CN102859154A - 车辆用发动机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在车辆起步困难的状况下提高起步性的车辆用发动机的控制装置。具有：起步困难判定单元82，基于与离合器14的切断或传递相关的驾驶员的操作频度来判定车辆是否处于起步困难的状况；和输出控制单元84，在通过该起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，相对于加速踏板28的操作量ACC使从发动机12输出的驱动力减小，因此即使在例如行驶路面的摩擦系数比较低、能够传递的转矩小的情况下也能够不需要精密的加速器操作以及离合器操作地实现优选的车辆起步。

Description

车辆用发动机的控制装置
技术领域
本发明涉及车辆用发动机的控制装置，尤其涉及在车辆起步困难的状况下用于提高起步性的改良。
背景技术
在具有通过变速杆等的手动操作选择性地使多个变速档成立的手动变速器（Manual Transmission）的车辆中，在该手动变速器和发动机之间设置离合器，根据该离合器的接合状态控制从发动机向手动变速器传递驱动力。在所述车辆中，在车辆行驶的路面为上坡的情况下的起步即上坡起步时容易发生发动机停转的问题，已提出用于解决所述问题的技术。例如，专利文献1所记载的发动机的控制装置正是如此。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2006-233911号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在所述现有的技术中，如低μ路起步时即行驶路面的摩擦系数比较低的情况下的车辆起步时那样，由于在车辆起步困难的状况下需要精密的加速器操作和离合器操作，所以起步性的提高有限。因此，需要开发在车辆起步困难的状况下提高起步性的车辆用发动机的控制装置。
本发明是以上述的情形为背景而提出的，其目的在于，提供一种在车辆起步困难的状况下提高起步性的车辆用发动机的控制装置。
用于解决问题的手段
为了实现所述目的，本发明的主旨在于，一种车辆用发动机的控制装置，在发动机和变速器之间的动力传递路径上具有离合器的车辆中，基于加速踏板的操作量控制从所述发动机输出的驱动力，所述离合器是通过驾驶员的操作切断或传递从所述发动机输出的驱动力的离合器，其特征在于，所述控制装置具有：起步困难判定单元，基于与所述离合器的切断或传递相关的驾驶员的操作频度判定车辆是否处于起步困难的状况；和输出控制单元，在通过该起步困难判定单元判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，相对于所述加速踏板的操作量使从所述发动机输出的驱动力减小。
发明的效果
由此，因为本发明具有：起步困难判定单元，基于与所述离合器的切断或传递相关的驾驶员的操作频度判定车辆是否处于起步困难的状况；和输出控制单元，在通过该起步困难判定单元判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，相对于所述加速踏板的操作量使从所述发动机输出的驱动力减小，因此即使在例如行驶路面的摩擦系数比较低、能够传递的转矩小的情况下，也能够不需要精密的加速器操作以及离合器操作地实现优选的车辆起步。即，能够提供一种在车辆起步困难的状况下提高起步性的车辆用发动机的控制装置。
在此，优选，所述起步困难判定单元，在预定的规定时间内驾驶员的与所述离合器的切断或传递相关的操作被执行了规定次数以上的情况下，判定为车辆处于起步困难的状况。由此，能够以实用的方式判定车辆是否处于起步困难的状况。
另外，优选，车辆用发动机的控制装置具有计算车轮速度与车体速度之差的速度差计算单元，所述起步困难判定单元，在由该速度差计算单元所计算的车轮速度与车体速度之差为预定的阈值以上的情况下，将所述规定时间以及规定次数的至少一方变更为更小的值。由此，能够以更加实用的方式判定车辆是否处于起步困难的状况。
另外，优选，所述输出控制单元，在进行释放所述加速踏板的操作的情况下，执行相对于该加速踏板的操作量使从所述发动机输出的驱动力减小的所述控制，另一方面，在进行踩下所述加速踏板的操作的情况下不执行该控制。由此，能够在进行所述加速踏板的踩下操作的过程中抑制加速特性发生变化。
附图说明
图1是概略说明优选适用本发明的车辆的驱动装置的结构的框线图。
图2是说明图1的车辆所具备的离合器及为使该离合器工作而设置于车室内的离合器踏板的结构的图。
图3是表示通过图1的车辆所具备的电子控制装置进行的发动机的驱动控制功能的主要部分的功能框线图。
图4是例示通过图1的车辆所具备的电子控制装置进行的本实施例的控制所使用的、加速器操作量与发动机输出目标值的关系的图。
图5是说明通过图1的车辆所具备的电子控制装置进行的起步时发动机输出控制的主要部分的流程图。
具体实施方式
下面，基于附图详细说明本发明的优选的实施例。
实施例
图1是概略说明优选适用本发明的车辆10的驱动装置的结构的框线图。该驱动装置具有离合器14，该离合器14通过驾驶员的操作在作为驱动力源的发动机12和变速器16之间的动力传递路径上切断或传递从该发动机12输出的驱动力，通过上述发动机12产生的驱动力（转矩）经由上述离合器14、上述变速器16及未图示的差动齿轮组装置等向驱动轮传递。另外，该车辆10设置有用于控制上述发动机12的驱动的电子控制装置18。
上述发动机12为通过气缸内喷射的汽油等燃料的燃烧产生驱动力的汽油发动机等内燃机，具有燃料喷射装置20和点火装置22。另外，上述发动机12的进气配管23内设置有通过节气门促动器24进行开闭控制的电子节气门25。来自上述燃料喷射装置20的燃料喷射量、上述点火装置22的点火正时以及上述电子节气门25的节气门开度θTH通过上述电子控制装置18进行控制，以使其基本上成为与通过加速器操作量传感器26检测的加速踏板28的操作量（踩下量）即加速器开度ACC对应的值。
所述变速器16为使所输入的旋转以预定的变速比γ减速或增速而输出的装置，例如为通过驾驶员的手动操作来切换变速档的同步啮合式手动变速器（Manual Transmission）。即，通过操作变速杆30，选择性地使多个同步啮合装置中任一个接合或分离，例如使5个前进档、1个后退档以及空档中任一个成立，以实现与各自的变速比γ相应的速度变换。此外，所述变速器16的输入轴34通过花键嵌合与所述离合器14的离合器输出轴36（参照图2）连接。
图2是说明所述离合器14以及为使该离合器14工作而设置于车室内的离合器踏板32的结构的图。如该图2所示，所述离合器14具有：飞轮40，安装于所述发动机12的曲轴38；离合器盘42，配设于离合器输出轴36；压力板46，配设于离合器壳44；隔膜簧48，通过使该压力板46向上述飞轮40侧施力来夹住上述离合器盘42使离合器14接合；和分离套筒54，通过离合器分离缸50经由分离叉52向图的左方向移动，使上述隔膜簧48的内端部向图的左方向进行位移使离合器14分离（切断）。另外，与上述离合器踏板32连接并通过其操作而工作的离合器主缸56与上述离合器分离缸50连接。
如以上那样构成的所述离合器14，在通常时即不进行上述离合器踏板32的踩下操作的情况下为接合状态，另一方面，通过进行该离合器踏板32的踩下操作呈滑动状态或分离状态。另外，上述离合器踏板32在其固定位置设置有用于检测与该离合器踏板32的切断或传递相关的驾驶员的操作或操作量（踩下量）的离合器操作传感器58。该离合器操作传感器58例如为检测有无通过驾驶员进行的所述离合器踏板32的踩下操作的开关或检测该离合器踏板32的踩下量的行程传感器。
返回图1，所述电子控制装置18构成为包括由CPU、ROM、RAM、输入输出接口等构成的所谓微型计算机，在利用RAM的暂时存储功能的同时按照预先存储于ROM的程序执行信号处理。例如，经由所述燃料喷射装置20控制对所述发动机12的燃料喷射量、经由所述点火装置22控制所述发动机12中的燃料的点火正时、或经由所述节气门促动器24控制所述电子节气门25的节气门开度θTH，从而控制从所述发动机12输出的驱动力。
另外，在所述车辆10设置有检测所述发动机12的实际的转速NE的发动机转速传感器60、检测冷却水的温度TW的冷却水温传感器62、检测吸入空气量Q的吸入空气量传感器64、检测吸入空气温度TA的吸入空气温度传感器66、检测所述电子节气门25的实际的节气门开度θTH的节气门开度传感器68、检测所述车辆10的多个车轮各自的实际的转速即车轮速度VWH的车轮速度传感器70、以及检测所述车辆10的车体的实际的速度即车速V的车体速度传感器72等各种传感器，并从各自的传感器向所述电子控制装置18供给表示发动机转速NE的信号、表示冷却水温TW的信号、表示吸入空气量Q的信号、表示吸入空气温度TA的信号、表示节气门开度θTH的信号、表示各车轮的车轮速度VWH的信号以及表示车速V的信号等。在此，虽然上述车轮速度传感器70优选与所述车辆10的多个车轮分别对应设置来一个个检测各车轮的转速，但是也可以仅与相当于驱动轮的车轮对应设置。另外，上述车体速度传感器72优选以与所述车辆10的多个车轮中的非驱动轮的车轮速度对应的车体的前进速度作为上述车体速度V来检测，在上述车轮速度传感器70与全部车轮对应设置的情况下，也可以将该车轮速度传感器70作为车体速度传感器72来使用。
图3是表示通过所述电子控制装置18进行的所述发动机12的驱动控制功能的主要部分的功能框线图。该图3所示的速度差计算单元80计算通过上述车轮速度传感器70检测的车轮速度VWH与通过上述车体速度传感器72检测的车体速度V的速度差ΔV（=VWH-V）。优选计算通过上述车轮速度传感器70检测的与各车轮对应的车轮速度VWH的平均值，并计算该平均值与通过上述车体速度传感器72检测的车体速度V的速度差ΔV。或者也可以计算通过上述车轮速度传感器70检测的与各车轮对应的车轮速度VWH中与速度最大的车轮对应的车轮速度VWH与通过上述车体速度传感器72检测的车体速度V的速度差ΔV。另外，在仅与驱动轮对应设置上述车轮速度传感器70的结构等中，也可以计算通过该车轮速度传感器70检测的1对驱动轮各自的车轮速度VWH的平均值，并计算该平均值与通过上述车体速度传感器72检测的车体速度V的速度差ΔV。
起步困难判定单元82基于与所述离合器14的切断或传递相关的驾驶员的操作频度来判定车辆是否处于起步困难的状况。与该离合器14的切断或传递相关的驾驶员的操作，例如为用于使该离合器14从传递状态向切断状态切换的所述离合器踏板32的踩下操作、或用于使所述离合器14从切断状态向传递状态切换的所述离合器踏板32的松开操作，该操作频度例如为预定时间内的所述离合器踏板32的踩下次数或松开次数。另外，在所述离合器操作传感器58为能够检测所述离合器踏板32的踩下量的行程传感器的情况下，上述起步困难判定单元82也可以基于所述离合器踏板32在大致相同的踩下位置（使离合器14滑动接合的所谓半离合器点附近）来去的往复次数来进行该操作频度的判定。即，上述起步困难判定单元82优选基于所述离合器踏板32的踩下操作或松开操作的频度来判定车辆是否处于起步困难的状况。例如，在通过所述离合器操作传感器58检测到在预先确定的规定时间A（例如10秒）内所述离合器踏板32的踩下操作（或松开操作）为规定次数B次（例如2次）以上的情况下判定为车辆处于起步困难的状况。
另外，上述起步困难判定单元82优选在通过所述速度差计算单元80所计算的车轮速度VWH与车体速度V的速度差ΔV为预先确定的阈值（规定速度差）ΔV0以上的情况下，将作为所述起步困难判定单元82的判定基准的规定时间A及规定次数B中的至少一方变更为更小的值。例如，在上述速度差ΔV为阈值ΔV0以上的情况下，在通过所述离合器操作传感器58检测到在预先确定的规定时间A-a内所述离合器踏板32的踩下操作（或松开操作）为规定次数B-b次以上的情况下判定为车辆处于起步困难的状况。在上述速度差ΔV为预先确定的阈值ΔV0以上的情况下，由于考虑到所述车辆10的车轮发生打滑，所以将上述规定时间A以及规定次数B变更为更小的值，从而能够更加快速地判定车辆处于起步困难的状况。
输出控制单元84相对于所述加速踏板28的操作量即通过所述加速器操作量传感器26检测的加速器开度ACC来控制从所述发动机12输出的驱动力。具体地说，根据预先确定的关系基于通过所述加速器操作量传感器26所检测的加速器开度ACC来确定从所述发动机12输出的驱动力的目标值，通过控制所述燃料喷射装置20的燃料喷射量、所述点火装置22的点火正时以及所述电子节气门25的节气门开度θTH来进行控制，以使从所述发动机12输出的驱动力成为上述目标值。
上述输出控制单元84在通过所述起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，基于与没有判定为车辆处于起步困难的状况时不同的关系执行相对所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC的所述发动机12的输出控制。图4是例示上述输出控制单元84的控制所使用的、加速器操作量ACC与发动机输出目标值的关系的图，用实线表示通常时即在通过所述起步困难判定单元82没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况下所使用的关系，用虚线表示起步困难时即在通过所述起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下所使用的关系。在该图4所示的例子中，起步困难时所使用的关系与通常时所使用的关系相比，将与加速器操作量ACC对应的发动机输出目标值设定得较低，在进行同样的加速器操作的情况下，与通常时相比，起步困难时的发动机输出（输出转矩）较小。即，上述输出控制单元84在通过所述起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，执行相对于所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的发动机输出控制。
另外，所述输出控制单元84优选在进行松开所述加速踏板28的操作的情况下执行相对于该加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的控制，另一方面，在进行踩下所述加速踏板28的操作的情况下不执行所述控制。松开该加速踏板28的操作基于通过所述加速器操作量传感器26检测的加速器开度ACC来判定，在该加速器开度ACC小于一定值或其变化速度dACC/dt为负值的情况下，判定为进行松开所述加速踏板28的操作。换言之，所述输出控制单元84以进行松开所述加速踏板28的操作为条件，在通过所述起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，执行相对于所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的发动机输出控制。
另外，所述输出控制单元84优选在通过所述车体速度传感器72所检测的车体速度即车速V小于预先确定的规定速度Vb0的情况下，执行相对于所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的控制，另一方面，在车速V为预先确定的规定速度Vb0以上的情况下不执行所述控制。换言之，以车速V小于预先确定的规定速度Vb0为条件，在通过所述起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，执行相对于所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的发动机输出控制。
在通过所述起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，认为所述车辆10处于行驶路面的摩擦系数比较低的所谓低μ路起步时。在所述状况下，由于从所述车辆10的车轮（驱动轮）能够向行驶路面传递的可传递转矩小，所以所述离合器踏板32的可操作域即能够向路面传递驱动力的踩下操作范围（行程范围）变小。即，由于所述离合器踏板32的操作以及所述加速踏板28的操作都需要精密的操作，所以起步性能受驾驶员的熟练程序所影响，有可能产生发动机停转等不良情况。在此，所述输出控制单元84在通过所述起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，执行相对于所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的发动机输出控制，所以在低μ路起步时等车辆起步困难的状况下能够通过降低所述发动机12的输出来扩大所述离合器踏板32的可操作域，能够不需要精密的离合器踏板操作以及加速器操作地实现优选的车辆起步。此外，通过所述输出控制单元84进行的控制，在车辆起步后通过所述车体速度传感器72所检测的车体速度（车速）V为预先确定的预定值Vb0以上的时刻结束，之后基于图4中实线所示的通常时的关系执行相对所述加速器开度ACC的所述发动机12的输出控制。
图5是说明通过所述电子控制装置18进行的起步时发动机输出控制的主要部分的流程图，以预定的周期反复执行。
首先，在与所述速度差计算单元80的动作对应的步骤（以下，省略“步骤”两字）S1中，计算通过所述车轮速度传感器70所检测的车轮速度VWH与通过所述车体速度传感器72所检测的车体速度V的速度差ΔV（=VWH-V）。接着，在S2中，判断在S1中所计算出的速度差ΔV是否比预先确定的阈值ΔV0大。在该S2的判断为否定的情况下，执行S4以下的处理，而在S2的判断为肯定的情况下，在S3中将作为起步困难判定的基准的规定时间A以及规定次数B变更为更小的值。接着，在S4中，判断是否通过所述离合器操作传感器58检测到在规定时间A内所述离合器踏板32的踩下操作或松开操作为规定次数B次以上。在该S4的判断为否定的情况下，由此结束本例程，而在S4的判断为肯定的情况下，在S5中判断通过所述车体速度传感器72所检测的车体速度即车速V是否小于预先确定的规定速度Vb0。在该S5的判断为否定的情况下，由此结束本例程，而在S5的判断为肯定的情况下，在S6中，判断是否正在基于通过所述加速器操作量传感器26检测的加速器开度ACC进行松开所述加速踏板28的操作。在该S6的判断为否定的情况下，由此结束本例程，而在S6的判断为肯定的情况下，在S7中，判断为车辆处于起步困难的状况，在与通常时即没有判断为车辆处于起步困难的状况的情况相比，执行相对于所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的控制，然后结束本例程。在以上的控制中，S2～S4与所述起步困难判定单元82的动作相对应，S5～S7与所述输出控制单元84的动作相对应。
这样，根据本实施例，因为具有：起步困难判定单元82，基于与所述离合器14的切断或传递相关的驾驶员的操作频度判定车辆是否处于起步困难的状况（S2～S4）；和输出控制单元84（S5～S7），在通过该起步困难判定单元82判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，相对于所述加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小，因此即使在例如行驶路面的摩擦系数比较低、能够传递的转矩小的情况下，也能够不需要精密的加速器操作以及离合器操作地实现优选的车辆起步。即，能够提供一种在车辆起步困难的状况下提高起步性的车辆用发动机的控制装置。
另外，由于所述起步困难判定单元82在预先确定的规定时间A内驾驶员的与所述离合器14的切断或传递相关的操作被执行了规定次数B次以上的情况下判定为车辆起步困难的状况，所以能够以实用的方式来判定车辆是否处于起步困难的状况。
另外，具有计算车轮速度VWH与车体速度V的速度差ΔV的速度差计算单元80（S1），所述起步困难判定单元82在通过该速度差计算单元80计算的车轮速度VWH与车体速度V之差ΔV为预先确定的阈值ΔV0以上的情况下，将所述规定时间A以及规定次数B中至少一方变更为更小的值，因此能够以更加实用的方式来判定车辆是否处于起步困难的状况。
另外，所述输出控制单元84在进行松开所述加速踏板28的操作的情况下执行相对于该加速踏板28的操作量即加速器开度ACC使从所述发动机12输出的驱动力减小的所述控制，另一方面，在进行踩下所述加速踏板28的操作的情况下不执行该控制，因此在进行所述加速踏板28的踩下操作的过程中能够抑制加速特性发生变化。
以上，基于附图详细说明了本发明的优选的实施例，但是本发明并不限定于此，即使在另外其他的方式中也可实施。
例如，在前述的实施例中，说明了本发明适用于具有所述发动机12的车辆10的例子，所述发动机12作为通过气缸内喷射的汽油的燃烧产生驱动力的汽油发动机，但是本发明并不限定于此，例如，本发明也优选适用于具有通过气缸内喷射的轻油的燃烧产生驱动力的柴油发动机的车辆等。另外，在所述实施方式中，所述输出控制单元84通过专门控制向柴油发动机供给的燃料的喷射量来控制从该柴油发动机输出的驱动力。
另外，在前述的实施例中，所述离合器14为通过液压来控制接合状态的液压式离合器，但是本发明也可以适用于例如设置有电磁控制接合状态的电磁式离合器或磁粉式离合器的车辆。即，本发明能够广泛适用于具有通过驾驶员的操作在发动机和变速器之间的动力传递路径上切断或传递从该发动机输出的驱动力的离合器的车辆。
另外，虽然没有一一例示，但是本发明能够在不超出本发明的主旨的范围内进行各种变更来实施。
标号的说明
10：车辆，12：发动机，14：离合器，16：变速器，18：电子控制装置（车辆用发动机的控制装置），20：燃料喷射装置，22：点火装置，23：进气配管，24：节气门促动器，25：电子节气门，26：加速器操作量传感器，28：加速踏板，30：变速杆，32：离合器踏板，34：输入轴，36：离合器输出轴，38：曲轴，40：飞轮，42：离合器盘，44：离合器壳，46：压力板，48：隔膜簧，50：离合器分离缸，52：分离叉，54：分离套筒，56：离合器主缸，58：离合器操作传感器，60：发动机转速传感器，62：冷却水温传感器，64：吸入空气量传感器，66：吸入空气温度传感器，68：节气门开度传感器，70：车轮速度传感器，72：车体速度传感器，80：速度差计算单元，82：起步困难判定单元，84：输出控制单元。

Claims (4)

1.一种车辆用发动机的控制装置，在发动机和变速器之间的动力传递路径上具有离合器的车辆中，基于加速踏板的操作量控制从所述发动机输出的驱动力，所述离合器是通过驾驶员的操作切断或传递从所述发动机输出的驱动力的离合器，其特征在于，所述控制装置具有：
起步困难判定单元，基于与所述离合器的切断或传递相关的驾驶员的操作频度判定车辆是否处于起步困难的状况；和
输出控制单元，在通过该起步困难判定单元判定为车辆处于起步困难的状况的情况下，与没有判定为车辆处于起步困难的状况的情况相比，相对于所述加速踏板的操作量使从所述发动机输出的驱动力减小。
2.如权利要求1所述的车辆用发动机的控制装置，
所述起步困难判定单元，在预定的规定时间内驾驶员的与所述离合器的切断或传递相关的操作被执行了规定次数以上的情况下，判定为车辆处于起步困难的状况。
3.如权利要求2所述的车辆用发动机的控制装置，具有计算车轮速度与车体速度之差的速度差计算单元，
所述起步困难判定单元，在由该速度差计算单元所计算的车轮速度与车体速度之差为预定的阈值以上的情况下，将所述规定时间以及规定次数的至少一方变更为更小的值。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用发动机的控制装置，
所述输出控制单元，在进行释放所述加速踏板的操作的情况下，执行相对于该加速踏板的操作量使从所述发动机输出的驱动力减小的所述控制，另一方面，在进行踩下所述加速踏板的操作的情况下不执行该控制。
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