JP2002326526A - 過給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の制御装置 - Google Patents

過給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過給を使用したエンジンの出力性能を充分に
生かし、かつ燃費や加速性の良好な制御をおこなう。 【解決手段】 過給圧の上昇に応じて出力トルクが増大
する内燃機関に、変速比に応じて前記内燃機関の回転数
を変化させることのできる変速機が連結され、前記内燃
機関から変速機に入力されるトルクが予め定めた許容ト
ルク以下となるように制御する過給機付き内燃機関と変
速機とを有する車両の制御装置において、前記内燃機関
から出力されるトルクの一部を吸収して前記変速機への
入力トルクを低下させるトルク低下要因によるトルク低
下量を、前記過給機の過給圧に応じて設定するトルク制
御手段（ステップＳ８，Ｓ９）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンなどの内燃機関の制御装置に関し、特に過給機を備
えた内燃機関とその出力側に連結された変速機とを制御
する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関および変速機を搭載した車両を
加速させる場合、内燃機関に対する吸入空気量および燃
料供給量を増大させてその出力を増大させ、また必要に
応じて変速機での変速比を大きくするダウンシフトを実
行することにより、駆動輪でのトルクすなわち駆動トル
クを増大させている。したがって車両の加速性能を向上
させるためには、内燃機関の出力を迅速に増大させ、か
つ変速比を迅速に大きくすればよいが、例えば過給機を
備えている内燃機関では、過給圧の上昇に不可避的な遅
れがあり、また変速比を増大させれば、内燃機関などの
回転部材の回転数の変化に伴う慣性力が大きくなって変
速比の迅速な増大がそのまま駆動トルクの増大にはなら
ない場合がある。さらに、内燃機関の出力を増大させる
べく燃料の供給量（負荷）を増大させると、燃焼が適正
に生じずに、スモークが発生するなどのこともある。
【０００３】このように加速要求を満たすための内燃機
関や変速機の制御には、種々の制約あるいは条件があ
り、それらの制約や条件を考慮した制御をおこなう必要
がある。そこで例えば、特開平１１−３１００６２号公
報に記載された発明では、加速時の内燃機関の出力トル
クを、回転数の変化に起因する慣性トルクを考慮したト
ルクとすることにより、加速性を向上させるように構成
している。具体的には、この公報に記載された発明は、
変速機に許容される入力トルクの上限値を、回転部材の
回転変化に起因する慣性トルクによって補正し、その補
正した上限トルクを、内燃機関の出力トルク上限値とし
て、加速時の内燃機関の出力トルクを制御するように構
成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】内燃機関の出力性能を
向上させるために過給機が用いられることは周知のとお
りである。その過給機による過給圧の高低によってその
内燃機関の出力トルクが変化するが、その過給圧の変化
やそれに伴う出力トルクの変化には不可避的な遅れがあ
り、またそのような遅れを伴って変化する内燃機関の出
力トルクと変速機の出力トルクとは必ずしも一致してい
るわけではなく、さらには変速機の入力トルクは、内燃
機関の出力トルクとは別に制御することもできる。しか
しながら、上記の公報に記載された発明は、加速時の慣
性トルクを考慮しているものの、過給圧などの他の要因
を考慮した制御をおこなうようには構成されていない。
そのため、上記の公報に記載された発明では、過給機を
より効果的に使用した制御もしくは過給圧に応じた好適
な制御が充分にはおこなわれず、その点で改良の余地が
あった。
【０００５】この発明は、上記の技術的課題に着目して
なされたものであり、応答性や燃費などの条件を満たし
つつ加速性を向上させることのできる過給機付き内燃機
関と変速機とを有する車両の制御装置を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、過給圧の上昇
に応じて出力トルクが増大する内燃機関に、変速比に応
じて前記内燃機関の回転数を変化させることのできる変
速機が連結され、前記内燃機関から変速機に入力される
トルクが予め定めた許容トルク以下となるように制御す
る過給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の制御装
置において、前記内燃機関から出力されるトルクの一部
を吸収して前記変速機への入力トルクを低下させるトル
ク低下要因によるトルク低下量を、前記過給機の過給圧
に応じて設定するトルク制御手段を備えていることを特
徴とする制御装置である。
【０００７】したがって請求項１の発明では、変速機に
対する内燃機関からの入力トルクを上限値などの所定の
許容トルク以下に制御するにあたり、過給圧に基づいて
トルク低下要因によるトルク低下量を設定し、内燃機関
の出力トルクからそのトルク低下要因によるトルク低下
量を減じたトルクが変速機に入力される。そのため、過
給圧を考慮したトルク制御が可能になるので、過給機を
使用した内燃機関の出力性能を充分生かすことができ
る。
【０００８】また、上記のトルク制御手段は、請求項２
に記載してあるように、変速機による前記内燃機関の回
転数を増大させる変速に伴って生じる慣性トルクを制御
して前記入力トルクを低下させる手段とすることができ
る。
【０００９】したがって、請求項２の発明では、加速時
に、変速機への入力トルクを許容トルクの範囲内に維持
しつつ、内燃機関に対する過給および変速機での変速の
各制御が実行される。そのため、内燃機関の出力性能お
よび変速機の変速応答性を良好にして加速をおこなうこ
とができる。
【００１０】さらに、請求項３の発明は、請求項１の発
明において、前記内燃機関によって駆動される動作機構
を更に備え、前記トルク制御手段が、その動作機構によ
って吸収するトルクを制御して前記入力トルクを低下さ
せる手段であることを特徴とする制御装置である。
【００１１】したがって請求項３の発明では、変速機へ
の入力トルクを許容トルクの範囲内に維持しつつ、内燃
機関に対する過給および動作機構で吸収するトルクの各
制御が実行される。そのため、内燃機関の出力性能を充
分生かして走行し、かつ動作機構を充分に駆動すること
ができる。
【００１２】またさらに、請求項４の発明は、過給圧の
増大に応じて出力トルクが増大する内燃機関に変速機が
連結され、その変速機で設定される変速比に基づいて前
記内燃機関の回転数を変化させる過給機付き内燃機関と
変速機とを有する車両の制御装置において、前記内燃機
関の回転数を増大させる前記変速機での変速を検出する
変速検出手段と、前記内燃機関の回転数を増大させる変
速が前記変速検出手段で検出された場合に前記過給圧を
前記変速以外の場合より高くする過給圧制御手段とを備
えていることを特徴とする制御装置である。
【００１３】したがって、請求項４の発明では、変速比
を大きくして内燃機関の回転数を増大させる場合、過給
圧が、その変速以外の場合より高くなる。そのため、内
燃機関の回転数が増大するように変速がおこなわれ、そ
れに伴って内燃機関の出力するトルクの一部が、内燃機
関の回転数を増大させるために使用もしくは吸収される
としても、その吸収されるトルクに応じて過給圧が高く
なって内燃機関の出力トルクが増大する。その結果、走
行のためのトルクが必要十分に大きくなり、加速性が向
上する。また、上記の加速以外の場合には、過給圧が相
対的に低くなるので、内燃機関の背圧が低下し、それに
伴っていわゆるポンピングロスが少なくなるので、燃費
が向上する。
【００１４】そして、請求項５の発明は、過給機による
過給圧の増大に伴ってスモークの発生しない限界回転数
が高くなる内燃機関に変速機が連結され、その変速機で
設定される変速比に基づいて前記内燃機関の回転数を変
化させる過給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の
制御装置において、前記内燃機関の動力の出力状態が加
速要求に応じた出力状態に変化するまでの過渡状態で
は、前記内燃機関の動力の出力状態を前記過給圧の上昇
に応じて低回転高負荷側に移行させる過渡制御手段を備
えていることを特徴とする制御装置である。
【００１５】したがって請求項５の発明では、過給圧の
上昇に遅れが生じる加速の過渡状態では、内燃機関の出
力状態が、過給圧の上昇に応じて、低回転高負荷側に移
行させられる。そのため、加速要求があったものの過給
圧の上昇に遅れがある時点では、内燃機関が相対的に、
高回転低負荷に制御され、その結果、スモークの発生な
どの事態が回避され、かつ駆動トルクを大きくして加速
要求を満たし、さらに過給圧が上昇するに従って低回転
高負荷に制御されることにより、燃費の良好な運転が可
能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を具体例に基づい
て説明する。この発明で対象とする車両に搭載されてい
る内燃機関は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン
などの燃料を燃焼させて動力を出力する動力装置であ
り、特に過給機を備えた内燃機関である。図５に直噴式
のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）１
を車両の動力源として使用した例を模式的に示してい
る。このエンジン１は、気筒（シリンダ）の内部に燃料
を直接噴射する形式の内燃機関であって、高圧での燃料
の噴射を可能にするために、コモンレール式の電子制御
燃料噴射システム２が備えられている。この電子制御燃
料噴射システム２は公知の構造のものを使用することが
できる。
【００１７】また、図５に示すエンジン１には、過給機
３が備えられている。その過給機３の一例は排気タービ
ン式のターボチャージャであって、図５に示す例では、
過給圧を変更できるように構成されたターボチャージャ
３が用いられている。その過給圧はタービンに対する排
気の噴射角度を変更する可変ノズルによって制御し、あ
るいはウエストゲートバルブ（図示せず）によって制御
するようになっている。さらに、過給圧を検出して電気
信号を出力する過給圧センサー（図示せず）が設けられ
ている。
【００１８】そのコンプレッサー４の吸入口にエアーク
リーナ５を介装した吸気パイプ６が接続されており、ま
たそのコンプレッサー４の吐出口には吸気温度を下げる
ためのインタークーラ７を介してインテークマニホール
ド８が接続されている。
【００１９】また、各シリンダに連通されているエキゾ
ーストマニホールド９が、前記ターボチャージャ３にお
けるタービン１０の流入口に接続されている。さらにそ
のタービン１０における流出口には、排気浄化触媒を備
えた触媒コンバータ１１が接続されている。この触媒コ
ンバータ１１の上流側に、空燃比センサー１２と触媒コ
ンバータ１１に流入する排気の圧力を検出する圧力セン
サー１３とが配置されている。さらに、触媒温度を検出
するための温度センサー１４が設けられている。このエ
キゾーストマニホールド９から触媒コンバータ１１を経
て大気への開放口（図示せず）までの経路が排気経路と
なっている。
【００２０】なおここで、排気浄化触媒について説明す
ると、図５に示す例では、ＮＯx 吸蔵還元型触媒が使用
されている。これは、酸化雰囲気において排気中の汚染
物質の一つであるＮＯx を硝酸態窒素の形で吸蔵し、還
元雰囲気において、その吸蔵している硝酸態窒素を還元
して窒素ガスとして放出する機能を備えている。また、
ＮＯx の吸蔵時および還元時に活性（発生期の）酸素を
生じるので、その活性酸素および排気中の酸素によっ
て、表面に付着している煤（ＰＭ：微粒子排出物）を酸
化して除去する機能を備えている。したがってこの排気
浄化触媒の雰囲気を、酸化雰囲気と還元雰囲気とに所定
時間ごとに変化させる必要があり、このような雰囲気の
変更を、空燃比を空気過剰なリーン空燃比（理論空燃比
より大きい空燃比）と燃料の量を相対的に増大させたリ
ッチ空燃比（理論空燃比より小さい空燃比）とに切り換
えることにより実行するようになっている。なお、排気
浄化触媒から窒素物を放出させるために空燃比をリッチ
にする制御は一時的で良く、このような空燃比の一時的
なリッチ化を「リッチスパイク」と称している。
【００２１】さらに、図５に示すエンジン１は、排気中
のＮＯx を低減するために、排気再循環装置が設けられ
ている。すなわち再循環させる排気を冷却するＥＧＲク
ーラー１５および再循環の実行・停止の制御と再循環率
（ＥＧＲ率）を一定に維持する制御とをおこなうＥＧＲ
バルブ１６とを介して、前記エキゾーストマニホールド
９とインテークマニホールド８とが接続されている。
【００２２】このエンジン１の出力側に無段変速機（Ｃ
ＶＴ）１７が連結されている。この無段変速機１７は、
要は、変速比を連続的に変化させることのできる変速機
であって、ベルト式無段変速機やトラクション式（トロ
イダル型）無段変速機が採用されている。
【００２３】上記のエンジン１における燃料噴射量やそ
の噴射タイミング、排気再循環の実行・停止、スロット
ルバルブ（図示せず）の開度などを電気的に制御するた
めのエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１８と、無
段変速機１７を制御する変速機用電子制御装置（Ｔ−Ｅ
ＣＵ）１９とが設けられている。これらの電子制御装置
１８，１９は、マイクロコンピュータを主体として構成
されており、アクセル開度などで表される出力要求量や
車速、エンジン水温、無段変速機１７の油温、前記各セ
ンサー１２，１３，１４の検出信号などに基づいて、ス
ロットル開度や燃料噴射量（すなわちエンジン負荷）、
あるいは無段変速機１７での変速比（すなわちエンジン
回転数）などを制御するように構成されている。
【００２４】そして、上記のエンジン１には、エンジン
１の出力する動力によって駆動されて電力を発生する発
電機２０が連結されている。この発電機２０は、インバ
ータ２１を介してバッテリー２２に接続され、図示しな
いコントローラによってバッテリー２２の充電容量（Ｓ
ＯＣ：State of Charge）が検出され、かつ充放電の制
御がおこなわれるようになっている。したがって発電機
２０を動作させて発電をおこなうと、エンジン１の出力
トルクの一部が発電のために消費され、無段変速機１７
に入力されるトルクが、発電量に応じて低下する。
【００２５】なお、この発電機２０およびバッテリー２
２は、車両の各部に電力を供給するために使用され、あ
るいはモータをエンジン１以外の駆動力源とするハイブ
リッド車の場合には、そのモータを駆動するための電力
源として使用される。
【００２６】上記のエンジン１は、基本的には、要求駆
動量に応じて燃費が最小となるように制御される。その
制御の一例を簡単に説明すると、要求駆動量を表すアク
セル開度と車速とに基づいて目標駆動力が求められ、そ
の目標駆動力と車速とに基づいて目標出力が求められ
る。この目標出力に基づいて、一方では、目標エンジン
回転数（基本目標エンジン回転数）が求められる。これ
は、例えば、各出力に対して燃費が最小となるエンジン
回転数を予め求め、これをマップとして予め用意してお
き、目標出力とそのマップとから目標エンジン回転数を
求めることによりおこなえばよい。そして、その目標エ
ンジン回転数を達成するように、上記の無段変速機１７
の変速比が制御される。
【００２７】他方、上記の目標出力とエンジン回転数と
に基づいて目標エンジントルクが求められる。そして、
その目標エンジントルクを出力するようにエンジン負荷
（具体的にはスロットル開度もしくは燃料噴射量）が制
御される。
【００２８】一方、上述したエンジン用電子制御装置１
８もしくは変速機用電子制御装置１９には、加速要求信
号が入力されている。この加速要求信号は、例えばアク
セルペダル（図示せず）の踏み込み角度（アクセル開
度）に応じた信号であり、アクセル開度が増大すること
により加速要求があったことが判定される。なお、これ
らの電子制御装置１８，１９には、アクセル開度以外
に、車速、エンジン回転数、過給圧、無段変速機１７で
設定されている変速比、燃料噴射量、バッテリー２２の
充電状態、発電機２０の発電量などの各種の制御信号が
入力されている。
【００２９】上述した駆動機構を備えた車両では、加速
要求に基づいてエンジン１の出力を増大させ、かつ変速
比を増大させる場合、エンジン１を含む各回転要素の回
転数の増大によって慣性トルクが生じ、エンジン１の出
力トルクの一部がその慣性トルクとして吸収されるの
で、前記各電子制御装置１８，１９を主体とするこの発
明の制御装置は、エンジン１の出力性能を充分生かすた
めに、過給圧に基づいて以下のように制御する。
【００３０】図１はその制御例を示すフローチャートで
あって、このフローチャートは加速時における出力トル
クおよび無段変速機（ＣＶＴ）１７の入力軸目標回転数
変化速度の処理をおこなうためのフローチャートであ
り、所定の短時間Δｔごとに実行される。図１におい
て、先ず、過給圧センサ出力値が入力される（ステップ
Ｓ１）。すなわち、過給圧が検出される。その過給圧お
よびその時点のエンジン回転数とに基づいて最大出力ト
ルクが演算される（ステップＳ２）。具体的には、例え
ば過給圧とエンジン回転数とをパラメータとした最大出
力トルクマップを予め用意しておき、検出された過給圧
およびエンジン回転数ならびにそのマップに基づいて、
また必要に応じて補間をおこなって、最大出力トルクが
求められる。また、これに替えて、予め用意した演算式
に基づいて最大出力トルクを演算することもできる。
【００３１】一方、無段変速機１７に対する入力トルク
の上限が、機構上の強度あるいは耐久性などの観点から
予め決められている。この入力制限トルクを前記エンジ
ン１の最大出力トルクから減じたトルクが、加速時の慣
性トルクとして消費（吸収）できるトルクである。言い
換えれば、慣性トルクが、最大出力トルクからに入力制
限トルクを減じたトルクより大きくなれば、無段変速機
１７に入力されるトルクが低下して車両の加速性が低下
し、また反対に慣性トルクが小さくなれば、変速速度を
減じていることにより変速応答性が低下するうえに、無
段変速機１７の耐久性が低下するなどの不都合が生じ
る。
【００３２】そこで、変速速度に相当する必要入力軸回
転数変化速度が求められる（ステップＳ３）。これは、
図１に示してあるように、その時点の過給圧およびエン
ジン回転数に基づいて求められた最大出力トルクからＣ
ＶＴ入力制限トルクを減じた値を、変速比の増大に伴っ
て無段変速機１７の入力トルクを減じるように慣性力を
生じさせる慣性モーメントすなわちエンジン１およびＣ
ＶＴ入力軸側慣性モーメントで除算し、かつ単位を合わ
せる処理をおこなって求められる。
【００３３】また、無段変速機１７で実行する変速の速
度は、その無段変速機１７の形式や油圧など、無段変速
機１７の構成によって予め定まっているので、その入力
回転数に基づいて最大可能回転数変化速度が求められる
（ステップＳ５）。これは、一例として、予め用意した
マップから求めることができる。
【００３４】ついで、最大出力トルクから求まる必要入
力軸回転数変化速度と無段変速機１７ごとに定まってい
る最大可能回転数変化速度とが比較される（ステップＳ
６）。すなわち前者の変化速度が後者の変化速度より大
きいか否かが判断される。このステップＳ６で肯定的に
判断された場合、最大出力トルクに基づいて求められた
必要入力軸回転数変化速度すなわち変速速度が、無段変
速機１７で実行可能な変速速度すなわち最大可能回転数
変化速度を超えていることになり、したがってこの場合
は、機構上可能な変速速度すなわち最大可能回転数変化
速度が目標回転数変化速度として採用される（ステップ
Ｓ７）。そして、加速要求に基づく変速が、機構上可能
な変速速度で生じるように無段変速機１７が制御され
る。
【００３５】その目標回転数変化速度となるように変速
を実行すれば、それに伴う慣性トルクが、エンジン１か
ら無段変速機１７に対して入力されるトルクを低下させ
るトルク低下要因となる。したがってその慣性トルクと
ＣＶＴ入力制限トルクとを加算したトルクが、その時点
で許容されるエンジン１の出力トルクとなる（ステップ
Ｓ７）。なお、その慣性トルクは、図１に示すように、
目標回転数変化速度と、エンジン１およびＣＶＴ入力軸
側慣性モーメントとを掛け合わせ、かつ単位を揃える処
理をおこなって求められる。そして、その出力トルクを
発生するようにエンジン負荷が制御される。
【００３６】これに対して、ステップＳ６で否定的に判
断された場合、すなわち最大出力トルクから求まる必要
入力軸回転数変化速度（変速速度）が、機構上定まる最
大可能回転数変化速度（変速速度）以上の場合、その必
要入力軸回転数変化速度が目標回転数変化速度として採
用される（ステップＳ８）。この場合、前記最大出力ト
ルクが過給圧に基づいて求められるので、目標回転数変
化速度すなわち変速速度は加速要求があった時点の過給
圧に基づいて求められることになる。
【００３７】また、上記の最大出力トルクがエンジン１
の出力トルクとして採用される（ステップＳ９）。無段
変速機１７の入力トルク上限値からの制約を受けないた
めである。
【００３８】そして、無段変速機１７がステップＳ８で
求められた変速速度で変速を実行するように制御され、
またエンジン負荷がステップＳ９で求められた出力トル
クとなるように制御される。
【００３９】したがって上記の図１に示す制御によれ
ば、加速要求時の過給圧に応じて出力できる最大トルク
を出力し、かつ無段変速機１７の入力トルクが上限値を
超えないように変速に伴う慣性トルクを増大できる場
合、その過給圧に応じた最大トルクを出力するようにエ
ンジン１が制御され、かつ無段変速機１７の入力トルク
が上限値を超えない範囲で最も速く変速が実行される。
そのため、エンジン１の出力性能および無段変速機１７
の変速性能を最大限生かした加速制御がおこなわれるこ
とにより、加速時の過渡的な変速応答性および加速応答
性を向上させることができる。
【００４０】ここで、上記の具体例とこの発明との関係
を簡単に説明すると、上記の慣性トルクを生じる変速が
請求項１におけるトルク低下要因に相当し、またその慣
性トルクがトルク低下量に相当し、そしてステップＳ８
の機能的手段もしくはそのステップＳ８で求められた目
標回転数変化速度で変速を実行する手段が、請求項１お
よび請求項２のトルク制御手段に相当する。
【００４１】ところでエンジン１が出力したトルクの一
部を吸収して無段変速機１７に入力されるトルクを低下
させる要因は、上記の加速要求に伴う変速に限られない
のであり、例えば前述した発電機２０もトルク低下要因
となる。図２に示す制御例は、この発電機２０により吸
収するトルクを考慮した制御例である。
【００４２】図２に示すフローチャートは、最大トルク
発生かつ最大発電時のエンジン目標トルクおよび発電機
目標吸収トルクの処理のためのフローチャートであっ
て、所定の短時間Δｔごとに実行される。先ず、上述し
た図１に示す制御例と同様に、過給圧センサの出力値を
入力し（ステップＳ１１）、またその過給圧値およびエ
ンジン回転数に基づいて最大出力トルクが求められる
（ステップＳ１２）。これらの制御は、図１に示すステ
ップＳ１およびステップＳ２と同様の制御である。
【００４３】一方、その時点において発電機２０を駆動
することにより吸収できる最大トルクが求められる（ス
テップＳ１３）。発電機２０で発生させた電力は、バッ
テリー２２に充電するから、バッテリー２２で受け容れ
ることのできる電力によって発電機２０での発電電力が
制限を受ける。したがって発電機２０で吸収できる最大
トルクは、許容発電電力と発電機２０の回転数とに基づ
いて求めることができる。具体的には、予め用意したマ
ップを利用し、また必要に応じて補間することにより求
めることができる。
【００４４】そして、上記の過給圧に基づいて求められ
た最大出力トルクと、ＣＶＴ入力制限トルクと発電機最
大吸収トルクとの和とが比較される（ステップＳ１
４）。すなわち、その時点の過給圧に応じてエンジン１
が出力できる最大トルクが、発電機２０で最大限トルク
を吸収しても、無段変速機１７の入力トルクが上限値を
超えてしまうか否かが判断される。
【００４５】このステップＳ１４で肯定的に判断された
場合には、エンジン１の出力トルクを過給圧に応じた最
大トルクに増大させることはできないので、ＣＶＴ入力
制限トルクと発電機最大吸収トルクとの和をエンジン目
標トルクとして設定する（ステップＳ１５）。また、ス
テップＳ１３で求めた発電機最大吸収トルクを、発電機
目標吸収トルクに設定する（ステップＳ１６）。そし
て、エンジン１および発電機２０を、それぞれの目標値
に基づいて制御する。
【００４６】これに対して、ステップＳ１４で否定的に
判断された場合、すなわち発電機２０で可能な限りトル
クを吸収すれば、エンジン１が過給圧に応じた最大トル
クを出力しても無段変速機１７の入力トルクが上限値を
超えない場合には、その最大出力トルクがエンジン目標
トルクに設定される（ステップＳ１７）。また併せて、
その最大出力トルクからＣＶＴ入力制限トルクを減じた
トルクが、発電機目標吸収トルクとして設定される（ス
テップＳ１８）。すなわち、エンジン１の出力トルクを
過給圧に応じて最大限とし、かつ無段変速機１７に対す
る入力トルクが上限値となるように、発電機２０の吸収
トルクが設定される。
【００４７】したがって上記の図２に示す制御では、無
段変速機１７に対する入力トルクが上限値となるように
エンジン１の出力トルクや発電機２０での吸収トルクが
制御されるので、駆動トルクが最大限に大きくなって車
両の加速性を向上させることができる。また、エンジン
１の出力トルクは、その時点の過給圧に応じた最大限の
トルクの範囲で可及的に増大させられるので、エンジン
１の出力応答性が良好になると同時に、高過給高負荷の
燃費の良い領域での運転が可能になる。
【００４８】ここで、上記の具体例とこの発明との関係
を簡単に説明すると、発電機２０をエンジン１の出力で
駆動する制御が請求項１におけるトルク低下要因に相当
し、またその発電機２０で吸収するトルクがトルク低下
量に相当する。また、図２におけるステップＳ１６およ
びステップＳ１８の機能的手段が、請求項１および請求
項３におけるトルク制御手段に相当する。
【００４９】上述したターボーチャージャ３で過給をお
こなう場合、過給圧を高くすれば、それに応じて燃料供
給量（燃料噴射量）を増加できるので、エンジントルク
を大きくでき、車両の加速性能あるいは動力性能が向上
する。その反面、エンジン１の背圧が高くなるので、過
給圧を高くすることは、エンジン１のポンピングロスが
増大して燃費が悪化する要因になる。
【００５０】このような相反する条件を両立させるため
にこの発明の制御装置は、図３に示す制御を実行するよ
うに構成されている。すなわち、図３は目標過給圧の処
理をおこなうためのフローチャートであって、所定の短
時間Δｔごとに実行される。先ず、現在のエンジン１の
運転状態に基づいて仮目標過給圧を設定する（ステップ
Ｓ２１）。これは、例えば、エンジン負荷およびエンジ
ン回転数をパラメータとしたマップを使用し、かつ必要
に応じて補間をおこなってその時点のエンジン１の運転
状態に応じた過給圧を設定することによりおこなわれ
る。
【００５１】つぎに目標回転数変化速度がゼロより大き
いか否かが判断される（ステップＳ２２）。走行中の目
標回転数は、前述したように、アクセル開度などで表さ
れる出力要求量や車速などに基づいて、燃費が最小とな
る回転数として求められ、その目標回転数を達成するよ
うに変速が実行される。通常、無段変速機１７での変速
は、その最終的な目標回転数に対して一次遅れの回転数
を求め、その回転数となるように変速比を連続的に変化
させる。その場合の回転数の時間当たりの変化量が目標
回転数変化速度になる。
【００５２】したがって、目標回転数（目標入力回転
数）を増大させる加速時には、最終的な目標回転数が大
きいほど、目標回転数変化速度が正の値で大きくなる。
また、減速時にはその目標回転数変化速度が負の値とな
り、さらに変速のない定常走行時にはその目標回転数変
化速度はゼロになる。そのため、ステップＳ２２で否定
的に判断されれば、車両が変速のない定常走行をしてい
る状態であり、あるいは減速状態であるから、この場合
は、前記の仮目標過給圧を目標過給圧として設定する
（ステップＳ２３）。
【００５３】これに対して、ステップＳ２２で肯定的に
判断された場合には、目標回転数変化速度に応じた過給
圧増加量が求められる（ステップＳ２４）。これは、加
速時の過給圧を高くしてエンジン１の出力トルクを増大
させるためであり、したがって過給圧増加量は、一例と
して、図３に併記してあるように、目標回転数変化速度
（ΔＮE ／ｔ）をパラメータとしたマップを使用して求
められる。より具体的には、目標回転数変化速度が大き
いほど、過給圧増加量（ΔＰ）が高くなる。
【００５４】こうして求められた過給圧増加量が前述し
た仮目標過給圧に加算され、その加算値が目標過給圧と
して設定される（ステップＳ２５）。
【００５５】そして、これらステップＳ２３あるいはス
テップＳ２５で設定された目標過給圧を達成するように
ターボーチャージャ３が制御される。その過給圧の制御
は、例えば可変ノズルターボを操作し、もしくはウエス
トゲートバルブを操作することにより実行される。
【００５６】したがって、上記の図３に示す制御では、
加速時に過給圧が相対的に高くなるので、エンジン１の
出力トルクを増大させて加速性を向上させることがで
き、また非加速時には過給圧を相対的に低くするので、
エンジン１の背圧が低下し、それに伴ってポンピングロ
スが少なくなって燃費を向上させることができる。すな
わち、過給圧を高くすることによる加速性と燃費の向上
との両立を図ることができる。
【００５７】ここで、上記の図３に示す具体例とこの発
明との関係を簡単に説明すると、図３におけるステップ
Ｓ２２の機能的手段が、請求項４の発明における変速検
出手段に相当し、またステップＳ２３およびステップＳ
２５の機能的手段が、請求項４の発明における過給圧制
御手段に相当する。
【００５８】ところで過給圧を上昇させる場合、空気の
圧縮を伴い、また過給機の回転数を増大させる際の慣性
力が生じるので、不可避的な遅れがあり、前述したター
ボーチャージャ３ではその遅れが比較的大きい。これに
対してエンジン１に対する燃料噴射量の増大や変速の遅
れは、過給圧の上昇の遅れよりも少ない。そのために、
加速要求があった場合には直ちにエンジン負荷を増大さ
せた場合には、スモークが発生することがある。また、
スモークの発生を避けるために、過給圧の上昇に合わせ
てエンジン負荷を次第に増大させ、また変速を実行した
のでは、加速応答性が著しく低下する可能性がある。そ
こでこの発明に係る制御装置は、加速時の目標運転点を
以下のようにして設定する。
【００５９】図４はその制御例を示すフローチャートで
あって、所定の短時間Δｔごとに実行される。先ず、加
速要求があった場合、その出力要求量に基づいて基本目
標エンジン回転数を設定する（ステップＳ３１）。この
基本目標エンジン回転数は、前述したように燃費が最小
となるように設定される回転数である。
【００６０】また、その時点の過給圧およびエンジン回
転数に基づいてスモーク限界トルクが求められる（ステ
ップＳ３２）。これは、エンジン１の排気量や形式、ス
モーク許容量などに応じて予め求められたデータを使用
して求めることができる。
【００６１】ついで、前記の出力要求量でそのスモーク
限界トルクを発生するエンジン回転数（スモーク限界回
転数）が求められる（ステップＳ３３）。その演算は、
図４に示すように、要求出力をスモーク限界トルクで除
算し、かつ単位を揃える処理をおこなって求められる。
【００６２】そのスモーク限界回転数と前記基本目標エ
ンジン回転数とが比較される（ステップＳ３４）。基本
目標エンジン回転数がスモーク限界回転数より低回転数
であることによりステップＳ３４で肯定的に判断された
場合には、スモーク限界回転数が目標エンジン回転数と
される（ステップＳ３５）。すなわち、加速要求があっ
ても過給圧が上昇していないことによりスモーク限界ト
ルクが低く、それに伴ってスモーク限界回転数が高回転
数になっている場合には、エンジン１の目標回転数をそ
のスモーク限界回転数に設定し、エンジン回転数を高く
する。これは、無段変速機１７の変速比を大きく（ダウ
ンシフト）することにより達成され、その結果、駆動ト
ルクが加速要求に応じたトルクとなる。
【００６３】これに対して、基本目標エンジン回転数が
スモーク限界回転数以上であることによりステップＳ３
４で否定的に判断された場合には、基本目標エンジン回
転数が目標エンジン回転数とされる（ステップＳ３
６）。すなわち、加速要求の後、過給圧が次第に上昇す
ると、それに伴ってスモーク限界トルクが次第に増大す
るので、それに応じてスモーク限界回転数が低下する。
その結果、スモーク限界回転数が基本目標エンジン回転
数に一致すると、ステップＳ３４で否定的に判断され
て、それ以降は、基本目標エンジン回転数に従ってエン
ジン１が制御される。
【００６４】このように、上記の図４に示す具体例で
は、加速の過渡状態では、過給圧の上昇にに応じてエン
ジン１の運転状態が低回転高負荷側に移行させられる。
したがって図４におけるステップＳ３５およびステップ
Ｓ３６の機能的手段が、請求項５の発明における過渡制
御手段に相当する。そして、図４に示す制御では、過給
圧が加速要求に応じた圧力に向けて上昇することに伴っ
て、最適燃費となるように設定した基本目標エンジン回
転数に向けてエンジン回転数を変化させるので、加速過
渡状態を過ぎれば燃費が最小となるようにエンジン１を
運転できる。その結果、加速性と燃費低減およびスモー
クの抑制との両立を図ることができる。
【００６５】なお、上記の具体例では、変速機として無
段変速機を連結したエンジン１を例にして説明したが、
この発明は上記の具体例に限定されないのであって、内
燃機関に連結する変速機は有段式の変速機であってもよ
く、また無段変速機を有段式に制御するように構成した
変速機であってもよい。また、トルク低下要因として、
慣性トルクの生じる加速制御と発電機を駆動する発電状
態とを挙げたが、この発明におけるトルク低下要因は、
要は、エンジンの出力トルクの一部を使用して何らかの
動作をおこない、それに伴って変速機への入力トルクが
低下するものであばよく、したがって補機類を駆動する
ことも含まれる。さらに、発電機で発生した電力を受容
する手段は、上記のバッテリーに限られず、蓄電器など
のキャパシターであってもよい。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、変速機に対する内燃機関からの入力トルクを上
限値などの所定の許容トルク以下に制御するにあたり、
過給圧に基づいてトルク低下要因によるトルク低下量を
設定し、内燃機関の出力トルクからそのトルク低下要因
によるトルク低下量を減じたトルクが変速機に入力され
るように制御するので、過給圧を考慮したトルク制御が
可能になり、その結果、過給機を使用した内燃機関の出
力性能を充分生かすことができる。
【００６７】また、請求項２の発明によれば、加速時
に、変速機への入力トルクを許容トルクの範囲内に維持
しつつ、内燃機関に対する過給および変速機での変速の
各制御が実行されるため、内燃機関の出力性能および変
速機の変速応答性を良好にして加速をおこなうことがで
きる。
【００６８】さらに、請求項３の発明によれば、変速機
への入力トルクを許容トルクの範囲内に維持しつつ、内
燃機関に対する過給と動作機構で吸収するトルクとの各
制御が実行されるため、内燃機関の出力性能を充分生か
して走行し、かつ動作機構を充分に駆動することができ
る。
【００６９】またさらに、請求項４の発明によれば、変
速比を大きくして内燃機関の回転数を増大させる場合、
過給圧が、その変速以外の場合より高くなるため、内燃
機関の回転数が増大するように変速がおこなわれ、それ
に伴って内燃機関の出力するトルクの一部が、内燃機関
の回転数を増大させるために使用もしくは吸収されると
しても、その吸収されるトルクに応じて過給圧が高くな
って内燃機関の出力トルクが増大する。その結果、走行
のためのトルクが必要十分に大きくなり、加速性が向上
する。また、上記の加速以外の場合には、過給圧が相対
的に低くなるので、内燃機関の背圧が低下し、それに伴
っていわゆるポンピングロスが少なくなるので、燃費を
向上させることができる。
【００７０】そして、請求項５の発明によれば、過給圧
の上昇に遅れが生じる加速の過渡状態では、内燃機関の
出力状態が、過給圧の上昇に応じて、低回転高負荷側に
移行させられるため、加速要求があったものの過給圧の
上昇に遅れがある時点では、内燃機関が相対的に、高回
転低負荷に制御され、その結果、スモークの発生などの
事態が回避され、かつ駆動トルクを大きくして加速要求
を満たし、さらに過給圧が上昇するのに従って低回転高
負荷に制御されることにより、燃費の良好な運転が可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置による制御例を示すフロ
ーチャートである。
【図２】 この発明の制御装置による他の制御例を示す
フローチャートである。
【図３】 この発明の制御装置による更に他の制御例を
示すフローチャートである。
【図４】 この発明の制御装置によるまた更に他の制御
例を示すフローチャートである。
【図５】 この発明で対象とする内燃機関を搭載した車
両の動力系統の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 １７…無段変速機、 １８…エンジン
用電子制御装置、 １９…変速機用電子制御装置、 ２
０…発電機、 ２２…バッテリー。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 37/12 Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０２Ｆ Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｆ０２Ｄ 23/02 Ｆ 29/00 29/00 Ｈ 29/02 29/02 Ｄ 41/02 ３８０ 41/02 ３８０Ｄ 41/10 ３８０ 41/10 ３８０Ａ Ｆターム(参考） 3D041 AA21 AA32 AB00 AC02 AC19 AC20 AD02 AD37 AD51 AE07 AE30 3G005 DA02 FA04 GD02 GD14 GD17 HA04 HA05 HA14 JA02 JA39 JA42 JA45 JB11 3G092 AA02 AA06 AA18 AC02 BB01 DB03 DE03S EA09 FA03 FA24 GA06 GA12 GA17 HA16X HA16Z HE01Z HF02Z HF12Z HF21Z 3G093 AA06 AA07 AA16 AB01 AB02 BA19 CA07 CA10 CB06 DA01 DA02 DA06 DB00 DB05 DB11 EA02 EA05 EA14 EB03 EB09 FA10 FA11 FB05 3G301 HA02 HA04 HA11 JA02 JA03 KA09 KA12 KA24 LA00 LB04 MA11 NC02 NE17 PA16Z PE01Z PF01Z PF08Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 過給圧の上昇に応じて出力トルクが増大
    する内燃機関に、変速比に応じて前記内燃機関の回転数
    を変化させることのできる変速機が連結され、前記内燃
    機関から変速機に入力されるトルクが予め定めた許容ト
    ルク以下となるように制御する過給機付き内燃機関と変
    速機とを有する車両の制御装置において、 前記内燃機関から出力されるトルクの一部を吸収して前
    記変速機への入力トルクを低下させるトルク低下要因に
    よるトルク低下量を、前記過給機の過給圧に応じて設定
    するトルク制御手段を備えていることを特徴とする過給
    機付き内燃機関と変速機とを有する車両の制御装置。
  2. 【請求項２】 前記トルク制御手段が、前記変速機によ
    る前記内燃機関の回転数を増大させる変速に伴って生じ
    る慣性トルクを制御して前記入力トルクを低下させる手
    段であることを特徴とする請求項１に記載の過給機付き
    内燃機関と変速機とを有する車両の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記内燃機関によって駆動される動作機
    構を更に備え、前記トルク制御手段が、その動作機構に
    よって吸収するトルクを制御して前記入力トルクを低下
    させる手段であることを特徴とする請求項１に記載の過
    給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の制御装置。
  4. 【請求項４】 過給圧の増大に応じて出力トルクが増大
    する内燃機関に変速機が連結され、その変速機で設定さ
    れる変速比に基づいて前記内燃機関の回転数を変化させ
    る過給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の制御装
    置において、 前記内燃機関の回転数を増大させる前記変速機での変速
    を検出する変速検出手段と、 前記内燃機関の回転数を増大させる変速が前記変速検出
    手段で検出された場合に前記過給圧を前記変速以外の場
    合より高くする過給圧制御手段とを備えていることを特
    徴とする過給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の
    制御装置。
  5. 【請求項５】 過給機による過給圧の増大に伴ってスモ
    ークの発生しない限界回転数が高くなる内燃機関に変速
    機が連結され、その変速機で設定される変速比に基づい
    て前記内燃機関の回転数を変化させる過給機付き内燃機
    関と変速機とを有する車両の制御装置において、 前記内燃機関の動力の出力状態が加速要求に応じた出力
    状態に変化するまでの過渡状態では、前記内燃機関の動
    力の出力状態を前記過給圧の上昇に応じて低回転高負荷
    側に移行させる過渡制御手段を備えていることを特徴と
    する過給機付き内燃機関と変速機とを有する車両の制御
    装置。
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