JP2001213199A - 制御装置，及び当該制御装置を搭載した車両 - Google Patents

制御装置，及び当該制御装置を搭載した車両

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JP2001213199A JP2000358897A JP2000358897A JP2001213199A JP 2001213199 A JP2001213199 A JP 2001213199A JP 2000358897 A JP2000358897 A JP 2000358897A JP 2000358897 A JP2000358897 A JP 2000358897A JP 2001213199 A JP2001213199 A JP 2001213199A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で，トルク飛躍を十分補償するこ
とが可能な制御装置及び当該制御装置を有する車両を提
供する。 【解決手段】 少なくとも１つの駆動量に応じて，成層
燃焼運転と均質燃焼運転と間で燃料噴射駆動モードを切
り換える直接噴射内燃機関（Ｍ）１１０の第１の制御要
素（ＭＳＴ）１０４と，ドライブトレイン内に配置され
たクラッチ（Ｋ）の第２の制御要素（ＷＳＴ）１０６
と，を有する制御装置（ＫＳＴ）１００であって，前記
制御装置（ＫＳＴ）１００は，前記第１の制御要素（Ｍ
ＳＴ）１０４を介して燃料噴射駆動モードを切り換える
前に，前記第２の制御要素（ＷＳＴ）１０６を介してク
ラッチ（Ｋ）のスリップを予め設定される値だけ上昇さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，制御装置及び当該
制御装置を有する車両に関し，さらに詳細には，直接噴
射内燃機関の制御装置及び当該制御装置を搭載した車両
に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料直接噴射内燃機関（特に車両の燃焼
エンジン）は，λ＝１の空燃比である均質領域でも，λ
＞１のいわゆる成層燃焼運転でも駆動することができ
る。均質燃焼運転（λ＝１）では，高トルクが得られ，
成層燃焼運転（λ＞１）では，燃料消費が低減される。
かかる燃焼エンジンの通常の駆動方法においては，上記
両モードが交互に駆動される。モード間の切換えを行う
際に，不連続性なトルク推移がしばしば発生するため，
車両ががたつくという問題がある。
【０００３】かかる問題を解決するため，ドイツ公開公
報ＤＥ１９６３１９８６Ａ１では，内燃機関制御は少な
くとも１つの駆動量（例えば必要な目標トルク）に応じ
て，成層燃焼運転又は均質燃焼運転間の燃料噴射駆動モ
ードが切換られる直接噴射内燃機関の制御装置が記載さ
れている。
【０００４】上記公報においては，駆動モードの切り換
えの際に発生する過剰なトルク飛躍を防止するために，
空気供給を調節する操作部材（特に絞り弁）が飛躍する
ように調節されるので，切換え前後のトルクは略同一と
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，ドイツ
公開公報ＤＥ１９６３１９８６Ａ１号に記載の方法で
は，操作部材が必要となるため，構造が比較的複雑とな
るという問題がある。また，ドイツ公開公報ＤＥ４３３
２１７１Ａ１号からは，燃料噴射と，成層燃焼運転及び
均質燃焼運転間の切換えを制御する制御装置が既知であ
るが，発生するトルク飛躍の補償については，記載され
ていない。
【０００６】したがって，本発明の目的は，簡易な構成
で，トルク飛躍を十分補償することが可能な新規かつ改
良された制御装置及び当該制御装置を有する車両を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，請求項１に記載の発明では，少なくとも１つの駆動
量に応じて，成層燃焼運転と均質燃焼運転と間で燃料噴
射駆動モードを切り換える直接噴射内燃機関の第１の制
御要素と，ドライブトレイン内に配置されたクラッチの
第２の制御要素と，を有する制御装置であって，前記制
御装置は，前記第１の制御要素を介して燃料噴射駆動モ
ードを切り換える前に，前記第２の制御要素を介してク
ラッチのスリップを予め設定される値だけ上昇させる，
ことを特徴とする制御装置が提供される。
【０００８】本項記載の発明では，成層燃焼運転と均質
燃焼運転との間で切換えが行われる際に，クラッチが微
少に開放されるので，発生トルクの不連続性が緩衝され
る。過剰な発生トルクは車両の駆動輪に伝達されずに，
回転エネルギとして内燃機関内に蓄積されるので，走行
快適性を阻害する「がたつき」も発生しない。また，内
燃機関，クラッチなどのドライブトレインに既に存在す
る構成要素を利用し，電子制御装置に付加的な構成要素
を加えるだけで，迅速かつ安価な制御装置を得ることが
できる。
【０００９】また，請求項２に記載の発明のように，前
記制御装置は，トルクコンバータを有する車両の制御装
置であって，前記クラッチは，前記トルクコンバータに
内蔵されたロックアップクラッチである，如く構成すれ
ば，制御装置はロックアップクラッチに好適に作用し，
トルクコンバータをトルク過剰を受け止めるために利用
できるので，特に効果的である。
【００１０】また，請求項３に記載の発明のように，前
記制御装置は，電子式クラッチマネージメントを有する
車両の制御装置であって，前記クラッチは，サーボクラ
ッチである，如く構成すれば，電子式クラッチマネージ
メント（例えば自動切換トランスミッション）を搭載し
た車両では，ドライブトレイン内に配置されているクラ
ッチが，既に存在しているサーボクラッチであるので，
特に効果的である。
【００１１】また，請求項４に記載の発明のように，前
記制御装置は，自動トランスミッションを有する車両の
制御装置であって，前記クラッチは，磁性流体が関与す
るクラッチである，如く構成すれば，同様に，オートマ
チックトランスミッションを備えた車両については，ド
ライブトレイン内に配置されているクラッチが，磁性流
体が関与するクラッチであると，効果的である。
【００１２】また，請求項５に記載の発明のように，前
記制御装置は，前記第２の制御要素を介してクラッチの
スリップを予め設定される値だけ増大させると共に，前
記スリップ値の回転数差が最大１００回転／分である，
如く構成すれば，明確な「がたつき」なしに，ドライブ
トレインにより受け止めることのできる過剰トルクを与
えることができる。
【００１３】また，請求項６に記載の発明のように，前
記制御装置は，車両トランスミッションを制御する第３
の制御要素を有しており，前記制御装置は，前記第１の
制御要素から報告されたエンジン回転数及び前記第３の
制御要素から報告されたトランスミッション回転数に基
づいて回転数差を算出し，前記回転数差を前記第１の制
御要素及び／又は前記第２の制御要素への制御指令によ
り予め定められた回転数値に適合させる，如く構成すれ
ば，効果的である。
【００１４】また，請求項７に記載の発明のように，前
記制御装置は，車両のドライブトレイン用の中央制御装
置に一体化されている，如く構成するのが効果的であ
る。
【００１５】また，上記課題を解決するため，請求項８
に記載の発明のように，直接噴射内燃機関と，少なくと
も１つの駆動量に応じて成層燃焼運転又は均質燃焼運転
間で燃料噴射駆動モードを切換える直接噴射内燃機関の
ための第１の制御要素と，ドライブトレイン内に配置さ
れたクラッチのための第２の制御要素とを有する制御装
置と，を有する車両であって，前記制御装置は，前記第
１の制御要素を介して燃料噴射駆動モードを切り換える
前に，前記第２の制御要素を介してクラッチのスリップ
を予め設定される値だけ増大させる，ことを特徴とする
車両が提供される。
【００１６】本項記載の発明では，成層燃焼運転と均質
燃焼運転との間で切換えが行われる際に，クラッチが微
少に開放されるので，発生トルクの不連続性が緩衝され
る。過剰な発生トルクは車両の駆動輪に伝達されずに，
回転エネルギとして内燃機関内に蓄積されるので，走行
快適性を阻害する「がたつき」も発生しない。また，内
燃機関，クラッチなどのドライブトレインに既に存在す
る構成要素を利用し，電子制御装置に付加的な構成要素
を加えるだけで，迅速かつ安価な制御装置を得ることが
できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下，本発明の好適な実施の形態
について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。
尚，以下の説明および添付図面において，同一の機能及
び構成を有する構成要素については，同一符号を付する
ことにより，重複説明を省略する。
【００１８】（第１の実施の形態）以下，図１を参照し
ながら，第１の実施の形態について説明する。図１は，
本実施形態かかる制御装置のブロック回路図である。
【００１９】まず，図１に示すように，本実施形態にか
かる制御装置は，第１の制御要素ＭＳＴ，第２の制御要
素ＷＳＴ，及び第３の制御要素ＧＳＴなどから構成され
る。
【００２０】第１の制御要素ＭＳＴは，直接噴射を有す
る内燃機関Ｍと接続されており，燃料噴射を制御する。
本実施形態においては，内燃機関は，車両のガソリン燃
焼エンジンＭであって，ドライブトレインには流体式コ
ンバータが搭載されている。
【００２１】また，コンバータロックアップクラッチＷ
Ｋは，第２の制御装置ＷＳＴにより制御される。同様に
制御装置ＫＳＴと接続されている第３の制御要素ＧＳＴ
は，切換えトランスミッションＧを制御すると共に，監
視する。制御装置ＫＳＴと第３の制御要素ＧＳＴとの間
の接続は，本実施形態においては，特に必要ではない。
しかしながら，制御装置ＫＳＴが，エンジンＭ，クラッ
チＷＫだけでなく切換えトランスミッションＧの制御を
実行すると効果的である。したがって，上記制御装置Ｋ
ＳＴは，車両のドライブトレインの中央制御装置に内蔵
され，かかる中央制御装置は簡易なアドレス及びデータ
システムを介して，例えばエンジン制御ＭＳＴ，コンバ
ータ制御ＷＳＴ及びトランスミッション制御ＧＳＴなど
の各制御要素と接続される。
【００２２】このことにより，構成要素を極めて高密度
に集積した非常にコンパクトな制御装置を得ることがで
きる。制御装置は，以下に詳細に説明する機能を有する
ことから結合制御ＫＳＴとも称される。
【００２３】エンジンＭの均質燃焼運転（λ＝１）と成
層燃焼運転（λ＞１）との間を柔軟に移行するために，
本実施形態においては，結合制御ＫＳＴが以下のように
作動する。
【００２４】まず，結合制御ＫＳＴは，エンジン制御Ｍ
ＳＴに切換え要求する前に，正確に現時点での走行状況
に必要なトルクをクラッチを介して伝達するために，コ
ンバータ制御ＷＳＴがロックアップクラッチＷＫを駆動
する。
【００２５】次いで，コンバータ制御ＷＳＴは，ロック
アップクラッチＷＫにより例えば約１００回転／分の予
め設定される僅少な回転数差を調節するように（即ち，
所定の微小スリップを強制するように），指示される。
【００２６】さらに，エンジン制御ＭＳＴは，結合制御
ＫＳＴから，明確なトルク過剰をもたらす切換えの許可
を得る。意図的に調整されたスリップにより，付加的な
トルクはエンジンを加速する。即ち，過剰なエネルギ
は，大略，付加的な回転エネルギとして，エンジン内に
蓄えられる。車両運動に必要なエネルギは，依然として
ドライブトレインから伝達される。
【００２７】このことにより，駆動モードの切換え中
に，車両搭乗者が不快に感じる「がたつき」の発生が防
止される。その後，結合制御ＫＳＴは，エンジンＭから
出力されるトルクを減少させることによりエンジン回転
数を低下させて，トランスミッション回転数に適合され
る。ロックアップクラッチＷＫにより調整された強制ス
リップは撤回される。このときに，従前にエンジンＭ内
に蓄えられていた付加的な回転エネルギの大部分が駆動
エネルギとして回収される。
【００２８】なお，このとき，残りの回転エネルギは，
切換えの際にクラッチの加熱により失われる。しかし，
過大トルクの上昇が短時間しか発生しないので，エンジ
ン回転数は過大に上昇することはない。走行快適性の理
由から，エンジン回転数が１００回転／分より大きく変
化しないように制御される。
【００２９】本実施形態においては，コンバータロック
アップクラッチを備えたドライブトレインの駆動を例に
挙げて説明したが，本発明は，かかる例に限定されず，
可変スリップ機構を有するすべてのドライブトレイン内
で使用することができる。例えば，サーボクラッチ，多
段自動トランスミッションなどが挙げられる。例えばサ
ーボクラッチの場合には，既に設置されている電子的ラ
ッチマネージメント（いわゆるＥＫＭ）に好適に内蔵す
ることができる。なお，ＥＫＭ自体は既知であり，走行
快適性を向上させるために，多々使用される。かかるＥ
ＫＭを使用した場合には，運転者は通常の切換えをおこ
なえば，クラッチ操作は電動で行われるので，自らクラ
ッチをつなぐ必要はない。このとき，自動切換えランス
ミッションと公知のＡＳＧとの結合が示される。これ
は，本発明にかかる制御装置が，トランスミッション制
御にも影響を与えることを意味している。同様に，多段
自動トランスミッションを使用した場合にも該当する。
【００３０】通常，切換えの直前に好適なクラッチが微
少に開放してソフトな切換えを行なう場合には，絞り弁
制御への介入あるいは点火角制御への介入が省略されて
いるので，システムの全体効率を低下させ，場合によっ
てはドライブトレイン内のトルク変動をもたらす。
【００３１】一方，本実施形態にかかる切換え方法にお
いては，トルク変動がほとんどなく，切換えの際に生じ
る過剰な回転エネルギの大部分は，再び回収される。上
記実施形態で明らかなように，複雑な構造の構成部品を
新たに設ける必要はなく，２つの駆動モード（即ち，
「均質燃焼運転」と「成層燃焼運転」）との間で，極め
て効果的で柔軟な切換えをおこなうことができる。した
がって，新たなコストは殆ど発生することはない。
【００３２】以上，本発明に係る好適な実施の形態につ
いて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。
当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想
の範囲内において，各種の修正例および変更例を想定し
得るものであり，それらの修正例および変更例について
も本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００３３】
【発明の効果】トルク変動がほとんどなく，切換えの際
に生じる過剰な回転エネルギの大部分は，再び回収され
る。上記実施形態で明らかなように，複雑な構造の構成
部品を新たに設ける必要はなく，２つの駆動モード（即
ち，「均質燃焼運転」と「成層燃焼運転」）との間で，
極めて効果的で柔軟な切換えをおこなうことができる。
したがって，新たなコストは殆ど発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる制御装置のブロック回路図
を示す。
【符号の説明】
１０２ 制御装置（エンジン，クラッチ及びトランスミ
ッションの結合制御：ＫＳＴ） １０４ 第１の制御要素（エンジン制御：ＭＳＴ） １０６ 第２の制御要素（クラッチ及びコンバータ制
御：ＷＳＴ） １０８ 第３の制御要素（トランスミッション制御：Ｇ
ＳＴ） １１０ エンジン（Ｍ） １１２ メインクラッチ及びコンバータロックアップ
（ＷＫ） １１４ トランスミッション（Ｇ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｈ 41/02 ３０１ 41/02 ３０１Ａ Ｆ１６Ｈ 61/14 ６０１ Ｆ１６Ｈ 61/14 ６０１Ｊ (72)発明者 マルティン−ペーター ボルツ ドイツ連邦共和国 77815 ビュール， シュロスシェーエ 41 (72)発明者 ホルガー ヒュルザー ドイツ連邦共和国 70329 シュトゥット ガルト， ベークレンヴェーク 22

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの駆動量に応じて，成層
    燃焼運転と均質燃焼運転と間で燃料噴射駆動モードを切
    り換える直接噴射内燃機関の第１の制御要素と，ドライ
    ブトレイン内に配置されたクラッチの第２の制御要素
    と，を有する制御装置であって，前記制御装置は，前記
    第１の制御要素を介して燃料噴射駆動モードを切り換え
    る前に，前記第２の制御要素を介してクラッチのスリッ
    プを予め設定される値だけ上昇させる，ことを特徴とす
    る制御装置。
  2. 【請求項２】 前記制御装置は，トルクコンバータを有
    する車両の制御装置であって，前記クラッチは，前記ト
    ルクコンバータに内蔵されたロックアップクラッチであ
    る，ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記制御装置は，電子式クラッチマネー
    ジメントを有する車両の制御装置であって，前記クラッ
    チは，サーボクラッチである，ことを特徴とする請求項
    １に記載の制御装置。
  4. 【請求項４】 前記制御装置は，自動トランスミッショ
    ンを有する車両の制御装置であって，前記クラッチは，
    磁性流体が関与するクラッチである，ことを特徴とする
    請求項１に記載の制御装置。
  5. 【請求項５】 前記制御装置は，前記第２の制御要素を
    介してクラッチのスリップを予め設定される値だけ増大
    させると共に，前記スリップ値の回転数差が最大１００
    回転／分である，ことを特徴とする請求項１，２，３あ
    るいは４項のうちいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 【請求項６】 前記制御装置は，車両トランスミッショ
    ンを制御する第３の制御要素を有しており，前記制御装
    置は，前記第１の制御要素から報告されたエンジン回転
    数及び前記第３の制御要素から報告されたトランスミッ
    ション回転数に基づいて回転数差を算出し，前記回転数
    差を前記第１の制御要素及び／又は前記第２の制御要素
    への制御指令により予め定められた回転数値に適合させ
    る，ことを特徴とする請求項１，２，３，４あるいは５
    項のうちいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 【請求項７】 前記制御装置は，車両のドライブトレイ
    ン用の中央制御装置に一体化されている，ことを特徴と
    する請求項１，２，３，４，５あるいは６項のうちいず
    れか１項に記載の制御装置。
  8. 【請求項８】 直接噴射内燃機関と，少なくとも１つの
    駆動量に応じて成層燃焼運転又は均質燃焼運転間で燃料
    噴射駆動モードを切換える直接噴射内燃機関のための第
    １の制御要素と，ドライブトレイン内に配置されたクラ
    ッチのための第２の制御要素とを有する制御装置と，を
    有する車両であって，前記制御装置は，前記第１の制御
    要素を介して燃料噴射駆動モードを切り換える前に，前
    記第２の制御要素を介してクラッチのスリップを予め設
    定される値だけ増大させる，ことを特徴とする車両。
JP2000358897A 1999-11-27 2000-11-27 制御装置，及び当該制御装置を搭載した車両 Withdrawn JP2001213199A (ja)

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