【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載エンジンに連結される自動変速機のシフトポジションが走行ポジションとされた状態であっても、車両が所定条件下にある場合には自動変速機をニュートラル相当状態に強制移行する、所謂ニュートラル制御を行う車両のニュートラル制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、例えば特開平１１−２３０３２９号公報に開示されているような装置がある。ちなみにこの装置では、アクセル開度や車速が所定値以下であること、ブレーキが踏み込まれていること、等々の条件がニュートラル制御、即ち、ニュートラル相当状態への移行制御が行われるための主な条件とされている。そしてこの装置によれば、前記シフトポジションが走行ポジションとされた状態においても、上記条件の成立のもとに前記自動変速機がニュートラル相当状態に移行されることで、エンジン負荷が低減され、ひいては燃費の向上が図られるようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ニュートラル制御の実行によって燃費の向上が図られるとはいえ、例えば渋滞や信号待ち等によって車両が長時間に亘って停車されるなど、このニュートラル相当状態に維持された状態が過度に長くなると、車両の触媒温度の低下を招くことにもなる。そして、この触媒の床温が活性化温度を下回るようになると、その浄化性能が急激に低下し、該触媒による排気浄化効率も大きく低下するようになる。
【０００４】
なお、上記公報に記載の装置の場合、エンジンの冷却水の温度が所定値以下のときや、自動変速機の油温が所定値以下のとき、上記ニュートラル相当状態への移行を禁止するようにはしている。しかしこれは、前記自動変速機のレスポンスやアイドル状態でのエンジン回転速度が前記ニュートラル制御を行う上でその制御性を高く維持することができない等の理由によるものである。そのため、前述のような条件（冷却水温度や油温が所定値以下）でニュートラル制御への移行を禁止するようにしたとしても、触媒温度に起因する上記問題を回避できるとは限らない。
【０００５】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃費の向上を図りながら、触媒による排気の浄化効率についてもこれを高く維持することの可能な車両のニュートラル制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に係る発明では、車載エンジンに連結される自動変速機のシフトポジションが走行ポジションとされた状態で、車両の所定の条件が満たされるとき、前記自動変速機をニュートラル相当状態に強制移行させるニュートラル制御を行う車両のニュートラル制御装置を対象としている。そしてこのニュートラル制御装置は、前記車両に設けられた触媒の温度を監視し、該監視する触媒の温度に応じて前記ニュートラル制御の実行及び中止を制御する制御手段を備えている。
【０００７】
この発明によれば、例えば、ニュートラル制御を行うことができない車両に比較して、車両の所定の条件が満たされるときエンジン負荷を軽減することができるため、燃費の向上が図られるようになる。また、制御手段が触媒の温度に応じてニュートラル制御の実行及び中止を制御するため、前記触媒の温度を排気浄化効率の高い状態に維持することが可能になる。したがって、燃費の向上を図りながら、触媒による排気の浄化効率についてもこれを高く維持することが可能になる。
【０００８】
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記監視する触媒の温度が所定の設定値以下であると判断されるときに、前記ニュートラル制御の実行を中止する。
【０００９】
この発明によれば、監視する触媒の温度が所定の設定値以下であると判断されるときに、制御手段がニュートラル制御の実行を中止することで、エンジン負荷が増加し、触媒の温度が上昇する。したがって、触媒の温度が、排気浄化効率を高く維持するために必要な高さを下回らないようにすることが可能になる。
【００１０】
請求項３に係る発明では、請求項２に記載の発明において、前記制御手段は、前記監視する触媒の温度と比較する前記所定の設定値として、前記触媒の活性化温度に所定の余裕を見込んだ値を用いる。
【００１１】
この発明によれば、前記比較対象となる設定値として触媒の活性化温度に所定の余裕を見込んだ値を用いているため、触媒の個体差や排気浄化効率の維持等が考慮された好適な制御を行うことが可能になる。
【００１２】
請求項４に係る発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記エンジンの回転速度と負荷率とに基づいて前記触媒の基本温度を求めるとともに、前記ニュートラル制御の実行時間に応じた温度減衰量を前記基本温度に見込んで前記触媒の温度を推定する。
【００１３】
この発明によれば、ニュートラル制御の実行に伴う温度減衰の影響を前記触媒の温度の推定に加味することが可能になる。したがって、前記温度減衰の影響を加味することなく触媒の温度を推定する場合に比較して、触媒の温度推定の精度が向上する。
【００１４】
請求項５に係る発明では、請求項４に記載の発明において、前記制御手段は、前記触媒の温度の推定に際し、外気温による補正を更に実行する。
この発明によれば、外気温による補正を実行しない場合に比較して、触媒の温度推定の精度が向上する。一般に触媒は外気温の影響を受けやすい環境に置かれることが多いため、この補正が行われることは特に有用であると言える。
【００１５】
請求項６に係る発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記触媒の温度を検出するセンサを備え、該センサによる検出値に基づいて前記触媒の温度を監視する。
【００１６】
この発明によれば、センサを用いた検出値に基づいて触媒の温度を監視するため、例えば、温度推定値に基づく場合に比較して、より正確に触媒の温度状態を把握することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１は、本実施形態にかかるニュートラル制御装置及びこれに接続された各種機器の電気的な構成等を示す図である。本実施形態において、図１に示される車載エンジン（以下単にエンジンという）９の出力は、該エンジン９に連結された自動変速機（ＡＴ）１０によって所定の変更を受けた後、アウトプットシャフト８から出力される。また車両には、エンジン９や自動変速機１０等を後述する各種センサ１１〜２１等の検出値に基づき制御するためのエンジン用電子制御装置（エンジン用ＥＣＵ）３０、及び、ＡＴ用電子制御装置（ＡＴ用ＥＣＵ）４０が設けられている。両ＥＣＵ３０，４０は、ニュートラル制御装置（制御手段）を構成する。
【００１８】
エンジン用ＥＣＵ３０はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラム、初期データ、制御マップ等に従って演算処理を行ない、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。エンジン用ＥＣＵ３０は、自動変速機１０の制御を司るＡＴ用ＥＣＵ４０と通信可能に接続されている。
【００１９】
また車両には、エアフローメータ１１、吸気温センサ１２、スロットルポジションセンサ１３、水温センサ１４、クランクポジションセンサ１５、ブレーキセンサ１６、車速センサ１７、外気温センサ１８、アクセルポジションセンサ１９等の各種センサが用いられている。
【００２０】
エアフローメータ１１はエンジン９の吸入空気量を検出する。エンジン用ＥＣＵ３０はこの検出値に基づき、エンジン９において適切な空燃比の混合気を生成するための燃料噴射量を算出する。また、吸気温センサ１２は、前述の吸入空気の温度（吸気温）を検出する。この検出値は、エンジン用ＥＣＵ３０において前記吸入空気の密度を把握するために利用される。この密度に関する情報は、前記燃料噴射量の算出時等において参照される。
【００２１】
アクセルポジションセンサ１９は、アクセル開度を検出する。エンジン用ＥＣＵ３０はこの検出値によって燃料噴射量に関するユーザーの要求度合いを把握する。
【００２２】
スロットルポジションセンサ１３はアクセル開度等に応じて吸入空気量の調整を行うスロットル弁の開度を検出する。エンジン用ＥＣＵ３０はこの検出値等によってエンジン９の負荷を把握する。また、水温センサ１４は前記エンジンを冷却するための冷却水の温度（冷却水温）を検出する。この検出値は、前記混合気の適切な空燃比を決定する際などに参照される。
【００２３】
クランクポジションセンサ１５は、エンジン９のクランクシャフト（出力軸）の回転角度を検出する。エンジン用ＥＣＵ３０は、この検出値に基づいてエンジン回転速度を算出する。また、ブレーキセンサ１６は、ブレーキ（図示なし）が踏み込まれた状態にあるか否かに関する検出を行い、エンジン用ＥＣＵ３０はこの検出値に基づいて前記ブレーキの状態を把握する。
【００２４】
車速センサ１７は、例えば車軸の回転速度に基づいて車両の走行速度（車速）に関する検出を行い、エンジン用ＥＣＵ３０はこの検出値に基づいて車速を把握する。また、外気温センサ１８は、車両の外気の温度（外気温）を検出する。
【００２５】
車両にはさらに、前述の各種センサとしてシフトポジションセンサ２０、ＡＴ回転速度センサ２１が用いられている。
シフトポジションセンサ２０は、自動変速機１０のシフト状態（シフトポジション）を検出する。また、ＡＴ回転速度センサ２１は、自動変速機１０の入力軸（後述するクラッチの下流側）の回転速度に関する検出を行い、ＡＴ用ＥＣＵ４０はこの検出値に基づいて前記入力軸の回転速度を把握する。
【００２６】
次に、ニュートラル制御装置（エンジン用ＥＣＵ３０、ＡＴ用ＥＣＵ４０）によって実行される本実施形態のニュートラル制御について説明する。
前記ニュートラル制御装置は、自動変速機１０のシフトポジションが走行ポジションとされた状態で、車両の所定の条件が満たされるとき、自動変速機１０をニュートラル相当状態に強制移行させるニュートラル制御を行う。即ちエンジン用ＥＣＵ３０は、各センサ１３，１６，１７，１９，２０の検出結果により、シフトポジションが走行ポジションにあり、アクセル開度がゼロであり、ブレーキが踏み込まれた状態にあり、かつ車速が所定値以下であると判断した（実行条件が成立した）場合、前記ニュートラル制御を実行する。なお、シフトポジションセンサ２０の検出結果は、ＡＴ用ＥＣＵ４０を介してエンジン用ＥＣＵ３０に送信される。また、上述した４つの実行条件は最低限必要なものであり、実行条件にはこれら以外の条件が含まれていてもよい。
【００２７】
前記ニュートラル制御の実行条件が成立すると、エンジン用ＥＣＵ３０は、自動変速機１０が備えるクラッチを完全接続状態から不完全接続状態とするべく、ＡＴ用ＥＣＵ４０に指令を送る。
【００２８】
前記不完全接続状態は、前記クラッチにおいて上流側（エンジン側）と下流側（反エンジン側）との間に滑りが発生した所謂半クラッチ状態であり、前記エンジンの発生する駆動力が前記クラッチにおいてほぼ完全に伝達される前記完全接続状態への復帰がレスポンスよく行われうる接続状態のことである。この不完全接続状態においては、前記クラッチにおいて若干の動力伝達が行われる。つまり、前記不完全接続状態においては前記エンジンの負荷が前記完全接続状態よりも小さくなり、燃費向上が可能になる。
【００２９】
ちなみに本実施形態では、自動変速機１０のシフトポジションがニュートラルポジションとされた場合、前記クラッチにおいては動力伝達がほとんど行われない程度の（前記不完全接続状態に比較して動力伝達量が小さい）接続状態となっている。
【００３０】
前記不完全接続状態における前記クラッチの接続具合は、クランクポジションセンサ１５の検出結果に基づくエンジン出力軸の回転速度と、ＡＴ回転速度センサ２１の検出結果に基づく自動変速機１０の入力軸（前記クラッチよりも下流側）の回転速度との比較結果に基づいて制御される。即ち、この回転速度の比較結果に基づきＡＴ用ＥＣＵ４０は前記クラッチの接続具合を調節する。
【００３１】
なお、本実施形態では、自動変速機１０のシフトポジションがニュートラルポジションとされた状態においては、自動変速機１０のニュートラル状態が長時間（例えば数時間）に亘って継続された場合であっても、触媒の温度がその活性化温度よりも低下することがない程度のエンジン回転速度が維持される。前記触媒は、エンジン９からの排出ガス（排気）を浄化するためのものであり、本実施形態では三元触媒が採用されている。一般に、この触媒の排気浄化効率は、その温度（床温）が前記活性化温度（例えば４００°Ｃ以上）に保たれることで９９％以上という良好な数値となる。反面、前記触媒の温度が前記活性化温度を下回ると、その排気浄化効率は激減する。
【００３２】
つまり本実施形態では、自動変速機１０のシフトポジションが長時間に亘ってニュートラルポジションとされても前記触媒の温度が前記活性化温度を下回らないようにアイドル状態におけるエンジン回転速度が（例えば約７００ｒｐｍに）設定されている。
【００３３】
さて本実施形態では、燃費向上のために、前記ニュートラル制御時におけるエンジン回転速度が、自動変速機１０のシフトポジションがニュートラルポジションとされた場合のアイドル状態のエンジン回転速度よりも低い所定回転速度（例えば約５００ｒｐｍ）Ｒｃに低減されるようになっている。つまり前記ニュートラル制御による前記ニュートラル相当状態においては、前記クラッチが前記不完全接続状態とされるとともに、エンジン回転速度が所定回転速度Ｒｃとされる。そして、前記ニュートラル相当状態が或る程度継続されることに伴い前記触媒の温度が前記活性化温度を下回って排気浄化効率が悪化することを防止するために、前記触媒の温度に応じて前記ニュートラル制御の実行及び中止が制御されるようになっている。
【００３４】
即ち、前記ニュートラル制御装置は前記ニュートラル制御の実行及び中止に関する制御に際し、図２に示す制御ルーチンを所定のタイミングで、例えば所定時間毎に繰り返し実行する。
【００３５】
まずステップＳ１００においては、前記ニュートラル制御が実行されるまで、このニュートラル制御が実行中であるか否かが監視される。前記ニュートラル制御が実行中であるか否かの判断は、ＡＴ用ＥＣＵ４０からエンジン用ＥＣＵ３０に送信された、前記ニュートラル制御が実行中であることを示すフラグに基づいて行われる。
【００３６】
前記ニュートラル制御が実行中であると判断されると、ステップＳ１０５において前記触媒の温度の推定が行われる。即ち本実施形態では、前記触媒の温度は特段に設けられた専用センサによる実測によって求められるのではなく、エンジン状態等の制御のために従来より一般的に用いられている前述の各種センサ（１１〜２１のうちの少なくとも一部）からの情報に基づく推定によって求められる。この触媒の推定温度Ｔｃは、共に様々なシチュエーションの下で実験的に求められた、基本温度データＴｃ１とこの基本温度データＴｃ１に対する補正的なデータとなる温度減衰量データＴｃ２とを用いて算出される。
【００３７】
即ち、基本温度データＴｃ１は、実験的に求められた、前記クラッチの接続具合によって変化するエンジン９の負荷率（仕事率）とエンジン回転速度との関係マップを用いて求められる。
【００３８】
なお、この関係マップは、前記ニュートラル制御の実行中のみならず、その他の状態においても前記触媒の温度管理を行うことができるよう設定されたものである。このニュートラル制御の実行中以外の温度管理としては、例えば、エンジン９に高負荷がかかった状態が長時間継続された場合等に問題となる前記触媒の温度の過度な上昇を防ぐための制御におけるものがある。ところで、前記ニュートラル制御の実行中においては、前記クラッチの接続具合とエンジン回転速度とがそれぞれ所定の状態（それぞれ、所定回転速度Ｒｃ、及び、前記不完全接続状態）に設定されているため、基本温度データＴｃ１は前記関係マップにおいて基本的に特定の１つに決定される。
【００３９】
また、温度減衰量データＴｃ２は、前記触媒の温度が時間経過とともにどれだけ低下するかを示す特性曲線から求められる。この特性曲線は、前記クラッチが不完全接続状態にあるとともにエンジン回転速度が所定回転速度Ｒｃである状態が継続されたその継続時間（前記ニュートラル制御の実行時間）と、基本温度データＴｃ１に対する前記触媒の温度の減衰量との関係を表すものであり、実験的に求められたものである。
【００４０】
即ち、エンジン用ＥＣＵ３０は、自身が備えたタイマを用いて把握した前記継続時間に対応する温度減衰量データＴｃ２（絶対値）を、前記関係マップを用いて求めた基本温度データＴｃ１から差し引くという演算を行い推定温度Ｔｃを決定する。なお本実施形態では、推定温度Ｔｃの精度向上のために、前記関係マップ及び前記特性曲線の少なくとも一方が、外気温センサ１８によって検出された車両の外気温に基づいて補正されるようになっている。即ち例えば、外気温が低い場合にはそれに応じて基本温度データＴｃ１が低温側の数値にシフトされるとともに前記特性曲線は前記経過時間に対する前記温度の減衰量が大きくなるように補正される。逆に外気温が高い場合にはそれに応じて基本温度データＴｃ１が高温側の数値にシフトされるとともに前記特性曲線は前記経過時間に対する前記温度の減衰量が小さくなるように補正される。
【００４１】
ステップＳ１１０においては、推定温度Ｔｃが所定の設定温度Ｔｆ以下であるか否かが判定される。設定温度Ｔｆは、前記触媒の活性化温度にマージン温度Ｔｍ（例えば３０〜５０°程度）を加えた定数値である。このＳ１１０判定がＹＥＳである場合、前記触媒の温度が排気浄化効率の低下を招く温度に接近したとして前記ニュートラル制御の実行が中止される。即ち、前記クラッチは前記完全接続状態に戻され、エンジン回転速度は所定のアイドルエンジン回転速度に高められる。これにより、前記触媒の温度の低下が食い止められ、排気浄化効率の低下が防止される。
【００４２】
一方、ステップＳ１１０判定がＮＯの場合には、前記触媒の温度が好適な状態にあり前記ニュートラル制御の実行が中止される必要はないとして、図２の制御ルーチンにおける処理が終了される。
【００４３】
以上説明した本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）前記ニュートラル制御を行うことで、所定条件下にある車両においてエンジン負荷を軽減することができるため、燃費を向上させることが可能になる。
【００４４】
（２）前記ニュートラル制御装置は、前記触媒の温度を監視し、該監視する触媒の温度が所定値（設定温度Ｔｆ）以下であると判断した場合に、前記ニュートラル制御の実行を中止する。即ち、前記ニュートラル制御装置は、前記触媒の温度が設定温度Ｔｆ以下であると判断した場合に、エンジン負荷を増加させ、前記触媒の温度を上昇させる。これによれば、例えば前記ニュートラル制御が実行された状態が長時間に亘って継続されても、前記触媒の温度は、排気浄化効率を高く維持するために必要な高さを下回らない。したがって、前記触媒の温度を排気浄化効率の高い状態に維持することが可能になる。
【００４５】
（３）前記ニュートラル制御装置は、前記監視する触媒の温度と比較する前記所定の設定値（設定温度Ｔｆ）として、前記触媒の活性化温度に所定の余裕（マージン温度Ｔｍ）を見込んだ値を用いる。これによれば、前記触媒の個体差や排気浄化効率の維持等が考慮された好適な制御を行うことが可能になる。
【００４６】
（４）前記ニュートラル制御装置は、エンジン９の回転速度と負荷率とに基づいて前記触媒の基本温度（基本温度データＴｃ１）を求めるとともに、前記ニュートラル制御の実行時間（実行が継続された時間）に応じた温度減衰量（温度減衰量データＴｃ２）を前記基本温度に見込んで前記触媒の温度を推定する。これによれば、前記ニュートラル制御の実行に伴う温度減衰の影響を加味することなく前記触媒の温度を推定する場合に比較して、前記触媒の温度推定の精度が向上する。
【００４７】
（５）前記ニュートラル制御装置は、前記触媒の温度の推定に際し、車両の外気温による補正を更に実行する。これによれば、外気温による補正を実行しない場合に比較して、前記触媒の温度推定の精度が向上する。一般に前記触媒は外気温の影響を受けやすい環境に置かれることが多いため、この補正が行われることは特に有用であると言える。
【００４８】
（６）前記ニュートラル制御装置は、前記触媒の温度を直接的に計測（実測）することなく、前記触媒の推定温度Ｔｃに応じて前記ニュートラル制御の実行及び中止を制御する。これによれば、例えば、前記触媒の温度を直接的に計測するための専用の温度計測センサが不要になる。したがって、コストダウンを図ることが可能になるとともに、前記専用の温度計測センサを配設するためのスペース確保の必要がなくなる。
【００４９】
なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・基本温度データＴｃ１を決定する際に用いられる前記関係マップは、エンジン９の負荷率とエンジン回転速度との関係を示すものとされたが、例えば補正要素として前記負荷率及びエンジン回転速度以外のパラメータ（例えば各種センサ１１，１２，１４の検出値等）が加味されていてもよい。
【００５０】
・推定温度Ｔｃは、外気温による補正なしに推定されてもよい。
・推定温度Ｔｃは、前記ニュートラル制御の実行時間に応じた温度減衰量を見込むことなく基本温度データＴｃ１のみによって推定されてもよい。
【００５１】
・設定温度Ｔｆは、マージン温度Ｔｍを見込むことなく前記触媒の活性化温度そのものとされてもよい。
・前記触媒の温度を直接的に計測するための専用センサを設け、前記触媒の温度を推定によらず実測によって求めてもよい。これによれば、実測された前記触媒の温度に基づくため、例えば、前記触媒の推定温度に基づく場合に比較して、より正確に前記触媒の温度状態を把握することが可能になる。
【００５２】
・前記実施形態では、自動変速機１０の制御を行うためのＥＣＵ（ＡＴ用ＥＣＵ４０）をエンジン用ＥＣＵ３０と別個に設けたが、例えば自動変速機１０の制御機能をエンジン用ＥＣＵ３０に持たせるなど、同一のＥＣＵとしてもよい。
【００５３】
・前記実施形態では、前記クラッチの不完全接続状態を所謂半クラッチ状態としたが、完全に動力伝達が断たれたクラッチ切断状態としてもよい。
・前記ニュートラル制御を実行するための条件の１つである「ブレーキ状態」の対象となるブレーキは、フットブレーキ及びパーキング用のブレーキの少なくとも一方とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる車両のニュートラル制御装置の一実施形態についてその電気的な構成等を示す図。
【図２】同実施形態の装置のニュートラル制御についてその制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
９…車載エンジン、１０…自動変速機、１１…エアフローメータ、１２…吸気温センサ、１３…スロットルポジションセンサ、１４…水温センサ、１５…クランクポジションセンサ、１６…ブレーキセンサ、１７…車速センサ、１８…外気温センサ、１９…アクセルポジションセンサ、２０…シフトポジションセンサ、２１…ＡＴ回転速度センサ、３０…ニュートラル制御装置を構成するエンジン用電子制御装置、４０…ニュートラル制御装置を構成するＡＴ用電子制御装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention forcibly shifts the automatic transmission to a state equivalent to neutral when the vehicle is under a predetermined condition, even when the shift position of the automatic transmission connected to the on-vehicle engine is set to the traveling position, The present invention relates to a vehicle neutral control device that performs so-called neutral control.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of apparatus, there is an apparatus disclosed in, for example, JP-A-11-230329. Incidentally, in this device, the conditions such as that the accelerator opening and the vehicle speed are equal to or less than predetermined values, that the brake is depressed, and the like are the neutral conditions, that is, the main conditions for performing the shift control to the neutral equivalent state. It has been. According to this device, even in the state where the shift position is set to the traveling position, the automatic transmission is shifted to the state corresponding to neutral under the satisfaction of the above conditions, so that the engine load is reduced. Fuel efficiency can be improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the fuel efficiency is improved by executing the above-described neutral control, the state maintained in the neutral equivalent state is excessively long, for example, the vehicle is stopped for a long time due to traffic jam, signal waiting, or the like. In such a case, the catalyst temperature of the vehicle may be reduced. When the bed temperature of the catalyst falls below the activation temperature, the purification performance sharply decreases, and the exhaust purification efficiency of the catalyst also greatly decreases.
[0004]
In the case of the device described in the above publication, when the temperature of the cooling water of the engine is equal to or lower than a predetermined value or when the oil temperature of the automatic transmission is equal to or lower than a predetermined value, the shift to the neutral equivalent state is prohibited. I do. However, this is because the response of the automatic transmission and the engine speed in an idle state cannot maintain high controllability in performing the neutral control. Therefore, even if the transition to the neutral control is prohibited under the above-described conditions (the cooling water temperature and the oil temperature are equal to or lower than predetermined values), the above-described problem caused by the catalyst temperature cannot always be avoided.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle neutral control device capable of maintaining high exhaust gas purification efficiency by a catalyst while improving fuel efficiency. It is in.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the means for achieving the above object and the effects thereof will be described.
According to the first aspect of the invention, when a predetermined condition of the vehicle is satisfied in a state where the shift position of the automatic transmission connected to the on-vehicle engine is set to the traveling position, the automatic transmission is forcibly shifted to a state corresponding to neutral. The present invention is directed to a vehicle neutral control device that performs neutral control. The neutral control device includes a control unit that monitors a temperature of a catalyst provided in the vehicle and controls execution and cancellation of the neutral control according to the monitored temperature of the catalyst.
[0007]
According to the present invention, for example, the engine load can be reduced when a predetermined condition of the vehicle is satisfied, as compared with a vehicle in which neutral control cannot be performed, so that fuel efficiency can be improved. In addition, since the control means controls the execution and suspension of the neutral control in accordance with the temperature of the catalyst, it is possible to maintain the temperature of the catalyst at a high exhaust gas purification efficiency. Therefore, it is possible to maintain high exhaust gas purification efficiency by the catalyst while improving fuel efficiency.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control means suspends execution of the neutral control when it is determined that the temperature of the monitored catalyst is equal to or lower than a predetermined set value. I do.
[0009]
According to the present invention, when it is determined that the temperature of the monitored catalyst is equal to or lower than the predetermined set value, the control means stops executing the neutral control, thereby increasing the engine load and increasing the temperature of the catalyst. I do. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the catalyst from being lower than the height required for maintaining the exhaust gas purification efficiency high.
[0010]
In the invention according to a third aspect, in the invention according to the second aspect, the control unit expects a predetermined margin for the activation temperature of the catalyst as the predetermined set value to be compared with the temperature of the catalyst to be monitored. Use a value.
[0011]
According to the present invention, since a value that allows a predetermined margin for the activation temperature of the catalyst is used as the set value to be compared, it is preferable that individual differences of the catalyst and maintenance of the exhaust purification efficiency are considered. Control can be performed.
[0012]
In the invention according to a fourth aspect, in the invention according to any one of the first to third aspects, the control means obtains a basic temperature of the catalyst based on a rotation speed and a load factor of the engine, and controls the neutral temperature. The temperature of the catalyst is estimated by assuming the amount of temperature attenuation corresponding to the control execution time as the base temperature.
[0013]
According to the present invention, it is possible to take into account the influence of the temperature decay accompanying the execution of the neutral control in the estimation of the catalyst temperature. Therefore, the accuracy of estimating the temperature of the catalyst is improved as compared with the case where the temperature of the catalyst is estimated without considering the influence of the temperature attenuation.
[0014]
In the invention according to a fifth aspect, in the invention according to the fourth aspect, the control unit further executes a correction based on an outside air temperature when estimating the temperature of the catalyst.
According to the present invention, the accuracy of estimating the catalyst temperature is improved as compared with the case where the correction based on the outside air temperature is not performed. In general, the catalyst is often placed in an environment that is susceptible to the influence of the outside air temperature. Therefore, it can be said that performing this correction is particularly useful.
[0015]
In the invention according to claim 6, in the invention according to any one of claims 1 to 3, the control means includes a sensor for detecting a temperature of the catalyst, and a temperature of the catalyst based on a value detected by the sensor. To monitor.
[0016]
According to the present invention, since the temperature of the catalyst is monitored based on the detection value using the sensor, it is possible to more accurately grasp the temperature state of the catalyst as compared with, for example, the case based on the estimated temperature value. Become.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a neutral control device according to the present embodiment and an electrical configuration of various devices connected to the neutral control device. In the present embodiment, an output of an on-board engine (hereinafter simply referred to as an engine) 9 shown in FIG. 1 is subjected to a predetermined change by an automatic transmission (AT) 10 connected to the engine 9 and then output from an output shaft 8. Is output. In the vehicle, an engine electronic control unit (ECU for engine) 30 for controlling the engine 9 and the automatic transmission 10 and the like based on detection values of various sensors 11 to 21 and the like, which will be described later, and an electronic control unit for the AT (AT ECU) 40 is provided. The two ECUs 30 and 40 constitute a neutral control device (control means).
[0018]
The engine ECU 30 is mainly composed of a microcomputer, and a central processing unit (CPU) performs arithmetic processing according to a control program, initial data, a control map, and the like stored in a read-only memory (ROM). Various controls are executed based on the results. The calculation result by the CPU is temporarily stored in a random access memory (RAM). The engine ECU 30 is communicably connected to an AT ECU 40 that controls the automatic transmission 10.
[0019]
The vehicle has various sensors such as an air flow meter 11, an intake air temperature sensor 12, a throttle position sensor 13, a water temperature sensor 14, a crank position sensor 15, a brake sensor 16, a vehicle speed sensor 17, an outside air temperature sensor 18, and an accelerator position sensor 19. Used.
[0020]
The air flow meter 11 detects an intake air amount of the engine 9. The engine ECU 30 calculates a fuel injection amount for generating an air-fuel mixture with an appropriate air-fuel ratio in the engine 9 based on the detected value. The intake air temperature sensor 12 detects the temperature of the above-mentioned intake air (intake air temperature). This detected value is used by the engine ECU 30 to determine the density of the intake air. The information on the density is referred to when calculating the fuel injection amount.
[0021]
The accelerator position sensor 19 detects an accelerator opening. The engine ECU 30 grasps the degree of the user's request regarding the fuel injection amount based on the detected value.
[0022]
The throttle position sensor 13 detects the opening of a throttle valve that adjusts the intake air amount according to the accelerator opening and the like. The engine ECU 30 determines the load of the engine 9 based on the detected value and the like. Further, the water temperature sensor 14 detects the temperature of the cooling water (cooling water temperature) for cooling the engine. This detected value is referred to when determining an appropriate air-fuel ratio of the air-fuel mixture.
[0023]
The crank position sensor 15 detects a rotation angle of a crankshaft (output shaft) of the engine 9. The engine ECU 30 calculates the engine rotation speed based on the detected value. The brake sensor 16 detects whether or not a brake (not shown) is depressed, and the engine ECU 30 grasps the state of the brake based on the detected value.
[0024]
The vehicle speed sensor 17 detects, for example, the running speed (vehicle speed) of the vehicle based on the rotation speed of the axle, and the engine ECU 30 determines the vehicle speed based on the detected value. The outside air temperature sensor 18 detects the temperature of the outside air of the vehicle (outside air temperature).
[0025]
The vehicle further uses a shift position sensor 20 and an AT rotation speed sensor 21 as the various sensors described above.
The shift position sensor 20 detects a shift state (shift position) of the automatic transmission 10. The AT rotation speed sensor 21 detects the rotation speed of the input shaft of the automatic transmission 10 (downstream of the clutch described later), and the AT ECU 40 determines the rotation speed of the input shaft based on the detected value. I do.
[0026]
Next, the neutral control of the present embodiment executed by the neutral control devices (the engine ECU 30 and the AT ECU 40) will be described.
The neutral control device performs a neutral control in which the automatic transmission 10 is forcibly shifted to a neutral equivalent state when a predetermined condition of the vehicle is satisfied in a state where the shift position of the automatic transmission 10 is the running position. That is, based on the detection results of the sensors 13, 16, 17, 19, and 20, the engine ECU 30 determines that the shift position is in the traveling position, the accelerator opening is zero, the brake is depressed, and the vehicle speed is low. If it is determined that the value is equal to or less than the predetermined value (the execution condition is satisfied), the neutral control is executed. The detection result of the shift position sensor 20 is transmitted to the engine ECU 30 via the AT ECU 40. The above four execution conditions are minimum requirements, and the execution conditions may include other conditions.
[0027]
When the execution condition of the neutral control is satisfied, the engine ECU 30 sends a command to the AT ECU 40 to change the clutch of the automatic transmission 10 from the completely connected state to the incompletely connected state.
[0028]
The incompletely connected state is a so-called half-clutch state in which slippage occurs between an upstream side (engine side) and a downstream side (opposite engine side) in the clutch. This is a connection state in which the return to the completely connected state, which is almost completely transmitted, can be performed with good response. In this incompletely connected state, slight power transmission is performed in the clutch. That is, in the incompletely connected state, the load on the engine is smaller than in the fully connected state, and fuel efficiency can be improved.
[0029]
Incidentally, in the present embodiment, when the shift position of the automatic transmission 10 is set to the neutral position, power is hardly transmitted in the clutch (the power transmission amount is small compared to the incompletely connected state). Connected.
[0030]
The connection state of the clutch in the incomplete connection state is determined by the rotation speed of the engine output shaft based on the detection result of the crank position sensor 15 and the input shaft of the automatic transmission 10 based on the detection result of the AT rotation speed sensor 21 (the clutch It is controlled based on the result of comparison with the rotation speed (downstream of the rotation speed). That is, the AT ECU 40 adjusts the connection of the clutch based on the result of the comparison of the rotational speeds.
[0031]
In the present embodiment, when the shift position of the automatic transmission 10 is set to the neutral position, even if the neutral state of the automatic transmission 10 is continued for a long time (for example, several hours). The engine speed is maintained such that the temperature of the catalyst does not drop below its activation temperature. The catalyst is for purifying exhaust gas (exhaust gas) from the engine 9, and in the present embodiment, a three-way catalyst is employed. In general, the exhaust gas purification efficiency of this catalyst has a good value of 99% or more when its temperature (bed temperature) is maintained at the activation temperature (for example, 400 ° C. or more). On the other hand, when the temperature of the catalyst is lower than the activation temperature, the exhaust purification efficiency is drastically reduced.
[0032]
That is, in this embodiment, even when the shift position of the automatic transmission 10 is set to the neutral position for a long period of time, the engine speed in the idle state is set so that the catalyst temperature does not fall below the activation temperature (for example, about 700 rpm). ) Is set.
[0033]
In the present embodiment, in order to improve fuel efficiency, the engine speed during the neutral control is lower than the engine speed in the idle state when the shift position of the automatic transmission 10 is set to the neutral position. (For example, about 500 rpm) Rc. That is, in the neutral equivalent state by the neutral control, the clutch is brought into the incompletely connected state, and the engine speed is set to the predetermined speed Rc. In order to prevent the temperature of the catalyst from falling below the activation temperature and the exhaust gas purification efficiency from deteriorating due to the continuation of the neutral equivalent state to some extent, the neutralization is performed in accordance with the temperature of the catalyst. Execution and suspension of the control are controlled.
[0034]
That is, the neutral control device repeatedly executes the control routine shown in FIG. 2 at a predetermined timing, for example, at predetermined time intervals, when performing the control related to the execution and suspension of the neutral control.
[0035]
First, in step S100, it is monitored whether the neutral control is being executed until the neutral control is executed. The determination as to whether or not the neutral control is being executed is made based on a flag transmitted from the AT ECU 40 to the engine ECU 30 and indicating that the neutral control is being executed.
[0036]
If it is determined that the neutral control is being executed, the temperature of the catalyst is estimated in step S105. That is, in the present embodiment, the temperature of the catalyst is not obtained by actual measurement using a special sensor provided specially, but the above-described various sensors (11) generally used for controlling the engine state and the like. To at least a part of .about.21). The estimated temperature Tc of the catalyst is calculated using the basic temperature data Tc1 and the temperature decay amount data Tc2 serving as correction data for the basic temperature data Tc1, which are experimentally obtained under various situations. You.
[0037]
That is, the basic temperature data Tc1 is obtained using an experimentally obtained relationship map between the load ratio (power) of the engine 9 and the engine speed, which varies depending on the connection state of the clutch.
[0038]
The relationship map is set so that the temperature of the catalyst can be controlled not only during the execution of the neutral control but also in other states. As temperature management other than during the execution of the neutral control, for example, in the control for preventing an excessive rise in the temperature of the catalyst, which becomes a problem when a state where a high load is applied to the engine 9 is continued for a long time, for example. There is something. By the way, during execution of the neutral control, the connection state of the clutch and the engine rotation speed are each set to a predetermined state (a predetermined rotation speed Rc and the incomplete connection state, respectively). The temperature data Tc1 is basically determined to be a specific one in the relation map.
[0039]
Further, the temperature decay amount data Tc2 is obtained from a characteristic curve indicating how much the temperature of the catalyst decreases over time. This characteristic curve shows the duration (the execution time of the neutral control) in which the clutch is in the incompletely connected state and the state in which the engine rotation speed is the predetermined rotation speed Rc, and the catalyst for the basic temperature data Tc1. Represents the relationship with the amount of temperature attenuation, and is obtained experimentally.
[0040]
That is, the engine ECU 30 subtracts the temperature decay amount data Tc2 (absolute value) corresponding to the continuation time obtained by using its own timer from the basic temperature data Tc1 obtained by using the relation map. To determine the estimated temperature Tc. In the present embodiment, in order to improve the accuracy of the estimated temperature Tc, at least one of the relationship map and the characteristic curve is corrected based on the outside temperature of the vehicle detected by the outside temperature sensor 18. I have. That is, for example, when the outside air temperature is low, the basic temperature data Tc1 is shifted to a lower temperature value accordingly, and the characteristic curve is corrected so that the amount of attenuation of the temperature with respect to the elapsed time increases. Conversely, when the outside air temperature is high, the basic temperature data Tc1 is shifted to a higher temperature value accordingly, and the characteristic curve is corrected so that the amount of attenuation of the temperature with respect to the elapsed time becomes smaller.
[0041]
In step S110, it is determined whether the estimated temperature Tc is equal to or lower than a predetermined set temperature Tf. The set temperature Tf is a constant value obtained by adding a margin temperature Tm (for example, about 30 to 50 °) to the activation temperature of the catalyst. If the determination in S110 is YES, the execution of the neutral control is stopped, assuming that the temperature of the catalyst has approached a temperature that causes a reduction in exhaust gas purification efficiency. That is, the clutch is returned to the completely connected state, and the engine speed is increased to a predetermined idle engine speed. As a result, a decrease in the temperature of the catalyst is prevented, and a decrease in exhaust gas purification efficiency is prevented.
[0042]
On the other hand, if the determination in step S110 is NO, it is determined that the temperature of the catalyst is in a suitable state and the execution of the neutral control need not be stopped, and the process in the control routine of FIG. 2 is ended.
[0043]
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) By performing the neutral control, the engine load can be reduced in a vehicle under a predetermined condition, so that fuel efficiency can be improved.
[0044]
(2) The neutral control device monitors the temperature of the catalyst, and stops the execution of the neutral control when determining that the monitored temperature of the catalyst is equal to or lower than a predetermined value (set temperature Tf). That is, when the neutral control device determines that the temperature of the catalyst is equal to or lower than the set temperature Tf, the neutral control device increases the engine load and increases the temperature of the catalyst. According to this, for example, even if the state in which the neutral control is executed is continued for a long time, the temperature of the catalyst does not fall below a height necessary to maintain the exhaust purification efficiency at a high level. Therefore, it is possible to maintain the temperature of the catalyst at a state where the exhaust gas purification efficiency is high.
[0045]
(3) The neutral control device sets, as the predetermined set value (set temperature Tf) to be compared with the temperature of the monitored catalyst, a value that allows a predetermined margin (margin temperature Tm) for the activation temperature of the catalyst. Used. According to this, it is possible to perform suitable control in consideration of individual differences of the catalyst, maintenance of exhaust purification efficiency, and the like.
[0046]
(4) The neutral control device obtains the basic temperature (basic temperature data Tc1) of the catalyst based on the rotation speed and the load factor of the engine 9, and executes the neutral control (the time during which the execution is continued). The temperature of the catalyst is estimated by assuming the temperature decay amount (temperature decay amount data Tc2) corresponding to the above as the base temperature. According to this, the accuracy of estimating the temperature of the catalyst is improved as compared with the case where the temperature of the catalyst is estimated without taking into account the influence of the temperature attenuation accompanying the execution of the neutral control.
[0047]
(5) The neutral control device further executes a correction based on the outside temperature of the vehicle when estimating the temperature of the catalyst. According to this, the accuracy of estimating the temperature of the catalyst is improved as compared with the case where the correction based on the outside air temperature is not performed. Generally, the catalyst is often placed in an environment that is susceptible to the influence of the outside air temperature. Therefore, it can be said that performing this correction is particularly useful.
[0048]
(6) The neutral control device controls execution and suspension of the neutral control according to the estimated temperature Tc of the catalyst without directly measuring (actually measuring) the temperature of the catalyst. According to this, for example, a dedicated temperature measurement sensor for directly measuring the temperature of the catalyst becomes unnecessary. Therefore, the cost can be reduced, and it is not necessary to secure a space for disposing the dedicated temperature measurement sensor.
[0049]
The embodiment is not limited to the above, and may be, for example, in the following mode.
The relation map used when determining the basic temperature data Tc1 indicates the relation between the load factor of the engine 9 and the engine speed. For example, as a correction factor, a value other than the load factor and the engine speed is used. Parameters (for example, detection values of various sensors 11, 12, and 14) may be added.
[0050]
-The estimated temperature Tc may be estimated without correction by the outside air temperature.
The estimated temperature Tc may be estimated based on only the basic temperature data Tc1 without anticipating the amount of temperature attenuation corresponding to the execution time of the neutral control.
[0051]
-The set temperature Tf may be the activation temperature of the catalyst itself without considering the margin temperature Tm.
A dedicated sensor for directly measuring the temperature of the catalyst may be provided, and the temperature of the catalyst may be obtained by actual measurement instead of estimation. According to this, since the temperature is based on the actually measured temperature of the catalyst, it is possible to more accurately grasp the temperature state of the catalyst as compared with, for example, a case based on the estimated temperature of the catalyst.
[0052]
In the above embodiment, the ECU (AT ECU 40) for controlling the automatic transmission 10 is provided separately from the engine ECU 30. However, for example, the control function of the automatic transmission 10 is provided to the engine ECU 30. The same ECU may be used.
[0053]
In the above-described embodiment, the incompletely connected state of the clutch is a so-called half-clutch state, but may be a clutch disengaged state in which power transmission is completely cut off.
The brake to be subjected to the “brake state”, which is one of the conditions for executing the neutral control, may be at least one of a foot brake and a parking brake.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an electrical configuration and the like of an embodiment of a vehicle neutral control device according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure for neutral control of the apparatus of the embodiment.
[Explanation of symbols]
9: On-board engine, 10: Automatic transmission, 11: Air flow meter, 12: Intake temperature sensor, 13: Throttle position sensor, 14: Water temperature sensor, 15: Crank position sensor, 16: Brake sensor, 17: Vehicle speed sensor, 18 ... Ambient air temperature sensor, 19 ... Accelerator position sensor, 20 ... Shift position sensor, 21 ... AT rotational speed sensor, 30 ... Electronic engine control device constituting a neutral control device, 40 ... AT electronic control constituting a neutral control device apparatus.
