JP2008138543A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2008138543A
JP2008138543A JP2006323528A JP2006323528A JP2008138543A JP 2008138543 A JP2008138543 A JP 2008138543A JP 2006323528 A JP2006323528 A JP 2006323528A JP 2006323528 A JP2006323528 A JP 2006323528A JP 2008138543 A JP2008138543 A JP 2008138543A
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internal combustion
torque
combustion engine
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Masanori Shimada
真典 嶋田
Akio Matsunaga
彰生 松永
Yusuke Nozaki
雄介 野▲崎▼
Kazumi Hoshiya
一美 星屋
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine, reducing shocks generated in downshifting and making a rise of torque steep during a period from the starting of downshifting to the completion thereof. <P>SOLUTION: This control device is applied to the internal combustion engine 2 provided with an automatic transmission 5, estimates shift timing that downshifting is completed when downshifting is performed by the automatic transmission 5, estimates a difference in the output torque of the automatic transmission 5 produced before and after the downshifting, calculates based on the difference in the output torque an engine demand torque for the internal combustion engine suppressing the resonance of the internal combustion engine 2 with a driving system in the shift timing, and controls a fuel injection amount so that the engine demand torque is output from the crankshaft of the internal combustion engine 1, provided that the shift timing reaches. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a control device applied to an internal combustion engine provided with an automatic transmission that is connected to an output shaft of the internal combustion engine and can be switched to a plurality of transmission gear ratios having different sizes.

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。   As a control device for an internal combustion engine equipped with an automatic transmission, it is large when the output rotation speed of the automatic transmission is multiplied by the speed ratio after downshifting, and the change rate of the load of the internal combustion engine is large, and the change rate is small. There has been known one that performs torque reduction control of an internal combustion engine from when a value obtained by subtracting a predetermined value that is sometimes set smaller than the rotational speed of the internal combustion engine (Patent Document 1). In addition, Patent Documents 2 and 3 exist as prior art documents related to the present invention.

特開平6−135263号公報JP-A-6-135263 特開2003−41987号公報JP 2003-41987 特開平8−232696号公報JP-A-8-232696

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。   The torque reduction control of Patent Document 1 alleviates a shock that occurs during a downshift by temporarily reducing the torque of the internal combustion engine at the timing described above and then returning the torque to the original state after a predetermined time. The shock that occurs during the downshift is thought to be mainly due to the resonance of the drive system of the internal combustion engine that accompanies the torque change during the downshift. Therefore, the torque of the internal combustion engine may be controlled to the extent that the resonance can be suppressed. However, since the torque reduction control of Patent Document 1 does not consider such resonance, the torque may be excessively reduced during the downshift. As a result, although the shock at the time of downshift can be alleviated, the rise of torque from the start to the end of downshift may be dull.

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。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can reduce shocks that occur during downshifting and that can sharply increase the torque from the start to the completion of downshifting.

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)。   The control apparatus for an internal combustion engine of the present invention is applied to an internal combustion engine provided with an automatic transmission that is connected to an output shaft of the internal combustion engine and can be switched to a plurality of speed ratios having different sizes, and the speed ratio is small. A shift timing estimating means for estimating a shift timing at which the downshift is completed when a downshift to be switched from a large to a large one is performed in the automatic transmission; and an automatic transmission that can occur before and after the downshift. Engine required torque calculation for calculating the engine required torque of the internal combustion engine capable of suppressing resonance between the output torque difference estimating means for estimating the output torque difference and the drive system of the internal combustion engine at the shift timing based on the output torque difference And the engine required torque calculated by the engine required torque calculating means on condition that the shift timing has been reached. There By providing the, and engine control means for controlling the internal combustion engine so as to be outputted from the output shaft of the internal combustion engine, to solve the problems described above (claim 1).

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。   According to the control device of the present invention, on the condition that the shift timing is reached, the engine required torque that can suppress resonance with the drive system of the internal combustion engine is output from the internal combustion engine, and the engine required torque is before and after the downshift. It is calculated based on the output torque difference that can occur in Therefore, it is possible to reduce the shock that occurs during the downshift, and it is possible to prevent the output torque of the internal combustion engine from being excessively reduced for the purpose of reducing the shock. This makes it possible to sharpen the torque rise from the start to the end of the downshift while reducing the shock that occurs during the downshift.

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。   In one aspect of the control device of the present invention, the automatic transmission includes a pump connected to the output shaft of the internal combustion engine and a torque converter including a turbine combined with the pump. The shift timing estimator coupled to the output shaft, in the process from the start to the completion of the downshift, and a target rotational speed obtained by multiplying the output rotational speed of the automatic transmission by the speed ratio after the downshift, and the A margin rotation speed prediction means for predicting a margin rotation speed given as a difference from the turbine rotation speed of the turbine in consideration of respective temporal changes of the target rotation speed and the turbine rotation speed, and the margin rotation speed prediction means, Shift timing specifying means for specifying, as the shift timing, a timing at which the predicted marginal rotation speed becomes a predetermined value or less; May be provided (claim 2). In the process from the start to the end of the downshift, the surplus rotational speed gradually decreases, and when the downshift is completed, the rotational speed of the turbine coincides with the output rotational speed of the transmission. According to this aspect, since the surplus rotational speed is predicted in consideration of the respective temporal changes of the target rotational speed and the rotational speed of the turbine, the shift timing can be specified accurately. The predetermined value according to this aspect may be set as appropriate. For example, zero may be set as the predetermined value.

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。
In this aspect, the margin rotation speed prediction means is configured to sequentially predict the margin rotation speed at the calculation timing of a predetermined cycle, and the target rotation speed at the current calculation timing is NoSft, The rotation speed of the turbine at the calculation timing is Nt, the time change from the previous calculation timing of the target rotation speed to the current calculation timing is ΔNoSft, and the time from the previous calculation timing of the turbine rotation speed to the current calculation timing When a change is ΔNt, a coefficient of 1 or more that is set to a larger value as the load of the internal combustion engine is larger is α, and the marginal rotation speed is Nmarg, the following formula is given: Nmarg = NoSft−Nt−α (ΔNt−ΔNoSft)
The marginal rotation speed may be predicted by (Claim 6). In this case, since the time change of the target rotational speed and the turbine rotational speed until the next calculation timing is set by the load of the internal combustion engine, the shift timing can be specified more accurately.

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。   In one aspect of the control device of the present invention, the control device further includes a resonance frequency storage unit that stores a resonance frequency of the drive system for each of the gear ratios, and the engine required torque calculation unit includes the gear ratio at the downshift gear ratio. The engine required torque may be calculated based on the stored contents of the resonance frequency storage means so that a component corresponding to the resonance frequency is removed. According to this aspect, since the component corresponding to the resonance frequency after the downshift is removed from the engine required torque, the shock at the time of downshift can be reduced without excessively reducing the engine required torque.

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。   It is sufficient if a component corresponding to the resonance frequency component is removed in the process of calculating the engine required torque, and the removal method may be adopted as appropriate. For example, the engine required torque calculating means includes a transmission required torque calculating means for calculating a transmission required torque of the automatic transmission corresponding to the output torque difference, and the transmission calculated by the transmission required torque calculating means. Conversion means for converting the required torque into the engine required torque, wherein the transmission required torque calculation means is configured to remove the component corresponding to the resonance frequency in the gear ratio after the downshift. The transmission required torque may be calculated based on the stored contents of the storage means. Further, the transmission request torque calculation means calculates a change amount of the transmission request torque by removing a component corresponding to the resonance frequency in the gear ratio after the downshift from the output torque difference, and the change amount May be calculated by adding to the current output torque of the transmission. Similarly to the above, these aspects can reduce the shock at the time of downshift without excessively reducing the engine required torque.

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。   In one aspect of the control device of the present invention, the output torque difference estimating means multiplies the engine output torque output from the output shaft of the internal combustion engine by the difference in the gear ratio before and after the downshift. The output torque difference may be estimated (claim 7). In this case, the difference between the gear ratios before and after the downshift can be easily obtained if the respective gear ratios before and after the downshift are known. There is.

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。   As described above, according to the present invention, on the condition that the shift timing has been reached, the engine required torque that can suppress resonance with the drive system of the internal combustion engine is output from the internal combustion engine, and the engine required torque is reduced. It is calculated based on the output torque difference that can occur before and after the shift. Therefore, it is possible to reduce the shock that occurs during the downshift, and it is possible to prevent the output torque of the internal combustion engine from being excessively reduced for the purpose of reducing the shock. As a result, the shock generated during the downshift can be reduced, and the torque rise from the start to the end of the downshift can be sharpened.

(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。
(First form)
FIG. 1 schematically shows a vehicle equipped with an internal combustion engine to which the control device of the present invention is applied. An internal combustion engine 2 is mounted on the vehicle 1 as a driving power source. The internal combustion engine 1 is configured as an in-line four-cylinder gasoline engine, and an automatic transmission 5 is connected to a crankshaft 3 as an output shaft via a torque converter 4. The torque converter 4 is a well-known one having a pump 4a connected to the crankshaft 3 and a turbine 4b connected to the input shaft 6 of the automatic transmission 5 in combination with the pump 4a. The automatic transmission 5 is configured to be switchable to a plurality of gear ratios having different sizes, and is switched to an appropriate gear ratio according to the traveling state of the vehicle 1 and the operating state of the internal combustion engine 2. The automatic transmission 5 shown in the figure has a gear ratio of 4 forward speeds and 1 reverse speed. The rotation of the output shaft 7 of the automatic transmission 5 is transmitted to the drive wheels 10 via the differential device 8.

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。   The internal combustion engine 2 and the automatic transmission 5 are controlled by an engine control unit (ECU) 20. The ECU 20 is configured as a computer including a microprocessor and peripheral devices such as ROM and RAM necessary for its operation. The ECU 20 outputs an engine rotation speed sensor 21 that outputs a signal corresponding to the rotation speed of the internal combustion engine 2, that is, the rotation speed of the crankshaft 3, and a signal corresponding to the amount of operation of the accelerator pedal by the driver, that is, the accelerator opening. The accelerator opening sensor 22, the turbine rotational speed sensor 23 for outputting a signal corresponding to the rotational speed of the turbine 4b, the turbine torque sensor 24 for outputting a signal corresponding to the torque of the turbine 4b, and the output shaft 7 of the automatic transmission 5. Output signals from a transmission output rotational speed sensor 25 that outputs a signal corresponding to the rotational speed and a transmission output torque sensor 26 that outputs a signal corresponding to the torque of the output shaft 7 of the automatic transmission 5 are input.

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。   Although the control performed by the ECU 20 is diverse, the following description will focus on the control related to the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a control routine for engine output torque control performed by the ECU 20. The program for this routine is held in the ROM of the ECU 20, and is repeatedly executed at a predetermined calculation cycle. First, the ECU 20 detects an acceleration request from the driver in step S1. Specifically, the accelerator opening Acc is acquired with reference to the output signal of the accelerator opening sensor 22. Next, in step S3, referring to the output signals of the engine rotation speed sensor 21, the turbine rotation speed sensor 23, and the transmission output rotation speed sensor 25, the operation state of the internal combustion engine 2 is set to the rotation speed of the internal combustion engine 2. A certain engine rotation speed Ne, a turbine rotation speed Nt that is the rotation speed of the turbine 4b, and a transmission output rotation speed No that is the rotation speed of the output shaft 7 of the automatic transmission 5 are acquired.

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。   Next, in step S3, a shift stage Sft_b before switching of the automatic transmission 5 and a shift stage Sft_a after switching are detected. These shift speeds Sft_b and Sft_a can be obtained from processing information of shift control (not shown) executed by the ECU 20 in parallel with FIG. In this shift control, the shift speed Sft_a after switching is determined based on the shift diagram shown in FIG. The shift diagram in FIG. 7 associates the respective shift stages with the rotational speed No of the output shaft 7 of the automatic transmission 5 and the accelerator opening degree Acc as variables, and the solid line indicates the upshift and the broken line indicates the downshift, respectively. Show.

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。   Next, in step S4, the shift speed Sft_b and the shift speed Sft_a are compared to determine whether or not a downshift is performed. Needless to say, in the case of a downshift, the gear ratio after switching becomes larger than the gear ratio before switching. When the downshift is not performed, the process proceeds to step S11, and 0 (zero) is substituted for the output torque difference ΔTo that can occur before and after the downshift, and the process proceeds to step S9. When downshift is performed, the process proceeds to step S5 to estimate the shift timing. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the outline of the shift timing estimation process in step S5, and FIG. 4 is a flowchart showing details of the shift timing estimation process. First, the outline of the shift timing estimation process will be described with reference to FIG.

図3にはダウンシフトの開始時刻tから完了時刻t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t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t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t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t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。 The Figure 3 is a temporal change of the turbine rotational speed Nt and the target rotational speed NoSft from the start time t 0 of the downshift until completion time t 1 is shown, the time t n is the current calculation period time t n-1 indicates the previous calculation time, and time tn + 1 indicates the next calculation time. As shown in FIG. 3, the feature of the present embodiment is that a marginal rotation speed Nmarg given as a difference between the target rotation speed NoSft and the turbine rotation speed Nt is set to a target from the previous calculation time t n-1 to the current calculation time t n. This is a point to be predicted in consideration of the respective temporal changes ΔNoSft and ΔNt of the rotational speed NoSft and the turbine rotational speed Nt. In other words, a margin rotational speed Nmarg in the next calculation period t n + 1 is calculated in the current calculation time t n, the margin rotational speed Nmarg identifies as completing transmission timing downshift timing goes to zero or below a predetermined value . As a result, it can be determined whether or not the shift timing comes between the current calculation timing t n and the next calculation timing t n + 1, so that the shift timing can be accurately captured without losing the shift timing.

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。   Next, the shift timing estimation process will be specifically described with reference to FIG. First, in step S51, the target rotational speed NoSft is calculated by Equation 1.

NoSft=No×Ratio(Sft_a) ………………………1     NoSft = No × Ratio (Sft_a) ……………………… 1

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。   Here, Ratio (x) is a function that gives a gear ratio according to the gear stage x, Ratio (Sft_a) means a gear ratio after the gear change, and Ratio (Sft_b) means a gear ratio before the gear shift.

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。   Next, a time change ΔNt of the turbine rotation speed Nt is calculated by Equation 2 in step S52.

ΔNt=Nt−Ntold ………………………2     ΔNt = Nt−Ntold …… 2

ここで、Ntoldは前回演算時のタービン回転速度である。   Here, Nold is the turbine rotation speed at the previous calculation.

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。   Next, the time change ΔNoSft of the target rotational speed NoSft is calculated by Equation 3 in step S53.

ΔNoSft=NoSft−NoSftold ………………………3     ΔNoSft = NoSft−NoSftold 3

ここで、NoSftoldは前回演算時の目標回転速度である。   Here, NoSftold is the target rotational speed at the time of the previous calculation.

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。   Next, in step S54, the current turbine rotational speed Nt is replaced with the previous turbine rotational speed Nold, and the current target rotational speed NoSft is replaced with the previous target rotational speed NoSftold. That is, Nold = Nt and NoSftold = NoSft.

次に、ステップS55で余裕回転速度Nmargを式4にて算出する。   Next, a marginal rotation speed Nmarg is calculated by Equation 4 in step S55.

Nmarg=NoSft−Nt−α(ΔNt−ΔNoSft) ………………4     Nmarg = NoSft−Nt−α (ΔNt−ΔNoSft) ……………… 4

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。   Here, α is a coefficient of 1 or more that is set to a larger value as the load of the internal combustion engine 2 is larger, and is provided for estimating how much the turbine rotational speed and the target rotational speed will change by the next calculation timing. .

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。   Next, in step S56, it is determined whether or not the marginal rotation speed Nmarg is 0 or less. If it is 0 or less, the shift timing determination flag Nmarg_jdg is set in step S57 (Nmarg_jdg = 1). Is cleared (Nmarg_jdg = 0). Then, the process proceeds to step S6 in FIG.

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。   In step S6 of FIG. 2, the output torque difference ΔTo at the shift timing is estimated. FIG. 5 is a flowchart showing details of the output torque difference estimation process executed in step S6. As shown in FIG. 5, first, in step S61, the turbine torque Tt is detected by referring to the signal from the turbine torque sensor 24, and in the subsequent step S62, the signal of the transmission output torque sensor 26 is referenced to determine the transmission. The output torque To is detected.

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。   Next, in step S63, a pre-shift output torque To_b that is an output torque of the output shaft 7 of the automatic transmission 5 before the shift is calculated. Here, the transmission output torque To detected in step S62 is defined as the pre-shift output torque To_b. Next, in step S64, a post-shift output torque To_a that is an output torque of the output shaft 7 of the automatic transmission 5 after the shift is calculated by Formula 5.

To_a=Tt×Ratio(Sft_a) ………………………5     To_a = Tt × Ratio (Sft_a) 5

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。   Next, in step S65, the output torque difference ΔTo is calculated using equation 6, and the process proceeds to step S7 in FIG.

ΔTo=To_a−To_b ………………………6     ΔTo = To_a−To_b ……………………… 6

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。   In step S7 of FIG. 2, it is determined whether or not the shift timing determination flag Nmarg_jdg is set. If it is set, the process proceeds to step S8. Otherwise, the process proceeds to step S11, and the output torque difference ΔTo is set. Zero.

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。   In step S8, the resonance frequency fv in the drive system of the internal combustion engine 2 is read. The resonance frequency fv is preset for each gear position, that is, for each gear ratio, and the corresponding relationship is stored in the ROM of the ECU 20. Thereby, ECU20 functions as a resonance frequency memory | storage means. After reading the resonance frequency fv corresponding to the gear position after the downshift in step S8, the process proceeds to step S9 to calculate the engine required torque Te_dem.

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。   FIG. 6 is a flowchart showing details of the engine required torque calculation process executed in step S9 of FIG. First, in step S91, referring to the output signal of the transmission output torque sensor 26, the transmission output torque To is detected. Next, in step S92, a transmission required torque addition value To_fill is calculated. This torque addition value To_fill is obtained by removing the component corresponding to the resonance frequency fv from the output torque difference ΔTo, and corresponds to the change amount of the transmission required torque according to the present invention. This torque addition value To_fill can be obtained by using, for example, a band elimination filter that blocks passage of a component corresponding to the resonance frequency fv and allows passage of other components.

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。   Next, in step S93, the transmission required torque To_dem is calculated by Equation 7.

To_dem=To+To_fill ………………………7     To_dem = To + To_fill ……………………… 7

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。   Next, in step S94, the torque ratio t of the torque converter 4 is calculated. The calculation of the torque ratio t can be realized, for example, by preparing in advance a map that gives the torque ratio t using the ratio Nt / Ne between the turbine speed Nt and the engine speed Ne as a variable, and referring to the map.

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。   Next, in step S95, the gear ratio required torque To_dem is converted into the engine required torque Te_dem. Here, a map for giving the engine required torque Te_dem is prepared using the transmission required torque To_dem, the shift stage Sft_a after the shift and the torque ratio t as variables, and this conversion is realized by referring to the map. Then, the process proceeds to step S10 in FIG.

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。   In step S10 of FIG. 2, the fuel injection amount of the internal combustion engine 2 is controlled so that the engine required torque Te_dem calculated in step S9 is output from the crankshaft 3, and this routine is finished.

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。   By executing the above control routine, the engine required torque Te_dem that can suppress resonance with the drive system of the internal combustion engine 2 is output from the internal combustion engine 2 on the condition that the shift timing has been reached, and the engine required torque Te_dem Is calculated based on the output torque difference ΔTo that can occur before and after the downshift. As a result, it is possible to reduce the shock that occurs during the downshift, and it is possible to prevent the output torque of the internal combustion engine 2 from excessively decreasing in order to reduce the shock. Accordingly, it is possible to sharpen the torque rise from the start to the end of the downshift while reducing the shock that occurs during the downshift.

(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。
(Second form)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This form is the same as the first form except for the content of the engine required torque calculation process executed in step S9 of FIG. Therefore, the description of the same part as the first embodiment is omitted below. FIG. 8 shows the contents of the engine required torque calculation processing according to the second embodiment. The same processes as those in the engine required torque calculation process shown in FIG. After calculating the torque ratio t in step S94, the process proceeds to step S951, and the turbine required torque Tt_dem is calculated using Equation 8.

Tt_dem=To_dem×Ratio(Sft_a)+It×ΔNt ……8     Tt_dem = To_dem × Ratio (Sft_a) + It × ΔNt ...... 8

ここで、Itはタービン4bの慣性トルクである。   Here, It is the inertia torque of the turbine 4b.

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。   Next, proceeding to step S952, the turbine required torque Tt_dem is converted into the engine required torque Te_dem. Here, a map that provides the engine required torque Te_dem with the turbine required torque Tt_dem and the torque ratio t as variables is prepared, and this conversion is realized by referring to the map.

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。   According to the second mode, since the turbine required torque Tt_dem is calculated in accordance with the gear ratio after the downshift, it is necessary to consider the gear position in order to calculate the engine required torque Te_dem as in the first mode. There is no. Accordingly, there is an advantage that the map variable is reduced by one as compared with the first form, and the map information amount can be reduced.

(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。
(Third form)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This form is the same as the first form except for the content of the engine required torque calculation process executed in step S9 of FIG. Therefore, the description of the same part as the first embodiment is omitted below. FIG. 9 shows the contents of the engine required torque calculation processing according to the third embodiment. The same process as the engine required torque calculation process shown in FIG. After calculating the turbine required torque Tt_dem in step S951, the process proceeds to step S953, and the engine speed change ΔNe is calculated. This time change means a change in the engine speed Ne from the previous calculation time to the current calculation time. Next, the process proceeds to step S954, and the pump request torque Tp_dem of the pump 4a of the torque converter 4 is calculated based on Equation 9.

Tp_dem=Tt_dem/t ………………………9     Tp_dem = Tt_dem / t ……………………… 9

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。   Next, the pump request torque Tp_dem is converted into the engine request torque Te_dem based on Expression 10.

Te_dem=Tp_dem+Ip×ΔNe ………………………10     Te_dem = Tp_dem + Ip × ΔNe ………………………… 10

ここで、Ipはポンプ4aの慣性トルクである。   Here, Ip is the inertia torque of the pump 4a.

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。   According to the third embodiment, since no map is required to calculate the engine required torque Te_dem, there is an advantage that labor for creating the map can be reduced. Further, since the inertia of the torque converter 4 is taken into account in the process of calculating the engine required torque Te_dem, the calculation accuracy of the engine required torque Te_dem is improved.

(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。
(4th form)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This mode is characterized by the method of estimating the output torque difference, and can be applied to each mode described above. Hereinafter, description of common parts with the above-described embodiments will be omitted. In each of the embodiments described above, the turbine torque Tt and the transmission output torque To are detected by the torque sensors 24 and 26 in steps S61 and S62 in FIG. 5 in order to estimate the output torque difference. Then, the output torque difference is estimated without providing these torque sensors. FIG. 10 is a flowchart showing details of output torque difference estimation processing according to the fourth embodiment. First, in step S261, the ECU 20 calculates the engine output torque Te, which is the output torque of the crankshaft 3, based on the accelerator opening Acc and the engine rotational speed Ne. Calculation of the engine output torque Te can be realized by preparing a map for giving the engine output torque Te using the engine speed Ne and the accelerator opening Acc as variables as shown in FIG. 11 and referring to the map.

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。   Next, in step S262, the pre-shift output torque To_b is calculated using Equation 11.

To_b=Te×Ratio(Sft_b) ………………………11     To_b = Te × Ratio (Sft_b) 11

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。   Next, in step S263, the post-shift output torque To_a is calculated using Equation 12.

To_a=Te×Ratio(Sft_a) ………………………12     To_a = Te × Ratio (Sft_a) ……………………… 12

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。   Next, in step S264, the output torque difference ΔTo is calculated by the above-described equation 6, and the process proceeds to step S7 in FIG.

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。   The pre-shift output torque To_b and the post-shift output torque To_a can also be calculated by other methods described below.

(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。
(Calculation of pre-shift output torque To_b)
(1-1) Assuming that the torque is not completely transmitted by the automatic transmission 5 immediately before the completion of the shift, the pre-shift output torque To_b may be calculated as 0 (zero) based on the assumption.

(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。 (1-2) It is assumed that the torque is not completely transmitted by the automatic transmission 5 immediately before the completion of the shift and is in a driven state by the drive wheels 10, and based on the assumption, the output torque To_b before the shift is obtained by Expression 13. May be calculated.

To_b=(R/L)×r/R_dif×b ………………………13     To_b = (R / L) × r / R_dif × b ……………………… 13

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。   Here, R / L is a running resistance, and is calculated by a map or function using the running speed V of the vehicle 1 as a variable. The traveling speed V of the vehicle 1 is detected based on an output signal from a vehicle speed sensor (not shown). Also, r is the rotation radius of the drive wheel 10, R_dif is the gear ratio of the differential device 8, b is the efficiency of the differential device 8, and these are held in the ECU 20 in advance.

(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。 (1-3) The pre-shift output torque To_b can also be calculated by the formula (14) taking into account the longitudinal acceleration G of the vehicle in the method (1-2).

To_b=(G×M+R/L)×r/R_dif×b ………………………14     To_b = (G × M + R / L) × r / R_dif × b ……………………… 14

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。   Here, M is the weight of the vehicle 1. The acceleration G can be detected by providing an acceleration sensor in the vehicle 1 and can be detected from the acceleration sensor, or can be calculated by time differentiation of the vehicle speed.

(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。 (1-4) Before the shift is completed, most of the turbine torque is used for increasing the rotation. Therefore, Formula 15 is established between the turbine torque Tt and the pump torque Tp in consideration of the inertia of the turbine.

Tt=Tp×t−It×ΔNt ………………………15     Tt = Tp × t−It × ΔNt 15

ここで、ポンプトルクTpは式16で求めることができる。   Here, the pump torque Tp can be obtained by Expression 16.

Tp=C×Ne ………………………16 Tp = C × Ne 2 ……………………… 16

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。   C in Expression 16 is a capacity coefficient of the torque converter. Based on the turbine torque Tt obtained by Expression 15, the output torque To_b before shifting can be calculated by Expression 17.

To_b=Tt×Ratio(Sft_b) ………………………17     To_b = Tt × Ratio (Sft_b) ……………………… 17

(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。
(Calculation of post-shift output torque To_a)
(2-1) First, the engine output torque Te is calculated by the above-described method, and the pump torque Tp is calculated by Expression 18 using the engine output torque Te and the temporal change ΔNe of the engine speed.

Tp=Te−Ip×ΔNe ………………………18     Tp = Te−Ip × ΔNe …………………… 18

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。   The pump torque Tp obtained by Expression 18 is substituted into Expression 15 to obtain the turbine torque Tt, and the turbine torque Tt is substituted into Expression 19 to calculate the post-shift output torque To_a. Note that, when obtaining the turbine torque Tt in Expression 15, it may be considered that ΔNt = 0 in consideration of the fact that ΔNt becomes smaller immediately after the shift.

To_a=Tt×Ratio(Sft_a) ………………………19     To_a = Tt × Ratio (Sft_a) ……………………… 19

(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。 (2-2) Further, the post-shift output torque To_a can be calculated in the same manner as (1-4) above. That is, the pump torque Tp is obtained by Expression 16, the pump torque Tp is substituted into Expression 15, the turbine torque Tt is calculated, and the post-shift output torque To_a can be calculated by Expression 19. Note that, when obtaining the turbine torque Tt in Expression 15, it may be considered that ΔNt = 0 in consideration of the fact that ΔNt becomes smaller immediately after the shift.

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。   In Step S262 and Step S263 of FIG. 10, the above method is appropriately selected and the output torque To_b before the shift and the output torque To_a after the shift are calculated, respectively, so that the output torque difference ΔTo without using the torque sensors 24 and 26 is calculated. Can be estimated in various ways.

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。   In each of the above embodiments, by executing the process of step S5 (FIG. 4) of FIG. 2, the ECU 20 executes the process of step S6 (FIG. 5 or 10) of FIG. 2 as the shift timing estimating means according to the present invention. As a result, the ECU 20 executes the processing of step S9 (FIG. 6, FIG. 8, or FIG. 9) of FIG. 2 as the output torque difference estimating means according to the present invention, whereby the ECU 20 serves as the engine required torque calculating means according to the present invention. The ECU 20 functions as engine control means by executing the processing of step S10 in FIG.

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。   Further, by executing the processing of step S51 to step S55 in FIG. 4, the ECU 20 functions as a surplus rotation speed predicting unit, and by executing the processing of step S56 to step S58 in FIG. Function.

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。   Further, by executing the processing of steps S91 to S93 of FIGS. 6, 8, and 9, the ECU 20 can perform step S95 of FIG. 6, step S952 of FIG. The ECU 20 functions as the conversion means according to the present invention by executing the process of step S955 of FIG.

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。   However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present invention. In each of the above embodiments, the control device according to the present invention is applied to an internal combustion engine in which an automatic transmission is connected to a crankshaft via a torque converter. However, the control device according to the present invention includes an electromagnetic clutch instead of a torque converter. The present invention can also be applied to the provided internal combustion engine.

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。The figure which showed the outline of the vehicle carrying the internal combustion engine to which the control apparatus which concerns on this invention was applied. 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。The flowchart which showed an example of the control routine of engine output torque control. 変速タイミング推定処理の概要を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the outline | summary of a shift timing estimation process. 変速タイミング推定処理の詳細を示すフローチャート。5 is a flowchart showing details of a shift timing estimation process. 出力トルク差推定処理の詳細を示したフローチャート。The flowchart which showed the detail of the output torque difference estimation process. 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。The flowchart which showed the detail of the engine request torque calculation process. 変速線図の一例を示した図。The figure which showed an example of the shift map. 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。The flowchart which showed the detail of the engine required torque calculation process which concerns on a 2nd form. 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。The flowchart which showed the detail of the engine required torque calculation process which concerns on a 3rd form. 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。The flowchart which shows the detail of the output torque difference estimation process which concerns on a 4th form. 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。The figure which showed an example of the map for calculating an engine output torque.

符号の説明Explanation of symbols

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)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Internal combustion engine 3 Automatic transmission 4 Torque converter 4a Pump 4b Turbine 20 ECU (shift timing estimation means, output torque difference estimation means, engine demand torque calculation means, engine control means, margin rotation speed prediction means, shift timing specification means , Resonance frequency storage means, transmission required torque calculation means, conversion means)

Claims (7)

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。
Applied to an internal combustion engine provided with an automatic transmission that is connected to an output shaft of the internal combustion engine and can be switched to a plurality of gear ratios having different sizes.
A shift timing estimating means for estimating a shift timing at which the downshift is completed when a downshift for switching from a small gear ratio to a large gear ratio is performed in the automatic transmission, and may occur before and after the downshift. Based on the output torque difference, the engine required torque of the internal combustion engine capable of suppressing resonance between the output torque difference estimating means for estimating the output torque difference of the automatic transmission and the drive system of the internal combustion engine at the shift timing. The engine required torque is calculated so that the engine required torque calculated by the engine required torque calculating means is output from the output shaft of the internal combustion engine on the condition that the shift timing has been reached. An internal combustion engine control device comprising: an engine control means for controlling.
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。
The automatic transmission is connected to the output shaft of the internal combustion engine via a torque converter including a pump connected to the output shaft of the internal combustion engine and a turbine combined with the pump.
In the process from the start to the completion of the downshift, the shift timing estimation means is configured to obtain a target rotational speed obtained by multiplying the output rotational speed of the automatic transmission by the speed ratio after the downshift and a turbine rotational speed of the turbine. The margin rotation speed prediction means for predicting the margin rotation speed given as the difference in consideration of the respective temporal changes of the target rotation speed and the turbine rotation speed, and the margin rotation speed predicted by the margin rotation speed prediction means The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: a shift timing specifying unit that specifies a timing when the shift is equal to or less than a predetermined value as the shift timing.
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。
Resonance frequency storage means for storing the resonance frequency of the drive system for each gear ratio;
The engine required torque calculating means calculates the engine required torque based on the stored contents of the resonance frequency storage means so that a component corresponding to the resonance frequency in the gear ratio after the downshift is removed. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
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。
The engine required torque calculating means includes a transmission required torque calculating means for calculating a transmission required torque of the automatic transmission corresponding to the output torque difference, and the transmission required torque calculated by the transmission required torque calculating means. Conversion means for converting the engine required torque into
The transmission required torque calculating means calculates the transmission required torque based on the stored contents of the resonance frequency storage means so that a component corresponding to the resonance frequency in the gear ratio after the downshift is removed. The control device for an internal combustion engine according to claim 3.
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。   The transmission required torque calculation means calculates a change amount of the transmission required torque by removing a component corresponding to the resonance frequency in the transmission ratio after the downshift from the output torque difference, and the change amount is calculated as the change amount. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the transmission request torque is calculated by adding to a current output torque of the transmission. 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。
The margin rotation speed prediction means is configured to sequentially predict the margin rotation speed at a calculation timing of a predetermined cycle, and the target rotation speed at the current calculation timing is NoSft, and the turbine at the current calculation timing. , The time change from the previous calculation timing of the target rotation speed to the current calculation timing is ΔNoSft, the time change from the previous calculation timing of the turbine rotation speed to the current calculation timing is ΔNt, When a coefficient of 1 or more that is set to a larger value as the load of the internal combustion engine is larger is α and the marginal rotation speed is Nmarg, the following equation is obtained: Nmarg = NoSft−Nt−α (ΔNt−ΔNoSft)
The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the marginal rotation speed is predicted at step (5).
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。   The output torque difference estimating means estimates the output torque difference by multiplying the engine output torque output from the output shaft of the internal combustion engine by the difference in the gear ratio before and after the downshift. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010180904A (en) * 2009-02-03 2010-08-19 Mazda Motor Corp Method and device for reducing gear shift shock
JP2010229843A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Sanden Corp Waste heat utilization device for internal combustion engine

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