JP2020204279A - 車両のエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車速の検出に異常が発生しても、適切なタイミングでエンジン出力トルク特性を切り替えることができ、車両発進時およびそれに続く走行状態に適したエンジン出力トルク特性でエンジンを制御できる車両のエンジン制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１２の出力トルクＴＥが予め設定されたトルク判定値ＴＥ１以上であり、エンジン１２の回転速度ＮＥが予め設定された回転速度判定値ＮＥ１以上であり、且つ、クラッチ２６が完全係合状態である場合には、発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２に切り換える。これにより、車速Ｖを表す車速信号に異常が発生しても、適切なタイミングでエンジン出力トルク特性を切り替えることができ、車両発進時において走行状態に適したエンジン出力トルク特性でエンジン１２を制御できる。【選択図】図１

Description

本発明は、手動変速機を備える車両に搭載されるエンジン制御装置に関し、特に車両の発進時において、エンジンと手動変速機との間に介在されたクラッチ装置が半係合状態とされているときのエンジン出力の制御に関する。

エンジンの出力トルクを目標エンジントルクと一致させるようにスロットル開度や点火時期を制御するエンジン出力制御を実行する車両において、エンジンと手動変速機との間に介在されたクラッチ装置が半係合状態とされた車両の発進当初は発進用トルクマップを用いてエンジン回転速度の低下に対して速やかにエンジンの出力トルクを増大させ、次いで、エンジン回転速度の上昇に対して緩やかにエンジンの出力トルクを低下させる通常走行用のトルクマップを用いてエンジンの出力トルクの制御を行なう、手動変速機を備える車両のエンジン制御装置が、提案されている。たとえば、特許文献１に記載された内燃機関の制御装置がそれである。特許文献１に記載の発進時用出力制御マップでは、エンジン回転速度に対する目標エンジントルクの変化が、通常用マップのエンジン回転速度に対する目標エンジントルクの変化に比較して、大きくされている。

特開２０１５−０７２０００号公報

ところで、上記従来技術では、車両の発進時のエンジン回転速度の制御性向上のために、クラッチ装置が半係合状態とされ車両の発進走行からクラッチ装置が完全係合状態とされ通常走行となると、発進用トルクマップから走行用トルクマップに切り換えて、エンジン回転速度に対する目標エンジントルクの変化率が小さくなるようにエンジン出力トルク特性が切り替えられている。この発進用トルクマップから走行用トルクマップへの切替えに際しては、車速センサを用いて検出される車速に基づいて判断される。

しかしながら、車速センサにより検出された車速信号、或いは他の制御装置を経由して受信された車速信号に異常が生じた場合には、上記関係の切替えを実施できず、車両の運転性が低下するという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車速の検出に異常が発生しても、適切なタイミングでエンジン出力トルク特性を切り替えることができ、車両発進時およびそれに続く走行状態に適したエンジン出力トルク特性でエンジンを制御できる車両のエンジン制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の要旨とするところは、エンジンと、手動変速機と、前記エンジンと前記手動変速機との間に配設されたクラッチとを有する車両に適用され、前記車両の発進に際しては、予め記憶された発進用トルクマップで決まる目標エンジントルクを用いて前記エンジンの出力トルクを制御した後、前記発進用トルクマップよりもエンジン回転速度に対する目標エンジントルクの変化が小さく設定された走行用トルクマップで決まる目標エンジントルクを用いて前記エンジンの出力トルクを制御する車両のエンジン制御装置であって、前記エンジンの出力トルクが予め設定されたトルク判定値以上であり、前記エンジンの回転速度が予め設定された回転速度判定値以上であり、且つ、前記クラッチが完全係合状態である場合には、前記発進用トルクマップから前記走行用トルクマップに切り換えることにある。

本発明の車両のエンジン制御装置によれば、前記エンジンの出力トルクが予め設定されたトルク判定値以上であり、前記エンジンの回転速度が予め設定された回転速度判定値以上であり、且つ、前記クラッチが完全係合状態である場合には、前記発進用トルクマップから前記走行用トルクマップに切り換えるので、車速を表す車速信号に異常が発生しても、適切なタイミングでエンジン出力トルク特性を切り替えることができ、車両発進時およびそれに続く走行状態に適したエンジン出力トルク特性でエンジンを制御できる。

本発明の一実施例の車両に搭載された動力伝達機構の概略構成をエンジン制御装置（電子制御装置）と共に示す図である。 図１のクラッチ装置の構成を示す図である。 図１のエンジン制御装置において用いられる、発進用トルクマップの一例を示す図である。 図１のエンジン制御装置において用いられる、走行用トルクマップの一例を示す図である。 図１のエンジン制御装置の制御作動の要部すなわち車両発進時のエンジン出力特性切換制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本実施例の車両１０に搭載された手動変速機１４およびクラッチ装置１６を含む動力伝達機構の概略構成を示している。図１においてエンジン（内燃機関）１２と手動変速機１４との間にはクラッチ装置１６が配設されている。エンジン１２の出力は、クラッチ装置１６を介して手動変速機１４へ伝達され、手動変速機１４において変速された後にプロペラシャフト１５を介して差動歯車装置１８を介して、左右の後輪（駆動輪）２０へ分配される。

手動変速機１４は、図示しないシフトレバーの操作によって複数の変速段のうちの所定の変速段に切り換えられる。たとえば車両発進時には、第１速ギヤ段が選択される。クラッチ装置１６は運転者によるクラッチペダル２４の操作によって解放、半係合および完全係合のいずれかの状態に切り換えられる。たとえば車両発進時には半係合（スリップ係合）状態とされる。

図２には、クラッチ装置１６と、これを作動させるために車室内に設けられてクラッチマスタシリンダ２２を操作するクラッチペダル２４とが、示されている。クラッチ装置１６は、エンジン１２のクランクシャフト１２ａと、手動変速機１４の入力軸１４ａとの間に介在するように設けられ動力を伝達または遮断するクラッチ２６と、クラッチマスタシリンダ２２からの油圧によってクラッチ２６を動作させるクラッチレリーズシリンダ２８とを、備えている。

クラッチ２６は、クランクシャフト１２ａに取り付けられたフライホイール３０と、入力軸１４ａに取り付けられたクラッチディスク３２と、フライホイール３０に固定されたクラッチカバー３４内に配設されたプレッシャプレート３６と、クラッチディスク３２を挟圧させるダイヤフラムスプリング３８と、クラッチレリーズシリンダ２８によって回動させられるレバー４０を介して回転中心線方向に駆動されるスリーブ４２とを備える。

ダイヤフラムスプリング３８は、フライホイール３０に固定されたクラッチカバー３４内に配設されたプレッシャプレート３６と、径方向の中間部がクラッチカバー３４により回転可能に支持され、プレッシャプレート３６をフライホイール３０に（図２の左側に）向かって押圧付勢し、クラッチディスク３２を挟圧させる。クラッチ２６は、スリーブ４２によってダイヤフラムスプリング３８の内周部が押圧されると、プレッシャプレート３６とフライホイール３０との間に挟圧されたクラッチディスク３２が解放されるようになっている。

図１に戻り、エンジン制御装置として機能する電子制御装置４４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどを備えたマイクロコンピュータである。ＣＰＵは、ＲＡＭの記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいてたとえばエンジン出力トルクを制御する。エンジン出力トルクの制御では、実際の手動変速機１４のギヤ段、エンジン回転速度ＮＥ（ｒｐｍ）およびアクセル開度Ａｃｃ（％）から目標エンジントルクＴＥｏが算出され、エンジン１２の出力トルクＴＥを目標エンジントルクＴＥｏと一致させるようにエンジン１２の燃料噴射量、点火時期、吸気量等が制御される。

電子制御装置４４には、クラッチストロークセンサ４６により検出されたクラッチストロークＳｃ（ｍｍ）を表す信号と、アクセル開度センサ４８により検出されたアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａｃｃ（％）を表す信号と、シフト位置センサ５０により検出された図示しないシフトレバーの操作位置（シフト操作位置）Ｐｓ、たとえばＰ位置、Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置を表す信号とが、それぞれ供給される。

また、電子制御装置４４には、入力軸回転速度センサ５２により検出された、手動変速機１４の入力軸１４ａの回転速度（入力軸回転速度）Ｎｉ（ｒｐｍ）を表す信号と、出力軸回転速度センサ５４（図１）により検出された、プロペラシャフト１５が接続される手動変速機１４の出力軸の回転速度（出力軸回転速度）Ｎｏ（ｒｐｍ）を表す信号とが、供給される。電子制御装置４４、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）制御装置、又は、ＡＢＳ（Anti-lock Braking System）制御装置では、この出力軸回転速度センサ５４により検出された出力軸回転速度Ｎｏに基づいて車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）が算出されるので、出力軸回転速度センサ５４は車速信号を供給する車速センサとしても機能している。

電子制御装置４４は、上記の各種センサから入力される信号に基づいて各種の制御プログラムを実行し、例えば、イグナイタによるエンジン１２の各気筒毎の点火プラグの点火時期制御、スロットルモータの動作によるスロットル開度の制御（即ち、吸気量の制御）、インジェクタによる燃料噴射制御などを実行する。特に、車両１０の発進時には、電子制御装置４４は、車両１０の発進性を好適とするためにエンジン１２の出力トルクを制御する車両発進時トルク制御を実行する。

電子制御装置４４は、運転者による操作或いは自動変速作動によって手動変速機１４の第１速ギヤ段が選択された状態でアクセル開度Ａｃｃが増加させられ且つクラッチ２６がスリップ係合させられる車両発進時において、通常の発進時制御を実行する。この通常の発進制御では、車両が停車状態から発進する場合に好ましいエンジン１２の出力トルク特性を発進時に専用のエンジン出力トルク特性を得るための、発進用トルクマップＭ１を用いて目標エンジントルクＴＥｏ（Ｎｍ）を決定し、決定した目標エンジントルクＴＥｏが得られるように、エンジン１２のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量などを制御する。図３は、発進用トルクマップＭ１の一例を示している。

次いで、車速Ｖが上昇して適切なタイミングで発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２へ切り替えるために予め定められた車速判定値Ｖ１以上となり、クラッチ２６が完全係合させられる通常走行状態となると、発進用トルクマップＭ１から切り換えた走行用トルクマップＭ２を用いて目標エンジントルクＴＥｏ（Ｎｍ）を決定し、決定した目標エンジントルクＴＥｏが得られるように、エンジン１２のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量などを制御する。図４は、走行用トルクマップＭ２の一例を示している。

車速判定値Ｖ１は、図３に示す発進用トルクマップＭ１から図４に示す走行用トルクマップＭ２へ切り換えるための値であり、発進状態からそれに続く走行状態への切換が円滑に行なわれるように予め実験的に定められる。

図３において、発進用トルクマップＭ１は、エンジン回転速度ＮＥを示す横軸と出力トルクＴＥを示す縦軸との二次元座標内に、クラッチ２６が半係合状態の車両の発進に適したエンジン出力トルク特性がアクセル開度Ａｃｃを媒介変数とする複数本の曲線にて示されている。縦軸の出力トルクＴＥは、エンジン１２の出力トルク制御の目標エンジントルクＴＥｏでもある。発進用トルクマップＭ１では、クラッチ２６が半係合状態の車両発進は比較的負荷が低い運転状態であるので、エンジン回転速度ＮＥに対する出力トルクＴＥの変化が特に破線で囲まれた領域内で、図４に比較して急傾斜となっている。これにより、クラッチ２６の半クラッチ状態では、エンジン回転速度ＮＥの低下に対して出力トルクＴＥを速やかに上昇させることができる。

図４において、走行用トルクマップＭ２は、エンジン回転速度ＮＥを示す横軸と出力トルクＴＥを示す縦軸との二次元座標内に、クラッチ２６が完全係合した車両の通常走行に適したエンジン出力トルク特性がアクセル開度Ａｃｃをパラメータとする複数本の曲線にて示されている。縦軸の出力トルクＴＥは、エンジン１２の出力トルク制御の目標エンジントルクＴＥｏでもある。走行用トルクマップＭ２では、クラッチ２６が完全係合状態の車両走行は比較的負荷が高い運転状態であるので、エンジン回転速度ＮＥに対する出力トルクＴＥの変化が、図３に比較して緩い傾斜とされて運転性が確保されている。

電子制御装置４４には、上記発進用トルクマップＭ１および走行用トルクマップＭ２を記憶するトルクマップ記憶部６０が設けられている。また、上述の通常制御に加えて、車速Ｖを検出するための出力軸回転速度センサ５４、車速Ｖを表す車速信号を電子制御装置４４に供給するＶＳＣ制御装置、或いは、ＡＢＳ制御装置に故障が発生しても、車両発進時のエンジン１２のトルク制御が適切に実行させるために、車速Ｖを用いないでも発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２へ切り換えるためのトルクマップ切換制御部６２が設けられている。

トルクマップ切換制御部６２は、車両１０の発進走行に際して、予め記憶されたエンジン１２の出力特性を示す関係から実際のスロットル開度（アクセル開度）およびエンジン回転速度ＮＥに基づいて算出されたエンジン１２の出力トルクＴＥが予め定められたトルク判定値ＴＥ１以上であること、エンジン回転速度ＮＥが予め定められた回転速度判定値ＮＥ１以上であること、および、クラッチ２６が完全係合状態であることが、所定時間たとえば数秒程度継続したことのマップ切換条件が成立したか否かを判断する。マップ切換条件が成立した時は、車速センサ等の故障により車速Ｖが予め設定された車速判定値Ｖ１を下まわる場合であっても、発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２へ切り換える。上記マップ切換条件は、車両発進時において車速Ｖが車速判定値Ｖ１に到達した時の車両状態となったか否かを判断するためのものである。

図５は電子制御装置４４の制御作動の要部を説明するフローチャートである。この図５に示される処理ルーチンはエンジン１２の始動後、電子制御装置４４において所定の周期で繰り返し実行される、

ステップＳ１０（以下、ステップを省略する）では、通常の発進制御が実行される。この通常の発進制御では、前述のように、手動変速機１４の第１速ギヤ段が選択された状態でアクセル開度Ａｃｃが増加させられ且つクラッチ２６がスリップ係合させられる車両発進時において、車速Ｖが車速判定値Ｖ１を下回る状態では、車両１０が停車状態から発進する場合に好ましいエンジン１２の出力トルク特性を発進時に専用のエンジン出力トルク特性を得るための、発進用トルクマップＭ１（図３参照）を用いて目標エンジントルクＴＥｏ（Ｎｍ）が決定され、決定された目標エンジントルクＴＥｏが得られるように、エンジン１２のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量などが制御される。

次いで、トルクマップ切換制御部６２に対応するＳ２０、Ｓ３０、Ｓ４０が実行される。Ｓ２０では、車両１０の発進走行状態であるときに、エンジン１２の出力トルクＴＥが予め定められたトルク判定値ＴＥ１以上であること、エンジン回転速度ＮＥが予め定められた回転速度判定値ＮＥ１以上であること、および、クラッチ２６が完全係合状態である状態が所定時間たとえば数秒程度継続したか否かが判断される。Ｓ２０の判断が否定される場合は、Ｓ３０において、発進用トルクマップＭ１の選択が維持される。しかし、Ｓ２０の判断が肯定される場合は、Ｓ４０において、走行用トルクマップＭ２が選択され、発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２へ切り換えられる。

電子制御装置４４では、このようにして発進用トルクマップＭ１および走行用トルクマップＭ２から選択されたトルクマップからエンジン回転速度ＮＥの上昇に応じて逐次決定される目標エンジントルクＴＥｏが得られるように、エンジン１２のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量などが制御され、エンジン１２の実際の出力トルクＴＥが目標エンジントルクＴＥｏに追従させられる。

上述のように、本実施例の電子制御装置４４によれば、エンジン１２と、手動変速機１４と、エンジン１２と手動変速機１４との間に配設されたクラッチ２６とを有する車両１０に適用され、車両１０の発進に際しては、車速Ｖが予め設定された車速判定値Ｖ１を下まわる場合には予め記憶された発進用トルクマップＭ１で決まる目標エンジントルクＴＥｏを用いてエンジン１２の出力トルクを制御した後、発進用トルクマップＭ１よりもエンジン回転速度に対する目標エンジントルクＴＥｏの変化が小さく設定された走行用トルクマップＭ２で決まる目標エンジントルクＴＥｏを用いてエンジン１２の出力トルクを制御する車両１０の電子制御装置４４であって、エンジン１２の出力トルクＴＥが予め設定されたトルク判定値ＴＥ１以上であり、エンジン１２の回転速度ＮＥが予め設定された回転速度判定値ＮＥ１以上であり、且つ、クラッチ２６が完全係合状態である場合には、発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２に切り換える。

このようにすれば、車両１０の発進状態であるときに、エンジン１２の出力トルクＴＥが予め設定されたトルク判定値ＴＥ１以上であり、エンジン１２の回転速度ＮＥが予め設定された回転速度判定値ＮＥ１以上であり、且つ、クラッチ２６が完全係合状態である場合には、車速Ｖを表す車速信号に異常が生じている場合であっても、発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２に切り換える。これにより、車速Ｖを表す車速信号に異常が発生しても、適切なタイミングでエンジン出力トルク特性を切り替えることができ、車両発進時において走行状態に適したエンジン出力トルク特性でエンジン１２を制御でき、車両発進時の運転性が維持される。また、車速センサ（出力軸回転速度センサ５４）につながるＶＳＣ制御装置やＡＢＳ制御装置の異常時に車速信号の異常判定ができない場合には適切なタイミングで発進用トルクマップＭ１から走行用トルクマップＭ２へ切り替えるバックアップが、設けられていることになる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が為され得る。

１０ ：車両
１２ ：エンジン
１４ ：手動変速機
２６ ：クラッチ
４４ ：電子制御装置（エンジン制御装置）
ＮＥ ：エンジン回転速度
ＮＥ１：回転速度判定値
ＴＥ ：出力トルク
ＴＥ１：トルク判定値
ＴＥｏ：目標エンジントルク

Claims (1)

1. エンジンと、手動変速機と、前記エンジンと前記手動変速機との間に配設されたクラッチとを有する車両に適用され、前記車両の発進に際しては、予め記憶された発進用トルクマップで決まる目標エンジントルクを用いて前記エンジンの出力トルクを制御した後、前記発進用トルクマップよりもエンジン回転速度に対する目標エンジントルクの変化が小さく設定された走行用トルクマップで決まる目標エンジントルクを用いて前記エンジンの出力トルクを制御する車両のエンジン制御装置であって、
   前記エンジンの出力トルクが予め設定されたトルク判定値以上であり、前記エンジンの回転速度が予め設定された回転速度判定値以上であり、且つ、前記クラッチが完全係合状態である場合には、前記発進用トルクマップから前記走行用トルクマップに切り換える
   ことを特徴とする車両のエンジン制御装置。

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