JP2016013740A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニュートラル制御の開始時、トルクコンバータが発生させる内燃機関の負荷が減少するのに合わせてスロットル弁開度が減少しても、実際に筒内吸入空気量が減少するまでに時間を要することに起因して機関回転速度が一時的に上昇する吹き上がりが発生する。この吹き上がりを抑制することが可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両の制御装置は、トルクコンバータ回転速度比（ポンプインペラの回転速度に対するタービンランナの回転速度の比）に相関を有する補正量に基づいてスロットル弁開度を決定する際、補正量の単位時間あたりの変化量の大きさが大きくなるほどスロットル弁開度を小さい値に設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、流体式トルクコンバータ及び断続装置を備える車両の内燃機関がアイドル運転状態にあるとき、断続装置のトルク伝達を遮断するニュートラル制御を実行する車両の制御装置に関する。

内燃機関（機関）から駆動輪までのトルク伝達経路に流体式トルクコンバータ（トルクコンバータ）とクラッチ装置（断続装置）とを配設した車両が知られている。この車両において、トルクコンバータの入力軸は機関の出力軸に接続され、トルクコンバータの出力軸はクラッチ装置の入力軸に接続される。更に、クラッチ装置の出力軸は駆動輪にトルク伝達可能に接続された回転軸に接続される。

係る車両においては、所謂「ニュートラル制御」が実行されることがある。ニュートラル制御は、アクセル操作がなされておらず（即ち、機関がアイドル運転状態にあり）、ブレーキ操作が行われ且つ車両が停止している場合にクラッチ装置によって機関から駆動輪へのトルク伝達を遮断する制御である。ニュートラル制御が実行されれば、トルクコンバータ内の流体を撹拌するために機関が発生しなければならないトルク（以下、「トルコン負荷」とも称呼される。）が低下するので、燃費が改善される。

ところで、機関がアイドル運転状態にあるとき、多くの機関では、機関回転速度が所定の目標アイドル回転速度に維持されるように「スロットル弁開度又はスロットル弁をバイパスする通路に設けられた弁の開度（バイパス弁の開度）」が制御される。この場合、機関がアイドル運転状態になった後にニュートラル制御が実行されると、トルコン負荷が減少するから、目標アイドル回転速度を実現するスロットル弁開度（又はバイパス弁開度）はトルコン負荷の減少分に応じて所定量だけ低下する。

しかし、ニュートラル制御が開始されたとき、スロットル弁開度又はバイパス弁開度を所定量だけ急激に減少させると、機関の回転速度が過度に減少し、機関の運転状態が不安定になる場合がある。この理由は、ニュートラル制御の開始後においてクラッチ装置の摩擦係合が徐々に解除されるのでトルコン負荷が急激には減少しないのに対し、スロットル弁開度又はバイパス弁開度が急減されることによって吸入空気量が急減するからである。

そこで、従来の装置は、ニュートラル制御の開始直後において機関回転速度を出来るだけ一定に保つため、クラッチ装置のクラッチ係合圧力（即ち、摩擦係合要素の摩擦係合状態）に基づいてＩＳＣ補正値を求め、そのＩＳＣ補正値に基づいてＩＳＣバルブ（上記バイパス弁）の開度を調整するようになっている（特許文献１を参照。）。

特開２００５−２０７２７２公報

ところで、クラッチ係合圧力が低下するのに従ってトルクコンバータの出力軸は自由に回転できる状態へと近づくので、「トルクコンバータの入力軸の回転速度」に対する「トルクコンバータの出力軸の回転速度」の比率（即ち、トルクコンバータ回転速度比）は上昇する。このことから、トルクコンバータ回転速度比はトルコン負荷を精度良く表すパラメータの一つであると考えられる。従って、トルクコンバータ回転速度比は、ＩＳＣ補正値を求める際のパラメータとして、クラッチ係合圧に代えて採用され得る。

そこで、本発明の発明者は、ニュートラル制御の開始後において、スロットル弁開度又はバイパス弁開度を「トルクコンバータ回転速度比が大きくなるほど１に近づく第１補正係数を前記所定量に乗じた値」だけ「ニュートラル制御を開始する前の基準開度」よりも減少させれば良いと考えた。

しかしながら、実際には、スロットル弁開度又はバイパス弁開度の変化に対して機関に実際に吸入される空気の量の変化は遅れるので、特に、トルコン負荷が急減する場合（トルクコンバータ回転速度比が急増する場合）に吸入空気量が過大となる状態が生じ、その結果、機関回転速度が目標アイドル回転速度に対して相当量上昇してしまう（所謂「吹き上がり」が発生する）という問題がある。

本発明は、上述した問題に対処するために成され、その目的は、ニュートラル制御の開始後において機関の回転速度が大きく変動することを回避し得る制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための車両の制御装置（以下、「本発明装置」とも称呼される。）は、
「スロットル弁開度」又は「スロットル弁をバイパスする通路に設けられたバイパス弁の開度」を変更可能なアクチュエータを有する内燃機関と、
前記機関に接続された入力軸と駆動輪にトルク伝達可能な出力軸とを有する流体式トルクコンバータと、
前記出力軸と前記駆動輪との間のトルク伝達経路に介装され且つ摩擦係合要素を有するとともに同摩擦係合要素が摩擦係合したときにトルクを伝達する断続装置と、
を備える車両に適用される。

更に、本発明装置は、制御部を備え、
前記制御部は、
前記車両を加速するためのアクセル操作がなされておらず、前記車両を制動するためのブレーキ操作が行われ且つ前記車両が停止しているとき、前記断続装置の前記摩擦係合要素の摩擦係合を解除することにより前記機関から前記駆動輪へのトルク伝達を遮断するニュートラル制御を実行する。

加えて、前記制御部は、
前記ニュートラル制御の実行中において前記アクチュエータを制御して「前記スロットル弁開度又は前記バイパス弁の開度」を「同ニュートラル制御を開始する前の基準開度」に対して所定量低下させる。

加えて、前記制御部は、
前記ニュートラル制御を実行するために前記摩擦係合要素の摩擦係合を解除させ始めた後、前記アクチュエータを制御して「前記スロットル弁開度又は前記バイパス弁の開度」を、「前記入力軸の回転速度に対する前記出力軸の回転速度の比であるトルクコンバータ回転速度比」が大きくなるほど１に近づく第１補正係数と、
前記第１補正係数の単位時間あたりの変化量の大きさが大きくなるほど１よりも大きい範囲で大きくなる第２補正係数と、
を前記所定量に乗じることにより得られる量だけ前記基準開度に対して低下させた開度に制御するように構成されている。

このように、本発明の制御装置は、ニュートラル制御の実行を開始した後、前記スロットル弁開度又は前記バイパス弁開度を、「トルクコンバータ回転速度比が大きくなるほど１に近づく第１補正係数と、前記第１補正係数の単位時間あたりの変化量（第１補正係数の時間微分値）の大きさが大きくなるほど１よりも大きい範囲で大きくなる第２補正係数と、を前記所定量に乗じることにより得られる量」だけ、前記基準開度に対して減少させる。よって、トルコン負荷の変化に遅れることなく適切な量の吸入空気量を機関に供給することができる。その結果、ニュートラル制御の開始後において機関の回転速度が大きく変動することを回避することができる。

なお、本発明は、上記車両の制御装置を搭載する車両にも係り、更に、上記車両の制御装置にて使用される方法にも及ぶ。

本発明の実施形態に係る制御装置（本制御装置）が適用される車両（本車両）の概略図である。 本車両の各部の作動状態の変化を表したタイムチャートである。 本制御装置が実行するＩＳＣ制御ルーチンを表したフローチャートである。 本制御装置が実行するＮ制御開始ルーチンを表したフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る車両の制御装置（以下、「本制御装置」とも称呼される。）について説明する。

本制御装置は、図１に概略構成を示した車両１０に適用される。車両１０は、内燃機関２１、流体式トルクコンバータ２２、クラッチ（断続装置）２３、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）２４、差動歯車装置（ディファレンシャルギア）２５及び駆動輪２６を含んでいる。

機関２１は、火花点火式ガソリンエンジンである。機関２１の吸気通路３１には、エアクリーナ３２、スロットル弁３３及びスロットル弁アクチュエータ３４が配設されている。スロットル弁アクチュエータ３４は、後述するＥＣＵ４０の指示に応答してスロットル弁３３の開度（スロットル弁開度）ＴＡを変更し、吸気通路３１内の空気流量を制御する。機関２１は、図示しない燃料噴射弁を備えている。燃料噴射弁はＥＣＵ４０の指示に応じた量の燃料を噴射することができる。

流体式トルクコンバータ２２は、入力軸と接続されたポンプインペラ、出力軸と接続されたタービンランナ及びトルク増幅機能を実現させるステータ（何れも不図示）等を備えている。流体式トルクコンバータ２２は、ポンプインペラとタービンランナとの間で流体（トルクコンバータ・オイル）を介して動力伝達を行う。流体式トルクコンバータ２２の入力軸は、機関２１のクランクシャフト（機関２１の出力軸）に連結されている。流体式トルクコンバータ２２の出力軸は、クラッチ２３（クラッチ２３の入力軸）に連結されている。

クラッチ２３は、ベルト式無段変速機２４と連結されたクラッチディスク３５、流体式トルクコンバータ２２の出力軸と連結されたフライホイール３６、プレッシャープレート３７、リターンスプリング３８、レリーズシリンダ３９及びクラッチフォーク３９ａ等を備えている。即ち、クラッチ２３の入力側部材は、流体式トルクコンバータ２２の出力軸に連結されている。クラッチ２３の出力側部材は、ベルト式無段変速機２４及び差動歯車装置２５を介して駆動輪２６にトルク伝達可能な回転軸（ベルト式無段変速機２４）に連結されている。

リターンスプリング３８が発生させる力によってクラッチディスク３５がフライホイール３６及びプレッシャープレート３７に挟圧されるとき、クラッチ２３は、流体式トルクコンバータ２２とベルト式無段変速機２４との間でトルクを伝達する。即ち、クラッチディスク３５とフライホイール３６とが摩擦係合する。クラッチディスク３５及びフライホイール３６は「摩擦係合要素」とも称呼される。クラッチ２３が摩擦係合状態にあるとき、クラッチディスク３５とフライホイール３６との間の滑りは発生しない。

この係合の圧力が、クラッチ係合圧力Ｃｐである。レリーズシリンダ３９が力（油圧）を発生させていないとき、クラッチ係合圧力Ｃｐは最大圧力Ｃｍａｘとなる。この場合、クラッチ２３は摩擦係合状態となる。レリーズシリンダ３９が発生させる油圧がクラッチフォーク３９ａを介してプレッシャープレート３７に伝えられ、フライホイール３６及びプレッシャープレート３７がクラッチディスク３５を挟圧する力が弱められると、クラッチ係合圧力Ｃｐが低下する。クラッチ係合圧力Ｃｐが低下するに従って、クラッチ２３は半係合状態を経て遮断状態となる。

クラッチ２３が半係合状態にあるとき、クラッチディスク３５とフライホイール３６との間に滑りが発生する。クラッチ２３が遮断状態にあるとき、クラッチディスク３５とフライホイール３６との間でトルク伝達は行われない。

ベルト式無段変速機（ＣＶＴ機構）２４は、入力側のプライマリプーリ、出力側のセカンダリプーリ及び「プライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられた金属製のベルト」（いずれも不図示）等を備えている。プライマリプーリはクラッチ２３と連結され、セカンダリプーリは差動歯車装置２５と連結されている。プライマリプーリ及びセカンダリプーリは、有効径が可変である可変プーリである。これら可変プーリの有効径が変化することよって、「セカンダリプーリの回転速度に対するプライマリプーリの回転速度の比率であるギア比」が変化する。

更に、車両１０は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）４０を備えている。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４１、ＣＰＵ４１が実行するプログラム及びマップ等を記憶するＲＯＭ４２並びにデータを一時的に記憶するＲＡＭ４３を含んでいる。ＥＣＵ４０は、以下に説明するエアフローメータ５１、スロットル弁開度センサ５２、クランク角度センサ５３、トルクコンバータ回転速度センサ５４、車速センサ５５、シフトポジションセンサ５６、アクセル開度センサ５７及びブレーキペダルセンサ５８と接続されている。

エアフローメータ５１は、吸気通路３１内を通過する吸入空気の質量流量（吸入空気量）を測定し、その吸入空気量Ｇａを表す信号を発生させる。スロットル弁開度センサ５２はスロットル弁３３の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を発生させる。

クランク角度センサ５３は、機関２１のクランクシャフトの回転位置を表す信号を発生させる。ＥＣＵ４０は、クランク角度センサ５３からの信号に基づいて機関回転速度ＮＥを算出する。機関回転速度ＮＥは、流体式トルクコンバータ２２の入力軸回転速度でもある。トルクコンバータ回転速度センサ５４はタービンランナの回転速度（流体式トルクコンバータ２２の出力軸回転速度）であるタービン回転速度ＮＴを表す信号を発生させる。車速センサ５５は、車両１０の車速Ｖｓを表す信号を発生させる。

シフトポジションセンサ５６は、運転者によるシフトレバー６１の操作によって選択された車両１０の走行モード（シフトポジション）を表す信号を発生させる。シフトポジションには、駐車のためのパーキング（Ｐ）レンジ、後進走行のためのリバース（Ｒ）レンジ、機関２１から駆動輪２６への動力伝達を遮断するニュートラル（Ｎ）レンジ、前進走行のためのドライブ（Ｄ）レンジ、及び、ベルト式無段変速機２４のギア比がドライブ（Ｄ）レンジよりも高い値に維持されるロー（Ｌ）レンジが含まれている。

アクセル開度センサ５７は、運転者が車両１０を加速させるために操作するアクセルペダル６２の開度（アクセルペダル操作量）Ａｃｃｐを表す信号を発生させる。即ち、運転者の要求トルクが大きくなるほど、アクセルペダル６２は踏み込まれ、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐが増加する。ブレーキペダルセンサ５８は、運転者が車両１０に搭載された図示しない主制動装置（サービスブレーキ、フットブレーキ）による制動力を調整するために操作するブレーキペダル６３が操作されているか否かを表す信号を発生させる。即ち、アクセルペダル６２及びブレーキペダル６３は、運転者が車両１０の車速Ｖｓを制御するために用いられる。

なお、車両１０は、パーキングブレーキ６４を備えている。パーキングブレーキ６４は、車両１０の駐車時に用いられる。

＜作動＞
次に、ＥＣＵ４０のＣＰＵ４１（以下、単に「ＣＰＵ」とも称呼される。）が実行するアイドルスピードコントロール制御（以下、「ＩＳＣ制御」とも称呼される。）及びニュートラル制御（以下、「Ｎ制御」とも称呼される。）について説明する。

＜ＩＳＣ制御の概要＞
機関２１がアイドル運転状態にあるとき、ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥが所定の目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔとなるようにスロットル弁開度ＴＡをフィードバック制御する、ＩＳＣ制御を実行する。アイドル運転状態であるか否かの判定条件は「ＩＳＣ制御条件」とも称呼される。本例において、ＩＳＣ制御条件は、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐが「０」であって且つ車速Ｖｓが「０」であるとき（又は、車速Ｖｓが所定の速度閾値以下であるとき）に成立する。

＜Ｎ制御の概要＞
シフトレバー６１のシフトポジションが、パーキング（Ｐ）レンジ及びニュートラル（Ｎ）レンジ以外のレンジ（以下、「走行レンジ」とも称呼される。）であるとき、機関２１が発生するトルクは、流体式トルクコンバータ２２、クラッチ２３及びベルト式無段変速機２４等を介して駆動輪２６に伝達される。この場合であっても、車両１０の運転者は、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐを「０」とする一方、ブレーキペダル６３を操作して制動力を発生させることにより車速Ｖｓを「０」に維持することができる。

シフトポジションが走行レンジであり、クラッチ２３がトルクを伝達している状態であり、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐが「０」であり、ブレーキペダル６３が操作され且つ車速Ｖｓが「０」である状態は、本明細書において「アイドルブレーキ状態」とも称呼される。即ち、上述の場合、車両１０はアイドルブレーキ状態となっている。

車両１０がアイドルブレーキ状態にあるとき、流体式トルクコンバータ２２のポンプインペラが機関回転速度ＮＥにて回転する一方、タービン回転速度ＮＴは「０」となる。この場合、流体式トルクコンバータ２２内部の流体を攪拌させるために機関２１が発生しなければならないトルク（トルコン負荷）が上昇する。

トルコン負荷は、機関回転速度ＮＥが一定であれば、タービン回転速度ＮＴが低下するほど大きくなり、タービン回転速度ＮＴが「０」であるとき、最大となる。

トルコン負荷が発生しているとき、ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔに維持するために吸入空気量Ｇａ及び燃料噴射量を、トルコン負荷が「０」であるときよりも増加させる必要がある。その結果、機関２１の燃費が悪化し得る。

より具体的に述べると、トルコン負荷が「０」であるとき、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔに維持できるスロットル弁開度ＴＡは、無負荷スロットル弁開度ＴＡａである。一方、タービン回転速度ＮＴが「０」であるとき、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔに維持できるスロットル弁開度ＴＡは、基準スロットル弁開度ＴＡｂ（基準開度）である。基準スロットル弁開度ＴＡｂは、無負荷スロットル弁開度ＴＡａよりも大きい（即ち、ＴＡａ＜ＴＡｂ）。従って、基準スロットル弁開度ＴＡｂと無負荷スロットル弁開度ＴＡａとの差分であるトルコン負荷基準補正量ＴＡｔｃｂ（即ち、ＴＡｔｃｂ＝ＴＡｂ−ＴＡａ）に応じて吸入空気量Ｇａ及び燃料噴射量が増加する。

燃費の悪化を抑制するため、ＣＰＵは、クラッチ係合圧力Ｃｐを低下させることによってクラッチ２３のクラッチディスク３５及びフライホイール３６の摩擦係合を解除させ、以て、トルコン負荷を実質的に「０」とするＮ制御を実行する。Ｎ制御を実行すべきか否かの判定条件は「Ｎ制御条件」とも称呼される。本例において、Ｎ制御条件は、アイドルブレーキ状態が所定の時間閾値Ｎｔｈ以上継続しているときに成立する。

Ｎ制御の実行中、機関２１の負荷が軽減されるので、ＣＰＵは、吸入空気量Ｇａ（及び燃料噴射量）を減少させるため、スロットル弁開度ＴＡを低下させる。Ｎ制御の実行を開始した直後、急激にスロットル弁開度ＴＡが低下すると、機関回転速度ＮＥが急激に減少するので、ＣＰＵは、トルコン負荷の低下に合わせてスロットル弁開度ＴＡを徐々に低下させる。

トルコン負荷に相関を有する指標として、流体式トルクコンバータ２２の入力軸の回転速度（即ち、機関回転速度ＮＥ）に対する流体式トルクコンバータ２２の出力軸の回転速度（即ち、タービン回転速度ＮＴ）の比であるトルクコンバータ回転速度比ｅが用いられる。クラッチ係合圧力Ｃｐの低下に伴い、即ち、トルコン負荷の低下に従って、トルクコンバータ回転速度比ｅは上昇する。

クラッチ２３によって伝達されるトルクが「０」である場合、即ち、流体式トルクコンバータ２２の出力側が無負荷であって、トルコン負荷が実質的に「０」である場合、トルクコンバータ回転速度比ｅは速度比閾値ｅｔｈとなる。流体式トルクコンバータ２２の出力側が無負荷であっても、流体式トルクコンバータ２２内部のポンプインペラとタービンランナとの間に滑りが発生するため、速度比閾値ｅｔｈは「１」よりも若干小さい値となる。

ＣＰＵは、トルクコンバータ回転速度比ｅが大きくなるほど「１」に近づく速度比補正係数Ｋｅ（第１補正係数）を取得する。この速度比補正係数Ｋｅをトルコン負荷基準補正量ＴＡｔｃｂに乗じて得られる値を基準スロットル弁開度ＴＡｂに対して低下させた開度（即ち、ＴＡｂ−Ｋｅ×ＴＡｔｃｂによって得られる開度）が、その時点において目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔを実現するスロットル弁開度ＴＡである。

しかし、トルコン負荷の低下に合わせてスロットル弁開度ＴＡを減少させても、スロットル弁３３を通過した吸入空気が吸気通路３１を通過して燃焼室に至るまでには時間を要する。そのため、トルコン負荷が急激に減少し、よって、トルクコンバータ回転速度比ｅの単位時間あたりの上昇量が大きい場合、実際の筒内吸入空気量が、目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔを実現する筒内吸入空気量まで減少しない可能性がある。その結果、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔよりも大きくなる。

そこで、ＣＰＵは、この応答遅れを見越して、トルクコンバータ回転速度比ｅの増加速度が大きくなるほどスロットル弁開度ＴＡを減少させる。具体的には、ＣＰＵは、速度比補正係数Ｋｅの単位時間あたりの変化量の大きさ（即ち、速度比補正係数Ｋｅの時間微分値の絶対値）である微分値Ｖｄｉｆが大きくなるほど１よりも大きい範囲で大きくなるＮ制御補正係数Ｋｄ（第２補正係数）を取得する。

更に、ＣＰＵは、トルコン負荷基準補正量ＴＡｔｃｂに速度比補正係数Ｋｅ及びＮ制御補正係数Ｋｄを乗じることによって、トルクコンバータ補正量ＴＡｔｃを算出する（即ち、ＴＡｔｃ＝Ｋｅ×Ｋｄ×ＴＡｔｃｂ）。ＣＰＵは、基準スロットル弁開度ＴＡｂに対してトルクコンバータ補正量ＴＡｔｃだけ低下させた開度（即ち、ＴＡｂ−Ｋｅ×Ｋｄ×ＴＡｔｃｂによって得られる開度）がスロットル弁開度ＴＡとなるようにスロットル弁アクチュエータ３４を制御する。

これにより、トルクコンバータ回転速度比ｅの増加速度が大きいほどスロットル弁開度ＴＡが減少するので、筒内吸入空気量の応答遅れを見越したフィードフォワード制御が可能となる。即ち、Ｎ制御が開始されトルクコンバータ回転速度比ｅが上昇するとき、スロットル弁開度ＴＡはこのフィードフォワード制御及び上述したＩＳＣ制御によるフィードバック制御によって決定される。

図２は、ＩＳＣ制御が実行され、更に、Ｎ制御が開始されるときの各部の作動状態の変化を表したタイムチャートである。本タイムチャートに表された期間、シフトレバー６１のシフトポジションはドライブ（Ｄ）レンジであり、ブレーキペダル６３が操作され且つアクセルペダル操作量Ａｃｃｐは「０」である。

図２［Ａ］は、車速Ｖｓの変化を表している。同図では、運転者によるブレーキペダル６３の操作に基づいて車速Ｖｓが徐々に減少した結果、時刻ｔ０にて「０」になっている様子が表されている。更に、時刻ｔ０以降、ブレーキペダル６３の操作がなされ続け、車両１０は停止している。その結果、時刻ｔ０以降、ＩＳＣ制御条件が成立するとともにアイドルブレーキ状態が発生している。

図２［Ｂ］は、機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴの変化を表している。同図の破線部については後述する。図２［Ｃ］は、トルクコンバータ回転速度比ｅ（即ち、機関回転速度ＮＥに対するタービン回転速度ＮＴの比）を表している。

時刻ｔ０にて機関回転速度ＮＥは目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔとなる一方、タービン回転速度ＮＴは「０」となっている。その結果、トルクコンバータ回転速度比ｅも、時刻ｔ０にて「０」となっている。

図２［Ｄ］は、スロットル弁開度ＴＡを表している。同図の破線部については後述する。トルクコンバータ回転速度比ｅの低下に従ってトルコン負荷が増大するので、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔに維持するのに必要なスロットル弁開度ＴＡは時刻ｔ０に至るまで増加し、時刻ｔ０にて基準スロットル弁開度ＴＡｂとなっている。

図２［Ｅ］は、クラッチ係合圧力Ｃｐを表している。ＩＳＣ制御の実行中であってＮ制御が実行されていないとき（例えば、時刻ｔ０）、クラッチ２３が係合状態となるようにクラッチ係合圧力Ｃｐは最大圧力Ｃｍａｘに維持されている。

時刻ｔ０から時間閾値Ｎｔｈだけ経過した時刻ｔ１にてＮ制御条件が成立する。従って、Ｎ制御が開始される時刻ｔ１以降、クラッチ係合圧力Ｃｐが低下している。その結果、時刻ｔ２にてクラッチ２３が半係合状態（即ち、クラッチディスク３５とフライホイール３６との間で滑りが発生している状態）となり、タービン回転速度ＮＴ及びトルクコンバータ回転速度比ｅが上昇を開始している。

時刻ｔ２から時刻ｔ３に至るまで。クラッチ係合圧力Ｃｐの低下に従ってタービン回転速度ＮＴ及びトルクコンバータ回転速度比ｅが上昇している。それに伴いトルコン負荷が低下することによって機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔよりも大きくなることを防ぐため、スロットル弁開度ＴＡが減少している。

トルクコンバータ回転速度比ｅは時刻ｔ３にて速度比閾値ｅｔｈに達している。即ち、トルコン負荷が実質的に「０」となっている。そのため、時刻ｔ３以降、クラッチ係合圧力Ｃｐの低下が停止され、クラッチ係合圧力Ｃｐは一定の値に維持される。トルクコンバータ回転速度比ｅが速度比閾値ｅｔｈであるとき、速度比補正係数Ｋｅは「１」に等しい。

時刻ｔ３以降、クラッチ係合圧力Ｃｐは一定の値に維持されるので、トルクコンバータ回転速度比ｅ及び速度比補正係数Ｋｅは一定の値となる。従って、微分値Ｖｄｉｆは「０」となる。微分値Ｖｄｉｆが「０」であるとき、Ｎ制御補正係数Ｋｄは「１」に等しい。

即ち、時刻ｔ３以降、速度比補正係数Ｋｅ及びＮ制御補正係数Ｋｄの値はいずれも「１」であるから、トルクコンバータ補正量ＴＡｔｃはトルコン負荷基準補正量ＴＡｔｃｂに等しくなる（即ち、ＴＡｔｃ＝１×１×ＴＡｔｃｂ）。換言すれば、スロットル弁開度ＴＡは、無負荷スロットル弁開度ＴＡａに等しくなる。

一方、機関回転速度ＮＥは、時刻ｔ３近傍において一時的に急上昇すること無く（即ち、吹き上がりが大きくなること無く）目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔに収束している。

次に、Ｎ制御補正係数Ｋｄの意義について説明する。仮に、Ｎ制御補正係数Ｋｄの値が常に「１」であった場合、Ｎ制御開始処理が実行されるときのスロットル弁開度ＴＡの変化は、図２[Ｄ]の破線のようになる。加えて、この場合の機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴの変化は同図[Ｂ]の破線のようになる。この場合のトルクコンバータ回転速度比ｅの変化は、Ｎ制御補正係数Ｋｄが上述した処理によって決定された場合の変化との差分が僅かであるので破線による図示を省略する。

図２[Ｄ]の破線部から理解されるように、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、（実線部と同様に）スロットル弁開度ＴＡが減少している。しかし、Ｎ制御補正係数Ｋｄの寄与が無いため、破線によって表されるスロットル弁開度ＴＡは、実線によって表されるスロットル弁開度ＴＡよりも高い値になっている。

その結果、同図[Ｂ]の機関回転速度ＮＥを表す破線部から理解されるように、時刻ｔ３近傍において吹き上がりが発生し、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔよりも最大で回転速度量Ｏｓ１だけ上回っている。回転速度量Ｏｓ１は、実線部で表された機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔを上回った量である回転速度量Ｏｓ２よりも大きくなっている（即ち、Ｏｓ１＞Ｏｓ２）。即ち、Ｎ制御補正係数Ｋｄの寄与によって、時刻ｔ３近傍にて発生する吹き上がりが抑制されている。

この吹き上がりは、トルクコンバータ回転速度比ｅの上昇（即ち、トルコン負荷の減少）に合わせて機関２１の燃焼室に吸入される空気量（筒内吸入空気量）を減少させるべきところ、その筒内吸入空気量の減少がトルクコンバータ回転速度比ｅの減少に追いついていないことに起因している。そのため、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、筒内吸入空気量が目標筒内吸入空気量よりも大きくなり、以て、図２［Ｂ］にて破線で表された機関回転速度ＮＥの吹き上がりが発生している。

一方、微分値Ｖｄｉｆが大きいとき、即ち、速度比補正係数Ｋｅの単位時間あたりの変化量の大きさが大きいとき、スロットル弁開度ＴＡがＮ制御補正係数Ｋｄの寄与によってより小さい値に設定される。これにより、上記筒内吸入空気量の応答遅れを見越したスロットル弁開度ＴＡの制御が可能となり、その結果、吹き上がり量が回転速度量Ｏｓ１から回転速度量Ｏｓ２に減少している。

＜具体的作動＞
ＩＳＣ制御の実行時、ＣＰＵがスロットル弁開度ＴＡを決定する処理を、図３にフローチャートにより表された「ＩＳＣ制御ルーチン」を参照しながら説明する。ＣＰＵは、本ルーチンを所定の時間が経過する毎に実行する。即ち、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図３のステップ３００から処理を開始してステップ３０５に進み、上述したＩＳＣ制御条件が成立しているか否かを判定する。

（Ａ−１）ＩＳＣ制御条件が成立し且つＮ制御条件が不成立である場合
いま、ＩＳＣ制御条件が不成立であった状態から同条件が成立した状態に変化し、且つ、アイドルブレーキ状態になったと仮定する。
この場合、ＣＰＵはステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３１０に進んでＮ制御の実行中であるか否かを判定する。前述の仮定によれば、アイドルブレーキ状態が時間閾値Ｎｔｈ以上継続しておらず、Ｎ制御条件が成立していないので、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３５０に進み、トルクコンバータ補正量ＴＡｔｃの値を「０」に設定する。

次いで、ＣＰＵはステップ３３０に進み、機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔとの偏差である回転速度偏差ΔＮＥ（即ち、ΔＮＥ＝Ｎｔｇｔ−ＮＥ）を算出する。

次いで、ＣＰＵはステップ３３５に進み、回転速度偏差ΔＮＥを「０」にするために必要なスロットル弁開度ＴＡの変化量であるフィードバック量ＴＡｆｂを決定する。より具体的に述べると、ＥＣＵ４０は、ステップ３３５の枠内にグラフにより表された回転速度偏差ΔＮＥに対するフィードバック量ＴＡｆｂの関係をＲＯＭ４２にルックアップテーブルの形式にて記憶している。ＣＰＵは、このテーブルに回転速度偏差ΔＮＥを適用することによってフィードバック量ＴＡｆｂを決定する。

同グラフから理解されるように、回転速度偏差ΔＮＥが「０」よりも大きい範囲で大きくなるほどフィードバック量ＴＡｆｂが「０」よりも大きい範囲で増加する。そのため、例えば、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔよりも大きく下回っていた場合、回転速度偏差ΔＮＥは正の値で且つ絶対値の大きな値となる。その結果、後述するステップ３４０にて決定されるスロットル弁開度ＴＡは、回転速度偏差ΔＮＥが「０」である場合と比較して増加する。即ち、スロットル弁開度ＴＡが増加して機関回転速度ＮＥが上昇するようにスロットル弁開度ＴＡがフィードバック制御される。同様に、回転速度偏差ΔＮＥが「０」よりも小さい範囲で小さくなるほどフィードバック量ＴＡｆｂが「０」よりも小さい範囲で減少する。

次いで、ＣＰＵはステップ３４０に進み、基準スロットル弁開度ＴＡｂからトルクコンバータ補正量ＴＡｔｃを減じ、更に、フィードバック量ＴＡｆｂを加えることによってスロットル弁開度ＴＡを算出する（即ち、ＴＡ＝ＴＡｂ−ＴＡｔｃ＋ＴＡｆｂ）。

次いで、ＣＰＵはステップ３４５に進み、ステップ３４０にて算出されたスロットル弁開度ＴＡが実現されるようにスロットル弁アクチュエータ３４を制御する。次いでＣＰＵは、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

更に、ＣＰＵは、機関２１の燃焼室内の空燃比が所定の目標空燃比（例えば、理論空燃比）と等しくなるように、実際の吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥ等に基づいて燃料噴射量を決定する。燃料噴射量の決定方法は、例えば、特開２０１０−００７６１８号公報及び特開２００９−２９３５２８号公報等に記載されている。

（Ａ−２）ＩＳＣ制御条件が成立し且つＮ制御条件が成立している場合
次に、アイドルブレーキ状態が継続してＮ制御条件が不成立であった状態から同条件が成立した状態に変化したと仮定する。
この場合、ＣＰＵは、ステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３１５に進み、機関回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとに基づいてトルクコンバータ回転速度比ｅ（＝ＮＴ／ＮＥ）を算出する。

次いで、ＣＰＵはステップ３２０に進み、速度比補正係数Ｋｅ（第１補正係数）を決定する。より具体的に述べると、ＥＣＵ４０は、ステップ３２０の枠内にグラフにより表されたトルクコンバータ回転速度比ｅに対する速度比補正係数Ｋｅの関係をＲＯＭ４２にルックアップテーブルの形式にて記憶している。ＣＰＵは、このテーブルにトルクコンバータ回転速度比ｅを適用することによって速度比補正係数Ｋｅを決定する。

同グラフから理解されるように、速度比補正係数Ｋｅは、トルクコンバータ回転速度比ｅが上昇するほど増加し、トルクコンバータ回転速度比ｅが速度比閾値ｅｔｈ以上のとき、即ち、トルコン負荷が「０」であるとき、「１」となる。

次いで、ＣＰＵはステップ３２５に進み、トルコン負荷基準補正量ＴＡｔｃｂに速度比補正係数Ｋｅ及びＮ制御補正係数Ｋｄ（第２補正係数）を乗じることによってトルクコンバータ補正量ＴＡｔｃを算出する（即ち、ＴＡｔｃ＝Ｋｅ×Ｋｄ×ＴＡｔｃｂ）。Ｎ制御補正係数Ｋｄを決定する処理については後述する。

その後、ＣＰＵは、ステップ３３０乃至ステップ３４５の処理を実行する。その結果、
トルクコンバータ回転速度比ｅの上昇に伴い速度比補正係数Ｋｅ及びＮ制御補正係数Ｋｄが大きくなるほど、トルクコンバータ補正量ＴＡｔｃが大きくなるり、スロットル弁開度ＴＡが減少する。

（Ａ−３）ＩＳＣ制御条件が不成立の場合
一方、ＩＳＣ制御条件が成立していないとき、ＣＰＵはステップ３０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３９５に直接進む。この場合、ＣＰＵは図示しない他のルーチンを実行することによってスロットル弁開度ＴＡをアクセルペダル操作量Ａｃｃｐ及び車速Ｖｓに基づいて決定し、スロットル弁アクチュエータ３４を制御する。

次に、Ｎ制御が開始されるときにＣＰＵが実行する処理を、図４にフローチャートにより表された「Ｎ制御開始ルーチン」を参照しながら説明する。

ＣＰＵは、本ルーチンを所定の時間が経過する毎に実行する。即ち、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図４のステップ４００から処理を開始してステップ４０５に進み、Ｎ制御開始条件が成立しているか否かを判定する。Ｎ制御開始条件は、上述したＮ制御条件が成立し且つトルクコンバータ回転速度比ｅが速度比閾値ｅｔｈに未だ達していないときに成立する。

いま、Ｎ制御条件が不成立であった状態から同条件が成立した状態に変化し、Ｎ制御開始条件も成立したと仮定する。
この場合、ＣＰＵはステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１０に進み、クラッチ２３のレリーズシリンダ３９が発生させる油圧を増加させることによってクラッチ係合圧力Ｃｐを所定量ΔＣｐだけ減少させる。

次いでＣＰＵは、ステップ４１５に進み、図３のステップ３２０にて決定された速度比補正係数Ｋｅの時間微分の大きさ（絶対値）である微分値Ｖｄｉｆを算出する。具体的には、微分値Ｖｄｉｆは、「現在の速度比補正係数Ｋｅ」から「前回、図３のルーチンが実行されたときに決定された速度比補正係数Ｋｅ」を減じて得られる差分を、図３のルーチンが実行される時間間隔で除して得られる値の絶対値（即ち、速度比補正係数Ｋｅの単位時間あたりの変化量の大きさ）である。次いでＣＰＵは、ステップ４２０に進み、Ｎ制御補正係数Ｋｄを決定する。

より具体的に述べると、ＥＣＵ４０は、図４のステップ４２０の枠内にグラフにより表された微分値Ｖｄｉｆに対するＮ制御補正係数Ｋｄの関係をＲＯＭ４２にルックアップテーブルの形式にて記憶している。ＣＰＵは、このテーブルに微分値Ｖｄｉｆを適用することによってＮ制御補正係数Ｋｄを決定する。

同グラフから理解されるように、微分値Ｖｄｉｆが大きくなるほど（即ち、速度比補正係数Ｋｅの上昇率が大きくなるほど）Ｎ制御補正係数Ｋｄが１よりも大きい範囲で増加する。換言すれば、トルクコンバータ回転速度比ｅの上昇率が大きくなるほどＮ制御補正係数Ｋｄが増加する。従って、図３のステップ３２５にて設定されるトルクコンバータ補正量ＴＡｔｃも、単位時間あたりのトルクコンバータ回転速度比ｅの上昇率が大きいほど大きい値に設定される。

その結果、トルクコンバータ回転速度比ｅが急激に上昇する場合、トルクコンバータ回転速度比ｅが緩やかに上昇する場合と比較してトルクコンバータ補正量ＴＡｔｃの値は大きくなる。従って、この場合、スロットル弁開度ＴＡは小さな値に設定される。次いでＣＰＵは、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ４１０が繰り返し実行されることによって、クラッチ係合圧力Ｃｐが低下し、トルクコンバータ回転速度比ｅが上昇して速度比閾値ｅｔｈに達すると、Ｎ制御開始条件が成立しなくなる。即ち、Ｎ制御開始処理が完了する。これ以降、ＣＰＵは、ステップ４０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４２５に進んでＮ制御補正係数Ｋｄの値を「１」に設定する。次いでＣＰＵは、ステップ４９５に進む。

或いは、例えば、運転者がアクセルペダル６２を踏み込むことによって車速Ｖｓが上昇した結果、Ｎ制御条件が不成立となると、ＣＰＵは図示しない他のルーチンを実行することによってクラッチ係合圧力Ｃｐを最大圧力Ｃｍａｘまで上昇させる。

以上、説明したように、本制御装置（ＥＣＵ４０）は、
スロットル弁開度（ＴＡ）又はスロットル弁をバイパスする通路に設けられたバイパス弁の開度を変更可能なアクチュエータ（スロットル弁アクチュエータ３４）を有する内燃機関（２１）と、
前記機関に接続された入力軸と駆動輪（２６）にトルク伝達可能な出力軸とを有する流体式トルクコンバータ（２２）と、
前記出力軸と前記駆動輪との間のトルク伝達経路に介装され且つ摩擦係合要素（クラッチ２３のクラッチディスク３５及びフライホイール３６）を有するとともに同摩擦係合要素が摩擦係合したときにトルクを伝達する断続装置（クラッチ２３）と、
を備える車両（１０）に適用され、
前記車両を加速するためのアクセル操作がなされておらず、前記車両を制動するためのブレーキ操作が行われ且つ前記車両が停止しているとき（図４のステップ４０５）、前記断続装置の前記摩擦係合要素の摩擦係合を解除することにより前記機関から前記駆動輪へのトルク伝達を遮断するニュートラル制御を実行する（図４のステップ４１０）とともに、前記ニュートラル制御の実行中において前記アクチュエータを制御して前記スロットル弁開度又は前記バイパス弁の開度を同ニュートラル制御を開始する前の基準開度（基準スロットル弁開度ＴＡｂ）に対して所定量（トルコン負荷基準補正量ＴＡｔｃｂ）低下させる制御部、を備えた車両の制御装置において、
前記制御部は、
前記ニュートラル制御を実行するために前記摩擦係合要素の摩擦係合を解除させ始めた後、前記アクチュエータを制御して前記スロットル弁開度又は前記バイパス弁の開度を、前記入力軸の回転速度に対する前記出力軸の回転速度の比であるトルクコンバータ回転速度比（ｅ）が大きくなるほど１に近づく第１補正係数（速度比補正係数Ｋｅ）と、前記第１補正係数の単位時間あたりの変化量の大きさ（微分値Ｖｄｉｆ）が大きくなるほど１よりも大きい範囲で大きくなる第２補正係数（Ｎ制御補正係数Ｋｄ）と、を前記所定量に乗じることにより得られる量（トルクコンバータ補正量ＴＡｔｃ）だけ前記基準開度に対して低下させた開度に制御するように構成されている。

本制御装置によれば、Ｎ制御の開始時、筒内吸入空気量の応答遅れに起因する吹き上がりを抑制することが可能となる。その結果、機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔに早期に収束させることが可能となり、以て、燃費が改善し得る。

以上、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、車両１０は、吸入空気量Ｇａを制御するため、スロットル弁アクチュエータ３４によって駆動されるスロットル弁３３を備えていた。しかし、車両１０は、「アクセルペダル操作量Ａｃｃｐに応じてスロットル弁開度ＴＡが変化する機械式スロットル弁」と「機関２１がアイドル運転状態にあるときに機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度Ｎｔｇｔに一致するように制御されるＩＳＣバルブ」とを備えていても良い。この場合、ＩＳＣバルブの開度は、「スロットル弁をバイパスする通路に設けられたバイパス弁の開度」に相当する。

加えて、車両１０は、変速装置としてベルト式無段変速機２４を備えていた。しかし、車両１０は、クラッチ２３及びベルト式無段変速機２４の代わりに遊星歯車機構を備えた有段の自動変速装置を備えていても良い。

加えて、車速Ｖｓが「０」であることは、ＩＳＣ制御条件が成立するための必要条件であった。しかし、車速Ｖｓが「０」であることに代わり、車速Ｖｓが所定の速度閾値よりも小さいことをＩＳＣ制御条件が成立するための必要条件であっても良い。

加えて、ＥＣＵ４０は、Ｎ制御を開始するとき、トルクコンバータ回転速度比ｅが速度比閾値ｅｔｈと等しくなるまでクラッチ係合圧力Ｃｐを弱めていた。しかし、ＥＣＵ４０は、Ｎ制御を開始するとき、クラッチ係合圧力Ｃｐが「０」となるまで弱めても良い。

加えて、ＥＣＵ４０は、トルクコンバータ補正量ＴＡｔｃをトルクコンバータ回転速度比ｅに基づいて決定していた。しかし、ＥＣＵ４０は、トルクコンバータ補正量ＴＡｔｃをトルクコンバータ回転速度比ｅと「流体式トルクコンバータ２２内部の流体の温度」とに基づいて決定しても良い。例えば、ＥＣＵ４０は、流体の温度が上昇するほどトルクコンバータ補正量ＴＡｔｃを小さい値に設定しても良い。

１０…車両、２１…内燃機関、２２…トルクコンバータ、２３…クラッチ、２４…ベルト式無段変速機、２５…差動歯車装置、２６…駆動輪、４０…ＥＣＵ。

Claims (1)

1. スロットル弁開度又はスロットル弁をバイパスする通路に設けられたバイパス弁の開度を変更可能なアクチュエータを有する内燃機関と、
   前記機関に接続された入力軸と駆動輪にトルク伝達可能な出力軸とを有する流体式トルクコンバータと、
   前記出力軸と前記駆動輪との間のトルク伝達経路に介装され且つ摩擦係合要素を有するとともに同摩擦係合要素が摩擦係合したときにトルクを伝達する断続装置と、
   を備える車両に適用され、
   前記車両を加速するためのアクセル操作がなされておらず、前記車両を制動するためのブレーキ操作が行われ且つ前記車両が停止しているとき、前記断続装置の前記摩擦係合要素の摩擦係合を解除することにより前記機関から前記駆動輪へのトルク伝達を遮断するニュートラル制御を実行するとともに、前記ニュートラル制御の実行中において前記アクチュエータを制御して前記スロットル弁開度又は前記バイパス弁の開度を同ニュートラル制御を開始する前の基準開度に対して所定量低下させる制御部、を備えた車両の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記ニュートラル制御を実行するために前記摩擦係合要素の摩擦係合を解除させ始めた後、前記アクチュエータを制御して前記スロットル弁開度又は前記バイパス弁の開度を、前記入力軸の回転速度に対する前記出力軸の回転速度の比であるトルクコンバータ回転速度比が大きくなるほど１に近づく第１補正係数と、前記第１補正係数の単位時間あたりの変化量の大きさが大きくなるほど１よりも大きい範囲で大きくなる第２補正係数と、を前記所定量に乗じることにより得られる量だけ前記基準開度に対して低下させた開度に制御するように構成された制御装置。
   

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