JPH0519026B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動変速機を備えた車両用の内燃機関
の制御装置に関し、より詳しくは自動変速機を装
着した車両において変速シヨツクを軽減すべく機
関出力を低減する様に構成した内燃機関の制御装
置に関する。

（従来の技術） 自動変速機を装着した車両においては、車速及
び機関負荷状態から決定される運転条件に応じて
最適のギヤ段を自動的に選択して走行し、走行中
に運転条件に変化が生じた場合にはその変化に応
じて別のギヤ段に自動的にシフトされることにな
る。例えば多段クラツチ式の自動変速機を例にと
ると、変速時即ち、各クラツチの切換操作時には
エンジンの駆動力に見合い且つその時の変速に最
も適した油圧特性をクラツチ圧として与えなけれ
ばならないが、これが満足出来ない時はエンジン
回転が吹上り現象を示したり、又はクラツチの滑
り度合の急激な変化に起因してトルクの再伝達時
に一般的に変速シヨツクと呼ばれるシヨツクが生
ずる場合があり、乗員が不快感を受ける事にな
る。従つて、斯る不都合を解消するために従来か
ら変速時に機関出力を制御することが種々提案さ
れており、その一例として特開昭55−69738号公
報記載の技術を挙げることが出来る。この技術に
おいては変速信号を検知してその時点の機関回転
数から最適な期間を設定し、その間機関出力を制
御する如く構成している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来技術においては制御に
際して変速信号を必要とする等構成が複雑精緻と
なつている結果、信号伝達系の処理上においても
煩瑣であると云う不都合があつた。又、上記従来
技術においてはミツシヨンの伝達状態を直接監視
しているのではなくミツシヨン外の機関回転数か
ら機関出力制御を決定しているため、間接的な検
知であつて伝達部の作動状態の変化に必ずしも的
確に対応することが出来ない恨みがあつた。更
に、変速信号に基づいて制御を行う結果、変速に
因らないクラツチの滑り等に起因する伝達シヨツ
クを解消することが出来ない不都合があり、因つ
て生じる乗員の不快感、クラツチ等の係合部の摩
耗、それによる経年劣化等に対処することが出来
ない不都合があつた。

従つて、本発明の目的は従来技術の斯る欠点を
解消することにあり、ミツシヨンの状態を直接的
に監視して機関出力制御値を決定する如く構成す
ることによつて変速信号を最早不要として構成の
簡素化を図ると共に信号伝達系の処理においても
簡易で済む自動変速機を備えた車両用の内燃機関
の制御装置を提供することを目的とする。

更には、変速に起因しないクラツチの滑り等に
起因して生じる乗員の不快感、クラツチの摩耗、
それに因る経年劣化等の不都合を解消し、不要な
エネルギ消費を節約して燃費性を向上する自動変
速機を備えた車両用の内燃機関の制御装置を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を解消するために本発明に係る自動
変速機を備えた車両用の内燃機関の制御装置は第
１図に示す如く、自動変速機を備えた車両用のの
内燃機関の制御装置において、機関の出力を演算
する機関出力演算手段１０、変速機の伝達力を演
算する変速機伝達力演算手段１２及び該機関出力
演算手段及び変速機伝達力演算手段の出力を入力
して比較し、機関出力演算値が変速機伝達力演算
値を上廻ると判断されるときは、ギヤ段の切り換
え動作の有無に関わらず、機関出力が変速機伝達
力以下になる如く機関出力を制御する機関出力制
御手段１４からなると共に、前記変速機伝達力演
算手段が前記機関出力演算手段に対し支配的な優
先権を持つ如く構成した。

（作用） 機関の出力を演算すると共に変速機の伝達力を
演算し、両者を比較して機関出力が変速機伝達力
以下になる様に機関出力を制御するので、構成が
簡易であると共に変速信号を最早必要とすること
がなく、又変速機の伝達状態を監視する点でより
直接的な検知となつて変速以外の事由に起因する
伝達部の経年変化や異常も迅速に検知して対処す
ることが出来る。又、変速機伝達力演算手段が機
関出力演算手段に対し支配的な優先権を持つの
で、伝達することが出来ないトルクは出力させな
い如く機関を制御することが可能となり、一層効
果的に機関を制御することが出来る。

（実施例） 以下、第２図以下を参照して本発明に係る自動
変速機を備えた車両用の内燃機関の制御装置の実
施例を説明する。

第２図は該装置の全体構成を概略的に示してお
り、同図に従つて説明すると符号２０は内燃機関
の本体を示す。機関本体２０には吸気路２２が接
続されており、その先端側にはエアクリーナ２４
が取着される。而して、該エアクリーナ２４から
導入された吸気は、車両運転席床面のアクセルペ
ダル（図示せず）に連動して作動するスロツトル
弁２６を介して流量を調節されて機関本体に至
る。該吸気路２２の燃焼室（図示せず）付近の適
宜位置には燃料噴射弁（図示せず）が設けられて
燃料を供給しており、吸入空気は燃料と混合され
て燃焼室内に入入りピストン（図示せず）で圧縮
された後点火プラグ（図示せず）を介して着火さ
れて爆発し、ピストンを駆動する。該ピストン駆
動力は回転運動に変換されて機関出力軸２８から
取り出される。

機関本体２０の後段には動力伝達部３０が接続
される。本図においては理解の便宜のため作動線
図的に示すが、機関出力軸２８は動力伝達部３０
においてトルクコンバータ３２に接続され、その
ポンプインペラ３２ａに連結され、そのタービン
ランナ３２ｂはミツシヨン入力軸たるメインシヤ
フト３４に連結される。該メインシヤフト３４に
はミツシヨン出力軸たるカウンタシヤフト３６が
本実施例の場合１本並置されており、両シヤフト
間には１速ギヤＧ１、２速ギヤＧ２、３速ギヤＧ
３及び４速ギヤＧ４が設けられると共に（簡略化
のためリバースギヤ等の図示は省略した）、各ギ
ヤには多板式のクラツチCL１，CL２，CL３，
CL４が対応して設けられる。又、１速ギヤＧ１
にはワンウエイクラツチ３８が装着されている。
更に、メインシヤフト３４には入力軸回転センサ
４０が設けられてミツシヨン入力軸の所定回転角
度毎に信号を出力する。更に、クラツチCL１〜
CL４に作動油を供給する油圧路（図示せず）の
適宜位置には油圧センサ４２，４４，４６，４８
が夫々設けられ、各クラツチの油圧力を検出す
る。又、動力伝達部３０付近の適宜位置にはリー
ドスイツチ等からなる車速センサ４９が設けら
れ、車両の走行速度に比例した信号を出力する。

而して、前記機関本体２０付近のデイストリビ
ユータ（図示せず）等の回転部には電磁ピツクア
ツプ等からなるクランク角センサ５０が設けられ
ピストンのクランク角位置を検出して所定クラン
ク角度毎に信号を出力すると共に、吸気路２２の
適宜位置には吸入空気の圧力を通じて機関負荷状
態を検出する吸気圧センサ５２が設けられる。
又、機関本体２０の冷却水通路（図示せず）には
水温センサ５４が設けられて機関温度を検出する
と共に、吸気路２２の適宜位置にも第２の温度セ
ンサ５６が設けられて吸入空気温度を検出する。
更に、該吸気路のスロツトル弁２６の付近にはポ
テンシヨメータ等からなるスロツトルセンサ５８
が設けられてその弁開度を検出する。これらセン
サ５０，５２，５４，５６，５８及び前記入力軸
回転センサ４０及び油圧センサ４２，４４，４
６，４８並びに車速センサ４９の出力は、機関制
御ユニツト６０に送出される。第３図は該機関制
御ユニツト６０の詳細を示すブロツク図である
が、同図に示す如く吸気圧センサ５２等の出力は
制御ユニツト６０に入力された後、先ずレベル変
換回路６２に入力されて適宜レベルに増幅されて
マイクロ・コンピユータ６４に入力される。マイ
クロ・コンピユータ６４は、入力ポート６４ａ、
Ａ／Ｄ変換回路６４ｂ，CPU６４ｃ，ROM６４
ｄ及びRAM６４ｅ及び出力ポート６４ｆ並びに
フラグレジスタと割り込み用タイマカウンタ（共
に図示せず）からなり、前記レベル変換回路６２
の出力はそのＡ／Ｄ変換回路６４ｂに入力してデ
ジタル値に変換されてRAM６４ｅに一時格納さ
れる。同様に、クランク角センサ５０等の出力も
機関制御ユニツト６０内において波形整形回路６
６で波形整形された後、入力ポート６４ａを介し
てマイクロ・コンピユータ内に入力されてRAM
６４ｅに一時記憶され、CPU６４ｃはそれ等の
入力信号から機関回転数及びミツシヨン入力軸の
回転数並びに車速を算出する。マイクロ・コンピ
ユータにおいてCPU６４ｃは、そのROM６４ｄ
に格納されている命令に従いこれ等入力値及び算
出値に基づいて機関運転の制御値を演算する。こ
の場合、制御値としては点火時期及び燃料噴射量
並びにスロツトル弁開度の３種が挙げられ、点火
時期についてはROM６４ｄ内に格納されている
基本マツプ値を機関回転数及び吸気圧力から検索
して基本点火時期を演算すると共に、水温センサ
等の出力からそれを補正して最終的な点火時期を
決定して第１出力回路６８を通じて出力してイグ
ナイタ等からなる点火装置７０を駆動して前記点
火プラグを介して燃焼室内の混合気を点火する。
又、燃料噴射量にあつては同様に機関回転数及び
吸気圧力から同種のマツプ値を検索して基本噴射
量を決定した後補正値を算出して最終的な噴射量
を算出し、第２出力回路７２を介して燃料噴射装
置７４に出力し、前記燃料噴射弁を介して燃料を
供給する。燃料噴射装置７４は電磁弁及びその駆
動回路を備えており、該電磁弁をデユーテイ制御
して噴射時間を可変制御することによつて燃料供
給量を加減する。又、本制御装置においてはスロ
ツトル弁２６は所定の運転条件下においてアクセ
ルペダルの動作とは独立に開閉自在に構成されて
おり、マイクロ・コンピユータ６４は所定の運転
条件にある場合には制御値を演算して第３の出力
回路７６を介してスロツトル弁駆動回路７８に出
力する。このスロツトル弁駆動回路７８はパルス
モータ及びその駆動回路を含んでおり、アクセル
ペダルの踏み込み位置とは独立にスロツトル弁２
６を適宜方向に駆動する。

再び第２図に戻ると、車両運転席床面のシフト
レバー（図示せず）のレバー位置を検出するシフ
トレバー位置スイツチ８２が設けられ、このセン
サ８２及び前記した車速センサ４９並びにスロツ
トルセンサ５８の出力は、変速制御ユニツト８４
に送出される。第４図は変速制御ユニツト８４の
詳細を示すブロツク図であるが、図示の如く該ユ
ニツトは前記した機関制御ユニツトと略同種の構
成であり、スロツトルセンサ５８の出力及び車速
センサ４９並びにシフトレバー位置スイツチ８２
の出力は夫々レベル変換回路８６及び波形整形回
路８８を経て入力ポート９０ａ及びＡ／Ｄ変換回
路９０ｂを介して第２のマイクロ・コンピユータ
９０内に入力され、そのRAM９０ｅ内に記憶さ
れる。

マイクロ・コンピユータにおいてCPU９０ｃ
はROM９０ｄ内に記憶されているシフトパター
ンを検索して制御値を演算し、出力ポート９０ｆ
及び出力回路９２を介して変速装置９４にシフト
指令を出力する。変速装置９４はシフトバルブ用
の電磁弁駆動回路を備えており、指令値に応じて
適宜に電磁弁を駆動して係合中のギヤ段のクラツ
チへの油圧供給を停止すると共に次段のクラツチ
に対する油圧供給を開始してギヤ段を切り換え
る。又、該変速制御ユニツト８４と前記機関制御
ユニツト６０とは通信用インタフエース（図示せ
ず）を介して相互に通信可能である如く構成す
る。

続いて、第５図を参照して本装置の動作を説明
する。尚、本装置の動作は前記した機関制御ユニ
ツト６０が司るものであり、又このプログラムは
該ユニツトが点火時期、燃料噴射量等の制御値を
演算している間に30ms等の所定時間乃至は所定
クランク角度毎に割り込み起動する。

先ず、S100においてCPU６４ｃは前記した入
力軸回転センサ４０及び車速センサ４９の検出値
から算出したミツシヨン入力軸回転数N_M及び車
速ＶをRAM６４ｅから読み出し、次いでS102に
おいて回転比Ｒを以下の如く算出する。

Ｒ＝N_M／Ｖ 続いて、Ｓ１０４において算出値Ｒを適宜設定
した基準値Rrefを比較する。これは現在段が１
速であるか否か判別するためであり、本制御にお
いては後述の如く変速機伝達力をクラツチに供給
される油圧力等から算出する如く構成したためで
ある。即ち、１速クラツチCL１の場合ワンウエ
イクラツチ３８を備えると共にこのクラツチ３８
は１速が係合すると否とに関わらず常時作動する
ことから、現在段が１速であるか否か判別する必
要があり、車両においては車速及びミツシヨン入
力軸回転数から現在段が１速であるか否か判断す
ることが出来るからである。従つて、前記基準値
Rrefは換言すれば車両の走行状態が１速である
か否かを判別するに足る値を適宜選択して使用す
るものとする。

S104において現在段が１速と判断された場合
にはＳ１０６に進み、前記油圧センサ４２の検出
値を読み出して１速クラツチCL１の油圧力PCL
１（Kg／cm²）を求めると共に、予め実験を通じて
求めてROM６４ｄ内に格納しておいたクラツチ
CL１の摩擦係数μCL１及びその受圧面積SCL１
（cm²）を読み出し、S108において以下の如くく、
１速クラツチの伝達トルクTCL１を算出する。

TCL1＝ｆ（PCL1，μCL1，SCL1）（Kg／ｍ） 尚、伝達トルクは上記３つの要素から近似的に
実験を通じて求められたどの程度までのトルクに
耐えられるかを示す抗トルク値を指称するもので
あり、斯る値を予め算出しておいてROM６４ｄ
内に検索自在に格納しておく。

又、S104において現在段が１速以外と判断さ
れた場合はS110に進んで２速乃至４速クラツチ
CL２，CL３，CL４に付いて油圧センサ４４，
４６，４８等の値をRAM６４ｅから読み出すと
共に、S112において同様に伝達トルクTCL２，
TCL３，TCL４を総合的に算出する。

TCL2−４＝ｆ（PCL2−４，μCL2−４，SCL2
−４） （Kg・ｍ） この場合、いわゆる共噛みも考えられるので、
２速以上のクラツチの全てに付いてその係合力を
総合的に算出する。より詳しくは、検出した各ク
ラツチの中１つ又はそれ以上の油圧が所定値以上
の場合であれば当該クラツチが作動しているもの
としてそのクラツチに対応する摩擦係数及び受圧
面積を検索して総合値を求めることになる。

続いて、S114においてクランク角センサ５０
及び吸気圧センサ５２の検出値から算出した機関
回転数Ne及び吸気圧力PbaをRAM６４ｅから読
み出し、S116において以下の如く当該機関回転
数及び吸気圧力から機関が出力することが出来る
トルクTENGを算出する。

TENG＝ｆ（Ne，Pba） （Kg・ｍ） この出力トルク算出に際しても予め実験を通じ
て求めておき、ROM６４ｄ内に格納して機関回
転数及び吸気圧力から検索自在とする。

続いて、S118において両者を比較し、機関出
力TENGが伝達トルクTCLnを上廻つていると判
断される場合は機関出力を伝達トルク相当値まで
抑制する（S120）。逆に、機関出力TENGが伝達
トルクTCLnを下廻つていると判断される場合に
は機関出力を低下せず、又機関出力が既に低下さ
れている場合には伝達トルク相当値まで機関出力
を回復するものである（122）。尚、変速に起因せ
ずクラツチの滑り等によつて伝達力が減少した場
合であつても当該伝達力相当限度まで機関出力が
低下させられるので、クラツチの滑りが速やかに
回避されて摩耗、劣化等が生じることがない。

この機関出力制御は点火時期、燃料噴射量及び
スロツトル弁開度のいづれか或いはその組み合わ
せを通じて行われることになるが、点火時期を例
にとつて機関出力を制御する場合を説明すると、
出力低下指令に応じて点火時期を遅角させて機関
出力を低下すると共に、出力上昇指令に応じて点
火時期を進角方向に修正して機関出力を回復させ
ることになる。尚、遅角量は機関出力TENGと
伝達HCL１との偏差に応じて増減しても良く、
或いは一定値をもつてしても良い。又、スロツト
ル弁開度を通じて機関出力を制御する場合には出
力低下指令に応じてスロツトル弁２６を閉弁方向
に駆動して機関出力を低下することになる。尚、
スロツトル閉弁量が機関出力と伝達トルクの偏差
に応じることは云うまでもない。更に、燃料噴射
制御においては噴射制御値に所定値を加減乗除し
て噴射時間を減少する乃至はフユーエルカツトし
て出力低下を図ることになる。

以上の如く、本発明においては伝達部が伝える
ことが出来ない出力を機関に生じさせないこと基
本原則とするものであり、その結果構成が極めて
簡易であると共に変速信号を必要とせず、更に変
速に起因しないクラツチの滑り等も有効に解消す
ることが出来るものである。

尚、上記の制御においては伝達トルクの演算ル
ープ（S100〜112）が、機関出力の演算ループ
（S114〜116）に対し常に支配的な優先権を持つ
ものとする。即ち、伝達トルクの演算が行われな
い限り機関出力値を決定出来ない如く構成するも
のであり、それによつて伝達出来ないトルクは出
力させないとする前記基本原則を徹底させること
が出来て機関の制御を一層向上させることが出来
るものである。

又、本発明を変速制御を例にとつて説明して来
たがそれに限られるものではなく、パワートレイ
ン系の全ての制御に応用可能なものである。

（発明の効果） 本発明に係る自動変速機を備えた車両用内燃機
関の制御装置においては機関の出力を演算する機
関出力演算手段及び変速機の伝達力を演算する変
速機伝達力演算手段並びに両手段の出力を入力し
て比較し、機関出力演算値が変速機伝達力演算値
を上廻ると判断されるときは、ギヤ段の切り換え
動作の有無に関わらず、機関出力が変速機伝達力
以下になる如く機関出力を制御する機関出力制御
手段からなると共に前記変速機伝達力演算手段が
機関出力演算手段に対し支配的な優先権を持つ如
く構成したので、構成が極めて簡易であると共に
変速時の機関出力制御において変速信号を不要と
する点で信号伝達系の処理を簡素化することが出
来る利点を備えると共に、変速部が伝達すること
のできないトルクは出力しない様に変速機伝達力
演算手段を機関出力演算手段に優先させつつ機関
を制御することから、変速時の機関制御をより直
接的且つシンプルに行うことが出来る利点を備え
る。更に、変速に起因しないクラツチ等の滑り等
に付いても機関出力を制御する如く構成したの
で、それによつて乗員が受ける不快感を解消する
と共にクラツチ等の係合部の摩耗及び経年的劣化
を回避することが出来、更には不要なエネルギ消
費を節約することによつて燃費性を向上させるこ
とが出来る利点を備える。更に、動力伝達手段の
伝達状態のみを監視することによつて制御するの
で、動力伝達手段の作動状態を一層直接的に検知
することが出来て精度が向上すると共に、動力伝
達手段に異変が生じた場合でも迅速且つ的確に対
応して機関を制御することが出来る利点を備え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレー対応図、第２図は本発
明に係る自動変速機を備えた車両用の内燃機関の
制御装置の全体構成を示す概略図、第３図はその
中の機関制御ユニツトの詳細を示すブロツク図、
第４図は同様にその中の変速制御ユニツトの詳細
を示すブロツク図及び第５図は機関制御ユニツト
の動作を示すフロー・チヤートである。 １０…機関出力演算手段（クランク角センサ５
０、吸気圧センサ５２、マイクロ・コンピユータ
６４）、１２…変速機伝達力演算手段（油圧セン
サ４２，４４，４６，４８、マイクロ・コンピユ
ータ６４）、１４…機関出力制御手段（マイク
ロ・コンピユータ６４）、２０…機関本体、２６
…スロツトル弁、３０…動力伝達部、３２…トル
クコンバータ、３４…メインシヤフト、３６…カ
ウンタシヤフト、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４…ギ
ヤ、CL１，CL２，CL３，CL４…クラツチ、４
０…入力軸回転センサ、４２，４４，４６，４８
…油圧センサ、５０…クランク角センサ、５２…
吸気圧センサ、５８…スロツトルセンサ、６０…
機関制御ユニツト、６４…マイクロ・コンピユー
タ、７０…点火装置、７４…燃料噴射装置、７８
…スロツトル弁駆動回路、４９…車速センサ、８
４…変速制御ユニツト、９０…第２マイクロ・コ
ンピユータ、９４…変速装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動変速機を備えた車両用の内燃機関の制御
   装置であつて、 ａ 機関の出力を演算する機関出力演算手段、 ｂ 該変速機の伝達力を演算する変速機伝達力演
   算手段、 及び ｃ 該機関出力演算手段及び変速機伝達力演算手
   段の出力を入力して比較し、機関出力演算値が
   変速機伝達力演算値を上廻ると判断されるとき
   は、ギヤ段の切り換え動作の有無に関わらず、
   機関出力が変速機伝達力以下になる如く機関出
   力を制御する機関出力制御手段、 からなると共に、前記変速機伝達力演算手段が前
   記機関出力演算手段に対し支配的な優先権を持つ
   如く構成したことを特徴とする自動変速機を備え
   た車両用の内燃機関の制御装置。 ２ 前記機関出力演算手段は、少なくとも機関回
   転数及び機関負荷状態から機関の出力を演算する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自
   動変速機を備えた車両用の内燃機関の制御装置。 ３ 前記変速機伝達力演算手段は、少なくとも該
   変速機のクラツチ圧、摩擦係数及び受圧面積から
   変速機の伝達力を演算することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の自動変速機を備えた車両
   用の内燃機関の制御装置。 ４ 前記機関出力制御手段は、点火時期、燃料供
   給量又はスロツトル弁開度のいずれか或いはその
   組み合わせから機関出力を制御することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の自動変速機を備
   えた車両用の内燃機関の制御装置。