(57)【要約】【課題】部品点数の増加及びコストアップを避けつつ、燃料配管内における燃料圧力の脈動の増大を抑制することができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】機関回転速度が、低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動が大きくなる速度領域（脈動増大領域）に入るとき、その脈動増大領域から機関回転速度が外れるよう変速機１６の変速比を変更する。これにより、機関回転速度が脈動増大領域に入ることが抑制される。そして、機関回転速度が脈動増大領域に入ることに起因して、低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動が増大することは抑制される。また、上記脈動の増大を抑制するために部品を追加する必要はなく、部品点数の増加に伴うコストアップが生じることもない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプから燃料配管を介して燃料供給を受ける燃料噴射弁が設けられた内燃機関、及び、その内燃機関の出力軸に繋がる変速機が搭載された車両の制御装置において、
機関回転速度が前記燃料配管内における燃料圧力の脈動が大きくなる速度領域に入るとき、その速度領域から前記機関回転速度が外れるよう前記変速機の変速比を変更する制御部を備える
ことを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、燃料ポンプから燃料配管を介して燃料供給を受ける燃料噴射弁が設けられた内燃機関、及び、その内燃機関の出力軸に繋がる変速機が搭載されている。そして、こうした車両の制御装置には、車両の走行状態等に応じて上記変速機の変速比を変更する制御部が設けられている。
【０００３】
内燃機関における燃料噴射弁の燃料噴射態様は、機関回転速度など、内燃機関の運転状態に基づき制御される。このため、機関回転速度によっては、そのときの燃料噴射態様に起因して、燃料配管内における燃料圧力の脈動が大きくなる場合がある。このことは、機関回転速度の変化範囲全体のうち、燃料配管内における燃料圧力の脈動が他よりも大きくなる速度領域が存在すること、言い換えれば脈動が最大となる機関回転速度を含む速度領域（以下、脈動増大領域という）が存在することを意味する。
【０００４】
そして、燃料配管内における燃料圧力の脈動が大きくなると、燃料噴射弁の燃料噴射量に適正値からの誤差が生じ、それが内燃機関の良好な運転に悪影響を及ぼすおそれがある。ちなみに、燃料噴射弁の燃料噴射量は、その燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（燃料供給配管内の燃料圧力）、及び、同燃料噴射弁の開弁時間（燃料噴射時間）によって決まる。従って、燃料配管内における燃料圧力の脈動が大きくなると、適切な燃料噴射量を実現しようとして燃料噴射時間を決めたとしても、上記適切な燃料噴射量を実現するための燃料圧力の適正値から実際の燃料圧力がずれてしまい、それによって燃料噴差弁の燃料噴射量が適正値からずれるようになる。
【０００５】
なお、上記のような脈動増大領域は、燃料ポンプから燃料噴射弁に至る燃料供給経路の長さによって変化する。そこで、特許文献１では、長さの異なる複数の燃料供給経路を設け、機関回転速度に応じて、燃料圧力の脈動の増大が生じない燃料供給経路を使用するよう、燃料供給経路の切り換えを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１０６０２７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のように、長さの異なる複数の燃料供給経路を設けるためには、燃料配管が数多く必要になるとともに、燃料供給経路を切り換えるためのバルブを設けることが必要になり、それに伴う部品点数の増加やコストアップは避けられない。
【０００８】
本発明の目的は、部品点数の増加及びコストアップを避けつつ、燃料配管内における燃料圧力の脈動の増大を抑制することができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する制御装置が適用される車両には、燃料ポンプから燃料配管を介して燃料供給を受ける燃料噴射弁が設けられた内燃機関、及び、その内燃機関の出力軸に繋がる変速機が搭載される。そして、上記制御装置は、機関回転速度が燃料配管内における燃料圧力の脈動が大きくなる速度領域に入るとき、その速度領域から機関回転速度が外れるよう変速機の変速比を変更する制御部を備える。このため、機関回転速度が燃料配管内における燃料圧力の脈動が大きくなる速度領域に入ることを抑制できる。そして、その速度領域に機関回転速度が入ることに起因して、燃料配管内における燃料圧力の脈動が増大することを抑制できる。また、上記燃料圧力の脈動の増大を抑制するために部品を追加する必要はなく、部品点数の増加に伴うコストアップが生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内燃機関及び変速機を搭載した車両の制御装置を示す略図。
【図２】機関回転速度の変化に対する低圧燃料配管内における燃料圧力の脈動の大きさの変化を示すグラフ。
【図３】低圧燃料配管内における燃料圧力の脈動の増大を抑制する手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、車両の制御装置の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示される内燃機関１は、自動車等の車両に搭載されている。この内燃機関１の吸気通路２には、燃焼室３に吸入される空気の量（吸入空気量）を調整すべく開閉動作するスロットルバルブ４が設けられている。このスロットルバルブ４の開度（スロットル開度）は、車両の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル５の操作量（アクセル操作量）に応じて調節される。
【００１２】
内燃機関１は、吸気ポート２ａに向けて燃料を噴射するポート噴射インジェクタ（燃料噴射弁）６と、燃焼室３内に燃料を噴射する直噴インジェクタ７と、を備えている。ポート噴射インジェクタ６には低圧燃料配管１９が接続されている。この低圧燃料配管１９には、フィードポンプ（燃料ポンプ）１８によって燃料タンク１７から汲み上げられた燃料が吐出される。また、低圧燃料配管１９には高圧燃料配管２０が接続されている。この高圧燃料配管２０は上記直噴インジェクタ７に接続されている。高圧燃料配管２０の途中には、同配管２０内の燃料を昇圧して直噴インジェクタ７に供給する高圧ポンプ３２が設けられている。高圧ポンプ３２は、内燃機関１からの回転伝達を受けて回転するカムによって駆動される。
【００１３】
この内燃機関１では、ポート噴射インジェクタ６及び直噴インジェクタ７のうちの少なくとも一方から噴射される燃料と吸気通路２を流れる空気とからなる混合気が燃焼室３に充填され、この混合気に対し点火プラグ１２による点火が行われる。そして、点火後の混合気が燃焼すると、そのときの燃焼エネルギによりピストン１３が往復移動し、それに伴いクランクシャフト１４が回転する。一方、燃焼後の混合気は排気として排気通路１５に送り出される。なお、内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト１４は車両に搭載された変速機１６に繋がっており、その変速機１６等を介してクランクシャフト１４の回転が車両のタイヤに伝達される。
【００１４】
車両の制御装置は、内燃機関１及び変速機１６の各種制御を行う電子制御装置２１を備えている。この電子制御装置２１には、上記各種運転制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等が設けられている。
【００１５】
電子制御装置２１の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ２２。
・スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ２３。
【００１６】
・吸気通路２を通過する空気の量（内燃機関１の吸入空気量）を検出するエアフローメータ２４。
・クランクシャフト１４の回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ２５。
【００１７】
・車速を検出する車速センサ２６。
・高圧燃料配管２０における高圧ポンプ３２の下流側の部分の燃料圧力を検出する燃圧センサ２７
また、電子制御装置２１の出力ポートには、内燃機関１におけるスロットルバルブ４、ポート噴射インジェクタ６、直噴インジェクタ７、点火プラグ１２、フィードポンプ１８、高圧ポンプ３２といった各種機器の駆動回路、並びに、変速機１６を駆動するための各種機器の駆動回路等が接続されている。
【００１８】
そして、電子制御装置２１は、上記各種センサ等から入力した信号に基づき車両及び内燃機関１に要求される運転状態、並びに、車両及び内燃機関１の実際の運転状態を把握し、それらに基づいて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして内燃機関１のスロットル開度制御、燃料噴射量制御、点火時期制御、及び燃料圧力制御などの内燃機関１の各種運転制御、並びに、変速制御などの変速機１６の各種制御が、電子制御装置２１を通じて実施される。
【００１９】
電子制御装置２１は、上記燃料圧力制御として、低圧燃料配管１９内の燃料圧力を制御するとともに、高圧燃料配管２０内の燃料圧力を制御する。上記低圧燃料配管１９内の燃料圧力の制御は、内燃機関１に要求される運転状態及び内燃機関１の実際の運転状態に基づき目標燃料圧力Ｐｔを定め、その目標燃料圧力Ｐｔに基づきフィードポンプ１８を駆動することによって実現される。
【００２０】
ところで、高圧ポンプ３２は、内燃機関１からの回転伝達を受けて回転するカムに基づく動作周期毎に、下流側（低圧燃料配管１９側）からの燃料の吸引と、上流側（直噴インジェクタ７側）への燃料の加圧吐出とを繰り返す。また、高圧ポンプ３２は、下流側から吸引した燃料のうち、上流側に加圧吐出する必要のない余剰の燃料を、その加圧吐出の際に下流に戻す。そして、高圧ポンプ３２の設けられた高圧燃料配管２０は低圧燃料配管１９から分岐しているため、高圧ポンプ３２の上述した周期的な動作に伴う燃料の圧力変動は低圧燃料配管１９内の燃料にも伝播する。
【００２１】
一方、高圧ポンプ３２は内燃機関１からの回転伝達を受けて回転するカムによって駆動されるため、高圧ポンプ３２の動作周期は機関回転速度によって変化する。従って、機関回転速度の変化により、高圧ポンプ３２の周期的な動作に伴う上記燃料の圧力変動の周期が変化し、それに伴い同圧力変動の周期が低圧燃料配管１９内の燃料の共鳴周期に近づくと、共鳴によって低圧燃料配管１９内の燃料圧力の脈動が著しく大きくなる。なお、この低圧燃料配管１９内の燃料圧力の脈動が著しく大きくなる機関回転速度領域について、以下では脈動増大領域という。
【００２２】
図２は、機関回転速度の変化に対する低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動の大きさの変化を示している。そして、機関回転速度が図中の脈動増大領域Ａ内に入ると、上記低圧燃料配管１９内での燃料圧力の脈動が大きくなる。このように低圧燃料配管１９における燃料圧力の脈動が大きくなると、ポート噴射インジェクタ６の燃料噴射量に適正値からの誤差が生じる。これは、ポート噴射インジェクタ６の燃料噴射量は、同インジェクタ６の開弁時間、及び、同インジェクタ６に供給される燃料の圧力（低圧燃料配管１９内の燃料圧力）によって決まるためである。そして、上述したようにポート噴射インジェクタ６の燃料噴射量に適正値からの誤差が生じると、その誤差が内燃機関１の良好な運転に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００２３】
こうしたことに対処するため、電子制御装置２１は、機関回転速度が低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動が大きくなる速度領域（脈動増大領域）に入るとき、その脈動増大領域から機関回転速度が外れるよう変速機１６の変速比を変更する制御部としての機能を備える。この機能により、機関回転速度が脈動増大領域に入ることは抑制される。
【００２４】
図３は、低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動の増大を抑制するための脈動抑制ルーチンを示すフローチャートである。この脈動抑制ルーチンは、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００２５】
電子制御装置２１は、脈動抑制ルーチンのステップ１０１（Ｓ１０１）の処理として、機関回転速度が脈動増大領域Ａ内にあるか否かを判断する。ここで用いられる脈動増大領域Ａは、高圧燃料配管２０における高圧ポンプ３２の下流側の部分の燃料圧力、直噴インジェクタ７における燃料噴射量、及び、そのときの機関回転速度といったパラメータに基づき設定される。これは、低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動が最大となる機関回転速度、すなわち上述した共鳴によって著しく大きくなる機関回転速度が上記各パラメータに応じて変化するためである。
【００２６】
Ｓ１０１で否定判断であれば、電子制御装置２１は、この脈動抑制ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ１０１の処理で肯定判断であればＳ１０２に進む。電子制御装置２１は、Ｓ１０２の処理として、機関回転速度が上記脈動増大領域Ａから外れるよう、変速機１６の変速動作（ダウンシフト等）を通じて同変速機１６の変速比を変更する。このように変速比を変更することに伴い機関回転速度が変化し、それによって脈動増大領域Ａから機関回転速度が外れるようになる。電子制御装置２１は、Ｓ１０２の処理を実行した後、この脈動抑制ルーチンを一旦終了する。
【００２７】
次に、車両の制御装置の作用について説明する。
機関回転速度が脈動増大領域Ａに入るとき、その脈動増大領域Ａから機関回転速度が外れるよう変速機１６の変速比が変更される。こうして機関回転速度が脈動増大領域Ａに入ることを抑制できるため、その脈動増大領域Ａに機関回転速度が入ることに起因して、低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動が増大することを抑制できる。また、低圧燃料配管１９内での燃料圧力の脈動の増大を抑制することは、上述したように変速機１６の変速比を変更することによって実現されるため、上記脈動の増大を抑制するために部品を追加する必要はなく、部品点数の増加に伴うコストアップが生じることもない。
【００２８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）部品点数の増加及びコストアップを避けつつ、低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動の増大を抑制することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・ポート噴射のみを行う内燃機関に適用してもよい。
また、上記実施形態では、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入るときに変速機１６の変速比を変更するという技術思想について説明したが、これとは別の技術思想について以下に列記する。
【００３０】
・内燃機関１の排気中の酸素濃度に基づき同機関１の空燃比の適正値からのずれを空燃比学習値として学習する空燃比学習を実施する場合、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入るときには上記空燃比学習を禁止することが考えられる。これは、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入ることにより低圧燃料配管１９内における燃料圧力の脈動が増大し、その脈動の増大に伴いポート噴射インジェクタ６の燃料噴射量の適正値からのずれが発生することにより、そのずれが空燃比学習に影響を及ぼすことを回避するためである。
【００３１】
・変速機１６がロックアップクラッチを備えるものである場合、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入るときには上記ロックアップクラッチのロックアップを解除することが考えられる。これは、ロックアップクラッチのロックアップを解除すると、それに伴い機関回転速度が変化して脈動増大領域Ａから外れやすくなるためである。
【００３２】
・内燃機関１がＥＧＲ（排気再循環）を実行可能なものである場合、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入るときにはＥＧＲを禁止またはＥＧＲ量を減量することが考えられる。これは、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入ることによって燃料噴射量が適正値からずれた場合、それに伴う機関運転状態の悪化をＥＧＲの禁止またはＥＧＲ量の減量によって可能な限り抑制するためである。
【００３３】
・車両の燃料タンクで生じた蒸発燃料を内燃機関１の吸気系に流して処理（パージ）する場合、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入るときにはパージを禁止したり、上記蒸発燃料を内燃機関１の吸気系に流す割合（パージ率）を減少させたりすることが考えられる。これは、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入ることによって燃料噴射量が適正値からのずれた場合、上記パージが実行された状態にあることに伴い機関運転状態が更に悪化するおそれがあるためである。
【００３４】
・内燃機関１の排気系に設けられた触媒の温度を同機関１の燃料噴射量等に基づいて推定する場合、機関回転速度が脈動増大領域Ａに入るときには上記触媒の温度の推定値が適正値からずれる可能性があるため、そのずれを修正するための上記推定値の補正を行うようにしてもよい。
【００３５】
・機関回転速度が脈動増大領域Ａに入ることにより、燃料噴射量が適正値からずれた場合には、そのずれを修正するための燃料噴射量補正を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…内燃機関、２…吸気通路、２ａ…吸気ポート、３…燃焼室、４…スロットルバルブ、５…アクセルペダル、６…ポート噴射インジェクタ、７…直噴インジェクタ、１２…点火プラグ、１３…ピストン、１４…クランクシャフト、１５…排気通路、１６…変速機、１７…燃料タンク、１８…フィードポンプ、１９…低圧燃料配管、２０…高圧燃料配管、２１…電子制御装置、２２…アクセルポジションセンサ、２３…スロットルポジションセンサ、２４…エアフローメータ、２５…クランクポジションセンサ、２６…車速センサ、２７…燃圧センサ、３２…高圧ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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