JP2709936B2 - 自動変速機付エンジンの出力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動変速機を備えた演じにおいて、自動変
速機による変速時にエンジン出力を変化させるようにし
た自動変速機付エンジンの出力制御装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より、自動変速機付エンジンにおいて、自動変速
機による最適の変速フィーリングを実現する方法として
エンジン出力トルクを何等かの方法で推定し、これによ
り変速に関わるクラッチなどの操作油圧をコントロール
して変速ショックを軽減する方法が実用化され一般的に
用いられている。また、自動変速機による変速時に変速
ショックを低減するために、エンジン出力を制御するよ
うにした技術が、例えば、特開昭55−69738号公報に見
られるように公知である。

（発明が解決しようとする課題） しかして、自動変速機による変速時にはエンジンの負
荷状態に応じて変速ショックが異なり、広い出力範囲の
制御でショックを軽減する必要がある。前記のように変
速時に自動変速機の変速に関わるクラッチなどの油圧制
御で摩擦材を滑らし、変速時に滑らかに動力の伝達を切
換えることで変速ショックを低減させることでは、エン
ジンの高出力運転状態での変速時には摩擦材の滑りによ
る発生熱量が大きく、クラッチ材の耐久性の低下を招く
一方、エンジンが低負荷状態での変速時には、クラッチ
による動力伝達制御では微妙なトルク変動制御は困難で
対応に限界があり、車は滑らかに加速しているため、小
さな変速ショックが発生しても運転者は敏感に感じるこ
とになる。

また、先行例のようにエンジン出力制御によって変速
ショックを軽減する場合でも、高負荷状態での大きなト
ルク変動を解消するように出力制御を可能とすると、低
負荷状態での微妙なトルク変動を抑制して各状態での変
速ショックを良好に解消することは困難である。特に、
低負荷状態での変速時には、微細な変速ショック軽減制
御を必要とするが、これに対応できるようにすると高負
荷状態での変速ショックには出力変動が不足して対応で
きなくなる恐れがあり、高負荷状態および低負荷状態の
いずれにも対応して変速ショックを低減することは困難
であった。

そこで本発明は上記事情に鑑み、高負荷状態から低負
荷状態においても良好な変速ショック軽減作用を得るよ
うにした自動変速機付エンジンの出力制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の出力制御装置は、
自動変速機による変速時に変速前後のトルク差に基づい
てエンジン出力を変化させるについて、吸入空気量を調
整してエンジン出力を変化させる第１出力変更手段と、
燃料供給量を制御することにより空燃比を調整してエン
ジン出力を変化させる第２出力変更手段と、吸入空気状
態を検出する吸入空気状態検出手段と、自動変速機の変
速時に、上記吸入空気状態検出手段から出力される吸入
空気状態により設定される負荷に応じて高負荷時には第
１出力変更手段に切換えると共に、低負荷時には第２出
力変更手段に切換える切換手段とを備えるように構成し
たものである。

第１図は本発明の構成を明示するための概略構成図で
ある。

車両のエンジンＥの駆動力は、自動変速機Ａを介して
駆動輪に伝達され、この自動変速機Ａの変速段の変更は
変速制御手段Ｂからの変速信号によって行う。

一方、車両のエンジンＥに対して、例えばスロットル
弁開度の調整等によって吸入空気量を調整してエンジン
出力を変化させる第１出力変更手段Ｃと、例えばインジ
ェクタによる燃料噴射制御で空燃比を調整してエンジン
出力を変化させる第２出力変更手段Ｄとを設け、第１出
力変更手段Ｃの作動によって大きな出力変化が可能であ
り、第２出力変更手段Ｄの作動によって微細な出力変化
が可能である。

そして、上記第１出力変更手段Ｃおよび第２出力変更
手段Ｄには、前記変速制御手段Ｂの変速信号を受けた切
換手段Ｆからの切換信号が出力される。また、上記切換
手段Ｆには、吸入空気状態検出手段Ｇで検出されたブー
スト圧等の吸入空気状態信号が入力され、自動変速機Ａ
の変速時にこの吸入空気状態により設定される負荷に応
じて第１出力変更手段Ｃと第２出力変更手段Ｄとを切換
えるものである。その切換は、変速の前後におけるトル
ク変動の大きさがエンジンの負荷状態に対応することか
ら、高負荷状態で第１出力変更手段Ｃによって変速時の
出力制御を行い、低負荷状態で第２出力変更手段Ｄに切
り換えて出力制御を行って変速ショックを軽減するもの
である。

（作用） 上記のような出力制御装置では、自動変速機の変速時
における変速ショックを軽減するについて、その軽減を
第１出力変更手段もしくは第２出力変更手段によるエン
ジン出力の変化によって行う。その際、エンジン負荷に
応じて、吸入空気量を調整してエンジン出力を変化させ
る第１出力変更手段と、空燃比を調整してエンジン出力
を変化させる第２出力変更手段とを切り換えて出力制御
を行い、高負荷状態では変速時の変動トルクが大きく、
このときは第１出力変更手段の作動によって大きな出力
変化を得て、自動変速機のクラッチなどの摩擦材の保護
が図れる一方、低負荷状態では変速時の変動トルクも小
さく、このときは第２出力変更手段の作動によって細か
な出力変化を得て、変速ショックを有効に抑制するよう
にしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第２
図は具体例の全体構成図である。この実施例は、変速時
のエンジン出力制御を、第１出力変更手段Ｃとしてのス
ロットル制御と、第２出力変更手段Ｄとしての空燃比制
御とで行うと共に、負荷（ブースト圧）に応じてこれを
切換え使用し、さらに、変速終了後に変化させたエンジ
ン出力を正規の状態に戻すリカバリー機能を備えたシス
テムの例について示す。

車両１に搭載されたエンジン２の出力は電子制御式自
動変速機３を介して、プロペラシャフト４、デファレン
シャル５、車軸６経て駆動輪７に伝達される。上記自動
変速機３は変速用ソレノイド８を有し、この変速用ソレ
ノイド８に対してメインコントローラ９から変速指令信
号が出力され、油圧回路が切換えられて変速機構が複数
の変速段に切換え操作される。

一方、前記エンジン２の吸気通路11には吸入空気量を
調整するスロットル弁12が介装され、このスロットル弁
12はDCモータ等のスロットルアクチュエータ13により開
閉駆動され、このスロットル弁12の開度制御による吸入
空気量調整でエンジン出力を制御する第１出力変更手段
Ｃが構成される。上記スロットルアクチュエータ13に
は、前記メインコントローラ９から制御信号が出力され
てスロットル開度が調整され、変速時以外の吸入空気量
制御も行われる。

また、上記吸気通路11には燃料噴射用のインジェクタ
14が配設され、このインジェクタ14からの燃料噴射量を
燃料噴射コントローラ15によって制御し、供給空燃比の
変更で燃焼状態を調整してエンジン出力を制御する第２
出力変更手段Ｄが構成される。上記燃料噴射コントロー
ラ15には、エンジン２の排気通路16に介装されたリニア
O₂センサ17からの空燃比信号が入力され、この検出空燃
比（検出電圧）が所定値（基準電圧）となるように空燃
比のフィードバック制御を行う。変速制御時には前記メ
インコントローラ９からスイッチング回路18のリレーコ
イル18aに切換信号が出力されて、空燃比のフィードバ
ック制御から変速制御に切換えると共にメインコントロ
ーラ９から変速制御用の基準信号が入力され、これに基
づいて変速時空燃比制御が行われる。

前記メインコントローラ９には、車速を検出する車速
センサ21からの車速信号と、アクセルペダル22の踏込み
量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ23からの
アクセル開度信号と、吸気負圧を検出するブーストセン
サ24からのブースト信号と、スロットル弁12の開度を検
出するスロットルセンサ25からのスロットル開度信号と
がそれぞれ入力される。

このメインコントローラ９による変速時の目標スロッ
トル開度Toおよび空燃比A/Fの調整によるエンジン出力
制御のタイムチャートを第３図に示す。変速前の状態す
なわちａ点前では、スロットル開度Toはアクセル踏込み
量αに基づく基本スロットル開度Tb（メモリ値TH1）に
制御され、空燃比A/F（燃料噴射量）は検出空燃比が理
論空燃比（14.7）となるようにフィードバック制御され
る。上記通常運転状態からａ点で変速指示（シフトアッ
プ）が入力されると、準備段階Ｉとして高負荷時にはス
ロットル開度Toをブースト圧Ｂに応じて設定された所定
開度（メモリ値TH2）に低減作動する一方、低負荷時に
は空燃比を理論空燃比からブースト圧Ｂに応じた所定値
（例えば18）に高めてリーン化するように制御する。こ
の準備段階Ｉは所定時間t₁（例えば0.5秒）継続させ
る。

上記のような作動によってエンジン出力を所定状態に
低下させてから、ｂ点で変速制御信号を自動変速機３に
出力して変速操作を行う。この変速段階IIでは、前記準
備段階Ｉと同様のスロットル開度Toまたは空燃比A/F
を、変速作動が終了するまでの所定時間t₂（例えば1.2
秒）維持する。そして、ｃ点で変速指示がリセットされ
て変速が完了すると、スロットル制御においては、リカ
バリー段階IIIとして、ブースト圧に応じて設定された
所定時間t₃でスロットル開度を通常のアクセル開度に対
応したスロットル開度に徐々に戻すように制御し、ｄ点
で変速制御を終了する。一方、空燃比制御ではｃ点で変
速が完了すると、直ぐに空燃比を理論空燃比に戻すよう
に制御するものである。

上記タイムチャートにおいて、メインコントローラ９
での処理のために、段階判定フラグＧが準備段階Ｉで１
に、変速段階IIで２に、リカバリー段階IIIで３に設定
され、その他の状態で０にリセットされる。

次に、上記メインコントローラ９の処理をフローチャ
ートに従って説明する。

第４図はメインルーチンであり、メインコントローラ
９は、作動開始時に所定のシステムイニシャライズ（ス
テップS1）を行い、前記各種センサからの検出信号を読
み込み、これらから制御に必要な各種情報を入力する
（S2）。

ステップS3は、アクセルペダル22の踏込み量αに基づ
いて、所定の制御特性によりスロットル開度Toを設定制
御する通常スロットル制御を行うものである。

ステップS4は、車速とスロットル開度とに対応して設
定された変速マップから、変速段を求める変速判定処理
を行い、変速が必要な場合には変速指示を行うものであ
り、ステップS5の変速制御でこの変速指示に対応して実
際の自動変速機３の変速作動を行う。

続いて、ステップS5は前記変速制御と対応させて、目
標スロットル開度Toまたは空燃比A/Fの設定によるエン
ジン出力制御を行うと共に、設定されたスロットル開度
信号をスロットルアクチュエータ13に出力すると共に、
変速時空燃比信号を燃料噴射コントローラ15のスイッチ
ング回路18に出力する出力制御を行うものである。そし
て、上記ルーチンを所定時間（例えば30msec）毎に実行
するものである。

次に、第５図は前記メインルーチンのステップS3にお
けるスロットル制御の詳細サブルーチンである。ステッ
プS10でアクセル踏込み量αを入力し、ステップS11で基
本スロットル開度マップをサーチすると共に、このマッ
プに基づいてアクセル踏込み量αから基本スロットル開
度Tbを求める（S12）。この基本スロットル開度マップ
は、アクセル踏込み量αに対応する基本スロットル開度
Tbが変速段に対応して設定され、このマップから検出ア
クセル踏込み量αに対しギヤポジションに応じた基本ス
ロットル開度Tbを読み込み、ステップS13において目標
スロットル開度Toを設定する。

第６図は前記メインルーチンのステップS5における変
速制御の詳細サブルーチンである。ステップS20で前記
段階判定フラグＧが２すなわち変速段階IIにあるか否か
を判定し、通常の状態では０にリセットされていること
から、NO判定でステップS21に進んでメインルーチンの
ステップS4で変速指示が出力されているか否かを判定す
る。変速指示が入力されたYES判定時には、段階判定フ
ラグＧが０か否かを判定し（S22）、このYES判定により
段階判定フラグＧを１にセットすると共にタイマＴをリ
セットしてカウントを開始し、準備段階Ｉに移行する
（S23）。

上記段階判定フラグＧの１へのセットにより、前記ス
テップS22の判定がNOとなり、タイマＴが第１設定値t₁
（0.5秒）となったか否かを判定する（S24）。そして、
所定時間t₁が経過すると、ステップS25で変速信号を自
動変速機３のソレノイド８に出力すると共に、変速段階
IIとして段階判定フラグＧを２に設定し、タイマＴをリ
セットして次のカウントを開始する。

上記段階判定フラグＧの２へのセットにより、前記ス
テップS20の判定がYESとなり、タイマＴが第２設定値t₂
（1.2秒）となったか否かを判定する（S26）。そして、
所定時間t₂が経過すると、ステップS27で変速指示をリ
セットすると共に、リカバリー段階IIIとして段階判定
フラグＧを３に設定し、タイマＴをリセットして次のカ
ウントを開始する。

上記変速指示のリセットにより前記ステップS21の判
定がNOとなり、ステップS28で段階判定フラグＧが３に
設定されているか否かを判定し、このYES判定でステッ
プS30に進んでタイマＴが第３設定値t₃（リカバリー時
間）となったか否かを判定する。そして、所定時間t₃の
経過で段階判定フラグＧを０にリセットする（S31）。
さらに変速指示が途中でなくなった場合には、ステップ
S29で段階判定フラグＧをリセットするものである。

第７図は前記メインルーチンのステップS6における出
力制御の詳細サブルーチンであり、前記のような変速制
御に伴う段階判定フラグＧの変化に対応して、各段階で
の出力制御を行う。ステップS40で段階判定フラグＧが
０か否かを判定し、変速指示が力されていない変速前後
状態では後述の負荷判定フラグＦを０にリセットし（S4
1）、変速前のアクセル開度αおよびスロットル開度TH
をそれぞれレジスタACおよびTH1にセーブする（S42）。
また、後述のリカバリー段階IIIでのリカバリー時間t₃
をブースト圧Ｂに応じて求める（S43）。そして、この
変速前の状態では前記第５図のスロットル制御で設定さ
れた目標スロットル開度Toとなるようにスロットルアク
チュエータ13に制御信号を出力し（S55）、ステップS44
で空燃比フラグのリセットにより、空燃比は燃料噴射コ
ントローラ15によって理論空燃比に制御される。

次に変速指示が入力されて準備段階Ｉとなって段階判
定フラグＧが１にセットされると、ステップS41のNO判
定により、ステップS45に進んで段階判定フラグＧが３
のリカバリー段階IIIか否かを判定し、このNO判定によ
り負荷判定フラグＦの状態を判定する（S46）。負荷判
定フラグＦは初期には０にリセットされているから、ス
テップS47に進んでブースト圧Ｂが所定値B₀（例えば−3
00mmHg）以上の高負荷状態か否かを判定し、軽負荷状態
（NO判定）の場合には負荷判定フラグＦを１にセットし
（S51）、高負荷状態（YES判定）の場合には負荷判定フ
ラグＦを２にセットする（S48）。この負荷判定は、変
速時のスロットル制御等によってブースト圧Ｂが変更し
ても制御状態を保持するために、ステップS47の判定は
負荷判定フラグＦが０の状態で１回だけ行うように、ス
テップS46の判定が設定されている。

高負荷状態の場合には、ステップS49でブーストマッ
プを参照してブースト圧Ｂの大きさに応じて低減係数ｋ
を求める。この低減係数ｋは負荷が高くなるほど低減率
が高くなるように小さな値に設定され、ステップS50で
この低減係数ｋを変速前のスロットル開度TH1に掛けて
目標スロットル開度Toを設定すると共に、このスロット
ル開度ToをレジスタTH2に記憶する。

また、低負荷状態の場合には、ステップS52でブース
ト圧Ｂに応じて変速時空燃比を設定する。この変速空燃
比は低負荷域でも負荷が高いほど大きな空燃比すなわち
リーン空燃比に設定され、ステップS53で空燃比フラグ
をセットして、燃料噴射コントローラ15のスイッチング
回路18に切換信号と、この設定空燃比に基づく基準信号
を出力する。

上記のようなスロットル開度または空燃比の調整によ
るエンジン出力の低減制御は、段階判定フラグＧが２と
なった変速段階IIでも継続される。そして、段階判定フ
ラグＧが３にセットされたリカバリー段階IIIになる
と、前記ステップS45のYES判定により、ステップS54で
徐々にスロットル開度を正規の状態に復帰させるように
目標スロットル開度Toを演算する。このリカバリー処理
は、変速後の変速段とアクセル開度とに対応する基本ス
ロットル開度Tbに変速終了時のスロットル開度TH2から
移行するについて、リカバリー時間t₃に対する実際の時
間Ｔの経過比率で開度補正するものである。

尚、上記実施例においては、リカバリー制御は、高負
荷時のスロットル開度制御による吸入空気量制御につい
てのみ行い、空燃比制御では変速状態での空燃比から通
常制御状態に戻してもその変動ショックが小さいことか
ら省略している。

上記のような実施例によれば、自動変速機３によるシ
フトアップ変速時に、その時のブースト圧による負荷状
態に応じて高負荷時には吸入空気量をスロットル開度調
整によって制御し、低負荷時には燃焼状態を空燃比調整
によって制御してエンジン出力を低減することにより、
低負荷時の細かな変速ショック制御と、高負荷時の自動
変速機３のクラッチなどの油圧制御による変速ショック
軽減を補足して摩擦材の摩耗低減を図ることができるも
のであり、全体として良好な変速ショックの抑制機能を
得ることができるものである。

上記実施例においては、シフトアップ変速時に対応し
たエンジン出力の低減制御を行っているが、シフトダウ
ン変速時にも対応してエンジン出力を制御して変速ショ
ックを軽減するようにしてもよく、その場合においても
負荷状態に応じて吸入空気量制御の第１出力変更手段Ｃ
と空燃比制御の第２出力変更手段Ｄとを切換えるもので
ある。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、自動変速機の変速時に
おける変速ショックを軽減するについて、変速時の負荷
に応じて、吸入空気量を調整してエンジン出力を変化さ
せる第１出力変更手段と燃料供給量を制御することによ
り空燃比を調整してエンジン出力を変化させる第２出力
変更手段とを切換える切換手段を備えたことにより、高
負荷状態での変速時の大きな変速トルクを第１出力変更
手段の作動によって大きな出力変化で抑制し、自動変速
機のクラッチなどの摩擦材の保護を図ることができる一
方、低負荷状態での変速時の小さな変速トルクを、第２
出力変更手段の作動による細かな出力変化で抑制し、運
転者の体感ショックを低減することができ、全体として
変速ショックを有効に抑制することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は一実施例における制御システム図、 第３図は変速制御におけるタイムチャート図、 第４図は全体の制御動作を示すメインフローチチャート
図、 第５図ないし第７図は各制御部分の要部フローチャート
図である。 A,3……自動変速機、Ｂ……変速制御手段、Ｃ……第１
出力変更手段、Ｄ……第２出力変更手段、E,2……エン
ジン、Ｆ……切換手段、Ｇ……負荷検出手段、１……車
両、７……駆動輪、９……メインコントローラ、12……
スロットル弁、14……インジェクタ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン出力が自動変速機を介して駆動輪
   に伝達され、自動変速機による変速時に変速前後のトル
   ク差に基づいてエンジン出力を変化させる自動変速機付
   エンジンであって、 吸入空気量を調整してエンジン出力を変化させる第１出
   力変更手段と、 燃料供給量を制御することにより空燃比を調整してエン
   ジン出力を変化させる第２出力変更手段と、 吸入空気状態を検出する吸入空気状態検出手段と、 自動変速機の変速時に、上記吸入空気状態検出手段から
   出力される吸入空気状態により設定される負荷に応じて
   高負荷時には第１出力変更手段に切換える共に、低負荷
   時には第２出力変更手段に切換える切換手段とを備えた
   ことを特徴とする自動変速機付エンジンの出力制御装
   置。