JPS63315338A - エンジン―自動変速機総合制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸気通路に配設されたスロットル弁と、車室
のごとき乗物操作室に配設されたアクセルペダル等の人
為的操作部材とを機械的に結合するのではなく、スロッ
トル弁を電動機等のアクチュエータで駆動できるように
して、このアクチュエータへアクセルペダル等の人為的
操作部材の操作量に基づく制御信号を出力することによ
り、スロットル弁を開閉制御できるようにした。ドライ
ブバイワイヤ（Ｄｒｉｖｅ　Ｂｙ　Ｗｉｒｅ）方式のス
０７トル弁制御装置を有する乗物用内燃機関システムに
おいて、かかる内燃機関の出力側に接続された自動変速
機を制御するための装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、上記のようなドライブバイワイヤ式スロット
ル弁制御装置が各種提案されている。

かかるドライブバイワイヤ式スロットル弁制御装置の一
例として、ガソリンエンジン（内燃機関）の吸気通路に
配設されたスロットル弁をステッパモータ（ステップモ
ータともいう）のごとき電動機で回転駆動できるように
し、このステッパモータへは電子制御ユニット（ＥＣＵ
）からの電気制御信号を供給して、ステッパモータを所
望量（所望のステップ数）だけ回転させるようにしたも
のがある。また、電子制御ユニットへは人為的操作部材
としてのアクセルペダルの踏込量をはじめとして、車速
等の情報が入力されており、この電子制御ユニットはこ
れらの情報に基・づき、最適なスロットル開度（スロッ
トル弁の開度）を決定し、この決定されたスロットル開
度となるようステッパモータを駆動している。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような従来のドライブバイワイヤ式スロ
ットル弁制御装置をもった内燃機関システムにおいて、
この内燃機関に自動変速機を装備した場合を考えると、
一般に自動変速機の変速段がスロットル開度と車速とか
ら決定されるようになっているため５次のような問題点
がある。

すなわち、スロットル弁とアクセルペダルとが機械的に
切り離されたドライブバイワイヤ式スロットル弁制御シ
ステムでは、運転者の、意思を表すアクセルペダルの踏
込量と、空気流量を調整するスロットル弁の開度とは一
義的に関連しないので、これまでのようにスロットル開
度で自動変速機の変速段を決定すると、適切な変速段制
御を行なえないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、上記のようなドライブバイワイヤ式スロットル弁制御
装置付き内燃機関システムにおいて、運転者の意思を表
す人為的操作部材の操作量情報と乗物の速度情報とに基
づき自動変速機の変速段を決定することができるように
した、ドライブバイワイヤ式スロットル弁制御装置付き
内燃機関システムにおける自動変速機制御装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、本発明のドライブバイワイヤ式スロットル弁
制御装置付き内燃機関システムにおける自動変速機制御
装置は、乗物を走行操作するための人為的操作部材の操
作量に基づく制御信号をアクチュエータへ出力すること
によりこのアクチュエータで吸気通路に配設されたスロ
ットル弁を開閉駆動するドライブバイワイヤ式スロット
ル弁制御装置をもった乗物用内燃機関システムにおいて
、同内燃機関の出力側に接続された自動変速機をそなえ
るとともに、同自動変速機の変速制御用流体圧回路に介
装された変速のための被制御部へ変速制御信号を出力す
る変速制御手段をそなえ、上記内燃機関を搭載した乗物
の速度情報を検出する速度検出手段と、上記人為的操作
部材の操作量情報を検出する操作量検出手段とが設けら
れ、上記変速制御手段が、上記の操作量検出手段と速度
検出手段との検出信号を受けて変速切替用制御信号を出
力する変速切替制御手段を有していることを特徴として
いる。

［作　用］ 上述の本発明のドライブバイワイヤ式スロットル弁制御
装置付き内燃機関システムにおける自動変速機制御装置
では、変速制御手段からの変速制御信号を、自動変速機
の変速制御用流体圧回路に介装された変速のための被制
御部が受けて、自動変速機の変速を行なうが、特に変速
段の決定は次のようにして行なわれる。即ち、変速制御
手段付きの変速切替制御手段が、操作量検出手段からの
操作量情報と速度検出手段からの速度情報とを受けて、
これらの情報から適切な変速段を決定し、この決定され
た変速段となるように変速切替用制御信号を被制御部へ
出力するのである。

［実施例］ 以下１図面により本発明の−・実施例としてのドライブ
バイワイヤ式スロットル弁制御装置付き内燃機関システ
ムにおける自動変速機制御装置について説明すると、第
１図（ａ）はその全体構成図。

第１図（ｂ）はその制御ブロック図、第２図はその電気
回路図、第３図はそのシフトパターン図、第４図はその
パワーオンオフ判定作用を説明するだめのグラフである
。

さて、本実施例では、第１図（ａ）に示すごとく、自動
車に搭載のガソリンエンジン（内燃機関）Ｅにおける吸
気通路１に配設されたスロットル弁３を開閉駆動するア
クチュエータとしてのステッパモータ（電動機）６が設
けられている。即ち、ステッパモータ６は、そのモータ
軸付きのプーリ６ａと、スロットル軸３ａ付きのプーリ
３ｂとにベルト７を巻回させることにより、スロットル
弁３を開閉駆動することができるようになっている。

そして、このステッパモータ６は、マイクロプロセッサ
やＲＡＭやＲＯＭ等のメモリおよび入出力インタフェイ
ス等からなる電子制御ユニット（ＥＣＵ）８からの電気
制御信号を受けて回転駆動量（ステップ量）を制御され
るようになっている。

また、この電子制御ユニット８は、ステッパモータ６ひ
いてはスロットル弁３を制御するための電気信号を出力
するほか、各気筒の喚気ポートに設けられた電磁式燃料
噴射弁（インジェクタ）４へ順次燃料噴射用制御信号を
出力するようになっている。

さらに、このエンジンＥに付設の自動変速機ＴＭには１
図示しない変速制御用油圧（流体圧）回路が設けられて
おり、この油圧回路には、変速のための被制御部として
プレッシャコントロール用ソレノイド２１やシフトコン
トロール用ソレノイド２２．２３　［第１図（ｂ）参照
］が介装されている。

そして、この電子制御ユニット８は、これらのソレノイ
ド２１〜２３へ変速のための制御信号（この自動変速機
ＴＭとエンジンＥとの間に介装されたトルクコンバータ
にダンパクラッチが設けられている場合は、ダンパクラ
ッチオンオフのためダンパクラッチコントロール用ソレ
ノイド２０へ出力される制御信号を含む）を出力するよ
うになっている。

すなわち、この電子制御ユニット８は、スロットル開度
を開閉制御するコンピュータ部（ＴＨＣ）と、噴射燃料
量を制御するコンピュータ部（ＥＣＴ）と、自動変速機
ＴＭの変速制御を行なうコンピュータ部（ＥＬＣ）とを
有していることになる。

なお、この電子制御ユニット８は点火時期制御用コンピ
ュータ部も有している。

そして、この電子制御ユニット８へは、スロットルポジ
ションセンサ９．アクセルポジションセンサ１０．シフ
トポジションセンサ１２２回転数センサ１３．水温セン
サ１４．車速センサ１５゜エアフローセンサ１６．吸気
温センサ１７．変速情報検出手段１８．その他のセンサ
１９からの検出信号が入力されるようになっている。

ここで、スロットルポジションセンサ９は、スロットル
弁３の開度を検出するもので１例えばポテンショメータ
が使用される。

アクセルポジションセンサ１０は、自動車を走行操作す
るための人為的操作部材としてのアクセルペダル１１の
踏込量（操作量）を検出するもので、操作量検出手段と
して機能する。

シフトポジションセンサ１２は、セレクタレバー１２ａ
がどのレバー位！ｆ　（Ｐ、Ｒ，Ｄ、２．Ｌ）にあるか
を検出するもので、回転数センサ１３はエンジン回転数
をイグニッションパルス数等から検出するもので、水温
センサ１４はエンジン冷却水温を検出するものである。

車速センサ１５は、この自動車の実速度を検出するもの
で、変速制御用として車速情報を使うときは１例えば後
述のトランスファドリブンギヤ回転数センサ１８Ａから
の検出信号が使用される。

エアフローセンサ１６は、エアクリーナ２の近傍に設け
られて、カルマン渦列を検出することにより、吸入空気
量を検出するもので、吸気温センサ１７は吸入空気温度
を検出するものである。

変速情報検出手段１８は、変速機出力軸回転数（トラン
スファドリブンギヤ回転数）やキックダウンドラム回転
数等の変速情報を検出するものである。ここで、トラン
スファドリブンギヤ回転数は、第１図（ｂ）に符号１８
Ａで示すトランスファドリブンギヤ回転数センサで検出
されるが、このトランスファドリブンギヤ回転数センサ
１８Ａで検出される情報は、車速情報を有する。

また、その他のセンサ１９としては、大気圧センサ、エ
ンジンＥの排気通路５に設けられた０２センサあるいは
車両の加速度を検出する加速度センサなどがある。

ところで、電子制御ユニット８におけるスロットル弁制
御用コンピュータ部（ＴＨＣ）は、アクセルポジション
センサ１０や車速センサ１５あるいは加速度センサ等か
らの検出結果に基づき電気制御信号をステッパモータ６
へ出力することによりスロットル弁３を開閉駆動するス
ロットル制御手段（このスロットル制御手段には目標車
速あるいは目標加速度を設定する手段が含まれる）の機
能を有している。これにより、スロットル弁３は、アク
セルペダル１１と機械的に結合されるのではなく、電子
制御ユニット８からの制御信号（電気信号）を受けて作
動するステッパモータ６で駆動されることにより、開閉
制御されるのである。これがドライブバイワイヤ（Ｄｒ
ｉｖｅ　Ｂｙ　Ｗｉｒｅ）方式によるスロットル弁制御
といわれる所以である。

さらに、電子制御ユニット８における自動変速機ＴＭの
変速制御を行なうコンピュータ部（ＥＬＣ）は、第１図
（ｂ）に示すごとく、自動変速機ＴＭの変速制御用油圧
回路に介装されたプレッシャコントロール用ソレノイド
２１やシフトコン１へロール用ソレノイド２２．２３へ
変速制御信号（プレッシャコントロール信号やシフトコ
ントロール信号）を出力する変速制御手段８０の機能を
有している。

そして、この変速制御手段８０は、変速切替制御手段８
１．パワーオンオフ判定手段８２．油圧制御手段８３等
の機能を有している。

変速切替制御手段８１は、アクセルポジションセンサ１
０からのアクセルペダル踏込量（アクセル開度）、車速
センサ機能をもつトランスファドリブンギヤ回転数セン
サ１８Ａからの車速情報および変速情報検出手段１８か
らの検出信号等を受けて、シフトコントロール用ソレノ
イド２２゜２３へ変速切替用制御信号を出力するもので
、その変速切替制御パターン（シフトパターン）は第３
図のようになる。即ち、この第３図に示すシフトパター
ンはアクセル開度と車速とが決まれば、変速段をどのよ
うに切り替えればよいかがわかるようになっている。

なお、このシフトパターンは例えばメモリ内にマツプ化
されて記憶されている。

また、パワーオンオフ判定手段８２は、スロットルポジ
ションセンサ９およびエンジン回転数センサ１３からの
信号を受けて変速時の油圧制御に必要なエンジンのパワ
ーオンオフ判定を行なうもので、かかる判定は、従来通
り、スロット開度とエンジン回転数とに基づき行なわれ
る。ここで、このパワーオンオフ判定手段８２によって
行なわれるパワーオンオフ判定に使用される判定線の特
性を示すと、第４図のようになる。この第４図において
、パワーオンオフ判定線Ａよりも上の領域がパワーオン
の領域で、パワーオンオフ判定線Ａよりも下の領域がパ
ワーオフの領域である。

油圧制御手段８３は、従来のものと同様、パワーオンオ
フ判定手段８２からのパワーオンオフ判定信号や変速情
報検出手段１８からの検出信号等を受けて、プレッシャ
コントロール用ソレノイド２１へ例えば変速開始から終
了までの間に所要のパターンに沿いデユーティ化の変わ
る油圧制御信号を出力するものである。

なお、電子制御ユニット８における自動変速機ＴＭの変
速制御を行なうコンピュータ部（ＥＬＣ）のハードウェ
ア構成例を示すと、第２図のようになる。この第２図に
おいて、８０１はメインマイクロコンピュータ（メイン
マイコン）で、このメインマイコン８０１へは、エンジ
ン回転数センサ１３、スロットルポジションセンサ９．
アクセルポジションセンサ１０．シフトポジションセン
サ１２からの信号が入力されるとともに、自動変速機各
部の回転数情報やキックダウンドラムスイッチ等のオン
オフ情報など信号が変速情報検出手段１８から入力され
ている。

８０３はパルス入力波形整形回路、８０４はＡ／Ｄコン
バータ、８０５はスイッチ入力整形回路で、それぞれ入
力インタフェイスとして機能する。

８０２はサブのマイクロコンピュータ（サブマイコン）
で、このサブマイコンで８０２は、メインマイコン８０
１からの制御信号を受けて、プレッシャコントロール用
ソレノイド２１．シフトコントロール用ソレノイド２２
，２３．ダンパクラッチコントロール用ソレノイド２０
および故障表示用ＬＥＤ２４を制御する。

８０６は電源回路、８０７〜８１１はドライブ回路、８
１２はフェール回路である。なお、電源回路８０６はバ
ッテリＢにキースイッチＫＳを介して接続されており、
メインマイコン８０１やサブマイコン８０２へ定電圧を
供給する。

上述の構成により、電子制御ユニット８へはアクセルペ
ダルの踏込量をはじめとして、車速等の情報が入力され
ているので、この電子制御ユニット８のスロットル弁制
御用コンピュータ部（ＴＨＣ）は、これらの情報に基づ
き、最適なスロットル開度を決定し、この決定されたス
ロットル開度となるようステッパモータ６を駆動してい
る。すなわちステッパモータ６へは電子制御ユニット８
から電気制御信号を供線して、このステッパモータ６を
所望量（所望のステップ数）だけ回転させている。

一方、電子制御ユニット８へは変速情報検出手段１８か
らの変速情報のほか、アクセルペダルの踏込量、車速、
エンジン回転数等の情報が入力されているので、この電
子制御ユニット８における自動変速機ＴＭの変速制御を
行なうコンピュータ部（ＥＬＣ）は、これらの情報に基
づき、変速段の切替や油圧の制御を行なう。そして、ど
の変速段にするかは、第３図に示すアクセル開度と車速
との関係で決まるシフトパターン特性を使用する。

ただし、変速時の油圧制御に必要なエンジンのパワーオ
ンオフの判定は、従来通り、スロットル開度とエンジン
回転数とで判定する（第４図）。

このようにしてドライブバイワイヤ式のスロットル弁制
御システムにおいても、シフトの判定が、従来と何らか
わることなく、運転者の意思に忠実に行なえる。

さらに１人為的操作部材として、足で操作するアクセル
ペダルを用いるかわりに、手で操作するレバーのような
ものを使用するドライブバイワイヤ式スロットル弁制御
装置付きのエンジンシステムにも、本自動変速機制御装
置を適用することができる。

また、アクチュエータとしては、ステッパモータのほか
に、通常のＤＣモータのごとき電動機を使用することも
できる。

なお１本自動変速機制御装置は、自動車に搭載のドライ
ブバイワイヤ式スロットル弁制御装置付きのエンジンシ
ステムのほか、他の乗物用ドライブバイワイヤ式スロッ
トル弁制御装置付きのエンジンシステムにも同様にして
適用できるものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように１本発明のドライブバイワイヤ式ス
ロットル弁制御装置付き内燃機関システムにおける自動
変速機制御装置によれば、ドライブバイワイヤ式スロッ
トル弁制御装置をもった乗物用内燃機関システムにおい
て、同内燃機関の出力側に接続された自動変速機をそな
えるとともに、同自動変速機の変速制御用流体圧回路に
介装された変速のための被制御部へ変速制御信号を出力
する変速制御手段をそなえ、上記内燃機関を搭載した乗
物の速度情報を検出する速度検出手段と、上記人為的操
作部材の操作量情報を検出する操作量検出手段とが設け
られ、上記変速制御手段が、上記の操作量検出手段と速
度検出手段との検出信号を受けて変速切替用制御信号を
出力する変速切替制御手段を有しているので、このよう
なドライブバイワイヤ式のスロットル弁制御システムに
おいても、シフトの判定を、従来と何らかわることなく
、運転者の意思に対し忠実に行なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例としてのドライブバイワ
イヤ式スロットル弁制御装置付き内燃機関システムにお
ける自動変速機制御装置を示すもので、第１図（ａ）は
その全体構成図、第１図（ｂ）はその制御ブロック図、
第２図はその電気回路図、第３図はそのシフトパターン
図、第４図はそのパワーオンオフ判定作用を説明するた
めのグラフである。 １−吸気通路、２・−エアクリーナ、３・−スロットル
弁、３　ａ−＝スロットル軸、３ｂ・・・−プーリ、４
−電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）、５−排気通路、
６−アクチュエータとしての電動機（ステンパモータ）
、６ａ・−プーリ、７・−ベルト、８−電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）、９−スロットルポジションセンサ、１〇
−操作量検出手段としてのアクセルポジションセンサ、
１１−人為的操作部材としてのアクセルペダル、１２−
シフトポジションセンサ、１２ａ−セレクタレバー、１
３−回転数センサ、１４−水温センサ、１５−車速セン
サ、１６−エアフローセンサ、１７・−吸気温センサ、
】８−変速情報検出手段、１８Ａ−）−ランスファドリ
ブンギャ回転数センサ、１９−その他のセンサ、２０・
−ダンパクラッチコントロール用ソレノイド、２１−プ
レッシャコントロール用ソレノイド、２２．２３−シフ
トコントロール用ソレノイド、２４−故障表示用ＬＥＤ
、８０．−変速制御手段、８１−・・変速切替制御手段
、８２・−・パワーオンオフ判定手段、８３・−油圧制
御手段、８０１−・メインマイクロコンピュータ（メイ
ンマイコン）、８０２−サブのマイクロコンピュータ（
サブマイコン）、８０３−・−パルス入力波形整形回路
。 ８０４・−Ａ／Ｄコンバータ、８０５−スイッチ入力整
形回路、８０６−電源回路、８０７〜８１１〜ドライブ
回路、８１２・−フェール回路、Ｂ−バッテリ、Ｅ・−
ガソリンエンジン（内燃機関）、Ｋ　Ｓ　・＝キースイ
ッチ、ＴＭ−自動変速機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　乗物を走行操作するための人為的操作部材の操作量に
   基づく制御信号をアクチュエータへ出力することにより
   このアクチュエータで吸気通路に配設されたスロットル
   弁を開閉駆動するドライブバイワイヤ式スロットル弁制
   御装置をもった乗物用内燃機関システムにおいて、同内
   燃機関の出力側に接続された自動変速機をそなえるとと
   もに、同自動変速機の変速制御用流体圧回路に介装され
   た変速のための被制御部へ変速制御信号を出力する変速
   制御手段をそなえ、上記内燃機関を搭載した乗物の速度
   情報を検出する速度検出手段と、上記人為的操作部材の
   操作量情報を検出する操作量検出手段とが設けられ、上
   記変速制御手段が、上記の操作量検出手段と速度検出手
   段との検出信号を受けて変速切替用制御信号を出力する
   変速切替制御手段を有していることを特徴とする、ドラ
   イブバイワイヤ式スロットル弁制御装置付き内燃機関シ
   ステムにおける自動変速機制御装置。