JP5862525B2 - 内燃機関の出力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機が接続される内燃機関の出力制御装置に関する。

車両等に搭載される自動変速機では、油圧式ピストンの作動を通じてクラッチやブレーキなどの締結要素が締結状態にされたり解放状態にされたりすることにより、変速段の切替が行われる。

ここで、ピストンを作動させるピストン油圧室が機関出力軸の回転に伴って回転すると、ピストン油圧室内には遠心油圧が発生する。この遠心油圧は、締結要素が締結状態となる方向にピストンを作動させる力となるため、例えば締結要素の状態を締結状態から解放状態に変更するときの妨げになる。

そこで、特許文献１に記載の装置では、自動変速機の状態が駆動ポジションから非駆動ポジションに変更されたことを検出したときには、つまり締結要素（クラッチ）の状態が締結状態から解放状態に変更されるときには、所定の制限時間（しきい値（１））が経過するまで、アクセルペダルの操作量に対してスロットルバルブの開度を制限する開度制限を行うようにしている。この開度制限を行うと、アクセルペダルの操作による機関回転速度の上昇が抑えられるため、遠心油圧を小さくすることができ、これにより締結要素に対する遠心油圧の影響を抑えることができる。

ただし、こうした開度制限を行うと、アクセルペダルを操作したときの機関回転速度の上昇が抑えられてしまうため、アクセル操作により機関回転速度が上昇するときの操作感が悪化してしまう。そこで、同文献１に記載の装置では、アクセルペダルが操作されたことを検出したときに、直ちに開度制限を行うのではなく、アクセルペダルが操作されてから所定の遅延時間（しきい値（２））が経過した後に開度制限を行うようにしている。このようにして開度制限の実行を遅延させることにより、アクセルペダルが操作された時点から開度制限が開始されるまでの間の期間内では、アクセルペダルの操作量に対応して機関回転速度は上昇するようになる。そのため、上記遅延時間内においてアクセルペダルを操作する場合には、上述した操作感の悪化が抑えられる。

特開２００５−４２６０１号公報

ところで、上記文献１に記載の装置では、アクセルペダルが操作されてから開度制限が開始するまでの遅延時間を一定時間としている。そのため、アクセルペダルが操作されてから締結要素に対して遠心油圧が影響するまでの時間について余裕がある状態のときでも、遅延時間の到達に従って開度制限が実行されてしまうおそれがある。つまり予め設定された遅延時間が経過すると、たとえ開度制限の開始タイミングを遅らせることが可能な状態であっても、一律に開度制限が開始されてしまう。

このように遅延時間を一定時間にしてしまうと、場合によっては、上記操作感の悪化を抑えることができる期間が、本来設定可能な期間よりも短くなるおそれがある。
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、開度制限の開始タイミングを遅らせる遅延時間を適切に可変設定することにより、内燃機関の操作感を更に向上させることのできる内燃機関の出力制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、自動変速機が接続される内燃機関に適用されて、前記自動変速機に設けられた締結要素の状態を締結状態から解放状態に変更する解放要求が行われた後に機関出力を操作する出力操作部材が操作されたときには、吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度が前記出力操作部材の操作量に対応した開度よりも小さくなるように制限する開度制限を前記出力操作部材が操作されてから所定の遅延時間が経過した後に実行する内燃機関の出力制御装置であって、前記出力操作部材の操作時における機関回転速度が、予め設定された第１回転速度よりも高く且つ前記第１回転速度よりも高い速度に予め設定された第２回転速度未満であるときには、機関回転速度が高いときほど前記遅延時間が短くなるように前記出力操作部材が操作されてからの機関回転速度の変化に追従させて前記遅延時間を可変設定し、前記出力操作部材の操作時における機関回転速度が、前記第２回転速度以上であるときには、前記遅延時間を「０」に設定することをその要旨とする。

同構成によれば、締結要素の状態を締結状態から解放状態に変更する解放要求が行われた後にアクセルペダル等の出力操作部材が操作されたときには、スロットルバルブの開度が出力操作部材の操作量に対応した開度よりも小さくなるように制限する開度制限が実行される。この開度制限により、締結要素に対する遠心油圧の影響が抑えられる。

ここで、こうした開度制限を行うと、出力操作部材を操作したときの機関回転速度の上昇が抑えられてしまうため、出力操作部材の操作により機関回転速度が上昇するときの操作感が悪化してしまう。そこで同構成では、上記開度制限を、出力操作部材が操作されてから所定の遅延時間が経過した後に実行するようにしている。そのため、その遅延時間内においては、出力操作部材の操作量に対応して機関回転速度は上昇するようになり、上述した操作感の悪化が抑えられる。

ところで、上記遠心油圧は、機関回転速度が高いときほど高くなる。従って、出力操作部材が操作されてから締結要素が遠心油圧の影響を受けるまでの時間は、機関回転速度が高いときほど短くなる。そこで、同構成では、開度制限の開始タイミングを遅延させる遅延時間を、機関回転速度が高いときほど短い時間となるように可変設定している。そのため、機関回転速度が高く、締結要素に対して遠心油圧が早期に影響するときほど、開度制限の開始タイミングは早くなり、これにより締結要素に対する遠心油圧の影響が適切に抑えられる。

逆に、機関回転速度が低く、締結要素に対して遠心油圧が影響するまでの時間に余裕があるときほど、開度制限の開始タイミングは遅くなる。従って、出力操作部材の操作量に対応して機関回転速度を上昇させることのできる期間は、締結要素に対して遠心油圧が影響するまでの時間に余裕があるときほど長くなる。そのため、内燃機関の操作感は、遅延時間を一定時間とする場合に比較して更に向上するようになる。

以上のように、同構成によれば、開度制限の開始タイミングを遅らせる遅延時間が適切に可変設定されるようになるため、内燃機関の操作感を更に向上させることができるようになる。

また、前記遅延時間は、前記出力操作部材が操作されてからの機関回転速度の変化に追従して可変設定されるようにしている。

同構成によれば、出力操作部材の操作により機関出力が増大して機関回転速度が上昇していくときには、その機関回転速度の上昇に伴って遅延時間は短くなっていく。従って、スロットルバルブの開度制限を開始するタイミングは、機関回転速度が高くなるほど早い時期になり、これにより機関回転速度の過度な高回転化を好適に抑えることができるようになる。そのため、例えば開度制限を実行したときの機関回転速度のオーバーシュートを極力抑えることも可能になる。

また、逆に、出力操作部材の操作により機関出力が低下して機関回転速度が低下していくときには、その機関回転速度の低下に伴って遅延時間は長くなっていく。従って、開度制限を開始するタイミングは、機関回転速度が低いときほど遅くなる。そのため、機関回転速度が低い状態から吹き上がっていくときには、出力操作部材の操作量に対応して機関回転速度が上昇する期間（つまり開度制限の非実行期間であって遅延時間に相当する）が長くなるため、機関回転速度の吹き上がり感が良好な状態になる。

このように出力操作部材が操作されてからの機関回転速度の変化に追従して遅延時間が随時更新されるため、機関回転速度について過度な高回転化の抑制と吹き上がり感の確保とを両立することができるようになる。
なお、同構成における上記解放要求としては、例えば自動変速機を操作するシフトレバーの操作位置が、ニュートラル位置やパーキング位置に変更されたときに出力される信号などを挙げることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の出力制御装置において、前記遅延時間は、前記出力操作部材の状態が非操作状態から操作状態になったときの機関回転速度に基づいて設定されることをその要旨とする。

同構成によれば、出力操作部材の状態が非操作状態から操作状態になった時点での機関回転速度に基づいて遅延時間が設定される。従って、機関回転速度の変化に対応して遅延時間を随時更新する場合と比較して、遅延時間の設定処理を簡易化することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の出力制御装置において、前記解放要求が行われた後の機関回転速度が予め定められた燃料カット速度を超えるときには燃料噴射を中止するとともに、前記燃料カット速度は、前記遅延時間が「０」に設定される機関回転速度よりも高い回転速度に設定されていることをその要旨とする。

同構成では、機関回転速度が燃料カット速度を超えると、燃料噴射が中止されるため、機関回転速度が燃料カット速度以上に高くなることはなく、これにより遠心油圧の増大を確実に抑えることができる。ここで、燃料噴射を中止する、いわゆる燃料カットを実行すると機関回転速度は低下していくのであるが、燃料カット直前の機関回転速度の上昇速度が高いときには、燃料カット直後から直ちに機関回転速度が低下しないことがある。これは機関回転速度の上昇速度が高いときには、ピストンやクランクシャフト等の慣性が大きくなっているため、燃料噴射を中止しても機関回転速度は直ちに低下せず、ある程度の応答遅れ期間が経過した後に機関回転速度は低下し始めるためである。従って、その応答遅れ期間内においては、機関回転速度が燃料カット速度を超えてしまう。つまり燃料カットの実行直後は、一時的ではあるものの、機関回転速度が燃料カット速度を超えてオーバーシュートしまう。

そこで同構成では、燃料カット速度は、上述した遅延時間が「０」に設定される機関回転速度よりも高い回転速度に設定している。従って、出力操作部材が操作されて機関回転速度が上昇していき、遅延時間が「０」に設定される機関回転速度に達すると、スロットルバルブの開度制限が開始されることにより、機関回転速度の上昇速度は低下する。そして、上昇速度が低下した状態で機関回転速度が燃料カット速度に達すると、燃料カットが実行される。ここで、燃料カット直前においては、開度制限の実行により機関回転速度の上昇速度が低下しているため、この上昇速度の低下に合わせて、燃料カット速度に対する機関回転速度の超過量（オーバーシュート量）も少なくなり、これにより上記応答遅れ期間（オーバーシュート期間）も短くなる。なお、開度制限の実行による機関回転速度の上昇速度の低下についてその低下度合が大きいときほど上記オーバーシュート量は少なくなる。そのため、燃料カット直前の機関回転速度の上昇速度が十分に低下している場合には、オーバーシュート量が非常に少なくなり、実質的には、燃料カットの実行直後から速やかに機関回転速度が低下する状態になる場合もある。

このように同構成によれば、燃料噴射を中止してからの機関回転速度のオーバーシュート（オーバーシュート量やオーバーシュート期間）を極力抑えることができるようになる。

本発明にかかる内燃機関の出力制御装置を具体化した一実施形態について、これが適用される車両の構成を示す模式図。 遠心油圧キャンセル機構の断面構造を示す模式図。 同実施形態における開度制限処理の手順を示すフローチャート。 機関回転速度と遅延時間との対応関係を示すグラフ。 機関回転速度の変化に追従した遅延時間の設定態様を示すタイミングチャート。 同実施形態におけるスロットル開度の変化を示すタイミングチャート。 同実施形態の変形例における機関回転速度と遅延時間との対応関係を示すグラフ。

以下、本発明にかかる内燃機関の出力制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図６を併せ参照して説明する。
図１に示すように、車両１００には、動力源としてのエンジン１０が搭載されており、その吸気通路１１には、吸入空気量を調量するスロットルバルブ１２が設けられている。エンジン１０では、吸入空気量に応じた燃料が燃料噴射弁から噴射されることにより、機関出力が調整される。

エンジン１０のクランクシャフトは、流体継手であるトルクコンバータ２０の入力軸に接続されており、トルクコンバータ２０の出力軸は、複数の変速段を有する自動変速機３０の入力軸に接続されている。自動変速機３０の出力軸４０は、デファレンシャルギヤ５０に接続されている。デファレンシャルギヤ５０の出力軸は、車両の駆動輪６０に接続されている。

車両の車室内には、自動変速機の変速態様を選択するシフトレバー装置７０が設けられている。このシフトレバー装置７０には、例えば「Ｐ（パーキングポジション）」、「Ｒ（リバースポジション）」、「Ｎ（ニュートラルポジション）」、「Ｄ（ドライブポジション）」等の各シフト位置が設けられている。そしてシフトレバー装置７０からは、レバー操作位置がどのシフト位置にされているのか示すシフト位置信号が出力される。

車両１００の状態は、各種センサ等によって検出される。例えば、クランク角センサ３００によって機関回転速度ＮＥが検出され、吸入空気量センサ３１０によって吸入空気量ＧＡが検出され、スロットル開度センサ３２０によってスロットルバルブ１２の開度であるスロットル開度ＴＡが検出される。また、水温センサ３３０によってエンジン１０の冷却水温ＴＨＷが検出され、車速センサ３４０によって車両の車速ＳＰが検出される。そして、エンジン１０の出力を操作する出力操作部材としてのアクセルペダルについてその操作量であるアクセル操作量ＡＣＣＰが、アクセルセンサ３５０によって検出される。

上述した各種センサ等の信号は、機関用制御装置２００に入力される。機関用制御装置２００は、各種信号に基づき、スロットルバルブ１２の開度制御、エンジン１０の燃料噴射制御、あるいは点火時期制御といった各種のエンジン出力制御を行う。また、上述したシフト位置信号などの変速に関する各種信号は変速用制御装置４００に入力される。変速用制御装置４００は、各種信号に基づいて自動変速機３０の変速制御を行う。そして、機関用制御装置２００と変速用制御装置４００とは相互通信を行い、これによりエンジン１０と自動変速機３０との協調制御が行われる。

上記自動変速機３０には、遠心油圧キャンセル機構が設けられている。この遠心油圧キャンセル機構は周知の機構であるため、以下では概要のみを説明する。
図２に示すように、自動変速機３０では、油圧式のピストン３１の作動を通じてクラッチ３２などの締結要素が締結状態にされたり、解放状態にされたりすることにより、変速段の切替が行われる。例えば、シフト位置がドライブポジションのときには、そのときの車両走行状態に応じた変速段に対応するクラッチ３２が締結状態にされることにより、車両走行状態に応じた変速段が設定され、これにより自動変速機３０は、クランクシャフトから駆動輪６０への駆動力伝達が行われる駆動状態になる。また、シフト位置がニュートラルポジションのときやパーキングポジションのときには、クラッチ３２が開放状態にされることにより、自動変速機３０は、クランクシャフトから駆動輪６０への駆動力伝達が切断される非駆動状態になる。

ここで、クラッチ３２が締結状態となる方向にピストン３１を作動させるピストン油圧室３１Ａが、クランクシャフトの回転に伴って回転すると、ピストン油圧室３１Ａ内には遠心油圧ＰＰが発生する。この遠心油圧ＰＰは、クラッチ３２が締結状態となる方向にピストン３１を作動させる力となるため、クラッチ３２の状態を締結状態から解放状態に変更するときの妨げになる。そのため、例えば自動変速機３０を非駆動状態にしようとしているにもかかわらず一時的に駆動状態が維持されたり、シフトショックが発生したりするおそれがある。

そこで、こうした遠心油圧の影響を抑える遠心油圧キャンセル機構として、自動変速機３０には、ピストン３１を挟んでピストン油圧室３１Ａに対向する側に、作動油が供給される油圧室であってピストン油圧室３１Ａとともに回転するキャンセル油圧室３１Ｂが設けられている。

そして、シフト位置がドライブポジションであって、クラッチ３２を締結状態にするときには、ピストン油圧室３１Ａに作動油が供給されるとともに、キャンセル油圧室３１Ｂからは作動油が排出される。これによりクラッチ３２は、ピストン３１に押圧されて締結状態にされる。一方、シフト位置がニュートラルポジションやパーキングポジションにされることにより、クラッチ３２を開放状態にするときには、ピストン油圧室３１Ａから作動油が排出されるとともに、キャンセル油圧室３１Ｂには作動油が供給される。これによりピストン３１には、リターンスプリング３３の付勢力及びキャンセル油圧室３１Ｂからの油圧が作用してクラッチ３２から離れる方向に移動し、クラッチ３２は解放状態にされる。

ここで、ピストン油圧室３１Ａが回転すると、ピストン油圧室３１Ａ内には上述した遠心油圧ＰＰが発生する。しかし、ピストン油圧室３１Ａが回転するとキャンセル油圧室３１Ｂも同時に回転するため、キャンセル油圧室３１Ｂ内にも遠心油圧ＣＰが発生し、このキャンセル油圧室３１Ｂに発生する遠心油圧ＣＰによって、ピストン油圧室３１Ａに発生する遠心油圧ＰＰは相殺される。このようにキャンセル油圧室３１Ｂからなる遠心油圧キャンセル機構を備えることにより、クラッチ３２に対する遠心油圧の影響が抑えられる。

ところで、クラッチ３２の状態が締結状態から解放状態に移行するときには、キャンセル油圧室３１Ｂに作動油が供給されるのであるが、キャンセル油圧室３１Ｂが作動油で満たされるまでの間は、ピストン油圧室３１Ａで生じる遠心油圧ＰＰを、キャンセル油圧室３１Ｂで生じる遠心油圧ＣＰで十分に相殺することができない。

そこで、本実施形態では、キャンセル油圧室３１Ｂが作動油で満たされるまで、スロットルバルブ１２の開度がアクセルペダルの操作量に対応した開度よりも小さくなるように制限する開度制限処理を行うことにより、機関回転速度の上昇を抑え、これによりピストン油圧室３１Ａで発生する遠心油圧ＰＰの増大を抑えるようにしている。また、その開度制限処理では、アクセルペダルが操作されてから所定の遅延時間ＤＬが経過した後にスロットルバルブ１２の開度制限を開始することにより、遅延時間ＤＬ内においては、アクセルペダルの操作量に対応して機関回転速度を上昇させることができるようにしている。

図３に、上記開度制限処理の手順を示す。なお、この処理は、機関用制御装置２００によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、シフト位置が、ニュートラルポジション（Ｎポジション）に変更されたか否かが判定される（Ｓ１００）。このステップＳ１００での判定処理は、機関用制御装置２００が、シフトレバー装置７０のレバー操作位置を変速用制御装置４００から取得することにより行われる。そして、ニュートラルポジションに変更されていないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、スロットルバルブの開度制限が禁止される（Ｓ１７０）。このステップＳ１７０では、開度制限がすでに実行されている場合には、同開度制限の実行が禁止される。また、開度制限がまだ実行されていない場合には、開度制限の実行を禁止する状態が維持される。そして、本処理は一旦終了される。

一方、ニュートラルポジションに変更されたときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ニュートラルポジション用の燃料カット速度ＦＣＮが設定される（Ｓ１１０）。この燃料カット速度ＦＣＮは、燃料噴射を中止する、いわゆる燃料カットを行うために機関回転速度を判定する値であり、機関回転速度ＮＥが燃料カット速度ＦＣＮを超えると、燃料カットが実行される。そしてここで設定される燃料カット速度ＦＣＮは、エンジン１０の保護（オーバレブ防止）のために設定される燃料カット速度とは異なり、遠心油圧の増大によるクラッチ３２への悪影響を抑えるために設定されており、エンジン１０を保護するための燃料カット速度よりも低い回転速度が設定される。

次に、アクセルペダルが非操作状態であるか否かがアクセル操作量ＡＣＣＰに基づいて判定される（Ｓ１２０）。このステップＳ１２０では、アクセル操作量ＡＣＣＰと「０」よりも若干大きい値に設定された判定値とが比較される。そして、アクセル操作量ＡＣＣＰが判定値よりも小さいときにはアクセルペダルが非操作状態であると判定される一方、アクセル操作量ＡＣＣＰが判定値以上に大きいときにはアクセルペダルが操作状態であると判定される。

そして、アクセルペダルが非操作状態であるときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、上述したステップＳ１７０の処理が行われることにより、スロットルバルブ１２の開度制限が禁止され、本処理は一旦終了される。

一方、アクセルペダルが操作状態であるときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、機関回転速度ＮＥの変化に追従した遅延時間ＤＬの可変設定処理が実行される（Ｓ１３０）。この遅延時間ＤＬは、上述したように、アクセルペダルが操作されてからスロットルバルブ１２の開度制限が開始されるまでの時間を遅延させる時間であり、機関回転速度ＮＥに基づいて設定される。ちなみに、この遅延時間ＤＬとしては、スロットルバルブ１２の開度をアクセル操作量ＡＣＣＰに対応した開度にすることで機関回転速度が大きく上昇しても、上述した遠心油圧の悪影響を許容できる程度に抑えることができる時間を設定することが望ましい。

図４に示すように、上記遅延時間ＤＬは、アクセルペダルの操作時における機関回転速度ＮＥが高いときほど短くなるように可変設定される。より詳細には、機関回転速度ＮＥが、「０」からアイドル回転速度近傍の第１回転速度ＮＥ１までの間の速度のときには、一定の最大遅延時間ＤＬＭに設定される。そして機関回転速度ＮＥが、第１回転速度ＮＥ１から同第１回転速度ＮＥ１よりも高い第２回転速度ＮＥ２までの間の速度のときには、機関回転速度ＮＥが高いときほど遅延時間ＤＬは短くなるように、そのときどきの機関回転速度ＮＥに対応して可変設定される。そして、機関回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２以上になると、遅延時間ＤＬは「０」に設定される。また、上述した燃料カット速度ＦＣＮは、第２回転速度ＮＥ２よりも高い回転速度に設定されている。

この機関回転速度ＮＥに基づいた遅延時間ＤＬの可変設定処理は、機関回転速度ＮＥの変化に追従して行われる。つまり、アクセルペダルが操作されてからの機関回転速度ＮＥの変化に追従するように遅延時間ＤＬは随時更新される。この機関回転速度ＮＥの変化に追従した遅延時間ＤＬの可変設定について、その一例を図５に示す。

この図５に示すように、アクセルペダルが操作されると（アクセル操作：ＯＮ）、機関回転速度ＮＥが増大していく。この機関回転速度の増大過程において、機関回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１に達するまでは、遅延時間ＤＬとして一定の最大遅延時間ＤＬＭが設定される。そして、機関回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１に達してから第２回転速度ＮＥ２に達するまでの間では、機関回転速度ＮＥの増大に伴って遅延時間ＤＬは短くなっていく。そして、機関回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２に達すると、それ以降は遅延時間ＤＬが「０」に設定される。

こうして遅延時間ＤＬが設定されると、次のステップＳ１４０では、アクセルペダルが操作されてからの経過時間が遅延時間ＤＬを超えたか否かが判定される。そして、アクセルペダルが操作されてからの経過時間が遅延時間ＤＬを超えていない場合には（Ｓ１４０）、その経過時間が遅延時間ＤＬを超えるまで、上記ステップＳ１３０の処理が繰り返し実行される。従って、アクセルペダルが操作されてからの経過時間が遅延時間ＤＬを超えていない場合には、機関回転速度ＮＥの変化に追従して遅延時間ＤＬも随時更新される。

一方、アクセルペダルが操作されてからの経過時間が遅延時間ＤＬを超えた場合には（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、ニュートラルポジションに変更されてからの経過時間ＴＮが判定値ＴＮ１を超えているか否かが判定される（Ｓ１５０）。この判定値ＴＮ１としては、ニュートラルポジションに変更されてから上記遠心油圧の悪影響が無くなるまでの時間が設定されており、本実施形態においては、ニュートラルポジションに変更されてからキャンセル油圧室３１Ｂが作動油で十分に満たされるまでに要する時間が設定されている。

そして、その経過時間ＴＮが判定値ＴＮ１を超えていないときには（Ｓ１５０：ＮＯ）、スロットルバルブ１２の開度制限が実行されて（Ｓ１６０）、本処理は一旦終了される。ステップＳ１６０において、開度制限が実行されると、スロットルバルブ１２の開度は、予め設定された制限開度ＴＡＬを超えないように制限される。つまりアクセル操作量ＡＣＣＰに対応したスロットルバルブ１２の開度が、制限開度ＴＡＬよりも大きい場合には、実際のスロットルバルブ１２の開度は、制限開度ＴＡＬに設定される。なお、制限開度ＴＡＬとしては、上述した遠心油圧の悪影響を抑えることができる最大限の機関回転速度に対応するスロットルバルブ１２の開度を設定することが望ましい。

ステップＳ１５０にて、ニュートラルポジションに変更されてからの経過時間ＴＮが判定値ＴＮ１を超えていると判定される場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、開度制限を実行する必要が無いため、上述したステップＳ１７０の処理が行われてスロットルバルブ１２の開度制限は禁止され、本処理は一旦終了される。

次に、図６を参照しつつ、上記開度制限処理の作用を説明する。
図６に示すように、時刻ｔ１において、シフト位置がニュートラルポジションに変更され（Ｎポジション：「ＯＦＦ」→「ＯＮ」）、その後、時刻ｔ２においてアクセルペダルが操作されると（アクセル操作：「ＯＦＦ」→「ＯＮ」）、アクセルペダルが操作されてから遅延時間ＤＬが経過まで（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）、スロットルバルブ１２の開度を制限する処理の開始が遅延される。

そして、遅延時間ＤＬが経過すると（時刻ｔ３）、スロットルバルブ１２の開度制限が開始されて、スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度ＴＡ）は、制限開度ＴＡＬに制限される。

そして、ニュートラルポジションに変更されてからの経過時間ＴＮが判定値ＴＮ１に達すると（時刻ｔ４）、スロットルバルブ１２の開度制限は禁止されることにより、同開度制限は非実行となり、スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度ＴＡ）は、アクセル操作量ＡＣＣＰに対応した開度に戻される。なお、スロットルバルブ１２の開度をアクセル操作量ＡＣＣＰに対応した開度に戻すときには、スロットルバルブ１２の急変を抑えるために、スロットルバルブ１２の開度を徐々にアクセル操作量ＡＣＣＰに対応した開度に戻していくことが望ましい。

このように、時刻ｔ１において、シフト位置がニュートラルポジションに変更されることにより、クラッチ３２の状態を締結状態から解放状態に変更する解放要求が行われる。そして、その解放要求が行われた後にアクセルペダルが操作されたときには（時刻ｔ２）、遅延時間ＤＬが経過した後に、スロットルバルブ１２の開度をアクセル操作量ＡＣＣＰに対応した開度よりも小さくなるように制限する開度制限が実行される（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。この開度制限により、クラッチ３２に対する遠心油圧の影響が抑えられる。

ここで、こうした開度制限を行うと、アクセルペダルを操作したときの機関回転速度の上昇が抑えられてしまうため、アクセルペダルの操作により機関回転速度が上昇するときの操作感が悪化してしまう。この点、本実施形態では、スロットルバルブ１２の開度制限は、アクセルペダルが操作されてから遅延時間ＤＬが経過した後に実行される。そのため、その遅延時間ＤＬ内においては（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）、アクセル操作量ＡＣＣＰに対応して機関回転速度は上昇するようになり、上述した操作感の悪化が抑えられる。

また、上述した遠心油圧は、機関回転速度が高いときほど高くなる。従って、アクセルペダルが操作されてからクラッチ３２が遠心油圧の影響を受けるまでの時間は、機関回転速度が高いときほど短くなる。そこで、本実施形態では、先の図４や図５に示したように、開度制限の開始タイミングを遅延させる遅延時間ＤＬを、機関回転速度ＮＥが高いときほど短い時間となるように可変設定している。そのため、機関回転速度ＮＥが高く、クラッチ３２に対して遠心油圧が早期に影響するときほど、開度制限の開始タイミングは早くなり、これによりクラッチ３２に対する遠心油圧の影響が適切に抑えられる。

逆に、機関回転速度が低く、クラッチ３２に対して遠心油圧が影響するまでの時間に余裕があるときほど、遅延時間ＤＬは長い時間に設定されるため、開度制限の開始タイミングは遅くなる。従って、アクセル操作量ＡＣＣＰに対応して機関回転速度を上昇させることのできる期間は、クラッチ３２に対して遠心油圧が影響するまでの時間に余裕があるときほど長くなる。そのため、エンジン１０の操作感は、遅延時間ＤＬを一定時間とする場合に比較して更に向上するようになる。このように開度制限の開始タイミングを遅らせる遅延時間ＤＬが適切に可変設定されるようになるため、エンジン１０の操作感が更に向上するようになる。

また、先の図５に例示したように、遅延時間ＤＬは、アクセルペダルが操作されてからの機関回転速度ＮＥの変化に追従して可変設定される。そのため、アクセルペダルの操作により機関出力が増大して機関回転速度ＮＥが上昇していくときには、機関回転速度ＮＥの上昇に伴って遅延時間ＤＬは短くなっていく。従って、スロットルバルブ１２の開度制限を開始するタイミングは、機関回転速度ＮＥが高くなるほど早い時期になり、これにより機関回転速度ＮＥの過度な高回転化が好適に抑えられるようになる。そのため、例えば開度制限を実行したときの機関回転速度のオーバーシュートを極力抑えることも可能になる。

また、逆に、アクセルペダルが戻されて機関出力が低下し、機関回転速度ＮＥが低下していくときには、機関回転速度ＮＥの低下に伴って遅延時間ＤＬは長くなっていく。従って、開度制限を開始するタイミングは、機関回転速度ＮＥが低いときほど遅くなる。そのため、機関回転速度ＮＥが低い状態から吹き上がっていくときには、アクセル操作量ＡＣＣＰに対応して機関回転速度ＮＥが上昇する期間（つまり開度制限の非実行期間であって遅延時間ＤＬに相当する）が長くなるため、機関回転速度ＮＥの吹き上がり感が良好な状態になる。

このようにアクセルペダルが操作されてからの機関回転速度ＮＥの変化に追従して遅延時間ＤＬは随時更新されるため、機関回転速度について過度な高回転化が抑制されるとともに吹き上がり感も良好に確保される。

また、図３に示した開度制限処理では、ステップＳ１００にて、シフト位置がニュートラルポジションに変更されたと判定されることにより、クラッチ３２の状態を締結状態から解放状態に変更する解放要求が行われたと判定されるときには、ステップＳ１１０にて、ニュートラルポジション用の燃料カット速度ＦＣＮが設定される。従って、クラッチ３２の解放要求が行われた後、機関回転速度ＮＥが燃料カット速度ＦＣＮを超えると燃料カットが実行される。これにより機関回転速度ＮＥが燃料カット速度ＦＣＮ以上に高くなることはなく、遠心油圧の増大を確実に抑えることができる。

ここで、燃料カットを実行すると機関回転速度は低下していくのであるが、燃料カット直前の機関回転速度の上昇速度が高いときには、燃料カット直後から直ちに機関回転速度は低下しないことがある。これは機関回転速度の上昇速度が高いときには、ピストンやクランクシャフト等の慣性が大きくなっているため、燃料噴射を中止しても機関回転速度は直ちに低下せず、ある程度の応答遅れ期間が経過した後に機関回転速度は低下し始めるためである。従って、その応答遅れ期間内においては、機関回転速度ＮＥが燃料カット速度ＦＣＮを超えてしまう。つまり燃料カットの実行直後は、一時的ではあるものの、機関回転速度ＮＥが燃料カット速度ＦＣＮを超えてオーバーシュートしまう。

そこで本実施形態では、先の図４に示したように、燃料カット速度ＦＣＮを、遅延時間ＤＬが「０」に設定される第２回転速度ＮＥ２よりも高い回転速度に設定している。従って、アクセルペダルが操作されて機関回転速度が上昇していき、遅延時間ＤＬが「０」に設定される機関回転速度に達すると、スロットルバルブ１２の開度制限が開始されることにより、機関回転速度の上昇速度は低下する。そして、上昇速度が低下した状態で機関回転速度が燃料カット速度ＦＣＮに達すると、燃料カットが実行される。ここで、燃料カット直前においては、開度制限の実行により機関回転速度の上昇速度が低下しているため、この上昇速度の低下に合わせて、燃料カット速度ＦＣＮに対する機関回転速度の超過量（オーバーシュート量）も少なくなり、これにより上述した応答遅れ期間（オーバーシュート期間）も短くなる。なお、開度制限の実行による機関回転速度の上昇速度の低下についてその低下度合が大きいときほど、上記オーバーシュート量は少なくなる。そのため、燃料カット直前の機関回転速度の上昇速度が十分に低下している場合には、オーバーシュート量が非常に少なくなり、実質的には、燃料カットの実行直後から速やかに機関回転速度が低下する状態になる場合もある。このように燃料カット速度ＦＣＮは、遅延時間ＤＬが「０」に設定される第２回転速度ＮＥ２よりも高い回転速度に設定されているため、燃料噴射を中止してからの機関回転速度のオーバーシュート（オーバーシュート量やオーバーシュート期間）が極力抑えられる。

ちなみに、上記特許文献１の段落［００６５］に記載されているように、アクセルペダルが操作されることにより機関回転速度が所定の判定速度に達した場合には、直ちにスロットルバルブ１２の開度制限を行うようにしても、遠心油圧の悪影響を抑えることはできる。ただし、判定速度として比較的高い回転速度を設定すると、エンジンの吹け上がりは良好になるものの、開度制限実行後のエンジンの応答遅れにより、機関回転速度が適切な回転速度よりもオーバーシュートしてしまうおそれがある。逆に、判定速度として比較的低い回転速度を設定すると、開度制限実行後にエンジンの応答遅れが生じたとしても、機関回転速度が適切な回転速度よりもオーバーシュートすることは抑えられる。しかし、この場合には、判定速度が比較的低い速度に設定されているため、エンジンを十分に吹け上がらせることができない。つまり、機関回転速度のオーバーシュート抑制と吹け上がり感の確保とを両立させることが可能な判定速度を設定することは困難である。この点、本実施形態における開度制限処理によれば、上述したように、機関回転速度のオーバーシュート抑制と吹け上がり感の確保とを両立させることが可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）自動変速機３０に設けられたクラッチ３２の状態を締結状態から解放状態に変更する解放要求が行われ（ニュートラルポジションへの変更が行われ）、その後にアクセルペダルが操作されたときには、アクセルが操作されてから遅延時間ＤＬが経過した後に、スロットルバルブ１２の開度を制限する開度制限を実行するようにしている。そして、アクセルペダルの操作時における機関回転速度ＮＥが高いときほど遅延時間ＤＬが短くなるようにしている。従って、開度制限の開始タイミングを遅らせる遅延時間ＤＬが適切に可変設定されるようになり、エンジン１０の操作感を更に向上させることができるようになる。

（２）アクセルペダルが操作されてからの機関回転速度ＮＥの変化に追従させながら遅延時間ＤＬを可変設定している。従って、機関回転速度について過度な高回転化の抑制と吹き上がり感の確保とを両立することができるようになる。

（３）燃料噴射を中止する燃料カット速度ＦＣＮについて、遅延時間ＤＬが「０」に設定される第２回転速度ＮＥ２よりも高い回転速度に設定している。そのため、燃料噴射を中止してからの機関回転速度のオーバーシュートを極力抑えることができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・遅延時間ＤＬ内において、機関回転速度ＮＥの変化に追従させながら同遅延時間ＤＬ自体を随時更新するようにした。この他、参考例として、アクセルペダルの状態が非操作状態から操作状態になったときの機関回転速度ＮＥに基づき、遅延時間ＤＬを設定するようにしてもよい。なお、この参考例でも、先の図４に示した機関回転速度ＮＥと遅延時間ＤＬとの対応関係は利用できる。そしてこの参考例の場合でも、アクセルペダルの操作時における機関回転速度ＮＥが高いときほど遅延時間ＤＬは短くされるため、開度制限の開始タイミングを遅らせる遅延時間ＤＬが適切に可変設定されるようになり、エンジン１０の操作感を更に向上させることができるようになる。また、アクセルペダルの状態が非操作状態から操作状態になった時点での機関回転速度ＮＥに基づき、遅延時間ＤＬが設定されるため、上記実施形態のように機関回転速度ＮＥの変化に追従させて遅延時間ＤＬを随時更新する場合と比較して、遅延時間ＤＬの設定処理を簡易化することができる。ただしこの参考例の場合には、上述した実施形態と比較して、次のような不都合が生じるおそれがある。

すなわち遅延時間ＤＬ内において、アクセルペダルの操作及び非操作が比較的短い周期で繰り返される場合には、アクセルペダルの操作に対する機関回転速度の変化には応答遅れが生じる。特に、アクセルペダルを非操作状態したときの機関回転速度の低下速度は、アクセルペダルを操作状態したときの機関回転速度の上昇速度よりも遅い。そのため、アクセルペダルの操作及び非操作が比較的短い周期で繰り返される場合には、機関回転速度は徐々に増大していく可能性がある。ここで、アクセルペダルの状態が非操作状態から操作状態になった時点での機関回転速度ＮＥに基づいて遅延時間ＤＬを設定する場合には、その設定された遅延時間ＤＬが経過までスロットルバルブ１２の開度制限が実行されないため、遅延時間ＤＬ内において機関回転速度ＮＥが大きく上昇してしまう可能性がある。この点、上述した実施形態では、遅延時間ＤＬ内において、機関回転速度ＮＥの変化に追従させて同遅延時間ＤＬ自体を随時更新するようにしている。そのため、遅延時間ＤＬ内において機関回転速度ＮＥが上昇していくと、遅延時間ＤＬは最終的には「０」に設定されて速やかに開度制限が開始される。従って、遅延時間ＤＬ内において、アクセルペダルの操作及び非操作が比較的短い周期で繰り返される場合でも、機関回転速度ＮＥが大きく上昇してしまうことを抑えることができる。

・シフト位置がニュートラルポジションに変更されたときに、クラッチ３２の状態を締結状態から解放状態に変更する解放要求が行われたと判定し、先の図３に示した一連の処理を行うようにした。この他、シフト位置がリバースポジションに変更されたときにも、同解放要求が行われたと判定し、先の図３に示した一連の処理に準じた処理を行うようにしてもよい。要は、自動変速機３０が駆動状態から非駆動状態になるようにシフト位置が変更された場合に、同解放要求が行われたと判定し、先の図３に示した一連の処理に準じた処理を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、先の図４に示したように、機関回転速度ＮＥが「０」から第１回転速度ＮＥ１の間の速度である場合には、遅延時間ＤＬを一定の最大遅延時間ＤＬＭに維持するようにした。この他、図７において一点鎖線にて示すように、遅延時間ＤＬを最大遅延時間ＤＬＭに維持する領域を省略し、機関回転速度ＮＥが「０」から第２回転速度ＮＥ２までの間の速度のときには、機関回転速度ＮＥが高いときほど遅延時間ＤＬは短くなるように同遅延時間ＤＬを可変設定してもよい。

・図３のステップＳ１１０の処理を省略する、つまり燃料カット速度ＦＣＮの設定処理を省略してもよい。この場合でも、上記（１）及び（２）の効果を得ることができる。
・遠心油圧の影響を抑えるための機構として、キャンセル油圧室３１Ｂを備えるようにしたが、この他の機構を備える自動変速機であっても本発明は同様に適用することができる。例えばチェックボールを利用してピストン油圧室の作動油を排出することにより、ピストン油圧室内での遠心油圧の発生を抑える機構を備えた自動変速機でも、ピストン油圧室の作動油がチェックボールを介して十分に排出されるまでは、遠心油圧を十分に抑えることができない。従って、こうした自動変速機が接続されるエンジン１０の出力制御装置において、上記開度制限処理を実行するようにしても、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

また、遠心油圧の影響を抑える機構を備えていない自動変速機の場合には、ピストン油圧室３１Ａからの作動油の排出が完了するまで、同ピストン油圧室３１Ａには遠心油圧が発生するため、そうした作動油の排出が完了するまでは、遠心油圧の発生を十分に抑えることができない。従って、こうした自動変速機が接続されるエンジン１０の出力制御装置において、上記開度制限処理を実行するようにしても、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

・自動変速機３０に設けられた締結要素としてクラッチ３２を例に挙げたが、こうした締結要素としては、クラッチの他にブレーキもある。ここで一般的には、ブレーキを作動させる油圧室は回転しないため、上記遠心油圧は発生しない。しかし、ブレーキを作動させる油圧室が、機関回転速度の上昇に合わせて回転する場合には、そうしたブレーキを対象にして上述した開度制限処理を実施することにより、上記実施形態や変形例に準じた作用効果を得ることができる。

・上記実施形態では、機関出力を操作する出力操作部材が足で操作するアクセルペダルであったが、この他の部材でもよい。例えば、手で操作するアクセルレバーや、音声を使って機関出力を操作する部材（マイクや音声処理装置）でもよい。

１０…エンジン、１１…吸気通路、１２…スロットルバルブ、２０…トルクコンバータ、３０…自動変速機、３１…ピストン、３１Ａ…ピストン油圧室、３１Ｂ…キャンセル油圧室、３２…クラッチ、３３…リターンスプリング、４０…出力軸、５０…デファレンシャルギヤ、６０…駆動輪、７０…シフトレバー装置、１００…車両、２００…機関用制御装置、３００…クランク角センサ、３１０…吸入空気量センサ、３２０…スロットル開度センサ、３３０…水温センサ、３４０…車速センサ、３５０…アクセルセンサ、４００…変速用制御装置。

Claims (2)

1. 自動変速機が接続される内燃機関に適用されて、前記自動変速機に設けられた締結要素の状態を締結状態から解放状態に変更する解放要求が行われた後に機関出力を操作する出力操作部材が操作されたときには、吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度が前記出力操作部材の操作量に対応した開度よりも小さくなるように制限する開度制限を前記出力操作部材が操作されてから所定の遅延時間が経過した後に実行する内燃機関の出力制御装置であって、
   前記出力操作部材の操作時における機関回転速度が、予め設定された第１回転速度よりも高く且つ前記第１回転速度よりも高い速度に予め設定された第２回転速度未満であるときには、機関回転速度が高いときほど前記遅延時間が短くなるように前記出力操作部材が操作されてからの機関回転速度の変化に追従させて前記遅延時間を可変設定し、
   前記出力操作部材の操作時における機関回転速度が、前記第２回転速度以上であるときには、前記遅延時間を「０」に設定する
   ことを特徴とする内燃機関の出力制御装置。
2. 前記解放要求が行われた後の機関回転速度が予め定められた燃料カット速度を超えるときには燃料噴射を中止するとともに、前記燃料カット速度は、前記遅延時間が「０」に設定される機関回転速度よりも高い回転速度に設定されている
   請求項１に記載の内燃機関の出力制御装置。