JP2005212630A - 無段変速機付内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機を備えた車両において、加速の際に、燃費が悪化する燃料増量域を不必要に使用しないようにしつつ、加速応答性を高める。
【解決手段】アクセルペダル開度ＡＰＯが所定値ＡＰＯａよりも大きく、かつその変化速度ＶＡＰＯが所定値ＶＡＰＯａよりも大きいときに、急加速要求と判定する（Ｓ１，２）。このとき、燃料増量域までの余裕トルクが大きければ（Ｓ３）、無段変速機の変速動作を遅延させる（Ｓ５）。無段変速機の変速動作によるトルクの損失が相対的に小さくなり、加速応答性が向上する。同時に排気還流率を減少補正し、トルクの立ち上がりを早める（Ｓ４）。余裕トルクが小さいときは、変速動作を遅延するとエンジントルクのみが上昇し、燃料増量域が使用されてしまうので、遅延させずに変速動作を開始し、排気還流率も通常制御する（Ｓ６，７）。従って、燃料増量域の多用による燃費悪化が抑制される。
【選択図】図６

Description

この発明は、無段変速機を介して車両を駆動する無段変速機付内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、ベルト式無段変速機をロックアップ機構付トルクコンバータと組み合わせて用いた構成において、ロックアップ領域での加速時に、ロックアップを解除するとともに無段変速機の変速動作を遅延させることで、加速応答性を向上させようとした技術が開示されている。

また車両用の内燃機関においては、ＮＯｘの低減のために排気の一部を吸気系に還流する排気還流装置が従来から知られているが、近年では、ＮＯｘ低減のみならず、内燃機関のポンピングロス低減を目的として、より広い運転条件の下で多量の排気還流を行うことが、燃費向上技術の一つとして知られている。

特許文献２には、このような排気還流装置を備えた内燃機関の制御装置として、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ内燃機関の加速時に、排気還流量を減量補正するように構成されたものが開示されている。このように加速時に排気還流量を減量することで、燃焼室に導入される吸気中の新気の割合が増え、加速応答性が高くなる。
特開２０００−２０５００４号公報 特開平３−１７２６６６号公報

しかしながら、特許文献１のように、加速時に、無段変速機の変速動作を遅延させると、その間、変速比が固定されたまま内燃機関の負荷が大きく上昇することになるので、特に、比較的高負荷域からの加速の際には、燃費向上の観点から好ましくない。すなわち、変速比が変化しないと、運転者が要求する車両駆動力を得るためには、変速動作を伴う場合よりも内燃機関の負荷がより大きく上昇し、内燃機関の運転条件が、燃費が極端に悪化する高負荷側の燃費悪化領域に入ってしまい、燃費の悪化を来たす。

特に、運転者が加速を要求したときに、排気還流が行われたままの状態では、トルクの立ち上がりが遅いことから、運転者が無意識のうちにさらにアクセルペダルを踏み増す、という現象が生じ、内燃機関の運転条件が燃費悪化領域に入いりやすい。

特許文献２には、加速時に排気還流量を減量することが開示されているが、この排気還流量の減量と無段変速機の変速動作の遅延とが互いに無関係に実行されると、車両の駆動力が不自然に増減し、車両の操縦性や乗り心地を損なう虞がある。

この発明は、内燃機関の排気の一部を吸気系に還流する排気還流装置を備えるとともに、車両の運転状態に応じて変速比が連続的に可変制御される無段変速機が内燃機関に接続され、かつこの無段変速機に制御油圧を供給する油圧ポンプが内燃機関の出力によって機械的に駆動される無段変速機付内燃機関の制御装置において、運転者の加速要求を検出する手段と、この加速要求が検出されたときの内燃機関の運転条件から高負荷側の所定の燃費悪化領域までの余裕の大小を判別する手段と、を備え、この余裕が大きい場合には上記無段変速機の変速動作を遅延させ、余裕が小さい場合には遅延させることなく変速動作を開始するとともに、変速動作を遅延させるディレー時間の間、上記排気還流装置による排気還流を制限することを特徴としている。排気還流の制限としては、排気還流率を定常時よりも低く設定するようにしてもよく、排気還流を停止するようにしてもよい。あるいは、加速に伴う排気還流率の増加を、ディレー時間の間、禁止するものであってもよい。

すなわち、運転者による加速要求があったときに、内燃機関の運転条件が比較的低負荷側にあって燃費悪化領域までの余裕が大きい場合には、無段変速機の変速開始に適宜なディレー時間が与えられ、変速動作が遅延して行われる。また、このディレー時間の間、同時に、排気還流が定常時よりも制限される。無段変速機においては、ベルトやプーリ等の動力伝達部材間の滑りを防止するために、一般に、変速動作中には定常時よりも高い制御油圧が必要であり、油圧ポンプの駆動に使用されるエンジントルクが増大する。本発明では、加速要求に対し、変速動作を遅延させることで、油圧ポンプにより消費されるエンジントルクの増加が一時的に抑制され、加速初期において車両の加速のために利用できるエンジントルクの割合が相対的に増えるので、加速応答性が高くなる。また、同時に、排気還流量が少量もしくは０となるので、エンジントルクの立ち上がりがさらに早くなる。そして、ディレー時間が経過し、変速動作が開始されると同時に、排気還流が通常の排気還流率となるので、運転者ないしは乗客に違和感を与えることがない。

一方、燃費悪化領域までの余裕が小さい運転条件において加速要求に対し変速動作を遅延させると、内燃機関の回転速度が殆ど変化せずに内燃機関の負荷が大きく上昇し、一時的に燃費悪化領域内で運転されるため、燃費悪化を来す。本発明では、このように燃費悪化領域までの余裕が小さい運転条件の場合には、加速要求に対し変速動作が直ちに開始される。そのため、燃費悪化領域での運転が抑制される。

上記燃費悪化領域は、燃費が大きく悪化する高負荷側の領域を意味し、必要に応じて適宜に設定することができるが、例えば、低中負荷域では内燃機関の目標空燃比を理論空燃比とし、高負荷域では目標空燃比を理論空燃比以下のリッチな空燃比とする空燃比制御の下では、一般に、目標空燃比が理論空燃比以下となる運転領域つまり燃料増量域において燃料消費率が急激に増大するので、この燃料増量域を上記の燃費悪化領域とみなすことができる。なお、燃料消費率はさらに点火時期等によっても左右されるので、これらの要因を考慮した実際の燃料消費率の特性に基づいて、燃費悪化領域を定めるようにしてもよい。

上記の余裕の大小は、例えば、加速要求が検出されたときの内燃機関のトルクもしくはトルクの代替となるパラメータ、例えば、吸入空気量、燃料噴射量、スロットル開度、吸気コレクタ内の吸気圧、等に基づいて判別することができる。

また上記のように変速動作を遅延させるディレー時間は、上記の余裕の大きさ、あるいは加速要求時の要求トルクの大きさ、に応じて可変的に設定することが望ましい。ディレー時間を適切に設定することで、燃費悪化領域での運転を回避しつつ加速初期の加速応答性向上を図ることが可能である。

この発明によれば、加速要求時に燃費悪化領域までの余裕が大きい場合には、無段変速機の変速動作を遅延させるとともに排気還流を制限することで加速初期の加速応答性を向上させることができる。また、燃費悪化領域までの余裕が小さい条件からの加速時には変速動作の遅延が行われず、内燃機関の負荷が大きく上昇することが回避されるので、燃費悪化領域の多用による燃費悪化を防止することができる。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、内燃機関１の駆動力をベルト式無段変速機（ＣＶＴ）２１を介して駆動輪２２へ伝達するようにした車両駆動機構の構成を模式的に示している。

上記無段変速機２１は、駆動側となるプライマリプーリ２３と従動側となるセカンダリプーリ２４と両者間に巻き掛けられた金属製ベルト２５とを備えるものであって、上記プライマリプーリ２３のプーリ幅が油圧室２６内の油圧により調整可能となっており、かつこれに応じてセカンダリプーリ２４のプーリ幅が変化し、無段階に変速がなされるものである。上記プライマリプーリ２３の回転軸となる変速機入力軸は、遊星歯車機構を用いた前後進切換機構２７とトルクコンバータ２８とを介して、内燃機関１のクランクシャフトに接続されている。また、上記セカンダリプーリ２４の回転軸となる変速機出力軸は、ファイナルギア２９およびディファレンシャルギア３０を介してアクスルシャフト３１に接続され、駆動輪２２へ動力を伝達している。

また、上記無段変速機２１の制御油圧を生成するために、上記前後進切換機構２７の出力側に、歯車ポンプからなる機械駆動式の油圧ポンプ３２が配置されている。この油圧ポンプ３２から供給された油圧は、調圧弁や油圧制御弁を含んで構成される変速制御部３３によって所定の制御油圧に制御され、車両運転状態に応じた変速比を得るように、上記油圧室２６に供給される。なお、変速比は基本的にプライマリプーリ２３側の油圧室２６の油圧によって制御されるが、上記セカンダリプーリ２４側にも図示せぬ油圧室が設けられており、適切なベルト張力が発生するように適宜な油圧が導入されている。ここで、油圧ポンプ３２によって生成される制御油圧は、プーリ幅が過渡的に変化する変速動作中は、ベルト２５の滑りを防止するために、定常時に比較して相対的に高い圧力が要求される。そのため、油圧ポンプ３２の駆動トルクが増加するとともに各部のフリクションも増大し、エンジントルクの中で損失となるトルクが増大する。

次に、図２は、上記内燃機関１のシステム構成を示す構成説明図であって、火花点火式ガソリン機関である内燃機関１は、燃焼室中心に点火プラグ２を備えるとともに、吸気弁３および排気弁４を備えており、かつ、クランクシャフトの回転を検出するクランク角センサ５が設けられている。

排気通路６は、触媒コンバータ７ならびに消音器８を備えており、上記触媒コンバータ７の上流位置に、排気空燃比を検出する空燃比センサ９が設けられている。そして、排気還流装置１０として、上記排気通路６から吸気通路１１に至る排気還流通路１２が設けられているとともに、排気還流量を可変制御する例えばステップモータ型の排気還流制御弁１３が該排気還流通路１２に介装されている。

上記吸気通路１１の下流側部分となる各気筒の吸気ポート入口部には、各吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１５がそれぞれ配置されている。そして、各気筒の吸気通路１１は、吸気コレクタ１６に集合しており、この吸気コレクタ１６の入口側の吸気通路１１に、電子制御型のスロットル弁１７が設けられている。この電子制御型スロットル弁１７は、電気モータからなるアクチュエータを備え、エンジンコントロールユニット１９から与えられる制御信号によって、その開度が制御される。なお、スロットル弁１７の実際の開度を検出する図示せぬセンサを一体に備えており、その検出信号に基づいて、スロットル弁開度が目標開度にクローズドループ制御される。また上記スロットル弁１７の上流側に、空気流量を検出するエアフロメータ１８が設けられている。

さらに、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量（アクセルペダル開度ＡＰＯ）を検出するアクセル開度センサ２０を備えており、その検出信号は、上記のクランク角センサ５や空燃比センサ９、エアフロメータ１８等の検出信号とともに、エンジンコントロールユニット１９に入力されている。エンジンコントロールユニット１９は、これらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁１５の噴射量や噴射時期、点火プラグ２による点火時期、スロットル弁１７の開度、などを制御する。

なお、上記無段変速機２１の変速比は、図示せぬＣＶＴコントロールユニットによって、車両の運転状態、主にアクセルペダル開度ＡＰＯおよび車速に基づいて、連続的に制御されるが、このＣＶＴコントロールユニットと上記エンジンコントロールユニット１９は、互いに通信可能なようにネットワーク化されており、種々の信号をやり取りしている。エンジンコントロールユニット１９とＣＶＴコントロールユニットとを単一のコントロールユニットとして一体化することも勿論可能である。

次に、上記実施例の構成における加速時の制御について説明する。

初めに、基本的な空燃比制御および燃費の特性について説明する。図３は、エンジントルクとエンジン回転数（機関回転速度）とをパラメータとして内燃機関１の運転条件を示した特性図であって、よく知られているように、「ＷＯＴ」として示す最上部の線が、スロットル弁１７を全開としたときの全開特性である。ここで、上記内燃機関１の空燃比制御としては、高負荷側の領域、具体的には、「理論空燃比限界」として示す線よりも高負荷側の領域（燃料増量域）では、理論空燃比よりもリッチな空燃比でもって運転され、「理論空燃比限界」の線よりも下側の低中負荷領域（理論空燃比領域）では、理論空燃比を目標空燃比として運転が行われる。つまり、上記の低中負荷領域では、燃料噴射弁１５の燃料噴射量が、空燃比センサ９によるフィードバック制御によって補正され、理論空燃比に精度よく維持される。これに対し、高負荷側の燃料増量域では、燃料噴射量のフィードバック制御が停止され、理論空燃比よりもリッチ側の所定の目標空燃比が得られるように、燃料噴射量が増量される。

図３には、等燃費曲線を等高線状に記入してあり、等高線状の中心部が最も燃費が良好な運転条件となる。つまり、中速中負荷の点で最も良好な燃費が得られ、この点から、高負荷側もしくは低負荷側へ向かうと徐々に燃費は悪化し、同様に、低速側もしくは高速側へ向かうと徐々に燃費は悪化する。特に、上述した高負荷側の燃料増量域では、空燃比がリッチとなることから、燃費が大幅に悪化する。従って、この実施例では、上記の燃料増量域を燃費悪化領域と定義する。なお、燃費は、点火時期等によっても左右されるので、等燃費曲線と「理論空燃比限界」の線とは、僅かに異なった特性となっている。

また図３には、さらに、排気還流制御における目標とする排気還流率の特性を「ＥＧＲ１」〜「ＥＧＲ３」の３本の線でもって等高線状に図示してある。図では「ＥＧＲ１」の線で囲まれた等高線状の中心部が最も高い排気還流率となる。また、最外周の「ＥＧＲ３」の線の外側では、排気還流率は０、つまり排気還流は行われない。この図に示すように、本実施例では、運転条件の広い範囲で比較的多量の排気還流が行われる。なお、従来一般に行われている排気還流制御では、「ＥＧＲ１１」〜「ＥＧＲ１３」の３本の等高線状の線で示す低速低負荷側の狭い領域でのみ排気還流が行われ、その排気還流率の値そのものも、本実施例の排気還流率よりも低いものとなっている。つまり、本実施例では、ポンピングロス低減による燃費向上のために、理論空燃比領域の大部分の領域で、できるだけ多くの排気還流を行うようになっている。従って、排気還流が行われている状態で運転者により加速が要求されることが、頻繁に発生する。

次に、図４に基づいて、無段変速機２１の変速比との関係を説明する。図４の特性図には、図３と同様の等燃費曲線を示してあるが、これと併せて、平坦路走行時の走行抵抗に対するエンジントルクとエンジン回転数の特性つまりロード・ロード（Ｒ／Ｌ）曲線を図示してある。この図に明らかなように、本実施例では、燃費向上を図るために、Ｒ／Ｌ曲線が等高線状の等燃費曲線の燃費最良点を通るように、無段変速機２１の変速比が制御される。従来一般の変速比制御では、Ｒ／Ｌ曲線が、図に「従来」として示すように、燃費最良点よりも低負荷側となる。また、有段の自動変速機では、図に「ＡＴのＲ／Ｌ線」として示すように、さらに低負荷側にＲ／Ｌ曲線が位置する。従って、本実施例では、燃費向上のために、比較的高い負荷でもって内燃機関１が運転されることになる。そのため、例えば平坦路走行中に加速した場合に、燃料増量域までの余裕トルクが比較的小さく、燃費の悪い燃料増量域での運転の頻度が高くなり易い。実際の燃費向上のためには、不必要な燃料増量域での運転を回避することが重要である。

そこで、本実施例では、アクセルペダルが踏み込まれて車両の加速を行う際に、燃料増量域までの余裕トルクの大きさに基づいて、変速動作の遅延を行うか否かを決定する。これを図５を用いて説明する。

例えば、ｅ点で内燃機関１が運転されている状態で、運転者がアクセルペダルを踏み込んで急加速しようとしたとすると、無段変速機２１の変速動作が同時に行われる場合には、変速比変化に伴って機関回転速度が上昇するので、内燃機関１の運転条件は、図の矢印Ａで示すように変化する。しかしながら、このように変速動作が加速初期に行われると、変速動作に伴う制御油圧の上昇に起因してエンジントルクの一部が消費されることから、車両の加速に使用されるエンジントルクが減少し、加速応答性が悪化してしまう。そこで、本実施例では、ｅ点のように燃料増量域までの余裕トルクが十分に大きい領域からの加速の際には、無段変速機２１の変速動作を、所定のディレー時間だけ遅延させる。つまり、加速初期には、変速比を変えずに内燃機関１のエンジントルク上昇によって車両の加速が行われる。このように変速動作を遅延させることで、無段変速機２１での制御油圧の上昇に起因するエンジントルクの消費が抑制され、車両の加速応答性が向上する。このとき、内燃機関１の運転条件は、矢印Ｂに示すように変化し、機関回転速度が殆ど変化せずにエンジントルクのみが大きく上昇する形となる。

これに対し、図のｆ点のように燃料増量域までの余裕トルクが小さい運転条件の下で急加速要求があったときに、無段変速機２１の変速動作を遅延させると、内燃機関１の運転条件が矢印Ｃで示すように変化し、つまり機関回転速度が殆ど変化せずにエンジントルクのみが大きく上昇するので、燃費が極端に悪化する燃料増量域が使用されてしまうことになる。そこで、本実施例では、このように燃料増量域までの余裕トルクが小さい運転条件で加速要求があった場合には、変速動作の遅延を行わず、直ちに変速動作を開始する。これにより、内燃機関１の運転条件は、回転速度の上昇を伴って矢印Ｄに示すように変化する。従って、燃料増量域での運転が回避される。また、この場合は、排気還流率の補正も行わず、図３のような排気還流率の特性の制御マップ（目標ＥＧＲマップ）に従って、排気還流が行われる。そのため、ポンピングロス低減による燃費向上効果が最大限に得られる。

さらに、上記ｅ点のように燃料増量域までの余裕トルクが大きい領域から変速動作の遅延により矢印Ｂのように変化する場合に、多量の排気還流が行われているとすると、燃焼室に流入する新気の量が少なくなっていることから、スロットル弁１７が開いてもトルクの立ち上がりが緩慢となる。そのため、加速（特に急加速）しようとしている運転者は、無意識のうちにアクセルペダルを踏み増す傾向があり、その結果、内燃機関１の運転条件は、さらに高負荷側へ移行するので、不必要に燃料増量域が使用されてしまうことがある。そこで、本実施例では、無段変速機の変速動作の遅延と同時に、排気還流率を減少もしくは０とする。このように排気還流を制限すると、燃焼室内に流入する新気の量が増え、スロットル弁１７の開度増加に伴ってエンジントルクが速やかに上昇するので、運転者による不要なアクセルペダルの踏み増しが回避される。

なお、本実施例では、加速であっても緩加速の場合には、変速動作の遅延は行わず、変速比は通常通りに制御される。また、排気還流率の補正も行わずに、所定の目標ＥＧＲマップに従って排気還流が行われる。

図６は、上記実施例における排気還流制御および変速動作の遅延制御の要部を示すフローチャートであって、ステップ１およびステップ２によって、所定の急加速の要求があったか判定する。具体的には、ステップ１で、アクセルペダル開度ＡＰＯの変化速度ＶＡＰＯが所定値ＶＡＰＯａよりも大きいか否か判定する。ステップ２では、アクセルペダル開度ＡＰＯの値そのものが所定値ＡＰＯａよりも大きいか否か判定する。つまり、アクセルペダルを、急激に、かつ大きく踏み込んだときに、急加速要求と判定する。ステップ１もしくはステップ２でＮＯであれば、ステップ６へ進み、目標ＥＧＲマップを参照して、通常の排気還流を行う。さらに、ステップ７において、通常の変速比制御を行う。つまり、車両の運転状態に応じた変速比に、特に遅延させることなく制御する。

急加速要求と判定した場合には、ステップ３で、そのときの機関運転条件に基づき、燃料増量域までの余裕トルクの大小を判定する。この判定の具体的な方法については後述する。ここで、余裕トルクが小であると判定した場合には、上述のステップ６，７へ進み、通常の排気還流制御および通常の変速比制御を行う。つまり、運転条件に応じた排気還流を継続するとともに、主に車速とアクセルペダル開度ＡＰＯとから定まる変速比に直ちに変速する。

これに対し、余裕トルクが大であると判定した場合には、ステップ４へ進み、所定のディレー時間の間、排気還流率を、目標ＥＧＲマップの値を減少補正した値として設定する。つまり、排気還流量を定常時よりも少なく制限する。なお、この減少補正の具体的な方法については後述する。さらにステップ５へ進み、所定のディレー時間の間、変速比をそのままの値に固定する。つまり、変速動作を遅延させる。

図７は、上記実施例の急加速時（特に燃料増量域までの余裕トルクが大きい運転条件からの加速）における作用を示すタイムチャートであって、上段から順に、アクセルペダル開度ＡＰＯ、アクセルペダル開度変化速度ＶＡＰＯ、要求駆動力Ｐ、スロットル弁開度ＴＶＯ、ＣＶＴ変速比、排気還流率ＥＧＲ、エンジントルクＴｅ、実際に発生した駆動力（車両駆動力）、をそれぞれ示している。この例では、図示するように、アクセルペダル開度ＡＰＯが所定値ＡＰＯａを越え、かつアクセルペダル開度変化速度ＶＡＰＯが所定値ＡＰＯａよりも大きいことで、急加速要求と判定される。要求駆動力Ｐは、運転者の加速要求に対し必要な駆動力（トルクと回転速度との積となる）であって、ここでは、アクセルペダル開度ＡＰＯの変化と基本的に等しいものとみなしている。そして、この要求駆動力Ｐに従ってスロットル弁開度ＴＶＯが制御される。エンジントルクＴｅは基本的にスロットル弁開度ＴＶＯに応じて変化する。

ここで、図中の破線は、急加速時に直ちに変速動作を開始した場合の特性を示しており、この場合、スロットル弁開度ＴＶＯが変速比の変化（破線で示す変化）を前提として制御されるので、エンジントルクＴｅの上昇は緩やかなものとなる。そして、最終的に得られる実際の駆動力は、前述した無段変速機２１の変速動作によるトルクの損失の増加によって、破線で示すように要求駆動力よりも立ち上がりが遅れてしまう。しかも従来のものでは、排気還流率ＥＧＲとして破線で示すように加速中も運転条件に応じた目標ＥＧＲマップの排気還流率が維持され、大量の排気還流がなされるため、エンジントルクＴｅの立ち上がりがさらに遅くなる。この結果、前述したアクセルペダルの踏み増しが生じやすい。

これに対し、本実施例では、ＣＶＴ変速比は、加速要求時点から所定のディレー時間ΔＴの間、直前の変速比がそのまま維持され、ディレー時間ΔＴの経過後、変速動作が開始される。そのため、無段変速機２１の変速動作によるトルクの損失の増加が回避される。なお、スロットル弁開度ＴＶＯは、このように変速比を変化させずに要求駆動力Ｐを発生させるために、実線で示すように、相対的に大きな開度に制御されることになり、エンジントルクＴｅは速やかに上昇する。また、上記の変速動作の遅延と同時に、同じディレー時間ΔＴの間、排気還流率が低くなり、排気還流が少量に制限される。そのため、スロットル弁開度ＴＶＯの変化に伴うエンジントルクＴｅの立ち上がりがさらに早くなる。従って、加速応答性が大幅に向上する。

ディレー時間ΔＴの経過後、無段変速機２１の変速動作が開始されると同時に、排気還流率が通常の値に復帰する。このとき、両者のタイミングは同時であるので、不自然なトルク段差による違和感の発生を回避することができる。

次に、上述したステップ３の余裕トルクの大小の判定の具体的な方法について説明する。

図８は、その第１の実施例を示したもので、各々のエンジン回転数について、理論空燃比限界のトルク値を１００％としたときに、ある一定の割合（図のＡ％）だけ低いトルク値を大小判定の閾値Ｔａとし、急加速要求があったときのトルクが閾値Ｔａよりも低負荷側の領域にあれば余裕トルクが大と判定し、閾値Ｔａよりも高負荷側の領域にあれば余裕トルクが小であると判定する。

図９は、第２の実施例を示したもので、各々のエンジン回転数について、理論空燃比限界のトルク値から、ある一定のトルク（図のＢ［Ｎｍ］）だけ低いトルク値を大小判定の閾値Ｔｂとし、急加速要求があったときのトルクが閾値Ｔｂよりも低負荷側の領域にあれば余裕トルクが大と判定し、閾値Ｔｂよりも高負荷側の領域にあれば余裕トルクが小であると判定する。

図１０は、第３の実施例を示したもので、エンジン回転数に拘わらずに、ある一定のトルク値（図のＣ［Ｎｍ］）を大小判定の閾値Ｔｃとし、急加速要求があったときのトルクが閾値Ｔｃよりも低負荷側の領域にあれば余裕トルクが大と判定し、閾値Ｔｃよりも高負荷側の領域にあれば余裕トルクが小であると判定する。特に、上記閾値Ｔｃとなるトルク値Ｃの値は、エンジン回転数によって異なる理論空燃比限界の最小のトルク値に一致している。

なお、燃費悪化領域となる理論空燃比限界までの余裕の大小の判定に際し、エンジントルクの代替として、内燃機関１の吸入空気量、燃料噴射パルス幅、スロットル弁開度ＴＶＯ、吸気負圧boost、等のトルクに相当する他のパラメータを用いることもできる。

また、上記のディレー時間ΔＴは、常に一定時間であってもよいが、条件によって異なる値を与えるようにしてもよい。図１１は、その一例を示すもので、余裕トルクが大と判定される領域（例えば図８の閾値Ｔａもしくは図９の閾値Ｔｂよりも低負荷側の領域）を、さらに余裕トルクの大きさによって２つの領域、つまり第１の領域Ｄと第２の領域Ｅとに区分し、加速要求時に余裕トルクが相対的に大きな第１の領域Ｄにあれば第１のディレー時間ΔＴＤとし、余裕トルクが相対的に小さな第２の領域Ｅにあれば第２のディレー時間ΔＴＥとする。ここで、「ΔＴＤ＞ΔＴＥ」であり、余裕トルクが小さいほど短いディレー時間ΔＴとなる。従って、比較的早期に変速動作が開始されることになり、エンジントルクの大幅な上昇による燃料増量域への到達をより確実に抑制できる。

また、図１２は、運転者が要求する要求トルクの大きさに応じてディレー時間ΔＴを設定するようにした実施例を示すもので、具体的には、要求トルクの大小に相関するアクセルペダル開度ＡＰＯの大きさに応じてディレー時間ΔＴを設定する。すなわち、この実施例では、所定値ＡＰＯａよりも大きなアクセルペダル開度ＡＰＯの領域を、アクセルペダル開度ＡＰＯの大きさによって２つの領域、つまり第１の領域Ｆと第２の領域Ｇとに区分し、加速要求時のアクセルペダル開度ＡＰＯが相対的に小さな第１の領域Ｆにあれば第１のディレー時間ΔＴＦとし、アクセルペダル開度ＡＰＯが相対的に大きな第２の領域Ｇにあれば第２のディレー時間ΔＴＧとする。ここで、「ΔＴＦ＜ΔＴＧ」であり、要求トルクが大きな急加速ほど長いディレー時間ΔＴとなる。従って、急加速が要求されている場合に、加速応答性をより向上させることができる。

次に、上述したステップ４の排気還流率の減少補正の具体的な方法について説明する。

図１３，図１４は、その第１の実施例を示したもので、余裕トルクが大と判定される領域（例えば図８の閾値Ｔａもしくは図８の閾値Ｔｂよりも低負荷側の領域）を、図１１と同じく、さらに余裕トルクの大きさによって少なくとも２つの領域、例えば第１の領域Ｄと第２の領域Ｅとに区分し、それぞれの領域の中央のトルク値ｄ、ｅ（Ｎｍ）に対して、通常の目標ＥＧＲマップの値よりも低い目標ＥＧＲ率ＥＧＲｄ、ＥＧＲｅを設定する。そして、図１４に示すように、２つの値ＥＧＲｄ、ＥＧＲｅを用いた補間計算により、急加速要求があったときのエンジントルクに応じて、目標ＥＧＲ率を求める。ここで、余裕トルクが相対的に小さな第２の領域Ｅの目標ＥＧＲ率ＥＧＲｅは、余裕トルクが相対的に大きな第１の領域Ｄの目標ＥＧＲ率ＥＧＲｄよりも、低い値に設定される。従って、図１４に示すように、余裕トルクが小さくなるほど、目標ＥＧＲ率は減少する。このように余裕トルクの大小に応じて排気還流率の減少補正の程度を異ならせることにより、踏み増しによる燃料増量域での運転をできるだけ回避しつつ、最大限の排気還流を行って燃費向上を図ることができる。

図１５，図１６は、第２の実施例を示したもので、この実施例では、アクセルペダル開度ＡＰＯに応じて目標ＥＧＲ率の減少比率（％）を決定するようにしている。この減少比率は、通常の目標ＥＧＲマップの値に対する減少割合を示し、減少比率が０であれば、通常の目標ＥＧＲマップの値がそのまま用いられ、減少比率が１００（％）であれば、最終的な目標ＥＧＲ率は０となる。図１５に示すように、アクセルペダル開度ＡＰＯが急加速要求と判定する所定値ＡＰＯａよりも小さな領域では、減少比率は０であり、アクセルペダル開度ＡＰＯが大きいほど、減少比率は大きくなり、全開もしくは全開に近い所定のアクセルペダル開度ＡＰＯにおいて減少比率は１００（％）となる。より具体的には、図１５に示すように、所定値ＡＰＯａよりも大きなアクセルペダル開度ＡＰＯの領域を少なくとも２つの領域、例えば第１の領域Ｆと第２の領域Ｇとに区分し、それぞれの中央値ＡＰＯＦ、ＡＰＯＧに対する減少比率ｆ、ｇ（％）の値を用いて、アクセルペダル開度ＡＰＯに応じた減少比率を求める。運転者が要求する要求トルクは、図１５に示すように、概ねアクセルペダル開度ＡＰＯの大小に相関するので、要求トルクに応じて、目標ＥＧＲ率が減少補正されることになる。このように加速時の要求トルクの大小に応じて排気還流率の減少補正の程度を異ならせることにより、第１の実施例と同じく、踏み増しによる燃料増量域での運転をできるだけ回避しつつ、最大限の排気還流を行って燃費向上を図ることができる。

図１７，図１８は、第３の実施例を示したもので、この実施例では、アクセルペダル開度ＡＰＯに応じて目標ＥＧＲ率の減少補正量を決定し、この減少補正量（減少ＥＧＲ率）を、通常の目標ＥＧＲマップの値から減算して、最終的な目標ＥＧＲ率を得るようにしている。図１８に示すように、アクセルペダル開度ＡＰＯが急加速要求と判定する所定値ＡＰＯａよりも小さな領域では、減少補正量は０であり、アクセルペダル開度ＡＰＯが大きいほど、減少補正量が大となる。より具体的には、図１７に示すように、所定値ＡＰＯａよりも大きなアクセルペダル開度ＡＰＯの領域を少なくとも２つの領域、例えば第１の領域Ｈと第２の領域Ｉとに区分し、それぞれの中央値ＡＰＯＨ、ＡＰＯＩに対する減少補正量ｈ、ｉ（％）の値を用いて、アクセルペダル開度ＡＰＯに応じた減少補正量を求める。運転者が要求する要求トルクは、図１７に示すように、概ねアクセルペダル開度ＡＰＯの大小に相関するので、第２の実施例と同じく、要求トルクに応じて、目標ＥＧＲ率が減少補正されることになる。この第３の実施例においても、加速時の要求トルクの大小に応じて排気還流率の減少補正の程度を異ならせることにより、踏み増しによる燃料増量域での運転をできるだけ回避しつつ、最大限の排気還流を行って燃費向上を図ることができる。

この発明に係る無段変速機を用いた車両駆動機構の構成説明図。 内燃機関のシステム構成図。 内燃機関の運転条件に対する、燃費、燃料増量域および排気還流率の特性を示す特性図。 内燃機関の運転条件に対する変速比の特性を示す特性図。 急加速による運転条件の変化を示した特性図。 本発明による制御を示すフローチャート。 急加速要求時の種々のパラメータの変化を示したタイムチャート。 余裕トルクの大小判定の第１の実施例を示す特性図。 余裕トルクの大小判定の第２の実施例を示す特性図。 余裕トルクの大小判定の第３の実施例を示す特性図。 ディレー時間ΔＴの設定の第１の実施例を示す特性図。 ディレー時間ΔＴの設定の第２の実施例を示す特性図。 排気還流率の減少補正の第１の実施例を示す特性図。 同じく第１の実施例の目標ＥＧＲ率とエンジントルクとの関係を示す特性図。 減少補正の第２の実施例を示し、要求トルクとアクセルペダル開度との関係を示す特性図。 同じく第２の実施例のＥＧＲ率減少比率とアクセルペダル開度との関係を示す特性図。 減少補正の第３の実施例を示し、要求トルクとアクセルペダル開度との関係を示す特性図。 同じく第３の実施例の減少ＥＧＲ率とアクセルペダル開度との関係を示す特性図。

符号の説明

１…内燃機関
１０…排気還流装置
１９…エンジンコントロールユニット
２０…アクセル開度センサ
２１…無段変速機
３２…油圧ポンプ
３３…変速制御部

Claims (11)

1. 内燃機関の排気の一部を吸気系に還流する排気還流装置を備えるとともに、車両の運転状態に応じて変速比が連続的に可変制御される無段変速機が内燃機関に接続され、かつこの無段変速機に制御油圧を供給する油圧ポンプが内燃機関の出力によって機械的に駆動される無段変速機付内燃機関の制御装置において、運転者の加速要求を検出する手段と、この加速要求が検出されたときの内燃機関の運転条件から高負荷側の所定の燃費悪化領域までの余裕の大小を判別する手段と、を備え、この余裕が大きい場合には上記無段変速機の変速動作を遅延させ、余裕が小さい場合には遅延させることなく変速動作を開始するとともに、変速動作を遅延させるディレー時間の間、上記排気還流装置による排気還流を制限することを特徴とする無段変速機付内燃機関の制御装置。
2. 上記無段変速機としてベルト式無段変速機を備え、そのプーリ幅が変化する変速時に、ベルト滑りを防止するように上記制御油圧が高く制御されることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
3. 上記ディレー時間の間、排気還流率を定常時よりも低く設定することを特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
4. 上記ディレー時間の間、排気還流を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
5. 上記燃費悪化領域は、内燃機関の目標空燃比が理論空燃比以下となる燃料増量域であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
6. 加速要求が検出されたときの内燃機関のトルクもしくはトルクの代替となるパラメータに基づいて上記の余裕の大小を判別することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
7. 加速要求が検出されたときの内燃機関のトルクと同一回転速度での上記燃費悪化領域の境界におけるトルクとの差が所定値より小さいときに、上記の余裕が小であると判定することを特徴とする請求項６に記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
8. 加速要求が検出されたときの内燃機関のトルクが、同一回転速度での上記燃費悪化領域の境界におけるトルクに占める割合が、所定値以上のときに、上記の余裕が小であると判定することを特徴とする請求項６に記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
9. 加速要求が検出されたときの内燃機関のトルクが、上記燃費悪化領域の境界におけるトルクの最小値よりも大きいときに、上記の余裕が小であると判定することを特徴とする請求項６に記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
10. 変速動作を遅延させるディレー時間が、上記の余裕の大きさに応じて設定されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。
11. 変速動作を遅延させるディレー時間が、加速要求時の要求トルクの大きさに応じて設定されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の無段変速機付内燃機関の制御装置。

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