JP6269515B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、希薄空燃比で燃焼を行うリーン燃焼状態と理論空燃比で燃焼を行うストイキ燃焼状態とで運転可能なエンジンを備えた車両が開示されている。リーン燃焼状態とストイキ燃焼状態とでは、同一のエンジン出力を実現する際に燃費が最小となる動作点が異なる。例えば、特許文献１に記載の車両制御装置では、エンジンの燃焼状態を判定し、この判定結果に基づいて、エンジンの燃費が最小となるトルク及びエンジン回転数（すなわち、エンジンの動作点）を決定する技術が開示されている。

特開２０００−０５２８１７号公報

特許文献１に記載の車両制御装置では、エンジンの動作点がリーン燃焼可能領域に在る場合は、リーン燃焼状態でエンジンを運転することを前提として、燃費最小動作点を決定する。リーン燃焼状態でエンジンを運転すると、ストイキ燃焼状態でエンジンを運転するよりもエンジン単体での燃費は一般的に良くなる（燃料消費量が小さくなる）。しかしながら、車両のパワートレイン全体の状態を考慮すると、リーン燃焼状態でのエンジンの運転は、ストイキ状態でエンジンを運転する場合よりも燃費が良くならない場合がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、必要なエンジン出力を確保しつつ、より燃費の良い燃焼状態を選択して車両を走行させることができる車両制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る車両制御装置は、少なくとも第１燃焼状態及び前記第１燃焼状態よりも空燃比が低い第２燃焼状態を含む複数の燃焼状態で運転可能なエンジンと、前記エンジンの回転速度を変速して駆動輪に伝達する自動変速機と、を備える車両に搭載される車両制御装置であって、運転者の操作に基づいて前記エンジンの必要出力を算出する出力算出手段と、前記自動変速機がとり得る複数の変速比に対応させて、前記必要出力を実現するための、前記エンジンの複数の動作点を算出する動作点算出手段と、前記複数の動作点のそれぞれにおける前記エンジンの燃料消費量を算出して比較し、該算出した燃料消費量が最小となる動作点を決定する決定手段と、前記決定された動作点に対応する燃焼状態及び変速比となるように前記エンジン及び前記自動変速機を制御する制御手段と、を備え、前記動作点算出手段は、前記エンジンが前記第１燃焼状態で運転可能な運転領域に在る動作点である第１動作点に対応させて、該第１動作点と同じ変速比でありかつ前記エンジンの前記第２燃焼状態での動作点である第２動作点を算出し、前記決定手段は、前記第１動作点において前記第１燃焼状態で運転した場合の燃料消費量及び前記第２動作点において前記第２燃焼状態で運転した場合の燃料消費量を算出し、前記燃料消費量の比較及び前記動作点の決定を行うことを特徴とする。

本発明の一態様に係る車両制御装置は、前記車両は、前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられた、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備え、前記出力算出手段及び前記動作点算出手段は、前記ロックアップクラッチの係合状態に基づいて前記必要出力及び前記動作点を算出することを特徴とする。
このように、出力算出手段及び動作点算出手段が、ロックアップクラッチの係合状態に基づいて必要出力及び動作点を算出することで、車両のパワートレイン全体の状態を考慮したより適切な燃焼状態及び動作点の選択を行うことができる。

本発明の一態様に係る車両制御装置は、前記動作点算出手段は、前記第１燃焼状態で運転可能な運転領域であって、かつ前記第１燃焼状態では前記ロックアップクラッチを完全係合状態とできない領域と前記第２燃焼状態では前記ロックアップクラッチを完全係合状態とできる領域とが重なる運転領域に在る前記第１動作点に対してのみ、前記第２動作点を算出することを特徴とする。
このように、第１燃焼状態ではロックアップクラッチを完全係合状態とできない領域と第２燃焼状態ではロックアップクラッチを完全係合状態とできる領域とが重なる運転領域に在る第１動作点に対してのみ、第２動作点を算出することで、動作点算出手段の動作点算出のための演算負荷を軽減することができる。

本発明に係る車両制御装置によれば、或る動作点でエンジンが第１燃焼状態で運転可能であっても、これに対応する動作点にて第２燃焼状態で運転した方が燃料消費量が小さい場合は、その動作点にて第２燃焼状態でエンジンを運転させることができるので、必要なエンジン出力を確保しつつ、より燃費の良い燃焼状態を選択して車両を走行させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両制御装置が適用される車両及び車両制御装置の構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態に係る車両制御装置が実行する制御方法を示すフローチャートである。 図３は、実施の形態に係る車両制御装置が実行する制御方法に対応するエンジンの燃焼可能領域、動作点、及びロックアップオン領域の関係を示すグラフ、及び燃焼状態、ギヤ段、ロックアップ状態、燃料消費量の関係を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明に係る走行制御装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一符号を付し、重複説明を省略する。

〔実施の形態〕
〔車両の構成〕
図１は、本発明の実施の形態に係る車両制御装置が適用される車両及び車両制御装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、車両１００は、エンジン１と、自動変速機２と、車両制御装置３と、トルクコンバータ４と、デファレンシャルギヤ５と、駆動輪６と、を主な構成要素として備える。

エンジン１は、車両１００に搭載された車両制御装置３による制御の下、気筒内で燃焼させる燃料の燃焼エネルギーを出力軸１ａの回転エネルギーに変換して出力する。このエンジン１は、車両制御装置３による制御の下、少なくとも第１燃焼状態であるリーン燃焼状態（空燃比が例えば１５．５〜２５）と、第１燃焼状態よりも空燃比が低い第２燃焼状態であるストイキ燃焼状態（空燃比が例えば１４．７）を含む、空燃比が異なる複数の燃焼状態で運転可能に構成されている。なお、エンジン１は、エンジンの回転数とトルクとで定まるエンジンの運転領域において、エンジン動作点がリーン燃焼可能領域に在る場合には、リーン燃焼状態及びストイキ燃焼状態のいずれでも運転可能である。一方、エンジン動作点がストイキ燃焼可能領域に在る場合にはストイキ燃焼状態で運転可能である。

自動変速機２は、入力軸２ａがトルクコンバータ４を介してエンジン１の出力軸１ａに接続され、出力軸２ｂがデファレンシャルギヤ５を介して左右の駆動輪６に接続されている。そして、自動変速機２は、車両制御装置３による制御の下、エンジン１の出力軸１ａの回転速度を変速して駆動輪６に伝達する。

本実施の形態では、自動変速機２は、車両制御装置３が制御する油圧の作用によって複数の係合装置の係合と解放を切り替えることにより、変速比を多段に変化させる有段式の自動変速機で構成されている。上記係合装置は、例えば、回転要素同士を接続するクラッチや回転要素の回転を規制するブレーキである。

車両制御装置３は、電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）を用いて構成される。ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びインターフェース等を含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路によって構成されている。車両制御装置３は、車両１００に搭載された各種センサからの信号等に基づいて、車両１００の各部の動作を制御する。車両制御装置３の各構成の機能は、ＣＰＵがＲＯＭからＲＡＭ内にロードした制御プログラムを実行して、ＣＰＵの制御に基づいて車両１００内の各種装置を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭ内のデータの読み出し及び書き込みを行うことによって、実現される。

上記各種センサは、図１に示すように、出力軸１ａに接続したクランクシャフトの回転位置及びエンジン回転数を検出するためのクランクポジションセンサ１１、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１２、車両１００の車速を検出する車速センサ１３を含む。

トルクコンバータ４は、エンジン１と自動変速機２との間に設けられおり、ロックアップクラッチ４ａを有している。ロックアップクラッチ４ａは、エンジン１の出力軸１ａと自動変速機２の入力軸２ａとの間に設けられた摩擦係合式のクラッチ装置である。ロックアップクラッチ４ａは、車両制御装置３が制御する油圧の作用によって、完全係合状態（ロックアップオン状態）、または非完全係合状態（解放状態（ロックアップオフ状態）、またはフレックスロックアップ状態）に制御される。ロックアップオン状態に制御されたロックアップクラッチ４ａは、エンジン１の出力軸１ａと自動変速機２の入力軸２ａとを機械的に接続する。一方、ロックアップクラッチ４ａがロックアップオフ状態に制御された場合は、トルクコンバータ４は流体を介してトルクを伝達する。また、ロックアップクラッチ４ａがフレックスロックアップ状態に制御された場合は、ロックアップクラッチ４ａは完全には係合せず、スリップ状態となる。このとき、エンジン１の出力軸１ａと自動変速機２の入力軸２ａとはそのスリップ量に応じた回転数差を有する。

以下、車両制御装置３の構成（機能）として、本発明の要部を主に説明する。なお、図１では、車両制御装置３の構成として、本発明の要部のみを図示している。

〔車両制御装置の構成〕
車両制御装置３は、図１に示すように、出力算出手段である出力算出部３１と、動作点算出手段である動作点算出部３２と、決定手段である決定部３３と、制御手段である制御部３４と、ロックアップ（ＬＵ）制御部３５とを備える。

出力算出部３１は、車速センサ１３にて検出された車速、及びアクセル開度センサ１２にて検出された運転者の操作に基づくアクセル開度に基づいて、運転者が車両１００に求める加速等の要求を実現するために必要なエンジン１の必要出力を算出する。

動作点算出部３２は、車速及びアクセル開度に応じた自動変速機２のシフトパターンを示した変速マップ（図示略）を参照し、出力算出部３１が算出した必要出力を実現するための、エンジン１の複数の動作点を算出する。複数の動作点は、自動変速機２がとり得る複数の変速比（ギヤ段）に対応させて算出される。なお、当該変速マップは、車両制御装置３のメモリに記憶されている。

決定部３３は、動作点算出部３２が算出した複数の動作点のそれぞれにおけるエンジン１の燃料消費量を算出して比較し、該算出した燃料消費量が最小となる動作点を決定する。

制御部３４は、決定部３３で決定された動作点に対応する燃焼状態及び変速比となるようにエンジン１及び自動変速機２を制御する。

ＬＵ制御部３５は、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ４ａの状態を制御する。ＬＵ制御部３５は、車速及びエンジン１の出力軸１ａのトルクに応じて、自動変速機２の各ギヤ段毎にロックアップクラッチ４ａの制御パターンを示した制御マップ（図示略）を参照し、動作点算出部３２が算出した各動作点におけるロックアップクラッチ４ａの状態を制御する。なお、当該制御マップは、車両制御装置３のメモリに記憶されている。

つぎに、本発明の実施の形態に係る車両制御装置３の制御方法の一例について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２及び図３はそれぞれ、本発明の実施の形態に係る車両制御装置が実行する制御方法を示すフローチャート及び制御方法に対応するエンジンの燃焼可能領域、動作点、及びロックアップオン領域の関係を示すグラフ、及び燃焼状態、ギヤ段、ロックアップ状態、燃料消費量の関係を示す図である。

図３（ａ）の横軸はエンジン回転数であり、縦軸はエンジントルクである。また、図３（ａ）では、エンジン１の運転領域において可能な燃焼状態を示している。リーン燃焼可能領域Ｓ１はエンジン１がリーン燃焼状態で運転可能な領域であり、リーン燃焼可能領域Ｓ１の外側にあるストイキ燃焼可能領域Ｓ２は、エンジン１がストイキ燃焼状態で運転可能な領域である。このような各燃焼状態で運転可能な領域を示す燃焼状態マップは、車両制御装置３のメモリに記憶されている。

また、図３（ａ）では、ロックアップオン領域を示している。ロックアップオン領域とは、ロックアップクラッチ４ａを完全係合状態とできる領域である。ここで、エンジン１がリーン燃焼状態の場合とストイキ燃焼状態の場合とでは、ロックアップオン領域の広さが異なる。具体的には、リーン燃焼状態ではエンジンの１サイクル当たりのトルク変動が大きいため、ストイキ燃焼状態よりもロックアップオン領域が狭くなる。図３（ａ）において、線Ｌ１はストイキ燃焼状態の場合のロックアップオン領域（ストイキＬＵｏｎ域）とロックアップオフまたはフレックスロックアップ領域（ストイキＬＵｏｆｆまたはフレックスＬＵ域）との境界を示す。ロックアップオフまたはフレックスロックアップ領域とは、ロックアップクラッチ４ａを完全係合状態とはできない領域である。また、線Ｌ２はリーン燃焼状態の場合のロックアップオン領域（リーンＬＵｏｎ域）とロックアップオフまたはフレックスロックアップ領域（リーンＬＵｏｆｆまたはフレックスＬＵ域）との境界を示す。リーン燃焼状態ではロックアップオン領域が狭いため、ロックアップオン領域の境界を示す線Ｌ２が線Ｌ１よりも高エンジン回転数側に位置している。

以下、本実施の形態の制御方法について説明する。図２に示す制御方法のフローチャートは、車両１００が走行状態である間、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。

図２に示すように、ステップＳ１０１において、車両制御装置３は、車速センサ１３にて検出された車両１００の車速及びアクセル開度センサ１２にて検出されたアクセル開度を読み込む。つづいて、ステップＳ１０２において、出力算出部３１は、車速及びアクセル開度に基づいて、エンジン１の必要出力を算出する。本実施の形態では、算出した必要出力は、図３（ａ）に示す必要出力線Ｌ３、Ｌ４で表される。ここで、必要出力線Ｌ３は、ロックアップオン状態での必要出力線であり、必要出力線Ｌ４は、ロックアップオフ状態またはフレックスロックアップ状態での必要出力線である。ロックアップオフ状態またはフレックスロックアップ状態では、エンジン１の出力軸１ａと自動変速機２の入力軸２ａとの間のトルク伝達は、流体を介してまたはロックアップクラッチ４ａがスリップ状態で行われ、伝達損失が発生するため、ロックアップオン状態の場合よりもエンジン１の必要出力は大きくなる。このように、出力算出部３１は、ロックアップクラッチ４ａの係合状態に基づいて必要出力を算出する。

つづいて、ステップＳ１０３において、出力算出部３１は、必要出力線がリーン燃焼可能領域Ｓ１を通過するか否かを判定する。本実施の形態では、必要出力線Ｌ３、Ｌ４はリーン燃焼可能領域Ｓ１を通過すると判定し（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む。なお、必要出力線がリーン燃焼可能領域Ｓ１を通過しないと判定した場合は（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、後述するステップＳ１１２に進む。

つづいて、ステップＳ１０４において、動作点算出部３２は、出力算出部３１が算出した必要出力を実現するための、エンジン１の複数の動作点を算出する。この複数の動作点は、変速マップに基づき、自動変速機２がとり得る複数の変速比に対応させて算出される。本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、動作点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が算出される。動作点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４はそれぞれ２速、３速、４速、５速のギヤ段に対応している（図３（ｂ）参照）。なお、動作点Ｐ１はストイキ燃焼可能領域Ｓ２でかつストイキＬ／Ｕｏｎ域に在るため、必要出力線Ｌ３上に在る。また、動作点Ｐ２はリーン燃焼可能領域Ｓ１でかつリーンＬ／Ｕｏｎ域に在るため、必要出力線Ｌ３上に在る。一方、動作点Ｐ３はリーン燃焼可能領域Ｓ１でかつリーンＬ／ＵｏｆｆまたはフレックスＬ／Ｕ域に在るため、必要出力線Ｌ４上に在る。また、動作点Ｐ４はストイキ燃焼可能領域Ｓ２でかつストイキＬ／ＵｏｆｆまたはフレックスＬ／Ｕ域に在るため、必要出力線Ｌ４上に在る。各動作点のロックアップの状態は図３（ｂ）に示す通りである。このように、動作点算出部３２は、ロックアップクラッチ４ａの係合状態に基づいて動作点を算出する。

つづいて、ステップＳ１０５において、決定部３３は、動作点算出部３２が算出した動作点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のそれぞれにおけるエンジン１の燃料消費量を算出する。ここで、燃料消費量は、車両制御装置３のメモリに記憶された燃費マップを用いて算出する。この燃費マップは、リーン燃焼可能領域Ｓ１においては、リーン燃焼状態及びストイキ燃焼状態での燃料消費量を示す情報を含み、ストイキ燃焼可能領域Ｓ２においては、ストイキ燃焼状態での燃料消費量を示す情報を含むものである。また、本ステップＳ１０５および以降のステップにおいて算出される燃料消費量は、ロックアップクラッチ４ａの状態も加味した、車両１００のパワートレイン全体の動作状態を考慮した燃料消費量である。

本実施の形態では、ステップＳ１０５において、リーン燃焼可能領域Ｓ１に在る動作点（動作点Ｐ２、Ｐ３）に対しては、リーン燃焼状態における燃料消費量を算出し、ストイキ燃焼可能領域Ｓ２に在る動作点（動作点Ｐ１、Ｐ４）に対しては、ストイキ燃焼状態における燃料消費量を算出する（図３（ｂ）参照）。

つづいて、ステップＳ１０６において、決定部３３は、算出した燃料消費量が最小となる動作点（動作点Ｘとする）を決定する。本実施の形態では、動作点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の燃料消費量はそれぞれＤ［ｇ／ｓ］、Ａ［ｇ／ｓ］、Ｂ［ｇ／ｓ］、Ｃ［ｇ／ｓ］であり（図３（ｂ）参照）、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄが成り立つ。従って、動作点Ｐ２が動作点Ｘとして決定される。

つづいて、ステップＳ１０７において、動作点算出部３２は、リーン燃焼状態における燃費消費量を算出した動作点（第１動作点に相当）に対応させて、ストイキ燃焼状態における動作点（第２動作点に相当）を算出し、決定部３３は、該動作点においてストイキ燃焼状態における燃料消費量を算出する。

具体的には、動作点算出部３２は、リーン燃焼状態における燃費消費量を算出した動作点である動作点Ｐ２、Ｐ３に対して、これに対応した、ストイキ燃焼状態における動作点Ｐ２ａ、Ｐ３ａを算出する。

ここで、動作点Ｐ２ａは、動作点Ｐ２とは、変速比（３速のギヤ段）及び必要出力が同じである動作点であるが、ストイキ燃焼状態における動作点である。動作点Ｐ２はストイキＬ／Ｕｏｎ域に在るため、動作点Ｐ２ａも必要出力線Ｌ３上に在ることとなり、動作点Ｐ２と動作点Ｐ２ａとは同じ位置となる。ただし、動作点Ｐ２と動作点Ｐ２ａとでは燃焼状態が異なるため、燃料消費量も異なる値となる。

一方、動作点Ｐ３ａは、動作点Ｐ３とは、変速比（４速のギヤ段）及び必要出力が同じである動作点であるが、ストイキ燃焼状態における動作点である。動作点Ｐ３はリーンＬ／ＵｏｆｆまたはフレックスＬ／Ｕ域に在るが、ストイキＬ／Ｕｏｎ域に在るため、動作点Ｐ３ａはロックアップオン状態に対応する必要出力線Ｌ３上に在ることとなり、動作点Ｐ３と動作点Ｐ３ａとは異なる位置となる。

つづいて、ステップＳ１０８において、決定部３３は、ステップＳ１０７で算出した燃料消費量が最小となる動作点（動作点Ｙとする）を決定する。本実施の形態では、動作点Ｐ２ａ、Ｐ３ａの燃料消費量はそれぞれａ´［ｇ／ｓ］、ｂ´［ｇ／ｓ］であり（図３（ｂ）参照）、ｂ´＜ａ´が成り立つ。従って、動作点Ｐ３ａが動作点Ｙとして決定される。

つづいて、ステップＳ１０９において、決定部３３は、動作点Ｙでの燃料消費量が動作点Ｘでの燃料消費量よりも小さいか否かを判定する。本実施の形態では、ｂ´＜Ａであるため、動作点Ｙでの燃料消費量が動作点Ｘでの燃料消費量よりも小さいと判定し（ステップＳ１０９、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、制御部３４は、決定部３３で決定された動作点Ｙ（動作点Ｐ３ａ）に対応するストイキ燃焼状態及び４速のギヤ段となるようにエンジン１及び自動変速機２を制御し、さらにＬＵ制御部３５はロックアップクラッチ４ａをロックアップオン状態に制御し、処理を終了してリターンする。これにより、エンジン１の必要出力を確保しつつ、より燃費の良い燃焼状態で車両１００を走行させることができる。

一方、動作点Ｙでの燃料消費量が動作点Ｘでの燃料消費量よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、制御部３４は、決定部３３で決定された動作点Ｘ（動作点Ｐ２）に対応するリーン燃焼状態及び３速のギヤ段となるようにエンジン１及び自動変速機２を制御し、さらにＬＵ制御部３５はロックアップクラッチ４ａをロックアップオン状態に制御し、処理を終了してリターンする。この場合も、エンジン１の必要出力を確保しつつ、より燃費の良い燃焼状態で車両１００を走行させることができる。

なお、ステップＳ１０３において、出力算出部３１が、必要出力線がリーン燃焼可能領域Ｓ１を通過しないと判定した場合は（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、上述したようにステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２において、動作点算出部３２は、出力算出部３１が算出した必要出力を実現するための、エンジン１の複数の動作点を算出する。さらに、決定部３３は、動作点算出部３２が算出した動作点のそれぞれにおけるエンジン１の燃料消費量を算出する。ここで、動作点はいずれもストイキ燃焼可能領域Ｓ２に在るので、ストイキ燃焼状態での燃料消費量を算出する。

つづいて、ステップＳ１１３において、決定部３３は、算出した燃料消費量が最小となる動作点（動作点Ｚとする）を決定する。つづいて、ステップＳ１１４において、制御部３４は、決定部３３で決定された動作点Ｚに対応するストイキ燃焼状態及びギヤ段となるようにエンジン１及び自動変速機２を制御し、さらにＬＵ制御部３５はロックアップクラッチ４ａをその動作点に応じた状態に制御し、処理を終了してリターンする。この場合も、エンジン１の必要出力を確保しつつ、より燃費の良い燃焼状態で車両１００を走行させることができる。

ところで、上記実施の形態では、ステップＳ１０７において、動作点算出部３２は、リーン燃焼状態における燃費消費量を算出した動作点である動作点Ｐ２、Ｐ３に対して、これに対応した、ストイキ燃焼状態における動作点Ｐ２ａ、Ｐ３ａを算出している。しかしながら、動作点Ｐ２と動作点Ｐ２ａとは同じ位置となるため、一般的にはリーン燃焼状態での動作点Ｐ２における燃料消費量の方が、ストイキ燃焼状態における動作点Ｐ２ａにおける燃料消費量よりも小さいことが予想される。一方、動作点Ｐ３と動作点Ｐ３ａとは異なる位置となる。このように動作点の位置が異なる場合には、どちらの動作点の方が燃料消費量が小さいかは必ずしも予測が容易ではないので、燃料消費量を算出して比較することがより重要である。

そこで、動作点算出部３２は、リーン燃焼可能領域Ｓ１であって、かつリーン燃焼状態ではロックアップクラッチ４ａを完全係合状態とできない領域（図３（ａ）で線Ｌ２より左側の領域）と、ストイキ燃焼状態ではロックアップクラッチ４ａを完全係合状態とできる領域（図３（ａ）で線Ｌ１より右側の領域）とが重なる運転領域（線Ｌ１と線Ｌ２に挟まれた領域）に在る第１動作点（動作点Ｐ３）に対してのみ、第２動作点（動作点Ｐ３ａ）を算出するようにしてもよい。これにより、リーン燃焼可能領域Ｓ１であって線Ｌ１と線Ｌ２に挟まれた領域における第１動作点に対してのみ第２動作点を算出すればよいので、動作点算出部３２の動作点算出のための演算負荷が軽減する。

以上説明したように、本実施の形態に係る車両制御装置３によれば、必要なエンジン出力を確保しつつ、より燃費の良い燃焼状態で車両１００を走行させることができる。

なお、上記実施の形態では、自動変速機２は有段式のものであるが、本発明はこれに限られず、自動変速機２は公知のベルト式等の無段式のものでもよい。この場合、有段式のものとは異なり、変速比を任意に設定できる。この場合、エンジン１の動作点を算出する際には、例えば予め所定の変速比を複数選定しておき、これらの変速比に対応させて動作点を算出すればよい。また、自動変速機２が無段式の場合、算出すべき動作点が多くなる場合があるが、上述したようにリーン燃焼可能領域Ｓ１であって線Ｌ１と線Ｌ２に挟まれた領域における第１動作点に対してのみ第２動作点を算出するようにすれば、動作点算出部３２の動作点算出のための演算負荷が軽減する。

また、上記実施の形態では、リーン燃焼状態とストイキ燃焼状態とでロックアップオン領域の広さが異なることにより、リーン燃焼状態でのエンジンの運転が、ストイキ状態でのエンジンの運転よりも燃費が良くならない場合が生じている。しかし、本発明はこれに限らず、例えばトルクコンバータにおける損失等、車両のパワートレイン全体の状態や構成を考慮した上で、同じ必要出力を実現する際にリーン燃焼状態とストイキ燃焼状態とでは同一変速比としても動作点が異なる等の事態が発生し、リーン燃焼状態での運転がストイキ状態での運転よりも燃費が良くならないような場合にもその効果を発揮する。

また、上記実施の形態では、第１燃焼状態をリーン燃焼状態とし、第１燃焼状態よりも空燃比が低い第２燃焼状態をストイキ燃焼状態として、リーン燃焼状態及びストイキ燃焼状態の中から、より適切な燃焼状態の選択を行うことができるようにしている。ただし、燃焼状態はこれらに限られない。たとえば、エンジンが、上記２つの燃焼状態に加え、空燃比がさらに高い超希薄燃焼状態でも運転可能な場合には、３つの燃焼状態から２つの燃焼状態を選択してそれぞれ第１、第２燃焼状態として、本実施の形態と同様の制御を行っても良い。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ 車両制御装置
４ トルクコンバータ
４ａ ロックアップクラッチ
３１ 出力算出部
３２ 動作点算出部
３３ 決定部
３４ 制御部
３５ ＬＵ制御部
１００ 車両

Claims (1)

1. 少なくとも第１燃焼状態及び前記第１燃焼状態よりも空燃比が低い第２燃焼状態を含む複数の燃焼状態で運転可能なエンジンと、
   前記エンジンの回転速度を変速して駆動輪に伝達する自動変速機と、
   前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられた、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
   を備える車両に搭載される車両制御装置であって、
   運転者の操作及び前記ロックアップクラッチの係合状態に基づいて前記エンジンの必要出力を算出する出力算出手段と、
   前記自動変速機がとり得る複数の変速比に対応させて、前記必要出力を実現するための、前記エンジンの複数の動作点を前記ロックアップクラッチの係合状態に基づいて算出する動作点算出手段と、
   前記複数の動作点のそれぞれにおける前記エンジンの燃料消費量を算出して比較し、該算出した燃料消費量が最小となる動作点を決定する決定手段と、
   前記決定された動作点に対応する燃焼状態及び変速比となるように前記エンジン及び前記自動変速機を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記動作点算出手段は、前記エンジンが前記第１燃焼状態で運転可能な運転領域であって、かつ前記第１燃焼状態では前記ロックアップクラッチを完全係合状態とできない領域と前記第２燃焼状態では前記ロックアップクラッチを完全係合状態とできる領域とが重なる運転領域に在る動作点である第１動作点のみに対応させて、該第１動作点と同じ変速比でありかつ前記エンジンの前記第２燃焼状態での動作点である第２動作点を算出し、
   前記決定手段は、前記第１動作点において前記第１燃焼状態で運転した場合の燃料消費量及び前記第２動作点において前記第２燃焼状態で運転した場合の燃料消費量を算出し、前記燃料消費量の比較及び前記動作点の決定を行う
   ことを特徴とする車両制御装置。

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