JP3849510B2

JP3849510B2 - 車両のエンジン制御装置

Info

Publication number: JP3849510B2
Application number: JP2001370671A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: JP2003170764A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のエンジン制御装置に係り、特に、非駆動状態から駆動状態へ切り換える駆動切換時に断続装置により動力伝達経路が接続される際のエンジン制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(a) エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路を遮断する非駆動状態と、その動力伝達経路を接続する駆動状態とを選択する選択操作手段と、(b) その選択操作手段の操作に従って前記動力伝達経路を接続、遮断する断続装置と、を有する車両が知られている。選択操作手段は、例えば非駆動状態を選択するための「Ｎ（ニュートラル）」ポジションや、駆動状態である前進走行や後進走行を行うための「Ｄ（ドライブ）」ポジション、「Ｒ（リバース）」ポジションなどへ選択的に操作されるシフトレバーなどで、断続装置は、例えば非駆動状態であるニュートラル「Ｎ」や、複数の前進変速段、後進変速段「Ｒｅｖ」などを成立させる遊星歯車式の自動変速機のクラッチやブレーキ、或いはエンジンと変速機との間に配設された入力クラッチなどである。そして、例えばニュートラル「Ｎ」でアクセルを踏み込んでエンジン回転を上昇させた状態（レーシング状態）で、シフトレバーを「Ｄ」ポジションへ切換操作することにより、前進変速段用のクラッチ或いは入力クラッチを急係合させて急発進するような操作が行われると、そのクラッチの耐久性が低下したり動力伝達系に過大なトルクが作用して耐久性が低下する可能性がある。このため、例えば特開平１１−６２６５２号公報では、非駆動状態におけるエンジン回転速度を所定値以下に制限することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンがアイドル状態の場合でも、非駆動状態から駆動状態への切換操作に伴って断続装置により動力伝達経路が接続されることにより、負荷の変化に伴ってエンジン回転速度が変化させられ、エンジンなどの回転部分のイナーシャトルク等により一時的に大きな駆動トルクが発生してショックを生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、非駆動状態から駆動状態への切換時にエンジンの回転速度変化に起因して発生するイナーシャトルクによりショックが発生する不具合を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 吸気弁および排気弁の少なくとも一方が電気的に開閉制御可能な電動開閉弁で、その電動開閉弁により自身の回転速度を制御できる走行用のエンジンと、(b) そのエンジンと駆動輪との間の動力伝達経路を遮断する非駆動状態と、その動力伝達経路を接続する駆動状態とを選択する選択操作手段と、(c) その選択操作手段の操作に従って前記動力伝達経路を接続、遮断する断続装置と、を有し、(d) 前記選択操作手段によって前記非駆動状態から前記駆動状態へ変更する駆動切換が行われた時に、前記断続装置によって前記動力伝達経路が接続されることにより前記エンジンの負荷が変化してそのエンジンの回転速度が低下する車両において、(e) 前記駆動切換が行われた時に、前記エンジンの負荷が変化することに伴ってそのエンジンの回転速度が低下するに際し、そのエンジンの回転速度が、その回転速度の変化に起因して発生するショックが抑制されるように予め定められた変化パターンに従って低下するように、前記電動開閉弁の開度をフィードバック制御し、または学習制御を併用したフィードフォワード制御を行う回転速度制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
第２発明は、第１発明の車両のエンジン制御装置において、前記回転速度制御手段は、前記駆動切換時における前記エンジンの回転速度が所定値よりも高いと判断されたときには、前記断続装置による前記動力伝達経路の接続開始に先行して前記電動開閉弁の制御を開始することを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
第１発明の車両のエンジン制御装置は、選択操作手段によって非駆動状態から駆動状態へ変更する駆動切換が行われた時に、エンジンの負荷が変化して回転速度が低下する車両に関するもので、その駆動切換時にエンジンの回転速度が、その回転速度の変化に起因して発生するショックが抑制されるように予め定められた変化パターンに従って低下するように、電動開閉弁をフィードバック制御乃至はフィードフォワード制御することにより、駆動切換に伴う断続装置の係合時に発生するショックを低減できる。
【００１５】
第２発明では、駆動切換時のエンジンの回転速度が所定値よりも高いと判断されたとき、例えば暖機運転やエアコン作動時などの回転速度が高いファーストアイドル時には、断続装置による動力伝達経路の接続開始に先行して電動開閉弁の制御を開始するため、その断続装置によって動力伝達経路が接続される際のショックを、初期のエンジン回転速度に応じてより適切に抑制できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、吸気弁および排気弁が何れも電気的に開閉制御される電動開閉弁で構成されているエンジンに好適に適用されるが、吸気弁および排気弁の何れか一方だけが電動開閉弁で構成され、他方はクランク軸に連動して回転駆動されるカムシャフトによって開閉されるエンジンなどにも適用され得る。
【００１７】
電動開閉弁は、例えば開閉弁毎に設けられた電磁アクチュエータにより弁体を直線往復移動させて開閉したり、開閉弁毎に設けられたカムシャフトを電動モータにより回転駆動して弁を開閉したりするなど、個々の開閉弁毎にそれぞれ独立に開閉制御できるように構成することが望ましいが、複数の気筒の開閉弁に跨がって配設されたカムシャフトを電動モータにより回転駆動して所定のタイミングで連続的に開閉させるものでも良いなど、種々の態様を採用できる。
【００１８】
電動開閉弁によるエンジン回転速度の低下制御は、例えば吸気弁および排気弁の何れか一方を閉じたまま他方を通常の制御に従って開閉することにより、ピストンの圧縮仕事で回転エネルギーを消費させて回転速度を低下させ、エンジンなどの回転部分の回転速度低下時のイナーシャトルクを低減するように構成される。具体的には、吸気弁を閉じたままにしておき、排気弁を下死点で閉じるとともに上死点で開くことにより、エンジン自身が自らエンジンブレーキをかけることができる。
【００１９】
選択操作手段は、例えば非駆動状態を選択するための「Ｎ（ニュートラル）」ポジションや、駆動状態である前進走行や後進走行を行うための「Ｄ（ドライブ）」ポジション、「Ｒ（リバース）」ポジションなどへ選択的に操作されるシフトレバーが好適に用いられ、Ｎ→Ｄ切換やＮ→Ｒ切換が駆動切換であるが、押釦スイッチなどで選択するものでも良いなど、種々の手段を採用できる。
【００２０】
動力伝達経路を接続、遮断する断続装置としては、例えば前記選択操作手段の操作に従って係合、解放されることにより動力伝達経路を接続、遮断する油圧式や電磁式等の摩擦係合装置、具体的には単板式、多板式、ベルト式等のクラッチやブレーキなどが好適に用いられるが、摩擦係合するシンクロナイザリングを有するシンクロ式の噛合クラッチなどを用いることもできる。動力伝達経路を接続、遮断する摩擦係合装置としては、例えば非駆動状態であるニュートラル「Ｎ」や、駆動状態である複数の前進変速段、後進変速段「Ｒｅｖ」などを成立させる遊星歯車式の自動変速機のクラッチやブレーキ、単に前進、後進、およびニュートラルを切り換えるだけの前後進切換装置のクラッチやブレーキ、或いはエンジンと変速機との間に配設された入力クラッチ、発進クラッチなどが広く知られている。
【００２１】
走行用のエンジンと上記自動変速機や前後進切換装置との間など、動力伝達経路には必要に応じてトルクコンバータ等の流体式動力伝達装置が配設され、車両停止時にもエンジンの回転が許容されるとともに駆動トルク（クリープトルク）が発生し、ブレーキＯＦＦでそのまま発進できるように構成されるが、流体式動力伝達装置を設けることなく発進クラッチなどの断続装置（摩擦係合装置）のスリップ制御でクリープトルクを発生させたり発進したりする車両にも本発明は適用され得る。
【００２５】
本発明は、選択操作手段により駆動切換が行われた場合に、発進クラッチや前進用クラッチなどの断続装置が係合した場合を想定したもので、駆動切換に伴うショック（駆動トルク変動など）ができるだけ小さいことが望ましく、電動開閉弁を制御してエンジンの回転速度変化が理想となるように制御することにより、断続装置の係合に伴って発生するショックを低減するようにしたのである。理想のエンジン回転速度変化は、例えば断続装置の係合所要時間などを考慮して駆動トルク変動などのショックができるだけ小さくなるように定められ、一定の変化率や、断続装置の係合進行度合等に応じて変化率が変化する所定の変化パターンで設定される。
【００２６】
そして、回転速度制御手段は、実際のエンジン回転速度が上記理想のエンジン回転速度変化に従って変化するように、例えば電動開閉弁の通常の開閉制御を中止してその開度をフィードバック制御したり、フィードフォワード制御したり、学習制御したりするように構成される。また、駆動切換に伴って係合させられる断続装置としての摩擦係合装置の係合トルク（油圧など）の制御と協調して制御することも可能である。
【００２７】
また、例えば暖機運転やエアコン作動時などにはアイドル回転速度が上昇させられる（ファーストアイドル）ため、この状態からエンジン回転速度が理想的に変化するように、電動開閉弁の開度や制御開始時間、制御継続時間などを変更することが望ましい。
【００２８】
また、電動開閉弁の制御と共にエンジンに対する燃料供給を停止したり、回転機を用いて回転抵抗を付与したりすることも可能である。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用動力伝達装置８の構成を説明する骨子図である。図１において、内燃機関にて構成されている走行用駆動源としてのエンジン１０の出力は、入力クラッチ１２、流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータ１４を経て自動変速機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。上記入力クラッチ１２とトルクコンバータ１４との間には、回転機として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、入力クラッチ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。
【００３０】
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変速部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変速部３４とを備えている。第１変速部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。
【００３１】
第２変速部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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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（入力軸２２の回転速度Ｎin／出力軸４６の回転速度Ｎout)が順次異なる前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）の変速段のいずれかに切り換えられる。図２において「○」は係合で、空欄は解放を表し、「◎」はエンジンブレーキ時の係合を表し、「△」は動力伝達に関与しない係合を表している。なお、第４変速段「４ｔｈ」および第５変速段「５ｔｈ」は、常にエンジンブレーキが作用する。前記クラッチＣ０〜Ｃ２、およびブレーキＢ０〜Ｂ４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。
【００３５】
図３に示すように、前記エンジン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５４が設けられており、排気管５２には、ウェイストゲート弁５６を有するバイパス通路５８が並列に設けられて、そのバイパス通路５８を流通する排気ガスの流量を制御することにより、タービン回転を変化させて吸気配管５０内の過給圧を調節できるようになっている。吸気配管５０には、スロットルアクチュエータ６０によって開閉制御される電子スロットル弁６２が設けられている。電子スロットル弁６２は、基本的には図７に示すように運転者の出力要求量を表すアクセル操作量Ａ_CCに対応する開度θ_THとなるように制御されるが、運転状態に応じて適切にエンジン１０の出力を調節するため、変速過渡時などにアクセル操作量Ａ_CCとは独立に開閉制御される。
【００３６】
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クランク軸回転角センサ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。また、吸気弁７４および排気弁７５の作動タイミングを変更したり、作動気筒数を変更したりすることにより、エンジン自身でエンジン回転速度ＮＥを制御することが可能で、例えば吸気弁７４を閉じたまま排気弁７５を通常の制御に従って開閉することにより、ピストンの圧縮仕事で回転エネルギーを消費させてエンジン回転速度ＮＥを強制的に速やかに低下させることができるとともに、吸気弁７４の開度を制御してエンジン回転速度ＮＥの変化率を調整することができる。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。吸気弁７４および排気弁７５は、電気的に開閉制御可能な電動開閉弁に相当する。
【００３７】
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、入力クラッチ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、それ等から第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電源切換スイッチ７２および７３とが設けられている。この電源切換スイッチ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、例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。
【００３８】
図６は、本実施例の車両用動力伝達装置８が備えている制御系統を説明するブロック線図で、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たものであり、エンジン回転速度（ＮＥ）センサ９２、タービン回転速度（ＮＴ）センサ９４、車速（Ｖ）センサ９６、スロットル弁開度（θ_TH）センサ９７、アクセル操作量センサ９８、フットブレーキスイッチ１００、シフトポジションセンサ１０２、アップシフトスイッチ１０４、ダウンシフトスイッチ１０６、二次電池残量計１０８などからエンジン回転速度ＮＥ、タービン回転速度ＮＴ（入力軸２２の回転速度Ｎinと同じ）、車速Ｖ（出力軸４６の回転速度Ｎout に対応）、電子スロットル弁６２のスロットル弁開度θ_TH、アクセルペダルの操作量Ａ_CC、フットブレーキのＯＮ・ＯＦＦ、シフトレバー８８（図９参照）の操作位置であるシフトポジションＰ_SH、変速レンジのアップ指令Ｒ_UP、ダウン指令Ｒ_DN、二次電池７１の残容量ＳＯＣ、などを表す信号が供給されるようになっている。
【００３９】
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、前記スロットルアクチュエータ６０や弁駆動制御装置８１、点火装置１１２、燃料噴射装置１１４などによりエンジン１０の出力制御を行ったり、ＭＧ１コントローラ１１６、ＭＧ２コントローラ１１８によりモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の力行制御や回生制御を行ったり、油圧制御回路６６のＡＴシフトソレノイド１２０の励磁、非励磁により油圧回路を切り換えるなどして自動変速機１６の変速制御を行ったり、その他の各種の制御を実行する。ＡＴシフトソレノイド１２０は、切換弁などの作動状態を変更して油圧回路を切り換えることにより、前記クラッチＣ０〜Ｃ２、ブレーキＢ０〜Ｂ４の係合、解放状態を切り換えて、前記複数の変速段やニュートラル「Ｎ」などを成立させるためのもので、複数設けられている。また、Ｐ_C1コントロールソレノイド１２２およびＰ_C2コントロールソレノイド１２４は、クラッチＣ１、Ｃ２の油圧アクチュエータの油圧Ｐ_C1、Ｐ_C2を調圧するためのリニアソレノイドバルブで、それ等の係合過渡時や解放過渡時の係合トルクが制御される。なお、クラッチＣ１、Ｃ２に接続されたアキュムレータの背圧制御でそれ等の係合トルクを制御することもできる。
【００４０】
前記シフトレバー８８は運転席の近傍に配設され、図９(a) に示すシフトパターンに従って５つのシフトポジョシン「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、または「Ｍ」へ手動操作されるようになっている。「Ｐ」ポジションは駐車位置で、「Ｒ」ポジションは後進走行位置で、「Ｎ」ポジションは動力伝達遮断位置で、「Ｄ」ポジションは自動変速による前進走行位置で、「Ｍ」ポジションは変速レンジを変更可能な前進走行位置であり、シフトレバー８８がどのシフトポジションへ操作されているかが前記シフトポジションセンサ１０２によって検出される。前記図２の作動表のパーキング「Ｐ」、後進変速段「Ｒｅｖ」、ニュートラル「Ｎ」は上記シフトポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」に対応し、シフトレバー８８の操作でマニュアルバルブが機械的に切り換えられることによって成立させられる。また、「Ｄ」ポジションでは、自動変速機１６の総ての前進変速段すなわち第１変速段「１ｓｔ」〜第５変速段「５ｔｈ」を用いて自動的に変速する自動変速モードが成立させられ、例えば図８に示すように車速Ｖおよびスロットル弁開度θ_THをパラメータとして予め記憶された変速マップ（変速条件）に従って変速制御が行われ、車速Ｖが低くなったりスロットル弁開度θ_THが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の変速段が成立させられる。
【００４１】
また、上記「Ｍ」ポジションでは、自動的に切り換えられる変速段の範囲が異なる複数の変速レンジを切り換えることが可能なレンジ切換可能モードが成立させられ、その「Ｍ」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「＋」、およびダウンシフト位置「−」が設けられている。そして、シフトレバー８８がそれ等のアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、そのことが前記アップシフトスイッチ１０４、ダウンシフトスイッチ１０６によって検出されてアップ指令Ｒ_UPやダウン指令Ｒ_DNが出力され、図９(b) に示すように最高速段、すなわち変速比の下限、が異なる５つの変速レンジ「Ｄ」、「４」、「３」、「２」、「Ｌ」の何れかが電気的に成立させられ、それぞれその変速段の範囲で前記図８の変速マップに従って自動的に変速制御が行われる。アップシフト位置「＋」およびダウンシフト位置「−」は何れも不安定で、シフトレバー８８はスプリング等の付勢手段により自動的に「Ｍ」ポジションへ戻されるようになっており、ダウンシフト位置「−」へ操作されることにより「Ｌ」レンジ側へ切り換えられ、アップシフト位置「＋」へ操作されることにより「Ｄ」レンジ側へ切り換えられる。なお、図９(b) の変速段の欄の丸付き数字はエンジンブレーキが作用することを意味する。
【００４２】
上記シフトレバー８８は選択操作手段で、「Ｎ」ポジションへ操作された時に成立させられるニュートラル「Ｎ」は、エンジン１０と駆動輪との間の動力伝達を遮断する非駆動状態である。また、「Ｄ」ポジションへ操作されてクラッチＣ１が係合させられることにより成立させられる第１変速段「１ｓｔ」や、「Ｒ」ポジションへ操作されてクラッチＣ２等が係合させられることにより成立させられる後進変速段「Ｒｅｖ」は、何れも動力伝達経路を接続する駆動状態であり、クラッチＣ１、Ｃ２は、シフトレバー８８の操作に従って係合、解放されることにより動力伝達経路を接続、遮断する摩擦係合装置で、断続装置として機能している。すなわち、シフトレバー８８の切換操作に従ってマニュアルバルブが作動させられ、油圧回路が切り換えられることによってクラッチＣ１、Ｃ２は係合または解放されるのである。なお、後進変速段「Ｒｅｖ」では、ブレーキＢ０およびＢ４も係合させられるが、クラッチＣ２に先行して速やかに係合させられ、最終的に動力伝達経路を接続するのはクラッチＣ２である。また、前記入力クラッチ１２は、シフトレバー８８が「Ｎ」ポジションへ操作された時も係合状態に保持される。
【００４３】
ここで、シフトレバー８８が「Ｎ」ポジションの車両停止時にアクセルが踏込み操作されてエンジン回転速度ＮＥが高回転となったレーシング状態で、そのままシフトレバー８８が「Ｄ」ポジションまたは「Ｒ」ポジションへ切換操作され、前進用のクラッチＣ１または後進用のクラッチＣ２が急係合させられると、それ等のクラッチＣ１またはＣ２に高い負荷が掛かり、摩擦材が摩耗して寿命が著しく低下する恐れがある。このため、前記電子制御装置９０は、図１０のフローチャートに従って信号処理を行うことにより、このような急係合発進時にエンジン回転速度ＮＥを強制的に低下させて、クラッチＣ１やＣ２の負荷を軽減する機能を備えている。
【００４４】
図１０のステップＳ１では、シフトレバー８８が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションへ切換操作されたＮ→Ｄシフト、またはシフトレバー８８が「Ｎ」ポジションから「Ｒ」ポジションへ切換操作されたＮ→Ｒシフトか否かを、シフトポジションセンサ１０２からの信号に基づいて判断し、Ｎ→ＤまたはＮ→Ｒの駆動切換の場合はステップＳ２で急係合発進か否かを判断する。急係合発進か否かは、例えば車速Ｖが略０の停車状態でエンジン回転速度ＮＥが予め定められた所定値（例えば２５００ｒｐｍ）以上か否かによって判断され、急係合発進の場合はステップＳ３で第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御可能か否かを判断する。第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御が可能か否かは、例えば第１モータジェネレータＭＧ１自体のフェールや電気系統の故障（ショートなど）、二次電池７１が満充電で充電不可、或いは低温により使用不可、などを判断することによって行われる。
【００４５】
そして、第１モータジェネレータＭＧ１を使用可能の場合は、ステップＳ４でエンジン１０自身による回転速度低下制御を行うとともに、ステップＳ５でＭＧ１コントローラ１１６により第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御してエンジン１０に回転抵抗を付与し、且つ発生した電気エネルギーで二次電池７１を充電する。ステップＳ４のエンジン１０自身による回転速度低下制御は、例えば弁駆動制御装置８１により吸気弁７４を閉じ制御するとともに、燃料噴射装置１１４による燃料噴射すなわち爆発を停止することにより、ピストンの圧縮仕事などで回転エネルギーを吸収してエンジン回転速度ＮＥを速やかに強制的に低下させる。吸気弁７４の閉じ制御は吸気弁７４を閉じたままにすることで、排気弁７５を下死点で閉じるとともに上死点で開くことにより、ピストンの圧縮仕事でエンジン回転速度ＮＥが低下する。一方、第１モータジェネレータＭＧ１が使用不可の場合は、回生制御で回転抵抗を付与することができないため、ステップＳ６でステップＳ４と同様のエンジン１０自身による回転速度低下制御のみを行ってエンジン回転速度ＮＥを低下させる。なお、第１モータジェネレータＭＧ１が使用不可の場合でも、能力を制限した状態で回生制御を行うことができる場合は、可能な範囲で第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御を行って回転抵抗を付与するようにしても良い。また、本実施例では第１モータジェネレータＭＧ１を用いて回転抵抗を付与するようにしているが、第２モータジェネレータＭＧ２を用いたり、両方のモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を用いたりして、回転抵抗を付与するようにしても良い。
【００４６】
図１１は、Ｎ→Ｄシフト時に、ステップＳ４およびＳ５でエンジン１０自身による回転速度低下制御と共に第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御を行ってエンジン回転速度ＮＥを低下させた場合のタイムチャートの一例（概念的なもの）であり、時間ｔ₁はＮ→Ｄシフトによる急係合発進でステップＳ２の判断がＹＥＳになった時間で、時間ｔ₂はクラッチＣ１が完全係合してタービン回転速度ＮＴと車速Ｖに対応する出力軸４６の回転速度Ｎout との比（ＮＴ／Ｎout)が第１変速段「１ｓｔ」の変速比と略一致した時間である。なお、図では吸気弁７４の閉じ制御が時間ｔ₁と同時に開始されているが、厳密にはクランク軸７９の回転角に応じて気筒毎に異なる所定のタイミングで閉じ制御が開始される。すなわち、通常の開閉制御の閉じタイミングに合わせて閉じ制御を開始するのである。
【００４７】
ここで、エンジン１０自身の回転速度低下制御や第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御を行ってエンジン回転速度ＮＥを低下させると、エンジン１０のイナーシャトルクが減少してクラッチＣ１の負荷が軽減されるが、エンジン１０のイナーシャトルクはエンジン回転速度ＮＥに比例して大きくなるため、これらの制御によるイナーシャトルクの低減量も、例えば図１２に示すようにエンジン回転速度ＮＥが高い程大きくなるように定めることが望ましい。一方、クラッチＣ１は、シフトレバー８８のＮ→Ｄシフトに伴ってマニュアルバルブが機械的に作動させられ、油圧回路が切り換えられることにより油圧Ｐ_C1がアキュムレータの作用やＰ_C1コントロールソレノイド１２２による油圧制御などで図１１に示すように上昇して係合させられる。このため、この時のクラッチＣ１の係合所要時間を考慮して、この時間内に上記低減量だけイナーシャトルクが低下するように、可能な範囲でエンジン１０自身による回転速度を低下させるためのトルクや第１モータジェネレータＭＧ１の回生トルクが定められる。エンジン１０自身による回転速度を低下させるためのトルクは、例えば閉じ制御している吸気弁７４の開度を変更することによって調整できる。また、エンジン１０自身の回転速度低下制御によるイナーシャトルクの低減量と、第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御によるイナーシャトルクの低減量との振り分けは、例えば等分に分けたり、電気エネルギーとして回収する第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御を最大限に活用して、足りない分だけエンジン１０自身の回転速度低下制御で補ったり、逆に吸気弁７４の閉じ制御等のエンジン１０自身の回転速度低下制御を最大限に活用し、足りない分だけ第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御で補ったりするなど、適宜定められる。その場合に、エンジン回転速度ＮＥが所定の変化パターン（例えば変化率など）で低下するように、応答性に優れた第１モータジェネレータＭＧ１の回生トルクをフィードバック制御したり、学習補正を併用したフィードフォワード制御を行ったりすることもできる。
【００４８】
なお、このような急係合発進時には、できるだけ速やかにクラッチＣ１を係合して車両を発進させることが望まれるため、上記吸気弁７４の閉じ制御等のエンジン１０自身による回転速度低下制御、および第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御を、何れもイナーシャトルクの低減量が最大になるように実施するようにしても良い。その場合は、例えばエンジン回転速度ＮＥや、タービン回転速度ＮＴと車速Ｖに対応する出力軸４６の回転速度Ｎout との回転速度差ΔＮなどを監視して、エンジン回転速度ＮＥが所定値以下になったり回転速度差ΔＮが所定値以下になったりした時に、それ等のイナーシャトルクの低減制御を終了するようにすれば良い。
【００４９】
このように、シフトレバー８８によって駆動切換（Ｎ→ＤまたはＮ→Ｒ）が行われ、動力伝達経路を接続するクラッチＣ１またはＣ２が係合させられる際に、エンジン回転速度ＮＥが所定値以上の急係合発進の場合には、ステップＳ４またはＳ６で吸気弁７４の閉じ制御によりエンジン１０自身の回転速度低下制御が行われ、エンジン回転速度ＮＥが強制的に低下させられるため、そのエンジン１０の回転速度変化に起因して発生するイナーシャトルクがその分だけ低減され、クラッチＣ１、Ｃ２の係合時の負荷が小さくなって耐久性が向上する。
【００５０】
また、吸気弁７４は気筒に対する吸気を直接制御するものであるため、例えば吸気配管５０に設けられた電子スロットル弁６２を閉じ制御してエンジン回転速度ＮＥを低下させる場合に比較して応答性が速く、クラッチＣ１、Ｃ２の係合時の負荷を効果的に軽減することができる。
【００５１】
また、吸気弁７４の閉じ制御と共にフューエルカットを行ってエンジン１０に対する燃料供給を停止するため、エンジン回転速度ＮＥが一層速やかに低下させられるようになって、クラッチＣ１、Ｃ２の係合時の負荷が一層効果的に軽減される。
【００５２】
また、ステップＳ５でエンジン１０に直列に接続されている第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御し、エンジン１０に回転抵抗を付与するようになっているため、エンジン回転速度ＮＥが一層速やかに低下させられるようになって、クラッチＣ１、Ｃ２の係合時の負荷が一層効果的に軽減される。
【００５３】
なお、電子制御装置９０による一連の信号処理のうち、図１０のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６を実行する部分は回転速度低下手段として機能しており、ステップＳ５を実行する部分は回転抵抗付与手段として機能している。
【００５４】
次に、本発明の実施例を説明する。
【００５５】
図１３は、前記電子制御装置９０によって実行される信号処理の内容を説明するフローチャートで、図１４は、図１３のフローチャートに従って信号処理が行われた場合のタイムチャートで、Ｎ→Ｄシフト時のものである。図１３は、車両停止時におけるＮ→ＤまたはＮ→Ｒの駆動切換に伴ってクラッチＣ１またはＣ２により動力伝達経路が接続されることにより、エンジン１０に負荷が掛かってエンジン回転速度ＮＥが低下する際に、そのエンジン回転速度ＮＥの変化が理想の変化となるようにして、クラッチＣ１またはＣ２の係合時のショックをできるだけ防止するためのものである。そして、ステップＲ１およびＲ２では、前記ステップＳ１およびＳ２と同様にして急係合発進か否かを判断し、急係合発進の場合は例えば図１０のステップＳ３以下を実行し、急係合発進でない場合、すなわち車速Ｖが略０で且つエンジン回転速度ＮＥが所定値（例えば２５００ｒｐｍ）より低い停車時駆動切換の場合はステップＲ３以下を実行する。本実施例では、ブレーキ操作の有無に拘らずステップＲ３以下を実行するようにしているが、ブレーキＯＦＦでそのまま発進する場合はクラッチＣ１またはＣ２の係合時のショックがそれ程気にならないため、ブレーキペダルを踏込み操作しているブレーキＯＮ時のみステップＲ３以下を実行するようにしても良い。
【００５６】
ステップＲ３では、エアコンなどの補機類の作動や暖機運転などでエンジン回転速度ＮＥが比較的高いファーストアイドル状態か否かを判断し、ファーストアイドル状態の場合は、エンジン回転速度ＮＥの低下に伴って発生するイナーシャトルクが大きいため、ステップＲ４で吸気弁７４の閉じ制御を先行して実施し、エンジン回転速度ＮＥを強制的に低下させる。ファーストアイドル状態か否かは、例えば通常のアイドル回転速度が６００ｒｐｍ程度で、ファーストアイドル回転速度が９００ｒｐｍ程度の場合、エンジン回転速度ＮＥが８００ｒｐｍ程度以上か否かによって判断できる。本実施例では、運転者のアクセル操作などでエンジン回転速度ＮＥが８００ｒｐｍ以上の場合もステップＲ４が実行されるが、アクセル操作時はクラッチＣ１またはＣ２の係合時のショックがそれ程気にならないため、アクセルを踏込み操作していないアクセルＯＦＦの場合のみステップＲ３以下が実行されるようにしても良い。
【００５７】
図１４のエンジン回転速度ＮＥおよび吸気弁７４の欄の一点鎖線は、上記ファーストアイドル状態の場合で、Ｎ→Ｄシフトが行われた時間ｔ₁から直ちに吸気弁７４の閉じ制御が行われる。この場合の閉じ制御は、例えばエンジン回転速度ＮＥに応じてＮＥが高い程開き量を小さくするように定められるが、エンジン回転速度ＮＥと関係無く吸気弁７４を完全に閉じるようにしたり、予め定められた所定の開度としたりするなど、種々の態様を採用できる。また、前記ステップＳ４やＳ６のようにフューエルカットを併用することも可能である。
【００５８】
ステップＲ５ではＮ→Ｄシフトか否かを判断し、Ｎ→Ｄシフトの場合はステップＲ６でＰ_C1コントロールソレノイド１２２により油圧Ｐ_C1を調圧してクラッチＣ１の係合トルクを制御するとともに、ステップＲ７で、その油圧Ｐ_C1の制御と協調して吸気弁７４をフィードバック制御し、エンジン回転速度ＮＥを変化させる。図１４の時間ｔ₂は、油圧制御に対して所定のタイミング、例えばクラッチＣ１のアキュムレータが作動を始めるタイミングで吸気弁７４の制御が開始された時間であり、この時の吸気弁７４の制御は、通常の開閉制御を中止するとともに、エンジン回転速度ＮＥが予め定められた理想の変化パターン（変化率など）に従って変化するように、その開度をフィードバック制御するものであるが、学習補正を併用したフィードフォワード制御を採用することもできる。理想の変化パターンは、例えばクラッチＣ１の係合所要時間などを考慮して係合時のショックができるだけ小さくなるように定められる。なお、ステップＲ６の油圧Ｐ_C1の制御についても、エンジン回転速度ＮＥが所定の変化パターン（変化率など）で低下するようにフィードバック制御や学習補正を併用したフィードフォワード制御などが行われる。図１４のエンジン回転速度ＮＥおよび吸気弁７４の欄の実線は、エンジン回転速度ＮＥが通常のアイドル状態の場合で、上記時間ｔ₂から吸気弁７４の協調フィードバック制御が開始されてエンジン回転速度ＮＥが低下させられる。一点鎖線で示すファーストアイドル状態の場合も、クラッチＣ１のアキュムレータが作動を始める時間ｔ₂からは協調フィードバック制御に切り換えられる。
【００５９】
そして、ステップＲ１０では、Ｎ→Ｄシフトが終了したか否か、すなわちクラッチＣ１が完全に係合したか否かを、例えば停車中はタービン回転速度ＮＴが０になったか否か、走行中はタービン回転速度ＮＴと車速Ｖに対応する出力軸４６の回転速度Ｎout との比（ＮＴ／Ｎout)が第１変速段「１ｓｔ」の変速比と略一致するか否かなどによって判断し、Ｎ→Ｄシフトが終了するまでステップＲ５以下を繰り返す。図１４の時間ｔ₃はＮ→Ｄシフトが終了した時間で、エンジン回転速度ＮＥは例えば５００ｒｐｍ程度になる。
【００６０】
一方、シフトレバー８８が「Ｎ」ポジションから「Ｒ」ポジションへ切換操作されたＮ→Ｒシフトの場合は、ステップＲ５に続いてステップＲ８を実行し、Ｐ_C2コントロールソレノイド１２４により油圧Ｐ_C2を調圧してクラッチＣ２の係合トルクを制御するとともに、ステップＲ９で、その油圧Ｐ_C2の制御と協調して吸気弁７４をフィードバック制御し、エンジン回転速度ＮＥを変化させる。この時の吸気弁７４の制御は、通常の開閉制御を中止するとともに、エンジン回転速度ＮＥが予め定められた理想の変化パターン（変化率など）に従って変化するように、その開度をフィードバック制御するものであるが、学習補正を併用したフィードフォワード制御を採用することもできる。理想の変化パターンは、例えばクラッチＣ２の係合所要時間などを考慮して係合時のショックができるだけ小さくなるように定められる。なお、ステップＲ８の油圧Ｐ_C2の制御についても、エンジン回転速度ＮＥが所定の変化パターン（変化率など）で低下するようにフィードバック制御や学習補正を併用したフィードフォワード制御などが行われる。
【００６１】
また、ステップＲ１０では、Ｎ→Ｒシフトが終了したか否か、すなわちクラッチＣ２が完全に係合したか否かを、停車中はタービン回転速度ＮＴが０になったか否か、走行中はタービン回転速度ＮＴと車速Ｖに対応する出力軸４６の回転速度Ｎout との比（ＮＴ／Ｎout)が後進変速段「Ｒｅｖ」の変速比と略一致するか否かなどによって判断し、Ｎ→Ｒシフトが終了するまでステップＲ５以下を繰り返す。
【００６２】
本実施例では、車両停止状態でシフトレバー８８によって駆動切換（Ｎ→ＤまたはＮ→Ｒ）が行われ、動力伝達経路を接続するクラッチＣ１またはＣ２が係合させられる際に、エンジン１０の吸気弁７４を協調フィードバック制御してエンジン回転速度ＮＥを予め定められた理想の変化パターンに従って変化させるため、クラッチＣ１またはＣ２の係合時のショックが抑制される。
【００６３】
また、吸気弁７４は気筒に対する吸気を直接制御するものであるため、例えば吸気配管５０に設けられた電子スロットル弁６２を制御してエンジン回転速度ＮＥを変化させる場合に比較して応答性が速く、ショックを一層効果的に低減することができる。
【００６４】
また、本実施例では駆動切換時のエンジン回転速度ＮＥが所定値（例えば８００ｒｐｍ）以上のファーストアイドルの場合には、吸気弁７４の閉じ制御を先行実施してエンジン回転速度ＮＥを低下させた後、クラッチＣ１またはＣ２の油圧制御と協調して吸気弁７４をフィードバック制御する協調フィードバック制御を行う一方、エンジン回転速度ＮＥが所定値以下の通常のアイドル状態の場合は、先行閉じ制御を行うことなく協調フィードバック制御のみを行うようになっているため、クラッチＣ１またはＣ２の係合時のショックを初期のエンジン回転速度ＮＥに応じて一層効果的に抑制できる。
【００６５】
なお、電子制御装置９０による一連の信号処理のうち、図１３のステップＲ１〜Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９を実行する部分が回転速度制御手段として機能している。
【００６６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、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】本発明が適用された車両用動力伝達装置を説明する骨子図である。
【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変速段との関係を示す図である。
【図３】図１の車両用動力伝達装置の概略構成図である。
【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の車両用動力伝達装置が備えている制御系統の要部を説明するブロック線図である。
【図７】図１の車両用動力伝達装置におけるエンジンのスロットル弁開度とアクセル操作量との関係を示す図である。
【図８】図１の車両用動力伝達装置における自動変速機の変速条件の一例を説明する図である。
【図９】図１の車両用動力伝達装置が備えているシフトレバーのシフトパターン、およびそのシフトレバー操作で選択できる変速レンジを説明する図である。
【図１０】図６の電子制御装置（ＥＣＵ）によって実行される急係合発進時のエンジン回転速度低下制御を説明するフローチャートである。
【図１１】Ｎ→Ｄシフトによる急係合発進時に図１０のフローチャートに従ってエンジン回転速度低下制御が行われた場合の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例である。
【図１２】図１０のエンジン回転速度低下制御によって減少させるイナーシャトルクの低減量をエンジン回転速度ＮＥに応じて設定する場合のマップの一例である。
【図１３】図６の電子制御装置（ＥＣＵ）によって実行される駆動切換時のエンジン回転速度制御を説明するフローチャートである。
【図１４】車両停止状態でのＮ→Ｄシフト時に図１３のフローチャートに従ってエンジン回転速度制御が行われた場合の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例である。
【符号の説明】
１０：エンジン１６：自動変速機７４：吸気弁（電動開閉弁）７５：排気弁（電動開閉弁）８１：弁駆動制御装置８８：シフトレバー（選択操作手段）９０：電子制御装置Ｃ１、Ｃ２：クラッチ（断続装置）
ステップＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９：回転速度制御手段

Claims

吸気弁および排気弁の少なくとも一方が電気的に開閉制御可能な電動開閉弁で、該電動開閉弁により自身の回転速度を制御できる走行用のエンジンと、
該エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路を遮断する非駆動状態と、該動力伝達経路を接続する駆動状態とを選択する選択操作手段と、
該選択操作手段の操作に従って前記動力伝達経路を接続、遮断する断続装置と、
を有し、前記選択操作手段によって前記非駆動状態から前記駆動状態へ変更する駆動切換が行われた時に、前記断続装置によって前記動力伝達経路が接続されることにより前記エンジンの負荷が変化して該エンジンの回転速度が低下する車両において、
前記駆動切換が行われた時に、前記エンジンの負荷が変化することに伴って該エンジンの回転速度が低下するに際し、該エンジンの回転速度が、該回転速度の変化に起因して発生するショックが抑制されるように予め定められた変化パターンに従って低下するように、前記電動開閉弁の開度をフィードバック制御し、または学習制御を併用したフィードフォワード制御を行う回転速度制御手段を設けた
ことを特徴とする車両のエンジン制御装置。
前記回転速度制御手段は、前記駆動切換時における前記エンジンの回転速度が所定値よりも高いと判断されたときには、前記断続装置による前記動力伝達経路の接続開始に先行して前記電動開閉弁の制御を開始する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のエンジン制御装置。