JPH05157175A - 車両用変速機の変速時期指令装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気浄化性能および燃費を向上させる。 【構成】 触媒劣化度検出手段６で検出された劣化度に
応じて目標温度設定手段８によって目標触媒温度を設定
し、これと触媒温度検出手段７で検出した実触媒温度と
を比較手段９で比較し、実触媒温度が低いほど高速側で
シフトアップするよう設定値を定めて設定値出力手段２
から出力する。その結果、変速判断手段３はエンジン回
転数が高くなった時点でシフトアップを指示するための
信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は変速を行うべきことを
指示するための装置に関し、特に排気浄化触媒を搭載し
た車両においてその触媒の状態をもデータとして読み込
んで変速指令を行う装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば手動変速機を搭載した車両におい
て、燃費を改善するために、変速を行う時期を判断して
ドライバーに変速を行うべきことを知らせる装置が知ら
れている。これは、車速などの走行状態に基づいて変速
を行うべきことを判断し、あるいはエンジン回転数、実
車速、現在の変速段等に基づいて設定すべき変速段を判
断してランプ等によりドライバーに変速すべきことを知
らせるよう構成されている。

【０００３】しかしながらエンジンの出力特性は暖機中
と暖機後とでは異なり、また排気浄化触媒の活性の度合
いもその劣化状態や温度によって異なるから、これらの
条件をも見込んだ変速時期の指示制御を行う必要があ
る。そこで例えば、特開昭６２−２１６８４１号公報に
は、車両用自動変速機の変速制御装置であって、排気浄
化装置の劣化状態を検出するとともに、その排気浄化装
置の劣化時には平均的エンジン回転数が高くなる方向に
変速タイミングあるいは変速比を変更するようにした装
置が記載されている。この装置においては、例えば車両
の総走行距離が予め定めた距離以上となっていることに
より排気浄化装置の劣化を判断し、かつ排気浄化装置の
温度が所定温度より低い場合に、変速線を高速側にずら
した劣化用変速パターンマップに基づいて自動変速機の
変速を実行することとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車両に搭載される排気
浄化触媒は、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、
窒素酸化物（ＮＯx ）を同時に低減できる三元触媒が一
般的であるが、その劣化の度合いは使用時間と共に進行
し、また触媒が効果的に作用する活性温度は劣化度に応
じて高くなる。図９は三元触媒の劣化度が小程度、中程
度、大程度の各々の場合についてＨＣ、ＣＯ、ＮＯx の
浄化率と触媒入口での排気温度との関係を示す線図であ
り、また図１０は総合的な浄化率と触媒温度との関係を
示す線図であって、これらの図から明らかなように触媒
の劣化度が大きいほど触媒温度を高くする必要がある。

【０００５】しかるに上述した従来の装置では、触媒が
劣化している場合、触媒の実際温度が、劣化した状態で
の最適温度に達するまでの間、高速側でシフトアップす
る変速パターンに変えて排気温度を高くしかつ触媒温度
を早期に高くするようにしているが、触媒の実際温度と
目標温度との差の大小に拘らずに変速パターンを選択し
ているから、触媒の劣化が進んでいるときには、排気温
度が相対的に低く、あるいは触媒温度の上昇が相対的に
遅くなって浄化率が過渡的に不充分になったり、また反
対に触媒の劣化が小程度であれば、エンジンの回転数を
上げ過ぎて燃費が悪化するおそれが多分にあった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、触媒による浄化性能および燃費を向上させる
ことのできる変速時期指令装置を提供することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、図１に示す手段を備えていることを
特徴とするものである。すなわちエンジン１における１
回転当りの吸入空気量（Ｑ／Ｎ）やスロットル開度など
のエンジン負荷、エンジン回転数Ｎe 、車速あるいは車
速に置換可能な回転数などのデータと、設定値出力手段
２から入力される設定値とを比較する変速判断手段３を
備えている。ここで設定値はエンジン回転数とエンジン
負荷、あるいは車速とエンジン負荷などによって変速領
域や設定すべき変速段を定めたもの、例えばマップであ
って、入力されたデータによって示される走行状態が変
速領域あるいは他の変速段の領域に入っていれば、出力
手段４が信号を出力するようになっている。この出力手
段４からの出力信号によりランプを点灯し、あるいはブ
ザーを鳴らしてドライバーに変速すべきことを知らせ、
もしくはその出力信号が自動変速機の変速指令信号とな
るようになっている。また排気浄化触媒５の劣化の度合
いを検出する触媒劣化度検出手段６と触媒５の温度を検
出する触媒温度検出手段７とが設けられている。触媒の
劣化度が検出されると、それに応じた目標触媒温度が目
標温度設定手段８によって設定され、その目標触媒温度
と触媒温度検出手段７によって検出された実触媒温度と
が比較手段９によって比較されるようになっている。そ
の比較結果に応じて前記設定値出力手段２に信号が出力
され、実触媒温度が目標触媒温度より低いほど、設定値
を高速側にするようになっており、すなわち高速側で変
速を実行する値に設定値を定めるようになっている。

【０００８】

【作用】この発明の装置では、走行状態を示すデータと
予め定めた設定値とを比較して変速すべきことが判断さ
れるが、その設定値は触媒５の劣化の度合いと触媒５の
実際の温度とで変えられる。すなわち触媒劣化度検出手
段６が触媒５の劣化度を検出すると、それに応じた目標
触媒温度が目標温度設定手段８によって設定される。一
方、触媒５の実際の温度は触媒温度検出手段７によって
検出されており、この実触媒温度と目標触媒温度とが比
較手段９によって比較され、実触媒温度が目標触媒温度
より低いほど、設定値が高速側の値に変えられる。その
結果、触媒の劣化が進行しており、またその温度が低い
場合には、エンジン回転数が増大した状態でシフトアッ
プの指示が出力されるので、平均的なエンジン回転数は
高回転数となり、そのため排気温度が充分高く、あるい
は触媒温度が浄化度の良い温度まで速やかに上昇し、ま
たその温度で運転が行われるために、排気浄化性能が優
れる。また触媒の劣化度が低い場合や、実触媒温度が目
標触媒温度に近い場合には、エンジンが比較的低速回転
数にあるときにシフトアップを実行することになるの
で、平均的なエンジン回転数が抑制されて燃費が向上す
る。

【０００９】

【実施例】図２はこの発明の一実施例を模式的に示すブ
ロック図であって、エンジン１の排気経路中に設けた排
気浄化触媒５には、その流入ガス中の酸素（Ｏ2 ）濃度
を検出するメインＯ2 センサー１０と、流出ガス中の酸
素濃度を検出するサブＯ2センサー１１と、触媒５の温
度を検出する温度センサー１２とが取付けられており、
これらは、変速時期指令装置１３に接続されている。こ
の変速時期指令装置１３は、中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）１４と記憶素子（ＲＯＭ，ＲＡＭ）１５と入出力イ
ンターフェース（Ｉ／Ｏ）１６とを主体とするものであ
って、これには、エンジン回転数Ｎe 、エアフローメー
ター等による吸入空気量Ｑ、スロットルセンサー等によ
るスロットル開度θ、エンジン水温Ｔw 、車速Ｖ、変速
段、その他の信号が入力されており、また記憶素子１６
は、吸入空気量とエンジン回転数とをパラメーターとし
てシフトアップ領域を定めたシフトマップなどの変速の
判断基準となるデータを記憶している。そして中央演算
処理装置１４は、入力された各信号処理のほかに、触媒
５の劣化度や触媒５の目標温度の算出、入力された信号
と記憶素子１５に記憶させてあるデータとの比較に基づ
いた変速のための信号およびその他の信号の出力を行う
ようになっている。詳細は以下の作用の説明で述べると
おりである。

【００１０】図３は上記の装置による制御ルーチンを説
明するためのフローチャートである。ここに示す制御は
手動変速機を対象とするものであって、先ずステップ1
では触媒温度ｔ、エンジン回転数Ｎe 、吸入空気量Ｑな
どのデータの読み込みを行い、ついでステップ2 では触
媒５の劣化度の判定を行う条件が成立しているか否かの
判断を行い、その判断結果が“イエス”であれば、触媒
５の劣化度の判定を行う。

【００１１】触媒５の劣化度は、三元触媒を使用してい
る場合、つぎのようにして行われる。三元触媒は、空燃
比がリーンのときには酸素を蓄積し、空燃比がリッチに
なったときにＣＯやＨＣを取込んでリーンのときに蓄積
された酸素を消費するというＯ2 ストレージ効果を有し
ており、そのＯ2 ストレージ効果は、劣化度が低いほど
優れ、劣化が進むに従って酸素の蓄積が少なくなること
が知られている。そこで図２に示す装置では、サブＯ2
センサー１１の出力状態がメインＯ2 センサー１０の出
力状態とは異なった状態から同じ状態になるまでの時間
（反転時間）Ｔによって、触媒５の劣化を判断する。す
なわち触媒５内の酸素を消費する時間あるいは酸素を蓄
積するまでの時間は、劣化が少ないほど長くなるから、
この反転時間Ｔによって触媒５の劣化度を判定すること
ができる。図３に示す制御ルーンでは、ステップ3 にお
いて上記のサブＯ2 センサー１１の反転時間Ｔを測定
し、これにつづくステップ4 では、測定した時間Ｔが触
媒劣化判定定数Ｃより短いか否かを判断する。その判断
結果が“イエス”の場合には、触媒劣化表示ランプの点
灯制御（ステップ5 ）を行った後、ステップ6 に進む。
またステップ4 の判断結果が“ノー”の場合には直ちに
ステップ6 に進む。

【００１２】ステップ6 では触媒の劣化度に応じてその
目標温度ｔ1 を算出する。前掲の図９および図１０を参
照して説明したように、所定の浄化率を得るには触媒温
度を一定温度以上にする必要があり、しかもその温度は
触媒５の劣化が進行するに従って高くなるから、目標触
媒温度ｔ1 は、触媒５の劣化度が大きいほど、すなわち
前記サブＯ2 センサー１１の反転時間Ｔが短いほど高い
温度に設定する。その関係を図で示せば図４のとおりで
ある。

【００１３】目標触媒温度ｔ1 を算出した後、ステップ
7 ではその目標触媒温度ｔ1 と検出した実触媒温度ｔと
の差（ｔ1 −ｔ）が、予め定めた触媒温度判定値ａより
大きいか否かの判断を行う。その判断結果が“イエス”
であれば、ステップ8 に進んで前記の温度差（ｔ1 −
ｔ）が第２の触媒温度判定値ｂ（＞ａ）より大きいか否
かの判断を行う。その判断結果が“イエス”であれば、
実触媒温度ｔが目標触媒温度ｔ1 よりかなり低温である
ことになるから、ステップ9 に進んで図５に示すシフト
パターンのうちＡのシフトパターンを選択する。なお、
ここに示すシフトパターンは、横軸にエンジン回転数Ｎ
e をとり、縦軸にエンジンの１回転当りの吸入空気量
（Ｑ／Ｎ）をとり、これらをパラメータとしてシフトア
ップ領域を定めたものであり、シフトパターンＡはエン
ジン回転数Ｎe の高回転域にシフトアップ領域を設定し
たものである。

【００１４】一方、前記温度差（ｔ1 −ｔ）が二つの触
媒温度判定値ａ，ｂの間にあるとき、すなわちステップ
8 の判断結果が“ノー”の場合には、ステップ10に進ん
で、中回転域以上にシフトアップ領域を設定したシフト
パターンＢを選択する。

【００１５】さらに前記温度差（ｔ1 −ｔ）が第１の触
媒温度判定値ａ以下の場合、すなわちステップ7 の判断
結果が“ノー”の場合には、ステップ11に進んで、低回
転域以上にシフトアップ領域を設定したシフトパターン
Ｃを選択する。

【００１６】そしてステップ12では、実際のエンジン回
転数Ｎe および吸入空気量（Ｑ／Ｎ）で定まる走行状態
が、選択されたシフトパターンにおけるシフトアップ領
域に入っているか否かを判断し、その判断結果が“イエ
ス”の場合にはシフトアップ指示ランプを点灯し（ステ
ップ13）、また“ノー”の場合はシフトアップ指示ラン
プを消灯する（ステップ14）。

【００１７】すなわち上記の制御においては、触媒５の
劣化が進行していると目標触媒温度ｔ1 が高い温度に設
定されるので、シフトパターンＡに従い高回転域でシフ
トアップが行われ、触媒温度を上昇させる暖機性能が向
上し、また触媒温度を高く維持することになる。したが
って触媒５が劣化していても必要な活性度は補償される
ので、排気の浄化性能は良好になる。また触媒５の劣化
が進行していないときには、あるいは劣化が中程度であ
れば、シフトパターンＢやシフトパターンＣに従ってシ
フトアップが行われるために、所謂低速シフトとなって
燃費が良好になる。なおその場合も排気浄化性能に優れ
ることは勿論である。

【００１８】なお、前述したステップ2 の判断結果が
“ノー”の場合、すなわち触媒劣化の判定を行う条件が
成立していない場合、直ちにステップ12に進み、既に選
択されているシフトパターンに従って走行状態がシフト
アップ領域にあるか否かの判断を行い、その判断結果に
従って上述したステップ13やステップ14の制御を行う。

【００１９】ところで上述した実施例では温度センサー
１２によって触媒の温度を検出するよう構成したが、こ
の発明では、これに替えて、エンジンの駆動状態から触
媒温度を検出するよう構成してもよい。図６および図７
はその例を示すフローチャートであって、ここに示す例
はエンジン負荷積算値の判定基準であるしきい値を触媒
の劣化の度合いに応じて変えるものである。なお、図６
および図７で丸で囲んで数字は、その数字を付した線が
つながっていることを示す。

【００２０】すなわちステップ100 ではＳＤＰ（車速）
やＮe （エンジン回転数）、Ｑ（吸気量）などのデータ
を読み込み、ついでステップ101 の触媒劣化判定条件の
成立の判断およびステップ102 のサブＯ2 センサーの反
転時間（Ｔ）の測定、ステップ103 でのその時間Ｔと基
準値αとの比較ならびにステップ104 での触媒劣化表示
ランプの点灯の各制御は、図３に示す実施例におけるス
テップ３からステップ５と同様に行う。これに続くステ
ップ105 では、触媒の劣化度合いをバックアップＲＡＭ
に格納し、ついでステップ106 ないしステップ110 にお
いて触媒の劣化度合いに基づいたしきい値Ａの設定を行
う。すなわちステップ106 において、格納された触媒の
劣化度合いが大きいと判断された場合には、ステップ10
8 でしきい値Ａとして“ｌ”の値を採用する。またステ
ップ107 で触媒の劣化度合いが中程度と判断された場合
には、しきい値Ａとして“ｍ”の値（ｌ＞ｍ）を採用
（ステップ109 ）し、さらにステップ107 の判断結果が
“ノー”であって触媒の劣化度合いが小程度であれば、
ステップ110 でしきい値Ａとして“ｎ”の値（ｌ＞ｍ＞
ｎ）を採用する。

【００２１】そしてステップ111 では、積算ＧＡ（エン
ジン吸入空気量）もしくはＴＡＵ（一行程当りの燃料噴
射量）がしきい値Ａより大きいか否かを判断する。その
判断結果が“イエス”であれば、アップシフトの指示を
低速側で行うようにするために、例えば図５に示すシフ
トパターンＣを選択（ステップ112 ）する。また反対に
ステップ111 の判断結果が“ノー”であれば、アップシ
フトの指示を高速側で行うようにするために、ステップ
113に進んで、例えば図５に示すシフトパターンＡを選
択する。

【００２２】すなわち図８に示すように、ＧＡもしくは
ＴＡＵの積算値と触媒からの排出ガス温度とはほぼ比例
しているから、シフトパターンの選択のためのしきい値
Ａとして、上述のように触媒の劣化が進んでいるほど大
きい値を選択し、かつＧＡもしくはＴＡＵの積算値がそ
のしきい値Ａを越えるまでシフトアップの指示を高速側
にすることは、触媒温度を間接的に検出し、かつ目標温
度との偏差に基づいてシフトアップ指示点を変えること
になる。

【００２３】上述したステップ113 に続くステップ114
ないしステップ116 では、図３に示す実施例と同様に、
選択したシフトパターンに基づいてシフトアップが判断
されれば（ステップ114 で“イエス”）、シフトアップ
指示ランプを点灯（ステップ115 ）し、そうでなければ
シフトアップ指示ランプを消灯（ステップ116 ）する。

【００２４】なお、上述した各実施例は手動変速機を対
象としたものであるが、この発明は自動変速機を対象と
して実施することもできるのであって、その場合には、
例えば図３におけるステップ9,10,11 において、変速線
を高速域、中速域、低速域にそれぞれ設定した変速線図
を適宜に選択し、またステップ13でシフトアップ指示ラ
ンプの点灯信号に変えて変速信号を出力するようにし、
または図７におけるステップ112 ，113 において、変速
線を高速域、低速域にそれぞれ設定した変速線図を適宜
に選択し、またステップ115 でシフトアップ指示ランプ
の点灯信号に変えて変速信号を出力するようにすればよ
い。

【００２５】またシフトパターンは三種類に限らず、そ
れ以上用意してもよく、要は複数用意してそのうちのい
ずれかを選択するようにしてあればよい。

【００２６】そしてこの発明は、触媒の劣化が進行しか
つ目標触媒温度と実触媒温度との差が大きいほど変速点
を高速側に変える構成であればよいのであって、そのた
めの具体的な手段は上記の実施例で示したものに限定さ
れるものではない。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の装置によれば、触媒の劣化度のみならず、触媒の劣化
度に応じた目標触媒温度と実触媒温度との比較結果に基
づき、実触媒温度が目標触媒温度より低いほど高速側で
シフトアップするように構成したので、触媒の劣化度の
みに応じてシフトアップ点を高速側に変えるのとは異な
り、排気の浄化性能がより向上し、また燃費を更に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を原理的に示すブロック図であ
る。

【図２】この発明の一実施例を模式的に示すブロック図
である。

【図３】この発明の装置による制御ルーチンを説明する
ためのフローチャートである。

【図４】触媒の劣化度と目標触媒温度との関係を示す線
図である。

【図５】実触媒温度と目標触媒温度との差に応じて選択
されるシフトパターンを示す図である。

【図６】この発明の他の実施例における制御ルーチンを
説明するためのフローチャートの一部を示す図である。

【図７】この発明の他の実施例における制御ルーチンを
説明するためのフローチャートの他の部分を示す図であ
る。

【図８】ＧＡもしくはＴＡＵの積算値と触媒からの排出
ガス温度との関係を示す線図である。

【図９】触媒の劣化度とＨＣ，ＣＯ，ＮＯx の浄化率と
の関係を示す線図である。

【図１０】触媒の劣化度と排気の総浄化率との関係を示
す線図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 設定値出力手段 ３ 変速判断手段 ５ 排気浄化触媒 ６ 触媒劣化度検出手段 ７ 温度検出手段 ８ 目標温度設定手段 ９ 比較手段 １３ 変速時期指令装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気浄化触媒を搭載した車両におけるエ
   ンジン負荷と車速もしくは車速に置換できる回転数との
   少なくとも二つの入力データおよび予め定めた設定値に
   基づいて変速を実行すべきことを判断しかつ信号を出力
   する車両用変速機の変速時期指令装置において、 前記触媒の劣化度を検出する触媒劣化度検出手段と、前
   記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、触媒の劣
   化度から目標触媒温度を設定する目標温度設定手段と、
   前記触媒温度検出手段で検出した実触媒温度と前記目標
   温度設定手段によって設定した目標触媒温度とを比較す
   る比較手段と、実触媒温度が目標触媒温度より低いほど
   高速側で変速を実行する値に前記設定値を設定して出力
   する設定値出力手段とを備えていることを特徴とする車
   両用変速機の変速時期指令装置。