JP4858282B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明はエンジン制御装置に関し、特に、クラッチを解放して変速する際にエンジンの回転速度を変速機の入力回転速度に同期させるエンジン制御装置に関する。

手動変速機搭載車両において変速時にクラッチが解放されると、クラッチの入力回転速度はエンジンの回転速度に応じて変化し、クラッチの出力回転速度、すなわち変速機の入力回転速度は車速、変速機のギヤ位置に応じて変化する。このため、変速機のギヤ位置を変更した後にそのままクラッチを締結すると回転速度差により変速ショックが生じる。

変速ショックを低減するにはエンジンの回転速度を変速機の入力回転速度と同期させる必要があり、特許文献１では、変速時にエンジンの回転速度を変速後のギヤ位置に対応する回転速度となるように回転速度同期制御を行うことで変速ショックを抑えている。

回転速度同期制御はクラッチが締結されるまで継続され、クラッチが締結されているか解放されているかは、クラッチペダルに設けられているクラッチペダルスイッチで検出される。
特開昭５８−２０００５２号公報

クラッチペダルスイッチはクラッチペダルの踏込み量が所定踏込み量よりも大きくなるとＯＮになるスイッチであり、通常、所定踏込み量は、クラッチが確実に解放されていることを検出するために、クラッチの切れ位置に対応する踏込み量より大きな踏込み量に設定される。

しかしながら、所定踏込み量をこのように設定すると、クラッチが解放されているのにクラッチペダルスイッチがＯＮとならない領域が存在する。この領域では、クラッチペダルの踏込み量が十分でないものの、クラッチが解放されているので変速操作が可能であるが、クラッチペダルスイッチがＯＮになっていないので変速操作を行っても回転速度同期制御が行われず、変速ショックが生じてしまう。

本発明は、このような従来技術の技術的課題を鑑みてなされたもので、変速時のクラッチペダルの踏込み量が十分でない場合であっても回転速度同期制御が行われるようにし、これによって変速ショックを抑えることを目的とする。

本発明に係るエンジン制御装置は、変速時のクラッチペダルの踏込み量が第１の所定踏込み量よりも小さいことが第１のクラッチペダルスイッチにより検出された場合であっても、変速時のクラッチペダルの踏込み量が第２の所定踏込み量よりも大きいことが第２のクラッチペダルスイッチにより検出され、かつ、目標回転速度と変速機入力回転速度の検出値との偏差が所定範囲内（両者が一致する場合含む）の場合は、回転速度同期制御を許可し、エンジンの回転速度が目標回転速度となるようにエンジンを制御する回転速度同期制御を行う。

本発明によれば、変速時のクラッチペダルの踏込み量が十分でない場合であっても回転速度同期制御が行われるので、変速ショックをより確実に抑えることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明に係るエンジン制御装置（エンジンコントローラ１）を備えた車両の概略構成を示している。

エンジン２の吸気通路３にはスロットル弁４が設けられている。スロットル弁４はアクセルペダル５の位置から独立して開度を制御することができる電子制御式のスロットル弁である。スロットル弁４には開度を制御するためのスロットルアクチュエータ６が取り付けられている。

エンジン２には回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ１０、冷却水温Ｔｗを検出する冷却水温センサ１１が取り付けられている。アクセルペダル５にはアクセルペダル位置ＡＰＰを検出するアクセルペダル位置センサ１２、スロットル弁４にはスロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ１３が取り付けられている。

エンジン２の出力回転は変速機１５で変速されて変速機出力軸に伝達され、図示しない駆動輪へと伝達される。エンジン出力軸と変速機入力軸との間には、クラッチペダル１７の操作に応じて締結、解放するクラッチ１８が介装されている。変速機１５は、運転者によるシフトレバー１９の操作に応じてギヤ位置を切り換えることができる有段の手動変速機、例えば、前進６速、後進１速の手動変速機である。

変速機１５には出力回転速度から車速ＶＳＰを検出する車速センサ２０及び変速機１５の入力回転速度を検出する変速機入力回転速度センサ２５が取り付けられている。また、クラッチペダル１７には運転者によるクラッチ操作を検出する第１及び第２のクラッチペダルスイッチ２１、２２、シフトレバー１９には運転者によるシフトレバー１９の操作方向（シフト操作）を検出するシフト操作センサ２４がそれぞれ取り付けられている。

図２はクラッチ１８の締結解放状態と第１、第２のクラッチペダルスイッチ２１、２２の出力信号の関係を示した図である。「クラッチ切れ位置」は、クラッチ１８を踏み込んでいった場合にクラッチ１８が締結状態から解放状態に切り換わるところのクラッチペダル１７の踏込み量である。

第１のクラッチペダルスイッチ２１は、クラッチ切れ位置に対応する踏込み量Ｄｃｒよりも大きな第１の所定踏込み量Ｄ１よりもクラッチペダル１７の踏込み量Ｄが大きいときにＯＮ、小さいときにＯＦＦとなるスイッチである。第１の所定踏込み量Ｄ１がクラッチ切れ位置に対応する踏込み量Ｄｃｒよりも大きな値に設定されるのは、クラッチ１８が解放されたことを確実に判断できるようにするためである。

第２のクラッチペダルスイッチ２２は、クラッチ切れ位置に対応する踏込み量Ｄｃｒよりも小さな第２の所定踏込み量Ｄ２よりもクラッチペダル１７の踏込み量Ｄが大きいときにＯＮ、小さいときにＯＦＦとなるスイッチである。第２の所定踏込み量Ｄ２がクラッチ切れ位置に対応する踏込み量Ｄｃｒよりも小さな値に設定されるのは、第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＦＦになったことをもってクラッチ１８が締結されたことを確実に判断できるようにするためである。

各種センサの検出値はエンジンコントローラ１に入力される。エンジンコントローラ１は入力された検出値に基づいてエンジン２の燃料噴射制御、点火時期制御を行う。

また、エンジンコントローラ１は、変速時にクラッチペダル１７が踏み込まれると、エンジン２の回転速度Ｎｅを目標回転速度ｔＮｅに制御する回転速度同期制御を行う。

図３はエンジンコントローラ１の回転速度同期制御に関する部分の制御ブロック図である。

エンジンコントローラ１は、運転者のシフト操作から次のギヤ位置（目標ギヤ位置）を算出し（Ｂ１）、変速機１５の現在のギヤ位置を目標ギヤ位置に変更した場合の変速機１５の入力回転速度Ｎｉｎ＊をエンジン２の目標回転速度ｔＮｅとして算出する（Ｂ２）。そして、回転速度同期制御フラグがＯＮになっている場合は、エンジン２の回転速度Ｎｅが目標回転速度ｔＮｅになるようにスロットル開度ＴＶＯ、点火時期リタード量を制御する回転速度フィードバック制御を行う（Ｂ３）。

回転速度同期制御許可フラグは、以下の条件１、２のいずれかが成立したときにＯＮになる（Ｂ４）。

条件１：第１のクラッチペダルスイッチ２１がＯＮ
条件２：第１のクラッチペダルスイッチ２１がＯＦＦ、第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＮ、かつ、目標回転速度ｔＮｅと変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎの偏差が所定範囲内の状態が所定時間継続した
図４はエンジンコントローラ１が行う回転速度同期制御の詳細を示したフローチャートである。これを参照しながら、回転速度同期制御についてさらに説明する。

ステップＳ１１では第１のクラッチペダルスイッチ２１がＯＮになっているか判断し、ＯＮになっている場合はステップＳ１２に進んで回転速度同期制御を実行する。

第１のクラッチペダルスイッチ２１がＯＦＦの場合はステップＳ１３に進み、第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＮになっているか判断する。そして、第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＮになっている場合は、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、目標回転速度ｔＮｅと変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎの偏差が所定値ΔＮ以下になっているか判断する。所定値ΔＮは１００〜２００ｒｐｍの値に設定される。

偏差が所定値ΔＮ以下になっている場合はステップＳ１５に進み、タイマＴのカウントを行う。タイマＴは偏差が所定値ΔＮ以下になってからの経過時間を計測するタイマであり、初期値はゼロに設定されている。

ステップＳ１６ではタイマＴが制御許可判定しきい値Ｔｔｈ以上になっているか判断する。タイマＴが制御許可判定しきい値Ｔｔｈ以上になっている場合はステップＳ１２に進んで回転速度同期制御を実行する。制御許可判定しきい値Ｔｔｈは、偏差が所定値ΔＮ以下になってからの経過時間が０．１〜０．２秒程度継続したらステップＳ１６からステップＳ１２に進むように設定される。

したがって、第１のクラッチペダルスイッチ２１がＯＦＦであっても、第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＮになっており、目標回転速度ｔＮｅと変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎの偏差が所定値ΔＮ以下の状態が所定時間継続すればステップＳ１２に進んで回転速度同期制御が実行される。所定時間継続することを条件にするのは、センサの検出誤差、検出信号のノイズ、センサ自体の故障等によって目標回転速度ｔＮｅと変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎの偏差が瞬間的に所定値ΔＮ以下になるような場合に、誤って回転速度同期制御が実行されるのを防止するためである。

第１及び第２のクラッチペダルスイッチ２１、２２がいずれもＯＦＦの場合はステップＳ１７に進んで第１、第２の回転速度同期制御を終了する。第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＦＦになっている場合はクラッチ１８が既に締結しているので、このような条件で回転速度同期制御を終了するようにすれば、クラッチ１８の締結前に回転速度同期制御が終了することによる変速ショックを抑えることができる。なお、第１、第２の回転速度同期制御を終了条件はこれに限らず、いずれか一方のスイッチがＯＦＦになったら実行中の第１あるいは第２の回転速度同期制御を終了するようにしても構わない。

図５、図６は上記回転速度同期制御が行われるときの様子を示したタイムチャートである。

図５はクラッチペダル１７の踏込み量Ｄが十分な状態（Ｄ＞Ｄ１）で変速操作が行われた場合を示す。

クラッチペダル１７の踏込み量Ｄが十分なときは、第１、第２のクラッチペダルスイッチ２１、２２が続けてＯＮになる（時刻ｔ１１〜ｔ１２）。第１のクラッチペダルスイッチ２１がＯＮになると回転速度同期制御が許可され、時刻ｔ１３で目標ギヤ位置が３速から２速に変更されて目標回転速度ｔＮｅが増大すると、エンジン２の回転速度Ｎｅが目標回転速度ｔＮｅになるようにエンジントルクが増大する。

その後、時刻ｔ１４で第１のクラッチペダルスイッチ２１がＯＦＦになり、時刻ｔ１５で第２のクラッチペダルスイッチがＯＦＦになると、第１、第２の回転速度同期制御が終了する。このときエンジン２の回転速度Ｎｅと変速機１５の入力回転速度は一致しており、クラッチ１８を締結しても変速ショックが生じることはない。

これに対し、図６はクラッチペダル１７の踏込み量Ｄが不十分な状態（Ｄ１＞Ｄ＞Ｄ２）で変速操作が行われた場合を示す。

時刻ｔ２１で第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＮになるが、クラッチペダル１７の踏込み量Ｄが十分でないため第１のクラッチペダルスイッチ２１はＯＮにならない。ただし、このような状況であってもクラッチ１８が解放されている可能性があり、クラッチ１８が解放されている場合は変速操作が可能である。

その後、時刻ｔ２２でシフトレバー１９が操作され、目標ギヤ位置が３速から２速に変化すると、エンジン２の目標回転速度ｔＮｅが増大するが、この時点では回転速度同期制御がまだ許可されていないので、エンジン２の回転速度Ｎｅは低下を続ける。

時刻ｔ２３で変速機１５のギヤ位置が実際に変更されると、変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎが増大する。そして、時刻ｔ２４で目標回転速度ｔＮｅと変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎとの偏差が所定値ΔＮよりも小さくなると、タイマＴのカウントが開始する。

時刻ｔ２５でタイマＴが制御許可判定しきい値Ｔｔｈに達すると、回転速度同期制御が許可され（回転速度同期制御許可フラグＯＮ）、エンジン２の回転速度Ｎｅが目標回転速度ｔＮｅになるようにエンジントルクを増大させる回転速度同期制御が開始される。

時刻ｔ２６で第２のクラッチペダルスイッチ２２がＯＦＦになると回転速度同期制御が終了する。このときエンジン２の回転速度Ｎｅと変速機１５の入力回転速度は一致しており、クラッチ１８を締結しても変速ショックが生じることはない。

続いて本発明の作用効果について説明する。

本発明に係るエンジンコントローラ１は、変速時のクラッチペダル１７の踏込み量Ｄが第１の所定踏込み量Ｄ１よりも小さいことが第１のクラッチペダルスイッチ２１により検出された場合であっても、変速時のクラッチペダル１７の踏込み量Ｄが第２の所定踏込み量Ｄ２よりも大きいことが第２のクラッチペダルスイッチ２２により検出され、かつ、目標回転速度ｔＮｅと変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎとの偏差が所定範囲内（両者が一致する場合含む）の場合は、回転速度同期制御を許可し、エンジン２の回転速度Ｎｅが目標回転速度ｔＮｅとなるように回転速度同期制御を行う。

これにより、クラッチペダル１７の踏込み量Ｄが十分でない状態で変速操作が行われる場合であっても回転速度同期制御が行われるので、変速ショックをより確実に抑えることができる。

また、目標回転速度ｔＮｅと変速機入力回転速度の検出値Ｎｉｎとの偏差が所定範囲内が所定時間継続することも回転速度同期制御を許可する条件として加えることで、センサの検出誤差、検出信号のノイズ、センサ自体の故障等によって偏差が瞬間的に所定値ΔＮ以下になるような場合に、誤って回転速度同期制御が実行されるのを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本発明に係るエンジン制御装置（エンジンコントローラ）を備えた車両の概略構成図である。 クラッチの締結解放状態と第１、第２のクラッチペダルスイッチの出力信号の関係を示した図である。 エンジンコントローラの回転速度同期制御に関する部分の制御ブロック図である。 エンジンコントローラが行う回転速度同期制御の内容を示したフローチャートである。 回転速度同期制御が行われるときの様子を示したタイムチャートであり、クラッチペダルの踏込み量が十分な状態で変速操作が行われた場合を示す。 回転速度同期制御が行われるときの様子を示したタイムチャートであり、クラッチペダルの踏込み量が不十分な状態で変速操作が行われた場合を示す。

符号の説明

１ エンジンコントローラ（エンジン制御装置）
２ エンジン
４ スロットル弁
５ アクセルペダル
６ スロットルアクチュエータ
１０ エンジン回転速度センサ
１２ アクセルペダル位置センサ
１３ スロットル開度センサ
１５ 変速機
１７ クラッチペダル
１８ クラッチ
１９ シフトレバー
２０ 車速センサ
２１ 第１のクラッチペダルスイッチ
２２ 第２のクラッチペダルスイッチ
２４ シフト操作センサ
２５ 変速機入力回転速度センサ

Claims (2)

1. エンジンと、前記エンジンに接続される変速機と、前記エンジンと前記変速機の間に設けられ、前記変速機の変速時に解放されて前記エンジンから入力される回転を遮断するクラッチとを備えた車両のエンジン制御装置において、
   クラッチペダルの踏込み量が前記クラッチの切れ位置に対応する踏込み量よりも大きな第１の所定踏込み量よりも大きいか否かを検出する第１のクラッチペダルスイッチと、
   前記クラッチペダルの踏込み量が前記クラッチの切れ位置に対応する踏込み量よりも小さな第２の所定踏込み量よりも大きいか否かを検出する第２のクラッチペダルスイッチと、
   前記変速機の入力回転速度を検出する変速機入力回転速度検出手段と、
   変速後のギヤ位置と車速に応じて決まる変速後の変速機入力回転速度を前記エンジンの目標回転速度として算出する目標回転速度算出手段と、
   変速時の前記クラッチペダルの踏込み量が前記第１の所定踏込み量よりも大きいことが前記第１のクラッチペダルスイッチにより検出された場合に加え、変速時の前記クラッチペダルの踏込み量が前記第１の所定踏込み量よりも小さいことが前記第１のクラッチペダルスイッチにより検出され、変速時の前記クラッチペダルの踏込み量が前記第２の所定踏込み量よりも大きいことが前記第２のクラッチペダルスイッチにより検出され、かつ、前記目標回転速度と前記変速機入力回転速度の検出値との偏差が所定範囲内の場合にも、回転速度同期制御を許可する同期制御許可手段と、
   前記回転速度同期制御が許可されている場合に、前記エンジンの回転速度が前記目標回転速度となるように前記エンジンを制御する同期制御手段と、
   を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記同期制御許可手段は、変速時の前記クラッチペダルの踏込み量が前記第１の所定踏込み量よりも小さいことが前記第１のクラッチペダルスイッチにより検出され、変速時の前記クラッチペダルの踏込み量が前記第２の所定踏込み量よりも大きいことが前記第２のクラッチペダルスイッチにより検出され、かつ、前記目標回転速度と前記変速機入力回転速度の検出値との偏差が所定範囲内の状態が所定時間継続した場合に前記回転速度同期制御を許可することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

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