JP2010242545A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の減速停止時における機関運転状態の安定化と燃費性能の向上との両立を図ることのできる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】この装置は、内燃機関の出力軸と車輪とがトルクコンバータを介して接続される車両に適用される。車両の減速停止時に、トルクコンバータの滑り量が大きいときの機関回転速度ＮＥと比較して同滑り量が小さいときの機関回転速度ＮＥが高くなるように所定速度だけ目標速度Ｔｎｅを変更する（ｔ４〜ｔ６）。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両の制御装置に関するものである。

従来、自動車などの車両に駆動源としての内燃機関を搭載することが多用されている（例えば特許文献１参照）。また、そうした車両に、内燃機関の出力軸に連結されたポンプインペラと自動変速機の入力軸に連結されたタービンインペラとを備えたトルクコンバータを設けることも多用されている。こうした車両では、内燃機関の駆動力がトルクコンバータおよび自動変速機を介して車輪に伝達される。

特開平７−２５２６９号公報

ここで、車両の減速停止時において内燃機関の出力軸の回転速度（機関回転速度）が低下する際に、同機関回転速度が車両停止状態に見合う速度を一時的に下回る現象（いわゆるアンダーシュート）が生じることがある。そして、このアンダーシュートによって機関回転速度が過度に低くなると、内燃機関の運転状態の不安定化を招くばかりか、場合によっては内燃機関のストールを招くおそれもある。

そうした機関運転状態の不安定化を回避するためには、車両の減速停止時における内燃機関の出力トルクを十分に大きくすればよい。しかしながら、車両の減速停止時における機関回転速度のアンダーシュート量は車両の温度環境や個体差による作動特性の相違によっても異なる。そのため、どのような温度環境や個体であっても機関運転状態の不安定化を招くことのないように内燃機関の出力トルクを大きくすると、出力トルクを大きくせずともアンダーシュート量が小さく抑えられる場合に同出力トルクが不要に大きくなってしまうために、その分だけ燃費性能の悪化を招いてしまう。

また、燃費性能に着目して車両の減速停止時における内燃機関の出力トルクを小さくすると、出力トルクを大きくしてもアンダーシュート量が大きくなってしまう場合において同アンダーシュート量がさらに大きくなるために、機関回転速度の過度の低下を招き易くなり、内燃機関の運転状態の不安定化を招く可能性が高くなってしまう。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の減速停止時における機関運転状態の安定化と燃費性能の向上との両立を図ることのできる車両の制御装置を提供することにある。

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説明する。
請求項１に記載の発明は、駆動源としての内燃機関の出力軸と車輪とがトルクコンバータを介して接続されてなる車両の制御装置において、前記車両の減速停止時に、前記トルクコンバータの滑り量が大きいときの機関回転速度と比較して同滑り量が小さいときの機関回転速度が高くなるように車両制御量を変更する変更手段を備えることをその要旨とする。

車両の減速停止時においては、車輪ともどもトルクコンバータのタービンインペラの回転が減速して停止するために、その過程でトルクコンバータのポンプインペラに連結された内燃機関の出力軸に作用する負荷トルクが大きくなり、その影響によって機関回転速度が低下するようになる。

全ての装置の中でも内燃機関やトルクコンバータの個体差などに起因して機関回転速度がタービンインペラの回転の影響を受け易い特性を有するものでは、タービンインペラの回転速度の低下に伴って、同回転速度との差が小さいままに機関回転速度が低下するようになる。そのため、トルクコンバータの滑り量（例えばポンプインペラの回転速度ＮＰとタービンインペラＮＴとの回転速度差［＝ＮＰ−ＮＴ］）が小さくなる。そして、タービンインペラの回転の影響を受け易い特性を有するものほど、同タービンインペラの回転速度の低下による影響を大きく受けて機関回転速度の低下度合いが大きくなるために、同機関回転速度のアンダーシュート量が大きくなり易い。こうしたことからトルクコンバータが搭載された車両では、同トルクコンバータの滑り量が小さいときほど、同車両の減速停止時における機関回転速度のアンダーシュート量が大きくなる傾向があると云える。

上記構成によれば、トルクコンバータの滑り量が小さいとき、言い換えれば機関回転速度のアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が高いときには、車両制御量の変更を通じて機関回転速度を高くすることによって同アンダーシュート量を小さく抑えることができ、内燃機関の運転状態が不安定になることを的確に抑えることができる。しかも、トルクコンバータの滑り量が大きく、機関回転速度のアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が低いときには、機関回転速度が不要に高くなることを抑えることができ、これにより内燃機関の燃料消費量を低減させて燃費性能の向上を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、前記変更手段は、前記トルクコンバータのタービンインペラの回転速度に基づいて判定値を設定し、前記滑り量が前記判定値以下であることを条件に、前記車両制御量の変更を実行することをその要旨とする。

車両の減速時においてはその走行速度（詳しくは、トルクコンバータのタービンインペラの回転速度）が低いときほど、トルクコンバータの滑り量が大きくなるために、安定した状態での機関運転を維持することの可能な前記滑り量の下限についても多い量になる。

上記構成によれば、そうしたトルクコンバータのタービンインペラの回転速度と前記滑り量の下限との関係に応じたかたちで変更手段による車両制御量の変更が必要な状況であるか否かを適正に判断した上で、同車両制御量の変更を実行することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両の制御装置において、前記変更手段は、前記トルクコンバータに供給されるオイルの粘度に基づいて前記判定値を可変設定することをその要旨とする。

また請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の車両の制御装置において、前記変更手段は、前記トルクコンバータに供給されるオイルの温度に基づいて前記判定値を可変設定することをその要旨とする。

車両の減速時や停止時においては、トルクコンバータに供給されるオイルの粘度が高いときほど、内燃機関の出力軸に作用する負荷トルクが大きくなるために、機関回転速度が低くなり易くそのアンダーシュート量が大きくなり易い。なお、トルクコンバータに供給されるオイルの粘度は基本的に、同オイルの温度が高くなるのに伴って低くなる。

請求項３または４に記載の発明の構成によれば、そうしたオイルの粘度と機関回転速度のアンダーシュート量との関係に応じたかたちで上記判定値を設定することができ、同判定値をもとに変更手段による車両制御量の変更が必要な状況であるか否かをより適正に判断することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記車両制御量は、前記内燃機関の出力トルクを変更する機関制御量であることをその要旨とする。

上記構成によれば、例えば燃料噴射量や吸入空気量、点火時期などといった内燃機関の出力トルクを変更する機関制御量の変更を通じて機関回転速度を変更することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、当該車両は、前記トルクコンバータと前記車輪との間に複数の変速段を有する多段式の自動変速機が設けられてなり、前記車両制御量は、前記自動変速機に設けられた変速段切替用クラッチの係合力であることをその要旨とする。

上記構成によれば、車両の減速時や停止時において自動変速機の変速段切替用クラッチの係合力を変更することによって、内燃機関の出力軸に作用する負荷トルクを変化させることができ、これにより機関回転速度を変更することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記車輪を制動するためのブレーキ機構を有してなる前記車両に適用されて、前記内燃機関の冷間運転時に同内燃機関の出力トルクの増大補正を実行するトルク増大手段と、前記ブレーキ機構の作動に伴う前記車両の減速時であるとの条件および前記車両の停止時であって停止後の経過期間が所定期間未満であるとの条件の一方が満たされ且つ前記増大補正の実行時であるとの条件が満たされる所定条件の成立時に、同所定条件の不成立時と比較して前記内燃機関の出力トルクを減少させるトルク減少手段とを更に備え、前記所定条件が成立していることを条件に、前記変更手段による前記車両制御量の変更を実行するものであることをその要旨とする。

上記構成では、機関温度の低い冷間運転時において内燃機関の出力トルクの増大補正を実行することによって機関運転状態の安定化や機関温度の早期上昇が図られるとともに、そうした増大補正の実行時における車両減速停止時において内燃機関の出力トルクを減少させることにより同増大補正の実行に起因する車両制動性能の低下が抑えられる。

こうした構成では、車両制動性能の低下抑制を図る際に、内燃機関のフリクションが高い状態で出力トルクが低減されることとなるために、機関回転速度の過度の低下を招き易くなり、内燃機関の運転状態が不安定になり易いと云える。

この点、上記構成によれば、車両制動性能の低下抑制を図るべく内燃機関の出力トルクを減少させるに際して、トルクコンバータの滑り量が小さいとき、言い換えれば機関回転速度のアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が高いときに、車両制御量の変更を通じて同アンダーシュート量を小さく抑えることができ、内燃機関の運転状態が不安定になることを的確に抑えることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の車両の制御装置において、前記車両が摩擦抵抗の小さい路面を走行している可能性が高いことを条件に、前記トルク減少手段による前記出力トルクの変更と前記変更手段による前記車両制御量の変更とを共に許可することをその要旨とする。

車両制動性能の低下による影響は凍結路などといった路面の摩擦抵抗が低い道路を走行しているときにおいて顕著に現れるようになる。上記構成によれば、そうした車両制動性能の低下による影響が顕著に現れる状況において、機関運転状態の安定化を図りつつ車両制動性能の低下を抑制することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の車両の制御装置において、外気温度が所定温度より低いことをもって前記可能性が高いと判断することをその要旨とする。
上記構成によれば、車両が凍結路を走行している可能性があること、ひいては車両が摩擦抵抗の小さい路面を走行している可能性が高いことを判断することができる。

なお、前記トルクコンバータの滑り量としては、請求項１０によるように、トルクコンバータのポンプインペラとタービンインペラとの回転速度差を採用することができる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかる制御装置が適用される車両の全体構成を示す略図。 車両減速停止時における機関回転速度および変速機回転速度およびトルクコンバータの滑り量の推移の一例を示すタイムチャート。 トルクコンバータの滑り量と変速機回転速度と最低回転速度との関係を示す図。 変更処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 変更処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。 限界判定値ＣＲと変速機回転速度ＮＴとの関係の一例を示す図。 他の実施の形態にかかる制御装置における変速機回転速度とオイルの粘度と限界判定値との関係を示す略図。 車速および滑り量が一定の条件下でのオイルの粘度とアンダーシュート量との関係の一例を示す図。

以下、本発明にかかる車両の制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる制御装置が適用される車両の全体構成を示している。
同図１に示すように、車両１０には、駆動源としての内燃機関１１が搭載されている。この内燃機関１１の吸気通路１２にはスロットルバルブ１３が設けられている。このスロットルバルブ１３の開度制御を通じて吸気通路１２を通過する空気の量（吸入空気量ＧＡ）が調量される。また、内燃機関１１には燃料噴射弁１４が設けられており、この燃料噴射弁１４には燃料タンク（図示略）から燃料が供給されている。燃料噴射弁１４の開弁駆動を通じて、吸入空気量ＧＡに応じた量の燃料が噴射されて、内燃機関１１の出力トルクが調節される。

車両１０には、トルクコンバータ１５や自動変速機１６が設けられている。トルクコンバータ１５は流体継手であり、その入力軸（詳しくは、ポンプインペラ１５Ａ）に内燃機関１１の出力軸１１Ａが接続されるとともに、出力軸（詳しくは、タービンインペラ１５Ｂ）に自動変速機１６の入力軸１６Ａが接続される。自動変速機１６は複数の変速段（本実施の形態では、前進側６段、後退側１段）を有する多段式のものであり、供給油圧の調節を通じて作動するブレーキ１６Ｂやクラッチ１６Ｃが設けられている。そして、それらブレーキ１６Ｂおよびクラッチ１６Ｃの作動制御がシフトレバー１７の操作位置や車両１０の運転状態に基づいて実行されることにより、自動変速機１６の変速段の切り換えが行われる。自動変速機１６の出力軸１６Ｄは、デファレンシャルギヤ１８等を介して車輪１９に接続されている。

各車輪１９にはブレーキ機構２０が設けられている。このブレーキ機構２０は、ブレーキペダル２１の踏み込み操作に応じて摩擦力を発生させて車輪１９を制動する。このブレーキ機構２０による車輪１９の制動によって、車両１０が減速および停止されるとともに停止状態で維持される。

車両１０には、その運転状態を検出するための各種センサやスイッチが設けられている。各種センサとしては、例えば内燃機関１１の出力軸１１Ａの回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ３１や、吸入空気量ＧＡを検出するための吸入空気量センサ３２、スロットルバルブ１３の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロットルセンサ３３が設けられている。また、冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出するための水温センサ３４や、車両１０の走行速度（車速ＳＰＤ）を検出するための車速センサ３５、内燃機関１１の外部の空気（外気）の温度（外気温度ＴＨＡ）を検出するための外気温センサ３６が設けられている。その他、自動変速機１６の入力軸１６Ａの回転速度（変速機回転速度ＮＴ）を検出するための回転速度センサ３７や、シフトレバー１７の操作位置を検出するためのシフトセンサ３８、アクセルペダル２２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣ）を検出するためのアクセルセンサ３９なども設けられている。また、スイッチとしては、ブレーキペダル２１の踏み込みの有無を検出するためのブレーキスイッチ４０等が設けられている。

車両１０には例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置３０が設けられており、この電子制御装置３０には各種センサやスイッチの出力信号が取り込まれている。電子制御装置３０はそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットルバルブ１３や燃料噴射弁１４、自動変速機１６の作動制御を実行する。

本実施の形態の装置では、内燃機関１１のアイドル運転時において、冷却水温ＴＨＷに基づき設定される目標速度Ｔｎｅと実際の機関回転速度ＮＥとが一致するように吸入空気量ＧＡや燃料噴射量等の機関制御量を調節する制御、いわゆるアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）制御が実行される。

このＩＳＣ制御では基本的に、目標速度Ｔｎｅとして、アイドル運転時における内燃機関１１の安定運転が保たれる条件の下で極力低い回転速度が設定される。そして、この目標速度Ｔｎｅと機関回転速度ＮＥとを一致させることの可能なスロットル開度ＴＡについての制御目標値（目標スロットル開度Ｔｔａ）が算出されるとともに、目標スロットル開度Ｔｔａと実際のスロットル開度ＴＡとが一致するように同スロットル開度ＴＡがフィードバック制御される。また、吸入空気量ＧＡに基づいて燃料噴射量についての制御目標値（目標噴射量Ｔｑ）が算出されるとともに、目標噴射量Ｔｑと同量の燃料が噴射されるように燃料噴射弁１４が開弁駆動される。これにより、アイドル運転時における内燃機関１１の安定運転を維持しつつ、機関騒音や燃料消費率が極力抑制される。

ここで、例えば内燃機関１１の暖機完了前などのように同内燃機関１１の温度が低い冷間運転時においては、内燃機関１１のフリクションが高いために運転状態が不安定になり易い。また、そうした冷間運転時においては冷却水温ＴＨＷが低いために、冷却水の熱を利用した暖房が行われる車両にあってはその暖房性能が低くなってしまう。そのため本実施の形態では、そうした内燃機関１１の冷間運転時においてＩＳＣ制御を実行する際に、同内燃機関１１の出力トルクを増大させる増大補正が実行される。この増大補正は詳しくは、ＩＳＣ制御における目標速度Ｔｎｅとして、増大補正が実行されない通常制御時よりも高い回転速度を設定することにより実行される。こうした増大補正を通じて吸入空気量ＧＡおよび燃料噴射量が共に多くなるために、内燃機関１１の出力トルクが十分に大きくなって同内燃機関１１が上記フリクションに抗して安定した状態で運転されるようになる。また内燃機関１１の発熱量が大きくなって冷却水温ＴＨＷが早期に上昇するようになり、冷却水による十分な暖房機能が早期に発揮されるようにもなる。なお本実施の形態では、上記増大補正にかかる処理がトルク増大手段として機能する。

また、ブレーキ機構２０による制動力は内燃機関１１の出力トルクに抗して車輪１９を制動するように作用する。そのため、ブレーキペダル２１が同一の操作力で踏み込まれたとしても、上述した増大補正が実行される場合には、同増大補正を実行しない場合と比較して、内燃機関１１の出力トルクが大きくなっている分だけ車輪１９を制動する能力が低くなってしまう。したがって、そうした増大補正の実行に伴う制動力の減少によって車両１０の制動性能の低下を招くおそれがある。

そのため本実施の形態では、所定条件が成立したことによって車両１０がブレーキペダル２１の踏み込み操作による停止過程であり且つ前記増大補正が実行されていると判断されたときに、同所定条件の不成立時と比較して、ＩＳＣ制御における目標速度Ｔｎｅとして低い速度が設定される。なお本実施の形態では、後述する変更処理の実行時において前提条件および実行条件が共に成立したことをもって、上記所定条件が成立したと判断される。これにより、内燃機関１１の冷間運転時において上記増大補正が実行される状況であって車両１０の停止過程であるときに、内燃機関１１の出力トルクが小さく抑えられて、増大補正の実行に起因して車輪１９を制動する力が不足することを抑えられる。そのため、車両１０の制動性能の低下が的確に抑えられるようになっている。

ところで、車両１０の運転制御では、同車両１０の減速停止に際して機関回転速度ＮＥが急速に低下することがあり、これに伴って機関回転速度ＮＥが車両１０の停止時に適した速度をアンダーシュートすることによって一時的に不要に低くなることがある。そして、このアンダーシュートによって機関回転速度ＮＥが過度に低くなると、内燃機関１１の運転状態の不安定化を招くばかりか、場合によっては内燃機関１１のストールを招くおそれもある。

そうした機関運転状態の不安定化を回避するためには、車両１０の減速停止時における内燃機関１１の出力トルクを十分に大きくすればよい。しかしながら、車両１０の減速停止時における機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量は、内燃機関１１や車両駆動系（具体的には、トルクコンバータ１５、自動変速機、デファレンシャルギヤ１８並びに車輪１９）の温度環境や個体差による作動特性の相違によっても異なったものとなる。そのため、どのような温度環境や個体であっても機関運転状態の不安定化を招くことのないように内燃機関１１の出力トルクを大きくすると、出力トルクを大きくせずともアンダーシュート量が小さく抑えられる場合に同出力トルクが不要に大きくなってしまい、その分だけ燃費性能の悪化を招いてしまう。また、燃費性能に着目して車両１０の減速停止時における内燃機関１１の出力トルクを小さくすると、出力トルクを大きくしてもアンダーシュート量が大きくなってしまう場合において同アンダーシュート量がさらに大きくなるために、機関回転速度ＮＥの過度の低下を招き易くなり、機関運転状態の不安定化を招く可能性が高くなってしまう。さらに本実施の形態では、上述したように増大補正の実行中において車両１０の制動性能の低下抑制を図るべく内燃機関１１の出力トルクを低減させる処理が実行される。そのため、車両１０の制動性能の低下抑制を図る際に、内燃機関１１のフリクションが高い状態で出力トルクが低減されることとなって機関回転速度ＮＥの過度の低下を招き易くなり、内燃機関１１の運転状態が不安定になり易いと云える。

ここで車両１０の減速停止に際しては、車輪１９ともどもトルクコンバータ１５のタービンインペラ１５Ｂの回転が減速して停止するために、その過程でトルクコンバータ１５のポンプインペラ１５Ａに連結された内燃機関１１の出力軸１１Ａに作用する負荷トルクが大きくなり、その影響によって機関回転速度ＮＥが低下するようになる。全ての装置の中でも内燃機関１１やトルクコンバータ１５の個体差などに起因して上記タービンインペラ１５Ｂの回転の影響を受け易い特性を有するものでは、タービンインペラ１５Ｂの回転速度（変速機回転速度ＮＴ）の低下に伴って同変速機回転速度ＮＴとの差が小さいままに機関回転速度ＮＥが低下するようになるために、トルクコンバータ１５の滑り量が小さくなる。そして、タービンインペラ１５Ｂの回転の影響を受け易い特性を有するものほど、同タービンインペラ１５Ｂの回転速度の低下による影響を大きく受けて機関回転速度ＮＥの低下度合いが大きくなるために、同機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が大きくなり易い。こうしたことからトルクコンバータ１５が搭載された車両では、同トルクコンバータ１５の滑り量が小さいときほど、同車両１０の減速停止時における機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が大きくなる傾向があると云える。

図２に、ブレーキペダル２１の踏み込みによる車両１０の減速停止時における機関回転速度ＮＥ、変速機回転速度ＮＴ、トルクコンバータ１５の滑り量の推移の一例を示す。同図２に示すように、車両１０の減速過程におけるトルクコンバータ１５の滑り量が小さいときほど、機関回転速度ＮＥの低下度合いが大きくなり、機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量（＝［目標速度Ｔｎｅ］−［機関回転速度ＮＥ］）も大きくなる。

また図３に、発明者の行った実験およびシミュレーションにより得られた関係であり、機関回転速度ＮＥがアンダーシュートしたときにおける同機関回転速度ＮＥの最低速度（最低回転速度）とトルクコンバータ１５の滑り量と変速機回転速度ＮＴとの関係を示す。同図３から明らかなように、変速機回転速度ＮＴ（＝車速ＳＰＤ）が一定の条件のものとでは、トルクコンバータ１５の滑り量が小さくなるほど最低回転速度が低くなり、機関回転速度ＮＥの過度の低下を招き易くなる。

こうした実情をふまえて本実施の形態では、車両１０の減速停止時（詳しくは、上記所定条件の成立時）において、トルクコンバータ１５の滑り量が大きいときの機関回転速度ＮＥと比較して同滑り量が小さいときの機関回転速度ＮＥが高くなるように、ＩＳＣ制御の目標速度Ｔｎｅを設定するようにしている。なお本実施の形態では、トルクコンバータ１５の滑り量として、ポンプインペラ１５Ａに連結された内燃機関１１の出力軸１１Ａの回転速度（機関回転速度ＮＥ）とトルクコンバータ１５のタービンインペラ１５Ｂに連結された自動変速機１６の入力軸１６Ａの回転速度（変速機回転速度ＮＴ）との差（＝ＮＥ−ＮＴ）が算出される。

本実施の形態では、車両１０の減速停止に際してトルクコンバータ１５の滑り量が小さいとき、言い換えれば機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が高いときには、目標速度Ｔｎｅの変更を通じて同アンダーシュート量が小さく抑えられて、内燃機関１１の運転状態が不安定になることが抑えられるようになる。また、車両１０の減速停止に際してトルクコンバータ１５の滑り量が大きく、機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が低いときには、機関回転速度ＮＥが不要に高くなることを抑えることができ、これにより内燃機関１１の燃料消費量が低減されて燃費性能の向上が図られるようになる。

以下、そうした目標速度Ｔｎｅを変更する処理（変更処理）について詳細に説明する。
図４は上記変更処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、ＩＳＣ制御の実行中において前述した増大補正が実行されていることを条件に、所定周期毎の割り込み処理として電子制御装置３０により実行される。また図５は、上記変更処理の実行態様の一例を示すタイミングチャートである。

この処理では先ず、前提条件が成立しているか否かが判断される（図４のステップＳ１０１）。ここでは、以下の（条件イ）〜（条件ニ）の全てが満たされていることをもって、前提条件が成立していると判断される。
（条件イ）シフトレバー１７の操作位置がニュートラル位置でないこと。
（条件ロ）スロットル開度ＴＡが所定開度より小さいこと。
（条件ハ）ブレーキペダル２１が踏み込まれていること。
（条件ニ）外気温度ＴＨＡが所定温度（例えば、５℃）より低い温度であること。

本実施の形態では、前提条件が成立していることをもって、路面凍結の可能性が高い低温環境下におけるブレーキペダル２１の踏み込みによって車両１０が停止過程であるとして、このとき車両１０が制動性能の低下を招く可能性のある運転状態であると判断される。なお、車両１０の制動性能の低下による影響は凍結路などといった路面の摩擦抵抗が低い道路を走行しているときにおいて顕著に現れるようになる。本実施の形態では、外気温度ＴＨＡが所定温度より低いことをもって、車両１０が摩擦抵抗の小さい路面（詳しくは凍結路）を走行している可能性が高く、このとき車両制動性能の低下による影響が顕著に現れる状況であると判断される。

そして、前提条件が成立している場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ、図５の時刻ｔ１）、実行条件が成立しているか否かが判断される（図４のステップＳ１０２）。ここでは、以下の（条件ホ）〜（条件ト）の全てが満たされていることをもって、実行条件が成立していると判断される。
（条件ホ）自動変速機１６の変速段が前進側の１速または後退側の１速であること。
（条件ヘ）車速ＳＰＤが所定速度（例えば１５ｋｍ毎時）以下であること。
（条件ト）車両１０の停止継続時間が所定時間（例えば２５秒）未満であること。

本実施の形態では、実行条件が成立していることをもって、実際に車両制動性能の低下を招く可能性の高い期間であると判断される。
前提条件および実行条件が共に成立すると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ且つステップＳ１０２：ＹＥＳ、図５の時刻ｔ２）、車両１０が制動性能の低下を招く可能性のある運転状態になっており、実際に車両制動性能の低下を招く可能性の高い期間であるとして、以下の処理が実行される。

すなわち先ず、冷却水温ＴＨＷに基づいて下限回転速度ＧＤが算出される（図４のステップＳ１０３）。本実施の形態の装置では、実験やシミュレーションの結果等に基づいて求められて電子制御装置３０に予め記憶されている関係をもとに下限回転速度ＧＤが算出される。この下限回転速度ＧＤとしては具体的には、冷却水温ＴＨＷが高いときほど低い速度が算出される。

また、本処理の前回実行時における目標速度Ｔｎｅから所定速度Ｖ１を減じた値（＝Ｔｎｅ−Ｖ１）が算出されるとともに、同値に下限回転速度ＧＤによる下限ガード処理を施した値が新たな目標速度Ｔｎｅとして算出される（ステップＳ１０４）。すなわち、この処理を通じて目標速度Ｔｎｅが下限回転速度ＧＤまで徐々に低くなるように変更されるとともに（図５の時刻ｔ２〜ｔ３）、下限回転速度ＧＤになった後においては同下限回転速度ＧＤで維持される（時刻ｔ３〜ｔ４）。これにより、機関回転速度ＮＥが低くなるように吸入空気量ＧＡや燃料噴射量などの機関制御量が減量されて内燃機関１１の出力トルクが小さくなり、同出力トルクの増大補正に起因して車輪１９を制動する力が不足することが抑えられて、車両制動性能の低下が的確に抑えられるようになる。なお本実施の形態では、ステップＳ１０３の処理およびステップＳ１０４の処理がトルク減少手段として機能する。

さらに、トルクコンバータ１５の滑り量（＝ＮＥ−ＮＴ）が算出されるとともに（図４のステップＳ１０５）、変速機回転速度ＮＴに基づいて上記滑り量についての限界判定値ＣＲが設定される（ステップＳ１０６）。そして、トルクコンバータ１５の滑り量が限界判定値ＣＲ以下である状態が所定時間（例えば数十ミリ秒）以上継続しているか否かが判断される（ステップＳ１０７）。本実施の形態の装置では、内燃機関１１の安定運転状態と車両１０の十分な制動性能とを共に確保することの可能な限界判定値ＣＲと変速機回転速度ＮＴとの関係が実験やシミュレーションの結果等に基づいて求められて電子制御装置３０に予め記憶されており、この関係をもとに限界判定値ＣＲが設定される。

なお、車両１０の減速時におけるトルクコンバータ１５のタービンインペラ１５Ｂの回転速度（＝変速機回転速度ＮＴ）が低いときほど、同トルクコンバータ１５の滑り量が大きくなるために、安定した状態での機関運転を維持することの可能な同滑り量の下限は多い量になる。これは、先の図３に示されるように、機関回転速度ＮＥが所定の限界速度（例えば、同図３中に［ＮＥ１］で示す速度）を下回らないように車両１０の運転する上で許容されるトルクコンバータ１５の滑り量の範囲についての下限が変速機回転速度ＮＴ（＝車速ＳＰＤ）の高いときほど少ない量になることからも明らかである。

この点をふまえて本実施の形態では、図６に限界判定値ＣＲと変速機回転速度ＮＴとの関係を示すように、限界判定値ＣＲとして、変速機回転速度ＮＴが高いときほど少ない量が設定される。そのため、トルクコンバータ１５の滑り量が限界判定値ＣＲ量以下である状態が所定時間以上継続していることによって、機関運転状態の不安定化を招くおそれがある状況であること、言い換えれば内燃機関１１の安定運転のために目標速度Ｔｎｅを高くする処理の実行が必要な状況であることを適正に判断することができる。そして、その判断のもとに同処理を実行することができる。

そして、トルクコンバータ１５の滑り量が限界判定値ＣＲ以下である状態が所定時間（例えば数十ミリ秒）以上継続すると（図４のステップＳ１０７：ＹＥＳ）、目標速度Ｔｎｅに所定速度（本実施の形態では、１００回転／分）を加算した値が新たな目標速度Ｔｎｅとして設定される（ステップＳ１０８、図５の時刻ｔ４以降）。本実施の形態では、このステップＳ１０８の処理が変更手段として機能する。

これにより、このとき内燃機関１１の出力トルクを抑制する処理（図４のステップＳ１０３，Ｓ１０４）が実行されているとはいえ、トルクコンバータ１５の滑り量が小さい、換言すれば機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が高いとして、目標速度Ｔｎｅが高い速度に変更されて同アンダーシュート量が小さく抑えられる。そのため、内燃機関１１の運転状態が不安定になることが抑えられるようになる。

一方、トルクコンバータ１５の滑り量が限界判定値ＣＲより大きいときや同滑り量が限界判定値ＣＲ以下である状態の継続時間が所定時間未満であるときには（ステップＳ１０７：ＮＯ）、目標速度Ｔｎｅを高い速度に変更するための処理を実行することなく（ステップＳ１０８の処理をジャンプして）、本処理は一旦終了される。

その後、前記前提条件が成立している状態で前記実行条件が不成立になると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ且つステップＳ１０２：ＮＯ、図５の時刻ｔ６）、目標速度Ｔｎｅが値ＴｎｅＮと等しくなったか否かが判断される（図４のステップＳ１０９）。なお上記値ＴｎｅＮは、別途の処理を通じて算出されている通常制御時（詳しくは、内燃機関１１の出力トルクを抑制する処理［ステップＳ１０３，Ｓ１０４］や目標速度Ｔｎｅを高い速度に変更する処理［ステップＳ１０８］の非実行時）の目標速度Ｔｎｅに相当する値である。

目標速度Ｔｎｅが上記値ＴｎｅＮ未満である場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、本処理の前回実行時における目標速度Ｔｎｅに所定速度Ｖ２（ただし、Ｖ２＞０）を加えた値（＝Ｔｎｅ＋Ｖ２）を算出するとともに、同値に上記値ＴｎｅＮによる上限ガード処理を施した値が新たな目標速度Ｔｎｅとして算出される（ステップＳ１１０）。そして、目標速度Ｔｎｅが上記値ＴｎｅＮと等しくなると（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、以後において同値ＴｎｅＮが目標速度Ｔｎｅとして設定されるようになる（ステップＳ１１１）。

こうした処理（ステップＳ１０９〜Ｓ１１１）を通じて目標速度Ｔｎｅが上記値ＴｎｅＮまで徐々に高くなるように変更されるとともに（図５の時刻ｔ６〜ｔ７）、上記値ＴｎｅＮになった後においては同上記値ＴｎｅＮで維持される（時刻ｔ７以降）。

これにより、実際に車両制動性能の低下を招く可能性の高い期間を過ぎた後において、機関回転速度ＮＥが高くなるように吸入空気量ＧＡや燃料噴射量などの機関制御量が出力トルクの増大側に変更されて、機関回転速度ＮＥが十分に高い速度に調節され、内燃機関１１が安定した状態で運転されるようになる。

なお、前記実行条件が不成立になった場合には（図４のステップＳ１０１：ＮＯ）、上記値ＴｎｅＮが目標速度Ｔｎｅとして設定される（ステップＳ１１１）。すなわち、このとき車両１０が制動性能の低下を招く可能性のある運転状態ではなくなったとして、目標速度Ｔｎｅが速やかに通常制御時の値ＴｎｅＮに戻されて、機関回転速度ＮＥが十分に高い速度に調節され、これによって内燃機関１１が安定した状態で運転されるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）車両１０の減速停止時に、トルクコンバータ１５の滑り量が大きいときの機関回転速度ＮＥと比較して同滑り量が小さいときの機関回転速度ＮＥが高くなるように、ＩＳＣ制御の目標速度Ｔｎｅを設定するようにした。そのため、車両１０の減速停止に際してトルクコンバータ１５の滑り量が小さいとき、言い換えれば機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が高いときに、目標速度Ｔｎｅの変更を通じて同アンダーシュート量を小さく抑えることができ、内燃機関１１の運転状態が不安定になることを抑えることができる。また、車両１０の減速停止に際してトルクコンバータ１５の滑り量が大きく、機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が過度に大きくなる可能性が低いときには、機関回転速度ＮＥが不要に高くなることを抑えることができ、これにより内燃機関１１の燃料消費量を低減させて燃費性能の向上を図ることができる。

（２）トルクコンバータ１５の滑り量が変速機回転速度ＮＴに基づき算出される限界判定値ＣＲ以下であることを条件に、目標速度Ｔｎｅを高い速度に変更する処理を実行するようにした。そのため、安定した状態での機関運転を維持することの可能な前記滑り量の下限と変速機回転速度ＮＴとの関係に応じたかたちで目標速度Ｔｎｅとして高い速度に変更する処理の実行が必要な状況であるか否かを適正に判断した上で、同処理を実行することができる。

（３）内燃機関１１の冷間運転時において同内燃機関１１の出力トルクを増大させる増大補正を実行することにより、内燃機関１１の運転状態の安定化や冷却水温ＴＨＷの早期上昇を図ることができる。また、そうした増大補正の実行時における車両１０の減速停止時において内燃機関１１の出力トルクを減少させることにより、車両１０の制動性能の低下を抑えることができる。さらに、そのようにして内燃機関１１の出力トルクを減少させるために機関運転状態の不安定化を招き易いときに、目標速度Ｔｎｅの変更を通じて機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量を小さく抑えることができ、内燃機関１１の運転状態が不安定になることを的確に抑えることができる。

（４）車両１０が路面の摩擦抵抗の小さい凍結路を走行している可能性が高いことを条件に、増大補正の実行時に目標速度Ｔｎｅとして低い速度を設定する処理とトルクコンバータ１５の滑り量に応じて目標速度Ｔｎｅを高い速度に変更する処理との実行を共に許可するようにした。そのため、車両制動性能の低下による影響が顕著に現れる状況において、内燃機関１１の運転状態の安定化を図りつつ車両制動性能の低下を抑制することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・変速機回転速度ＮＴを、回転速度センサ３７によって検出することに代えて、車速ＳＰＤと自動変速機１６において選択されている変速段とに基づいて推定するようにしてもよい。

・車両１０が摩擦係数の低い路面を走行していることを判断するための条件は、外気温度ＴＨＡが所定温度未満であることを判断する前記（条件ニ）に限らず、任意に変更可能である。例えば、車室外の湿度が所定比率より高いこととの条件を採用することによって、降雨によって路面の摩擦係数が低くなっている可能性が高い状況で車両１０が走行していると判断することができる。また、ナビゲーションシステムの位置情報などに基づいて、未舗装路などといった路面の摩擦係数の低い道路を車両１０が走行していると判断することなども可能である。

・トルクコンバータ１５の滑り量として、ポンプインペラ１５Ａとタービンインペラ１５Ｂとの回転速度差と相関の高い値であれば、例えば機関回転速度ＮＥと変速機回転速度ＮＴとの比を用いるなど、機関回転速度ＮＥと変速機回転速度ＮＴとの差以外の値を用いるようにしてもよい。またトルクコンバータ１５の滑り量として、機関回転速度ＮＥと変速機回転速度ＮＴとの比や差などをそのまま用いることに代えて、それら比や差などを徐々に変化させる処理、いわゆるなまし処理を施した上で用いるようにしてもよい。なお、このなまし処理は、例えば関係式［最新の滑り量＝前回算出された滑り量＋「今回算出された差−前回算出された滑り量」×１／Ｎ（ただし、Ｎは１．０より大きい数）］を通じて最新の滑り量を算出することにより実現することができる。

・限界判定値ＣＲの設定に用いる設定パラメータとして、変速機回転速度ＮＴに加えて、トルクコンバータ１５に供給されるオイルの粘度を採用してもよい。具体的には、図７に一例を示すように、変速機回転速度ＮＴが高いときほど、また上記オイルの粘度が低いときほど、限界判定値ＣＲとして少ない量を設定することができる。

図８に、車速ＳＰＤおよびトルクコンバータ１５の滑り量が一定の条件下における上記オイルの粘度と機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量との関係の一例を示す。同図８から明らかなように、車両１０の減速時や停止時においては、トルクコンバータ１５に供給されるオイルの粘度が高いときほど機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量が大きくなる。その原因としては、上記オイルの粘度が高いときほど、内燃機関１１の出力軸１１Ａに作用する負荷トルクが大きくなって機関回転速度ＮＥが低くなり易くなることが考えられる。

上記構成によれば、そうしたオイルの粘度と機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量との関係に応じたかたちで限界判定値ＣＲを設定することができ、同限界判定値ＣＲをもとに目標速度Ｔｎｅの高い速度への変更が必要な状況であるか否かをより適正に判断することができるようになる。なお、上記オイルの粘度としては、粘度そのものを検出して用いることの他、例えばオイルの温度や劣化度合い等といった同粘度の指標値を検出あるいは推定して用いることもできる。オイルの粘度は通常、オイルの温度上昇に伴って低くなり、オイルの劣化が進行するほど低くなる。

・目標速度Ｔｎｅを高い速度に変更することに代えて、吸入空気量ＧＡ（具体的には、スロットル開度ＴＡ）や燃料噴射量、内燃機関１１の点火時期などといった機関制御量の制御目標値を同内燃機関１１の出力トルクを増大させる側の値に変更するようにしてもよい。こうした構成によっても機関回転速度ＮＥを高い速度に変更することができる。

また、機関制御量の制御目標値を変更する際にはその変更量をトルクコンバータ１５に供給されるオイルの粘度に応じて可変設定するようにしてもよい。ここで、トルクコンバータ１５は回転トルクを増大させる機能を有しており、そのトルク増大効果は基本的に、同トルクコンバータ１５に供給されるオイルの粘度が低いときほど大きくなる。そのため、吸入空気量ＧＡや燃料噴射量を一定量だけ増量したり点火時期を一定量だけ進角させたりした場合における機関回転速度ＮＥの上昇量が、トルクコンバータ１５に供給されるオイルの粘度が低いときと比較して同粘度が高いときにおいて少なくなる。上記構成のように機関制御量の制御目標値の変更量をオイルの粘度に応じて可変設定することにより、そうしたオイルの粘度と機関回転速度ＮＥの上昇量との関係に応じたかたちで機関制御量を変更することができ、機関回転速度ＮＥのアンダーシュート量を適切に抑えて内燃機関１１の運転状態の不安定化をより的確に抑えることができる。

・機関回転速度ＮＥを高くするために、目標速度Ｔｎｅを変更することに代えて、自動変速機１６の変速段切替用クラッチ（具体的には、ブレーキ１６Ｂやクラッチ１６Ｃ）の係合力を小さくするようにしてもよい。こうした構成によっても、車両１０の減速時や停止時において内燃機関１１の出力軸１１Ａに作用する負荷トルクを小さくすることができ、これにより機関回転速度ＮＥを高い速度に変更することができる。なお同構成では、変速段切替用クラッチの係合力が車両制御量として機能する。

・本発明は、変速比を無段階に変更可能なタイプの自動変速機が搭載された車両にも適用することができる。

１０…車両、１１…内燃機関、１１Ａ…出力軸、１２…吸気通路、１３…スロットルバルブ、１４…燃料噴射弁、１５…トルクコンバータ、１５Ａ…ポンプインペラ、１５Ｂ…タービンインペラ、１６…自動変速機、１６Ａ…入力軸、１６Ｂ…ブレーキ、１６Ｃ…クラッチ、１６Ｄ…出力軸、１７…シフトレバー、１８…デファレンシャルギヤ、１９…車輪、２０…ブレーキ機構、２１…ブレーキペダル、２２…アクセルペダル、３０…電子制御装置、３１…クランクセンサ、３２…吸入空気量センサ、３３…スロットルセンサ、３４…水温センサ、３５…車速センサ、３６…外気温センサ、３７…回転速度センサ、３８…シフトセンサ、３９…アクセルセンサ、４０…ブレーキスイッチ。

Claims (10)

1. 駆動源としての内燃機関の出力軸と車輪とがトルクコンバータを介して接続されてなる車両の制御装置において、
   前記車両の減速停止時に、前記トルクコンバータの滑り量が大きいときの機関回転速度と比較して同滑り量が小さいときの機関回転速度が高くなるように車両制御量を変更する変更手段を備える
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記変更手段は、前記トルクコンバータのタービンインペラの回転速度に基づいて判定値を設定し、前記滑り量が前記判定値以下であることを条件に、前記車両制御量の変更を実行する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記変更手段は、前記トルクコンバータに供給されるオイルの粘度に基づいて前記判定値を可変設定する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記変更手段は、前記トルクコンバータに供給されるオイルの温度に基づいて前記判定値を可変設定する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記車両制御量は、前記内燃機関の出力トルクを変更する機関制御量である
   ことを特徴とする車両の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   当該車両は、前記トルクコンバータと前記車輪との間に複数の変速段を有する多段式の自動変速機が設けられてなり、
   前記車両制御量は、前記自動変速機に設けられた変速段切替用クラッチの係合力である
   ことを特徴とする車両の制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記車輪を制動するためのブレーキ機構を有してなる前記車両に適用されて、
   前記内燃機関の冷間運転時に同内燃機関の出力トルクの増大補正を実行するトルク増大手段と、前記ブレーキ機構の作動に伴う前記車両の減速時であるとの条件および前記車両の停止時であって停止後の経過期間が所定期間未満であるとの条件の一方が満たされ且つ前記増大補正の実行時であるとの条件が満たされる所定条件の成立時に、同所定条件の不成立時と比較して前記内燃機関の出力トルクを減少させるトルク減少手段とを更に備え、
   前記所定条件が成立していることを条件に、前記変更手段による前記車両制御量の変更を実行するものである
   ことを特徴とする車両の制御装置。
8. 請求項７に記載の車両の制御装置において、
   前記車両が摩擦抵抗の小さい路面を走行している可能性が高いことを条件に、前記トルク減少手段による前記出力トルクの変更と前記変更手段による前記車両制御量の変更とを共に許可する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
9. 請求項８に記載の車両の制御装置において、
   外気温度が所定温度より低いことをもって前記可能性が高いと判断する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
    前記滑り量は、前記トルクコンバータのポンプインペラとタービンインペラとの回転速度差である
    ことを特徴とする車両の制御装置。

Images