JP2018141445A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバビリティの低下が抑制された車両の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】車両の制御装置は、昇温処理の実行要求があり、ロックアップクラッチが係合状態であり、内燃機関の回転数が、仮に前記昇温処理が実行された場合に前記内燃機関及び変速機が共振する共振領域に属している場合に、昇温処理、ロックアップクラッチのスリップ量、及び変速機の変速段、の何れかを制御することにより、昇温処理の実行に起因した内燃機関及び変速機の共振を抑制する共振抑制処理を実行する共振抑制部を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

内燃機関の排気を浄化する触媒を昇温させるために、内燃機関の複数の気筒のうち、一の気筒の空燃比をリッチ空燃比に制御し、他の気筒の空燃比をリーン空燃比に制御する昇温処理が知られている（例えば特許文献１参照）。

また、内燃機関が搭載された車両には、係合状態と解放状態とを切り替えて内燃機関から変速機への動力伝達を制御するロックアップクラッチを有する流体伝動装置が搭載されている。

特開２０１２−０５７４９２号公報

上記の昇温処理では、気筒間での空燃比にばらつきが発生するため、内燃機関の回転速度の変動量が増大して、内燃機関の振動が増大する可能性がある。この場合に、ロックアップクラッチが係合状態であるとすると、内燃機関の回転数によっては、内燃機関と変速機とが共振して振動が増大し、ドライバビリティが低下する可能性がある。

そこで本発明は、ドライバビリティの低下が抑制された車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、内燃機関と、前記内燃機関と駆動輪との動力伝達経路上に配置される変速機と、係合状態と解放状態とを切り替えて前記内燃機関から前記変速機への動力伝達を制御するロックアップクラッチを有する流体伝動装置と、前記内燃機関からの排気を浄化する触媒と、を備えた車両に搭載される車両の制御装置であって、前記内燃機関が有する複数の気筒のうち少なくとも一の前記気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し、前記少なくとも一の前記気筒以外の前記気筒での空燃比を前記理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御して、前記触媒を昇温する昇温処理の実行要求があるか否かを判定する昇温要求判定部と、前記ロックアップクラッチが前記係合状態であるか否かを判定する係合状態判定部と、前記係合状態判定部により肯定判定がなされた場合において、前記内燃機関の回転数が、仮に前記昇温処理が実行された場合に前記内燃機関及び変速機が共振する共振領域に属するか否かを判定する運転状態判定部と、前記昇温要求判定部、前記係合状態判定部、及び前記運転状態判定部により肯定判定がなされた場合に、前記昇温処理、前記ロックアップクラッチのスリップ量、及び前記変速機の変速段、の何れかを制御することにより、前記昇温処理の実行に起因した前記内燃機関及び変速機の共振を抑制する共振抑制処理を実行する共振抑制部と、を備えている、車両の制御装置によって達成できる。

昇温処理の実行に起因した内燃機関と変速機との共振を抑制することにより、ドライバビリティの低下が抑制される。

前記共振抑制処理は、前記昇温処理の実行を禁止する処理、前記解放状態の場合よりも前記リッチ空燃比及びリーン空燃比の差分を減少させて前記昇温処理を実行する処理、前記昇温処理の実行に起因した前記内燃機関の振動周波数が前記内燃機関の共振点から離れるように、前記リッチ空燃比及びリーン空燃比に制御される複数の前記気筒の組み合わせを変更して前記昇温処理を実行する処理、の何れかであってもよい。

昇温処理を禁止することにより、共振を抑制できる。また、解放状態の場合よりもリッチ空燃比及びリーン空燃比の差分を減少させて昇温処理を実行することにより、昇温処理の実行に伴う内燃機関の振動を低減でき、共振を抑制できる。また、解放状態の場合で実行される昇温処理でのリッチ空燃比及びリーン空燃比に制御される複数の気筒の組み合わせを変更して昇温処理を実行することにより、昇温処理の実行により内燃機関の振動周波数を共振振動数から引き離すことができ、共振を抑制できる。

前記共振抑制処理は、当該共振抑制処理が実行される前よりも前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させて前記昇温処理を実行する処理であってもよい。

ロックアップクラッチのスリップ量を増大させることにより、内燃機関から変速機への振動の伝達を抑制でき、共振を抑制できる。

前記共振抑制処理は、前記内燃機関の回転数が前記共振領域を脱するように前記変速機の変速段を変更して前記昇温処理を実行する処理であってもよい。

変速機の変速段を変更して内燃機関の回転数が共振領域を脱することにより、共振を抑制できる。

前記共振領域は、前記変速機の変速段に応じて異なっていてもよい。

前記共振領域は、前記内燃機関の負荷が大きいほど拡大していてもよい。

前記係合状態は、完全係合状態及びスリップ係合状態を含み、前記共振領域は、前記完全係合状態の方が、前記スリップ係合状態よりも拡大していてもよい。

本発明によれば、ドライバビリティの低下が抑制された車両の制御装置を提供できる。

図１は、車両のエンジン周辺の概略構成図である。 図２は、車両の自動変速機周辺の概略構成図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、完全係合状態及びスリップ係合状態での、エンジンの振動周波数に対するエンジンから自動変速機への振動伝達率を示したグラフである。 図４は、本実施例の昇温制御を示したフローチャートである。 図５Ａ及び図５Ｂは、共振領域を規定したマップの一例である。 図６Ａ〜図６Ｃは、完全係合状態でのエンジンの負荷に応じた共振領域を規定したマップである。 図７Ａ〜図７Ｃは、スリップ係合状態でのエンジンの負荷に応じた共振領域を規定したマップである。 図８は、第２変形例の昇温制御を示したフローチャートである。 図９は、第３変形例の昇温制御を示したフローチャートである。 図１０は、第４変形例での昇温制御を示したフローチャートである。 図１１は、第５変形例の昇温制御を示したフローチャートである。

図１は、車両１のエンジン２０周辺の概略構成図である。エンジン２０は、ピストン２４が収納されたシリンダブロック２１上に設置されたシリンダヘッド２２内の燃焼室２３の内で混合気を燃焼させて、ピストン２４を往復動させる。ピストン２４の往復動は、クランクシャフト２６の回転運動に変換される。また、エンジン２０は直列４気筒エンジンであるが、複数の気筒を有していればこれに限定されない。

エンジン２０のシリンダヘッド２２には、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが気筒ごとに設けられている。また、シリンダヘッド２２の頂部には、燃焼室２３内の混合気に点火するための点火プラグ２７が気筒ごとに取り付けられている。

各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管を介してサージタンク１８に接続されている。サージタンク１８の上流側には吸気管１０が接続されており、吸気管１０の上流端にはエアクリーナ１９が設けられている。そして吸気管１０には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１５と、電子制御式のスロットルバルブ１３とが設けられている。

また、各気筒の吸気ポートには、燃料を吸気ポート内に噴射する燃料噴射弁１２が設置されている。燃料噴射弁１２から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁Ｖｉの開弁時に燃焼室２３に吸入され、ピストン２４で圧縮され、点火プラグ２７で点火燃焼させられる。尚、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁１２の代わりに、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を設けてもよいし、吸気ポート内及び気筒内にそれぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁の双方を備えていてもよい。

一方、各気筒の排気ポートは気筒毎の枝管を介して排気管３０に接続されている。排気管３０には、三元触媒３１が設けられている。三元触媒３１は、酸素吸蔵能を有し、ＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを浄化する。三元触媒３１は、例えば、コージェライト等の基材、特にはハニカム基材上に、アルミナ等の触媒担体と、当該触媒担体上に担持された白金、パラジウム、ロジウム等の触媒金属とを含む１つ又は複数の触媒層を形成したものである。三元触媒３１は、エンジン２０が有する複数の気筒から排出された排気を浄化する触媒の一例であって、酸化触媒や、酸化触媒でコートされたガソリンパティキュレートフィルターであってもよい。

三元触媒３１の上流側には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ３３が設置されている。空燃比センサ３３は、いわゆる広域空燃比センサであり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能で、その空燃比に比例した値の信号を出力する。

車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びメモリ等を備える。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭやメモリに記憶されたプログラムを実行することによりエンジン２０を制御する。また、ＥＣＵ５０は、車両１に搭載された各装置を制御する車両１の制御装置であり、後述する昇温制御を実行する。昇温制御は、ＥＣＵ５０のＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭにより機能的に実現される、昇温要求判定部、係合状態判定部、運転状態判定部、及び共振抑制部により実現される。詳しくは後述する。

ＥＣＵ５０には、上述の点火プラグ２７、スロットルバルブ１３及び燃料噴射弁１２等が電気的に接続されている。またＥＣＵ５０には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１１、スロットルバルブ１３のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１４、吸入空気量を検出するエアフローメータ１５、車速センサ１６、空燃比センサ３３、クランクシャフト２６のクランク角を検出するクランク角センサ２５、エンジン２０の冷却水の温度を検出する水温センサ２９や、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ２７、スロットルバルブ１３、燃料噴射弁１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射比率、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。

次に、ＥＣＵ５０による目標空燃比の設定について説明する。後述する昇温処理が停止中では、エンジン２０の運転状態に応じて目標空燃比が設定される。例えばエンジン２０の運転状態が低回転低負荷域では、目標空燃比は理論空燃比に設定され、高回転高負荷域では、目標空燃比は理論空燃比よりもリッチ側に設定される。目標空燃比が設定されると、空燃比センサ３３により検出された空燃比が目標空燃比に一致するように、各気筒への燃料噴射量がフィードバック制御される。

また、ＥＣＵ５０は、三元触媒３１を所定の温度域にまで昇温させる昇温処理を実行する。昇温処理では、複数の気筒のうち少なくとも一の気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御され、残りの他の気筒での空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御される、いわゆるディザ制御が実行される。昇温処理での空燃比の制御は、具体的には、一の気筒での空燃比を、上述した目標空燃比に対応した燃料噴射量よりも所定の割合だけを増量補正してリッチ空燃比に制御し、残りの他の気筒での空燃比を、目標空燃比に対応した燃料噴射量よりも所定の割合だけ減量補正してリーン空燃比に制御される。

例えば、一の気筒での空燃比を、目標空燃比に対応した燃料噴射量に対して１５％増量補正をしてリッチ空燃比に制御し、残りの他の３つの気筒のそれぞれの空燃比を、燃料噴射量に対して５％減量補正してリーン空燃比に制御される。上記のように昇温処理が実行されると、リッチ空燃比に設定された気筒から排出された余剰燃料が、三元触媒３１に付着し、リーン空燃比から排出された排気によるリーン雰囲気下で燃焼する。これにより三元触媒３１が昇温される。尚、本実施例では、気筒♯１〜♯４のうち、気筒♯１での空燃比がリッチ空燃比となるリッチ気筒♯１に制御され、気筒♯２〜♯４での各空燃比がリーン空燃比となるリーン気筒♯２〜♯４に制御される。

尚、昇温処理においては、全気筒の空燃比の平均が理論空燃比となるように設定されるが、必ずしも理論空燃比である必要はなく、理論空燃比を含む所定の範囲内で三元触媒３１を活性化温度及び再生温度にまで昇温可能な空燃比であればよい。例えばリッチ空燃比は９〜１２の間に設定され、リーン空燃比は１５〜１６の間に設定される。また、複数の気筒のうち、少なくとも一つがリッチ空燃比に設定されており、残りの他の気筒がリーン空燃比に設定されていればよい。

図２は、車両１の自動変速機４２周辺の概略構成図である。車両１は、油圧制御装置４１と、自動変速機４２と、トルクコンバータ４４と、デファレンシャルギヤ４５と、駆動輪６とを備える。エンジン２０は、気筒内で燃焼させる燃料の燃焼エネルギーを出力軸１ａの回転エネルギーに変換して出力する。

自動変速機４２は、エンジン２０と駆動輪６との動力伝達経路上に配置される。具体的には、自動変速機４２は、入力軸２ａがトルクコンバータ４４を介してエンジン２０の出力軸１ａに接続され、出力軸２ｂはデファレンシャルギヤ４５を介して左右の駆動輪６に接続されている。自動変速機４２は、エンジン２０の出力軸１ａの回転速度を変速して駆動輪６に伝達する。

自動変速機４２は、ＥＣＵ５０により制御される油圧制御装置４１から供給される油圧の作用によって、複数の係合装置の係合と解放を切り替えることにより、変速比を多段に変化させる有段式の自動変速機である。上記係合装置は、例えば、回転要素同士を接続するクラッチや回転要素の回転を規制するブレーキである。

トルクコンバータ４４は、係合状態と解放状態とを切り替えてエンジン２０が自動変速機４２への動力伝達を制御するロックアップクラッチ４４ａを有する流体伝動装置の一例である。具体的には、トルクコンバータ４４は、エンジン２０と自動変速機４２との間に設けられおり、ロックアップクラッチ４４ａは、エンジン２０の出力軸１ａと自動変速機４２の入力軸２ａとの間に設けられた摩擦係合式のクラッチ装置である。ロックアップクラッチ４４ａは、ＥＣＵ５０により制御される油圧制御装置４１から供給される油圧の作用によって、完全係合状態、スリップ係合状態、又は解放状態に制御される。

完全係合状態では、ロックアップクラッチ４４ａはエンジン２０の出力軸１ａと自動変速機４２の入力軸２ａとは機械的に接続され、スリップが生じずに一体的に回転する。スリップ係合状態では、ロックアップクラッチ４４ａは完全には係合せず、スリップ状態となる。このとき、エンジン２０の出力軸１ａと自動変速機４２の入力軸２ａとは、そのスリップ量に応じた回転数差を有する。解放状態では、トルクコンバータ４４は流体を介してトルクを伝達する。

完全係合状態及びスリップ係合状態は、係合状態の一例である。尚、本明細書において、単に「完全係合状態」、「スリップ係合状態」、「解放状態」と称した場合には、それぞれ、ロックアップクラッチ４４ａの完全係合状態、スリップ係合状態、解放状態を示し、単に「係合状態」と称した場合には、完全係合状態及びスリップ係合状態の双方を含む状態を示す。

ＥＣＵ５０は、車速センサ１６にて検出された車速、及びアクセル開度センサ１１にて検出された運転者の操作に基づくアクセル開度に基づいて、運転者が車両１に求める加速等の要求を実現するために必要なエンジン２０の必要出力を算出する。ＥＣＵ５０は、車速及びアクセル開度に応じた自動変速機４２の変速段パターンを示した変速段マップ（図示略）を参照し、算出した必要出力を実現するための、エンジン２０の複数の動作点を算出する。複数の動作点は、自動変速機４２がとり得る複数の変速段に対応させて算出される。なお、当該変速段マップは、ＥＣＵ５０のメモリに記憶されている。

ＥＣＵ５０は、算出した複数の動作点のそれぞれにおけるエンジン２０の燃料消費量を算出して比較し、該算出した燃料消費量が最小となる動作点を決定し、決定した動作点に対応する燃焼状態及び変速比となるようにエンジン２０及び自動変速機４２を制御する。

ＥＣＵ５０は、トルクコンバータ４４のロックアップクラッチ４４ａの状態を制御する。ＥＣＵ５０は、車速及びエンジン２０の出力軸１ａのトルクに応じて、自動変速機４２の変速段毎にロックアップクラッチ４４ａの制御パターンを示した制御マップ（図示略）を参照し、算出した各動作点におけるロックアップクラッチ４４ａの状態を制御する。なお、当該制御マップは、ＥＣＵ５０のメモリに記憶されている。

次に、係合状態でのエンジン２０から自動変速機４２への振動伝達率について説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、完全係合状態及びスリップ係合状態での、エンジン２０の振動周波数に対するエンジン２０から自動変速機４２への振動伝達率を示したグラフである。縦軸はエンジン２０から自動変速機４２への振動伝達率を示し、横軸はエンジン２０の振動周波数を示している。何れの状態においても、エンジン２０の振動周波数が自動変速機４２との共振点に近づくほど、振動伝達率は増大する。即ち、エンジン２０及び自動変速機４２が共振する。また、振動伝達率は、完全係合状態のほうがスリップ係合状態よりも大きくなり、振動伝達率が同一の許容上限値を超える振動周波数の増大域は、完全係合状態でのほうが、スリップ係合状態よりも広い。

ここで、エンジン２０は４つの気筒を有し、１燃焼サイクル中に合計４回点火が実行されるため、各気筒で燃料に点火が行われるたびにエンジン２０の回転速度が一時的に増大する。従って、１燃焼サイクル中での４回の点火に起因した回転速度の変動が行われる。しかしながら、昇温処理が実行されると、リッチ気筒♯１及びリーン気筒♯２〜♯４に制御されるため、リッチ気筒♯１での点火に起因してエンジン２０の回転速度が一時的に増大する。このため、昇温処理の実行中では、昇温処理が停止中の場合と比較して、１燃焼サイクルを１周期とする場合でのサイクル１次の振動周波数成分が増大する。

例えば、本実施例のように直列４気筒のエンジン２０の回転数が１２００ｒｐｍの場合には、エンジン２０は１秒間に２０回転しており、エンジン２０が２回転する間に点火は４回実行されるため、エンジン２０の振動周波数は４０Ｈｚとなる。この状態で、昇温処理が実行されると、リッチ気筒♯１での点火に起因する振動は、他のリーン気筒♯２〜♯４での各点火に起因する振動よりも大きいため、リッチ気筒♯１に起因した振動周波数である１０Ｈｚの振動が発生することになる。この１０Ｈｚが、図３Ａや図３Ｂに示した増大域に含まれる場合には、エンジン２０及び自動変速機４２が共振して振動が増大し、ドライバビリティが低下する可能性がある。このため、ＥＣＵ５０は、昇温処理の実行により生じるエンジン２０の振動周波数が増大域に入ってエンジン２０及び自動変速機４２が共振して振動が増大する場合に、昇温処理を制御して共振を抑制する共振抑制処理を実行する。共振抑制処理の詳細については後述する。尚、解放状態では、エンジン２０と自動変速機４２とは動力伝達が切り離された状態であるため、振動伝達率はゼロである。また、変速段によって、共振点もそれぞれ異なる。

図４は、本実施例の昇温制御を示したフローチャートである。図４のフローチャートは、ＥＣＵ５０により所定期間毎に繰り返し実行される。まず、昇温処理の実行要求があるか否かが判定される（ステップＳ１）。具体的には、ＥＣＵ５０は昇温処理の実行要求フラグがＯＮであるか否かに基づいて判定される。尚、昇温処理の実行要求フラグは、冷間始動時での三元触媒３１の暖機要求や、三元触媒３１の活性化温度までの昇温要求、又は三元触媒３１の再生温度までの昇温要求がある場合に、ＯＮに切り替えられる。ステップＳ１の処理は、エンジン２０が有する複数の気筒のうち少なくとも一の気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し、少なくとも一の気筒以外の気筒での空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御して、三元触媒３１を昇温する昇温処理の実行要求があるか否かを判定する昇温要求判定部が実行する処理の一例である。ステップＳ１で否定判定の場合には、本制御は終了する。

ステップＳ１で肯定判定の場合には、完全係合状態であるか否かが判定される（ステップＳ３）。具体的には、ロックアップクラッチ４４ａの状態を制御する油圧制御装置４１による油圧の目標値に基づいて、完全係合状態であるか否かが判定される。ステップＳ３の処理は、ロックアップクラッチ４４ａが係合状態であるか否かを判定する係合状態判定部が実行する処理の一例である。

ステップＳ３で肯定判定の場合には、エンジン２０の回転数が共振領域Ａに属するか否かが判定される（ステップＳ５）。共振領域Ａは、完全係合状態で仮に昇温処理を実行した場合に、エンジン２０及び自動変速機４２が共振して振動が増大するエンジン２０の回転数域である。詳細には、共振領域Ａは、完全係合状態で仮に昇温処理を実行した場合に、変速段毎の、エンジン２０及び自動変速機４２が共振するエンジン２０の共振回転数を含む所定の回転数範囲である。ステップＳ５の処理は、ステップＳ３で肯定判定された場合において、エンジン２０の回転数が、仮に昇温処理が実行された場合にエンジン２０及び自動変速機４２が共振する共振領域Ａに属するか否かを判定する運転状態判定部が実行する処理の一例である。

図５Ａは、共振領域Ａを規定したマップの一例である。このマップは、予め実験により取得されＥＣＵ５０のメモリに記憶されている。縦軸はエンジン回転数を示し、横軸は変速段を示している。図５Ａでは、ハッチングされた範囲が共振領域Ａに相当する。図５Ａのマップにより規定された共振領域Ａでは、変速段が高速段になるほど、エンジン２０の回転数も増大するが、このマップはあくまで一例であり、これに限定されない。昇温処理の実行によりエンジン２０及び自動変速機４２の振動が増大する運転域は、ロックアップクラッチ４４ａや自動変速機４２等の構造により異なってくるからである。

ステップＳ５で肯定判定の場合には、昇温処理の実行が禁止される（ステップＳ７）。これにより、エンジン２０及び自動変速機４２の振動が増大することが抑制される。従って、ドライバビリティの低下が抑制され、また、エンジン２０の回転変動量に基づく失火判定や空燃比インバランス異常判定等の判定精度の低下が抑制される。ステップＳ７の処理は、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５で肯定判定された場合、又は、Ｓ１、Ｓ９、Ｓ１１で肯定判定された場合に、昇温処理の実行を禁止することにより、昇温処理の実行に起因したエンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制する共振抑制処理の一例である。

ステップＳ３で否定判定の場合には、スリップ係合状態にあるか否かが判定される（ステップＳ９）。この場合も、自動変速機４２の状態を制御する油圧の目標値に基づいて判定される。ステップＳ９の処理は、ロックアップクラッチ４４ａが係合状態であるか否かを判定する係合状態判定部が実行する処理の一例である。

ステップＳ９で肯定判定の場合には、エンジン２０の運転状態が共振領域Ｂに属するか否かが判定される（ステップＳ１１）。共振領域Ｂは、スリップ係合状態で昇温処理を実行した場合に、エンジン２０及び自動変速機４２が共振して振動が増大するエンジン２０の回転数域である。詳細には、共振領域Ｂは、スリップ係合状態で仮に昇温処理を実行した場合に、変速段毎の、エンジン２０及び自動変速機４２が共振するエンジン２０の共振回転数を含む所定の回転数範囲である。ステップＳ１１の処理は、ステップＳ９で肯定判定された場合において、エンジン２０の回転数が、仮に昇温処理が実行された場合にエンジン２０及び自動変速機４２が共振する共振領域Ｂに属するか否かを判定する運転状態判定部が実行する処理の一例である。

図５Ｂは、共振領域Ｂを規定したマップの一例である。このマップは、予め実験により取得され５０のメモリに記憶されている。縦軸はエンジン回転数を示し、横軸は変速段を示している。図５Ｂでは、ハッチングされた範囲が共振領域Ｂに相当する。図５Ｂのマップにより規定された共振領域Ｂでは、変速段が１〜３段の場合にのみ規定されている。スリップ係合状態では、完全係合状態よりもエンジン２０から自動変速機４２への振動伝達率は小さく、エンジン２０及び自動変速機４２が共振しにくいからである。尚、図５Ｂのマップについても、あくまで一例であり、共振領域Ｂはこれに限定されない。

ステップＳ１１で肯定判定の場合には、昇温処理の実行が禁止される（ステップＳ７）。これにより、スリップ係合状態の場合においても、エンジン２０及び自動変速機４２の共振が抑制される。

ステップＳ５及びＳ１１の何れかで否定判定の場合には、昇温処理が実行される（ステップＳ１３）。これにより、エンジン２０及び自動変速機４２が共振しない場合に三元触媒３１を適切に昇温させることができる。

また、ステップＳ９で否定判定の場合、即ち解放状態の場合にも、昇温処理が実行される（ステップＳ１３）。上述したように解放状態では、エンジン２０及び自動変速機４２が共振する可能性はないからである。

以上のように、昇温処理を実行することによりエンジン２０及び自動変速機４２が共振する可能性が高い場合には昇温処理の実行は禁止され、共振しない場合には、昇温処理が実行される。これにより、エンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制してドライバビリティの低下を抑制しつつ、昇温処理の実行性も担保できる。

次に、複数の変形例について説明する。第１変形例では、上述した共振領域Ａ及びＢは、それぞれエンジン２０の負荷に応じて切り替えられる。図６Ａ〜図６Ｃは、完全係合状態でのエンジン２０の負荷に応じた共振領域Ａ１〜Ａ３を規定したマップである。図７Ａ〜図７Ｃは、スリップ係合状態でのエンジン２０の負荷に応じた共振領域Ｂ１〜Ｂ３を規定したマップである。図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれ、エンジン２０の負荷が高負荷、中負荷、及び低負荷での共振領域Ａ１〜Ａ３を規定したマップである。図７Ａ〜図７Ｃは、それぞれ、エンジン２０の負荷が高負荷、中負荷、及び低負荷での共振領域Ｂ１〜Ｂ３を規定したマップである。これらのマップは、ＥＣＵ５０のメモリに予め記憶されている。

エンジン２０の負荷が大きいほど、エンジン２０及び自動変速機４２の振動も増大する可能性が高いため、高負荷状態での共振領域Ａ１の方が中負荷状態での共振領域Ａ２よりも拡大しており、中負荷状態での共振領域Ａ２の方が低負荷状態での共振領域Ａ３よりも拡大している。同様に、共振領域Ｂ１の方が共振領域Ｂ２よりも拡大しており、共振領域Ｂ２の方が共振領域Ｂ３よりも拡大している。このように、変速段のみならずエンジン２０の負荷をも考慮することにより、エンジン２０の回転数が共振領域に属しているか否かを、精度よく判定できる。

尚、エンジン２０の負荷は、例えばエアフローメータ１５の検出値に基づいて、取得される。また、共振領域Ａ及びＢの一方のみを、上述のようにエンジン２０の負荷に応じて切り替えてもよい。

次に、第２変形例について説明する。第２変形例の昇温制御では、上記実施例とは異なる方法で昇温処理を制御することにより、共振抑制処理が実行される。図８は、第２変形例の昇温制御を示したフローチャートである。尚、上記実施例の処理と同一の処理については、同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。ステップＳ５又はＳ１１で肯定判定の場合には、低振動昇温処理が実行される（ステップＳ７ａ）。ステップＳ７ａの処理は、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５で肯定判定された場合、又はステップＳ１、Ｓ９、Ｓ１１で肯定判定された場合に、解放状態の場合よりもリッチ空燃比及びリーン空燃比の差分を減少させて昇温処理を実行することにより、昇温処理の実行に起因したエンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制する共振抑制処理の一例である。

低振動昇温処理とは、ステップＳ１３で実行される昇温処理（以下、第２変形例の説明、及び後述する第３変形例の説明において、通常昇温処理と称する）よりも、エンジン２０の振動が抑制された昇温処理である。具体的には、低振動昇温処理とは、通常昇温処理よりもリッチ空燃比及びリーン空燃比の差分を減少させることにより、エンジン２０の振動を抑制した昇温処理である。

例えば上述したように、通常昇温処理において、燃料噴射量に対して１５％増量補正及び５％減量補正によりそれぞれリッチ空燃比及びリーン空燃比に制御される場合には、低振動昇温処理では、例えば９％増量補正及び３％減量補正によりそれぞれリッチ空燃比及びリーン空燃比に制御する。これにより、リッチ気筒♯１での点火に起因した振動が低下し、エンジン２０の振動が低減される。このため、係合状態であってもエンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制しつつ、三元触媒３１を昇温させることができる。

次に第３変形例について説明する。第３変形例の昇温制御では、上述した実施例及び第２変形例の昇温制御とは異なる方法で昇温処理を制御することにより、共振抑制処理が実行される。図９は、第３変形例の昇温制御を示したフローチャートである。ステップＳ５又はＳ１１で肯定判定の場合には、パターン変更昇温処理が実行される（ステップＳ７ｂ）。ステップＳ７ｂの処理は、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５で肯定判定された場合、又はステップＳ１、Ｓ９、Ｓ１１で肯定判定された場合に、解放状態の場合で実行される昇温処理でのリッチ空燃比及びリーン空燃比に制御される複数の気筒の組み合わせを変更して昇温処理を実行することにより、昇温処理の実行に起因したエンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制する共振抑制処理の一例である。

パターン変更昇温処理とは、昇温処理の実行に起因したエンジン２０の振動周波数がエンジン２０の共振点から離れるように、リッチ気筒及びリーン気筒の組み合わせパターンを変更して昇温処理を実行する処理である。具体的には、パターン変更昇温処理では、通常昇温処理で制御されるリッチ気筒及びリーン気筒の組み合わせパターンを変更して昇温処理を実行される。例えば、上述したように通常昇温処理ではリッチ気筒♯１及びリーン気筒♯２〜♯４に制御されるのに対して、パターン変更昇温処理では例えばリッチ気筒♯１及び♯４及びリーン気筒♯２及び♯３に制御される。

通常昇温処理では、上述したように、サイクル１次の振動周波数成分が増大する。上記のパターン変更昇温処理では、リッチ気筒♯１及び♯４に制御されるため、通常昇温処理と比較して、サイクル１次の振動周波数成分が低下し、サイクル２次の振動周波数成分が増大する。

例えば、エンジン２０の回転数が１２００ｒｐｍの場合で通常昇温処理が実行されると、リッチ気筒♯１に起因した振動周波数である１０Ｈｚの振動が増大して、この振動周波数が図３Ａ又は図３Ｂの増大域に含まれる可能性があるのに対し、パターン変更昇温処理では、リッチ気筒♯１及び♯４に起因した振動周波数は２０Ｈｚとなり、１０Ｈｚの振動周波数成分は低下する。これにより、エンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制しつつ、三元触媒３１を昇温させることができる。

尚、通常昇温処理において、燃料噴射量に対して１５％増量補正及び５％減量補正によりそれぞれリッチ気筒♯１及びリーン気筒♯２〜♯４に制御される場合には、パターン変更昇温処理では５％増量補正及び５％減量補正によりそれぞれリッチ気筒♯１及び♯４及びリーン気筒♯２及び♯３に制御される。

直列４気筒エンジンであるエンジン２０の代わりに、Ｖ型６気筒エンジンが採用された場合でのパターン変更処理について説明する。Ｖ型６気筒エンジンでは、一方のバンクに気筒♯１、♯３、及び♯５が設けられ、他方のバンクに気筒♯２、♯４、及び♯６が設けられ、点火順が気筒♯１〜♯６の順である。通常昇温処理では、リッチ気筒♯３及び♯６でありリーン気筒♯１、♯２、♯４、及び♯５に制御される。このため、リッチ気筒♯３及び♯６での点火に起因したサイクル２次の振動周波数成分が増大する。ここで、サイクル２次の振動数が上述した増大域に含まれるとする。

パターン変更昇温処理では、例えばリッチ気筒♯１〜♯３でありリーン気筒♯４〜♯６に制御される。これにより、リッチ気筒♯１〜♯３では連続的に点火が行われるため、通常昇温処理と比較して、サイクル１次の振動周波数成分が増大するが、サイクル２次の振動周波数成分は低下する。このように、通常昇温処理の実行によりエンジン２０及び自動変速機４２が共振する場合に、パターン変更通常昇温処理を実行することにより、エンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制しつつ三元触媒３１を実行することができる。

また、Ｖ型６気筒エンジンでのパターン変更昇温処理では、リッチ気筒♯１及び♯２でありリーン気筒♯３〜♯６に制御され、又はリッチ気筒♯４及び♯５でありリーン気筒♯１及び♯２であり気筒♯３及び♯６を理論空燃比に制御してもよい。この場合も、通常昇温処理と比較して、サイクル２次の振動周波数成分は低下させることができるからである。

また、Ｖ型６気筒エンジンにおいて、各バンクに対応した排気管及び触媒が個別に設けられている場合には、１燃焼サイクル毎に、リッチ気筒♯１でありリーン気筒♯３及び♯５であり気筒♯２、♯４、及び♯６を理論空燃比に制御した状態と、リッチ気筒♯２でありリーン気筒♯４及び♯６であり気筒♯１、♯３、及び♯５を理論空燃比に制御した状態とを切り替えてもよい。この場合も、１燃焼サイクル毎にリッチ気筒が切り替えられるため、通常昇温処理と比較して、サイクル２次の振動周波数成分は低下させることができる。また、１燃焼サイクル毎に、リッチ気筒♯２、♯４、及び♯６でありリーン気筒♯１、♯３及び♯５に制御した状態と、リッチ気筒♯１、♯３、及び♯５でありリーン気筒♯２、♯４、及び♯６に制御した状態とを切り替えてもよい。

また、Ｖ型６気筒エンジンにおいて、各バンクに共通した排気管及び触媒が設けられている場合には、リッチ気筒♯１でありリーン気筒♯３及び♯５であり気筒♯２、♯４、及び♯６を理論空燃比に制御し、又はリッチ気筒♯１、♯３、及び♯５でありリーン気筒♯２、♯４、及び♯６に制御してもよい。サイクル１次又は３次の振動周波数成分が増大する可能性があるが、通常昇温処理と比較して、サイクル２次の振動周波数成分は低下させることができるからである。

直列４気筒エンジンであるエンジン２０の代わりに、直列６気筒エンジンが採用された場合でのパターン変更処理について説明する。直列６気筒エンジンでは、点火順が気筒♯１、♯５、♯３、♯６、♯２、♯４の順である。通常昇温処理では、リッチ気筒♯３及び♯４でありリーン気筒♯１、♯２、♯５及び♯６に制御される。このため、リッチ気筒♯３及び♯４での点火に起因したサイクル２次の振動周波数成分が増大する。これに対して、パターン変更昇温処理では、例えばリッチ気筒♯１、♯３、♯５でありリーン気筒♯２、♯４、♯６に制御される。このため、リッチ気筒♯１、♯５、♯３は連続的に点火が実行されるため、通常昇温処理と比較して、サイクル２次の振動周波数成分を低下させることができる。これによっても、エンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制しつつ三元触媒３１を実行することができる。

尚、直列６気筒エンジンでのパターン変更昇温処理は上記例に限定されず、例えば、リッチ気筒♯１及び♯５でありリーン気筒♯２〜♯４及び♯６に制御され、又はリッチ気筒♯２及び♯６でありリーン気筒♯１及び♯５であり気筒♯３及び♯４は理論空燃比に制御してもよい。この場合も、通常昇温処理と比較して、サイクル２次の振動周波数成分は低下させることができるからである。また、リッチ気筒♯１でありリーン気筒♯２及び♯３であり気筒♯４〜♯６は理論空燃比に制御してもよい。通常昇温処理と比較して、リッチ気筒♯１での点火に起因するサイクル１次の振動周波数成分は増大するが、サイクル２次の振動周波数成分を低下させることができるからである。尚、リッチ気筒♯１、♯３、♯５でありリーン気筒♯２、♯４、♯６に制御してもよい。

次に第4変形例について説明する。第４変形例での昇温制御では、ロックアップクラッチ４４ａのスリップ量を制御することにより、昇温処理の実行に起因したエンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制する共振抑制処理が実行される。図１０は、第４変形例での昇温制御を示したフローチャートである。ステップＳ５及びＳ１１の何れかで肯定判定の場合、スリップ量増大処理が実行され（ステップＳ７ｃ）、昇温処理が実行される（ステップＳ１３）。ステップＳ７ｃ及びＳ１３の処理は、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５で肯定判定の場合、又はステップＳ１、ステップＳ９、ステップＳ１１で肯定判定の場合に、ステップＳ７ｃ及びＳ１３の処理が実行される前よりもロックアップクラッチ４４ａのスリップ量を増大させて昇温処理を実行する共振抑制処理の一例である。

スリップ量増大処理は、ロックアップクラッチ４４ａのスリップ量を一定量だけ増大させる処理であり、油圧制御装置４１により制御される油圧値の調整により行われる。ステップＳ３及びＳ５で肯定判定されてステップＳ７ｃが実行される場合には、完全係合状態でスリップ量が増大されるため、完全係合状態からスリップ係合状態に切り替えられる。これにより、エンジン２０から自動変速機４２への振動の伝達率は低下し、昇温処理の実行時でのエンジン２０及び自動変速機４２の共振が抑制される。

ステップＳ９及びＳ１１で肯定判定されてステップＳ７ｃが実行される場合には、スリップ係合状態でスリップ量が増大されるため、スリップ係合状態から解放状態に切り替えられる。解放状態に切り替えられてから昇温処理が実行されるため、エンジン２０及び自動変速機４２の共振が抑制される。

尚、上述のスリップ量増大処理により、完全係合状態から解放状態に切り替えてもよい。また、スリップ量増大処理により、スリップ係合状態を維持しつつスリップ量を増大してもよい。何れの場合も、昇温処理の実行時でのエンジン２０及び自動変速機４２の共振が抑制される。

次に第５変形例について説明する。第５変形例の昇温制御では、自動変速機４２の変速段を制御することにより、昇温処理の実行に起因したエンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制する共振抑制処理が実行される。図１１は、第５変形例の昇温制御を示したフローチャートである。ステップＳ５及びＳ１１の何れかで肯定判定がなされると、変速段変更処理が実行され（ステップＳ７ｄ）、昇温処理が実行される（ステップＳ１３）。ステップＳ７ｄ及びＳ１３の処理は、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５で肯定判定の場合、又はステップＳ１、Ｓ９、Ｓ１１で肯定判定の場合に、運転状態が共振領域Ａ又はＢを脱するように自動変速機４２の変速段を変更して昇温処理を実行する共振抑制処理の一例である。

変速段変更処理は、具体的には、完全係合状態の場合にはエンジン２０の運転状態が共振領域Ａを脱するように現在の変速段から異なる変速段に変更する処理であり、スリップ係合状態の場合にはエンジン２０の運転状態が共振領域Ｂを脱するように現在の変速段から異なる変速段に変更する処理である。例えば、現在の変速段から一段だけ高速段又は低速段に変更される。

例えば変速段が３速の場合でエンジン２０の運転状態が図５Ａに示した共振領域Ａに属している場合には、変速段を２速又は４速に変更される。変速段が３速から２速に変更された場合には、エンジン２０の回転数は増大するため、エンジン２０の運転状態は共振領域Ａから脱することができる。変速段が３速から４速に変更された場合には、エンジン２０の回転数は減少するため、エンジン２０の運転状態は共振領域Ａから脱することができる。このように、エンジン２０の運転状態が共振領域Ａから脱した後に昇温処理が実行されるため、エンジン２０及び自動変速機４２の共振を抑制しつつ三元触媒３１を昇温させることができる。スリップ係合状態であってエンジン２０の運転状態が共振領域Ｂに属している場合も同様である。

尚、完全係合状態において、変速段変更処理により現在の変速段から一段だけ高速段に変更された後も、エンジン２０の運転状態が共振領域Ａに属している場合には、変速段を更に一段だけ高速段に変更してもよい。変速段変更処理により現在の変速段から一段だけ低速段に変更された後にエンジン２０の運転状態が共振領域Ａに属している場合には、変速段を更に一段だけ低速段に変更してもよい。スリップ係合状態においても同様である。

第５変形例では自動変速機４２である必要があるが、第１〜第４変形例においては自動変速機４２の代わりに手動変速機であってもよい。第２〜第５変形例においても、第１変形例のように、エンジン２０の負荷に応じた共振領域Ａ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３に基づいて共振抑制処理を実行してもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上述した第２変形例のように低振動昇温処理を実行しつつ更に第４変形例のようにスリップ量増大処理を実行して、昇温処理を実行してもよい。

上記実施例では、昇温処理において、目標空燃比を実現する燃料噴射量に対して増量補正又は減量補正により昇温処理でのリッチ空燃比及びリーン空燃比を実現していたが、これに限定されない。即ち、昇温処理において、何れか一の気筒の目標空燃比をリッチ空燃比に設定し、残りの他の気筒の目標空燃比をリーン空燃比に直接設定してもよい。

１ 車両
２０ エンジン（内燃機関）
３１ 三元触媒
４２ 自動変速機
４４ａ ロックアップクラッチ
５０ ＥＣＵ（車両の制御装置、昇温要求判定部、係合状態判定部、運転状態判定部、共振抑制部）

Claims (7)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関と駆動輪との動力伝達経路上に配置される変速機と、
   係合状態と解放状態とを切り替えて前記内燃機関から前記変速機への動力伝達を制御するロックアップクラッチを有する流体伝動装置と、
   前記内燃機関からの排気を浄化する触媒と、を備えた車両に搭載される車両の制御装置であって、
   前記内燃機関が有する複数の気筒のうち少なくとも一の前記気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に制御し、前記少なくとも一の前記気筒以外の前記気筒での空燃比を前記理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に制御して、前記触媒を昇温する昇温処理の実行要求があるか否かを判定する昇温要求判定部と、
   前記ロックアップクラッチが前記係合状態であるか否かを判定する係合状態判定部と、
   前記係合状態判定部により肯定判定がなされた場合において、前記内燃機関の回転数が、仮に前記昇温処理が実行された場合に前記内燃機関及び変速機が共振する共振領域に属するか否かを判定する運転状態判定部と、
   前記昇温要求判定部、前記係合状態判定部、及び前記運転状態判定部により肯定判定がなされた場合に、前記昇温処理、前記ロックアップクラッチのスリップ量、及び前記変速機の変速段、の何れかを制御することにより、前記昇温処理の実行に起因した前記内燃機関及び変速機の共振を抑制する共振抑制処理を実行する共振抑制部と、を備えている、車両の制御装置。
2. 前記共振抑制処理は、前記昇温処理の実行を禁止する処理、前記解放状態の場合よりも前記リッチ空燃比及びリーン空燃比の差分を減少させて前記昇温処理を実行する処理、前記昇温処理の実行に起因した前記内燃機関の振動周波数が前記内燃機関の共振点から離れるように、前記リッチ空燃比及びリーン空燃比に制御される複数の前記気筒の組み合わせを変更して前記昇温処理を実行する処理、の何れかである、請求項１の車両の制御装置。
3. 前記共振抑制処理は、当該共振抑制処理が実行される前よりも前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させて前記昇温処理を実行する処理である、請求項１の車両の制御装置。
4. 前記共振抑制処理は、前記内燃機関の回転数が前記共振領域を脱するように前記変速機の変速段を変更して前記昇温処理を実行する処理である、請求項１の車両の制御装置。
5. 前記共振領域は、前記変速機の変速段に応じて異なっている、請求項１乃至４の何れかの車両の制御装置。
6. 前記共振領域は、前記内燃機関の負荷が大きいほど拡大している、請求項１乃至５の何れかの車両の制御装置。
7. 前記係合状態は、完全係合状態及びスリップ係合状態を含み、
   前記共振領域は、前記完全係合状態の方が、前記スリップ係合状態よりも拡大している、請求項１乃至６の何れかの車両の制御装置。

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