JP3599899B2 - 車両用内燃機関の出力トルク制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の変速機の変速時におけるショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の自動変速機の変速時におけるショックを低減するために、例えば自動変速機のシフトアップ時に、変速前の変速段クラッチ（前段クラッチ）の解放開始時点から変速終了時点までのイナーシャ相において、スロットル弁の開度を調節すること等によってエンジン出力トルクを減少制御するようにした車両用内燃機関の出力トルク制御装置が知られている。この制御装置では、例えばクラッチの解放開始時点からエンジン出力トルクの減少制御を開始すると共に、上記減少制御に対する実際のエンジン出力トルクの遅れを考慮して、自動変速機のギヤ機構における出力側（カウンタシャフト側）の回転数と入力側（メインシャフト側）の回転数に対する比（以下「入出力回転数比」という）に応じて出力トルクの減少制御の終了タイミングを決定している。
【０００３】
具体的には、エンジン出力トルクの減少制御の終了した後、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点と、入出力回転数比が復帰する時点（エンゲージポイント）とが一致するように、エンジン出力トルクの減少制御の終了タイミングを決定している。例えば、通常の走行状態を想定して、上記入出力回転数比が所定値（例えば０．８等）になった時点を一律に上記終了タイミングとしている。これによって、通常の走行状態ではエンジン出力トルクの減少制御後の実際のエンジン出力トルクの変化を滑らかにでき、変速終了時のショック（変速ショック）を低減できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用内燃機関の出力トルク制御装置では、上記入出力回転数比にのみ基づいて出力トルクの減少制御の終了タイミングを決定していたため、車両の速度の変化状態によっては、不具合が生じる場合があった。例えば、登坂時、降坂時またはブレーキによる急減速時等のように、車速が変化している状態において変速した場合には、変速開始から上記エンゲージポイントに達するのに要する時間が通常の定速走行の場合とは異なる。より具体的に、下り坂でアップシフトをする場合を例にして説明する。
【０００５】
図１２は、シフトアップにおけるエンジン出力トルクの減少制御による車両の駆動力の変化の一例を示す図である。同図（ａ）は、車速が比較的緩やかに上昇している場合であり、同図（ｂ）は、車速が急激に上昇している（車速変化率が大きい）場合である。
【０００６】
同図（ａ）では、入出力回転数比ＥＣＬがエンゲージポイントに達する時点ｔ１と実際のエンジン出力トルクが復帰する時点ｔ３とがほぼ一致しており、駆動力の急激な変化はなく、変速終了時のショック（変速ショック）は少ない。
【０００７】
ところが同図（ｂ）では、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点ｔ３は同図（ａ）と同様であるのにかかわらず、入出力回転数比ＥＣＬがエンゲージポイントに達する時点ｔ２が、同図（ａ）における時点ｔ１よりも早まる。そのため、時点ｔ２の後に、駆動力が急減し、いわゆる駆動力の引き込みショックが生じる。
【０００８】
このように、下り坂では車速の変化（上昇）の度合いが通常より大きいため、入力側の回転数に対する出力側の回転数の変化度合いが大きくなり、上記エンゲージポイントがより早く訪れる。ところが、エンジン出力トルクの減少制御の終了時点から実際のエンジン出力トルクが復帰するまでの時間は車速の変化にかかわらず一定であるため、エンジン出力トルクの減少制御の終了タイミングを一律に上記入出力回転数比が所定値となった時点とすると、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点が上記エンゲージポイントに間に合わず、トルク減少による駆動力の引き込みショックが生じる場合があった。
【０００９】
登り坂でのダウンシフトにおいても、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点が上記エンゲージポイントに対して遅れ、変速ショックが生じる場合があった。
【００１０】
このように、従来の車両用内燃機関の出力トルク制御装置では、車速の変化状態によっては変速終了時における変速ショックが悪化するおそれがあるという問題があった。
【００１１】
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる車両用内燃機関の出力トルク制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置は、自動変速機を有する内燃機関に設けられ、該自動変速機の変速時に前記内燃機関の出力トルクを変更する変更手段を備え、該変更手段により前記出力トルクを変更して前記自動変速機の変速時の変速ショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置において、前記変更手段の変更制御を終了させるタイミングを車速の変化と前記変更手段の変更制御に対する前記内燃機関の出力トルクの応答遅れとに応じて決定する決定手段を備え、該決定手段の決定に基づき前記変更手段の変更制御を終了させることを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項２に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置は、自動変速機を有する内燃機関に設けられ、該自動変速機の変速時に前記内燃機関の出力トルクを変更する変更手段を備え、該変更手段により前記出力トルクを変更して前記自動変速機の変速時の変速ショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置において、前記変更手段の変更制御を終了させるタイミングを車速の変化と車速とに応じて決定する決定手段を備え、該決定手段の決定に基づき前記変更手段の変更制御を終了させることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、上記構成により、変更手段による内燃機関の出力トルクの変更制御を終了させるタイミングが、車速の変化と内燃機関の出力トルクの応答遅れとに応じて、または、車速の変化と車速とに応じて決定され、該決定に基づき前記変更制御が終了するので、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の一形態に係る車両用内燃エンジン（以下「エンジン」という）及びその制御装置の全体の構成図であり、エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。
【００１８】
また、ＥＣＵ５にはスロットル弁３を駆動するスロットルアクチュエータ２３およびアクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度（ＡＰ）センサ２５が接続されており、ＥＣＵ５はアクセル開度センサ２５によって検出されたアクセル開度ＡＰに基づいてスロットルアクチュエータ２３を駆動する。
【００１９】
燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御される。
【００２０】
一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７を介して吸気管内圧力（ＰＢ）センサ８が設けられており、この圧力センサ８により電気信号に変換された圧力信号は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気温（ＴＡ）センサ９が取付けられており、吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００２１】
エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（ＴＷ）センサ１０はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００２２】
エンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲には、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」という）を出力する気筒判別センサ（以下「ＣＹＬセンサ」という）１３、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０゜毎に）ＴＤＣ信号パルスを発生するＮＥセンサ１２、及び前記ＴＤＣ信号パルスの周期より短い一定クランク角（例えば３０゜）周期で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」という）を発生するクランク角センサ（以下「ＣＲＫセンサ」と云う）１１が取り付けられており、ＣＹＬ信号パルスＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号（クランク角信号）パルスはＥＣＵ５に供給される。
【００２３】
更に、ＥＣＵ５には後述する周知の自動変速機２６が接続されている。自動変速機２６は、図示しないロックアップクラッチやギヤ機構の動作を制御する油圧制御回路２６ｂおよびシフト位置を検出するギヤ位置センサ２６ａを備えており、油圧制御回路２６ｂおよびギヤ位置センサ２６ａはＥＣＵ５に電気的に接続されている。
【００２４】
三元触媒（触媒コンバータ）１５はエンジン１の排気管１４に配置されており、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化を行う。排気管１４の触媒コンバータ１５の上流側には、空燃比センサとしての酸素濃度センサ１６（以下「Ｏ２センサ１６」という）が装着されており、このＯ２センサ１６は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力しＥＣＵ５に供給する。また、ＥＣＵ５には車速Ｖを検出する車速センサ２４が電気的に接続されている。
【００２５】
ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段、前記燃料噴射弁６及びスロットルアクチュエータ２３等に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００２６】
ＥＣＵ５のＣＰＵは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じた空燃比のフィードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ、数式（１）に基づき、前記ＴＤＣ信号パルスに同期して燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏｕｔを演算する。
【００２７】
【数１】
Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２
ここに、Ｔｉは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内圧力ＰＢとに応じて決定される基本燃料噴射時間であり、このＴｉ値を決定するためのＴｉマップが記憶手段に記憶されている。
【００２８】
ＫＯ２は、Ｏ２センサ１６の出力に基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィードバック制御中はＯ２センサ１６の出力に応じてエンジンに供給される混合気の空燃比が目標空燃比に一致するように設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた所定値に設定される。
【００２９】
Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定される。
【００３０】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記Ｔｏｕｔ値に応じた燃料噴射弁６の駆動信号を出力回路を介して出力する。
【００３１】
図２は、本実施の形態における自動変速機２６の構成の概略を示すブロック図である。エンジン１の出力は、そのクランク軸１０１から流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータＴ、補助変速機Ｍ、差動装置Ｄｆを順次経て、左右の駆動車輪Ｗ，Ｗ’に伝達され、これらを駆動する。
【００３２】
トルクコンバータＴは、クランク軸１に連結した入力部材であるポンプ翼車１０２と、補助変速機Ｍの入力軸１０３に連結した出力部材であるタービン翼車１０４、入力軸１０３（以下「メインシャフト１０３」とも称する）上に相対回転自在に支承されたステータ軸１０５ａに一方向クラッチ１０６を介して連結したステータ翼車１０５とにより構成される。クランク軸１０１からポンプ翼車１０２に伝達されるトルクは流体力学的にタービン翼車１０４に伝達され、この間にトルクの増幅作用が行なわれると、公知のように、ステータ翼車１０５がその反力を負担する。
【００３３】
ポンプ翼車１０２とタービン翼車１０４との間には、これらを機械的に結合し得るロックアップクラッチＣｄが設けられる。
【００３４】
補助変速機Ｍの相互に平行な入出力軸１０３，１０１６間には第１速歯車列Ｇ１、第２速歯車列Ｇ２、第３速歯車列Ｇ３、第４速歯車列Ｇ４、及び後進歯車列Ｇｒが並列に設けられる。第１速歯車列Ｇ１は、第１速クラッチＣ１を介して入力軸１０３に連結される駆動歯車１０１７と、該歯車１０１７に噛合し出力軸１０１６（以下「カウンタシャフト１０１６」とも称する）に一方向クラッチＣ０を介して連結可能な被動歯車１０１８とから成る。第２速歯車列Ｇ２は、入力軸１０３に第２速クラッチＣ２を介して連結可能な駆動歯車１０１９と、出力軸１０１６に固設されて上記歯車１０１９と噛合する被動歯車１０２０とから成る。第３速歯車列Ｇ３は、入力軸１０３に固設した駆動歯車１０２１と、出力軸１０１６に第３速クラッチＣ３を介して連結されて上記歯車１０２１と噛合可能な被動歯車１０２２とから成る。また第４速歯車列Ｇ４は、第４速クラッチＣ４を介して入力軸１０３に連結された駆動歯車１０２３と、切換クラッチＣｓを介して出力軸１０１６に連結され上記歯車１０２３に噛合する被動歯車１０２４とから成る。さらに後進歯車列Ｇｒは、第４速歯車列Ｇ４の駆動歯車１０２３と一体的に設けられた駆動歯車１０２５と、出力軸１０１６に前記切換クラッチＣｓを介して連結される被動歯車１０２６と両歯車１０２５，１０２６に噛合するアイドル歯車１０２７とから成る。前記切換クラッチＣｓは、第４速歯車列Ｇ４の被動歯車１０２４とアイドル歯車１０２７との中間に設けられ、該クラッチＣｓのセレクタスリーブを図２で左方の前進位置また右方の後進位置にシフトすることにより、被動歯車１０２４とアイドル歯車１０２７を出力軸１０１６に選択的に連結することができる。一方向クラッチＣ０は、エンジン１から駆動車輪Ｗ，Ｗ’への駆動トルクのみを伝達し、反対方向のトルクは伝達しない。
【００３５】
而して、セレクタスリーブＳが図２に示すように前進位置に保持されているとき、第１速クラッチＣ１のみを接続すれば、その駆動歯車１０１７が入力軸１０３に連結されて第１速歯車列Ｇ１が確立し、この歯車列Ｇ１を介して入力軸１０３から出力軸１０１６にトルクが伝達される。次に第１速クラッチＣ１を接続したままで、第２速クラッチＣ２を接続すれば、その駆動歯車１０１９が入力軸３に連結されて第２速歯車列Ｇ２が確立し、この歯車列Ｇ２を介して入力軸１０３から出力軸１０１６にトルクが伝達される。この際、第１速クラッチＣ１も係合されているが、一方向クラッチＣ０の働きによって第１速とはならず第２速歯車列Ｇ２が確立し、これは第３速、第４速度のときも同様である。第２速クラッチＣ２を解除して第３速クラッチＣ３を接続すれば、その被動歯車１０２２が出力軸１０１６に連結されて第３速歯車列Ｇ３が確立され、また第３速クラッチＣ３を解除して第４速クラッチＣ４を接続すれば、その駆動歯車１０２３が入力軸１０３に連結されて第４歯車列Ｇ４が確立する。さらに切換クラッチＣｓのセレクタスリーブＳを図２で右動して、第４速クラッチＣ４のみを接続すれば、その駆動歯車１０２３が入力軸１０３に連結され、被動歯車１０２４が出力軸１０１６に連結されて後進歯車列Ｇｒが確立し、この歯車列Ｇｒを介して入力軸１０３から出力軸１０１６に後進トルクが伝達される。
【００３６】
出力軸１０１６に伝達されたトルクは、該軸１０１６の端部に設けた出力歯車１０２８から差動装置Ｄｆの大径歯車ＤＧに伝達される。該歯車ＤＧに固着された歯車Ｄｓに噛合する歯車１０２９にはスピードメータケーブル１０３０の一端が固着され、該スピードメータケーブル１０３０の他端には車速センサ２４のマグネット１０３１ａを介してスピードメータ１０３２が接続され、該スピードメータは歯車Ｄｓ、１０２９及びケーブル１０３０を介して駆動され、車速を表示する。また、車速センサ２４は前記マグネット１０３１ａと当該マグネット１０３１ａにより駆動される例えばリードスイッチ１０３１ｂとから成り、前記スピードメータケーブル１０３０と共に回転するマグネット１０３１ａによりリードスイッチ１０３１ｂが開閉され、この開閉に伴うオン、オフ信号が後述する電子制御装置１０３３に供給される。
【００３７】
メインシャフト１０３には、その回転数Ｎｍを検出するためのピックアップ式の回転センサ１０４０が設けられており、回転数センサ１０４０の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。また、スピードメータケーブル１０３０により得られるカウンタシャフト１０１６の回転数Ｎｃに係る検出信号もＥＣＵ５に供給される。そして、メインシャフト１０３側とカウンタシャフト１０１６側とのギヤ比をｒとすると、入出力回転数比ＥＣＬは、（Ｎｃ×ｒ）／Ｎｍにより求められる。この入出力回転数比ＥＣＬは、各変速クラッチにすべりが全くないときは「１．０」となるが、すべりがあるときは、「１．０」未満の値を執る。
【００３８】
図３はＥＣＵ５によって実行されるエンジン出力トルク制御処理ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはタイマ処理などにより一定時間間隔で繰り返し実行される。まず、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥにより基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥを算出する（ステップＳ１）。図４はアクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じた基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥの値を示すグラフである。
【００３９】
つぎに、自動変速機２６がシフトチェンジ中であるか否かをギヤ位置センサ２６ａの出力によって判別し、判別結果に応じてシフトショック低減処理用のトルク補正量ＤＴＥＳＦＴを算出する（ステップＳ２）。シフトチェンジ中であるとき、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴはシフト位置ＳＦＴ、エンジン出力トルク（エンジン回転数ＮＥ、吸気管内圧力ＰＢ）、変速機のギヤ比、車速Ｖなどにより、刻々と変化する変速状況に応じて演算される。また、エンジン出力トルク制御を終了する時点を決定するための入出力回転数比ＥＣＬの閾値ＥＣＬ−Ｅは、後述する処理により車速変化に応じて算出される。まず、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴの演算タイミングについて説明する。
【００４０】
図５は車両の駆動力、要求エンジン出力トルクおよびエンジン回転数ＮＥを示すタイミングチャートである。尚、比較のために従来の場合を点線で示す。変速指令が出ると、１速から２速、２速から３速、３速から２速などの変速状況に応じて自動変速機２６の変速用リニアソレノイド（図示せず）が駆動される。リニアソレノイドの駆動が開始されてから油圧が立ち上がるまでは図３のルーチンのステップＳ２の実行を遅らせる。この時点まではトルク補正量ＤＴＥＳＦＴは値０のままである。
【００４１】
遅延時間が経過して次段クラッチの接続が開始されると、図３のルーチンのステップＳ２が実行される。ステップＳ２では、変速状況に応じたトルク補正量ＤＴＥＳＦＴの最大値、およびその最大値に到達するまでのトルクアップ回数を算出し、さらにその最大値をトルクアップ回数で割ることにより１回分の加算量ＤＴＥＵＰ１を算出する。即ち、前回のトルク補正量ＤＴＥＳＦＴに加算量ＤＴＥＵＰ１を加えた値を今回のトルク補正量ＤＴＥＳＦＴに設定してトルクアップを行う。トルクアップ回数だけ加算した時点でトルク補正量ＤＴＥＳＦＴは最大値に達する。この後、エンジン回転数ＮＥの変化により前段クラッチの解放が検知されるまで最大値となったトルク補正量ＤＴＥＳＦＴをホールドする。
【００４２】
つづいて、前段クラッチの解放が検知された時点で変速状況に応じたトルクダウン量ＤＴＥＵＰ２を算出し、そのトルクダウン量ＤＴＥＵＰ２にトルク補正量ＤＴＥＳＦＴを設定する。
【００４３】
上記タイミングにしたがって、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴは演算されるが、基本的には変速機のギヤ比を小さくするシフトアップの開始時には、エンジン出力トルクの増加（トルクアップ）を行うべく、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴは正の値に設定される一方、シフトアップの終了時にはシフトショック低減のためにエンジン出力トルクの減少（トルクダウン）を行うべく、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴは負の値に設定される。シフトチェンジ中でないときはトルク補正量ＤＴＥＳＦＴは値０に設定される。トルク補正量ＤＴＥＳＦＴの値が「０」であるときは、後述する処理によってスロットル弁開度ＴＨが実質的に変更されることはない。
【００４４】
次に、閾値ＥＣＬ−Ｅの算出処理を説明する。
【００４５】
図６は、閾値ＥＣＬ−Ｅ算出処理の手順を示すフローチャートである。本処理は、タイマ処理などにより一定時間間隔で繰り返しＥＣＵ５により実行される。
【００４６】
まず、前段クラッチの解放開始から変速が終了するまでの時間（変速時間）ｔαを求め（ステップＳ６０１）、次に、エンジン出力トルク制御の終了時点から該制御によるエンジン出力トルクへの影響がなくなるまで（トルクが復帰するまで）に要する時間ｔβをマップ検索により求め（ステップＳ６０２）、この時間ｔα及び時間ｔβ等に基づき閾値ＥＣＬ−Ｅを算出する（ステップＳ６０３）。ここで時間ｔβは、エンジン出力トルク制御に対するエンジン出力トルクの応答遅れに相当する。なお、閾値ＥＣＬ−Ｅは各変速段階毎に算出する。これら各ステップの詳細な処理を以下に説明する。
【００４７】
図７は、シフトアップにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク及び入出力回転数比ＥＣＬの各変化を示すタイミングチャートである。同図は、３種類の車速変化ＶＡ、ＶＢ、ＶＣのそれぞれの場合について、最上部にメインシャフト回転数Ｎｍとカウンタシャフト回転数Ｎｃを示し、その下にエンジン出力トルク制御等を示したものである。３種類の車速変化ＶＡ、ＶＢ、ＶＣの中で車速変化ＶＡが最も緩やかである。
【００４８】
閾値ＥＣＬ−Ｅは、前述したように、エンジン出力トルク制御を終了するタイミングを決定するための入出力回転数比ＥＣＬの閾値である。閾値ＥＣＬ−Ｅのうち、車速変化ＶＡ、ＶＢ、ＶＣに係る値をそれぞれ閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）、閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＢ）、閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＣ）と呼称する。一例として、車速変化ＶＡの場合の時間ｔα（前記ステップＳ６０１）は以下のようにして算出する。
【００４９】
即ち、まずメインシャフト回転数Ｎｍの時間に対する増減量の割合（以下「傾きＮｍｔ」という）と、カウンタシャフト回転数Ｎｃの時間に対する増減量の割合（以下「傾きＮｃｔ」という）を求める。これらの単位は（ｒｐｍ／ｓ）である。傾きＮｍｔはエンジン出力トルク、クラッチトルクおよびエンジン慣性モーメントから、式Ｎｍｔ＝（エンジン出力トルク−クラッチトルク）／エンジン慣性モーメントにより求められる。メインシャフト回転数Ｎｃの傾きＮｃｔは車速変化ＶＡから求められる。その場合は、Ｎｍｔ＝ΔＶ×（１／３．６）×（ｒｆ／２πＲ）×６０により求める。ここに、ΔＶ（単位ｋｍ／ｈ／ｓ）は車速変化であり、Ｒはタイヤ半径であり、ｒｆはファイナルギヤ比である。
【００５０】
変速開始時点（前段クラッチの解放開始時点）ｔｓからの経過時間をｔｐ、時点ｔｓにおける入力側の回転数をＢ１、時点ｔｓにおける出力側の回転数をＢ２とすると、Ｎｍ＝Ｎｍｔ×ｔｐ×Ｂ１、及びＮｃ＝Ｎｃｔ×ｔｐ×Ｂ２により、時点ｔｓから時間ｔｐ経過した時点における回転数Ｎｍ及び回転数Ｎｃがそれぞれ求められる。
【００５１】
時間ｔαは、ギヤ比ｒを考慮して、ｔα＝（Ｂ２×ｒ−Ｂ１）／（Ｎｍｔ−Ｎｃｔ×ｒ）により求められる。
【００５２】
時間ｔβ（前記ステップＳ６０２）は、時間ｔβ算出マップを検索することにより求める。
【００５３】
図８は、この時間ｔβ算出マップを示す図であり、このマップはＥＣＵ５内のメモリに格納されている。時間ｔβはエンジン回転数ＮＥが大きいほど小さい値として設定され、さらに、エンジン回転数ＮＥが同一であれば、スロットル弁３の弁開度が大きいほどより大きい値となるように設定される。なお、時間ｔβを一定値（例えば５０ｍｓ〜１００ｍｓ）に設定してもよい。
【００５４】
閾値ＥＣＬ−Ｅは、以下のようにして求める。
【００５５】
上記の処理で求めた時間ｔα及び時間ｔβから、時間ｔαの終了時点よりも時間ｔβだけ前の時点、すなわち図７中に示す時点ｔｅを求める。この時点ｔｅにおけるメインシャフト回転数を回転数ＮｍＡ、カウンタシャフト回転数を回転数ＮｃＶＡとすると、車速変化ＶＡに係る閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）は、ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）＝ＮｃＶＡ／ＮｍＡにより算出される。車速変化ＶＢ、ＶＣに係る閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＢ）、ＥＣＬ−Ｅ（ＶＣ）も、それぞれ同様な手順にて求めることができる。シフトアップの場合は、車両の車速変化（加速度）が大きいほど、エンジン出力トルク減少制御の終了タイミングが早くなる。
【００５６】
図７において、車速変化が最も緩やかな車速変化ＶＡの場合では、前段クラッチの解放を開始する時点ｔｓから、車速が上昇するにつれてカウンタシャフト回転数Ｎｃは徐々に上昇する一方、メインシャフト回転数Ｎｍは徐々に減少して、時点ｔｓから時間ｔαが経過した時点で両者が一致する。
【００５７】
エンジン出力トルク減少制御は、例えばスロットル弁３を閉弁制御することによりなされ、時点ｔｓから、入出力回転数比ＥＣＬが閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）となる時点ｔｅに亘って、エンジン出力トルクの減少制御がなされる。この時点ｔｅにてエンジン出力トルクの減少制御が終了すると、エンジン出力トルクは、時点ｔｅから時間ｔβ経過した時点で復帰し、この復帰時点は入出力回転数比ＥＣＬが「１．０」に復帰する時点、すなわちエンゲージポイントとほぼ一致する。これにより、エンゲージポイントとエンジン出力トルクの復帰時点とを確実に一致させることができ、エンジン出力トルクの制御終了後におけるエンジン出力トルクの急変動即ち変速ショックを防止することができる。
【００５８】
図９は、シフトダウンにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク、入出力回転数比ＥＣＬの各変化を示すタイミングチャートである。シフトダウンの場合は、エンジン出力トルクの制御の増減、入出力回転数比ＥＣＬの変化がシフトアップの場合と逆の関係になるが、閾値ＥＣＬ−Ｅの算出手法は同様である。シフトダウンの場合は、車両の車速変化（減速度）が大きいほど、エンジン出力トルク減少制御の終了タイミングが早くなる。
【００５９】
図３に戻り、前記ステップＳ２で上述のように算出されたトルク補正量ＤＴＥＳＦＴによりスロットル弁開度補正量ＤＴＨＳＦＴを算出する（ステップＳ３）。即ち、スロットル弁開度補正量ＤＴＨＳＦＴはエンジン回転数ＮＥと基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥのマップから検索される変換係数にトルク補正量ＤＴＥＳＦＴを乗算することによって求められる。図１０はエンジン回転数ＮＥおよび基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥに応じて設定される変換係数を示すグラフである。変換係数はエンジン回転数ＮＥが高い程大きく、且つ基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥが大きい程大きな値に設定される。
【００６０】
つぎに、スロットル制御を行うべく、基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥにスロットル開度補正量ＤＴＨＳＦＴを加えた値をスロットル弁開度ＴＨに設定して（ステップＳ４）、本ルーチンを終了する。
【００６１】
本実施の形態によれば、図３のステップＳ２においてエンジントルク制御の終了時点を車速変化に応じて決定するので、入出力回転数比ＥＣＬの復帰時点とエンジン出力トルクの復帰時点とを確実に一致させることができる。従って、エンジントルク制御のエンジン出力トルクへの反映遅れによる駆動力の引き込みショック等を防止できる等、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減できる。
【００６２】
なお、閾値ＥＣＬ−Ｅは、マップ検索等の他の手法によって算出してもよい。
【００６３】
図１１は、閾値ＥＣＬ−Ｅ算出マップの一例を示す図である。同図は横軸に車速Ｖ、縦軸に閾値ＥＣＬ−Ｅを執ったものである。具体的には、車速Ｖが低いほど閾値ＥＣＬ−Ｅは小さい値に設定され、同一車速Ｖにおいては、車速変化ΔＶが大きいほど閾値ＥＣＬ−Ｅはより小さい値に設定される。
【００６４】
このマップにより得られた閾値ＥＣＬ−Ｅを用いて、エンジン出力トルク制御の終了タイミングを決定することによっても、上述した場合と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
尚、上述した実施の形態では、エンジン出力トルク減少制御は、スロットル弁を開弁制御することにより行ったが、これに限らず、該制御を、例えば点火時期をリタード制御することにより行ってもよい。この場合には、点火時期のリタード量をトルク補正量ＤＴＥＳＦＴに基づいて算出し、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管内圧力ＰＢに基づいた基本点火時期を上記リタード量だけ遅角することにより、エンジン出力トルクを減少制御することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置によれば、変更手段による内燃機関の出力トルクの変更制御を終了させるタイミングが、車速の変化と内燃機関の出力トルクの応答遅れとに応じて決定され、該決定に基づき前記変更制御が終了するので、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる。
【００６７】
また、本発明の請求項２の車両用内燃機関の出力トルク制御装置によれば、変更手段による内燃機関の出力トルクの変更制御を終了させるタイミングが、車速の変化と車速とに応じて決定され、該決定に基づき前記変更制御が終了するので、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】自動変速機の構成の概略を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵ５によって実行されるエンジン出力トルク制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じた基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥの値を示すグラフである。
【図５】車両の駆動力、要求エンジン出力トルクおよびエンジン回転数ＮＥを示すタイミングチャートである。
【図６】閾値ＥＣＬ−Ｅ算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】シフトアップにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク、入出力回転数比ＥＣＬの変化を示すタイミングチャートである。
【図８】時間ｔβ算出マップを示す図である。
【図９】シフトダウンにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク、入出力回転数比ＥＣＬの変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】エンジン回転数ＮＥおよび基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥに応じて設定される変換係数を示すグラフである。
【図１１】他の手法に係る閾値ＥＣＬ−Ｅ算出マップの一例を示す図である。
【図１２】従来の車両用内燃機関の出力トルク制御装置に係るシフトアップにおけるエンジン出力トルクの減少制御による駆動力等の変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
３ スロットル弁
４ スロットル開度センサ
５ ＥＣＵ
８ 圧力センサ
１２ ＮＥセンサ
１９ 点火プラグ
２３ スロットルアクチュエータ
２４ 車速センサ
２６ 自動変速機
２６ａ ギヤ位置センサ
１０３０ スピードメータケーブル
１０４０ 回転数センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の変速機の変速時におけるショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関の自動変速機の変速時におけるショックを低減するために、例えば自動変速機のシフトアップ時に、変速前の変速段クラッチ（前段クラッチ）の解放開始時点から変速終了時点までのイナーシャ相において、スロットル弁の開度を調節すること等によってエンジン出力トルクを減少制御するようにした車両用内燃機関の出力トルク制御装置が知られている。この制御装置では、例えばクラッチの解放開始時点からエンジン出力トルクの減少制御を開始すると共に、上記減少制御に対する実際のエンジン出力トルクの遅れを考慮して、自動変速機のギヤ機構における出力側（カウンタシャフト側）の回転数と入力側（メインシャフト側）の回転数に対する比（以下「入出力回転数比」という）に応じて出力トルクの減少制御の終了タイミングを決定している。
【０００３】
具体的には、エンジン出力トルクの減少制御の終了した後、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点と、入出力回転数比が復帰する時点（エンゲージポイント）とが一致するように、エンジン出力トルクの減少制御の終了タイミングを決定している。例えば、通常の走行状態を想定して、上記入出力回転数比が所定値（例えば０．８等）になった時点を一律に上記終了タイミングとしている。これによって、通常の走行状態ではエンジン出力トルクの減少制御後の実際のエンジン出力トルクの変化を滑らかにでき、変速終了時のショック（変速ショック）を低減できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用内燃機関の出力トルク制御装置では、上記入出力回転数比にのみ基づいて出力トルクの減少制御の終了タイミングを決定していたため、車両の速度の変化状態によっては、不具合が生じる場合があった。例えば、登坂時、降坂時またはブレーキによる急減速時等のように、車速が変化している状態において変速した場合には、変速開始から上記エンゲージポイントに達するのに要する時間が通常の定速走行の場合とは異なる。より具体的に、下り坂でアップシフトをする場合を例にして説明する。
【０００５】
図１２は、シフトアップにおけるエンジン出力トルクの減少制御による車両の駆動力の変化の一例を示す図である。同図（ａ）は、車速が比較的緩やかに上昇している場合であり、同図（ｂ）は、車速が急激に上昇している（車速変化率が大きい）場合である。
【０００６】
同図（ａ）では、入出力回転数比ＥＣＬがエンゲージポイントに達する時点ｔ１と実際のエンジン出力トルクが復帰する時点ｔ３とがほぼ一致しており、駆動力の急激な変化はなく、変速終了時のショック（変速ショック）は少ない。
【０００７】
ところが同図（ｂ）では、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点ｔ３は同図（ａ）と同様であるのにかかわらず、入出力回転数比ＥＣＬがエンゲージポイントに達する時点ｔ２が、同図（ａ）における時点ｔ１よりも早まる。そのため、時点ｔ２の後に、駆動力が急減し、いわゆる駆動力の引き込みショックが生じる。
【０００８】
このように、下り坂では車速の変化（上昇）の度合いが通常より大きいため、入力側の回転数に対する出力側の回転数の変化度合いが大きくなり、上記エンゲージポイントがより早く訪れる。ところが、エンジン出力トルクの減少制御の終了時点から実際のエンジン出力トルクが復帰するまでの時間は車速の変化にかかわらず一定であるため、エンジン出力トルクの減少制御の終了タイミングを一律に上記入出力回転数比が所定値となった時点とすると、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点が上記エンゲージポイントに間に合わず、トルク減少による駆動力の引き込みショックが生じる場合があった。
【０００９】
登り坂でのダウンシフトにおいても、実際のエンジン出力トルクが復帰する時点が上記エンゲージポイントに対して遅れ、変速ショックが生じる場合があった。
【００１０】
このように、従来の車両用内燃機関の出力トルク制御装置では、車速の変化状態によっては変速終了時における変速ショックが悪化するおそれがあるという問題があった。
【００１１】
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる車両用内燃機関の出力トルク制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置は、自動変速機を有する内燃機関に設けられ、該自動変速機の変速時に前記内燃機関の出力トルクを変更する変更手段を備え、該変更手段により前記出力トルクを変更して前記自動変速機の変速時の変速ショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置において、前記変更手段の変更制御を終了させるタイミングを車速の変化と前記変更手段の変更制御に対する前記内燃機関の出力トルクの応答遅れとに応じて決定する決定手段を備え、該決定手段の決定に基づき前記変更手段の変更制御を終了させることを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項２に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置は、自動変速機を有する内燃機関に設けられ、該自動変速機の変速時に前記内燃機関の出力トルクを変更する変更手段を備え、該変更手段により前記出力トルクを変更して前記自動変速機の変速時の変速ショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置において、前記変更手段の変更制御を終了させるタイミングを車速の変化と車速とに応じて決定する決定手段を備え、該決定手段の決定に基づき前記変更手段の変更制御を終了させることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、上記構成により、変更手段による内燃機関の出力トルクの変更制御を終了させるタイミングが、車速の変化と内燃機関の出力トルクの応答遅れとに応じて、または、車速の変化と車速とに応じて決定され、該決定に基づき前記変更制御が終了するので、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の一形態に係る車両用内燃エンジン（以下「エンジン」という）及びその制御装置の全体の構成図であり、エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。
【００１８】
また、ＥＣＵ５にはスロットル弁３を駆動するスロットルアクチュエータ２３およびアクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度（ＡＰ）センサ２５が接続されており、ＥＣＵ５はアクセル開度センサ２５によって検出されたアクセル開度ＡＰに基づいてスロットルアクチュエータ２３を駆動する。
【００１９】
燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御される。
【００２０】
一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７を介して吸気管内圧力（ＰＢ）センサ８が設けられており、この圧力センサ８により電気信号に変換された圧力信号は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気温（ＴＡ）センサ９が取付けられており、吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００２１】
エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（ＴＷ）センサ１０はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００２２】
エンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲には、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」という）を出力する気筒判別センサ（以下「ＣＹＬセンサ」という）１３、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０゜毎に）ＴＤＣ信号パルスを発生するＮＥセンサ１２、及び前記ＴＤＣ信号パルスの周期より短い一定クランク角（例えば３０゜）周期で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」という）を発生するクランク角センサ（以下「ＣＲＫセンサ」と云う）１１が取り付けられており、ＣＹＬ信号パルスＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号（クランク角信号）パルスはＥＣＵ５に供給される。
【００２３】
更に、ＥＣＵ５には後述する周知の自動変速機２６が接続されている。自動変速機２６は、図示しないロックアップクラッチやギヤ機構の動作を制御する油圧制御回路２６ｂおよびシフト位置を検出するギヤ位置センサ２６ａを備えており、油圧制御回路２６ｂおよびギヤ位置センサ２６ａはＥＣＵ５に電気的に接続されている。
【００２４】
三元触媒（触媒コンバータ）１５はエンジン１の排気管１４に配置されており、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化を行う。排気管１４の触媒コンバータ１５の上流側には、空燃比センサとしての酸素濃度センサ１６（以下「Ｏ２センサ１６」という）が装着されており、このＯ２センサ１６は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力しＥＣＵ５に供給する。また、ＥＣＵ５には車速Ｖを検出する車速センサ２４が電気的に接続されている。
【００２５】
ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段、前記燃料噴射弁６及びスロットルアクチュエータ２３等に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００２６】
ＥＣＵ５のＣＰＵは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じた空燃比のフィードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ、数式（１）に基づき、前記ＴＤＣ信号パルスに同期して燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏｕｔを演算する。
【００２７】
【数１】
Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２
ここに、Ｔｉは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内圧力ＰＢとに応じて決定される基本燃料噴射時間であり、このＴｉ値を決定するためのＴｉマップが記憶手段に記憶されている。
【００２８】
ＫＯ２は、Ｏ２センサ１６の出力に基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィードバック制御中はＯ２センサ１６の出力に応じてエンジンに供給される混合気の空燃比が目標空燃比に一致するように設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた所定値に設定される。
【００２９】
Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定される。
【００３０】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記Ｔｏｕｔ値に応じた燃料噴射弁６の駆動信号を出力回路を介して出力する。
【００３１】
図２は、本実施の形態における自動変速機２６の構成の概略を示すブロック図である。エンジン１の出力は、そのクランク軸１０１から流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータＴ、補助変速機Ｍ、差動装置Ｄｆを順次経て、左右の駆動車輪Ｗ，Ｗ’に伝達され、これらを駆動する。
【００３２】
トルクコンバータＴは、クランク軸１に連結した入力部材であるポンプ翼車１０２と、補助変速機Ｍの入力軸１０３に連結した出力部材であるタービン翼車１０４、入力軸１０３（以下「メインシャフト１０３」とも称する）上に相対回転自在に支承されたステータ軸１０５ａに一方向クラッチ１０６を介して連結したステータ翼車１０５とにより構成される。クランク軸１０１からポンプ翼車１０２に伝達されるトルクは流体力学的にタービン翼車１０４に伝達され、この間にトルクの増幅作用が行なわれると、公知のように、ステータ翼車１０５がその反力を負担する。
【００３３】
ポンプ翼車１０２とタービン翼車１０４との間には、これらを機械的に結合し得るロックアップクラッチＣｄが設けられる。
【００３４】
補助変速機Ｍの相互に平行な入出力軸１０３，１０１６間には第１速歯車列Ｇ１、第２速歯車列Ｇ２、第３速歯車列Ｇ３、第４速歯車列Ｇ４、及び後進歯車列Ｇｒが並列に設けられる。第１速歯車列Ｇ１は、第１速クラッチＣ１を介して入力軸１０３に連結される駆動歯車１０１７と、該歯車１０１７に噛合し出力軸１０１６（以下「カウンタシャフト１０１６」とも称する）に一方向クラッチＣ０を介して連結可能な被動歯車１０１８とから成る。第２速歯車列Ｇ２は、入力軸１０３に第２速クラッチＣ２を介して連結可能な駆動歯車１０１９と、出力軸１０１６に固設されて上記歯車１０１９と噛合する被動歯車１０２０とから成る。第３速歯車列Ｇ３は、入力軸１０３に固設した駆動歯車１０２１と、出力軸１０１６に第３速クラッチＣ３を介して連結されて上記歯車１０２１と噛合可能な被動歯車１０２２とから成る。また第４速歯車列Ｇ４は、第４速クラッチＣ４を介して入力軸１０３に連結された駆動歯車１０２３と、切換クラッチＣｓを介して出力軸１０１６に連結され上記歯車１０２３に噛合する被動歯車１０２４とから成る。さらに後進歯車列Ｇｒは、第４速歯車列Ｇ４の駆動歯車１０２３と一体的に設けられた駆動歯車１０２５と、出力軸１０１６に前記切換クラッチＣｓを介して連結される被動歯車１０２６と両歯車１０２５，１０２６に噛合するアイドル歯車１０２７とから成る。前記切換クラッチＣｓは、第４速歯車列Ｇ４の被動歯車１０２４とアイドル歯車１０２７との中間に設けられ、該クラッチＣｓのセレクタスリーブを図２で左方の前進位置また右方の後進位置にシフトすることにより、被動歯車１０２４とアイドル歯車１０２７を出力軸１０１６に選択的に連結することができる。一方向クラッチＣ０は、エンジン１から駆動車輪Ｗ，Ｗ’への駆動トルクのみを伝達し、反対方向のトルクは伝達しない。
【００３５】
而して、セレクタスリーブＳが図２に示すように前進位置に保持されているとき、第１速クラッチＣ１のみを接続すれば、その駆動歯車１０１７が入力軸１０３に連結されて第１速歯車列Ｇ１が確立し、この歯車列Ｇ１を介して入力軸１０３から出力軸１０１６にトルクが伝達される。次に第１速クラッチＣ１を接続したままで、第２速クラッチＣ２を接続すれば、その駆動歯車１０１９が入力軸３に連結されて第２速歯車列Ｇ２が確立し、この歯車列Ｇ２を介して入力軸１０３から出力軸１０１６にトルクが伝達される。この際、第１速クラッチＣ１も係合されているが、一方向クラッチＣ０の働きによって第１速とはならず第２速歯車列Ｇ２が確立し、これは第３速、第４速度のときも同様である。第２速クラッチＣ２を解除して第３速クラッチＣ３を接続すれば、その被動歯車１０２２が出力軸１０１６に連結されて第３速歯車列Ｇ３が確立され、また第３速クラッチＣ３を解除して第４速クラッチＣ４を接続すれば、その駆動歯車１０２３が入力軸１０３に連結されて第４歯車列Ｇ４が確立する。さらに切換クラッチＣｓのセレクタスリーブＳを図２で右動して、第４速クラッチＣ４のみを接続すれば、その駆動歯車１０２３が入力軸１０３に連結され、被動歯車１０２４が出力軸１０１６に連結されて後進歯車列Ｇｒが確立し、この歯車列Ｇｒを介して入力軸１０３から出力軸１０１６に後進トルクが伝達される。
【００３６】
出力軸１０１６に伝達されたトルクは、該軸１０１６の端部に設けた出力歯車１０２８から差動装置Ｄｆの大径歯車ＤＧに伝達される。該歯車ＤＧに固着された歯車Ｄｓに噛合する歯車１０２９にはスピードメータケーブル１０３０の一端が固着され、該スピードメータケーブル１０３０の他端には車速センサ２４のマグネット１０３１ａを介してスピードメータ１０３２が接続され、該スピードメータは歯車Ｄｓ、１０２９及びケーブル１０３０を介して駆動され、車速を表示する。また、車速センサ２４は前記マグネット１０３１ａと当該マグネット１０３１ａにより駆動される例えばリードスイッチ１０３１ｂとから成り、前記スピードメータケーブル１０３０と共に回転するマグネット１０３１ａによりリードスイッチ１０３１ｂが開閉され、この開閉に伴うオン、オフ信号が後述する電子制御装置１０３３に供給される。
【００３７】
メインシャフト１０３には、その回転数Ｎｍを検出するためのピックアップ式の回転センサ１０４０が設けられており、回転数センサ１０４０の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。また、スピードメータケーブル１０３０により得られるカウンタシャフト１０１６の回転数Ｎｃに係る検出信号もＥＣＵ５に供給される。そして、メインシャフト１０３側とカウンタシャフト１０１６側とのギヤ比をｒとすると、入出力回転数比ＥＣＬは、（Ｎｃ×ｒ）／Ｎｍにより求められる。この入出力回転数比ＥＣＬは、各変速クラッチにすべりが全くないときは「１．０」となるが、すべりがあるときは、「１．０」未満の値を執る。
【００３８】
図３はＥＣＵ５によって実行されるエンジン出力トルク制御処理ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはタイマ処理などにより一定時間間隔で繰り返し実行される。まず、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥにより基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥを算出する（ステップＳ１）。図４はアクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じた基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥの値を示すグラフである。
【００３９】
つぎに、自動変速機２６がシフトチェンジ中であるか否かをギヤ位置センサ２６ａの出力によって判別し、判別結果に応じてシフトショック低減処理用のトルク補正量ＤＴＥＳＦＴを算出する（ステップＳ２）。シフトチェンジ中であるとき、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴはシフト位置ＳＦＴ、エンジン出力トルク（エンジン回転数ＮＥ、吸気管内圧力ＰＢ）、変速機のギヤ比、車速Ｖなどにより、刻々と変化する変速状況に応じて演算される。また、エンジン出力トルク制御を終了する時点を決定するための入出力回転数比ＥＣＬの閾値ＥＣＬ−Ｅは、後述する処理により車速変化に応じて算出される。まず、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴの演算タイミングについて説明する。
【００４０】
図５は車両の駆動力、要求エンジン出力トルクおよびエンジン回転数ＮＥを示すタイミングチャートである。尚、比較のために従来の場合を点線で示す。変速指令が出ると、１速から２速、２速から３速、３速から２速などの変速状況に応じて自動変速機２６の変速用リニアソレノイド（図示せず）が駆動される。リニアソレノイドの駆動が開始されてから油圧が立ち上がるまでは図３のルーチンのステップＳ２の実行を遅らせる。この時点まではトルク補正量ＤＴＥＳＦＴは値０のままである。
【００４１】
遅延時間が経過して次段クラッチの接続が開始されると、図３のルーチンのステップＳ２が実行される。ステップＳ２では、変速状況に応じたトルク補正量ＤＴＥＳＦＴの最大値、およびその最大値に到達するまでのトルクアップ回数を算出し、さらにその最大値をトルクアップ回数で割ることにより１回分の加算量ＤＴＥＵＰ１を算出する。即ち、前回のトルク補正量ＤＴＥＳＦＴに加算量ＤＴＥＵＰ１を加えた値を今回のトルク補正量ＤＴＥＳＦＴに設定してトルクアップを行う。トルクアップ回数だけ加算した時点でトルク補正量ＤＴＥＳＦＴは最大値に達する。この後、エンジン回転数ＮＥの変化により前段クラッチの解放が検知されるまで最大値となったトルク補正量ＤＴＥＳＦＴをホールドする。
【００４２】
つづいて、前段クラッチの解放が検知された時点で変速状況に応じたトルクダウン量ＤＴＥＵＰ２を算出し、そのトルクダウン量ＤＴＥＵＰ２にトルク補正量ＤＴＥＳＦＴを設定する。
【００４３】
上記タイミングにしたがって、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴは演算されるが、基本的には変速機のギヤ比を小さくするシフトアップの開始時には、エンジン出力トルクの増加（トルクアップ）を行うべく、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴは正の値に設定される一方、シフトアップの終了時にはシフトショック低減のためにエンジン出力トルクの減少（トルクダウン）を行うべく、トルク補正量ＤＴＥＳＦＴは負の値に設定される。シフトチェンジ中でないときはトルク補正量ＤＴＥＳＦＴは値０に設定される。トルク補正量ＤＴＥＳＦＴの値が「０」であるときは、後述する処理によってスロットル弁開度ＴＨが実質的に変更されることはない。
【００４４】
次に、閾値ＥＣＬ−Ｅの算出処理を説明する。
【００４５】
図６は、閾値ＥＣＬ−Ｅ算出処理の手順を示すフローチャートである。本処理は、タイマ処理などにより一定時間間隔で繰り返しＥＣＵ５により実行される。
【００４６】
まず、前段クラッチの解放開始から変速が終了するまでの時間（変速時間）ｔαを求め（ステップＳ６０１）、次に、エンジン出力トルク制御の終了時点から該制御によるエンジン出力トルクへの影響がなくなるまで（トルクが復帰するまで）に要する時間ｔβをマップ検索により求め（ステップＳ６０２）、この時間ｔα及び時間ｔβ等に基づき閾値ＥＣＬ−Ｅを算出する（ステップＳ６０３）。ここで時間ｔβは、エンジン出力トルク制御に対するエンジン出力トルクの応答遅れに相当する。なお、閾値ＥＣＬ−Ｅは各変速段階毎に算出する。これら各ステップの詳細な処理を以下に説明する。
【００４７】
図７は、シフトアップにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク及び入出力回転数比ＥＣＬの各変化を示すタイミングチャートである。同図は、３種類の車速変化ＶＡ、ＶＢ、ＶＣのそれぞれの場合について、最上部にメインシャフト回転数Ｎｍとカウンタシャフト回転数Ｎｃを示し、その下にエンジン出力トルク制御等を示したものである。３種類の車速変化ＶＡ、ＶＢ、ＶＣの中で車速変化ＶＡが最も緩やかである。
【００４８】
閾値ＥＣＬ−Ｅは、前述したように、エンジン出力トルク制御を終了するタイミングを決定するための入出力回転数比ＥＣＬの閾値である。閾値ＥＣＬ−Ｅのうち、車速変化ＶＡ、ＶＢ、ＶＣに係る値をそれぞれ閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）、閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＢ）、閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＣ）と呼称する。一例として、車速変化ＶＡの場合の時間ｔα（前記ステップＳ６０１）は以下のようにして算出する。
【００４９】
即ち、まずメインシャフト回転数Ｎｍの時間に対する増減量の割合（以下「傾きＮｍｔ」という）と、カウンタシャフト回転数Ｎｃの時間に対する増減量の割合（以下「傾きＮｃｔ」という）を求める。これらの単位は（ｒｐｍ／ｓ）である。傾きＮｍｔはエンジン出力トルク、クラッチトルクおよびエンジン慣性モーメントから、式Ｎｍｔ＝（エンジン出力トルク−クラッチトルク）／エンジン慣性モーメントにより求められる。メインシャフト回転数Ｎｃの傾きＮｃｔは車速変化ＶＡから求められる。その場合は、Ｎｍｔ＝ΔＶ×（１／３．６）×（ｒｆ／２πＲ）×６０により求める。ここに、ΔＶ（単位ｋｍ／ｈ／ｓ）は車速変化であり、Ｒはタイヤ半径であり、ｒｆはファイナルギヤ比である。
【００５０】
変速開始時点（前段クラッチの解放開始時点）ｔｓからの経過時間をｔｐ、時点ｔｓにおける入力側の回転数をＢ１、時点ｔｓにおける出力側の回転数をＢ２とすると、Ｎｍ＝Ｎｍｔ×ｔｐ×Ｂ１、及びＮｃ＝Ｎｃｔ×ｔｐ×Ｂ２により、時点ｔｓから時間ｔｐ経過した時点における回転数Ｎｍ及び回転数Ｎｃがそれぞれ求められる。
【００５１】
時間ｔαは、ギヤ比ｒを考慮して、ｔα＝（Ｂ２×ｒ−Ｂ１）／（Ｎｍｔ−Ｎｃｔ×ｒ）により求められる。
【００５２】
時間ｔβ（前記ステップＳ６０２）は、時間ｔβ算出マップを検索することにより求める。
【００５３】
図８は、この時間ｔβ算出マップを示す図であり、このマップはＥＣＵ５内のメモリに格納されている。時間ｔβはエンジン回転数ＮＥが大きいほど小さい値として設定され、さらに、エンジン回転数ＮＥが同一であれば、スロットル弁３の弁開度が大きいほどより大きい値となるように設定される。なお、時間ｔβを一定値（例えば５０ｍｓ〜１００ｍｓ）に設定してもよい。
【００５４】
閾値ＥＣＬ−Ｅは、以下のようにして求める。
【００５５】
上記の処理で求めた時間ｔα及び時間ｔβから、時間ｔαの終了時点よりも時間ｔβだけ前の時点、すなわち図７中に示す時点ｔｅを求める。この時点ｔｅにおけるメインシャフト回転数を回転数ＮｍＡ、カウンタシャフト回転数を回転数ＮｃＶＡとすると、車速変化ＶＡに係る閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）は、ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）＝ＮｃＶＡ／ＮｍＡにより算出される。車速変化ＶＢ、ＶＣに係る閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＢ）、ＥＣＬ−Ｅ（ＶＣ）も、それぞれ同様な手順にて求めることができる。シフトアップの場合は、車両の車速変化（加速度）が大きいほど、エンジン出力トルク減少制御の終了タイミングが早くなる。
【００５６】
図７において、車速変化が最も緩やかな車速変化ＶＡの場合では、前段クラッチの解放を開始する時点ｔｓから、車速が上昇するにつれてカウンタシャフト回転数Ｎｃは徐々に上昇する一方、メインシャフト回転数Ｎｍは徐々に減少して、時点ｔｓから時間ｔαが経過した時点で両者が一致する。
【００５７】
エンジン出力トルク減少制御は、例えばスロットル弁３を閉弁制御することによりなされ、時点ｔｓから、入出力回転数比ＥＣＬが閾値ＥＣＬ−Ｅ（ＶＡ）となる時点ｔｅに亘って、エンジン出力トルクの減少制御がなされる。この時点ｔｅにてエンジン出力トルクの減少制御が終了すると、エンジン出力トルクは、時点ｔｅから時間ｔβ経過した時点で復帰し、この復帰時点は入出力回転数比ＥＣＬが「１．０」に復帰する時点、すなわちエンゲージポイントとほぼ一致する。これにより、エンゲージポイントとエンジン出力トルクの復帰時点とを確実に一致させることができ、エンジン出力トルクの制御終了後におけるエンジン出力トルクの急変動即ち変速ショックを防止することができる。
【００５８】
図９は、シフトダウンにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク、入出力回転数比ＥＣＬの各変化を示すタイミングチャートである。シフトダウンの場合は、エンジン出力トルクの制御の増減、入出力回転数比ＥＣＬの変化がシフトアップの場合と逆の関係になるが、閾値ＥＣＬ−Ｅの算出手法は同様である。シフトダウンの場合は、車両の車速変化（減速度）が大きいほど、エンジン出力トルク減少制御の終了タイミングが早くなる。
【００５９】
図３に戻り、前記ステップＳ２で上述のように算出されたトルク補正量ＤＴＥＳＦＴによりスロットル弁開度補正量ＤＴＨＳＦＴを算出する（ステップＳ３）。即ち、スロットル弁開度補正量ＤＴＨＳＦＴはエンジン回転数ＮＥと基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥのマップから検索される変換係数にトルク補正量ＤＴＥＳＦＴを乗算することによって求められる。図１０はエンジン回転数ＮＥおよび基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥに応じて設定される変換係数を示すグラフである。変換係数はエンジン回転数ＮＥが高い程大きく、且つ基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥが大きい程大きな値に設定される。
【００６０】
つぎに、スロットル制御を行うべく、基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥにスロットル開度補正量ＤＴＨＳＦＴを加えた値をスロットル弁開度ＴＨに設定して（ステップＳ４）、本ルーチンを終了する。
【００６１】
本実施の形態によれば、図３のステップＳ２においてエンジントルク制御の終了時点を車速変化に応じて決定するので、入出力回転数比ＥＣＬの復帰時点とエンジン出力トルクの復帰時点とを確実に一致させることができる。従って、エンジントルク制御のエンジン出力トルクへの反映遅れによる駆動力の引き込みショック等を防止できる等、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減できる。
【００６２】
なお、閾値ＥＣＬ−Ｅは、マップ検索等の他の手法によって算出してもよい。
【００６３】
図１１は、閾値ＥＣＬ−Ｅ算出マップの一例を示す図である。同図は横軸に車速Ｖ、縦軸に閾値ＥＣＬ−Ｅを執ったものである。具体的には、車速Ｖが低いほど閾値ＥＣＬ−Ｅは小さい値に設定され、同一車速Ｖにおいては、車速変化ΔＶが大きいほど閾値ＥＣＬ−Ｅはより小さい値に設定される。
【００６４】
このマップにより得られた閾値ＥＣＬ−Ｅを用いて、エンジン出力トルク制御の終了タイミングを決定することによっても、上述した場合と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
尚、上述した実施の形態では、エンジン出力トルク減少制御は、スロットル弁を開弁制御することにより行ったが、これに限らず、該制御を、例えば点火時期をリタード制御することにより行ってもよい。この場合には、点火時期のリタード量をトルク補正量ＤＴＥＳＦＴに基づいて算出し、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管内圧力ＰＢに基づいた基本点火時期を上記リタード量だけ遅角することにより、エンジン出力トルクを減少制御することができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置によれば、変更手段による内燃機関の出力トルクの変更制御を終了させるタイミングが、車速の変化と内燃機関の出力トルクの応答遅れとに応じて決定され、該決定に基づき前記変更制御が終了するので、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる。
【００６７】
また、本発明の請求項２の車両用内燃機関の出力トルク制御装置によれば、変更手段による内燃機関の出力トルクの変更制御を終了させるタイミングが、車速の変化と車速とに応じて決定され、該決定に基づき前記変更制御が終了するので、車速の変化状態にかかわらず、変速終了時における変速ショックを適切に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る車両用内燃機関の出力トルク制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】自動変速機の構成の概略を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵ５によって実行されるエンジン出力トルク制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じた基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥの値を示すグラフである。
【図５】車両の駆動力、要求エンジン出力トルクおよびエンジン回転数ＮＥを示すタイミングチャートである。
【図６】閾値ＥＣＬ−Ｅ算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】シフトアップにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク、入出力回転数比ＥＣＬの変化を示すタイミングチャートである。
【図８】時間ｔβ算出マップを示す図である。
【図９】シフトダウンにおけるメインシャフト回転数Ｎｍ、カウンタシャフト回転数Ｎｃ、エンジン出力トルク制御、エンジン出力トルク、入出力回転数比ＥＣＬの変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】エンジン回転数ＮＥおよび基本スロットル弁開度ＴＨＢＡＳＥに応じて設定される変換係数を示すグラフである。
【図１１】他の手法に係る閾値ＥＣＬ−Ｅ算出マップの一例を示す図である。
【図１２】従来の車両用内燃機関の出力トルク制御装置に係るシフトアップにおけるエンジン出力トルクの減少制御による駆動力等の変化の一例を示す図である。
【符号の説明】
３ スロットル弁
４ スロットル開度センサ
５ ＥＣＵ
８ 圧力センサ
１２ ＮＥセンサ
１９ 点火プラグ
２３ スロットルアクチュエータ
２４ 車速センサ
２６ 自動変速機
２６ａ ギヤ位置センサ
１０３０ スピードメータケーブル
１０４０ 回転数センサ
Claims (2)
- 自動変速機を有する内燃機関に設けられ、該自動変速機の変速時に前記内燃機関の出力トルクを変更する変更手段を備え、該変更手段により前記出力トルクを変更して前記自動変速機の変速時の変速ショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置において、
前記変更手段の変更制御を終了させるタイミングを車速の変化と前記変更手段の変更制御に対する前記内燃機関の出力トルクの応答遅れとに応じて決定する決定手段を備え、
該決定手段の決定に基づき前記変更手段の変更制御を終了させることを特徴とする車両用内燃機関の出力トルク制御装置。 - 自動変速機を有する内燃機関に設けられ、該自動変速機の変速時に前記内燃機関の出力トルクを変更する変更手段を備え、該変更手段により前記出力トルクを変更して前記自動変速機の変速時の変速ショックを低減する車両用内燃機関の出力トルク制御装置において、
前記変更手段の変更制御を終了させるタイミングを車速の変化と車速とに応じて決定する決定手段を備え、
該決定手段の決定に基づき前記変更手段の変更制御を終了させることを特徴とする車両用内燃機関の出力トルク制御装置。
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