JPH0519023B2 - - 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、これが満足出来なり時はエンジン
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
際して機関出力を低下すべきか否かの判断に変速
信号を必要としているので、構成が複雑となると
共に、信号伝達系の処理上の複雑さが増加してい
る不都合があつた。又、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り不都合があつた。特に、
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
回転数から制御値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
的確に即応することが出来ない恨みが残るもので
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、機関出力を制御するに際し
てミツシヨンの状態のみを直接的に監視して判断
することによつて機関出力を低下すべきか否かの
判断に変速信号を最早不要として構成の簡素化を
図ると共に精度を一層向上させ、信号伝達系の処
理上の複雑さを減少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。

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、変速機の入力軸と出力軸との回
転速度の比に基づいて実際の変速比を求める手段
１０、求められた変速比から現在係合するギヤ段
を特定する手段１２、ギヤ段の切り換え動作を監
視して行先段を検知する手段１４、及び特定され
た現在のギヤ段に対応する変速比と前記実際の変
速比とを比較し、両者の差が第１の値以上となつ
たときは、ギヤ段の切り換え動作の有無に関わら
ず、機関出力を低下させると共に、行先のギヤ段
に対応する変速比と前記実際の変速比とを比較
し、両者の差が第２の値以下となつたときは、前
記機関出力の低下を中止する機関出力制御手段１
６からなる如く構成した。

（作 用） 特定されたギヤ段に対応する変速比と実際の変
速比の差が第１の値以上となつたときは、ギヤ段
の切り換え動作の有無に関わらず、機関出力を低
下させる如く構成したので、機関出力の低下判断
に変速信号を最早必要とすることがなく、更には
変速以外の事由に起因する変速機の経年変化や異
常をも迅速に検知して対処することができる。

（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Ｇ３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。尚、符
号Ｍ１乃至Ｍ４及びＣ１乃至Ｃ４は夫々、メイン
シヤフト側のギヤの歯数及びカウンタシヤフト側
のギヤの歯数を示す。更に、メインシヤフト３４
には第１の回転センサ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と共
に、カウンタシヤフト３６にも第２の回転センサ
４２が配置されてミツシヨン出力軸の回転角度信
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及び前記第１、
第２回転センサ４０，４２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，ROM６４ｄ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６６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RAM６４ｅ
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出力軸の回転
数を算出する。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
る命令に従いこれら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第５図に示す如
き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２６を適宜方向に駆動する。

再び第２図に戻ると、動力伝達部３０付近の適
宜位置には車両の走行速度に応じて信号を出力す
る車速センサ８０が設けられると共に、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、これらセンサ８０，８２及び前記したスロ
ツトルセンサ５８の出力は、変速制御ユニツト８
４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８０並びにシフトレバー位置スイツチ８
２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CPU
９０ｃはROM９０ｄ内に記憶されているシフト
パターンを検索した制御値を演算し、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。尚、本実施例の場合ミツシヨンの出力軸に
第２回転センサ４２を設けると共に車速センサ８
０を別途設けたが、そのいづれか一方をもつて他
方を代用させても良い。

続いて、第６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において前記した第１回転セン
サ４０の出力からミツシヨン入力軸回転数N_Mを
算出し、次いでＳ１０２において第２回転センサ
４２の出力からミツシヨン出力軸回転数NCを算
出し、Ｓ１０４において両者の回転比を以下の如
く算出する。

回転比＝NC／NM 続いて、Ｓ１０６においてROM６４ｄを検索
した各速度段毎のギヤ比eG１乃至eG４を読み出
す。このギヤ比eGnは、メインシヤフト側のギヤ
の歯数Mnとカウンタシヤフト側のギヤの歯数Cn
とから第７図に示す如く予め算出しておき、
ROM６４ｄ内に記憶しておく。

続いて、Ｓ１０８において第７図に示す如く、
クラツチ速度比（スリツプ率）eCLnを４つのギ
ヤ段に付して算出し、次のステツプＳ１１０にお
いてフラグ（後述）がオフしていることを確認し
た後、Ｓ１１２において４つのクラツチ速度比の
中で算出値が略“１”となる速度比を選択し、そ
の速度比のギヤ段を現在段（以下「Ａ」と称す
る）と判定する。即ち、第８図に示す如く、入力
軸と出力軸の回転比は速度段に応じて相違する
が、これらの回転比に対応速度段のギヤ比を乗じ
てクラツチ速度比を求めているので、係合してい
る速度段のクラツチ速度比は略“１”になる筈だ
からである。従つて、逆に算出値が“１”となる
クラツチ速度比を見つければそれが現在係合して
いる現在段と云うことになる。Ｓ１１２において
現在段を判別した後、続いてＳ１１４において不
感帯値ΔAを検索する。この不感帯値ΔAは第８
図に示す如く、係合クラツチが解離し始めて所定
範囲以上スリツプした境界点に設定する。

次いで、Ｓ１１６において前記クラツチ速度比
が該不感帯を超えたか否かを判断して機関出力制
御を決定する訳であるが、ここで本発明に係る制
御に付いて第９図を参照して概括的に説明する
と、動力伝達部３０において前記変速制御ユニツ
ト８４のローギヤからハイギヤへの乃至はハイギ
ヤからローギヤへのシフト信号に応じて関係クラ
ツチの切断及び係合が行われる。その間にクラツ
チが全て係合しない状態が生じて同図のシフトダ
ウン例に想像線をもつて示す如く機関の吹き上が
り状態を生じて変速シヨツクを来す恐れがあるこ
とは前記した通りである。そこで本発明において
は機関制御ユニツト６０においてクラツチ速度比
eCLnから現在段を判別してそのスリツプ状態を
監視し、それが不感帯値ΔA以上になつた場合に
は機関出力の制御を開始、より具体的には出力を
低下し、次いで行先段（以下「Ｂ」と称する）の
スリツプ状態を同様に監視し、それが不感帯値
ΔAと同様に設定した行先段側の不感帯値ΔBに
達した時点で出力を復帰させるものである。従つ
て、換言すればこれら不感帯値ΔA，ΔBは変速
シヨツク対策を必要とする区間の境界点となる如
くに適宜設定するものである。第１０図及び第１
１図はこれらの不感帯値ΔA，ΔBを示しており、
図示の如く速度段に応じて設定されて前記マイク
ロ・コンピユータのROM６４ｄ内に格納される
ものとする。

再び第６図フロー・チヤートに戻ると、前述の
如くＳ１１４において不感帯値ΔAをROM６４
ｄから検索した後、Ｓ１１６において“１±
ΔA”を当該クラツチ速度比eCLnが超えたか否か
判断し、不感帯内にあると判断される場合は当該
ギヤ段が係合しているか或いは離脱しつつあると
しても変速シヨツク対策を施すに至らない程度で
あるので、機関出力を低下することなくプログラ
ムを終了する（Ｓ１１８，１２０）。又、この場
合後述の如く機関出力が低下されている場合は機
関出力を回復し、前記フラグをオフしてプログラ
ムを終了することになる。

而して、Ｓ１１６の判断においてクラツチ速度
比eCLnが不感帯を超えたと判断される場合には
Ｓ１２２において機関出力の低下を開始し、Ｓ１
２４において前記フラグをオンする。次いで、Ｓ
１２６において前記変速制御ユニツト８４と交信
して変速か否かを検知し、変速と判断される場合
には続いて前記変速制御ユニツト８４に照会して
行先段Ｂを検知し（Ｓ１２８）、Ｓ１３０におい
てROM６４ｄを参照して当該行先段の不感帯値
ΔBを検索してプログラムを終了する。尚、本制
御においてはＳ１２６で変速制御ユニツト８４に
照会した結果変速指令が出されていないことが確
認された場合であつても機関出力制御を行うもの
とする。この場合機関出力を低下することによつ
てクラツチの滑りは速やかに終息してＳ１１６の
判断でもその旨が肯定されて機関出力が回復され
ることになり、よつてクラツチが摩耗して経時的
に劣化することがなく、燃料を不要に消費するこ
とがないものである。尚、Ｓ１３２において当該
ループを経過した回数を計数し、計数値が所定値
以上となつた場合はフエールセーフ動作に移行す
ると共に所望により警告せしめる（Ｓ１３４）。
或いはループ回数を計数する代わりに前記マイク
ロ・コンピユータにタイマカウンタを付随せしめ
ておき、Ｓ１２６の判断において変速が否定され
た時点でタイマカウンタをスタートせしめ時間計
測してフエール判断を行つても良い。

而して、Ｓ１２２において一旦機関出力が低下
された後はＳ１１０においてフラグ・オンと判断
されるので、その場合にはＳ１３６に進んで現在
段Ａ及びその不感帯値ΔAを行先段Ｂ及び其の不
感帯値ΔBと置き換えることになり、Ｓ１１６に
おける不感帯判断においては行先段の係合度が判
断されることになる。その結果スリツプ率が不感
帯（１±ΔB）内に入つたと判断されると、前述
の如く機関出力の低下が中止されると共に元の値
まで回復され（Ｓ１１８）、フラグがオフされて
終わることになる（Ｓ１２０）。

第１２図は点火時期を例にとつて機関出力を制
御する場合を示しており、この場合は出力低下指
令（第６図フロー・チヤートＳ１２２）に応じて
点火時期を一度に遅角させて機関出力を低下する
と共に、出力低下停止指令（同Ｓ１１８）に応じ
て点火時期を徐々に進角方向に修正して機関出力
を回復することになる。第１３図はこの遅角補正
を算出するための補正マツプを示しており、前記
第５図基本マツプと同様に機関回転数及び吸気圧
力で検索可能とする。尚、この補正値は、基本点
火時期に応じて比例的に設定するものとし、基本
点火時期が進角方向に大きい場合には補正値も大
きく、又基本点火時期の進角度が小さい場合には
補正値も小さくなる様に設定する。又、遅角及び
戻し進角に際しては一度に遅角すると共に徐々に
戻したが、第１２図に破線で示す如く、徐々に遅
角させても良く、或いは一気に戻しても良い。
又、同図下部はスロツトル弁開度を例にとつて機
関出力を制御する場合を示しており、この場合に
は出力低下指令に応じて実線で示す如くスロツト
ル弁２６を閉弁方向に駆動して機関出力を低下せ
しめるものとする。尚、同図において破線はアク
セルペダル位置に対応したスロツトル弁開度を示
す。又、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機関の出力低下を図ることに
なる。尚、燃料噴射装置に代えて気化器を使用し
ても良く、その場合には同様に適当な手段を介し
て噴霧量を低減乃至停止することになることは云
うまでもない。

（発明の効果） 本発明に係る自動変速機を備えた車両用の内燃
機関の制御装置にあつては、変速機の入力軸と出
力軸との回転速度の比に基づいて実際の変速比を
求める手段、求められた変速比から現在係合する
ギヤ段を特定する手段、ギヤ段の切り換え動作を
監視して行先段を検知する手段、及び特定された
現在のギヤ段に対応する変速比と前記実際の変速
比とを比較し、両者の差が第１の値以上となつた
ときは、ギヤ段の切り換え動作の有無に関わら
ず、機関出力を低下させると共に、行先のギヤ段
に対応する変速比と前記実際の変速比とを比較
し、両者の差が第２の値以下となつたときは、前
記機関出力の低下を中止する機関出力制御手段か
らなる如く構成したので、変速時の機関出力低下
制御において変速信号を不要とする点で構成及び
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。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ム対応図、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、第５図は機関制御ユニツ
トが点火時期演算に使用する点火時期の基本マツ
プを示す説明図、第６図は本発明に係る装置の動
作を示すフロー・チヤート、第７図は該フロー・
チヤートにおいて用いるギヤ比及びクラツチ速度
比を示す説明図、第８図はミツシヨンの入出力軸
の回転比を速度段毎に示す説明図、第９図は本装
置の制御動作を概略的に示すタイミング・チヤー
ト、第１０図及び第１１図は該動作で使用される
不感帯値を示す説明図、第１２図は点火時期及び
スロツトル弁制御例を示すタイミング・チヤート
及び第１３図はその制御動作で使用する遅角補正
マツプを示す説明図である。 ２０……機関本体、２６……スロツトル弁、３
０……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、４０，４２
……第１、第２回転センサ、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、８０……車速センサ、８４……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 ａ 変速機の入力軸と出力軸との回転速度の
   比に基づいて実際の変速比を求める手段、 ｂ 求められた変速比から現在係合するギヤ段を
   特定する手段、 ｃ ギヤ段の切り換え動作を監視して行先段を検
   知する手段、 及び ｄ 特定された現在のギヤ段に対応する変速比と
   前記実際の変速比とを比較し、両者の差が第１
   の値以上になつたときは、ギヤ段の切り換え動
   作の有無に関わらず、機関出力を低下させると
   共に、行先のギヤ段に対応する変速比と前記実
   際の変速比とを比較し、両者の差が第２の値以
   下となつたときは、前記機関出力の低下を中止
   する機関出力制御手段、 からなる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。