(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からトルクコンバータを有する変速機を介して駆動輪に駆動力を伝達するとともに、前記変速機に対する指示レンジに応じて車両を制御する車両の制御装置であって、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記内燃機関のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記変速機の入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
路面の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、
前記指示レンジでの進行方向とは逆方向に前記車両が進行するとき、前記内燃機関のエンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇手段と、
前記エンジン回転数上昇手段により前記エンジン回転数を上昇させた前記内燃機関におけるエンジンストールの発生を予測可能な直前判定を実行するエンジンストール発生予測手段と、
前記エンジンストール発生予測手段によりエンジンストールの発生が予測された場合にエンジンストールの発生防止制御を実行する防止制御手段と、を備え、
前記エンジン回転数上昇手段は、前記アクセル開度検出手段によりアクセルペダルが踏み込まれていないことを表すアクセル開度が検出され、前記傾斜角検出手段により前記車両が所定傾斜角以上の傾斜した路面に位置することが検出され、かつ、前記車速検出手段により前記指示レンジでの進行方向とは逆方向への前記車両の進行速度が所定車速値より大きくなったことが検出されたことを条件に、前記入力軸回転数検出手段により検出された入力軸回転数に対して前記エンジン回転数を上昇させ、
前記エンジンストール発生予測手段は、前記エンジン回転数が予め設定された上限値に達したことを条件に、該エンジン回転数と検出された前記入力軸回転数との回転数差に基づいて前記エンジン回転数の上昇後における前記エンジンストールの発生を予測することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記エンジン回転数上昇手段は、アイドルスピードコントロールを実行することによりエンジン回転数を上昇させ、前記アイドルスピードコントロールにより上昇可能なエンジン回転数の最大値を前記上限値として前記エンジン回転数を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンストール発生予測手段は、前記上限値と前記入力軸回転数との回転数差が所定の回転数差より小さくなったとき、前記エンジンストールの発生を予測することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジン回転数上昇手段は、前記エンジン回転数が前記上限値に達するまで、前記入力軸回転数と前記エンジン回転数との回転数差が予め定められた設定値を維持するよう前記エンジン回転数を上昇させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記エンジン回転数上昇手段は、前記傾斜角検出手段により検出された路面の傾斜角が大きいほど前記設定値を大きくすることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記防止制御手段は、運転者に対する警告を発することによりエンジンストールの発生を防止することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記防止制御手段は、前記車両を制動するブレーキ装置を制御して車両を制動させることによりエンジンストールの発生を防止することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力源として内燃機関を搭載した車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動力源として内燃機関を搭載した車両は、一般に、内燃機関の駆動力により駆動されるオイルポンプを搭載し、このオイルポンプにより生成される油圧によりパワーステアリングやブレーキアシストなど運転者の操作をアシストするようになっている。このような車両において、走行時にエンジンストールが発生すると、オイルポンプが停止し、パワーステアリングやブレーキアシストなどのアシストが停止されるため、運転操作に影響が発生するという問題がある。そこで、内燃機関の駆動力により走行する車両においては、エンジンストールの発生を防止するエンジンストール防止制御を実行する制御装置を備えるようになっている。
【０００３】
従来、この種の制御装置として、登降坂路においてアクセルペダルが踏み込まれていない状態で指示レンジと逆方向への車速が増加し、内燃機関の機関回転数が低下した場合には、変速機内部をインターロック状態に移行して、車両の移動を制限するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載された従来の制御装置は、内燃機関および自動変速機を搭載した車両に適用されるようになっている。そして、登降坂路において、アクセルペダルおよびブレーキペダルのいずれも踏み込まれていない場合に、指示レンジと逆方向への車速が増加することによりエンジン回転数が所定値以上の変化率で低下した場合には、エンジンストールが発生すると判断するようになっている。そして、自動変速機が有する複数の摩擦係合要素の係合状態を切替え、自動変速機の内部をインターロック状態にし、車両を停止させるようになっていた。
【０００５】
また、車両が指示レンジと逆方向に走行した場合に、エンジンの出力を上昇させ、車速の変化を制限するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献２に記載された従来の制御装置は、例えば、狭い登坂路を走行中に、対向車両とのすれ違いができず、退避所まで車両を後進させる際に、運転者が指示レンジを切り替えずブレーキペダルを開放することのみによって車両を意図的に指示レンジと逆方向に後退させるという状況下において、エンジントルクを上昇させ、逆方向の車速の増加率を制限するようになっていた。そして、逆方向の車速が所定値に達した場合には、エンジントルクをさらに上昇させ、車速を一定とするようになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１８０９８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−９６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のような特許文献１に記載の従来の制御装置にあっては、車両が指示レンジと逆方向に進行を開始したと判断すると、自動変速機の内部にインターロックを形成することにより、車両を停止させるようになっているものの、車両が指示レンジと逆方向へ走行することを許容するようなものではなかった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の従来の制御装置にあっては、車両が指示レンジと逆方向に走行を始めた場合に車速あるいはその増加率を規制するようになっているため、運転者による車速の調節の自由度が制約されていた。つまり、運転者が車両の逆方向への走行を素早く行いたい場合においても、車速あるいはその増加率が規制されるため、車両が所望の速度で後進しなかったり、所望の車速に達するまでに時間がかかるという可能性があった。さらには、この特許文献２に記載の制御装置は、ブレーキペダルが開放されたことを条件にエンジントルクを制御するようになっているため、例えば、運転者がブレーキペダルの踏み込み量を調節しながら車両を所望の速度で逆方向に走行させることができないという問題があった。結果として、運転者の意図する車速で車両を後進させられないという可能性があった。
【００１０】
そのため、特許文献１および２のいずれに記載のものも、運転者が車両を意図的に指示レンジと逆方向へ進行させる場合に、登降坂路の幅や傾斜、曲率あるいは周辺の他車両の存在など、走行路の状況に応じて車速を自由に調節できるものではなかった。したがって、特許文献１および２のいずれに記載ものも、エンジンストールを防止するようにはなっているものの、運転者の意図する車両の挙動が実現されず、ドライバビリティが低下する可能性があった。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ドライバビリティの低下の抑制とエンジンストールの発生の防止とを両立することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関からトルクコンバータを有する変速機を介して駆動輪に駆動力を伝達する車両の制御装置であって、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記内燃機関のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記変速機の入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、路面の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、前記内燃機関のエンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇手段と、前記内燃機関におけるエンジンストールの発生を予測するエンジンストール発生予測手段と、前記エンジンストール発生予測手段によりエンジンストールの発生が予測された場合にエンジンストールの発生防止制御を実行する防止制御手段と、を備え、前記エンジン回転数上昇手段は、前記アクセル開度検出手段によりアクセルペダルが開放されていることを表すアクセル開度が検出され、前記傾斜角検出手段により前記車両が傾斜した路面に位置することを検出され、かつ、前記車速検出手段により前記駆動力の伝達により進行する方向と逆方向への前記車両の進行が検出されたことを条件に、前記入力軸回転数検出手段により検出された入力軸回転数に応じてエンジン回転数を上昇させ、前記エンジンストール発生予測手段は、前記エンジン回転数上昇手段により上昇されたエンジン回転数と検出された前記入力軸回転数との回転数差に基づいてエンジンストールの発生を予測することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、エンジンストールの発生を予め定められたエンジン回転数と入力軸回転数との回転数差に基づいて予測するので、エンジンストールの発生予測を精度よく行える。そのため、エンジンストールが発生する可能性の低い状態で不必要に車両の車速が制限されることを防止できる。したがって、ドライバビリティの低下の抑制とエンジンストールの発生の防止とを両立することができる。
【００１４】
また、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記エンジン回転数上昇手段は、アイドルスピードコントロールを実行することによりエンジン回転数を上昇させることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、アイドルスピードコントロールによりエンジン回転数が上昇されるので、運転者に対し車両の挙動に関する違和感を与えることなくエンジンストールの発生を抑制できる。
【００１６】
また、上記（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記エンジン回転数上昇手段は、前記アイドルスピードコントロールにより上昇可能なエンジン回転数の最大値を上限値としてエンジン回転数を上昇させ、前記エンジンストール発生予測手段は、前記上限値と前記入力軸回転数との回転数差に基づいてエンジンストールの発生を予測することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、アイドルスピードコントロールにより上昇可能なエンジン回転数の上限値は予め算出可能であるため、エンジンストールが実際に発生するタイミングより十分前もってエンジンストールの発生を予測することが可能となる。
【００１８】
また、上記（１）から（３）に記載の車両の制御装置において、（４）前記エンジン回転数上昇手段は、前記入力軸回転数と前記エンジン回転数との回転数差が予め定められた設定値を維持するよう前記エンジン回転数を上昇させることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、エンジンストールの発生を防止するとともに、不必要にエンジン回転数を上昇させ車速に与える影響を低減できるので、ドライバビリティが低下することを抑制できる。
【００２０】
また、上記（４）に記載の車両の制御装置において、（５）前記エンジン回転数上昇手段は、前記傾斜角検出手段により検出された路面の傾斜角が大きいほど前記設定値を大きくすることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、エンジンストールの発生する可能性が高い傾斜角であるほど、エンジン回転数の上昇の立ち上がりを急峻にし、実エンジン回転数の上昇を目標エンジン回転数に追従させ、エンジンストールの発生を防止することができる。
【００２２】
また、上記（１）から（５）に記載の車両の制御装置において、（６）前記防止制御手段は、運転者に対する警告を発することによりエンジンストールの発生を防止することを特徴とする。
【００２３】
この構成により、エンジンストールの発生可能性が生じたことを運転者に警告するので、運転者はエンジンストールの発生前にブレーキ操作を開始することができる。したがって、エンジンストールの発生を防止することができる。
【００２４】
また、上記（１）から（６）に記載の車両の制御装置において、（７）前記防止制御手段は、前記車両を制動するブレーキ装置を制御して車両を制動させることによりエンジンストールの発生を防止することを特徴とする。
【００２５】
この構成により、エンジンストールの発生可能性が生じた場合には、車両の制動が実行されるので、エンジンストールの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ドライバビリティの低下の抑制とエンジンストールの発生の防止とを両立することができる車両の制御装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の構成を示す骨子図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るエンスト直前判定制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】従来のエンスト直前判定制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係るエンスト直前判定制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る目標エンジン回転数の設定のその他の例を説明するためのグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る目標エンジン回転数の設定のその他の例を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両を示す概略構成図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の構成を示す骨子図である。なお、本実施の形態においては、本発明に係る車両の制御装置をＦＲ（Front engine Rear drive）車両に適用した場合について説明する。
【００３０】
図１、２に示すように、車両１は、内燃機関を構成するエンジン２と、エンジン２により出力された回転トルクを増大させるトルクコンバータ３と、トルクコンバータ３の出力軸の回転速度を変速して出力する変速機構４と、を備えており、変速機構４の出力軸４６から出力される回転トルクは、図示しないディファレンシャルギアを介して駆動輪に伝達されるようになっている。
【００３１】
エンジン２は、後述するように、ガソリンあるいは軽油などの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置により構成されている。また、トルクコンバータ３および変速機構４は、自動変速機５を構成している。
【００３２】
トルクコンバータ３は、図１、２に示すように、エンジン２と変速機構４との間に配置されており、エンジン２に入力軸３４を介して連結されるポンプ翼車３５と、変速機構４の入力軸の一部を構成する出力軸３６を介して連結されるタービン翼車３７と、一方向クラッチ３８によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車３９とを有している。ポンプ翼車３５とタービン翼車３７とは、流体を介して動力を伝達するようになっている。また、トルクコンバータ３の入力軸３４および出力軸３６は、ポンプ翼車３５およびタービン翼車３７とそれぞれ連結されている。
【００３３】
さらに、トルクコンバータ３は、ポンプ翼車３５とタービン翼車３７との間を直結するためのロックアップクラッチ４０を備えており、車両１の高速走行時において、作動油によりロックアップクラッチ４０が図示しないフロントカバーを掴み、ポンプ翼車３５とタービン翼車３７とを機械的に直結する係合状態をとることにより、解放状態と比較してエンジン２から変速機構４への動力の伝達効率が上がるようになっている。また、トルクコンバータ３は、後述するように、車速、エンジン回転数あるいはタービン回転数などが所定の条件を満たす場合において、ロックアップクラッチ４０が所定の滑り率でスリップするスリップ状態をとるようになっている。
【００３４】
また、ポンプ翼車３５には、変速機構４を変速制御するための油圧および各部に潤滑油を供給するための油圧を発生する機械式のオイルポンプ４１が設けられている。
【００３５】
変速機構４は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置４２と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置４３および第３遊星歯車装置４４と、を備えている。第１遊星歯車装置４２のサンギヤＳ１は、クラッチＣ３を介して入力軸に連結可能であるとともに、一方向クラッチＦ２およびブレーキＢ３を介してハウジング４５に連結可能となっている。
【００３６】
第１遊星歯車装置４２のキャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１を介してハウジング４５に連結可能となっている。また、キャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１と並列に設けられた一方向クラッチＦ１により、入力軸の回転方向と反対方向への回転が阻止されている。
【００３７】
第１遊星歯車装置４２のリングギヤＲ１は、第２遊星歯車装置４３のリングギヤＲ２と連結されており、ブレーキＢ２を介してハウジング４５に連結可能となっている。第２遊星歯車装置４３のサンギヤＳ２は、第３遊星歯車装置４４のサンギヤＳ３と連結されており、クラッチＣ４を介して入力軸に連結可能となっている。また、サンギヤＳ２は、一方向クラッチＦ４およびクラッチＣ１を介して入力軸に連結可能となっている。
【００３８】
第２遊星歯車装置４３のキャリアＣＡ２は、第３遊星歯車装置４４のリングギヤＲ３と連結されており、クラッチＣ２を介して入力軸に連結可能であるとともに、ブレーキＢ４を介してハウジング４５に連結可能となっている。また、キャリアＣＡ２は、ブレーキＢ４と並列に設けられた一方向クラッチＦ３により、入力軸の回転方向と反対方向への回転が阻止されるようになっている。また、第３遊星歯車装置４４のキャリアＣＡ３は、出力軸４６に連結されている。
【００３９】
クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ４（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置により構成されている。また、クラッチＣおよびブレーキＢは、後述する油圧制御回路６のトランスミッションソレノイドＳ１〜Ｓ４、およびリニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵの励磁、非励磁や図示しないマニュアルバルブの作動状態によって切り替えられる油圧回路に応じて、係合状態および解放状態のいずれか一方の状態をとるようになっている。本実施の形態に係る変速機構４は、これらのクラッチＣおよびブレーキＢの係合状態および解放状態の組み合わせに応じた変速段をとるようになっている。
【００４０】
車両１は、さらに、トルクコンバータ３によるトルクの増大比および変速機構４の変速段を油圧により制御するための油圧制御回路６を備えている。油圧制御回路６は、トランスミッションソレノイドＳ１〜Ｓ４、リニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵおよび作動油の油温を測定するためのＡＴ油温センサ３２を有している。
【００４１】
車両１は、さらに、車外の空気をエンジン２に導入するための吸気管７１を備えており、この吸気管７１は、空気の流量を調整するためのスロットル弁３１と、エンジン２の運転状態がアイドル状態である場合にエンジン２に供給される空気の流量を調整するためのＩＳＣ（Idle Speed Control）用バイパス通路７３とを有している。
【００４２】
ＩＳＣ用バイパス通路７３には、空気の流量を調整するためのＩＳＣ用バルブが設けられている。ＩＳＣ用バルブは、ＥＣＵ１０に制御されるＩＳＣ用バルブアクチュエータによって駆動されることにより、ＩＳＣ用バイパス通路７３における流量を変更するようになっている。
【００４３】
エンジン２がアイドル運転の状態である場合には、ＥＣＵ１０は、スロットル弁３１を全閉とするとともに、後述するＩＳＣ制御を実行しＩＳＣ用バルブの開度を調節するようになっている。したがって、アイドル状態において燃焼に必要な空気は、ＩＳＣ用バイパス通路７３を経てエンジン２に供給されるようになっている。
【００４４】
車両１は、さらに、エンジン２の機関回転数、すなわちエンジン回転数を測定するためのエンジン回転数センサ２１と、エンジン２の吸入空気量を測定する吸入空気量センサ２２と、タービン翼車３７に接続されたトルクコンバータ３の出力軸３６の回転数を測定するためのタービン回転数センサ２３と、スロットル弁３１の開度を測定するためのスロットル開度センサ２４と、変速機構４の出力軸４６の回転速度に基づいて車速を測定するための車速センサ２５と、エンジン２の冷却水温度を測定するための冷却水温センサ２６と、ブレーキペダル５０に対する踏力を測定するブレーキセンサ２７と、を備えている。車両１は、さらにシフトレバー２８と、シフトレバー２８のポジションを検出する操作位置センサ２９と、アクセル開度を測定するためのアクセル開度センサ３０と、車両１が走行している路面の傾斜角を検出する傾斜角センサ３３と、エンジンストールの発生する可能性を運転者に警告するための警告装置４８と、を備えている。
【００４５】
エンジン回転数センサ２１は、図示しないクランクシャフトの回転に基づいて、エンジン２の回転数を計測するようになっている。したがって、本実施の形態に係るエンジン回転数センサ２１およびＥＣＵ１０の少なくともいずれか一方は、本発明に係るエンジン回転数検出手段を構成する。
【００４６】
タービン回転数センサ２３は、コンバータ３の出力軸３６の回転数を測定し、タービン回転数を表す信号としてＥＣＵ１０に出力するようになっている。したがって、本実施の形態に係るタービン回転数センサ２３およびＥＣＵ１０の少なくともいずれか一方は、本発明に係る入力軸回転数検出手段を構成する。スロットル開度センサ２４は、例えば、スロットル弁３１のスロットル開度に応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されており、スロットル弁３１のスロットル開度を表す信号を後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００４７】
車速センサ２５は、自動変速機５の出力軸４６に設置されたロータに形成されている複数の歯の回転を検出することによって車速を表す信号を生成し、後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。したがって、本実施の形態に係る車速センサ２５およびＥＣＵ１０の少なくともいずれか一方は、本発明に係る車速検出手段を構成する。なお、車速センサ２５は、ロータに形成された複数の欠歯の位置に基づいて、車両１が前進しているかあるいは後進しているかを区別することが可能となっている。
【００４８】
ブレーキセンサ２７は、ブレーキペダル５０に対する運転者の操作踏力に応じたマスターシリンダ圧の変化あるいは操作ストロークを測定するようになっており、測定された踏力に応じた電気信号をブレーキ踏力信号として、後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００４９】
操作位置センサ２９は、運転者により操作されたシフトレバー２８の操作位置を検出するようになっている。
【００５０】
アクセル開度センサ３０は、例えば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、車両１に搭載されたアクセルペダル１９が運転者により操作されると、アクセルペダル１９の位置が示すアクセル開度を表す信号を、後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。したがって、本実施の形態に係るアクセル開度センサ３０およびＥＣＵ１０の少なくともいずれか一方は、本発明に係るアクセル開度検出手段を構成する。
【００５１】
傾斜角センサ３３は、例えば、Ｇセンサにより構成されており、車両１が走行している路面の勾配に応じた信号を、後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。したがって、本実施の形態に係る傾斜角センサ３３およびＥＣＵ１０の少なくともいずれか一方は、本発明に係る傾斜角検出手段を構成する。
【００５２】
警告装置４８は、例えば、警告音を発することが可能なブザーにより構成されており、ＥＣＵ１０は、後述するエンスト直前判定制御によりエンジンストールが発生すると予測された場合には、警告装置４８を介して運転者にエンジンストールの発生が予測されたことを警告音により知らせるようになっている。なお、警告装置４８は、車両１に搭載されているオーディオシステムのスピーカにより構成されていてもよい。また、警告装置４８は、車両１に搭載されているディスプレイに警告を表示するようにしてもよい。
【００５３】
車両１は、さらに、電子制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を備えている。本実施の形態においては、ＥＣＵ１０は、エンジン２を電気的に制御するためのエンジンＥＣＵ１１と、自動変速機５を電気的に制御するためのトランスミッションＥＣＵ１２と、車両１の駆動輪および従動輪の回転を規制して車両１を制動するためのブレーキ機構４７を制御するブレーキＥＣＵ１３と、によって構成されている。
【００５４】
ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）および入出力インターフェースを有しており、アクセルペダル１９の操作量に応じてエンジン２が制御されるよう、エンジン２に対してエンジン制御信号を出力するようになっている。
【００５５】
また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数センサ２１、吸入空気量センサ２２、タービン回転数センサ２３、スロットル開度センサ２４、車速センサ２５、冷却水温センサ２６、ブレーキセンサ２７、操作位置センサ２９、アクセル開度センサ３０および傾斜角センサ３３と接続されており、これらのセンサからエンジン回転数、吸入空気量、タービン回転数、スロットル開度、車速、冷却水温、ブレーキ踏力、シフトレバー２８の操作位置、アクセル開度および車両１が走行している道路の路面の傾斜角を表す信号をそれぞれ入力するようになっている。
【００５６】
また、ＥＣＵ１０は、これらの信号に基づいて、トルクコンバータ３におけるロックアップクラッチ４０の係合状態や変速機構４における変速段が制御されるよう油圧制御回路６を制御するようになっている。また、ＥＣＵ１０のＲＯＭは、車速およびスロットル開度に基づいた変速線図を表すマップや、変速制御を実行するためのプログラムなどを記憶している。
【００５７】
なお、ＥＣＵ１０は、車両１の走行状態に応じて変速段を選択する自動変速モードと、手動操作に応じて変速段を選択する手動変速モードとを有するようになっていてもよい。ここで、車両１の走行状態とは、車両１の速度、スロットル開度、冷却水温およびＡＴ油温などの状態を意味する。
【００５８】
なお、ＥＣＵ１０は、後述するように、本発明に係る車両の制御装置、エンジン回転数上昇手段、エンジンストール発生予測手段、防止制御手段を構成する。
【００５９】
以下、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を構成するＥＣＵ１０の特徴的な構成について、図１ないし図５を参照して説明する。
【００６０】
運転者によりＤレンジが選択されている状態において、例えば車両１がすれ違いの難しい登坂路を走行中に、前方から対向車が接近してきたとする。この場合、運転者は、シフトレバー２８を操作せず、Ｄレンジの状態でブレーキペダル５０の開放を行い、車両１を自重で後進させる、所謂ずり下がりによりすれ違いの可能な場所まで移動することが考えられる。
【００６１】
同様に、運転者によりＲレンジが選択されている状態において、車両１が降坂路を後進中に、運転者が車両１の位置を調節するためにＲレンジの状態を維持したまま車両１の自重を利用して車両１を前進させることが考えられる。
【００６２】
このとき、エンジン２のクランクシャフトと接続されたトルクコンバータ３の入力軸３４と、変速機構４の入力軸と接続されたトルクコンバータ３の出力軸３６とは、互いに逆方向に回転する。
【００６３】
この入力軸３４と出力軸３６との逆向きのトルクは、トルクコンバータ３の内部のオイルを介して打ち消し合うことになるが、入力軸３４の回転数に対する出力軸３６の回転数の比が絶対値で１を超えると、ポンプ翼車３５にかかる負荷が急激に上昇し、エンジン２の回転が不安定になり、エンジンストールを発生させる可能性が生じる。
【００６４】
そこで、本発明に係る車両の制御装置を構成するＥＣＵ１０は、Ｄレンジが選択された状態で車両１が登坂路を後進したり、Ｒレンジが選択された状態で車両１が降坂路を前進していると判断した場合、すなわち、指示レンジと逆方向に車両１が進行している場合には、タービン回転数センサ２３から入力された信号に基づいてタービン回転数を検出すると、ＩＳＣ制御を実行することによりエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差Ａ［ｒｐｍ］を一定に維持することにより、入力軸３４の回転数に対する出力軸３６の回転数の比が絶対値で１を超えないようにしている。具体的には、ＥＣＵ１０は、ＩＳＣ用バルブアクチュエータを制御することによって、エンジン２のアイドル状態における吸入空気量を増加させエンジン回転数を上昇させることにより、ポンプ翼車３５にかかる負荷の急激な上昇を抑制し、エンジン２の出力を安定させエンジンストールが発生することを防止するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１０は、本発明に係るエンジン回転数上昇手段を構成する。また、回転数差Ａは、本発明に係る予め定められた設定値を意味する。
【００６５】
また、ＥＣＵ１０は、ＩＳＣ制御の実行によるエンジン回転数の上限値を予めＲＯＭに記憶している。この上限値は、エンジン２のアイドル状態において、ＩＳＣ用バルブアクチュエータの制御により上昇可能なエンジン回転数として予め実験的な測定により定められている。
【００６６】
また、ＥＣＵ１０は、ＩＳＣ制御により上限値に達したエンジン回転数と、タービン回転数との差が所定値Ｂ［ｒｐｍ］より小さくなった場合には、エンジンストールが発生する可能性が生じたものとして、エンスト直前判定成立フラグをＯＮにする。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１０は、本発明に係るエンジンストール発生予測手段を構成する。所定値Ｂとしては、ＥＣＵ１０が運転者に警告装置４８を介して警告を行ってから、運転者がブレーキペダル５０を操作することにより車両１が制動するまでにかかる時間を考慮して設定される。
【００６７】
また、ＥＣＵ１０は、エンスト直前判定成立フラグがＯＮになると、警告装置４８を制御して警告音を発生させ、運転者にエンストが発生する可能性が生じたことを警告するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１０は、本発明に係る防止制御手段を構成する。
【００６８】
なお、ＥＣＵ１０は、警告装置４８に警告音を発生させる代わりに、車両１に搭載されているブレーキ機構４７を制御して、車両１を制動するようにしてもよい。また、ＥＣＵ１０は、警告装置４８により警告音を発生させた後も所定時間以内にブレーキペダル５０が踏み込まれていないと判断した場合には、ブレーキ機構４７を制御して車両１を制動するようにしてもよい。
【００６９】
図３は、本発明の実施の形態に係るエンスト直前判定制御を説明するためのタイミングチャートである。また、図４は、本実施の形態に係るエンスト直前判定制御を実行しない場合におけるエンジン回転数等の変化を表したタイミングチャートである。
【００７０】
図３において、車両１は、まず、登坂路に停車しており、Ｄレンジの状態で運転者によりブレーキペダル５０が踏み込まれている。そして、時刻ｔ１において、運転者によりブレーキペダル５０が開放されると、車両１が後進を始める（実線５１参照）。
【００７１】
このとき、ＥＣＵ１０は、傾斜角センサ３３から入力される信号に基づき、車両１が登坂路に停車していると判断している。また、アクセル開度センサ３０から入力される信号に基づき、運転者によりアクセルペダル１９が踏み込まれていないと判断している。
【００７２】
ＥＣＵ１０は、エンジン回転数に対するタービン回転数の比の絶対値が１を超えないよう、エンジン回転数をタービン回転数より所定値Ａ［ｒｐｍ］だけ上昇させる。この場合、ＥＣＵ１０は、タービン回転数より所定値Ａ［ｒｐｍ］だけ高いエンジン回転数を目標エンジン回転数として設定し、公知のフィードバック制御により実エンジン回転数を当該目標エンジン回転数に追従させるようになっている。
【００７３】
なお、エンジン回転数がアイドル運転を安定的に維持するための最低エンジン回転数になっている状態において、エンジン回転数とタービン回転数との差がＡ［ｒｐｍ］より大きい場合、すなわち図３における時刻ｔ１とｔ２との間においては、ＥＣＵ１０は、目標エンジン回転数を最低エンジン回転数に維持するようになっている。
【００７４】
そして、タービン回転数と最低エンジン回転数との回転数差が所定値Ａより小さくなった場合、すなわち時刻ｔ２を超えると、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が所定値Ａ［ｒｐｍ］となるよう目標エンジン回転数を設定し、ＩＳＣ制御を実行して実エンジン回転数を目標エンジン回転数に追従させる。
【００７５】
また、本実施の形態においては、この目標エンジン回転数は、ＩＳＣ制御により上昇可能なエンジン回転数を目標エンジン回転数の上限値としているので、ＥＣＵ１０は、図３における時刻ｔ３を超えると、目標エンジン回転数を当該上限値に維持する（破線５２参照）。
【００７６】
また、ＥＣＵ１０は、時刻ｔ１において、車両１が指示レンジと逆方向に進行を始めていると判断した場合には、エンスト直前判定を開始している。このエンスト直前判定は、予め実験的に求められているエンスト予測車速Ｖｐｒｅｄおよびその時のエンジン回転数およびタービン回転数の回転数差αに基づいて、エンジンストールが発生すると判断するための判定条件であるエンジン回転数とタービン回転数との回転数差Ｂ［ｒｐｍ］を算出する。したがって、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が、この回転数差Ｂより小さくなった場合に、エンスト直前判定が成立したと判断するようになっている。
【００７７】
そして、ＥＣＵ１０は、時刻ｔ４において、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差がＢより小さくなったと判断すると、エンスト直前判定が成立したことを示すフラグをＯＮにし（実線５５参照）、運転者に対する警告を実行する（実線５６参照）。
【００７８】
これに対し、図４に示すように、エンスト直前判定制御を実行しない従来の車両においては、Ｄレンジで登坂路に停車している状態で、時刻ｔ１に運転者によりアクセルペダル１９およびブレーキペダル５０のいずれもが開放されると、後進を始める（実線６１参照）。これに伴い、タービン回転数も上昇する（実線６４参照）。
【００７９】
このとき、ＥＣＵは、ＩＳＣ制御によるエンジン回転数の上昇を実行しないため、目標エンジン回転数は変化しない（実線６２参照）。
【００８０】
そして、時刻ｔ２において、エンジン回転数に対するタービン回転数の比の絶対値が１を超える（実線６３、６４参照）。このため、ポンプ翼車３５にかかる負荷が上昇しエンジン２の回転が不安定になり、エンジン回転数が低下を始め、時刻ｔ３においてエンジンストールが発生することとなる（実線６３参照）。
【００８１】
次に、本実施の形態に係るエンスト直前判定制御処理について図５を参照して説明する。
【００８２】
なお、以下の処理は、ＥＣＵ１０を構成するＣＰＵによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵによって処理可能なプログラムを実現する。
【００８３】
まず、ＥＣＵ１０は、傾斜角センサ３３から入力される信号に基づいて、車両１が停車している登坂路あるいは降坂路の傾斜角が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。傾斜角の所定値は、運転者によりアクセルペダル１９およびブレーキペダル５０が開放された際に、車両１が自重で指示レンジと逆方向に走行する可能性のある路面の角度として予め設定されている。
【００８４】
ＥＣＵ１０は、傾斜角が所定値以上であると判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行し、所定値未満であると判断した場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ＥＮＤに移行する。
【００８５】
次に、ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ３０から入力される信号に基づいて、アクセルＯＦＦか否かを判断する（ステップＳ１２）。ＥＣＵ１０は、アクセルＯＦＦと判断すると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行し、アクセルＯＦＦでないと判断すると（ステップＳ１２でＮＯ）、ＥＮＤに移行する。
【００８６】
次に、ＥＣＵ１０は、車速センサ２５および操作位置センサ２９から入力される信号に基づいて、指示レンジが示す車両１の進行方向と逆方向の車速が増加しているか否かを判断する（ステップＳ１３）。ＥＣＵ１０は、Ｄレンジが選択されている状態で車両１の後進を示す車速を表す信号を取得したり、あるいはＲレンジが選択されている状態で車両１の前進を示す車速を表す信号を取得した場合には、指示レンジが示す車両１の進行方向と逆方向への車速が増加していると判断し（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４に移行する。一方、指示レンジが示す車両１の進行方向と同方向への車速が増加していると判断すると（ステップＳ１３でＮＯ）、ＥＮＤに移行する。
【００８７】
次に、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数を上昇させる（ステップＳ１４）。具体的には、ＥＣＵ１０は、タービン回転数センサ２３からタービン回転数を表す信号を入力すると、このタービン回転数に所定値Ａ［ｒｐｍ］だけ高い回転数を目標エンジン回転数として設定する。そして、ＥＣＵ１０は、ＩＳＣ用バルブアクチュエータをフィードバック制御により制御することによって、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に追従させる。
【００８８】
なお、この所定値Ａ［ｒｐｍ］は、ＥＣＵ１０がＩＳＣ用バルブアクチュエータの制御を開始してから、エンジン２の各気筒内に吸入される空気量が実際に増加するまでの時間遅れを考慮し、目標エンジン回転数の上昇に対する実エンジン回転数の上昇が遅れたとしても、実エンジン回転数がタービン回転数より高い値を維持できるよう、予め実験的な測定により定められている。
【００８９】
次に、ＥＣＵ１０は、エンスト直前判定条件を算出する（ステップＳ１５）。このステップにおいて、ＥＣＵ１０は、エンジンストールが発生する予測車速Ｖｐｒｅｄおよびその時のタービン回転数とエンジン回転数との回転数差α［ｒｐｍ］とをＲＯＭから取得する。この予測車速Ｖｐｒｅｄおよび回転数差α［ｒｐｍ］は、車両１の車輪の直径やギヤ比、ＩＳＣ制御におけるエンジン回転数の上限値などの諸元値から予め算出されている。
【００９０】
そして、ＥＣＵ１０は、現在のタービン回転数の単位時間当たりの上昇率を求め、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差がエンスト直前判定条件において用いられる所定値より小さくなったことにより、運転者に警告を発した後にブレーキ操作が実行された場合においても、エンジンストールが発生することを防止できる十分な値を確保できるよう、当該エンスト直前判定条件を設定する。
【００９１】
ここで、タービン回転数の単位時間当たりの上昇率と、エンスト直前判定条件において使用される判定回転数差Ｂ［ｒｐｍ］とは、互いに対応付けられた判定回転数差算出マップとして予めＲＯＭに記憶されていると好適である。
【００９２】
次に、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とタービン回転数との回転数差が、ステップＳ１５において算出した判定回転数差Ｂ［ｒｐｍ］より小さくなったか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００９３】
ＥＣＵ１０は、回転数差が所定値Ｂ［ｒｐｍ］より小さくなったと判定した場合には、エンジンストールの発生可能性が生じた、すなわちエンスト直前判定が成立したと判断し（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１７に移行する。一方、ＥＣＵ１０は、エンスト直前判定が成立していないと判断した場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、ＥＮＤに移行する。
【００９４】
そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７に移行すると、エンスト防止制御を実行する。本実施の形態においては、ＥＣＵ１０は、エンスト防止制御として、警告装置４８を制御して警告音を発し、運転者にエンジンストールが発生することを警告する。
【００９５】
以上のように、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置は、エンジンストールの発生を予め定められたエンジン回転数と入力軸回転数との回転数差に基づいて予測するので、エンジンストールの発生予測を精度よく行える。そのため、エンジンストールが発生する可能性の低い状態で不必要に車両１の車速が制限されることを防止できる。したがって、ドライバビリティの低下の抑制とエンジンストールの発生の防止とを両立することができる。
【００９６】
また、アイドルスピードコントロールによりエンジン回転数が上昇されるので、運転者に対し車両１の挙動に関する違和感を与えることなくエンジンストールの発生を抑制できる。
【００９７】
また、アイドルスピードコントロールにより上昇可能なエンジン回転数の上限値は予め算出可能であるため、エンジンストールが実際に発生するタイミングより十分前もってエンジンストールの発生を予測することが可能となる。
【００９８】
また、エンジンストールの発生可能性が生じたことを運転者に警告するので、運転者はエンジンストールの発生前にブレーキ操作を開始することができる。したがって、エンジンストールの発生を防止することができる。
【００９９】
なお、以上の説明においては、ＥＣＵ１０が、運転者により選択されているレンジ、すなわち指示レンジを表す信号を取得する場合について説明した。しかしながら、ＥＣＵ１０は、指示レンジを表す信号の代わりに、運転者により選択された指示変速段を表す信号を取得するようにしてもよい。
【０１００】
また、変速機構４が本発明の変速機を構成する場合について説明したが、これに限定されず、ベルト式無段変速機など変速比を無段で設定可能な無段変速機が本発明の変速機を構成してもよい。
【０１０１】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ１０は、エンジンストールが発生する予測車速Ｖｐｒｅｄなどに基づいて所定値Ｂ［ｒｐｍ］を算出し、この所定値Ｂを用いてエンスト直前判定を実行する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＣＵ１０は、車両１の車速が予測車速Ｖｐｒｅｄより所定値だけ低い車速に達した場合に、エンスト直前判定が成立したと判断してもよい。また、ＥＣＵ１０は、車両１が後進する加速度に基づいて予測車速Ｖｐｒｅｄに到達する予想到達時間を算出し、この予想到達時間より所定時間前になった時点でエンスト直前判定が成立したと判断してもよい。
【０１０２】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ１０が、Ｄレンジが選択されている状態で車両１が登坂路を後進している場合、およびＲレンジが選択されている状態で車両１が降坂路を前進していると判断した場合、目標エンジン回転数をタービン回転数から所定値Ａ［ｒｐｍ］だけ高くなるよう設定する場合について説明したが、これに限定されず、以下に説明するように、ＥＣＵ１０は、所定値Ａを路面の傾斜角に応じた可変の値として設定するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ１０は、所定値Ａを以下のように設定する。なお、以下の説明では、指示レンジがＤレンジであり、運転者が車両１を自重により後進させる場合を例に説明する。
【０１０３】
車両１が勾配を有する路面に停車している場合、この車両１に対する勾配抵抗ｆｓｌは次式（１）で表される。
【０１０４】
勾配抵抗ｆｓｌ  ＝  Ｗ  ×  ｇ  ×  ｓｉｎθ          （１）
ここで、Ｗは車両１の重量、ｇは重力加速度、θは路面の傾斜角を表している。
【０１０５】
この勾配抵抗が増加するに従って、車両１の後進加速度が増加するため、タービン回転数の増加に対するＩＳＣ制御によるエンジン回転数の上昇の追従が遅れることになる。そこで、ＥＣＵ１０は、図６に示すように、勾配抵抗ｆｓｌが大きいほど所定値Ａ［ｒｐｍ］を大きい値に設定することにより、実エンジン回転数の立ち上がりを急峻にし、エンジンストールの発生をより確実に防止するようになっている。
【０１０６】
ここで、傾斜角が小さい場合には、車両１の車速はほとんど増加しない。また、路面の傾斜角は一般に３０°より小さい値をとる。
【０１０７】
したがって、実際には、図７に示すように、傾斜角の最大値を３０°とし、傾斜角に対し所定値Ａが線形の関係で表されるマップを予めＲＯＭに記憶しておくと好適である。
【０１０８】
このように所定値Ａを設定することにより、ＥＣＵ１０は、エンジンストールの発生する可能性が高い傾斜角であるほど、エンジン回転数の上昇の立ち上がりを急峻にし、実エンジン回転数の上昇を目標エンジン回転数に追従させ、エンジンストールの発生を防止することができる。
【０１０９】
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、ドライバビリティの低下の抑制とエンジンストールの発生の防止とを両立することができるという効果を奏するものであり、駆動力源として内燃機関を搭載した車両の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  車両
２  エンジン
３  トルクコンバータ
４  変速機構
５  自動変速機
１０  ＥＣＵ（制御装置、エンジン回転数検出手段、入力軸回転数検出手段、車速検出手段、アクセル開度検出手段、傾斜角検出手段、エンジン回転数上昇手段、エンジンストール発生予測手段、防止制御手段）
１９  アクセルペダル
２１  エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
２２  吸入空気量センサ
２３  タービン回転数センサ（入力軸回転数検出手段）
２４  スロットル開度センサ
２５  車速センサ（車速検出手段）
２６  冷却水温センサ
２７  ブレーキセンサ
２８  シフトレバー
２９  操作位置センサ
３０  アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
３１  スロットル弁
３３  傾斜角センサ（傾斜角検出手段）
３４  入力軸
３５  ポンプ翼車
３６  出力軸
３７  タービン翼車
３９  ステータ翼車
４０  ロックアップクラッチ
４６  出力軸
４７  ブレーキ機構
４８  警告装置
５０  ブレーキペダル
７３  ＩＳＣ用バイパス通路
【図１】
0005549660.tif 000002
【図２】
0005549660.tif 000003
【図３】
0005549660.tif 000004
【図４】
0005549660.tif 000005
【図５】
0005549660.tif 000006
【図６】
0005549660.tif 000007
【図７】
0005549660.tif 000008