JP2010242705A - 車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンと自動変速機とを備えた車両において、エンジンシステム異常時にエンジンの目標トルクと実トルクとの差を適切に把握する。
【解決手段】ＥＣＵは、エンジンシステムの異常が判定された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジンを中立状態（無負荷状態）にするように目標エンジントルクを制御し（Ｓ１１２）、エンジンが中立状態に安定した時のエンジン回転速度から実エンジントルクを推定し（Ｓ１１６、Ｓ２００）、目標エンジントルクと実エンジントルクとのトルク差をシステム正常時のアクセル開度偏差に換算し（Ｓ２００〜Ｓ２０４）、アクセル開度偏差に基づいて、運転者の加速意思あるいは減速意思を判断するための基準となる中立アクセル開度ラインを設定する（Ｓ２０６）。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンと自動変速機とを備えた車両の駆動力制御に関し、特に、エンジンシステムに異常が生じた場合の駆動力制御に関する。

エンジンと自動変速機とを備えた車両においては、一般的に、車両発進時のトルク増大作用および回転差吸収作用を得るために、エンジンと自動変速機との間にトルクコンバータが設けられる。

特開２００６−１２５２１３号公報（特許文献１）には、エンジンと自動変速機との間にトルクコンバータを備えた車両において、トルクコンバータの入力軸の回転速度（エンジン回転速度）と出力軸の回転速度（タービン回転速度）との比率である速度比を算出し、算出された速度比およびエンジン回転速度に基づいて、トルクコンバータの出口トルク（自動変速機に入力されるトルク）を算出することができる点が開示されている。また、実際のアクセル開度に対応するエンジントルク補正マップと、トルクコンバータの速度比と、エンジン回転速度とに基づいて、エンジンの目標トルクを設定する点が開示されている。

特開２００６−１２５２１３号公報

ところで、エンジンシステムに異常が生じた場合、同じ目標トルクであっても、実際にエンジンから出力される実トルクは正常時に比べてずれが生じるため、運転者の意思に反して車両が加減速するなど車両の制御性が悪化する場合がある。したがって、エンジンシステムに異常が生じた場合、実トルクが目標トルクに対してどの程度ずれているのかを把握し、その結果でエンジンを制御することが望ましい。

しかしながら、特開２００６−１２５２１３号公報には、エンジンシステム異常時にエンジンをどのように制御するかについては何ら記載されていない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンと自動変速機とを備えた車両において、エンジンシステム異常時にエンジンの目標トルクと実トルクとの差を適切に把握することができる制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、駆動力源と、トルクコンバータを介して駆動力源に接続された自動変速機と、目標トルクに基づいて駆動力源の出力トルクを制御する駆動装置と、を備えた車両を制御する。この制御装置は、駆動装置が異常であるか否かを判断する判断部と、駆動装置が異常である場合、駆動力源の状態を駆動力源の回転速度と自動変速機の入力軸回転速度とが略一致する中立状態にするように目標トルクを設定する第１制御部とを含む。

第２の発明に係る制御装置は、第１制御部によって中立状態が所定時間以上継続している場合、駆動力源の回転速度に基づいて駆動力源の実トルクを推定する推定部をさらに含む。

第３の発明に係る制御装置は、所定条件の成立後に、第１制御部に代えて、推定部が推定した実トルクと推定部が実トルクを推定した時の目標トルクとのトルク差に応じた値に基づいて、目標トルクを設定する第２制御部をさらに含む。

第４の発明に係る制御装置は、駆動装置の正常時における、運転者による加速要求量と駆動力源の出力トルクとの対応関係を示す情報を予め記憶する記憶部と、対応関係を示す情報を用いて、推定部が推定した実トルクを駆動装置の正常時に駆動力源に出力させるために必要な第１加速要求量と、推定部が実トルクを推定した時の目標トルクを駆動装置の正常時に駆動力源に出力させるために必要な第２加速要求量との要求量偏差を算出する算出部とをさらに含む。トルク差に応じた値は、要求量偏差である。

第５の発明に係る制御装置においては、第２制御部は、要求量偏差に基づいて、駆動装置の異常時に駆動力源の状態を中立状態とするトルクを駆動力源から出力させるために必要な中立加速要求量を駆動力源の回転速度に応じて算出し、運転者による実際の加速要求量と中立加速要求量との比較結果に基づいて目標トルクを設定する。

第６の発明に係る制御装置においては、第２制御部は、実際の加速要求量が中立加速要求量よりも大きい場合、運転者の加速意思があると判断して目標トルクを増加させ、実際の加速要求量が中立加速要求量よりも小さい場合、運転者の減速意思があると判断して目標トルクを減少させる。

第７の発明に係る制御装置においては、トルクコンバータは、駆動力源の回転速度と自動変速機の入力軸回転速度との差であるスリップ量に応じた大きさのトルクを駆動力源から自動変速機に伝達する。第２制御部は、実際の加速要求量と中立加速要求量との差に基づいてスリップ量の目標値を設定し、スリップ量の実際の値が目標値となるように目標トルクをフィードバック制御する。

第８の発明に係る制御方法は、駆動力源と、トルクコンバータを介して駆動力源に接続された自動変速機と、目標トルクに基づいて駆動力源の出力トルクを制御する駆動装置と、を備えた車両の制御装置が行なう制御方法である。制御方法は、駆動装置が異常であるか否かを判断するステップと、駆動装置が異常である場合、駆動力源の状態を駆動力源の回転速度と自動変速機の入力軸回転速度とが略一致する中立状態にするように目標トルクを設定するステップとを含む。

本発明によれば、駆動力源（たとえばエンジン）と自動変速機とを備えた車両において、駆動装置（たとえばエンジンシステム）の異常時に駆動力源（たとえばエンジン）の目標トルクと実トルクとの差を適切に把握することができる。

車両のパワートレーンを示す図である。 車両のエンジンシステムを示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図を示す図である。 ＥＣＵの処理の流れを示すフローチャート（その１）である。 エンジン回転速度とエンジントルクとの関係を示すマップである。 エンジントルクとアクセル開度との関係を示すマップである。 ＥＣＵの処理の流れを示すフローチャート（その２）である。 ＥＣＵの動作を説明するための図（その１）である。 ＥＣＵの動作を説明するための図（その２）である。 ＥＣＵの動作を説明するための図（その３）である。 ＥＣＵの処理の流れを示すフローチャート（その３）である。 トルクコンバータのスリップ量の目標値を設定するためのマップである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置が搭載される車両のパワートレーンについて説明する。

図１に示すように、この車両のパワートレーンは、駆動力源であるエンジン１００と、トルクコンバータ２００と、有段式の自動変速機３００と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８０００とを含む。なお、自動変速機３００は、無段式であってもよい。

エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有しトルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００の出力軸は、自動変速機３００の入力軸に接続される。

トルクコンバータ２００は、入力軸側のポンプ羽根車２２０の回転速度（すなわちエンジン１００の回転速度）と出力軸側のタービン羽根車２３０の回転速度（すなわち自動変速機３００の入力軸回転速度）との差であるスリップ量に応じた大きさのトルクを、エンジン１００側から自動変速機３００側に伝達する。

自動変速機３００は、複数のプラネタリギヤユニットおよび油圧式の複数の摩擦係合要素と、複数の摩擦係合要素に供給される油圧を調整するための油圧回路２６０とを含む。油圧回路２６０は、オイルポンプと、ＥＣＵ８０００からの制御信号に基づいて制御される各種ソレノイドと、油路（いずれも図示せず）とから構成される。ＥＣＵ８０００は、油圧回路２６０の各種ソレノイドを制御することにより、複数の摩擦係合要素の係合力を制御して、自動変速機３００の変速比を制御する。

これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ８０００には、エンジン回転速度センサ４００、タービン回転速度センサ４１０、出力軸回転速度センサ４２０、ポジションスイッチ４３０、アクセル開度センサ４４０、ブレーキ踏力センサ４５０などが、ワイヤハーネスなどを介して接続される。

エンジン回転速度センサ４００は、エンジン１００の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅを検出する。タービン回転速度センサ４１０は、トルクコンバータ２００のタービン羽根車２３０の回転速度（タービン回転速度）Ｎｔを検出する。出力軸回転速度センサ４２０は、自動変速機３００の出力軸の回転速度（出力軸回転速度）Ｎｏｕｔを検出する。ポジションスイッチ４３０は、運転者によって操作されるシフトレバーの位置（シフトポジション）ＳＰを検出する。アクセル開度センサ４４０は、運転者によるアクセルペダルの実際の操作量（実アクセル開度）ＡＰを検出する。ブレーキ踏力センサ４５０は、運転者がブレーキペダルを踏む力（ブレーキ踏力）を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

図２を参照して、本実施の形態に係る車両のエンジンシステムについて説明する。このエンジンシステムは、エンジン１００およびエンジン１００に関連する周辺機器から構成され、ＥＣＵ８０００が設定する目標トルクに応じてエンジン１００の出力トルクを制御する。

エンジン１００においては、エアクリーナ（図示せず）から吸入される空気が、吸気管１１０を流通して、エンジン１００の燃焼室１０２に導入される。スロットルバルブ１１４の作動量（スロットル開度）は、ＥＣＵ８０００からの信号に基づいて作動するスロットルモータ１１２により制御される。スロットル開度により、燃焼室１０２に導入される空気量が調整される。

燃料は、インジェクタ１０４から燃焼室１０２に噴射される。吸気管１１０から導入された空気と、インジェクタ１０４から噴射された燃料との混合気が、ＥＣＵ８０００からの制御信号により制御されるイグニッションコイル１０６を用いて着火されて燃焼する。

混合気が燃焼した後の排気ガスは、排気管１２０の途中に設けられた触媒１４０によって浄化された後、大気に排出される。

ＥＣＵ８０００には、エンジン水温センサ１０８、エアフロメータ１１６、吸入空気温センサ１１８、空燃比センサ１２２、および酸素センサ１２４からの信号が入力されている。

エンジン水温センサ１０８は、エンジン冷却水の温度（エンジン水温）ＴＷを検出する。エアフロメータ１１６は、吸入空気量（エンジン１００に吸入される単位時間あたりの空気量）Ｇａを検出する。吸入空気温センサ１１８は、吸入空気の温度（吸入空気温）ＴＡを検出する。空燃比センサ１２２は、排気ガス中の空気と燃料との比率を検出する。酸素センサ１２４は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、各センサから送られてきた信号などに基づいて、エンジントルクの目標値である目標エンジントルクＴＥｔｇｔを設定し、実際にエンジン１００が出力しているトルク（実エンジントルク）が目標エンジントルクＴＥｔｇｔとなるように、スロットルモータ１１２（スロットル開度）、イグニッションコイル１０６（点火時期）、インジェクタ１０４（燃料噴射量）を制御する。また、ＥＣＵ８０００は、各センサから送られてきた信号などに基づいて実エンジントルクの推定も行なっている。

以上のような構成を有する車両において、実エンジントルクの推定精度や実現精度が悪化すると予測される異常がエンジンシステムに生じた場合（たとえばスロットルモータ１１２などのエンジンシステムを構成するアクチュエータや、エアフロメータ１１６などのエンジンシステムを構成するセンサが故障した場合など）には、運転者の意思に反して車両が加速したりあるいは減速したりするなど、車両の制御性が悪化する場合がある。これは、エンジンシステム異常によって実エンジントルクの推定精度や実現精度が悪化することにより、同じ目標エンジントルクＴＥｔｇｔを設定しても、システム正常時に出力される実エンジントルクと、システム異常時に出力される実エンジントルクとの間にずれが生じるためである。したがって、エンジンシステムに異常が生じた場合、実エンジントルクが目標トルクに対してどの程度ずれているのかを定量的に把握し、その結果でエンジン１００を制御することが望ましい。ところが、エンジンシステム異常時に正常時と同じ手法で実エンジントルクを推定したのでは、上述したように、実エンジントルクを適切に推定できない場合がある。

そこで、本発明においては、エンジンシステムの異常が生じた場合、一時的にエンジン１００を無負荷状態にするように目標エンジントルクＴＥｔｇｔを設定し、エンジン１００が無負荷状態で安定した状態でエンジン回転速度Ｎｅに基づいて実エンジントルクを精度よく推定することによって、エンジンシステム異常時における実エンジントルクと目標エンジントルクＴＥｔｇｔとのトルク差を精度よく把握する。

さらに、本発明においては、把握したトルク差に基づいて運転者の加速意思あるいは減速意思を判断するための基準となるアクセル開度を求め、基準となるアクセル開度と実際のアクセル開度との比較結果に基づいて、目標エンジントルクＴＥｔｇｔを増減させる。

図３に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ８０００の機能ブロック図を示す。図３に示すように、ＥＣＵ８０００は、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔ、実アクセル開度ＡＰなどの各センサなどからの情報を受信する入力インターフェイス８１００と、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部８２００からデータが読み出されたり格納されたりする記憶部８３００と、入力インターフェイス８１００および記憶部８３００からの情報に基づいて演算処理を行なう演算処理部８２００と、演算処理部８２００の処理結果を各機器に出力する出力インターフェイス８４００とを含む。

演算処理部８２００は、異常判断部８２１０、第１トルク制御部８２２０、実トルク推定部８２３０、アクセル開度偏差算出部８２４０、第２トルク制御部８２５０を含む。

異常判断部８２１０は、エンジンシステムが異常であるか否かを判断する。異常判断部８２１０は、上述したように、エンジンシステムを構成するアクチュエータ（たとえばスロットルモータ１１２など）やセンサ（たとえばエアフロメータ１１６など）が故障した場合など、実エンジントルクの推定精度や実現精度が悪化すると予測される場合に、エンジンシステムが異常であると判断する。

第１トルク制御部８２２０は、エンジンシステムが異常である場合、エンジン回転速度Ｎｅから実エンジントルクを精度よく推定することが可能な状態を一時的に形成するために、エンジン１００の状態をエンジン回転速度Ｎｅとタービン回転速度Ｎｔとが略一致する中立状態（無負荷状態）にするようにエンジントルクを制御する。

具体的には、第１トルク制御部８２２０は、エンジン回転速度Ｎｅとタービン回転速度Ｎｔとの偏差（＝Ｎｅ−Ｎｔ）を所定値ｃより小さい範囲内に収束させるように、目標エンジントルクＴＥｔｇｔをフィードフォワード制御あるいはフィードバック制御する。

実トルク推定部８２３０は、第１トルク制御部８２２０によってエンジン１００が中立状態で安定している時のエンジン回転速度Ｎｅ（Ｎ）に基づいて、エンジン１００が中立状態で安定している時に実際に出力されている実エンジントルクＴＥ（Ｎ）を推定する。この実エンジントルクＴＥ（Ｎ）と、実エンジントルクＴＥ（Ｎ）を推定した時の目標エンジントルクＴＥｔｇｔ（Ｎ）とを比較することによって、Ｎｅ＝Ｎｅ（Ｎ）である場合におけるシステム異常後の目標トルクと実トルクとの偏差を把握することが可能となる。

アクセル開度偏差算出部８２４０は、目標エンジントルクＴＥｔｇｔ（Ｎ）と実エンジントルクＴＥ（Ｎ）との偏差に対応するアクセル開度の偏差αを算出する。この処理は、Ｎｅ＝Ｎｅ（Ｎ）である場合におけるシステム異常後の目標トルクと実トルクとの偏差を、Ｎｅ＝Ｎｅ（Ｎ）である場合におけるシステム正常時のアクセル開度の偏差に換算するものである。

具体的には、アクセル開度偏差算出部８２４０は、実エンジントルクＴＥ（Ｎ）をシステム正常時にエンジン１００に出力させるために必要なアクセル開度Ａ、および、目標エンジントルクＴＥｔｇｔ（Ｎ）をシステム正常時にエンジン１００に出力させるために必要なアクセル開度Ｂを算出し、アクセル開度Ａからアクセル開度Ｂを減じた値をアクセル開度偏差αとして算出する。

第２トルク制御部８２５０は、システム異常時の中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂをエンジン回転速度Ｎｅに応じて算出し、実アクセル開度ＡＰとシステム異常時の中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂとの比較結果に基づいて、目標エンジントルクＴＥｔｇｔを設定する。なお、中立アクセル開度とは、エンジン１００を中立状態とするトルクをエンジン１００から出力させるために必要なアクセル開度を意味する。

第２トルク制御部８２５０は、まず、システム正常時の中立アクセル開度ラインとアクセル開度偏差αとに基づいて、システム異常時の中立アクセル開度ラインを設定する。ここで、システム正常時の中立アクセル開度ラインとは、システム正常時の中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ｎｏｒとエンジン回転速度Ｎｅとの関係を定めたラインであり、予め記憶部８３００に記憶されている。また、システム異常時の中立アクセル開度ラインとは、システム異常時の中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂとエンジン回転速度Ｎｅとの関係を定めたラインである。

第２トルク制御部８２５０は、アクセル開度偏差αがＮｅ（Ｎ）を含む全エンジン回転速度Ｎｅに渡って一律に生じる定常偏差であるとみなして、記憶部８３００に予め記憶されたシステム正常時の中立アクセル開度ラインに、アクセル開度偏差αを加えたラインを、システム異常時の中立アクセル開度ラインに設定する。このようにシステム異常時の中立アクセル開度ラインを設定することによって、任意のエンジン回転速度Ｎｅに対してシステム異常時の中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを求めることが可能となる。

そして、第２トルク制御部８２５０は、システム異常時の中立アクセル開度ラインを用いて、現在のエンジン回転速度Ｎｅに対応するシステム異常時の中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを算出し、現在の実アクセル開度ＡＰが中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも大きい場合は、運転者の加速意思があると判断して目標エンジントルクＴＥｔｇｔを増加させる。これにより、実エンジントルクが増加されて車両が加速される。また、第２トルク制御部８２５０は、現在の実アクセル開度ＡＰが中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも小さい場合は、運転者の減速意思があると判断して目標エンジントルクＴＥｔｇｔを減少させる。これにより、実エンジントルクが増加されて車両が減速される。

上述したＥＣＵ８０００の機能は、ソフトウェアによって実現されるようにしてもよく、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。

図４、７は、上述した機能をソフトウェアによって実現する場合のＥＣＵ８０００の処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理は、予め定められたサイクルタイムで繰り返し行なわれる。

図４は、エンジンシステム異常時の中立アクセル開度ラインを確定させるまでのＥＣＵ８０００の処理の流れを示すフローチャートである。

図４に示すように、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、エンジンシステムが異常であるか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、タービン回転速度Ｎｔがエンジン回転速度Ｎｅよりも所定量ａ以上大きいか否か（Ｎｔ≧Ｎｅ＋ａであるか否か）を判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、所定割合Ｒ１で目標エンジントルクＴＥｔｇｔを増加させる。すなわち、ＥＣＵ８０００は、フィードフォワード制御で目標エンジントルクＴＥｔｇｔを増加させることにより、エンジン回転速度Ｎｅを早期に増加させてタービン回転速度Ｎｔに早期に近づける。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８０００は、タービン回転速度Ｎｔがエンジン回転速度Ｎｅよりも所定量ｂ以上小さいか否か（Ｎｔ≦Ｎｅ−ｂであるか否か）を判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８０００は、所定割合Ｒ２で目標エンジントルクＴＥｔｇｔを減少させる。すなわち、ＥＣＵ８０００は、フィードフォワード制御で目標エンジントルクＴＥｔｇｔを減少させることにより、エンジン回転速度Ｎｅを早期に低下させてタービン回転速度Ｎｔに早期に近づける。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、タービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとの差の絶対値｜Ｎｔ−Ｎｅ｜が所定値ｃよりも小さい状態（すなわちタービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとが略一致した状態）が所定時間ｄ継続したか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。そうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８０００は、タービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとの差の絶対値｜Ｎｔ−Ｎｅ｜が所定値ｃよりも小さい状態となるように、目標エンジントルクＴＥｔｇｔをフィードバック制御する。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン１００が中立状態（無負荷状態）で安定したと判断する。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン１００が中立状態で安定している時のエンジン回転速度Ｎｅ（Ｎ）を検出し、このエンジン回転速度Ｎｅ（Ｎ）に基づいて、上述した実エンジントルクＴＥ（Ｎ）を推定する。ＥＣＵ８０００は、たとえば、図５に示すようなマップを用いて実エンジントルクＴＥ（Ｎ）を推定する。図５に示すマップは、無負荷状態のエンジン回転速度Ｎｅとエンジントルクとの関係を予め実験等により求めてマップ化したものである。図５に示すように、無負荷状態では、エンジントルクは、エンジン回転速度Ｎｅによって一義的に決まる。ＥＣＵ８０００は、エンジン回転速度Ｎｅ（Ｎ）に対応するエンジントルクを図５に示すマップを用いて算出し、算出されたエンジントルクを実エンジントルクＴＥ（Ｎ）に設定する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ８０００は、上述したアクセル開度Ａ（実エンジントルクＴＥ（Ｎ）をシステム正常時にエンジン１００に出力させるために必要なアクセル開度）を算出する。ＥＣＵ８０００は、たとえば、図６に示すようなマップを用いてアクセル開度Ａを算出する。図６に示すマップは、エンジンシステム正常時のエンジントルクとアクセル開度との関係をマップ化したものである。ＥＣＵ８０００は、実エンジントルクＴＥ（Ｎ）に対応するアクセル開度を図６に示すマップを用いて算出し、算出されたアクセル開度をアクセル開度Ａに設定する。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ８０００は、上述したアクセル開度Ｂ（実エンジントルクＴＥ（Ｎ）を推定した時の目標エンジントルクＴＥｔｇｔ（Ｎ）をシステム正常時にエンジン１００に出力させるために必要なアクセル開度）を算出する。ＥＣＵ８０００は、たとえば、目標エンジントルクＴＥｔｇｔ（Ｎ）に対応するアクセル開度を図６に示すマップを用いて算出し、算出されたアクセル開度をアクセル開度Ｂに設定する。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ８０００は、上述したアクセル開度偏差α（＝アクセル開度Ａ−アクセル開度Ｂ）を算出する。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ８０００は、上述したように、アクセル開度偏差αが全エンジン回転速度Ｎｅに渡って一律に生じる定常偏差であるとみなして、記憶部８３００に予め記憶されたエンジンシステム正常時の中立アクセル開度ラインに、アクセル開度偏差αを加えたラインを、システム異常時の中立アクセル開度ラインとして設定する。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ８０００は、エンジン１００の中立状態での安定後、所定時間ｅが経過したか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。そうでないと（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理はＳ２１２に移される。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ８０００は、Ｓ２０６の処理で設定したシステム異常時の中立アクセル開度ラインを確定させる。

Ｓ２１２にて、ＥＣＵ８０００は、Ｓ２０６の処理で設定したシステム異常時の中立アクセル開度ラインを用いてエンジン１００が中立状態で安定し始めた時のエンジン回転速度Ｎｅに対応する中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを算出し、エンジン１００が中立状態で安定し始めた時の実アクセル開度ＡＰが算出した中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも大きかったか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２１４に移される。そうでないと（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２１６に移される。

Ｓ２１４にて、ＥＣＵ８０００は、Ｓ２０６の処理で設定したシステム異常時の中立アクセル開度ラインを用いて現在のエンジン回転速度Ｎｅに対応する中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを算出し、算出した中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも現在の実アクセル開度ＡＰが小さいか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。そうでないと（Ｓ２１４にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２１６にて、ＥＣＵ８０００は、Ｓ２０６の処理で設定したシステム異常時の中立アクセル開度ラインを用いて現在のエンジン回転速度Ｎｅに対応する中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを算出し、算出した中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも現在の実アクセル開度ＡＰが大きいか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。そうでないと（Ｓ２１６にてＮＯ）、この処理は終了する。

図７は、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００が中立アクセル開度ラインの確定処理（図４のＳ２１０の処理）の後に行なう処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示すように、ＥＣＵ８０００は、Ｓ３００にて、確定したシステム異常時の中立アクセル開度ラインを用いて現在のエンジン回転速度Ｎｅに対応する中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを算出し、算出した中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも現在の実アクセル開度ＡＰが大きいか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２に移される。そうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３０４に移される。

Ｓ３０２にて、ＥＣＵ８０００は、運転者の加速意思があると判断し、所定割合Ｒ３で目標エンジントルクＴＥｔｇｔを増加させる。

Ｓ３０４にて、ＥＣＵ８０００は、運転者の減速意思があると判断し、所定割合Ｒ４で目標エンジントルクＴＥｔｇｔを減少させる。

以上のような構造およびフローチャートに基づくＥＣＵ８０００の動作について、図８〜１０を参照しつつ説明する。

図８に示すように、Ｎｔ≦Ｎｅ−ｂである時刻ｔ１にて、エンジンシステムの異常が判定された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）を想定する。

この場合、まず、所定割合Ｒ２でフィードフォワード制御によって目標エンジントルクＴＥｔｇｔの減少が開始される（Ｓ１０２にてＮＯ、Ｓ１０６にてＮＯ、Ｓ１０８）。

その後、エンジン回転速度Ｎｅが徐々に低下し、時刻ｔ２にてＮｔ＞Ｎｅ−ｂとなると（Ｓ１０６にてＮＯ）、｜Ｎｔ−Ｎｅ｜＜ｃとなるように目標エンジントルクＴＥｔｇｔのフィードバック制御が開始される（Ｓ１１０にてＮＯ、Ｓ１１２）。

時刻ｔ３にて｜Ｎｔ−Ｎｅ｜＜ｃとなり、時刻ｔ４にて｜Ｎｔ−Ｎｅ｜＜ｃの状態が所定時間ｄ継続すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、エンジン１００が中立状態に安定したと判断され（Ｓ１１４）、中立状態安定後のエンジン回転速度Ｎｅ（Ｎ）から実エンジントルクＴＥ（Ｎ）が推定される（Ｓ１１６）。

このように、エンジン１００を一時的に中立状態に制御し、その時のエンジン回転速度Ｎｅ（Ｎ）から実エンジントルクＴＥ（Ｎ）を推定するため、システム異常時であっても実エンジントルクＴＥ（Ｎ）を精度よく推定できる。

これにより、システム異常後において、目標トルクに対して実トルクがどの程度ずれているのかを精度よく把握することができる。すなわち、図８に示すように、目標エンジントルクＴＥｔｇｔ（Ｎ）に対して実エンジントルクＴＥ（Ｎ）がトルク差ΔＴＥ１だけ大きいことを把握することができる。また、実アクセル開度ＡＰから推定したトルク（運転者の要求するトルク）ＴＥａｐに対して実エンジントルクＴＥ（Ｎ）がトルク差ΔＴＥ２だけ大きいことも把握可能である。また、システム正常時の推定手法に基づいて算出した実エンジントルクＴＥに対して、実エンジントルクＴＥ（Ｎ）がどの程度すれているのかも把握することができる。これらのトルク差情報を用いることによって、目標エンジントルクＴＥｔｇｔをその後どのように制御すれば、運転者の意図しない加速や減速を軽減できるのかを判断することが可能となる。

本実施の形態においては、トルク差ΔＴＥ１をシステム正常時のアクセル開度偏差αに換算する。すなわち、図８に示すように、実エンジントルクＴＥ（Ｎ）をシステム正常時にエンジン１００に出力させるために必要なアクセル開度Ａと、目標エンジントルクＴＥｔｇｔ（Ｎ）をシステム正常時にエンジン１００に出力させるために必要なアクセル開度Ｂとの差を、アクセル開度偏差αとして算出する（Ｓ２００〜Ｓ２０４）。

そして、アクセル開度偏差αが全エンジン回転速度Ｎｅに渡って一律に生じる定常偏差とみなして、システム異常時の中立アクセル開度ラインを設定する（Ｓ２０６）。これにより、任意のエンジン回転速度Ｎｅに対する中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを算出することが可能となる。

その後、図９に示すように、時刻ｔ４から所定時間ｅが経過した時刻ｔ５にて、中立アクセル開度ラインが確定されると（Ｓ２０８にてＹＥＳ、Ｓ２１０）、中立アクセル開度ラインを用いて現在のエンジン回転速度Ｎｅに対応する中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂが算出される。

そして、実アクセル開度ＡＰが中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも小さいため（Ｓ３００にてＮＯ）、運転者の減速意思があると判断されて、目標エンジントルクＴＥｔｇｔが所定割合Ｒ４で減少される（Ｓ３０４）。これにより、実エンジントルクが低下してエンジン回転速度Ｎｅが低下するため、車両が減速される。

また、図１０に示すように、時刻ｔ４から所定時間ｅの経過前（Ｓ２０８にてＮＯ）である時刻ｔ６にて、実アクセル開度ＡＰが中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも大きくなった場合（Ｓ２１２にてＮＯ、Ｓ２１６にてＹＥＳ）、時刻ｔ６にて、中立アクセル開度ラインが確定される（Ｓ２１０）。

そして、時刻ｔ６以降において、実アクセル開度ＡＰが中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂよりも大きいため（Ｓ３００にてＹＥＳ）、運転者の加速意思があると判断されて、目標エンジントルクＴＥｔｇｔが所定割合Ｒ３で増加される（Ｓ３０２）。これにより、時刻ｔ４から所定時間ｅの経過前であっても、運転者の加速意思を実エンジントルクの増加に早期に反映させて車両を加速させることができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵは、エンジンシステムに異常が生じた場合、まず、エンジンを一時的に中立状態に安定させ、その時のエンジン回転速度から実エンジントルクを推定する。そのため、システム異常時であっても実エンジントルクを精度よく推定できる。さらに、推定した実エンジントルクと目標エンジントルクとのトルク差に基づいて、運転者の加速意思あるいは減速意思を判断するための基準となる中立アクセル開度を求め、中立アクセル開度と実際のアクセル開度との比較結果に基づいて、目標エンジントルクを増減させる。そのため、システム異常時であっても運転者が意図しない加速や減速を軽減することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る制御装置について説明する。前述の第１の実施の形態に係る制御装置においては、実アクセル開度ＡＰと中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂとの比較結果で運転者の加速意思、減速意思を推定して目標エンジントルクＴＥｔｇｔを増加あるいは減少させるが、その目標エンジントルクＴＥｔｇｔの増加割合あるいは減少割合は、実アクセル開度ＡＰに関わらず一定値である。これに対し、本実施の形態に係る制御装置は、実アクセル開度ＡＰと中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂとの偏差をスリップ量（エンジン回転速度Ｎｅとタービン回転速度Ｎｔとの差）の目標値に変換し、実際のスリップ量が目標値になるように目標エンジントルクＴＥｔｇｔをフィードバック制御するものである。その他の構造、機能、処理は、前述の第１の実施の形態と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

図１１は、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００が中立アクセル開度ラインの確定処理（図４のＳ２１０の処理）の後に行なう処理の流れを示すフローチャートである。

図１１に示すように、Ｓ４００にて、ＥＣＵ８０００は、確定したシステム異常時の中立アクセル開度ラインを用いて現在のエンジン回転速度Ｎｅに対応する中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂを算出し、現在の実アクセル開度ＡＰと、算出した中立アクセル開度Ａ（Ｎ）ａｂとのアクセル開度偏差β（＝ＡＰ−Ａ（Ｎ）ａｂ）を算出する。

Ｓ４０２にて、ＥＣＵ８０００は、アクセル開度偏差βに対応するスリップ目標値を算出する。ＥＣＵ８０００は、たとえば図１２に示すマップを用いて、アクセル開度偏差βに対応するスリップ量（＝Ｎｅ−Ｎｔ）の目標値ΔＳｔｇｔを算出する。図１２に示すマップは、アクセル開度偏差βと目標値ΔＳｔｇｔとの対応関係を予め設定したマップであって、記憶部８３００に予め記憶されている。図１２に示すように、偏差βが大きいほど目標値ΔＳｔｇｔが大きくなるように設定される。これは、スリップ量に応じた大きさのトルクを伝達するというトルクコンバータ２００の特性を考慮して、偏差βの大きさ（運転者の加速要求レベル）に応じて目標値ΔＳｔｇｔを設定することにより、トルクコンバータ２００の伝達トルクを運転者の加速要求レベルに応じた値にするものである。

Ｓ４０４にて、ＥＣＵ８０００は、実際のスリップ量ΔＳが目標値ΔＳｔｇｔとなるように、目標エンジントルクＴＥｔｇｔをフィードバック制御する。

このように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵは、中立アクセル開度ラインの確定後において、実アクセル開度ＡＰと中立アクセル開度との偏差をスリップ量の目標値に変換し、実際のスリップ量が目標値になるように目標エンジントルクをフィードバック制御する。そのため、前述の第１の実施の形態のように運転者の加速意思あるいは減速意思に応じて目標エンジントルクを予め定められた割合で増減させる場合に比べて、エンジンシステム異常時においても、運転者のアクセルペダルの踏み込み量になるべく近いトルクを発生させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ エンジン、１０２ 燃焼室、１０４ インジェクタ、１０６ イグニッションコイル、１０８ エンジン水温センサ、１１０ 吸気管、１１２ スロットルモータ、１１４ スロットルバルブ、１１６ エアフロメータ、１１８ 吸入空気温センサ、１２０ 排気管、１２２ 空燃比センサ、１２４ 酸素センサ、１４０ 触媒、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、２６０ 油圧回路、３００ 自動変速機、４００ エンジン回転速度センサ、４１０ タービン回転速度センサ、４２０ 出力軸回転速度センサ、４３０ ポジションスイッチ、４４０ アクセル開度センサ、４５０ ブレーキ踏力センサ、８０００ ＥＣＵ、８１００ 入力インターフェイス、８２００ 演算処理部、８２１０ 異常判断部、８２２０ トルク制御部、８２３０ 実トルク推定部、８２４０ アクセル開度偏差算出部、８２５０ トルク制御部、８３００ 記憶部、８４００ 出力インターフェイス。

Claims (8)

1. 駆動力源と、トルクコンバータを介して前記駆動力源に接続された自動変速機と、目標トルクに基づいて前記駆動力源の出力トルクを制御する駆動装置と、を備えた車両の制御装置であって、
   前記駆動装置が異常であるか否かを判断する判断部と、
   前記駆動装置が異常である場合、前記駆動力源の状態を前記駆動力源の回転速度と前記自動変速機の入力軸回転速度とが略一致する中立状態にするように前記目標トルクを設定する第１制御部とを含む、車両の制御装置。
2. 前記制御装置は、前記第１制御部によって前記中立状態が所定時間以上継続している場合、前記駆動力源の回転速度に基づいて前記駆動力源の実トルクを推定する推定部をさらに含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御装置は、所定条件の成立後に、前記第１制御部に代えて、前記推定部が推定した前記実トルクと前記推定部が前記実トルクを推定した時の前記目標トルクとのトルク差に応じた値に基づいて、前記目標トルクを設定する第２制御部をさらに含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御装置は、
   前記駆動装置の正常時における、運転者による加速要求量と前記駆動力源の出力トルクとの対応関係を示す情報を予め記憶する記憶部と、
   前記対応関係を示す情報を用いて、前記推定部が推定した前記実トルクを前記駆動装置の正常時に前記駆動力源に出力させるために必要な第１加速要求量と、前記推定部が前記実トルクを推定した時の前記目標トルクを前記駆動装置の正常時に前記駆動力源に出力させるために必要な第２加速要求量との要求量偏差を算出する算出部とをさらに含み、
   前記トルク差に応じた値は、前記要求量偏差である、請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記第２制御部は、前記要求量偏差に基づいて、前記駆動装置の異常時に前記駆動力源の状態を前記中立状態とするトルクを前記駆動力源から出力させるために必要な中立加速要求量を前記駆動力源の回転速度に応じて算出し、運転者による実際の加速要求量と前記中立加速要求量との比較結果に基づいて前記目標トルクを設定する、請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 前記第２制御部は、前記実際の加速要求量が前記中立加速要求量よりも大きい場合、運転者の加速意思があると判断して前記目標トルクを増加させ、前記実際の加速要求量が前記中立加速要求量よりも小さい場合、運転者の減速意思があると判断して前記目標トルクを減少させる、請求項５に記載の車両の制御装置。
7. 前記トルクコンバータは、前記駆動力源の回転速度と前記自動変速機の入力軸回転速度との差であるスリップ量に応じた大きさのトルクを前記駆動力源から前記自動変速機に伝達し、
   前記第２制御部は、前記実際の加速要求量と前記中立加速要求量との差に基づいて前記スリップ量の目標値を設定し、前記スリップ量の実際の値が前記目標値となるように前記目標トルクをフィードバック制御する、請求項５に記載の車両の制御装置。
8. 駆動力源と、トルクコンバータを介して前記駆動力源に接続された自動変速機と、目標トルクに基づいて前記駆動力源の出力トルクを制御する駆動装置と、を備えた車両の制御装置が行なう制御方法であって、
   前記制御方法は、
   前記駆動装置が異常であるか否かを判断するステップと、
   前記駆動装置が異常である場合、前記駆動力源の状態を前記駆動力源の回転速度と前記自動変速機の入力軸回転速度とが略一致する中立状態にするように前記目標トルクを設定するステップとを含む、車両の制御方法。

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