CN102483002B - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在具有压缩比可变式内燃机的车辆中，使锁止机构的锁止控制与压缩比的控制相互协调的车辆的控制装置(100)，对具有压缩比可变的内燃机(200)与变速装置(500)来作为驱动系统的车辆(10)进行控制，其中，所述变速装置在该内燃机的发动机输出轴(205)与输入轴之间具有变矩器(300)以及锁止机构(400)，并且能够使所述输入轴的转速和与车轴连接的输出轴的转速(Nout)之比变化，具有：第一控制单元，根据所述车辆的驾驶条件切换所述锁止机构的动作状态；第二控制单元，在切换所述动作状态的情况中的至少部分情况下使所述压缩比变化。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及对具备压缩比可变的内燃机和具有锁止功能的变速装置的车辆进行控制的车辆的控制装置的技术领域。
背景技术
作为对具有锁止功能的变速装置进行控制的装置提出有基于根据车速和节气门开度规定的锁止线设定锁止区域的装置(例如，参照专利文献1)。根据专利文献1公开的装置，发动机的扭矩变动不大并且即使锁止也在没有隆隆音的区域中锁止。
专利文献1：日本特开平8-150859号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
关于具有压缩比可变式的内燃机的车辆中的锁止控制，在此没有充分的研究。因此，虽然适用专利文献1公开的技术思想，但是锁止控制并不是考虑动力性能、燃耗以及耐爆震性能等将车辆的驾驶条件与压缩比对应，并将这些压缩比作为默认值，来考虑扭矩变动或隆隆音等的控制。
但是，根据本申请申请人的新的发现，在能够改变压缩比的内燃机中，在压缩比与锁止区域之间存在必然的相关性。因此，在没有考虑这种相关性而独立控制这两者的上述的技术思想中，在燃耗和驱动性能等上存在改善的余地。
本发明是鉴于上述的问题而提出的，其提供一种在具有压缩比可变式内燃机的车辆中能够使锁止机构的锁止控制与压缩比的控制相互协调的车辆的控制装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述的问题，本发明的第一车辆的控制装置对具有压缩比可变的内燃机和变速装置作为驱动系统的车辆进行控制，其中，所述变速装置在该内燃机的发动机输出轴与输入轴之间具有变矩器以及锁止机构，并且能够改变所述输入轴的转速与连接到车轴的输出轴的转速之比，其特征在于，具有：第一控制单元，根据所述车辆的驾驶条件切换所述锁止机构的动作状态；以及第二控制单元，在切换所述动作状态的情况中的至少部分情况下，改变所述压缩比。
本发明的车辆具有内燃机和变速装置。
本发明的内燃机是包括通过燃料的燃烧生成动力的发动机的概念，尤其是能够使压缩比(例如((行程容积+燃烧室容积)/燃烧室容积)等规定的)在预先设定的范围二值地、多级或连续(无间断)地变化的发动机。
在此，使压缩比可变的方式包括公知和非公知的各种方式，但是本发明的车辆的控制装置与使压缩比可变的物理的结构无关而是发挥该功能。因此，可变的压缩比可以是内燃机的任何物理结构所导出的压缩比。
例如，内燃机可以通过控制吸气阀的开阀时间(IVO)或闭阀时间来改变压缩比。此时，例如，可以在吸气行程中在通过下死点(BDC)后的短暂时间内将吸气阀维持为开阀状态，通过吹回吸气使压缩比比通常时低。另外，内燃机可以具有使活塞的上死点(TDC)变化的结构或具有这样的机构，通过上死点位置的变化(即，行程容积以及燃烧室容积双方的变化)改变压缩比。或者内燃机可以具有使汽缸盖的位置变化的结构或具有这样的机构，通过汽缸盖位置的变化(即，燃烧室容积的变化)改变压缩比。
本发明的变速装置是能够使输入输出轴之间的转速比(即，变速比)二值地、多级或连续地变化的装置，优选的一个方式是具有多个结合装置和差动机构且对这些结合装置的结合状态进行电子控制的所谓ECT(Electronic Controlled Transmission：电子控制式变速装置)。
本发明的变速装置在输入轴与内燃机的发动机输出轴(例如，曲轴或与曲轴连接的轴)之间具有扭矩转换器(以下简称为变矩器)以及锁止机构。
锁止机构，可以是在至少作为其动作状态能够采用没有锁止的锁止关闭状态和进行了锁止的锁止开启状态的范围内，二值地进行切换的构成，也可以是，例如按照结合油压等使结合装置的结合要素彼此适当地滑动，由此在它们之间形成中间的一个或多个的半锁止状态的而构成。无论怎样，锁止机构在锁止状态中，使发动机输出轴与变速装置的输入轴直接连接，因此能够实现比利用ATF的流体阻力进行动力传递更高的传递效率。
本发明的第一车辆的控制装置是对这样的本发明的车辆进行控制的装置，例如，能够采用适当地包括一个或多个CPU(Central ProcessingUnit)、MPU(Micro Processing Unit)、各种处理器或各种控制器，或进而还有ROM(Read Only Memory)、RAM(Random AccessMemory)、缓冲存储器或闪存器等各种存储单元等的单个或多个ECU(Electronic Controlled Unit：电子控制单元)等各种处理单元、各种控制器或微型计算机装置等各种计算机系统等。
根据本发明的车辆的控制装置，通过第一控制单元，按照车辆的驾驶条件切换锁止机构的动作状态。
在此，车辆的驾驶条件是指与预先锁止(仅表示为“锁止”时，是指将动作状态切换为锁止开启状态或维持为锁止开启状态)的必要性的程度建立对应而得到的各种条件，例如，内燃机的负载相当值以及车速相当值等。
此外，“负载相当值”是包括与内燃机的负载状态一对一、一对多、多对一或多对多而对应得到的值的概念，优选指节气门开度、吸入空气量或油门开度等。另外，“车速相当值”是包括与车速一对一、一对多、多对一或多对多而对应得到的值的概念，优选车速，或变速装置的输入轴转速或输出轴转速等。
锁止机构的锁止作用的功能主要是通过不经由变矩器的动力轴的直接连接来提高动力传递效率，明确的说就是降低内燃机的燃耗。其中，动力轴的直接连接作用也包括不缓和内燃机侧产生的扭矩变动而向车轴侧传递的情况或产生所谓隆隆音的情况等，使驱动性能降低的作用，在实践运用上，在这些在允许范围内的车辆的驾驶条件下，执行锁止。
另一方面，在本发明中，也能够按照车辆的驾驶条件适当地切换内燃机的压缩比。在确保燃烧效率以及驱动力上而言，压缩比越高越好，但是在实践运用上，高压缩比能够产生爆震和使扭矩发生变动。因此，还以使爆震或扭矩变动的程度在允许范围的方式，规定压缩比与车辆的驾驶条件之间的关系。
而且，通过锁止作用使机械性传递效率提高，通过高压缩比化使燃烧效率提高都是对整个车辆的燃耗性能产生影响的要素，但是以往，没有考虑这些之间相互如何产生影响，而仅是将这些分别最佳化。
在此，本申请申请人新发现通过对这些进行相互协调，能够使燃耗性能等各种性能最佳化。
例如，利用压缩比可变的情况，通过使压缩比变化，扩大以往仅对预先根据内燃机侧的情况而决定的压缩比进行最佳化的锁止区域(根据实践得出的能够锁止的区域)。
即，根据本发明的第一车辆的控制装置，第二控制单元在切换锁止机构的动作状态的情况下的至少部分中，使压缩比变化。
在以往的技术思想的范畴内，压缩比不会影响锁止机构的动作状态，但是通过这样地按照锁止机构的动作状态将压缩比作为一种调整要素来对待，能够进一步减少燃耗。
这样，根据本发明的第一车辆的控制装置，使锁止作用与压缩比可变作用相互协调在实践上有益，能够使燃耗性能最佳化。
此外，第一控制单元与第二控制单元之间的协调动作可以是第一控制单元或第二控制单元或这两者每次单独具体选择动作而执行，也可以是基于预先的实验、经验、理论或模拟等制定的控制映射等，在表观上保持独立性而执行。不管如何，压缩比的控制与锁止控制之间的相互协调这一点没有变化。
在本发明的第一车辆的控制装置的一个方式中，在作为所述驾驶条件的所述内燃机的负载相当值小于基准值的区域所述动作状态向锁止开启状态切换的情况下，所述第二控制单元使所述压缩比降低。
根据这样的方式，在内燃机的负载相当值小于基准值的区域，具体地说，在能够在相对的高压缩比侧设定压缩比(或能够形成具有下降余量的压缩比)的区域中，锁止机构的动作状态向锁止状态进行切换的情况下，通过第二控制单元降低压缩比。
即，根据该方式，锁止机构的锁止作用为有效状态的锁止区域通过压缩比的降低措施而被扩大。压缩比的降低意味着扭矩变动的缓和，因此，通过降低压缩比，能够使以往只有在锁止关闭状态能够取得的动作状态成为锁止状态。因此，在希望锁止的情况下，效果显著。
在本发明的第一车辆的控制装置的其他方式中，所述第一控制单元切换所述锁止机构的动作状态，以使包括所述车辆中产生的振动及噪音中的至少一方的状态要素满足规定要件。
根据该方式，如上所述，所述锁止机构的动作状态被切换成包括振动以及噪音中至少一者的状态要素满足规定必要条件。
在此，“规定必要条件”例如是指收容在上述的允许范围内等，优选是指为了在车辆运行上不使驱动性能降低而制定的必要条件。
因此，伴随向锁止开启状态转变，降低燃耗，从而有益。
在以状态要素满足规定必要条件的方式切换锁止机构的动作状态的本发明的第一车辆的控制装置的一个方式中，在所述内燃机的负载相当值小于基准值的区域，所述第一控制单元基于使所述压缩比降低至允许值时的所述驱动系统的效率的预测值而切换所述动作状态，所述允许值是为了使所述状态要素满足所述规定要件而决定的值。
根据该方式，基于使压缩比降低至为了使状态要素满足规定必要条件而制定的允许值时的驱动系统的效率的预测值，切换锁止机构的动作状态。因此，能够以量化掌握使压缩比降低的优点，从而有益。
如果进行补充，该效率的预测值以使压缩比降低至使状态要素满足规定必要条件的允许值为前提，因此，即使使锁止机构的动作状态变化为锁止开启状态，驱动性能也不降低。
此外，“驱动系统”是指至少包括内燃机和变速装置的车辆的传动系统，驱动系统的效率作为优选的一个方式，相当于内燃机的热效率与变矩器的传递效率相乘而得到的指标值。该效率能够适宜地规定整个车辆的燃耗，因此适于作为判断指标。
在基于驱动系统的预测值切换锁止机构的动作状态的本发明的第一车辆的控制装置的一个方式中，所述第一控制单元，在包含所述负载相当值的所述车辆的驾驶条件属于所述驱动系统的效率的当前值小于所述预测值的规定的协调锁止区域的情况下，所述第一控制单元将所述动作状态切换到锁止开启状态，在所述驾驶条件属于所述协调锁止区域而致使所述动作状态向所述锁止开启状态切换的情况下，所述第二控制单元使所述压缩比降低至所述允许值。
根据该方式，第一控制单元在车辆的驾驶条件属于驱动系统的效率的当前值(即，切换前的值)小于上述预测值的协调锁止区域时，使锁止机构的动作状态向锁止开启状态切换，伴随于此，通过第二控制单元使压缩比降低至允许值。因此，能够将整个车辆的驱动性能以及燃耗维持为最佳。
在协调锁止区域中使动作状态向锁止开启状态切换的本发明的第一车辆的控制装置的一个方式中，所述协调锁止区域为如下所述的区域：以所述负载相当值与所述车辆的车速相当值为轴要素的坐标系上的所述负载相当值小于所述基准值的、且在所述车速相当值的方向上夹在第一区域与第二区域之间的区域，其中，所述第一区域是所述压缩比为高压缩比相当值且所述动作状态为所述锁止关闭状态的区域，所述第二区域是所述压缩比为所述高压缩比相当值且所述动作状态为所述锁止开启状态的区域。
根据该方式，使由作为车辆的驾驶条件的负载相当值与车速相当值形成的二维坐标系中的协调锁止区域的位置明确化。
在协调锁止区域中使动作状态向锁止开启状态切换的本发明的第一车辆的控制装置的其他方式中，在所述协调锁止区域所述内燃机的负载相当值的变化量在基准值以上的情况下，所述第一控制单元使所述动作状态返回所述锁止关闭状态，伴随所述动作状态向所述锁止关闭状态返回，所述第二控制单元使所述压缩比上升。
在协调锁止区域中驱动性能与燃耗能够在高维上同时实现，但是如果鉴于相对于成为基准的压缩比伴随着压缩比降低的情况，则在明显要求动力性能的情况下，加速力的不足使得驱动性能降低。
根据该方式，在与驾驶员的加速要求相关的负载相当值的变化量(优选时间变化量、变化速度)在基准值以上时，锁止机构的动作状态返回锁止关闭状态，控制压缩比在此前后上升。因此，也能够适于驾驶员的加速要求等过度的要求等。
此外，根据本方式的宗旨当然包括如下的动作方式，即，第一控制单元，在该变化量在协调锁止区域中可靠地处于基准值以上的情况下，并不采取协调锁止区域中的压缩比降低措施。
为了解决上述的问题，本发明的第二车辆的控制装置对具有压缩比可变的内燃机和变速装置作为驱动系统的车辆进行控制，其中，所述变速装置在该内燃机的发动机输出轴与输入轴之间具有变矩器以及锁止机构，并且能够改变所述输入轴的转速与连接到车轴的输出轴的转速之比，其特征在于，具有：第一控制单元，根据所述车辆的驾驶条件改变所述压缩比；以及第二控制单元，在改变所述压缩比的情况中的至少部分情况下，切换所述锁止机构的动作状态。
本发明的第二车辆的控制装置与第一车辆的控制装置相同，是适用于上述的本发明的具有内燃机以及变速装置的车辆的装置。
根据本发明的第二车辆的控制装置，在其动作时，通过第一控制单元按照车辆的驾驶条件控制内燃机的压缩比，从而实现相应的压缩比。此外，规定压缩比的车辆的驾驶条件例如包括上述的负载相当值和车速相当值，或发动机转速等。
另一方面，第二控制单元在通过该第一控制单元使压缩比变化的期间中的至少部分期间中，切换锁止机构的动作状态。
锁止机构的动作状态影响燃耗性能或与上述NV相关的性能等，还影响驱动力。更具体地说，在锁止开启状态中，由于不能够利用变矩器的扭矩放大作用，所以用于向输出轴供给的扭矩易于不足。换而言之，只要使锁止机构的动作状态二值地、多级、连续地变化，则能够使车辆的动力性能相对于此时刻的压缩比变化。
因此，根据本发明的第二车辆的控制装置，在按照规定基准控制压缩比的过程中，通过适当地切换锁止机构的动作状态使两者相互协调，就能够使车辆的动力性能在更广的范围内维持为良好的状态。
在本发明的第二车辆的控制装置的第一方式中，所述第一控制单元根据作为所述驾驶条件的所述内燃机的负载相当值的大小而使所述压缩比分别发生高低变化，在所述动作状态为锁止开启状态且所述内燃机的负载相当值在基准值以上的情况下，在所述压缩比变化到小于基准值的值时，所述第二控制单元使所述动作状态向锁止关闭状态切换。
对于内燃机的压缩比，越是高压缩比，越易于引起爆震或扭矩变动，因此，通常，存在随着变为高旋转区域或高负载区域越向低压缩比侧变化的倾向。
但是，压缩比越低内燃机的驱动力越低，如果在显著地要求动力性能的这种高旋转区域或高负载区域中，锁止机构的动作状态向锁止开启状态变化或处于锁止开启状态，则由于变矩器没有产生扭矩放大作用，压缩比低，而因驱动力不足使驱动性能显著降低。
根据该方式，第二控制单元在锁止机构处于锁止开启状态且负载相当值在基准值以上的情况下，在通过第一控制单元使压缩比小于基准值时，将锁止机构向锁止关闭状态进行切换。通过向锁止关闭状态的切换，形成变矩器的扭矩放大作用，能够在限定的条件中，尽可能地确保车辆的驱动力。
本发明的这样的作用以及其他的优点在以下说明的实施方式中明确。
附图说明
图1是示意地表示本发明的第一实施方式的车辆的结构的概略结构图。
图2是图1的车辆的发动机的示意侧视剖视图。
图3是在图1的车辆中ECU所执行的驱动控制的流程图。
图4是例示图3的驱动控制中的压缩比与发动机效率之间的关系的图。
图5是例示图3的驱动控制中的变矩器速度比与变矩器效率之间的关系的图。
图6是例示图3的驱动控制中的压缩比与扭矩变动指标值之间的关系的图。
图7是针对图3的驱动控制的效果而图示说明协调锁止开启区域的图。
图8是本发明的第二实施方式的加速优先控制的流程图。
图9是针对图8的加速优先控制的效果而例示加速要求产生时刻以后的车辆的加速度的随时间变化的图。
图10是本发明的第三实施方式的驱动力确保控制的流程图。
图11是例示驱动力确保控制中的节气门开度与压缩比之间的关系的图。
附图标记说明
10…车辆，100…ECU，200…发动机，201…汽缸，203…活塞，205…曲轴，207…喷射器，300…变矩器，400…锁止离合器，500…ECT。
具体实施方式
<发明的实施方式>
以下，参照附图说明本发明的优选的实施方式。
<第一实施方式>
<实施方式的结构>
首先，参照图1说明本发明的第一实施方式的车辆10的结构。在此，图1是示意地表示车辆10的结构的概略结构图。
在图1中，车辆10具有ECU100、发动机200、变矩器300、锁止离合器400以及ECT500。
ECU100是电子控制单元，具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)以及RAM(Random Access Memory)等，用于对车辆10的整个动作进行控制，并且ECU100是本发明的“车辆的控制装置”的一个例子。ECU100能够按照存储在ROM中的控制程序执行后述的驱动控制。
发动机200是作为本发明的“内燃机”的一个例子的串联的4汽缸汽油发动机，其作为车辆10的主要的动力源发挥功能。在此，参照图2说明发动机200的详细结构。在此，图2是发动机200的示意的侧视剖视图。此外，在同一图中，在与图1重复之处标注同一附图标记，并适当地省略其说明。
在图2中，发动机200在汽缸201内通过火花塞202引起的点火动作使混合气体燃烧，并且能够使由于该燃烧的爆发力而产生的活塞203的往复运动通过连杆204变换为曲轴205的旋转运动。
在曲轴205附近设置检测曲轴205的旋转位置(即，曲轴转角)的曲轴位置传感器206。该曲轴位置传感器206与ECUI00(未图示)电连接，在ECU100中，基于从该曲轴位置传感器206输出的曲轴转角信号，算出发动机200的发动机转速Ne。
此外，发动机200是在与纸面垂直的方向上串联配置有4个汽缸201而形成的串联4汽缸发动机，但是各个汽缸201的结构相互相同，因此，在图2中仅说明一个汽缸201。另外，只要至少如后述那样能够使压缩比变化，本发明的内燃机的汽缸个数、汽缸排列、吸排气系统的结构或燃料的供给方式等，可以为任意的形式。
以下，与发动机200的主要部分的结构的一部分动作一起说明发动机200的主要部分的结构。
在发动机200中，在吸气阀211打开时，从外部吸入的空气通过吸气管207，经由吸气口210导入汽缸201内部。另一方面，在吸气口210中露出喷射器212的燃料喷射阀，该燃料喷射阀能够对吸气口210喷射燃料。从喷射器212喷射的燃料在吸气阀211的打开时间的前后与吸入空气混合，从而成为上述的混合气体。
燃料储存在未图示的燃料箱中，通过未图示的供料泵的作用，经由未图示的输出管供给至喷射器212。在汽缸201内部燃烧的混合气体排气，在与吸气阀211的开闭连动而进行开闭的排气阀213打开时，混合气体通过排气口214导向排气管215。
在排气管215中设置三元催化剂216。三元催化剂216能够分别净化从发动机200排出的CO(一氧化碳)、HC(烃)以及NOx(氮氧化物)。
在排气管215中设置空燃比传感器217，其能够检测发动机200的排气空燃比。而且，在用于容纳汽缸201的缸体上的水套上设置水温传感器218，其用于检测为了对发动机200进行冷却而循环供给的冷却水(LLC)的冷却水温。这些空燃比传感器217以及水温传感器218分别与ECU100电连接，检测出的空燃比以及冷却水温分别被ECU100适当参照。
另一方面，在吸气管207中的吸气口210的上游侧配设节气门208，其调节经未图示的清洁器导入的吸入空气的吸入空气量。该节气门208的驱动状态被与ECU100电连接的节气门马达209控制。此外，ECU100基本上控制节气门马达209，以得到与未图示的油门踏板的开度(即，油门开度Ta)对应的节气门开度，但是也能够通过控制节气门马达209的动作，在驾驶员没有想要进行调整的情况下，调整节气门开度。即，节气门208构成为一种电子控制式节气门。
此外，在该节气门208的附近配设未图示的节气门开度传感器，其能够检测作为节气门208的开度的节气门开度thr。该节气门开度传感器与ECU100电连接，检测出的节气门开度thr被ECUI00参照。
在此，本实施方式的发动机200构成为压缩比Rc在规定范围内变化。压缩比Rc是吸气行程容积与燃烧室容积的比，但是用于使压缩比Rc可变的发动机结构并不是唯一的。
例如，可以是发动机200的容纳汽缸201的缸体的在行程方向上的长度在吸气行程中可变。即，此时，由于活塞203的行程增加，所以吸气行程容积增大，从而压缩比增加。
另外，可以是发动机200的活塞203的上死点位置在吸气行程中可变。此时，由于吸气行程容积减小且燃烧室容积增加，所以能够使压缩比变化。
此外，本实施方式的发动机200不是通过这样的发动机的物理结构该改变压缩比的方式，而是通过使吸气阀211的IVO(开阀时间)变化来改变压缩比。即，在推迟通常的吸气阀211的闭阀时间增大IVO时，在压缩行程的一部分使吸气从汽缸内吹回吸气口侧。因此，在压缩行程中被压缩的吸气量减小，实质上能够得到与吸气行程容积减小相同的效果。
此外，被压缩的吸气量在使吸气阀211在排气行程结束前后开阀在压缩行程开始后闭阀时(利用吸气惯性的一种增压效果的情况)大致最大。即，此时的压缩比为发动机200的最大压缩比Rcmax，所希望的压缩比Rc是通过缓缓推迟吸气阀211的闭阀时间而实现的。这样，发动机200基本上通过使压缩比减少一侧的控制来改变压缩比。因此，在原来的物理结构中，发动机200设定为能够得到比通常的发动机(压缩比不变的发动机)高的压缩比。
另一方面，由于需要控制吸气阀211的闭阀时间，使其不与排气阀213连动，所以在发动机200中采用电驱动式可变气门正时装置。该装置是一种轮轴(cam-by-wire)机构，即，通过电动马达的驱动力使用于驱动吸气阀213的摆动构件即凸轮的旋转相位在规定范围内变化。
此外，对吸气阀211的阀门正时进行改变的机构当然可以采用公知的各种方式。例如，发动机211可以具有叶片驱动式的VVT(可变气门正时装置)，也可以具有所谓的空转方式的凸轮驱动机构。
返回图1，变矩器300是与发动机200的曲轴205连接的扭矩传递装置。变矩器300是流体传递装置，其使与输入侧(曲轴205侧)连接的泵轮(未图示)的旋转动力经由ATF(Automatic TransmissionFluid)，然后通过导轮(未图示)使扭矩放大而传递至与输出侧(ECT500侧)连接的涡轮(未图示)。即，发动机200的扭矩即发动机扭矩Te经由变矩器300传递至ECT500。此外，在设置在变矩器300的输出侧的涡轮上连接有ECT500的输入轴。
锁止离合器400是本发明的“锁止机构”的一个例子即公知的油压结合式离合装置，其具有一对结合要素，按照该一对结合要素的结合状态，控制变矩器300的输入侧要素即泵轮与输出侧要素即涡轮之间的断接状态。
锁止离合器400的一对结合要素的结合状态是在这些要素相互连接的连接状态与这些要素相互分离的释放状态之间二值地切换，在这些要素为连接状态时，成为泵轮与涡轮直接连接的结构。在泵轮与涡轮直接连接的状态下，之前描述的变矩器300的流体离合器的功能消失，发动机扭矩Te不出现因ATF而产生的损失而输入至ECT500。
此外，对锁止离合器400的结合状态进行控制的油压驱动装置与ECU100电连接，通过ECU100控制该动作状态。另外，此后将泵轮与涡轮直接连接的状态称为“锁止开启状态”，将这些要素没有结合的状态称为“锁止关闭状态”。
ECT500是本发明的“变速装置”的一个例子即电子控制式有级变速装置，其具有由多个离合器要素、制动要素以及单向离合器要素等构成的多个摩擦结合装置(未图示)。ECT500与ECU100电连接，通过ECU100对各种螺线管(未图示)等的驱动控制，改变这些摩擦结合装置相互间的结合状态，由此，得到与相互不同的多个变速比对应的多个变速级。
另外，在ECT500中具有未图示的旋转传感器，能够检测ECT500的输出轴的转速即ECT输出轴转速Nout。该旋转传感器与ECU100电连接，ECT500的输出轴转速Nout被ECU100适当参照。
此外，ECT400具有与公知的电子控制式自动变速器相同的结构，其详细结构在附图中省略，但是作为与车辆10的前进方向对应的变速级，按照齿轮比从大到小的顺序具有“1st”、“2nd”、“3rd”、“4th”、“5th”以及“6th”6个变速级，按照这些齿轮比从大到小的顺序能够得到从大到小的变速比。在车辆10前进时，ECU100对ECT500中的各摩擦结合装置的结合状态进行控制，从而能够将ECT500的变速比设定为与上述任意一个变速级对应的值。
ECT500的输出轴经由减速机构11与左前车轴SFL以及右前车轴SFR连接，所述左前车轴SFL以及右前车轴SFR分别与作为驱动轮的左前轮FL以及右前轮FR连接。
<实施方式的动作>
<驱动控制的详细内容>
首先，参照图3说明驱动控制的流程。在此，图3是驱动控制的流程图。此外，驱动控制是本发明的第一车辆的控制装置的动作的一个例子，在锁止离合器400的锁止开启时间的前后对发动机200的压缩比Rc进行修正，通过使锁止区域扩大，提高车辆10的燃耗。
在图3中，ECU100读取驱动控制所需要的各种信息(步骤S101)。具体地说，ECU100读取节气门开度thr与ECT输出轴转速Nout。此外，节气门开度thr是本发明的“负载相当值”的一个例子，ECT输出轴转速Nout是本发明的“车速相当值”的一个例子。另外，这些分别是本发明的“车辆的驾驶条件”的一个例子。
接着，ECU100基于读取的节气门开度thr以及ECT输出轴转速Nout，判定车辆10的动作点是否属于锁止关闭区域(步骤S102)。
在此，在本实施方式中，车辆10的动作点在节气门开度thr为纵轴并且以ECT输出轴转速Nout为横轴的动作点平面(本发明的“坐标系”的一个例子)上规定。即，一个节气门开度thr与一个ECT输出轴转速Nout规定的该坐标平面上的一坐标点作为车辆10的一个动作点被对待。
锁止离合器400根据该动作点平面上设定的锁止线LLK(后述)规定是将锁止开启状态作为该动作状态，还是将锁止关闭状态作为该动作状态。锁止关闭区域基本上是比锁止线LLK的转速低的低旋转侧的区域。在车辆10的动作点已经处于锁止开启区域时(步骤S 102：否)，ECU100使处理返回步骤S101。
另一方面，在车辆10的动作点处于锁止关闭区域时(步骤S102：是)，ECU100判定车辆10的动作点是否属于高压缩比区域(步骤S103)。
此外，为了防止说明的复杂化，在本实施方式中，发动机200的压缩比Rc在低压缩比RcL与高压缩比RcH二值地切换。但是，当然压缩比Rc能够多级或连续地变化。
高压缩比区域是规定将高压缩比RcH作为发动机200的压缩比的区域，与锁止离合器400相同，其由在上述动作点平面上设定的压缩比切换线LRc规定。高压缩比区域是基本上比压缩比切换线LRc的负载低的低负载侧的区域。在车辆10的动作点已经属于低压缩比区域时(步骤S103：否)，ECU100使处理返回步骤S103。
另一方面，在车辆10的动作点在高压缩比区域时(步骤S103：是)，ECU100算出切换前发动机效率ηa(步骤S104)。切换前发动机效率ηa是对本发明的“驱动系统的效率的当前值”进行规定的要素值之一。
在此，参照图4说明切换前发动机效率ηa。在此，图4是例示压缩比与发动机效率之间的关系的图。
在图4中，横轴以及纵轴分别表示压缩比Rc以及发动机效率。发动机效率是发动机200的热效率，其越高燃料的消耗效率越，即，燃耗低。另外，在图5中规定发动机效率线Lee。发动机效率线Lee是一条将对应于压缩比Rc的发动机效率进行连接而得到的线。
返回图3，在步骤S104中，ECU100首先参照图4的关系，取得与当前的压缩比RcH(参照附图A点)对应的作为发动机效率的切换前发动机效率ηa。
接着，ECU100算出切换前变矩器效率ηc(步骤S105)。切换前变矩器效率ηc作为另一个规定本发明的“驱动系统的效率的当前值”的要素值而被利用。
在此，参照图5说明切换前变矩器效率ηc。在此，图5是例示变矩器速度比Rs与变矩器效率之间的关系。此外，变矩器速度比Rs是泵轮与涡轮的转速比，在它们机械地直接连接的锁止开启时转速比为1(参照附图D点)。
在图5中，横轴以及纵轴分别表示变矩器速度比Rs以及变矩器效率。变矩器效率是变矩器300中的扭矩的传递效率，其越高损失越少。另外，在图中，规定变矩器效率线Let。变矩器效率线Let是一条将相对于变矩器速度比Rs的变矩器效率连接而得到的线。
返回图3，在步骤S105中，ECU100参照图5的关系，取得与当前的变矩器速度比Rs(参照附图C点)对应的作为变矩器效率的切换前变矩器效率ηc。
接着，ECU100算出扭矩变动允许值(步骤S106)。扭矩变动允许值是在当前时刻的车辆10的驾驶条件下使锁止离合器400变化为锁止开启状态时使车辆10的噪音以及振动收容在允许范围内的界限值，或者是与在这样的界限值上加上一定余量后的值相当的扭矩变动指标值。此外，扭矩变动指标值Tc是预先通过实验得到的用于规定发动机200的扭矩变动的程度的被规格化的指标值，其越大扭矩变动越大。扭矩变动允许值预先存储在ROM中，而作为与车辆10的驾驶条件对应的可变值。
在算出扭矩变动允许值时，ECU100算出允许压缩比Rcsfy(步骤S107)。允许压缩比Rcsfy是发动机200的与扭矩变动允许值对应的压缩比。在此，参照图6说明扭矩变动允许值。在此，图6是例示车辆10中的压缩比与扭矩变动指标值之间的关系的图。此外，在同一图中，与图4重复之处标注同一附图标记，并适当地省略其说明。
在图6中，横轴以及纵轴分别表示压缩比Rc以及扭矩变动指标值Tc。另外，在图6中规定扭矩变动线Ltc。扭矩变动线Ltc是一条将相对于压缩比Rc的扭矩变动指标值进行连接而得到的线。
在图3的步骤S107中，ECU100参照图6的关系，取得将扭矩变动指标值抑制为扭矩变动允许值Tcth时所需要的压缩比Rc的值(参照附图B点)作为允许压缩比Rcsfy。
返回图3，在算出允许压缩比Rcsfy时，ECU100算出切换后发动机效率ηb(步骤S108)。切换后发动机效率ηb是与允许压缩比Rcsfy对应的发动机效率，参照图4，是与B点对应的发动机效率。此外，切换后发动机效率ηb是规定本发明的“将压缩比降低至为了使状态要素满足规定必要条件而设定的允许值时的驱动系统的效率的预测值”的一个要素值。
接着，ECU100算出切换后变矩器效率ηd(步骤S109)。切换后变矩器效率ηd是锁止开启时的变矩器效率，即，在本实施方式为“1”。此外，切换后变矩器效率ηd是规定本发明的“将压缩比降低至为了使状态要素满足规定必要条件而设定的允许值时的驱动系统的效率的预测值”的另一个要素值。
如果求出了这些值，则ECU100判定ηb×ηd是否大于ηa×ηc(步骤S110)。此外，ηb×ηd是本发明的“驱动系统的效率的预测值”的一个例子，ηb×ηd是本发明的“驱动系统的效率的当前值”的一个例子。即，步骤S110是如下的程序，即，判定在使发动机200的压缩比Rc从当前的压缩比RcH降低至与扭矩变动允许值Rcth对应的允许压缩比Rcsfy时，车辆10整体的燃耗是否减少。
在步骤S110的结果为预测值在当前值以下时(步骤S110：否)，即，在降低压缩比使锁止离合器400为锁止开启状态也没有得到减少燃耗的效果时，ECU100将压缩比Rc维持为当前值(步骤S113)，继续锁止离合器400的锁止关闭状态(步骤S114)。
另一方面，在预测值大于当前值时(步骤S110：是)，即，在通过降低压缩比使锁止离合器400成为锁止开启状态而能够获得减少燃耗的效果时，ECU100使压缩比Rc从当前值降低至允许压缩比Rcsfy(步骤S111)，将锁止离合器400切换为锁止开启状态(步骤S112)。
执行步骤S112或步骤S114后，处理返回步骤S101，反复执行一系列的处理。如上所述执行驱动控制。
在此，参照图7图示说明这样的驱动控制的效果。在此，图7是上述的动作点平面的示意图。此外，在同一图中，对于与至此的说明重复的部分，标注同一附图标记，并适当地省略其说明。
图7表示上述的将节气门开度thr以及ECT输出轴转速Nout作为轴要素的动作点平面，以图中的实线表示上述的锁止线LLK。另外，以点划线表示上述的压缩比切换线LRc。此外，对压缩比切换线LRc进行规定的节气门开度thr是本发明的“负载相当值”的“基准值”的一个例子。
在此，根据压缩比切换线LRc和锁止线LLK，将动作点平面分割为四个部分，将比压缩比切换线LRc的负载低的低负载侧且比锁止线LLK的转速低的低旋转侧的区域作为第一驱动区域，将比压缩比切换线LRc的负载低的低负载侧且比锁止线LLK转速高的高旋转侧的区域作为第二驱动区域，将比压缩比切换线LRc负载高的高负载侧且比锁止线LLK转速低的低旋转侧的区域作为第三驱动区域，将比压缩比切换线LRc负载高的高负载侧且比锁止线LLK转速高的高旋转侧的区域作为第四驱动区域。
如果这样定义各驱动区域，则在比压缩比切换线LRc负载低的低负载侧使锁止离合器400转变到锁止开启状态时，在没有进行本实施方式的驱动控制的情况下，仅能够在上述第二驱动区域锁止。
另一方面，上述的驱动系统的预测值与当前值之间的大小关系并唯一，存在预测值超过当前值的情况。但是，在不存在使压缩比Rc的切换与锁止离合器400的锁止控制相互协调的概念的情况下，即使在该预测值超过当前值的动作点区域中，驱动系统的效率也为当前值不变，从而浪费了难得的使车辆10的燃耗降低的机会。
在此，尤其在本实施方式中，在根据上述的将当前值与预测值进行比较判断的比较判断程序，表明预测值超过当前值这一预测成立时，对压缩比Rc向比预先设定的基准值减小的一侧进行修正，从而锁止离合器400向锁止开启状态转变。
在此，如果将这样的通过与压缩比进行协调来实现锁止开启的区域定义为协调锁止开启区域，则协调锁止开启区域为图示的斜线区域。即，协调锁止开启区域在有意义的范围内存在于第一驱动区域与第二驱动区域之间。该协调锁止开启区域是与没有采取与本实施方式的驱动控制类似的措施时相比能够减少车辆10的燃耗的区域。
这样，根据本实施方式，通过使锁止离合器400的动作状态的控制与压缩比控制相互协调，能够将锁止开启区域扩大与协调锁止开启区域相当的量，从而能够高效地利用可变压缩比式内燃机即发动机200中的压缩比可变的功能，降低车辆10的燃耗。
此外，在本实施方式中，构成为通过比较预测值与当前值而每次求出图7所示的协调锁止开启区域，但是当然通过例如使图7所示的关系数值化而作为映射予以保持的方式等能够得到同样的优点。
<第二实施方式>
在第一实施方式所示的驱动控制中，在协调锁止开启区域中，锁止离合器400一律切换为锁止开启状态。但是，由于协调锁止开启区域中的锁止动作伴随压缩比的降低，所以牺牲了不少车辆10的加速性能。因此，参照图8说明能够确保加速性能的本发明的第二实施方式。在此，图8是本发明的第二实施方式的加速优先控制的流程图。
在图8中，ECU100读取执行加速优先控制所需要的信息(步骤S201)，具体地说读取节气门开度thr。接着，ECU100算出节气门变化量Δthr(步骤S202)。节气门变化量Δthr是节气门开度thr的本次值与上次值之间的偏差，如果步骤S201的信息的读取周期一定，则与节气门开度的变化速度意义相同。
如果算出节气门变化量Δthr，则ECU100判定节气门变化量Δthr是否大于零(步骤S203)。此外，节气门变化量Athr采用正负的值。在节气门变化量Δthr为负值时，对车辆10产生减速要求。
在节气门变化量Δthr为零或负值时(步骤S203：否)，ECU100允许协调锁止开启动作(步骤S208)，使处理返回步骤S201。
另一方面，在节气门变化量Δthr为正值时(步骤S203：是)，ECU100进一步判定节气门变化量Δthr是否大于基准值f(步骤S204)。在节气门变化量Δthr在基准值f以下时(步骤S204：否)，ECU100使处理返回步骤S201，然后反复进行一系列的处理。此外，基准值f是适当值，设定由为协调锁止开启引起的加速性能的降低显著地使驱动性能降低的边界值。
在节气门变化量Δthr大于基准值时(步骤S204：是)，ECU100判定当前的车辆的动作点是否属于协调锁止开启区域(步骤S205)。在不属于协调锁止开启区域时(步骤S205：否)，ECU100使处理返回步骤S201，然后反复进行一系列的处理。
在车辆10的动作点属于协调锁止开启区域时(步骤S205：是)，ECU100禁止协调锁止开启动或强制使协调锁止开启动作结束(步骤S206)，并且将锁止离合器400的动作状态切换为锁止关闭状态(步骤S207)。此外，伴随锁止关闭而减小的压缩比Rc返回至高压缩比RcH。如果执行步骤S207，则处理返回步骤S201，然后反复进行一系列的处理。这样执行加速优先控制。
在此，参照图9说明加速优先控制的效果。在此，图9是例示加速要求产生时的车辆的加速度随时间推移的图。
在图9中，纵轴以及横轴分别为加速度以及时刻。在时刻T1，产生加速要求(即，节气门变化量Δthr＞f)。此时，在与第一实施方式类似的燃耗优先的控制中，如图中虚线所示，加速度相对于时间经过的变化缓慢。其原因是，发动机200的压缩比降低至允许压缩比Rcsfy而引起扭矩降低，以及在变矩器300上没有产生扭矩放大效果。
相对于此，在适于本实施方式的加速优先控制的情况下，如图中实线所示，加速要求产生时之后的加速度迅速上升，能够提供所希望的加速感。
这样，根据加速优先控制，参照节气门变化量Δthr，在对车辆10产生加速要求时，强制使协调锁止开启区域中的协调锁止开启动作(锁止开启以及压缩比降低)结束或禁止此后的执行。因此，在与燃耗相比优先进行加速的情况下，一律进行燃耗优先的行驶控制，从而抑制驱动性能的降低(与驾驶员意思背离)，确保良好的驱动性能。
<第三实施方式>
对发动机200的压缩比Rc与锁止离合器400的动作状态的切换进行相互协调的方式，不限于如第一以及第二实施方式那样使压缩比控制与锁止离合器400的动作状态的切换控制协调。在此，说明基于这样的目的的本发明的第三实施方式。首先，参照图10，说明本发明的第三实施方式的驱动力确保控制的详细内容。在此，图10是驱动力确保控制的流程图。此外，驱动力确保控制是以发动机200的压缩比控制为前提对锁止离合器400的动作状态的切换进行协调的控制，即，是本发明的第二车辆的控制装置的动作的一个例子。
此外，本实施方式的车辆结构与第一以及第二实施方式的车辆10相同。
在图10中，ECU100读取驱动力确保控制所需要的各种信息(步骤S301)。具体地说，读取节气门开度thr、ECT输出轴转速Nout以及发动机转速Ne。
接着，ECU100判定锁止离合器400的锁止状态(动作状态)(步骤S302)，判定锁止离合器400是否处于锁止开启状态(步骤S303)。在锁止离合器400处于锁止关闭状态时(步骤S303：否)，ECU100使处理返回步骤S301。
在锁止离合器400处于锁止开启状态时(步骤S303：是)，ECU100基于步骤S301读取的发动机转速Ne以及节气门开度thr设定发动机200的压缩比Rc(步骤S304)。设定了压缩比Rc后，ECU100判定该设定的压缩比是否小于基准值Rcth(步骤S305)。
在此，参照图11说明基准值Rcth。在此，图11是例示节气门开度thr与压缩比之间的关系的图。
在图11中，纵轴以及横轴分别表示压缩比Rc以及节气门开度thr。在此，图中实线表示发动机200的压缩比Rc相对于节气门开度thr的轨迹，随着节气门开度thr变大，即，随着发动机200向高负载状态变化，压缩比Rc减小。这是因为，越是在高负载区域越易于出现爆震以及扭矩变动，在考虑发动机200的燃烧性、耐久性以及车辆10的舒适性时，不得不减小压缩比Rc。
另一方面，压缩比Rc的减小与发动机200的输出即发动机扭矩的降低相关。另一方面，节气门开度thr的增加意味着要求加速度的增加。因此，在图11所示的关系中，由于相对于增加的要求加速度而降低的发动机扭矩，产生作为驱动性能降低而可显现化的驱动力不足。与作为该驱动性能的降低可显现化的驱动力不足对应的压缩比Rc为基准值Rcth。
此外，如图11所示，在压缩比Rc为基准值Rcth时，节气门开度thr也处于高负载区域，也满足本发明的处于“基准值”以上的条件。
返回图10，如果设定的压缩比在基准值Rcth以上(步骤S305：否)，则ECU100将此情况作为驱动力不足在允许范围内而使处理返回步骤S301。另一方面，在设定的压缩比小于基准值Rcth时(步骤S305：是)，ECU100将处于锁止开启状态的锁止离合器400切换至锁止关闭状态(步骤S306)。执行了步骤S306后，处理返回步骤S301，反复进行一系列的处理。
这样，根据驱动力确保控制，在压缩比小于基准值Rcth的区域中，锁止离合器400进行协调，将本来应该采用锁止开启状态的情况切换为锁止关闭状态。结果，变矩器300的扭矩放大效果恢复，补偿因压缩比降低而引起的发动机扭矩的不足，从而能够确保加速性能。而且能够抑制驱动性能的降低。
如上述第一至第三实施方式所示，在具有锁止离合器400(锁止机构)和发动机200(压缩比可变式内燃机)的结构中，通过适当地对锁止离合器400的动作状态与压缩比进行协调，例如，能够进一步降低燃耗或提高动力性能(驱动性能)。这样的本申请特有的优点比不具有将这些相互协调控制的技术思想的任何技术思想的装置都优越。
此外，在上述各实施方式中，作为本发明的“负载相当值”使用节气门开度thr，但是这仅是一个例子，可以将油门开度或吸入空气量用作负载相当值。另外，在上述各实施方式中，作为本发明的“车速相当值”使用ECT输出轴转速Nout，但是这仅是一个例子，可以将车速用作车速相当值。
此外，在上述第一以及第二实施方式中，为了防止说明的复杂化，使压缩比在低压缩比RcL与高压缩比RcH之间二值地切换，但是这仅是一个例子，例如，如第三实施方式所示，压缩比Rc可以对应于节气门开度thr以及发动机转速Ne连续改变。不论哪种情况，图7所示的协调锁止开启区域都不会有大的变化。
此外，权利要求书、说明书以及附图中，“以上”以及“小于”是根据基准值的设定情况可容易地置换为“大于”以及“以下”的概念，没有伴随有不需要的限定。
本发明不限于上述的实施方式，在不违反从权利要求书以及整个说明书中得到的发明的宗旨或思想的范围内能够进行适当地变更，伴随这样的变更的车辆的控制装置也包含在本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明能够适用于具备压缩比可变的内燃机和具有锁止机构的变速装置的车辆。

Claims (9)

1.一种车辆的控制装置，对具有压缩比可变的内燃机和变速装置作为驱动系统的车辆进行控制，其中，所述变速装置在该内燃机的发动机输出轴与输入轴之间具有变矩器以及锁止机构，并且能够改变所述输入轴的转速与连接到车轴的输出轴的转速之比，其特征在于，具有：
第一控制单元，根据所述车辆的驾驶条件切换所述锁止机构的动作状态；以及
第二控制单元，在切换所述动作状态的情况中的至少部分情况下，改变所述压缩比。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在作为所述驾驶条件的所述内燃机的负载相当值小于基准值的区域所述动作状态向锁止开启状态切换的情况下，所述第二控制单元使所述压缩比降低。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述第一控制单元切换所述锁止机构的动作状态，以使包括所述车辆中产生的振动及噪音中的至少一方的状态要素满足规定要件。
4.根据权利要求3所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在所述内燃机的负载相当值小于基准值的区域，所述第一控制单元基于使所述压缩比降低至允许值时的所述驱动系统的效率的预测值而切换所述动作状态，所述允许值是为了使所述状态要素满足所述规定要件而决定的值。
5.根据权利要求4所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在包含所述负载相当值的所述车辆的驾驶条件属于所述驱动系统的效率的当前值小于所述预测值的规定的协调锁止区域的情况下，所 述第一控制单元将所述动作状态切换到锁止开启状态，
在所述驾驶条件属于所述协调锁止区域而致使所述动作状态向所述锁止开启状态切换的情况下，所述第二控制单元使所述压缩比降低至所述允许值。
6.根据权利要求5所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述协调锁止区域为如下所述的区域：以所述负载相当值与所述车辆的车速相当值为轴要素的坐标系上的所述负载相当值小于所述基准值的、且在所述车速相当值的方向上夹在第一区域与第二区域之间的区域，其中，所述第一区域是所述压缩比为高压缩比相当值且所述动作状态为所述锁止关闭状态的区域，所述第二区域是所述压缩比为所述高压缩比相当值且所述动作状态为所述锁止开启状态的区域。
7.根据权利要求5所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在所述协调锁止区域所述内燃机的负载相当值的变化量在基准值以上的情况下，所述第一控制单元使所述动作状态返回所述锁止关闭状态，
伴随所述动作状态向所述锁止关闭状态返回，所述第二控制单元使所述压缩比上升。
8.一种车辆的控制装置，对具有压缩比可变的内燃机和变速装置作为驱动系统的车辆进行控制，其中，所述变速装置在该内燃机的发动机输出轴与输入轴之间具有变矩器以及锁止机构，并且能够改变所述输入轴的转速与连接到车轴的输出轴的转速之比，其特征在于，具有：
第一控制单元，根据所述车辆的驾驶条件改变所述压缩比；以及
第二控制单元，在改变所述压缩比的情况中的至少部分情况下，切换所述锁止机构的动作状态。
9.根据权利要求8所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述第一控制单元根据作为所述驾驶条件的所述内燃机的负载相当值的大小而使所述压缩比分别发生高低变化，
在所述动作状态为锁止开启状态且所述内燃机的负载相当值在基准值以上的情况下，在所述压缩比变化到小于基准值的值时，所述第二控制单元使所述动作状态向锁止关闭状态切换。 
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