JP4216118B2 - マニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子スロットル制御装置を搭載するマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置に係り、特に、発進時及び変速時の応答遅れを改善し、良好な運転フィーリングを得ることのできるマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ケーブル又はリンク機構を使用した従来のメカニカル式スロットル制御装置では、アクセルペダルの踏込み量に対する応答性が良いため、例えば車両を加速或いは減速すべく、アクセルペダルを強く踏込み、或いは急激に開放すると、スロットル弁の開度が急変して、エンジントルクが急変するため、車体の前後振動（スナッチング）が発生して、運転者及び同乗者に不快感を与えてしまう。
【０００３】
そこで、このような加減速時の車体前後振動を軽減する手段として、特許文献１に記載されているように、電子スロットル制御装置（ＥＴＣ：Electric Throttle Control）を搭載し、ドライバのアクセルペダルの操作量をアクセル開度センサによって検出し、検出したアクセル開度に基づき目標スロットル開度を設定し、実際のスロットル開度が目標スロットル開度に一致するようにスロットル弁の開度をフィードバック制御する方法がある。
【０００４】
又、特許文献１では、エンジン回転数とスロットル開度とに基づき、或はトランスミッションのシフトパターンとギヤ比とに基づき、スロットル開度の変化速度を制限する上限ガード値を設定し、今回算出した目標スロットル開度と前回算出した目標スロットル開度との差分が、上限ガード値を越えた場合、前回の目標スロットル開度に上限ガードを加算した値を、今回の最終的な目標スロットル開度として設定することで、スロットル弁の開度の変化量を制限し、車体前後振動を緩和するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４７１１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マニュアルトランスミッションを搭載する車両（以下、「Ｍ／Ｔ車」と称する）の発進操作は、図４に示すように、先ず、クラッチペダルを踏込んでクラッチを遮断し（時間ｔ１）、その後、アクセルペダルの踏込みを開始し（時間ｔ２）、スロットル弁を次第に開弁させる。その際、エンジン回転数が所定に上昇したところで、クラッチペダルを戻し、クラッチを徐々に接続させ、いわゆる半クラッチ状態で、車両を発進させ、所定エンジントルクに達したところで、クラッチペダルを開放しクラッチを接続させる（時間ｔ３）。
【０００７】
引用文献１に開示されている電子スロットル制御装置を、Ｍ／Ｔ車に搭載した場合、発進操作を行うべく、クラッチを遮断した後、アクセルペダルを踏込むと、スロットル開度の変化速度が上限ガード値によって制限されるため、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、スロットル開度が充分に開弁せず、エンジントルクの上昇にもたつきが生じる。その結果、エンジントルクが充分に上昇しない段階、すなわち運転者の予測するエンジントルクに達する前にクラッチを接続してしまい、エンストを起因したり、トルク不足により加速性が確保できない等、発進性が損なわれる問題がある。
【０００８】
同様に、発進後にアップシフトすべく、加速走行の段階でクラッチを一旦遮断し、アクセルペダルを開放しても（時間ｔ４）、スロットル開度の変化速度はガード値により制限されるため、同図（ｃ）に示すように、スロットル開度が直ちに閉弁されず、同図（ｄ）に示すように、エンジン回転数がアイドル回転数まで低下せず応答遅れが生じる。
【０００９】
従って、所定にシフトアップ後、アクセルペダルを踏込んで、エンジン回転を上昇させようとする段階（時間ｔ５）では、エンジン回転数がアイドル回転数まで低下しておらず、その状態でアクセルペダルが踏込まれるため、運転者の予測した回転数よりも高い回転数でクラッチが接続されることになる。
【００１０】
その結果、クラッチを接続する際には（時間ｔ６）、エンジンの出力軸の回転数と、トランスミッションの入力軸との回転数とが一致せず、軽いショックが発生し、運転者及び搭乗者に不快感を与える。
【００１１】
そのため、運転者は、クラッチをゆっくりと接続したり、アクセルコントロール等によってエンジン回転数をマニュアルトランスミッションの入力軸回転数に同期させてからクラッチを接続する必要があり、高度な運転技術が要求される不都合がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、電子スロットル制御装置を搭載するマニュアルトランスミッション車の発進、及びシフトチェンジの際の応答遅れを改善し、運転者に高度な運転技術を要求することなく、良好な運転フィーリングを得ることのできるマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置は、スロットル弁を駆動するスロットル駆動手段と、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジンの出力軸とマニュアルトランスミッションの入力軸との間に介装するクラッチと、上記クラッチのクラッチ接続或は半クラッチ或はクラッチ離間を検出するクラッチ状態検出手段とを備え、制御装置に、上記クラッチ状態検出手段でクラッチ接続を検出しているときは上記スロットル弁の目標スロットル開度を、上記アクセル開度に基づいて設定すると共に、上記スロットル開度の変化量が予め設定したガード値を超えている場合は、該ガード値に基づいて上記スロットル開度を制限する通常時制御モードを実行する通常時制御モード実行手段と、発進時又は変速時において、上記クラッチ状態検出手段で半クラッチ及びクラッチ離間を検出しているときは、上記アクセル開度に比例した上記目標スロットル開度を設定する発進・変速時制御モードを実行する発進・変速時制御モード実行手段とが設けられ、上記制御手段は、上記発進・変速時制御モード実行手段により上記発進・変速時制御モードが実行された後に、上記クラッチ状態検出手段でクラッチ接続が検出された際には、上記通常時制御モード実行手段により上記通常時制御モードが実行されることを特徴とする。
【００１４】
この場合、上記発進・変速時制御モード実行手段で実行する上記発進・変速時制御モードでは、上記アクセル開度に対して上記目標スロットル開度を１対１に設定することで、クラッチを離間した状態から徐々に接続する半クラッチ状態におけるスロットル開度をアクセルペダルに同期させることができるため、良好なレスポンスを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１にマニュアルトランスミッション車に搭載されているエンジン制御装置の概略構成図を示す。
【００１６】
図中の符号１はエンジンで、エンジン１に、クラッチ機構としての摩擦クラッチ２を介して複数の変速段を有するマニュアルトランスミッション（以下、単に「トランスミッション」と称する）３が連結されている。摩擦クラッチ２は、フライホイール４と、フライホイール４に対向するクラッチ板５とを備えている。フライホイール４は、エンジン１の出力軸１ａに接続されており、クラッチ板５はトランスミッション３の入力軸３ａに連結されている。
【００１７】
摩擦クラッチ２は、運転席に設けられているクラッチペダル６に対して機械的なリンク部材を介して連設されている。運転者がクラッチペダル６を踏込むと、クラッチ板５がフライホイール４から離間して、エンジン１とトランスミッション３との間の動力伝達が遮断される。
【００１８】
尚、摩擦クラッチ２は、クラッチペダル６のペダルストロークにおける初期の段階で半クラッチ状態となり、中間点においてクラッチ板５がフライホイール４から完全に離間された遮断状態となる。逆に、中間点からクラッチペダル６に対する踏み込みを緩めると、クラッチ板５はフライホイール４に対して次第に圧接されて、半クラッチ状態を経て完全な接続状態となる。
【００１９】
又、エンジン１の吸気系に介装されているスロットルボディ１０に、電子スロットル制御装置（ＥＴＣ）１１の電子スロットル１２が配設されている。ＥＴＣ１１は、電子スロットル１２以外に、電子スロットル１２を制御する制御ユニット（ＥＣＵ）１３、運転席に配設されているアクセルペダル１４の踏込み量を検出するアクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ１５等で構成されている。
【００２０】
又、スロットルボディ１０に介装されているスロットル弁１６と、アクセルペダル１４とは機械的に連設されておらず、スロットル弁１６は併設する電動モータ等から成るスロットル駆動手段としてのスロットルモータ１７の回動により弁開度が制御される。又、スロットル弁１６には、スロットル弁１６の実際のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１８が連設されている。尚、スロットルモータ１７、スロットル弁１６、スロットル開度センサ１８、及びスロットル弁１６を軸支するスロットル軸１６ａで電子スロットル１２が構成されている。
【００２１】
スロットル開度センサ１８は、ポテンショメータ等で構成された接触式センサ或いはホールＩＣ等を用いた非接触式センサであり、スロットル軸１６ａの回転角に比例して変化する電圧等の出力値（以下「センサ出力」と称する）に基づいてスロットル開度を検出する。
【００２２】
制御手段としての制御ユニット（ＥＣＵ）１３は、ＣＰＵ２０，ＲＯＭ（図示せず），ＲＡＭ（図示せず）等を備えたマイクロコンピュータ等を主体に構成され、ＣＰＵ２０の入力側に、アクセル開度センサ１５がＡ／Ｄ変換器２１を介して接続されていると共に、スロットル開度センサ１８がＡ／Ｄ変換器２２を介して接続されている。更に、クラッチペダル６にクラッチ状態検出手段としてのクラッチスイッチ２３が併設されており、このクラッチスイッチ２３がＣＰＵ２０の入力側に接続されている。尚、クルーズコントロール装置を備える車両では、オートクルーズの解除を認識するスイッチがクラッチペダル６に併設されているため、この認識スイッチをクラッチスイッチ２３として利用しても良い。
【００２３】
クラッチスイッチ２３は摩擦クラッチ２の接続を検出するもので、クラッチペダル６が未踏のクラッチ接続状態でＯＦＦ信号を出力し、クラッチペダル６が踏込まれた状態でＯＮ信号を出力する。従って、クラッチスイッチ２３は、摩擦クラッチ２が、いわゆる半クラッチ状態から完全に離間するクラッチ遮断状態の間でＯＮ信号が出力される。
【００２４】
ＣＰＵ２０は、スロットル開度センサ１８からのセンサ出力に基づきスロットル弁１６の実際の開度を検出する。
【００２５】
一方、ＣＰＵ２０の出力側に、駆動回路２４を介してスロットルモータ１７が接続されている。
【００２６】
ドライバがアクセルペダル１４を踏み込むと、アクセル開度センサ１５からＡ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ２０に対し、アクセルペダル１４の踏角(アクセル開度)に比例する信号が出力される。
【００２７】
ＣＰＵ２０では、クラッチスイッチ２３からの出力信号に基づき、運転状態が摩擦クラッチ２が接続されている通常時制御モードにあるか、摩擦クラッチ２が離間されている発進・変速時制御モードにあるかを判定する。
【００２８】
通常時制御モードにある場合は、アクセル開度センサ１５で検出したアクセル開度に基づき、スロットル弁１６の弁開度の目標値である目標スロットル開度を設定する。その際、アクセル開度の変化速度が所定値を超えている場合は目標スロットル開度を制限して、エンジントルクの急激な変化を抑制する。
【００２９】
一方、発進・変速制御モードにある場合は、アクセル開度に比例した目標スロットル開度を設定する。
【００３０】
スロットル弁１６の開度制御は、図２に示すスロットル開度設定ルーチンに従って設定される。このルーチンは、エンジン始動後、設定周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、クラッチスイッチ２３からの出力信号がＯＮかＯＦＦかを調べ、ＯＦＦのときはステップＳ２へ進み、通常時制御モードを実行してルーチンを抜ける。一方、クラッチスイッチ２３がＯＮのときは、ステップＳ３へ進み発進・変速時制御モードを実行してルーチンを抜ける。
【００３１】
クラッチスイッチ２３がＯＦＦの状態では、摩擦クラッチ２が接続されてエンジン１の出力軸１ａとトランスミッション３の入力軸３ａとが直結状態にあり、エンジン１のトルク変動がトランスミッション３へ直接伝達されるため、エンジントルクの急激な変化により車体前後振動が発生する。
【００３２】
そのため、ステップＳ２で実行される通常時制御モードでは、例えばアクセル開度センサ１５で検出したアクセル開度と、クランク角センサ（図示せず）からの出力信号に基づいて算出したエンジン回転数とに基づき運転者の要求するトルク（要求トルク）を設定し、この要求トルクと前回設定した要求トルクとの差分から要求トルク変化量を算出する。
【００３３】
そして、要求トルク変化量と上限ガード値とを比較し、要求トルクが上限ガード値を超えている場合は、前回算出した要求トルクに上限ガード値を加算した値を今回の目標要求トルクとして設定する。又、要求トルクが上限ガード値以内のときは、今回算出した要求トルクで、今回の目標要求トルクを設定する。そして、目標要求トルクに基づいて目標スロットル開度を設定し、実際のスロットル開度が目標スロットル開度に収束するようにフィードバック制御する。
【００３４】
その結果、要求トルクが上限ガード値以内のときはドライバの意思に沿った加速性能を得ることができ、又、要求トルクが上限ガード値を超えている場合は、目標要求トルクが上限ガード値でガードされるため、加速時の車体前後振動の発生が抑制される。尚、通常時制御モードによる目標スロットル開度の設定にいては、本出願人が先に提出した特間２００２−２８４６６号に開示されている。
【００３５】
一方、ステップＳ３で実行される発進・変速時制御モードでは、アクセル開度に比例した目標スロットル開度（例えば、アクセル開度１に対してスロットル開度１）を設定し、スロットル開度センサ１８で検出した実際のスロットル開度が目標スロットル開度に収束するように、スロットル弁１６の弁開度をフィードバック制御する。
【００３６】
その結果、発進時及びシフト操作時のレスポンスが良くなり、運転者の意思に沿った発進時、及びシフト操作時のエンジントルクを得ることができる。
【００３７】
次に、図３に示すタイムチャートを参照しながら、アクセルペダル１４の踏込み量（アクセル開度）に対して、スロットル開度設定ルーチンで設定されるスロットル開度と、エンジントルクとの関係について説明する。
【００３８】
シフトレバーがニュートラルにセットされているアイドリング状態から、車両を発進させる場合、先ず、クラッチペダル６を踏込み、摩擦クラッチ２を離間させ、エンジン１とトランスミッション３との間の動力の伝達を遮断する。又、クラッチペダル６を踏込むと、クラッチスイッチ２３がＯＮし、ＯＮ信号がＣＰＵ２０に出力される（時間ｔ１）。
【００３９】
その結果、ＣＰＵ２０では発進・変速時制御モードが選択されるため、以後、クラッチスイッチ２３からＯＦＦ信号が出力されるまで、アクセル開度に比例した目標スロットル開度が設定される。
【００４０】
そして、クラッチペダル６を踏込んだ状態で、シフトレバーを１速にセットし、その後、アクセルペダル１４を若干踏込む（時間ｔ２〜ｔ３）。すると、スロットル開度アクセル開度に比例した状態で開弁し、エンジン回転数の上昇によりエンジントルクが上昇する。尚、図３（ｃ），（ｄ）の二点鎖線は、アクセルペダル１４の踏込み量に対する従来のスロットル開度の変化量及びエンジントルクの変化量である。
【００４１】
そして、その間、図３（ａ）に一点鎖線で示すように、クラッチペダル６を徐々に戻し、摩擦クラッチ２を完全な離間状態から半クラッチ状態へと移行させ、エンジン１からのトルクがトランスミッション３側へ伝達され、車両が発進する。このとき、エンジン回転数がアクセルペダル１４の踏込み量に比例して上昇するため、エンストやトルク不足が発生し難く、良好なレスポンスを得ることができる。
【００４２】
その後、クラッチペダル６に対する踏み込みを解除すると、クラッチスイッチ２３からＯＦＦ信号がＣＰＵ２０に出力される。従って、ＣＰＵ２０では、制御モードを、通常時制御モードに切換え、以後、クラッチスイッチ２３からＯＮ信号が出力されるまで、例えば特許文献１、或いは本出願人が先に提出した特願２００２−２８４６６号に記載されているような通常時のスロットル開度制御が行われる。
【００４３】
次いで、アップシフトすべくクラッチペダル６を踏込むと、クラッチスイッチ２３からＣＰＵ２０に対してＯＮ信号が出力されるため、制御モードが発進・変速時制御モードに切り換わる。従って、運転者がクラッチペダル６の踏込み操作と同時にアクセルペダル１４を戻した場合には、スロットル開度がそれに追従して直ちに全閉となるため、エンジン回転数がアイドル回転数まで直ちに低下される（時間ｔ４）。
【００４４】
そして、所定にシフトアップした後、クラッチペダル６を徐々に戻し、摩擦クラッチ２を完全な離間状態から半クラッチ状態へと移行させると、エンジン１からのトルクがトランスミッション３側へ伝達される。このとき、アクセル開度に比例したスロットル開度が設定されるため、運転者の意図するエンジン回転数を得ることができ、従って、運転者がクラッチペダル６を戻し、摩擦クラッチ２を完全に接続した状態では（時間ｔ６）、エンジン回転数と駆動輪側に伝達される回転数とを一致させることができ、違和感のないスムーズな変速操作を行うことができる。
【００４５】
尚、図３に示すタイムチャートでは、発進、及び発進加速時のアップシフト操作時の制御について説明したが、図２に示すスロットル開度設定ルーチンでは、クラッチスイッチ２３からのＯＮ信号を検出したとき、制御モードが一律に発進・変速時制御モードに切換えられるため、ダウンシフト操作において適用できることは云うまでもない。
【００４６】
このように本実施の形態では、従来の電子スロットル制御装置をＭ／Ｔ車に搭載するに際し、摩擦クラッチ２の接離状態を検出するクラッチスイッチ２３からＯＮ信号が出力される、いわゆる半クラッチ状態及びクラッチが完全に遮断された状態では、スロットル弁１６の開度（スロットル開度）を、アクセルペダル１４の踏込み量であるアクセル開度に比例した制御を行うので、発進時、及び変速時においてエンストやトルク不足が発生し難くなり、高度な運転技術を要求することなく、運転者の意思に沿った良好な運転性能を得ることができる。
【００４７】
又、通常時制御モードと発進・変速時制御モードとをクラッチスイッチ２３の出力信号にのみ基づいて判定するので、構成が簡素化され、例えばクルーズコントロール装置のようにオートクルーズの解除を認識するスイッチがクラッチペダルに併設されている場合は、このスイッチをクラッチスイッチとして利用することで、既存の設備を用いて、本実施の形態をそのまま適用できるため、広い汎用性を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子スロットル制御装置を搭載するマニュアルトランスミッション車の発進、及びシフトチェンジの際の応答遅れを改善し、運転者に高度な運転技術を要求することなく、良好な運転フィーリングを得ることができる等、優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】マニュアルトランスミッション車に搭載されているエンジン制御装置の概略構成図
【図２】スロットル開度設定ルーチンを示すフローチャート
【図３】スロットル開度の制御例を示すタイムチャート
【図４】従来のスロットル開度の制御例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１ エンジン
１ａ 出力軸
２ 摩擦クラッチ
３ マニュアルトランスミッション
３ａ 入力軸
４ フライホイール
５ クラッチ板
６ クラッチペダル
１０ スロットルボディ
１１ 電子スロットル制御装置
１２ 電子スロットル
１３ 制御ユニット（制御手段）
１４ アクセルペダル
１５ アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
１６ スロットル弁
１６ａ スロットル軸
１７ スロットルモータ（スロットル駆動手段）
１８ スロットル開度センサ
２１，２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ クラッチスイッチ（クラッチ状態検出手段）
２４ 駆動回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子スロットル制御装置を搭載するマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置に係り、特に、発進時及び変速時の応答遅れを改善し、良好な運転フィーリングを得ることのできるマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ケーブル又はリンク機構を使用した従来のメカニカル式スロットル制御装置では、アクセルペダルの踏込み量に対する応答性が良いため、例えば車両を加速或いは減速すべく、アクセルペダルを強く踏込み、或いは急激に開放すると、スロットル弁の開度が急変して、エンジントルクが急変するため、車体の前後振動（スナッチング）が発生して、運転者及び同乗者に不快感を与えてしまう。
【０００３】
そこで、このような加減速時の車体前後振動を軽減する手段として、特許文献１に記載されているように、電子スロットル制御装置（ＥＴＣ：Electric Throttle Control）を搭載し、ドライバのアクセルペダルの操作量をアクセル開度センサによって検出し、検出したアクセル開度に基づき目標スロットル開度を設定し、実際のスロットル開度が目標スロットル開度に一致するようにスロットル弁の開度をフィードバック制御する方法がある。
【０００４】
又、特許文献１では、エンジン回転数とスロットル開度とに基づき、或はトランスミッションのシフトパターンとギヤ比とに基づき、スロットル開度の変化速度を制限する上限ガード値を設定し、今回算出した目標スロットル開度と前回算出した目標スロットル開度との差分が、上限ガード値を越えた場合、前回の目標スロットル開度に上限ガードを加算した値を、今回の最終的な目標スロットル開度として設定することで、スロットル弁の開度の変化量を制限し、車体前後振動を緩和するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４７１１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マニュアルトランスミッションを搭載する車両（以下、「Ｍ／Ｔ車」と称する）の発進操作は、図４に示すように、先ず、クラッチペダルを踏込んでクラッチを遮断し（時間ｔ１）、その後、アクセルペダルの踏込みを開始し（時間ｔ２）、スロットル弁を次第に開弁させる。その際、エンジン回転数が所定に上昇したところで、クラッチペダルを戻し、クラッチを徐々に接続させ、いわゆる半クラッチ状態で、車両を発進させ、所定エンジントルクに達したところで、クラッチペダルを開放しクラッチを接続させる（時間ｔ３）。
【０００７】
引用文献１に開示されている電子スロットル制御装置を、Ｍ／Ｔ車に搭載した場合、発進操作を行うべく、クラッチを遮断した後、アクセルペダルを踏込むと、スロットル開度の変化速度が上限ガード値によって制限されるため、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、スロットル開度が充分に開弁せず、エンジントルクの上昇にもたつきが生じる。その結果、エンジントルクが充分に上昇しない段階、すなわち運転者の予測するエンジントルクに達する前にクラッチを接続してしまい、エンストを起因したり、トルク不足により加速性が確保できない等、発進性が損なわれる問題がある。
【０００８】
同様に、発進後にアップシフトすべく、加速走行の段階でクラッチを一旦遮断し、アクセルペダルを開放しても（時間ｔ４）、スロットル開度の変化速度はガード値により制限されるため、同図（ｃ）に示すように、スロットル開度が直ちに閉弁されず、同図（ｄ）に示すように、エンジン回転数がアイドル回転数まで低下せず応答遅れが生じる。
【０００９】
従って、所定にシフトアップ後、アクセルペダルを踏込んで、エンジン回転を上昇させようとする段階（時間ｔ５）では、エンジン回転数がアイドル回転数まで低下しておらず、その状態でアクセルペダルが踏込まれるため、運転者の予測した回転数よりも高い回転数でクラッチが接続されることになる。
【００１０】
その結果、クラッチを接続する際には（時間ｔ６）、エンジンの出力軸の回転数と、トランスミッションの入力軸との回転数とが一致せず、軽いショックが発生し、運転者及び搭乗者に不快感を与える。
【００１１】
そのため、運転者は、クラッチをゆっくりと接続したり、アクセルコントロール等によってエンジン回転数をマニュアルトランスミッションの入力軸回転数に同期させてからクラッチを接続する必要があり、高度な運転技術が要求される不都合がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、電子スロットル制御装置を搭載するマニュアルトランスミッション車の発進、及びシフトチェンジの際の応答遅れを改善し、運転者に高度な運転技術を要求することなく、良好な運転フィーリングを得ることのできるマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置は、スロットル弁を駆動するスロットル駆動手段と、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジンの出力軸とマニュアルトランスミッションの入力軸との間に介装するクラッチと、上記クラッチのクラッチ接続或は半クラッチ或はクラッチ離間を検出するクラッチ状態検出手段とを備え、制御装置に、上記クラッチ状態検出手段でクラッチ接続を検出しているときは上記スロットル弁の目標スロットル開度を、上記アクセル開度に基づいて設定すると共に、上記スロットル開度の変化量が予め設定したガード値を超えている場合は、該ガード値に基づいて上記スロットル開度を制限する通常時制御モードを実行する通常時制御モード実行手段と、発進時又は変速時において、上記クラッチ状態検出手段で半クラッチ及びクラッチ離間を検出しているときは、上記アクセル開度に比例した上記目標スロットル開度を設定する発進・変速時制御モードを実行する発進・変速時制御モード実行手段とが設けられ、上記制御手段は、上記発進・変速時制御モード実行手段により上記発進・変速時制御モードが実行された後に、上記クラッチ状態検出手段でクラッチ接続が検出された際には、上記通常時制御モード実行手段により上記通常時制御モードが実行されることを特徴とする。
【００１４】
この場合、上記発進・変速時制御モード実行手段で実行する上記発進・変速時制御モードでは、上記アクセル開度に対して上記目標スロットル開度を１対１に設定することで、クラッチを離間した状態から徐々に接続する半クラッチ状態におけるスロットル開度をアクセルペダルに同期させることができるため、良好なレスポンスを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１にマニュアルトランスミッション車に搭載されているエンジン制御装置の概略構成図を示す。
【００１６】
図中の符号１はエンジンで、エンジン１に、クラッチ機構としての摩擦クラッチ２を介して複数の変速段を有するマニュアルトランスミッション（以下、単に「トランスミッション」と称する）３が連結されている。摩擦クラッチ２は、フライホイール４と、フライホイール４に対向するクラッチ板５とを備えている。フライホイール４は、エンジン１の出力軸１ａに接続されており、クラッチ板５はトランスミッション３の入力軸３ａに連結されている。
【００１７】
摩擦クラッチ２は、運転席に設けられているクラッチペダル６に対して機械的なリンク部材を介して連設されている。運転者がクラッチペダル６を踏込むと、クラッチ板５がフライホイール４から離間して、エンジン１とトランスミッション３との間の動力伝達が遮断される。
【００１８】
尚、摩擦クラッチ２は、クラッチペダル６のペダルストロークにおける初期の段階で半クラッチ状態となり、中間点においてクラッチ板５がフライホイール４から完全に離間された遮断状態となる。逆に、中間点からクラッチペダル６に対する踏み込みを緩めると、クラッチ板５はフライホイール４に対して次第に圧接されて、半クラッチ状態を経て完全な接続状態となる。
【００１９】
又、エンジン１の吸気系に介装されているスロットルボディ１０に、電子スロットル制御装置（ＥＴＣ）１１の電子スロットル１２が配設されている。ＥＴＣ１１は、電子スロットル１２以外に、電子スロットル１２を制御する制御ユニット（ＥＣＵ）１３、運転席に配設されているアクセルペダル１４の踏込み量を検出するアクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ１５等で構成されている。
【００２０】
又、スロットルボディ１０に介装されているスロットル弁１６と、アクセルペダル１４とは機械的に連設されておらず、スロットル弁１６は併設する電動モータ等から成るスロットル駆動手段としてのスロットルモータ１７の回動により弁開度が制御される。又、スロットル弁１６には、スロットル弁１６の実際のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１８が連設されている。尚、スロットルモータ１７、スロットル弁１６、スロットル開度センサ１８、及びスロットル弁１６を軸支するスロットル軸１６ａで電子スロットル１２が構成されている。
【００２１】
スロットル開度センサ１８は、ポテンショメータ等で構成された接触式センサ或いはホールＩＣ等を用いた非接触式センサであり、スロットル軸１６ａの回転角に比例して変化する電圧等の出力値（以下「センサ出力」と称する）に基づいてスロットル開度を検出する。
【００２２】
制御手段としての制御ユニット（ＥＣＵ）１３は、ＣＰＵ２０，ＲＯＭ（図示せず），ＲＡＭ（図示せず）等を備えたマイクロコンピュータ等を主体に構成され、ＣＰＵ２０の入力側に、アクセル開度センサ１５がＡ／Ｄ変換器２１を介して接続されていると共に、スロットル開度センサ１８がＡ／Ｄ変換器２２を介して接続されている。更に、クラッチペダル６にクラッチ状態検出手段としてのクラッチスイッチ２３が併設されており、このクラッチスイッチ２３がＣＰＵ２０の入力側に接続されている。尚、クルーズコントロール装置を備える車両では、オートクルーズの解除を認識するスイッチがクラッチペダル６に併設されているため、この認識スイッチをクラッチスイッチ２３として利用しても良い。
【００２３】
クラッチスイッチ２３は摩擦クラッチ２の接続を検出するもので、クラッチペダル６が未踏のクラッチ接続状態でＯＦＦ信号を出力し、クラッチペダル６が踏込まれた状態でＯＮ信号を出力する。従って、クラッチスイッチ２３は、摩擦クラッチ２が、いわゆる半クラッチ状態から完全に離間するクラッチ遮断状態の間でＯＮ信号が出力される。
【００２４】
ＣＰＵ２０は、スロットル開度センサ１８からのセンサ出力に基づきスロットル弁１６の実際の開度を検出する。
【００２５】
一方、ＣＰＵ２０の出力側に、駆動回路２４を介してスロットルモータ１７が接続されている。
【００２６】
ドライバがアクセルペダル１４を踏み込むと、アクセル開度センサ１５からＡ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ２０に対し、アクセルペダル１４の踏角(アクセル開度)に比例する信号が出力される。
【００２７】
ＣＰＵ２０では、クラッチスイッチ２３からの出力信号に基づき、運転状態が摩擦クラッチ２が接続されている通常時制御モードにあるか、摩擦クラッチ２が離間されている発進・変速時制御モードにあるかを判定する。
【００２８】
通常時制御モードにある場合は、アクセル開度センサ１５で検出したアクセル開度に基づき、スロットル弁１６の弁開度の目標値である目標スロットル開度を設定する。その際、アクセル開度の変化速度が所定値を超えている場合は目標スロットル開度を制限して、エンジントルクの急激な変化を抑制する。
【００２９】
一方、発進・変速制御モードにある場合は、アクセル開度に比例した目標スロットル開度を設定する。
【００３０】
スロットル弁１６の開度制御は、図２に示すスロットル開度設定ルーチンに従って設定される。このルーチンは、エンジン始動後、設定周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、クラッチスイッチ２３からの出力信号がＯＮかＯＦＦかを調べ、ＯＦＦのときはステップＳ２へ進み、通常時制御モードを実行してルーチンを抜ける。一方、クラッチスイッチ２３がＯＮのときは、ステップＳ３へ進み発進・変速時制御モードを実行してルーチンを抜ける。
【００３１】
クラッチスイッチ２３がＯＦＦの状態では、摩擦クラッチ２が接続されてエンジン１の出力軸１ａとトランスミッション３の入力軸３ａとが直結状態にあり、エンジン１のトルク変動がトランスミッション３へ直接伝達されるため、エンジントルクの急激な変化により車体前後振動が発生する。
【００３２】
そのため、ステップＳ２で実行される通常時制御モードでは、例えばアクセル開度センサ１５で検出したアクセル開度と、クランク角センサ（図示せず）からの出力信号に基づいて算出したエンジン回転数とに基づき運転者の要求するトルク（要求トルク）を設定し、この要求トルクと前回設定した要求トルクとの差分から要求トルク変化量を算出する。
【００３３】
そして、要求トルク変化量と上限ガード値とを比較し、要求トルクが上限ガード値を超えている場合は、前回算出した要求トルクに上限ガード値を加算した値を今回の目標要求トルクとして設定する。又、要求トルクが上限ガード値以内のときは、今回算出した要求トルクで、今回の目標要求トルクを設定する。そして、目標要求トルクに基づいて目標スロットル開度を設定し、実際のスロットル開度が目標スロットル開度に収束するようにフィードバック制御する。
【００３４】
その結果、要求トルクが上限ガード値以内のときはドライバの意思に沿った加速性能を得ることができ、又、要求トルクが上限ガード値を超えている場合は、目標要求トルクが上限ガード値でガードされるため、加速時の車体前後振動の発生が抑制される。尚、通常時制御モードによる目標スロットル開度の設定にいては、本出願人が先に提出した特間２００２−２８４６６号に開示されている。
【００３５】
一方、ステップＳ３で実行される発進・変速時制御モードでは、アクセル開度に比例した目標スロットル開度（例えば、アクセル開度１に対してスロットル開度１）を設定し、スロットル開度センサ１８で検出した実際のスロットル開度が目標スロットル開度に収束するように、スロットル弁１６の弁開度をフィードバック制御する。
【００３６】
その結果、発進時及びシフト操作時のレスポンスが良くなり、運転者の意思に沿った発進時、及びシフト操作時のエンジントルクを得ることができる。
【００３７】
次に、図３に示すタイムチャートを参照しながら、アクセルペダル１４の踏込み量（アクセル開度）に対して、スロットル開度設定ルーチンで設定されるスロットル開度と、エンジントルクとの関係について説明する。
【００３８】
シフトレバーがニュートラルにセットされているアイドリング状態から、車両を発進させる場合、先ず、クラッチペダル６を踏込み、摩擦クラッチ２を離間させ、エンジン１とトランスミッション３との間の動力の伝達を遮断する。又、クラッチペダル６を踏込むと、クラッチスイッチ２３がＯＮし、ＯＮ信号がＣＰＵ２０に出力される（時間ｔ１）。
【００３９】
その結果、ＣＰＵ２０では発進・変速時制御モードが選択されるため、以後、クラッチスイッチ２３からＯＦＦ信号が出力されるまで、アクセル開度に比例した目標スロットル開度が設定される。
【００４０】
そして、クラッチペダル６を踏込んだ状態で、シフトレバーを１速にセットし、その後、アクセルペダル１４を若干踏込む（時間ｔ２〜ｔ３）。すると、スロットル開度アクセル開度に比例した状態で開弁し、エンジン回転数の上昇によりエンジントルクが上昇する。尚、図３（ｃ），（ｄ）の二点鎖線は、アクセルペダル１４の踏込み量に対する従来のスロットル開度の変化量及びエンジントルクの変化量である。
【００４１】
そして、その間、図３（ａ）に一点鎖線で示すように、クラッチペダル６を徐々に戻し、摩擦クラッチ２を完全な離間状態から半クラッチ状態へと移行させ、エンジン１からのトルクがトランスミッション３側へ伝達され、車両が発進する。このとき、エンジン回転数がアクセルペダル１４の踏込み量に比例して上昇するため、エンストやトルク不足が発生し難く、良好なレスポンスを得ることができる。
【００４２】
その後、クラッチペダル６に対する踏み込みを解除すると、クラッチスイッチ２３からＯＦＦ信号がＣＰＵ２０に出力される。従って、ＣＰＵ２０では、制御モードを、通常時制御モードに切換え、以後、クラッチスイッチ２３からＯＮ信号が出力されるまで、例えば特許文献１、或いは本出願人が先に提出した特願２００２−２８４６６号に記載されているような通常時のスロットル開度制御が行われる。
【００４３】
次いで、アップシフトすべくクラッチペダル６を踏込むと、クラッチスイッチ２３からＣＰＵ２０に対してＯＮ信号が出力されるため、制御モードが発進・変速時制御モードに切り換わる。従って、運転者がクラッチペダル６の踏込み操作と同時にアクセルペダル１４を戻した場合には、スロットル開度がそれに追従して直ちに全閉となるため、エンジン回転数がアイドル回転数まで直ちに低下される（時間ｔ４）。
【００４４】
そして、所定にシフトアップした後、クラッチペダル６を徐々に戻し、摩擦クラッチ２を完全な離間状態から半クラッチ状態へと移行させると、エンジン１からのトルクがトランスミッション３側へ伝達される。このとき、アクセル開度に比例したスロットル開度が設定されるため、運転者の意図するエンジン回転数を得ることができ、従って、運転者がクラッチペダル６を戻し、摩擦クラッチ２を完全に接続した状態では（時間ｔ６）、エンジン回転数と駆動輪側に伝達される回転数とを一致させることができ、違和感のないスムーズな変速操作を行うことができる。
【００４５】
尚、図３に示すタイムチャートでは、発進、及び発進加速時のアップシフト操作時の制御について説明したが、図２に示すスロットル開度設定ルーチンでは、クラッチスイッチ２３からのＯＮ信号を検出したとき、制御モードが一律に発進・変速時制御モードに切換えられるため、ダウンシフト操作において適用できることは云うまでもない。
【００４６】
このように本実施の形態では、従来の電子スロットル制御装置をＭ／Ｔ車に搭載するに際し、摩擦クラッチ２の接離状態を検出するクラッチスイッチ２３からＯＮ信号が出力される、いわゆる半クラッチ状態及びクラッチが完全に遮断された状態では、スロットル弁１６の開度（スロットル開度）を、アクセルペダル１４の踏込み量であるアクセル開度に比例した制御を行うので、発進時、及び変速時においてエンストやトルク不足が発生し難くなり、高度な運転技術を要求することなく、運転者の意思に沿った良好な運転性能を得ることができる。
【００４７】
又、通常時制御モードと発進・変速時制御モードとをクラッチスイッチ２３の出力信号にのみ基づいて判定するので、構成が簡素化され、例えばクルーズコントロール装置のようにオートクルーズの解除を認識するスイッチがクラッチペダルに併設されている場合は、このスイッチをクラッチスイッチとして利用することで、既存の設備を用いて、本実施の形態をそのまま適用できるため、広い汎用性を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子スロットル制御装置を搭載するマニュアルトランスミッション車の発進、及びシフトチェンジの際の応答遅れを改善し、運転者に高度な運転技術を要求することなく、良好な運転フィーリングを得ることができる等、優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】マニュアルトランスミッション車に搭載されているエンジン制御装置の概略構成図
【図２】スロットル開度設定ルーチンを示すフローチャート
【図３】スロットル開度の制御例を示すタイムチャート
【図４】従来のスロットル開度の制御例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１ エンジン
１ａ 出力軸
２ 摩擦クラッチ
３ マニュアルトランスミッション
３ａ 入力軸
４ フライホイール
５ クラッチ板
６ クラッチペダル
１０ スロットルボディ
１１ 電子スロットル制御装置
１２ 電子スロットル
１３ 制御ユニット（制御手段）
１４ アクセルペダル
１５ アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
１６ スロットル弁
１６ａ スロットル軸
１７ スロットルモータ（スロットル駆動手段）
１８ スロットル開度センサ
２１，２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ クラッチスイッチ（クラッチ状態検出手段）
２４ 駆動回路
Claims (2)
- スロットル弁を駆動するスロットル駆動手段と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、
エンジンの出力軸とマニュアルトランスミッションの入力軸との間に介装するクラッチと、
上記クラッチのクラッチ接続或は半クラッチ或はクラッチ離間を検出するクラッチ状態検出手段と
を備え、
制御装置に、
上記クラッチ状態検出手段でクラッチ接続を検出しているときは上記スロットル弁の目標スロットル開度を、上記アクセル開度に基づいて設定すると共に、上記スロットル開度の変化量が予め設定したガード値を超えている場合は、該ガード値に基づいて上記スロットル開度を制限する通常時制御モードを実行する通常時制御モード実行手段と、
発進時又は変速時において、上記クラッチ状態検出手段で半クラッチ及びクラッチ離間を検出しているときは、上記アクセル開度に比例した上記目標スロットル開度を設定する発進・変速時制御モードを実行する発進・変速時制御モード実行手段と
が設けられ、
上記制御手段は、上記発進・変速時制御モード実行手段により上記発進・変速時制御モードが実行された後に、上記クラッチ状態検出手段でクラッチ接続が検出された際には、上記通常時制御モード実行手段により上記通常時制御モードが実行される
ことを特徴とするマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置。 - 上記発進・変速時制御モード実行手段で実行する上記発進・変速時制御モードでは、上記アクセル開度に対して上記目標スロットル開度を１対１に設定することを特徴とする請求項１記載のマニュアルトランスミッション車のエンジン制御装置。
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