JPH0814378A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】運転性を確保しつつ最適なリーン化制御を行う
ことができるようにする。 【構成】リーン化制御中であるか否かを判断し（Ｓ
１）、リーン化制御中は、通常運転時の変速制御マップ
に比べて変速点が高速側に設定されたリーン化制御用
の変速制御マップによる変速制御を行うようにすると
共に（Ｓ２）、Ｏ／Ｄ制御やＬ／Ｕ制御を禁止する。こ
れにより、リーン化制御中において、従来のように、運
転性が悪化する領域において、三元触媒10の早期活性化
に最適なリーン空燃比を、運転性を回復させるためにリ
ッチ側に設定する必要がなくなるので、三元触媒10の早
期活性化を十分に促進することができる。即ち、最適な
リーン空燃比でのリーン化制御による触媒活性化促進，
排気有害成分の低減と、リーン化制御中の運転性の確保
と、を両立させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に連結される
自動変速機を備えた車両の制御装置に関し、詳しくは内
燃機関の燃焼用混合気の空燃比を希薄空燃比（リーン空
燃比）に制御する所謂リーン化制御時における車両制御
技術の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関に連結される車両用自
動変速機は、車両の走行状態に応じて予め設定された変
速パターンに基づいて自動的に変速されるようになって
いる。つまり、車速と機関負荷（例えば、スロットル開
度）とに応じた変速段設定用の変速パターン（変速制御
マップ）が制御部の記憶手段に記憶されており、この変
速パターンに従って変速制御を行なうようになってい
る。

【０００３】一方、従来より、内燃機関にあっては、触
媒の早期活性化による無害化（排気有害成分の低減）を
図るべく、始動後所定時間内において、機関吸入混合気
の空燃比をリーン化（希薄空燃比化、吸入空気重量／燃
料重量（Ａ／Ｆ）＝１８程度に設定する。〕する空燃比
制御技術が考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
リーン化制御において、例えば低回転・高負荷領域で運
転されるような場合に、触媒の早期活性化の要求通りの
リーン化を行うと、運転性が悪化することになるため、
従来は、かかる領域では運転性確保を優先すべく、最適
なリーン空燃比よりリッチ側に目標空燃比を設定するよ
うにしていた（図５参照）。

【０００５】このため、従来のものでは、運転領域によ
っては、十分に触媒の早期活性化を図ることができず、
排気有害成分の低減効果が十分でないという問題があっ
た。本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたも
のであり、運転性を確保しつつ最適なリーン化制御を行
うことができる車両の制御装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明は、図１に示すように、内燃機関Ａに連結され
る自動変速機Ｂを備え、当該自動変速機Ｂを予め定めた
変速パターンに従って変速制御すると共に、機関吸入混
合気を希薄空燃比に制御するリーン化制御手段Ｃを備え
た車両の制御装置Ｄにおいて、リーン化制御中は、リー
ン化制御用変速パターンを選択して変速制御するリーン
化制御時変速制御手段Ｅを備えるようにした。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記リーン化制
御時変速パターンが、通常制御時の変速パターンに比べ
高車速側に設定された変速点を含むようにした。請求項
３に記載の発明は、リーン化制御中は、オーバードライ
ブへの変速を禁止するオーバードライブ禁止手段を備え
るようにした。請求項４に記載の発明は、リーン化制御
中は、トルクコンバータのロックアップを禁止するロッ
クアップ禁止手段を備えるようにした。

【０００８】

【作用】上記の構成を備える請求項１に記載の発明は、
リーン化制御中は、通常制御時と異なるリーン化制御用
変速パターンによって変速制御を行うようにする。これ
により、最適なリーン空燃比でのリーン化制御中であっ
ても良好な運転性を確保することができるようになる。
即ち、リーン化制御による触媒活性化促進，排気有害成
分の低減と、リーン化制御中の運転性の確保と、を両立
させることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、前記リーン化
制御時変速パターンが、通常制御時の変速パターンに比
べ高車速側に設定された変速点を含むようにして、リー
ン化すると運転性が低下する領域ではシフトアップし難
いようにして、機関回転速度を増大させて駆動馬力の増
大を図ることで、リーン化制御に伴う機関のトルク低下
を補うようにする。これにより、機関のトルク低下を伴
うリーン化制御中であっても良好な運転性を確保するこ
とができるようになる。即ち、リーン化制御による触媒
活性化促進，排気有害成分の低減と、リーン化制御中の
運転性の確保と、を両立させることができる。

【００１０】請求項３に記載の発明では、リーン化制御
中は、オーバードライブ（Ｏ／Ｄ）への変速を禁止し
て、機関回転速度の低下し過ぎを防止するようにする。
これにより、運転性悪化を抑制することができる。請求
項４に記載の発明では、リーン化制御中は、トルクコン
バータを直結するロックアップ制御を禁止して、機関回
転速度の低下し過ぎを防止するようにする。これによ
り、運転性悪化を抑制することができる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明にかかる一実施例を、添付の図
面に基づいて説明する。本実施例の全体構成を示す図２
においては、車両（図示せず）に搭載される機関１には
エアクリーナ２、吸気管３、吸入空気流量Ｑを検出する
エアフローメータ４、図示しないアクセルペダルと連動
するスロットルバルブ５、及び吸気マニホールド６を介
して空気が吸入される。前記スロットルバルブ５には、
その開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ５ａが設け
られている。また、前記スロットルバルブ５下流のマニ
ホールド部分６には気筒毎に燃料を噴射供給する電磁式
の燃料噴射弁７が設けられる。

【００１２】この燃料噴射弁７は、後述するコントロー
ルユニット50からの噴射パルス信号によって開弁駆動さ
れ、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレ
ギュレータにより所定圧力に制御された燃料を所定量噴
射供給する。また、機関１の排気通路８にはマニホール
ド集合部に排気中の酸素濃度を検出することによって吸
入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段としての酸
素センサ９が設けられ、その下流側に理論空燃比近傍で
最大に排気中のＣＯ，ＨＣの酸化作用、ＮＯ_X の還元作
用を発揮して、排気を浄化する排気浄化触媒としての三
元触媒10が設けられる。

【００１３】なお、この酸素センサ９は、排気中の酸素
濃度に応じた電圧を出力し、この電圧と予め定めたスラ
イスレベルＳＬ（例えば、理論空燃比相当）とを比較す
ることで、空燃比のリッチ・リーン判定を行うことがで
きるようになっている。ところで、コントロールユニッ
ト50は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入
出力インタフェイス等を含んで構成されるマイクロコン
ピュータであり、各種センサからの入力信号を受け、後
述の如く演算処理して、燃料噴射弁７の噴射量（即ち、
空燃比制御量）を設定する。

【００１４】前記各種センサとしては、前述の酸素セン
サ９、エアフローメータ４があり、他に、機関１のクラ
ンク軸或いはカム軸には、クランク角センサ11が設けら
れており、該クランク角センサ11から機関回転と同期し
て出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントし
て、または、クランク基準角信号の周期を計測して機関
回転速度Ｎｅを検出するようになっている。また、機関
１の冷却ジャケットに臨んで機関温度検出手段としての
水温センサ12が設けられ、機関水温Ｔｗを検出するよう
になっている。

【００１５】コントロールユニット50では、エアフロー
メータ４からの電圧信号から求められる吸入空気流量Ｑ
と、クランク角センサ11からの信号から求められる機関
回転速度Ｎｅとから基本燃料噴射パルス幅（燃料噴射量
に相当）Ｔｐ＝ｃ×Ｑ／Ｎｅ（ｃは定数）を演算すると
共に、低水温時に強制的にリッチ側に補正する水温補正
係数Ｋｗや、始動及び始動後増量補正係数Ｋasや、空燃
比フィードバック補正係数α等により、最終的な有効燃
料噴射パルス幅Ｔｅ＝Ｔｐ×（１＋Ｋｗ＋Ｋas＋・・
・）×αを演算する。そして、この有効燃料噴射パルス
幅Ｔｅが駆動パルス信号として燃料噴射弁７に送られ
て、所定量に調量した燃料が噴射供給されることにな
る。

【００１６】上記空燃比フィードバック補正係数αは、
通常運転時には、即ち、所定の場合（例えば、始動時、
酸素センサの活性化前、高負荷時、加・減速時等）を除
いて、酸素センサ９のリッチ・リーン反転出力に基づい
て比例積分（ＰＩ）制御により増減され、これに基づき
コントロールユニット50では基本燃料パルス幅Ｔｐを補
正し、燃焼用混合気の空燃比が目標空燃比（理論空燃
比）近傍に維持されるようにフィードバック制御するよ
うになっている。

【００１７】なお、リーン化制御における空燃比制御量
（本実施例では、燃料噴射パルス幅Ｔｅ）は、前述のＴ
ｅにリーン化目標値Ｚを乗算することで設定される（か
かる制御が、リーン化制御手段に相当する）。即ち、 Ｔｅ＝Ｔｅ×リーン化目標値Ｚ（＝14.7／目標リーン空
燃比〔18程度〕） リーン化制御は、例えば、機関１の始動後において、水
温Ｔｗが所定温度以上のときに、触媒10が活性化するま
で行われるようになっている。低水温時に、リーン化制
御すると、リーン限界を越えて失火・ストール等が発生
する可能性が高いため、これを防止するためである。

【００１８】ところで、機関１の出力軸13は、その出力
が車両駆動輪21に伝達されるべく自動変速機14に連結さ
れている。該自動変速機14は、機関１の発生トルクを流
体を介して入力するトルクコンバータ15と、該トルクコ
ンバータ15の出力を入力し変速して出力する多段式の変
速歯車機構16と、これらを駆動する図示しない油圧機構
と、から構成される。なお、トルクコンバータ15には、
コントロールユニット50の指示に従って摩擦クラッチ等
を介してトルクコンバータを直結することができるロッ
クアップ装置が設けられている。

【００１９】前記変速歯車機構16の油圧機構には、複数
のソレノイドバルブ17が組み込まれており、該複数のソ
レノイドバルブ17の開閉の組合せを切り換えることによ
り、変速歯車機構16が内装する各クラッチ，バンドブレ
ーキ類への油圧の供給・停止が行なわれ、これらの締結
・開放の組合せが切り換えられ、所望の変速段への変速
が行なわれるようになっている。かかる変速機構のメカ
ニズムについては、通常の自動変速機と同様であるので
詳細な説明は省略する。

【００２０】上記の複数のソレノイドバルブ17の開閉
は、コントロールユニット50から駆動信号に基づいて自
動制御され、変速歯車機構16の変速制御が自動で行なわ
れる。なお、前記自動変速機14の出力軸18の回転速度を
検出する車速センサ19が設けられており、かかる車速セ
ンサ19の出力信号はコントロールユニット50へ送られ、
ここでデファレンシャルギヤ20の最終減速比やタイヤ半
径等に基づいて車速ＶＳＰが検出されるようになってい
る。

【００２１】以下に、本発明にかかるリーン化制御時変
速制御手段として機能するコントロールユニット50が行
なうリーン化制御時の車両の制御について、図３に示す
フローチャートに従って説明することにする。ステップ
１（図では、Ｓ１と記してある。以下、同様）では、リ
ーン化制御中であるか否かを判断する。かかる判断は、
運転条件（負荷、回転速度、水温等）に基づくリーン化
制御の許可判定結果等によって判断できる。

【００２２】ＹＥＳであればステップ２へ進み、ＮＯで
あればステップ４へ進む。ＮＯの場合で、ステップ４へ
進む場合を先に説明する。ステップ４では、リーン化制
御中ではないので、オーバードライブ（Ｏ／Ｄ）への変
速を許可すると共に、ロックアップ（Ｌ／Ｕ）制御を許
可する。つまり、リーン化制御中でなければ、空燃比は
理論空燃比近傍に制御されるので、運転性を悪化させる
ことはないので、従来同様、Ｏ／Ｄ制御やＬ／Ｕ制御を
許可して各部回転体の回転速度低減により燃費，騒音・
振動を抑制する。

【００２３】ステップ５では、リーン化制御中ではない
ので、従来と同様に、スロットルセンサ５ａからのスロ
ットル開度ＴＶＯ信号と車速センサ18からの車速ＶＳＰ
信号を受け、予め設定記憶してある通常変速制御マップ
を参照し、参照結果に基づいて前記複数のソレノイド
バルブ17を駆動することにより自動変速制御を行なう。
ところで、スロットル開度ＴＶＯは、機関負荷を代表す
るパラメータの１つであって、これに代えて、例えば燃
料噴射制御に用いられる基本燃料噴射量Ｔｐ、或いは吸
入空気流量Ｑを検出するエアフローメータの出力等を用
いて当該自動変速制御を行なうようにしてもよいのは勿
論である。

【００２４】一方、ステップ１でリーン化制御中と判断
された場合には、ステップ２へ進むが、ステップ２で
は、通常変速制御マップに比べて変速点が高車速側に
設定されたリーン化制御用の変速制御マップを参照
し、参照結果に基づいて前記複数のソレノイドバルブ17
を駆動することによりリーン化制御中における自動変速
制御を行なう。

【００２５】即ち、リーン化制御中は、通常時と同一の
スロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰであってもシフトア
ップし難いようにして、リーン化制御による機関１のト
ルク低下による出力（＝トルク×Ｎｅ／７１６２０）低
下を、変速点を高車速側（即ち、機関回転速度Ｎｅの高
回転側）に設定することで補うようにしている。ステッ
プ３では、オーバードライブ（Ｏ／Ｄ）への変速を禁止
すると共に、ロックアップ（Ｌ／Ｕ）制御を禁止して、
本フローを終了する。つまり、リーン化制御中は、Ｏ／
Ｄ制御やＬ／Ｕ制御を禁止して、Ｏ／Ｄ制御やＬ／Ｕ制
御による機関回転速度Ｎｅの低下し過ぎを防止し、運転
性悪化を抑制するようになっている。

【００２６】このように、本実施例によれば、リーン化
制御中は、空燃比をリーン化（希薄化）するため運転者
の要求する運転性を確保することができなくなるため、
これを防止すべく、リーン化制御中は、通常運転時の変
速制御マップに比べて変速点が高速側に設定されたリ
ーン化制御用の変速制御マップによる変速制御を行う
ようにして、リーン化制御によるトルク低下を高回転化
によって補うようにしたので、従来のようにリーン化制
御中に運転領域によってはリーン空燃比をリッチ側に設
定する必要がなくなるので、触媒10の早期活性化を十分
に促進することができる。即ち、最適なリーン空燃比で
のリーン化制御による触媒活性化促進，排気有害成分の
低減と、リーン化制御中の運転性の確保と、を両立させ
ることができる。

【００２７】なお、本実施例では、主に、触媒活性化促
進のためのリーン化制御について説明してきたが、暖機
後におけるリーン化制御（燃費、ＮＯｘ低減を主目的と
する）についても、本実施例を適用することができる。
また、本実施例の図３のフローチャートでは、リーン化
制御中か否かで、通常変速制御マップと、リーン化制
御用変速制御マップと、を切り換えるようにしたが、
図４のフローチャートに示すように、リーン化制御中で
あって（Ｓ１）、かつ、所定の運転領域（例えば、低速
・高負荷領域）が検出されたときに、変速制御マップ
から変速制御マップへ切り換える（Ｓ６，Ｓ７）よう
に構成することもできる。このように構成すれば、リー
ン化制御中であっても、それ程運転性に影響を与えない
領域（例えば、軽負荷）で運転されている限り変速制御
マップへの切り換えは行われず、所定の運転領域にな
ったときにのみ変速制御マップへ切り換えられること
になるので、リーン化制御中であれば常に変速制御マッ
プを切り換えるようにする場合（図３）に比べて、変速
制御マップの切り換え頻度を低減できるので、変速制御
マップ切り換えに伴うショックや運転者への違和感（例
えば、軽負荷で運転していてもリーン化制御中と通常時
とで変速頻度や加速性が異なることによる違和感）の発
生を抑制することができ、より運転性を向上させること
ができる。

【００２８】なお、本実施例では、リーン化制御を、オ
ープン制御で行う場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば空燃比をリニアに検出できる空燃比センサを
用いて目標のリーン空燃比にフィードバック制御する場
合にも適用できる。また、自動変速機14を多段歯車式の
もので説明したが、変速制御マップにおける変速段の切
り換え線を変速比の切り換え線に置き換えることで所謂
無段変速機であっても適用可能である。

【００２９】そして、本実施例では、変速制御マップの
切り換えと、Ｏ／Ｄ制御やＬ／Ｕ制御を禁止すること、
とを全部備えた構成としたが、変速制御マップの切り換
えと、Ｏ／Ｄ制御の禁止と、Ｌ／Ｕ制御の禁止と、のう
ち少なくとも１つを備えるようにしても、リーン化制御
中の運転性を改善することができる。また、リーン化制
御用変速制御マップは、全ての変速点が、通常の変速
制御マップに対して高車速側に設定される必要はな
く、部分的（例えば、高負荷領域）に変速点が高車速側
に設定されるようにしてもよい。これにより、リーン化
しても運転性の悪化が顕著でない軽負荷領域等では、通
常制御時と同様の変速が行われるので、運転者への違和
感の発生を抑制することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、リーン化制御中は、通常制御時と異なる
リーン化制御用変速パターンによって変速制御を行うよ
うにしたので、機関のトルク低下を伴うリーン化制御中
であっても最適な運転性を得ることができる。即ち、最
適なリーン空燃比でのリーン化制御による触媒活性化促
進，排気有害成分の低減と、リーン化制御中の運転性の
確保と、を両立させることができる。

【００３１】請求項２に記載の発明では、前記リーン化
制御により運転性が低下する領域ではシフトアップし難
いようにして、機関回転速度を増大させ、リーン化制御
に伴う機関のトルク低下を補うようにしたので、リーン
化制御中であっても良好な運転性を確保することができ
るようになる。即ち、リーン化制御による触媒活性化促
進，排気有害成分の低減と、リーン化制御中の運転性の
確保と、を両立させることができる。

【００３２】請求項３に記載の発明では、機関のトルク
低下を伴うリーン化制御中は、オーバードライブ（Ｏ／
Ｄ）への変速を禁止するようにしたので、機関回転速度
の低下し過ぎを防止でき、以って運転性悪化を抑制する
ことができる。請求項４に記載の発明では、機関のトル
ク低下を伴うリーン化制御中は、トルクコンバータを直
結するロックアップ制御を禁止するようにしたので、機
関回転速度の低下し過ぎを防止でき、以って運転性悪化
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるブロック図

【図２】 本発明の一実施例における全体構成図

【図３】 同上実施例の変速制御を説明するフローチャ
ート

【図４】 別の変速制御を説明するフローチャート

【図５】 従来のリーン化制御における空燃比の設定状
態を説明する図

【符号の説明】

１ 機関 ４ エアフローメータ ５ スロットルバルブ ５ａ スロットルセンサ ９ 酸素センサ 10 三元触媒 11 水温センサ 12 クランク角センサ 14 自動変速機 15 トルクコンバータ 16 変速歯車機構 17 ソレノイドバルブ 19 車速センサ 50 コントロールユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関に連結される自動変速機を備え、
   当該自動変速機を予め定めた変速パターンに従って変速
   制御すると共に、機関吸入混合気を希薄空燃比に制御す
   るリーン化制御手段を備えた車両の制御装置において、 リーン化制御中は、リーン化制御用変速パターンを選択
   して変速制御するリーン化制御時変速制御手段を備えた
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 【請求項２】前記リーン化制御時変速パターンが、通常
   制御時の変速パターンに比べ高車速側に設定された変速
   点を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御
   装置。
3. 【請求項３】リーン化制御中は、オーバードライブへの
   変速を禁止するオーバードライブ禁止手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制
   御装置。
4. 【請求項４】リーン化制御中は、トルクコンバータのロ
   ックアップを禁止するロックアップ禁止手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載
   の車両の制御装置。