JP6311964B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関制御装置に係り、特に車両がクリープ走行中、アイドル回転数に内燃機関の回転数（エンジン回転数）をフィードバック制御する内燃機関制御装置に関する。
従来、車両に搭載された内燃機関には、制御装置により、車両がクリープ走行中、アイドル回転数に内燃機関の回転数であるエンジン回転数をフィードバック制御するものがある。
このような内燃機関制御装置としては、例えば、以下のような先行技術文献がある。
このような内燃機関制御装置としては、例えば、以下のような先行技術文献がある。
特許文献１に係るエンジン制御装置は、アイドル回転数を目標回転数に収束させるようにフィードバック制御するエンジン制御装置であって、車両がクリープ走行状態にあるか否かを判定するクリープ走行状態手段と、車両がクリープ走行状態にあるときにフィードバッグ制御を許可する許可手段とを備えたものであり、アイドル回転数へのエンジン回転数のフィードバック制御が車両のクリープ走行中にも実施されている。
ところで、上記の特許文献１では、アクセル全閉状態で降坂路を走行して車速が上昇すると、クラッチが締結され、そして、車速の上昇とともにエンジン回転数が上昇する。車両をクリープ走行するために、エンジン回転数の目標回転数をアイドル回転数にフィードバック制御した場合に、車速と同期して実エンジン回転数が上昇することにより、アイドル回転数との乖離が大きくなり、フィードバック制御量（補正量）がマイナス側へ増大する（減少する）ように更新し続けてしまう。そして、このような状態において、運転者がＤレンジからＮレンジへシフト操作を行って、変速機がＤレンジからＮレンジヘシフトすると、エンジンストップが発生してしまう不都合があった。
そこで、この発明は、シフト操作時でもエンジンストップの発生を防止することができる内燃機関制御装置を提供することを目的とする。
この発明は、内燃機関と、自動で制御される手動変速機と、開放状態と半クラッチ状態と完全締結状態とを変更することにより前記内燃機関の駆動力の前記手動変速機への伝達状態を変更するように作動制御されるクラッチとを備えるパワートレインが搭載された車両の内燃機関制御装置において、前記クラッチが前記半クラッチ状態及び前記完全締結状態において前記車両のクリープ走行を実施するとともに、前記車両が前記クリープ走行中、アイドル回転数に前記内燃機関の回転数をフィードバック制御して前記内燃機関の駆動力を調節する制御手段を備え、前記制御手段は、前記クラッチの締結状態に応じてフィードバックで選択されるフィードバック制御量の下限値を変更し、前記フィードバック制御量の前記下限値がマイナス値である場合で、前記クラッチが前記完全締結状態であるときには、前記クラッチが前記半クラッチ状態であるときに比べて前記フィードバック制御量の前記下限値の絶対値を小さくすることを特徴とする。
この発明は、クラッチの締結状態に応じてフィードバック制御量の下限値を変更して、シフト操作時でもエンジンストップの発生を防止することができる。
この発明は、シフト操作時でもエンジンストップの発生を防止する目的を、クラッチの締結状態に応じてフィードバック制御量の下限値を変更して実現するものである。
図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。
図２に示すように、車両に搭載されたパワートレイン１は、内燃機関２と、この内燃機関２にクラッチ３を介して連結した手動変速機（ＡＭＴ）（以下「変速機」という）４とを備える。
内燃機関２と変速機４とは、制御装置５を構成する制御手段６によって自動で制御される。制御装置５は、いわゆる協調制御装置である。
制御手段６は、内燃機関用制御手段７と、変速機用制御手段８とを備える。
内燃機関用制御手段７は、内燃機関２に内燃機関用通信線９で接続して内燃機関２を制御する。変速機用制御手段８は、変速機４に変速機用通信線１０で接続して変速機４を制御する。内燃機関用制御手段７と変速機用制御手段８とは、通信線１１で相互通信可能に接続している。
変速機用制御手段８は、連絡線１２でクラッチ用アクチュエータ１３に接続し、停車アイドル状態（開放状態）と半クラッチ状態と完全締結状態とにクラッチ３を作動制御する。
図２に示すように、車両に搭載されたパワートレイン１は、内燃機関２と、この内燃機関２にクラッチ３を介して連結した手動変速機（ＡＭＴ）（以下「変速機」という）４とを備える。
内燃機関２と変速機４とは、制御装置５を構成する制御手段６によって自動で制御される。制御装置５は、いわゆる協調制御装置である。
制御手段６は、内燃機関用制御手段７と、変速機用制御手段８とを備える。
内燃機関用制御手段７は、内燃機関２に内燃機関用通信線９で接続して内燃機関２を制御する。変速機用制御手段８は、変速機４に変速機用通信線１０で接続して変速機４を制御する。内燃機関用制御手段７と変速機用制御手段８とは、通信線１１で相互通信可能に接続している。
変速機用制御手段８は、連絡線１２でクラッチ用アクチュエータ１３に接続し、停車アイドル状態（開放状態）と半クラッチ状態と完全締結状態とにクラッチ３を作動制御する。
図１に示すように、内燃機関用制御手段７には、変速機用制御手段８の他に、車速を検出する車速センサ１４と、アクセルペダルの踏み込み状態をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ１５、内燃機関２の回転数であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１６と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出してオン・オフするブレーキスイッチ１７、変速機４のレンジ（シフトポジション）状態を検出するシフトポジションセンサ１８とが接続している。内燃機関用制御手段７は、これらセンサ類からの信号を入力する。
また、内燃機関用制御手段７には、変速機用制御手段８からの入力信号として、変速機４のＡＭＴ走行モード信号・クラッチ３のクラッチ状態信号が入力される。
内燃機関用制御手段７は、内燃機関２への出力信号として、走行モード別トルク補正値信号・走行モード別トルク補正リミット値信号を出力する。
また、内燃機関用制御手段７には、変速機用制御手段８からの入力信号として、変速機４のＡＭＴ走行モード信号・クラッチ３のクラッチ状態信号が入力される。
内燃機関用制御手段７は、内燃機関２への出力信号として、走行モード別トルク補正値信号・走行モード別トルク補正リミット値信号を出力する。
内燃機関用制御手段７は、車両がクリープ走行中、アイドル回転数に内燃機関２の回転数であるエンジン回転数を所要のフィードバック制御量（補正量）によってフィードバック制御する。
また、内燃機関用制御手段７は、クラッチ３の締結状態に応じてフィードバック制御量（補正量）の下限値を変更する。
さらに、内燃機関用制御手段７は、フィードバック制御量の下限値がマイナス値である場合で、クラッチ３が完全締結状態であるときには、半クラッチ状態であるときに比べて、フィードバック制御量の下限値の絶対値を小さくする。これにより、車両走行中のクラッチ完全締結状態での目標回転数のフィードバック制御量（補正量）の下限値を小さくすることで（下限値がマイナス値である場合、下限値の絶対値を小さくする）、過度なマイナス補正を防ぐことができ、各状況下においてエンジンストップの発生を防止することができる（図４参照）。
また、内燃機関用制御手段７は、クラッチ３の締結状態に応じてフィードバック制御量（補正量）の下限値を変更する。
さらに、内燃機関用制御手段７は、フィードバック制御量の下限値がマイナス値である場合で、クラッチ３が完全締結状態であるときには、半クラッチ状態であるときに比べて、フィードバック制御量の下限値の絶対値を小さくする。これにより、車両走行中のクラッチ完全締結状態での目標回転数のフィードバック制御量（補正量）の下限値を小さくすることで（下限値がマイナス値である場合、下限値の絶対値を小さくする）、過度なマイナス補正を防ぐことができ、各状況下においてエンジンストップの発生を防止することができる（図４参照）。
次に、この実施例に係る内燃機関２の制御を、図３のフローチャートに沿って説明する。
図３に示すように、制御手段６のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、アクセル開度が零（０）（アクセル開度＝０）か否かを判断する（ステップＡ０２）。つまり、このステップＡ０２では、エンジン回転数をアイドル回転数に制御する状態であるか否かを判断する。このステップＡ０２がＮＯで、エンジン回転数をアイドル回転数に制御する状態でない場合には（アクセル開度≠０）、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳで、エンジン回転数をアイドル回転数に制御する状態である場合には（アクセル開度＝０）、車両がエンジン回転数のフィードバック制御条件が作動できる状態として仮定し、車速が判定用閾値車速Ｘ以下（車速≦Ｘ）か否を判断する（ステップＡ０３）。つまり、このステップＡ０３では、車両が停止しているか、あるいは車両が走行状態であるかを判断する。
このステップＡ０３がＹＥＳで、車速が判定用閾値車速Ｘ以下の場合には、停車アイドル用の目標回転数のフィードバック制御を実施する（ステップＡ０４）。
一方、前記ステップＡ０３がＮＯで、車速が判定用閾値車速Ｘを超えている場合には、つまり、車速センサ１４からの出力信号により車両が走行状態と判定された場合には、クラッチ３が開放でないか否か（クラッチ≠開放）を判断する（ステップＡ０５）。つまり、このステップＡ０５では、変速機用制御手段８から内燃機関用制御手段７に送信される変速機４のクラッチ状態信号を参照し、クラッチ開放状態、つまり、内燃機関２と変速機４とが非連結状態ではないか否かを判断する。
このステップＡ０５がＮＯで、クラッチ３が開放状態である場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０５がＹＥＳで、クラッチ３が開放状態でない場合（締結状態）には、
ＡＭＴ走行モード＝クリープを判断する（ステップＡ０６）。つまり、このステップＡ０６では、変速機用制御手段８から内燃機関用制御手段７に送信される変速機４のＡＭＴ走行モード信号を参照し、半クラッチ制御によるクリープ状態なのか、あるいはクラッチ完全締結制御でのクリープ状態なのか否かを判断する。
このステップＡ０６がＹＥＳで、半クラッチ制御によるクリープ状態の場合には、半クラッチ状態での目標回転数のフィードバック制御を実施する（ステップＡ０７）。
前記ステップＡ０６がＮＯで、クラッチ完全締結制御によるクリープ状態の場合には、クラッチ完全締結での目標回転数のフィードバック制御を実施する（ステップＡ０８）。
前記ステップＡ０４の処理後、前記ステップＡ０７の処理後、又は前記ステップＡ０８の処理後は、このプログラムをエンドとする（ステップＡ０９）。
図３に示すように、制御手段６のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、アクセル開度が零（０）（アクセル開度＝０）か否かを判断する（ステップＡ０２）。つまり、このステップＡ０２では、エンジン回転数をアイドル回転数に制御する状態であるか否かを判断する。このステップＡ０２がＮＯで、エンジン回転数をアイドル回転数に制御する状態でない場合には（アクセル開度≠０）、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳで、エンジン回転数をアイドル回転数に制御する状態である場合には（アクセル開度＝０）、車両がエンジン回転数のフィードバック制御条件が作動できる状態として仮定し、車速が判定用閾値車速Ｘ以下（車速≦Ｘ）か否を判断する（ステップＡ０３）。つまり、このステップＡ０３では、車両が停止しているか、あるいは車両が走行状態であるかを判断する。
このステップＡ０３がＹＥＳで、車速が判定用閾値車速Ｘ以下の場合には、停車アイドル用の目標回転数のフィードバック制御を実施する（ステップＡ０４）。
一方、前記ステップＡ０３がＮＯで、車速が判定用閾値車速Ｘを超えている場合には、つまり、車速センサ１４からの出力信号により車両が走行状態と判定された場合には、クラッチ３が開放でないか否か（クラッチ≠開放）を判断する（ステップＡ０５）。つまり、このステップＡ０５では、変速機用制御手段８から内燃機関用制御手段７に送信される変速機４のクラッチ状態信号を参照し、クラッチ開放状態、つまり、内燃機関２と変速機４とが非連結状態ではないか否かを判断する。
このステップＡ０５がＮＯで、クラッチ３が開放状態である場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
このステップＡ０５がＹＥＳで、クラッチ３が開放状態でない場合（締結状態）には、
ＡＭＴ走行モード＝クリープを判断する（ステップＡ０６）。つまり、このステップＡ０６では、変速機用制御手段８から内燃機関用制御手段７に送信される変速機４のＡＭＴ走行モード信号を参照し、半クラッチ制御によるクリープ状態なのか、あるいはクラッチ完全締結制御でのクリープ状態なのか否かを判断する。
このステップＡ０６がＹＥＳで、半クラッチ制御によるクリープ状態の場合には、半クラッチ状態での目標回転数のフィードバック制御を実施する（ステップＡ０７）。
前記ステップＡ０６がＮＯで、クラッチ完全締結制御によるクリープ状態の場合には、クラッチ完全締結での目標回転数のフィードバック制御を実施する（ステップＡ０８）。
前記ステップＡ０４の処理後、前記ステップＡ０７の処理後、又は前記ステップＡ０８の処理後は、このプログラムをエンドとする（ステップＡ０９）。
図４には、この実施例に係る内燃機関２の制御のタイムチャートを示す。
図４に示すように、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）と半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）とクラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）とにおいて、従来では、内燃機関２におけるトルクアップ上限値Ｐが一定値であるのに対し、この実施例では、フィードバック制御量（補正量）の下限値を変更することにより、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）において従来のトルクアップ上限値Ｐよりも小さな第１トルクアップ上限値Ｐ１と、半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）においてこの第１トルクアップ上限値Ｐ１よりも小さな第２トルクアップ上限値Ｐ２と、クラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）において第１トルクアップ上限値Ｐ１と第２トルクアップ上限値Ｐ２との間の第３トルクアップ上限値Ｐ３とに設定される。
また、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）と半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）とクラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）とにおいて、従来では、内燃機関２におけるトルクダウン下限値Ｑが一定値であるのに対し、この実施例では、フィードバック制御量の下限値を変更することにより、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）において従来のトルクダウン下限値Ｑよりも小さな第１トルクダウン下限値Ｑ１と、半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）においてこの第１トルクダウン下限値Ｑ１よりも大きな第２トルクダウン下限値Ｑ２と、クラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）において基準トルク値Ｍと同じ第３トルクダウン下限値Ｑ３とに設定される。この第３トルクダウン下限値Ｑ３は、マイナス補正にならないように持ち上げて、基準トルク値Ｍとする。
これにより、クラッチ３の締結状態により、上記のように上限値Ｐ１〜Ｐ３及び下限値Ｑ１〜Ｑ３を変更し、各要求を満足させることができる。
さらに、図４に示すように、第３トルクダウン下限値Ｑ３を基準トルク値Ｍとすることにより、クラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）において、従来では、トルクダウンが発生していたが、この実施例では、第３トルクダウン下限値Ｑ３が基準トルク値Ｍに保持されていることから、トルクダウンの発生を防止することができる。
また、図４に示すように、クラッチ完全締結時（時間ｔ３）の終了後においては、従来では、エンジン回転数が低下してエンジンストップが発生していたが（時間ｔ４）、この実施例では、エンジン回転数を上昇させてエンジンストップの発生を防止することができる。
従って、停車アイドル時、半クラッチ時でのクリープ状態、クラッチ完全締結時でのクリープ状態を判定することが可能となり、それぞれに目標回転数のフィードバック制御量（補正量）の算出を切り替えることで、クラッチ３の各状況に沿ったフィードバック制御量を設定することができ、より高度な内燃機関２の管理が実施可能となる。
図４に示すように、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）と半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）とクラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）とにおいて、従来では、内燃機関２におけるトルクアップ上限値Ｐが一定値であるのに対し、この実施例では、フィードバック制御量（補正量）の下限値を変更することにより、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）において従来のトルクアップ上限値Ｐよりも小さな第１トルクアップ上限値Ｐ１と、半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）においてこの第１トルクアップ上限値Ｐ１よりも小さな第２トルクアップ上限値Ｐ２と、クラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）において第１トルクアップ上限値Ｐ１と第２トルクアップ上限値Ｐ２との間の第３トルクアップ上限値Ｐ３とに設定される。
また、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）と半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）とクラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）とにおいて、従来では、内燃機関２におけるトルクダウン下限値Ｑが一定値であるのに対し、この実施例では、フィードバック制御量の下限値を変更することにより、停車アイドル時（時間ｔ０〜ｔ１）において従来のトルクダウン下限値Ｑよりも小さな第１トルクダウン下限値Ｑ１と、半クラッチ時（時間ｔ１〜ｔ２）においてこの第１トルクダウン下限値Ｑ１よりも大きな第２トルクダウン下限値Ｑ２と、クラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）において基準トルク値Ｍと同じ第３トルクダウン下限値Ｑ３とに設定される。この第３トルクダウン下限値Ｑ３は、マイナス補正にならないように持ち上げて、基準トルク値Ｍとする。
これにより、クラッチ３の締結状態により、上記のように上限値Ｐ１〜Ｐ３及び下限値Ｑ１〜Ｑ３を変更し、各要求を満足させることができる。
さらに、図４に示すように、第３トルクダウン下限値Ｑ３を基準トルク値Ｍとすることにより、クラッチ完全締結時（時間ｔ２〜ｔ３）において、従来では、トルクダウンが発生していたが、この実施例では、第３トルクダウン下限値Ｑ３が基準トルク値Ｍに保持されていることから、トルクダウンの発生を防止することができる。
また、図４に示すように、クラッチ完全締結時（時間ｔ３）の終了後においては、従来では、エンジン回転数が低下してエンジンストップが発生していたが（時間ｔ４）、この実施例では、エンジン回転数を上昇させてエンジンストップの発生を防止することができる。
従って、停車アイドル時、半クラッチ時でのクリープ状態、クラッチ完全締結時でのクリープ状態を判定することが可能となり、それぞれに目標回転数のフィードバック制御量（補正量）の算出を切り替えることで、クラッチ３の各状況に沿ったフィードバック制御量を設定することができ、より高度な内燃機関２の管理が実施可能となる。
この結果、この実施例においては、制御手段６は、クラッチ３の締結状態に応じてフィードバック制御量の下限値を変更する。
このように、クラッチ３の締結状態に応じてフィードバック制御量の下限値を変更するため、エンジンストップの発生を防ぐことができる。
また、制御手段６は、フィードバック制御量の下限値がマイナス値である場合で、クラッチ３が完全締結状態であるときには、クラッチ３が半クラッチ状態であるときに比べてフィードバック制御量の下限値の絶対値を小さくする。
このように、フィードバック制御量の下限値がマイナス値である場合で、クラッチ３が完全締結状態であるときには、クラッチ３が半クラッチ状態であるときに比べて、フィードバック制御量の下限値の絶対値を小さくするため、エンジンストップの発生を防ぐことができる。
このように、クラッチ３の締結状態に応じてフィードバック制御量の下限値を変更するため、エンジンストップの発生を防ぐことができる。
また、制御手段６は、フィードバック制御量の下限値がマイナス値である場合で、クラッチ３が完全締結状態であるときには、クラッチ３が半クラッチ状態であるときに比べてフィードバック制御量の下限値の絶対値を小さくする。
このように、フィードバック制御量の下限値がマイナス値である場合で、クラッチ３が完全締結状態であるときには、クラッチ３が半クラッチ状態であるときに比べて、フィードバック制御量の下限値の絶対値を小さくするため、エンジンストップの発生を防ぐことができる。
なお、この実施例では、クラッチ状態信号・ＡＭＴ走行モード信号が、内燃機関用制御手段へ送信されない又は内燃機関用制御手段にて受信できない場合に、変速機の入力軸の回転数とエンジン回転数との差回転を用いて代用することも可能である。同様に、変速機の出力軸の回転数や車速から逆算した変速機の入力軸の回転数でも代用することが可能である。
この発明に係る内燃機関制御装置は、各種内燃機関の制御に適用可能である。
１ パワートレイン
２ 内燃機関
３ クラッチ
４ 変速機（手動変速機：ＡＭＴ）
５ 制御装置
６ 制御手段
７ 内燃機関用制御手段
８ 変速機用制御手段
９ 内燃機関用通信線
１０ 変速機用通信線
１１ 通信線
１２ 連絡線
１３ クラッチ用アクチュエータ
１４ 車速センサ
１５ アクセル開度センサ
１６ エンジン回転数センサ
１７ ブレーキスイッチ
１８ シフトポジションセンサ
２ 内燃機関
３ クラッチ
４ 変速機（手動変速機：ＡＭＴ）
５ 制御装置
６ 制御手段
７ 内燃機関用制御手段
８ 変速機用制御手段
９ 内燃機関用通信線
１０ 変速機用通信線
１１ 通信線
１２ 連絡線
１３ クラッチ用アクチュエータ
１４ 車速センサ
１５ アクセル開度センサ
１６ エンジン回転数センサ
１７ ブレーキスイッチ
１８ シフトポジションセンサ
Claims (1)
- 内燃機関と、
自動で制御される手動変速機と、
開放状態と半クラッチ状態と完全締結状態とを変更することにより前記内燃機関の駆動力の前記手動変速機への伝達状態を変更するように作動制御されるクラッチとを備えるパワートレインが搭載された車両の内燃機関制御装置において、
前記クラッチが前記半クラッチ状態及び前記完全締結状態において前記車両のクリープ走行を実施するとともに、前記車両が前記クリープ走行中、アイドル回転数に前記内燃機関の回転数をフィードバック制御して前記内燃機関の駆動力を調節する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記クラッチの締結状態に応じてフィードバックで選択されるフィードバック制御量の下限値を変更し、前記フィードバック制御量の前記下限値がマイナス値である場合で、前記クラッチが前記完全締結状態であるときには、前記クラッチが前記半クラッチ状態であるときに比べて前記フィードバック制御量の前記下限値の絶対値を小さくすることを特徴とする内燃機関制御装置。
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