(57)【要約】【課題】自動変速機を備えたエンジンにおいて、過剰なトルクアップを回避しつつ、ダウンシフト時の変速ショックを低減する。【解決手段】回転同期トルク演算部２０１は、ダウンシフト後のエンジン回転速度を達成するような回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣを算出する。目標エンジントルク演算部２０２は、アクセル開度に基づいて算出した要求エンジントルクＴＴＥＩＦと（２１１）、変速段毎に設定されるトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴｉと（２１２）と、を加算して回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴを算出する（２１３）。そして、回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣと回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴとを比較して小さい方を目標エンジントルク（回転同期制御目標トルク）ＴＲＱＮＵＴとして出力する（２１３）。【選択図】図２
2004137907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機のダウンシフト時にエンジン出力トルクを増加制御するエンジンの制御装置において、
エンジン回転速度の上昇に応じて演算される要求トルク増加量に対して、トルク増加量制限値を設定したことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記トルク増加量制限値を、変速段毎に設定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記エンジン出力トルクの増加制御は、スロットル開度を増加させて行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
自動変速機を備えたエンジンの制御装置であって、
アクセル開度に基づいてドライバ要求トルクを算出するドライバ要求トルク算出手段と、
ダウンシフト要求があったときに、ダウンシフト後のエンジン回転速度を達成するような回転同期トルクを算出する回転同期トルク算出手段と、
前記ドライバ要求トルクに対するトルク増加量制限値を設定するトルク増加量制限値設定手段と、
前記回転同期トルクと、前記ドライバ要求トルクに前記トルク増加量制限値を加算した回転同期リミットトルクと、を比較して小さい方を目標エンジントルクとして設定する目標エンジントルク設定手段と、
前記目標エンジントルクとなるように、エンジン出力トルクを増加制御する出力トルク制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のダウンシフト時にエンジントルクを増加することによって変速ショックを低減するエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動変速機のダウンシフト時にエンジン出力トルクを増加することで変速ショックを低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなダウンシフト時のトルクアップ制御は、現在の変速段（例えば、３速）のクラッチが離れはじめてから次の変速段（例えば、２速）のクラッチの接続が開始されるまでのイナーシャ相において、エンジン出力トルクを増加することによって変速ショックを防止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１０５４５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、かかるエンジン出力トルクの増加は、ダウンシフト後のエンジン回転速度を達成するようなエンジン出力トルク（以下、これを回転同期トルクという）が演算され、この回転同期トルクとなるようエンジン制御をすることで行われていたが、例えば、手動による変速が可能な手動変速モードを有する自動変速機を備えるものにおいては、ドライバの操作によってダウンシフトされるため、想定以上に大きな回転同期トルクが演算されて、急激な回転上昇が生じてしまうおそれがある。
【０００５】
また、手動変速モードであるか自動変速モードであるかにかかわらず、誤った回転同期トルクが演算されたような場合には、変速中の自動変速機に想定を超えたトルクが入力され、クラッチの異常摩耗等が生じてしまうという問題もある。本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、ダウンシフト時にエンジン出力トルクを増加制御するエンジンの制御装置において、エンジン出力トルクの過剰なトルクアップを確実に防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係るエンジンの制御装置は、自動変速機のダウンシフト時にエンジン出力トルクを増加制御するエンジンの制御装置において、エンジン回転速度の上昇に応じて演算される要求トルク増加量に対して、トルク増加量制限値を設定するようにした。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係るエンジンの制御装置によれば、ダウンシフトに伴う変速ショックを効果的に低減するためのトルク増加量が算出される一方で、変速ショックの低減以外の観点、例えば、安全性や性能確保（維持）のためにトルク増加量制限値が設定される。これにより、ダウンシフト時の変速ショックを可能な限り低減しつつ、エンジン出力トルクの過剰な増加を防止し、想定を超えたトルクが自動変速機に入力されることや急激な回転上昇を確実に回避できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンのシステム構成図である。図１において、エンジン１の吸気通路２には、スロットルモータ３で駆動されるスロットル弁４が設けられている。
【０００９】
エンジン１の出力側には、自動変速機５が連結されている。この自動変速機５は、自動変速モードの他に、ドライバの要求によって手動変速が可能な手動変速モードを有するものであって、エンジン１の出力軸に連結されるトルクコンバータ６と、このトルクコンバータ６の出力側に連結される変速機構（ギヤ機構）７と、この変速機構７中の各種変速要素（クラッチ等）の結合・開放操作を行う油圧制御機構８と、を備えている。
【００１０】
前記油圧制御機構８に対する作動油圧は、各種の電磁バルブを介して制御されるが、ここでは自動変速のためのシフトソレノイド９、１０とロックアップのためのロックアップソレノイド１１のみを示してある。なお、前記シフトソレノイド９、１０及び前記ロックアップソレノイド１１は、電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）１２に接続されている。
【００１１】
ＥＣＵ１２には、スロットル弁４の開度を検出するスロットルセンサ２１、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳを検出するアクセル開度センサ２２、エンジン冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２３、エンジン回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ２４、自動変速機５（のギヤ機構）のギヤ位置ＧＰを検出するギヤ位置センサ２５、ドライバが操作して自動変速機５の変速モード（自動変速モード、手動変速モード）を設定するモードスイッチ２６、シフトレバー位置ＳＰを検出するシフト位置センサ２７、車両の速度ＶＳＰを検出する車速センサ２８等からの信号が入力される。
【００１２】
そして、ＥＣＵ１２は、自動変速モードにおいては、アクセル操作量ＡＰＳ及び車速ＶＳＰに基づいて、あらかじめ設定されたマップを参照すること等によって最適な変速段を設定し、設定した変速段となるように前記シフトソレノイド１１４、１５を制御する。一方、手動変速モードにおいては、ドライバがシフトレバーを介して行うアップシフト操作又はダウンシフト操作に応じて、それぞれ現在の変速段よりも１段づつアップシフト側又はダウンシフト側の変速段を設定し、この変速段となるように前記シフトソレノイド１４、１５を制御する。
【００１３】
また、ＥＣＵ１２は、前記各種センサ類からの信号に基づいて燃料噴射制御、点火時期制御等のエンジン制御を実行すると共に、目標エンジントルクを演算し、この目標エンジントルクが得られるように、前記スロットルモータ５を駆動してスロットル弁４の開度を制御してエンジン出力トルク制御を行う。
ここで、ＥＣＵ１２によって実行されるダウンシフト時のエンジン出力トルク制御（目標エンジントルクの演算）について説明する。
【００１４】
図２は、ＥＣＵ１２のエンジン出力トルク制御に係る部分を示したブロック図である。図２に示すように、ＥＣＵ１２は、回転同期トルク演算部２０１と、目標エンジントルク演算部２０２と、を含んで構成される。
回転同期トルク演算部２０１は、手動変速モードにおいてドライバによるダウンシフト操作を検知したときに（すなわち、ダウンシフト要求があったときに）、ダウンシフト後のエンジン回転速度を推定し、この推定したエンジン回転速度を達成するためのエンジン出力トルク（回転同期トルク）ｖＴＱＴＭＳＴＡＣを演算する。なお、ここで演算される回転同期トルクｖＴＱＴＭＳＴＡＣは、ダウンシフトに伴う変速ショックを効果的に低減するように算出され、目標エンジントルク演算部２０２（後述する第１比較部２１５）に出力される。
【００１５】
目標エンジントルク演算部２０２は、以下のようにして、ダウンシフト時の目標エンジントルク（以下、これを回転同期制御目標トルクという）ＴＲＱＮＴＵを演算する。
まず、ドライバ要求エンジントルク演算部２１１では、アクセル操作量（アクセル開度）ＡＰＳに基づいてドライバの要求するエンジン出力トルク（要求エンジントルク）ＴＴＥＩＦを演算し、この要求エンジントルクＴＴＥＩＦを、後述する加算部２１３及び第２比較部２１７に出力する。
【００１６】
トルクリミッタ設定部２１２では、ダウンシフト要求があったときに、前記要求エンジントルクＴＴＥＩＦに対するトルクアップ分を制限するためのトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴｉ＃を（４速ＡＴの場合：ｉ＝１〜４）を設定する。ここで設定されるトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴｉは、例えば、安全性や性能確保（維持）のため、エンジン出力トルク（自動変速機５への入力トルク）の急激な増加を防止するように設定されるものであり、実ギヤ位置ＣＵＲＧＰ（変速段）毎に設定される（図４参照）。
【００１７】
加算部２１３では、前記要求エンジントルクＴＴＥＩＦに前記トルク増加量上限値ｄＴＳＦＴｉを加算してダウンシフト時のエンジン出力トルクの上限値（以下、これを回転同期リミットトルクという）ＴＲＱＭＤＬＴ（＝ＴＴＥＩＦ＋ｄＴＳＦＴｉ＃）を算出し、これを第１切換出力部２１４に出力する。
第１切換出力部２１４では、ダウンシフト要求があること（ダウンシフト判定）、手動変速モードであること（Ｍモード判定）、燃料カット中でないこと（非燃料カット判定）、車速ＶＳＰが所定速度（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であること（車速判定）等、を条件として、前記回転同期制御リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴを設定する。一方、前記条件のうちいずれかが成立しない場合には、擬制的な値（例えば、負のｍａｘトルク）を設定し、最終的に前記要求エンジントルクＴＴＥＩＦがダウンシフト時の目標エンジントルク（回転同期制御目標トルク）として設定されるようにする（後述する第２比較部２１７参照）。そして、ここで設定されたトルクは、第１比較部２１５に出力される。
【００１８】
なお、上記燃料カット判定を行うのは、エンジン出力トルク（エンジン回転速度）が低下する燃料カット中において、前記回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴを選択すると、エンジン出力トルクを増加するという相反する制御を行うことになるから、これを回避することで制御の安定性を確保するようにしたものであり、また、車速判定を行うのは、低車速領域ではダウンシフトによる変速ショックが小さいことから、かかる領域を除外することで、本制御を効果的に実行しつつ、演算負荷の軽減を図るようにしたものである。
【００１９】
第１比較部２１５では、前記第１切換出力部２１４から出力されたトルクと前記回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣとを比較して小さい方を設定し、第２切換出力部２１６に出力する。この結果、上記各条件が成立するダウンシフト要求があったときに、変速ショックを低減するために算出された回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣが選択されるのは、安全性や性能確保のために上限値として設定された前記回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴよりも小さい場合にのみに限られることになる。
【００２０】
第２切換出力部２１６では、前記回転同期トルク演算部２０１（と目標エンジントルク演算部２０２）との通信エラー等がないこと（通信エラー判定）を条件として、前記第１比較部２１５から出力されたトルクを設定する。一方、通信エラー等があった場合には、前記第１切換出力部２１４と同様に、擬制的な値（例えば、負のｍａｘトルク）を設定し、最終的に前記要求エンジントルクＴＴＥＩＦが回転同期制御目標トルクとして設定されるようにする（後述する第２比較部２１７参照）。ここで設定されたトルクは、第２比較部２１７に出力される。
【００２１】
第２比較部２１７では、第２切換出力部２１６から出力されたトルクと前記要求エンジントルクＴＴＥＩＦとを比較して大きい方が選択して回転同期制御目標トルクＴＲＱＮＴＵとする（従って、通常は、前記第２切換出力部２１６から出力されたトルクが選択されることになる）。
そして、ＥＣＵ１２は、この目標エンジントルクＴＲＱＮＴＵが得られるように前記スロットルモータ５を駆動してスロットル弁４の開度を制御することによって、過剰なトルクアップを確実に回避しつつ、エンジン出力トルクのトルクアップ制御を実行し、ダウンシフト時の変速ショックを抑制する。
【００２２】
図３は、以上説明した手動変速モードにおけるダウンシフト時のトルクアップ制御を示すフローチャートである。図３において、ステップ１では、自動変速機５の変速モードが手動変速モードであるか否かを判定する。かかる判定は、前記モードスイッチ２６からの入力信号によって行う。手動変速モードである場合は（Ｍモードが選択されている場合は）ステップ２に進み、手動変速モードでない場合（自動変速モードの場合）はステップ９に進む。
【００２３】
ステップ２では、ダウンシフト要求があるか否かを判定する。かかる判定は、前記シフト位置センサ２７からの入力信号によって行う。ダウンシフト要求がある場合はステップ３に進む。
ステップ３では、車速が所定速度（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定する。所定速度以上であればステップ４に進む。
【００２４】
ステップ４では、燃料カット中であるか否かを判定する。燃料カット中でない場合はステップ５に進む。
ステップ５では、通信エラーがないかどうかを判定する。例えば、前記回転同期トルク演算部２０１から回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣが入力されない（目標エンジントルク演算部２０２が受信できない）場合や入力されたがそれが異常な値であるような場合は、通信エラーがあると判定される。通信エラーがない場合はステップ６に進む。
【００２５】
ステップ６では、ダウンシフト時の変速ショックを抑制するための回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣを算出する。
ステップ７では、ドライバ要求トルクＴＴＥＩＦに変速段に応じたトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴｉを加算して、安全性や性能確保のための回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴ（＝ＴＴＥＩＦ＋ｄＴＳＦＴｉ＃）を算出する。
【００２６】
ステップ８では、前記回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣと前記回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴとを比較して小さい方を選択し、更に選択されたトルクとドライバ要求トルクＴＴＥＩＦとを比較して大きい方を、回転同期制御目標トルクＴＲＱＮＴＵとして設定する。
一方、ステップ１〜５において、手動変速モードでない場合、ダウンシフト要求がない場合、車速が所定速度より低い場合、燃料カット中である場合及び通信エラーがある場合のいずれかであればステップ９に進み、前記回転同期リミットトルクとして負のトルクｍａｘ値を設定する。この場合、ドライバ要求エンジントルクｖＴＴＥＩＦが目標エンジントルクとして設定されることになる（ステップ９→８）。
【００２７】
図４は、前記トルク増加量上限値ｄＴＳＦＴｉ＃（ｉ＝１〜４）を設定するフローチャートである（４速ＡＴの場合）。
図４において、ステップ１１ではダウンシフト要求があるか否かを判断する。ダウンシフト要求がある場合はステップ１２に進み、ダウンシフト要求がない場合は終了する。
【００２８】
ステップ１２〜１４では、現在の実ギヤ位置ＣＵＲＧＰ（変速段）が１速〜４速のいずれであるかを判断する。そして、実ギヤ位置ＣＵＲＧＰが１速である場合はステップ１５に進み、１速用のトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴ１＃（例えば、３５Ｎ）を設定して終了する。実ギヤ位置ＣＵＲＧＰが２速である場合はステップ１６に進み、２速用のトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴ２＃（例えば、５５Ｎ）を設定して終了する。実ギヤ位置ＣＵＲＧＰが３速である場合はステップ１７進み、３速用のトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴ３＃（例えば、８５Ｎ）を設定して終了する。実ギヤ位置ＣＵＲＧＰが４速である場合はステップ１８に進み、４速用のトルク増加量上限値ｄＴＳＦＴ４＃（例えば、１２６Ｎ）を設定して終了する。
【００２９】
図５は、３速から２速へとダウンシフトするときの前記トルクアップ制御のタイムチャートである。
図５に示すように、ダウンシフト要求があると、回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴ（＝ＴＴＥＩＦ＋ｄＴＳＦＴ２）と回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣとが演算される。ここでは、回転同期トルクＴＱＴＭＳＴＡＣ＞回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴであるので、回転同期リミットトルクＴＲＱＭＤＬＴが選択されて回転同期制御目標エンジントルクＴＲＱＮＴＵとなる。そして、この回転同期制御目標トルクＴＲＱＮＴＵが、所定の変速状態のあいだ（例えば、３速クラッチが離れ始めたときから２速クラッチが接続を開始するまでのあいだ）出力される（図５（ｂ））。
【００３０】
その結果、この回転同期制御目標トルクＴＲＱＮＴＵが得られるように、前記スロットル開度が増加制御（トルクアップ）されて（図５（ｃ））、エンジン回転速度が上昇する（図５（ｄ））。
以上説明した実施形態では、以下のような効果を有する。
（１）トルク増加量上限値（制限値）ｄＴＳＦＴｉを変速段毎に設定するようにしたので、変速段に応じて適切な制限値を設けることができるから、エンジン出力トルクの過剰な増加を防止しつつ、各変速段における変速ショックを最大限低減することができる。
（２）スロットル弁４の開度を制御することによりエンジン出力トルクを増加させるので、前記ＥＣＵ１２によって容易にエンジン出力トルクを変更できる。
【００３１】
なお、上記実施形態では手動変速モードの場合についてのみ説明しているが、これに限られるものではなく、自動変速モードにおけるダウンシフト時に適用するようにしてもよい。また、スロットル弁４の開度を制御する他に、点火時期を制御することでエンジン出力トルクを増加させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンのシステム図である。
【図２】ダウンシフト時のトルクアップ制御（回転同期制御）を示すブロック図である。
【図３】ダウンシフト時のトルクアップ制御（回転同期制御）を示すフローチャートである。
【図４】トルク増加量上限値を設定するためのフローチャートである。
【図５】３速から２速へのダウンシフト時のトルクアップ制御を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、３…スロットルモータ、４…スロットル弁、５…自動変速機、１２…電子コントロールユニット（ＥＣＵ）、２１…スロットルセンサ、２２…アクセル開度センサ、２５…ギヤ位置センサ、２６…モードスイッチ、２７
…シフト位置センサ、２８…車速センサ
【図１】
2004137907.tif 000003
【図２】
2004137907.tif 000004
【図３】
2004137907.tif 000005
【図４】
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【図５】
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