(57)【要約】【課題】燃費をさらに向上させること。【解決手段】ＥＣＵ４０は、ＣＶＴ３２とともに車両１０に搭載されたエンジン１２のＥＧＲ機能をオン状態およびオフ状態の間で切り替え制御する。具体的には、ＥＣＵ４０は、車両１０を加速させる特定時期における内燃機関の熱効率を各種センサ３８の出力に基づいて推定する処理を、ＥＧＲオン状態およびＥＧＲオフ状態の各々に対応して実行する。ＥＣＵ４０はまた、当該特定時期におけるＣＶＴ３２の伝達効率を各種センサ３８の出力に基づいて推定する処理を、ＥＧＲオン状態およびＥＧＲオフ状態の各々に対応して実行する。ＥＣＵ４０はさらに、こうして推定された熱効率および伝達効率に基づいて、当該特定時期におけるＥＧＲ機能のオン／オフを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機とともに車両に搭載された内燃機関のＥＧＲ機能をオン状態およびオフ状態の間で切り替え制御する制御装置であって、
前記車両の現在の駆動状態を検知する検知手段、
前記車両を加速させる特定時期における前記内燃機関の熱効率を前記検知手段の出力に基づいて推定する処理を前記オン状態および前記オフ状態の各々に対応して実行する第１推定手段、
前記特定時期における前記自動変速機の伝達効率を前記検知手段の出力に基づいて推定する処理を前記オン状態および前記オフ状態の各々に対応して実行する第２推定手段、および
前記第１推定手段によって推定された熱効率と前記第２推定手段によって推定された伝達効率とに基づいて前記特定時期における前記ＥＧＲ機能のオン／オフを制御する制御手段を備える、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、自動変速機とともに車両に搭載された内燃機関を制御する、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置の一例が、特許文献１に開示されている。この文献によれば、コントロールユニットは、車両の加速時において、エンジンの運転状態が、残留ＥＧＲにより燃費性能の低下あるいは失火が生じやすい高負荷・低回転領域に入らないように、かつリーンバーン領域内の耐ＥＧＲ性の悪い領域にも入らないように、ハーフトロイダルＣＶＴの変速比を制御する。これにより、燃費性能の低下あるいは失火の発生などといった不具合を招くことなく、有効にＥＧＲを行わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０６４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＶＴの伝達効率は変速比の切り替え時に変動するところ、この変動に起因する燃費性能の低下を如何にして抑制するかについて、特許文献１は何ら開示していない。したがって、車両を全体的に眺めると、燃費効率を向上させる余地はまだ残っていると言える。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、燃費効率をさらに向上させることができる、内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、自動変速機とともに車両に搭載された内燃機関のＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)機能をオン状態およびオフ状態の間で切り替え制御する制御装置であって、車両の現在の駆動状態を検知する検知手段、車両を加速させる特定時期における内燃機関の熱効率を検知手段の出力に基づいて推定する処理をオン状態およびオフ状態の各々に対応して実行する第１推定手段、特定時期における自動変速機の伝達効率を検知手段の出力に基づいて推定する処理をオン状態およびオフ状態の各々に対応して実行する第２推定手段、および第１推定手段によって推定された熱効率と第２推定手段によって推定された伝達効率とに基づいて特定時期におけるＥＧＲ機能のオン／オフを制御する制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
ドライバのアクセル操作から判断した要求駆動力に対して、ＥＧＲ機能をオン状態に維持することによるトルク低下の程度が小さく、許容範囲にある条件においても、トルクの増大が求められる車両加速時にＥＧＲ機能をオン状態とすると、吸気温度等の環境条件次第では、点火遅角によるトルク低下をおぎなうために、アクセル踏み込み量が増えることで、逆に燃費が悪化する領域がある。また、燃費は、内燃機関の熱効率によって左右されるだけでなく、自動変速機の伝達効率によっても左右される。そこで、この発明では、車両を加速させる特定時期における内燃機関の熱効率および自動変速機の伝達効率をＥＧＲ機能のオン／オフ各々に対応して推定し、推定された熱効率および伝達効率に基づいて特定時期におけるＥＧＲ機能のオン／オフを制御するようにしている。これによって、車両の燃費効率をさらに向上させることができる。
【０００８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この実施例の車両の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図３】図１に示すＥＣＵの動作の他の一部を示すフロー図である。
【図４】（Ａ）はＥＧＲオン制御に対応するトルク特性曲線の一例を示すマップであり、（Ｂ）はＥＧＲオフ制御に対応するトルク特性曲線の一例を示すマップである。
【図５】吸気温に対するトルク補正量の変化の一例を示すマップである。
【図６】（Ａ）はＥＧＲオン制御に対応しかつ点火遅角量に対するトルク補正量の変化の一例を示すマップであり、（Ｂ）はＥＧＲオフ制御に対応しかつ点火遅角量に対するトルク補正量の変化の一例を示すマップである。
【図７】（Ａ）はＥＧＲオン制御に対応する燃料噴射量曲線の一例を示すマップであり、（Ｂ）はＥＧＲオフ制御に対応する燃料噴射量曲線の一例を示すマップである。
【図８】（Ａ）はギヤ比とＣＶＴの伝達効率との関係の一例を示すマップであり、（Ｂ）はギヤ比とＣＶＴの伝達効率との関係の他の一例を示すマップであり、（Ｃ）はギヤ比とＣＶＴの伝達効率との関係のその他の一例を示すマップであり、（Ｄ）はギヤ比とＣＶＴの伝達効率との関係のさらにその他の一例を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照して、この実施例の車両１０は、３つの気筒１４１〜１４３が形成された４ストローク型のエンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。また、エンジン１２はＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)機能を有し、排気はＥＧＲ機能がオン状態のときに再循環される。
【００１１】
イグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、ＥＣＵ４０は、エンジン１２を始動させるべくリレー２２をオンする。バッテリ２４の電力は、オン状態のリレー２２を介してスタータ２６に供給される。スタータ２６は、クランクシャフト１６の端部に取り付けられたドライブプレート２８を回転させて、クランキングを実行する。
【００１２】
エンジン１２はクランキングによって始動し、気筒１４１〜１４３の各々に設けられたピストン（図示せず）は、クランクシャフト１６がアイドル回転数で回転できる速度で上下動する。クランクシャフト１６の回転力は、ベルト１８を介してオルタネータ２０の回転軸２０ｓに伝達され、バッテリ２４は、オルタネータ２０の発電力によって充電される。
【００１３】
なお、クランクシャフト１６の回転数は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じて変化する。また、エンジン回転数，車速，アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量），アクセル開速度（アクセルペダルの踏み込み速度），吸気管圧力，吸気温，ノッキング抑制のための点火遅角量などの車両１０の現在の駆動状態は、各種センサ３８によって検知される。
【００１４】
ドライブプレート２８とＣＶＴ３２との間にはトルクコンバータ３０が設けられ、エンジン１２のトルクはトルクコンバータ３０を介してＣＶＴ３２に伝達される。ＣＶＴ３２は、デファレンシャル機構３４と結合されたドライブシャフト３６を、トルクコンバータ３０から伝達されたトルクと現時点のギヤ比とに従って駆動する。
【００１５】
ＥＣＵ４０は、図２および図３に示す加速時ＥＧＲ制御処理を実行する。このフロー図に対応する制御プログラムはメモリ４０ｍに記憶される。加速時ＥＧＲ制御処理を実行するとき、ＥＣＵ４０は、各種センサ３８とともにＥＧＲオン／オフ制御装置として機能する。
【００１６】
また、メモリ４０ｍには、図４（Ａ），図４（Ｂ），図５，図６（Ａ），図６（Ｂ），図７（Ａ），図７（Ｂ）に示すマップが記憶され、さらに図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に示すマップを含む複数のマップが記憶される。
【００１７】
このうち、図４（Ａ）のマップは、ＥＧＲオン制御に対応しかつ互いに異なる吸気管圧力毎に描かれたトルク特性曲線Ｃｔ１ａ〜Ｃｔ４ａを示すトルク特性曲線マップであり、図４（Ｂ）のマップは、ＥＧＲオフ制御に対応しかつ互いに異なる吸気管圧力毎に描かれたトルク特性曲線Ｃｔ１ｂ〜Ｃｔ４ｂを示すトルク特性曲線グラフである。図４（Ａ）および図４（Ｂ）のいずれのマップにおいても、エンジン回転数が横軸に割り当てられ、トルクが縦軸に割り当てられる。
【００１８】
図５のマップは、吸気温に対するトルク補正量の変化の一例を示すトルク補正量マップである。図６（Ａ）のマップは、ＥＧＲオン制御に対応しかつ点火遅角量に対するトルク補正量の変化の一例を示すトルク補正量マップである。図６（Ｂ）のマップは、ＥＧＲオフ制御に対応しかつ点火遅角量に対するトルク補正量の変化の一例を示すトルク補正量マップである。
【００１９】
図７（Ａ）のマップは、ＥＧＲオン制御に対応しかつ互いに異なる吸気管圧力毎に描かれた燃料噴射量曲線Ｃｇ１ａ〜Ｃｇ４ａを示す燃料噴射量曲線マップである。図７（Ｂ）のマップは、ＥＧＲオフ制御に対応しかつ互いに異なる吸気管圧力毎に描かれた燃料噴射量曲線Ｃｇ１ｂ〜Ｃｇ４ｂを示す燃料噴射量曲線マップである。これらのマップでは、エンジン回転数が横軸に割り当てられ、燃料噴射量が縦軸に割り当てられる。
【００２０】
図８（Ａ）のマップは、１０Ｎｍのトルクおよび１０００ｒｐｍのエンジン回転数に対応しかつギヤ比とＣＶＴ３２の伝達効率との関係を示すＣＶＴ効率マップであり、図８（Ｂ）のグラフは、２０Ｎｍのトルクおよび１０００ｒｐｍのエンジン回転数に対応しかつギヤ比とＣＶＴ３２の伝達効率との関係を示すＣＶＴ効率マップである。
【００２１】
図８（Ｃ）のマップは、３０Ｎｍのトルクおよび１０００ｒｐｍのエンジン回転数に対応しかつギヤ比とＣＶＴ３２の伝達効率との関係を示すＣＶＴ効率マップであり、図８（Ｄ）のマップは、４０Ｎｍのトルクおよび１０００ｒｐｍのエンジン回転数に対応しかつギヤ比とＣＶＴ３２の伝達効率との関係を示すＣＶＴ効率マップである。メモリ４８ｍには、これらのＣＶＴ効率マップ以外に、互いに異なるトルクおよびエンジン回転数の組み合わせに対応する複数のＣＶＴ効率マップが記憶される。
【００２２】
ＣＶＴ３２の伝達効率は、変速に伴うスチールベルトの挟圧増ひいては油圧ポンプのメカロス増により低下する。したがって、上述のＣＶＴ効率マップにおいては、ギヤ比が大きいほど（減速幅が大きいほど）、伝達効率の低下量が増大する。
【００２３】
図２を参照して、ステップＳ０１では、次の条件（Ａ）〜（Ｆ）からなる前提条件が成立したか否かを繰り返し判別する。
【００２４】
条件（Ａ）としては“吸気温が所定値以上であること”が課せられ、条件（Ｂ）としては“前回のアクセルペダル踏み込み時に所定のエンジン負荷域以下でノッキングが発生したこと” が課せられ、条件（Ｃ）としては“アクセル開度が所定値以上であること” が課せられる。
【００２５】
また、条件（Ｄ）としては“アクセル開速度が所定値以上であること” が課せられ、条件（Ｅ）としては“前回の前提条件の成立から所定時間以上経過していること” が課せられ、条件（Ｆ）としては“前回の前提条件の成立後にアクセルペダルの踏み込み量が減少していること” が課せられる。
【００２６】
ステップＳ０１の判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、つまり条件（Ａ）〜（Ｆ）の全てが成立すると、ステップＳ０２に進む。ステップＳ０２では、現在のエンジン回転数，車速，アクセル開度およびアクセル開速度に基づいて、車両１０を加速させるために必要とされる駆動力を“要求駆動力”として推定する。
【００２７】
ステップＳ０３では、ＥＧＲオン制御用のトルク特性曲線マップ（図４（Ａ）参照），トルク補正量マップ（図５、図６（Ａ）参照）および燃料噴射量曲線マップ（図７（Ａ）参照）を選択する。ステップＳ０４では、現在の吸気管圧力に対応するトルク特定曲線を、ステップＳ０３で選択したトルク特性曲線マップを参照して定義する。ステップＳ０５では、ステップＳ０４で定義したトルク特性曲線を参照して、現在のエンジン回転数に対応するトルクを“ベーストルク”として推定する。
【００２８】
ステップＳ０６では、図５に示すトルク補正量マップを参照して現在の吸気温に対応するトルク補正量を算出し、ステップＳ０３で選択されたトルク補正量マップを参照して現在の点火遅角量に対応するトルク補正量を算出する。ステップＳ０７では、ステップＳ０５で推定されたベーストルクとステップＳ０６で算出されたトルク補正量とに基づいて推定トルクを確定する。
【００２９】
ステップＳ０８では、現在のエンジン回転数とステップＳ０７で確定した推定トルクとに基づいてエンジン出力を推定する。ステップＳ０９では、現在の吸気管圧力に対応する燃料噴射量曲線を、ステップＳ０３で選択した燃料噴射量曲線マップを参照して定義する。ステップＳ１０では、ステップＳ０９で定義した燃料噴射量曲線を参照して、現在のエンジン回転数に対応する燃料噴射量を推定する。ステップＳ１１では、ステップＳ０８で推定したエンジン出力とステップＳ１０で推定した燃料噴射量とに基づいて、エンジン１２の熱効率を推定する。
【００３０】
ステップＳ１２では、現在のエンジン回転数，車速からギヤ比を推定する。ステップＳ１３では、現在のエンジン回転数およびステップＳ０７で確定した推定トルクに対応するＣＶＴ効率マップを図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に示すＣＶＴ効率マップを含む複数のＣＶＴ効率マップの中から選定する。ステップＳ１３ではまた、ステップＳ１２で推定したギヤ比に対応するＣＶＴ３２の伝達効率を、当該選定したＣＶＴ効率マップを参照して推定する。
【００３１】
ステップＳ１４では、ステップＳ１１で推定されたエンジン１２の熱効率とステップＳ１３で推定されたＣＶＴ３２の伝達効率とに基づいて、車両１０のトータルの燃費効率を“車両効率”として推定する。ステップＳ１５では、ステップＳ０７で確定した推定トルク，現在のエンジン回転数，ステップＳ１２で選定したギヤ比およびステップＳ１４で推定した車両効率などに基づいて、車両１０の実駆動力を推定する。
【００３２】
ステップＳ１６では、ステップＳ０２で推定した要求駆動力からステップＳ１５で推定した実駆動力を引き算し（つまり要求駆動力と実駆動力との乖離の値を算出し）、これによって得られた引き算値が閾値以下であるか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば、要求駆動力が大きいとみなし、ステップＳ２１でＥＧＲ機能をオフしてからステップＳ０１に戻る。（制御ループから抜ける。）
【００３３】
ステップＳ１６の判別結果がＹＥＳであれば、ＥＧＲオフ制御用のマップを選択中であるか否かをステップＳ１７で判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ１８に進み、ＥＧＲオフ制御用のトルク特性曲線マップ（図４（Ｂ）参照），トルク補正量マップ（図５、図６（Ｂ）参照）および燃料噴射量曲線マップ（図７（Ｂ）参照）を選択する。ステップＳ１８の処理が完了すると、ステップＳ０４に戻る。
【００３４】
これに対して、ステップＳ１７の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、ＥＧＲオン制御に対応して推定された車両効率とＥＧＲオフ制御に対応して推定された車両効率とを比較して、ＥＧＲ機能のオン制御に対応して推定された車両効率≧オフ制御に対応して推定された車両効率であるかを判別する。判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２０でＥＧＲ機能のオン制御を維持することを選択し、ステップＳ０２に戻る。一方、判別結果がＮＯであれば、ステップＳ２１でＥＧＲ機能をオフしてからステップＳ０１に戻る。（制御ループから抜ける。）
【００３５】
以上の説明から分かるように、ＥＣＵ４０は、ＣＶＴ３２とともに車両１０に搭載されたエンジン１２のＥＧＲ機能をオン状態およびオフ状態の間で切り替え制御する。具体的には、ＥＣＵ４０は、車両１０を加速させる特定時期における内燃機関の熱効率を各種センサ３８の出力に基づいて推定する処理を、ＥＧＲオン状態およびＥＧＲオフ状態の各々に対応して実行する(S02~S11, S16)。ＥＣＵ４０はまた、当該特定時期におけるＣＶＴ３２の伝達効率を各種センサ３８の出力に基づいて推定する処理を、ＥＧＲオン状態およびＥＧＲオフ状態の各々に対応して実行する(S03, S12, S13, S16)。ＥＣＵ４０はさらに、こうして推定された熱効率および伝達効率に基づいて、当該特定時期におけるＥＧＲ機能のオン／オフを制御する(S14, S19~S21)。
【００３６】
ドライバのアクセル操作から判断した要求駆動力に対して、ＥＧＲ機能をオン状態に維持することによるトルク低下の程度が小さく、許容範囲にある条件においても、トルクの増大が求められる車両加速時にＥＧＲ機能をオン状態とすると、吸気温度等の環境条件次第では、点火遅角によるトルク低下をおぎなうために、アクセル踏み込み量が増えることで、逆に燃費が悪化する領域がある。また、燃費は、エンジン１２の熱効率によって左右されるだけでなく、ＣＶＴ３２の伝達効率によっても左右される。そこで、この実施例では、車両１０を加速させる特定時期におけるエンジン１２の熱効率およびＣＶＴ３２の伝達効率をＥＧＲ機能のオン／オフ各々に対応して推定し、推定された熱効率および伝達効率に基づいて特定時期におけるＥＧＲ機能のオン／オフを制御するようにしている。これによって、燃費をさらに向上させることができる。
【００３７】
この実施例ではまた、アクセル開度やアクセル開速度に基づいて推定された要求駆動力と推定トルクや選定ギヤ比に基づいて推定された実駆動力との乖離が大きければ（ドライバのアクセル操作から判断した要求駆動力に対して、ＥＧＲ機能をオン状態に維持することによるトルク低下の程度が大きいと判定し）、ＥＣＵ４０はＥＧＲ機能をオフ(S16, S21)してステップＳ０１に戻る。（制御ループから抜ける）。これによって、ドライバの加速イメージに合った走りを実現することができる（ＥＧＲオンに起因する駆動力不足を補うためのアクセルペダルの踏み増しを回避できる）。
【００３８】
なお、この実施例では、ＣＶＴ３２を車両１０に搭載するようにしているが、ＣＶＴ３２に代えてＡＴのような他の自動変速機を搭載するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  …車両
１２  …エンジン
３０  …トルクコンバータ
３２  …ＣＶＴ
３６  …ドライブシャフト
４０  …ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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