JP2012167587A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニュートラル制御を行う際におけるエンジン運転状態の適正化を図ることが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ニュートラル制御実行条件の成立時、エンジン冷却水温度及びＡＴＦ温度を検出し、これら温度が低いほど、ニュートラル制御へ移行する際の吸入空気量の減量割合を小さく設定する。ニュートラル制御実行中にニュートラル制御実行条件が非成立となった際、エンジン冷却水温度及びＡＴＦ温度を検出し、これら温度が低いほど、ニュートラル制御を解除する際の吸入空気量の増加量を大きくすると共に、その後、吸入空気量を目標吸入空気量まで減少させる際の減量割合を小さく設定する。
【選択図】図９

Description

本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」と呼ぶ場合もある）及び自動変速機が搭載された車両の制御装置に係る。特に、本発明は、自動変速機のニュートラル制御を行う際におけるエンジン運転状態の適正化を図るための対策に関する。

車両に搭載される自動変速機としては、クラッチ及びブレーキと遊星歯車装置とを用いた遊星歯車式変速機や、変速比を無段階に調整するベルト式等の無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が知られている。

自動変速機が搭載された車両においては、一般に、運転者により操作されるシフトレバーが設けられており、そのシフトレバーを操作することで、自動変速機のシフトポジションを、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｒレンジ（後進走行レンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）、Ｄレンジ（前進走行レンジ）等に切り換えることができる。

このような自動変速機が搭載された車両において、エンジンのアイドリング運転時に、所定のニュートラル制御実行条件（例えば、自動変速機のシフトポジションがＤレンジで、アクセル操作が行われず、ブレーキ操作が行われ、且つ、車両が停止している状態であるという条件）が成立したときには、自動変速機をニュートラル状態にするニュートラル制御を実行するものが提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２を参照）。このニュートラル制御の具体的な動作としては、車両の走行時に係合される自動変速機内の摩擦係合要素（例えば入力クラッチ）の係合力を、低下（スリップ状態）または解除することにより、自動変速機をニュートラル状態にする。これによりエンジンの負荷が軽減されることになり燃料消費率の改善を図ることができる。特に、特許文献１では、ニュートラル制御中に吸入空気量を低下させ、これによってインジェクタからの燃料噴射量の減量を可能にして燃料消費率の改善を図るようにしている。

特開２０１０−２１６３５６号公報 特開２００９−５８１１２号公報

しかしながら、従来のニュートラル制御にあっては、吸入空気量の適正化が十分に図られておらず、ニュートラル制御を行う際におけるエンジン運転状態の適正化を図るためには未だ改良の余地があった。特に、上記ニュートラル制御実行条件の成立に伴い、上記入力クラッチが係合している制御状態（以下、「クラッチ係合状態」または「ニュートラル制御非実行状態」と呼ぶ）からニュートラル制御状態への切り換え（ニュートラル制御のＯＦＦからＯＮへの切り換え）が行われる際や、逆に、ニュートラル制御実行条件が非成立となり、ニュートラル制御状態からクラッチ係合状態への切り換え（ニュートラル制御のＯＮからＯＦＦへの切り換え）が行われる際における吸入空気量の適正化については改良の余地があった。

例えば、上述した如く特許文献１にはニュートラル制御中に吸入空気量を低下させることが開示されているが、エンジンの暖機完了後以外の時期にニュートラル制御を実行させようとした場合、ニュートラル制御実行条件の成立に伴って吸入空気量を急速に低下させてしまうと、エンジンの出力トルクが低下してしまい、エンジンの適正な制御ができなくなったり、エンジン回転数の変動に伴って振動が大きくなりドライバビリティの悪化を招いてしまう可能性がある。つまり、エンジンの暖機が完了する前にあっては、燃焼室内での燃料の燃焼状態が不安定であったり、自動変速機の作動油（ＡＴＦ；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）の粘度が高いことで自動変速機内部でのフリクションが大きくなっており、このような状況下で吸入空気量を低下させてしまうと（暖機完了後にニュートラル制御を実行させる場合と同等に吸入空気量を低下させてしまうと）、更なる燃焼状態の悪化を招くなどしてエンジンの適正な制御が困難になる可能性がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ニュートラル制御を行う際におけるエンジン運転状態の適正化を図ることが可能な車両の制御装置を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、車両の暖機状態（エンジンの冷却水温度及び／または自動変速機の作動油温度）に応じて、ニュートラル制御での吸入空気量を調整し、車両の暖機が不十分であるほど吸入空気量が多くなるようにしてエンジン運転状態の安定化を図り、ニュートラル制御時に適正な内燃機関運転状態が得られるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関及び自動変速機を備え、所定のニュートラル制御実行条件が成立したときに自動変速機をニュートラル状態にすると共に内燃機関の吸入空気量を減少させてニュートラル制御を行う車両の制御装置を前提とする。この車両の制御装置に対し、車両の暖機状態を検出または推定し、上記ニュートラル制御に伴う吸入空気量を、車両の暖機状態に応じて補正する吸入空気量補正手段を備えさせている。

この特定事項により、ニュートラル制御を実行する際には車両の暖機状態に応じた適切な吸入空気量が得られることになる。例えば、車両の暖機が未だ不十分な状況（車両の暖機状態が低温である状況）では吸入空気量を多めに設定し、内燃機関のトルクを比較的高くして、内燃機関の運転状態の安定化を図りながらニュートラル制御を実行することが可能になる。このため、例えば内燃機関の暖機完了後以外の運転状態であってもニュートラル制御を実行することが可能になり、このニュートラル制御の実行機会を多く得ることで、燃料消費率の大幅な改善を図ることが可能になる。

ニュートラル制御を開始する際における吸入空気量の補正動作として以下のものが挙げられる。つまり、ニュートラル制御実行条件が成立してニュートラル制御を開始する際における吸入空気量の単位時間当たりの減少量を、車両の暖機状態が低温であるほど小さく設定するものである。

これによれば、車両の暖機状態が低温である際、ニュートラル制御の非実行から実行に移る場合における吸入空気量の単位時間当たりの減少量を小さくすることで、内燃機関のトルクを比較的高く維持しながらニュートラル制御に移行させていくことが可能になり、内燃機関の回転数の変動に伴う振動を抑制しドライバビリティの悪化を防止しながらニュートラル制御を開始させることができる。

ニュートラル制御を解除する際における吸入空気量の補正動作として以下のものが挙げられる。つまり、ニュートラル制御実行中にニュートラル制御実行条件が非成立となることでニュートラル制御を解除する際における吸入空気量の増加量を、車両の暖機状態が低温であるほど大きく設定するものである。

これによれば、車両の暖機状態が低温である際、ニュートラル制御の実行から非実行に移る場合における吸入空気増加量を多く設定することで、内燃機関の負荷増加量に応じたトルクを得ることができ、ニュートラル制御を解除するに際しての内燃機関の適正な制御を行うことができる。

上記吸入空気量を増加させた後における吸入空気量の制御動作として以下のものが挙げられる。つまり、ニュートラル制御実行中にニュートラル制御実行条件が非成立となることでニュートラル制御を解除する際、上記吸入空気量を増加させた後に、吸入空気量をニュートラル制御非実行時の目標アイドリング回転数まで低下させる場合の吸入空気量の単位時間当たりの減少量を、車両の暖機状態が低温であるほど小さく設定するものである。

これによれば、車両の暖機状態が低温である場合に、ニュートラル制御の実行から非実行に移る際における吸入空気量の単位時間当たりの減少量を小さくすることで、内燃機関のトルクを比較的高く維持しながらニュートラル制御を解除していくことができ、内燃機関の適正な制御が行える。

上記車両の暖機状態を検出する指標として具体的には、内燃機関の冷却水温度や自動変速機の作動油温度等が挙げられる。

本発明では、ニュートラル制御に伴う吸入空気量を、車両の暖機状態に応じて補正するようにしたことで、内燃機関の暖機完了後以外の運転状態であってもニュートラル制御を実行することが可能になる。

実施形態に係る車両のパワートレインの概略構成を示す図である。 実施形態に係るエンジンの概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 ニュートラル制御実行時における吸入空気量制御の手順を示すフローチャート図である。 ニュートラル制御ＯＮ切り換え時吸入空気変化割合マップを示す図である。 ニュートラル制御実行中吸入空気量マップを示す図である。 ニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気増加量マップを示す図である。 ニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気変化割合マップを示す図である。 ニュートラル制御実行時におけるニュートラル制御実行フラグ及び吸入空気量の変化を示すタイミングチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、ベルト式ＣＶＴを搭載したＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両に本発明を適用した場合について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両のパワートレインの概略構成を示す図である。また、図２は、エンジンの概略構成図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両は、エンジン１、トルクコンバータ２、前後進切換装置３及びＣＶＴ４により構成される自動変速機９、油圧制御回路５、差動歯車装置６、ＥＣＵ（電子制御ユニット）８などを備えている。その各部の詳細を以下に説明する。

−エンジン−
エンジン１は、多気筒ガソリンエンジンであって、図２に示すように、燃焼室１ａを形成するピストン１０及び出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１０はコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１０の往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。なお、図２にはエンジン１の１気筒の構成のみを示している。

クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起１７ａ…１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。このシグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ３６が配置されている。このクランクポジションセンサ３６は、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号を出力する。

エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ１８が配置されている。点火プラグ１８には、点火コイル２０及びイグナイタ１９が接続されている。イグナイタ１９は、ＥＣＵ８からの点火信号に応じて点火コイル２０を駆動して点火プラグ１８を点火する。また、エンジン１には、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ３１が配置されている。

エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１及び排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間には吸気弁１３が設けられており、この吸気弁１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ａとの間には排気弁１４が設けられており、この排気弁１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気弁１３及び排気弁１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフト（いずれも図示せず）の各回転によって行われる。

吸気通路１１には、エアクリーナ２３、熱線式のエアフローメータ３２、吸気温センサ３３（エアフローメータ３２に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ２１が配置されている。スロットルバルブ２１はスロットルモータ２１ａによって駆動される。スロットルバルブ２１の開度はスロットルポジションセンサ３５によって検出される。エンジン１の排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ₂センサ３４及び三元触媒２４が配置されている。

そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）２２が配置されている。インジェクタ２２には、燃料タンクから燃料ポンプ（いずれも図示せず）によって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ１８にて点火されて燃焼する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼によりピストン１０が往復運動してクランクシャフト１５が回転する。

以上のエンジン１の運転状態はＥＣＵ８によって制御される。

車両にはオルタネータ（充電発電機）２５及びバッテリ２６が搭載されている。オルタネータ２５は、エンジン１のクランクシャフト１５に例えばベルト等を介して連結されており、エンジン１の回転により発電する。バッテリ２６は、オルタネータ２５及び各種電気負荷に対し電気的に接続されている。

そして、オルタネータ２５にて発生する電力に余剰電力が生じた場合には、バッテリ２６にその余剰電力を充電し、また、エンジン１のフューエルカットを実施しているとき（減速中）に、オルタネータ２５にて発生する電力をバッテリ２６に充電するように制御される。このような制御を含む各種の充電制御はＥＣＵ８によって制御される。

−トルクコンバータ・ＣＶＴ等−
図１に示すように、エンジン１の出力は、流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータ２から前後進切換装置３及びＣＶＴ４を介して差動歯車装置６に伝達され、左右の駆動輪７，７に伝達される。

トルクコンバータ２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２０１、入力軸側のポンプ羽根車２０２、出力軸側のタービン羽根車２０３、ワンウェイクラッチ２０４、及び、トルク増幅機能を発現するステータ２０５等を備えている。

前後進切換装置３は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置３００を主体として構成されており、その遊星歯車装置３００のサンギヤ３０１がトルクコンバータ２のタービン軸２００に連結されている。また、遊星歯車装置３００のキャリア３０２がＣＶＴ４の入力軸４００に連結されている。これらキャリア３０２とサンギヤ３０１とは前進用クラッチ（入力クラッチ）Ｃ１を介して選択的に連結される。また、リングギヤ３０３は後進用ブレーキＢ１を介してハウジングに選択的に固定される。

そして、このような構造において、前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１は、油圧制御回路５のマニュアルバルブ（図示せず）がシフトレバー１００（図３参照）の操作に従って機械的に切り換えられることにより、係合・解放されるようになっている。シフトレバー１００は、駐車用のＰレンジ、後進走行用のＲレンジ、動力伝達を遮断するＮレンジ、前進走行用のＤレンジ及びＬレンジへ操作されるようになっており、Ｐレンジ及びＮレンジでは、前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１は共に解放される。Ｒレンジでは、後進用ブレーキＢ１が係合され、前進用クラッチＣ１が解放される。また、Ｄレンジ及びＬレンジでは、前進用クラッチＣ１が係合させられるとともに、後進用ブレーキＢ１が解放される。

ＣＶＴ４は前後進切換装置３を介してトルクコンバータ２に接続される。ＣＶＴ４は、入力側のプライマリプーリ４０１、出力側のセカンダリプーリ４０２、及び、プライマリプーリ４０１とセカンダリプーリ４０２とに巻き掛けられた金属製の伝動ベルト４０３を備えており、プライマリプーリ４０１及びセカンダリプーリ４０２と伝動ベルト４０３との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。

プライマリプーリ４０１及びセカンダリプーリ４０２はそれぞれＶ溝幅が可変であり、入力側のプライマリプーリ４０１に配置された油圧シリンダ（図示せず）が油圧制御回路５によって制御されることにより、プライマリプーリ４０１及びセカンダリプーリ４０２の各Ｖ溝幅が変化して伝動ベルト４０３の掛かり径（有効径）が変更され、減速比が連続的に変化する。

以上のトルクコンバータ２、前後進切換装置３、及び、ＣＶＴ４は、油圧制御回路５によって油圧制御される。油圧制御回路５は、図示はしないが、上記したマニュアルバルブ、変速速度制御部、ベルト挟圧力制御部、ロックアップ係合圧制御部、及び、クラッチ圧制御部などを備えており、所定のニュートラル制御実行条件が成立したときに、上記クラッチ圧制御部が前進用クラッチＣ１を解放または所定のスリップ状態にするニュートラル制御を含む各種の制御を実行する。なお、油圧制御回路５の各部はＥＣＵ８によって制御される。

−ＥＣＵ−
図３に示すように、ＥＣＵ８は、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３及びバックアップＲＡＭ８４などを備えている。

ＲＯＭ８２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭ８３は、ＣＰＵ８１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ８４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ８２、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８３及びバックアップＲＡＭ８４は、バス８７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路８５及び外部出力回路８６と接続されている。

外部入力回路８５には、上記水温センサ３１、エアフローメータ３２、吸気温センサ３３、Ｏ₂センサ３４、スロットルポジションセンサ３５、及び、クランクポジションセンサ３６が接続されており、さらに、車速センサ３７、アクセルポジションセンサ３８、ブレーキペダルセンサ３９、シフトレバー１００の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４０、自動変速機９の作動油（ＡＴＦ）の温度を検出する油温センサ４１などが接続されている。

一方、外部出力回路８６には、インジェクタ２２、点火プラグ１８のイグナイタ１９、及び、スロットルバルブ２１のスロットルモータ２１ａなどが接続されている。

そして、ＥＣＵ８は、水温センサ３１、エアフローメータ３２、吸気温センサ３３、Ｏ₂センサ３４、スロットルポジションセンサ３５、クランクポジションセンサ３６、車速センサ３７、アクセルポジションセンサ３８、ブレーキペダルセンサ３９、シフトポジションセンサ４０、油温センサ４１などの各種センサの出力信号に基づいて、点火プラグ１８のイグナイタ１９、インジェクタ２２、スロットルバルブ２１のスロットルモータ２１ａの各部を制御することにより、後述するアイドリング回転数制御を含むエンジン１の各種制御、並びに、後述するニュートラル制御を含む車両の各種制御を実行する。

以下、ＥＣＵ８が実行する「アイドリング回転数制御」及び「ニュートラル制御」について説明する。

−アイドリング回転数制御−
アイドリング回転数制御は、エンジン１のアイドリング運転時に実行される制御であり、アイドリング運転時の実際のアイドリング回転数（クランクポジションセンサ３６の出力から得られる回転数）が目標アイドリング回転数に一致するように、スロットルバルブ２１の開度を調整してエンジン１への吸入空気量をフィーバック制御する。

また、本実施形態に係る車両は、燃料消費率の改善を目的としてニュートラル制御を実施するため、そのニュートラル制御中には、通常のアイドリング状態での目標回転数よりも低いアイドリング回転数となるように吸入空気量の制御が行われる。このニュートラル制御に伴う吸入空気量の制御については後述する。

−ニュートラル制御−
ＥＣＵ８は、エンジン１のアイドリング運転時において、所定のニュートラル制御実行条件が成立したときに、油圧制御回路５を制御して前後進切換装置３の前進用クラッチＣ１を解放または所定のスリップ状態にして、自動変速機をニュートラル状態にする（ニュートラル制御）。

上記ニュートラル制御実行条件としては、例えば、車速センサ３７からの車速検知信号に基づく車速が「０」であること、シフトポジションセンサ４０に基づくシフトレバー位置が「Ｄレンジ」であること、ブレーキペダルの踏み込み操作が行われていること（ブレーキペダルセンサ３９がＯＮであること）、アクセルポジションセンサ３８の出力に基づくアクセルペダルの操作量が「０」であることなどである。

−ニュートラル制御実行時の吸入空気量制御−
本実施形態の特徴は、上記ニュートラル制御を行う際のエンジン１の吸入空気量を、車両の暖機状態に応じて制御（補正）する点にある。以下、このニュートラル制御実行時における吸入空気量制御について説明する。

本実施形態におけるニュートラル制御実行時における吸入空気量制御の概略としては、エンジン１の冷却水温度及び自動変速機９の作動油（ＡＴＦ）の温度によって車両の暖機状態を判定し、この判定された車両の暖機状態に応じてエンジン１の吸入空気量を調整する。具体的には、車両の暖機状態が低温であるほど（上記冷却水温度が低いほど、また、作動油温度が低いほど）、エンジン１の吸入空気量を多くして、エンジン１の運転状態の安定化を図るようにしている。

特に、ニュートラル制御実行条件が非成立から成立になってニュートラル制御に移行する際（ニュートラル制御のＯＦＦからＯＮへの切り換え時）における単位時間当たりの吸入空気量の変化量（吸入空気変化割合）や、ニュートラル制御実行条件が成立から非成立になってニュートラル制御が解除される際（ニュートラル制御のＯＮからＯＦＦへの切り換え時）における吸入空気量の増加量及びその後の単位時間当たりの吸入空気量の変化量（吸入空気変化割合）を上記エンジン１の冷却水温度や自動変速機９の作動油温度によって調整するようにしている（吸入空気量補正手段による吸入空気量の補正動作）。以下、具体的に説明する。

図４は、ニュートラル制御実行時における吸入空気量制御の手順を示すフローチャートである。この図４に示すフローチャートは、エンジン１の始動後、数ｍｓｅｃ毎またはクランクシャフトの所定回転角度毎に実行される。

先ず、ステップＳＴ１において、上記ニュートラル制御実行条件が成立したか否かを判定する。ニュートラル制御実行条件が成立しておらず、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、ニュートラル制御を実行することなくリターンされる。

一方、ニュートラル制御実行条件が成立しており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、上記水温センサ３１によって冷却水温度を検出すると共に、上記油温センサ４１によって自動変速機９の作動油温度（オイル温度）を検出する。

その後、ステップＳＴ３に移り、上記検出した冷却水温度及びオイル温度から、ニュートラル制御の非実行から実行に移るに際して吸入空気量を調整するための値をマップから読み出す。具体的には、ニュートラル制御の非実行から実行に移る際における単位時間当たりの吸入空気量の変化量（吸入空気変化割合）を、図５に示すニュートラル制御ＯＮ切り換え時吸入空気変化割合マップから読み出す。また、ニュートラル制御の実行中における吸入空気量を、図６に示すニュートラル制御実行中吸入空気量マップから読み出す。これらマップは予め実験やシミュレーションにより作成され、上記ＲＯＭ８２に記憶されている。

具体的に、図５に示すニュートラル制御ＯＮ切り換え時吸入空気変化割合マップは、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、ニュートラル制御の非実行から実行に移る際における単位時間当たりの吸入空気量の減少量（吸入空気変化割合）を小さくする、つまり、徐々に吸入空気量を減少させていくようになっている。

このように、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、ニュートラル制御の非実行から実行に移る際における単位時間当たりの吸入空気量の減少量を小さくすることで、エンジントルクを比較的高く維持しながらニュートラル制御に移行させていくことになる。これにより、エンジン１の適正な制御が行え、エンジン回転数の変動に伴う振動の抑制やドライバビリティの悪化の防止を図ることができる。

一方、図６に示すニュートラル制御実行中吸入空気量マップは、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、ニュートラル制御の実行中における吸入空気量を多く設定するようになっている。

このように、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、ニュートラル制御の実行中における吸入空気量を多く設定することで、ニュートラル制御実行中のエンジントルクを比較的高く維持してエンジン１の適正な制御が行えるようにし、エンジン回転数の変動に伴う振動の抑制やドライバビリティの悪化の防止を図るようにしている。

このようにして、ニュートラル制御の非実行から実行に移る際における単位時間当たりの吸入空気量の減少量、及び、ニュートラル制御の実行中における吸入空気量を設定した後、ステップＳＴ４に移り、これら設定した吸入空気量が得られるようにスロットルバルブ２１の開度を調整（スロットルモータ２１ａを制御）しながらニュートラル制御に移行させていく。つまり、図５に示すニュートラル制御ＯＮ切り換え時吸入空気変化割合マップに従って取得された単位時間当たりの吸入空気量の減少量（吸入空気変化割合）で吸入空気量を減少させていく。そして、その吸入空気量が、図６に示すニュートラル制御実行中吸入空気量マップに従って取得された吸入空気量にまで減少すると、その吸入空気量の減少動作を停止し（スロットルバルブ２１の開度を維持し）、ニュートラル制御の実行中は、この吸入空気量（ニュートラル制御実行中吸入空気量マップに従って取得された吸入空気量）に維持するようにする。

図９は、ニュートラル制御実行時におけるニュートラル制御実行フラグ（ニュートラル制御実行条件の成立に伴ってＯＮし、非成立に伴ってＯＦＦするフラグ）及び吸入空気量の変化を示すタイミングチャート図である。この図９に示す吸入空気量の変化において破線は冷却水温度及びオイル温度が共に比較的高い場合（例えば、エンジン１の暖機完了後の状態）を示しており、実線は冷却水温度及びオイル温度が共に比較的低い場合を示している。

ニュートラル制御の非実行から実行に移る際、図中のタイミングＴ１においてニュートラル制御実行条件が成立しており、上記検出した冷却水温度及びオイル温度を、上記各マップに当て嵌めることで得られた単位時間当たりの吸入空気量の減少量、及び、ニュートラル制御の実行中における吸入空気量が得られるようにスロットルバルブ２１の開度が調整される。つまり、冷却水温度及びオイル温度が共に比較的低い場合における吸入空気量の制御動作として、図９におけるタイミングＴ１からＴ２の期間中は、上記図５に示すニュートラル制御ＯＮ切り換え時吸入空気変化割合マップに従って取得された単位時間当たりの吸入空気量の減少量で吸入空気量を減少させていく（図９に実線で示す吸入空気量の変化を参照）。この場合の吸入空気量の減少割合は、冷却水温度及びオイル温度が共に比較的高い場合における吸入空気量の減少割合（図９に破線で示す吸入空気量の変化を参照）よりも小さくなっている。

そして、図９におけるタイミングＴ２からＴ３の期間中（ニュートラル制御実行中）は、図６に示すニュートラル制御実行中吸入空気量マップに従って取得された吸入空気量に設定されることになる。この場合の吸入空気量は、冷却水温度及びオイル温度が共に比較的高い場合における吸入空気量（図９に破線で示す吸入空気量を参照）よりも多くなっている。

そして、この吸入空気量が、ニュートラル制御実行条件が非成立となるまで（図９のタイミングＴ３になるまで；図４のステップＳＴ５でＮＯ判定されている期間中）維持される。

上記ニュートラル制御実行中（ステップＳＴ４）にニュートラル制御実行条件が非成立となると、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ６に移る。このステップＳＴ６では、上記水温センサ３１によって冷却水温度を検出すると共に、上記油温センサ４１によって自動変速機９の作動油温度（オイル温度）を検出する。

その後、ステップＳＴ７に移り、上記検出した冷却水温度及びオイル温度から、ニュートラル制御の実行から非実行に移るに際して吸入空気量を調整するための値をマップから読み出す。具体的には、ニュートラル制御の実行から非実行に移る際に、一時的に吸入空気量を増加させるための吸入空気増加量を、図７に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気増加量マップから読み出す。また、この一時的に増加させた吸入空気量を減少させて、ニュートラル制御非実行時の目標アイドリング回転数（エンジン１の暖機状態や補機類の駆動状態に応じて設定されるアイドリング回転数）まで低下させる際の単位時間当たりの吸入空気量の変化量（吸入空気変化割合）を、図８に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気変化割合マップから読み出す。これらマップは予め実験やシミュレーションにより作成され、上記ＲＯＭ８２に記憶されている。

具体的に、図７に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気増加量マップは、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、吸入空気増加量を多く設定するようになっている。

このように、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、ニュートラル制御の実行から非実行に移る際における吸入空気増加量を多く設定することで、エンジン負荷の増加量（前進用クラッチＣ１が係合されることによるエンジン負荷の増加量）に応じたエンジントルクを得ることができ、ニュートラル制御を解除する際のエンジン１の適正な制御が行えることになる。

一方、図８に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気変化割合マップは、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、上記一時的に増加させた吸入空気量を減少させる際の単位時間当たりの吸入空気量の減少量を小さくする。つまり、徐々に吸入空気量を減少させていくようになっている。

このように、冷却水温度が低いほど、また、オイル温度が低いほど、ニュートラル制御の実行から非実行に移る際における単位時間当たりの吸入空気量の減少量を小さくすることで、エンジントルクを比較的高く維持しながらニュートラル制御を解除していくことができ、エンジン１の適正な制御が行える。

このようにして、ニュートラル制御の実行から非実行に移る際に一時的に増加させる吸入空気量、及び、その後の単位時間当たりの吸入空気量の減少量を設定した後、ステップＳＴ８に移り、これら吸入空気量が得られるようにスロットルバルブ２１の開度を調整（スロットルモータ２１ａを制御）しながらニュートラル制御を解除していく。つまり、図７に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気増加量マップに従って取得された吸入空気増加量だけ吸入空気量を一時的に増加させ、その後、図８に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気変化割合マップに従って取得された単位時間当たりの吸入空気量の減少量（吸入空気変化割合）で吸入空気量を減少させていくようにする。そして、その吸入空気量が、ニュートラル制御非実行時の目標アイドリング回転数を得るための吸入空気量まで減少すると、その吸入空気量の減少動作を停止し（スロットルバルブ２１の開度を維持し）、アイドリング運転中は、この吸入空気量に維持するようにする。

この動作を図９によって説明すると、ニュートラル制御の実行から非実行に移る際、図９のタイミングＴ３においてニュートラル制御実行条件が非成立となっており、上記検出した冷却水温度及びオイル温度を、上記各マップに当て嵌めることで得られた吸入空気増加量、及び、単位時間当たりの吸入空気量の減少量が得られるようにスロットルバルブ２１の開度が調整される。つまり、冷却水温度及びオイル温度が共に比較的低い場合における吸入空気量の制御動作として、図９におけるタイミングＴ３では、上記図７に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気増加量マップに従って取得された吸入空気増加量だけ吸入空気量を増加させる。この場合の吸入空気の増加量は、冷却水温度及びオイル温度が共に比較的高い場合における吸入空気の増加量（図９に破線で示す吸入空気の増加量を参照）よりも多くなっている。

そして、図９におけるタイミングＴ３からＴ４の期間中は、上記図８に示すニュートラル制御ＯＦＦ切り換え時吸入空気変化割合マップに従って取得された単位時間当たりの吸入空気量の減少量で吸入空気量を減少させていくことになる。この場合の吸入空気量の減少割合は、冷却水温度及びオイル温度が共に比較的高い場合における吸入空気量の減少割合（図９に破線で示す吸入空気量の変化を参照）よりも小さくなっている。

以上説明したように、本実施形態では、車両の暖機状態が低温であるほどエンジン１の吸入空気量を増量側に補正するようにしている。車両の暖機状態が低温である場合には、燃焼室１ａ内での燃料の燃焼状態が不安定であったり、自動変速機９の作動油の粘度が高いことで自動変速機９内部でのフリクションが大きくなっており、このような状況下で吸入空気量を低下させてしまうと、更なる燃焼状態の悪化を招くなどしてエンジンの適正な制御が困難になる可能性があるが、本実施形態では、車両の暖機状態が低温であるほどエンジン１の吸入空気量を増量側に補正するようにしてエンジン１のトルクを増加させ、これにより、エンジン１の運転状態の安定化を図りながらニュートラル制御が実行できるようにしている。このため、エンジン１の暖機が完了していない状況であってもニュートラル制御を実行することが可能になり、このニュートラル制御の実行機会を多く得ることで、燃料消費率の大幅な改善を図ることが可能になる。

−他の実施形態−
以上説明した実施形態では、スロットルモータ２１ａによって駆動される電子制御式のスロットルバルブ２１の開度を調整することによりエンジン１の吸入空気量制御を行っていた。本発明はこれに限らず、スロットルバルブ２１をバイパスするバイパス通路及びバイパス通路内の空気流量を調整するＩＳＣ（Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブを設け、このＩＳＣバルブの開度を調整することにより吸入空気量制御を行うようにしたものに対しても適用可能である。

また、上記実施形態では、水温センサ３１によって検出した冷却水温度及び油温センサ４１によって検出した作動油温度の両温度から車両の暖機状態を検出するようにしていた。本発明は、これに限らず、水温センサ３１によって検出した冷却水温度のみから車両の暖機状態を検出してもよいし、油温センサ４１によって検出した作動油温度のみから車両の暖機状態を検出してもよい。また、エンジン１の運転状態から車両の暖機状態を推定するようにしてもよい。例えば、外気温度とエンジン１の冷間始動からの経過時間とによって車両の暖機状態を推定することなどが挙げられる。

また、上記実施形態では、冷却水温度及び作動油温度が共に比較的低い場合におけるニュートラル制御実行中の吸入空気量は、ニュートラル制御実行条件が非成立となるまで一定であったが、このニュートラル制御実行中には、冷却水温度及び作動油温度が次第に高くなっていくため、それに応じて、ニュートラル制御実行中の吸入空気量を減少させていくようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ベルト式ＣＶＴ４を搭載した車両に本発明を適用した場合を示した。本発明はこれに限らず、遊星歯車式変速機を搭載した車両にも適用可能である。また、ＦＦ車両に限らずＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）車両や４ＷＤ（４輪駆動）車両に対しても本発明は適用可能である。

更に、上記実施形態では、ガソリンエンジンを搭載した車両に本発明を適用した場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えばＬＰＧ（液化石油ガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などの他の燃料を使用する火花点火方式のエンジンを搭載した車両にも適用可能であり、また、筒内直噴型エンジンを搭載した車両にも適用可能である。

本発明は、ニュートラル制御を実行する際におけるエンジン運転状態の適正化を図るための吸入空気量の制御に適用可能である。

１ エンジン（内燃機関）
３ 前後進切換装置
４ ＣＶＴ
５ 油圧制御回路
８ ＥＣＵ
９ 自動変速機
２１ スロットルバルブ
２１ａ スロットルモータ
３１ 水温センサ
４１ 油温センサ
Ｃ１ 前進用クラッチ

Claims (6)

1. 内燃機関及び自動変速機を備え、所定のニュートラル制御実行条件が成立したときに自動変速機をニュートラル状態にすると共に内燃機関の吸入空気量を減少させてニュートラル制御を行う車両の制御装置において、
   車両の暖機状態を検出または推定し、上記ニュートラル制御に伴う吸入空気量を、車両の暖機状態に応じて補正する吸入空気量補正手段を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１記載の車両の制御装置において、
   上記吸入空気量補正手段は、ニュートラル制御実行条件が成立してニュートラル制御を開始する際における吸入空気量の単位時間当たりの減少量を、車両の暖機状態が低温であるほど小さく設定するよう構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両の制御装置において、
   上記吸入空気量補正手段は、ニュートラル制御実行中にニュートラル制御実行条件が非成立となることでニュートラル制御を解除する際における吸入空気量の増加量を、車両の暖機状態が低温であるほど大きく設定するよう構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項３記載の車両の制御装置において、
   上記吸入空気量補正手段は、ニュートラル制御実行中にニュートラル制御実行条件が非成立となることでニュートラル制御を解除する際、上記吸入空気量を増加させた後に、吸入空気量をニュートラル制御非実行時の目標アイドリング回転数まで低下させる場合の吸入空気量の単位時間当たりの減少量を、車両の暖機状態が低温であるほど小さく設定するよう構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１〜４のうち何れか一つに記載の車両の制御装置において、
   上記内燃機関の冷却水温度により、上記車両の暖機状態が検出される構成となっていることを特徴とする車両の制御装置。
6. 請求項１〜５のうち何れか一つに記載の車両の制御装置において、
   上記自動変速機の作動油温度により、上記車両の暖機状態が検出される構成となっていることを特徴とする車両の制御装置。

Images