JP5123352B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、過給機付きエンジンの出力回転を変速する自動変速機の変速制御装置に関し、特に燃費の悪化を抑制しつつ排ガスの状態を改善するものに関する。
例えば乗用車等の自動車に搭載されるディーゼルエンジンは、ターボチャージャ等による過給を行って吸入空気量を増加させ、通常運転時においては燃料リーンとすることによって、燃焼室内で局所的に燃料リッチとなってスート等の粒子状物質（ＰＭ）が発生することを防止している。
しかし、従来のディーゼルエンジンでは、低回転時等のように過給圧が低く、吸入空気量が少ない状態においては、燃料噴射量が増加する高負荷時に酸素不足となってＰＭの排出量が増大する場合があった。
これに対して、変速機の減速比を大きくしてエンジンの高回転域の使用頻度を増加させれば、エンジンの吸入空気量を確保することが容易となり、排ガス対策の観点からは有利となるが、このように高回転域を多用すると、フリクションロスの増加等によって燃費が悪化してしまう。
しかし、従来のディーゼルエンジンでは、低回転時等のように過給圧が低く、吸入空気量が少ない状態においては、燃料噴射量が増加する高負荷時に酸素不足となってＰＭの排出量が増大する場合があった。
これに対して、変速機の減速比を大きくしてエンジンの高回転域の使用頻度を増加させれば、エンジンの吸入空気量を確保することが容易となり、排ガス対策の観点からは有利となるが、このように高回転域を多用すると、フリクションロスの増加等によって燃費が悪化してしまう。
ディーゼルエンジンの排ガス改善を考慮した変速制御に関する従来技術として、例えば特許文献１には、例えば高地走行等の黒煙が発生しやすい運転状態を検出し、自動変速機の変速段を低めに制御する技術が開示されている。
しかし、例えば低地の標準大気状態のように、黒煙が比較的発生しにくいと考えられる状況であっても、アイドリングからの発進、加速時のような過渡運転状態においては、目標とする過給圧が得られるまでに時間応答遅れがあり、排ガス及び燃費の両面において適切な運転状態が得られない場合があった。
本発明の課題は、燃費の悪化を抑制しつつ排ガスの状態を改善する自動変速機の変速制御装置を提供することである。
本発明の課題は、燃費の悪化を抑制しつつ排ガスの状態を改善する自動変速機の変速制御装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、ターボ過給機を有するエンジンの出力回転を変速する自動変速機の変速制御装置であって、前記エンジンの吸気状態を検出する吸気状態検出手段と、前記吸気状態検出手段の検出結果に基づいて、所定の目標吸気状態が成立しているか判定する吸気状態判定手段と、運転状態に応じて変速比を設定する第１の変速パターンと、前記第１の変速パターンに対してエンジン回転数が高くなるように変速比を設定する第２の変速パターンとを有し、前記目標吸気状態が成立している場合には前記第１の変速パターンを選択し、成立していない場合には前記第２の変速パターンを選択する変速パターン選択手段と、前記変速パターン選択手段によって選択された変速パターンに基づいて前記自動変速機の変速機構部を制御する変速制御手段とを備え、前記吸気状態検出手段は、前記エンジンの吸入空気量、前記エンジンの吸気圧力、前記エンジンの空燃比の少なくとも一つを検出し、前記吸気状態判定手段は、前記エンジンの目標トルク及び運転領域に基づいて前記目標吸気状態を設定することを特徴とする自動変速機の変速制御装置である。
請求項１の発明は、ターボ過給機を有するエンジンの出力回転を変速する自動変速機の変速制御装置であって、前記エンジンの吸気状態を検出する吸気状態検出手段と、前記吸気状態検出手段の検出結果に基づいて、所定の目標吸気状態が成立しているか判定する吸気状態判定手段と、運転状態に応じて変速比を設定する第１の変速パターンと、前記第１の変速パターンに対してエンジン回転数が高くなるように変速比を設定する第２の変速パターンとを有し、前記目標吸気状態が成立している場合には前記第１の変速パターンを選択し、成立していない場合には前記第２の変速パターンを選択する変速パターン選択手段と、前記変速パターン選択手段によって選択された変速パターンに基づいて前記自動変速機の変速機構部を制御する変速制御手段とを備え、前記吸気状態検出手段は、前記エンジンの吸入空気量、前記エンジンの吸気圧力、前記エンジンの空燃比の少なくとも一つを検出し、前記吸気状態判定手段は、前記エンジンの目標トルク及び運転領域に基づいて前記目標吸気状態を設定することを特徴とする自動変速機の変速制御装置である。
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）吸入空気量が不足して目標吸気状態が成立していない場合に、自動変速機の変速パターンを第１の変速パターンから第２の変速パターンへ変更してエンジンの回転数を高め、ターボ過給機の過給圧を向上させてエンジンの吸入空気量を増加させることができる。これによって、燃焼状態を燃料リーン化し、ＰＭの発生を低減させて排ガスの状態を改善することができる。
また、目標吸気状態が成立し、排ガスの状態に問題がない場合には、第１の変速パターンを用いることによってエンジンの回転数を下げ、燃費の悪化を防止することができる。
（２）吸気状態検出手段はエンジンの吸入空気量、吸気圧力、空燃比の少なくとも一つを検出し、吸気状態判定手段は、エンジンの目標トルク及び運転領域に基づいて目標吸気状態を設定することによって、上述した目標吸気状態の判定を適切に行うことができる。
（１）吸入空気量が不足して目標吸気状態が成立していない場合に、自動変速機の変速パターンを第１の変速パターンから第２の変速パターンへ変更してエンジンの回転数を高め、ターボ過給機の過給圧を向上させてエンジンの吸入空気量を増加させることができる。これによって、燃焼状態を燃料リーン化し、ＰＭの発生を低減させて排ガスの状態を改善することができる。
また、目標吸気状態が成立し、排ガスの状態に問題がない場合には、第１の変速パターンを用いることによってエンジンの回転数を下げ、燃費の悪化を防止することができる。
（２）吸気状態検出手段はエンジンの吸入空気量、吸気圧力、空燃比の少なくとも一つを検出し、吸気状態判定手段は、エンジンの目標トルク及び運転領域に基づいて目標吸気状態を設定することによって、上述した目標吸気状態の判定を適切に行うことができる。
本発明は、燃費の悪化を抑制しつつ排ガスの状態を改善する自動変速機の変速制御装置を提供する課題を、ドライバ要求トルク及び運転領域に基づいて設定される目標吸気量に対してエンジンの実際の吸入空気量が少ない場合に、減速比を大きくする過給優先ＣＶＴ制御を実行することによって解決した。
以下、本発明を適用した自動変速機の変速制御装置の実施例について説明する。
図１は、実施例の変速制御装置を備えた車両におけるエンジン部のシステム構成を示す模式図である。
エンジン１０は、ターボチャージャ２０、インテークシステム３０、エキゾーストシステム４０、燃料供給装置５０、ＥＧＲ装置６０、酸化触媒（ＤＯＣ）７０、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）８０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を備えて構成されている。
図１は、実施例の変速制御装置を備えた車両におけるエンジン部のシステム構成を示す模式図である。
エンジン１０は、ターボチャージャ２０、インテークシステム３０、エキゾーストシステム４０、燃料供給装置５０、ＥＧＲ装置６０、酸化触媒（ＤＯＣ）７０、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）８０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を備えて構成されている。
エンジン１０は、例えば、乗用車等の自動車の走行用動力源として用いられる４ストロークのディーゼルエンジンである。
エンジン１０は、クランクシャフト１１、ピストン１２、シリンダブロック１３、ヘッド１４、燃焼室１５、グロープラグ１６、グローコントローラ１７等を備えて構成されている。
クランクシャフト１１は、エンジン１０の出力軸である。
ピストン１２は、シリンダ内を往復運動し、コンロッドを介して燃焼圧力をクランクシャフト１１に伝達する部材である。
シリンダブロック１３は、ピストン１２が収容されるシリンダ部及びクランクシャフト１１が回転可能に支持されるクランクケース部を一体に形成したものである。
シリンダブロック１３は、クランク角センサ１３ａ及び水温センサ１３ｂを備えている。
クランク角センサ１３ａは、クランクシャフト１１の角度位置を検出するものである。
水温センサ１３ｂは、エンジン１０内のウォータージャケット内を循環する冷却水温を検出するものである。
ヘッド１４は、シリンダブロック１３のピストン１２の冠側の端部に設けられ、吸気ポート、排気ポート及びこれらに設けられた吸気バルブ及び排気バルブを開閉する動弁駆動機構等を備えている。
燃焼室１５は、ピストン１２の冠面とヘッド１４のこれに対向する部分との間に形成されている。
グロープラグ１６は、先端部が燃焼室１５内に露出した状態でヘッド１４に設けられた予備加熱装置である。
グローコントローラ１７は、ＥＣＵ１００の制御に応じてグロープラグ１６への通電量を制御するものである。
エンジン１０は、クランクシャフト１１、ピストン１２、シリンダブロック１３、ヘッド１４、燃焼室１５、グロープラグ１６、グローコントローラ１７等を備えて構成されている。
クランクシャフト１１は、エンジン１０の出力軸である。
ピストン１２は、シリンダ内を往復運動し、コンロッドを介して燃焼圧力をクランクシャフト１１に伝達する部材である。
シリンダブロック１３は、ピストン１２が収容されるシリンダ部及びクランクシャフト１１が回転可能に支持されるクランクケース部を一体に形成したものである。
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水温センサ１３ｂは、エンジン１０内のウォータージャケット内を循環する冷却水温を検出するものである。
ヘッド１４は、シリンダブロック１３のピストン１２の冠側の端部に設けられ、吸気ポート、排気ポート及びこれらに設けられた吸気バルブ及び排気バルブを開閉する動弁駆動機構等を備えている。
燃焼室１５は、ピストン１２の冠面とヘッド１４のこれに対向する部分との間に形成されている。
グロープラグ１６は、先端部が燃焼室１５内に露出した状態でヘッド１４に設けられた予備加熱装置である。
グローコントローラ１７は、ＥＣＵ１００の制御に応じてグロープラグ１６への通電量を制御するものである。
ターボチャージャ２０は、エンジン１０の排ガス（既燃ガス）のエネルギを用いて、エンジン１０が吸入する燃焼用空気（新気）を圧縮するものである。
ターボチャージャ２０は、コンプレッサ２１、タービン２２、アクチュエータ２３、負圧制御弁２４等を備えている。
コンプレッサ２１は、燃焼用空気を圧縮する遠心型圧縮機である。
タービン２２は、コンプレッサ２１と同軸に設けられ、エンジン１０の排ガスによって駆動されるとともに、コンプレッサ２１を駆動するものである。タービン２２は、タービンホイールの周囲のノズルに設けられる可動式のべーンによってジオメトリを連続的に変更可能な可変ジオメトリ式のものである。
アクチュエータ２３は、タービン２２の可動ベーンを駆動する負圧式のアクチュエータである。
負圧制御弁２４は、図示しない負圧源からの負圧を、ＥＣＵ１００の制御に従ってアクチュエータ２３に導入する電磁弁である。
ターボチャージャ２０は、ＥＣＵ１００が設定する目標過給圧に対して、実際の過給圧が低い場合には、可動式のベーンを閉じてノズルを絞ることによってタービン２２の回転数を高め、過給圧を高める制御が行われる。しかし、このような制御を行った場合であっても、例えばエンジン１０の回転数が低い場合には、加速開始から過給圧が上昇するまでの時間応答遅れ（ターボラグ）が大きくなる。このようなターボラグが大きいと、加速性能のほか、排ガス処理性能にも悪影響が出るため、本実施例においては、後述するトランスミッション２００との協調制御によって過給圧を早期に高めるようにしている。
ターボチャージャ２０は、コンプレッサ２１、タービン２２、アクチュエータ２３、負圧制御弁２４等を備えている。
コンプレッサ２１は、燃焼用空気を圧縮する遠心型圧縮機である。
タービン２２は、コンプレッサ２１と同軸に設けられ、エンジン１０の排ガスによって駆動されるとともに、コンプレッサ２１を駆動するものである。タービン２２は、タービンホイールの周囲のノズルに設けられる可動式のべーンによってジオメトリを連続的に変更可能な可変ジオメトリ式のものである。
アクチュエータ２３は、タービン２２の可動ベーンを駆動する負圧式のアクチュエータである。
負圧制御弁２４は、図示しない負圧源からの負圧を、ＥＣＵ１００の制御に従ってアクチュエータ２３に導入する電磁弁である。
ターボチャージャ２０は、ＥＣＵ１００が設定する目標過給圧に対して、実際の過給圧が低い場合には、可動式のベーンを閉じてノズルを絞ることによってタービン２２の回転数を高め、過給圧を高める制御が行われる。しかし、このような制御を行った場合であっても、例えばエンジン１０の回転数が低い場合には、加速開始から過給圧が上昇するまでの時間応答遅れ（ターボラグ）が大きくなる。このようなターボラグが大きいと、加速性能のほか、排ガス処理性能にも悪影響が出るため、本実施例においては、後述するトランスミッション２００との協調制御によって過給圧を早期に高めるようにしている。
インテークシステム３０は、エンジン１０に燃焼用空気を導入するものである。
インテークシステム３０は、インテークダクト３１、エアクリーナ３２、エアフローメータ３３、インタークーラ３４、スロットルバルブ３５、アクチュエータ３６、インテークチャンバ３７、吸気圧センサ３８、インテークマニホールド３９等を備えて構成されている。
インテークシステム３０は、インテークダクト３１、エアクリーナ３２、エアフローメータ３３、インタークーラ３４、スロットルバルブ３５、アクチュエータ３６、インテークチャンバ３７、吸気圧センサ３８、インテークマニホールド３９等を備えて構成されている。
インテークダクト３１は、大気から燃焼用空気を導入し、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１を経由してエンジン１０に供給する空気流路である。
エアクリーナ３２は、空気を濾過して埃等を除去するフィルタエレメントを備えている。エアクリーナ３２を通過した空気はターボチャージャ２０のコンプレッサ２１に導入され、圧縮される。
エアフローメータ３３は、エアクリーナ３２の出口部に設けられ、空気流量を検出するセンサを備えている。また、エアフローメータ３３には、吸気温度を検出する吸気温度センサが内蔵されている。
なお、エアフローメータ３３は、本発明にいう吸気状態検出手段として機能する。
エアクリーナ３２は、空気を濾過して埃等を除去するフィルタエレメントを備えている。エアクリーナ３２を通過した空気はターボチャージャ２０のコンプレッサ２１に導入され、圧縮される。
エアフローメータ３３は、エアクリーナ３２の出口部に設けられ、空気流量を検出するセンサを備えている。また、エアフローメータ３３には、吸気温度を検出する吸気温度センサが内蔵されている。
なお、エアフローメータ３３は、本発明にいう吸気状態検出手段として機能する。
インタークーラ３４は、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１を出た空気を、走行風との熱交換によって冷却する熱交換器である。
スロットルバルブ３５は、インタークーラ３４の下流側に設けられ、エンジン１０の吸入空気量を調節するものである。
アクチュエータ３６は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じてスロットルバルブ３５を開閉駆動するものである。
インテークチャンバ３７は、スロットルバルブ３５を通過した空気が導入される空気室であって、インテークマニホールド３９を介してエンジン１０の吸気ポートに接続されている。
吸気圧センサ３８は、インテークチャンバ３７に設けられ、エンジン１０の吸気圧力と実質的に等しいインテークチャンバ３７内の圧力を検出するものである。
インテークマニホールド３９は、インテークチャンバ３７からエンジン１０の各気筒の吸気ポートに空気を導入する分岐管路である。
スロットルバルブ３５は、インタークーラ３４の下流側に設けられ、エンジン１０の吸入空気量を調節するものである。
アクチュエータ３６は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じてスロットルバルブ３５を開閉駆動するものである。
インテークチャンバ３７は、スロットルバルブ３５を通過した空気が導入される空気室であって、インテークマニホールド３９を介してエンジン１０の吸気ポートに接続されている。
吸気圧センサ３８は、インテークチャンバ３７に設けられ、エンジン１０の吸気圧力と実質的に等しいインテークチャンバ３７内の圧力を検出するものである。
インテークマニホールド３９は、インテークチャンバ３７からエンジン１０の各気筒の吸気ポートに空気を導入する分岐管路である。
エキゾーストシステム４０は、エキゾーストマニホールド４１、エキゾーストパイプ４２等を備えて構成されている。
エキゾーストマニホールド４１は、エンジン１０の各気筒の排気ポートから排出される排ガスを集合させてターボチャージャ２０のタービン２２に導入する管路である。
エキゾーストパイプ４２は、タービン２２から出た排気を車外に排出する管路である。エキゾーストパイプ４２には、ＤＯＣ７０、ＤＰＦ８０等の排ガス後処理装置が設けられている。
エキゾーストマニホールド４１は、エンジン１０の各気筒の排気ポートから排出される排ガスを集合させてターボチャージャ２０のタービン２２に導入する管路である。
エキゾーストパイプ４２は、タービン２２から出た排気を車外に排出する管路である。エキゾーストパイプ４２には、ＤＯＣ７０、ＤＰＦ８０等の排ガス後処理装置が設けられている。
燃料供給装置５０は、エンジン１０の燃焼室１５内に燃料を供給するものである。燃料供給装置５０は、サプライポンプ５１、吸入調量電磁弁５２、燃料温度センサ５３、コモンレール５４、燃圧センサ５５、インジェクタ５６等を備えたコモンレール式の高圧燃料噴射装置である。
サプライポンプ５１は、例えばインナカム式の圧送系を備え、燃料である軽油を加圧してコモンレール５４に供給するものである。
吸入調量電磁弁５２は、サプライポンプ５１の燃料の吸入量を調整するものであって、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて駆動される。
燃料温度センサ５３は、サプライポンプ５１における燃料の温度を検出するものである。
吸入調量電磁弁５２は、サプライポンプ５１の燃料の吸入量を調整するものであって、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて駆動される。
燃料温度センサ５３は、サプライポンプ５１における燃料の温度を検出するものである。
コモンレール５４は、サプライポンプ５１が吐出した高圧の燃料を貯留する蓄圧器である。
燃圧センサ５５は、コモンレール５４内の燃料の圧力（燃圧）を検出するものである。上述した吸入調量電磁弁５２は、燃圧センサ５５の出力を用いたフィードバック制御により、燃圧が例えばエンジン回転数及び負荷に応じて設定される所定の目標値となるようにその開度を調節される。
インジェクタ５６は、コモンレール５４から供給される燃料を各気筒の燃焼室１５内に噴射するものである。インジェクタ５６は、例えばピエゾ素子やソレノイド等のアクチュエータによって開閉される弁体を有し、ＥＣＵ１００からの噴射パルス信号に応じて開弁される。インジェクタ５６の噴射タイミング及び噴射量はＥＣＵ１００によって制御されている。
燃圧センサ５５は、コモンレール５４内の燃料の圧力（燃圧）を検出するものである。上述した吸入調量電磁弁５２は、燃圧センサ５５の出力を用いたフィードバック制御により、燃圧が例えばエンジン回転数及び負荷に応じて設定される所定の目標値となるようにその開度を調節される。
インジェクタ５６は、コモンレール５４から供給される燃料を各気筒の燃焼室１５内に噴射するものである。インジェクタ５６は、例えばピエゾ素子やソレノイド等のアクチュエータによって開閉される弁体を有し、ＥＣＵ１００からの噴射パルス信号に応じて開弁される。インジェクタ５６の噴射タイミング及び噴射量はＥＣＵ１００によって制御されている。
ＥＧＲ装置６０は、燃焼温度を抑制してＮＯｘの排出量を低減することを目的とし、エキゾーストマニホールド４１から抽出したエンジン１０の排ガスの一部を、インテークダクト３１内に還流させるものである。
ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲ通路６１、ＥＧＲ制御弁６２、ＥＧＲクーラ６３等を備えて構成されている。
ＥＧＲ通路６１は、エキゾーストマニホールド４１からインテークダクト３１に排ガスを導入する管路である。
ＥＧＲ制御弁６２は、ＥＣＵ１００の制御に応じてＥＧＲ通路６１の排ガス流量（ＥＧＲ量）を調節するものである。
ＥＧＲクーラ６３は、ＥＧＲ通路６１を流れる排ガスを走行風との熱交換によって冷却するものである。
ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲ通路６１、ＥＧＲ制御弁６２、ＥＧＲクーラ６３等を備えて構成されている。
ＥＧＲ通路６１は、エキゾーストマニホールド４１からインテークダクト３１に排ガスを導入する管路である。
ＥＧＲ制御弁６２は、ＥＣＵ１００の制御に応じてＥＧＲ通路６１の排ガス流量（ＥＧＲ量）を調節するものである。
ＥＧＲクーラ６３は、ＥＧＲ通路６１を流れる排ガスを走行風との熱交換によって冷却するものである。
ＤＯＣ７０は、エキゾーストパイプ４２に設けられ、排ガス中の主として炭化水素（ＨＣ）を酸化処理するものである。ＤＯＣ７０は、例えばコーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体の表面に、白金やパラジウム等の貴金属やアルミナ等の金属酸化物を担持させて形成されている。
ＤＯＣ７０には、入口部分の排ガス温度を検出する温度センサ７１が設けられている。
ＤＯＣ７０には、入口部分の排ガス温度を検出する温度センサ７１が設けられている。
ＤＰＦ８０は、エキゾーストパイプ４２のＤＯＣ７０よりも下流側に設けられ、排ガスを濾過して粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタを備えている。ここで、ＰＭには、スート（煤）、有機溶剤可溶性成分（ＳＯＦ）、サルフェート（ＳＯ４）等が含まれる。
フィルタは、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に形成し、ガス流路となる多数のセルを、入口側、出口側が互い違いとなるように端面に封をして形成されたいわゆるクローズドタイプ（ウォールフロータイプ）のものである。
ＤＰＦ８０は、入口圧力と出口圧力との間の差圧を検出する差圧センサ８１、及び、出口の排ガス温度を検出する温度センサ８２を備えている。
フィルタは、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に形成し、ガス流路となる多数のセルを、入口側、出口側が互い違いとなるように端面に封をして形成されたいわゆるクローズドタイプ（ウォールフロータイプ）のものである。
ＤＰＦ８０は、入口圧力と出口圧力との間の差圧を検出する差圧センサ８１、及び、出口の排ガス温度を検出する温度センサ８２を備えている。
ＥＣＵ１００は、上述したエンジン１０及びその補機類を統括的に制御するものであって、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、入出力インターフェイス、及び、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を備えている。
ＥＣＵ１００には、上述した各種センサのほか、アクセルペダルセンサ１０１、大気圧センサ１０２の出力が入力される。
アクセルペダルセンサ１０１は、ドライバが操作するアクセルペダルのポジションを検出することによって、ドライバ要求トルクを検出する要求トルク検出手段である。
大気圧センサ１０２は、車両の周囲雰囲気における大気圧を検出するものである。
ＥＣＵ１００には、上述した各種センサのほか、アクセルペダルセンサ１０１、大気圧センサ１０２の出力が入力される。
アクセルペダルセンサ１０１は、ドライバが操作するアクセルペダルのポジションを検出することによって、ドライバ要求トルクを検出する要求トルク検出手段である。
大気圧センサ１０２は、車両の周囲雰囲気における大気圧を検出するものである。
ＥＣＵ１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力に応じて設定される要求トルクに応じて、スロットルバルブ３５の開度、燃料供給装置５０の燃料噴射量及び時期、燃圧等を制御する。
また、ＥＣＵ１００は、後述するＴＣＵ２５０と協働して本発明の自動変速機の変速制御装置の一部を構成し、エンジン１０において所定の目標吸気状態が成立しているか判定する吸気状態判定手段として機能する。
また、ＥＣＵ１００は、後述するＴＣＵ２５０と協働して本発明の自動変速機の変速制御装置の一部を構成し、エンジン１０において所定の目標吸気状態が成立しているか判定する吸気状態判定手段として機能する。
図２は、実施例の車両におけるトランスミッション部のシステム構成を示す模式図である。
トランスミッション２００は、エンジン１０の出力を増減速する例えばチェーン式の無段変速機（ＣＶＴ）である。
トランスミッション２００は、トルクコンバータ２１０、ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブチェーン２４０、トランスミッション制御ユニット２５０等を備えて構成されている。
トランスミッション２００は、エンジン１０の出力を増減速する例えばチェーン式の無段変速機（ＣＶＴ）である。
トランスミッション２００は、トルクコンバータ２１０、ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブチェーン２４０、トランスミッション制御ユニット２５０等を備えて構成されている。
トランスミッション２００は、エンジン１０の後部（フライホイール側）に接続されるケース部を備え、この内部にトルクコンバータ２１０、ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブチェーン２４０等の変速機構や、変速後の出力を前後輪のアクスルディファレンシャルに分配するＡＷＤトランスファ、さらに前輪側のディファレンシャル等を収容して構成されている。
トルクコンバータ２１０は、エンジン１０のクランクシャフト１１後端部に接続される流体継手であって、ロックアップ機構を備えている。
ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブベルト２４０は、協働してチェーン式無段変速機（ＣＶＴ）の変速機構部を構成するものである。
ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０は、回転中心軸が平行に配置された状態で隣接して設けられている。ドライブチェーン２４０は、ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０に架け渡され、これらの間で動力伝達を行う。
ドライブプーリ２２０は、トルクコンバータ２１０の出力側に接続されている。
ドリブンプーリ２３０は、ＡＷＤトランスファの入力側に接続されている。
ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブベルト２４０は、協働してチェーン式無段変速機（ＣＶＴ）の変速機構部を構成するものである。
ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０は、回転中心軸が平行に配置された状態で隣接して設けられている。ドライブチェーン２４０は、ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０に架け渡され、これらの間で動力伝達を行う。
ドライブプーリ２２０は、トルクコンバータ２１０の出力側に接続されている。
ドリブンプーリ２３０は、ＡＷＤトランスファの入力側に接続されている。
ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０は、それぞれ軸方向に対向して配置された一対のテーパ面を備え、ドライブチェーン２４０はこれらのテーパ面によって挟持される。また、ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０は、対向するテーパ面の間隔を変化させることによって、プーリの実効径を無段階に変化させ、変速比を連続的に変化させることができる。
トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）２５０は、エンジン回転数、トルク等の運転状態に基づいて、ＣＶＴの変速比を設定する変速制御手段である。この変速比の設定については、後に詳しく説明する。
ＥＣＵ１００とＴＣＵ２５０とは、例えばＣＡＮ通信システム等の車載ＬＡＮによって接続されて相互に通信し、エンジン１０及びトランスミッション２００の協調制御を行う。
なお、ＴＣＵ２５０は、本発明にいう変速パターン選択手段及び変速制御手段として機能する。
トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）２５０は、エンジン回転数、トルク等の運転状態に基づいて、ＣＶＴの変速比を設定する変速制御手段である。この変速比の設定については、後に詳しく説明する。
ＥＣＵ１００とＴＣＵ２５０とは、例えばＣＡＮ通信システム等の車載ＬＡＮによって接続されて相互に通信し、エンジン１０及びトランスミッション２００の協調制御を行う。
なお、ＴＣＵ２５０は、本発明にいう変速パターン選択手段及び変速制御手段として機能する。
上述した協調制御の一つとして、ＴＣＵ２５０は、エンジン１０において排ガス中のＰＭが増加しやすい吸入空気量不足の場合に、トランスミッション２００の変速パターンを変更し、減速比を大きくしてエンジン１０の高回転域使用頻度を増加させる過給優先ＣＶＴ制御を行う。
図３は、このようなＴＣＵ２５０における変速パターンの選択動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
図３は、このようなＴＣＵ２５０における変速パターンの選択動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：アクセル開度・エンジン回転数・吸入空気量検出＞
ＥＣＵ１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力に基づいて、アクセル開度を検出する。
また、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３ａの出力に基づいて、エンジン１０のクランクシャフト１１の回転数（エンジン回転数）を検出する。さらに、ＥＣＵ１００は、エアフローメータ３３の出力に基づいて、エンジン１０の現在の吸入空気量を検出する。
その後、ステップＳ０２に進む。
ＥＣＵ１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力に基づいて、アクセル開度を検出する。
また、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３ａの出力に基づいて、エンジン１０のクランクシャフト１１の回転数（エンジン回転数）を検出する。さらに、ＥＣＵ１００は、エアフローメータ３３の出力に基づいて、エンジン１０の現在の吸入空気量を検出する。
その後、ステップＳ０２に進む。
＜ステップＳ０２：目標トルク算出・運転領域判定・最低限吸入空気量設定＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０１において検出したアクセル開度及びエンジン回転数に基づいて、エンジン１０の目標トルクを算出する。この目標トルクは、例えば、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて判定される運転領域に応じて、予め設定されたマップから読み出される。
また、ＥＣＵ１００は、この目標トルク、及び、ステップＳ０１において検出したエンジン回転数に基づいて、最低限吸入空気量を算出する。この最低限吸入空気量は、例えば、目標トルク及びエンジン回転数に基づいて判定される運転領域に応じて、予め設定されたマップから読み出される。
その後、ステップＳ０３に進む。
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０１において検出したアクセル開度及びエンジン回転数に基づいて、エンジン１０の目標トルクを算出する。この目標トルクは、例えば、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて判定される運転領域に応じて、予め設定されたマップから読み出される。
また、ＥＣＵ１００は、この目標トルク、及び、ステップＳ０１において検出したエンジン回転数に基づいて、最低限吸入空気量を算出する。この最低限吸入空気量は、例えば、目標トルク及びエンジン回転数に基づいて判定される運転領域に応じて、予め設定されたマップから読み出される。
その後、ステップＳ０３に進む。
＜ステップＳ０３：吸入空気量判断＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０１において検出したエンジン１０の実際の吸入空気量と、ステップＳ０２において設定した最低限吸入空気量とを比較し、吸入空気量が最低限吸入空気量を上回っている場合（目標吸気状態が成立した場合）はステップＳ０４に進み、吸入空気量が最低限吸入空気量以下である場合（目標吸気状態が不成立である場合）はステップＳ０５に進む。
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０１において検出したエンジン１０の実際の吸入空気量と、ステップＳ０２において設定した最低限吸入空気量とを比較し、吸入空気量が最低限吸入空気量を上回っている場合（目標吸気状態が成立した場合）はステップＳ０４に進み、吸入空気量が最低限吸入空気量以下である場合（目標吸気状態が不成立である場合）はステップＳ０５に進む。
＜ステップＳ０４：目標空気量状態判定・通常ＣＶＴ制御＞
ＥＣＵ１００は、現在のエンジン１０の吸気状態が目標空気量状態であると判定し、ＴＣＵ２５０に後述する通常ＣＶＴ制御を実行させ、一連の処理を終了（リターン）する。
ＥＣＵ１００は、現在のエンジン１０の吸気状態が目標空気量状態であると判定し、ＴＣＵ２５０に後述する通常ＣＶＴ制御を実行させ、一連の処理を終了（リターン）する。
＜ステップＳ０５：非目標空気量状態判定・過給優先ＣＶＴ制御＞
ＥＣＵ１００は、現在のエンジン１０の吸気状態が目標空気量状態ではない（吸入空気量不足）と判定し、ＴＣＵ２５０に後述する過給優先ＣＶＴ制御を実行させ、一連の処理を終了（リターン）する。
ＥＣＵ１００は、現在のエンジン１０の吸気状態が目標空気量状態ではない（吸入空気量不足）と判定し、ＴＣＵ２５０に後述する過給優先ＣＶＴ制御を実行させ、一連の処理を終了（リターン）する。
以下、上述した通常ＣＶＴ制御及び過給優先ＣＶＴ制御について説明する。
図４は、実施例の自動変速機の変速制御装置におけるＣＶＴ変速線図の一例を模式的に示す図である。図４（ａ）は、通常ＣＶＴ制御、図４（ｂ）は過給優先ＣＶＴ制御を示している。各図において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はエンジン１０のトルク（目標トルク又はドライバ要求トルク）を示している。
最も外側の曲線はエンジン１０の最大トルク曲線を示しており、その内側の点線はエンジン１０の等燃費率線を示している。
それぞれの制御において、ＴＣＵ２５０は、エンジン回転数とトルクとの相関が、太線で示す変速ラインに近づくようにトランスミッション２００の変速比を制御する。
図４は、実施例の自動変速機の変速制御装置におけるＣＶＴ変速線図の一例を模式的に示す図である。図４（ａ）は、通常ＣＶＴ制御、図４（ｂ）は過給優先ＣＶＴ制御を示している。各図において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はエンジン１０のトルク（目標トルク又はドライバ要求トルク）を示している。
最も外側の曲線はエンジン１０の最大トルク曲線を示しており、その内側の点線はエンジン１０の等燃費率線を示している。
それぞれの制御において、ＴＣＵ２５０は、エンジン回転数とトルクとの相関が、太線で示す変速ラインに近づくようにトランスミッション２００の変速比を制御する。
本発明にいう第１の変速パターンである通常ＣＶＴ制御においては、燃費を優先するため、トルクが小さい領域ではエンジン回転数も低くされ、ここからトルクの増加に伴いエンジン回転数も高くなるように制御される。
これに対し、本発明にいう第２の変速パターンである過給優先ＣＶＴ制御においては、過給圧を所定値以上の高圧に維持するため、トルクが小さい領域においてもエンジン回転数が通常ＣＶＴ制御に対して高く設定されるとともに、トルクの増加に対するエンジン回転数の変化率を小さくして、エンジン回転数を高回転域に維持するように制御される。
過給優先ＣＶＴ制御においては、通常ＣＶＴ制御に対して減速比を大きくすることによって、同一出力をより高いエンジン回転数で発生し、ターボチャージャ２０の過給圧を高めるようにしている。
これに対し、本発明にいう第２の変速パターンである過給優先ＣＶＴ制御においては、過給圧を所定値以上の高圧に維持するため、トルクが小さい領域においてもエンジン回転数が通常ＣＶＴ制御に対して高く設定されるとともに、トルクの増加に対するエンジン回転数の変化率を小さくして、エンジン回転数を高回転域に維持するように制御される。
過給優先ＣＶＴ制御においては、通常ＣＶＴ制御に対して減速比を大きくすることによって、同一出力をより高いエンジン回転数で発生し、ターボチャージャ２０の過給圧を高めるようにしている。
以上説明した実施例においては、エンジン１０の吸入空気量が、エンジン１０の運転領域から求められる最低限吸入空気量以下である場合に、トランスミッション２００の変速パターンを通常ＣＶＴ制御から過給優先ＣＶＴ制御に変更することによって、エンジン１０の回転数を高めてターボチャージャ２０の過給圧を加速開始後早期に高めることができる。これによって、エンジン１０の吸入空気量を増やして燃料リーンでの燃焼を可能とし、スート等のＰＭの発生を抑制して排ガスの状態を改善することができる。
一方、エンジン１０の吸入空気量が最低限吸入空気量を上回っている場合には、エンジン回転数を低くする燃費優先の通常ＣＶＴ制御を行うことによって、車両の燃費悪化を防止することができる。例えば、上述した過給優先ＣＶＴ制御を行った後、エンジンの吸気状態が改善された場合には、通常ＣＶＴ制御に復帰することによって、排ガスの状態と燃費とを両立させるエンジン制御及びＣＶＴ制御を実現できる。
一方、エンジン１０の吸入空気量が最低限吸入空気量を上回っている場合には、エンジン回転数を低くする燃費優先の通常ＣＶＴ制御を行うことによって、車両の燃費悪化を防止することができる。例えば、上述した過給優先ＣＶＴ制御を行った後、エンジンの吸気状態が改善された場合には、通常ＣＶＴ制御に復帰することによって、排ガスの状態と燃費とを両立させるエンジン制御及びＣＶＴ制御を実現できる。
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン、自動変速機、これらの補器類の構成は、上述した実施例のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、実施例においては、自動変速機は例えばチェーン式のＣＶＴであったが、本発明はこれに限らず、ベルト式、トロイダル式等のＣＶＴ、複数のプラネタリギヤセットを用いて変速を行うステップＡＴ、奇数段と偶数段それぞれの変速用ギヤセットに独立したクラッチを有し、これらを順次切替えて変速を行うＤＣＴ、手動変速機と同様の変速機後部をアクチュエータで駆動するＡＭＴであってもよい。なお、ＣＶＴ以外の有段の自動変速機を用いる場合、第１及び第２の変速パターンは、シフトアップ及びシフトダウンを行う変速ラインを、第２の変速パターンのほうがエンジン高回転域の使用頻度が高くなるように変更すればよい。
（２）実施例では、エンジンの吸気状態をエアフローメータが検出する吸入空気量に基づいて判定しているが、本発明はこれに限らず、例えばターボチャージャの過給圧や、吸気管内圧力に基づいて吸気状態を判定してもよい。また、これらのパラメータを複数組み合わせて判定してもよい。
（３）実施例では、エンジン制御ユニットがエンジンの吸気状態を判定しているが、このような判定機能は、トランスミッションの制御ユニットや、その他の独立したユニットに持たせるようにしてもよい。
（４）実施例では、２つの変速パターンを単純に切り換える場合を例として説明したが、本発明はこれに限らず、２つの変速パターンの間に複数段階の中間的な変速パターンが設定され、これらが順次切り換えられるようにしてもよい。また、無段階に変速パターンが推移するようにしてもよい。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン、自動変速機、これらの補器類の構成は、上述した実施例のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、実施例においては、自動変速機は例えばチェーン式のＣＶＴであったが、本発明はこれに限らず、ベルト式、トロイダル式等のＣＶＴ、複数のプラネタリギヤセットを用いて変速を行うステップＡＴ、奇数段と偶数段それぞれの変速用ギヤセットに独立したクラッチを有し、これらを順次切替えて変速を行うＤＣＴ、手動変速機と同様の変速機後部をアクチュエータで駆動するＡＭＴであってもよい。なお、ＣＶＴ以外の有段の自動変速機を用いる場合、第１及び第２の変速パターンは、シフトアップ及びシフトダウンを行う変速ラインを、第２の変速パターンのほうがエンジン高回転域の使用頻度が高くなるように変更すればよい。
（２）実施例では、エンジンの吸気状態をエアフローメータが検出する吸入空気量に基づいて判定しているが、本発明はこれに限らず、例えばターボチャージャの過給圧や、吸気管内圧力に基づいて吸気状態を判定してもよい。また、これらのパラメータを複数組み合わせて判定してもよい。
（３）実施例では、エンジン制御ユニットがエンジンの吸気状態を判定しているが、このような判定機能は、トランスミッションの制御ユニットや、その他の独立したユニットに持たせるようにしてもよい。
（４）実施例では、２つの変速パターンを単純に切り換える場合を例として説明したが、本発明はこれに限らず、２つの変速パターンの間に複数段階の中間的な変速パターンが設定され、これらが順次切り換えられるようにしてもよい。また、無段階に変速パターンが推移するようにしてもよい。
１０ エンジン １１ クランクシャフト
１２ ピストン １３ シリンダブロック
１３ａ クランク角センサ １３ｂ 水温センサ
１４ ヘッド １５ 燃焼室
１６ グロープラグ １７ グローコントローラ
２０ ターボチャージャ ２１ コンプレッサ
２２ タービン ２３ アクチュエータ
２４ 負圧制御弁
３０ インテークシステム ３１ インテークダクト
３２ エアクリーナ ３３ エアフローメータ
３４ インタークーラ ３５ スロットルバルブ
３６ アクチュエータ ３７ インテークチャンバ
３８ 吸気圧センサ ３９ インテークマニホールド
４０ エキゾーストシステム ４１ エキゾーストマニホールド
４２ エキゾーストパイプ
５０ 燃料供給装置 ５１ サプライポンプ
５２ 吸入調量電磁弁 ５３ 燃料温度センサ
５４ コモンレール ５５ 燃圧センサ
５６ インジェクタ
６０ ＥＧＲ装置 ６１ ＥＧＲ通路
６２ ＥＧＲ制御弁 ６３ ＥＧＲクーラ
７０ 酸化触媒（ＤＯＣ） ７１ 温度センサ
８０ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
８１ 差圧センサ ８２ 温度センサ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１ アクセルペダルセンサ １０２ 大気圧センサ
２００ トランスミッション ２１０ トルクコンバータ
２２０ ドライブプーリ ２３０ ドリブンプーリ
２４０ ドライブチェーン
２５０ トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）
１２ ピストン １３ シリンダブロック
１３ａ クランク角センサ １３ｂ 水温センサ
１４ ヘッド １５ 燃焼室
１６ グロープラグ １７ グローコントローラ
２０ ターボチャージャ ２１ コンプレッサ
２２ タービン ２３ アクチュエータ
２４ 負圧制御弁
３０ インテークシステム ３１ インテークダクト
３２ エアクリーナ ３３ エアフローメータ
３４ インタークーラ ３５ スロットルバルブ
３６ アクチュエータ ３７ インテークチャンバ
３８ 吸気圧センサ ３９ インテークマニホールド
４０ エキゾーストシステム ４１ エキゾーストマニホールド
４２ エキゾーストパイプ
５０ 燃料供給装置 ５１ サプライポンプ
５２ 吸入調量電磁弁 ５３ 燃料温度センサ
５４ コモンレール ５５ 燃圧センサ
５６ インジェクタ
６０ ＥＧＲ装置 ６１ ＥＧＲ通路
６２ ＥＧＲ制御弁 ６３ ＥＧＲクーラ
７０ 酸化触媒（ＤＯＣ） ７１ 温度センサ
８０ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
８１ 差圧センサ ８２ 温度センサ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１ アクセルペダルセンサ １０２ 大気圧センサ
２００ トランスミッション ２１０ トルクコンバータ
２２０ ドライブプーリ ２３０ ドリブンプーリ
２４０ ドライブチェーン
２５０ トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）
Claims (1)
- ターボ過給機を有するエンジンの出力回転を変速する自動変速機の変速制御装置であって、
前記エンジンの吸気状態を検出する吸気状態検出手段と、
前記吸気状態検出手段の検出結果に基づいて、所定の目標吸気状態が成立しているか判定する吸気状態判定手段と、
運転状態に応じて変速比を設定する第１の変速パターンと、前記第１の変速パターンに対してエンジン回転数が高くなるように変速比を設定する第２の変速パターンとを有し、前記目標吸気状態が成立している場合には前記第１の変速パターンを選択し、成立していない場合には前記第２の変速パターンを選択する変速パターン選択手段と、
前記変速パターン選択手段によって選択された変速パターンに基づいて前記自動変速機の変速機構部を制御する変速制御手段と
を備え、
前記吸気状態検出手段は、前記エンジンの吸入空気量、前記エンジンの吸気圧力、前記エンジンの空燃比の少なくとも一つを検出し、
前記吸気状態判定手段は、前記エンジンの目標トルク及び運転領域に基づいて前記目標吸気状態を設定すること
を特徴とする自動変速機の変速制御装置。
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