JP5703115B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関により駆動される車両の制御装置に関し、特に内燃機関と車両駆動系との間に設けられるクラッチの締結動作中に機関回転数が目標回転数と一致するように機関出力制御を行う制御装置に関する。

特許文献１には、クラッチを締結させるときに機関が停止することを防止するために、クラッチの締結動作中に機関回転数が目標回転数と一致するように機関出力制御を行う制御装置が示されている。この装置によれば、機関出力制御は主としてスロットル弁開度を制御することにより行われる。

特開２００８−１２１６４７号公報

しかしながら、上述した従来の制御装置では、運転者がアクセルペダルを操作してクラッチが完全に締結する前からアクセルペダル操作量を増加させたような場合には、アクセルペダル操作量にかかわらず、機関回転数を目標回転数に維持するためにスロットル弁開度を低下させる方向の制御が行われることがある。そのような制御が行われると、運転者の意図した加速動作が行われないため、運転者に違和感を与えるという課題がある。

また特許文献１には、クラッチ締結動作が完了した直後にクラッチ開放動作が行われた場合における機関回転数の急増（いわゆる吹け上がり）を防止するための手法として、燃料供給停止を併用することが示されているが、燃料供給停止及び再開によって空燃比が急変し排気特性を一時的に悪化させるおそれがある。

本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、クラッチ締結動作中において、運転者が意図しない機関出力制御が行われること、及び機関回転数の吹け上がりを適切に防止することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）と、該機関と車両駆動系との間に設けられたクラッチ（２３）とを備える車両の制御装置において、前記車両の運転者により操作される機関出力操作手段と、前記機関の回転数（ＮＥ）を検出する回転数検出手段と、前記クラッチの非締結状態から締結状態への移行時点を判定する判定手段と、前記クラッチの締結動作中において前記機関回転数（ＮＥ）がクラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）と一致するように前記機関の出力を制御するためのクラッチ締結フィードバック制御量（ＴＨＣＬＦＢ）を算出し、該クラッチ締結フィードバック制御量（ＴＨＣＬＦＢ）を用いて前記機関の出力を制御するクラッチ締結フィードバック制御を実行するクラッチ締結フィードバック制御手段とを備え、前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記判定手段により判定された移行時点において前記機関回転数（ＮＥ）が前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）より低いときに、前記クラッチ締結フィードバック制御を開始し、前記機関出力操作手段が操作され（ＡＰ＞０）、かつ前記機関回転数（ＮＥ）が前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）を超えている回転数超過期間においては、該回転数超過期間開始直前の前記クラッチ締結フィードバック制御量（ＴＨＣＬＦＢＢ）を維持することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記機関回転数（ＮＥ）と前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）との偏差（ＤＮＯＢＪ）に比例する比例項（ＣＬＦＢＰ）、前記偏差の積算値（ＩＤＮＯＢＪ）に比例する積分項（ＣＬＦＢＩ）、及び前記偏差の変化量（ＤＤＮＯＢＪ）に比例する微分項（ＣＬＦＢＤ）を用いて前記クラッチ締結フィードバック制御量（ＴＨＣＬＦＢ）を算出し、前記機関回転数（ＮＥ）が前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）を超えているときに前記比例項（ＣＬＦＢＰ）を「０」に設定するとともに、前記機関回転数（ＮＥ）が増加しているときに前記微分項（ＣＬＦＢＤ）を「０」に設定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、内燃機関（１）と、該機関と車両駆動系との間に設けられたクラッチ（２３）とを備える車両の制御装置において、前記機関の回転数（ＮＥ）を検出する回転数検出手段と、前記クラッチの非締結状態から締結状態への移行時点を判定する判定手段と、前記クラッチの締結動作中において前記機関回転数（ＮＥ）がクラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）と一致するように前記機関の出力を制御するためのクラッチ締結フィードバック制御量（ＴＨＣＬＦＢ）を算出し、該クラッチ締結フィードバック制御量（ＴＨＣＬＦＢ）を用いて前記機関の出力を制御するクラッチ締結フィードバック制御を実行するクラッチ締結フィードバック制御手段とを備え、前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記判定手段により判定された移行時点において前記機関回転数（ＮＥ）が前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）より低いときに、前記クラッチ締結フィードバック制御を開始し、前記機関回転数（ＮＥ）と前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）との偏差（ＤＮＯＢＪ）に比例する比例項（ＣＬＦＢＰ）、前記偏差の積算値（ＩＤＮＯＢＪ）に比例する積分項（ＣＬＦＢＩ）、及び前記偏差の変化量（ＤＤＮＯＢＪ）に比例する微分項（ＣＬＦＢＤ）を用いて前記クラッチ締結フィードバック制御量（ＴＨＣＬＦＢ）を算出し、前記機関回転数（ＮＥ）が前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）を超えている回転数超過期間において前記比例項（ＣＬＦＢＰ）を「０」に設定するとともに、前記機関回転数（ＮＥ）が増加しているときに前記微分項（ＣＬＦＢＤ）を「０」に設定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の車両の制御装置において、前記機関のアイドル状態において前記機関回転数（ＮＥ）がアイドル目標回転数（ＮＯＢＪＩＤＬ）と一致するようにアイドルフィードバック制御量（ＴＨＩＤＬＦＢ）を算出し、前記アイドルフィードバック制御量（ＴＨＩＤＬＦＢ）を用いて前記アイドル状態における前記機関出力を制御するアイドルフィードバック制御手段をさらに備え、前記アイドルフィードバック制御手段は、前記機関回転数（ＮＥ）と前記アイドル目標回転数（ＮＯＢＪＩＤＬ）の偏差に比例する比例項（ＩＤＬＦＢＰ）、前記偏差の積算値に比例する積分項（ＩＤＬＦＢＩ）、及び前記偏差の変化量に比例する微分項（ＩＤＬＦＢＤ）を用いて前記アイドルフィードバック制御量（ＴＨＩＤＬＦＢ）を算出し、前記クラッチ締結フィードバック制御量の算出に適用される前記比例項（ＣＬＦＢＰ）及び微分項（ＣＬＦＢＤ）の制御ゲイン（｜ＧＣＬＰ｜，｜ＧＣＬＤ｜）は、前記アイドルフィードバック制御量の算出に適用される前記比例項及び微分項の制御ゲイン（｜ＧＩＤＬＰ｜，｜ＧＩＤＬＤ｜）より大きな値に設定されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の車両の制御装置において、前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）は、前記アイドル目標回転数（ＮＯＢＪＩＤＬ）と同一であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の車両の制御装置において、前記車両の車速（ＶＰ）を検出する車速検出手段をさらに備え、前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記車速（ＶＰ）が車速閾値（ＶＰＣＬＦＢ）に達した時点でフィードバック制御を終了することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の車両の制御装置において、前記車速閾値（ＶＰＣＬＦＢ）は、前記クラッチ締結目標回転数（ＮＯＢＪ）に応じて設定されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、クラッチの締結動作中において機関回転数がクラッチ締結目標回転数と一致するように機関の出力を制御するためのクラッチ締結フィードバック制御量が算出され、該クラッチ締結フィードバック制御量を用いて機関出力を制御するクラッチ締結フィードバック制御が実行される。クラッチの非締結状態から締結状態への移行時点において機関回転数がクラッチ締結目標回転数より低いときに、クラッチ締結フィードバック制御が開始され、機関出力操作手段が操作され、かつ機関回転数がクラッチ締結目標回転数を超えている回転数超過期間においては、該回転数超過期間開始直前のクラッチ締結フィードバック制御量が維持される。したがって、回転数超過期間においては機関出力のフィードバック制御は行われないため、運転者の意図する機関出力の増加が行われる。また、回転数超過期間においてクラッチ締結フィードバック制御量が維持されるので、機関出力操作手段の操作が中止された場合（アクセルペダルが戻された場合）において機関が停止することを回避できる。

請求項２に記載の発明によれば、機関回転数とクラッチ締結目標回転数との偏差に応じて算出される比例項、積分項、及び微分項を用いてクラッチ締結フィードバック制御量が算出され、機関回転数がクラッチ締結目標回転数を超えているときは比例項が「０」に設定されるとともに、機関回転数が増加しているときは微分項が「０」に設定される。これにより、クラッチ締結フィードバック制御におけるハンチング動作を防止することができる。また、機関回転数がクラッチ締結目標回転数を上回っているときでも、積分項は偏差に応じた値に設定され、さらに機関回転数が増加し始めると微分項が「０」に設定されるので、クラッチの締結度合が減少して機関負荷が低下した場合でも、機関回転数の吹け上がりを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、クラッチの締結動作中において機関回転数がクラッチ締結目標回転数と一致するように機関の出力を制御するためのクラッチ締結フィードバック制御量が算出され、該クラッチ締結フィードバック制御量を用いて機関出力を制御するクラッチ締結フィードバック制御が実行される。クラッチの非締結状態から締結状態への移行時点において機関回転数がクラッチ締結目標回転数より低いときに、クラッチ締結フィードバック制御が開始され、機関回転数がクラッチ締結目標回転数を超えているときは比例項が「０」に設定されるとともに、機関回転数が増加しているときは微分項が「０」に設定されるので、クラッチ締結フィードバック制御におけるハンチング動作を防止することができる。また、機関回転数がクラッチ締結目標回転数を超えているときでも、積分項は偏差に応じた値に設定され、さらに機関回転数が増加し始めると微分項が「０」に設定されるので、クラッチの締結度合が減少して機関負荷が低下した場合でも、機関回転数の吹け上がりを防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、機関のアイドル状態において機関回転数がアイドル目標回転数と一致するようにアイドルフィードバック制御量が算出され、アイドルフィードバック制御量を用いてアイドル状態における機関出力を制御するアイドルフィードバック制御が行われる。機関回転数とアイドル目標回転数の偏差に応じた比例項、積分項、及び微分項を用いてアイドルフィードバック制御量が算出され、クラッチ締結フィードバック制御量の算出に適用される比例項及び微分項の制御ゲインは、アイドルフィードバック制御量の算出に適用される比例項及び微分項の制御ゲインより大きな値に設定される。したがって、クラッチ締結フィードバック制御における目標回転数への収束速度を、アイドルフィードバック制御より高めることができる。また、機関回転数が目標回転数を超えているときは比例項が「０」に設定され、機関回転数が増加しているときは微分項が「０」に設定されるので、ゲインを高めることに起因するハンチングを防止できる。

請求項５に記載の発明によれば、クラッチ締結目標回転数は、アイドル目標回転数と同一に設定されるので、目標回転数の設定工数を削減でき、制御を単純化することができる。

請求項６に記載の発明によれば、車速が車速閾値に達した時点でクラッチ締結フィードバック制御が終了されるので、機関停止が発生しない安定した状態でクラッチ締結フィードバック制御を終了することができる。

請求項７に記載の発明によれば、車速閾値は、クラッチ締結目標回転数に応じて設定される。例えば機関の暖機状態または補機の作動状態に応じてクラッチ締結目標回転数が変更される場合には、車速閾値をクラッチ締結目標回転数に応じて設定することにより、クラッチ締結目標回転数が変化しても、クラッチが完全に締結された状態でクラッチ締結フィードバック制御を終了することができる。

本発明の一実施形態にかかる車両を駆動する内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。 クラッチ締結フィードバック制御の実行条件を判定する処理のフローチャートである。 スロットル弁の目標開度（ＴＨＣＭＤ）を算出する処理のフローチャートである。 図３の処理で実行されるＴＨＣＬＦＢ算出処理のフローチャートである。 図４の処理で参照されるテーブルを示す図である。 図２〜４の処理を説明するためのタイムチャートである。 図２〜４の処理を説明するためのタイムチャートである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる車両を駆動する内燃機関及び自動変速機と、それらの制御装置の構成を示す図である。内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、吸気管２を有し、吸気管２の途中にはスロットル弁３が配置されている。スロットル弁３には、スロットル弁３の開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ４が設けられており、その検出信号が電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給される。スロットル弁３には、スロットル弁３を駆動するアクチュエータ７が接続されており、アクチュエータ７は、ＥＣＵ５によりその作動が制御される。

燃料噴射弁６は図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。また各気筒の点火プラグ１３は、ＥＣＵ５に接続されており、点火信号がＥＣＵ５から供給される。

吸気管２のスロットル弁３の上流側には吸入空気量ＧＡＩＲ［ｇ／ｓｅｃ］を検出する吸入空気量センサ１４が装着され、エンジン１の本体にはエンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ９が取り付けられており、これらのセンサの検出信号はＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸８の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１０が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１０は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置でＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）でＣＲＫパルスを発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。

エンジン１のクランク軸８はクラッチ２３を介して手動変速機２５のメインシャフト２４に接続されており、手動変速機２５の出力軸２６は図示しない動力伝達機構を介して当該車両の駆動輪を駆動する。クラッチ２３は、当該車両に設けられたクラッチペダルを運転者が操作することにより、締結／非締結状態が操作可能に構成されている。

ＥＣＵ５には、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ１５、及びエンジン１により駆動される車両の車速ＶＰを検出する車速センサ１６が接続されており、その検出信号がＥＣＵ５に供給される。さらに、手動変速機２５がニュートラル状態にあるときオンするニュートラルスイッチ１７、及び当該車両のクラッチペダルが踏み込まれると（クラッチ２３が非締結状態にあるとき）オンするクラッチスイッチ１８が、ＥＣＵ５に接続されており、これらのスイッチの切換信号がＥＣＵ５に供給される。クラッチスイッチ１７は、クラッチペダル（図示せず）が最も踏み込まれた状態でオンし、クラッチを締結するためにクラッチペダルを戻す操作が開始されるとオフする。

ＥＣＵ５は、各種センサ及びスイッチからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、アクチュエータ７、燃料噴射弁６、点火プラグ１３などに駆動信号を供給する出力回路から構成される。

ＥＣＵ５は、上述したセンサの検出信号に基づいて、燃料噴射弁６の開弁時間の制御、及び点火プラグ１３の点火時期制御を行うとともに、スロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを算出し、検出したスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤに一致するようにアクチュエータ７を駆動するスロットル弁開度制御を行う。このスロットル弁開度制御によって、エンジン１の吸入空気量が制御され、燃料噴射弁６による燃料噴射量は吸入空気量に応じた値に制御されるので、エンジン１の出力が目標開度ＴＨＣＭＤに応じた値に制御される。

本実施形態では、車両発進時においてクラッチ２３が締結されるときに、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪと一致するように、スロットル弁開度ＴＨを制御するクラッチ締結フィードバック制御が行われる。またニュートラルスイッチ１７がオフであるときに、運転者がアクセルペダルを操作せずに、クラッチ２３を締結する操作を行った場合にも、このクラッチ締結フィードバック制御が実行され、エンジン停止が回避されるとともに、目標回転数ＮＯＢＪに対応する低車速で走行を行う構成が採用されている。

図２は、クラッチ締結フィードバック制御の実行条件を判定する処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間毎に実行される。
ステップＳ１１では、車速ＶＰが所定車速ＶＰＤＲＶＯＦＦ（例えば５ｋｍ／ｈ）より低いか否かを判別し、この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ニュートラルスイッチフラグＦＮＳＷが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。この答が否定（ＮＯ）、すなわちニュートラルスイッチ１７がオフされており、変速機２５のギアが噛合しているインギア状態にあるときは、さらにクラッチスイッチフラグＦＣＬＳＷが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３の答が否定（ＮＯ）、すなわちクラッチスイッチ１８がオフされており、クラッチペダルが踏み込まれていないときは、前回クラッチスイッチフラグＦＣＬＳＷＺＤＲＶＯＦが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。前回クラッチスイッチフラグＦＣＬＳＷＺＤＲＶＯＦは、本処理の前回実行時におけるクラッチスイッチ１８のオンオフ状態を示すフラグである。

ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）、またはステップＳ１２若しくはＳ１３の答が肯定（ＹＥＳ）、またはステップＳ１４の答が否定（ＮＯ）であるときは、車両発進条件が不成立であって、クラッチ締結フィードバック制御の実行条件も不成立と判定し、発進フラグＦＳＴＲＴを「０」に設定する（ステップＳ１５）とともに、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢも「０」に設定する（ステップＳ２０）。

一方、ステップＳ１４の答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、すなわちクラッチスイッチ１８がオンからオフに変化し、クラッチ２３の締結動作が開始されたときは、発進フラグＦＳＴＲＴを「１」に設定し（ステップＳ１６）、下記式（１）により、回転数偏差ＤＮＯＢＪを算出する（ステップＳ１７）。
ＤＮＯＢＪ＝ＮＥ−ＮＯＢＪ （１）

ステップＳ１８では、回転数偏差ＤＮＯＢＪが負の所定閾値ＤＮＤＲＶＯＦ（例えば−５０ｒｐｍ）より小さいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であってエンジン回転数ＮＥの低下量が｜ＤＮＤＲＶＯＦ｜を超えているときは、クラッチ締結フィードバック制御の実行条件が成立している判定し、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢを「１」に設定する（ステップＳ１９）。

ステップＳ１８の答が否定（ＮＯ）であって、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪより高いときまたは低下量が小さいときは、直ちに処理を終了する。したがって、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢは前回値に維持される。

図２の処理によれば、車両発進時におけるクラッチ締結動作中において、目標回転数ＮＯＢＪからの、エンジン回転数ＮＥの低下量が｜ＤＮＤＲＶＯＦ｜を超えると、クラッチ締結フィードバック制御が開始される（クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢが「１」に設定される）。その後、車速ＶＰが所定車速ＶＰＤＲＶＯＦＦに達したとき、変速機２５がニュートラル状態となったとき、またはクラッチスイッチ１８がオンしたとき（クラッチ２３が非締結状態となったとき）に、クラッチ締結フィードバック制御が終了する（クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢが「０」に戻される）。

図３は、スロットル弁の目標開度ＴＨＣＭＤを算出する処理のフローチャートである。この処理はＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間毎に実行される。
ステップＳ２１では、アクセルペダル操作量ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じて基本目標開度ＴＨＢを算出する。基本目標開度ＴＨＢは、アクセルペダル操作量ＡＰが増加するほど増加するように設定される。ステップＳ２２では、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢが「１」であるか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、図４に示すＴＨＣＬＦＢ算出処理を実行し、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを算出する（ステップＳ２３）。その後ステップＳ３４に進む。

ステップＳ２２の答が否定（ＮＯ）であるときは、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが「０」より大きいか否かを判別する（ステップＳ２４）。その答が否定（ＮＯ）であるときは直ちにステップＳ２６に進む。ＴＨＣＬＦＢ＞０であるときは、下記式（２）により、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを更新する（ステップＳ２５）。式（２）のＴＨＣＬＦＢＢは、クラッチ締結フィードバック制御開度の前回値であり、ＤＴＨＣＬは所定減算項である。
ＴＨＣＬＦＢ＝ＴＨＣＬＦＢＢ−ＤＴＨＣＬ （２）

ステップＳ２６では、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが「０」より小さいか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは直ちにステップＳ２８に進む。ＴＨＣＬＦＢ＜０であるときは、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを「０」に設定する（ステップＳ２７）。ステップＳ２４〜Ｓ２７により、クラッチ締結フィードバック制御の終了直後において、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを「０」まで漸減させる過渡制御が行われる。

ステップＳ２８では、アイドルフィードバック制御フラグＦＩＤＬＦＢが「１」であるか否かを判別する。アイドルフィードバック制御フラグＦＩＤＬＦＢは、エンジン１のアイドル状態で、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪと一致するようにフィードバック制御（アイドルフィードバック制御）を行うとき「１」に設定される。ステップＳ２８の答が否定（ＮＯ）であるときは、アイドルフィードバック制御開度ＴＨＩＤＬＦＢを「０」に設定し（ステップＳ３３）、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ２８の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、下記式（３）及び（４）により、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪ及び偏差変化量ＤＤＮＯＢＪを算出する。本実施形態では、アイドル状態での目標回転数（アイドル目標回転数）ＮＯＢＪＩＤＬが、上記クラッチ締結制御における目標回転数ＮＯＢＪと同一回転数に設定されているので、式（３）及び式（４）では上記回転数偏差ＤＮＯＢＪがそのまま適用される。式（３）のＩＤＮＯＢＪＢは、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪの前回値であり、式（４）のＤＮＯＢＪＢは、回転数偏差ＤＮＯＢＪの前回値である。
ＩＤＮＯＢＪ＝ＩＤＮＯＢＪＢ＋ＤＮＯＢＪ （３）
ＤＤＮＯＢＪ＝ＤＮＯＢＪ−ＤＮＯＢＪＢ （４）

ステップＳ３０では、下記式（５）、（６）、及び（７）により、アイドルＦＢ比例項ＩＤＬＦＢＰ、アイドルＦＢ積分項ＩＤＬＦＢＩ、及びアイドルＦＢ微分項ＩＤＬＦＢＤを算出する。これらの式においてＧＩＤＬＰ，ＧＩＤＬＩ，及びＧＩＤＬＤは、それぞれ比例項ゲイン、積分項ゲイン、及び微分項ゲインであり、それぞれ負の所定値に設定される。
ＩＤＬＦＢＰ＝ＧＩＤＬＰ×ＤＮＯＢＪ （５）
ＩＤＬＦＢＩ＝ＧＩＤＬＩ×ＩＤＮＯＢＪ （６）
ＩＤＬＦＢＤ＝ＧＩＤＬＤ×ＤＤＮＯＢＪ （７）

ステップＳ３１では、アイドルＦＢ比例項ＩＤＬＦＢＰ、アイドルＦＢ積分項ＩＤＬＦＢＩ、及びアイドルＦＢ微分項ＩＤＬＦＢＤを下記式（８）に適用し、アイドルフィードバック制御開度ＴＨＩＤＬＦＢを算出する。
ＴＨＩＤＬＦＢ＝ＩＤＬＦＢＰ＋ＩＤＬＦＢＩ＋ＩＤＬＦＢＤ （８）

ステップＳ３２では、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを「０」に設定する。これにより、クラッチ締結フィードバック制御から直ちにアイドルフィードバック制御に移行したときは、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを漸減させる過渡制御を行うことなく直ちに「０」に戻される。

ステップＳ３４では、エンジン暖機中や空調装置などの補機の作動状態に応じて補正開度ＴＨＣを算出する。ステップＳ３５では、基本目標開度ＴＨＢ、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢ、アイドルフィードバック制御開度ＴＨＩＤＬＦＢ、及び補正開度ＴＨＣを、下記式（９）に適用し、目標開度ＴＨＣＭＤを算出する。
ＴＨＣＭＤ＝ＴＨＢ＋ＴＨＣＬＦＢ＋ＴＨＩＤＬＦＢ＋ＴＨＣ （９）

図４は、図３のステップＳ２３で実行されるＴＨＣＬＦＢ算出処理のフローチャートである。ステップＳ４１では、アクセルペダル操作量ＡＰが「０」より大きいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときはエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪより高いか否かを判別する（ステップＳ４２）。

ステップＳ４１またはＳ４２の答が否定（ＮＯ）であるときは、回転数偏差ＤＮＯＢＪに応じて図５（ａ）に示すＣＬＦＢＰテーブルを検索し、クラッチ締結ＦＢ比例項ＣＬＦＢＰを算出する（ステップＳ４３）。ＣＬＦＢＰテーブルは、回転数偏差ＤＮＯＢＪが負の範囲（ＮＥ＜ＮＯＢＪ）で、回転数偏差ＤＮＯＢＪが減少するほどクラッチ締結ＦＢ比例項ＣＬＦＢＰが増加するように（ただし、上側リミット値ＣＬＦＢＰＨを超えないように）設定され、回転数偏差ＤＮＯＢＪが「０」以上の範囲（ＮＥ≧ＮＯＢＪ）で、クラッチ締結ＦＢ比例項ＣＬＦＢＰが「０」に設定されている。クラッチ締結ＦＢ比例項ＣＬＦＢＰが変化する範囲における直線の傾きが、比例項ゲインＧＣＬＰ（＜０）に相当する。

ステップＳ４４では、図３のステップＳ２９と同様に、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪ及び偏差変化量ＤＤＮＯＢＪを算出する。ステップＳ４５では、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪに応じて図５（ｂ）に示すＣＬＦＢＩテーブルを検索し、クラッチ締結ＦＢ積分項ＣＬＦＢＩを算出する。ＣＬＦＢＩテーブルは、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪが負の範囲で、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪが減少するほどクラッチ締結ＦＢ積分項ＣＬＦＢＩが増加するように（ただし、上側リミット値ＣＬＦＢＩＨを超えないように）設定され、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪが「０」以上でかつ所定値ＩＤ０以下の範囲で、クラッチ締結ＦＢ積分項ＣＬＦＢＩが「０」に設定され、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪが所定値ＩＤ０より大きい範囲で、偏差積算値ＩＤＮＯＢＪが増加するほどクラッチ締結ＦＢ積分項ＣＬＦＢＩが減少するように（ただし、下側リミット値ＣＬＦＢＩＬを下回らないように）設定されている。クラッチ締結ＦＢ積分項ＣＬＦＢＩが変化する範囲における直線の傾きが、積分項ゲインＧＣＬＩ（＜０）に相当する。

ステップＳ４６では、偏差変化量ＤＤＮＯＢＪに応じて図５（ｃ）に示すＣＬＦＢＤテーブルを検索し、クラッチ締結ＦＢ微分項ＣＬＦＢＤを算出する。ＣＬＦＢＤテーブルは、偏差変化量ＤＤＮＯＢＪが負の範囲で、偏差変化量ＤＤＮＯＢＪが減少するほどクラッチ締結ＦＢ微分項ＣＬＦＢＤが増加するように（ただし、上側リミット値ＣＬＦＢＤＨを超えないように）設定され、偏差変化量ＤＤＮＯＢＪが「０」以上の範囲で、クラッチ締結ＦＢ微分項ＣＬＦＢＤが「０」に設定されている。クラッチ締結ＦＢ微分項ＣＬＦＢＤが変化する範囲における直線の傾きが、微分項ゲインＧＣＬＤ（＜０）に相当する。

ステップＳ４７では、クラッチ締結ＦＢ比例項ＣＬＦＢＰ、クラッチ締結ＦＢ積分項ＣＬＦＢＩ、及びクラッチ締結ＦＢ微分項ＣＬＦＢＤを下記式（１０）に適用し、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを算出する。
ＴＨＣＬＦＢ＝ＣＬＦＢＰ＋ＣＬＦＢＩ＋ＣＬＦＢＤ （１０）

図６及び図７は、上述したクラッチ締結フィードバック制御を説明するためのタイムチャートであり、発進フラグＦＳＴＲＴ、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢ、クラッチペダル位置ＰＣＬ、クラッチ締結負荷ＬＣＬＥ、アクセルペダル操作量ＡＰ、エンジン回転数ＮＥ、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢ、及び車速ＶＰの推移が示されている。図６はアクセルペダルが踏み込まれた例に対応し、図７はアクセルペダルの操作が行われず、クラッチの締結動作のみが行われた例に対応する。

図６に示す例において、時刻ｔ０より少し前にアクセルペダルの踏み込みが開始され、時刻ｔ０においてクラッチペダルが最も踏み込まれた位置Ｐ１から開放位置Ｐ０に向かって戻す操作が開始され、クラッチスイッチフラグＦＣＬＳＷが「１」から「０」に変化し、発進フラグＦＳＴＲＴが「１」に設定される。時刻ｔ１においてクラッチ２３の締結（クラッチ板の接触）が開始され、クラッチ締結負荷ＬＣＬＥが増加し始め、エンジン回転数ＮＥが低下し始める。時刻ｔ２においてエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪより｜ＤＮＤＲＶＯＦ｜だけ低下し、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢが「１」に設定される。その結果、クラッチ締結フィードバック制御が開始されて、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが急激に増加し、エンジン回転数ＮＥの減少が止まって増加し始める。時刻ｔ３においてエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪを超えるため、その後はクラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが、時刻ｔ３時点の値に維持される（時刻ｔ４まで）。時刻ｔ４において車速ＶＰが所定車速ＶＰＤＲＶＯＦＦに達し、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢ及び発進フラグＦＳＴＲＴが「０」に戻され、クラッチ締結フィードバック制御が終了する。その後、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢは「０」となるまで漸減される。

図６（ｇ）に示す破線は、時刻ｔ３〜ｔ４の回転数超過期間において、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを前回値保持としない場合における推移を示す。この破線で示すようにクラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが減少することにより、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪに維持されるが、運転者はアクセルペダルを踏み込んでいるため、運転者に違和感を与えることなる。本実施形態によれば、そのような課題が解決され、車速ＶＰを増加させつつクラッチ締結動作を円滑に完了することができる。

図７に示す例においては、アクセルペダル操作量ＡＰは「０」に維持されており、時刻ｔ１０においてクラッチペダルを戻す操作が開始され、発進フラグＦＳＴＲＴが「１」に設定される。時刻ｔ１１においてクラッチ２３の締結（クラッチ板の接触）が開始され、クラッチ締結負荷ＬＣＬＥが増加し始め、エンジン回転数ＮＥが低下し始める。時刻ｔ１２においてエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪより｜ＤＮＤＲＶＯＦ｜だけ低下し、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢが「１」に設定される。その結果、クラッチ締結フィードバック制御が開始されて、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが急激に増加し、エンジン回転数ＮＥの減少が止まって増加し始める。その後、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪに達し、目標回転数ＮＯＢＪに維持される。そのときクラッチ２３の締結度合が増加する（すべりが減少する）ので、車速ＶＰは増加する。時刻ｔ１３において、車速ＶＰが所定車速ＶＰＤＲＶＯＦＦに達し、クラッチ締結フィードバック制御フラグＦＣＬＦＢ及び発進フラグＦＳＴＲＴが「０」に戻され、クラッチ締結フィードバック制御が終了する。その後、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢは「０」となるまで漸減される。

図７に示すように本実施形態によれば、アクセルペダルを踏み込まずにクラッチ締結動作が行われた場合には、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを前回値に維持する制御は行われないが、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪを超えると比例項ＣＬＦＢＰが「０」に設定されるとともに、偏差変化量ＤＤＮＯＢＪが「０」より大きいとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが上昇しているときは、微分項ＣＬＦＢＤが「０」に設定されるので、エンジンの停止及び吹け上がりを防止しつつ、円滑なクラッチ締結動作を行うことができる。

なお、クラッチ締結フィードバック制御実行中にクラッチスイッチ１８がオンしたとき（クラッチ２３が非締結状態となったとき）は、車速ＶＰがアイドル判定用所定車速ＶＰＩＤＬ（例えば３ｋｍ／ｈ）以下であれば、直ちにアイドルフィードバック制御に移行する。その場合には、図３のステップＳ３２によってクラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢは直ちに「０」に戻され、エンジンの吹け上がりが防止される。

また図３の処理によれば、クラッチ締結フィードバック制御実行中はアイドルフィードバック制御開度ＴＨＩＤＬＦＢは、アイドルフィードバック制御実行時の最終値に保持されるので、クラッチ締結フィードバック制御から直ちにアイドルフィードバック制御に移行したときに、目標回転数ＮＯＢＪへの収束を早める効果が得られる。

以上のように本実施形態では、クラッチ２３の締結動作中においてエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪと一致するようにクラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが算出され、クラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを用いてエンジン出力（スロットル弁開度ＴＨ）を制御するクラッチ締結フィードバック制御が実行される。エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪより｜ＤＮＤＲＶＯＦ｜だけ低下したときに、クラッチ締結フィードバック制御が開始される。アクセルペダルが踏み込まれ、かつエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪを超えている回転数超過期間においては、該回転数超過期間開始直前のクラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢが維持される。したがって、回転数超過期間においてはエンジン出力のフィードバック制御は行われないため、運転者の意図するエンジン出力の増加が行われる。また、回転数超過期間においてクラッチ締結フィードバック制御開度ＴＨＣＬＦＢを「０」に戻さずに回転数超過期間開始直前の値に維持するようにしたので、アクセルペダルが戻された場合においてエンジンが停止することを回避できる。

また図５に示すテーブルを用いて比例項ＣＬＦＢＰ、積分項ＣＬＦＢＩ、及び微分項ＣＬＦＢＤを設定することにより、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪを超えているときに比例項ＣＬＦＢＰが「０」に設定されるとともに、偏差変化量ＤＤＮＯＢＪが「０」より大きく回転数偏差ＤＮＯＢＪが増加しているとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが増加しているときに微分項ＣＬＦＢＤが「０」に設定されるので、クラッチ締結フィードバック制御におけるハンチング動作を防止することができる。また、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪを超えているときでも、積分項ＣＬＦＢＩは偏差積算値ＩＤＮＯＢＪに応じた値に設定され、さらにエンジン回転数ＮＥが増加し始めると微分項ＣＬＦＢＤが「０」に設定されるので、クラッチの締結度合が減少してエンジン負荷が低下した場合でも、エンジン回転数ＮＥの吹け上がりを防止することができる。

また本実施形態では、クラッチ締結フィードバック制御における比例項ゲインＧＣＬＰ及び微分項ゲインＧＣＬＤの絶対値は、それぞれアイドルフィードバック制御における比例項ゲインＧＩＤＬＰ及び微分項ゲインＧＩＤＬＤの絶対値より大きな値に設定されている。この設定により、クラッチ締結フィードバック制御における目標回転数ＮＯＢＪへの収束速度を、アイドルフィードバック制御より高めることができる。また、回転数偏差ＤＮＯＢＪが「０」より大きいときには、比例項ＣＬＦＢＰが「０」に設定されるとともに、回転数偏差ＤＮＯＢＪが増加しているとき（ＤＤＮＯＢＪ＞０であるとき）には、微分項ＣＬＦＢＤが「０」に設定されるので、比例項ゲインＧＣＬＰ及び微分項ゲインＧＣＬＤの絶対値を大きくすることに起因するハンチングを防止できる。

また本実施形態では、クラッチ締結フィードバック制御の目標回転数と、アイドルフィードバック制御の目標回転数と同一の目標回転数ＮＯＢＪに設定するようにしたので、目標回転数の設定工数を削減でき、制御を単純化することができる。

また車速ＶＰが所定車速ＶＰＤＲＶＯＦＦに達した時点でクラッチ締結フィードバック制御が終了されるので、エンジンストールが発生しない安定した状態でクラッチ締結フィードバック制御を終了することができる。

本実施形態では、アクセルペダルが機関出力操作手段に相当し、クランク角度位置センサ１０及び車速センサ１２が、それぞれ回転数検出手段および車速検出手段に相当し、スロットル弁３及びアクチュエータ７がクラッチ締結フィードバック制御手段及びアイドルフィードバック制御手段の一部を構成し、ＥＣＵ５が判定手段、クラッチ締結フィードバック制御手段及びアイドルフィードバック制御手段の一部を構成する。具体的には、図２のステップＳ１３及びＳ１４が判定手段に相当し、図２の処理（ステップＳ１３及びＳ１４を除く）、図３のステップＳ２２〜Ｓ２７、及び図４の処理がクラッチ締結フィードバック制御手段に相当し、図３のステップＳ２８〜Ｓ３３がアイドルフィードバック制御手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、以下に示すような種々の変形が可能である。
［変形例１］
上述した実施形態では、図２のステップＳ１８において回転数偏差ＤＮＯＢＪが所定閾値ＤＮＤＲＶＯＦを下回ったときに、クラッチ締結フィードバック制御を開始するようにしたが、所定閾値ＤＮＤＲＶＯＦを「０」に設定し、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪを下回ったときに、クラッチ締結フィードバック制御を開始するようにしてもよい。

［変形例２］
上述した実施形態では、クラッチ締結フィードバック制御を終了する時点を判定するための車速閾値ＶＰＣＬＦＢを所定車速ＶＰＤＲＶＯＦＦに設定するようにしたが（図２，ステップＳ１１）、アイドル目標回転数ＮＯＢＪＩＤＬは、エンジン１の暖機状態やエンジン１により駆動される補機の作動状態に応じて変更されるので、クラッチ締結目標回転数ＮＯＢＪも同様に変更し、上記車速閾値ＶＰＣＬＦＢをクラッチ締結目標回転数ＮＯＢＪに比例する値に設定するようにしてもよい。車速閾値ＶＰＣＬＦＢは、クラッチ２３の締結完了を判定するための閾値であり、クラッチの完全締結状態（滑りがない状態）では、エンジン回転数ＮＥと車速ＶＰは比例する。したがって、車速閾値ＶＰＣＬＦＢをクラッチ締結目標回転数ＮＯＢＪに比例する値に設定することにより、クラッチの完全締結状態を正確に判定することができ、最適なタイミングでクラッチ締結フィードバック制御を終了することができる。

［その他の変形例］
上述した実施形態では、エンジン出力のフィードバック制御量として、スロットル弁の目標開度ＴＨＣＭＤを用いたが、ディーゼルエンジンの制御装置では、燃料供給量（燃料噴射量）をフィードバック制御量として用いてもよい。またクラッチ締結目標回転数ＮＯＢＪは、アイドル目標回転数ＮＯＢＪＩＤＬとは異なる値に設定してもよい。

１ 内燃機関
３ スロットル弁（クラッチ締結フィードバック制御手段、アイドルフィードバック制御手段）
５ 電子制御ユニット（判定手段、クラッチ締結フィードバック制御手段、アイドルフィードバック制御手段）
６ 燃料噴射弁
７ アクチュエータ（クラッチ締結フィードバック制御手段、アイドルフィードバック制御手段）
１０ クランク角度位置センサ（回転数検出手段）
１６ 車速センサ（車速検出手段）

Claims (7)

1. 内燃機関と、該機関と車両駆動系との間に設けられたクラッチとを備える車両の制御装置において、
   前記車両の運転者により操作される機関出力操作手段と、
   前記機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記クラッチの非締結状態から締結状態への移行時点を判定する判定手段と、
   前記クラッチの締結動作中において前記機関回転数がクラッチ締結目標回転数と一致するように前記機関の出力を制御するためのクラッチ締結フィードバック制御量を算出し、該クラッチ締結フィードバック制御量を用いて前記機関の出力を制御するクラッチ締結フィードバック制御を実行するクラッチ締結フィードバック制御手段とを備え、
   前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記判定手段により判定された移行時点において前記機関回転数が前記クラッチ締結目標回転数より低いときに、前記クラッチ締結フィードバック制御を開始し、前記機関出力操作手段が操作されかつ前記機関回転数が前記クラッチ締結目標回転数を超えている回転数超過期間においては、該回転数超過期間開始直前の前記クラッチ締結フィードバック制御量を維持することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記機関回転数と前記クラッチ締結目標回転数との偏差に比例する比例項、前記偏差の積算値に比例する積分項、及び前記偏差の変化量に比例する微分項を用いて前記クラッチ締結フィードバック制御量を算出し、前記機関回転数が前記クラッチ締結目標回転数を超えているときに前記比例項を「０」に設定するとともに、前記機関回転数が増加しているときに前記微分項を「０」に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 内燃機関と、該機関と車両駆動系との間に設けられたクラッチとを備える車両の制御装置において、
   前記機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記クラッチの非締結状態から締結状態への移行時点を判定する判定手段と、
   前記クラッチの締結動作中において前記機関回転数がクラッチ締結目標回転数と一致するように前記機関の出力を制御するためのクラッチ締結フィードバック制御量を算出し、該クラッチ締結フィードバック制御量を用いて前記機関の出力を制御するクラッチ締結フィードバック制御を実行するクラッチ締結フィードバック制御手段とを備え、
   前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記判定手段により判定された移行時点において前記機関回転数が前記クラッチ締結目標回転数より低いときに、前記クラッチ締結フィードバック制御を開始し、前記機関回転数と前記クラッチ締結目標回転数との偏差に比例する比例項、前記偏差の積算値に比例する積分項、及び前記偏差の変化量に比例する微分項を用いて前記クラッチ締結フィードバック制御量を算出し、前記機関回転数が前記クラッチ締結目標回転数を超えているときに前記比例項を「０」に設定するとともに、前記機関回転数が増加しているときに前記微分項を「０」に設定することを特徴とする車両の制御装置。
4. 前記機関のアイドル状態において前記機関回転数がアイドル目標回転数と一致するようにアイドルフィードバック制御量を算出し、前記アイドルフィードバック制御量を用いて前記アイドル状態における前記機関出力を制御するアイドルフィードバック制御手段をさらに備え、
   前記アイドルフィードバック制御手段は、前記機関回転数と前記アイドル目標回転数の偏差に比例する比例項、前記偏差の積算値に比例する積分項、及び前記偏差の変化量に比例する微分項を用いて前記アイドルフィードバック制御量を算出し、
   前記クラッチ締結フィードバック制御量の算出に適用される前記比例項及び微分項の制御ゲインは、前記アイドルフィードバック制御量の算出に適用される前記比例項及び微分項の制御ゲインより大きな値に設定されることを特徴とする請求項２または３に記載の車両の制御装置。
5. 前記クラッチ締結目標回転数は、前記アイドル目標回転数と同一であることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 前記車両の車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
   前記クラッチ締結フィードバック制御手段は、前記車速が車速閾値に達した時点でフィードバック制御を終了することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の車両の制御装置。
7. 前記車速閾値は、前記クラッチ締結目標回転数に応じて設定されることを特徴とする請求項６に記載の車両の制御装置。

Images