JP2021124187A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも低温の環境下で、非駆動レンジから駆動レンジへのシフト変更操作を行う際のエンストの発生を抑制する。
【解決手段】車両用制御装置は、エンジン１２と自動変速機１４とを備える車両１０を制御する車両用制御装置であって、前記エンジンの状態と、前記自動変速機の非駆動レンジでの状態と、に基づいて、前記エンジンが発生可能な出力を推定する推定部７３と、前記自動変速機の駆動レンジでの状態に基づいて、前記自動変速機の駆動レンジでの負荷を算出する算出部７４と、前記出力と前記負荷との差分がエンストの発生を特定可能な所定の閾値以下であるか否かを判断する判断部７５と、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、非駆動レンジから駆動レンジへの変速要求を制限する制限部７６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。

エンジンと自動変速機とを備えた車両を制御する車両用制御装置が知られている。特に、自動変速機に関する種々の技術が知られている（以上、特許文献１乃至３参照）。例えば、運転者がパーキングレンジからドライブレンジなどへの切換えを要求する操作を行った場合に、エンジン負荷が所定値以上であると、走行レンジへの切換えを禁止する技術が提案されている（特許文献４参照）。尚、以下の説明では、パーキングレンジをＰレンジと記載し、ドライブレンジをＤレンジと記載する。

特開２０１９−３９４８８号公報 特開平７−９６７７９号公報 特開２０００−２２０５００号公報 特開２００４−６０８０３号公報

ところで、気温が低いといった所定の環境下において、Ｐレンジといった非駆動レンジからＤレンジといった駆動レンジにシフトレバーを操作すると、エンジンのストール（以下、エンストという。）が発生することがある。例えば気温が低い場合には、エンジンの内部を流通する潤滑油の粘性が増大し、増大した潤滑油の粘性に応じた負荷がエンジンの出力に作用する。

また、気温が低い場合には、自動変速機の内部を流通する作動油の粘性も増大する。したがって、非駆動レンジから駆動レンジにシフトレバーを操作すると、例えば非駆動レンジでの作動油の粘性に応じた負荷に、シフトレバーの操作に伴う負荷などが加わり、この負荷がエンジンの出力に作用する。

すなわち、エンジンの負荷と自動変速機の負荷の２つがエンジンの出力に作用する。このため、エンジンの出力が２つの負荷の和を上回らない場合には、エンストが発生する。

そこで、本発明では、少なくとも低温の環境下で、非駆動レンジから駆動レンジへのシフト変更操作を行う際のエンストの発生を抑制することを目的とする。

本発明に係る車両用制御装置は、エンジンと自動変速機とを備える車両を制御する車両用制御装置であって、前記エンジンの状態と、前記自動変速機の非駆動レンジでの状態と、に基づいて、前記エンジンが発生可能な出力を推定する推定部と、前記自動変速機の駆動レンジでの状態に基づいて、前記自動変速機の駆動レンジでの負荷を算出する算出部と、前記出力と前記負荷との差分がエンストの発生を特定可能な所定の閾値以下であるか否かを判断する判断部と、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、非駆動レンジから駆動レンジへの変速要求を制限する制限部と、を備える。

上記構成において、前記推定部は、大気圧に基づいて、前記出力を補正する。

上記構成において、前記推定部は、さらに、前記エンジンの補機で発生する負荷に基づいて、前記出力を推定する。

上記構成において、前記制限部は、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、前記エンジンの状態変移に基づいて、前記差分が前記所定の閾値より大きくなるまでの時間を推定し、推定した前記時間の経過に応じて形状、模様、色彩の少なくとも１つが変化する図形を表示器に表示する。

上記構成において、前記制限部は、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、前記非駆動レンジから前記駆動レンジへのシフト変更操作を制限したことを表す音をスピーカに出力する。

上記構成において、前記制限部は、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、前記変速要求を中止する。

本発明によれば、少なくとも低温の環境下で、非駆動レンジから駆動レンジへのシフト変更操作を行う際のエンストの発生を抑制することができる。

図１は車両の駆動系統および制御系統の概略構成を説明するブロック図である。 図２（ａ）はエンジントルクマップの一例である。図２（ｂ）は大気圧マップの一例である。 図３（ａ）は自動変速機のＰレンジでの負荷トルクマップである。図３（ｂ）は自動変速機のＤレンジでの負荷トルクマップである。 図４はＥＣＵが実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図５（ａ）はインストルメントパネルの一例である。図５（ｂ）乃至（ｄ）は表示器における表示内容の変遷例を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、車両１０はエンジン１２と自動変速機１４と終減速装置１６と左右の駆動輪１８とを備えている。エンジン１２は車両１０の動力源である。エンジン１２は例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１２は電動モータを備えたハイブリッドエンジンであってもよい。

エンジン１２は内部にオイルギャラリーとウォータージャケットとを備えている。オイルギャラリーにはエンジン１２の潤滑に使われる潤滑油が流通する。ウォータージャケットにはエンジン１２の冷却に使われる水（即ち冷却水）が流通する。本実施形態では、潤滑油と水の少なくとも一方の温度をエンジン１２の状態として採用することができる。潤滑油と水の少なくとも一方の温度に基づいて推定できるエンジン１２の推定温度をエンジン１２の状態として採用してもよい。水に代えて、不凍液を含む冷媒を採用してもよい。

エンジン制御機器２０はエンジン１２を制御する。エンジン制御機器２０は燃料を供給するインジェクタ、燃料と新気の混合気に着火する点火プラグ、アクセルペダルの操作に応じて開閉し、新気の吸入量を調節する電子スロットル弁などを備えている。燃料はガソリンであってもよいし、軽油であってもよい。エンジン１２が電動モータを備えている場合、エンジン制御機器２０はインバータなどを備える。この場合、電動モータにはバッテリーといった蓄電装置や、水素等を利用する燃料電池からの電力が供給される。

自動変速機１４はトルクコンバータとクラッチ機構とを備えている。トルクコンバータは作動油（具体的にはＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid））を利用してエンジントルクを増大又は減少させる。クラッチ機構は作動油の油圧に応じて係合し、又は係合状態から解放される。また、自動変速機１４は遊星歯車式の有段変速機を備えている。作動油は自動変速機１４を構成する各種部品（歯車等）の潤滑も行う。本実施形態では、係合状態にある場合の作動油の温度を自動変速機１４の駆動レンジでの状態として採用することができ、係合状態にない場合の作動油の温度を自動変速機１４の非駆動レンジでの状態として採用することができる。作動油の温度に基づいて推定できる自動変速機１４の推定温度を自動変速機１４の駆動レンジでの状態や非駆動レンジでの状態として採用してもよい。有段変速機に代えて、ベルト式の機械式無段変速機や、差動機構を有する電気式無段変速機などを採用してもよい。クラッチ機構が係合することにより、前進走行が可能なドライブ状態及び後進走行が可能なリバース状態を成立させることができる。クラッチ機構の係合状態が解放されることにより、エンジン１２の出力の自動変速機１４への伝達を遮断するパーキング状態及びニュートラル状態を成立させることができる。

尚、パーキング状態とニュートラル状態は以下の点で相違する。パーキング状態では自動変速機１４の出力軸をパーク機構で機械的に固定するが、ニュートラル状態は自動変速機１４の出力軸をパーク機構で機械的に固定しない。パーク機構はパーキングロックギヤ（又はパークギヤ）及びパークポールなどを含んでいる。自動変速機１４の出力軸をパーク機構で機械的に固定することにより、パーキング状態で車両１０を停止させることができる。

車両１０はＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。ＥＣＵ３０はエンジン制御機器２０によるエンジン１２の出力制御や自動変速機１４の変速制御を含む各種の制御を行なう車両用コントローラである。ＥＣＵ３０はマイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、入出力インターフェース（具体的には入出力回路）などを有する。ＥＣＵ３０はＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って後述する各種の機能を実現し、また、後述する各種の信号処理を実行する。尚、プログラムは後述するフローチャートに応じたものとすればよい。

ＥＣＵ３０にはシフトレバー４６のレバー操作位置Ｐｓｈを検出するレバーポジションセンサ４８からレバー操作位置Ｐｓｈを表す信号が供給される。ＥＣＵ３０には大気圧センサ３１から大気圧Ｔａを表す信号が供給される。ＥＣＵ３０には水温センサ３２から水温Ｔｗを表す信号が供給される。ＥＣＵ３０にはＥＮＧ油温センサ３３からエンジン１２の潤滑油の油温Ｔｏを表す信号が供給される。ＥＣＵ３０にはＡＴ油温センサ３４から自動変速機１４の作動油の油温Ｔｑを表す信号が供給される。ＥＣＵ３０にはＥＮＧ出力回転センサ３５からエンジン１２の出力回転数Ｎｅを表す信号が供給される。出力回転数は出力回転速度と言い換えてもよい。ＥＣＵ３０にはＡＴ入力回転センサ３６から自動変速機１４の入力回転数Ｎｆを表す信号が供給される。入力回転数は入力回転速度と言い換えてもよい。

尚、水温センサ３２、ＥＮＧ油温センサ３３、及びＥＮＧ出力回転センサ３５はエンジン１２に設けられる。ＡＴ油温センサ３４及びＡＴ入力回転センサ３６は自動変速機１４に設けられる。大気圧センサ３１はエンジン１２に設けられていてもよいし、自動変速機１４に設けられてもよいし、エンジン１２と自動変速機１４以外の車両１０のいずれかの場所に設けられていてもよい。また、大気圧センサ３１に代えて、新気の圧力を表す信号を供給する吸気圧センサを利用し、その信号に基づいて大気圧Ｔａを推定するようにしてもよい。

シフトレバー４６は例えば運転席の近傍に配設される。シフトレバー４６は少なくともＤ位置、Ｒ位置、Ｐ位置、Ｎ位置といったいずれかの操作位置へ手動で操作できるようになっている。Ｄ位置へのシフト操作によって自動変速機１４をドライブ状態とする前進走行用のＤレンジを選択することができる。Ｒ位置へのシフト操作によって自動変速機１４をリバース状態とする後進走行用のリバースレンジ（即ちＲレンジ）を選択することができる。本実施形態では、Ｄレンジ及びＲレンジを駆動レンジとして採用することができる。一方、Ｎ位置へのシフト操作によって自動変速機１４をニュートラル状態とするＮレンジを選択することができる。Ｐ位置へのシフト操作によって自動変速機１４をパーキング状態とするＰレンジを選択することができる。本実施形態では、Ｎレンジ及びＰレンジを非駆動レンジとして採用することができる。

ＥＣＵ３０には表示器５０が接続されている。表示器５０は運転席近傍のインストルメントパネル５２に配置されている。表示器５０は例えばＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display; 蛍光表示管）パネル又は液晶ディスプレイパネルを含んでいる。表示器５０はＥＣＵ３０から出力された第１表示信号を受信した場合、車速、燃料の残量、エンジン１２の回転数（又は回転速度）などを表示する。詳細は後述するが、非駆動レンジから駆動レンジへシフトレバー４６を操作した際にエンストが発生する可能性がある場合には、表示器５０はＥＣＵ３０から出力された第２表示信号の受信に基づいて、エンストの発生を回避できるまでの待機時間に応じた図形を表示する。具体的には、表示器５０は待機時間の経過に応じて形態が変化する図形を表示する。

また、ＥＣＵ３０にはスピーカ６０が接続されている。スピーカ６０は例えば車両１０のフロントドアや車室の天井、運転席の近傍などに配置されている。スピーカはＥＣＵ３０から警告音の出力指示である第１出力信号を受信した場合、受信した出力信号に基づいて警告音（例えばブザー音など）を出力する。警告音としては、例えばシートベルトの非着用や半ドアなどを運転者に報知する音などがある。詳細は後述するが、非駆動レンジから駆動レンジへシフトレバー４６を操作した際にエンストが発生する可能性がある場合には、スピーカ６０はＥＣＵ３０から出力された第２出力信号の受信に基づいて、リジェクト音を出力する。リジェクト音は非駆動レンジから駆動レンジへの変速要求をＥＣＵ３０が制限したことを運転者に報知する音である。リジェクト音と警告音は同じであってもよいし、異なっていてもよい。変速要求をＥＣＵ３０が破棄したことを運転者に確実に識別させるためには、リジェクト音と警告音は異なる方が望ましい。

ＥＣＵ３０はアクセル操作量などに応じてエンジン制御機器２０を介してエンジン１２の出力を制御する。ＥＣＵ３０は予め定められた変速マップ（不図示）に従って自動変速機１４を変速する。ＥＣＵ３０は機能的に処理部７０、記憶部８０、入力部９１、及び出力部９２を備えている。処理部７０はＣＰＵによって実現することができる。記憶部８０はＲＡＭとＲＯＭの一方又は両方によって実現することができる。入力部９１及び出力部９２は入出力インターフェースによって実現することができる。

ここで、処理部７０は第１算出部７１と第２算出部７２と推定部７３を構成要素として備えている。処理部７０は第３算出部７４と判断部７５と制限部７６を構成要素として備えている。一方、記憶部８０は第１マップ記憶部８１と第２マップ記憶部８２と第３マップ記憶部８３を構成要素として備えている。

第１マップ記憶部８１はエンジントルクマップを記憶する。エンジントルクマップは、図２（ａ）に示すように、エンジン１２の水温、エンジン１２の潤滑油の油温、及びエンジン１２の出力回転数の組み合わせと、その組み合わせに応じたエンジントルクを対応付けている。例えば水温「Ｔｗ＿１（℃）」、油温「Ｔｏ＿１（℃）」、出力回転数「Ｎｅ＿１（ｒｐｍ）」の組み合わせに対しエンジントルク「Ｔｅ＿１１１（Ｎ・ｍ）」が対応付けられている。すなわち、水温、潤滑油の油温、及び出力回転数を特定できれば、水温、油温、及び出力回転数の組み合わせに応じたエンジントルクを特定することができる。これにより、例えば水温「−３０（℃）」、油温「−３０（℃）」、及び出力回転数「１０００（ｒｐｍ）」を特定できれば、特定したこれらの組み合わせに応じたエンジントルクを特定することができる。

尚、図２（ａ）に示すエンジントルクはエンジン１２の出力トルクと潤滑油の粘性に応じたエンジン１２の負荷トルクの差分を表している。すなわち、このエンジントルクはエンジン１２で発生可能なトルクを表している。潤滑油の油温と粘性には相関があるため、潤滑油の油温を特定できれば、潤滑油の粘性に応じたエンジン１２の負荷トルクを特定することができる。エンジントルクはエンジン１２を車両１０に搭載する前のエンジン実機にトルクセンサを設け、そのトルクセンサを利用して測定することができる。したがって、エンジン実機の水温、油温、及び出力回転数を測定し、これらの組み合わせと、その組み合わせに応じたエンジントルクを測定すれば、水温、油温、及び出力回転数の組み合わせと、その組み合わせに応じたエンジントルクのエンジントルクマップを作成することができる。エンジントルクマップはエンジン実機で事前に作成してもよいし、エンジン１２にトルクセンサを設け、エンジン１２の駆動中に作成してもよい。また、エンジントルクの一部を測定し、エンジントルクの残部をエンジントルクの一部と所定の算出式とに基づいて推定するようにしてもよい。

また、第１マップ記憶部８１は大気圧マップを記憶する。大気圧マップは、図２（ｂ）に示すように、大気圧の範囲と、その大気圧の範囲に応じた係数である大気圧係数を対応付けている。例えば大気圧「１０００−９００（ｈＰａ）」に対し大気圧係数「１．００」が対応付けられている。大気圧と大気圧係数の対応関係は一例であって、この例に特に限定されない。大気圧が低いほど、エンジンの出力が傾向的に小さくなるため、大気圧の低下に応じて小さな大気圧係数を採用している。これにより、例えば３０００ｍ級の高地であっても、その高地特有の大気圧を考慮することができる。詳細は後述するが、エンジン１２のエンジン出力Ｘは少なくともエンジントルクと出力回転数を掛け合わせることによって算出することができる。エンジン１２のエンジン出力Ｘはエンジントルクと出力回転数にさらに大気圧係数を掛け合わせることによって算出することもできる。これにより、エンジン１２のエンジン出力Ｘの精度を向上することができる。

第２マップ記憶部８２は自動変速機１４のＰレンジでの負荷トルクマップ（以下、Ｐレンジ負荷トルクマップという。）を記憶する。Ｐレンジ負荷トルクマップは、図３（ａ）に示すように、自動変速機１４のＰレンジでの作動油の油温と自動変速機１４のＰレンジでの入力回転数との組み合わせと、その組み合わせに応じた負荷トルクを対応付けている。例えば油温「Ｔｑ＿１（℃）」と入力回転数「Ｎｆ＿１（ｒｐｍ）」の組み合わせに対し負荷トルク「Ｔｌｐ＿１１（Ｎ・ｍ）」が対応付けられている。すなわち、作動油の油温及び自動変速機１４の入力回転数を特定できれば、その油温と入力回転数の組み合わせに応じたＰレンジでの負荷トルクを特定することができる。

尚、図３（ａ）に示す負荷トルクは作動油の粘性に応じた自動変速機１４のＰレンジでのトルクを表している。作動油の油温と粘性には相関があるため、作動油の油温を特定できれば、作動油の粘性に応じた自動変速機１４のＰレンジでの負荷トルクを特定することができる。第２マップ記憶部８２は、Ｐレンジ負荷トルクマップと同様に、自動変速機１４のＮレンジでの負荷トルクマップを記憶していてもよい。詳細は後述するが、自動変速機１４のＰレンジでのＰレンジ負荷Ｙ１はＰレンジの負荷トルクと入力回転数とを掛け合わせることによって算出することができる。

第３マップ記憶部８３は自動変速機１４のＤレンジでの負荷トルクマップ（以下、Ｄレンジ負荷トルクマップという。）を記憶する。Ｄレンジ負荷トルクマップは、図３（ｂ）に示すように、自動変速機１４の作動油の油温、及び自動変速機１４の入力回転数の組み合わせと、その組み合わせに応じた負荷トルクを対応付けている。例えば油温「Ｔｑ＿１（℃）」と入力回転数「Ｎｆ＿１（ｒｐｍ）」の組み合わせに対し負荷トルク「Ｔｌｄ＿１１（Ｎ・ｍ）」が対応付けられている。すなわち、作動油の油温及び自動変速機１４の入力回転数を特定できれば、その油温と入力回転数の組み合わせに応じたＤレンジでの負荷トルクを特定することができる。

尚、図３（ｂ）に示す負荷トルクはシフトレバーの操作に伴う自動変速機１４のＤレンジでのトルクを表している。例えば、Ｄレンジが選択されて、エンジン１２の出力が自動変速機１４に伝達された場合に、作動油の油温が低く粘性が高いと、歯車の回転に力を要し、負荷トルクが増大する。このように、作動油の油温と粘性には相関があり、シフトレバーの操作に伴う自動変速機１４のＤレンジでの負荷トルクを特定することができる。第３マップ記憶部８３は、Ｄレンジ負荷トルクマップと同様に、自動変速機１４のＲレンジでの負荷トルクマップを記憶していてもよい。詳細は後述するが、自動変速機１４のＤレンジでのＤレンジ負荷Ｙ２はＤレンジの負荷トルクと入力回転数とを掛け合わせることによって算出することができる。

以上説明した負荷トルクは自動変速機１４を車両１０に搭載する前の自動変速機実機にトルクセンサを設け、そのトルクセンサを利用して測定することができる。したがって、自動変速機実機の油温と入力回転数を測定し、これらの組み合わせと、その組み合わせに応じた負荷トルクを測定すれば、油温と入力回転数の組み合わせと、その組み合わせに応じた負荷トルクのＰレンジ負荷トルクマップを作成することができる。Ｄレンジ負荷トルクマップについてもＰレンジ負荷トルクマップと同様である。Ｐレンジ負荷トルクマップ及びＤレンジ負荷トルクマップは自動変速機実機で事前に作成することができる。また、負荷トルクの一部を測定し、負荷トルクの残部を負荷トルクの一部と所定の算出式とに基づいて推定するようにしてもよい。

処理部７０の各構成要素は記憶部８０の各構成要素にアクセスして、各種の処理を実行する。例えば、第１算出部７１はエンジン１２の出力回転数と、エンジン１２の内部を流通する水の水温及び潤滑油の油温と、エンジントルクマップとに基づいて、エンジン１２のエンジン出力Ｘを算出する。上述したように、エンジントルクマップは出力回転数と水温と油温とこれらの組み合わせに応じたエンジン１２のトルクを定義する。第１算出部７１は、さらに大気圧係数にも基づいて、エンジン１２のエンジン出力Ｘを算出してもよい。処理部７０の他の構成要素については、ＥＣＵ３０の動作を説明する際に詳しく記載する。

次に、図４及び図５を参照して、ＥＣＵ３０の動作について説明する。

図４に示すフローチャートはエンジン１２が始動すると始動直後に実行される。ＥＣＵ３０は図４に示すフローチャートに従った一連の処理を定期的（例えば数秒単位又は数ミリ秒単位など）に繰り返し実行することができる。以下では、Ｐレンジ及びＤレンジを一例として説明するが、Ｐレンジに代えてＮレンジを採用してもよく、また、Ｄレンジに代えてＲレンジを採用してもよい。

まず、図４に示すように、第１算出部７１はエンジン１２のエンジン出力Ｘを算出する（ステップＳ１）。より詳しくは、エンジン１２が始動すると、第１算出部７１は入力部９１を介して大気圧センサ３１から供給された大気圧Ｔａを表す信号を取得する。同様に、第１算出部７１は水温センサ３２から供給された水温Ｔｗを表す信号を取得する。第１算出部７１はＥＮＧ油温センサ３３から供給されたエンジン１２の潤滑油の油温Ｔｏを表す信号を取得する。第１算出部７１はＥＮＧ出力回転センサ３５から供給されたエンジン１２の出力回転数Ｎｅを表す信号を取得する。これらの信号の取得順序は特に限定されない。

第１算出部７１は４つの信号を取得すると、第１マップ記憶部８１が記憶するエンジントルクマップ（図２（ａ）参照）にアクセスし、エンジントルクを取得する。具体的には、第１算出部７１は水温Ｔｗを表す信号、油温Ｔｏを表す信号、及び出力回転数Ｎｅを表す信号に基づいて、これら３つの信号に応じたエンジントルクをエンジントルクマップから取得する。同様に、第１算出部７１は第１マップ記憶部８１が記憶する大気圧マップ（図２（ｂ）参照）にアクセスし、大気圧係数を取得する。具体的には、第１算出部７１は大気圧Ｔａを表す信号に基づいて、この信号に応じた大気圧係数を大気圧マップから取得する。第１算出部７１はエンジントルクと大気圧係数を取得すると、エンジントルクと出力回転数Ｎｅと大気圧係数を掛け合わせて、エンジン１２のエンジン出力Ｘを算出する。

ステップＳ１の処理が完了すると、次いで、第２算出部７２は自動変速機１４のＰレンジ負荷Ｙ１を算出する（ステップＳ２）。より詳しくは、第２算出部７２は入力部９１を介してＡＴ油温センサ３４から供給された自動変速機１４の作動油の油温Ｔｑを表す信号を取得する。同様に、第２算出部７２はＡＴ入力回転センサ３６から供給された自動変速機１４の入力回転数Ｎｆを表す信号を取得する。これらの信号の取得順序は特に限定されない。

第２算出部７２は２つの信号を取得すると、第２マップ記憶部８２が記憶するＰレンジ負荷トルクマップ（図３（ａ）参照）にアクセスし、Ｐレンジ負荷トルクを取得する。具体的には、第２算出部７２は油温Ｔｑを表す信号及び入力回転数Ｎｆを表す信号に基づいて、これら２つの信号に応じたＰレンジ負荷トルクをＰレンジ負荷トルクマップから取得する。第２算出部７２はＰレンジ負荷トルクを取得すると、Ｐレンジ負荷トルクと入力回転数Ｎｆを掛け合わせて、自動変速機１４のＰレンジ負荷Ｙ１を算出する。

ステップＳ２の処理が完了すると、次いで、推定部７３はエンジン１２の発生可能出力αを推定する（ステップＳ３）。より詳しくは、推定部７３はエンジン１２のエンジン出力Ｘと自動変速機１４のＰレンジ負荷Ｙ１との差分に基づいて、エンジン１２の発生可能出力αを推定する。Ｐレンジが選択されている状態では、エンジン１２のエンジン出力Ｘの自動変速機１４への伝達は遮断されているが、この処理によりＰレンジからＤレンジにシフトレバー４６が操作された直後にエンジン１２で発生できる出力が推定される。

ステップＳ３の処理が完了すると、次いで、第３算出部７４は自動変速機１４のＤレンジ負荷Ｙ２を算出する（ステップＳ４）。より詳しくは、第３算出部７４は入力部９１を介してＡＴ油温センサ３４から供給された自動変速機１４の作動油の油温Ｔｑを表す信号を取得する。同様に、第３算出部７４はＡＴ入力回転センサ３６から供給された自動変速機１４の入力回転数Ｎｆを表す信号を取得する。これらの信号の取得順序は特に限定されない。

第３算出部７４は２つの信号を取得すると、第３マップ記憶部８３が記憶するＤレンジ負荷トルクマップ（図３（ｂ）参照）にアクセスし、Ｄレンジ負荷トルクを取得する。具体的には、第３算出部７４は油温Ｔｑを表す信号及び入力回転数Ｎｆを表す信号に基づいて、これら２つの信号に応じたＤレンジ負荷トルクをＤレンジ負荷トルクマップから取得する。第３算出部７４はＤレンジ負荷トルクを取得すると、Ｄレンジ負荷トルクと入力回転数Ｎｆを掛け合わせて、自動変速機１４のＤレンジ負荷Ｙ２を算出する。

ステップＳ４の処理が完了すると、次いで、判断部７５はエンジン１２の発生可能出力αとＤレンジ負荷Ｙ２の差分を算出し（ステップＳ５）、差分が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。所定の閾値にはエンストの発生を特定可能な閾値を採用することができる。差分が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制限部７６は後続の処理をスキップし、処理を終了する。すなわち、差分が所定の閾値より大きい場合、判断部７５はエンストが発生する可能性が低いと判断し、後続の処理を実行しない。

一方、差分が所定の閾値以下である場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制限部７６はシフト操作を検出したか否かを判断する（ステップＳ７）。より詳しくは、制限部７６はＰレンジからＤレンジにシフトレバー４６を操作するガレージシフト操作を検出したか否かを判断する。制限部７６はシフト操作を検出しなかった場合（ステップＳ７：ＮＯ）、後続の処理をスキップし、処理を終了する。すなわち、エンストが発生する可能性が高い場合であっても、制限部７６がシフト操作を検出しなかった場合には、後続の処理を実行しない。尚、ガレージシフト操作が行われると、クラッチ機構を係合させるためのモジュレータ油圧よりも低く調圧されたガレージシフト油圧をクラッチ機構に供給することにより、クラッチ機構を滑らかに係合させるようにしたガレージシフト制御が行われる。

一方、シフト操作を検出した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、制限部７６は変速要求を制限する（ステップＳ８）。制限部７６は変速要求を中止してもよい。すなわち、レバーポジションセンサ４８からＤ位置のレバー操作位置Ｐｓｈを表す信号が供給されても、制限部７６はこの信号の受付を拒否してもよいし、この信号を受け付けてからこの信号の効力を無効化してもよい。これにより、ＥＣＵ３０は自動変速機１４のＤレンジへの選択が中止され、Ｐレンジが維持される。したがって、運転者がアクセルペダルを踏み込む操作を行っても、クラッチ機構の係合状態は解放されているため、エンジン１２の出力の自動変速機１４への伝達が遮断される。これにより、エンストの発生が回避される。

ステップＳ８の処理が完了すると、次いで、制限部７６は出力変化量Ｘｃを算出する（ステップＳ９）。出力変化量Ｘｃはエンジン１２の状態変移であって、エンジン出力Ｘの変化量を表している。例えば、制限部７６は水温と潤滑油の少なくとも一方の温度を定期的に測定し、測定した温度の温度勾配（具体的には温度上昇）に基づいて、出力変化量Ｘｃを算出する。制限部７６はエンジン１２の出力回転数Ｎｅなどに基づいてエンジン１２の発熱量を推定し、推定した発熱量に基づいて出力変化量Ｘｃを算出してもよい。制限部７６は水温、潤滑油の油温、出力回転数Ｎｅを定期的に測定してエンジントルクマップからエンジントルクを特定し、特定したエンジントルクに基づいて定期的に算出したエンジン出力Ｘの差分を出力変化量Ｘｃとして算出してもよい。潤滑油の油温が上昇するにつれて潤滑油の粘性が低下し、エンジン１２の負荷トルクが低下する。これにより、エンジン出力Ｘが上昇し、エンスト発生の可能性が低下する。

ステップＳ９の処理が完了すると、制限部７６は待機時間Ｔ１を算出する（ステップＳ１０）。より詳しくは、制限部７６は、出力変化量Ｘｃに基づいて、発生可能出力αがＤレンジ負荷Ｙ２より大きくなるまでの時間を運転者が待機する待機時間Ｔ１として算出する。出力変化量Ｘｃを算出できれば、発生可能出力αがＤレンジ負荷Ｙ２より大きくなるまでの時間を推定することができ、推定した時間を運転者の待機時間Ｔ１として算出することができる。

ステップＳ１０の処理が完了すると、制限部７６は待機時間Ｔ１に応じた図形５１を表示器５０に表示する（ステップＳ１１）。より詳しくは、制限部７６は待機時間Ｔ１の経過に応じて形状、模様、色彩の少なくとも１つが変化する図形５１の第２表示信号を生成し、生成した第２表示信号を出力部９２を介して表示器５０に出力する。ここで、図５（ａ）に示すように、表示器５０はインストルメントパネル５２に配置されている。表示器５０は例えばインストルメントパネル５２に設けられたスピードメータ５２ａとタコメータ５２ｂの間に配置することができる。表示器５０の配置位置は特に限定されない。

表示器５０はタイマーエリア５０ａを含んでいる。図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、タイマーエリア５０ａは待機時間Ｔ１の経過に応じて形態が変化する図形５１を表示する。本実施形態では、待機時間Ｔ１の経過に応じて長方形の図形５１の長さが短くなる。図形５１は円形であってもよい。また、図形の形状を変えつつ模様と色彩の少なくとも一方を変えるようにしてもよいし、図形の形状を変えずに模様と色彩の少なくとも一方を変えるようにしてもよい。これにより、運転者が図形５１を確認することで、待機時間Ｔ１の目安を把握することができる。

また、表示器５０はメッセージエリア５０ｂを含んでいる。メッセージエリア５０ｂは運転者に通知するメッセージを表示する。例えば、待機時間Ｔ１がゼロになり、タイマーエリア５０ａから図形５１が消えると、メッセージエリア５０ｂは所定のメッセージを表示する。所定のメッセージはシフト操作を許容する旨であってもよいし、エンスト発生の懸念が消失した旨であってもよい。これにより、運転者はシフトレバー４６をＤ位置からＰ位置に戻し、改めてＤ位置へ手動でシフト操作する。尚、運転者は後述するリジェクト音が出力されたタイミングでシフトレバー４６をＤ位置からＰ位置に戻してもよい。

ステップＳ１１の処理が完了すると、制限部７６はリジェクト音をスピーカ６０に出力する（ステップＳ１２）。より詳しくは、制限部７６はリジェクト音を出力可能な第２出力信号を生成し、生成した第２出力信号を出力部９２を介してスピーカ６０に出力する。スピーカ６０は第２出力信号を受信することによりリジェクト音を出力する。リジェクト音により、ＰレンジからＤレンジへの変速要求が制限されたことを運転者は認識することができ、アクセルペダルを踏み込む操作を行っても車両１０が前進しない理由について車両１０の故障でないことを理解することができる。ステップＳ１２の処理が完了すると、制限部７６は処理を終了する。尚、ステップＳ１２の処理とステップＳ１１の処理の順番は変更してもよい。

以上、本実施形態に係るＥＣＵ３０はエンジン１２と自動変速機１４とを備える車両１０を制御する。ＥＣＵ３０は推定部７３、第３算出部７４、判断部７５、及び制限部７６を備える。推定部７３は、エンジン１２の状態と、自動変速機１４の非駆動レンジでの状態と、に基づいて、エンジン１２が発生可能な発生可能出力αを推定する。

第３算出部７４は、自動変速機１４の駆動レンジでの状態に基づいて、自動変速機１４のＤレンジでのＤレンジ負荷Ｙ２を算出する。判断部７５は発生可能出力αとＤレンジ負荷Ｙ２との差分がエンストの発生を特定可能な所定の閾値以下であるか否かを判断する。制限部７６は差分が所定の閾値以下である場合、ＰレンジからＤレンジへの変速要求を制限する。これにより、少なくとも低温の環境下で、ＰレンジからＤレンジへのシフト変更操作を行う際のエンストの発生を抑制することができる。特に、大気圧の低下によりエンジン１２の出力が小さくなり、エンストが発生する可能性が高くなる標高の高い高地であっても、エンストの発生を抑制することができる。

尚、以上説明した実施形態では、エンジン１２の出力トルクに作用する負荷トルクの一例として潤滑油の粘性に応じた負荷トルクを説明したが、エンジン１２の出力に作用する負荷は潤滑油の粘性に応じた負荷に限定されない。例えば、エンジン１２に付随する補機で発生する負荷トルクを採用してもよい。補機としては、例えばスタータ、セルモータ、オルタネータ、ウォーターポンプ、エアコンのコンプレッサなどがある。潤滑油の粘性に応じた負荷と共にエンジン１２の出力回転数に応じた補機の負荷トルクを採用して発生可能出力αを推定すれば、発生可能出力αの精度を高めることができ、エンストの発生を精度良く抑制することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば吸気圧センサを採用し、吸気圧に基づいて大気圧を推定してもよい。また、入力回転数については出力回転数を採用してもよい。さらに、上述した実施形態では各種のマップを採用したが、マップに代えて所定の計算式を採用して、エンジン出力Ｘ、Ｐレンジ負荷Ｙ１、Ｄレンジ負荷Ｙ２を算出してもよい。

１０ 車両
１２ エンジン
１４ 自動変速機
３０ ＥＣＵ
５０ 表示器
５１ 図形
６０ スピーカ
７０ 処理部
７１ 第１算出部
７２ 第２算出部
７３ 推定部
７４ 第３算出部
７５ 判断部
７６ 制限部
８０ 記憶部

Claims (6)

1. エンジンと自動変速機とを備える車両を制御する車両用制御装置であって、
   前記エンジンの状態と、前記自動変速機の非駆動レンジでの状態と、に基づいて、前記エンジンが発生可能な出力を推定する推定部と、
   前記自動変速機の駆動レンジでの状態に基づいて、前記自動変速機の駆動レンジでの負荷を算出する算出部と、
   前記出力と前記負荷との差分がエンストの発生を特定可能な所定の閾値以下であるか否かを判断する判断部と、
   前記差分が前記所定の閾値以下である場合、非駆動レンジから駆動レンジへの変速要求を制限する制限部と、
   を備える車両用制御装置。
2. 前記推定部は、大気圧に基づいて、前記出力を補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記推定部は、さらに、前記エンジンの補機で発生する負荷に基づいて、前記出力を推定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用制御装置。
4. 前記制限部は、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、前記エンジンの状態変移に基づいて、前記差分が前記所定の閾値より大きくなるまでの時間を推定し、推定した前記時間の経過に応じて形状、模様、色彩の少なくとも１つが変化する図形を表示器に表示する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
5. 前記制限部は、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、前記非駆動レンジから前記駆動レンジへのシフト変更操作を制限したことを表す音をスピーカに出力する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
6. 前記制限部は、前記差分が前記所定の閾値以下である場合、前記変速要求を中止する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。

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