JP4893468B2 - 半クラッチ状態判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン（内燃機関）の出力側にクラッチを介して接続される手動変速機が搭載された車両において、前記クラッチの半クラッチ状態を判定する半クラッチ状態判定装置に関する。

エンジンを搭載した車両においては、必要な走行トルクや車速を得るために、エンジン出力を変速機により変速して駆動輪に伝達している。車両に搭載される変速機としては、エンジンと駆動輪との間の変速比を自動的に最適設定する自動変速機（オートマチックトランスミッション）と、手動変速機（マニュアルトランスミッション）とがある。手動変速機は、自動変速機に比べて燃費・加速性・減速性が優れている。

手動変速機が搭載された車両では、エンジンと手動変速機との間にクラッチが設けられており、そのクラッチをクラッチペダルの操作に応じて係合または解放することにより、エンジンの出力トルクの手動変速機への伝達または遮断を行っている（例えば、特許文献１参照）。

一方、車両などに搭載されるエンジンには、ポート噴射型エンジンや筒内直噴型エンジンが知られている。ポート噴射型エンジンは、吸気ポートに配置した燃料噴射弁（インジェクタ）から吸気通路内にガソリン等の燃料を噴射して均質な混合気を形成し、その混合気を燃焼室内に導入し、点火プラグにて点火する方式のエンジンである。

筒内直噴型エンジンは、各気筒に燃料噴射弁を配置し、その燃料噴射弁からガソリン等の燃料を燃焼室内に直接噴射して、吸気ポートから燃焼室内に導入される吸入空気と混合して混合気を形成し、この混合気を点火プラグにより点火する方式のエンジンである。筒内直噴型エンジンは、低燃費・低排気エミッション・高出力などの点で優れていることから、需要が急増している。

また、車両に搭載されるエンジンにおいては、吸気通路に設けたスロットルバルブを駆動するアクチュエータ（スロットルモータ）を設け、運転者のアクセルペダルの操作とは独立してスロットル開度を制御可能とした電子スロットルシステムが知られている。

電子スロットルシステムでは、エンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジンの運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットル開度が制御される。具体的には、スロットル開度センサ等を用いてスロットルバルブの実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルバルブのアクチュエータをフィードバック制御している（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１８８６５８号公報 特開２００２−０２１６１７号公報 特開２００５−２４８９０９号公報

エンジンでは、冷間始動直後のファーストアイドル中に、触媒の早期活性化を目的として、点火時期遅角を伴う触媒暖機制御を実施している。触媒暖機制御では、吸入空気量を多くするために点火時期を遅くしてトルクを低下させている。ところが、触媒暖機制御中にエンジン回転数が想定を下回った場合、その回転数を回復させるべく、触媒暖機制御を中断する必要がある。

ところが、冷間始動直後で車両が停止（車速＝０ｋｍ／ｈ）している状態のときに、エンジン回転数が低下した場合、そのエンジン回転数の低下が半クラッチ操作によって発生しているのか、エンジンの異常（失火等の燃焼悪化）によって発生しているのかを判別することができない。

このように、車両停止中にエンジン回転数が低下する要因が、半クラッチ操作であるのか、エンジンの異常（燃焼悪化）であるのかを判別できないと、半クラッチ状態であるのにも関わらず、エンジン異常であると誤検出する場合あり、また、実際にエンジンの異常が発生しているのに、その異常を検出できない場合がある。さらに、ファーストアイドル中に生じたエンジン回転数の低下が半クラッチ状態によるものであると判断できれば、半クラッチ状態解除後に、再び触媒を暖機するための制御を再開することができるようになる。

ここで、クラッチペダルのストロークを検出するストロークセンサを設置すれば、半クラッチ状態を判定することは可能になるが、この場合、ストロークセンサ自体の異常を検出する異常検出システムを構築しない限り、半クラッチの誤判定が発生することがあり、上記したようなエンジン異常の誤検出や、エンジン異常の検出不可が発生する可能性がある。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備えた車両において、車両停車中に半クラッチ状態を判定することが可能な半クラッチ状態判定装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備えた車両において、前記クラッチの半クラッチ状態を判定する判定装置を前提としている。そして、このような半クラッチ状態判定装置において、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記車両の停止を検出する停止検出手段と、前記車両の停止中にエンジン回転数が低下したときに、当該エンジン回転数の高周波成分と低周波成分とをなまし処理にて抽出する周波数抽出手段と、前記高周波成分と低周波成分とをそれぞれ積算して高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とを算出する軌跡長算出手段とを備え、高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とをパラメータとし、それら高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との関係を考慮して半クラッチ判定領域が設定されたマップを用い、前記軌跡長算出手段にて算出された高周波成分の軌跡長及び低周波成分の軌跡長に基づいて前記マップを参照して前記クラッチが半クラッチ状態であるか否かを判定することを特徴としている。

また、前記軌跡長算出手段にて算出された高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］を算出し、その軌跡長比を所定の判定値と比較して前記クラッチが半クラッチ状態であるか否かを判定することを特徴としている。

本発明の作用を以下に述べる。

まず、ファーストアイドルを実施しているときに、エンジン回転数には、高周波成分（エンジンの点火に比例する成分）と低周波成分とが含まれており、エンジンの燃焼状態が悪化すると高周波成分が強くなる。エンジン回転数になまし処理（具体的には、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）によるフィルタ処理）をすることによって、回転の爆発１次の成分を抽出した高周波成分と、運転者のクラッチペダルの操作周期の成分とを抽出した低周波成分を得て、その抽出した高周波成分からエンジンの燃焼状態の悪化度合を知ることができる。

具体的には、高周波成分を積算（線積分）した軌跡長の長さから燃焼状態の悪化度合を検出することができ、その高周波成分の軌跡長が短いときには、エンジンが正常であると判定することができる。換言すれば、車両停止中にエンジン回転数の低下が発生したときに、高周波成分の軌跡長が短い場合には、そのエンジン回転数の低下が半クラッチ操作によるものであると判定することができる。

ただし、エンジン回転数のなまし処理にて抽出した高周波成分には、低周波成分（クラッチべダル操作の周波数成分など）も含まれているので、その低周波成分による影響を低減できるように、高周波成分と低周波成分との関係を考慮して半クラッチ判定を行う必要がある。その具体的な方法について説明する。

まず、予め実験等によってエンジン回転数の高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とを採取しておき、それら高周波成分の軌跡長及び低周波成分の軌跡長を、図５に示すようなグラフ、つまり、低周波成分の軌跡長を横軸とし、高周波成分の軌跡長を縦軸とするグラフ上にプロットし、そのプロットした各データ群及びエンジンストールラインを考慮して半クラッチ判定領域を決定して半クラッチ判定マップを作成する。

そして、エンジン回転数から高周波成分と低周波成分とをなまし処理にて抽出し、それら高周波成分と低周波成分とを積算（線積分）して高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長を算出し、その算出した高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とを、上記した半クラッチ判定マップ上にプロットし、エンジン回転数低下時に、そのプロット点が半クラッチ判定領域内に入っているか否かによって半クラッチ状態であるか否かを判定することができる。

このように低周波成分の軌跡長を横軸、高周波成分の軌跡長を縦軸とする２次元マップに、高周波成分の軌跡長をプロットして半クラッチ判定を行うことにより、エンジン回転数から抽出した高周波成分に含まれる低周波成分の影響を低減することができる。

また、同様にして、エンジン回転数の高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とを算出し、その高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］を算出することにより、抽出後の高周波成分に含まれる低周波成分の影響を低減することができる。この場合、軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］を所定の判定値と比較して、軌跡長比が判定値以下［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長≦判定値］であるときには半クラッチ状態であると判定する。

本発明によれば、エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備えた車両において、エンジン回転数の高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との関係から半クラッチ状態を判定するので、クラッチペダルのストロークを検出するストロークセンサ等を用いることなく、車両停車中に半クラッチ状態を判定することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明を適用する車両の一例を示す概略構成を示す図である。なお、図１にはエンジン１の１気筒の構成のみを示している。

この例の車両には、エンジン（内燃機関）１、手動変速機２００、クラッチ３００、及び、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００などを搭載されており、そのＥＣＵ１００で実行されるプログラムによって本発明の半クラッチ状態判定装置が実現される。

−エンジン−
エンジン１は、例えば筒内直噴型４気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを区画形成するピストン１ｂ及び出力軸であるクランクシャフト１７を備えている。ピストン１ｂはコネクティングロッド１８を介してクランクシャフト１７に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１８によってクランクシャフト１７の回転へと変換される。

エンジン１のクランクシャフト１７は、手動変速機２００にクラッチ３００介して連結可能となっており、エンジン１からの動力を手動変速機２００を介して車両の駆動輪（図示せず）に伝達することができる。クラッチ３００は、例えば乾式単板式の摩擦クラッチであって、クラッチ３００が解放状態になることにより、エンジン１から手動変速機２００への動力伝達が遮断される。また、クラッチ３００が係合状態になることにより、エンジン１からの動力を手動変速機２００に伝達することができる。

クランクシャフト１７には、外周面に複数の突起（歯）１９ａを有するシグナルロータ１９が取り付けられている。シグナルロータ１９の側方近傍にはエンジン回転数センサ２６が配置されている。エンジン回転数センサ２６は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１７が回転する際にシグナルロータ１９の突起１９ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。

エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ２１が配置されている。エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。イグナイタ４はＥＣＵ１００によって制御される。

エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、それぞれ、クランクシャフト１７の回転が伝達される吸気カムシャフト１５及び排気カムシャフト１６の各回転によって行われる。

吸気通路１１には、エアクリーナ７、熱線式のエアフローメータ２２、吸気温センサ２３（エアフローメータ２２に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ５が配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットル開度センサ２７によって検出される。

エンジン１の排気通路１２には三元触媒８が配置されている。三元触媒８の上流側の排気通路１２に空燃比センサ２４が配置されている。空燃比センサ２４は、空燃比に対してリニアな特性を示すセンサである。また、三元触媒８の下流側の排気通路１２には酸素センサ２５が配置されている。酸素センサ２５は、その出力値が理論空燃比付近でステップ状に変化する、いわゆるＺ特性を示すセンサである。

そして、エンジン１には、燃焼室１ａ内に燃料を直接噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２が各気筒毎に設けられている。各気筒毎のインジェクタ２には、燃料供給装置によって高圧燃料が供給され、その各インジェクタ２から燃料を燃焼室１ａ内に直接噴射することにより、燃焼室１ａ内で空気と燃料とが混合された混合気が形成され、点火プラグ３の点火に伴ってその混合気が燃焼室１ａ内で燃焼される。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１７が回転する。以上のエンジン１の運転状態はＥＣＵ１００によって制御される。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、及び、後述する軌跡長積算時に使用するカウンタなどを備えている。

ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及び、バックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、空燃比センサ２４、酸素センサ２５、エンジン回転数センサ２６、スロットル開度センサ２７、アクセルペダルへの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ２８、及び、車速センサ２９などの各種センサが接続されている。出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、及び、スロットルバルブ５のスロットルモータ６などが接続されている。

そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ２の噴射時期制御及び点火プラグ３の点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は、下記の「アイドル回転数制御」、及び、「半クラッチ判定処理」を実行する。

−アイドル回転数制御−
アイドル回転数制御は、エンジン１のアイドル運転時に実行される制御であり、アイドル運転時の実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を調整してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。

具体的には、エンジン１の運転状態に基づいてマップ等を参照して目標アイドル回転数を算出するとともに、エンジン回転数センサ２６の出力信号から実際のアイドル回転数（エンジン回転数）を読み込み、その実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を制御してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。

また、ＥＣＵ１００は、ファーストアイドルを実行する場合もある。ファーストアイドルとは、例えば、エンジン１の冷却水温が予め定められた温度よりも低い場合（冷間時）に、通常（温間時）よりもアイドル回転数を高く設定（例えば１２２０ｒｐｍ）する制御のことである。

さらに、ＥＣＵ１００は、ファーストアイドル中に、三元触媒８の早期活性化を目的として、触媒暖機のための遅角制御を実施する場合もある。

触媒暖機のための遅角制御では、上述したように、吸入空気量を多くするために点火時期を遅くしてトルクを低下させているので、クラッチ３００が半クラッチ状態であるときのフリクションに耐え得るトルクを確保することができない。この点を考慮して、この例では、後述する半クラッチ判定処理により、エンジン回転数低下発生時にクラッチ３００が半クラッチ状態であると判定した場合には、触媒暖機のための遅角制御を中断する。

−半クラッチ判定処理−
まず、半クラッチ判定処理に用いるマップについて説明する。

この例に用いる半クラッチ判定マップは、予め実験によって採取したデータに基づいて作成している。その作成手順を以下に示す。

（１）実験条件（図５参照）
（ａ）［２気筒失火→３気筒失火］の繰り返し
（ｂ）２気筒失火＋半クラッチ
（ｃ）３気筒失火
（ｄ）煩雑な半クラッチ操作
（ｅ）クラッチペダル最速操作
（２）上記（ａ）〜（ｅ）の条件で実験を行い、エンジン回転数Ｎｅの高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とを採取した。

具体的には、図３に示すように、エンジン回転数センサ２６の出力信号にＬＰＦ１１０にてフィルタ処理（なまし処理）を施して、エンジン回転数Ｎｅの高周波成分ｅｎｅｓｍｈを抽出し、その高周波成分ｅｎｅｓｍｈを積算（線積分）して高周波成分の軌跡長を算出した。高周波成分の軌跡長の積算には下記の式を用いた。

高周波成分の軌跡長＝前回軌跡長＋｜ｅｎｅｓｍｈ−前回ｅｎｅｓｍｈ｜
ただし、データサンプリング周期を１６ｍｓとし、積算期間を１ｓｅｃとした。ＬＰＦ１１０のカットオフ周波数は６１Ｈｚ（ファーストアイドル回転数＝１２２０ｒｐｍの爆発１次成分に相当）とした。

また、同様に、エンジン回転数センサ２６の出力信号にＬＰＦ１２０にてフィルタ処理（なまし処理）を施して、エンジン回転数Ｎｅの低周波成分ｅｎｅｓｍｌを抽出し、その低周波成分ｅｎｅｓｍｌを積算（線積分）して低周波成分の軌跡長を算出した。低周波成分の軌跡長の積算には下記の式を用いた。

低周波成分の軌跡長＝前回軌跡長＋｜ｅｎｅｓｍｌ−前回ｅｎｅｓｍｌ｜
ただし、データサンプリング周期を１６ｍｓとし、積算期間を１ｓｅｃとした。また、ＬＰＦ１２０のカットオフ周波数は２Ｈｚ（クラッチペダル操作の周波数成分に相当）とした。

（３）図５に示すように、低周波成分の軌跡長を横軸、高周波成分の軌跡長を縦軸とするグラフ上に、（２）の処理で算出した高周波成分の軌跡長及び低周波成分の軌跡長をプロットし、そのプロットしたデータ群の分布及びエンジンストールラインを考慮して半クラッチ判定領域を決定し、半クラッチ判定マップを作成した。この図５に示す半クラッチ判定マップはＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶しておく。

次に、半クラッチ判定処理の具体的な例を図３及び図４を参照して説明する。図４の半クラッチ判定処理の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定時間（１６ｍｓ）ごとに繰り返して実行される。

この例の半クラッチ判定処理の制御ルーチンは、所定の条件が成立したとき、つまり、車両停止（車速センサ２９の出力信号に基づく車速が０ｋｍ／ｈ）中に、エンジン回転数Ｎｅの低下が発生したときに開始される。

ステップＳＴ１では、エンジン回転数Ｎｅの高周波成分ｅｎｅｓｍｈと低周波成分ｅｎｅｓｍｌとを抽出する。

具体的には、図３に示すように、エンジン回転数センサ２６の出力信号に、ＬＰＦ１１０（カットオフ周波数：６１Ｈｚ）にてフィルタ処理（なまし処理）を施してエンジン回転数Ｎｅの高周波成分ｅｎｅｓｍｈを抽出する。また、エンジン回転数センサ２６の出力信号に、ＬＰＦ１２０（カットオフ周波数：２Ｈｚ）にてフィルタ処理（なまし処理）を施してエンジン回転数Ｎｅの低周波成分ｅｎｅｓｍｌを抽出する。

ステップＳＴ２では、カウンタｅｃｎｅｌｅｇのカウント値が１３（２００ｍｓ）以上であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合はステップＳＴ１１に進む。

ステップＳＴ１１においては、ステップＳＴ１で抽出した高周波成分ｅｎｅｓｍｈを用いて、単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈを下記の式にて算出する。

ｅｎｅｌｅｇｈ←ｅｎｅｌｅｇｈ＋｜ｅｎｅｓｍｈ−前回ｅｎｅｓｍｈ｜
また、ステップＳＴ１で抽出した低周波成分ｅｎｅｓｍｌを用いて、単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｌを下記の式にて算出する。

ｅｎｅｌｅｇｌ←ｅｎｅｌｅｇｌ＋｜ｅｎｅｓｍｌ−前回ｅｎｅｓｍｌ｜
以上のステップＳＴ１１の積算処理が終了すると、カウンタｅｃｎｅｌｅｇのインクリメント（ｅｃｎｅｌｅｇ←ｅｃｎｅｌｅｇ＋１）を行う（ステップＳＴ１２）。

ここで、この例では、図６及び図７に示すように、半クラッチ判定に用いる高周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｈの積算期間を１ｓｅｃとしている。ただし、積算期間（１ｓｅｃ）が経過するごとに半クラッチ判定を行うのではなく、積算期間（１ｓｅｃ）を５つの単位期間（２００ｍｓ）に分割し、その単位期間（２００ｍｓ）で積算した単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈによって高周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｈを順次更新して半クラッチ判定を行う。また、低周波成分側についても、同様に、単位期間（２００ｍｓ）で積算した単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｌによって低周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｌを順次更新して半クラッチ判定を行う。

従って、この例では、カウンタｅｃｎｅｌｅｇのカウント値が０からカウントアップされてカウント値が１３（２００ｍｓ）以上になるまでは、ステップＳＴ１、ステップＳＴ１１及びステップＳＴ１２の処理が順次繰り返して実行される。

そして、カウンタｅｃｎｅｌｅｇのカウント値が１３（２００ｍｓ）以上となった時点つまりステップＳＴ２の判定結果が肯定判定となった時点でステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、今回積算された単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈと、１回前の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈ１と、２回前の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈ２と、３回前のｅｎｅｌｅｇｈ３と、４回前の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈ４とから高周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｈを求める（ｅｎｅｓｕｍｈ←ｅｎｅｌｅｇｈ＋ｅｎｅｌｅｇｈ１＋ｅｎｅｌｅｇｈ２＋ｅｎｅｌｅｇｈ３＋ｅｎｅｌｅｇｈ４）。

また、低周波成分側についても同様に、今回積算された単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｌと、１回前の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｌ１と、２回前の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｌ２と、３回前の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｌ３と、４回前の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｌ４とから低周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｌを求める（ｅｎｅｓｕｍｌ←ｅｎｅｌｅｇｌ＋ｅｎｅｌｅｇｌ１＋ｅｎｅｌｅｇｌ２＋ｅｎｅｌｅｇｌ３＋ｅｎｅｌｅｇｌ４）。

なお、ステップＳＴ４で求めた高周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｈ及び低周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｌは、次回の単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈ，ｅｎｅｌｅｇｌの積算が完了するまで記憶保持される。

次に、ステップＳＴ４では、単位期間積算値ｅｎｅｌｅｇｈ，ｅｎｅｌｅｇｌの更新処理を行う。その具体的な処理を高周波成分側を例にとって、図６を参照して説明する。なお、この図６の処理説明は記号のみで行う。

まず、図６（Ａ）の状態から、４回前のｅｎｅｌｅｇｈ４を破棄する。次に、図６（Ｂ）に示すように、３回前のｅｎｅｌｅｇｈ３を４回前のｅｎｅｌｅｇｈ４とし（ｅｎｅｌｅｇｈ４←ｅｎｅｌｅｇｈ３）、２回前のｅｎｅｌｅｇｈ２を３回前のｅｎｅｌｅｇｈ３とし（ｅｎｅｌｅｇｈ３←ｅｎｅｌｅｇｈ２）、１回前のｅｎｅｌｅｇｈ１を２回前のｅｎｅｌｅｇｈ２とする（ｅｎｅｌｅｇｈ２←ｅｎｅｌｅｇｈ１）という更新処理を行い、さらに、ｅｎｅｌｅｇｈを０にする（ｅｎｅｌｅｇｈ←０）という更新処理を行う。そして、図６（Ｃ）に示すように、次回のｅｎｅｌｅｇｈの積算が完了した時点で、そのｅｎｅｌｅｇｈを加えて高周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｈを求める。

なお、低周波成分側についても、同様に、［ｅｎｅｌｅｇｌ４←ｅｎｅｌｅｇｌ３，ｅｎｅｌｅｇｌ３←ｅｎｅｌｅｇｌ２，ｅｎｅｌｅｇｌ２←ｅｎｅｌｅｇｌ１，ｅｎｅｌｅｇｌ←０］の更新処理を行う。

ステップＳＴ４の処理が終了すると、カウンタｅｃｎｅｌｅｇをクリア（ｅｃｎｅｌｅｇ←０）する（ステップＳＴ５）。

なお、以上のステップＳＴ２〜ＳＴ５、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１２の処理は図３に示す積算処理部１３０，１４０で実行される。

そして、ステップＳＴ６において、ステップＳＴ３で算出した高周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｈと低周波成分の軌跡長積算値ｅｎｅｓｕｍｌとを、図５に示す半クラッチ判定マップにプロットし、そのプロット点が半クラッチ判定領域内に入っているか否かを判定し、プロット点が半クラッチ判定領域内に入っている場合、エンジン回転数Ｎｅが低下した要因が半クラッチであると判定する。

さらに、ステップＳＴ６では、半クラッチ判定継続時間が１０ｓｅｃ以内であるか否かを判定しており、半クラッチ判定（半クラッチ判定領域内）で、かつ、半クラッチ判定継続時間ｅｃｍｃｌが１０ｓｅｃ以内である場合（ステップＳＴ６の判定結果が肯定判定である場合）、半クラッチ判定を継続するとともに、半クラッチ判定継続時間ｅｃｍｃｌに１６ｍｓを加算する（ステップＳＴ７）。なお、半クラッチ判定継続中に、車速センサ２９により車速が検出されたときには、発進操作によって正しく半クラッチ操作が行われたと判断して、この制御ルーチンを一旦終了する。

一方、半クラッチ判定マップにプロットした点が半クラッチ判定領域外である場合、エンジン回転数Ｎｅが低下した要因が半クラッチでないと判定する（ステップＳＴ８）。また、ステップＳＴ６の判定結果が半クラッチ判定であっても、半クラッチ判定継続時間ｅｃｍｃｌが１０ｓｅｃを超えている場合は、半クラッチ判定を取り下げて、半クラッチ判定継続時間ｅｃｍｃｌを「０」にする（ステップＳＴ８）。

なお、半クラッチ判定継続時間ｅｃｍｃｌが１０ｓｅｃを超えた場合には、半クラッチ操作以外の要因によってエンジン回転数Ｎｅが低下したと判断する。ここで、半クラッチ判定継続時間ｅｃｍｃｌは１０ｓｅｃに特定されず、一般的に運転操作では考え難い、十分に長い時間であればよい。以上のステップＳＴ６〜ＳＴ８は図３の判定処理部１５０で実行される。

以上のように、この例の半クラッチ判定処理によれば、エンジン回転数Ｎｅの高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との関係からクラッチ３００が半クラッチ状態であるか否かを判定しているので、クラッチペダルのストロークを検出するストロークセンサ等を用いることなく、車両停車中に半クラッチ状態を判定することが可能になる。

−他の実施形態−
以上の例では、半クラッチ判定マップを用いてクラッチ３００の半クラッチ状態を判定しているが、本発明はこれに限られることなく、高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］を用いて半クラッチ状態を判定するようにしてもよい。この場合の判定処理について説明する。

まず、エンジン回転数Ｎｅの低下が発生したときに、その低下要因がエンジン１のクラッチ操作である場合、図８に示すように、軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］は小さい。

一方、エンジン回転数Ｎｅが低下した要因が燃焼悪化（失火）である場合、その燃焼悪化の度合に応じて高周波成分が強くなる。高周波成分が強くなると、高周波成分の軌跡長が長くなって、軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］が、半クラッチ操作時よりも大きくなる。この点を考慮し、半クラッチ状態と燃焼悪化状態とを判別する判定値を設定すれば、その判定値以下（高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長≦判定値）である場合は半クラッチ状態であると判定することができる。

このように軌跡長比を用いて半クラッチ判定を行う場合も、図４に示したフローチャートと同様な処理によって半クラッチ状態を判定することができる。ただし、図４のステップＳＴ６の判定条件「半クラッチ判定領域内」を、「高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長≦判定値」に変更する。

なお、図８に示す判定値については、例えば、図５の半クラッチ判定マップを作成する場合と同様な条件・手法で高周波成分の軌跡長及び低周波成分の軌跡長を採取し、それら高周波成分の軌跡長及び低周波成分の軌跡長に基づいて、半クラッチ状態と燃焼悪化状態とを判別できるような値を経験的に求めて設定すればよい。

以上の例では、筒内直噴４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴６気筒ガソリンエンジンなど、他の任意の気筒数の筒内直噴ガソリンエンジンにも適用可能である。また、筒内直噴ガソリンエンジンに限られることなく、ポート噴射型ガソリンエンジンにも本発明を適用することができる。

本発明を適用する車両の一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 ＥＣＵにおいて実行される半クラッチ判定処理の一例を示す制御ブロック図である。 ＥＣＵにおいて実行される半クラッチ判定処理の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 半クラッチ判定マップを示す図である。 軌跡長積算値の算出処理の説明図である。 軌跡長積算値の算出処理の説明図である。 軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］を用いて半クラッチ状態を判定する場合の例を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ インジェクタ
３ 点火プラグ
５ スロットルバルブ
６ スロットルモータ
２２ エアフローメータ
２６ エンジン回転数センサ
１００ ＥＣＵ
２００ 手動変速機
３００ クラッチ

Claims (2)

1. エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備えた車両において、前記クラッチの半クラッチ状態を判定する判定装置であって、
   前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記車両の停止を検出する停止検出手段と、前記車両の停止中にエンジン回転数が低下したときに、当該エンジン回転数の高周波成分と低周波成分とをなまし処理にて抽出する周波数抽出手段と、前記高周波成分と低周波成分とをそれぞれ積算して高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とを算出する軌跡長算出手段と、高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とをパラメータとし、それら高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との関係を考慮して半クラッチ判定領域が設定されたマップを用い、前記軌跡長算出手段にて算出された高周波成分の軌跡長及び低周波成分の軌跡長に基づいて前記マップを参照して前記クラッチが半クラッチ状態であるか否かを判定する判定手段とを備えていることを特徴とする半クラッチ状態判定装置。
2. エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備えた車両において、前記クラッチの半クラッチ状態を判定する判定装置であって、
   前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記車両の停止を検出する停止検出手段と、前記車両の停止中にエンジン回転数が低下したときに、当該エンジン回転数の高周波成分と低周波成分とをなまし処理にて抽出する周波数抽出手段と、前記高周波成分と低周波成分とをそれぞれ積算して高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長とを算出する軌跡長算出手段と、前記軌跡長算出手段にて算出された高周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長との軌跡長比［高周波成分の軌跡長／低周波成分の軌跡長］を算出し、その軌跡長比を所定の判定値と比較して前記クラッチが半クラッチ状態であるか否かを判定する判定手段とを備えていることを特徴とする半クラッチ状態判定装置。

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