JP3743353B2 - 車両の総合制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダウン変速中にエンジン出力トルクを一時的に上昇させることにより、ダウンシフトの同期を速やかとするダウンシフトを実行させる車両の制御装置に関し、特に、上記エンジンの出力トルクの一時的上昇をエンジンに備えられた電磁駆動弁の作動を制御することにより実行する車両の総合制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンと、変速ギヤ段が自動的に切り換えられる自動変速機とを備えた車両では、アクセルペダルが踏み込まれていない状態でダウン変速が発生した場合には、エンジン回転速度が一時的に上昇してエンジンブレーキ力が過大となり、車両の運転性が損なわれるという問題があった。これに対して、アクセルペダルが踏み込まれていない状態でダウン変速が発生した場合にはスロットル開度を増加させてエンジン出力を増大させる制御を行うことにより、エンジンブレーキ力の急上昇を緩和することができる制御装置が提案されている。たとえば、特開平５−２２９３６８号公報がそれである。しかしながら、この制御装置によれば、スロットル弁が開かれてからエンジン出力トルクが増加するまで、および自動変速機に変速指令が出されてからギヤ段が切り替わるまでに時間遅れが存在するため、トルクショックが発生し、運転性の悪化を解決することができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アクセルペダルが踏み込まれていない状態でダウン変速が発生した場合にはスロットル開度を増加させると同時に、そのスロットル開度の増加に起因するエンジン出力トルク増加を吸収するために点火時期の遅角制御を実行させる制御装置が提案されている。たとえば、特開平１０−８９１１４号公報に記載された車両がそれである。このような制御装置では、エンジンの出力トルクの急増によるトルクショックが点火時期制御によって緩和されるので、車両の運転性の低下が好適に防止される。しかしながら、上記従来の制御装置によれば、制御が複雑となり、意図した制御品質が確保できない場合があり、そのような場合には変速ショックが発生して運転性が損なわれるという可能性が残されていた。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ダウンシフト時において変速ショックが好適に防止される車両の総合制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、電磁駆動弁を有するエンジンと自動変速機とを備えた車両において、その自動変速機のダウンシフト時においてそのエンジンの回転速度を一時的に上昇させて速やかに同期を行わせる総合制御装置であって、前記エンジン回転速度の上昇開始から終了までの間において前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクを一時的に増加させるエンジントルク増加手段を、含み、前記エンジントルク増加手段は、前記電磁駆動弁の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いて前記エンジンのトルクを一時的に増加させるものである。
【０００６】
【発明の効果】
このようにすれば、自動変速機のダウンシフト時においてエンジンの回転速度を一時的に上昇させて速やかに同期を行わせるときには、エンジントルク増加手段により、エンジン回転速度の一時的上昇開始から終了までの間において前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクが一時的に増加させられるので、そのエンジントルクの増加時においてダウンシフトの同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。さらに、前記電磁駆動弁の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いてエンジントルクが一時的に増加させられるので、そのエンジントルクの増加時においてダウン変速の同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【０００８】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記エンジントルク増加手段は、前記電磁駆動弁の制御不能状態であるときは、スロットル弁開度と点火時期とを制御することにより前記エンジンのトルクを一時的に増加させるものである。このようにすれば、電磁駆動弁が制御不能状態であっても、スロットル弁開度および点火時期を併用制御することによりエンジンのトルクが一時的に増加させられるので、そのエンジントルクの増加時においてダウンシフトの同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【０００９】
また、好適には、前記車両は駆動源として利用する電動機を備えたものであり、前記エンジントルク増加手段は、その電動機を用いて前記エンジントルクの一時的増加に替わるトルクを一時的に出力させるが、その電動機によるトルクの出力の実行が不可状態となると、前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクを一時的に増加させる制御を実行するものである。このようにすれば、ダウン変速時においてエンジン回転速度の上昇開始から終了までの間には、主として電動機を用いて前記エンジントルクの一時的増加に替わるトルクが出力されるので、燃費が向上する。また、その電動機によるトルクの出力が実行不可状態となると、前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクが一時的に増加させられるので、信頼性が高められる。
【００１０】
また、好適には、前記トルク増加量は、前記自動変速機のダウンシフトの種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに基づいて決定されるものである。このようにすれば、自動変速機のダウンシフトの種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに応じたトルク増加量により、ダウン変速時にエンジン出力トルクが一時的に増加させられるので、ダウン変速の同期が行われるときにトルク変動による車両のショックが一層好適に防止される。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例の制御装置が適用された車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図１において、動力源としてのエンジン１０の出力は、クラッチ１２、トルクコンバータ１４を有する自動変速機１６に入力され、図示しない差動歯車装置および車軸を介して駆動輪へ伝達されるようになっている。上記クラッチ１２とトルクコンバータ１４との間には、電動モータおよび発電機として機能する第１モータジェネレータＭＧ１が配設されている。上記トルクコンバータ１４は、クラッチ１２に連結されたポンプ翼車２０と、自動変速機１６の入力軸２２に連結されたタービン翼車２４と、それらポンプ翼車２０およびタービン翼車２４の間を直結するためのロックアップクラッチ２６と、一方向クラッチ２８によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車３０とを備えている。
【００１３】
上記自動変速機１６は、ハイおよびローの２段の切り換えを行う第１変速機３２と、後進変速段および前進４段の切り換えが可能な第２変速機３４とを備えている。第１変速機３２は、サンギヤＳ０、リングギヤＲ０、およびキャリアＫ０に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ０およびリングギヤＲ０に噛み合わされている遊星ギヤＰ０から成るＨＬ遊星歯車装置３６と、サンギヤＳ０とキャリアＫ０との間に設けられたクラッチＣ０および一方向クラッチＦ０と、サンギヤＳ０およびハウジング３８間に設けられたブレーキＢ０とを備えている。
【００１４】
第２変速機３４は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、およびキャリアＫ１に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合わされている遊星ギヤＰ１から成る第１遊星歯車装置４０と、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、およびキャリアＫ２に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合わされている遊星ギヤＰ２から成る第２遊星歯車装置４２と、サンギヤＳ３、リングギヤＲ３、およびキャリアＫ３に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ３およびリングギヤＲ３に噛み合わされている遊星ギヤＰ３から成る第３遊星歯車装置４４とを備えている。
【００１５】
上記サンギヤＳ１とサンギヤＳ２は互いに一体的に連結され、リングギヤＲ１とキャリアＫ２とキャリアＫ３とが一体的に連結され、そのキャリアＫ３は出力軸４６に連結されている。また、リングギヤＲ２がサンギヤＳ３および中間軸４８に一体的に連結されている。そして、リングギヤＲ０と中間軸４８との間にクラッチＣ１が設けられ、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とリングギヤＲ０との間にクラッチＣ２が設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２の回転を止めるためのバンド形式のブレーキＢ１がハウジング３８に設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とハウジング３８との間には、一方向クラッチＦ１およびブレーキＢ２が直列に設けられている。この一方向クラッチＦ１は、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２が入力軸２２と反対の方向へ逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。
【００１６】
キャリアＫ１とハウジング３８との間にはブレーキＢ３が設けられており、リングギヤＲ３とハウジング３８との間には、ブレーキＢ４と一方向クラッチＦ２とが並列に設けられている。この一方向クラッチＦ２は、リングギヤＲ３が逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。
【００１７】
以上のように構成された自動変速機１６では、例えば図２に示す作動表に従って後進１段および変速比が順次異なる前進５段の変速段のいずれかに切り換えられる。図２において「○」は係合状態を表し、空欄は解放状態を表し、「◎」はエンジンブレーキのときの係合状態を表し、「△」は動力伝達に関与しない係合を表している。この図２から明らかなように、第２変速段（２ｎｄ）から第３変速段（３ｒｄ）へのアップシフトでは、ブレーキＢ３を解放すると同時にブレーキＢ２を係合させるクラッチツークラッチ変速が行われ、ブレーキＢ３の解放過程で係合トルクを持たせる期間とブレーキＢ２の係合過程で係合トルクを持たせる期間とがオーバラップして設けられる。それ以外の変速は、１つのクラッチまたはブレーキの係合或いは解放作動だけで行われるようになっている。上記クラッチおよびブレーキは何れも油圧アクチュエータによって係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
【００１８】
前記エンジン１０は、後述する過給機５４を備えているとともに、燃料消費を減少させるために、燃料が筒内噴射されることにより軽負荷時においては空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比よりも高い燃焼である希薄燃焼が行われるリーンバーンエンジンである。このエンジン１０は、３気筒ずつから構成される左右１対のバンクを備え、その１対のバンクは単独で或いは同時に作動させられるようになっている。すなわち、作動気筒数の変更が可能となっている。
【００１９】
たとえば図３に示すように、上記エンジン１０の吸気配管５０および排気管５２には、排気タービン式過給機（以下、過給機という）５４が設けられている。この過給機５４は、排気管５２内において排気の流れにより回転駆動されるタービン翼車５６と、エンジン１０への吸入空気を圧縮するために吸気配管５０内に設けられ且つタービン翼車５６に連結されたポンプ翼車５８とを備え、そのポンプ翼車５８がタービン翼車５６によって回転駆動されるようになっている。上記排気管５２には、ウエイストゲート弁５９を備えてタービン翼車５６をバイパスするバイパス管６１が並列に設けられており、タービン翼車５６を通過する排気ガス量とバイパス管６１を通過する排気ガス量との比率が変化させられることにより、吸気配管５０内の過給圧Ｐa が調節されるようになっている。なお、このような排気タービン式過給機に換えて、エンジン或いは電動機によって回転駆動される機械ポンプ式の過給機が設けられていてもよい。
【００２０】
上記エンジン１０の吸気配管５０には、スロットルアクチュエータ６０によって操作されるスロットル弁６２とが設けられている。このスロットル弁６２は、基本的には図示しないアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度θACC に対応する開度θTHとなるように制御されるが、エンジン１０の出力を調節するために変速過渡時などの種々の車両状態に応じた開度となるように制御されるようになっている。
【００２１】
また、図３に示すように、前記第１モータジェネレータＭＧ１はエンジン１０と自動変速機１６との間に配置され、クラッチ１２はエンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１との間に配置されている。上記自動変速機１６の各油圧式摩擦係合装置およびロックアップクラッチ２６は、電動油圧ポンプ６４から発生する油圧を元圧とする油圧制御回路６６により制御されるようになっている。また、エンジン１０には第２モータジェネレータＭＧ２が作動的に連結されている。そして、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の電源として機能する燃料電池７０および二次電池７１と、それらから第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２へ供給される電流を制御したり或いは充電のために二次電池７１へ供給される電流を制御するための切換スイッチ７２および７３とが設けられている。この切換スイッチ７２および７３は、スイッチ機能を有する装置を示すものであって、たとえばインバータ機能などを有する半導体スイッチング素子などから構成され得るものである。
【００２２】
また、エンジン１０は、図４に示すように、各気筒の吸気弁７４および排気弁７５を開閉駆動する電磁アクチュエータ７６および７７を含む可変動弁機構７８と、クランク軸７９の回転角を検出する回転センサ８０からの信号に従って上記吸気弁７４および排気弁７５の作動時期（タイミング）を制御する弁駆動制御装置８１とを備えている。この弁駆動制御装置８１は、エンジン負荷に応じて作動タイミングを最適時期に変更するだけでなく、運転サイクル切換え指令に従って、エンジン１０を４サイクル運転させるための時期および２サイクル運転させるための時期となるように制御する。上記電磁アクチュエータ７６および７７は、たとえば図５に示すように、吸気弁７４または排気弁７５に連結されてその吸気弁７４または排気弁７５の軸心方向に移動可能に支持された磁性体製の円盤状の可動部材８２と、その可動部材８２を択一的に吸着するためにそれを挟む位置に設けられた一対の電磁石８４、８５と、可動部材８２をその中立位置に向かって付勢する一対のスプリング８６、８７とを備えている。
【００２３】
図６は、電子制御装置９０に入力される信号およびその電子制御装置９０から出力される信号を例示している。たとえば、電子制御装置９０には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度θACC を表すアクセル開度信号、スロットル弁６２の開度θTHを表すスロットル開度信号、自動変速機１６の出力軸４６の回転速度ＮOUT すなわち車速Ｖに対応する車速信号、エンジン回転速度ＮE を表す信号、吸気配管５０内の過給圧Ｐa を表す信号、空燃比Ａ／Ｆを表す信号、シフトレバー９２の操作位置ＳH を表す信号、変速機１６の作動油温度すなわちＡＴ油温ＴOIL などが図示しないセンサから供給されている。また、電子制御装置９０からは、アクセル開度θACC に応じた大きさのスロットル開度θTHとするためのスロットルアクチュエータ６０を駆動する信号、燃料噴射弁からエンジン１０の気筒内へ噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、自動変速機１６のギヤ段を切り換えるために油圧制御回路６６内のシフト弁を駆動するシフトソレノイドを制御する信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ロックアップクラッチ２６の係合、解放、スリップ量、ブレーキＢ３の直接制御、およびクラッチツウクラッチ変速を制御するリニヤソレノイド弁SLUを駆動するための指令信号ＤSLU 、第１スロットル弁５２の開度θTHに対応した大きさのスロットル圧ＰTHを発生させるリニヤソレノイド弁SLTを駆動するための指令信号ＤSLT 、アキュム背圧を制御するためのリニヤソレノイド弁SLNを駆動する指令値信号ＤSLN をそれぞれ出力させる。
【００２４】
上記電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、自動変速機１６のギヤ段を自動的に切り換える変速制御、ロックアップクラッチ２６の係合、解放、或いはスリップを実行する制御、過給圧制御、空燃比制御、気筒選択切換制御、運転サイクル切換制御などを実行する。たとえば、上記変速制御では、図示しない予め記憶された関係（変速線図）からアクセル開度θACC （％）またはスロットル開度θTH（％）と車速Ｖとに基づいて変速判断を行い、その変速判断に対応してギヤ段が得られるように油圧制御回路６６を制御する。この変速制御の過程では、自動変速機１６の入力トルクＴINを推定し、変速に関与する油圧式摩擦係合装置の係合圧またはその元圧であるライン圧をその入力トルクＴINに応じた大きさに制御する。ロックアップ状態変更制御では、予め記憶された関係から実際の車両走行状態を表す車速Ｖ（出力側回転速度ＮOUT に対応）と運転者の要求出力量を表すアクセル開度θACC またはスロットル開度θTH（％）とに基づいて、係合領域、解放領域、スリップ領域のいずれに属するかを判定し、その判定された領域に対応する状態が得られるように油圧制御回路６６内のロックアップコントロールソレノイドを制御してロックアップクラッチ２６を係合、解放、或いはスリップのいずれかの状態とする制御を実行する。また、上記気筒選択切換制御では、燃費を良くするために軽負荷走行になると作動気筒数を減少させたり、動弁機構の作動が異常判定された気筒の作動を停止させたりする。上記運転サイクル切換制御では、たとえば図７に示す予め記憶された関係から実際のアクセル開度θACC （％）またはスロットル開度θTH（％）と車速Ｖとに基づいてエンジン１０の運転サイクル数を変更し或いは切り換える。また、自動変速機１６の異常時やエンジン１０の異常時などにおいて車両の走行性能が損なわれないように、エンジン１０の運転サイクル数を変更する。
【００２５】
図８において、前記シフトレバー９２を備えたシフト操作装置９４は例えば運転席の横に配設されており、そのシフトレバー９２は、自動変速機１６の出力軸４６をロックするための駐車位置Ｐ、後進走行のための後進走行位置Ｒ、自動変速機１６内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立位置Ｎ、自動変速モードで第１速ギヤ段乃至第５速ギヤ段の範囲で自動変速される前進走行位置Ｄ（最高速レンジ位置）、第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速され且つ各ギヤ段でエンジンブレーキが作用させられる第４エンジンブレーキ走行位置４、第１速ギヤ段乃至第３速ギヤ段の範囲で自動変速され且つ各ギヤ段でエンジンブレーキが作用させられる第３エンジンブレーキ走行位置３、第１速ギヤ段乃至第２速ギヤ段の範囲で自動変速され且つ各ギヤ段においてエンジンブレーキが作用させられる第２エンジンブレーキ走行位置２、第１速ギヤ段で走行させられ且つエンジンブレーキが作用させられる第１エンジンブレーキ走行位置Ｌへそれぞれ操作可能に設けられている。上記シフト操作装置９４には、シフトレバー９２の各操作位置を検出するための図示しないスイッチが備えられており、そのシフトレバー９２の操作位置ＳH を表す信号を電子制御装置９０へ出力する。上記シフト操作装置９４には、スポーツ走行などのためのマニアル変速モードへ切り換えるためのモード切換スイッチ９６が設けられている。このモード切換スイッチ９６によってマニアル変速モードが選択されると、図９に示すステアリングホイール９８に設けられた手動変速操作釦９９が有効化される。
【００２６】
図１０は、上記電子制御装置９０の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。変速制御手段１００は、シフトレバー９２によって前進走行位置Ｄすなわち自動変速モードにおける前進走行位置が選択されている場合は、図示しない予め記憶された関係（変速線図）からアクセル開度θACC （％）またはスロットル開度θTH（％）と車速Ｖとに基づいて変速判断を行い、その変速判断に対応してギヤ段が得られるように油圧制御回路６６を制御する。また、モード切換スイッチ９６によって手動変速モードが選択されている場合は、その手動変速操作釦９９がアップ変速指令位置またはダウン変速指令位置へ操作される毎に、ギヤ段をアップ変速側またはダウン変速側へ切り換える。この手動変速モードにおけるギヤ段およびシフトレバー９２によってエンジンブレーキ走行位置が選択されているギヤ段では、エンジンブレーキが作用するように摩擦係合装置が作動させられる。マニアルダウン変速操作は、上記手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されることにより行われる。
【００２７】
等速係合制御手段１０２は、マニアル等速ダウン変速が発生したか否かを、手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されたことに基づいて判定するマニアル等速ダウン変速判定手段１０４と、そのダウン変速によりエンジン回転速度ＮE が変化（増加）する期間であるイナーシャ相の開始（エンジン回転速度増加開始）を、たとえばエンジン回転速度ＮE の変化量（率）に基づいて判定するイナーシャ相開始判定手段１０６と、そのイナーシャ相の終了またはその直前を、車速Ｖおよびそのときのギヤ段の変速比γi （ｉ＝１〜５）に基づいて算出されるダウン変速後の回転速度（γi ×ＮOUT ）すなわち同期回転速度より所定値低い値に実際のエンジン回転速度ＮE が到達したことに基づいて判定するイナーシャ相終了判定手段１０８と、エンジン回転速度ＮE を速やかに変速後の値に向かって上昇させるために、上記イナーシャ相の開始以後、詳しくは開始から終了までの間においてエンジントルクＴE を一時的に積極的に増加させるエンジントルク増加手段１１０と、上記イナーシャ相の終了判定時においてエンジントルクＴE の一時的増加を終了させるエンジントルク増加終了手段１１２とを備え、ダウン変速過程においてエンジン回転速度ＮE を速やかに同期回転速度まで上昇させるようにエンジントルクＴE を一時的に増加させ、ダウンシフト後のギヤ段を成立させる摩擦係合装置を等速で係合させるようにする。これにより、エンジンブレーキ作用のあるギヤ段へのマニアルダウン変速が速やかに達成されるとともにダウンシフトショックが好適に抑制され、またスポーツ走行が好適に行われる。
【００２８】
上記エンジントルク増加手段１１０は、エンジントルクＴE を増加させるために、可変動弁機構７８の電磁アクチュエータ７６および７７により駆動される吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いて変更する。たとえば、吸気弁７４は、スロットル弁としても機能できるので、その吸気量が吸気弁７４によって制御されることによりエンジントルクＴE が一時的に増加させられる。また、慣性流量が多くなるタイミングで吸気弁７４が作動させられることにより燃焼効率が高められてエンジントルクＴE が増加させられる。
【００２９】
また、上記エンジントルク増加手段１１０は、上記可変動弁機構７８の電磁アクチュエータ７６および７７により駆動される吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５が制御不能である場合には、スロットル弁開度θTHまたはエンジン１０の点火時期を制御することにより、ダウン変速時のショックを抑制するためにエンジントルクＴE を一時的に増加させる。なお、上記エンジントルク増加手段１１０は、上記可変動弁機構７８によるエンジン出力トルクＴE の一時的増加に替えて、主として、モータジェネレータ（電動機）ＭＧ１またはＭＧ２を用いてそれまでのエンジントルクＴE よりも一時的に増加させたトルクを出力させて自動変速機１６へ入力させるようにしてもよい。この場合、充電残量の不足などに起因してそのモータジェネレータ（電動機）ＭＧ１またはＭＧ２によるトルク出力の実行が不可状態となると、上記可変動弁機構７８によるエンジン出力トルクＴE の一時的増加制御を実行するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、上記エンジントルク増加手段１１０によるエンジン出力トルクＴE のトルク増加量は、予め定められた関係から実際の自動変速機１６のダウン変速の種類、ダウン変速開始時におけるエンジン出力トルクＴE の大きさに基づいて決定される。この関係は、たとえばデータマップとして記憶されるものであり、ダウン変速時においてエンジン回転速度ＮE を速やかに同期回転速度まで立ち上げるために必要かつ十分なトルク増加量が得られるように、予め実験的に設定されている。
【００３１】
図１１は、前記電子制御装置９０の制御作動の要部すなわち電磁駆動弁トルクアップ制御作動を説明するフローチャートである。図１１において、前記マニアル等速ダウン変速判定手段１０４に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、マニアル等速ダウン変速であるか否かが、たとえば手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されたことに基づいて判断される。このＳ１の判断が否定される場合はＳ２において他の変速制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
【００３２】
しかし、上記Ｓ１の判断が肯定される場合は、前記イナーシャ相開判定手段１０６に対応するＳ３において、上記ダウン変速によるエンジン回転速度ＮE の変化が行われるイナーシャ相区間の開始か否かが、たとえばそのエンジン回転速度ＮE の変化の発生に基づいて判断される。図１２のｔ1 時点はこの状態を示している。当初は上記Ｓ３の判断が否定されるので、前記イナーシャ相終了判定手段１０８に対応するＳ５において、上記ダウン変速によるエンジン回転速度ＮE の過渡的変化が行われるイナーシャ相区間の終了であるか否かが、たとえばエンジン回転速度ＮE が同期回転速度から所定値低い値に到達したか否かに基づいて判断される。当初はこのＳ５の判断も否定されるので、上記Ｓ３およびＳ５の実行が繰り返されることにより待機させられる。
【００３３】
変速制御手段１００によるダウンシフトの進行によってエンジン回転速度ＮE の変化（上昇）開始が行われると、前記Ｓ３の判断が肯定されるので、前記エンジントルク増加手段１１０に対応するＳ４において、可変動弁機構７８の電磁アクチュエータ７６および７７により駆動される吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つが制御されることによりエンジン出力トルクＴE が増加させられる。この増加量は、予め定められた関係から実際の自動変速機１６のダウンシフトの種類、ダウンシフト開始時におけるエンジン出力トルクＴE の大きさに基づいて決定される。図１２のｔ2 時点はこの状態を示している。以後の制御サイクルにおいてＳ３の判断が否定されるので、Ｓ５においてイナーシャ相が終了したか否かが判断される。当初はこのＳ５の判断が否定されて待機させられるが、ダウンシフトが進行してイナーシャ相の終了直前となってそのＳ５の判断が肯定されると、前記エンジントルク増加終了判定手段１１２に対応するＳ６において、上記吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５によるエンジン出力トルクＴE の一時的増加制御が終了させられる。図１２のｔ3 時点或いはｔ4 時点はこの状態を示している。
【００３４】
上述のように、本実施例によれば、自動変速機１６のダウンシフト時においてエンジン１０の回転速度ＮE を一時的に上昇させて速やかに同期を行わせるときには、エンジントルク増加手段１１０により、エンジン回転速度ＮE の一時的上昇開始から終了までの間において吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５を駆動することによりエンジン出力トルクＴE が一時的に増加させられるので、そのエンジントルクＴE の増加時においてダウンシフトの同期が速やかに行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。このような効果は、アクセルペダルが踏み込まれないでコースト走行する場合に顕著である。ちなみに、図１２の破線は、エンジントルクＴE の増加時がなく、自動変速機１６を介して車両の運動エネルギによりエンジン回転速度ＮE が持ち上げられる場合を示している。この場合には、回転同期すなわちダウンシフト完了が遅くなるとともに、エンジンブレーキ力が急に作用して変速ショックが発生する。
【００３５】
また、本実施例によれば、エンジントルク増加手段１１０は、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いて制御することによりエンジン１０の出力トルクＴE を一時的に増加させるものであるので、そのエンジン出力トルクＴE の増加時においてダウン変速の同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【００３６】
また、本実施例によれば、エンジントルク増加手段１１０は、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の制御不能状態であるときは、スロットル弁開度θTHまたはエンジン１０の点火時期を制御することによりそのエンジン１０の出力トルクＴE を一時的に増加させるものであるので、そのエンジン出力トルクＴE の増加時においてダウンシフトの同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【００３７】
また、本実施例によれば、車両は駆動源として利用するモータジェネレータ（電動機）ＭＧ１およびＭＧ２を備えたものであり、エンジントルク増加手段１１０は、そのモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２を用いてエンジン出力トルクＴE の一時的増加に替わるトルクを一時的に出力させる一方で、そのモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２によるトルクの出力の実行が不可状態となると、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５を駆動制御することによりエンジン出力トルクＴE を一時的に増加させる制御を実行するようにも構成される。このため、ダウンシフト時においてエンジン回転速度ＮE の上昇開始から上昇終了までの間には、主としてモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２を用いてエンジン出力トルクＴE の一時的増加に替わるトルクが出力されるので、燃費が向上する。また、そのモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２によるトルクの出力が実行不可状態となると、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５を駆動制御することによりエンジン出力トルクＴE が一時的に増加させられるので、信頼性が高められる。
【００３８】
また、本実施例によれば、エンジントルク増加手段１１０によるトルク増加量は、自動変速機１６のダウン変速の種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに基づいて決定されることから、自動変速機１６のダウン変速の種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに応じたトルク増加量により、ダウンシフト時にエンジン出力トルクＴE が一時的に増加させられるので、ダウン変速の同期が行われるときにトルク変動による車両のショックが一層好適に防止される。
【００３９】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４０】
たとえば、前述の各実施例において、マニアルダウン変速は、手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されたことに基づいて判断されていたが、他の形式のシフト操作部材が用いられていてもよい。
【００４１】
また、上記自動変速機１６に替えて、手動操作に応答して油圧アクチュエータにより変速比が段階的に切り換えられる変速機、有効径が可変な一対の可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けられたベルト式無段変速機、或いは一対のコーン（回転体）間に回転軸心が回動させられるローラが介在させられたトラクション式の無段変速機などが設けられていても差し支えない。
【００４２】
また、前述の実施例のエンジン１０は、２サイクルと４サイクルとの間に切換られるものであったが、他の運転サイクル数に切換られるもので差し支えないし、必ずしもサイクル数変更可能なエンジンでなくてもよい。
【００４３】
また、前述の実施例の車両では、電動機として機能するモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が備えられていたが、電動機であってもよい。また、そのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４４】
また、前述の実施例では、排気タービン式過給機５４が設けられていたが、ルーツ式過給機であってもよいし、それら過給機は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４５】
その他、一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の制御装置が適用された油圧式摩擦係合装置を含む車両用自動変速機の構成を説明する図である。
【図２】図１の自動変速機における、複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組合わせとそれにより成立するギヤ段との関係を示す図表である。
【図３】図１の自動変速機を含む車両の原動機および駆動系の要部を説明する図である。
【図４】図１のエンジンの各気筒に設けられた可変動弁機構を説明する図である。
【図５】図４の可変動弁機構に設けられて吸気弁或いは排気弁を所望のタイミングで開閉作動させる電磁アクチュエータの構成を説明する図である。
【図６】図１乃至図３の車両に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図７】図８の運転サイクル変更判定手段によりエンジンの運転サイクルの変更を判定するために用いられる予め記憶された関係を示す図である。
【図８】図１の車両に設けられたシフト操作装置を説明する平面図である。
【図９】図１の車両に設けられたステアリングホイールを示す図である。
【図１０】図６の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図１１】図６の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図１２】図６の電子制御装置の制御作動の要部を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１０：エンジン
１６：自動変速機
７４：吸気弁（電磁駆動弁）
７５：排気弁（電磁駆動弁）
９０：電子制御装置
１１０：エンジントルク増加手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダウン変速中にエンジン出力トルクを一時的に上昇させることにより、ダウンシフトの同期を速やかとするダウンシフトを実行させる車両の制御装置に関し、特に、上記エンジンの出力トルクの一時的上昇をエンジンに備えられた電磁駆動弁の作動を制御することにより実行する車両の総合制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンと、変速ギヤ段が自動的に切り換えられる自動変速機とを備えた車両では、アクセルペダルが踏み込まれていない状態でダウン変速が発生した場合には、エンジン回転速度が一時的に上昇してエンジンブレーキ力が過大となり、車両の運転性が損なわれるという問題があった。これに対して、アクセルペダルが踏み込まれていない状態でダウン変速が発生した場合にはスロットル開度を増加させてエンジン出力を増大させる制御を行うことにより、エンジンブレーキ力の急上昇を緩和することができる制御装置が提案されている。たとえば、特開平５−２２９３６８号公報がそれである。しかしながら、この制御装置によれば、スロットル弁が開かれてからエンジン出力トルクが増加するまで、および自動変速機に変速指令が出されてからギヤ段が切り替わるまでに時間遅れが存在するため、トルクショックが発生し、運転性の悪化を解決することができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アクセルペダルが踏み込まれていない状態でダウン変速が発生した場合にはスロットル開度を増加させると同時に、そのスロットル開度の増加に起因するエンジン出力トルク増加を吸収するために点火時期の遅角制御を実行させる制御装置が提案されている。たとえば、特開平１０−８９１１４号公報に記載された車両がそれである。このような制御装置では、エンジンの出力トルクの急増によるトルクショックが点火時期制御によって緩和されるので、車両の運転性の低下が好適に防止される。しかしながら、上記従来の制御装置によれば、制御が複雑となり、意図した制御品質が確保できない場合があり、そのような場合には変速ショックが発生して運転性が損なわれるという可能性が残されていた。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ダウンシフト時において変速ショックが好適に防止される車両の総合制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、電磁駆動弁を有するエンジンと自動変速機とを備えた車両において、その自動変速機のダウンシフト時においてそのエンジンの回転速度を一時的に上昇させて速やかに同期を行わせる総合制御装置であって、前記エンジン回転速度の上昇開始から終了までの間において前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクを一時的に増加させるエンジントルク増加手段を、含み、前記エンジントルク増加手段は、前記電磁駆動弁の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いて前記エンジンのトルクを一時的に増加させるものである。
【０００６】
【発明の効果】
このようにすれば、自動変速機のダウンシフト時においてエンジンの回転速度を一時的に上昇させて速やかに同期を行わせるときには、エンジントルク増加手段により、エンジン回転速度の一時的上昇開始から終了までの間において前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクが一時的に増加させられるので、そのエンジントルクの増加時においてダウンシフトの同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。さらに、前記電磁駆動弁の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いてエンジントルクが一時的に増加させられるので、そのエンジントルクの増加時においてダウン変速の同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【０００８】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記エンジントルク増加手段は、前記電磁駆動弁の制御不能状態であるときは、スロットル弁開度と点火時期とを制御することにより前記エンジンのトルクを一時的に増加させるものである。このようにすれば、電磁駆動弁が制御不能状態であっても、スロットル弁開度および点火時期を併用制御することによりエンジンのトルクが一時的に増加させられるので、そのエンジントルクの増加時においてダウンシフトの同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【０００９】
また、好適には、前記車両は駆動源として利用する電動機を備えたものであり、前記エンジントルク増加手段は、その電動機を用いて前記エンジントルクの一時的増加に替わるトルクを一時的に出力させるが、その電動機によるトルクの出力の実行が不可状態となると、前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクを一時的に増加させる制御を実行するものである。このようにすれば、ダウン変速時においてエンジン回転速度の上昇開始から終了までの間には、主として電動機を用いて前記エンジントルクの一時的増加に替わるトルクが出力されるので、燃費が向上する。また、その電動機によるトルクの出力が実行不可状態となると、前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクが一時的に増加させられるので、信頼性が高められる。
【００１０】
また、好適には、前記トルク増加量は、前記自動変速機のダウンシフトの種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに基づいて決定されるものである。このようにすれば、自動変速機のダウンシフトの種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに応じたトルク増加量により、ダウン変速時にエンジン出力トルクが一時的に増加させられるので、ダウン変速の同期が行われるときにトルク変動による車両のショックが一層好適に防止される。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例の制御装置が適用された車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図１において、動力源としてのエンジン１０の出力は、クラッチ１２、トルクコンバータ１４を有する自動変速機１６に入力され、図示しない差動歯車装置および車軸を介して駆動輪へ伝達されるようになっている。上記クラッチ１２とトルクコンバータ１４との間には、電動モータおよび発電機として機能する第１モータジェネレータＭＧ１が配設されている。上記トルクコンバータ１４は、クラッチ１２に連結されたポンプ翼車２０と、自動変速機１６の入力軸２２に連結されたタービン翼車２４と、それらポンプ翼車２０およびタービン翼車２４の間を直結するためのロックアップクラッチ２６と、一方向クラッチ２８によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車３０とを備えている。
【００１３】
上記自動変速機１６は、ハイおよびローの２段の切り換えを行う第１変速機３２と、後進変速段および前進４段の切り換えが可能な第２変速機３４とを備えている。第１変速機３２は、サンギヤＳ０、リングギヤＲ０、およびキャリアＫ０に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ０およびリングギヤＲ０に噛み合わされている遊星ギヤＰ０から成るＨＬ遊星歯車装置３６と、サンギヤＳ０とキャリアＫ０との間に設けられたクラッチＣ０および一方向クラッチＦ０と、サンギヤＳ０およびハウジング３８間に設けられたブレーキＢ０とを備えている。
【００１４】
第２変速機３４は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、およびキャリアＫ１に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合わされている遊星ギヤＰ１から成る第１遊星歯車装置４０と、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、およびキャリアＫ２に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合わされている遊星ギヤＰ２から成る第２遊星歯車装置４２と、サンギヤＳ３、リングギヤＲ３、およびキャリアＫ３に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ３およびリングギヤＲ３に噛み合わされている遊星ギヤＰ３から成る第３遊星歯車装置４４とを備えている。
【００１５】
上記サンギヤＳ１とサンギヤＳ２は互いに一体的に連結され、リングギヤＲ１とキャリアＫ２とキャリアＫ３とが一体的に連結され、そのキャリアＫ３は出力軸４６に連結されている。また、リングギヤＲ２がサンギヤＳ３および中間軸４８に一体的に連結されている。そして、リングギヤＲ０と中間軸４８との間にクラッチＣ１が設けられ、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とリングギヤＲ０との間にクラッチＣ２が設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２の回転を止めるためのバンド形式のブレーキＢ１がハウジング３８に設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とハウジング３８との間には、一方向クラッチＦ１およびブレーキＢ２が直列に設けられている。この一方向クラッチＦ１は、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２が入力軸２２と反対の方向へ逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。
【００１６】
キャリアＫ１とハウジング３８との間にはブレーキＢ３が設けられており、リングギヤＲ３とハウジング３８との間には、ブレーキＢ４と一方向クラッチＦ２とが並列に設けられている。この一方向クラッチＦ２は、リングギヤＲ３が逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。
【００１７】
以上のように構成された自動変速機１６では、例えば図２に示す作動表に従って後進１段および変速比が順次異なる前進５段の変速段のいずれかに切り換えられる。図２において「○」は係合状態を表し、空欄は解放状態を表し、「◎」はエンジンブレーキのときの係合状態を表し、「△」は動力伝達に関与しない係合を表している。この図２から明らかなように、第２変速段（２ｎｄ）から第３変速段（３ｒｄ）へのアップシフトでは、ブレーキＢ３を解放すると同時にブレーキＢ２を係合させるクラッチツークラッチ変速が行われ、ブレーキＢ３の解放過程で係合トルクを持たせる期間とブレーキＢ２の係合過程で係合トルクを持たせる期間とがオーバラップして設けられる。それ以外の変速は、１つのクラッチまたはブレーキの係合或いは解放作動だけで行われるようになっている。上記クラッチおよびブレーキは何れも油圧アクチュエータによって係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
【００１８】
前記エンジン１０は、後述する過給機５４を備えているとともに、燃料消費を減少させるために、燃料が筒内噴射されることにより軽負荷時においては空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比よりも高い燃焼である希薄燃焼が行われるリーンバーンエンジンである。このエンジン１０は、３気筒ずつから構成される左右１対のバンクを備え、その１対のバンクは単独で或いは同時に作動させられるようになっている。すなわち、作動気筒数の変更が可能となっている。
【００１９】
たとえば図３に示すように、上記エンジン１０の吸気配管５０および排気管５２には、排気タービン式過給機（以下、過給機という）５４が設けられている。この過給機５４は、排気管５２内において排気の流れにより回転駆動されるタービン翼車５６と、エンジン１０への吸入空気を圧縮するために吸気配管５０内に設けられ且つタービン翼車５６に連結されたポンプ翼車５８とを備え、そのポンプ翼車５８がタービン翼車５６によって回転駆動されるようになっている。上記排気管５２には、ウエイストゲート弁５９を備えてタービン翼車５６をバイパスするバイパス管６１が並列に設けられており、タービン翼車５６を通過する排気ガス量とバイパス管６１を通過する排気ガス量との比率が変化させられることにより、吸気配管５０内の過給圧Ｐa が調節されるようになっている。なお、このような排気タービン式過給機に換えて、エンジン或いは電動機によって回転駆動される機械ポンプ式の過給機が設けられていてもよい。
【００２０】
上記エンジン１０の吸気配管５０には、スロットルアクチュエータ６０によって操作されるスロットル弁６２とが設けられている。このスロットル弁６２は、基本的には図示しないアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度θACC に対応する開度θTHとなるように制御されるが、エンジン１０の出力を調節するために変速過渡時などの種々の車両状態に応じた開度となるように制御されるようになっている。
【００２１】
また、図３に示すように、前記第１モータジェネレータＭＧ１はエンジン１０と自動変速機１６との間に配置され、クラッチ１２はエンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１との間に配置されている。上記自動変速機１６の各油圧式摩擦係合装置およびロックアップクラッチ２６は、電動油圧ポンプ６４から発生する油圧を元圧とする油圧制御回路６６により制御されるようになっている。また、エンジン１０には第２モータジェネレータＭＧ２が作動的に連結されている。そして、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の電源として機能する燃料電池７０および二次電池７１と、それらから第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２へ供給される電流を制御したり或いは充電のために二次電池７１へ供給される電流を制御するための切換スイッチ７２および７３とが設けられている。この切換スイッチ７２および７３は、スイッチ機能を有する装置を示すものであって、たとえばインバータ機能などを有する半導体スイッチング素子などから構成され得るものである。
【００２２】
また、エンジン１０は、図４に示すように、各気筒の吸気弁７４および排気弁７５を開閉駆動する電磁アクチュエータ７６および７７を含む可変動弁機構７８と、クランク軸７９の回転角を検出する回転センサ８０からの信号に従って上記吸気弁７４および排気弁７５の作動時期（タイミング）を制御する弁駆動制御装置８１とを備えている。この弁駆動制御装置８１は、エンジン負荷に応じて作動タイミングを最適時期に変更するだけでなく、運転サイクル切換え指令に従って、エンジン１０を４サイクル運転させるための時期および２サイクル運転させるための時期となるように制御する。上記電磁アクチュエータ７６および７７は、たとえば図５に示すように、吸気弁７４または排気弁７５に連結されてその吸気弁７４または排気弁７５の軸心方向に移動可能に支持された磁性体製の円盤状の可動部材８２と、その可動部材８２を択一的に吸着するためにそれを挟む位置に設けられた一対の電磁石８４、８５と、可動部材８２をその中立位置に向かって付勢する一対のスプリング８６、８７とを備えている。
【００２３】
図６は、電子制御装置９０に入力される信号およびその電子制御装置９０から出力される信号を例示している。たとえば、電子制御装置９０には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度θACC を表すアクセル開度信号、スロットル弁６２の開度θTHを表すスロットル開度信号、自動変速機１６の出力軸４６の回転速度ＮOUT すなわち車速Ｖに対応する車速信号、エンジン回転速度ＮE を表す信号、吸気配管５０内の過給圧Ｐa を表す信号、空燃比Ａ／Ｆを表す信号、シフトレバー９２の操作位置ＳH を表す信号、変速機１６の作動油温度すなわちＡＴ油温ＴOIL などが図示しないセンサから供給されている。また、電子制御装置９０からは、アクセル開度θACC に応じた大きさのスロットル開度θTHとするためのスロットルアクチュエータ６０を駆動する信号、燃料噴射弁からエンジン１０の気筒内へ噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、自動変速機１６のギヤ段を切り換えるために油圧制御回路６６内のシフト弁を駆動するシフトソレノイドを制御する信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ロックアップクラッチ２６の係合、解放、スリップ量、ブレーキＢ３の直接制御、およびクラッチツウクラッチ変速を制御するリニヤソレノイド弁SLUを駆動するための指令信号ＤSLU 、第１スロットル弁５２の開度θTHに対応した大きさのスロットル圧ＰTHを発生させるリニヤソレノイド弁SLTを駆動するための指令信号ＤSLT 、アキュム背圧を制御するためのリニヤソレノイド弁SLNを駆動する指令値信号ＤSLN をそれぞれ出力させる。
【００２４】
上記電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、自動変速機１６のギヤ段を自動的に切り換える変速制御、ロックアップクラッチ２６の係合、解放、或いはスリップを実行する制御、過給圧制御、空燃比制御、気筒選択切換制御、運転サイクル切換制御などを実行する。たとえば、上記変速制御では、図示しない予め記憶された関係（変速線図）からアクセル開度θACC （％）またはスロットル開度θTH（％）と車速Ｖとに基づいて変速判断を行い、その変速判断に対応してギヤ段が得られるように油圧制御回路６６を制御する。この変速制御の過程では、自動変速機１６の入力トルクＴINを推定し、変速に関与する油圧式摩擦係合装置の係合圧またはその元圧であるライン圧をその入力トルクＴINに応じた大きさに制御する。ロックアップ状態変更制御では、予め記憶された関係から実際の車両走行状態を表す車速Ｖ（出力側回転速度ＮOUT に対応）と運転者の要求出力量を表すアクセル開度θACC またはスロットル開度θTH（％）とに基づいて、係合領域、解放領域、スリップ領域のいずれに属するかを判定し、その判定された領域に対応する状態が得られるように油圧制御回路６６内のロックアップコントロールソレノイドを制御してロックアップクラッチ２６を係合、解放、或いはスリップのいずれかの状態とする制御を実行する。また、上記気筒選択切換制御では、燃費を良くするために軽負荷走行になると作動気筒数を減少させたり、動弁機構の作動が異常判定された気筒の作動を停止させたりする。上記運転サイクル切換制御では、たとえば図７に示す予め記憶された関係から実際のアクセル開度θACC （％）またはスロットル開度θTH（％）と車速Ｖとに基づいてエンジン１０の運転サイクル数を変更し或いは切り換える。また、自動変速機１６の異常時やエンジン１０の異常時などにおいて車両の走行性能が損なわれないように、エンジン１０の運転サイクル数を変更する。
【００２５】
図８において、前記シフトレバー９２を備えたシフト操作装置９４は例えば運転席の横に配設されており、そのシフトレバー９２は、自動変速機１６の出力軸４６をロックするための駐車位置Ｐ、後進走行のための後進走行位置Ｒ、自動変速機１６内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立位置Ｎ、自動変速モードで第１速ギヤ段乃至第５速ギヤ段の範囲で自動変速される前進走行位置Ｄ（最高速レンジ位置）、第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速され且つ各ギヤ段でエンジンブレーキが作用させられる第４エンジンブレーキ走行位置４、第１速ギヤ段乃至第３速ギヤ段の範囲で自動変速され且つ各ギヤ段でエンジンブレーキが作用させられる第３エンジンブレーキ走行位置３、第１速ギヤ段乃至第２速ギヤ段の範囲で自動変速され且つ各ギヤ段においてエンジンブレーキが作用させられる第２エンジンブレーキ走行位置２、第１速ギヤ段で走行させられ且つエンジンブレーキが作用させられる第１エンジンブレーキ走行位置Ｌへそれぞれ操作可能に設けられている。上記シフト操作装置９４には、シフトレバー９２の各操作位置を検出するための図示しないスイッチが備えられており、そのシフトレバー９２の操作位置ＳH を表す信号を電子制御装置９０へ出力する。上記シフト操作装置９４には、スポーツ走行などのためのマニアル変速モードへ切り換えるためのモード切換スイッチ９６が設けられている。このモード切換スイッチ９６によってマニアル変速モードが選択されると、図９に示すステアリングホイール９８に設けられた手動変速操作釦９９が有効化される。
【００２６】
図１０は、上記電子制御装置９０の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。変速制御手段１００は、シフトレバー９２によって前進走行位置Ｄすなわち自動変速モードにおける前進走行位置が選択されている場合は、図示しない予め記憶された関係（変速線図）からアクセル開度θACC （％）またはスロットル開度θTH（％）と車速Ｖとに基づいて変速判断を行い、その変速判断に対応してギヤ段が得られるように油圧制御回路６６を制御する。また、モード切換スイッチ９６によって手動変速モードが選択されている場合は、その手動変速操作釦９９がアップ変速指令位置またはダウン変速指令位置へ操作される毎に、ギヤ段をアップ変速側またはダウン変速側へ切り換える。この手動変速モードにおけるギヤ段およびシフトレバー９２によってエンジンブレーキ走行位置が選択されているギヤ段では、エンジンブレーキが作用するように摩擦係合装置が作動させられる。マニアルダウン変速操作は、上記手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されることにより行われる。
【００２７】
等速係合制御手段１０２は、マニアル等速ダウン変速が発生したか否かを、手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されたことに基づいて判定するマニアル等速ダウン変速判定手段１０４と、そのダウン変速によりエンジン回転速度ＮE が変化（増加）する期間であるイナーシャ相の開始（エンジン回転速度増加開始）を、たとえばエンジン回転速度ＮE の変化量（率）に基づいて判定するイナーシャ相開始判定手段１０６と、そのイナーシャ相の終了またはその直前を、車速Ｖおよびそのときのギヤ段の変速比γi （ｉ＝１〜５）に基づいて算出されるダウン変速後の回転速度（γi ×ＮOUT ）すなわち同期回転速度より所定値低い値に実際のエンジン回転速度ＮE が到達したことに基づいて判定するイナーシャ相終了判定手段１０８と、エンジン回転速度ＮE を速やかに変速後の値に向かって上昇させるために、上記イナーシャ相の開始以後、詳しくは開始から終了までの間においてエンジントルクＴE を一時的に積極的に増加させるエンジントルク増加手段１１０と、上記イナーシャ相の終了判定時においてエンジントルクＴE の一時的増加を終了させるエンジントルク増加終了手段１１２とを備え、ダウン変速過程においてエンジン回転速度ＮE を速やかに同期回転速度まで上昇させるようにエンジントルクＴE を一時的に増加させ、ダウンシフト後のギヤ段を成立させる摩擦係合装置を等速で係合させるようにする。これにより、エンジンブレーキ作用のあるギヤ段へのマニアルダウン変速が速やかに達成されるとともにダウンシフトショックが好適に抑制され、またスポーツ走行が好適に行われる。
【００２８】
上記エンジントルク増加手段１１０は、エンジントルクＴE を増加させるために、可変動弁機構７８の電磁アクチュエータ７６および７７により駆動される吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いて変更する。たとえば、吸気弁７４は、スロットル弁としても機能できるので、その吸気量が吸気弁７４によって制御されることによりエンジントルクＴE が一時的に増加させられる。また、慣性流量が多くなるタイミングで吸気弁７４が作動させられることにより燃焼効率が高められてエンジントルクＴE が増加させられる。
【００２９】
また、上記エンジントルク増加手段１１０は、上記可変動弁機構７８の電磁アクチュエータ７６および７７により駆動される吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５が制御不能である場合には、スロットル弁開度θTHまたはエンジン１０の点火時期を制御することにより、ダウン変速時のショックを抑制するためにエンジントルクＴE を一時的に増加させる。なお、上記エンジントルク増加手段１１０は、上記可変動弁機構７８によるエンジン出力トルクＴE の一時的増加に替えて、主として、モータジェネレータ（電動機）ＭＧ１またはＭＧ２を用いてそれまでのエンジントルクＴE よりも一時的に増加させたトルクを出力させて自動変速機１６へ入力させるようにしてもよい。この場合、充電残量の不足などに起因してそのモータジェネレータ（電動機）ＭＧ１またはＭＧ２によるトルク出力の実行が不可状態となると、上記可変動弁機構７８によるエンジン出力トルクＴE の一時的増加制御を実行するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、上記エンジントルク増加手段１１０によるエンジン出力トルクＴE のトルク増加量は、予め定められた関係から実際の自動変速機１６のダウン変速の種類、ダウン変速開始時におけるエンジン出力トルクＴE の大きさに基づいて決定される。この関係は、たとえばデータマップとして記憶されるものであり、ダウン変速時においてエンジン回転速度ＮE を速やかに同期回転速度まで立ち上げるために必要かつ十分なトルク増加量が得られるように、予め実験的に設定されている。
【００３１】
図１１は、前記電子制御装置９０の制御作動の要部すなわち電磁駆動弁トルクアップ制御作動を説明するフローチャートである。図１１において、前記マニアル等速ダウン変速判定手段１０４に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、マニアル等速ダウン変速であるか否かが、たとえば手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されたことに基づいて判断される。このＳ１の判断が否定される場合はＳ２において他の変速制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
【００３２】
しかし、上記Ｓ１の判断が肯定される場合は、前記イナーシャ相開判定手段１０６に対応するＳ３において、上記ダウン変速によるエンジン回転速度ＮE の変化が行われるイナーシャ相区間の開始か否かが、たとえばそのエンジン回転速度ＮE の変化の発生に基づいて判断される。図１２のｔ1 時点はこの状態を示している。当初は上記Ｓ３の判断が否定されるので、前記イナーシャ相終了判定手段１０８に対応するＳ５において、上記ダウン変速によるエンジン回転速度ＮE の過渡的変化が行われるイナーシャ相区間の終了であるか否かが、たとえばエンジン回転速度ＮE が同期回転速度から所定値低い値に到達したか否かに基づいて判断される。当初はこのＳ５の判断も否定されるので、上記Ｓ３およびＳ５の実行が繰り返されることにより待機させられる。
【００３３】
変速制御手段１００によるダウンシフトの進行によってエンジン回転速度ＮE の変化（上昇）開始が行われると、前記Ｓ３の判断が肯定されるので、前記エンジントルク増加手段１１０に対応するＳ４において、可変動弁機構７８の電磁アクチュエータ７６および７７により駆動される吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つが制御されることによりエンジン出力トルクＴE が増加させられる。この増加量は、予め定められた関係から実際の自動変速機１６のダウンシフトの種類、ダウンシフト開始時におけるエンジン出力トルクＴE の大きさに基づいて決定される。図１２のｔ2 時点はこの状態を示している。以後の制御サイクルにおいてＳ３の判断が否定されるので、Ｓ５においてイナーシャ相が終了したか否かが判断される。当初はこのＳ５の判断が否定されて待機させられるが、ダウンシフトが進行してイナーシャ相の終了直前となってそのＳ５の判断が肯定されると、前記エンジントルク増加終了判定手段１１２に対応するＳ６において、上記吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５によるエンジン出力トルクＴE の一時的増加制御が終了させられる。図１２のｔ3 時点或いはｔ4 時点はこの状態を示している。
【００３４】
上述のように、本実施例によれば、自動変速機１６のダウンシフト時においてエンジン１０の回転速度ＮE を一時的に上昇させて速やかに同期を行わせるときには、エンジントルク増加手段１１０により、エンジン回転速度ＮE の一時的上昇開始から終了までの間において吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５を駆動することによりエンジン出力トルクＴE が一時的に増加させられるので、そのエンジントルクＴE の増加時においてダウンシフトの同期が速やかに行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。このような効果は、アクセルペダルが踏み込まれないでコースト走行する場合に顕著である。ちなみに、図１２の破線は、エンジントルクＴE の増加時がなく、自動変速機１６を介して車両の運動エネルギによりエンジン回転速度ＮE が持ち上げられる場合を示している。この場合には、回転同期すなわちダウンシフト完了が遅くなるとともに、エンジンブレーキ力が急に作用して変速ショックが発生する。
【００３５】
また、本実施例によれば、エンジントルク増加手段１１０は、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いて制御することによりエンジン１０の出力トルクＴE を一時的に増加させるものであるので、そのエンジン出力トルクＴE の増加時においてダウン変速の同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【００３６】
また、本実施例によれば、エンジントルク増加手段１１０は、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５の制御不能状態であるときは、スロットル弁開度θTHまたはエンジン１０の点火時期を制御することによりそのエンジン１０の出力トルクＴE を一時的に増加させるものであるので、そのエンジン出力トルクＴE の増加時においてダウンシフトの同期が行われることにより、トルク変動による車両のショックが好適に防止される。
【００３７】
また、本実施例によれば、車両は駆動源として利用するモータジェネレータ（電動機）ＭＧ１およびＭＧ２を備えたものであり、エンジントルク増加手段１１０は、そのモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２を用いてエンジン出力トルクＴE の一時的増加に替わるトルクを一時的に出力させる一方で、そのモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２によるトルクの出力の実行が不可状態となると、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５を駆動制御することによりエンジン出力トルクＴE を一時的に増加させる制御を実行するようにも構成される。このため、ダウンシフト時においてエンジン回転速度ＮE の上昇開始から上昇終了までの間には、主としてモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２を用いてエンジン出力トルクＴE の一時的増加に替わるトルクが出力されるので、燃費が向上する。また、そのモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２によるトルクの出力が実行不可状態となると、吸気弁（電磁駆動弁）７４や排気弁（電磁駆動弁）７５を駆動制御することによりエンジン出力トルクＴE が一時的に増加させられるので、信頼性が高められる。
【００３８】
また、本実施例によれば、エンジントルク増加手段１１０によるトルク増加量は、自動変速機１６のダウン変速の種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに基づいて決定されることから、自動変速機１６のダウン変速の種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに応じたトルク増加量により、ダウンシフト時にエンジン出力トルクＴE が一時的に増加させられるので、ダウン変速の同期が行われるときにトルク変動による車両のショックが一層好適に防止される。
【００３９】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４０】
たとえば、前述の各実施例において、マニアルダウン変速は、手動変速操作釦９９がダウン変速側へ操作されるか、或いは上記シフトレバー９２がエンジンブレーキ走行位置へ操作されたことに基づいて判断されていたが、他の形式のシフト操作部材が用いられていてもよい。
【００４１】
また、上記自動変速機１６に替えて、手動操作に応答して油圧アクチュエータにより変速比が段階的に切り換えられる変速機、有効径が可変な一対の可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けられたベルト式無段変速機、或いは一対のコーン（回転体）間に回転軸心が回動させられるローラが介在させられたトラクション式の無段変速機などが設けられていても差し支えない。
【００４２】
また、前述の実施例のエンジン１０は、２サイクルと４サイクルとの間に切換られるものであったが、他の運転サイクル数に切換られるもので差し支えないし、必ずしもサイクル数変更可能なエンジンでなくてもよい。
【００４３】
また、前述の実施例の車両では、電動機として機能するモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２が備えられていたが、電動機であってもよい。また、そのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４４】
また、前述の実施例では、排気タービン式過給機５４が設けられていたが、ルーツ式過給機であってもよいし、それら過給機は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４５】
その他、一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の制御装置が適用された油圧式摩擦係合装置を含む車両用自動変速機の構成を説明する図である。
【図２】図１の自動変速機における、複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組合わせとそれにより成立するギヤ段との関係を示す図表である。
【図３】図１の自動変速機を含む車両の原動機および駆動系の要部を説明する図である。
【図４】図１のエンジンの各気筒に設けられた可変動弁機構を説明する図である。
【図５】図４の可変動弁機構に設けられて吸気弁或いは排気弁を所望のタイミングで開閉作動させる電磁アクチュエータの構成を説明する図である。
【図６】図１乃至図３の車両に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図７】図８の運転サイクル変更判定手段によりエンジンの運転サイクルの変更を判定するために用いられる予め記憶された関係を示す図である。
【図８】図１の車両に設けられたシフト操作装置を説明する平面図である。
【図９】図１の車両に設けられたステアリングホイールを示す図である。
【図１０】図６の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図１１】図６の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図１２】図６の電子制御装置の制御作動の要部を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１０：エンジン
１６：自動変速機
７４：吸気弁（電磁駆動弁）
７５：排気弁（電磁駆動弁）
９０：電子制御装置
１１０：エンジントルク増加手段
Claims (6)
- 電磁駆動弁を有するエンジンと自動変速機とを備えた車両において、該自動変速機のダウンシフト時において該エンジンの回転速度を一時的に上昇させて速やかに同期を行わせる総合制御装置であって、
前記エンジン回転速度の上昇開始から終了までの間において前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクを一時的に増加させるエンジントルク増加手段を、含み、
前記エンジントルク増加手段は、前記電磁駆動弁の作動角、リフト量、位相のうちの少なくとも１つを用いて前記エンジンのトルクを一時的に増加させるものであることを特徴とする車両の総合制御装置。 - 前記自動変速機のダウンシフトは、手動変速操作に基づくダウンシフトであることを特徴とする請求項１に記載の車両の総合制御装置。
- 前記自動変速機のダウンシフトは、アクセルペダルが踏みまれていないで走行するコースト走行時におけるダウンシフトであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の総合制御装置。
- 前記総合制御装置は、前記エンジントルク増加手段によるエンジントルクの一時的増加を終了するエンジントルク増加終了手段を含み、
該エンジントルク増加終了手段は、イナーシャ相の終了直前において、前記エンジントルク増加手段により増加させられたエンジントルクを増加時よりも低い速度で減少させるものであることを特徴とする請求項１〜３に記載の車両の総合制御装置。 - 前記車両は駆動源として利用する電動機を備えたものであり、
前記エンジントルク増加手段は、該電動機を用いて前記エンジントルクの一時的増加に替わるトルクの出力を実行し、該電動機によるトルク出力の実行が不可状態となると、前記電磁駆動弁を駆動することによりエンジントルクを一時的に増加させる制御を実行するものである請求項１〜４の車両の総合制御装置。 - 前記トルク増加量は、前記自動変速機のダウンシフトの種類、変速開始時におけるエンジン出力トルクに基づいて決定されるものである請求項１〜４の車両の総合制御装置。
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