JP2003293812A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクセル全閉の減速状態から加速状態に移行
する際に、ギヤ間のバックラッシュを有効に防止するこ
とができる手段を提供する。 【解決手段】 パワートレインにおいては、エンジンの
出力トルクが、トルクコンバータを介して、自動変速機
に出力される。コントロールユニットは、トルクコンバ
ータのタービン回転数と、エンジン回転数とに基づい
て、エンジン回転数に関する制御周期で、トルクコンバ
ータのトルク比を算出する。コントロールユニットは、
さらにアクセル全閉の減速状態から加速状態に移行する
際に、トルク比が所定の基準値以下になったときには、
所定時間、点火時期のリタード又は燃料噴射量の低減を
行うことにより、エンジン出力を低減して、ギヤ間のバ
ックラッシュを有効に防止する。低回転時には、上記基
準値が大きい値に設定され、バックラッシュがより有効
に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ
を介してトルクを変速機に出力するようになっているエ
ンジンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動変速機を備えた自動車にお
いては、エンジンから変速機構への動力伝達経路にトル
クコンバータが介設される。そして、トルクコンバータ
は、エンジン出力軸と一体回転して作動油を吐出するポ
ンプと、ポンプから吐出された作動油によって駆動され
る一方タービンシャフトと一体回転するタービンと、ポ
ンプ・タービン間の作動油の流れを整流するステータと
を備えていて、エンジンの出力トルクを、ポンプとター
ビンとの間の回転数差によって定まる変速比（トルク
比）で変速して変速機構に出力するようになっている。
なお、トルクコンバータには、トルク増大作用がさほど
必要でない運転領域ではポンプとタービンとをロックア
ップさせるロックアップクラッチが設けられ、ロックア
ップ時には動力損失が低減されて燃費性能が高められる
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにトルクコン
バータを備えた自動車においては、アクセルペダルが踏
み込まれずアクセル開度が全閉となる減速時に、トルク
コンバータでは、タービンによってポンプが逆駆動され
る状態となり、この場合の速度比ｅ（タービン回転数／
エンジン回転数）は、１より大きい値となる。そして、
このような減速状態から、アクセルペダルが踏み込まれ
て加速状態に移行したときには、エンジン回転数が急上
昇し、速度比ｅは急低下して１より小さくなり、ポンプ
によってタービンが駆動される状態となる。

【０００４】このように、減速状態から加速状態に移行
する際には、ポンプとタービンとの間、ひいてはエンジ
ンと自動変速機との間での駆動態様が逆転するので、自
動変速機内のギア間でバックラッシュが発生し、トルク
ショックが生じ、ドライバが違和感をもつといった問題
がある。

【０００５】そこで、例えば、惰性走行状態でエンジン
回転数の増大が検出されると、エンジンの出力を低減し
て、再加速時のピークトルクを低減するようにした自動
車ないしエンジンが提案されている（特開平８−５８４
３６号公報）。しかしながら、この従来の自動車ないし
エンジンでは、エンジン出力の低減タイミングが適切に
設定されないので、減速状態から加速状態の移行時にお
けるギア間のバックラッシュを十分に抑制することがで
きないといった問題がある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、エンジンの出力トルクがトル
クコンバータを介して変速機に出力されるようになって
いる自動車に対して、アクセル開度が全閉となる減速状
態から加速状態に移行する際に、ギヤ間のバックラッシ
ュを有効に防止することができる手段を提供することを
解決すべき課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明にかかるエンジンの制御装置は、
（ｉ）トルクコンバータを介して変速機（歯車式多段自
動変速機、ＣＶＴ等）との間のトルク伝達を行うように
なっているエンジンの制御装置において、（ii）タービ
ン回転数検出手段によって検出されるトルクコンバータ
のタービン回転数と、エンジン回転数検出手段によって
検出されるエンジン回転数とに基づいて、エンジン回転
数に関する制御周期で、トルクコンバータのトルク比を
算出するトルク比算出手段と、（iii）アクセル開度を
検出するアクセル開度検出手段と、（iv）アクセル開度
が全閉の減速状態から加速状態に移行して、トルク比
（あるいは、速度比）が所定の基準値（１以上）以下に
なったときには、所定時間、点火時期のリタード又は燃
料噴射量の低減を行うことによりエンジン出力を低減す
るエンジン出力制御手段と、（ｖ）エンジン回転数に関
する値（例えば、エンジン回転数、車速、タービン回転
数であり、以下では単に「エンジン回転数」という。）
が小さいときにおける基準値を、エンジン回転数が大き
いときの基準値に比べて大きい値に設定する基準値変更
手段とを備えていることを特徴とするものである。

【０００８】このエンジンの制御装置によれば、トルク
比（あえういは、速度比）が所定の基準値以下になった
ときには、所定時間、点火時期のリタード又は燃料噴射
量の低減を行うことによりエンジン出力が低減されるの
で、アクセル開度が全閉となる減速状態から加速状態に
移行する際に、ギヤ間のバックラッシュを有効に防止す
ることができる。つまり、このエンジンの制御装置は、
かかる制御において、エンジン回転数（車速）に応じて
エンジン出力の低減を開始させるタイミングを早くする
ことにより、出力低減制御の開始タイミングの遅れを防
止するものである。また、エンジン回転数が小さいとき
における基準値が、エンジン回転数が大きいときの基準
値に比べて大きい値に設定されるので、トルク比の算出
精度が低くなる低回転時における出力低下タイミング遅
れを防止することができ、ギヤ間のバックラッシュをよ
り有効に防止することができる。

【０００９】上記エンジンの制御装置においては、エン
ジンの外部負荷装置の作動状態を検出する外部負荷検出
手段を備え、基準値変更手段が、外部負荷が大きい作動
状態における基準値を、外部負荷が小さい作動状態にお
ける基準値に比べて大きい値に変更するように構成され
ているのが好ましい。外部負荷が大きいときには、トル
ク低減に対する応答性が小さいからである。

【００１０】上記エンジンの制御装置においては、エン
ジン出力制御手段が、タービン回転数が高いときほど、
エンジン出力の低減量を大きくするようになっているの
が好ましい。タービン回転数（車速）が高いときほど、
バックラッシュが大きいからである。

【００１１】上記エンジンの制御装置においては、エン
ジン出力制御手段が、変速機のギア比が低速側であるほ
ど、エンジン出力の低減量を大きくするようになってい
るのも好ましい。ギア比が低速側であるほど、エンジン
ブレーキ力が大きくなり、バックラッシュが大きくなる
からである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。図１に示すように、自動車のパワートレ
インＰには、エンジン１と、自動動変速機２（歯車式多
段自動変速機）とが設けられている。そして、エンジン
１のクランク軸３と自動変速機２の入力軸４との間に
は、トルクコンバータ５が介設されている。

【００１３】そして、エンジン１には、タイミングベル
ト（図示せず）等を介してクランク軸３によって駆動さ
れる補機駆動用出力軸６が設けられ、この補機駆動用出
力軸６は、動力伝達機構７（例えば、ベルト及びプーリ
からなる動力伝達機構）を介して、外部負荷装置８と連
結されている。なお、外部負荷装置８としては、例えば
エアコン（空調装置）のコンプレッサ、パワーステアリ
ング装置のオイルポンプ、オルタネータ等があげられ
る。

【００１４】詳しくは図示していないが、エンジン１に
おいては、インジェクタ（燃料噴射弁）から吸気通路内
に燃料が噴射されて混合気が生成され、この混合気が燃
焼室内で燃焼させられる。そして、燃焼により発生した
熱エネルギの一部が力学的エネルギに変換され、クラン
ク軸３から出力トルクとして取り出される。この出力ト
ルクが、トルクコンバータ５を介して自動変速機２に出
力され、あるいは補機駆動用出力軸６と動力伝達機構７
とを介して、外部負荷装置８に出力されるようになって
いる。

【００１５】また、詳しくは図示していないが、トルク
コンバータ５は、クランク軸３に連結されたポンプ５ａ
と、ポンプ５ａに対向して配置され該ポンプ５ａにより
作動油を介して駆動されるタービン５ｂと、タービン５
ｂとポンプ５ａとの間に配置されトルク増大機能を果た
すステータ（図示せず）とを有している。そして、ター
ビン５ｂは自動変速機２の入力軸４に結合され、これに
よりタービン５ｂの回転力が入力軸４を介して自動変速
機２に出力されるようになっている。

【００１６】また、パワートレインＰには、エンジン回
転数を検出するエンジン回転数センサ９と、トルクコン
バータ５のタービン回転数を検出するタービン回転数セ
ンサ１０と、外部負荷装置８の動作状態（例えば、外部
負荷装置８のオン・オフ状態等）を検出する外部負荷作
動状態検出センサ１１と、車速を検出する車速センサ１
２と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ
１３と、エンジン１がアイドル状態であるか否かを検出
するアイドルスイッチ１４と、自動変速機２のギア比を
検出するギア比検出手段１５（なお、これに代えて、目
標変速段を用いてもよい）とが設けられている。これら
の各センサないしはスイッチ９〜１５から出力される信
号は、すべて、コントロールユニットＣに入力される。

【００１７】コントロールユニットＣは、ＣＰＵ１６等
を備えたコンピュータからなり、パワートレインＰない
しはエンジン１及び自動変速機２の各種制御を行うよう
になっている。しかしながら、コントロールユニットＣ
によるパワートレインＰないしはエンジン１及び自動変
速機２の普通の制御は、よく知られており、またかかる
一般的な制御は、本願発明の要旨とするところでもない
ので、その説明を省略し、以下では本発明にかかる、ア
クセル全閉の減速状態から加速状態に移行する際におけ
るバックラッシュ低減制御（エンジン出力低減制御ない
しトルクダウン（Ｔ／Ｄ）制御、変速制御）の制御手法
のみを説明する。

【００１８】図２に示すように、このバックラッシュ低
減制御が開始されると、まずステップＳ１で、エンジン
回転数センサ９から出力されるエンジン回転数、タービ
ン回転数センサ１０から出力されるタービン回転数、外
部負荷作動状態検出センサ１１から出力される外部負荷
装置８の動作状態、車速センサ１２から出力される車
速、スロットル開度センサ１３から出力されるスロット
ル開度、アイドルスイッチ１４の出力信号（エンジン１
がアイドル状態であるか否かを示す信号）、ギア比検出
手段１５から出力される自動変速機２のギア比ないしは
変速段等が、制御情報としてコントロールユニットＣに
入力される。

【００１９】次に、ステップＳ２で、タービン回転数と
エンジン回転数とから、トルク比が演算される。続い
て、ステップＳ３で、制御待機フラグＦが１であるか否
かが判定される。この制御待機フラグＦは、アクセル全
閉の減速状態から加速状態に移行する際に、バックラッ
シュを低減するためのエンジン出力の低減を待機させ
て、そのタイミングを適正化するためのフラグである。

【００２０】ステップＳ３で、待機フラグＦが１でない
と判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ４とステップ
Ｓ５とで、それぞれ、アイドルスイッチ１４がオフであ
るか否か（すなわち、アクセルオンであるか否か）と、
アイドルスイッチ１４が前回はオンであったか否かとが
判定される。ここで、アイドルスイッチ１４がオフでな
いか（ステップＳ４でＮＯ）、又はアイドルスイッチ１
４が前回はオンでなかった場合は（ステップＳ５でＮ
Ｏ）、バックラッシュは生じないので、ステップＳ１に
復帰する（リターン）。

【００２１】他方、アイドルスイッチ１４がオフであ
り、かつアイドルスイッチ１４が前回はオンであった場
合は（ステップＳ４、Ｓ５がいずれもＹＥＳ）、ステッ
プＳ６で制御待機フラグＦに１がセットされ、さらにス
テップＳ７でカウンタＣ（カウント値Ｃ）に初期値Ｃ０
がセットされる。

【００２２】次に、ステップＳ８で、エンジン回転数に
関する値に基づいて、制御実行タイミング決定用閾値の
車速補正値である第１補正値Ｋ１（１以上１．５以下の
値）が設定される。この第１補正値Ｋ１は、例えば、車
速（又は、タービン回転数もしくはエンジン回転数）が
低いときほど、大きい値に設定される。さらに、ステッ
プＳ９で、外部負荷の大きさに基づいて、車速補正値の
さらなる補正値である第２補正値Ｋ２（１以下０．８以
上の値）が設定される。この第２補正値Ｋ２は、外部負
荷が大きいときほど小さい値に設定される。

【００２３】続いて、ステップＳ１０で、制御実行タイ
ミング決定用閾値Ｋが、次の式１により演算される。な
お、式１において、Ｋ０は初期値である。 Ｋ←Ｋ０＊Ｋ１＊Ｋ２…………………………………………………式１ そして、ステップＳ１１で、目標トルクダウン量が演算
される。この目標トルクダウン量は、ギア比が低速側で
あるほど大きい値に設定され、またタービン回転数が高
いときほど大きい値に設定される。これは、タービン回
転数（車速）が高いときほどバックラッシュが大きいか
らであり、ギア比が低速側であるほど、エンジンブレー
キ力が大きくなり、バックラッシュが大きくなるからで
ある。この後、ステップＳ１に復帰する（リターン）。

【００２４】ところで、前記のステップＳ３で、待機フ
ラグＦが１であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステ
ップＳ１２で、トルク比が、制御実行タイミング決定用
閾値Ｋより小さいか否かが判定される。ここで、トルク
比が制御実行タイミング決定用閾値Ｋより小さければ
（ＹＥＳ）、ステップＳ１３で、所定時間だけ、目標ト
ルクダウン量を実行すべく、点火時期のリタード、及び
／又は、燃料噴射量の低減が行われる。ここで、上記所
定時間は、例えば、トルクコンバータ５におけるトルク
の反転が終了すると思われる時間とされる。

【００２５】他方、ステップＳ１２で、トルク比が制御
実行タイミング決定用閾値Ｋ以上であると判定された場
合は（ＮＯ）、ステップＳ１４で、カウンタＣのカウン
ト値が０であるか否かが判定される。ここで、カウンタ
Ｃのカウント値が０でなければ（ＮＯ）、ステップＳ１
７で、カウンタＣのカウント値が１だけデクリメントさ
れた後、ステップＳ１に復帰する。つまり、カウンタＣ
がカウントアップするまで、ステップＳ１７が繰り返さ
れる。

【００２６】ステップＳ１４で、カウンタＣのカウント
値が０であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ１５で、カウンタＣのカウント値と制御フラグＦと
が、それぞれ０にリセットされる。続いて、ステップＳ
で、制御実行タイミング決定用閾値の第１補正値Ｋ１、
第２補正値Ｋ２、目標トルクダウン量が０にリセットさ
れる。この後、ステップＳ１に復帰する。

【００２７】図３に、アクセル全閉の減速状態から加速
状態に移行する際に、このようなバックラッシュ低減制
御が行われた場合における、スロットル開度（グラフＧ
１）、トルクコンバータ５の回転数比、すなわちタービ
ン回転数Ｎｔとエンジン回転数Ｎｅの比（グラフＧ２、
Ｇ２’）、及び加速度（グラフＧ３、Ｇ３’）の、時間
に対する変化特性の一例を示す。なお、グラフＧ２、Ｇ
２’は、それぞれ、本発明にかかるバックラッシュ低減
制御が行われた場合と行われなかった場合とにおける回
転数比（Ｎｔ／Ｎｅ）を示している。また、グラフＧ
３、Ｇ３’は、それぞれ、該バックラッシュ低減制御が
行われた場合と行われなかた場合とにおける加速度を示
している。

【００２８】図３から明らかなとおり、本発明にかかる
バックラッシュ低減制御が行われた場合は、行われなか
った場合に比べて、加速度は非常に安定して変化してい
る。これは、ギア間のバックラッシュが有効に低減され
ていることを示している。

【００２９】このバックラッシュ低減制御を行うことに
より、アクセル全閉の減速状態から加速状態に移行する
際に、ギヤ間のバックラッシュを有効に防止することが
できる。また、エンジン回転数に関する値が小さいとき
には、該値が大きいときに比べて、制御実行タイミング
決定用閾値Ｋが大きい値に設定されるので、トルク比の
算出精度が低くなる低回転時における出力低下タイミン
グ遅れを防止することができ、ギヤ間のバックラッシュ
をより有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる制御装置を備えたパワートレ
インの概略構成を示す模式図である。

【図２】 図１に示すパワートレインのコントロールユ
ニットによって実行されるバックラッシュ低減制御の制
御方法を示すフローチャートである。

【図３】 図２に示すバックラッシュ低減制御が行われ
た場合と、行われなかった場合とにおける、スロットル
開度、トルクコンバータの回転数比及び加速度の、時間
に対する変化特性の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｐ…パワートレイン、Ｃ…コントロールユニット、１…
エンジン、２…自動変速機、３…クランク軸、４…入力
軸、５…トルクコンバータ、５ａ…ポンプ、５ｂ…ター
ビン、６…補機駆動用出力軸、７…動力伝達機構、８…
外部負荷装置、９…エンジン回転数センサ、１０…ター
ビン回転数センサ、１１…外部負荷作動状態検出セン
サ、１２…車速センサ、１３…スロットル開度センサ、
１４…アイドルスイッチ、１５…ギア比検出手段、１６
…ＣＰＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸田 崇宏 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G022 CA04 DA02 GA05 GA08 GA19 GA20 3G093 AA05 CB06 DA01 DA06 DB01 DB05 DB11 DB23 DB24 EA05 EA13 FA11 FB02 3G301 JA04 KA15 LA00 LB02 MA11 NA08 NE06 NE20 NE23 PA14Z PE01Z PF01Z PF03Z PF08Z PF11Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルクコンバータを介して変速機との間
   のトルク伝達を行うようになっているエンジンの制御装
   置において、 タービン回転数検出手段によって検出されるトルクコン
   バータのタービン回転数と、エンジン回転数検出手段に
   よって検出されるエンジン回転数とに基づいて、エンジ
   ン回転数に関する制御周期で、トルクコンバータのトル
   ク比を算出するトルク比算出手段と、 アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、 アクセル開度が全閉の減速状態から加速状態に移行し
   て、トルク比が所定の基準値以下になったときには、所
   定時間、点火時期のリタード又は燃料噴射量の低減を行
   うことによりエンジン出力を低減するエンジン出力制御
   手段と、 エンジン回転数に関する値が小さいときにおける上記基
   準値を、エンジン回転数に関する値が大きいときの上記
   基準値に比べて大きい値に設定する基準値変更手段とを
   備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンの外部負荷装置の作動状態を検
   出する外部負荷検出手段を備え、上記基準値変更手段
   が、外部負荷が大きい作動状態における上記基準値を、
   外部負荷が小さい作動状態における上記基準値に比べて
   大きい値に変更するように構成されていることを特徴と
   する請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 【請求項３】 エンジン出力制御手段が、タービン回転
   数が高いときほど、エンジン出力の低減量を大きくする
   ようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載のエンジンの制御装置。
4. 【請求項４】 エンジン出力制御手段が、変速機のギア
   比が低速側であるほど、エンジン出力の低減量を大きく
   するようになっていることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１つに記載のエンジンの制御装置。