JP2012057514A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダルの急な踏み離し操作等によるアップシフト側の変速の際には、変速に伴う回転速度の低下に対して、実回転速度に対する機関圧縮比の応答遅れを抑制・回避することができる制御装置を提供する。
【解決手段】通常の運転状態では、現在の実回転速度に基づいて目標負荷追従圧縮比を算出し、これを目標圧縮比として設定し、この目標圧縮比へ向けて可変圧縮比機構を駆動制御する。但し、車両運転者により操作されるアクセル開度ＡＰＯに基づいて、変速機の変速比が大から小へと変速されるアップシフトを予測したときには、アクセル開度ＡＰＯ等に基づいて変速後の予測変速比を予測し、この予測変速比に基づいて変速後のエンジンの予測回転速度を算出し、この予測回転速度等に基づいて目標瞬時圧縮比を算出し、これを目標圧縮比として設定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、可変圧縮比機構を備えたエンジンと変速機とを有する車両の制御装置に関する。

特許文献１には、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えるエンジンにおいて、車両運転者によるアクセル踏み込み速度が大きいときに、ノッキングやプレイグニッション（以下、ノッキング等と呼ぶ）を生じることのないように、機関圧縮比の変更速度または変更開始時期を早める技術が記載されている。

特開２００３−９０２３６号公報

可変圧縮比機構の目標圧縮比は、一般的に、その時点（現在）のエンジンの実回転速度や負荷に応じて設定される。例えば、エンジン回転速度の低下に従って、ノッキング等を生じることのないように、目標圧縮比を低下させる。一方、エンジンの出力は車両変速機により変速されて駆動輪に伝達されるために、変速時にはエンジン回転速度が比較的大きく増減する。特に、有段式の自動変速機の場合、変速時にエンジン回転速度がステップ的に大きく変動する。

車両変速機の変速比は車速やエンジンの吸入空気量などに応じて設定されるが、例えば車両運転者がアクセルペダルを踏み込んでいる状態からアクセルペダルを踏み離すアクセル踏み離し操作の際には、車速や吸入空気量の低下に伴って車両変速機の変速比が大から小に、つまり有段変速機における変速段（変速ギヤ）が低速段から高速段に変速される。このような、いわゆる（パワーオフ）アップシフト側の変速の際には、変速比の低下によりエンジン回転速度が低下し、このエンジン回転速度の低下を受けて目標圧縮比が低下側に変更されることになる。

ここで、可変圧縮比機構による機関圧縮比の変更速度はアクチュエータの駆動能力や各部品のフリクションなどにより不可避的に制限を受ける。但し、通常はノッキング等を生じることのないように、圧縮比の応答速度をある程度織り込んだ形で目標圧縮比がある程度の余裕をもって設定されるために、上述したアップシフト側への変速の際にも、多くの場合、ノッキング等を生じる懸念は少ない。しかしながら、運転者のアクセルの踏み離し操作が急な場合などでは、例えば１速から３速、３速から５速というように２変速段（あるいはそれ以上）の急激な変速が行われることがある。このような急なアップシフト側への変速によるエンジン回転速度の急激な低下に対し、あくまでその時点でのエンジン回転速度に応じて目標圧縮比を設定すると、目標圧縮比に対する実圧縮比の低下が遅れて、ノッキング等を生じる恐れがある。そこで、このようなアップシフト側への変速によるエンジン回転速度の急激な低下を見込んで目標圧縮比を予め低く設定すると、非変速時の通常（定常）の運転状態であっても目標圧縮比が低く制限されることとなり、低圧縮比化により熱効率や燃費等が低下する。

そこで本発明は、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えたエンジンの出力を変速機を介して駆動輪に伝達する車両の制御装置において、
目標圧縮比へ向けて上記可変圧縮比機構を駆動制御する圧縮比制御手段と、
上記エンジンの実回転速度を検出する回転速度検出手段と、
上記実回転速度に基づいて算出される第１目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第１目標圧縮比設定手段と、
車両運転者の操作に基づいて、上記変速機における変速比の大から小への変速を予測した変速予測時に、実回転速度に基づく上記第１目標圧縮比より小さな第２目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第２目標圧縮比設定手段と、を有する、
ことを特徴としている。

あるいは、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えたエンジンの出力を変速機を介して駆動輪に伝達する車両の制御装置において、
目標圧縮比へ向けて上記可変圧縮比機構を駆動制御する圧縮比制御手段と、
上記エンジンの実回転速度を検出する回転速度検出手段と、
上記実回転速度に基づいて算出される第１目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第１目標圧縮比設定手段と、
車両運転者の操作に基づいて、上記変速機における変速比の大から小への変速を予測した変速予測時に、第２目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第２目標圧縮比設定手段と、を有し、
この第２目標圧縮比設定手段は、
上記車両運転者の操作に基づいて変速後の予測変速比を算出し、
この予測変速比に基づいて変速後のエンジンの予測回転速度を算出し、
この予測回転速度に基づいて上記第２目標圧縮比を算出する、
ことを特徴としている。

すなわち、第１目標圧縮比がその時点（現在）のエンジンの実回転速度に基づいて算出されるものであるのに対し、第２目標圧縮比は、変速前の変速予測時において、変速比の大から小側（有段変速機におけるアップシフト側）への変速後の予測変速比に応じた予測回転速度に基づいて算出されるもので、つまり変速に伴うエンジン回転速度の低下を見越した形で算出されるものである。

例えば運転者がアクセルペダルを急に踏み離した場合には、このアクセルペダルの踏み離し操作に基づいて、実際にアップシフト側への変速が行われる前に、変速後の予測変速比を予測する。そして、この予測変速比に基づく変速後の予測回転速度に応じて第２目標圧縮比を求め、この第２目標圧縮比を目標圧縮比として設定する。これにより、実際にアップシフト側への変速が行われる前に、変速後のエンジン回転速度の急激な低下を見越した形で目標圧縮比が設定されることになり、実圧縮比の変更（低下）遅れを抑制することができる。このため、実回転速度に対する圧縮比の追従性が向上し、ノッキング等の発生を抑制・回避することが可能となる。

一方、このようなアップシフト側への変速以外の通常（定常）の運転状態のときには、現在の実回転速度に応じた第１目標圧縮比が目標圧縮比として設定されるために、変速によるエンジン回転速度の低下を考慮して予め目標圧縮比を低く設定しなくてすみ、低圧縮比化による燃焼効率の低下や燃費性能の低下を招くことがなく、また、不要な圧縮比の変動によるアクチュエータの消費エネルギーの低減や燃費の向上を図ることができる。

本発明によれば、目標圧縮比を予め低く設定することなく、変速比の大から小への変速に伴うエンジン回転速度の低下時にも、実回転速度に対する機関圧縮比の応答遅れを抑制・回避することができる。

本発明に係る車両の制御装置の一例を示すシステム図。 可変圧縮比機構を示す断面対応図。 上記可変圧縮比機構の高圧縮比位置（Ａ）及び低圧縮比位置（Ｂ）におけるリンク姿勢を示す説明図。 上記可変圧縮比機構による高圧縮比位置（Ａ）及び低圧縮比位置（Ｂ）におけるピストンモーションを示す特性図。 車両変速機の変速マップの一例を示す説明図。 圧縮比マップの一例を示す説明図。 比較例に係るアップシフト変速時の目標圧縮比等の変化を示すタイミングチャート。 本発明の第１実施例に係る目標圧縮比の設定処理を簡略的に示すブロック図。 上記第１実施例の目標圧縮比の設定処理を示すフローチャート。 上記第１実施例の予測回転速度の算出処理を示すフローチャート。 上記第１実施例の予測負荷の算出処理を示すフローチャート。 上記第１実施例の目標瞬時圧縮比の算出処理を示すフローチャート。 上記第１実施例の目標負荷追従圧縮比の算出処理を示すフローチャート。 上記第１実施例の目標圧縮比の選択処理を示すフローチャート。 上記第１実施例に係るアップシフト変速時の目標圧縮比等の変化を示すタイミングチャート。 上記可変圧縮比機構における低圧縮比位置と高圧縮比位置でのコントロールリンクとコントロールシャフト等の位置関係を示す説明図。 本発明の第２実施例に係る予測回転速度の算出処理を示すフローチャート。 上記第２実施例の第２予測変速比の設定テーブルを示す説明図。 上記第２実施例に係るアップシフト変速時の目標圧縮比等の変化を示すタイミングチャート。 本発明の第３実施例に係る目標圧縮比の選択処理を示すフローチャート。

以下、本発明の好ましい実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１を参照して、このエンジン（内燃機関）は、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とにより大略構成されており、かつ、ピストン３の上方に画成される燃焼室４内の混合気を火花点火する点火プラグ９を備えたガソリンエンジン等の火花点火式エンジンである。このエンジンは、周知のように、吸気カム１２により駆動されて吸気ポート７を開閉する吸気弁５と、排気カム１３により駆動されて排気ポート８を開閉する排気弁６と、吸気ポート７に燃料を噴射する燃料噴射弁１０と、吸気コレクタ１４の上流側を開閉して吸入空気量を調整するスロットル１５と、を有し、かつ、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構２０を備えている。

制御部１１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータであり、車両運転状態を表す後述のセンサ類から得られる信号等に基づいて、燃料噴射弁１０，点火プラグ９，スロットル１５，及び可変圧縮比機構２０の電動機２１等の各種アクチュエータへ制御信号を出力して、燃料噴射量，燃料噴射時期，点火時期，スロットル開度，及び機関圧縮比等を統括的に制御する。

車両運転状態を表す各種のセンサ類として、エンジンの現在の（実）吸入空気量を検出するエアフロメータ１８、アクセルペダルのアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ４１、ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキ踏力センサ４２、排気の空燃比を検出する空燃比センサ、スロットル開度を検出するスロットルセンサ、エンジン水温を検出する水温センサ、エンジンの現在の（実）回転速度を検出するクランク角センサ４３、ノッキングの有無を検出するノックセンサの他、バッテリ１７から供給される電力により可変圧縮比機構２０のコントロールシャフト２７を駆動する電動機２１からの回転角センサ信号や負荷センサ信号等が設けられている。

このエンジンの出力は有段式の自動変速機４０を介して駆動輪に伝達される。この変速機４０の変速制御は、例えば上記の制御部１１により行われ、あるいはエンジン用の上記制御部１１と情報伝達可能に接続された他の変速用制御部により行われる。

図２及び図３を参照して、可変圧縮比機構２０は、ピストン３とクランシャフト２２のクランクピン２３とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構を利用したものであって、クランクピン２３に回転可能に装着されたロアリンク２４と、このロアリンク２４とピストン３とを連結するアッパリンク２５と、偏心軸部２８が設けられたコントロールシャフト２７と、偏心軸部２８とロアリンク２４とを連結するコントロールリンク２６と、を有している。アッパリンク２５は、一端がピストンピン３０に回転可能に取り付けられ、他端が第１連結ピン３１によりロアリンク２４と回転可能に連結されている。コントロールリンク２６は、一端が第２連結ピン３２によりロアリンク２４と回転可能に連結されており、他端が偏心軸部２８に回転可能に取り付けられている。

電動機２１によりコントロールシャフト２７の回転位置を変更することにより、図３にも示すように、コントロールリンク２６によるロアリンク２４の姿勢が変化し、ピストン３のピストンモーション（ストローク特性）、すなわちピストン３の上死点位置及び下死点位置の変化を伴って、機関圧縮比が連続的に変更・制御される。

このような複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構２０によれば、エンジン運転状態に応じて機関圧縮比を適正化することで燃費や出力向上を図れることに加え、ピストンとクランクピンとを一本のリンクで連結した単リンク機構に比して、ピストンストローク特性（図４参照）そのものを例えば単振動に近い特性に適正化することができる。また、単リンク機構に比して、クランクスローに対するピストンストロークを長くとることができ、エンジン全高の短縮化や高圧縮比化を図ることができる。更に、アッパリンク２５の傾きを適正化することで、ピストン３やシリンダに作用するスラスト荷重を低減・適正化し、ピストン３やシリンダの軽量化を図ることができる。なお、アクチュエータとしては図示の電動機２１に限らず、例えば油圧制御弁を用いた油圧式の駆動装置であっても良い。

次に、図５〜図７を参照して、変速機４０によるアップシフト側への変速に伴い実圧縮比の低下遅れを生じる現象・理由について説明する。図５は、車速ＶＳＰと充填効率（負荷）に応じた５速有段式の自動変速機４０の変速マップを示している。なお、変速比は変速機の入力回転速度を変速比の出力回転速度で割った値であるため、高速段（５速）では変速比が小となり、低速段（１速）では変速比が大となる関係にある。充填効率はエアフロメータ１８により検出される実際の吸入空気量に基づく値であり、従って、変速段・変速比は、実質的に車速ＶＳＰと実吸入空気量に基づいて設定され、実吸入空気量が大きくなるに従って低速段側・大変速比側、吸入空気量が小さくなるに従って高速段側・小変速比側に設定される。また、車速が大きくなるほど高速段側・小変速比側に設定される。

図６は、目標圧縮比の設定マップを示している。同図に示すように、目標圧縮比はエンジン回転速度と上記の充填効率（負荷）とに基づいて設定される。ここで、主に低回転・低負荷側の領域では、回転速度が低下するに従って、ノッキング等の発生を回避するために、目標圧縮比が低く設定される。

図７は、比較例に係るアップシフト変速時における目標圧縮比及び実圧縮比等の変化の様子を示すタイミングチャートである。この比較例においては、後述する実施例とは異なり、目標圧縮比を常に現在の実回転速度に基づいて求めている。同図に示すように、減速開始タイミングｔ０において、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいる状態からアクセルペダルを急に踏み離すと、アクセル開度ＡＰＯ（要求負荷）が急激に低下することに伴って、実吸入空気量（充填効率）が応答遅れを伴って低下し、この実吸入空気量の低下に応じて、変速比の大から小へ、つまり変速段の低速段側から高速段側へのアップシフトが行われる。この例では、第１変速タイミングｔ１において１速から３速へ、更に第２変速タイミングｔ２において３速から５速へといった、一度に２変速段分の急激なアップシフトが行われる。このような急激なアップシフト変速により、エンジンの実回転速度がステップ的に大きく低下する。従って、この比較例のように常に実回転速度に応じて目標圧縮比を設定すると、アップシフト変速に伴う実回転速度の急激な低下に対して実圧縮比の低下が追従できなくなり、実回転速度が低下したタイミングｔ３において、目標圧縮比に対して実圧縮比が高圧縮比側に大きく乖離し、吸入空気量や回転速度に対して実圧縮比が高くなり過ぎて、ノッキングやプレイグニッション等を発生するおそれがある。

本発明の実施例においては、このような変速機４０の急激なアップシフト側への変速に伴う実圧縮比の低下遅れを抑制・回避するものであり、その具体的な制御内容について、以下に説明する。

図８は、本発明の第１実施例に係る目標圧縮比の設定処理を示す制御ブロック図である。目標負荷追従圧縮比算出部Ｂ１では、クランク角センサ４３等により得られるエンジンの現在の実回転速度と、エアフロメータ１８により検出される現在のエンジンの実吸入空気量とに基づいて、例えば図６に示すような圧縮比マップを参照することで、第１目標圧縮比としての目標負荷追従圧縮比を算出する。すなわち、目標負荷追従圧縮比は、現在の実回転速度に基づいて算出されるもので、急なアップシフト側への変速時を除き、通常はこの目標負荷追従圧縮比が目標圧縮比として設定される。

一方、目標負荷追従圧縮比算出部Ｂ４では、車速ＶＳＰの他、車両運転者により操作されるアクセル開度ＡＰＯやブレーキ踏力等に基づいて、第２目標圧縮比としての目標瞬時圧縮比を算出・予測する。具体的には、回転速度予測部Ｂ２では、アクセル開度ＡＰＯやブレーキ踏力等に基づいて、変速が実際に行われる前に、変速比が大から小へと急激に変速されるアップシフト側の変速を予測し、変速後のエンジンの予測回転速度を算出・予測する。負荷予測部Ｂ３では、上記の予測回転速度とアクセル開度ＡＰＯ等に基づいて、予測負荷を算出・予測する。そして、上記の目標負荷追従圧縮比算出部Ｂ４では、予測負荷と予測回転速度とに基づいて、目標瞬時圧縮比を算出する。この目標瞬時圧縮比は、アップシフトが予測されたときに、変速後の予測負荷及び予測回転速度に基づいて算出される目標圧縮比に相当する。この目標瞬時圧縮比の算出では、目標負荷追従圧縮比算出部Ｂ１と同様の圧縮比マップ（図６参照）を用いてもよく、あるいは、目標瞬時圧縮比の算出用に個別に予め適合された専用の圧縮比マップを用いるようにしても良い。

そして、目標圧縮比選択部Ｂ５では、上記の目標負荷追従圧縮比と目標瞬時圧縮比の一方を、目標圧縮比として選択・設定する。上述したように、基本的には現在の回転速度に応じた目標負荷追従圧縮比が選択され、急激なアップシフト側への変速を予測した場合にのみ、変速後の回転速度に応じた目標瞬時圧縮比が選択される。制御部１１は、この目標圧縮比に基づいて電動機２１へ指令値を出力し、可変圧縮比機構２０を駆動制御する。

このような目標圧縮比の設定処理のより具体的な内容について、図９〜図１４のフローチャートを参照して説明する。図９を参照して、ステップＳ１１では、車両運転状態を示す各種パラメータ、つまり車速ＶＳＰ、ブレーキ踏力、アクセル開度ＡＰＯ、エンジン回転速度及び吸入空気量（吸気量）等を読み込む。ステップＳ１２では、上記の回転速度予測部Ｂ２により予測回転速度を算出する。ステップＳ１３では、上記の負荷予測部Ｂ３により予測負荷を算出する。ステップＳ１４では、上記の目標瞬時圧縮比算出部Ｂ４により目標瞬時圧縮比を算出する。ステップＳ１５では、上記の目標負荷追従圧縮比算出部Ｂ１により目標負荷追従圧縮比を算出する。ステップＳ１６では、上記の目標圧縮比選択部Ｂ５により目標圧縮比を選択する。そして、ステップＳ１７では、目標圧縮比と実圧縮比が一致又は所定値以下となるように、目標圧縮比へ向けて可変圧縮比機構２０を駆動制御する。

図１０は上記ステップＳ１２の回転速度予測処理の詳細を示すサブルーチンである。ステップＳ２１では、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯに基づいて、変速後の予測変速比を求める。例えば、アクセル開度ＡＰＯから変速後の充填効率を求め、この充填効率と車速ＶＳＰとにより図５に示すような変速マップをルックアップすることで、変速後の予測変速比を求める。ステップＳ２２では、上記の予測変速比とファイナルギヤ比と車速と駆動輪のタイヤ径とに基づいて、変速後の予測回転速度を算出する。

図１１は、上記ステップＳ１３の負荷予測処理を示すサブルーチンである。ステップＳ２３では、アクセル開度ＡＰＯと上記の予測回転速度とに基づいて、予め設定される予測吸入空気量マップを参照して、変速後の予測負荷を求める。

図１２は、上記ステップＳ１４の目標瞬時圧縮比算出処理を示すサブルーチンである。ステップＳ２４では、上記の予測負荷と予測回転速度とに基づいて、例えば図６に示すような目標圧縮比マップを参照して、変速後の予測回転速度に応じた目標瞬時圧縮比を求める。

図１３は、上記ステップＳ１５の目標負荷追従圧縮比算出処理を示すサブルーチンである。ステップＳ２５では、現在の負荷と現在の実回転速度とに基づいて、例えば図６に示すような目標圧縮比マップを参照して、現在の実回転速度に応じた目標負荷追従圧縮比を求める。

図１４は、上記ステップＳ１６の目標圧縮比選択処理を示すサブルーチンである。ステップＳ３１では、目標負荷追従圧縮比に対する目標瞬時圧縮比の低下量と比較される判定用の予め設定された第１所定値１（例えば、０．５）を読み込む。

そして、ステップＳ３２では、上記低下量が第１所定値１を超えているかを判定する。つまり、現在の実回転速度に応じた目標負荷追従圧縮比に対し、アップシフト側の変速による回転変動を見越した変速後の予測回転速度に応じた目標瞬時圧縮比の低下側への乖離が、第１所定値１よりも大きいかを判定する。

上記低下量が第１所定値１を超える場合、つまりアップシフト側の変速による目標圧縮比の低下側への乖離が大きい場合には、ノッキング等の発生の懸念が生じるので、ステップＳ３３へ進み、変速後の予測回転速度・予測変速比に応じた目標瞬時圧縮比を目標圧縮比として設定する。

一方、低下量が第１所定値１以下の場合、つまり変速による目標圧縮比の低下側への乖離が小さい場合には、ノッキング等の発生の懸念がないと判断して、ステップＳ３４へ進み、現在の実回転速度に応じた目標負荷追従圧縮比を目標圧縮比として設定する。

つまり、この実施例においては、変速前後の目標圧縮比の低下量によってアップシフト側への急激な変速を予測しており、低下量が第１所定値１を超える場合には実圧縮比の低下遅れを伴うアップシフト側の変速を予測して、変速後の予測回転速度に応じた目標瞬時圧縮比を目標圧縮比として設定する。これによって、変速後の回転速度の急激な変動（低下）を見越した形で目標圧縮比が事前に低く設定され、ノッキング等の発生を確実に抑制・回避することができる。

一方、上記の急なアップシフト変速以外の通常（定常）の運転状態においては、変速前後の目標圧縮比の低下量が第１所定値１を超えることはなく、現在の回転速度に応じた目標負荷追従圧縮比が目標圧縮比として設定される。従って、変速による回転変動を見越して目標圧縮比が不必要に低く設定されることがなく、低圧縮比化による燃焼効率の低下や燃費の低下を回避することができる。また、予測変速比として先読みした変速が実際には行われなかったときに、先読みした予測変速比に基づく圧縮比制御によって圧縮比が不用意に変動することもない。

図１５は、図７の比較例に対し、上記第１実施例の目標圧縮比の設定を用いた場合におけるアップシフト変速時のタイミングチャートを示している。図７の比較例と同様、タイミングｔ１において１速から３速、タイミングｔ２において３速から５速へのアップシフトが行われる。ここで本実施例においては、タイミングｔ１，ｔ２よりも前のタイミングｔ１'，ｔ２'において、アップシフト側の変速が行われることを事前に予測し、変速後の予測回転速度に基づいて目標圧縮比が低く設定される。この結果、実際の変速後にエンジン回転速度が急激に低下したタイミングｔ３'においても、実圧縮比と目標圧縮比との乖離が十分に小さく抑えられ、実圧縮比の低下遅れによるノッキング等の発生を抑制・回避することができる。

特に、この例のように、変速後半の３速から５速へのアップシフト時に、変速による回転速度の低下により圧縮比が１３付近から１０付近へ急激に大きく低下する場合に、実圧縮比の低下遅れを招き易く、本実施例の適用が極めて有効である。

更に、図１６を参照して説明すると、この可変圧縮比機構２０は、高圧縮比側から低圧縮比側への変更が遅れると過渡的にノッキング等を生じるおそれがあるために、高圧縮比側での圧縮比変更速度が低圧縮比側での圧縮比変更速度よりも大きくなるように構成されている。具体的には、高圧縮比位置の設定では、低圧縮比位置の設定に比して、コントロールリンク２６のリンク中心線と、コントロールシャフト２７の回転中心と偏心軸部２８の中心とを結ぶ偏心線と、のなす角度が直角に近くなり、モーメントの腕長さが大きくなって、電動機２１（アクチュエータ）による駆動モーメントが大きくなり、ひいては変更速度が大きくなるように構成されている。このため、図１５にも示すように、高圧縮比側では低圧縮比側に比して実圧縮比の変化速度（傾き）が大きくなっている。このようなことから、特に低圧縮比側への変速後半に実圧縮比の変更遅れを招き易く、本実施例の適用が極めて有効なものとなる。

次に、本発明の第２実施例について、図１７〜図１９を参照して説明する。なお、以下の実施例では上述した第１実施例と異なる部分について主に説明し、共通する構成については重複する説明を適宜省略する。

例えば、運転者による急なアクセル踏み離し操作のように、車両運転者の操作速度が大きい場合には、その後の変速による回転速度の変動も急激なものとなり易く、圧縮比の応答遅れを招き易い。そこでこの第２実施例においては、変速予測時に、車両運転者の操作速度に相当するアクセル離し速度ΔＡＰＯが大きくなるほど予測変速比が小さくなるように、操作速度に基づいて変速後の予測変速比（第２予測変速比）を算出している。

図１７は、予測回転速度の算出処理のサブルーチンであり、第１実施例における図１０の予測回転速度の算出処理のサブルーチンに相当するものである。ステップＳ４１では、図１０のステップＳ２１と同様、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとに基づいて、変速後の第１予測変速比を求める。例えば、アクセル開度ＡＰＯから充填効率を求め、この充填効率と車速ＶＳＰから図５に示す変速マップを参照して第１予測変速比を求める。

ステップＳ４２では、アクセルペダルの踏み離し速度（アクセル離し速度）ΔＡＰＯと車速ＶＳＰとに基づいて、図１８に示すような予測変速テーブルを参照して、アップシフト側への変速後の第２予測変速比を求める。ここで、アクセル離し速度ΔＡＰＯは、ここでは一演算前（例えば、１０ｍｓ前）のアクセル開度ＡＰＯ（ｔ−Δｔ）に対する現在のアクセル開度ＡＰＯ（ｔ）の低下量として求めている。この第２予測変速比は、アクセル開度ＡＰＯ（あるいは、吸入空気量）に基づいて算出される第１予測変速比に対し、更に小変速比側（高速段側）への変速を先読みした値として求められるものであり、アクセル離し速度ΔＡＰＯが大きくなるほど小変速比側（高速段側）の値とされ、少なくとも第１予測変速比よりも小さな値とされる。

ステップＳ４３では、第１予測変速比に対する第２予測変速比の低下量が、予め設定される所定の第２所定値２を超えているかを判定する。上記の低下量が第２所定値２を超えていれば、急なアクセル踏み離しによるアップシフトであると判断して、ステップＳ４４へ進み、アクセル離し速度ΔＡＰＯに基づく第２予測変速比を予測変速比として設定する。一方、低下量が第２所定値２以下であれば、急なアップシフトによる変速が行われることはない判断して、ステップＳ４５へ進み、上記の第１実施例と同様、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰに基づく第１予測変速比を予測変速比として設定する。ステップＳ４６では、図７のステップＳ２２と同様、選択された予測変速比とファイナルギヤ比と車速と駆動輪のタイヤ径とに基づいて、変速後の予測回転速度を算出する。この予測回転速度に基づいて第１実施例と同様に目標瞬時圧縮比が算出されることとなる。

図１９は、このような第２実施例を適用した場合のアップシフト変速時のタイミングチャートである。図１５に示す第１実施例においては、減速開始タイミングｔ０の直後のタイミングｔ１'において、アクセル開度ＡＰＯに基づいて１速から３速への変速を予測しているのに対し、この第２実施例においては、同じタイミングｔ１'において、アクセル離し速度ΔＡＰＯが第２所定値２を超えている場合には、上記の第２予測変速比により１速から５速への変速を予測しており、つまり５速までの変速を更に先読みしたものとなっている。このため、このタイミングｔ１'から最終的な５速への変速を見越した形で目標圧縮比が更に低下側に設定されることとなり、上記第１実施例よりも更に確実にノッキング等の発生を抑制・回避することができる。

次に、図２０を参照して本発明の第３実施例を説明する。この第３実施例では、第１実施例における図１４の目標圧縮比選択処理を示すサブルーチンに代えて、図２０の目標圧縮比及び変速比の選択処理のサブルーチンを用いている。

この第３実施例においては、アップシフト変速を予測したときに、目標圧縮比の低下に加えて、必要に応じて変速比の制限・補正をも行うものである。ステップＳ５１，Ｓ５２及びＳ５７は、第１実施例におけるステップＳ３１，Ｓ３２及びＳ３４と同様の処理である。つまり、ステップＳ５１では、目標負荷追従圧縮比に対する目標瞬時圧縮比の低下量と比較される第３所定値３（例えば、０．５）を読み込む。この第３所定値３は、第１実施例の第１所定値１に相当するものである。ステップＳ５２では、上記の低下量が第３所定値３を超えているかを判定する。低下量が第３所定値３以下の場合、つまり変速前後の目標圧縮比の乖離が小さい場合には、ノッキング等の発生の懸念がないと判断して、ステップＳ５７へ進み、現在の実回転速度に応じた目標負荷追従圧縮比を目標圧縮比として設定する。

一方、低下量が第３所定値３を超えていれば、ステップＳ５３へ進み、この低下量が、上記の第３所定値３よりも更に大きな値（例えば、１．０）である第４所定値４を超えているかを判定する。この第４所定値４は、変速前後の目標圧縮比の低下量の上限値に相当するものである。低下量が所定値を超えていなければ、ステップＳ５６へ進み、上記の第１実施例と同様、変速後の予測回転速度に応じた目標瞬時圧縮比を目標圧縮比として選択・設定する。

一方、目標圧縮比の低下量が第４所定値４を超えていれば、ステップＳ５４へ進み、目標瞬時圧縮比ではなく、目標負荷追従圧縮比から第４所定値４を差し引いた値を目標圧縮比として設定する。つまり、目標圧縮比の低下量を第４所定値４に制限して、過度な目標圧縮比の低下を抑制し、これによる運転性の低下や圧縮比の変動を抑制している。

そして、ステップＳ５５では、ノッキング等を生じることのないように、変速比（変速段）を補正・制限する。具体的には、上記のステップＳ５４で設定された目標圧縮比に基づいて、ノッキング等を生じることのない回転速度の下限値に相当する許可回転速度を求め、この許可回転速度に基づいて、ノッキング等を生じることのない変速比の最小値に相当する許可変速比を求める。具体的には、許可回転速度とファイナルギヤ比と車速ＶＳＰとタイヤ径とから許可変速比を求める。そして、この許可変速比に変速比を制限する。つまり、ステップＳ５４において目標圧縮比の低下量を第４所定値４に抑えたことで、ノッキング等の発生を防ぎきれない場合には、アップシフト側への変速を低速段側に制限する。例えば、３速から５速へ変速する状況で、３速から４速へのアップシフトに制限する。これによって、アップシフトによる回転速度の低下が抑制され、回転速度の低下に対する実圧縮比の低下の遅れが緩和され、ひいては目標圧縮比の過度な低下を回避しつつ、変速比の制限によりノッキング等の発生を抑制・回避することができる。

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では車両変速機として有段変速機を用いているが、ＣＶＴ等の無段変速機に適用することも可能である。この場合、変速段を細分化して擬似的に変速段を実現すればよい。また、アクセル開度ＡＰＯに代えて、このアクセル開度ＡＰＯに相当するスロットル開度ＴＶＯを用いて制御を行うようにしても良い。更に、アップシフトを生じる状況としては、上述したようなアクセルペダルの急な踏み離し操作時に限らず、急ブレーキによる急減速時などが挙げられる。

１１…制御部
２０…可変圧縮比機構
４０…車両変速機
Ｂ１…目標負荷追従圧縮比算出部（第１目標圧縮比設定手段）
Ｂ２…回転速度予測部（第２目標圧縮比設定手段）
Ｂ３…負荷予測部（第２目標圧縮比設定手段）
Ｂ４…目標瞬時圧縮比算出部（第２目標圧縮比設定手段）
Ｂ５…目標圧縮比選択部（第１目標圧縮比設定手段、第２目標圧縮比設定手段）

Claims (7)

1. 機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えたエンジンの出力を変速機を介して駆動輪に伝達する車両の制御装置において、
   目標圧縮比へ向けて上記可変圧縮比機構を駆動制御する圧縮比制御手段と、
   上記エンジンの実回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   上記実回転速度に基づいて算出される第１目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第１目標圧縮比設定手段と、
   車両運転者の操作に基づいて、上記変速機における変速比の大から小への変速を予測した変速予測時に、実回転速度に基づく上記第１目標圧縮比より小さな第２目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第２目標圧縮比設定手段と、を有する、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えたエンジンの出力を変速機を介して駆動輪に伝達する車両の制御装置において、
   目標圧縮比へ向けて上記可変圧縮比機構を駆動制御する圧縮比制御手段と、
   上記エンジンの実回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   上記実回転速度に基づいて算出される第１目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第１目標圧縮比設定手段と、
   車両運転者の操作に基づいて、上記変速機における変速比の大から小への変速を予測した変速予測時に、第２目標圧縮比を上記目標圧縮比として設定する第２目標圧縮比設定手段と、を有し、
   この第２目標圧縮比設定手段は、
   上記車両運転者の操作に基づいて変速後の予測変速比を算出し、
   この予測変速比に基づいて変速後のエンジンの予測回転速度を算出し、
   この予測回転速度に基づいて上記第２目標圧縮比を算出する、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 上記第２目標圧縮比設定手段は、上記第１目標圧縮比に対する第２目標圧縮比の低下量が所定値を超える場合に、上記第２目標圧縮比を目標圧縮比として設定することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 上記第２目標圧縮比設定手段は、上記変速予測時における車両運転者の操作速度が大きくなるほど上記予測変速比が小さくなるように、上記操作速度に基づいて予測変速比を算出することを特徴とする請求項２又は３車両の制御装置。
5. 上記第１目標圧縮比は上記実回転速度の低下に伴って低下するように第１目標圧縮比設定手段により設定され、
   上記第２目標圧縮比設定手段は、上記変速予測時における第２目標圧縮比を第１目標圧縮比よりも低い値とすることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
6. 上記可変圧縮比機構は、高圧縮比側での圧縮比変更速度が低圧縮比側での圧縮比変更速度よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
7. エンジンの実吸入空気量と車速とに基づいて変速比を設定する変速比設定手段と、
   上記変速予測時に、上記変速比を大側へ補正する変速比補正手段と、
   を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の車両の制御装置。

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