特許ウォッチ

公開番号2025041055
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148106
出願日2023-09-13
発明の名称内燃機関の制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類F02D 29/00 20060101AFI20250318BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】内燃機関の制御装置について、変速の時間の短縮と、変速によるショックの低減と、を両立させる技術を提供する。
【解決手段】車両は、内燃機関と、自動変速機と、内燃機関の回転数としての機関回転数を取得する第1センサと、トルクコンバータの回転数としてのコンバータ回転数を取得する第2センサと、自動変速機の回転数としての変速機回転数を取得する第3センサと、を備える。制御装置は、自動変速機によるシフトダウンの開始に応じて、変速期間において、機関回転数と変速機回転数に基づいて得られる目標運動量に基づく指示トルクにより、内燃機関のトルクを制御し、変速期間において、取得した機関回転数に基づいて得られる内燃機関のトルクに基づく第1のトルク換算運動量と、コンバータ回転数を取得し、トルクコンバータのトルク比に基づく第2のトルク換算運動量と、の相違に基づいて、指示トルクによる内燃機関のトルクを制御する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
車両に搭載される内燃機関の制御装置であって、
前記車両は、
前記内燃機関と、
トルクコンバータを備える自動変速機と、
前記内燃機関の出力軸の回転数としての機関回転数を取得する第１センサと、
前記トルクコンバータの出力軸の回転数としてのコンバータ回転数を取得する第２センサと、
前記自動変速機の出力軸の回転数としての変速機回転数を取得する第３センサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記内燃機関のトルクと前記機関回転数の予め定められた関係と、前記機関回転数と前記コンバータ回転数の回転数比に基づく前記内燃機関の出力軸と前記トルクコンバータの出力軸とのトルク比を記憶しており、
前記自動変速機によるシフトダウンの開始に応じて、
変速開始から変速終了までの期間としての変速期間における前記内燃機関の目標運動量であって、前記機関回転数と前記変速機回転数に基づいて得られる前記目標運動量に基づく指示トルクにより、前記内燃機関のトルクを制御し、
前記変速期間において、前記機関回転数を取得し、取得した機関回転数に基づいて得られる前記内燃機関のトルクとしての推定エンジントルクに基づく第１のトルク換算運動量と、前記コンバータ回転数を取得し、前記推定エンジントルクと前記トルク比に基づく推定コンバータトルクにより得られる第２のトルク換算運動量と、の相違に基づいて、前記指示トルクによる前記内燃機関のトルクを制御する、内燃機関の制御装置。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、前記指示トルクによる前記内燃機関のトルクの制御において、
前記第２のトルク換算運動量が前記第１のトルク換算運動量よりも大きい場合、前記内燃機関のトルクを減少させ、
前記第２のトルク換算運動量が前記第１のトルク換算運動量よりも小さい場合、前記内燃機関のトルクを維持する、内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、さらに、遅角を行う燃焼装置を備え、
前記制御装置は、前記変速期間における前記第１のトルク換算運動量と前記第２のトルク換算運動量の相違に基づいて、前記遅角を制御する、内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、さらに、スロットルバルブを備え、
前記制御装置は、前記目標運動量に基づく前記内燃機関のトルクの制御において、前記スロットルバルブにより前記内燃機関のトルクを増加させる、内燃機関の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の制御装置に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
自動変速機を搭載した車両において、変速を行う際に、内燃機関の回転数を増加させるブリッピングが行われる場合がある。より具体的には、自動変速機の手動変速モードにおいて、シフトダウン後の変速機の回転数に内燃機関の回転数を合わせることにより、変速によるショックを低減する方法として、ブリッピングが行われる。特許文献１では、シフトダウン時のブリッピングを制御する車両の制御装置が開示されている。以下において、シフトダウン時のブリッピングの制御をブリッピングシフトダウン制御とよぶ。
【０００３】
トルクコンバータを有する自動変速機において、ブリッピングシフトダウン制御は、油圧制御装置により、自動変速機の多板クラッチの圧力を調整することにより行われる。さらに、ブリッピングシフトダウン制御は、多板クラッチの圧力を調整しつつ、内燃機関のトルクを増加させることにより、内燃機関の回転数の増加も行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２２５０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関のトルクは、フィードフォワード制御によるスロットル開度の調整により決定される。このため、内燃機関の回転数が過剰に増加するエンジンの回転吹きが生じる場合がある。さらに、多板クラッチは、作動油の充填特性や摩擦材の摩擦係数などに起因して、応答性や伝達されるトルクにバラつきがある。よって、内燃機関のトルクの程度に応じて、多板クラッチの圧力を理想的な値にすることは、困難である。
【０００６】
したがって、ブリッピングシフトダウン制御は、エンジンの回転吹きや変速によるショックを生じさせないために、内燃機関のトルクの増加を緩やかに行う必要があった。すなわち、変速の時間の短縮と、変速によるショックの低減と、を両立することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本開示の一形態によれば、車両に搭載される内燃機関の制御装置が提供される。この制御装置において、前記車両は、前記内燃機関と、トルクコンバータを備える自動変速機と、前記内燃機関の出力軸の回転数としての機関回転数を取得する第１センサと、前記トルクコンバータの出力軸の回転数としてのコンバータ回転数を取得する第２センサと、前記自動変速機の出力軸の回転数としての変速機回転数を取得する第３センサと、を備える。前記制御装置は、前記内燃機関のトルクと前記機関回転数の予め定められた関係と、前記機関回転数と前記コンバータ回転数の回転数比に基づく前記内燃機関の出力軸と前記トルクコンバータの出力軸とのトルク比を記憶しており、前記自動変速機によるシフトダウンの開始に応じて、変速開始から変速終了までの期間としての変速期間における前記内燃機関の目標運動量であって、前記機関回転数と前記変速機回転数に基づいて得られる前記目標運動量に基づく指示トルクにより、前記内燃機関のトルクを制御し、前記変速期間において、前記機関回転数を取得し、取得した機関回転数に基づいて得られる前記内燃機関のトルクとしての推定エンジントルクに基づく第１のトルク換算運動量と、前記コンバータ回転数を取得し、前記推定エンジントルクと前記トルク比に基づく推定コンバータトルクにより得られる第２のトルク換算運動量と、の相違に基づいて、前記指示トルクによる前記内燃機関のトルクを制御する。
このような形態においては、内燃機関の制御装置は、シフトダウンの開始に応じて、内燃機関の目標運動量を得る。さらに、内燃機関の制御装置は、目標運動量に基づく指示トルクによる内燃機関の出力後に、推定エンジントルクに基づく第１のトルク換算運動量と、推定コンバータトルクにより得られる第２のトルク換算運動量と、の相違を確認する。内燃機関の制御装置は、その相違に基づいて、さらに、前記指示トルクによる内燃機関のトルクを制御する。すなわち、内燃機関の制御装置は、変速開始後に、トルクコンバータのトルク比に応じて内燃機関のトルクのフィードバック制御を行うことにより、自動変速機に伝達されるトルクを制御できる。したがって、内燃機関の制御装置は、例えば、予め、変速によるショックを低減するように設定された制御値に沿って内燃機関のトルクを緩やかに増加させる態様に比べて、内燃機関のトルクが過度な場合や自動変速機に伝達されるトルクにバラつきがある場合でも、変速の時間の短縮と、変速によるショックの低減と、を両立できる。
（２）上記形態の内燃機関の制御装置において、前記制御装置は、前記指示トルクによる前記内燃機関のトルクの制御において、前記第２のトルク換算運動量が前記第１のトルク換算運動量よりも大きい場合、前記内燃機関のトルクを減少させ、前記第２のトルク換算運動量が前記第１のトルク換算運動量よりも小さい場合、前記内燃機関のトルクを維持してもよい。
このような形態することで、内燃機関の制御装置は、第２のトルク換算運動量が第１のトルク換算運動量を上回ることを防止する。すなわち、内燃機関の制御装置は、ブリッピングを行う際に、内燃機関の回転吹きが発生することを防止できる。
（３）上記形態の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、さらに、遅角を行う燃焼装置を備え、前記制御装置は、前記変速期間における前記第１のトルク換算運動量と前記第２のトルク換算運動量の相違に基づいて、前記遅角を制御してもよい。
このような形態とすることで、内燃機関の制御装置は、点火時期を遅角させることにより、例えば、スロットルバルブにより内燃機関の吸気を制御するよりも、速く内燃機関のトルクを制御できる。すなわち、内燃機関の制御装置は、リアルタイムに近い制御を実現できる。したがって、内燃機関の制御装置は、速い応答性を求められる走行中の変速に、より適する。
（４）上記形態の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、さらに、スロットルバルブを備え、前記制御装置は、前記目標運動量に基づく前記内燃機関のトルクの制御において、前記スロットルバルブにより前記内燃機関のトルクを増加させてもよい。
このような形態においては、スロットルバルブは、フィードフォワード制御により内燃機関のトルクを増加させる。すなわち、内燃機関のトルクが過度に増加する場合がある。しかし、内燃機関の制御装置は、遅角の実施により内燃機関のトルクを減少させることができるため、容易にトルクを制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
車両の構成を示す説明図。
機関回転数と変速機回転数の関係を示す説明図。
機関回転数と想定回転数の関係を示す説明図。
内燃機関のトルクの制御を示す説明図。
制御装置の処理を示すフローチャート。
内燃機関のトルクの増加後の制御装置の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．車両の構成：
図１は、車両１０の構成を示す説明図である。本開示の内燃機関２００の制御装置１００は、車両１０に搭載される。車両１０は、内燃機関２００と、自動変速機３００と、第１センサ４００と、第２センサ５００と、第３センサ６００と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許