車載内燃機関の制御装置
【課題】制動力の低下を抑制しつつ、急停車時のエンジンストールの発生を抑制することのできる車載内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】トルクコンバータ２０は、そのポンプインペラ２１が内燃機関１０のクランクシャフト１３に連結されるとともに、タービンライナ２２が自動変速機３０の入力軸３１に連結されている。電子制御装置１００は、入力軸回転速度センサ６６によって検出されるタービンライナ２２の回転速度に基づいてタービンライナ２２の逆回転の発生が推定されたときに内燃機関１０の機関出力を増大させる。
【解決手段】トルクコンバータ２０は、そのポンプインペラ２１が内燃機関１０のクランクシャフト１３に連結されるとともに、タービンライナ２２が自動変速機３０の入力軸３１に連結されている。電子制御装置１００は、入力軸回転速度センサ６６によって検出されるタービンライナ２２の回転速度に基づいてタービンライナ２２の逆回転の発生が推定されたときに内燃機関１０の機関出力を増大させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関と変速機とをトルクコンバータを介して接続した車両に搭載される車載内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機を備える車両には、変速機の入力軸に連結されたタービンライナに内燃機関の出力軸に連結されたポンプインペラの回転力を流体を介して伝達するトルクコンバータが設けられている。こうしたトルクコンバータを備える車両にあっては、トルクコンバータを介して内燃機関と変速機との間で常にトルクが伝達される。そのため、制動時や停車時のように変速機の下流側に接続された駆動系に制動力が作用し、内燃機関の出力軸の回転速度よりも変速機の入力軸の回転速度が遅くなる場合には、変速機の入力軸側から内燃機関の出力軸側にその回転を減速させる負荷が作用する。そして、急制動や急停車等のように大きな制動力が作用する場合には、変速機の入力軸の回転速度が急激に低下し、内燃機関の出力軸に特に大きな負荷が入力されて機関運転が停止してしまういわゆるエンジンストールが発生することがある。
【０００３】
これに対して特許文献１には、急制動時にスロットルバルブの開度を増大させてエンジンストールの発生を回避するものが記載されている。具体的には、図４に実線で示されるようにスロットルバルブが閉弁されており、且つブレーキペダルが所定量以上踏み込まれたときに急制動である旨を判定し、スロットルバルブの開度を強制的に増大させて機関出力を増大させるようにしている（図４における時刻ｔ１）。これにより、トルクコンバータを介して変速機側から内燃機関側に大きな負荷が入力された場合であってもエンジンストールの発生が抑制されるようになる。
【特許文献１】特開平９‐３２５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のように減速中にスロットルバルブの開度を増大させると、エンジンブレーキの効果が低下するため、図４に一点鎖線で示されるようにスロットルバルブの開度を増大させなかった場合と比較して車速が低下しにくくなり、制動距離が長くなってしまう。このように上記特許文献１に記載の構成は、急制動時におけるエンジンストールの発生を抑制することができるものの、制動力が低下してしまうという欠点があり、この点において改良の余地を残すものであった。
【０００５】
これに対して本願発明者は、急制動時にはドライブシャフト等、トルクコンバータよりも下流側の駆動系にねじれが生じており、車両が停車してこの駆動系の回転が停止したときにこのねじれが解消されることを発見した。そして、このねじれの解消に伴ってトルクコンバータのタービンライナが逆回転し、このタービンライナの逆回転に伴ってトルクコンバータを介して内燃機関に大きな負荷が作用していることに着目し、上記のようなエンジンストールが特に車両が停止する瞬間に発生しやすくなっていることを見出した。
【０００６】
この発明はこうした知見に基づくものであり、その目的は制動力の低下を抑制しつつ、急停車時のエンジンストールの発生を抑制することのできる車載内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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に記載の発明は、内燃機関の出力軸に連結されたポンプインペラと、変速機の入力軸に連結されたタービンライナとを有し、これらポンプインペラとタービンライナとの間で流体を介して回転力を伝達するトルクコンバータを備える車両に搭載される車載内燃機関の制御装置であって、前記タービンライナの回転速度を検出するタービン回転速度検出手段と、検出される前記タービンライナの回転速度に基づいて前記タービンライナの逆回転の発生が推定されたときに機関出力を増大させるエンジンストール抑制手段とを備えることをその要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、タービンライナの回転速度に基づいて、ポンプインペラの回転方向、すなわち内燃機関の出力軸の回転方向に対するタービンライナの逆回転の発生が推定されたときに機関出力が増大される。そのため、タービンライナの逆回転に起因してトルクコンバータを介して内燃機関に大きな負荷が作用するときには、機関出力が増大されるようになり、タービンライナの逆回転に起因するエンジンストールの発生が抑制される。また、従来行われていたように急制動時に機関出力を増大させる場合には、急制動であることが判定された時点から機関出力を増大させることとなり、減速中のエンジンブレーキの効果が低下してしまう。これに対して上記請求項１に記載の構成によればこうした従来の構成と比較して減速中の機関出力の増大を極力抑制し、エンジンストールが特に発生しやすいタービンライナの逆回転発生時に機関出力を増大させて好適にエンジンストールの発生を抑制することができる。すなわち、上記請求項１に記載の構成によれば、減速中の制動力の低下を抑制しつつ、急停車時のエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を強制的に増大させることにより機関出力を増大させることをその要旨とする。
【００１０】
具体的には、上記請求項２に記載の発明のようにタービンライナの逆回転が推定されたときに内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を強制的に増大させることにより、機関出力を増大させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービン回転速度検出手段によって前記タービンライナの回転方向が前記ポンプインペラの回転方向と異なっていることが検出されたときに前記タービンライナの逆回転の発生を推定することをその要旨とする。
【００１２】
具体的には、上記請求項３に記載の発明のようにタービン回転速度検出手段によって検出されるタービンライナの回転速度に基づいてタービンライナの回転方向がポンプインペラの回転方向と異なっていることが検出されたときにタービンライナの逆回転が発生していることを推定する構成を採用することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナが逆回転しているときの同タービンライナの回転速度が大きいときほど機関出力が大きくなるように同機関出力を増大させることをその要旨とする。
【００１４】
タービンライナが逆回転しているときには、その回転速度が大きいほど、すなわちポンプインペラとタービンライナとの相対的な回転速度差が大きいほどポンプインペラに連結された内燃機関の出力軸には大きな負荷が作用する。そのため、この負荷の影響によるエンジンストールの発生を好適に抑制する上では、上記請求項４に記載の発明によるように逆回転しているタービンライナの回転速度が大きいときほど機関出力を増大させることが望ましい。こうした構成を採用すれば、内燃機関に作用する負荷の大きさに合わせた態様で機関出力を増大させることができ、無駄に機関出力を増大させることを回避しながら好適にエンジンストールの発生を抑制することができる。
【００１５】
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載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転が停止したときに前記機関出力の増大を終了することをその要旨とする。
【００１６】
タービンライナの逆回転が停止すれば、これに伴って内燃機関に過大な負荷が作用することもなくなるため、エンジンストールの発生する可能性は低くなる。そのため、タービンライナの逆回転が停止した場合には、上記構成のように速やかに機関出力の増大を終了することが望ましい。こうした構成を採用すれば、無駄に機関出力の増大を継続させて燃料消費量が増大することを抑制することができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、急制動である旨を判定する急制動判定手段を更に備え、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転の発生が推定され、且つ前記急制動判定手段によって急制動である旨の判定がなされていることを条件に前記機関出力を増大させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置である。
【００１８】
急制動時にあっては、トルクコンバータよりも下流側の駆動系の回転速度が急激に低下し、これら駆動系がより大きくねじれるようになり、それに伴ってねじれとして駆動系に蓄えられるエネルギも大きくなる。その結果、車両停止時にこのねじれが解消する際に発生するタービンライナの逆回転に起因して内燃機関に作用する負荷も大きなものとなり、エンジンストールがより発生しやすくなる。一方で、急制動ではなく駆動系のねじれが小さい場合には、これが解消する際に発生するタービンライナの逆回転に起因して内燃機関に作用する負荷も小さなものとなり、エンジンストールは発生しにくい。そのため、上記請求項６に記載の発明によるようにポンプインペラに対してタービンライナが逆回転することが推定され、且つ急制動である旨の判定がなされていることを条件に機関出力を増大させる構成を採用することもできる。こうした構成を採用すれば、エンジンストールが発生しやすい急制動のときにのみ、機関出力を増大させることができるようになり、無駄な機関出力の増大を回避しつつ、好適にエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記急制動判定手段は、ブレーキマスタシリンダ内の圧力が所定圧力以上であることに基づいて急制動である旨を判定することをその要旨とする。
【００２０】
急制動であるか否かを判定する手段としては、具体的には上記請求項７に記載の発明のようにブレーキマスタシリンダ内の圧力を検出し、これが所定圧力以上であるか否かを監視する構成を採用することができる。こうした構成を採用すれば、ブレーキの作動油圧に対応して変化するブレーキマスタシリンダ内の圧力に基づいてこれが所定圧力以上である場合には急制動である旨を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明にかかる車載内燃機関の制御装置を自動車に搭載された内燃機関を統括的に制御する電子制御装置に具体化した一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。図１は本実施形態にかかる電子制御装置１００と、その制御対象である車両の駆動系の概略構成を示す模式図である。
【００２２】
図１に示されるように内燃機関１０は、トルクコンバータ２０を介して自動変速機３０と接続されている。トルクコンバータ２０の内部はオイルで満たされており、その中に内燃機関１０のクランクシャフト１３に接続されたポンプインペラ２１と、自動変速機３０の入力軸３１に接続されたタービンライナ２２とが互いに対向するように配設されている。また、図１に示されるようにポンプインペラ２１とタービンライナ２２との間には、これらの間でオイルの流れを整流するステータ２３が設けられている。
【００２３】
これにより、内燃機関１０の運転に伴ってクランクシャフト１３とともにポンプインペラ２１が回転すると、オイルがこれに伴ってトルクコンバータ２０内で流動し、このオイルの流動によってタービンライナ２２に回転力が伝達されるようになる。また、このとき、オイルはステータ２３の整流作用によってポンプインペラ２１からタービンライナ２２へ、そしてタービンライナ２２からステータ２３を通じてポンプインペラ２１へと向かって流動するようになり、この整流作用によってトルクコンバータ２０に入力された回転力が増大されて自動変速機３０側へ出力されることとなる。
【００２４】
自動変速機３０は、図示しない複数のギアの組み合わせによって駆動力の伝達経路を変更し、変速比を変更する多段式の変速機である。自動変速機３０の出力軸３２は、プロペラシャフト４０及びディファレンシャル４１を介して駆動輪４３が取り付けられたドライブシャフト４２に接続されている。これにより自動変速機３０を通じて変速された回転力は、これらプロペラシャフト４０、ディファレンシャル４１、ドライブシャフト４２を順に経て、最終的に駆動輪４３に伝達される。
【００２５】
また、図１に示されるように内燃機関１０には、燃焼室に空気を導入する吸気通路１１が接続されている。吸気通路１１には、吸入空気量ＧＡを調量するスロットルバルブ１２が設けられている。このスロットルバルブ１２の開度であるスロットル開度ＴＡは、電子制御装置１００の指令に基づいて駆動されるモータ１２ａによって制御される。
【００２６】
本実施形態にかかる内燃機関１０にあっては、こうしてスロットル開度ＴＡを変更し、これによって調量される吸入空気に対応する量の燃料が燃料噴射弁から噴射される。そして、空気と燃料の混合気が燃焼室で燃焼されることにより、クランクシャフト１３が回転し、トルクコンバータ２０、自動変速機３０を通じて駆動輪４３にその回転力が伝達される。
【００２７】
内燃機関１０及び自動変速機３０には、機関運転状態を検出する各種のセンサが設けられている。例えば、水温センサ６０は内燃機関１０のウォータジャケット内の機関冷却水の温度である機関冷却水温ＴＨＷを検出する。クランクシャフト１３の近傍に設けられたクランク角センサ６１は機関回転速度ＮＥ及びクランク角ＣＡを検出する。図示しないアクセルペダルに設けられたアクセルポジションセンサ６２はアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。スロットルポジションセンサ６３はスロットル開度ＴＡを検出する。エアフロメータ６４は吸気通路１１を通じて燃焼室に導入される吸入空気量ＧＡを検出する。ブレーキペダルの踏み込み量に対応してブレーキの作動油圧を発生させるブレーキマスタシリンダに設けられたマスタシリンダ圧力センサ６５はブレーキマスタシリンダ内の圧力であるブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰを検出する。また、図１に示されるように自動変速機３０の入力軸３１及び出力軸３２の近傍には、これら入力軸３１及び出力軸３２の回転速度を検出する入力軸回転速度センサ６６と出力軸回転速度センサ６７とがそれぞれ設けられている。
【００２８】
電子制御装置１００は、これら各種センサ６０〜６７の検出信号を読み込み、各種演算処理を実行し、その結果に基づいて内燃機関１０を統括的に制御する。具体的には、電子制御装置１００は入力軸回転速度センサ６６の出力値に基づいてタービンライナ２２の回転速度であるタービン回転速度ＮＴを検出するとともに、出力軸回転速度センサ６７の出力値に基づいて車速ＳＰＤを検出する。尚、入力軸回転速度センサ６６にあっては、入力軸３１の回転方向も検出することができるようになっており、その回転方向がクランクシャフト１３の回転方向と同じ場合には正のタービン回転速度ＮＴが、入力軸３１の回転方向がクランクシャフト１３の回転方向と反対方向の場合には負のタービン回転速度ＮＴが検出されるようになっている。
【００２９】
また、クランク角センサ６１から入力されるクランク角ＣＡに基づいて、内燃機関１０の各気筒に対する燃料噴射及び点火を実行する。更に機関回転速度ＮＥ及びアクセル操作量ＡＣＣＰに基づいて目標スロットル開度ＴＡｔｒｇを設定し、スロットル開度ＴＡがこの目標スロットル開度ＴＡｔｒｇと一致するようにモータ１２ａを制御することにより、上述したようにスロットルバルブ１２を駆動して吸入空気量ＧＡを調量する。そして、これと併せて燃料噴射量を設定し、燃料噴射弁を開弁駆動して燃料噴射量を調量する。
【００３０】
ところで、制動時や停車時のようにブレーキがかけられ、プロペラシャフト４０やドライブシャフト４２の回転速度が低下する場合には、内燃機関１０のクランクシャフト１３に接続されたポンプインペラ２１の回転速度よりも自動変速機３０の入力軸３１に接続されたタービンライナ２２の回転速度が遅くなる。上述したように内燃機関１０と自動変速機３０はトルクコンバータ２０を介して接続されており、これらの間では常に回転力が伝達されるようになっている。そのため、このようにタービン回転速度ＮＴがポンプインペラ２１の回転速度よりも遅くなった場合には、内燃機関１０にはトルクコンバータ２０を介して機関回転速度ＮＥを減速させる負荷が作用することとなる。
【００３１】
また、急制動時には内燃機関１０側から入力される回転力によって回転している駆動系の回転部材、すなわちプロペラシャフト４０やドライブシャフト４２等には、その両端部において回転力と制動力とが互いに反対方向に作用することとなる。そのため、急制動時にはこれらの部材にねじれが生じ、車両が停車してこの駆動系の回転が停止したときにこのねじれが解消されるようになる。そして、本願発明者は、このねじれの解消に伴ってトルクコンバータ２０のタービンライナ２２が逆回転し、このタービンライナ２２の逆回転に伴ってトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０に更に大きな負荷が作用することに着目し、車両が停止する瞬間にこの逆回転に起因してエンジンストールが発生しやすくなっていることを見出した。
【００３２】
そこで、本実施形態の車両にあっては、急制動時にタービンライナ２２の逆回転が推定されるときに機関出力を増大させてエンジンストールの発生を抑制するエンジンストール抑制制御を実行するようにしている。
【００３３】
以下、図２を参照してこのエンジンストール抑制制御について説明する。尚、図２はエンジンストール抑制制御の一連の処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理は機関運転中に電子制御装置１００によって繰り返し実行される。
【００３４】
この処理が開始されると、電子制御装置１００は、まずステップＳ１００において、ブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上であるか否かを判定する。尚、所定圧力ＢＭＰｓｔの値は、ブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが同所定圧力ＢＭＰｓｔ以上であることに基づいて急制動が行われていることを推定することのできる閾値として、予め行う実験等の結果に基づいて設定されている。
【００３５】
ステップＳ１００において、ブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、すなわち急制動が行われていることが推定された場合には、ステップＳ１１０へと進む。
【００３６】
そして、ステップＳ１１０において、タービン回転速度ＮＴが「０」未満であるか否かを判定する。ステップＳ１１０において、タービン回転速度ＮＴが「０」未満である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）には、タービンライナ２２が逆回転している旨を推定し、ステップＳ１２０へと進む。
【００３７】
そして、ステップＳ１２０において、スロットル開度ＴＡを増大させる。具体的には、目標スロットル開度ＴＡｔｒｇに加算する補正量αとして所定量Ａを設定し、この補正量αを目標スロットル開度ＴＡｔｒｇに加算することにより目標スロットル開度ＴＡｔｒｇを増大補正する。これにより、スロットル開度ＴＡが所定量Ａだけ増大補正されて吸入空気量ＧＡが増量し、機関出力が増大されるようになる。こうして機関出力を増大させると電子制御装置１００は、この処理を一旦終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１００においてブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ未満である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、またステップＳ１１０においてタービン回転速度ＮＴが「０」以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）には、ステップＳ１３０へと進む。そして、ステップＳ１３０において、補正量αを「０」に設定し、電子制御装置１００はスロットル開度ＴＡの増大補正を行わずにこの処理を一端終了する。すなわち、急制動が行われていない場合、またタービン回転速度ＮＴが「０」以上であり、タービンライナ２２の逆回転が推定されない場合には機関出力を増大させずにそのままこの処理を一旦終了する。また、前回の制御周期までの間、スロットル開度ＴＡを増大させていた場合であっても、今回の制御周期におけるステップＳ１１０においてタービン回転速度ＮＴが「０」以上である旨判定された場合、すなわちタービンライナ２２の逆回転の停止が推定される場合にはスロットル開度ＴＡの増大を終了して、この処理を一旦終了する。
【００３９】
以下、図３を参照してこうしたエンジンストール抑制制御を実行した場合の作用を説明する。尚、図３は本実施形態にかかるエンジンストール抑制制御における車速ＳＰＤ、機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴの変化と、スロットル開度ＴＡの変化との関係を示すタイミングチャートである。尚、図３にあっては本実施形態にかかるエンジンストール抑制制御にかかる各値の変化を実線で示すとともに、エンジンストール抑制制御を実行しなかった場合の各値の変化を一点鎖線で示し、従来行われていたエンジンストール抑制制御を実行した場合の各値の変化を二点鎖線で示している。
【００４０】
図３に一点鎖線で示されるようにエンジンストール抑制制御を実行しなかった場合には、時刻ｔ１において急制動が実行されブレーキマスタシリンダ圧が所定圧力ＢＭＰｓｔ以上になると車速ＳＰＤ、機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴが急激に低下する。このとき、プロペラシャフト４０やドライブシャフト４２等の駆動系にはねじれが生じ、エネルギが蓄えられる。そして、時刻ｔ２において車速ＳＰＤが「０」になり車両が停止すると、タービンライナ２２が逆回転するとともに、このねじれが解消される（時刻ｔ２〜３）。これによりトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０には大きな負荷が作用し、機関回転速度ＮＥが自立運転を継続し得る回転速度よりも低下してしまい、内燃機関１０が停止してしまう。このようにエンジンストール抑制制御を行わない場合には、急制動によって車両が停止するときにエンジンストールが発生し、内燃機関１０が停止してしまう。
【００４１】
これに対して、図３に二点鎖線で示されるように従来行われていたエンジンストール抑制制御にあっては、時刻ｔ１においてブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上となり、急制動であることが判定されるとスロットル開度ＴＡが増大補正される。これにより、吸入空気量ＧＡが増大し、それに伴って機関出力が増大されるため、急制動時であっても機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴの急激な低下が抑制され、エンジンストールの発生が回避される（時刻ｔ１〜ｔ４）。
【００４２】
このように従来のエンジンストール抑制制御を実行した場合には、確かにエンジンストールの発生を回避することはできるものの、時刻ｔ１において急制動であることが判定された時点でスロットル開度ＴＡが増大補正され、機関出力が増大されるため、図３に示されるように車速ＳＰＤが低下しにくくなり、制動距離が長くなってしまう。
【００４３】
これに対して本実施形態のエンジンストール抑制制御にあっては、図３に実線で示されるように、時刻ｔ１において急制動が実行された時点ではスロットル開度ＴＡを増大補正せずに、時刻ｔ２においてタービン回転速度ＮＴが「０」未満になったときにスロットル開度ＴＡを増大補正するようにしている。このスロットル開度ＴＡの増大補正により、吸入空気量ＧＡが増大され、機関出力が増大されるため、タービンライナ２２が逆回転することにより内燃機関１０に大きな負荷が作用しても機関回転速度ＮＥが低下しなくなり、エンジンストールの発生が回避される。
【００４４】
そして、時刻ｔ３においてプロペラシャフト４０やドライブシャフト４２等のねじれが解消されてタービンライナ２２の逆回転が停止し、タービン回転速度ＮＴが「０」になったときにスロットル開度ＴＡの増大補正が終了される。
【００４５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）タービン回転速度ＮＴに基づいて、ポンプインペラ２１の回転方向、すなわち内燃機関１０のクランクシャフト１３の回転方向に対するタービンライナ２２の逆回転の発生が推定されたときに機関出力が増大される。そのため、タービンライナ２２の逆回転に起因してトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０に大きな負荷が作用するときには、機関出力が増大されるようになり、タービンライナ２２の逆回転に起因するエンジンストールの発生が抑制される。また、従来行われていたように急制動時に機関出力を増大させる場合には、急制動であることが判定された時点から機関出力を増大させることとなり、減速中のエンジンブレーキの効果が低下してしまう。これに対して本実施形態のエンジンストール抑制制御によればこうした従来の構成と比較して減速中の機関出力の増大を極力抑制し、エンジンストールが特に発生しやすいタービンライナ２２の逆回転発生時に機関出力を増大させて好適にエンジンストールの発生を抑制することができる。すなわち、減速中の制動力の低下を抑制しつつ、急停車時のエンジンストールの発生を好適に抑制することができるようになる。
【００４６】
（２）タービンライナ２２の逆回転が停止すれば、これに伴って内燃機関１０に過大な負荷が作用することもなくなるため、エンジンストールの発生する可能性は低くなる。これに対して、本実施形態のエンジンストール抑制制御にあっては、タービン回転速度ＮＴが「０」以上になり、タービンライナ２２の逆回転が停止した場合には、スロットル開度ＴＡの増大補正を終了して速やかに機関出力の増大を終了ようにしている（図３における時刻ｔ３）。そのため、こうした構成によれば、無駄に機関出力の増大を継続させて燃料消費量が増大することを抑制することができるようになる。
【００４７】
（３）急制動時にあっては、トルクコンバータ２０よりも下流側の駆動系の回転速度が急激に低下し、これら駆動系がより大きくねじれるようになり、それに伴ってねじれとして駆動系に蓄えられるエネルギも大きくなる。その結果、車両停止時にこのねじれが解消する際に発生するタービンライナ２２の逆回転に起因して内燃機関１０に作用する負荷も大きなものとなり、エンジンストールがより発生しやすくなる。一方で、急制動ではなく駆動系のねじれが小さい場合には、これが解消する際に発生するタービンライナの逆回転に起因して内燃機関１０に作用する負荷も小さなものとなり、エンジンストールは発生しにくい。これに対して、上記実施形態のエンジンストール抑制制御にあっては、ポンプインペラ２１に対してタービンライナ２２が逆回転することが推定され、且つ急制動である旨の判定がなされていることを条件に機関出力を増大させるようにしている。そのため、エンジンストールが発生しやすい急制動のときにのみ、機関出力を増大させることができるようになり、無駄な機関出力の増大を回避しつつ、好適にエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【００４８】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、スロットル開度ＴＡを所定量Ａだけ増大補正して機関出力を増大させる構成を例示したが、タービンライナ２２が逆回転しているときのタービン回転速度ＮＴに基づいてその速度が速いほど、すなわちタービン回転速度ＮＴの絶対値の値が大きいときほど補正量αを大きな値に設定しスロットル開度ＴＡを増大させることもできる。
【００４９】
タービンライナ２２が逆回転しているときには、その回転速度が大きいほど、すなわちポンプインペラ２１とタービンライナ２２との相対的な回転速度差が大きいほどポンプインペラ２１に連結された内燃機関１０のクランクシャフト１３には大きな負荷が作用する。そのため、この負荷の影響によるエンジンストールの発生を好適に抑制する上では、上記のように逆回転しているタービンライナ２２の回転速度が大きいときほど機関出力を増大させることが望ましい。こうした構成を採用すれば、内燃機関１０に作用する負荷の大きさに合わせた態様で機関出力を増大させることができ、無駄に機関出力を増大させることを回避しながら好適にエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【００５０】
・上記実施形態では、ブレーキマスタシリンダ内の圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサ６５を設け、これによって検出されるブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上であることに基づいて急制動である旨を推定する構成を示したが、これは急制動である旨を推定する手段の一例であり、適宜変更することができる。例えば、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するセンサを設け、このセンサによって検出されるブレーキペダルの踏み込み量が所定量以上であることに基づいて急制動である旨を推定することもできる。
【００５１】
・また、上記実施形態では、タービンライナ２２の逆回転の発生が推定され、且つ急制動である旨の判定がなされていることを条件にスロットル開度ＴＡを増大させて機関出力を増大させる構成を示したが、急制動判定手段を省略し、急制動でない場合であってもタービンライナ２２の逆回転が発生する度に機関出力を増大させる構成を採用することもできる。こうした構成を採用した場合にも機関出力を増大させてタービンライナ２２の逆回転に起因するエンジンストールの発生を抑制することができる。
【００５２】
・上記実施形態ではタービン回転速度ＮＴが「０」未満であることに基づいてタービンライナ２２の逆回転を推定する構成を示したが、その他の方法によってタービンライナ２２の逆回転を推定する構成を採用することもできる。例えば、機関回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの変化履歴を監視して、これらの変化履歴に基づいてプロペラシャフト４０やドライブシャフト４２のねじれの発生を推定するとともに、このねじれが解消される時期を推定し、それに伴うタービンライナ２２の逆回転の発生を推定することもできる。
【００５３】
・上記実施形態では、入力軸回転速度センサ６６によって検出される自動変速機３０の入力軸３１の回転速度に基づいてタービンライナ２２の回転速度であるタービン回転速度ＮＴを検出する構成を示したが、タービン回転速度検出手段としてタービンライナ２２近傍に同タービンライナ２２の回転速度を検出するセンサを設ける構成を採用することもできる。
【００５４】
・エンジンストール抑制手段として、スロットル開度ＴＡを増大させることにより機関出力を増大させる構成を示したが、この構成は機関出力を増大させる構成の一例であり、その構成は適宜変更することができる。エンジンストール抑制手段として、機関出力を増大させる構成としては、スロットル開度ＴＡを増大させる構成の他、例えば、アイドルスピードコントロールバルブの開度を増大させる、燃料噴射量を増大させる、点火時期を変更する、またこれらを組み合わせて実行する等の構成を採用することができる。
【００５５】
・急制動に起因する場合のみならず、タービンライナ２２の逆回転が発生した場合にはトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０に大きな負荷が作用するため、エンジンストールが発生しやすくなる。そのため、急制動による場合のみならず、タービンライナ２２の逆回転の発生が推定されるときには機関出力を増大させることが望ましい。尚、急制動による停車時の他にタービンライナ２２の逆回転が発生する状況としては、上り坂における発進時に車両が後退してしまう場合などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車両の駆動系の概略構成を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる車両におけるエンジンストール抑制制御の一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図３】同実施形態にかかるエンジンストール抑制制御における車速、機関回転速度及びタービン回転速度の変化と、スロットル開度の変化との関係を示すタイミングチャート。
【図４】従来のエンジンストール抑制制御における車速及び機関回転速度の変化と、スロットル開度の変化との関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００５７】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…スロットルバルブ、１２ａ…モータ、１３…クランクシャフト、２０…トルクコンバータ、２１…ポンプインペラ、２２…タービンライナ、２３…ステータ、３０…自動変速機、３１…入力軸、３２…出力軸、４０…プロペラシャフト、４１…ディファレンシャル、４２…ドライブシャフト、４３…駆動輪、６０…水温センサ、６１…クランク角センサ、６２…アクセルポジションセンサ、６３…スロットルポジションセンサ、６４…エアフロメータ、６５…マスタシリンダ圧力センサ、６６…入力軸回転速度センサ、６７…出力軸回転速度センサ、１００…電子制御装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関と変速機とをトルクコンバータを介して接続した車両に搭載される車載内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機を備える車両には、変速機の入力軸に連結されたタービンライナに内燃機関の出力軸に連結されたポンプインペラの回転力を流体を介して伝達するトルクコンバータが設けられている。こうしたトルクコンバータを備える車両にあっては、トルクコンバータを介して内燃機関と変速機との間で常にトルクが伝達される。そのため、制動時や停車時のように変速機の下流側に接続された駆動系に制動力が作用し、内燃機関の出力軸の回転速度よりも変速機の入力軸の回転速度が遅くなる場合には、変速機の入力軸側から内燃機関の出力軸側にその回転を減速させる負荷が作用する。そして、急制動や急停車等のように大きな制動力が作用する場合には、変速機の入力軸の回転速度が急激に低下し、内燃機関の出力軸に特に大きな負荷が入力されて機関運転が停止してしまういわゆるエンジンストールが発生することがある。
【０００３】
これに対して特許文献１には、急制動時にスロットルバルブの開度を増大させてエンジンストールの発生を回避するものが記載されている。具体的には、図４に実線で示されるようにスロットルバルブが閉弁されており、且つブレーキペダルが所定量以上踏み込まれたときに急制動である旨を判定し、スロットルバルブの開度を強制的に増大させて機関出力を増大させるようにしている（図４における時刻ｔ１）。これにより、トルクコンバータを介して変速機側から内燃機関側に大きな負荷が入力された場合であってもエンジンストールの発生が抑制されるようになる。
【特許文献１】特開平９‐３２５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のように減速中にスロットルバルブの開度を増大させると、エンジンブレーキの効果が低下するため、図４に一点鎖線で示されるようにスロットルバルブの開度を増大させなかった場合と比較して車速が低下しにくくなり、制動距離が長くなってしまう。このように上記特許文献１に記載の構成は、急制動時におけるエンジンストールの発生を抑制することができるものの、制動力が低下してしまうという欠点があり、この点において改良の余地を残すものであった。
【０００５】
これに対して本願発明者は、急制動時にはドライブシャフト等、トルクコンバータよりも下流側の駆動系にねじれが生じており、車両が停車してこの駆動系の回転が停止したときにこのねじれが解消されることを発見した。そして、このねじれの解消に伴ってトルクコンバータのタービンライナが逆回転し、このタービンライナの逆回転に伴ってトルクコンバータを介して内燃機関に大きな負荷が作用していることに着目し、上記のようなエンジンストールが特に車両が停止する瞬間に発生しやすくなっていることを見出した。
【０００６】
この発明はこうした知見に基づくものであり、その目的は制動力の低下を抑制しつつ、急停車時のエンジンストールの発生を抑制することのできる車載内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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に記載の発明は、内燃機関の出力軸に連結されたポンプインペラと、変速機の入力軸に連結されたタービンライナとを有し、これらポンプインペラとタービンライナとの間で流体を介して回転力を伝達するトルクコンバータを備える車両に搭載される車載内燃機関の制御装置であって、前記タービンライナの回転速度を検出するタービン回転速度検出手段と、検出される前記タービンライナの回転速度に基づいて前記タービンライナの逆回転の発生が推定されたときに機関出力を増大させるエンジンストール抑制手段とを備えることをその要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、タービンライナの回転速度に基づいて、ポンプインペラの回転方向、すなわち内燃機関の出力軸の回転方向に対するタービンライナの逆回転の発生が推定されたときに機関出力が増大される。そのため、タービンライナの逆回転に起因してトルクコンバータを介して内燃機関に大きな負荷が作用するときには、機関出力が増大されるようになり、タービンライナの逆回転に起因するエンジンストールの発生が抑制される。また、従来行われていたように急制動時に機関出力を増大させる場合には、急制動であることが判定された時点から機関出力を増大させることとなり、減速中のエンジンブレーキの効果が低下してしまう。これに対して上記請求項１に記載の構成によればこうした従来の構成と比較して減速中の機関出力の増大を極力抑制し、エンジンストールが特に発生しやすいタービンライナの逆回転発生時に機関出力を増大させて好適にエンジンストールの発生を抑制することができる。すなわち、上記請求項１に記載の構成によれば、減速中の制動力の低下を抑制しつつ、急停車時のエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を強制的に増大させることにより機関出力を増大させることをその要旨とする。
【００１０】
具体的には、上記請求項２に記載の発明のようにタービンライナの逆回転が推定されたときに内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を強制的に増大させることにより、機関出力を増大させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービン回転速度検出手段によって前記タービンライナの回転方向が前記ポンプインペラの回転方向と異なっていることが検出されたときに前記タービンライナの逆回転の発生を推定することをその要旨とする。
【００１２】
具体的には、上記請求項３に記載の発明のようにタービン回転速度検出手段によって検出されるタービンライナの回転速度に基づいてタービンライナの回転方向がポンプインペラの回転方向と異なっていることが検出されたときにタービンライナの逆回転が発生していることを推定する構成を採用することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナが逆回転しているときの同タービンライナの回転速度が大きいときほど機関出力が大きくなるように同機関出力を増大させることをその要旨とする。
【００１４】
タービンライナが逆回転しているときには、その回転速度が大きいほど、すなわちポンプインペラとタービンライナとの相対的な回転速度差が大きいほどポンプインペラに連結された内燃機関の出力軸には大きな負荷が作用する。そのため、この負荷の影響によるエンジンストールの発生を好適に抑制する上では、上記請求項４に記載の発明によるように逆回転しているタービンライナの回転速度が大きいときほど機関出力を増大させることが望ましい。こうした構成を採用すれば、内燃機関に作用する負荷の大きさに合わせた態様で機関出力を増大させることができ、無駄に機関出力を増大させることを回避しながら好適にエンジンストールの発生を抑制することができる。
【００１５】
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載内燃機関の制御装置において、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転が停止したときに前記機関出力の増大を終了することをその要旨とする。
【００１６】
タービンライナの逆回転が停止すれば、これに伴って内燃機関に過大な負荷が作用することもなくなるため、エンジンストールの発生する可能性は低くなる。そのため、タービンライナの逆回転が停止した場合には、上記構成のように速やかに機関出力の増大を終了することが望ましい。こうした構成を採用すれば、無駄に機関出力の増大を継続させて燃料消費量が増大することを抑制することができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、急制動である旨を判定する急制動判定手段を更に備え、前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転の発生が推定され、且つ前記急制動判定手段によって急制動である旨の判定がなされていることを条件に前記機関出力を増大させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置である。
【００１８】
急制動時にあっては、トルクコンバータよりも下流側の駆動系の回転速度が急激に低下し、これら駆動系がより大きくねじれるようになり、それに伴ってねじれとして駆動系に蓄えられるエネルギも大きくなる。その結果、車両停止時にこのねじれが解消する際に発生するタービンライナの逆回転に起因して内燃機関に作用する負荷も大きなものとなり、エンジンストールがより発生しやすくなる。一方で、急制動ではなく駆動系のねじれが小さい場合には、これが解消する際に発生するタービンライナの逆回転に起因して内燃機関に作用する負荷も小さなものとなり、エンジンストールは発生しにくい。そのため、上記請求項６に記載の発明によるようにポンプインペラに対してタービンライナが逆回転することが推定され、且つ急制動である旨の判定がなされていることを条件に機関出力を増大させる構成を採用することもできる。こうした構成を採用すれば、エンジンストールが発生しやすい急制動のときにのみ、機関出力を増大させることができるようになり、無駄な機関出力の増大を回避しつつ、好適にエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の車載内燃機関の制御装置において、前記急制動判定手段は、ブレーキマスタシリンダ内の圧力が所定圧力以上であることに基づいて急制動である旨を判定することをその要旨とする。
【００２０】
急制動であるか否かを判定する手段としては、具体的には上記請求項７に記載の発明のようにブレーキマスタシリンダ内の圧力を検出し、これが所定圧力以上であるか否かを監視する構成を採用することができる。こうした構成を採用すれば、ブレーキの作動油圧に対応して変化するブレーキマスタシリンダ内の圧力に基づいてこれが所定圧力以上である場合には急制動である旨を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明にかかる車載内燃機関の制御装置を自動車に搭載された内燃機関を統括的に制御する電子制御装置に具体化した一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。図１は本実施形態にかかる電子制御装置１００と、その制御対象である車両の駆動系の概略構成を示す模式図である。
【００２２】
図１に示されるように内燃機関１０は、トルクコンバータ２０を介して自動変速機３０と接続されている。トルクコンバータ２０の内部はオイルで満たされており、その中に内燃機関１０のクランクシャフト１３に接続されたポンプインペラ２１と、自動変速機３０の入力軸３１に接続されたタービンライナ２２とが互いに対向するように配設されている。また、図１に示されるようにポンプインペラ２１とタービンライナ２２との間には、これらの間でオイルの流れを整流するステータ２３が設けられている。
【００２３】
これにより、内燃機関１０の運転に伴ってクランクシャフト１３とともにポンプインペラ２１が回転すると、オイルがこれに伴ってトルクコンバータ２０内で流動し、このオイルの流動によってタービンライナ２２に回転力が伝達されるようになる。また、このとき、オイルはステータ２３の整流作用によってポンプインペラ２１からタービンライナ２２へ、そしてタービンライナ２２からステータ２３を通じてポンプインペラ２１へと向かって流動するようになり、この整流作用によってトルクコンバータ２０に入力された回転力が増大されて自動変速機３０側へ出力されることとなる。
【００２４】
自動変速機３０は、図示しない複数のギアの組み合わせによって駆動力の伝達経路を変更し、変速比を変更する多段式の変速機である。自動変速機３０の出力軸３２は、プロペラシャフト４０及びディファレンシャル４１を介して駆動輪４３が取り付けられたドライブシャフト４２に接続されている。これにより自動変速機３０を通じて変速された回転力は、これらプロペラシャフト４０、ディファレンシャル４１、ドライブシャフト４２を順に経て、最終的に駆動輪４３に伝達される。
【００２５】
また、図１に示されるように内燃機関１０には、燃焼室に空気を導入する吸気通路１１が接続されている。吸気通路１１には、吸入空気量ＧＡを調量するスロットルバルブ１２が設けられている。このスロットルバルブ１２の開度であるスロットル開度ＴＡは、電子制御装置１００の指令に基づいて駆動されるモータ１２ａによって制御される。
【００２６】
本実施形態にかかる内燃機関１０にあっては、こうしてスロットル開度ＴＡを変更し、これによって調量される吸入空気に対応する量の燃料が燃料噴射弁から噴射される。そして、空気と燃料の混合気が燃焼室で燃焼されることにより、クランクシャフト１３が回転し、トルクコンバータ２０、自動変速機３０を通じて駆動輪４３にその回転力が伝達される。
【００２７】
内燃機関１０及び自動変速機３０には、機関運転状態を検出する各種のセンサが設けられている。例えば、水温センサ６０は内燃機関１０のウォータジャケット内の機関冷却水の温度である機関冷却水温ＴＨＷを検出する。クランクシャフト１３の近傍に設けられたクランク角センサ６１は機関回転速度ＮＥ及びクランク角ＣＡを検出する。図示しないアクセルペダルに設けられたアクセルポジションセンサ６２はアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。スロットルポジションセンサ６３はスロットル開度ＴＡを検出する。エアフロメータ６４は吸気通路１１を通じて燃焼室に導入される吸入空気量ＧＡを検出する。ブレーキペダルの踏み込み量に対応してブレーキの作動油圧を発生させるブレーキマスタシリンダに設けられたマスタシリンダ圧力センサ６５はブレーキマスタシリンダ内の圧力であるブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰを検出する。また、図１に示されるように自動変速機３０の入力軸３１及び出力軸３２の近傍には、これら入力軸３１及び出力軸３２の回転速度を検出する入力軸回転速度センサ６６と出力軸回転速度センサ６７とがそれぞれ設けられている。
【００２８】
電子制御装置１００は、これら各種センサ６０〜６７の検出信号を読み込み、各種演算処理を実行し、その結果に基づいて内燃機関１０を統括的に制御する。具体的には、電子制御装置１００は入力軸回転速度センサ６６の出力値に基づいてタービンライナ２２の回転速度であるタービン回転速度ＮＴを検出するとともに、出力軸回転速度センサ６７の出力値に基づいて車速ＳＰＤを検出する。尚、入力軸回転速度センサ６６にあっては、入力軸３１の回転方向も検出することができるようになっており、その回転方向がクランクシャフト１３の回転方向と同じ場合には正のタービン回転速度ＮＴが、入力軸３１の回転方向がクランクシャフト１３の回転方向と反対方向の場合には負のタービン回転速度ＮＴが検出されるようになっている。
【００２９】
また、クランク角センサ６１から入力されるクランク角ＣＡに基づいて、内燃機関１０の各気筒に対する燃料噴射及び点火を実行する。更に機関回転速度ＮＥ及びアクセル操作量ＡＣＣＰに基づいて目標スロットル開度ＴＡｔｒｇを設定し、スロットル開度ＴＡがこの目標スロットル開度ＴＡｔｒｇと一致するようにモータ１２ａを制御することにより、上述したようにスロットルバルブ１２を駆動して吸入空気量ＧＡを調量する。そして、これと併せて燃料噴射量を設定し、燃料噴射弁を開弁駆動して燃料噴射量を調量する。
【００３０】
ところで、制動時や停車時のようにブレーキがかけられ、プロペラシャフト４０やドライブシャフト４２の回転速度が低下する場合には、内燃機関１０のクランクシャフト１３に接続されたポンプインペラ２１の回転速度よりも自動変速機３０の入力軸３１に接続されたタービンライナ２２の回転速度が遅くなる。上述したように内燃機関１０と自動変速機３０はトルクコンバータ２０を介して接続されており、これらの間では常に回転力が伝達されるようになっている。そのため、このようにタービン回転速度ＮＴがポンプインペラ２１の回転速度よりも遅くなった場合には、内燃機関１０にはトルクコンバータ２０を介して機関回転速度ＮＥを減速させる負荷が作用することとなる。
【００３１】
また、急制動時には内燃機関１０側から入力される回転力によって回転している駆動系の回転部材、すなわちプロペラシャフト４０やドライブシャフト４２等には、その両端部において回転力と制動力とが互いに反対方向に作用することとなる。そのため、急制動時にはこれらの部材にねじれが生じ、車両が停車してこの駆動系の回転が停止したときにこのねじれが解消されるようになる。そして、本願発明者は、このねじれの解消に伴ってトルクコンバータ２０のタービンライナ２２が逆回転し、このタービンライナ２２の逆回転に伴ってトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０に更に大きな負荷が作用することに着目し、車両が停止する瞬間にこの逆回転に起因してエンジンストールが発生しやすくなっていることを見出した。
【００３２】
そこで、本実施形態の車両にあっては、急制動時にタービンライナ２２の逆回転が推定されるときに機関出力を増大させてエンジンストールの発生を抑制するエンジンストール抑制制御を実行するようにしている。
【００３３】
以下、図２を参照してこのエンジンストール抑制制御について説明する。尚、図２はエンジンストール抑制制御の一連の処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理は機関運転中に電子制御装置１００によって繰り返し実行される。
【００３４】
この処理が開始されると、電子制御装置１００は、まずステップＳ１００において、ブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上であるか否かを判定する。尚、所定圧力ＢＭＰｓｔの値は、ブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが同所定圧力ＢＭＰｓｔ以上であることに基づいて急制動が行われていることを推定することのできる閾値として、予め行う実験等の結果に基づいて設定されている。
【００３５】
ステップＳ１００において、ブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、すなわち急制動が行われていることが推定された場合には、ステップＳ１１０へと進む。
【００３６】
そして、ステップＳ１１０において、タービン回転速度ＮＴが「０」未満であるか否かを判定する。ステップＳ１１０において、タービン回転速度ＮＴが「０」未満である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）には、タービンライナ２２が逆回転している旨を推定し、ステップＳ１２０へと進む。
【００３７】
そして、ステップＳ１２０において、スロットル開度ＴＡを増大させる。具体的には、目標スロットル開度ＴＡｔｒｇに加算する補正量αとして所定量Ａを設定し、この補正量αを目標スロットル開度ＴＡｔｒｇに加算することにより目標スロットル開度ＴＡｔｒｇを増大補正する。これにより、スロットル開度ＴＡが所定量Ａだけ増大補正されて吸入空気量ＧＡが増量し、機関出力が増大されるようになる。こうして機関出力を増大させると電子制御装置１００は、この処理を一旦終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１００においてブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ未満である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、またステップＳ１１０においてタービン回転速度ＮＴが「０」以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）には、ステップＳ１３０へと進む。そして、ステップＳ１３０において、補正量αを「０」に設定し、電子制御装置１００はスロットル開度ＴＡの増大補正を行わずにこの処理を一端終了する。すなわち、急制動が行われていない場合、またタービン回転速度ＮＴが「０」以上であり、タービンライナ２２の逆回転が推定されない場合には機関出力を増大させずにそのままこの処理を一旦終了する。また、前回の制御周期までの間、スロットル開度ＴＡを増大させていた場合であっても、今回の制御周期におけるステップＳ１１０においてタービン回転速度ＮＴが「０」以上である旨判定された場合、すなわちタービンライナ２２の逆回転の停止が推定される場合にはスロットル開度ＴＡの増大を終了して、この処理を一旦終了する。
【００３９】
以下、図３を参照してこうしたエンジンストール抑制制御を実行した場合の作用を説明する。尚、図３は本実施形態にかかるエンジンストール抑制制御における車速ＳＰＤ、機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴの変化と、スロットル開度ＴＡの変化との関係を示すタイミングチャートである。尚、図３にあっては本実施形態にかかるエンジンストール抑制制御にかかる各値の変化を実線で示すとともに、エンジンストール抑制制御を実行しなかった場合の各値の変化を一点鎖線で示し、従来行われていたエンジンストール抑制制御を実行した場合の各値の変化を二点鎖線で示している。
【００４０】
図３に一点鎖線で示されるようにエンジンストール抑制制御を実行しなかった場合には、時刻ｔ１において急制動が実行されブレーキマスタシリンダ圧が所定圧力ＢＭＰｓｔ以上になると車速ＳＰＤ、機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴが急激に低下する。このとき、プロペラシャフト４０やドライブシャフト４２等の駆動系にはねじれが生じ、エネルギが蓄えられる。そして、時刻ｔ２において車速ＳＰＤが「０」になり車両が停止すると、タービンライナ２２が逆回転するとともに、このねじれが解消される（時刻ｔ２〜３）。これによりトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０には大きな負荷が作用し、機関回転速度ＮＥが自立運転を継続し得る回転速度よりも低下してしまい、内燃機関１０が停止してしまう。このようにエンジンストール抑制制御を行わない場合には、急制動によって車両が停止するときにエンジンストールが発生し、内燃機関１０が停止してしまう。
【００４１】
これに対して、図３に二点鎖線で示されるように従来行われていたエンジンストール抑制制御にあっては、時刻ｔ１においてブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上となり、急制動であることが判定されるとスロットル開度ＴＡが増大補正される。これにより、吸入空気量ＧＡが増大し、それに伴って機関出力が増大されるため、急制動時であっても機関回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴの急激な低下が抑制され、エンジンストールの発生が回避される（時刻ｔ１〜ｔ４）。
【００４２】
このように従来のエンジンストール抑制制御を実行した場合には、確かにエンジンストールの発生を回避することはできるものの、時刻ｔ１において急制動であることが判定された時点でスロットル開度ＴＡが増大補正され、機関出力が増大されるため、図３に示されるように車速ＳＰＤが低下しにくくなり、制動距離が長くなってしまう。
【００４３】
これに対して本実施形態のエンジンストール抑制制御にあっては、図３に実線で示されるように、時刻ｔ１において急制動が実行された時点ではスロットル開度ＴＡを増大補正せずに、時刻ｔ２においてタービン回転速度ＮＴが「０」未満になったときにスロットル開度ＴＡを増大補正するようにしている。このスロットル開度ＴＡの増大補正により、吸入空気量ＧＡが増大され、機関出力が増大されるため、タービンライナ２２が逆回転することにより内燃機関１０に大きな負荷が作用しても機関回転速度ＮＥが低下しなくなり、エンジンストールの発生が回避される。
【００４４】
そして、時刻ｔ３においてプロペラシャフト４０やドライブシャフト４２等のねじれが解消されてタービンライナ２２の逆回転が停止し、タービン回転速度ＮＴが「０」になったときにスロットル開度ＴＡの増大補正が終了される。
【００４５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）タービン回転速度ＮＴに基づいて、ポンプインペラ２１の回転方向、すなわち内燃機関１０のクランクシャフト１３の回転方向に対するタービンライナ２２の逆回転の発生が推定されたときに機関出力が増大される。そのため、タービンライナ２２の逆回転に起因してトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０に大きな負荷が作用するときには、機関出力が増大されるようになり、タービンライナ２２の逆回転に起因するエンジンストールの発生が抑制される。また、従来行われていたように急制動時に機関出力を増大させる場合には、急制動であることが判定された時点から機関出力を増大させることとなり、減速中のエンジンブレーキの効果が低下してしまう。これに対して本実施形態のエンジンストール抑制制御によればこうした従来の構成と比較して減速中の機関出力の増大を極力抑制し、エンジンストールが特に発生しやすいタービンライナ２２の逆回転発生時に機関出力を増大させて好適にエンジンストールの発生を抑制することができる。すなわち、減速中の制動力の低下を抑制しつつ、急停車時のエンジンストールの発生を好適に抑制することができるようになる。
【００４６】
（２）タービンライナ２２の逆回転が停止すれば、これに伴って内燃機関１０に過大な負荷が作用することもなくなるため、エンジンストールの発生する可能性は低くなる。これに対して、本実施形態のエンジンストール抑制制御にあっては、タービン回転速度ＮＴが「０」以上になり、タービンライナ２２の逆回転が停止した場合には、スロットル開度ＴＡの増大補正を終了して速やかに機関出力の増大を終了ようにしている（図３における時刻ｔ３）。そのため、こうした構成によれば、無駄に機関出力の増大を継続させて燃料消費量が増大することを抑制することができるようになる。
【００４７】
（３）急制動時にあっては、トルクコンバータ２０よりも下流側の駆動系の回転速度が急激に低下し、これら駆動系がより大きくねじれるようになり、それに伴ってねじれとして駆動系に蓄えられるエネルギも大きくなる。その結果、車両停止時にこのねじれが解消する際に発生するタービンライナ２２の逆回転に起因して内燃機関１０に作用する負荷も大きなものとなり、エンジンストールがより発生しやすくなる。一方で、急制動ではなく駆動系のねじれが小さい場合には、これが解消する際に発生するタービンライナの逆回転に起因して内燃機関１０に作用する負荷も小さなものとなり、エンジンストールは発生しにくい。これに対して、上記実施形態のエンジンストール抑制制御にあっては、ポンプインペラ２１に対してタービンライナ２２が逆回転することが推定され、且つ急制動である旨の判定がなされていることを条件に機関出力を増大させるようにしている。そのため、エンジンストールが発生しやすい急制動のときにのみ、機関出力を増大させることができるようになり、無駄な機関出力の増大を回避しつつ、好適にエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【００４８】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、スロットル開度ＴＡを所定量Ａだけ増大補正して機関出力を増大させる構成を例示したが、タービンライナ２２が逆回転しているときのタービン回転速度ＮＴに基づいてその速度が速いほど、すなわちタービン回転速度ＮＴの絶対値の値が大きいときほど補正量αを大きな値に設定しスロットル開度ＴＡを増大させることもできる。
【００４９】
タービンライナ２２が逆回転しているときには、その回転速度が大きいほど、すなわちポンプインペラ２１とタービンライナ２２との相対的な回転速度差が大きいほどポンプインペラ２１に連結された内燃機関１０のクランクシャフト１３には大きな負荷が作用する。そのため、この負荷の影響によるエンジンストールの発生を好適に抑制する上では、上記のように逆回転しているタービンライナ２２の回転速度が大きいときほど機関出力を増大させることが望ましい。こうした構成を採用すれば、内燃機関１０に作用する負荷の大きさに合わせた態様で機関出力を増大させることができ、無駄に機関出力を増大させることを回避しながら好適にエンジンストールの発生を抑制することができるようになる。
【００５０】
・上記実施形態では、ブレーキマスタシリンダ内の圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサ６５を設け、これによって検出されるブレーキマスタシリンダ圧ＢＭＰが所定圧力ＢＭＰｓｔ以上であることに基づいて急制動である旨を推定する構成を示したが、これは急制動である旨を推定する手段の一例であり、適宜変更することができる。例えば、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するセンサを設け、このセンサによって検出されるブレーキペダルの踏み込み量が所定量以上であることに基づいて急制動である旨を推定することもできる。
【００５１】
・また、上記実施形態では、タービンライナ２２の逆回転の発生が推定され、且つ急制動である旨の判定がなされていることを条件にスロットル開度ＴＡを増大させて機関出力を増大させる構成を示したが、急制動判定手段を省略し、急制動でない場合であってもタービンライナ２２の逆回転が発生する度に機関出力を増大させる構成を採用することもできる。こうした構成を採用した場合にも機関出力を増大させてタービンライナ２２の逆回転に起因するエンジンストールの発生を抑制することができる。
【００５２】
・上記実施形態ではタービン回転速度ＮＴが「０」未満であることに基づいてタービンライナ２２の逆回転を推定する構成を示したが、その他の方法によってタービンライナ２２の逆回転を推定する構成を採用することもできる。例えば、機関回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの変化履歴を監視して、これらの変化履歴に基づいてプロペラシャフト４０やドライブシャフト４２のねじれの発生を推定するとともに、このねじれが解消される時期を推定し、それに伴うタービンライナ２２の逆回転の発生を推定することもできる。
【００５３】
・上記実施形態では、入力軸回転速度センサ６６によって検出される自動変速機３０の入力軸３１の回転速度に基づいてタービンライナ２２の回転速度であるタービン回転速度ＮＴを検出する構成を示したが、タービン回転速度検出手段としてタービンライナ２２近傍に同タービンライナ２２の回転速度を検出するセンサを設ける構成を採用することもできる。
【００５４】
・エンジンストール抑制手段として、スロットル開度ＴＡを増大させることにより機関出力を増大させる構成を示したが、この構成は機関出力を増大させる構成の一例であり、その構成は適宜変更することができる。エンジンストール抑制手段として、機関出力を増大させる構成としては、スロットル開度ＴＡを増大させる構成の他、例えば、アイドルスピードコントロールバルブの開度を増大させる、燃料噴射量を増大させる、点火時期を変更する、またこれらを組み合わせて実行する等の構成を採用することができる。
【００５５】
・急制動に起因する場合のみならず、タービンライナ２２の逆回転が発生した場合にはトルクコンバータ２０を介して内燃機関１０に大きな負荷が作用するため、エンジンストールが発生しやすくなる。そのため、急制動による場合のみならず、タービンライナ２２の逆回転の発生が推定されるときには機関出力を増大させることが望ましい。尚、急制動による停車時の他にタービンライナ２２の逆回転が発生する状況としては、上り坂における発進時に車両が後退してしまう場合などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車両の駆動系の概略構成を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる車両におけるエンジンストール抑制制御の一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図３】同実施形態にかかるエンジンストール抑制制御における車速、機関回転速度及びタービン回転速度の変化と、スロットル開度の変化との関係を示すタイミングチャート。
【図４】従来のエンジンストール抑制制御における車速及び機関回転速度の変化と、スロットル開度の変化との関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００５７】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…スロットルバルブ、１２ａ…モータ、１３…クランクシャフト、２０…トルクコンバータ、２１…ポンプインペラ、２２…タービンライナ、２３…ステータ、３０…自動変速機、３１…入力軸、３２…出力軸、４０…プロペラシャフト、４１…ディファレンシャル、４２…ドライブシャフト、４３…駆動輪、６０…水温センサ、６１…クランク角センサ、６２…アクセルポジションセンサ、６３…スロットルポジションセンサ、６４…エアフロメータ、６５…マスタシリンダ圧力センサ、６６…入力軸回転速度センサ、６７…出力軸回転速度センサ、１００…電子制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に連結されたポンプインペラと、変速機の入力軸に連結されたタービンライナとを有し、これらポンプインペラとタービンライナとの間で流体を介して回転力を伝達するトルクコンバータを備える車両に搭載される車載内燃機関の制御装置であって、
前記タービンライナの回転速度を検出するタービン回転速度検出手段と、検出される前記タービンライナの回転速度に基づいて前記タービンライナの逆回転の発生が推定されたときに機関出力を増大させるエンジンストール抑制手段とを備える
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を強制的に増大させることにより機関出力を増大させる
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービン回転速度検出手段によって前記タービンライナの回転方向が前記ポンプインペラの回転方向と異なっていることが検出されたときに前記タービンライナの逆回転の発生を推定する
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナが逆回転しているときの同タービンライナの回転速度が大きいときほど機関出力が大きくなるように同機関出力を増大させる
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転が停止したときに前記機関出力の増大を終了する
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項６】
急制動である旨を判定する急制動判定手段を更に備え、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転の発生が推定され、且つ前記急制動判定手段によって急制動である旨の判定がなされていることを条件に前記機関出力を増大させる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記急制動判定手段は、ブレーキマスタシリンダ内の圧力が所定圧力以上であることに基づいて急制動である旨を判定する
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関の出力軸に連結されたポンプインペラと、変速機の入力軸に連結されたタービンライナとを有し、これらポンプインペラとタービンライナとの間で流体を介して回転力を伝達するトルクコンバータを備える車両に搭載される車載内燃機関の制御装置であって、
前記タービンライナの回転速度を検出するタービン回転速度検出手段と、検出される前記タービンライナの回転速度に基づいて前記タービンライナの逆回転の発生が推定されたときに機関出力を増大させるエンジンストール抑制手段とを備える
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を強制的に増大させることにより機関出力を増大させる
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービン回転速度検出手段によって前記タービンライナの回転方向が前記ポンプインペラの回転方向と異なっていることが検出されたときに前記タービンライナの逆回転の発生を推定する
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナが逆回転しているときの同タービンライナの回転速度が大きいときほど機関出力が大きくなるように同機関出力を増大させる
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転が停止したときに前記機関出力の増大を終了する
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【請求項６】
急制動である旨を判定する急制動判定手段を更に備え、
前記エンジンストール抑制手段は、前記タービンライナの逆回転の発生が推定され、且つ前記急制動判定手段によって急制動である旨の判定がなされていることを条件に前記機関出力を増大させる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車載内燃機関の制御装置において、
前記急制動判定手段は、ブレーキマスタシリンダ内の圧力が所定圧力以上であることに基づいて急制動である旨を判定する
ことを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１８１３（Ｐ２０１０−１８１３Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１６７９（Ｐ２００８−１６１６７９）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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