(57)【要約】【課題】追加デバイスを必要とせず、応答性、燃料経済性及びエミッション特性に優れ、EVAエンジン及び自動変速機を備えたパワートレインのシフトクオリティを改善する制御方法を提供する。【解決手段】例の一つとして、本発明の方法は、少なくとも一つの電気駆動式気筒バルブを有するエンジンと、自動変速機と、を備えた車両用パワートレインの制御方法であって、変速機の変速段を第一の変速段から第二の変速段に切換える工程と、電気駆動式気筒バルブの動作状態を変更することによって、トルク・フェーズの間、エンジントルクを増大させ、イナーシャ・フェーズの間、エンジントルクを減少させる工程と、を備える。【選択図】    図４
2007046606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの電気駆動式気筒バルブを有するエンジンと、自動変速機と、を備えた車両用パワートレインの制御方法であって、
上記変速機の変速段を第一の変速段から第二の変速段に切換える変速工程と、
上記電気駆動式気筒バルブの動作状態を変更することによって、上記変速段の切換えにおけるトルク・フェーズの間、エンジントルクを増大させ、イナーシャ・フェーズの間、エンジントルクを減少させるトルク調整工程と、
を備える方法。
【請求項２】
上記トルク調整工程で変更される電気駆動式気筒バルブの動作状態は、バルブ・タイミングを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記トルク調整工程で変更される電気駆動式気筒バルブの動作状態は、一つの気筒において作動するバルブの数を含む、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
上記トルク調整工程で変更される電気駆動式気筒バルブの動作状態は、気筒の全バルブを作動可能にし、それによって当該気筒の燃焼を再開させることを含む、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
上記トルク調整工程では、点火リタードによってエンジントルクを低下させる、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
上記トルク調整工程では、上記電気駆動式気筒バルブの動作タイミングを変えることによって、エンジントルクを低下させる、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
上記トルク調整工程では、吸気系のスロットル・バルブを閉じることによって、エンジントルクを低下させる、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
上記トルク調整工程では、燃焼を行う気筒の数を減らすことによって、エンジントルクを低下させる、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
上記エンジンは、電気駆動式気筒バルブの動作状態を変更することにより、当該バルブを有する気筒の一サイクルあたりのストローク数を変更可能に構成されており、
上記変速工程において変速段を切換える際に、上記気筒の一サイクルあたりのストローク数を変更する工程を更に備える、
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
上記気筒の一サイクルあたりのストローク数を変更する工程には、一サイクルあたりのストローク数を減らす工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記一サイクルあたりのストローク数を減らす工程では、一サイクルあたりのストローク数を、上記エンジンにおいて実現可能な最小ストローク数に設定する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
上記気筒の一サイクルあたりのストローク数を変更する工程では、一サイクルあたりのストローク数を変速機側からの要求トルクが得られる値に設定する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
上記パワートレインが、上記エンジンと上記自動変速機との間にトルク・コンバータを備え、
上記電気駆動式気筒バルブの動作状態の変更は、上記トルク・コンバータのスリップ量に基づいて行う、請求項１乃至１２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
車両用のパワートレイン装置であって、
少なくとも一つの電気駆動式気筒バルブを有するエンジンと、
自動変速機と、
上記エンジン及び上記自動変速機の間に配設されたトルク・コンバータと、
上記変速機の変速段が第一変速段から第二変速段に切換わる際に、上記電気駆動式気筒バルブの動作状態を変更することにより、トルク・フェーズの間、エンジントルクを増大させ、イナーシャ・フェーズの間、エンジントルクを減少させる制御器と、を備え、
上記制御器は、上記電気駆動式気筒バルブの動作状態の変更を、上記トルク・コンバータのスリップ量に基づいて行うように構成されている、
パワートレイン装置。
【請求項１５】
上記制御器は、上記第一変速段から第二変速段への切換えの際に、締結されるクラッチ及び解放されるクラッチの動作タイミング及び締結力の調整とともに、トルク・フェーズの間、変速機入力トルクを増大させ、イナーシャ・フェーズの間、トルクを低下させるように構成されている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
上記エンジンは、上記電気駆動式気筒バルブの動作状態を変更することにより、当該バルブを有する気筒の一サイクルあたりのストローク数を変更可能に構成されており、
上記制御器は、上記第一変速段から第二変速段への切換えの際に、上記気筒の一サイクルあたりのストローク数を変更するように構成されている、請求項１４又は１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
上記制御器は、上記第一変速段から第二変速段への切換えの際に、上記気筒の一サイクルあたりのストローク数を減らすように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
上記制御器は、上記第一変速段から第二変速段への切換えの際に、上記気筒の一サイクルあたりのストローク数を、上記エンジンにおいて実現可能な最小ストローク数に設定するように構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
上記制御器は、上記第一変速段から第二変速段への切換えの際に、一サイクルあたりのストローク数を変速機側からの要求トルクが得られる値に設定するように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
コンピューターに格納され、請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のパワートレインの制御方法を上記コンピューターに実行させるエンジン制御用コンピューター・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用パワートレインの制御方法及び同パワートレイン装置に関連し、より具体的には、少なくとも一つの電気駆動式気筒バルブを有するエンジンと自動変速機とを備えたものに関連する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機を備えた車両において運転フィーリングを改善するために、変速動作の際にエンジンの運転状態を調整することは一般的に行われている。具体的には、時として変速動作の間、変速機の出力トルクが一定に保たれるように、アップシフト及び/又はダウンシフトの際に変速機の出力トルクを制御するのが望ましいことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いくつかの自動変速機においては、変速時のトルク・フェーズ及びイナーシャ・フェーズの間、変速機の出力トルクが大きく変動する場合がある。これに対する取り組みの一つとして、締結クラッチ（変速に際し、解放状態から締結状態に切り替えられるクラッチ）及び解放クラッチ（変速に際し、締結状態から解放状態に切り替えられるクラッチ）の締結容量（締結力）及び動作タイミングを（例えば作動油圧などによって）調整するとともに、イナーシャ・フェーズの間は点火リタードによってエンジン出力トルクを低下させ、これによりトルク変動を抑えることが行われる。しかしながら、点火リタードはエンジントルクを迅速に低減し得る一方で、燃料消費及びエミッションが増大する点において不利益があり得る。さらに、点火リタードは一般的にエンジンの出力トルクを低下させることしかできない。
【０００４】
変速中のエンジントルクを調整する別の取り組みとして、電気制御式（電制）スロットルを使用することがある。しかしながら、吸入空気量の（つまりエンジントルクの）調整の応答性は、吸気マニフォールドを満たすための動的遅れと、電制スロットルのアクチュエータの応答性とによって制限される場合がある。
【０００５】
利用可能な更に別の取り組みは、変速機制御ロジックから要求されるトルクに応じて、変速機入力トルクを低下及び/又は増大させるために、クランク軸に取り付けられたスターター・オルタネータ（starter alternator: SA）を用いることである。しかしながら、そのような取り組みは、変速機入力トルクを制御するために十分に速いアクチュエータを必要とする。また、スターター・オルタネータを、変速の際に変速機への入力トルクを調整するために使用することは可能であるが、一般的なスターター・オルタネータの最大トルク容量はエンジントルク容量の半分以下であることから、そのような取り組みは制限される。さらに、SAのトルクは、SAのシャフト速度に反比例する場合があり、そして、バッテリーの充電状態によって制限される場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの問題及び他の問題に対処するため、例の一つとして、少なくとも一つの電気駆動式気筒バルブ（吸気バルブ及び／又は排気バルブ）を有するエンジンと自動変速機とを備えるパワートレインの制御方法が提供される。その方法は、変速機を、第一の変速段から第二の変速段に変速する工程、電気駆動式気筒バルブの動作を変えることにより、変速のトルク・フェーズの間のエンジントルクを増大させる工程、及び、変速のイナーシャ・フェーズの間にエンジントルクを低下させる工程を備える。
【０００７】
このようにして、低速段から高速段への変速の際に、運転フィーリングが改善するように十分に大きくトルクを変化させることが可能になる。さらに、このトルクの変化は、スターター・オルタネータ或いは他のデバイスを必要とせず、バッテリー蓄電量を消耗させることも無い。
【０００８】
発明の別の観点として車両のパワートレイン装置が提供され得る。その装置は、少なくとも一つの電気駆動式の気筒バルブを備えたエンジンと、自動変速機と、該エンジン及び自動変速機の間に結合されたトルク・コンバータと、変速機の変速段を第一の変速段から第二の変速段に変速するとともに、電気駆動式気筒バルブの動作を変えることにより、変速のトルク・フェーズの間にエンジントルクを増大させ、イナーシャー・フェーズの間にエンジントルクを低下させるよう構成された制御器と、を備えており、バルブ動作の変更は、トルク・コンバータのスリップ量に基づいて行われる。
【０００９】
このようにして運転フィーリングを改善することができ、さらに、スリップ率（量）等に基づく別のフィード・バック制御を追加すれば、よりスムースな変速が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照すると、車両のパワートレインの例が示されている。具体的には、図２にも示される内燃機関（エンジン）１０のクランク軸１３がトルク・コンバータ１１に連結され、該トルク・コンバータ１１はまた、変速機１５の入力軸１７１５にも連結されている。トルク・コンバータ１１は、締結、非締結或いは部分的締結が可能なバイパス・クラッチを含み得る。そのクラッチが非締結状態或いは部分的締結状態とされたとき、トルク・コンバータはアンロック状態にあると言われる。この例は、トルク・コンバータを備えた自動変速機を示しているが、（自動変速可能な）手動変速機もまた使用可能であり、トルク・コンバータの無い変速機も使用可能である。
【００１１】
変速機１５は、複数の選択可能な不連続の変速段を備える電子制御式のものであり得る。変速機１５はまた、例えばファイナル・ドライブ・ギア（不図示）のような、種々の他のギアを含み得る。変速機１５はまた、アクスル２１を介してタイヤ１０に連結している。タイヤ１９は、車両（不図示）と路面（２３）とのインターフェースである。実施形態の一つにおいて変速機１５は、ドライバーが選択可能な下記のシフトポジションを持っている。すなわち、駐車位置（P）、後退位置（R）、ニュートラル位置（N）、ドライブ位置（D）及びロー位置（L）である。ドライバーは、これらのいずれかの位置をシフトレバーによって選択する。
【００１２】
図２を参照すると、複数の気筒を有するエンジン１０が示されており、それは電子エンジン制御器１２によって制御される。なお、同図において気筒は一つのみ示される。エンジン１０は、燃焼室３０と、クランク軸４０に連結されたピストン３６をその中に備えた気筒壁３２と、を含む。燃焼室３０は、それぞれの吸気バルブ５２及び排気バルブ５４を介して、吸気マニフォールド４４及び排気マニフォールド４８と連通する。吸気バルブ５２及び排気バルブ５４の夫々は、電気機械的に制御されるコイル及びアーマーチャ組立体５３によって作動させられる。アーマチャ温度が温度センサー５１によって判定され得る。バルブ位置が位置センサー５０によって判定され得る。代替例の一つにおいては、バルブ５２及び５４用の各バルブ・アクチュエータが位置センサー及び温度センサーを持つ。更に別の代替例においては、一つ以上の吸気バルブ５２及び/又は排気バルブ５４がカム駆動され、且つ機械的に休止可能にされる場合もある。例えば、バルブのリフターがプッシュ・ロッド型のカム駆動バルブ用休止機構を含む場合がある。あるいは、バルブ特性をリフト零の特性に切り替えるようなオーバーヘッド・カム内の休止機構が採用される場合もある。さらに、種々のバルブ・リフト・アクチュエータもまた、使用され得る。
【００１３】
吸気マニフォールド４４にはまた、燃料噴射弁６６が配設されている。これは、制御器１２からの信号(FPW)のパルス幅に比例して燃料を供給するためのものである。燃料は、燃料タンク、燃料ポンプ及び燃料レール(不図示)を含む燃料システム(不図示)によって、燃料噴射弁６６へ供給される。あるいは、燃料がエンジンの気筒内に直接的に噴射されるように、エンジンが構成される場合もある。これは、当業者において「直接噴射」として知られている。加えて、吸気マニフォールド４４は電子スロットル１２５に通じているが、これはなくてもよい。
【００１４】
ディストリビューターレス（distributor-less）の点火装置８８が設けられており、制御器１２に応答して点火プラグ９２により燃焼室３０に火花を供給する。所謂リニアセンサーのような汎用排気ガス酸素（Universal Exhaust Gas Oxygen ：UEGO）センサー７６が、排気マニフォールド４８における触媒コンバータ７０の上流に配設されている。あるいは、所謂ラムダセンサーのようなニ状態排気ガス酸素センサーが、UEGOセンサー７６の代わりになり得る。これとは別にニ状態排気ガス酸素センサー９８が、排気マニフォールド４８における触媒コンバータ７０の下流に配設されている（図１において、そのセンサーからの信号がEGO２と示される）。あるいは、センサー９８もUEGOセンサーである場合もある。触媒コンバータ７０の温度が温度センサー７７によって測定される。それは、エンジン速度、エンジン負荷、大気温度、エンジン温度及び/又は吸気量、或いはそれらの組み合わせに基いて推定することもできる。
【００１５】
触媒コンバータ７０は、例の一つとして、複数の触媒ブリック（brick）を含むことが出来る。別の例においては、夫々複数の触媒ブリックを持つ複数の排気ガス制御装置が使用され得る。例の一つとして、触媒コンバータ７０は三元触媒であり得る。
【００１６】
制御器１２は、図２において、マイクロ・プロセッサ・ユニット１０２、入力/出力ポート１０４、読み出し専用メモリー（read-only-memory: ROM）１０６、ランダム・アクセス・メモリー（random-access-memory: RAM）１０８、キープ・アライブ・メモリ（Keep-alive-memory）１１０、及び、通常のデータ・バスを含む、一般的なマイクロ・コンピュータとして示されている。制御器１２は、エンジン１０の種々のセンサーからの信号を受ける。それは、前述の信号に加えて、ウオーター・ジャケット１１４に臨む温度センサー１１２からのエンジン冷媒温度（ECT）の計測値、ドライバーの足によって操作されるアクセルペダルに付設された位置センサー１１９からのアクセル・ペダル位置（PP）の計測値、吸気マニフォールド４４に結合された圧力センサー１１２からのエンジンマニフォールド圧の計測値（MAP）、温度センサー１１７からのエンジンの吸気温度又はマニフォールド温度の計測値（ACT）、及び、クランク軸４０の位置を検出するホール効果センサー１１８からのエンジン位置の計測値を含む。本説明の好ましい態様において、エンジン位置センサー１１８は、それによりエンジン速度（RPM）が判定され得るクランク軸の回転毎に予め設定された数の等間隔のパルスを生成する。
【００１７】
代替実施形態において、燃焼噴射弁６６が燃焼室３０内、即ち、点火プラグ９２と同様にシリンダー・ヘッド内、或いは燃焼室の側壁に配置された直噴タイプのエンジンも使用され得る。また、エンジンはハイブリッド自動車内の電気モータ/バッテリーに結合されても良い。ハイブリッド自動車は、パラレル式、シリーズ式、或いは、それらの派生や組み合わせの構成を持ち得る。
【００１８】
より詳しくは後述するが、例えばトルク・コンバータを備える６速ATのように、独立した変速段を備えた変速機のシフトクオリティを改善するための取り組みの一つとして、アップシフト及び/又はダウンシフトの際に変速機１５の出力トルクが調整される。具体的には、運転フィーリングを改善するために、少なくとも幾つかの変速動作の間、変速機１５の出力トルクが実質的に一定に維持され得る。従来の方法においては、そのような作用を実現するために、変速の際のトルク・フェーズ及びイナーシャ・フェーズの間、変速機１５の出力トルクが増大乃至減少するよう制御される。
【００１９】
そのような制御を実現するための取り組みの一つが、締結クラッチ及び解放クラッチの容量（締結力）及び動作タイミングを調整するとともに、イナーシャ・フェーズの間のエンジン出力トルクを低下させるべく点火リタードを行うことである。点火リタードによりエンジン出力トルクを迅速に低下させることができるが、リタード量によっては燃料消費量及びエミッションの増大を招くことになる。また点火リタードは、一般的にエンジンの出力トルクを低下させることしかできない。
【００２０】
エンジントルクを低下乃至増大させるための別の取り組みは、電制スロットルを使用するものである。しかしながら、いくつかの条件において、電制スロットルの動作（スロットル開度の変化）に対するエンジントルクの応答性は、吸気マニフォールドを満たすための動的遅れや電制スロットルのアクチュエータの応答性によって制限され得る。
【００２１】
変速機制御ロジックからの要求に応じて変速機１５への入力トルクを低下及び/又は増大させるための更に別の取り組みは、クランク軸に取り付けたスターター・オルタネータ（starter alternator: SA）を使用することである。これは変速応答性を改善し得るが、そのためのハードウエアを追加する必要があるので、コストの上昇を招く場合がある。また、一般的なスターター・オルタネータ（SA）の最大トルク容量は、エンジントルク容量の半分以下であり、そしてSAのシャフト速度に反比例する場合があり、それゆえ適用が制限され得る。さらに、SAの使用はバッテリーの充電状態によっても制限され得て、それ故、種々の状態において変速応答性を改善出来ないことがある。
【００２２】
従って、本発明の実施形態の一つにおいて、電気駆動式バルブによるエンジントルクの調整が、（単独で或いは、上記のいずれか一つの取り組みに加えて）使用され得る。具体的には例の一つにおいて、変速中の変速機出力トルクの制御性を改善するために、電気的バルブ作動式（electric valve actuation：EVA）エンジンのトルク出力が、変速機側からのトルク調整要求に応じて制御され得る。具体的には、エンジンは気筒毎に、バルブ・タイミング、モード、燃料供給及び点火の状態を変えるように制御される。また、必要に応じて、後述するルーチンの中に示すように、（利用可能であれば）電制スロットルによって吸気マニフォールド圧を変えることもできる。その上で、変速時の動作を改善するため、締結クラッチ及び解放クラッチの動作タイミング及び容量（締結力）の制御と一体となって、変速機入力トルクがトルク・フェーズの間、増加勾配となるように制御され、そしてイナーシャ・フェーズの間、低下するように制御され得る。
【００２３】
上述したように、点火時期や燃料供給時期の調整に加えて、電気駆動式バルブのようなバルブ調整器や電子式又は電気油圧式の連続可変バルブリフト調整器が、所望のエンジントルクとなるように、気筒毎の出力を制御するために使用され得る。更に、いずれの気筒も着火気筒（即ち、トルクを生成するために空気及び燃料が供給され、点火される気筒）若しくは非着火気筒のいずれかとなり得る。着火気筒の数、着火気筒及び非着火気筒の運転モード、吸気マニフォールド圧、燃料の供給状態、点火状態をエンジン運転状態（例えば、速度と負荷とにより決まる動作点）の関数として制御することにより、エンジントルク要求に迅速に対応し、そして、燃料経済性を改善し、エミッションを減らすことが可能である。
【００２４】
可変バルブ機構を備えたエンジンの燃料経済性を改善し、エミッションを低減するための方法の一例は、所定のエンジン運転状態にて可能な単位時間当たりの最小着火気筒数で運転することである。着火気筒の数を減らすこと、或いは、例えば４ストローク運転に対する１２ストローク運転のように着火気筒のトルク生成比率を減らすことによって、エンジンのポンピング・ロスを低減し、燃料経済性を向上できる。しかしながら、これはエンジンの運転モードを変える方法の一つに過ぎない。後述するように種々の他の運転モードも使用され得る。
【００２５】
EVAエンジンにおける運転モードの選択、例えば８気筒エンジンにおいて４気筒運転と８気筒運転とを切換えることや、１２ストローク運転と４ストローク運転とを切換えることは、特定の運転モードにおいて得られる最大トルクによって制約され得る。例えば、４気筒運転の際に得られる最大トルクは、そのような運転モードを実行可能な領域を制限し得る。また、そういった制限は、最小開時間のようなバルブ駆動機構の制限によって課せられる場合もある。図３は、一例としてある種のエンジン（４.２リットル ポート噴射式８気筒EVAエンジン）の種々のモードにおける最大トルク値の範囲を示す。
【００２６】
他の起こり得る制限の説明を続けると、いくつかのバルブ・アクチュエータは、最小遷移時間（バルブを全開とするまでに必要な時間或いは全閉とするまでに必要な時間）及び/又は、最小バルブ開期間（例えば、１０００rpmあたり、クランク角で４５〜５０°）の制限を有する場合がある。最小バルブ開期間は、所定のエンジン回転速度で所定の着火気筒数によって生成される最小トルクを制限し得る。例として、１０００rpmあたりの最小バルブ開期間が５０°ＣＡであるEVAエンジンが、６０００rpmで作動しているときを考える。この条件において、最小吸気バルブ開閉期間は約３００°ＣＡである。３００°ＣＡの吸気バルブ開期間を持つ着火気筒あたりの最小トルクを下げるために使用され得る方法は多くあるが（例えば、吸気バルブ開（IVO）タイミングを進角する、遅い吸気バルブ閉（IVC）タイミングを使用する、点火時期をリタードする、及び/又はスロットル開度即ち吸気マニフォールド圧を減少させる）、燃料経済性を改善し且つエミッションを低下し得る具体的な取り組みの一つが、着火気筒の数及び/又は着火気筒における着火率を低下させ、それによってエンジントルクの出力の総量を減少させることである。
【００２７】
また、一つのモードから別のモードに変化する際にはトルクの変化が起こり得るが、この点について、EVAエンジンの運転制御におけるトルク対エンジン回転速度のマップ中のそのようなギャップを埋めるべく、吸気マニフォールド圧制御が使用される場合がある。EVAエンジンにおいて吸気マニフォールド圧を制御する方法の一例が、吸気マニフォールドの入口の電気制御式スロットルを作動させるべく、駆動吸気マニフォールド圧フィード・バック及び/又は温度フィード・バックを使用することである。例えば、低負荷運転時に目標トルクを得るために必要なバルブ・タイミング或いは空気充填量が、所定の運転モードにおいて達成可能な最小バルブ期間を下回っている場合、トルクを下げるために異なるバルブ・タイミングのモードに切換える（例えば、８気筒運転から４気筒運転に切換える）。また、サイクル毎のトルクを低下させるために、バルブ・タイミング又は点火時期が調整され得る。第三の代替例は吸気マニフォールド圧を下げることであり、これは所定のバルブ・タイミングに関して空気充填量及びトルクを低下させることになる。これは、マニフォールド圧をバルブ・タイミング及びエンジン回転速度の関数として制御するためスロットルを使用し、トルク制御の中にバルブ制御とスロットル制御とを統合することにより達成される。これはまた、低負荷トルク制御性を改善し得る。さらに、上述した取り組みの種々の組み合わせが必要に応じて使用され得る。
【００２８】
ここで図４を参照すると、変速比の変更、例えばシフトチェンジによる変速段の変更の際に、エンジン及び変速機を制御するためのルーチンが示されている。実施形態の一つにおいて、このルーチンは、シフトクオリティを改善するために変速機側からのトルク調整要求に応じて、エンジンのバルブ・タイミング、気筒モード（例えば運転/休止）、燃料噴射、点火タイミング及び吸気マニフォールド圧を制御する。
【００２９】
概括すると、ルーチンは、最初にステップ３１０において、種々のパラメータに基づくトルク調整要求を受ける。一例としてトルク調整要求は、後述するように変速フィーリングを改善するためのものであり、目標トルク増大特性（トルク・フェーズ時）や目標トルク減少特性（イナーシャ・フェーズ時）に基づくものである。なお、各トルク調整を行う期間、例えばトルク・フェーズで目標トルクを増大させる期間や、イナーシャ・フェーズで目標トルクを低下させる期間の開始及び終了タイミングは、変速開始からの経過時間が、事前の実験や、変速機のクラッチ圧センサー及び/又は変速機の出力軸に設けたトルクセンサーの信号を用いた学習制御などから求めた所定時間（更新されることもあり、また、エンジン回転数やエンジン負荷、車速、変速機作動油温度など、種々のパラメータによっても変わり得る）になったことから判定しても良いし、変速機の出力軸に設けたトルクセンサーの信号から直接的に判定することもできる。
【００３０】
次に、ステップ３１２において、ルーチンは気筒の幾つか、或いは全てが、最小ストローク数（Str_min）の気筒燃焼サイクルで運転しているかどうか判定する。もし気筒の幾つか、或いは全てが最小ストローク数の気筒燃焼サイクルで運転していなければ（ＮＯ）、それらの(その)気筒の運転モードは、最小ストローク数の気筒燃焼サイクルに設定される。例えば、ルーチンは、ステップ３１４においてエンジントルクの制御応答性を高めるために、一つ以上の気筒（或いは全ての気筒）の運転モードを、着火あたりのサイクル数が少ないたモードに切換える。例を挙げると、２４ストローク運転を４ストローク運転に切換える。こうすればエンジントルクをより迅速に変化させることが可能になる。換言すれば、変速機トルク調整要求に対してEVAエンジンの応答性を十分に高くするために、着火気筒が低ストロークモードで運転される。
【００３１】
次に、ルーチンはステップ３１６に進み、トルク調整要求に基づいて決定された気筒トルク（Tor_com）が、最小吸気バルブ開時間によって規定され得る最小可能トルク（Tor_min_i）と最大可能トルク（Tor_max_i）との間の範囲にあるかどうかを判定する。もし、その範囲になければ（ＮＯ）、ルーチンはステップ３１８に進んで、命令された気筒トルク（Tor_com）が範囲内の値になるように気筒モードを設定する。一例としてルーチンは、（例えばサイクルの間中、気筒バルブを作動させることにより、或いは気筒バルブを閉位置に保持することにより）燃焼を実行する気筒の数を調整し、又は、気筒にて作動するバルブの数を調整し、又は、吸気/排気バルブの開期間及び/又は閉期間を調整し（例えば、吸気バルブを遅開きモードから早開きモードに移す）、又は、種々の他の調整を行い得る。それからステップ３２０及び３２２において、ルーチンは、トルク調整要求に対応するエンジン出力トルクを供給するために、スロットル位置、燃料噴射、点火タイミング、及びその他の運転パラメータを調整する。
【００３２】
一方、前記ステップ３１６において、決定された気筒トルク（Tor_com）が最小可能トルク（Tor_min_i）と最大可能トルク（Tor_max_i）との間の範囲にある（ＹＥＳ）と判定すれば、ルーチンはステップ３２４に進み、着火気筒及び非着火気筒の両方のバルブ作動を調整し、その後、トルク調整要求に対応するエンジン出力トルクを供給するため、ステップ３２５において燃料供給及び点火状態を制御する。
【００３３】
換言すれば、着火気筒モード及び非着火気筒モードは、目標トルクの増大（変速の際のトルク・フェーズ時）若しくは減少（同イナーシャ・フェーズ時）に基づくトルク調整要求に最も近づき得るモードに設定される。さらに、ルーチンは、目標トルクに近づけるため、着火気筒のバルブ・タイミングと、燃料供給及び点火の状態と、非着火気筒のバルブ・タイミングとを調整する。例えば、或る場合にはトルク要求がバルブ・タイミング及び/又はバルブ・リフトの調整によって達成され得るが、トルク要求がバルブ・タイミングだけでは達成され得ない場合もある。トルクの低下乃至増大要求がバルブ・タイミングだけで達成され得ない場合、ルーチンは、要求されるトルク調整を最良の燃料経済性、シフトクオリティ、トルク応答性及びエミッション特性で達成すべく、吸気マニフォールド圧、燃料噴射及び/又は点火リタードの望ましい組み合わせを判定する。こういう理由で、ルーチンは、命令されたトルクを得るために吸気マニフォールド圧、燃料及び/又は点火リタードの制御を行う。
【００３４】
さらに、具体的な例の一つにおいて、ルーチンは、気筒あたりの最大トルク及び最小トルクを、エンジン・モードと運転状態（例えばエンジン回転速度とエンジン負荷）との関数としてとらえる。この場合、トルク調整要求は、現在のエンジン運転モード（例えば、８気筒EVAエンジンにおける４つの着火気筒を持つモード、或いは、８つの着火気筒を持つモード）に一致する気筒あたりのトルク要求に変換される。もしエンジントルクの増大若しくは減少が要求されるならば、ルーチンは現在のエンジン運転モードで起こり得る最大トルクと最小トルクとを、トルク要求と比較する。もし、トルク要求が現在のエンジン運転モードで達成され得るならば、その要求トルク出力を達成するために、着火気筒及び非着火気筒においてバルブ・タイミング、燃料供給、点火、及び、吸気マニフォールド圧が調整される。そうでなければ、エンジン運転モードは、要求トルクに対応すべく変えられる。例えば、トルク低下要求に対応するため、着火気筒の数を８から４に減らす。
【００３５】
所定の負荷及び回転速度に対するEVAエンジンの最大トルク及び最小トルクは、着火気筒及び非着火気筒の最大及び最小トルクによって決定され得る。着火気筒の最大気筒トルクは、該気筒の空気充填量によって制限され得る。気筒空気充填量はエンジン回転速度と吸気マニフォールド圧とによって変わり得て、EVAエンジンの吸気バルブ・タイミングを変えることによって最適化され得る。EVAエンジンの着火毎の最小気筒トルクは、主として、EVAアクチュエータが気筒充填量を、エンジン運転状態の関数である固定限界値を下回って低下させないように制限可能な最小バルブ期間によって、決定され得る。所定の着火気筒に関する最小バルブ期間によって可能とされた最小範囲を下回るようにトルクレンジを拡大するため、非着火気筒のバルブ・タイミングがエンジントルクを更に低下させるように調整され得る。同様に吸気マニフォールド圧が減少され得る。非着火気筒の制動トルクを増大させることによってエンジントルク全体を低下させるための取り組みの一つが、ピストンの一つ以上のストロークの間に、膨張制動及び/又は圧縮制動を生成するようにバルブ・タイミングを調整することである。
【００３６】
図４に戻ると、ルーチンは、ステップ３２２とステップ３２６のいずれかから、変速が完了したかどうかを判定すべくステップ３２８に続く。もし変速が完了していなければ、ルーチンはステップ３１６に戻り、完了していればルーチンは終了する（スタートに戻る）。
【００３７】
以上のように、図４には、エンジン及び変速機の運転制御において、トルク調整要求に基づきバルブ・タイミング、気筒モード、燃料供給、点火状態及び吸気マニフォールド圧を制御する方法の一例を示す。例の一つとして、この方法は、運転モード、エンジン回転速度、吸気マニフォールド圧及び排気マニフォールド圧の関数として最大エンジントルク及び最小エンジントルクを考慮し、変速機のトルク調整要求に迅速に対応することが可能である。さらに、上述の取り組みは、クラッチ圧の調整による締結クラッチ及び/又は解放クラッチの制御、及び、クラッチ圧の変更タイミングの調整との組み合わせにおいて使用され得る。
【００３８】
いくつかの場合において、上述したようにエンジントルクを調整するとき、結果として生じる変速機出力トルクの変動が、エンジントルクの調整量とそのタイミング、及び、クラッチ圧の大きさと作動タイミングに影響される場合がある。例えば、エンジントルク出力の変動を招き得る多くの因子（例えば、バルブ・タイミング制御の誤差、スロットル制御の誤差、ランナー長の差、ベース・エンジンの較正誤差、不正確な周囲温度又は、圧力誤差）と、変速機のクラッチ圧の変動を招き得る多くの因子（例えば、変速機の較正誤差、部品間のばらつき、不正確な変速機作動油温度、また歯それらの組み合わせ）とが存在する。
【００３９】
従って、例の一つにおいて、エンジントルク調整及び/又はクラッチ圧調整の適応制御が提供される。例えば、変速の際のトルク調整命令に応じてエンジントルク出力を変更するためにバルブ・タイミングを変えるときには、トルク調整度合いの制御性を改善すべく、スリップ率フィード・バック信号（解放された或いは、部分的に解放されたトルク・コンバータのスリップ率を示す）に応じてバルブ・タイミングを変更し得る。例えば、スリップ率のフィード・バックは、変速時のイナーシャ・フェーズの間の変速機トルク調整要求を自動的に補正或いは適合するために使用され得て、それによってシフトクオリティ、即ち変速前後の連続性が改善される。上述したように、例の一つにおいて、バルブの調整（例えば、バルブ・タイミングの調整、バルブ・リフトの調整、作動バルブ数の調整、停止気筒数の調整等）は、変速の際にトルク調整度合いを制御すべく、スリップ率フィード・バック信号に応じてエンジン出力トルクを調整するために使用され得る。このようにして、最終的にトルク制御とクラッチ圧やタイミングの制御とを協調させることにより、より改善された変速動作が達成され得る。そのような制御を行わない場合、変速機出力トルクの変動がなくとも幾つかの状況において経験され得る。
【００４０】
実施形態の一つにおいて、上述の変速機出力変動は、変速動作終了間際のエンジントルク調整の仕方を変えることにより（例えば、エンジントルク調整及び/又はクラッチ圧勾配及び/又はクラッチ圧タイミングを変えることにより）、低減され得る。
【００４１】
別の実施形態において、シフトクオリティ即ち連続性（変速前後でトルク・ショックが感じられないこと）を維持するために、オンライン（on-line）適応方法が使用され得る。たとえば、そのような方法は、変速機出力の測定若しくは推定と、最終トルク調整誤差/クラッチ圧タイミング誤差による変速機出力変動の具体的な測定とを行う場合がある。さらに、最終の変速トルク調整タイミング及び/又は勾配が、変速機出力軸の角加速度変動の測定結果に基づいて、調整/適合され得る。この角加速度変動の測定は、シフト操作の終了後、所定時間が経過するか或いは所定クランク角、変化するかの間である測定ウインドウにおいて、変速機出力シャフトの加速度の最大振幅のフィルター処理或いは平均化された推定値を使用して、求められ得る。最大振幅加速度に対する代替手段は、振動評価量単位の一つであるvibration dose value（VDV）であろる。そのような方法を用いることにより、シフトクオリティ即ち連続性が維持され得る。
【００４２】
上述の取り組みの種々の部分におけるシミュレーション・データの一例が、図５〜１０に示されている。この例において、EVAエンジン制御は、４つの着火気筒の運転モードと８つの着火気筒の運転モードとに切換え可能とされ、着火気筒においては４ストロークの着火気筒運転のみが行われるものである。しかしながら、上述したように、作動気筒又は非作動気筒のいずれかにおける作動バルブの数が可変であるだけでなく、ストローク数が増大されたような追加モードも使用可能であり、作動気筒の数を追加することも可能である。
【００４３】
以下に説明するデータは、３５００rpmにおいて１速から２速へのアップシフト（１-２アップシフト）を伴う、アイドル状態からのティプ・イン（tip in）の間の変速機出力トルクの変化（変速機出力トルク応答）を示す。図５〜１０に示されるように、変速機出力トルク応答の改善は、電気駆動式気筒バルブの動作を変更して、トルク・フェーズの間は正トルク勾配を与え、イナーシャ・フェーズの間はトルクを低下させ、そして、最終フェーズの間はトルクを増大させることによって、達成され得る。
【００４４】
図５は、上述の取り組みによる変速機出力トルク（実線で示す）を、従前からのトルク低下のみの場合の変速機出力トルク（点線）と比較して示し、両者は、変速時のトルク・フェーズ及びイナーシャ・フェーズの間の変速機出力トルクに大きな違いを生じる。図６は、上述の取り組みによるトルク調整比（実線）と、トルク低下のみの場合のトルク調整比（点線）とを示す。図７は、上述の取り組みによるエンジントルク（実線）と、トルク低下のみの場合のエンジントルク（点線）とを示す。図８は、上述の取り組みによるエンジン回転速度の変化、即ち回転速度応答（実線）と、トルク低下のみの場合のエンジン回転速度応答（点線）とを示す。
【００４５】
チップ・インの際の１-２変速の間の個々の気筒トルクを、図９に示す。図示のように、EVAエンジンは、アイドル時とチップ・インの初期との期間、４気筒モードで運転する（燃料経済性を高めるために、アイドル時と低負荷において４気筒運転が使用され得る）。その後、エンジンのモードはチップ・インのトルク要求に応じて８気筒モードに切り替わる。エンジン回転速度が約２５００rpmに到達したとき、８気筒モードの最小トルクは、アクセルペダルの操作に応じて決定される目標トルクを上回る。この目標トルクは、４気筒モードで生成可能な最大トルクよりも大きい。こうしてバルブ・タイミング制御のみでは、８気筒モード又は４気筒モードにおける最小バルブ期間の制限により、エンジントルクを目標トルクに一致されることができないので、気筒充填量を制御することによってエンジントルクを制御すべく、吸気マニフォールド圧のフィード・バック制御が行われる。一例として、図１０に吸気マニフォールド圧の応答を示す。
【００４６】
図９及び図１０に示すように、吸気マニフォールド圧の制御はまた、エンジンが４気筒モードにある間の、１-２変速のイナーシャ・フェーズにおけるトルク低下要求に応じて使用される。すなわち、４気筒モードで利用可能な最小トルクが、３０００rpmにおける最小バルブ期間の制限のために、目標トルクよりも大きくなるので、吸気マニフォールド圧は、イナーシャ・フェーズのトルク低下要求に応じて低下させる。４気筒モードにおいて吸気マニフォールド圧を低下させることの代替実施形態は、目標トルクに一致させるべく、非着火気筒を利用して十分に大きなポンピング・ロスを生成することであろう。エンジン出力トルクを低下させるべく非着火気筒を利用することにより、トルク低下要求に対してより迅速な対応が可能となり得る。
【００４７】
本明細書及び図面に記載された制御ルーチンが、上述したような種々のエンジン構成とともに使用され得ることを記しておく。ここに記載した具体的なルーチンは、イベント駆動、多重タスク処理、マルチスレディング及び、それらの類型のような数多くの処理方式のうちの一つ以上を表し得る。記述される種々のステップ又は機能は、それ自体、記述された順番で、又は並行して実行され、或いは場合によっては、一部が削除される場合もある。同様に、ここに記載された処理の順番は、本発明の目的及び利点を達成するために必須のものではなく、図示と説明を簡単にするために提供されたものである。示されたステップ或いは機能の一つ以上が、使用される具体的な制御に依存して繰り返し実行され得る。さらに、記載されたステップは、制御器１２の中のコンピューター読み出し可能な記憶媒体の中にプログラムされるべきコードを、図形として表し得る。
【００４８】
ここに記載された構成及びルーチンは、事実上、例示に過ぎず、多数の変形例が可能である。これらの具体的な実施形態が本発明を限定する意味で考慮されたものではないことは理解できるであろう。例えば、上述の方法は、V型６気筒エンジン、直列４気筒エンジン、直列６気筒エンジン、V型１２気筒エンジン、対向４気筒エンジン、及びその他のエンジン形式に適用され得る。本明細書の主題は、ここに記載された種々の装置及び構成、そして他の特徴、機能及び/又は特性の新規で非自明な全ての組み合わせ及び一部組み合わせ（sub-combination）を含む。
【００４９】
特許請求の範囲は、新規で非自明と見なされる特定の組み合わせ及び一部組み合わせを具体的に示す。これらの特許請求の範囲は、「一つの」構成要素、又は「一つの第一の」構成要素、又は、それらの同義語に言及し得る。そのような特許請求の範囲は、その構成要素が一つ以上あるものを含み、その構成要素が二つ以上あるものを要求もしなければ、除外もしないと理解されるべきである。開示されている特徴、機能、構成要素及び/又は特性の他の組み合わせ及び一部組み合わせが本件請求の範囲の補正又は本出願又は関連出願の新しい請求の範囲の提供によって、請求され得る。最初の特許請求の範囲の権利範囲より広い特許請求の範囲、狭い特許請求の範囲、同じ特許請求の範囲、又は異なる特許請求の範囲であろうと、そのような特許請求の範囲もまた、本明細書の主題に含まれると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】車両のパワートレインの概略図である。
【図２】同パワートレインを構成するエンジンの概略図である。
【図３】８気筒EVAエンジンの運転モードとトルクとの関係を示すグラフである。
【図４】本発明の種々の動作を示すフローチャートである。
【図５】１-２変速時の変速機出力トルクを表わすタイムチャートである。
【図６】同トルク調整比を表わすタイムチャートである。
【図７】同エンジン出力トルクを表わすタイムチャートである。
【図８】同エンジン回転速度を表わすタイムチャートである。
【図９】同気筒トルクを表わすタイムチャートである。
【図１０】同吸気マニフォールド圧を表わすタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０.  エンジン  
１１.  トルク・コンバータ
１２.  制御器
１５.  変速機
４４.  吸気マニフォールド
５２.  吸気バルブ
５４.  排気バルブ
６６.  燃料噴射弁
８８.  点火装置
１１２.  圧力センサー
１１９.  アクセルペダル位置センサー
１２５.  電子スロットル
【図１】
2007046606.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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【図７】
2007046606.tif 000009
【図８】
2007046606.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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