内燃機関の制御装置
【課題】 ドライバビリティおよび燃費を悪化させることなくトルクを制御する。
【解決手段】 ＥＣＵは、変速機が変速制御モードで制御されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、クラッチが接続状態であり（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、変速機側から、空気のみでのトルク制御要求がない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭを算出するステップ（Ｓ１１０）と、最遅角時の正味トルクＴＭが、予め定められたＴＭ（０）以上である場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグをセットするステップ（Ｓ１０８）と、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされている場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみでのトルク制御を実行するステップ（Ｓ１１２）とを含む、プログラムを実行する。
【解決手段】 ＥＣＵは、変速機が変速制御モードで制御されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、クラッチが接続状態であり（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、変速機側から、空気のみでのトルク制御要求がない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭを算出するステップ（Ｓ１１０）と、最遅角時の正味トルクＴＭが、予め定められたＴＭ（０）以上である場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグをセットするステップ（Ｓ１０８）と、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされている場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみでのトルク制御を実行するステップ（Ｓ１１２）とを含む、プログラムを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機に連結された内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動変速機の変速時には、変速ショックを抑制してドライバビリティを向上させるために、点火時期の遅角（リタード）や空気量を絞ることにより、内燃機関（エンジン）のトルクが低下させられる。
【０００３】
特開平９−３１０６２７号公報（特許文献１）は、応答性を確保しつつ、運転性を悪化させることなくトルクダウンを行なうトルクダウン制御装置を開示する。特許文献１に記載のトルクダウン制御装置は、自動変速機の変速時におけるトルクダウン要求時に、吸入空気量制御により出力トルクを強制的に低下させる制御を行なわせると共に、吸入空気量制御の応答遅れ期間において、点火時期制御と燃料供給量制御との少なくとも一方により出力トルクを強制的に低下させる制御を行なわせる。
【０００４】
この公報に記載のトルクダウン制御装置によれば、吸入空気量制御の応答遅れを、点火時期制御及び／又は燃料供給量制御で補って、トルクダウン要求に対して応答良くエンジンの出力トルクを低下させることができる。すなわち、点火時期制御及び／又は燃料供給量制御は、吸入空気量制御よりも応答性が早いということである。
【特許文献１】特開平９−３１０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、特に欧州において、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機を搭載した車両が販売されている。このような車両においては、自動変速機と内燃機関とはクラッチを介して連結されている。そのため、クラッチが接続状態である場合において、内燃機関のトルク変動をショックとして乗員が感じやすい。しかしながら、特許文献１に記載のトルクダウン制御装置のように、トルクダウン中に点火時期制御及び／又は燃料供給量制御から吸入空気量制御に切換わると、応答性が変化することに伴ないトルクの変化率が急変する。そのため、乗員にショックを感じさせ、ドライバビリティが悪化するおそれがあるという問題点があった。また、点火時期制御により点火時期の遅角が行なわれれば、それだけ燃焼効率が悪化するので、燃費が悪化するという問題点もあった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ドライバビリティおよび燃費を悪化させることなくトルクを制御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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置において、内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結されている。制御装置は、内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により、内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、予め定められたトルク（たとえばクラッチを切断状態にするときのトルク）より高い場合、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む。
【０００８】
第１の発明によると、制御手段が、空気量を変化させることおよび点火時期を変化させることを含む方法により、内燃機関のトルクを制御する。変速時に、点火時期をたとえば最遅角にした場合のトルクが、クラッチを切断状態にするときのトルクよりも高ければ、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御が禁止される。これにより、点火時期を遅角することによりクラッチを切断状態にするときのトルクまでトルクを低下させることができなければ、点火時期を変化させる方法によるトルク制御を禁止できる。この場合、たとえば空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させるようにする。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。また、点火時期を変化させる方法によるトルク制御が禁止される、すなわち、点火時期の遅角制御が禁止されるので、燃費の悪化を抑制することができる。その結果、ドライバビリティおよび燃費を悪化させることなくトルクを制御することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、予め定められたトルク（たとえばクラッチを切断状態にするときのトルク）より高い場合、空気量を変化させる方法のみにより内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、変速時に、点火時期をたとえば最遅角にした場合のトルクが、クラッチを切断状態にするときのトルクよりも高ければ、空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させることができる。これにより、クラッチを切断状態にするために内燃機関のトルクを低下させる際、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【００１１】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、遅角させる角度は、内燃機関における最遅角である。
【００１２】
第３の発明によると、変速時に、点火時期を最遅角にした場合のトルクが、クラッチを切断状態にするときのトルクよりも高ければ、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止することができる。これにより、点火時期を遅角することによりクラッチを切断状態にするときのトルクまでトルクを低下させることができなければ、点火時期を変化させる方法によるトルク制御を禁止できる。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【００１３】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、予め定められたトルクは、クラッチを切断状態にするときのトルクである。
【００１４】
第４の発明によると、点火時期を遅角することによりクラッチを切断状態にするときのトルクまでトルクを低下させることができなければ、点火時期を変化させる方法によるトルク制御を禁止できる。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【００１５】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置において、内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結されている。自動変速機は、第１の変速モードおよび第１の変速モードに比べて燃費の良いタイミング（例えば低い車速）でアップシフトを行なう第２の変速モードを選択可能である。制御装置は、内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、第２の変速モードが選択されている場合、自動変速機の変速時において、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む。
【００１６】
第５の発明によると、制御手段が、空気量を変化させることおよび内燃機関を変化させることを含む方法により内燃機関のトルクを制御する。第２の変速モードが選択されている場合、自動変速機の変速時において、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御が禁止される。これにより、変速時にクラッチを切断状態にするために内燃機関のトルクを低下させる際、たとえば空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させるようにする。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。また、点火時期を変化させる方法によるトルク制御が禁止される、すなわち、点火時期の遅角制御が禁止されるので、燃費の悪化を抑制することができる。その結果、ドライバビリティおよび燃費を悪化させることなくトルクを制御することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１７】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第５の発明の構成に加え、制御手段は、第２の変速モードが選択されている場合、自動変速機の変速時において、空気量を変化させる方法のみにより内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む。
【００１８】
第６の発明によると、第２の変速モードが選択されている場合、空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させることができる。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。また、点火時期を変化させる方法によるトルク制御が禁止される、すなわち、点火時期の遅角制御が禁止されるので、燃費の悪化を抑制することができる。
【００１９】
第７の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加え、空気量制御手段は、内燃機関のトルクを低下するように制御するための手段を含む。
【００２０】
第７の発明によると、空気量のみによりトルクが低下させられる。これにより、変速時にクラッチを切断状態にする際、内燃機関から自動変速機に伝達されていたトルクが急に遮断されることを抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、エンジン１００で発生した駆動力が、クラッチ２００、変速機３００、デファレンシャルギヤ４００およびドライブシャフト４０２を介して車輪４０４に伝達されることにより走行する。エンジン１００、クラッチ２００および変速機３００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００により制御される。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、たとえば、ＥＣＵ５００において実行されるプログラムにより発現される。
【００２３】
エンジン１００は、ガソリンエンジンである。クラッチ２００は、エンジン１００のクランクシャフト６００に連結されている。クラッチ出力軸２０２は、スプライン３１０を介して変速機３００の入力軸３０２に連結されている。
【００２４】
変速機３００は、常時噛合い式のギヤトレーンから構成されている。変速機３００におけるギヤ段の選択は、アクチュエータ３０４によりシフトフォークシャフトを摺動させることにより行なわれる。アクチュエータ３０４は、油圧により作動するものであってもよく、電力により作動するものであってもよい。なお、ダイレクトシリンダを用いたアクチュエータによりギヤ段の選択を行なってもよい。
【００２５】
ＥＣＵ５００は、エンジンＥＣＵ５０２、トランスミッションＥＣＵ５０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０６およびＲＡＭ（Random Access Memory）５０８を含む。エンジンＥＣＵ５０２は、エンジン１００を制御する。トランスミッションＥＣＵ５０４は、クラッチ２００および変速機３００を制御する。本実施の形態において、トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速機３００の変速時に、変速制御モードで変速機３００を制御する。トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速制御モードで変速機３００を制御することにより、例えばエンジン１００の正味トルクが０Ｎ・ｍ付近まで低下したときにクラッチ２００が切断状態になるようにクラッチ２００を制御する。ここで、正味トルクとは、エンジン１００が実際に発生するトルク（図示トルク）からエンジン１００のフリクションや補機類の負荷などを減算したトルクをいう。クラッチ２００が切断状態であるときに、トランスミッションＥＣＵ５０４は、ギヤ段を変更するように変速機３００を制御する。ギヤ段の変更が完了すると、トランスミッションＥＣＵ５０４は、クラッチ２００が接続状態になるようにクラッチ２００を制御する。なお、変速制御モードでのクラッチ２００および変速機３００の制御は、これに限らない。
【００２６】
エンジンＥＣＵ５０２とトランスミッションＥＣＵ５０４とは、相互に信号を送受信する。本実施の形態において、トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速制御モードでクラッチ２００および変速機３００を制御する場合、変速制御モードであることを示す信号をエンジンＥＣＵ５０２に送信する。ＲＯＭ５０６は、ＥＣＵ５００が実行するプログラムやマップなどを記憶する。本実施の形態において、ＲＯＭ５０６に記憶された変速線図または運転者のシフト操作に基づいて、トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速制御モードで変速機３００を制御するか否かを決定する。ＲＡＭ５０８は、ＥＣＵ５００の演算結果を記憶する。
【００２７】
ＥＣＵ５００には、ポジションセンサ５１０、アクセル開度センサ５１２、ブレーキスイッチ５１４、エコノミーモードスイッチ５１６、車速センサ５１８、入力軸回転数センサ５２０、出力軸回転数センサ５２２、およびタイミングロータ５２４の外周に対向して設けられたクランクポジションセンサ５２６から信号が送信される。
【００２８】
ポジションセンサ５１０は、シフトレバーのシフトポジションを検出する。アクセル開度センサ５１２は、アクセルペダルのアクセル開度を検出する。ブレーキスイッチ５１４は、ブレーキペダルが踏まれたか否かを検出する。
【００２９】
エコノミーモードスイッチ５１６が運転者によりオン操作された場合、ＥＣＵ５００はエコノミーモードで車両を制御する。エコノミーモードとは、通常走行時（エコノミーモードスイッチ５１６オフ時）と比べて燃費の良いタイミング（例えば低い車速）でアップシフトを行ない、走行性よりも燃費を重視した走行を行なうモードをいう。
【００３０】
車速センサ５１８は、車速を検出する。入力軸回転数センサ５２０は、変速機３００の入力軸の回転数を検出する。出力軸回転数センサ５２２は、変速機３００の出力軸の回転数を検出する。クランクポジションセンサ５２６はエンジン回転数を検出する。
【００３１】
ＥＣＵ５００は、これらのセンサから送信された信号、ＲＯＭ５０６に記憶されたプログラムおよびマップなどに基づいて演算処理を行なう。本実施の形態において、ＥＣＵ５００は、運転者のシフト操作に基づいて、変速（アップシフトおよびダウンシフト）を行なう。なお、シフト操作の代わりに、ステアリング（図示せず）に設けられたスイッチの操作に基づいて、変速を行なってもよい。
【００３２】
図２を参照して、エンジン１００についてさらに説明する。エンジン１００に吸入される空気は、エアクリーナ１０２によりろ過され、吸気管１０４およびインテークマニホールド１０６を通り、インジェクタ１０８から噴射された燃料とともに燃焼室内に導入される。
【００３３】
燃焼室内で、空気と燃料との混合気が点火プラグ１１０により点火され、燃焼する。混合気が燃焼することにより、エンジン１００は駆動力を発生する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、エギゾーストマニホールド１１２に導かれ、触媒１１４により浄化された後、車外に排出される。
【００３４】
燃焼室内に導入される空気は、スロットルバルブ１１６により制御される。スロットルバルブ１１６はモータによって駆動される電子制御式のスロットルバルブである。スロットルバルブ１１６の開度は、ＥＣＵ５００により制御される。空気の量は、エアフローメータ５２８により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ５００に送信される。スロットルバルブ１１６の開度は、スロットル開度センサ５３０により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ５００に送信される。触媒１１４の温度ＴＣは、温度センサ５３２により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ５００に送信される。なお、温度センサ５３２により触媒温度ＴＣを検出する代わりに、エンジン回転数、負荷、水温、吸気温度などに基づいて触媒温度ＴＣを推定してもよい。
【００３５】
図３を参照して、クラッチ２００についてさらに説明する。クラッチ２００は、乾式単板式の摩擦クラッチである。図３に示すように、クラッチ２００は、クラッチ出力軸２０２と、クラッチ出力軸２０２に配設されたクラッチディスク２０４と、クラッチハウジング２０６と、クラッチハウジング２０６に配設されたプレッシャプレート２０８と、ダイヤフラムスプリング２１０と、クラッチレリーズシリンダ２１２と、レリーズフォーク２１４と、レリーズスリーブ２１６とを含む。
【００３６】
ダイヤフラムスプリング２１０が、プレッシャプレート２０８を図３において右方向に付勢することにより、クラッチディスク２０４が、エンジン１００のクランクシャフト６００に取り付けられたフライホイール６０２に押付けられ、クラッチが接続される。
【００３７】
クラッチレリーズシリンダ２１２が、レリーズフォーク２１４を介して図３において右方向へ、レリーズスリーブ２１６を移動させることにより、ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図３において右方向へ移動する。ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図３において右方向へ移動すると、プレッシャプレート２０８が図３において左方向に移動し、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが離れてクラッチが切断される。
【００３８】
クラッチレリーズシリンダ２１２は、リザーバ２１８から油圧ポンプ２２０により汲み上げられた作動油の油圧が、クラッチソレノイドバルブ２２２を介して供給されることにより作動する。クラッチソレノイドバルブ２２２は、クラッチレリーズシリンダ２１２に対する油圧の供給および排出を切換える。クラッチソレノイドバルブ２２２は、ＥＣＵ５００により制御される。
【００３９】
クラッチレリーズシリンダ２１２に油圧が供給されると、クラッチレリーズシリンダ２１２のピストンが図３において左方向に移動し、レリーズスリーブ２１６が図３において右方向へ移動してクラッチが切断される。クラッチレリーズシリンダ２１２のピストンの位置（クラッチストローク）は、クラッチストロークセンサ５３４により検出される。クラッチストロークセンサ５３４の検出結果を表す信号は、ＥＣＵ５００に送信される。
【００４０】
ＥＣＵ５００は、クラッチストロークセンサ５３４から送信された信号に基づいて、クラッチ２００が切断状態にあるか、接続状態にあるか、半接続状態にあるかを検出する。なお、クラッチ２００を電力により作動するようにしてもよい。
【００４１】
図４を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置においてＥＣＵ５００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００４２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ５００は、現在、クラッチ２００および変速機３００が、変速制御モードで制御されているか否かを判別する。変速制御モードであるか否かは、トランスミッションＥＣＵ５０４がエンジンＥＣＵ５０２に送信する信号に基づいて判別すればよい。変速制御モードで変速機３００が制御されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでない場合（Ｓ１００にＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。
【００４３】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ５００は、クラッチストロークセンサ５３４から送信された信号に基づいて、クラッチ２００が切断状態にあるか否かを判別する。クラッチ２００が切断状態にある場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。
【００４４】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ５００は、空気のみでのトルク制御実行フラグをリセットする。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ５００は、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されているか否かを判別する。空気のみでのトルク制御が要求されているか否かは、トランスミッションＥＣＵ５０４からエンジンＥＣＵ５０２に送信される信号に基づいて判別される。トランスミッションＥＣＵ５０４は、たとえば低速時の変速において、クラッチ２００の切断が開始されてから切断が完了するまでの間に、エンジントルクを緩やかに低下させ、変速ショックを抑制した変速を行なう場合、空気のみでのトルク制御を要求する。空気のみでのトルク制御を要求する場合は、トランスミッションＥＣＵ５０４からエンジンＥＣＵ５０２に信号が送信される。空気のみでのトルク制御が要求されている場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００４５】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ５００は、空気のみでのトルク制御実行フラグをセットする。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ５００は、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭを算出する。最遅角とは、たとえば触媒１１４の温度が限界温度以下であることおよび失火しないことなどを含む条件を満たす限り、点火時期を最も遅くすることができるクランク角である。最遅角は、予め実験などにより求められる。正味トルクとは、エンジン１００が実際に発生するトルク（図示トルク）から、エンジン１００自体のフリクション、ポンピングロス、負荷などのトルク損失分を減算したトルクで、変速機３００の入力されるトルクである。最遅角時の正味トルクＴＭは、ＲＯＭ５０６に記憶されたマップに基づいて算出される。
【００４６】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ５００は、最遅角時の正味トルクＴＭが、予め定められたトルクＴＭ（０）より大きいか否かを判別する。本実施の形態において、トルクＴＭ（０）はショック抑制やエンジン回転数吹き上がりなどを抑制できる値として例えば０Ｎ・ｍに設定される。０Ｎ・ｍは、変速時にクラッチが切断状態にされるときのトルクである。正味トルクが０Ｎ・ｍである場合、エンジン１００から変速機３００にトルクが伝達されていない状態といえ、このときにクラッチ２００を切断状態にすることにより、クラッチ２００の切断によるショックの発生を抑制することができる。最遅角時の正味トルクＴＭが、予め定められたトルクＴＭ（０）より大きい場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
【００４７】
なお、クラッチ２００を切断状態にするために正味トルクが低下させられるにつれ、エンジン１００に導入される空気量も減り、最遅角時の正味トルクＴＭが低下する。変速開始直後において、正味トルクと最遅角時の正味トルクとの偏差が大きい場合には、最遅角時の正味トルクＴＭの低下量が大きい。この場合、変速開始直後において、最遅角時の正味トルクＴＭが０Ｎ・ｍより高くても、最終的には最遅角時の正味トルクＴＭが０Ｎ・ｍ以下となる場合がある。したがって、変速開始直後において、正味トルクと最遅角時の正味トルクＴＭとの偏差が大きい場合には、トルクＴＭ（０）を偏差に応じて０Ｎ・ｍよりも高いトルクに変更してもよい。
【００４８】
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ５００は、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされているか否かを判別する。空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされている場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。そうでない場合（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。
【００４９】
Ｓ１１６にて、ＥＣＵ５００は、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみで、エンジン１００のトルクを制御する。Ｓ１１８にて、ＥＣＵ５００は、空気および点火時期により、エンジン１００のトルクを制御する。
【００５０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ５００の動作について説明する。
【００５１】
変速時でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされている（Ｓ１０４）。そのため、アイドリング時、ノッキング発生時、触媒１１４の暖機時、アクセル操作時などに、空気および点火時期により、車両の運転状態に応じて応答性良くトルク制御が行なわれる（Ｓ１１０にてＮＯ、Ｓ１１４）。
【００５２】
変速線図に基づいて変速する必要があると判断されたり、運転者のシフト操作により変速が要求されたりすると、変速機３００が変速制御モードで制御され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、クラッチ２００が切断状態にあるか否かが判別される（Ｓ１０２）。
【００５３】
クラッチ２００が切断状態となっておらず、接続状態（半接続状態を含む）である場合において（Ｓ１０２にてＮＯ）、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されていれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされる（Ｓ１０８）。
【００５４】
空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされれば（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、点火時期によるトルク制御が禁止され、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみによるトルク制御が実行される（Ｓ１１６）。このとき、エンジン１００のトルクは、変速機３００側が要求するトルクに対応するように低下させられる。
【００５５】
空気のみでトルク制御を行なう場合、スロットルバルブ１１６の開度を変化させても、空気の流量は速やかに変化しないため、応答遅れが生じる。そのため、トルクが緩やかに低下する。その結果、クラッチ２００が接続状態である場合において、トルクの急変が抑制され、変速ショックが抑制される。
【００５６】
トルクが十分に低下し、ギヤ段を変更するためにクラッチ２００が切断されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされる（Ｓ１０４）。これにより、空気および点火時期によるトルク制御に戻される（Ｓ１１４にてＮＯ、Ｓ１１８）。これにより、車両の運転状態に応じて応答性良くトルク制御が行なわれる。なお、空気および点火時期によるトルク制御に戻されるための条件は、クラッチ２００が切断状態となったという条件のみであってもよい。
【００５７】
一方、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されていなければ（Ｓ１０６にてＮＯ）、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭが、ＲＯＭ５０６に記憶されたマップに基づいて算出される（Ｓ１１０）。最遅角時の正味トルクＴＭが、ＴＭ（０）より大きければ（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、変速時にクラッチ２００を切断状態にするときのトルクまで遅角制御によりトルクを低下させることができない状態であるといえる。この場合、クラッチ２００を切断状態にするときのトルクまで低下させるには、さらにスロットルバルブ１１６により空気量を絞ることが必要となる。しかしながら、点火時期によるトルク制御と空気によるトルク制御とでは応答性が異なるため、トルクの低下率が変化し、乗員にショックを与えるおそれがある。
【００５８】
したがって、最遅角時の正味トルクＴＭが、ＴＭ（０）より大きければ（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされる（Ｓ１０８）。これにより、点火時期によるトルク制御が禁止され、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみによるトルク制御が実行されて（Ｓ１１４にてＹＥＳ、Ｓ１１６）、トルクが低下する。
【００５９】
トルクが十分に低下し、ギヤ段を変更するためにクラッチ２００が切断されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされ（Ｓ１０４）、空気および点火時期によるトルク制御に戻される（Ｓ１１４にてＮＯ、Ｓ１１８）。
【００６０】
これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでは、空気のみによりトルク制御が実行されるので、クラッチ２００が接続状態である場合にトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えることを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が行なわれないので、遅角制御が行なわれない。そのため、燃焼効率の悪化が抑制されて、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵは、変速時にクラッチが接続状態であり、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭが、ＴＭ（０）より大きければ、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみによりトルク制御を行なう。これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでにトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えてドライバビリティが悪化することを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が禁止されるため、遅角制御が禁止される。これにより、燃焼効率の悪化を抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
図５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態においては、最遅角時の正味トルクＴＭがＴＭ（０）より大きい場合に点火時期によるトルク制御を禁止していた。本実施の形態においては、エコノミーモードが選択されている場合に、点火時期によるトルク制御を禁止する。
【００６３】
その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６４】
図５を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ５００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ処理については、同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００６５】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ５００は、エコノミーモードスイッチ５１６から送信される信号に基づいて、エコノミーモードが選択されているか否かを判別する。エコノミーモードが選択されている場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
【００６６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ５００の動作について説明する。
【００６７】
変速機３００が変速制御モードで制御されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、クラッチ２００が接続状態である場合において（Ｓ１０２にてＮＯ）、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されていない（Ｓ１０６にてＮＯ）と想定する。
【００６８】
この場合、エコノミーモードが選択されていれば（Ｓ２００にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされる（Ｓ１０８）。これにより、点火時期によるトルク制御が禁止され、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみによるトルク制御が実行されて（Ｓ１１４にてＹＥＳ、Ｓ１１６）、トルクが低下する。
【００６９】
トルクが十分に低下し、ギヤ段を変更するためにクラッチ２００が切断されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされ（Ｓ１０４）、空気および点火時期によるトルク制御に戻される（Ｓ１１４にてＮＯ、Ｓ１１８）。
【００７０】
これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでは、空気のみでトルク制御実行されるので、クラッチ２００が接続状態である場合にトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えることを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が行なわれないので、遅角制御が行なわれない。そのため、燃焼効率の悪化が抑制されて、燃費の悪化を抑制することができる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵは、変速時にクラッチが接続状態であり、エコノミーモードが選択されている場合、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみによりトルク制御を行なう。これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでにトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えてドライバビリティが悪化することを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が禁止されるため、遅角制御が禁止される。これにより、燃焼効率の悪化を抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。
【００７２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置により制御されるエンジンを示す制御ブロック図である。
【図３】クラッチを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１００ エンジン、１０８ インジェクタ、１１０ 点火プラグ、１１６ スロットルバルブ、２００ クラッチ、３００ 変速機、５００ ＥＣＵ、５０２ エンジンＥＣＵ、５０４ トランスミッションＥＣＵ、５０６ ＲＯＭ、５０８ ＲＡＭ、５１６ エコノミーモードスイッチ、５２８ エアフローメータ、５３０ スロットル開度センサ、５３４ クラッチストロークセンサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機に連結された内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動変速機の変速時には、変速ショックを抑制してドライバビリティを向上させるために、点火時期の遅角（リタード）や空気量を絞ることにより、内燃機関（エンジン）のトルクが低下させられる。
【０００３】
特開平９−３１０６２７号公報（特許文献１）は、応答性を確保しつつ、運転性を悪化させることなくトルクダウンを行なうトルクダウン制御装置を開示する。特許文献１に記載のトルクダウン制御装置は、自動変速機の変速時におけるトルクダウン要求時に、吸入空気量制御により出力トルクを強制的に低下させる制御を行なわせると共に、吸入空気量制御の応答遅れ期間において、点火時期制御と燃料供給量制御との少なくとも一方により出力トルクを強制的に低下させる制御を行なわせる。
【０００４】
この公報に記載のトルクダウン制御装置によれば、吸入空気量制御の応答遅れを、点火時期制御及び／又は燃料供給量制御で補って、トルクダウン要求に対して応答良くエンジンの出力トルクを低下させることができる。すなわち、点火時期制御及び／又は燃料供給量制御は、吸入空気量制御よりも応答性が早いということである。
【特許文献１】特開平９−３１０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、特に欧州において、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機を搭載した車両が販売されている。このような車両においては、自動変速機と内燃機関とはクラッチを介して連結されている。そのため、クラッチが接続状態である場合において、内燃機関のトルク変動をショックとして乗員が感じやすい。しかしながら、特許文献１に記載のトルクダウン制御装置のように、トルクダウン中に点火時期制御及び／又は燃料供給量制御から吸入空気量制御に切換わると、応答性が変化することに伴ないトルクの変化率が急変する。そのため、乗員にショックを感じさせ、ドライバビリティが悪化するおそれがあるという問題点があった。また、点火時期制御により点火時期の遅角が行なわれれば、それだけ燃焼効率が悪化するので、燃費が悪化するという問題点もあった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ドライバビリティおよび燃費を悪化させることなくトルクを制御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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置において、内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結されている。制御装置は、内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により、内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、予め定められたトルク（たとえばクラッチを切断状態にするときのトルク）より高い場合、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む。
【０００８】
第１の発明によると、制御手段が、空気量を変化させることおよび点火時期を変化させることを含む方法により、内燃機関のトルクを制御する。変速時に、点火時期をたとえば最遅角にした場合のトルクが、クラッチを切断状態にするときのトルクよりも高ければ、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御が禁止される。これにより、点火時期を遅角することによりクラッチを切断状態にするときのトルクまでトルクを低下させることができなければ、点火時期を変化させる方法によるトルク制御を禁止できる。この場合、たとえば空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させるようにする。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。また、点火時期を変化させる方法によるトルク制御が禁止される、すなわち、点火時期の遅角制御が禁止されるので、燃費の悪化を抑制することができる。その結果、ドライバビリティおよび燃費を悪化させることなくトルクを制御することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、予め定められたトルク（たとえばクラッチを切断状態にするときのトルク）より高い場合、空気量を変化させる方法のみにより内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、変速時に、点火時期をたとえば最遅角にした場合のトルクが、クラッチを切断状態にするときのトルクよりも高ければ、空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させることができる。これにより、クラッチを切断状態にするために内燃機関のトルクを低下させる際、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【００１１】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、遅角させる角度は、内燃機関における最遅角である。
【００１２】
第３の発明によると、変速時に、点火時期を最遅角にした場合のトルクが、クラッチを切断状態にするときのトルクよりも高ければ、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止することができる。これにより、点火時期を遅角することによりクラッチを切断状態にするときのトルクまでトルクを低下させることができなければ、点火時期を変化させる方法によるトルク制御を禁止できる。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【００１３】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、予め定められたトルクは、クラッチを切断状態にするときのトルクである。
【００１４】
第４の発明によると、点火時期を遅角することによりクラッチを切断状態にするときのトルクまでトルクを低下させることができなければ、点火時期を変化させる方法によるトルク制御を禁止できる。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【００１５】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置において、内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結されている。自動変速機は、第１の変速モードおよび第１の変速モードに比べて燃費の良いタイミング（例えば低い車速）でアップシフトを行なう第２の変速モードを選択可能である。制御装置は、内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、第２の変速モードが選択されている場合、自動変速機の変速時において、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む。
【００１６】
第５の発明によると、制御手段が、空気量を変化させることおよび内燃機関を変化させることを含む方法により内燃機関のトルクを制御する。第２の変速モードが選択されている場合、自動変速機の変速時において、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御が禁止される。これにより、変速時にクラッチを切断状態にするために内燃機関のトルクを低下させる際、たとえば空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させるようにする。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。また、点火時期を変化させる方法によるトルク制御が禁止される、すなわち、点火時期の遅角制御が禁止されるので、燃費の悪化を抑制することができる。その結果、ドライバビリティおよび燃費を悪化させることなくトルクを制御することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１７】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第５の発明の構成に加え、制御手段は、第２の変速モードが選択されている場合、自動変速機の変速時において、空気量を変化させる方法のみにより内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む。
【００１８】
第６の発明によると、第２の変速モードが選択されている場合、空気量を変化させる方法のみによりトルクを低下させることができる。そのため、クラッチを切断状態にするまでの間にトルク低減方法を切換える（たとえば点火時期制御から空気量制御へ切換える）ことに伴なう制御の応答性の差異によるトルクの変化率の急変を抑制し、ショックの発生を抑制することができる。また、点火時期を変化させる方法によるトルク制御が禁止される、すなわち、点火時期の遅角制御が禁止されるので、燃費の悪化を抑制することができる。
【００１９】
第７の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加え、空気量制御手段は、内燃機関のトルクを低下するように制御するための手段を含む。
【００２０】
第７の発明によると、空気量のみによりトルクが低下させられる。これにより、変速時にクラッチを切断状態にする際、内燃機関から自動変速機に伝達されていたトルクが急に遮断されることを抑制し、ショックの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、エンジン１００で発生した駆動力が、クラッチ２００、変速機３００、デファレンシャルギヤ４００およびドライブシャフト４０２を介して車輪４０４に伝達されることにより走行する。エンジン１００、クラッチ２００および変速機３００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００により制御される。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、たとえば、ＥＣＵ５００において実行されるプログラムにより発現される。
【００２３】
エンジン１００は、ガソリンエンジンである。クラッチ２００は、エンジン１００のクランクシャフト６００に連結されている。クラッチ出力軸２０２は、スプライン３１０を介して変速機３００の入力軸３０２に連結されている。
【００２４】
変速機３００は、常時噛合い式のギヤトレーンから構成されている。変速機３００におけるギヤ段の選択は、アクチュエータ３０４によりシフトフォークシャフトを摺動させることにより行なわれる。アクチュエータ３０４は、油圧により作動するものであってもよく、電力により作動するものであってもよい。なお、ダイレクトシリンダを用いたアクチュエータによりギヤ段の選択を行なってもよい。
【００２５】
ＥＣＵ５００は、エンジンＥＣＵ５０２、トランスミッションＥＣＵ５０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０６およびＲＡＭ（Random Access Memory）５０８を含む。エンジンＥＣＵ５０２は、エンジン１００を制御する。トランスミッションＥＣＵ５０４は、クラッチ２００および変速機３００を制御する。本実施の形態において、トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速機３００の変速時に、変速制御モードで変速機３００を制御する。トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速制御モードで変速機３００を制御することにより、例えばエンジン１００の正味トルクが０Ｎ・ｍ付近まで低下したときにクラッチ２００が切断状態になるようにクラッチ２００を制御する。ここで、正味トルクとは、エンジン１００が実際に発生するトルク（図示トルク）からエンジン１００のフリクションや補機類の負荷などを減算したトルクをいう。クラッチ２００が切断状態であるときに、トランスミッションＥＣＵ５０４は、ギヤ段を変更するように変速機３００を制御する。ギヤ段の変更が完了すると、トランスミッションＥＣＵ５０４は、クラッチ２００が接続状態になるようにクラッチ２００を制御する。なお、変速制御モードでのクラッチ２００および変速機３００の制御は、これに限らない。
【００２６】
エンジンＥＣＵ５０２とトランスミッションＥＣＵ５０４とは、相互に信号を送受信する。本実施の形態において、トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速制御モードでクラッチ２００および変速機３００を制御する場合、変速制御モードであることを示す信号をエンジンＥＣＵ５０２に送信する。ＲＯＭ５０６は、ＥＣＵ５００が実行するプログラムやマップなどを記憶する。本実施の形態において、ＲＯＭ５０６に記憶された変速線図または運転者のシフト操作に基づいて、トランスミッションＥＣＵ５０４は、変速制御モードで変速機３００を制御するか否かを決定する。ＲＡＭ５０８は、ＥＣＵ５００の演算結果を記憶する。
【００２７】
ＥＣＵ５００には、ポジションセンサ５１０、アクセル開度センサ５１２、ブレーキスイッチ５１４、エコノミーモードスイッチ５１６、車速センサ５１８、入力軸回転数センサ５２０、出力軸回転数センサ５２２、およびタイミングロータ５２４の外周に対向して設けられたクランクポジションセンサ５２６から信号が送信される。
【００２８】
ポジションセンサ５１０は、シフトレバーのシフトポジションを検出する。アクセル開度センサ５１２は、アクセルペダルのアクセル開度を検出する。ブレーキスイッチ５１４は、ブレーキペダルが踏まれたか否かを検出する。
【００２９】
エコノミーモードスイッチ５１６が運転者によりオン操作された場合、ＥＣＵ５００はエコノミーモードで車両を制御する。エコノミーモードとは、通常走行時（エコノミーモードスイッチ５１６オフ時）と比べて燃費の良いタイミング（例えば低い車速）でアップシフトを行ない、走行性よりも燃費を重視した走行を行なうモードをいう。
【００３０】
車速センサ５１８は、車速を検出する。入力軸回転数センサ５２０は、変速機３００の入力軸の回転数を検出する。出力軸回転数センサ５２２は、変速機３００の出力軸の回転数を検出する。クランクポジションセンサ５２６はエンジン回転数を検出する。
【００３１】
ＥＣＵ５００は、これらのセンサから送信された信号、ＲＯＭ５０６に記憶されたプログラムおよびマップなどに基づいて演算処理を行なう。本実施の形態において、ＥＣＵ５００は、運転者のシフト操作に基づいて、変速（アップシフトおよびダウンシフト）を行なう。なお、シフト操作の代わりに、ステアリング（図示せず）に設けられたスイッチの操作に基づいて、変速を行なってもよい。
【００３２】
図２を参照して、エンジン１００についてさらに説明する。エンジン１００に吸入される空気は、エアクリーナ１０２によりろ過され、吸気管１０４およびインテークマニホールド１０６を通り、インジェクタ１０８から噴射された燃料とともに燃焼室内に導入される。
【００３３】
燃焼室内で、空気と燃料との混合気が点火プラグ１１０により点火され、燃焼する。混合気が燃焼することにより、エンジン１００は駆動力を発生する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、エギゾーストマニホールド１１２に導かれ、触媒１１４により浄化された後、車外に排出される。
【００３４】
燃焼室内に導入される空気は、スロットルバルブ１１６により制御される。スロットルバルブ１１６はモータによって駆動される電子制御式のスロットルバルブである。スロットルバルブ１１６の開度は、ＥＣＵ５００により制御される。空気の量は、エアフローメータ５２８により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ５００に送信される。スロットルバルブ１１６の開度は、スロットル開度センサ５３０により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ５００に送信される。触媒１１４の温度ＴＣは、温度センサ５３２により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ５００に送信される。なお、温度センサ５３２により触媒温度ＴＣを検出する代わりに、エンジン回転数、負荷、水温、吸気温度などに基づいて触媒温度ＴＣを推定してもよい。
【００３５】
図３を参照して、クラッチ２００についてさらに説明する。クラッチ２００は、乾式単板式の摩擦クラッチである。図３に示すように、クラッチ２００は、クラッチ出力軸２０２と、クラッチ出力軸２０２に配設されたクラッチディスク２０４と、クラッチハウジング２０６と、クラッチハウジング２０６に配設されたプレッシャプレート２０８と、ダイヤフラムスプリング２１０と、クラッチレリーズシリンダ２１２と、レリーズフォーク２１４と、レリーズスリーブ２１６とを含む。
【００３６】
ダイヤフラムスプリング２１０が、プレッシャプレート２０８を図３において右方向に付勢することにより、クラッチディスク２０４が、エンジン１００のクランクシャフト６００に取り付けられたフライホイール６０２に押付けられ、クラッチが接続される。
【００３７】
クラッチレリーズシリンダ２１２が、レリーズフォーク２１４を介して図３において右方向へ、レリーズスリーブ２１６を移動させることにより、ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図３において右方向へ移動する。ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図３において右方向へ移動すると、プレッシャプレート２０８が図３において左方向に移動し、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが離れてクラッチが切断される。
【００３８】
クラッチレリーズシリンダ２１２は、リザーバ２１８から油圧ポンプ２２０により汲み上げられた作動油の油圧が、クラッチソレノイドバルブ２２２を介して供給されることにより作動する。クラッチソレノイドバルブ２２２は、クラッチレリーズシリンダ２１２に対する油圧の供給および排出を切換える。クラッチソレノイドバルブ２２２は、ＥＣＵ５００により制御される。
【００３９】
クラッチレリーズシリンダ２１２に油圧が供給されると、クラッチレリーズシリンダ２１２のピストンが図３において左方向に移動し、レリーズスリーブ２１６が図３において右方向へ移動してクラッチが切断される。クラッチレリーズシリンダ２１２のピストンの位置（クラッチストローク）は、クラッチストロークセンサ５３４により検出される。クラッチストロークセンサ５３４の検出結果を表す信号は、ＥＣＵ５００に送信される。
【００４０】
ＥＣＵ５００は、クラッチストロークセンサ５３４から送信された信号に基づいて、クラッチ２００が切断状態にあるか、接続状態にあるか、半接続状態にあるかを検出する。なお、クラッチ２００を電力により作動するようにしてもよい。
【００４１】
図４を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置においてＥＣＵ５００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００４２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ５００は、現在、クラッチ２００および変速機３００が、変速制御モードで制御されているか否かを判別する。変速制御モードであるか否かは、トランスミッションＥＣＵ５０４がエンジンＥＣＵ５０２に送信する信号に基づいて判別すればよい。変速制御モードで変速機３００が制御されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでない場合（Ｓ１００にＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。
【００４３】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ５００は、クラッチストロークセンサ５３４から送信された信号に基づいて、クラッチ２００が切断状態にあるか否かを判別する。クラッチ２００が切断状態にある場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。
【００４４】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ５００は、空気のみでのトルク制御実行フラグをリセットする。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ５００は、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されているか否かを判別する。空気のみでのトルク制御が要求されているか否かは、トランスミッションＥＣＵ５０４からエンジンＥＣＵ５０２に送信される信号に基づいて判別される。トランスミッションＥＣＵ５０４は、たとえば低速時の変速において、クラッチ２００の切断が開始されてから切断が完了するまでの間に、エンジントルクを緩やかに低下させ、変速ショックを抑制した変速を行なう場合、空気のみでのトルク制御を要求する。空気のみでのトルク制御を要求する場合は、トランスミッションＥＣＵ５０４からエンジンＥＣＵ５０２に信号が送信される。空気のみでのトルク制御が要求されている場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００４５】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ５００は、空気のみでのトルク制御実行フラグをセットする。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ５００は、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭを算出する。最遅角とは、たとえば触媒１１４の温度が限界温度以下であることおよび失火しないことなどを含む条件を満たす限り、点火時期を最も遅くすることができるクランク角である。最遅角は、予め実験などにより求められる。正味トルクとは、エンジン１００が実際に発生するトルク（図示トルク）から、エンジン１００自体のフリクション、ポンピングロス、負荷などのトルク損失分を減算したトルクで、変速機３００の入力されるトルクである。最遅角時の正味トルクＴＭは、ＲＯＭ５０６に記憶されたマップに基づいて算出される。
【００４６】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ５００は、最遅角時の正味トルクＴＭが、予め定められたトルクＴＭ（０）より大きいか否かを判別する。本実施の形態において、トルクＴＭ（０）はショック抑制やエンジン回転数吹き上がりなどを抑制できる値として例えば０Ｎ・ｍに設定される。０Ｎ・ｍは、変速時にクラッチが切断状態にされるときのトルクである。正味トルクが０Ｎ・ｍである場合、エンジン１００から変速機３００にトルクが伝達されていない状態といえ、このときにクラッチ２００を切断状態にすることにより、クラッチ２００の切断によるショックの発生を抑制することができる。最遅角時の正味トルクＴＭが、予め定められたトルクＴＭ（０）より大きい場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
【００４７】
なお、クラッチ２００を切断状態にするために正味トルクが低下させられるにつれ、エンジン１００に導入される空気量も減り、最遅角時の正味トルクＴＭが低下する。変速開始直後において、正味トルクと最遅角時の正味トルクとの偏差が大きい場合には、最遅角時の正味トルクＴＭの低下量が大きい。この場合、変速開始直後において、最遅角時の正味トルクＴＭが０Ｎ・ｍより高くても、最終的には最遅角時の正味トルクＴＭが０Ｎ・ｍ以下となる場合がある。したがって、変速開始直後において、正味トルクと最遅角時の正味トルクＴＭとの偏差が大きい場合には、トルクＴＭ（０）を偏差に応じて０Ｎ・ｍよりも高いトルクに変更してもよい。
【００４８】
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ５００は、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされているか否かを判別する。空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされている場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。そうでない場合（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。
【００４９】
Ｓ１１６にて、ＥＣＵ５００は、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみで、エンジン１００のトルクを制御する。Ｓ１１８にて、ＥＣＵ５００は、空気および点火時期により、エンジン１００のトルクを制御する。
【００５０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ５００の動作について説明する。
【００５１】
変速時でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされている（Ｓ１０４）。そのため、アイドリング時、ノッキング発生時、触媒１１４の暖機時、アクセル操作時などに、空気および点火時期により、車両の運転状態に応じて応答性良くトルク制御が行なわれる（Ｓ１１０にてＮＯ、Ｓ１１４）。
【００５２】
変速線図に基づいて変速する必要があると判断されたり、運転者のシフト操作により変速が要求されたりすると、変速機３００が変速制御モードで制御され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、クラッチ２００が切断状態にあるか否かが判別される（Ｓ１０２）。
【００５３】
クラッチ２００が切断状態となっておらず、接続状態（半接続状態を含む）である場合において（Ｓ１０２にてＮＯ）、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されていれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされる（Ｓ１０８）。
【００５４】
空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされれば（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、点火時期によるトルク制御が禁止され、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみによるトルク制御が実行される（Ｓ１１６）。このとき、エンジン１００のトルクは、変速機３００側が要求するトルクに対応するように低下させられる。
【００５５】
空気のみでトルク制御を行なう場合、スロットルバルブ１１６の開度を変化させても、空気の流量は速やかに変化しないため、応答遅れが生じる。そのため、トルクが緩やかに低下する。その結果、クラッチ２００が接続状態である場合において、トルクの急変が抑制され、変速ショックが抑制される。
【００５６】
トルクが十分に低下し、ギヤ段を変更するためにクラッチ２００が切断されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされる（Ｓ１０４）。これにより、空気および点火時期によるトルク制御に戻される（Ｓ１１４にてＮＯ、Ｓ１１８）。これにより、車両の運転状態に応じて応答性良くトルク制御が行なわれる。なお、空気および点火時期によるトルク制御に戻されるための条件は、クラッチ２００が切断状態となったという条件のみであってもよい。
【００５７】
一方、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されていなければ（Ｓ１０６にてＮＯ）、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭが、ＲＯＭ５０６に記憶されたマップに基づいて算出される（Ｓ１１０）。最遅角時の正味トルクＴＭが、ＴＭ（０）より大きければ（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、変速時にクラッチ２００を切断状態にするときのトルクまで遅角制御によりトルクを低下させることができない状態であるといえる。この場合、クラッチ２００を切断状態にするときのトルクまで低下させるには、さらにスロットルバルブ１１６により空気量を絞ることが必要となる。しかしながら、点火時期によるトルク制御と空気によるトルク制御とでは応答性が異なるため、トルクの低下率が変化し、乗員にショックを与えるおそれがある。
【００５８】
したがって、最遅角時の正味トルクＴＭが、ＴＭ（０）より大きければ（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされる（Ｓ１０８）。これにより、点火時期によるトルク制御が禁止され、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみによるトルク制御が実行されて（Ｓ１１４にてＹＥＳ、Ｓ１１６）、トルクが低下する。
【００５９】
トルクが十分に低下し、ギヤ段を変更するためにクラッチ２００が切断されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされ（Ｓ１０４）、空気および点火時期によるトルク制御に戻される（Ｓ１１４にてＮＯ、Ｓ１１８）。
【００６０】
これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでは、空気のみによりトルク制御が実行されるので、クラッチ２００が接続状態である場合にトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えることを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が行なわれないので、遅角制御が行なわれない。そのため、燃焼効率の悪化が抑制されて、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵは、変速時にクラッチが接続状態であり、点火時期を最遅角にした場合の正味トルクＴＭが、ＴＭ（０）より大きければ、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみによりトルク制御を行なう。これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでにトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えてドライバビリティが悪化することを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が禁止されるため、遅角制御が禁止される。これにより、燃焼効率の悪化を抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
図５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態においては、最遅角時の正味トルクＴＭがＴＭ（０）より大きい場合に点火時期によるトルク制御を禁止していた。本実施の形態においては、エコノミーモードが選択されている場合に、点火時期によるトルク制御を禁止する。
【００６３】
その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６４】
図５を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ５００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ処理については、同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００６５】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ５００は、エコノミーモードスイッチ５１６から送信される信号に基づいて、エコノミーモードが選択されているか否かを判別する。エコノミーモードが選択されている場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
【００６６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ５００の動作について説明する。
【００６７】
変速機３００が変速制御モードで制御されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、クラッチ２００が接続状態である場合において（Ｓ１０２にてＮＯ）、変速機３００側から、空気のみでのトルク制御が要求されていない（Ｓ１０６にてＮＯ）と想定する。
【００６８】
この場合、エコノミーモードが選択されていれば（Ｓ２００にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがセットされる（Ｓ１０８）。これにより、点火時期によるトルク制御が禁止され、空気のみ、すなわちスロットルバルブ１１６の開度のみによるトルク制御が実行されて（Ｓ１１４にてＹＥＳ、Ｓ１１６）、トルクが低下する。
【００６９】
トルクが十分に低下し、ギヤ段を変更するためにクラッチ２００が切断されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、空気のみでのトルク制御実行フラグがリセットされ（Ｓ１０４）、空気および点火時期によるトルク制御に戻される（Ｓ１１４にてＮＯ、Ｓ１１８）。
【００７０】
これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでは、空気のみでトルク制御実行されるので、クラッチ２００が接続状態である場合にトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えることを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が行なわれないので、遅角制御が行なわれない。そのため、燃焼効率の悪化が抑制されて、燃費の悪化を抑制することができる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵは、変速時にクラッチが接続状態であり、エコノミーモードが選択されている場合、点火時期によるトルク制御を禁止し、空気のみによりトルク制御を行なう。これにより、クラッチ２００が切断状態となるまでにトルクの変化率が変化し、乗員にショックを与えてドライバビリティが悪化することを抑制することができる。また、点火時期によるトルク制御が禁止されるため、遅角制御が禁止される。これにより、燃焼効率の悪化を抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。
【００７２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置により制御されるエンジンを示す制御ブロック図である。
【図３】クラッチを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１００ エンジン、１０８ インジェクタ、１１０ 点火プラグ、１１６ スロットルバルブ、２００ クラッチ、３００ 変速機、５００ ＥＣＵ、５０２ エンジンＥＣＵ、５０４ トランスミッションＥＣＵ、５０６ ＲＯＭ、５０８ ＲＡＭ、５１６ エコノミーモードスイッチ、５２８ エアフローメータ、５３０ スロットル開度センサ、５３４ クラッチストロークセンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結され、
前記内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび前記内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により、前記内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、
前記自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、予め定められたトルクより高い場合、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、前記予め定められたトルクより高い場合、空気量を変化させる方法のみにより前記内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記遅角させる角度は、前記内燃機関における最遅角である、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記予め定められたトルクは、前記クラッチを切断状態にするときのトルクである、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結され、前記自動変速機は、第１の変速モードおよび前記第１の変速モードに比べて燃費の良いタイミングでアップシフトを行なう第２の変速モードを選択可能であり、
前記内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび前記内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により、前記内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、
前記第２の変速モードが選択されている場合、前記自動変速機の変速時において、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の変速モードが選択されている場合、前記自動変速機の変速時において、空気量を変化させる方法のみにより前記内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記空気量制御手段は、前記内燃機関のトルクを低下するように制御するための手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結され、
前記内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび前記内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により、前記内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、
前記自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、予め定められたトルクより高い場合、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記自動変速機の変速時における点火時期を遅角させた場合のトルクが、前記予め定められたトルクより高い場合、空気量を変化させる方法のみにより前記内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記遅角させる角度は、前記内燃機関における最遅角である、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記予め定められたトルクは、前記クラッチを切断状態にするときのトルクである、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は、常時噛合い式のギヤトレーンからなる自動変速機にクラッチを介して連結され、前記自動変速機は、第１の変速モードおよび前記第１の変速モードに比べて燃費の良いタイミングでアップシフトを行なう第２の変速モードを選択可能であり、
前記内燃機関に導入される空気量を変化させることおよび前記内燃機関の点火時期を変化させることを含む方法により、前記内燃機関のトルクを制御するための制御手段と、
前記第２の変速モードが選択されている場合、前記自動変速機の変速時において、点火時期を変化させる方法によるトルクの制御を禁止するための手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の変速モードが選択されている場合、前記自動変速機の変速時において、空気量を変化させる方法のみにより前記内燃機関のトルクを制御するための空気量制御手段を含む、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記空気量制御手段は、前記内燃機関のトルクを低下するように制御するための手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−４６２０９（Ｐ２００６−４６２０９Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２９３３６（Ｐ２００４−２２９３３６）
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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