JP4306609B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、自動変速機に連結される内燃機関からの出力トルクを制御する内燃機関の制御装置に関する。

従来より、自動変速機のニュートラルレンジ（以下、「Ｎレンジ」とも称する。）とドライブレンジ（以下、「Ｄレンジ」とも称する。）との間でレンジ切替が行なわれるときに発生するエンジン回転数の吹き上がりや落ち込みを防止する技術が提案されている。

特開平４−５４４７号公報（特許文献１）は、ＮレンジとＤレンジとのレンジ切替時にエンジン回転数が変動するのを抑制することができる内燃機関の回転数制御装置を開示する。この内燃機関の回転数制御装置は、自動変速機のタービン回転数を検出するタービン回転数センサと、自動変速機における無負荷および有負荷の切替に応じた信号を出力するレンジスイッチと、エンジンの吸気量を調整する吸気量調整手段と、レンジスイッチからの信号が変化したとき、タービン回転数センサの出力の挙動に応じてエンジンの吸気量を補正する回転数調整器とを備える。

この回転数制御装置においては、自動変速機のタービン回転数をタービン回転数センサが検出する。そして、自動変速機における無負荷と有負荷との切替時、回転数調整器は、タービン回転数センサの出力の挙動に応じて吸気量調整手段を制御し、エンジンの回転数を目標回転数に一致させる。この回転数制御装置によれば、ＮレンジとＤレンジとのレンジ切替時におけるエンジン回転数の変動を減少させることができる（特許文献１参照）。
特開平４−５４４７号公報 特開昭５８−８２５０号公報

しかしながら、特開平４−５４４７号公報に開示された内燃機関の回転数制御装置は、タービン回転数センサによって検出されるタービン回転数の検出値に基づいてエンジンの吸気量を制御するフィードバック制御であるので、制御の遅れが発生してしまう。したがって、上記の回転数制御装置では、ＮレンジとＤレンジとのレンジ切替時におけるタービン回転数の過渡的な変化に追従してエンジンの回転数を正確に制御することは困難であり、レンジ切替時に発生するいわゆる「シフトショック」を十分に低減させることはできない。

また、レンジ切替時に発生するシフトショックを低減させるためには、エンジンの回転数を制御するという観点からだけでなく、エンジンに要求されるトルクをより正確に算出し、その算出されたトルク（目標トルク）に基づいてエンジンの出力トルクを制御する必要がある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、自動変速機においてＮレンジとＤレンジとの間でレンジ切替が行なわれるときのシフトショックを低減することができる内燃機関の制御装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、自動変速機に連結される内燃機関に要求されるトルクをより正確に算出可能な内燃機関の制御装置を提供することである。

この発明によれば、内燃機関の制御装置は、流体継手を有する自動変速機に連結される内燃機関からの出力トルクを制御する内燃機関の制御装置であって、自動変速機の変速機構においてＮレンジと非Ｎレンジ（Ｄレンジなど）との間でレンジ切替が行なわれたときに変化する流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）の挙動を所定の予測関数に基づいて予測する予測手段と、予測手段による予測結果と流体継手の入力軸に連結される内燃機関の回転数とに基づいて、流体継手の入力軸を回転させるのに必要なトルクを算出するトルク算出手段と、算出されたトルクを用いて内燃機関からの出力トルクを制御する制御手段とを備える。

この発明による内燃機関の制御装置においては、自動変速機においてＮレンジと非Ｎレンジとの間でレンジ切替が行なわれたときに変化する流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）の挙動を所定の予測関数に基づいて予測手段が予測し、その予測結果を用いて、内燃機関からの出力トルクを制御するための各種演算が行なわれる。すなわち、この内燃機関の制御装置においては、予測手段を用いたフィードフォワード制御が実現される。

したがって、この発明によれば、制御遅れを生じることなく、Ｎレンジと非Ｎレンジとの間のレンジ切替時における流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）の過渡的な変化に追従して内燃機関の出力トルクを制御することができる。その結果、レンジ切替時に発生するシフトショックを十分に低減させることができる。

好ましくは、トルク算出手段は、内燃機関の回転数を維持しつつ流体継手の入力軸を回転させるのに必要なトルクを算出する。

この内燃機関の制御装置においては、Ｎレンジと非Ｎレンジとの間のレンジ切替時における内燃機関の回転数の変化が抑制される。したがって、内燃機関の回転数の変化が小さく、かつ、シフトショックが小さいレンジ切替を実現できる。

好ましくは、所定の予測関数は、レンジ切替が行なわれた時点から出力軸回転数が変化し始めるまでの遅れ時間と、その後の出力軸回転数の変化を表わす関数とからなる。

さらに好ましくは、関数は、時間を変数とする二次関数からなる。

上記の内燃機関の制御装置においては、油圧系などによる応答遅れが遅れ時間として考慮され、出力軸回転数（タービン回転数）が変化し始めてからの回転数の変化が実機の挙動を示す関数で予測される。したがって、実機の動作がより正確に予測され、その結果、レンジ切替時に発生するシフトショックを十分に低減させることができる。

また、この発明によれば、内燃機関の制御装置は、流体継手を有する自動変速機に連結される内燃機関からの出力トルクを制御する内燃機関の制御装置であって、自動変速機においてＮレンジが選択されているとき、流体継手の入力軸に連結される内燃機関の回転数に基づいて流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）を算出する回転数算出手段と、算出された出力軸回転数と内燃機関の回転数とに基づいて、流体継手の入力軸を回転させるのに必要なトルクを算出するトルク算出手段と、算出されたトルクを用いて内燃機関からの出力トルクを制御する制御手段とを備え、回転数算出手段は、自動変速機の油温度に応じて流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）を補正する。

好ましくは、回転数算出手段は、Ｎレンジが選択されているとき、内燃機関の回転数と流体継手の出力軸回転数との回転数差を油温度に応じて補正し、その補正された回転数差を内燃機関の回転数から減算することによって流体継手の出力軸回転数を算出する。

この発明による内燃機関の制御装置においては、流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）を算出する回転数算出手段は、自動変速機の暖機状態に応じて変化する自動変速機の摩擦抵抗を考慮して、自動変速機の油温度に応じて流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）を補正するので、トルク算出手段によって算出されるトルクの高精度化が図られる。

したがって、この発明によれば、内燃機関に要求されるトルクをより正確に算出することができる。その結果、内燃機関からの出力トルクをより正確に制御することができる。

また、この発明によれば、内燃機関の制御装置は、自動変速機に連結される内燃機関からの出力トルクを制御する内燃機関の制御装置であって、内燃機関における摩擦抵抗に対抗して内燃機関の回転数を維持するためのフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、算出されたフリクショントルクを用いて内燃機関からの出力トルクを制御する制御手段とを備え、フリクショントルク算出手段は、自動変速機においてＮレンジが選択されているときの内燃機関の回転数と内燃機関の出力トルクとの予め設定された関係を用いて、内燃機関の回転数に基づいて内燃機関の出力トルクを算出するトルク算出手段と、算出された出力トルクから自動変速機における摩擦抵抗分トルクを減算してフリクショントルクを算出する演算手段とを含む。

この発明による内燃機関の制御装置においては、内燃機関のフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段は、自動変速機においてＮレンジが選択されているときの内燃機関の回転数と内燃機関の出力トルクとの予め設定された関係を用いて、内燃機関の出力トルクを算出する。この内燃機関の回転数と内燃機関の出力トルクとの関係は、たとえば、予め実車において測定されたデータに基づいて設定される。ここで、この内燃機関の出力トルクには、自動変速機における摩擦抵抗分トルクが含まれるところ、フリクショントルク算出手段は、算出した内燃機関の出力トルクから自動変速機における摩擦抵抗分トルクを減算した値をフリクショントルクとするので、フリクショントルク算出手段によって算出されるフリクショントルクの高精度化が図られる。

したがって、この発明によれば、内燃機関に要求されるトルクをより正確に算出することができる。その結果、内燃機関からの出力トルクをより正確に制御することができる。

この発明による内燃機関の制御装置によれば、制御遅れを生じることなく、レンジ切替時における流体継手の出力軸回転数（タービン回転数）の過渡的な変化に追従して内燃機関の出力トルクを制御することができる。その結果、自動変速機においてＮレンジとＤレンジとの間でレンジ切替が行なわれるときのシフトショックを十分に低減させることができる。

また、この発明による内燃機関の制御装置によれば、内燃機関に要求されるトルクをより正確に算出することができる。その結果、内燃機関からの出力トルクをより正確に制御することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態によるエンジンシステムの全体ブロック図である。図１を参照して、このエンジンシステム１００は、エンジン１０と、トルクコンバータ２０と、変速機３０と、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０と、温度センサ４２と、ニュートラルスイッチ４４とを備える。エンジン１０は、トルクコンバータ２０のポンプインペラ（図示せず、以下同じ。）に連結される。変速機３０は、トルクコンバータ２０のタービンランナ（図示せず、以下同じ。）に連結される。また、変速機３０には、駆動輪にトルクを伝達するためのプロペラシャフト３５が連結される。

エンジン１０は、エンジンＥＣＵ４０からの制御指令に基づいて、吸気管に設けられるスロットルバルブや点火装置、噴射装置など（いずれも図示せず）を動作させてトルクを発生し、その発生したトルクをトルクコンバータ２０へ出力する。

トルクコンバータ２０は、エンジン１０の出力軸に連結されるポンプインペラと変速機３０の入力軸に連結されるタービンランナとステータ（図示せず）とを含み、内部に充填された流体（油）を介してエンジン１０から変速機３０へトルクを伝達する。

変速機３０は、トランスミッションＥＣＵ（図示せず）からの制御指令に基づいて、プロペラシャフト３５へ伝達するトルクおよび回転数の変速を行なう。この変速機３０は、離散的に変速比が決定されるギヤ式の有段変速機であってもよいし、連続的に変速比が決定される無段変速機であってもよい。

温度センサ４２は、変速機３０内の油温度Ｔを検出し、その検出した油温度ＴをエンジンＥＣＵ４０へ出力する。ニュートラルスイッチ４４は、変速機３０においてＮレンジが選択されているか否かを検出する。そして、ニュートラルスイッチ４４は、Ｎレンジが選択されているとき、信号ＳＷをＨ（論理ハイ）レベルでエンジンＥＣＵ４０へ出力し、Ｎレンジ以外（Ｄレンジなど）が選択されているとき、信号ＳＷをＬ（論理ロー）レベルでエンジンＥＣＵ４０へ出力する。

エンジンＥＣＵ４０は、エンジン１０の制御目標トルクを算出し、その算出した制御目標トルクに基づいてエンジン１０の動作を制御する。具体的には、エンジン１０の制御目標トルクは、トルクコンバータ２０の入力軸を目標回転数で回転させるのに必要なエンジントルク（以下、「トルコン負荷トルク」と称する。）と、エンジン１０における摩擦抵抗に対抗してエンジン１０を目標回転数で回転させるのに必要なエンジントルク（以下、「エンジンフリクショントルク」と称する。）と、補機などの負荷を駆動させるのに必要なエンジントルク（以下、「補機負荷トルク」と称する。）とからなり、エンジンＥＣＵ４０は、これらの各トルクを算出し、その算出した各トルクを加算することによってエンジン１０の制御目標トルクを算出する。

ここで、エンジンＥＣＵ４０は、ニュートラルスイッチ４４からの信号ＳＷに基づいて、ＮレンジとＤレンジとの間のレンジ切替の有無を検知し、レンジ切替時に過渡的に変化するタービン回転数の挙動を予測する。そして、エンジンＥＣＵ４０は、その予測したタービン回転数を用いて、後述する方法によりトルコン負荷トルクを算出する。

また、エンジンＥＣＵ４０は、温度センサ４２からの変速機３０の油温度Ｔに基づいて、Ｎレンジ選択時における定常状態でのタービン回転数を補正し、その補正したタービン回転数を用いて、後述する方法によりＮレンジ選択時におけるトルコン負荷トルクを算出する。

さらに、エンジンＥＣＵ４０は、変速機３０内の軸受けなどにより生じる摩擦抵抗分のトルク（以下、「ＡＴフリクショントルク」と称する。）を考慮して、後述する方法によりエンジンフリクショントルクを算出する。

図２は、図１に示したエンジンＥＣＵ４０の機能ブロック図である。図２を参照して、エンジンＥＣＵ４０は、目標タービン回転数算出部１１０と、トルコン負荷トルク算出部１３０と、エンジンフリクショントルク算出部１５０と、補機負荷トルク算出部１７０と、加算部１８０と、エンジン制御部１９０とを含む。

目標タービン回転数算出部１１０は、トルコン負荷トルク算出部１３０において用いられる目標タービン回転数ＮＴを算出する。目標タービン回転数算出部１１０は、目標エンジン回転数ＮＥ、温度センサ４２からの油温度Ｔ、およびニュートラルスイッチ４４からの信号ＳＷを受け、その受けた目標エンジン回転数ＮＥ、変速機３０の油温度Ｔ、および信号ＳＷに基づいて目標タービン回転数ＮＴを算出し、その算出した目標タービン回転数ＮＴをトルコン負荷トルク算出部１３０へ出力する。なお、目標エンジン回転数ＮＥは、アイドリング時における目標エンジン回転数であって、図示されない制御部によって算出される。

トルコン負荷トルク算出部１３０は、目標エンジン回転数ＮＥ、および目標タービン回転数算出部１１０からの目標タービン回転数ＮＴを受ける。そして、トルコン負荷トルク算出部１３０は、その受けた目標エンジン回転数ＮＥおよび目標タービン回転数ＮＴに基づいてトルコン負荷トルクを算出し、その算出したトルコン負荷トルクを加算部１８０へ出力する。

エンジンフリクショントルク算出部１５０は、目標エンジン回転数ＮＥを受ける。そして、エンジンフリクショントルク算出部１５０は、その受けた目標エンジン回転数ＮＥに基づいてエンジン１０のエンジンフリクショントルクを算出し、その算出したエンジンフリクショントルクを加算部１８０へ出力する。補機負荷トルク算出部１７０は、エアコンやオルタネータなどの動作状況に応じて補機負荷トルクを算出し、その算出した補機負荷トルクを加算部１８０へ出力する。

加算部１８０は、トルコン負荷トルク算出部１３０からのトルコン負荷トルク、エンジンフリクショントルク算出部１５０からのエンジンフリクショントルク、および補機負荷トルク算出部１７０からの補機負荷トルクを加算し、その加算したトルクをエンジン１０の制御目標トルクＴＥとしてエンジン制御部１９０へ出力する。

エンジン制御部１９０は、加算部１８０からの制御目標トルクＴＥに基づいてエンジン１０の制御指令（スロットルバルブへの開度指令や点火装置への点火指令など）を生成し、その生成した制御指令をエンジン１０へ出力する。

図３は、図２に示した目標タービン回転数算出部１１０の詳細な機能ブロック図である。図３を参照して、目標タービン回転数算出部１１０は、ＡＴ油温補正部１１２と、スイッチ１１４と、タービン回転数予測部１１６とからなる。ＡＴ油温補正部１１２は、Ｎレンジ選択時における定常状態での定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを算出する。ここで、ＡＴ油温補正部１１２は、温度センサ４２からの油温度Ｔに応じて定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを補正する。すなわち、変速機３０においてトルクの伝達が遮断されているＮレンジ選択時においても、変速機３０内の軸受などによる摩擦抵抗によりエンジン回転数とタービン回転数との回転数差は発生し、さらに、変速機３０の暖機状態に応じてその摩擦抵抗が変化することによりエンジン回転数とタービン回転数との回転数差は変化するので、変速機３０の油温度Ｔに応じて定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを補正するようにしたものである。

具体的には、ＡＴ油温補正部１１２は、たとえば、油温度が低いほど油の粘度が高くなることから、温度センサ４２からの油温度Ｔが低いほど定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎが低くなるように定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを補正する。

このＡＴ油温補正部１１２は、目標エンジン回転数ＮＥおよび温度センサ４２からの油温度Ｔを受け、その受けた目標エンジン回転数ＮＥおよび変速機３０の油温度Ｔに基づいて、Ｎレンジ選択時における定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを算出し、その算出した定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎをスイッチ１１４へ出力する。

スイッチ１１４は、ニュートラルスイッチ４４からの信号ＳＷがＨレベルのとき、ＡＴ油温補正部１１２からの定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎをタービン回転数予測部１１６へ出力する。一方、スイッチ１１４は、ニュートラルスイッチ４４からの信号ＳＷがＬレベルのとき、タービン回転数が定常状態で０となることから、定常目標タービン回転数を０としてタービン回転数予測部１１６へ出力する。

タービン回転数予測部１１６は、ニュートラルスイッチ４４からの信号ＳＷを受ける。そして、タービン回転数予測部１１６は、信号ＳＷに基づいて、変速機３０のレンジ切替が行なわれていない定常状態であると判断しているときは、スイッチ１１４から受ける定常目標タービン回転数をそのまま目標タービン回転数ＮＴとして出力する。一方、タービン回転数予測部１１６は、信号ＳＷに基づいて、変速機３０のレンジ切替が行なわれたと判断したときは、Ｎレンジ選択時における定常目標タービン回転数ＮＴ＿ＮとＤレンジ選択時における定常目標タービン回転数「０」との間でレンジ切替に応じて変化するタービン回転数の挙動を予め設定された予測関数に基づいて予測し、その予測したタービン回転数を目標タービン回転数ＮＴとして出力する。

図４は、ＮレンジからＤレンジへのレンジ切替時にタービン回転数予測部１１６が予測するタービン回転数の波形図である。図４を参照して、時刻ｔ１においてニュートラルスイッチ４４からの信号ＳＷがＨレベルからＬレベルに切替わると、タービン回転数予測部１１６は、変速機３０が動作し始めるまでの遅れを時間ｄと予測し、時刻ｔ１から時間ｄ経過後の時刻ｔ２まで、目標タービン回転数ＮＴをＡＴ油温補正部１１２からの定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎに保持する。そして、時刻ｔ２になると、タービン回転数予測部１１６は、たとえば所定の二次関数に従って定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎから０までタービン回転数が低下するものと予測し、時刻ｔ３においてタービン回転数が０になるものと予測する。

図５は、ＤレンジからＮレンジへのレンジ切替時にタービン回転数予測部１１６が予測するタービン回転数の波形図である。図５を参照して、時刻ｔ１においてニュートラルスイッチ４４からの信号ＳＷがＬレベルからＨレベルに切替わると、タービン回転数予測部１１６は、変速機３０が動作し始めるまでの遅れを時間ｄと予測し、時刻ｔ１から時間ｄ経過後の時刻ｔ２まで、目標タービン回転数ＮＴを０に保持する。そして、時刻ｔ２になると、タービン回転数予測部１１６は、たとえば所定の二次関数に従って０から定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎまでタービン回転数が上昇するものと予測し、時刻ｔ３においてタービン回転数が定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎになるものと予測する。

図６は、図３に示したＡＴ油温補正部１１２の詳細な機能ブロック図である。図６を参照して、ＡＴ油温補正部１１２は、回転数差算出部１１８と、減算部１２０とからなる。回転数差算出部１１８は、温度センサ４２からの油温度Ｔを受ける。そして、回転数差算出部１１８は、Ｎレンジ選択時におけるエンジン回転数およびタービン回転数の回転数差と変速機３０の油温度との関係を示す予め設定されたマップを用いて、温度センサ４２からの油温度Ｔに基づいてＮレンジ選択時におけるエンジン回転数とタービン回転数との回転数差ΔＮを算出する。

そして、減算部１２０は、目標エンジン回転数ＮＥから回転数差ΔＮを減算し、その減算した値を定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎとして図３に示したスイッチ１１４へ出力する。

図７は、図２に示したトルコン負荷トルク算出部１３０の詳細な機能ブロック図である。図７を参照して、トルコン負荷トルク算出部１３０は、速度比算出部１３２と、容量係数算出部１３４と、乗算部１３６，１３８とからなる。速度比算出部１３２は、目標エンジン回転数ＮＥ、および図２に示した目標タービン回転数算出部１１０からの目標タービン回転数ＮＴを受ける。そして、速度比算出部１３２は、目標タービン回転数ＮＴを目標エンジン回転数ＮＥで除算することによってトルクコンバータ２０における速度比ｅを算出し、その算出した速度比ｅを容量係数算出部１３４へ出力する。

容量係数算出部１３４は、トルクコンバータ２０における速度比と容量係数との関係を示す予め設定されたマップを用いて、速度比算出部１３２からの速度比ｅに基づいてトルクコンバータ２０の容量係数Ｃを算出し、その算出した容量係数Ｃを乗算部１３８へ出力する。

乗算部１３６は、目標エンジン回転数ＮＥの２乗値を算出し、その算出した目標エンジン回転数ＮＥの２乗値を乗算部１３８へ出力する。乗算部１３８は、容量係数算出部１３４からのトルクコンバータ２０の容量係数Ｃに乗算部１３６からの目標エンジン回転数ＮＥの２乗値を乗算することによってトルコン負荷トルクＴＴを算出し、その算出したトルコン負荷トルクＴＴを図２に示した加算部１８０へ出力する。

図８は、図２に示したエンジンフリクショントルク算出部１５０の詳細な機能ブロック図である。図８を参照して、エンジンフリクショントルク算出部１５０は、Ｎレンジ空気量算出部１５２と、Ｎレンジトルク算出部１５４と、ＡＴフリクション分トルク算出部１５６と、減算部１５８とを含む。

Ｎレンジ空気量算出部１５２は、Ｎレンジ選択時におけるエンジン回転数とエンジン１０の吸入空気量との関係を示す予め設定されたマップを用いて、目標エンジン回転数ＮＥに基づいてエンジン１０の吸入空気量を算出し、その算出したエンジン１０の吸入空気量をＮレンジトルク算出部１５４へ出力する。Ｎレンジトルク算出部１５４は、Ｎレンジ空気量算出部１５２からの吸入空気量がエンジン１０に供給されたときにエンジン１０が発生するエンジントルクＴＦ０を算出する。

上記のＮレンジ選択時におけるエンジン回転数とエンジン１０の吸入空気量との関係を示すマップは、予め実車で計測されたデータに基づいて作成される。ここで、計測されたエンジン１０の吸入空気量には、変速機３０における摩擦抵抗分に対応するトルクを生成するための空気量も含まれるので、上記のマップを用いて算出された空気量に基づいて算出されるエンジントルクＴＦ０は、純粋なエンジンフリクショントルクではなく、変速機３０における摩擦抵抗分に対応するトルクが含まれているものである。

そこで、この実施の形態では、ＡＴフリクション分トルク算出部１５６は、変速機３０における摩擦抵抗分のトルクΔＴＡＦを算出し、その算出したトルクΔＴＡＦを減算部１５８へ出力する。そして、減算部１５８は、Ｎレンジトルク算出部１５４からのエンジントルクＴＦ０からＡＴフリクション分トルク算出部１５６からのトルクΔＴＡＦを減算することによってエンジン１０のエンジンフリクショントルクＴＦを正確に算出し、その算出したエンジンフリクショントルクＴＦを図２に示した加算部１８０へ出力する。

以上のように、この実施の形態によれば、ＮレンジとＤレンジとのレンジ切替時に変化するタービン回転数の挙動をタービン回転数予測部１１６によって予測し、その予測結果に基づいてトルコン負荷トルクを算出するようにしたので、ＮレンジとＤレンジとのレンジ切替時に遅れのない正確なエンジントルク制御を実現できる。したがって、ＮレンジとＤレンジとのレンジ切替時に発生するシフトショックを十分に低減することができる。

また、この実施の形態によれば、Ｎレンジ選択時における定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを変速機３０の油温度Ｔに応じて補正するようにしたので、トルコン負荷トルクがより正確に算出される。また、変速機３０における摩擦抵抗分のトルクを考慮してエンジンフリクショントルクを算出するようにしたので、エンジンフリクショントルクがより正確に算出される。したがって、エンジン１０の制御目標トルクＴＥが正確に算出され、その結果、エンジン１０からの出力トルクをより正確に制御することができる。

なお、上記の実施の形態において、ＡＴ油温補正部１１２では、図６に示したように、Ｎレンジ選択時におけるエンジン回転数およびタービン回転数の回転数差と油温度Ｔとの関係を示すマップを用いて、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差ΔＮを回転数差算出部１１２が算出し、目標エンジン回転数ＮＥからその算出された回転数差ΔＮを減算することによって定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを算出するものとしたが、図９に示すように、定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎをより厳密に算出することもできる。

図９は、定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎをより厳密に算出可能なＡＴ油温補正部の機能ブロック図である。図９を参照して、このＡＴ油温補正部１１２Ａは、ＡＴフリクショントルク算出部２０２と、乗算部２０４，２１０と、容量係数算出部２０６と、速度比算出部２０８とからなる。

ＡＴフリクショントルク算出部２０２は、目標エンジン回転数ＮＥおよび温度センサ４２からの油温度Ｔを受ける。そして、ＡＴフリクショントルク算出部２０２は、Ｎレンジ選択時における目標エンジン回転数および変速機３０の油温度と変速機３０における摩擦抵抗分のトルクとの関係を示すマップを用いて、目標エンジン回転数ＮＥおよび油温度Ｔに基づいてＮレンジ選択時における変速機３０のフリクショントルクＴＡＦを算出し、その算出したフリクショントルクＴＡＦを容量係数算出部２０６へ出力する。乗算部２０４は、目標エンジン回転数ＮＥの２乗値を算出し、その算出した値を容量係数算出部２０６へ出力する。

容量係数算出部２０６は、ＡＴフリクショントルク算出部２０２からのフリクショントルクＴＡＦ、および乗算部２０４からの目標エンジン回転数ＮＥの２乗値を受ける。そして、容量係数算出部２０６は、フリクショントルクＴＡＦを目標エンジン回転数ＮＥの２乗値で除算することによって容量係数ＣＡＦを算出し、その算出した容量係数ＣＡＦを速度比算出部２０８へ出力する。

速度比算出部２０８は、トルクコンバータ２０の容量係数と速度比との関係を示すマップを用いて、容量係数算出部２０６からの容量係数ＣＡＦに基づいて速度比ｅＡＦを算出し、その算出した速度比ｅＡＦを乗算部２１０へ出力する。そして、乗算部２１０は、目標エンジン回転数ＮＥに速度比算出部２０８からの速度比ｅＡＦを乗算することによって、Ｎレンジ選択時における定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎを算出する。

このように、変速機３０の油温度Ｔに応じて変速機３０のフリクショントルクＴＡＦを算出し、これに対応するトルクコンバータ２０の容量係数ＣＡＦを算出することによって、定常目標タービン回転数ＮＴ＿Ｎの油温度Ｔによる補正をより厳密に演算することができる。

なお、上記の実施の形態において、タービン回転数予測部１１６は、所定の二次関数に従ってタービン回転数が変化するものと予測したが、タービン回転数の挙動を予測するための予測関数は、二次関数に限定されるものではなく、その他の関数形であってもよい。また、トルクコンバータ２０や変速機３０の油温度に応じて、予測関数のパラメータや関数形を変化させるようにしてもよい。

なお、上記の実施の形態において、トルクコンバータ２０は、この発明における「流体継手」に対応し、エンジンＥＣＵ４０は、この発明における「内燃機関の制御装置」に対応する。また、タービン回転数予測部１１６は、この発明における「予測手段」に対応し、トルコン負荷トルク算出部１３０は、この発明における「トルク算出手段」に対応する。さらに、エンジン制御部１９０は、この発明における「制御手段」に対応し、目標タービン回転数算出部１１０は、この発明における「回転数算出手段」に対応する。また、さらに、Ｎレンジ空気量算出部１５２およびＮレンジトルク算出部１５４は、この発明における「フリクショントルク算出手段」に含まれる「トルク算出手段」に対応し、ＡＴフリクション分トルク算出部１５６および減算部１５８は、この発明における「フリクショントルク算出手段」に含まれる「演算手段」に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態によるエンジンシステムの全体ブロック図である。 図１に示すエンジンＥＣＵの機能ブロック図である。 図２に示す目標タービン回転数算出部の詳細な機能ブロック図である。 ＮレンジからＤレンジへのレンジ切替時にタービン回転数予測部が予測するタービン回転数の波形図である。 ＤレンジからＮレンジへのレンジ切替時にタービン回転数予測部が予測するタービン回転数の波形図である。 図３に示すＡＴ油温補正部の詳細な機能ブロック図である。 図２に示すトルコン負荷トルク算出部の詳細な機能ブロック図である。 図２に示すエンジンフリクショントルク算出部の詳細な機能ブロック図である。 定常目標タービン回転数をより厳密に算出可能なＡＴ油温補正部の機能ブロック図である。

符号の説明

１０ エンジン、２０ トルクコンバータ、３０ 変速機、４０ エンジンＥＣＵ、４２ 温度センサ、４４ ニュートラルスイッチ、１００ エンジンシステム、１１０ 目標タービン回転数算出部、１１２，１１２Ａ ＡＴ油温補正部、１１４ スイッチ、１１６ タービン回転数予測部、１１８ 回転数差算出部、１２０，１５８ 減算部、１３０ トルコン負荷トルク算出部、１３２，２０８ 速度比算出部、１３４，２０６ 容量係数算出部、１３６，１３８，２０４，２１０ 乗算部、１５０ エンジンフリクショントルク算出部、１５２ Ｎレンジ空気量算出部、１５４ Ｎレンジトルク算出部、１５６ ＡＴフリクション分トルク算出部、１７０ 補機負荷トルク算出部、１８０ 加算部、１９０ エンジン制御部、２０２ ＡＴフリクショントルク算出部。

Claims (7)

1. 流体継手を有する自動変速機に連結される内燃機関からの出力トルクを制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記自動変速機の変速機構においてニュートラルレンジと非ニュートラルレンジとの間でレンジ切替が行なわれたときに変化する前記流体継手の出力軸回転数の挙動を所定の予測関数に基づいて予測する予測手段と、
   前記予測手段による予測結果と前記流体継手の入力軸に連結される前記内燃機関の回転数とに基づいて、前記流体継手の入力軸を回転させるのに必要なトルクを算出するトルク算出手段と、
   前記算出されたトルクを用いて前記内燃機関からの出力トルクを制御する制御手段とを備える内燃機関の制御装置。
2. 前記トルク算出手段は、前記内燃機関の回転数を維持しつつ前記流体継手の入力軸を回転させるのに必要なトルクを算出する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記所定の予測関数は、前記レンジ切替が行なわれた時点から前記出力軸回転数が変化し始めるまでの遅れ時間と、その後の前記出力軸回転数の変化を表わす関数とからなる、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記関数は、時間を変数とする二次関数からなる、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 流体継手を有する自動変速機に連結される内燃機関からの出力トルクを制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記自動変速機においてニュートラルレンジが選択されているとき、前記流体継手の入力軸に連結される前記内燃機関の回転数に基づいて前記流体継手の出力軸回転数を算出する回転数算出手段と、
   前記算出された出力軸回転数と前記内燃機関の回転数とに基づいて、前記流体継手の入力軸を回転させるのに必要なトルクを算出するトルク算出手段と、
   前記算出されたトルクを用いて前記内燃機関からの出力トルクを制御する制御手段とを備え、
   前記回転数算出手段は、前記自動変速機の油温度に応じて前記流体継手の出力軸回転数を補正する、内燃機関の制御装置。
6. 前記回転数算出手段は、前記ニュートラルレンジが選択されているとき、前記内燃機関の回転数と前記流体継手の出力軸回転数との回転数差を前記油温度に応じて補正し、その補正された回転数差を前記内燃機関の回転数から減算することによって前記流体継手の出力軸回転数を算出する、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 自動変速機に連結される内燃機関からの出力トルクを制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関における摩擦抵抗に対抗して前記内燃機関の回転数を維持するためのフリクショントルクを算出するフリクショントルク算出手段と、
   前記算出されたフリクショントルクを用いて前記内燃機関からの出力トルクを制御する制御手段とを備え、
   前記フリクショントルク算出手段は、
   前記自動変速機においてニュートラルレンジが選択されているときの前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の出力トルクとの予め設定された関係を用いて、前記内燃機関の回転数に基づいて前記内燃機関の出力トルクを算出するトルク算出手段と、
   前記算出された出力トルクから前記自動変速機における摩擦抵抗分トルクを減算して前記フリクショントルクを算出する演算手段とを含む、内燃機関の制御装置。
   

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