(57)【要約】【課題】低圧縮比ディーゼルエンジンにおいて、燃焼不安定性を回避しつつ触媒の暖機が促進されるように、適切にシフト位置の指令を出す。【解決手段】シフト位置指令制御装置は、低圧縮比ディーゼルエンジンからの動力が伝達される変速機におけるシフト位置の指令を行う。具体的には、シフトアップ指令手段は、低圧縮比ディーゼルエンジンにおける水温、及び排気通路上に配設された触媒の温度の少なくともいずれかに応じて、変速機に対するシフトアップ指令（ハイギヤ指令）を出す。これにより、低水温時での低圧縮比ディーゼルエンジンにおける燃焼不安定性を適切に回避することが可能となる。また、触媒の暖機を適切に促進することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧縮比ディーゼルエンジンからの動力が伝達される変速機におけるシフト位置の指令を行うシフト位置指令制御装置であって、
前記低圧縮比ディーゼルエンジンにおける水温、及び排気通路上に配設された触媒の温度の少なくともいずれかに応じて、前記変速機に対するシフトアップ指令を出すシフトアップ指令手段を備えることを特徴とするシフト位置指令制御装置。
【請求項２】
前記シフトアップ指令手段は、前記水温が低い場合には高い場合よりもハイギヤとなるように前記シフトアップ指令を出す請求項１に記載のシフト位置指令制御装置。
【請求項３】
前記シフトアップ指令手段は、前記触媒の温度が低い場合には高い場合よりもハイギヤとなるように前記シフトアップ指令を出す請求項１又は２に記載のシフト位置指令制御装置。
【請求項４】
前記シフトアップ指令が出されている場合に、前記シフトアップ指令が出されていない場合よりも、前記低圧縮比ディーゼルエンジンにおけるアイドル目標回転数を上昇させる制御を行う手段を更に備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシフト位置指令制御装置。
【請求項５】
前記シフトアップ指令手段は、車両における推進力を得るための最低ギヤ位置を上限に設定して、前記シフトアップ指令を出す際のシフト位置を決定する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシフト位置指令制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの動力が伝達される変速機に対してシフト位置の指令を出す制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１及び２に記載されている。特許文献１には、エンジン始動直後に、水温に応じて燃料補正と協調しながら変速機のシフト位置の変更を行う技術が記載されている。また、特許文献２には、ディーゼルエンジンにおいて、触媒温度に応じてシフト位置を変更する技術が記載されている。その他にも、本発明に関連する技術が、特許文献３に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４９１６５号公報
【特許文献２】特開平１０−７３０１８号公報
【特許文献３】特開２００３−２６９２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１乃至３に記載された技術では、低圧縮比ディーゼルエンジン（圧縮比が例えば１４以下のエンジン）において、水温や触媒の温度が低い状態などで、燃焼不安定性を回避しつつ触媒の暖機が促進されるように、シフト位置の指令を出すことが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、低圧縮比ディーゼルエンジンにおいて、燃焼不安定性を回避しつつ触媒の暖機が促進されるように、適切にシフト位置の指令を出すことが可能なシフト位置指令制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、低圧縮比ディーゼルエンジンからの動力が伝達される変速機におけるシフト位置の指令を行うシフト位置指令制御装置は、前記低圧縮比ディーゼルエンジンにおける水温、及び排気通路上に配設された触媒の温度の少なくともいずれかに応じて、前記変速機に対するシフトアップ指令を出すシフトアップ指令手段を備える。
【０００７】
上記のシフト位置指令制御装置は、低圧縮比ディーゼルエンジンからの動力が伝達される変速機におけるシフト位置の指令（変速位置の指令）を行うために好適に利用される。具体的には、シフトアップ指令手段は、低圧縮比ディーゼルエンジンにおける水温、及び排気通路上に配設された触媒の温度の少なくともいずれかに応じて、変速機に対するシフトアップ指令を出す。つまり、水温及び／又は触媒の温度に応じて、ハイギヤ指令を出す。これにより、低水温時での低圧縮比ディーゼルエンジンにおける燃焼不安定性を適切に回避することが可能となる。よって、シフトアップ指令を出さない場合と比較して、ＥＧＲ量を適切に増量することができ、排気ガス中のＮＯｘを低減することが可能となる。更に、上記のようにシフトアップ指令を出すことにより、燃料噴射量を適切に増量することができるため、触媒の温度が比較的に低い状況において、触媒の暖機を適切に促進することが可能となる。よって、ＨＣなどを低減することができ、信頼性を向上させることが可能となる。
【０００８】
上記のシフト位置指令制御装置において好適には、前記シフトアップ指令手段は、前記水温が低い場合には高い場合よりもハイギヤとなるように前記シフトアップ指令を出す。
【０００９】
また好適には、前記シフトアップ指令手段は、前記触媒の温度が低い場合には高い場合よりもハイギヤとなるように前記シフトアップ指令を出す。
【００１０】
上記のシフト位置指令制御装置の一態様では、前記シフトアップ指令が出されている場合に、前記シフトアップ指令が出されていない場合よりも、前記低圧縮比ディーゼルエンジンにおけるアイドル目標回転数を上昇させる制御を行う手段を更に備える。
【００１１】
この態様では、シフトアップ指令が出されている場合には、アイドル目標回転数を上昇させる制御を行う。これにより、ドライバがアクセルを離した状態で加速性能が低下してしまうことを適切に抑制することが可能となる。なお、シフトアップ指令が出されていない場合には、アイドル目標回転数を上昇させる制御は行わない。
【００１２】
好適な例では、前記シフトアップ指令手段は、車両における推進力を得るための最低ギヤ位置を上限に設定して、前記シフトアップ指令を出す際のシフト位置を決定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［全体構成］
図１は、本実施形態に係るシフト位置指令制御装置が適用された車両５０の構成を示す概略図である。なお、図１では、実線矢印がガスの流れの一例を示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００１５】
車両５０は、主に、吸気通路３と、エンジン（内燃機関）４と、トルクコンバータ５と、変速機６と、出力軸７と、排気通路８と、ＥＧＲ通路９と、ＥＧＲバルブ１０と、触媒１１と、温度センサ１５、１６と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）２０と、を有する。
【００１６】
吸気通路３には外部から導入された空気（吸気）が通過し、エンジン４には吸気通路３より吸気が供給される。エンジン４は、低圧縮比（例えば１４以下）のディーゼルエンジンに相当する。エンジン４は、図示しないコモンレールを介して燃料噴射弁から高圧の燃料が供給され、燃料と吸気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する。燃焼により発生した排気ガスは、排気通路８より排出される。なお、エンジン４は、ＥＣＵ２０との間で、制御信号Ｓ１１を送受信することにより制御が行われる。
【００１７】
トルクコンバータ５は、エンジン４と変速機６との間に設けられる。トルクコンバータ５は、油などの作動流体を利用することにより、エンジン４から出力される回転トルクを断続的に変速機６へ伝達するクラッチとしての機能と、その回転トルクを増大させて変速機６へ伝達する機能とを有する。変速機６は、トルクコンバータ５と出力軸７との間に設けられ、自動変速機（オートマチックトランスミッション）として機能する。例えば、変速機６は、前進５段（第１速〜第５速）、後進１段の各変速段に対応する複数のギヤ（プラネタリギヤ）などを有する。変速機６は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ１２に基づき、図示しない油圧制御装置を作動させることにより、シフト位置の変更を行う。具体的には、ローギヤからハイギヤへの変速操作（シフトアップ）、或いはハイギヤからローギヤへの変速操作（シフトダウン）を行う。
【００１８】
排気通路８上には、ＥＧＲ通路９が接続されている。具体的には、ＥＧＲ通路９は、一端が排気通路８に接続されており、他端が吸気通路３に接続されており、吸気系に排気ガス（ＥＧＲガス）が還流されるように構成されている。また、ＥＧＲ通路９には、吸気系に還流させるＥＧＲの量（ＥＧＲ量）を調整可能なＥＧＲバルブ１０が配設されている。更に、排気通路８上には、排気ガスを浄化可能に構成された触媒１１が設けられている。触媒１１は、排気ガス中のＮＯｘやＨＣなどを浄化可能に構成されている。
【００１９】
温度センサ１５は、エンジン４を冷却する冷却水の温度（水温）を検出可能に構成され、検出した水温に対応する検出信号Ｓ１３をＥＣＵ２０に供給する。温度センサ１６は、触媒１１の温度（以下、「触媒床温」と呼ぶ。）を検出可能に構成され、検出した触媒床温に対応する検出信号Ｓ１４をＥＣＵ２０に供給する。
【００２０】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成され、車両５０内の構成要素（エンジン４など）に対して制御を行う。本実施形態では、主に、ＥＣＵ２０は、本発明におけるシフトアップ指令手段として機能して、変速機６におけるシフト位置の指令を行う（つまり変速位置の指令を出す）。なお、ＥＣＵ２０は、車両５０における他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
【００２１】
［シフト位置指令制御］
次に、ＥＣＵ２０が行うシフト位置指令制御の実施例について説明する。
【００２２】
（第１実施例）
第１実施例では、水温に応じて変速機６におけるシフト位置を変更する。具体的には、ＥＣＵ２０は、水温が低い場合には高い場合よりも、ハイギヤとなるようにシフトアップ指令を出す。このような指令を出す理由は、以下の通りである。
【００２３】
低圧縮比ディーゼルエンジンでは、エンジン始動直後などの水温が低い状態では、燃焼が不安定になりやすい（言い換えると失火しやすい）。そのため、一般的には、噴射時期の前だしや、パイロット噴射回数の増加及び／又は増量や、ＥＧＲ量の減量などを行うことによって、低水温時における燃焼不安定性を回避している。しかしながら、このようにＥＧＲ量の減量などを行った場合には、排気ガス中のＮＯｘが増加して、エミッションが悪化する傾向にある。よって、ＥＧＲ量を減量するレベルを小さくすることが望ましいと言える。
【００２４】
図２は、回転数及びトルクに応じたＮＯｘ排出量の一例を示す。図２は、横軸にエンジン４の回転数、縦軸にエンジン４からのトルクを示しており、暖機後におけるＮＯｘ量を表した等高線を示している。低圧縮比ディーゼルエンジンにおいては、水温が低い場合（特に軽負荷）にＨＣが増加する傾向にあるため、ＥＧＲ量を減量することが望ましいと言える。しかしながら、このように軽負荷においてＥＧＲ量を減量すると、前述したようにＮＯｘが大きく増加する傾向にある。
【００２５】
以上より、第１実施例では、水温が低い状況において、ハイギヤとなるようにシフトアップ指令を出す。このようにシフトアップ指令を出すことにより、シフトアップ指令を出さない場合（つまりローギヤを維持した場合）よりも、燃費を向上させることができると共に、燃焼を安定させることができる。つまり、低圧縮比ディーゼルエンジンにおける燃焼不安定性を回避することが可能となる。また、水温が低い場合において、このようにシフトアップ指令を出すと共に、比較的低いエンジン回転数を維持させることによって、燃焼安定信頼性を効果的に向上させることが可能となる。よって、シフトアップ指令を出すことにより、シフトアップ指令を出さない場合よりも、ＥＧＲ量を適切に増量することができ、排気ガス中のＮＯｘを低減することが可能となる。
【００２６】
更に、上記のようにシフトアップ指令を出すことにより、燃料噴射量を適切に増量することができるため、触媒床温が比較的に低い状況において、触媒１１の暖機を適切に促進することが可能となる。よって、排気性能を向上させることができる。また、ＨＣを低減することができ、信頼性を向上させることが可能となる。
【００２７】
ここで、図３を参照して、第１実施例におけるシフトアップ指令の具体例について説明する。図３は、横軸に水温（℃）を示し、縦軸にギヤアップ係数ｇｕ１を示しており、水温とギヤアップ係数ｇｕ１との関係を規定したマップの一例を示している。ギヤアップ係数ｇｕ１は、シフト位置を変更する際に用いられる係数に相当する。図示のように、水温が低い場合には高い場合よりも、ギヤアップ係数ｇｕ１が大きくなることがわかる。詳しくは、水温が所定温度以下となると、ギヤアップ係数ｇｕ１は概ね一定となる。このようなマップは、予め測定又は解析することによって作成される。
【００２８】
ＥＣＵ２０は、図３に示すようなマップを参照して、現在の水温（温度センサ１５より供給される検出信号Ｓ１３に相当する温度）に対応するギヤアップ係数ｇｕ１を得る。そして、ＥＣＵ２０は、当該ギヤアップ係数ｇｕ１を現在のギヤ位置に対して乗じて得た値を、シフト位置としてシフトアップ指令を出す。なお、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数、トルク（燃料噴射量）、及び車速から求まる推進力を得るための最低ギヤ位置をギヤの上限に設定して、シフト位置の指令を出す。つまり、ＥＣＵ２０は、最低ギヤ位置を越えないようにシフトアップ指令を出す際のシフト位置を決定する。
【００２９】
更に、ＥＣＵ２０は、上記したように水温に応じてシフトアップ指令を出している場合には、シフトアップ指令を出していない場合よりも、エンジン４におけるアイドル目標回転数（アイドル運転時に設定する目標回転数）を上昇させる制御を行う。こうするのは、シフトアップ指令を出している場合には、ドライバがアクセルを離した状態で加速性能が低下する場合があるからである。したがって、ＥＣＵ２０は、このような加速性能の低下を抑制するために、シフトアップ指令を出している場合にはアイドル目標回転数を上昇させる。なお、ＥＣＵ２０は、シフトアップ指令を出していない場合には、アイドル目標回転数を上昇させる制御は行わない。
【００３０】
（第２実施例）
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、水温の代わりに触媒床温に応じて変速機６におけるシフト位置を変更する点で、第１実施例と異なる。具体的には、ＥＣＵ２０は、触媒床温が低い場合には高い場合よりも、ハイギヤとなるようにシフトアップ指令を出す。
【００３１】
触媒床温が低い状態では、ＨＣやＣＯなどに対する触媒１１の浄化率が低いため、触媒１１へ供給される排気ガス中のＨＣやＣＯを低減するようにＥＧＲ量を減量すること等が望ましいと言える。したがって、第２実施例では、触媒床温が低い状況において、シフトアップ指令を出す。これにより、燃料噴射量を適切に増量することができ、触媒１１の暖機を適切に促進することが可能となる。よって、ＨＣなどを適切に浄化することができ、信頼性を向上させることが可能となる、また、上記のようにシフトアップ指令を出すことにより、ガス流速が減少する傾向にあるため、減速時において触媒１１を冷やされにくくすることができる。
【００３２】
ここで、図４を参照して、第２実施例におけるシフトアップ指令の具体例について説明する。図４は、横軸に触媒床温（℃）を示し、縦軸にギヤアップ係数ｇｕ２を示しており、触媒床温とギヤアップ係数ｇｕ２との関係を規定したマップの一例を示している。ギヤアップ係数ｇｕ２は、シフト位置を変更する際に用いられる係数に相当する。図示のように、触媒床温が低い場合には高い場合よりも、ギヤアップ係数ｇｕ２が大きくなることがわかる。詳しくは、触媒床温が所定温度以下となると、ギヤアップ係数ｇｕ２は概ね一定となる。このようなマップは、予め測定又は解析することによって作成される。
【００３３】
ＥＣＵ２０は、図４に示すようなマップを参照して、現在の触媒床温（温度センサ１６より供給される検出信号Ｓ１４に相当する温度）に対応するギヤアップ係数ｇｕ２を得る。そして、ＥＣＵ２０は、当該ギヤアップ係数ｇｕ２を現在のギヤ位置に対して乗じて得た値を、シフト位置としてシフトアップ指令を出す。なお、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数、トルク（燃料噴射量）、及び車速から求まる推進力を得るための最低ギヤ位置をギヤの上限に設定して、シフト位置の指令を出す。つまり、ＥＣＵ２０は、最低ギヤ位置を越えないようにシフトアップ指令を出す際のシフト位置を決定する。
【００３４】
更に、ＥＣＵ２０は、上記したように触媒床温に応じてシフトアップ指令を出している場合には、シフトアップ指令を出していない場合よりも、エンジン４におけるアイドル目標回転数を上昇させる制御を行う。こうするのは、シフトアップ指令を出している場合には、ドライバがアクセルを離した状態で加速性能が低下する場合があるからである。したがって、ＥＣＵ２０は、このような加速性能の低下を抑制するために、シフトアップ指令を出している場合にはアイドル目標回転数を上昇させる。なお、ＥＣＵ２０は、シフトアップ指令を出していない場合には、アイドル目標回転数を上昇させる制御は行わない。
【００３５】
［変形例］
上記では、水温又は触媒床温に基づいてシフトアップ指令を出す実施例（つまり水温及び触媒床温のいずれかに基づいてシフトアップ指令を出す実施例）を示したが、水温及び触媒床温の両方に基づいてシフトアップ指令を出しても良い。具体的には、ＥＣＵ２０は、図３に示すようなマップから現在の水温に対応するギヤアップ係数ｇｕ１を得ると共に、図４に示すようなマップから現在の触媒床温に対応するギヤアップ係数ｇｕ２を得る。そして、ＥＣＵ２０は、得られたギヤアップ係数ｇｕ１及びギヤアップ係数ｇｕ２の両方を現在のギヤ位置に対して乗じた値を、シフト位置としてシフトアップ指令を出すことができる。この場合においても、ＥＣＵ２０は、車両５０の推進力を得るための最低ギヤ位置をギヤの上限に設定して、シフト位置の指令を出す。
【００３６】
また、上記では、変速機６に対してシフトアップ指令を出す実施例を示したが、変速機６に対してシフトアップ指令を出す代わりに、ドライバに対してシフトアップ指令を直接出しても良い。例えば、変速機がマニュアルトランスミッション（ＭＴ）で構成される場合には、ドライバによるシフトアップを促すように、シフトインジケータなどを介してシフトアップ指令を出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係るシフト位置指令制御装置が適用された車両の概略構成図である。
【図２】回転数及びトルクに応じたＮＯｘ排出量の一例を示す図である。
【図３】第１実施例におけるシフトアップ指令を説明するための図である。
【図４】第２実施例におけるシフトアップ指令を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
３  吸気通路
４  エンジン
５  トルクコンバータ
６  変速機
８  排気通路
９  ＥＧＲ通路
１１  触媒
１５、１６  温度センサ
２０  ＥＣＵ
５０  車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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