裕回転速度を目標回転速度及びタービンの回転速度のそれぞれの時間変化を考慮して予測するので正確に変速タイミングを特定することができる。この態様に係る所定値は適宜設定してよく、例えば所定値としてゼロを設定してもよい。
【０００９】
この態様においては、前記余裕回転速度予測手段は、所定の周期の演算タイミングにて前記余裕回転速度を逐次予測するように構成され、かつ、今回の演算タイミングにおける前記目標回転速度をＮｏＳｆｔ、今回の演算タイミングにおける前記タービンの回転速度をＮｔ、前記目標回転速度の前回の演算タイミングから今回の演算タイミングまでの時間変化をΔＮｏＳｆｔ、前記タービンの回転速度の前回の演算タイミングから今回の演算タイミングまでの時間変化をΔＮｔ、前記内燃機関の負荷が大きいほど大きな値に設定される１以上の係数をα、前記余裕回転速度をＮｍａｒｇとした場合、次式
Ｎｍａｒｇ＝ＮｏＳｆｔ−Ｎｔ−α（ΔＮｔ−ΔＮｏＳｆｔ）
にて前記余裕回転速度を予測してもよい（請求項６）。この場合、次回の演算タイミングまでの目標回転速度及びタービンの回転速度の時間変化が内燃機関の負荷によって設定されるため、更に正確な変速タイミングの特定が可能となる。
【００１０】
本発明の制御装置の一態様においては、前記駆動系の共振周波数を前記変速比毎に記憶する共振周波数記憶手段を更に備え、前記機関要求トルク算出手段は、前記ダウンシフト後の変速比における前記共振周波数に相当する成分が除かれるように、前記共振周波数記憶手段の記憶内容に基づいて前記機関要求トルクを算出してもよい（請求項３）。この態様によれば、機関要求トルクからダウンシフト後の共振周波数に相当する成分が除去されるため、機関要求トルクを過度に低下させることなく、ダウンシフト時のショックを低減できる。
【００１１】
機関要求トルクを算出する過程で共振周波数成分に相当する成分が除去されれば十分であり、その除去方法は適宜採用してよい。例えば、前記機関要求トルク算出手段は、前記出力トルク差に対応する前記自動変速機の変速機要求トルクを算出する変速機要求トルク算出手段と、前記変速機要求トルク算出手段が算出した前記変速機要求トルクを前記機関要求トルクに換算する換算手段とを有し、前記変速機要求トルク算出手段は、前記ダウンシフト後の変速比における前記共振周波数に相当する成分が除かれるように、前記共振周波数記憶手段の記憶内容に基づいて前記変速機要求トルクを算出してもよい（請求項４）。また、前記変速機要求トルク算出手段は、前記出力トルク差から前記ダウンシフト後の変速比における前記共振周波数に相当する成分を除くことにより前記変速機要求トルクの変化量を算出し、その変化量を前記変速機の現在の出力トルクに加算することにより前記変速機要求トルクを算出してもよい（請求項５）。これらの態様も上記と同様に、機関要求トルクを過度に低下させることなく、ダウンシフト時のショックを低減できる。
【００１２】
本発明の制御装置の一態様においては、前記出力トルク差推定手段は、前記内燃機関の前記出力軸から出力される機関出力トルクに前記ダウンシフトの前後における前記変速比の差を乗じることにより前記出力トルク差を推定してもよい（請求項７）。この場合、ダウンシフト前後における変速比の差は、ダウンシフト前後のそれぞれの変速比が分かれば簡単に求めることができるため、機関出力トルクを適宜取得することにより出力トルク差を簡易に推定できる利点がある。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、変速タイミングに達したことを条件として、内燃機関の駆動系との共振を抑制できる機関要求トルクが内燃機関から出力され、かつその機関要求トルクはダウンシフトの前後に生じ得る出力トルク差に基づいて算出される。そのため、ダウンシフトの際に発生するショックを低減することができるとともに、そのショックの低減のために内燃機関の出力トルクが過度に低下することが防止される。これにより、ダウンシフトの際に発生するショックを低減でき、かつダウンシフトの開始から完了までのトルクの立ち上がりを鋭くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は本発明の制御装置が適用された内燃機関を搭載する車両の概略を示している。車両１には内燃機関２が走行用動力源として搭載されている。内燃機関１は直列４気筒型のガソリンエンジンとして構成され、その出力軸としてのクランク軸３にはトルクコンバータ４を介して自動変速機５が連結される。トルクコンバータ４はクランク軸３に連結されるポンプ４ａとそのポンプ４ａと組み合わされて自動変速機５の入力軸６と連結されるタービン４ｂとを有した周知のものである。自動変速機５は互いに大きさの異なる複数の変速比に切り替え可能に構成され、車両１の走行状態及び内燃機関２の運転状態に応じて適切な変速比に切り替えられる。図示の自動変速機５は前進４段、後退１段の変速比が設定されている。自動変速機５の出力軸７の回転は差動装置８を介して駆動輪１０に伝達される。
【００１５】
内燃機関２及び自動変速機５の制御はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にて実施される。ＥＣＵ２０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成される。ＥＣＵ２０には、内燃機関２の回転速度、即ちクランク軸３の回転速度に応じた信号を出力する機関回転速度センサ２１、運転者によるアクセルペダルの操作量、即ちアクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ２２、タービン４ｂの回転速度に応じた信号を出力するタービン回転速度センサ２３、タービン４ｂのトルクに応じた信号を出力するタービントルクセンサ２４、自動変速機５の出力軸７の回転速度に応じた信号を出力する変速機出力回転速度センサ２５及び自動変速機５の出力軸７のトルクに応じた信号を出力する変速機出力トルクセンサ２６からの出力信号がそれぞれ入力される。
【００１６】
ＥＣＵ２０が行う制御は多岐に亘るが、以下では本発明に関連する制御を中心に説明する。図２はＥＣＵ２０が行う機関出力トルク制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムはＥＣＵ２０のＲＯＭに保持されており、所定の演算周期で繰り返し実行される。まず、ＥＣＵ２０はステップＳ１で運転者による加速要求を検出する。具体的にはアクセル開度センサ２２の出力信号を参照してアクセル開度Ａｃｃを取得する。次に、ステップＳ３で、機関回転速度センサ２１、タービン回転速度センサ２３及び変速機出力回転速度センサ２５のそれぞれの出力信号を参照して、内燃機関２の運転状態として内燃機関２の回転速度である機関回転速度Ｎｅ、タービン４ｂの回転速度であるタービン回転速度Ｎｔ及び自動変速機５の出力軸７の回転速度である変速機出力回転速度Ｎｏをそれぞれ取得する。
【００１７】
次に、ステップＳ３では、自動変速機５の切り替え前の変速段Ｓｆｔ＿ｂと切り替え後の変速段Ｓｆｔ＿ａとをそれぞれ検出する。これらの変速段Ｓｆｔ＿ｂ、Ｓｆｔ＿ａはＥＣＵ２０が図２と並行して実行する変速制御（不図示）の処理情報から取得できる。この変速制御では、切り替え後の変速段Ｓｆｔ＿ａが図７に示す変速線図に基づいて判定される。図７の変速線図は自動変速機５の出力軸７の回転速度Ｎｏとアクセル開度Ａｃｃとを変数として各変速段を対応付けたものであり、実線がアップシフトを破線がダウンシフトをそれぞれ示している。
【００１８】
次に、ステップＳ４では、変速段Ｓｆｔ＿ｂと変速段Ｓｆｔ＿ａとを比較して、ダウンシフトが行われるか否かを判定する。なお、言うまでもないが、ダウンシフトの場合には切り替え前の変速比よりも切り替え後の変速比が大きくなる。ダウンシフトが行われない場合はステップＳ１１に進んで、ダウンシフトの前後において生じ得る出力トルク差ΔＴｏに０（ゼロ）を代入してステップＳ９に進む。ダウンシフトが行われる場合はステップＳ５に進んで変速タイミングを推定する。図３はステップＳ５の変速タイミング推定処理の概要を説明する説明図であり、図４はその変速タイミング推定処理の詳細を示すフローチャートである。まず、図３を参照して変速タイミング推定処理の概要を説明する。
【００１９】
図３にはダウンシフトの開始時刻ｔ０から完了時刻ｔ１までのタービン回転速度Ｎｔと目標回転速度ＮｏＳｆｔとの時間的変化が示されており、時刻ｔｎが今回の演算時期を、時刻ｔｎ−１が前回の演算時期を、時刻ｔｎ＋１が次回の演算時期をそれぞれ示している。図３に示すように、本実施形態の特徴は目標回転速度ＮｏＳｆｔとタービン回転速度Ｎｔとの差として与えられる余裕回転速度Ｎｍａｒｇを、前回演算時期ｔｎ−１から今回演算時期ｔｎまでの目標回転速度ＮｏＳｆｔ及びタービン回転速度Ｎｔのそれぞれの時間変化ΔＮｏＳｆｔ、ΔＮｔを考慮して予測する点にある。つまり、次回演算時期ｔｎ＋１における余裕回転速度Ｎｍａｒｇを今回の演算時期ｔｎにおいて算出し、その余裕回転速度Ｎｍａｒｇが所定値であるゼロ以下になったタイミングをダウンシフトが完了する変速タイミングとして特定する。これにより、今回の演算時期ｔｎから次回の演算時期ｔｎ＋１までの間に変速タイミングが到来するか否かを判定できるため、変速タイミングを逸することなく正確に捉えることができる。
【００２０】
次に、図４を参照して変速タイミング推定処理を具体的に説明する。まず、ステップＳ５１では目標回転速度ＮｏＳｆｔを式１にて算出する。
【００２１】
ＮｏＳｆｔ＝Ｎｏ×Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ａ）            ………………………１
【００２２】
ここで、Ｒａｔｉｏ（ｘ）は変速段ｘに応じた変速比を与える関数であり、Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ａ）は変速後の変速比を、Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ｂ）は変速前の変速比をそれぞれ意味する。
【００２３】
次に、ステップＳ５２でタービン回転速度Ｎｔの時間変化ΔＮｔを式２にて算出する。
【００２４】
ΔＮｔ＝Ｎｔ−Ｎｔｏｌｄ                              ………………………２
【００２５】
ここで、Ｎｔｏｌｄは前回演算時のタービン回転速度である。
【００２６】
次に、ステップＳ５３で目標回転速度ＮｏＳｆｔの時間変化ΔＮｏＳｆｔを式３にて算出する。
【００２７】
ΔＮｏＳｆｔ＝ＮｏＳｆｔ−ＮｏＳｆｔｏｌｄ            ………………………３
【００２８】
ここで、ＮｏＳｆｔｏｌｄは前回演算時の目標回転速度である。
【００２９】
次に、ステップＳ５４で今回のタービン回転速度Ｎｔを前回のタービン回転速度Ｎｔｏｌｄに置き換え、かつ今回の目標回転速度ＮｏＳｆｔを前回の目標回転速度ＮｏＳｆｔｏｌｄに置き換える。即ち、Ｎｔｏｌｄ＝Ｎｔ、ＮｏＳｆｔｏｌｄ＝ＮｏＳｆｔとする。
【００３０】
次に、ステップＳ５５で余裕回転速度Ｎｍａｒｇを式４にて算出する。
【００３１】
Ｎｍａｒｇ＝ＮｏＳｆｔ−Ｎｔ−α（ΔＮｔ−ΔＮｏＳｆｔ）    ………………４
【００３２】
ここで、αは内燃機関２の負荷が大きいほど大きな値に設定される１以上の係数であり、次回の演算時期までにタービン回転速度及び目標回転速度がどのくらい変化するかを見積もるために設けられる。
【００３３】
次に、ステップＳ５６で余裕回転速度Ｎｍａｒｇが０以下か否かを判定し、０以下の場合はステップＳ５７で変速タイミング判定フラグＮｍａｒｇ＿ｊｄｇをセットし（Ｎｍａｒｇ＿ｊｄｇ＝１）、そうでない場合はその判定フラグＮｍａｒｇ＿ｊｄｇをクリアする（Ｎｍａｒｇ＿ｊｄｇ＝０）。そして、図２のステップＳ６に進む。
【００３４】
図２のステップＳ６では、変速タイミングにおける出力トルク差ΔＴｏを推定する。図５はステップＳ６で実行する出力トルク差推定処理の詳細を示したフローチャートである。図５に示すように、まずステップＳ６１で、タービントルクセンサ２４からの信号を参照してタービントルクＴｔを検出し、続くステップＳ６２で、変速機出力トルクセンサ２６の信号を参照して、変速機出力トルクＴｏを検出する。
【００３５】
次に、ステップＳ６３で変速前における自動変速機５の出力軸７の出力トルクである変速前出力トルクＴｏ＿ｂを算出する。ここではステップＳ６２で検出した変速機出力トルクＴｏを変速前出力トルクＴｏ＿ｂとする。次に、ステップＳ６４で変速後における自動変速機５の出力軸７の出力トルクである変速後出力トルクＴｏ＿ａを式５にて算出する。
【００３６】
Ｔｏ＿ａ＝Ｔｔ×Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ａ）              ………………………５
【００３７】
次に、ステップＳ６５で、出力トルク差ΔＴｏを式６にて算出して、図２のステップＳ７に進む。
【００３８】
ΔＴｏ＝Ｔｏ＿ａ−Ｔｏ＿ｂ                            ………………………６
【００３９】
図２のステップＳ７では、変速タイミング判定フラグＮｍａｒｇ＿ｊｄｇがセットされているか否かを判定し、セットされている場合にはステップＳ８に進み、そうでない場合はステップＳ１１に進んで、出力トルク差ΔＴｏをゼロとする。
【００４０】
ステップＳ８では、内燃機関２の駆動系における共振周波数ｆｖを読み込む。共振周波数fvは変速段毎につまり変速比毎に予め設定されていて、その対応関係がＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。これにより、ＥＣＵ２０は共振周波数記憶手段として機能する。ステップＳ８でダウンシフト後の変速段に対応する共振周波数fvを読み込んだ後には、ステップＳ９に進んで、機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍを算出する。
【００４１】
図６は図２のステップＳ９で実行する機関要求トルク算出処理の詳細を示したフローチャートである。まず、ステップＳ９１で変速機出力トルクセンサ２６の出力信号を参照して、変速機出力トルクＴｏを検出する。次にステップＳ９２において、変速機要求トルク加算値Ｔｏ＿ｆｉｌｌを算出する。このトルク加算値Ｔｏ＿ｆｉｌｌは出力トルク差ΔＴｏから共振周波数fvに相当する成分が除かれたものであり、本発明に係る変速機要求トルクの変化量に相当する。このトルク加算値Ｔｏ＿ｆｉｌｌは、例えば共振周波数fvに相当する成分の通過を阻止し、その成分以外を通過させるバンドエリミネーションフィルタを利用して求めることができる。
【００４２】
次に、ステップＳ９３で、変速機要求トルクＴｏ＿ｄｅｍを式７にて算出する。
【００４３】
Ｔｏ＿ｄｅｍ＝Ｔｏ＋Ｔｏ＿ｆｉｌｌ                    ………………………７
【００４４】
次に、ステップＳ９４で、トルクコンバータ４のトルク比ｔを算出する。トルク比ｔの算出は、例えばタービン回転数Ｎｔと機関回転数Ｎｅとの比Ｎｔ／Ｎｅを変数としてトルク比ｔを与えるマップを予め準備しておいて、そのマップを参照することにより実現できる。
【００４５】
次にステップＳ９５では、変速比要求トルクＴｏ＿ｄｅｍを機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍに換算する。ここでは、変速機要求トルクＴｏ＿ｄｅｍ、変速後のシフト段Ｓｆｔ＿ａ及びトルク比ｔを変数として機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍを与えるマップを準備しておき、そのマップを参照することによりこの換算を実現する。そして、図２のステップＳ１０に進む。
【００４６】
図２のステップＳ１０では、ステップＳ９で算出した機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍがクランク軸３から出力されるように、内燃機関２の燃料噴射量を制御して今回のルーチンを終える。
【００４７】
以上の制御ルーチンを実行することにより、変速タイミングに達したことを条件として、内燃機関２の駆動系との共振を抑制できる機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍが内燃機関２から出力され、かつその機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍはダウンシフトの前後に生じ得る出力トルク差ΔＴｏに基づいて算出される。これにより、ダウンシフトの際に発生するショックを低減することができるとともに、そのショックの低減のために内燃機関２の出力トルクが過度に低下することが防止される。従って、ダウンシフトの際に発生するショックを低減しながらダウンシフト開始から完了までのトルクの立ち上がりを鋭くすることが可能になる。
【００４８】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図８を参照して説明する。この形態は図２のステップＳ９で実行する機関要求トルク算出処理の内容を除いて第１の形態と同一である。そのため、以下、第１の形態と同一部分の説明を省略する。図８は第２の形態に係る機関要求トルク算出処理の内容を示している。第１の形態に係る図６に示した機関要求トルク算出処理と同一処理には同一符号を付して説明を省略する。ステップＳ９４でトルク比ｔを算出した後には、ステップＳ９５１に進んでタービン要求トルクＴｔ＿ｄｅｍを式８にて算出する。
【００４９】
Ｔｔ＿ｄｅｍ＝Ｔｏ＿ｄｅｍ×Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ａ）＋Ｉｔ×ΔＮｔ  ……８
【００５０】
ここで、Ｉｔはタービン４ｂの慣性トルクである。
【００５１】
次に、ステップＳ９５２に進んで、タービン要求トルクＴｔ＿ｄｅｍを機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍに換算する。ここでは、タービン要求トルクＴｔ＿ｄｅｍ及びトルク比ｔを変数として機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍを与えるマップを準備しておき、そのマップを参照することにより、この換算を実現する。
【００５２】
第２の形態によれば、ダウンシフト後の変速比に応じたタービン要求トルクＴｔ＿ｄｅｍを算出しているので、第１の形態のように機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍを算出するために変速段を考慮する必要がない。これにより、マップの変数が第１の形態よりも一つ減り、マップの情報量を削減できる利点がある。
【００５３】
（第３の形態）
次に、本発明の第３の形態を図９を参照して説明する。この形態は図２のステップＳ９で実行する機関要求トルク算出処理の内容を除いて第１の形態と同一である。そのため、以下、第１の形態と同一部分の説明を省略する。図９は第３の形態に係る機関要求トルク算出処理の内容を示している。図８に示した機関要求トルク算出処理と同一処理には同一符号を付して説明を省略する。ステップＳ９５１でタービン要求トルクＴｔ＿ｄｅｍを算出した後には、ステップＳ９５３に進んで、機関回転速度の時間変化ΔＮｅを算出する。この時間変化は前回の演算時期から今回の演算時期までの機関回転速度Ｎｅの変化を意味する。次に、ステップＳ９５４に進んで、トルクコンバータ４のポンプ４ａのポンプ要求トルクＴｐ＿ｄｅｍを式９に基づいて算出する。
【００５４】
Ｔｐ＿ｄｅｍ＝Ｔｔ＿ｄｅｍ／ｔ                        ………………………９
【００５５】
次に、ポンプ要求トルクＴｐ＿ｄｅｍを機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍへ式１０に基づいて換算する。
【００５６】
Ｔｅ＿ｄｅｍ＝Ｔｐ＿ｄｅｍ＋Ｉｐ×ΔＮｅ            ………………………１０
【００５７】
ここで、Ｉｐはポンプ４ａの慣性トルクである。
【００５８】
第３の形態によれば、機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍを算出するためにマップを必要としないので、マップを作成する労力を低減できる利点がある。また、機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍを算出する過程でトルクコンバータ４の慣性が考慮されるので、機関要求トルクＴｅ＿ｄｅｍの算出精度が向上する。
【００５９】
（第４の形態）
次に、本発明の第４の形態を図１０を参照して説明する。この形態は出力トルク差の推定方法に特徴があり、上述した各形態に適用できる。以下、上記各形態との共通部分の説明を省略する。上述した各形態では、出力トルク差を推定するために図５のステップＳ６１及びステップＳ６２でタービントルクＴｔと変速機出力トルクＴｏとをそれぞれトルクセンサ２４、２６にて検出したが、第４の形態ではこれらのトルクセンサを設けずに出力トルク差を推定する。図１０は第４の形態に係る出力トルク差推定処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ＥＣＵ２０はステップＳ２６１にて、クランク軸３の出力トルクである機関出力トルクＴｅをアクセル開度Ａｃｃ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて算出する。機関出力トルクＴｅの算出は図１１に示すような機関回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃとを変数として機関出力トルクＴｅを与えるマップを用意し、そのマップを参照することにより実現できる。
【００６０】
次に、ステップＳ２６２で変速前出力トルクＴｏ＿ｂを式１１にて算出する。
【００６１】
Ｔｏ＿ｂ＝Ｔｅ×Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ｂ）            ………………………１１
【００６２】
次に、ステップＳ２６３で変速後出力トルクＴｏ＿ａを式１２にて算出する。
【００６３】
Ｔｏ＿ａ＝Ｔｅ×Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ａ）            ………………………１２
【００６４】
次に、ステップＳ２６４で出力トルク差ΔＴｏを上述した式６にて算出して図２のステップＳ７に進む。
【００６５】
変速前出力トルクＴｏ＿ｂ及び変速後出力トルクＴｏ＿ａは以下に説明する他の方法でそれぞれ算出することもできる。
【００６６】
（変速前出力トルクＴｏ＿ｂの算出について）
（１−１）変速完了直前に自動変速機５でトルクが完全に伝達されなくなると仮定し、その仮定に基づいて変速前出力トルクＴｏ＿ｂを０（ゼロ）として算出してもよい。
【００６７】
（１−２）変速完了直前に自動変速機５でトルクが完全に伝達されず、かつ駆動輪１０による被駆動状態であると仮定し、その仮定に基づいて式１３にて変速前出力トルクＴｏ＿ｂを算出してもよい。
【００６８】
Ｔｏ＿ｂ＝（Ｒ／Ｌ）×ｒ／Ｒ＿ｄｉｆ×ｂ            ………………………１３
【００６９】
ここで、Ｒ／Ｌは走行抵抗であり、車両１の走行速度Ｖを変数としたマップ又は関数により算出される。車両１の走行速度Ｖは不図示の車速センサの出力信号に基づいて検出する。また、ｒは駆動輪１０の回転半径であり、Ｒ＿ｄｉｆは差動装置８のギア比であり、ｂは差動装置８の効率であり、これらはＥＣＵ２０に予め保持させておく。
【００７０】
（１−３）上記（１−２）の方法に車両の前後方向の加速度Ｇを考慮に入れた式１４にて変速前出力トルクＴｏ＿ｂを算出することもできる。
【００７１】
Ｔｏ＿ｂ＝（Ｇ×Ｍ＋Ｒ／Ｌ）×ｒ／Ｒ＿ｄｉｆ×ｂ    ………………………１４
【００７２】
ここで、Ｍは車両１の重量である。加速度Ｇは車両１に加速度センサを設け、その加速度センサから検出することもできるし、車速の時間微分により算出することもできる。
【００７３】
（１−４）変速完了前においては、タービントルクの多くは回転上昇に使われるため、タービントルクＴｔとポンプトルクＴｐとの間には、タービンの慣性を考慮すると式１５が成立する。
【００７４】
Ｔｔ＝Ｔｐ×ｔ−Ｉｔ×ΔＮｔ                        ………………………１５
【００７５】
ここで、ポンプトルクＴｐは式１６で求めることができる。
【００７６】
Ｔｐ＝Ｃ×Ｎｅ２                                     ………………………１６
【００７７】
式１６のＣはトルクコンバータの容量係数である。式１５で得たタービントルクＴｔに基づいて式１７にて変速前出力トルクＴｏ＿ｂを算出できる。
【００７８】
Ｔｏ＿ｂ＝Ｔｔ×Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ｂ）            ………………………１７
【００７９】
（変速後出力トルクＴｏ＿ａの算出について）
（２−１）まず、機関出力トルクＴｅを上述した方法で算出し、その機関出力トルクＴｅと機関回転数の時間変化ΔＮｅとを利用して式１８にてポンプトルクＴｐを算出する。
【００８０】
Ｔｐ＝Ｔｅ−Ｉｐ×ΔＮｅ                            ………………………１８
【００８１】
式１８で得たポンプトルクＴｐを式１５に代入してタービントルクＴｔを得て、式１９にそのタービントルクＴｔを代入して変速後出力トルクＴｏ＿ａを算出できる。なお、式１５でタービントルクＴｔを得る際に、変速直後にΔＮｔが小さくなることを考慮してΔＮｔ＝０と見なしてもよい。
【００８２】
Ｔｏ＿ａ＝Ｔｔ×Ｒａｔｉｏ（Ｓｆｔ＿ａ）            ………………………１９
【００８３】
（２−２）また、上記（１−４）と同様にして変速後出力トルクＴｏ＿ａを算出できる。即ち、式１６にてポンプトルクＴｐを得て、そのポンプトルクＴｐを式１５に代入してタービントルクＴｔを算出し、式１９にて変速後出力トルクＴｏ＿ａを算出できる。なお、式１５でタービントルクＴｔを得る際に、変速直後にΔＮｔが小さくなることを考慮してΔＮｔ＝０と見なしてもよい。
【００８４】
図１０のステップＳ２６２及びステップＳ２６３において以上の方法を適宜選択して、変速前出力トルクＴｏ＿ｂ及び変速後出力トルクＴｏ＿ａをそれぞれ算出することにより、トルクセンサ２４、２６を利用せずに出力トルク差ΔＴｏを種々の方法で推定することができる。
【００８５】
上記の各形態において、図２のステップＳ５（図４）の処理を実行することによりＥＣＵ２０は本発明に係る変速タイミング推定手段として、図２のステップＳ６（図５又は図１０）の処理を実行することによりＥＣＵ２０は本発明に係る出力トルク差推定手段として、図２のステップＳ９（図６、図８又は図９）の処理を実行することによりＥＣＵ２０は本発明に係る機関要求トルク算出手段として、図２のステップＳ１０の処理を実行することによりＥＣＵ２０は機関制御手段として、それぞれ機能する。
【００８６】
また、図４のステップＳ５１〜ステップＳ５５の処理を実行することによりＥＣＵ２０は余裕回転速度予測手段として、図４のステップＳ５６〜ステップＳ５８の処理を実行することによりＥＣＵ２０は変速タイミング特定手段として、それぞれ機能する。
【００８７】
また、図６、図８及び図９のステップＳ９１〜ステップＳ９３の処理を実行することによりＥＣＵ２０は本発明に係る変速機要求トルク算出手段として、図６のステップＳ９５、図８のステップＳ９５２又は図９のステップＳ９５５の処理を実行することによりＥＣＵ２０は本発明に係る換算手段として、それぞれ機能する。
【００８８】
但し、本発明は上記の各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上記の各形態では、本発明に係る制御装置を自動変速機がトルクコンバータを介してクランク軸に連結された内燃機関に適用したが、本発明に係る制御装置はトルクコンバータの代りに電磁クラッチが設けられた内燃機関に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る制御装置が適用された内燃機関を搭載する車両の概略を示した図。
【図２】機関出力トルク制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図３】変速タイミング推定処理の概要を説明する説明図。
【図４】変速タイミング推定処理の詳細を示すフローチャート。
【図５】出力トルク差推定処理の詳細を示したフローチャート。
【図６】機関要求トルク算出処理の詳細を示したフローチャート。
【図７】変速線図の一例を示した図。
【図８】第２の形態に係る機関要求トルク算出処理の詳細を示したフローチャート。
【図９】第３の形態に係る機関要求トルク算出処理の詳細を示したフローチャート。
【図１０】第４の形態に係る出力トルク差推定処理の詳細を示すフローチャート。
【図１１】機関出力トルクを算出するためのマップの一例を示した図。
【符号の説明】
【００９０】
１  車両
２  内燃機関
３  自動変速機
４  トルクコンバータ
４ａ  ポンプ
４ｂ  タービン
２０  ＥＣＵ（変速タイミング推定手段、出力トルク差推定手段、機関要求トルク算出手段、機関制御手段、余裕回転速度予測手段、変速タイミング特定手段、共振周波数記憶手段、変速機要求トルク算出手段、換算手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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