JP2023183436A - Vehicular internal combustion engine start-timing control method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関と変速機との間にクラッチを備えた車両において、クラッチの締結動作を伴う車両発進時の発進アシスト制御に関し、特に、発進アシスト制御中にクラッチが解放されたときの内燃機関の吹け上がり(回転速度の急上昇)を防止する技術に関する。 The present invention relates to start assist control when starting a vehicle that involves a clutch engagement operation in a vehicle equipped with a clutch between an internal combustion engine and a transmission. Related to technology to prevent engine over-rev (rapid increase in rotational speed).
手動変速機を備えた車両の発進時には、運転者がクラッチペダルを踏み込んでいずれかの変速段を選択した後、クラッチペダルを戻して、クラッチの滑りを伴う締結状態いわゆる半クラッチ状態とすることで、トルク伝達が開始される。このような車両発進時に、内燃機関の回転速度(エンジン回転速度)が過度に低下して内燃機関の停止を招来したりすることがないように、クラッチの締結動作中にエンジン回転速度をアイドル回転速度よりも高い目標エンジン回転速度に近付けるように内燃機関の出力を制御する技術(いわゆる発進アシスト制御)が知られている。 When starting a vehicle equipped with a manual transmission, the driver depresses the clutch pedal to select one of the gears, and then returns the clutch pedal to create an engaged state with slipping of the clutch, a so-called half-clutch state. , torque transfer is initiated. When starting such a vehicle, the engine rotation speed is set to idle while the clutch is engaged, so that the rotation speed of the internal combustion engine (engine rotation speed) does not drop excessively and cause the internal combustion engine to stop. A technique (so-called start assist control) for controlling the output of an internal combustion engine so as to approach a target engine rotation speed higher than the engine speed is known.
このような発進アシスト制御においては、例えば運転者が半クラッチ状態から完全締結状態へと移行せずに、逆にクラッチペダルを踏み込んでクラッチを解放した場合に、仮にアクセルペダルを踏み込んでいない状態であっても、スロットル弁開度が大きくなっていることから、内燃機関の吹け上がりが生じる。 In this type of start assist control, for example, if the driver does not shift from a half-clutch state to a fully engaged state, but instead depresses the clutch pedal and releases the clutch, even if the driver does not move from the accelerator pedal to the fully engaged state. Even if there is, the internal combustion engine will rev up because the throttle valve opening is large.
このように発進アシスト制御中にクラッチが解放された場合の内燃機関の吹け上がりを抑制するために、特許文献1には、回転速度のオーバシュートを検出したときに点火時期の遅角によるトルクダウン制御を行うことが開示されている。
In order to suppress the revving of the internal combustion engine when the clutch is released during start assist control,
特許文献1においては、点火時期遅角によるトルクダウン制御は、回転速度のオーバシュート量が閾値以下となったときに終了し、遅角されていた点火時期が進角側へ変化する。つまり、そのときの運転条件に対応した本来の点火時期(例えば基本点火時期)へと進角する。
In
しかしながら、このように点火時期が進角すると、内燃機関のトルクが直ちに上昇するため、内燃機関の再度の吹け上がりが生じることがある。 However, when the ignition timing is advanced in this manner, the torque of the internal combustion engine immediately increases, which may cause the internal combustion engine to rev up again.
この発明は、内燃機関の出力がクラッチを介して変速機へ伝達され、発進の際のクラッチ締結時にエンジン回転速度をアイドル回転速度よりも高い発進用目標エンジン回転速度に保つように発進アシスト制御を行うとともに、この発進アシスト制御中のクラッチ解放に対して点火時期遅角によるトルクダウン制御を行う車両用内燃機関の発進時制御方法において、
上記トルクダウン制御の終了時における点火時期の進角を、所定の上限変化率で制限する。
This invention transmits the output of the internal combustion engine to the transmission via the clutch, and performs start assist control to maintain the engine speed at a target engine speed for starting, which is higher than the idle speed when the clutch is engaged for starting. In a method for controlling the start of an internal combustion engine for a vehicle, the method also includes performing torque down control by retarding the ignition timing in response to clutch release during the start assist control.
The advance of the ignition timing at the end of the torque down control is limited to a predetermined upper limit rate of change.
この発明によれば、トルクダウン制御の終了時における点火時期の進角の変化率を制限することで、トルクが徐々に変化するようになり、再度の吹け上がりが抑制される。 According to the present invention, by limiting the rate of change in the advance angle of the ignition timing at the end of the torque down control, the torque gradually changes, and re-revving is suppressed.
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1は、一実施例のシステム構成の概略を示す構成説明図である。一実施例の車両は、内燃機関1に手動変速機2が接続されており、内燃機関1の出力軸と変速機2の入力軸との間にクラッチ3が介在している。変速機2の出力軸は、図示せぬ駆動輪に終減速機構等を介して接続されている。変速機2の変速段を選択するシフトレバー4ないし変速機2本体側には、ニュートラル位置が選択されているときに所定の信号(ニュートラル信号)を出力するニュートラルスイッチ5が設けられている。
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing an outline of the system configuration of one embodiment. In the vehicle of one embodiment, a
内燃機関1は、火花点火式機関いわゆるガソリン機関であり、電子制御型スロットル弁6の開度に応じた出力が得られる。また一例では、ターボチャージャを備えており、図外の排気タービンによって駆動されるコンプレッサ20がスロットル弁6の上流に配置されている。エンジン回転速度は、クランク角センサ8によって検出される。車両の速度つまり車速は、車速センサ7によって検出される。なお、車速センサ7としては、直接にもしくは間接に車速を検出するいかなる形式のものであってもよい。
The
内燃機関1の出力は、エンジンコントロールユニット11によって、燃料噴射装置21および点火装置22を介して、制御される。車両のアクセルペダル12の踏込量つまりアクセル開度は、アクセル開度センサ13によって検出される。このアクセル開度センサ13は、検出開度がアイドル状態にあると判定することで、いわゆるアイドルスイッチの機能を兼ねている。ブレーキペダル14には、当該ブレーキペダル14の踏込つまりブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ15が設けられている。クラッチ3を操作するためのクラッチペダル16には、クラッチペダル16が僅かでも踏み込まれたことを検出する第1クラッチスイッチ17と、クラッチ3がトルク伝達しない状態となるまでクラッチペダル16が十分に踏み込まれたことを検出する第2クラッチスイッチ18と、が設けられている。従って、手動変速機2の変速操作のために運転者がクラッチペダル16を十分に踏み込んだときには第1クラッチスイッチ17と第2クラッチスイッチ18の双方がオンとなり、クラッチペダル16を中間位置まで踏み込んだいわゆる半クラッチ状態のときには第1クラッチスイッチ17がオンで第2クラッチスイッチ18がオフとなる。
The output of
上記のニュートラルスイッチ5、車速センサ7、クランク角センサ8、アクセルペダル開度センサ13、ブレーキスイッチ15、第1,第2クラッチスイッチ17,18等の検出信号はエンジンコントロールユニット11に入力される。車両の発進時には、これらの検出信号に基づき、エンジンコントロールユニット11がいわゆる発進アシスト制御としてスロットル弁6を介して内燃機関の出力を補正し、エンジン回転速度を発進用目標エンジン回転速度に近付ける。なお、エンジンコントロールユニット11には、内燃機関1の統合的な制御のために上記のもの以外にも多数のセンサ類の検出信号が入力されているが、これらは図示省略する。
Detection signals from the
図3は、車両発進時における種々のパラメータの変化を示すタイムチャートである。図の上段から順に、(a)クラッチペダル16操作位置、(b)エンジン回転速度、(c)エンジントルク、(d)内燃機関1の吸入空気量、(e)点火時期、をそれぞれ示している。(b)エンジン回転速度の欄において、特性線b1は発進アシスト制御中の発進用目標エンジン回転速度、特性線b2は実エンジン回転速度、であり、さらに特性線b3はクラッチ3出力側の回転速度(つまり変速機2の入力軸回転速度)を示す。
FIG. 3 is a time chart showing changes in various parameters when the vehicle starts. From the top of the diagram, (a)
時間t1までは車両は停止しており、変速機2が発進に適した適当な変速段にあるとともにクラッチ3が解放状態にあり、かつ実エンジン回転速度b2は目標アイドル回転速度にある。(a)欄に示すように、時間t1において運転者がクラッチペダル16を戻していく操作が開始され、時間t2においていわゆる半クラッチ状態となる。時間t3まで半クラッチ状態が続く。
Until time t1, the vehicle is stopped, the
時間t1におけるクラッチ3の操作に伴って発進アシスト制御が開始する。つまり、(b)欄に示すように、発進用目標エンジン回転速度b1が与えられ、この発進用目標エンジン回転速度b1に実エンジン回転速度b2が沿うようにスロットル弁6を介してエンジン回転速度がフィードバック制御される。発進用目標エンジン回転速度b1は、円滑な発進のために、目標アイドル回転速度よりも高く設定される。この発進アシスト制御によって例えば運転者によるアクセルペダル12の踏込がなくてもスロットル弁6の開度が増大し、内燃機関1のストールが回避される。時間t2~t3の間、半クラッチ状態を継続することで、クラッチ3出力側の回転速度b3は徐々に増加する。このクラッチ3出力側の回転速度b3は基本的に発進時の車速変化に対応する。
Start assist control starts with the operation of clutch 3 at time t1. That is, as shown in column (b), a target engine rotation speed b1 for starting is given, and the engine rotation speed is adjusted via the
通常は、クラッチ3の締結が完了した時間t3において、(a)欄に破線a1で示すように、運転者によってクラッチペダル16が戻され、クラッチ3が完全締結状態へと移行する。しかし、稀に、(a)欄に実線a2で示すように、発進アシスト制御がなされている時間t3においてクラッチ3が解放操作されることがある。
Normally, at time t3 when engagement of the clutch 3 is completed, the driver returns the
このようにスロットル弁6の開度が相対的に大きくなっている発進アシスト制御中にクラッチ3が解放された場合、内燃機関1の回転速度が吹け上がろうとするが、エンジンコントロールユニット11は、吹け上がりの検出に基づき直ちに点火装置22の点火時期の遅角によるトルクダウン制御を行う。つまり、(e)欄に示すように、機関回転速度および負荷から定まる基本点火時期からステップ的に点火時期を遅角させ、トルクを抑制する。これにより、クラッチ3の解放に伴う内燃機関1の吹け上がりが抑制される。なお、点火時期の遅角は、点火時期の算出においてトルクダウンのための遅角量を付加することにより行われる。
If the clutch 3 is released during the start assist control in which the opening degree of the
この吹け上がり抑制のためのトルクダウン制御は、後述するように回転速度の吹け上がり量(例えば実エンジン回転速度b2と目標アイドル回転速度との差分)が所定値以内となったことを条件として時間t5において終了する。このトルクダウン制御の終了に伴い、それまで強制的に遅角されていた点火時期が基本点火時期へと進角する。つまり、上述のトルクダウンのための遅角量が0に復帰する。このとき、上記実施例では、点火時期が急激に進角することのないように、点火時期進角の変化率が、所定の上限変化率で制限される。従って、(e)欄の時間t5~t6の間に示すように、点火時期が徐々に進角側に変化する。このときの進角側への変化率は、時間t3と時間t4との間における遅角側への変化率よりも小さい。つまり、吹け上がりを抑制するための点火時期遅角は速やかに行い、トルクダウン制御終了時の点火時期進角は徐々に行う。 As will be described later, the torque down control for suppressing engine speed rise is performed on the condition that the amount of speed rise (for example, the difference between the actual engine speed b2 and the target idle speed) is within a predetermined value. It ends at t5. Upon completion of this torque down control, the ignition timing, which had been forcibly retarded up to that point, is advanced to the basic ignition timing. In other words, the amount of retardation for reducing the torque described above returns to zero. At this time, in the embodiment described above, the rate of change in the ignition timing advance is limited to a predetermined upper limit rate of change so that the ignition timing does not advance rapidly. Therefore, as shown in column (e) between time t5 and time t6, the ignition timing gradually changes to the advanced side. The rate of change toward the advance angle side at this time is smaller than the rate of change toward the retard side between time t3 and time t4. In other words, the ignition timing is quickly retarded to suppress engine racing, and the ignition timing is gradually advanced at the end of the torque down control.
仮に(e)欄の破線e1に示すように点火時期進角を急激に行うと、特に吸入空気量が十分に低下していない段階では、点火時期進角に伴ってトルクが立ち上がり((c)欄の破線c1参照)、これにより、実エンジン回転速度b2が破線b21で示すように再び吹け上がってしまう。上記実施例では、点火時期進角の変化率を制限することで、再度の吹け上がりが防止される。 If the ignition timing is advanced rapidly as shown by the broken line e1 in column (e), the torque will rise as the ignition timing is advanced, especially when the intake air amount has not decreased sufficiently ((c) (See dashed line c1 in the column) As a result, the actual engine speed b2 rises again as shown by the dashed line b21. In the embodiment described above, by limiting the rate of change in the ignition timing advance angle, the engine revs up again are prevented.
図2は、エンジンコントロールユニット11において実行される上述した吹け上がり防止制御の処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、エンジンコントロールユニット11において繰り返し実行される。ステップ1では、発進アシスト制御実行中であるか否かを判定する。発進アシスト制御実行中でなければステップ2へ進み、発進アシスト制御終了から所定時間内であるか否かを判定する。既に所定時間が経過していたらステップ3へ進み、吹け上がり防止制御の作動を禁止、つまり、点火時期によるトルクダウン制御を禁止する。なお、発進アシスト制御は、図示せぬ他のルーチンによって上述したようにクラッチペダル16の操作等に基づいて実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the above-described engine racing prevention control process executed in the
ステップ1で発進アシスト制御実行中であれば、ステップ4へ進み、車速が所定車速以内であるか否かを判定する。車両が発進して既に所定車速を越えていれば、ステップ3へ進み、吹け上がり防止制御の作動を禁止する。
If the start assist control is being executed in
ステップ4で所定車速以内であれば、ステップ5において、クラッチ3が解放状態となったか否かを判定し、YESであればステップ6へ進む。クラッチ3が締結状態となったり半クラッチ状態のままである場合は、ステップ3へ進み、吹け上がり防止制御の作動を禁止する。ステップ6では、回転速度の吹け上がり量(例えば実エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との差分)が所定値以上であるか否かを判定し、YESであればステップ7へ進む。吹け上がり量が所定値よりも小さい場合は、ステップ3へ進み、吹け上がり防止制御の作動を禁止する。
If the vehicle speed is within the predetermined speed in
ステップ7では、吹け上がり量(例えば実エンジン回転速度b2と目標アイドル回転速度との差分)をパラメータとして値を割り付けたマップを参照して、吹け上がり抑制に必要なトルクダウン係数を算出する。そして、このトルクダウン係数に基づき、ステップ8では、点火時期遅角による吹け上がり防止制御つまりトルクダウン制御を実行する。上述したトルクダウンのための遅角量は、トルクダウン係数に基づいて決定される。
In
次のステップ9では、トルクダウン制御つまり点火時期遅角によって回転速度の吹け上がり量が所定値以内となったか判定する。所定値以内となるまで点火時期の遅角状態が継続される。なお、ステップ6における「所定値」とステップ9における「所定値」とは、必ずしも同一の値ではなく、それぞれ適宜に設定される。
In the
ステップ9で吹け上がり量が所定値以内となったと判定した場合は、ステップ10へ進み、所定の上限変化率でもって変化率を制限しつつ点火時期を進角側へ変化させ、基本点火時期に戻す。つまり、トルクダウンのための遅角量を0とする。そして、ステップ11において、一連の吹け上がり防止制御を終了する。
If it is determined in
図4は、エンジンコントロールユニット11に含まれる吹け上がり防止制御部100の機能ブロック図である。なお、このブロック図で示す機能は、エンジンコントロールユニット11が実行するソフトウェアもしくはハードウェアによって実現される。
FIG. 4 is a functional block diagram of the engine racing
吹け上がり防止制御部100は、図4に示すように、発進アシスト作動状態判定部101と、経過時間判定部102と、車速判定部103と、クラッチ解放状態判定部104と、吹け上がり量判定部105と、トルクダウン係数算出部106と、変化率制限指令部107と、を含んで構成される。
As shown in FIG. 4, the engine racing
発進アシスト作動状態判定部101は、発進アシスト制御中であるかどうかを判定する。経過時間判定部102は、発進アシスト制御終了から所定時間が経過したかどうかを判定する。車速判定部103は、車速が所定車速以内であるかどうかを判定する。クラッチ解放状態判定部104は、クラッチ3が解放状態となったかどうかを判定する。吹け上がり量判定部105は、回転速度の吹け上がり量の判定を行う。トルクダウン係数算出部106は吹け上がり抑制に必要なトルクダウン係数を算出する。変化率制限指令部107は、トルクダウンのために遅角した点火時期をトルクダウン終了時に進角させる際に、所定の上限変化率を出力し、点火時期進角の変化率を制限する。
The start assist operating
上記実施例では、上限変化率は予め定められた一定値であり、従って、制御が簡単となる。 In the above embodiment, the upper limit rate of change is a predetermined constant value, and therefore control is simplified.
次に、本発明の第2の実施例を説明する。第2の実施例では、トルクダウンのために遅角した点火時期をトルクダウン終了時に基本点火時期に戻す際の上限変化率を、トルクダウン終了時の吸入空気量に応じて、吸入空気量が大であるほど進角側への変化率が小さくなるように、設定する。つまり、目標アイドル回転速度相当の吸入空気量に比較して吸入空気量が大であるほど点火時期進角に伴う吹け上がりが生じやすく、逆に、吸入空気量が目標アイドル回転速度相当の吸入空気量に近付いていれば点火時期を進角しても吹け上がりは生じにくい。そのため、第2の実施例では、トルクダウン終了時の吸入空気量に応じて上限変化率を設定する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the upper limit change rate when returning the ignition timing retarded due to torque down to the basic ignition timing at the end of torque down is determined by adjusting the intake air amount according to the intake air amount at the end of torque down. The setting is made so that the larger the value, the smaller the rate of change toward the advance angle side. In other words, the larger the amount of intake air compared to the amount of intake air equivalent to the target idle rotation speed, the more likely it is that revs will occur as the ignition timing advances; If the engine is close to the fuel level, revving is unlikely to occur even if the ignition timing is advanced. Therefore, in the second embodiment, the upper limit change rate is set depending on the intake air amount at the end of torque down.
図5は、第2の実施例の吹け上がり防止制御部100の構成を示す機能ブロック図である。吹け上がり防止制御部100は、図4に示した第1の実施例と同様に、発進アシスト作動状態判定部101と、経過時間判定部102と、車速判定部103と、クラッチ解放状態判定部104と、吹け上がり量判定部105と、トルクダウン係数算出部106と、変化率制限指令部107と、を有する。そして、さらに、吸入空気量判定部108を含んでいる。吸入空気量判定部108は、遅角状態から進角することとなるトルクダウン終了時の吸入空気量を求め、この吸入空気量に応じて上限変化率を設定する。
FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the overspeed
好ましくは、発進アシスト制御に伴って増加した吸入空気量((d)欄参照)が発進アシスト制御の終了後に目標アイドル回転速度相当の吸入空気量に戻った後に点火時期の進角が完了するように、上限変化率の大きさが設定される。 Preferably, the advance of the ignition timing is completed after the amount of intake air increased due to the start assist control (see column (d)) returns to the amount of intake air corresponding to the target idle rotation speed after the end of the start assist control. The magnitude of the upper limit rate of change is set in .
このような第2の実施例によれば、進角時の再度の吹け上がりを確実に抑制しつつ比較的速やかに遅角量を0に戻すことができる。 According to the second embodiment, the retard amount can be returned to 0 relatively quickly while reliably suppressing the retardation of the engine speed during advance.
以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、ターボチャージャを備えた過給機関に適用しているが、この発明は、自然給気機関にも適用が可能である。なお、ターボチャージャを備えた上記実施例では、発進アシスト制御終了後の吸入空気量の低下が遅れがちとなるため、トルクダウン終了時の点火時期進角に伴う再度の吹け上がりがより問題となり易い。 Although one embodiment of the present invention has been described above in detail, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a supercharged engine equipped with a turbocharger, but the present invention can also be applied to a naturally-charged engine. In addition, in the above-mentioned embodiments equipped with a turbocharger, the reduction in the amount of intake air after the end of the start assist control tends to be delayed, so that the engine speed increases again due to the advance of the ignition timing at the end of the torque down, which is more likely to become a problem. .
1…内燃機関
2…変速機
3…クラッチ
6…スロットル弁
11…エンジンコントロールユニット11
16…クラッチペダル
1...
16...Clutch pedal
Claims (6)
上記トルクダウン制御の終了時における点火時期の進角を、所定の上限変化率で制限する、車両用内燃機関の発進時制御方法。 The output of the internal combustion engine is transmitted to the transmission via the clutch, and when the clutch is engaged for starting, start assist control is performed to maintain the engine speed at a target engine speed for starting that is higher than the idle speed. In a start control method for a vehicle internal combustion engine that performs torque reduction control by retarding ignition timing in response to clutch release during start assist control,
A start control method for a vehicle internal combustion engine, which limits the advance of ignition timing at a predetermined upper limit rate of change at the end of the torque down control.
請求項1に記載の車両用内燃機関の発進時制御方法。 The upper limit rate of change is set so that the rate of change of the ignition timing toward the retard side at the end of the torque down control is smaller than the rate of change toward the retard side at the start of the torque down control;
The method for controlling a vehicle internal combustion engine according to claim 1 at the time of starting.
請求項1に記載の車両用内燃機関の発進時制御方法。 The upper limit rate of change is set in accordance with the amount of intake air such that the larger the amount of intake air, the smaller the rate of change toward the advance side.
The method for controlling a vehicle internal combustion engine according to claim 1 at the time of starting.
請求項1に記載の車両用内燃機関の発進時制御方法。 Internal combustion engines are equipped with a turbocharger,
The method for controlling a vehicle internal combustion engine according to claim 1 at the time of starting.
上記トルクダウン制御の終了時における点火時期の進角を、所定の上限変化率で制限する、車両用内燃機関の発進時制御装置。 The output of the internal combustion engine is transmitted to the transmission via the clutch, and when the clutch is engaged for starting, start assist control is performed to maintain the engine speed at a target engine speed for starting that is higher than the idle speed. In a start control device for a vehicle internal combustion engine that performs torque reduction control by retarding ignition timing in response to clutch release during start assist control,
A start control device for a vehicle internal combustion engine, which limits the advance of ignition timing at a predetermined upper limit rate of change at the end of the torque down control.
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