JPH06249014A - 車両の制御装置 - Google Patents

車両の制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】自動無段変速機と組み合わされる機関における
目標空燃比の切り換え時に車両の駆動トルクが急変する
ことを回避する。 【構成】機関吸入混合気の空燃比が、理論空燃比付近の
出力空燃比と、該出力空燃比よりも希薄なリーン空燃比
との間で切り換えられたか否かを判別する（Ｓ１）。そ
して、空燃比の切り換え時であるときには、機関運転条
件に基づいて変速比の制御特性を設定する（Ｓ２）。次
いで、前記設定された制御特性に応じて、空燃比の切り
換えによる機関出力トルクの変化を補う方向に無段変速
機の変速比を制御する（Ｓ３）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両の制御装置に関し、
詳しくは、機関の吸入混合気が出力空燃比と該出力空燃
比よりも希薄なリーン空燃比とに切り換えられるものに
おいて、前記空燃比切り換えに伴うショックの発生を回
避する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費の向上を目的として、理論空
燃比（14.7）よりも極めて高いリーン空燃比（例えば20
〜25）で燃焼を行わせるようにしたリーン燃焼機関が提
案されている。かかるリーン燃焼機関では、例えば低回
転・低負荷時で運転しているときには、前記リーン空燃
比で燃焼させることで燃費の向上を図り、高回転・高負
荷時又は加速時にはトルク性能を重視して理論空燃比若
しくは理論空燃比よりもややリッチ側の空燃比（以下、
理論空燃比を含めて出力空燃比という。）で燃焼させる
ことで、燃費の向上と出力トルクの確保とを両立させて
いる（特開平１−１８７３３８号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なリーン燃焼機関においては、リーン空燃比と出力空燃
比との間における空燃比の切り換えを急激に行わせる
と、機関出力トルクが急変することで車両の乗員にショ
ックを与える惧れがある。かかる空燃比切り換えに伴う
ショックを回避するためには、出力空燃比とリーン空燃
比との間における空燃比の切り換えを徐々に行わせる構
成とすれば良いが、リーン空燃比と出力空燃比との間の
空燃比で排気中のＮＯｘ濃度がピークとなるため（図５
参照）、空燃比の切り換えをゆっくり行わせると、切り
換え途中で多量のＮＯｘが排出されてしまう惧れがあ
る。
【０００４】このため、従来では、空燃比切り換え時に
おけるＮＯｘ排出量を抑制しつつ、駆動力の急変による
ショックの発生を回避することは困難であり、両方の特
性を充分に満足し得るレベルに制御することができなか
った。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、
特に、自動無段変速機と組み合わされる機関において、
ＮＯｘ排出量の低減に充分な速度で空燃比の切り換えを
行わせつつ、ショックの発生を回避できる制御装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
車両の制御装置は、内燃機関と自動無段変速機とが組み
合わされる車両の制御装置であって、図１に示すように
構成される。図１において、空燃比切り換え手段は、機
関の吸入混合気の空燃比を機関運転条件に応じて出力空
燃比と該出力空燃比よりも希薄なリーン空燃比とに切り
換える手段であり、出力段差補正手段は、該空燃比切り
換え手段による空燃比の切り換え時に、該空燃比切り換
えに伴う機関出力トルクの変化を補う方向に前記自動無
段変速機における変速比を制御する。
【０００６】
【作用】かかる構成によると、リーン空燃比と出力空燃
比との間で空燃比切り換えが行われ、該空燃比切り換え
に伴って機関出力トルクに変化が生じるときに、自動無
段変速機の変速比が、前記機関出力トルクの変化を補う
方向に制御される。例えば出力空燃比からリーン空燃比
への切り換えが行われると、機関出力トルクとしては低
下することになるが、このときに変速比を大きくするこ
とで、車両駆動トルクの減少を抑止することが可能とな
り、空燃比切り換え速度の確保と車両の安定性の維持と
を両立できる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
のシステム構成を示す図２において、内燃機関１は、図
示しない車両に搭載されるものであり、この内燃機関１
には自動無段変速機２が組み合わされている。
【０００８】前記自動無段変速機２は、スチールベルト
とプーリーとの組み合わせによる無段変速機構と電磁ク
ラッチとから構成される機械式のもので、前記プーリー
の溝幅を油圧によって変化させることでローからオーバ
ードライブまで無段階に変速比が変化する構成の一般に
ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission) と呼ば
れている公知の無段変速機である。尚、前記機械式のも
のの他、流体式の無段変速機構を用いるものであっても
良い。
【０００９】一方、前記内燃機関１には、電子制御燃料
噴射装置が設けられている。この電子制御燃料噴射装置
は、マイクロコンピュータを内蔵した機関制御用コント
ロールユニット３によって図示しない燃料噴射弁に対し
て空燃比制御信号を出力することで、所定空燃比の混合
気を形成させるものである。前記機関制御用コントロー
ルユニット３には、前記空燃比制御信号の出力のため
に、各種センサからの検出信号が入力される。前記各種
センサとしては、機関１の吸入空気量Ｑａを検出するエ
アフローメータ４，排気中の酸素濃度を検出する酸素セ
ンサ５，所定クランク角度毎に検出パルス信号を出力す
るクランク角センサ６、図示しないアクセルペダルに連
動して開閉するスロットル弁７の開度ＴＶＯを検出する
ポテンショメータ式のスロットルセンサ８等が設けられ
ている。
【００１０】そして、前記クランク角センサ６からの検
出信号に基づいて算出される機関回転数Ｎｅと前記吸入
空気量Ｑａとに基づいて、目標空燃比相当の基本燃料噴
射量Ｔｐを演算し、更に、この基本燃料噴射量Ｔｐに対
して、前記酸素センサ５の検出結果に基づく空燃比補正
や、冷却水温度に応じた増量補正などを施して最終的な
燃料噴射量Ｔｉを演算し、この燃料噴射量Ｔｉに相当す
るパルス幅の駆動パルス信号を機関回転に同期した所定
タイミングで燃料噴射弁に出力して、前記目標空燃比の
形成に必要な燃料を噴射供給させる。
【００１１】ここで、前記機関制御用コントロールユニ
ット３は、機関の運転条件に応じて機関吸入混合気の目
標空燃比を、理論空燃比付近の出力空燃比と、該出力空
燃比よりも大幅に希薄なリーン空燃比（例えば空燃比20
〜25程度）とに切り換える空燃比切り換え手段としての
機能を有している。即ち、クランク角センサ６からの検
出信号に基づいて算出される機関回転速度Ｎｅと、エア
フローメータ４で検出される吸入空気量Ｑａと前記回転
速度Ｎｅとに基づいて算出される機関負荷とをパラメー
タとして、高回転・高負荷側を出力空燃比域とし、低回
転・低負荷側をリーン空燃比域とする目標空燃比マップ
を備えており、該マップに応じてリーン空燃比と出力空
燃比とが選択的に目標空燃比として設定されるようにな
っている。
【００１２】尚、前記回転速度Ｎｅと機関負荷の情報の
他に、機関１の加速時に出力空燃比とする制御機能をも
つ構成であっても良く、出力空燃比とリーン空燃比との
切り換え条件を上記のものに限定するものではない。一
方、前記自動無段変速機２を制御するために、前記機関
制御用コントロールユニット３とは別に、マイクロコン
ピュータを内蔵したＣＶＴ用コントロールユニット９が
設けられている。
【００１３】前記ＣＶＴ用コントロールユニット９は、
前記機関制御用コントロールユニット３と通信可能に接
続されている一方、前記クランク角センサ６，スロット
ルセンサ８の検出信号が入力されると共に、ＣＶＴセレ
クトレバー10のセレクトレンジ位置を検出するレンジス
イッチ11からのセレクト信号、自動無段変速機２の出力
軸から回転信号を取り出す車速センサ12からの車速検出
信号等が入力されるようになっている。そして、スロッ
トル弁開度ＴＶＯ（アクセル開度），機関回転数，車速
等に基づいて所定の変速比となるように、プライマリ
ー，セカンダリープーリーの作動圧を変化させ、プーリ
ーの溝幅を制御する。
【００１４】ここで、本実施例のＣＶＴ用コントロール
ユニット９は、機関制御用コントロールユニット３から
の空燃比切り換え信号に基づいて、空燃比切り換え時の
駆動トルクの変動を抑止する方向に変速比を制御する機
能を有している。即ち、出力空燃比とリーン空燃比との
間の空燃比で排気中のＮＯｘ濃度がピークとなるので
（図５参照）、前記ＮＯｘ濃度がピークとなる空燃比を
速やかに通過するように切り換え速度を速くすること
が、排気性状の面からは望まれる。しかしながら、切り
換え速度を速くすることは、機関出力トルクの急変を招
くことになり、これが駆動トルクの急変となって車両の
乗員にショックを与えることになる。
【００１５】そこで、機関１の空燃比切り換えに伴う機
関出力トルクの変化を補う方向に変速比を制御すること
で、車両の駆動トルクとしては大きな変動を来さないよ
うにする補償機能をＣＶＴ用コントロールユニット９に
設けてある。かかるＣＶＴ用コントロールユニット９に
よる空燃比切り換え時の変速比制御の様子を、図３のフ
ローチャートに従って説明する。尚、本実施例におい
て、出力段差補正手段としての機能は、前記図３のフロ
ーチャートに示すように、前記ＣＶＴ用コントロールユ
ニット９がソフトウェア的に備えている。
【００１６】図３のフローチャートにおいて、まず、ス
テップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、
機関制御用コントロールユニット３から空燃比切り換え
信号が出力されたか否かを判別する。ここで、空燃比の
切り換え時であることが検知されると、ステップ２へ進
み、変速比の制御特性（変速比の変化量，単位時間当た
りのステップ変化量など）を機関負荷や機関回転数など
の情報に基づいて設定する。
【００１７】そして、次のステップ３では、通常制御に
よって設定されている現状の変速比から、前記切り換え
特性に従って、空燃比の切り換え方向に対応する方向、
換言すれば、空燃比の切り換えによる機関出力トルクの
変化を補って車両駆動トルクの変化を抑止する方向に変
速比を徐々に変化させる制御を行う。例えば空燃比が出
力空燃比からリーン空燃比へ切り換えられた場合には、
機関出力トルクとしては減少方向に変化することになる
から、かかるトルクの減少を補うべく変速比を増大変化
させ、車両の駆動トルクとしては空燃比の切り換えがあ
っても略一定に推移するように補正する（図４参照）。
【００１８】一方、ステップ１で空燃比の切り換え時で
ないと判別された場合には、ステップ４へ進んで、通常
の変速比制御を実行する。かかる構成によると、たとえ
機関１の空燃比切り換えが急激に行われても、かかる空
燃比切り換えによる機関出力トルクの急変が駆動トルク
の急変につながることを回避できるから、運転安定性を
確保しつつ、空燃比切り換え時におけるＮＯｘ排出量の
増大を回避できる。
【００１９】尚、急加速時でリーン空燃比から出力空燃
比への切り換えが行われた場合には、出力応答性が要求
されるので、急加速時には、前記変速比の制御をキャン
セルさせる構成としても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、自
動無段変速機と組み合わされる内燃機関の空燃比が出力
空燃比とリーン空燃比とに切り換えられる構成におい
て、前記空燃比の切り換えが急激に行われて、機関出力
トルクが急変しても、かかる機関出力トルクの変化を補
う方向に無段変速機の変速比を制御するので、空燃比切
り換え速度を高くして排気性状を良好に保ちつつ、空燃
比切り換え時の車両安定性を確保できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例におけるシステム構成を示すシ
ステム概略図。
【図３】同上実施例における変速比制御を示すフローチ
ャート。
【図４】同上実施例における変速比制御の特性を示すタ
イムチャート。
【図５】空燃比とＮＯｘ濃度との関係を示す線図。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ 自動無段変速機 ３ 機関制御用コントロールユニット ４ エアフローメータ ６ クランク角センサ ７ スロットル弁 ８ スロットルセンサ ９ ＣＶＴ用コントロールユニット 12 車速センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関と自動無段変速機とが組み合わさ
    れる車両の制御装置であって、 前記機関の吸入混合気の空燃比を機関運転条件に応じて
    出力空燃比と該出力空燃比よりも希薄なリーン空燃比と
    に切り換える空燃比切り換え手段と、 該空燃比切り換え手段による空燃比の切り換え時に、該
    空燃比切り換えに伴う機関出力トルクの変化を補う方向
    に前記自動無段変速機における変速比を制御する出力段
    差補正手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする車両の制御装置。
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