JP2795087B2 - エンジンと自動変速機の総合制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空燃比をリーン側に変
更可能なエンジンと自動変速機とが共に搭載されている
車両のエンジンと自動変速機の総合制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用エンジンの燃費低減が大
きな技術課題となっているが、この燃費低減を達成する
１つの手段として、エンジンのリーンバーン制御が知ら
れている。これは、車両の運転条件、詳しくは、車速，
変速機のギヤ位置，機関冷却水温度，スロットル開度等
の条件が所定のリーン領域内にある場合に限って、空燃
比制御の目標空燃比を理論空燃比ではなく、これよりも
リーン側の空燃比に設定して希薄燃焼させるようにした
ものである。

【０００３】さらに、このようなリーンバーン制御を行
うエンジンと自動変速機とを備えた車両において、リー
ンバーン制御によるエンジンのトルク変動が自動変速機
の制御に悪影響を与えないようにしたものとして、特開
昭６４−４５９３３号公報に記載された制御装置が知ら
れている。

【０００４】この従来装置は、エンジンのリーンバーン
制御よりも自動変速機のロックアップ制御を優先させ
る、すなわち、自動変速機のロックアップ制御時は、車
両の運転条件がリーン領域となっても、目標空燃比を、
通常のリーン側空燃比よりも小さな値、あるいは、理論
空燃比の近傍に補正するようにしている。この結果、エ
ンジンが極端に不安定になることがなく、車両の乗り心
地の悪化や運転性の悪化を回避できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエンジンと自動変速機の総合制御装置にあっては、
エンジンのリーン・理論空燃比の空燃比変更と、自動変
速機の変速段の切換とを、それぞれ独立に別個のコント
ローラにより行うようにしているため、以下に述べるよ
うな問題を有する。

【０００６】（１）例えば、理論空燃比側からリーン側
への変更時には、エンジントルクの低下によって、出力
トルクの低下を引き起こし、その結果としてスロットル
を踏み増すなどの操作を必要とする。ところが、このよ
うなスロットルの踏み増し操作を行った場合、自動変速
機のダウンシフトを誘発するもので、その結果、リーン
側から理論空燃比側に変更する制御がなされることがあ
り、このような場合、変速段および出力トルクのハンチ
ングが生じ、運転性を著しく損なう。

【０００７】（２）独立のコントローラによる制御の場
合、エンジン制御側では、エンジン回転数とスロットル
開度によりリーン領域と理論空燃比領域を設定したマッ
プを用意し、自動変速機制御側では、車速とスロットル
開度により変速段領域を設定したマップを用意し、それ
ぞれ独立で領域判断することになることで、コントロー
ラのメモリ容量増大や判断処理の増大を招き、コスト的
に不利となる。

【０００８】本発明は、上述のような問題に着目してな
されたもので、空燃比をリーン側に変更可能なエンジン
と自動変速機とが共に搭載されている車両のエンジンと
自動変速機の総合制御装置において、コスト的に有利な
コントロールシステムとしながら、変速段および出力ト
ルクのハンチングの発生を防止して運転性の向上を図る
ことを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のエンジンと自動変速機の総合制御装置では、変
速境界線を兼ねる変速兼用空燃比境界線と、１つの変速
段領域を隣接する理論空燃比領域とリーン領域とに分け
る空燃比境界線とを車両の運転状態に対応して交互に配
置した共通マップを予め設定しているマップ設定手段
と、運転状態検出手段からの入力と共通マップに基づい
てエンジンのリーン，理論空燃比領域と自動変速機の変
速段領域を判定する領域判定手段とを設けた。

【００１０】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、エンジンの空燃比をリーン側あるいは理論空燃比側
に変更可能な空燃比アクチュエータａと、自動変速機の
変速段の切り換えを行う変速用アクチュエータｂと、車
両の運転状態を検出する運転状態検出手段ｃと、変速境
界線を兼ねる変速兼用空燃比境界線と、１つの変速段領
域を隣接する理論空燃比領域とリーン領域とに分ける空
燃比境界線とを車両の運転状態に対応して交互に配置し
た共通マップを予め設定しているマップ設定手段ｄと、
前記運転状態検出手段ｃからの入力と前記共通マップに
基づいてエンジンのリーン，理論空燃比領域と自動変速
機の変速段領域を判定する領域判定手段ｅと、前記領域
判定手段ｅにより判定されたリーンあるいは理論空燃比
とする指令を、前記空燃比アクチュエータａに出力する
空燃比制御指令手段ｆと、前記領域判定手段ｅにより判
定された変速段を得る指令を、前記変速用アクチュエー
タｂに出力する変速制御指令手段ｇとを備えている事を
特徴とする。

【００１１】なお、前記運転状態検出手段ｃは、少なく
とも車速とスロットル開度とを検出する手段とし、か
つ、前記マップ設定手段ｄは、車速とスロットル開度を
要素として、高車速・低スロットル開度ほどリーン側で
高速段とする共通マップを設定した手段としてもよい。

【００１２】

【作用】車両走行時、領域判定手段ｅにおいて、運転状
態検出手段ｃからの入力により、マップ設定手段ｄに設
定されているマップに基づいてエンジンのリーン，理論
空燃比領域と自動変速機の変速段領域が判定される。

【００１３】そして、空燃比制御指令手段ｆにおいて、
前記領域判定手段ｅにより判定されたリーンあるいは理
論空燃比とする指令が、空燃比アクチュエータａに出力
される。また、変速制御指令手段ｇにおいて、領域判定
手段ｅにより判定された変速段を得る指令が、変速用ア
クチュエータｂに出力される。

【００１４】したがって、空燃比制御と変速制御で共通
マップを用いて制御が行なわれることになり、しかも、
この共通マップは、変速境界線を兼ねる変速兼用空燃比
境界線と、１つの変速段領域を隣接する理論空燃比領域
とリーン領域とに分ける空燃比境界線とを車両の運転状
態に対応して交互に配置したものであることで、変速段
および出力トルクのハンチングが抑えられ、良好な運転
性が確保される。

【００１５】例えば、車速の上昇やアクセル踏み戻し操
作等によりリーン側から理論空燃比側へ変更される時で
あって、その時に横切る空燃比境界線が変速兼用空燃比
境界線である時には、理論空燃比への変更とアップシフ
ト変速が同時に行なわれ、エンジンの空燃比を理論空燃
比側にすることによる出力トルクの上昇がアップシフト
変速により抑えられ、ハンチングの原因となるアクセル
戻し増し操作を要さない。

【００１６】また、車速の下降やアクセル踏み込み操作
等により理論空燃比側からリーン側へ変更される時であ
って、その時に横切る空燃比境界線が変速兼用空燃比境
界線である時には、リーンへの変更とダウンシフト変速
が同時に行なわれ、エンジンの空燃比をリーン側にする
ことによる出力トルクの低下がダウンシフト変速により
補われ、ハンチングの原因となるアクセル踏み増し操作
を要さない。

【００１７】さらに、各変速段で、車速の上昇やアクセ
ル踏み戻し操作等により理論空燃比領域とリーン領域と
に分ける空燃比境界線を横切る時は、理論空燃比側から
リーン側へと変更され、出力トルクが低下するが、これ
は車速上昇やアクセル踏み戻し操作に対応したものとな
り、運転性に違和感を与えることはない。

【００１８】また、各変速段で、車速の下降やアクセル
踏み込み操作等により理論空燃比領域とリーン領域とに
分ける空燃比境界線を横切る時は、リーン側から理論空
燃比側へと変更され、出力トルクが上昇するが、これは
車速下降やアクセル踏み込み操作に対応したものとな
り、運転性に違和感を与えることはない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００２０】構成を説明する。

【００２１】図２は本発明の実施例のエンジンと自動変
速機の総合制御装置が適用された制御システム全体図で
ある。

【００２２】同図において、Ｅはエンジンであり、燃料
を噴射するインジェクタ１（空燃比アクチュエータに相
当）および燃料に点火する点火プラグ２が設けられてい
る。なお、前記インジェクタ１は、燃料噴射量を任意に
変更することで空燃比を調整することができる。

【００２３】図において、ＡＴは自動変速機であって、
コントロールバルブＣＶによる油圧の制御により変速段
を切り換える構造となっており、かつ、コントロールバ
ルブＣＶ内のバルブを作動させて、変速段を切り換えた
り、変速ショックを低減させたり、トルクコンバータＴ
Ｃのロックアップ・非ロックアップを切り換えたりする
ために、ライン圧ソレノイド３ａ，ロックアップソレノ
イド３ｂ，オーバーランクラッチソレノイド３ｃ，シフ
トソレノイド３ｄ，３ｅ（変速用アクチュエータに相
当）が設けられている。

【００２４】前記インジェクタ１，点火プラグ２および
各ソレノイド３ａ〜３ｅの駆動は、総合コントロールユ
ニット４により制御される。すなわち、この総合コント
ロールユニット４は、Ｏ₂ センサ５ａ，スロットルセン
サ５ｂ（運転状態検出手段に相当），ノックセンサ５
ｃ，水温センサ５ｄ，エンジン回転センサ５ｅ，インヒ
ビタスイッチ５ｆ，油温センサ５ｇ，車速センサ５ｈ
（運転状態検出手段に相当）を有したセンサ群５から信
号を入力して、エンジンＥの点火時期や空燃比を制御す
るとともに、自動変速機ＡＴの変速段切換や切換タイミ
ングや変速ショック低減の制御などを行うもので、エン
ジン制御部（空燃比制御指令手段）４ａ，ＡＴ制御部
（変速制御指令手段）４ｂ，領域判定部（領域判定手
段）４ｃ，マップ設定部（マップ設定手段）４ｄを有し
ている。

【００２５】前記エンジン制御部４ａは、エンジンＥの
点火時期や空燃比を制御するためにインジェクタ１およ
び点火プラグ２の駆動を制御する部分である。また、Ａ
Ｔ制御部４ｂは、変速制御のために各ソレノイド３ａ〜
３ｅの駆動を制御する部分である。

【００２６】上記エンジン制御部４ａおよびＡＴ制御部
４ｂにより行う制御のうちで、空燃比と変速段に関する
制御は、いずれも、領域判定部４ｃの判定に基づいて行
う。すなわち、前記領域判定部４ｃは、車速センサ５ｈ
から得られる車速VSP とスロットルセンサ５ｂから得ら
れるスロットル開度TVO に応じてエンジンＥの空燃比領
域と自動変速機ＡＴの変速段領域との両方の判定を行う
部分であって、この判定は、前記マップ設定部４ｄに記
憶した共通マップに基づいて行う。

【００２７】ここで、マップ設定部４ｄに記憶した共通
マップについて説明すると、この共通マップは、図３に
示すように、車速（横軸）VSP とスロットル開度（縦
軸）TVO とを切換判別要素として、リーン側，理論空燃
比側，第１速〜第４速の空燃比・変速段領域を予め設定
しているもので、図中Ｓが理論空燃比領域を、また、Ｌ
がリーン領域を、また、Ｓ，Ｌの右下の１〜４の数字が
変速段を示していて、図示のように、高車速・低スロッ
トル開度ほど、リーン側、かつ、高速段となるように設
定されている。なお、図において（イ）はアップシフト
用の共通マップを示し、（ロ）はダウンシフト用の共通
マップを示している。そして、図示のように、低速段で
ある第１速では、リーン側とすることがなく、Ｌ１の領
域は存在していない。また、キックダウン領域では、理
論空燃比領域のみを設定し、低スロットル開度領域で
は、１速を除きリーン領域のみを設定している。

【００２８】次に、空燃比・変速制御作動について説明
する。

【００２９】図４は、総合コントロールユニット４で行
なわれる空燃比・変速制御作動の流れのメインルーチン
を示すフローチャートである。

【００３０】ステップ１０１では、スロットルセンサ５
ｂおよび車速センサ５ｈが検出しているスロットル開度
TVO および車速VSP が読み込まれる。

【００３１】ステップ１０２では、領域判定部４ｃにお
いてマップ設定部４ｄに記憶している共通マップを検索
して、スロットル開度TVO および車速VSP に基づき、リ
ーン・理論空燃比のいずれの空燃比領域となっているか
と、何速の変速段領域となっているかが判別される。

【００３２】ステップ１０３では、領域判定部４ｃの判
定に基づいて、エンジン制御部４ａによりインジェクタ
１を駆動させて、空燃比をリーン側あるいは理論空燃比
側に切り換える処理が行なわれる。

【００３３】ステップ１０４では、領域判定部４ｃの設
定に基づいて、ＡＴ制御部４ｂによりシフトソレノイド
３ｄ，３ｅを駆動させて、自動変速機ＡＴを所定の変速
段に切り換える処理が行なわれる。

【００３４】図５に示すフローチャートは、上記ステッ
プ１０２に示している共通マップ検索処理のためのサブ
ルーチンを示す。

【００３５】ステップ２０１では、現在の状態（空燃比
・変速段領域）が整数ｎに置き換えられて読み込まれ
る。この現在の状態ｎは、下記の表１の対照表に示すと
おりである。

【００３６】ステップ２０２では、検出しているスロッ
トル開度TVO が現在の状態ｎの右隣の状態ｎ＋１（例え
ば、現在共通マップのＳｎあるいはＬｎの領域である場
合、ＬｎあるいはＳｎ＋１）とを区画する境界線ｆ
_n/n+1(VSP)以下であるか否かが判定される。ステップ２
０２でＹＥＳの場合、ステップ２０３に進み、ステップ
２０２でＮＯの場合、ステップ２０４に進む。

【００３７】ステップ２０３では、現在状態ｎがｎ＋１
に書き換えられる。

【００３８】ステップ２０４では、検出しているスロッ
トル開度TVO が現在の状態ｎの左隣の状態ｎ−１（例え
ば、現在、ＳｎあるいはＬｎの領域である場合、Ｌｎ−
１あるいはＳｎ）とを区画する境界線ｆ_n/n-1(VSP)以上
であるか否かが判定される。

【００３９】ステップ２０５では、現在状態ｎがｎ−１
に書き換えられる。

【００４０】

【表１】 次に、走行時の制御作用を説明する。

【００４１】走行時には、領域判定部４ｃにおいて、ス
ロットルセンサ５ｂおよび車速センサ５ｈで検出してい
るスロットル開度TVO および車速VSP を読み込み、これ
らを基に、マップ設定部４ｄに記憶している共通マップ
を図５に示す処理にしたがって検索して、空燃比・変速
段領域の判定を行う。

【００４２】つまり、スロットル開度TVO が、図３にお
いて現在制御している状態ｎとその右隣の状態ｎ＋１の
とを区画する境界線ｆ_n/n+1(VSP)以下であれば、右隣の
状態ｎ＋１に設定し（例えば、現在Ｓ３であれば、Ｌ３
に設定する）、また逆に、スロットル開度TVO が、現在
制御している状態ｎとその左隣の状態ｎ−１とを区画す
る境界線ｆ_n/n-1(VSP)以上であれば、左隣の状態ｎ−１
に設定し（例えば、現在Ｓ３であれば、Ｌ２に設定す
る）、上記以外であれば、現在の状態ｎを維持するよう
に設定する。

【００４３】このように、領域判定部４ｃにおいて、た
だ１つの共通マップを用いて領域判定をし、しかも、こ
の共通マップは、変速境界線を兼ねる変速兼用空燃比境
界線（Ｌ２−Ｓ３境界線，Ｌ３−Ｓ４境界線）と、１つ
の変速段領域を隣接する理論空燃比領域とリーン領域と
に分ける空燃比境界線（Ｓ２−Ｌ２境界線，Ｓ３−Ｌ３
境界線，Ｓ４−Ｌ４境界線）とを車速VSP とスロットル
開度TVO に対応して交互に配置したものであることで、
変速段および出力トルクのハンチングが抑えられ、良好
な運転性が確保される。

【００４４】具体例で以下説明する。

【００４５】例えば、図３（イ）において、車速VSP の
上昇やアクセル踏み戻し操作に伴うスロットル開度TVO
の低下等によりリーン側から理論空燃比側へ変更される
時であって、その時に横切る空燃比境界線がＬ２−Ｓ３
境界線である時には、リーンＬから理論空燃比Ｓへの変
更と２→３アップシフト変速が同時に行なわれ、エンジ
ンＥの空燃比を理論空燃比側にすることによる出力トル
クの上昇が２→３アップシフト変速により抑えられ、ア
クセルの戻し増し操作を要さない。

【００４６】例えば、図３（ロ）において、車速VSP の
下降やアクセル踏み込み操作に伴うスロットル開度TVO
の上昇等により理論空燃比側からリーン側へ変更される
時であって、その時に横切る空燃比境界線がＳ３−Ｌ２
境界線である時には、理論空燃比ＳからリーンＬへの変
更と３→２ダウンシフト変速が同時に行なわれ、エンジ
ンＥの空燃比をリーン側にすることによる出力トルクの
低下が３→２ダウンシフト変速により補われ、アクセル
の踏み増し操作を要さない。

【００４７】例えば、図３（イ）において、３速位置
で、車速VSP の上昇やアクセル踏み戻し操作に伴うスロ
ットル開度TVO の低下等により理論空燃比領域とリーン
領域とに分けるＳ３−Ｌ３境界線を横切る時は、理論空
燃比側からリーン側へと変更され、出力トルクが低下す
るが、これは車速上昇やアクセル踏み戻し操作に対応し
たものとなり、運転性に違和感を与えることなく、燃費
低減効果や排ガス低減効果のある空燃比制御が担保され
る。

【００４８】例えば、図３（ロ）において、３速位置
で、車速VSP の下降やアクセル踏み込み操作に伴うスロ
ットル開度TVO の上昇等により理論空燃比領域とリーン
領域とに分けるＳ３−Ｌ３境界線を横切る時は、リーン
側から理論空燃比側へと変更され、出力トルクが上昇す
るが、これは車速下降やアクセル踏み込み操作に対応し
たものとなり、運転性に違和感を与えることなく、車両
加速性が担保される。

【００４９】次に、効果を説明する。

【００５０】（１）空燃比をリーン側に変更可能なエン
ジンＥと自動変速機ＡＴとが共に搭載されている車両の
エンジンと自動変速機の総合制御装置において、変速境
界線を兼ねる変速兼用空燃比境界線と、１つの変速段領
域を隣接する理論空燃比領域とリーン領域とに分ける空
燃比境界線とを車速VSP とスロットル開度TVO に対応し
て交互に配置した共通マップを予め設定し、車速VSP と
スロットル開度TVO の入力と共通マップに基づいてエン
ジンＥのリーン，理論空燃比領域と自動変速機ＡＴの変
速段領域を判定する装置としたため、コスト的に有利な
コントロールシステムとしながら、変速段および出力ト
ルクのハンチングの発生を防止して運転性の向上を図る
ことができる。

【００５１】（２）共通マップで用いる車両の運転状態
を車速VSP とスロットル開度TVO としたため、車速VSP
とスロットル開度TVO により設定されている変速マップ
を流用し、リーン領域と理論空燃比領域を重ね合わせる
ことで容易に共通マップを作成することができる。

【００５２】以上、実施例を図面に基づいて説明してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではな
い。

【００５３】実施例では、運転状態検出手段として、車
速センサとスロットルセンサとを用いた例を示したが、
最適空燃比および最適変速段を設定するために必要な運
転状態が検出できればよいのであるから、エンジン回転
数センサやトルクセンサなどの他のセンサを用いてもよ
い。

【００５４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明にあっ
ては、空燃比をリーン側に変更可能なエンジンと自動変
速機とが共に搭載されている車両のエンジンと自動変速
機の総合制御装置において、変速境界線を兼ねる変速兼
用空燃比境界線と、１つの変速段領域を隣接する理論空
燃比領域とリーン領域とに分ける空燃比境界線とを車両
の運転状態に対応して交互に配置した共通マップを予め
設定しているマップ設定手段と、運転状態検出手段から
の入力と共通マップに基づいてエンジンのリーン，理論
空燃比領域と自動変速機の変速段領域を判定する領域判
定手段とを設けたため、コスト的に有利なコントロール
システムとしながら、変速段および出力トルクのハンチ
ングの発生を防止して運転性の向上を図ることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンと自動変速機の総合制御装置
を示すクレーム対応図である。

【図２】実施例のエンジンと自動変速機の総合制御装置
が適用された全体システム図である。

【図３】実施例装置のマップ設定部に記憶設定されてい
る共通マップを示す図である。

【図４】実施例装置の総合コントロールユニットで行な
われるエンジン制御と変速制御のメインルーチンの流れ
を示すフローチャートである。

【図５】実施例装置の総合コントロールユニットで行な
われる共通マップ検索の作動の流れを示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

ａ 空燃比アクチュエータ ｂ 変速用アクチュエータ ｃ 運転状態検出手段 ｄ マップ設定手段 ｅ 領域判定手段 ｆ 空燃比制御指令手段 ｇ 変速制御指令手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの空燃比をリーン側あるいは理
   論空燃比側に変更可能な空燃比アクチュエータと、 自動変速機の変速段の切り換えを行う変速用アクチュエ
   ータと、 車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 変速境界線を兼ねる変速兼用空燃比境界線と、１つの変
   速段領域を隣接する理論空燃比領域とリーン領域とに分
   ける空燃比境界線とを車両の運転状態に対応して交互に
   配置した共通マップを予め設定しているマップ設定手段
   と、 前記運転状態検出手段からの入力と前記共通マップに基
   づいてエンジンのリーン，理論空燃比領域と自動変速機
   の変速段領域を判定する領域判定手段と、 前記領域判定手段により判定されたリーンあるいは理論
   空燃比とする指令を、前記空燃比アクチュエータに出力
   する空燃比制御指令手段と、 前記領域判定手段により判定された変速段を得る指令
   を、前記変速用アクチュエータに出力する変速制御指令
   手段と、 を備えている事を特徴とするエンジンと自動変速機の総
   合制御装置。
2. 【請求項２】 前記運転状態検出手段は、少なくとも車
   速とスロットル開度とを検出する手段であり、かつ、前
   記マップ設定手段は、車速とスロットル開度を要素とし
   て、高車速・低スロットル開度ほどリーン側で高速段と
   する共通マップを設定した手段であることを特徴とする
   請求項１記載のエンジンと自動変速機の総合制御装置。