(57)【要約】【課題】車両の発進時における車両の飛び出し感を抑制する。【解決手段】ＥＣＵは、車速が予め定められた車速Ａより小さいと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、スロットル開度の抑制制御を実施するステップ（Ｓ１０４）と、車速が予め定められた車速Ａ以上であると（Ｓ１００にてＮＯ）、アクセル開度に応じてスロットル開度を制御するステップ（Ｓ１０２）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図２
2007170230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータを介して変速機構に連結される内燃機関の制御装置であって、
アクセル開度を検知するための検知手段と、
前記トルクコンバータの速度比を検知するための速度比検知手段と、
前記検知されたアクセル開度と前記検知された速度比とに応じて、前記内燃機関の出力を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記内燃機関が搭載される車両の車速を検知するための車速検知手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記検知された車速が予め定められた車速より低いと、前記アクセル開度と前記速度比とに応じて前記内燃機関の出力を制御するための手段とを含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記速度比が小さくなるほど前記内燃機関の出力をより制限するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記速度比が予め定められた速度比以下であると、前記予め定められた速度比より大きいときよりも前記内燃機関の出力を制限するための手段を含む、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検知されたアクセル開度が、予め定められた開度以下であって、ゼロよりも大きいと、前記速度比に応じて前記内燃機関の出力を制限するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、スロットル開度により前記内燃機関の出力を制御するための手段を含む、請求項１〜５のいずれか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、内燃機関の制御装置に関し、特に、トルクコンバータを介して変速機構に連結される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力制御の一つとして、運転者のアクセル開度に応じてスロットル開度を調整することによりエンジンの出力を制御するスロットル開度制御が一般に知られている。このようなスロットル開度制御において、たとえば、運転者のアクセル開度に応じてスロットル開度を対応させて制御するようにすると、運転者は車両の発進時に車両が飛び出すように発進することによる違和感（以下、単に車両の飛び出し感と記載する）を感じる場合がある。特に、トルクコンバータを含む自動変速機が搭載された車両においては、運転者は上述した車両の飛び出し感を顕著に感じる。これは、車両の走行時に対応させて、アクセル開度とスロットル開度との関係に基づく特性を設定するため、車両の発進時に同様の特性を用いてスロットル開度を制御すると、トルクコンバータの増大作用により、車両の駆動力が運転者の所望する駆動力を上回る場合があるからである。
【０００３】
そこで、発進時に対応するように、アクセル開度の変化に対してスロットル開度の変化を緩やかにすることが考えられるが、走行時におけるエンジンの出力変化も緩やかになるため、運転者の所望する駆動力が得られない可能性がある。
【０００４】
運転者の所望する駆動力が得られないという問題に鑑みて、特開２００５−９０４５２号公報（特許文献１）は、運転者の要求に対して最適な駆動力および応答性能を保証するマニュアルモード付き自動変速機を備えた車両制御装置を開示する。この車両制御装置は、複数の変速段のうちから運転状態に応じた変速段に設定するオートモードと、複数の変速段のうちから運転者の手動操作に応じた変速段に設定するマニュアルモードとを切り換えるモード切換手段を含む。車両制御装置は、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、マニュアルモードを選択したときマニュアルモードで設定したマニュアルモード変速段を検出するマニュアルモード変速段検出手段と、このマニュアルモード変速段に応じてアクセル開度に対するエンジン出力特性を設定するエンジン出力特性設定手段とを含む。
【０００５】
上述した公報に開示された車両制御装置によると、運転者がマニュアルモードで行なう手動操作およびアクセル操作に対して適切なエンジン出力特性を設定することにより、運転者の要求に対して最適な駆動力および応答性能を保証することができる。また、上述した公報には、低車速域であると、アクセル開度に対するスロットル開度の変化が低アクセル開度領域よりも高アクセル開度領域で大きくなるように設定される旨の技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−９０４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した公報に開示された車両制御装置のように、車速に応じてアクセル開度に対するスロットル開度を変化させても、トルクコンバータを含む自動変速機が搭載された車両の発進時における飛び出し感を抑制することはできないという問題がある。
【０００７】
車両の発進時においては、トルクコンバータにおける入力軸と出力軸との回転速度差（滑り量）は大きくなる。滑り量が大きいときには、トルクコンバータの速度比（自動変速機の入力回転数／エンジン回転数）が小さい。速度比が小さいときには、トルク比、すなわちトルクの増幅量が大きくなる。滑り量が小さいときには、トルク比は１に近づくのに対して、車両の発進時のような滑り量が大きいときには、トルク比は１．８〜２．０になる場合があるからである。
【０００８】
そのため、車両の走行時に対応させて定めたアクセル開度−スロットル開度特性を車両の発進時に適用すると、滑り量が大きくなることにより、トルク比が大きくなり、エンジンのトルクが増大されて駆動輪に伝達される。その結果、必然的に車両の飛び出し感も大きくなる。
【０００９】
トルクコンバータのトルク比は、車速に依存して変化するものではないため、上述した公報に開示された車両制御装置においては、トルクコンバータのトルク増大作用に起因した車両の飛び出し感を確実に抑制することはできない。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の発進時における車両の飛び出し感を抑制する内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、トルクコンバータを介して変速機構に連結される内燃機関の制御装置である。この制御装置は、アクセル開度を検知するための検知手段と、トルクコンバータの速度比を検知するための速度比検知手段と、検知されたアクセル開度と検知された速度比とに応じて、内燃機関の出力を制御するための制御手段とを含む。
【００１２】
第１の発明によると、制御手段は、検知されたアクセル開度と速度比に応じて内燃機関の出力を制御する。たとえば、車両の発進時の、速度比が小さい（すなわち、入力軸と出力軸との回転速度差が拡大する）領域において、内燃機関の出力を制限するように制御すると、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達されるトルクの変化を緩やかにすることができる。トルクコンバータのトルク増大作用が大きくなる、速度比が小さい領域において、内燃機関の出力を制限することにより、駆動輪に伝達されるトルクの急激な増加を抑制できる。そのため、運転者が車両の飛び出し感を感じることを抑制して、滑らかな発進性を実現することができる。したがって、車両の発進時における車両の飛び出し感を抑制する内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、内燃機関が搭載される車両の車速を検知するための車速検知手段をさらに含む。制御手段は、検知された車速が予め定められた車速より低いと、アクセル開度と速度比とに応じて内燃機関の出力を制御するための手段とを含む。
【００１４】
第２の発明によると、制御手段は、車速が予め定められた車速より低いと、アクセル開度と速度比とに応じて内燃機関の出力を制御する。予め定められた車速よりも低い車速（たとえば、車両の停止状態あるいは極低速状態）であって、たとえば、車両の発進時の、速度比が小さい（すなわち、入力軸と出力軸との回転速度差が拡大する）領域において、内燃機関の出力を制限するように制御すると、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達されるトルクの変化を緩やかにすることができる。車両の発進時におけるトルクコンバータのトルク増大作用が大きくなる、速度比が小さい領域において、内燃機関の出力を制限することにより、駆動輪に伝達されるトルクの急激な増加を抑制できる。そのため、運転者が車両の飛び出し感を感じることを抑制して、滑らかな発進性を実現することができる。また、高車速域において速度比に応じた内燃機関の出力制限を解除して、走行状態に対応した出力制御を行なうことにより、運転者が所望する車両の駆動力を得ることができる。
【００１５】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、速度比が小さくなるほど内燃機関の出力をより制限するための手段を含む。
【００１６】
第３の発明によると、制御手段は、速度比が小さくなるほど（すなわち、入力軸と出力軸との回転速度差が拡大するほど）アクセル開度に対する内燃機関の出力を制限する。速度比が小さくなるほど（すなわち、滑り量が大きくなるほど）トルクコンバータから出力されるトルクの増大作用が大きくなるためである。したがって、速度比が小さくなるほど内燃機関の出力をより制限することにより、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達されるトルクの変化を緩やかにすることができる。そのため、運転者が車両の飛び出し感を感じることを抑制して、滑らかな発進性を実現することができる。
【００１７】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、制御手段は、速度比が予め定められた速度比以下であると、予め定められた速度比より大きいときよりも内燃機関の出力を制限するための手段を含む。
【００１８】
第４の発明によると、速度比が予め定められた速度比以下の比較的滑り量が大きいときには、トルクコンバータから出力されるトルクの増大作用が大きくなる。したがって、速度比が予め定められた速度比以下であると、速度比が予め定められた速度比より大きいときよりも内燃機関の出力を制限することにより、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達されるトルクの変化を緩やかにすることができる。そのため、運転者が車両の飛び出し感を感じることを抑制して、滑らかな発進性を実現することができる。
【００１９】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、検知されたアクセル開度が、予め定められた開度以下であって、ゼロよりも大きいと、速度比に応じて内燃機関の出力を制限するための手段を含む。
【００２０】
第５の発明によると、制御手段は、検知されたアクセル開度が、予め定められた開度以下であってゼロよりも大きいと、速度比に応じて内燃機関の出力を制限する。これにより、アクセル開度が予め定められた開度以下で運転者が車両を緩やかに発進させようとする場合には、速度比に応じて内燃機関の出力を制限することにより、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達されるトルクの変化を緩やかにすることができる。したがって、運転者が車両の飛び出し感を感じることを抑制して、滑らかな発進性を実現することができる。また、アクセル開度が予め定められた開度より大きいと、内燃機関の出力は制限されないため、運転者が力強い発進を要求するような場合には、内燃機関の出力はアクセル開度に応じて発現されるため、運転者の要求に応じた駆動力を確保することができる。
【００２１】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、スロットル開度により内燃機関の出力を制御するための手段を含む。
【００２２】
第６の発明によると、制御手段は、スロットル開度により内燃機関の出力を制御する。車両の発進時に、速度比が小さくなるほど、スロットル開度を制限することにより、内燃機関の出力を制限できる。そのため、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達されるトルクの変化を緩やかにすることができる。したがって、運転者が車両の飛び出し感を感じることを抑制して、滑らかな発進性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２４】
図１に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵを含む車両のパワートレーンについて説明する。
【００２５】
図１に示すように、この車両には、内燃機関（以下の説明においては、内燃機関をエンジンと記載する）１００と、トルクコンバータ２００と、変速機構３００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００と、アクセルペダル開度センサ６００とを含む。
【００２６】
エンジン１００には、吸気通路を流通する空気の流量を調整するスロットル１０２が設けられる。スロットル１０２は、スロットルバルブ１０４とスロットルモータ１０６とスロットルポジションセンサ１０８とから構成される。スロットルバルブ１０４は、エンジン１００の吸気通路の途中に設けられる。スロットルモータ１０６は、ＥＣＵ５００から受信するスロットル開度制御信号に基づいて、スロットルバルブ１０４を駆動してスロットル開度を調整する。スロットルポジションセンサ１０８は、スロットルバルブ１０４のスロットル開度を検知する。スロットルポジションセンサ１０８は、スロットル開度を表す信号をＥＣＵ５００に送信する。
【００２７】
エンジン１００の出力軸には、クランクポジションセンサ１１０が設けられ、エンジン回転数Ｎｅを検知する。クランクポジションセンサ１１０は、エンジン回転数Ｎｅを表す信号をＥＣＵ５００に送信する。
【００２８】
自動変速機は、トルクコンバータ２００と変速機構３００と油圧回路４００とを含む。トルクコンバータ２００の入力軸は、エンジン１００の出力軸に連結される。トルクコンバータ２００の出力軸は、変速機構３００の入力軸に連結される。トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ（図示せず）と、入力軸側のポンプ羽根車と、出力軸側のタービン羽根車と、ワンウェイクラッチを有し、トルク増幅機能を発現するステータ（いずれも図示せず）とから構成される。ロックアップクラッチは、車両の走行状態に応じてＥＣＵ５００から送信されるロックアップクラッチ制御信号に基づいて入力軸と出力軸とを直結状態にしたり、非直結状態にしたりする。
【００２９】
変速機構３００は、たとえば、歯車式の有段変速機構であるが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、ベルト式あるいはトラクション式の無段変速機構を用いてもよい。変速機構３００の入力軸側には、入力軸回転数センサ３０２が設けられる。入力軸回転数センサ３０２は、変速機構３００の入力軸回転数（タービン回転数）Ｎｔを検知する。入力軸回転数センサ３０２は、入力軸回転数Ｎｔを表す信号をＥＣＵ５００に送信する。また、変速機３００の出力軸側には出力軸回転数センサ３０４が設けられる。出力軸回転数センサ３０４は、変速機構３００の出力軸回転数Ｎｏを検知する。出力軸回転数センサ３０４は、出力軸回転数Ｎｏを表す信号をＥＣＵ５００に送信する。ＥＣＵ５００は、この出力軸回転数Ｎｏを表す信号に基づいて車速を検知することができる。また、変速機構３００において、ＥＣＵ５００からの制御信号に基づいて油圧回路４００により変速比が調整される。
【００３０】
アクセルペダル開度センサ６００は、運転者により操作されるアクセルペダルの開度（最大操作量に対する操作の度合、以下アクセル開度と記載する）を検知する。アクセルペダル開度センサ６００は、アクセル開度を表す信号をＥＣＵ５００に送信する。
【００３１】
ＥＣＵ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとを含む。ＥＣＵ５００は、各種センサから受信した信号およびメモリに記憶された予め定められたマップおよびパラメータに基づいて、メモリに記憶されたプログラムを実行する。ＥＣＵ５００は、プログラムの実行により得られた演算結果に基づいて、各種制御信号をエンジン１００、トルクコンバータ２００および油圧回路４００等に送信する。
【００３２】
以上のような車両の構成において、本発明は、ＥＣＵ５００が、アクセル開度とトルクコンバータ２００の速度比（出力軸回転数／入力軸回転数）とに応じてエンジン１００の出力を制御する点に特徴を有する。
【００３３】
具体的には、ＥＣＵ５００は、検知された回転数Ｎｔの回転数Ｎｅに対する速度比ｅ（ｅ＝Ｎｔ／Ｎｅ）を算出する。ＥＣＵ５００は、検知されたアクセル開度と算出された速度比ｅとに基づいてスロットル１０２におけるスロットル開度ＴＨを制御する。加えて、ＥＣＵ５００は、車速が予め定められた車速Ａより小さいとアクセル開度と速度比ｅとに基づいてスロットル開度ＴＨを制御する。
【００３４】
以下、図２を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ５００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００３５】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ５００は、車速が予め定められた車速Ａより小さいか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ５００は、出力軸回転数Ｎｏに基づいて検知される車速が予め定められた車速Ａより小さいか否かを判断する。車速が予め定められた車速Ａより小さいと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０２に移される。
【００３６】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ５００は、検知されたアクセル開度に応じてスロットル開度を制御する。すなわち、通常走行状態に対応するアクセル開度とスロットル開度との関係が一義的に対応付けられたマップが予めメモリに記憶され、ＥＣＵ５００は、検知されたアクセル開度と前述のマップとに基づいて決定されるスロットル開度ＴＨになるようにスロットルモータ１０６を制御する。なお、アクセル開度とスロットル開度とは、線形的な関係になるように対応付けられてもよいし、非線形的な関係になるように対応付けられてもよい。
【００３７】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ５００は、スロットル開度の抑制制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ５００は、検知されたアクセル開度と算出された速度比ｅとに基づいて、図３に示すマップから対応するスロットル開度ＴＨを算出する。
【００３８】
図３に示すマップは、横軸が速度比を示し、縦軸がスロットル開度を示す。また、図３に示すマップには、０％〜１００％までの間において、０％、５％、１５％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％、６０％、１００％の各アクセル開度に対応した速度比ｅとスロットル開度ＴＨとの関係を示すマップである。図３に示すマップは、０％よりも大きいアクセル開度であって、４５％以下のアクセル開度域において、スロットル開度ＴＨは、同じアクセル開度であっても、速度比が小さくなるほど速度比が大きいときに決定されるスロットル開度よりも小さくなるように設定される。なお、４５％以下の開度域においてスロットル開度が制限されることに特に限定されるものではない。
【００３９】
また、本実施の形態において、図３に示すマップは、予め定められた速度比ｅ（２）以下になると、同じアクセル開度であっても、速度比ｅ（２）よりも大きいときに決定されるスロットル開度よりも小さくなるように設定される。予め定められた速度比ｅ（２）は特に限定される値ではなく、たとえば、トルクコンバータ２００におけるトルク比が１となる、いわゆる、カップリングポイントに対応する速度比であってもよい。
【００４０】
たとえば、検知されたアクセル開度が３０％であるとする。算出された速度比がｅ（１）であるとすると、図３に示すマップから対応するスロットル開度ＴＨ（０）が算出される。ＥＣＵ５００は、決定されたスロットル開度ＴＨ（０）になるようにスロットルモータを制御する。なお、検知されたアクセル開度が図３に示されないアクセル開度であるときには、図３に示されたマップにおいて、アクセル開度を線形補完するなどして、スロットル開度ＴＨを算出するようにしてもよい。
【００４１】
なお、図３に示すような２次元マップに代えて、アクセル開度と速度比とスロットル開度との関係を示す３次元マップ、テーブルあるいは関数式などを用いるようにしてもよい。
【００４２】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ５００の動作に基づくスロットル開度制御について説明する。
【００４３】
たとえば、車両の停止状態から発進時のように、車両の車速が予め定められた車速Ａよりも小さい車速域であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、検知されたアクセル開度と算出された速度比ｅとに基づいて、図３に示すマップから対応するスロットル開度ＴＨが算出される。ＥＣＵ５００は、算出されたスロットル開度ＴＨになるようにスロットルモータ１０６を制御する（Ｓ１０４）。車両の発進時において、速度比ｅが小さいと、スロットル開度が制限されるため、エンジン１００の出力トルクの増加も緩やかになる。そのため、トルクコンバータ２００のトルク増大作用が大きくなる、速度比が小さい領域において、トルクコンバータ２００を介して駆動輪に伝達されるトルクの変化も緩やかになる。これにより、運転者が車両の飛び出し感を感じることが抑制される。
【００４４】
一方、車両の車速が予め定められた車速Ａ以上の車速域であると（Ｓ１００にてＮＯ）、検知されたアクセル開度と、アクセル開度とスロットル開度とが一義的に線形相当の関係になるように作成されたマップとによりスロットル開度ＴＨが算出される。ＥＣＵ５００は、算出されたスロットル開度ＴＨになるようにスロットルモータ１０６を制御する（Ｓ１０２）。予め定められた車速Ａ以上であると、通常の走行状態に対応するスロットル開度が設定されるため、車両の走行時における運転者の所望の駆動力が得られる。
【００４５】
以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によると、車両の発進時の、速度比が小さい（すなわち、入力軸と出力軸との回転速度差が拡大する）領域において、エンジンの出力を制限するように制御すると、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達されるトルクの変化を緩やかにすることができる。トルクコンバータのトルク増大作用が大きくなる、速度比が小さい領域において、エンジンの出力を制限することにより、駆動輪に伝達されるトルクの急激な増加を抑制できる。そのため、運転者が車両の飛び出し感を感じることを抑制して、滑らかな発進性を実現することができる。したがって、車両の発進時における車両の飛び出し感を抑制する内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００４６】
本実施の形態において、スロットル１０２により出力が制御されるガソリンエンジンを一例として説明したが、本発明は、特にスロットルが設けられるエンジンに限定して適用されるものではない。たとえば、エンジン１００は、ディーゼルエンジンであってもよい。この場合、アクセル開度および速度比に応じて、燃料噴射量を制限することによりエンジンの出力を制限するようにしてもよい。あるいは、エンジン１００が、スロットル以外に吸気通路を流通する気体の流量を調整するものであってもよい。たとえば、吸気バルブの開閉タイミングおよびリフト量を調整して、燃焼室への混合気（直噴エンジンであれば空気）の流量を制御することにより、出力が制御されるガソリンエンジンにおいて、アクセル開度および速度比に応じて、燃焼室への気体の流量を制限してエンジンの出力を制限するようにしてもよい。また、ガソリンエンジンにおいては、点火時期を遅角することにより出力を制限するようにしてもよい。
【００４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された車両の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度と速度比とスロットル開度との関係を示すマップである。
【符号の説明】
【００４９】
１００  エンジン、１０２  スロットル、１０４  スロットルバルブ、１０６  スロットルモータ、１０８  スロットルポジションセンサ、１１０  クランクポジションセンサ、３０２  入力軸回転数センサ、３０４  出力軸回転数センサ、２００  トルクコンバータ、３００  変速機構、５００  ＥＣＵ、６００  アクセルペダル開度センサ。
【図１】
2007170230.tif 000003
【図２】
2007170230.tif 000004
【図３】
2007170230.tif 000005