JP7151103B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、クランク軸がクラッチを介して手動変速装置に接続される車載用の内燃機関を制御対象とする内燃機関の制御装置に関する。
たとえば下記特許文献1には、クラッチが解放されていることを検知するセンサを備えない車両に搭載され、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル操作量)がゼロに近い閾値以下であって且つ、内燃機関のクランク軸の回転速度が所定の回転速度以上であることを、フューエルカット処理の実行条件とする制御装置が記載されている。この制御装置は、回転速度の変化量が所定範囲内にある場合、クラッチが締結状態にあるとして、フューエルカット処理の実行条件が成立する場合、フューエルカット処理の実行条件が成立してから遅延時間が経過した後にフュールカット処理を実行する。また、この制御装置は、回転速度の変化量が所定範囲から外れる場合には、クラッチが解放状態にあるとして、直ちにフューエルカット処理を実行する。
特開2015-124625号公報
ところで、クラッチが解放状態にあるなど、クランク軸と手動変速装置の出力側とが連結していない状態(非連結状態)である場合には連結状態である場合と比較してクランク軸の回転の低下速度が大きい。このため、非連結状態においてフューエルカット処理を停止する回転速度である復帰回転速度は、たとえばエンジンストールを回避する等の目的から非連結状態におけるクランク軸の回転の低下速度に応じて定めることが要求される。また、ある程度の時間、フューエルカット処理が継続されるようにフューエルカット処理を開始する回転速度の下限値である許可回転速度を設定すべく、非連結状態においては非連結状態におけるクランク軸の回転の低下速度に応じて許可回転速度を設定することが要求される。しかしそれらの場合、連結状態においては、復帰回転速度や許可回転速度が過度に高い値となるおそれがある。非連結状態か連結状態かを判断できない場合、連結状態においてフューエルカット処理を開始しても問題がない回転速度であるにもかかわらずフューエルカット処理が開始されなかったり、フューエルカット処理を継続できる回転速度においてフューエルカット処理が停止されたりし、燃料消費量の低減効果が小さくなる。
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
1.内燃機関の制御装置は、クランク軸がクラッチを介して手動変速装置に接続される車載用の内燃機関を制御対象とし、アクセル操作量が所定量以下であることとクランク軸の回転速度が所定速度領域内にあることとの論理積が真である場合、前記内燃機関の燃焼室への燃料の供給を停止するフューエルカット処理と、前記クランク軸の回転の低下速度が規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して前記所定速度領域を拡大する拡大処理と、を実行し、前記所定速度領域は、前記フューエルカット処理の開始前においては許可回転速度以上の領域であり、前記フューエルカット処理の実行中においては前記許可回転速度よりも低い復帰回転速度以上の領域であり、前記拡大処理は、前記許可回転速度および前記復帰回転速度の2つの速度のうちの少なくとも1つの速度を低下させる処理である。
クランク軸の回転の低下速度が規定速度以下である場合、クランク軸が手動変速装置の出力軸側に連結された状態(連結状態)であると考えられる。そしてその場合、非連結状態と比較すると、フューエルカット処理を実行することによるクランク軸の回転の低下速度が小さくなる傾向がある。このため、上記構成では、連結状態にあると考えられる場合に、フューエルカット処理を実行する所定回転速度領域を低速度側に拡大することにより、燃料消費量の低減効果を高めることができる。
2.上記1記載の内燃機関の制御装置において、前記拡大処理は、前記低下速度が前記規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して、前記許可回転速度と前記復帰回転速度との差を小さい値に設定する処理を含む。
クランク軸と手動変速装置の出力軸側との連結状態の場合、非連結状態の場合と比較して、フューエルカット処理によるクランク軸の回転の低下速度が小さいため、許可回転速度から復帰回転速度まで低下するのに要する時間が長くなる。このため、上記構成では、連結状態と考えられる、クランク軸の回転の低下速度が規定速度以下である場合に、許可回転速度と復帰回転速度との差を小さい値に設定する。こうした設定によれば、許可回転速度や復帰回転速度を非連結状態と比較して低下させることができることから、連結状態においてフューエルカット処理が実行できる回転速度領域を拡大できる。
3.上記1または2記載の内燃機関の制御装置において、前記復帰回転速度を前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも大きい値に設定する温度反映処理を実行し、前記拡大処理は、前記低下速度が前記規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して、前記内燃機関の温度が第1温度であるときの前記復帰回転速度に対する前記第1温度よりも低い第2温度であるときの前記復帰回転速度の差を小さくする処理を含む。
温度が低い場合には内燃機関の摺動部の摩擦力が大きいことなどから、フューエルカット処理によってクランク軸の回転速度が落ち込みやすい。このため、上記構成では、温度反映処理によって、温度が低い場合に復帰回転速度を大きい値に設定する。ところで、非連結状態の場合、フューエルカット処理を停止した後であっても、温度が低いほどクランク軸の回転速度がアンダーシュートしやすいことから、温度が低い場合にはエンジンストールに陥ることが懸念される。これに対し、連結状態の場合には、クランク軸は手動変速装置の出力軸側によって連れまわされているため、フューエルカット処理の停止後のアンダーシュートが生じにくい。このため、上記構成では、非連結状態であると考えられる、低下速度が規定速度よりも大きい場合、連結状態であると考えられる、低下速度が規定速度以下の場合と比較して、第1温度における復帰回転速度に対して第2温度における復帰回転速度をより大きい値に設定する。これにより、非連結状態においてフューエルカット処理の停止後に回転速度が過度に低下することを抑制しつつも、連結状態において第2温度における復帰回転速度を非連結状態よりも低く設定できることからフューエルカット処理の継続時間を極力長くすることができる。
4.上記1~3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置において、前記復帰回転速度を車速が低い場合に高い場合よりも大きい値に設定する車速反映処理を実行し、前記拡大処理は、前記低下速度が前記規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して、前記復帰回転速度を大きい値に変更する車速をより低い値に設定する処理を含む。
クランク軸と手動変速装置の出力軸側との連結状態の場合、クランク軸は手動変速装置の出力軸側によって連れまわされているため、フューエルカット処理からの復帰は、フューエルカット処理の停止によってクランク軸の回転速度を制御可能な下限回転速度に基づき設定すればよい。これに対し、非連結状態でフューエルカット処理がなされ、車速が低い状態で連結状態とされる場合、クランク軸の回転速度が落ち込むおそれがある。そしてこれは、手動変速装置の入力軸側の回転速度が低い場合に高い場合よりも顕著となりやすく、そのために、入力軸側の回転速度が低い場合にはエンジンストールに陥る懸念がある。そこで上記構成では、非連結状態と考えられる、低下速度が規定速度よりも大きい場合に、連結状態と考えられる、低下速度が規定速度以下の場合と比較して、復帰回転速度を大きい値に変更する車速をより高速度に設定する。これにより、非連結状態と考えられる場合、フューエルカット処理がなされたときに回転速度が過度に低下することを抑制しつつも、連結状態と考えられる場合に車速の割に復帰回転速度をより低速度側に設定できることからフューエルカット処理の継続時間を極力長くすることができる。
5.上記1~4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置において、前記拡大処理は、前記手動変速装置のギア段が所定以上のギア段であることを条件に前記復帰回転速度を低下させる処理を含む。
内燃機関の回転速度が低い場合には高い場合と比較して燃焼行程の時間間隔が長くなることによって微小時間でのトルク制御の制御性が低下しやすい。一方、ギア段が小さい場合には大きい場合よりも内燃機関の軸トルクの変化が体感されやすい。このため、ギア段が小さいときにフューエルカット処理を低回転まで実行する場合には、フューエルカットからの復帰時のトルク段差が特に顕在化しやすい。そこで上記構成では、ギア段が所定以上であることを復帰回転速度を低下させる処理の実行条件に加えることにより、フューエルカット処理からの復帰に伴うトルク段差を抑制することができる。
6.上記1~4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置において、前記拡大処理は、クラッチセンサによって前記クラッチが締結状態である旨検知されていることを条件に前記所定速度領域を拡大する処理である。
クラッチセンサによってクラッチが締結状態である旨検知されている場合であっても、手動変速装置がニュートラル状態の場合には、クランク軸と手動変速装置の出力軸側との連結状態である場合と比較して、フューエルカット処理をするとクランク軸の回転速度が低下しやすい。そのため、クラッチセンサによってクラッチが締結状態である旨検知されていることのみを根拠に拡大処理を実行すると、フューエルカット処理に起因してクランク軸の回転速度が過度に低下するおそれがある。これに対し上記構成では、クラッチが締結状態である旨検知されている場合であっても低下速度が規定速度以下であることを条件に拡大処理を実行する。これにより、クラッチセンサによってクラッチが締結状態である旨検知されていることのみを根拠に拡大処理を実行する場合と比較して、フューエルカット処理に起因してクランク軸の回転速度が過度に低下することを抑制できる。
一実施形態にかかる制御装置および車両の駆動系の一部を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の一部を示すブロック図。 同実施形態にかかるギア段推定処理が利用するデータを示す図。 同実施形態にかかる判定実行処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる速度算出処理による演算処理を示す図。 同実施形態にかかる速度算出処理による演算処理を示す図。 同実施形態にかかる速度算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態におけるニュートラル時の回転速度の挙動を示すタイムチャート。 同実施形態の効果を示すタイムチャート。 同実施形態の効果を示す図。 (a)および(b)は、同実施形態の効果を示すタイムチャート。
以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路12には、スロットルバルブ14が設けられており、スロットルバルブ14の下流には、燃料噴射弁16が設けられている。燃料噴射弁16から噴射された燃料と吸気通路12に吸入された空気とは、吸気バルブ18の開弁に伴って、シリンダ20およびピストン22によって区画された燃焼室24に流入する。燃焼室24に流入した燃料と空気との混合気は、点火装置26の火花放電によって、燃焼に供され、燃焼によって生じたエネルギは、ピストン22を介してクランク軸28の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ30の開弁に伴って、排気として、排気通路32に排出される。
クランク軸28には、クラッチ40を介して手動変速装置44の入力軸42が接続されている。手動変速装置44は、ユーザによるシフトレバー46の操作に伴って、入力軸42の回転速度と出力軸48の回転速度との比である変速比が切り替わるように、駆動力を伝達するギアの係合状態を変更する。また、クラッチ40はクラッチペダル50の操作によって、クランク軸28と入力軸42とを一体的に回転させる締結状態と、クランク軸28と入力軸42との動力伝達を遮断する解放状態とを切り替える。
なお、手動変速装置44の出力軸48は、駆動輪に接続されている。また、クランク軸28には、車載空調装置のコンプレッサ52が接続されている。
制御装置60は、内燃機関10を制御対象とし、その制御量であるトルクや排気成分等を制御すべく、スロットルバルブ14や燃料噴射弁16、点火装置26等の内燃機関10の操作部を操作する。
制御装置60は、制御量の制御に際し、クランク角センサ70の出力信号Scrや、クラッチペダル50が踏まれたか否かを2値的に検知するクラッチセンサ72の出力信号Sch、入力軸42の回転角を検出する入力回転角センサ74の出力信号Sinを参照する。また、制御装置60は、エアフローメータ76によって検出される吸入空気量Gaや、水温センサ78によって検出される内燃機関10の冷却水の温度(水温THW)、アクセルセンサ80によって検出されるアクセルペダルの踏込量(アクセル操作量ACCP)を参照する。また、制御装置60は、車速センサ82によって検出される車速SPDや、ブレーキセンサ84によって検出されるブレーキが踏み込まれているか否かの検知結果を参照する。ここで、アクセル操作量ACCPは、その値が大きい場合に、内燃機関10に対する要求トルクが大きくなる量である。
制御装置60は、CPU62、ROM64、および制御装置60内の各箇所に電力を供給する電源回路66を備えており、ROM64に記憶されたプログラムをCPU62が実行することにより、上記制御量の制御を実行する。
図2に、制御装置60が実行する処理の一部を示す。図2に示す処理は、ROM64に記憶されたプログラムをCPU62が実行することにより実現される。
ギア段推定処理M10は、クランク軸28の回転速度NEと、車速SPDとに基づき、手動変速装置44のギア段を推定する処理である。図3に回転速度NEおよび車速SPDとギア段との関係を示す。
図3に示すように、1速、2速等、ギア段が定まると、それに応じて車速SPDと回転速度NEとが比例関係を有する。このため、ギア段推定処理M10は、回転速度NEと車速SPDとの関係が、図3に示すいずれのギア段の関係に近いかを判定することにより、ギア段を推定する処理となる。これは、たとえば、ギア段毎に、車速SPDと回転速度NEとの関係を定めたデータが予めROM64に記憶された状態で、CPU62により、同データに基づき、都度取得される回転速度NEから定まる各ギア段毎の車速SPDと実際の車速SPDとの差の絶対値が最も小さくなるギア段を選択することにより実現できる。なお、回転速度NEは、出力信号Scrに基づきCPU62により算出される。
図2に戻り、速度算出処理M12は、フューエルカット処理の実行を許可する回転速度の下限値である許可回転速度NEHと、フューエルカット処理を停止する回転速度である復帰回転速度NELとを算出して出力する処理である。
判定実行処理M14は、フューエルカット処理の実行および停止を判定する処理である。
図4に、判定実行処理M14の手順を示す。図4に示す処理は、ROM64に記憶されたプログラムをCPU62がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。
図4に示す一連の処理において、CPU62は、まずフューエルカット実行フラグFが「1」であるか否かを判定する(S10)。フューエルカット実行フラグFは、「1」である場合に、燃料噴射弁16からの燃料の噴射を停止する処理であるフューエルカット処理を実行していることを示し、「0」である場合に、フューエルカット処理を停止していることを示す。CPU62は、フューエルカット実行フラグFが「0」であると判定する場合(S10:NO)、アクセル操作量ACCPがゼロであるか否かを、換言すればアクセルペダルが踏み込まれていないアクセルOFFの状態であるか否かを判定する(S12)。そしてCPU62は、OFFであると判定する場合(S12:YES)、回転速度NEが許可回転速度NEH以上であるか否かを判定する(S14)。この処理は、フューエルカット処理を許可するか否かを判定する処理である。そしてCPU62は、許可回転速度NEH以上であると判定する場合(S14:YES)、フューエルカット処理を実行すると決定し、フューエルカット実行フラグFに「1」を代入する(S16)。そしてCPU62は、フューエルカット処理を開始する(S18)。
これに対しCPU62は、フューエルカット実行フラグFが「1」であると判定する場合(S10:YES)、回転速度NEが復帰回転速度NEL未満であることと、アクセル操作量ACCPがゼロではないこと(アクセルON)との論理和が真であるか否かを判定する(S20)。この処理は、フューエルカット処理を停止し、燃料噴射弁16から燃料を噴射して燃焼室24内で混合気を燃焼させる制御を再開するか否かを判定する処理である。CPU62は、論理和が真であると判定する場合(S20:YES)、フューエルカット処理を停止することを決定し、フューエルカット実行フラグFに「0」を代入する(S22)。そしてCPU62は、フューエルカット処理を停止する(S24)。なお、CPU62は、フューエルカット処理の停止に起因した内燃機関10の軸トルクのステップ的な上昇を抑制すべく、フューエルカット処理を停止すると、点火装置26を操作して点火時期を一旦遅角し、徐々に進角させる処理を実行する。
なお、CPU62は、S18,S24の処理が完了する場合や、S12,S14,S20の処理において否定判定する場合には、図4に示す一連の処理を一旦終了する。
図2に示した速度算出処理M12は、許可回転速度NEHと復帰回転速度NELとを、クランク軸28が手動変速装置44の出力軸48側と連結している(以下、連結状態とも称する)か否かに応じて、互いに異なる値に設定する処理を含む。本実施形態では、これを通常マップと拡大用マップとの2つのマップデータを備えて実現している。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。なお、拡大用マップは、連結状態において使用され、通常マップは、連結状態でない場合(以下、非連結状態)において使用される。
詳しくは、復帰回転速度NELを定めるためのマップとして、水温依存復帰速度マップM20a,M20bと、車速依存復帰速度マップM22a,M22bとを備えている。ここで、水温依存復帰速度マップM20aおよび車速依存復帰速度マップM22aが拡大用マップであり、水温依存復帰速度マップM20bおよび車速依存復帰速度マップM22bが通常マップである。また、許可回転速度NEHを定めるためのマップとして、ヒステリシス幅マップM26a,M26bと、車速依存許可速度マップM30a,M30bとを備えている。ここで、ヒステリシス幅マップM26aおよび車速依存許可速度マップM30aは、拡大用マップであり、ヒステリシス幅マップM26bおよび車速依存許可速度マップM30bは、通常マップである。
水温依存復帰速度マップM20a,M20bは、水温THWを入力変数とし、水温依存復帰速度NELWを出力変数とするマップデータである。また、ヒステリシス幅マップM26a,M26bは、水温THWを入力変数とし、ヒステリシス幅hysを出力変数とするマップデータである。水温依存復帰速度マップM20a,M20bに基づきマップ演算された水温依存復帰速度NELWにヒステリシス幅マップM26a,M26bに基づきマップ演算されたヒステリシス幅hysが加算処理M28にて加算された値が、水温依存許可速度NEHWとなる。
図5に、水温依存復帰速度NELWと水温依存許可速度NEHWと、ヒステリシス幅hysとの、水温THWに応じたマップ演算値を例示する。
図5に示すように、拡大用マップによって定まったものと通常マップによって定まったものとの双方とも、水温THWが低い場合に高い場合よりも水温依存復帰速度NELWと水温依存許可速度NEHWとが高い値となっている。これは、回転速度NEが低い場合には高い場合よりも燃焼室24内での混合気の燃焼が安定しないことや、ピストン22とシリンダ20との間等の摺動部の摩擦が大きくなることなどを考慮したものである。すなわち、こうした事情から、非連結状態の場合、水温THWが低い場合には高い場合と比較してフューエルカット処理によってクランク軸28の回転速度が低下しやすい。このため、非連結状態において水温THWによらずに許可回転速度NEHを設定する場合には、フューエルカット処理の実行から停止までの時間が過度に短くなるおそれがある。また、非連結状態において水温THWによらずに復帰回転速度NELを設定する場合、フューエルカット処理の停止後に回転速度NEがアンダーシュートすることによって、過度に回転速度NEが低下し、エンジンストールを招く懸念がある。
また本実施形態では図5に示すように、拡大用マップのヒステリシス幅hysが通常マップのヒステリシス幅hysよりも小さい値に設定される。これは、連結状態の場合、クランク軸28が出力軸48側に連れまわされることから、回転速度NEの低下速度が、非連結状態と比較して小さいために可能となった設定である。
さらに本実施形態では、図5に示すように、第1温度T1における水温依存復帰速度NELWに対する第2温度T2における水温依存復帰速度NELWの差が、拡大用マップ(Δw)よりも通常マップ(Δn)の方が大きくなっている。ここで、第2温度T2は、第1温度T1よりも低い温度である。これは、フューエルカット処理の停止後に回転速度が過度に低下することを抑制しつつも、フューエルカット処理の継続時間を極力長くすることを狙ったものである。すなわち、非連結状態の場合にはフューエルカット処理を停止した後であっても水温THWが低いほど回転速度NEがアンダーシュートしやすい一方、連結状態の場合にはクランク軸28が手動変速装置44の出力軸48側によって連れまわされているため、フューエルカット処理の停止後のアンダーシュートが生じにくい。このため本実施形態では、水温THWが高い場合に対する低い場合の水温依存復帰速度NELWの差を、連結状態と比較して非連結状態の方が大きくしている。
図2に戻り、車速依存復帰速度マップM22a,M22bは、空調装置の状態、ブレーキの状態、ギア段が所定ギア段以上であるか否かと、車速SPDとのそれぞれを示すパラメータを入力変数とし、車速依存復帰速度NELVを出力変数とするマップデータである。本実施形態では、車速依存復帰速度マップM22aは、ギア段が所定ギア段以上である場合(ギア段が「H」である場合)に限って、車速依存復帰速度NELVが定義されている一方、車速依存復帰速度マップM22bは、ギア段が所定未満である場合(ギア段が「L」である場合)にも車速依存復帰速度NELVが定義されている。これは、本実施形態では、連結状態であってもギア段が「L」である場合には、非連結状態である場合よりも復帰回転速度NELを小さい値に設定しないためである。この設定は、ドライバビリティの低下を抑制するためのものである。すなわち、ギア段が「L」である場合には、「H」である場合と比較して、内燃機関10の軸トルクの変化が駆動輪へと伝達されやすいため、フューエルカット処理を停止した直後には、内燃機関10のトルクの上昇がユーザに感知されやすい。ここで、CPU62は、フューエルカット処理の停止に伴って上述の点火時期の徐変処理を実行するものの、回転速度NEが低い場合には、圧縮上死点の出現間隔が長くなることなどから、回転速度NEが高い場合と比較すると、単位時間当たりの軸トルクの変化を抑制しにくい。このため、ギア段が「L」である場合、連結状態であっても非連結状態と比較して復帰回転速度NELを小さい値に設定しない。
また、本実施形態において、車速依存復帰速度マップM22a,M22bはいずれも、車速依存復帰速度NELVを、車速SPDに応じて、高復帰速度NELhと低復帰速度NELlとの2つの値のいずれかとする。ここで、高復帰速度NELhは、水温依存復帰速度NELWの最小値よりも大きい。低復帰速度NELlが車速依存復帰速度NELVとされる車速SPDの下限値は、空調装置がON状態である場合にOFF状態である場合よりも高くなっている。これは、空調装置がON状態である場合、クランク軸28に加わる負荷トルクの変動が大きくなりやすいためである。また、低復帰速度NELlが車速依存復帰速度NELVとされる車速SPDの下限値は、ブレーキがON状態である場合にOFF状態である場合よりも低くなっている。ただし、ブレーキがON状態であるかOFF状態であるかにかかわらず、下限値は、空調装置がON状態である場合にOFF状態である場合よりも高くなっている。
一方、車速依存許可速度マップM30a,M30bは、空調装置の状態、ブレーキの状態、ギア段が所定ギア段以上であるか否かと、車速SPDとのそれぞれを示すパラメータを入力変数とし、車速依存許可速度NEHVを出力変数とするマップデータである。本実施形態では、車速依存許可速度マップM30aは、車速依存復帰速度マップM22aと同様、ギア段が「H」である場合に限って、車速依存許可速度NEHVが定義されている一方、車速依存許可速度マップM30bは、車速依存復帰速度マップM22bと同様、ギア段が「L」である場合にも車速依存許可速度NEHVが定義されている。
また、車速依存許可速度マップM30a,M30bはいずれも、車速依存許可速度NEHVを、車速SPDに応じて、高許可速度NEHhと低許可速度NEHlとの2つの値のいずれかとする。ここで、高許可速度NEHhは、水温依存許可速度NEHWの最小値よりも大きい。低許可速度NEHlが車速依存許可速度NEHVとされる車速SPDの下限値は、低復帰速度NELlとされる下限値の設定と同様の理由から、空調装置がON状態である場合にOFF状態である場合よりも高くなっている。また、低許可速度NEHlが車速依存復帰速度NELVとされる車速SPDの下限値は、ブレーキがON状態である場合にOFF状態である場合よりも低くなっている。ただし、ブレーキがON状態であるかOFF状態であるかにかかわらず、下限値は、空調装置がON状態である場合にOFF状態である場合よりも高くなっている。
なお、本実施形態において、車速依存許可速度NEHVおよび車速依存復帰速度NELVのマップ演算については、車速SPDが上記下限値以上であるか否かに応じて、低復帰速度NELlおよび低許可速度NEHlと高復帰速度NELhおよび高許可速度NEHhとのいずれかが選択されるものとし、補間演算を実行しない。
図6に、実線にて拡大用マップによる車速依存許可速度NEHVおよび車速依存復帰速度NELVのマップ演算値を示し、破線にて通常マップによる車速依存許可速度NEHVおよび車速依存復帰速度NELVのマップ演算値を示す。なお、図6には、空調装置がON状態であってブレーキがOFF状態且つギア段が「H」である場合を例示している。
図6に示すように、拡大用マップの車速依存許可速度NEHVのうちの低許可速度NEHlと車速依存復帰速度NELVのうちの低復帰速度NELlとの差は、通常マップの車速依存許可速度NEHVのうちの低許可速度NEHlと車速依存復帰速度NELVのうちの低復帰速度NELlとの差よりも小さくなっている。これは、ヒステリシス幅hysの設定と同様の理由である。また、図6に示すように、拡大用マップの低復帰速度NELlは、通常マップの低復帰速度NELlよりも低く、拡大用マップの低許可速度NEHlは、通常マップの低許可速度NEHlよりも低くなっている。これは、連結状態の方が非連結状態と比較して、フューエルカット処理時にクランク軸28の回転の低下速度が小さいことに鑑みた設定である。
一方、本実施形態では、拡大用マップの高復帰速度NELhは、通常マップの高復帰速度NELhと等しく、拡大用マップの高許可速度NEHhは、通常マップの高許可速度NEHhと等しくなっている。これは、車速SPDが低い場合、手動変速装置44の入力軸42の回転速度が低くなる傾向があり、入力軸42の回転速度がアイドル回転速度制御の目標回転速度よりも低い場合、エンジンストールを招く懸念があるため、通常用マップと比較して小さい値にしにくいためなどである。
ここで、本実施形態では、拡大用マップの方が通常マップと比較して、低許可速度NEHlから高許可速度NEHhに切り替わる車速SPDである上述した下限値が低く設定されており、低復帰速度NELlから高復帰速度NELhに切り替わる車速SPDである上述した下限値が低く設定されている。これは、非連結状態においてフューエルカット処理を開始し、フューエルカット処理中にユーザが連結状態に切り替えようとする場合、入力軸42の回転速度が過度に低いとエンジンストールを生じやすくなる一方、連結状態が継続されている場合、入力軸42の回転速度が上述の目標回転速度を過度に下回らない限り、そうした懸念は低いことによる。
図7に、速度算出処理M12による拡大用マップと通常マップとの選択処理の手順を示す。図7に示す処理は、ROM64に記憶されたプログラムをCPU62がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。
図7に示す一連の処理において、CPU62は、まず図7に示す一連の処理が周期的に実行される都度取得される回転速度NEのうちの今回の回転速度NE(n)から前回の回転速度NE(n-1)を減算した値が、規定値ΔNEth以上であるか否かを判定する(S30)。なお、規定値ΔNEthは、負の値である。この処理は、回転速度NEの低下速度が規定速度以下であるか否かを判定するためのものである。なお、低下速度は、回転速度NEが低下している場合に正となる値であり、低下速度が大きいとは、回転速度NEの変化速度が負であってその絶対値が大きいことをいう。
CPU62は、規定値ΔNEth以上であると判定する場合(S30:YES)、規定値ΔNEth以上である継続時間をカウントするカウンタCをインクリメントする(S32)。そしてCPU62は、カウンタCが所定値Cth以上であるか否かを判定する(S34)。この処理は、規定値ΔNEth以上となる継続時間が所定時間以上となったか否かを判定する処理である。
CPU62は、所定値Cth以上であると判定する場合(S34:YES)、手動変速装置44が非ニュートラル状態であると判定する(S36)。これは、図4のS12の処理によって肯定判定される状態であるアクセル操作量ACCPがゼロである状態において、非ニュートラル状態の場合、ニュートラル状態の場合と比較して、クランク軸28の回転速度NEが低下しにくいことに鑑みたものである。
これに対し、CPU62は、規定値ΔNEth未満であると判定する場合(S30:NO)、カウンタCをゼロに初期化する(S38)。
CPU62は、S36,S38の処理が完了する場合や、S34の処理において否定判定する場合には、下記の条件(ア)、条件(イ)および条件(ウ)の論理積が真であるか否かを判定する(S40)。
条件(ア):クラッチ40が締結状態である旨の条件である。
条件(イ):手動変速装置44の入力軸42の回転速度Ninとクランク軸28の回転速度NEとの差の絶対値が所定値ΔEin以下である旨の条件である。
条件(ウ)非ニュートラル状態である旨の判定がなされている旨の条件である。
この処理は、手動変速装置44の出力軸48とクランク軸28とが連結状態にあるか否かを判定する処理である。ちなみに、クラッチ40が解放状態となっている場合も、クランク軸28の回転速度NEはニュートラル状態と類似した挙動を示す傾向にあるが、クラッチ40が解放状態となっているにもかかわらず何らかの要因で条件(イ)および条件(ウ)が成立する可能性を考慮して、ここでは条件(ア)を設けている。なお、入力軸42の回転速度Ninは、入力回転角センサ74の出力信号Sinに基づきCPU62により算出される。
CPU62は、上記論理積が真であると判定する場合(S40:YES)、ギア段が所定ギア段以上であるか否かを、換言すれば「H」であるか否かを判定する(S42)。そしてCPU62は、所定ギア段以上であると判定する場合(S42:YES)、拡大用マップを選択する(S44)。これに対し、CPU62は、S40,S42の処理において否定判定する場合、通常マップを選択する(S46)。
なお、CPU62は、S44,S46の処理が完了する場合には、図7に示す一連の処理を一旦終了する。
こうして拡大用マップまたは通常マップが選択されると、図2に示した速度算出処理M12として、最大値選択処理M24によって、マップ演算された水温依存復帰速度NELWとマップ演算された車速依存復帰速度NELVとのうちの大きい方が復帰回転速度NELとされる。また、最大値選択処理M32によって、加算処理M28の出力する水温依存許可速度NEHWと、マップ演算された車速依存許可速度NEHVとのうちの大きい方が許可回転速度NEHとされる。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
図8に、アクセル操作量ACCPをゼロとした状態でユーザがシフトレバー46を操作して手動変速装置44をニュートラル状態とした場合における、クランク軸28の回転速度NEの単位時間当たりの変化量ΔNEと入力軸42の回転速度Ninの単位時間当たりの変化量ΔNinとの推移を示す。ここで、変化量ΔNEは、S30の処理における減算した値である。図8に示すように、時刻t1においてアクセル操作量ACCPがゼロであって手動変速装置44がニュートラル状態となると、回転速度NEの変化量ΔNEが減少する。そのため、CPU62は、図7のS30の処理において否定判定することから、非ニュートラル判定をしない。このため、CPU62は、通常マップを用いて許可回転速度NEHと復帰回転速度NELとを定める。
これに対し、CPU62は、図4のS12の処理によってアクセル操作量ACCPがゼロであると判定している状態で回転速度NEの低下速度が小さいと判定する(S30:YES)など、いくつかの条件が成立する場合には拡大用マップを用いて許可回転速度NEHと復帰回転速度NELとを定める。これにより、通常マップを用いた場合と比較して、CPU62は、クランク軸28の回転速度NEがより低回転である場合であっても、フューエルカット処理の実行条件が成立したとしてフューエルカット処理を実行する。これにより、ドライバビリティの低下を抑制できる。すなわち、直結状態においてフューエルカット処理が実行されない場合には、減速度が小さくなる降坂路でブレーキ操作を多用することとなり、ドライバビリティが低下する。
図9に、本実施形態と、通常マップのみを用いた比較例におけるフューエルカット処理の実行の有無(図中、onまたはoff)と、復帰回転速度NELについての本実施形態(実線)と、比較例(一点鎖線)との推移を示す。図9に示すように、本実施形態によれば、比較例よりもフューエルカット処理の実行頻度が高くなる。また、本実施形態によれば、復帰回転速度NEL等をより低速度とすることができることから、比較例よりもフューエルカット処理の継続時間が伸長する。
そしてフューエルカット処理の継続時間が伸長することにより、本実施形態では、アクセル操作量ACCPがゼロとされた場合の加速度Gがより小さくなり、ユーザが体感する車両の減速感を良好なものとすることができる。図10に、一点鎖線にてアクセル操作量ACCPがゼロであってフューエルカット処理をしない場合の加速度Gを示し、実線にて非連結状態においてフューエルカット処理をした場合の加速度Gを示し、破線および実線にて連結状態においてフューエルカット処理をした場合の加速度Gを示す。なお、図10では、3速以上である場合にギア段が「H」であるとする設定を例示しており、そのために、3速以上の加速度Gを示した。
図10に破線にて示すように、本実施形態では、復帰回転速度NELを低速度とすることにより、フューエルカット処理を停止する際の車速SPDがより低車速となる。フューエルカット処理を実行している状態からフューエルカット処理を停止し燃料噴射を再開した状態への切り替えに伴うトルク段差は、車速SPDが低い場合に高い場合よりも小さくなる。このため、復帰回転速度NELを低速化することにより、フューエルカット処理の停止に伴うトルク段差を抑制できる。これに対し、連結状態において復帰回転速度NELを低下させない場合、車速SPDがたとえば「30~40km/h」付近でフューエルカット処理を停止してトルク段差が顕著となる機会が増加する。
図11(a)は、特にギア段が4速である場合について、フューエルカット処理が実行される場合の車速SPDや車両の加速度G、回転速度NEの推移を示し、図11(b)は、同4速である場合について、フューエルカット処理が実行されない場合の車速SPDや車両の加速度G、回転速度NEの推移を示す。図11に示すように、フューエルカット処理が実行されることにより、実行されない場合と比較して、車両の加速度Gが小さくなる。換言すれば、車両の減速度が大きくなる。
<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1]拡大処理は、S44の処理に対応する。[2]図5に例示される、ヒステリシス幅マップM26a,M26bの設定に基づく処理や、図6に例示される、車速依存復帰速度マップM22a,M22bおよび車速依存許可速度マップM30a,M30bの設定に基づく処理に対応する。[3]図5に例示される、水温依存復帰速度マップM20a,M20bの設定に基づく処理に対応する。[4]図6に例示される、車速依存復帰速度マップM22a,M22bと、車速依存許可速度マップM30a,M30bとの設定に基づく処理に対応する。[5]S42の処理に対応する。[6]S40の処理に対応する。
<その他の実施形態>
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・「温度反映処理について」
上記実施形態では、内燃機関10の温度として水温THWを用いたがこれに限らない。たとえば、内燃機関10の潤滑油の温度を用いてもよい。
上記実施形態では、内燃機関10の温度としての水温THWに応じて、水温依存復帰速度NELWを連続的に変化させたがこれに限らない。たとえば、上記マップ演算として、補間演算を行うことなく、マップデータの入力変数の値のうち実際の水温THWに最も近いものに対応する出力変数の値を採用する処理としてもよい。この場合、水温THWに応じて、水温依存復帰速度NELWが段階的に変更されることとなる。なお、この際、水温依存復帰速度NELWを一段階以上で変更できればよい。
もっとも水温THWに応じて水温依存復帰速度NELWを変更する処理自体必須ではない。すなわち、車速依存復帰速度NELVを、復帰回転速度NELとしてもよい。
・「車速反映処理について」
上記実施形態では、車速依存復帰速度NELVを、低復帰速度NELlと高復帰速度NELhとの2つの値のいずれかとする処理としたがこれに限らない。たとえば、3つの値のいずれかとする処理であってもよい。
上記実施形態では、車速依存復帰速度NELVを、空調装置の状態と、ブレーキの状態と、ギア段とに基づき可変設定したが、これに限らない。たとえば、それら3つのパラメータについては、それらのうちの2つのみに基づき可変設定したり、1つのみに基づき可変設定したりしてもよい。もっとも、それらいずれのパラメータに応じても可変設定しないようにしてもよい。
さらに、車速SPDに応じて車速依存復帰速度NELVを変更する処理自体必須ではない。すなわち、たとえば、空調装置の状態と、ブレーキの状態と、ギア段との少なくとも1つに応じ、上記実施形態における車速依存復帰速度NELVを可変設定するものの、車速SPDに応じては可変設定しないようにしてもよい。またたとえば、水温依存復帰速度NELWを、復帰回転速度NELとしてもよい。
・「許可回転速度NEHについて」
上記実施形態では、内燃機関10の温度としての水温THWに応じて、水温依存許可速度NEHWを連続的に変化させたがこれに限らない。たとえば、上記マップ演算として、補間演算を行うことなく、マップデータの入力変数の値のうち実際の水温THWに最も近いものに対応する出力変数の値を採用する処理としてもよい。この場合、水温THWに応じて、水温依存許可速度NEHWが段階的に変更されることとなる。なお、この際、水温依存許可速度NEHWを一段階以上で変更できればよい。
もっとも水温THWに応じて水温依存許可速度NEHWを変更する処理自体必須ではない。すなわち、車速依存許可速度NEHVを、許可回転速度NEHとしてもよい。
上記実施形態では、車速依存許可速度NEHVを、低許可速度NEHlと高許可速度NEHhとの2つの値のいずれかとする処理としたがこれに限らない。たとえば、3つの値のいずれかとする処理であってもよい。
上記実施形態では、車速依存許可速度NEHVを、空調装置の状態と、ブレーキの状態と、ギア段とに基づき可変設定したが、これに限らない。たとえば、それら3つのパラメータについては、それらのうちの2つのみに基づき可変設定したり、1つのみに基づき可変設定したりしてもよい。もっとも、それらいずれのパラメータに応じても可変設定しないようにしてもよい。
さらに、車速SPDに応じて車速依存許可速度NEHVを変更する処理自体必須ではない。すなわち、たとえば、空調装置の状態と、ブレーキの状態と、ギア段との少なくとも1つに応じ、上記実施形態における車速依存許可速度NEHVを可変設定するものの、車速SPDに応じては可変設定しないようにしてもよい。またたとえば、水温依存許可速度NEHWを、許可回転速度NEHとしてもよい。
・「拡大処理について」
図6には、通常マップが定める車速依存復帰速度NELVの値を切り替える車速SPDの下限値と、拡大用マップが定める車速依存許可速度NEHVの値を切り替える車速SPDの下限値とを一致させたがこれに限らない。たとえば、拡大用マップが定める車速依存許可速度NEHVの値を切り替える車速SPDの下限値を、通常マップが定める車速依存復帰速度NELVの値を切り替える車速SPDの下限値よりも高速度としてもよい。この場合、車速依存復帰速度NELVの値を切り替える車速SPDの下限値については、通常マップと拡大用マップとで同一としてもよい。
図6には、低復帰速度NELlと低許可速度NEHlとの2つの値とも、通常マップよりも拡大用マップの方が小さい値を例示したがこれに限らない。たとえば、低復帰速度NELlのみ、通常マップよりも拡大用マップの方が大きい値としてもよい。
・「制御装置について」
制御装置としては、CPU62とROM64とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1または複数のソフトウェア処理回路および1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
・「そのほか」
内燃機関としては、火花点火式内燃機関に限らず、たとえばディーゼル機関等の圧縮着火式の内燃機関であってもよい。なお、圧縮着火式の内燃機関の場合、フューエルカットの停止時には、トルク段差を抑制すべく内燃機関10の軸トルクを漸増させる処理として、噴射時期を遅角した状態から徐々に進角させる処理を実行することが望ましい。
10…内燃機関、12…吸気通路、14…スロットルバルブ、16…燃料噴射弁、18…吸気バルブ、20…シリンダ、22…ピストン、24…燃焼室、26…点火装置、28…クランク軸、30…排気バルブ、32…排気通路、40…クラッチ、42…入力軸、44…手動変速装置、46…シフトレバー、48…出力軸、50…クラッチペダル、52…コンプレッサ、60…制御装置、62…CPU、64…ROM、66…電源回路、70…クランク角センサ、72…クラッチセンサ、74…入力回転角センサ、76…エアフローメータ、78…水温センサ、80…アクセルセンサ、82…車速センサ、84…ブレーキセンサ。

Claims (5)

  1. クランク軸がクラッチを介して手動変速装置に接続される車載用の内燃機関を制御対象とし、
    アクセル操作量が所定量以下であることとクランク軸の回転速度が所定速度領域内にあることとの論理積が真である場合、前記内燃機関の燃焼室への燃料の供給を停止するフューエルカット処理と、
    前記クランク軸の回転の低下速度が規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して前記所定速度領域を拡大する拡大処理と、を実行し、
    前記所定速度領域は、前記フューエルカット処理の開始前においては許可回転速度以上の領域であり、前記フューエルカット処理の実行中においては前記許可回転速度よりも低い復帰回転速度以上の領域であり、
    前記拡大処理は、前記許可回転速度および前記復帰回転速度の2つの速度のうちの少なくとも1つの速度を低下させる処理であって且つ、前記低下速度が前記規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して、前記許可回転速度と前記復帰回転速度との差を小さい値に設定する処理を含んで且つ、前記クランク軸の回転の低下速度に基づき非ニュートラル状態であると判定されて且つ、前記手動変速装置の入力軸の回転速度と前記クランク軸の回転速度との差の絶対値が所定値以下であることを条件に実行される処理である内燃機関の制御装置。
  2. クランク軸がクラッチを介して手動変速装置に接続される車載用の内燃機関を制御対象とし、
    アクセル操作量が所定量以下であることとクランク軸の回転速度が所定速度領域内にあることとの論理積が真である場合、前記内燃機関の燃焼室への燃料の供給を停止するフューエルカット処理と、
    前記クランク軸の回転の低下速度が規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して前記所定速度領域を拡大する拡大処理と、を実行し、
    前記所定速度領域は、前記フューエルカット処理の開始前においては許可回転速度以上の領域であり、前記フューエルカット処理の実行中においては前記許可回転速度よりも低い復帰回転速度以上の領域であり、
    前記拡大処理は、前記許可回転速度および前記復帰回転速度の2つの速度のうちの少なくとも1つの速度を低下させる処理であり、
    前記復帰回転速度を前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも大きい値に設定する温度反映処理を実行し、
    前記拡大処理は、前記低下速度が前記規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して、前記内燃機関の温度が第1温度であるときの前記復帰回転速度に対する前記第1温度よりも低い第2温度であるときの前記復帰回転速度の差を小さくする処理を含む内燃機関の制御装置。
  3. クランク軸がクラッチを介して手動変速装置に接続される車載用の内燃機関を制御対象とし、
    アクセル操作量が所定量以下であることとクランク軸の回転速度が所定速度領域内にあることとの論理積が真である場合、前記内燃機関の燃焼室への燃料の供給を停止するフューエルカット処理と、
    前記クランク軸の回転の低下速度が規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して前記所定速度領域を拡大する拡大処理と、を実行し、
    前記所定速度領域は、前記フューエルカット処理の開始前においては許可回転速度以上の領域であり、前記フューエルカット処理の実行中においては前記許可回転速度よりも低い復帰回転速度以上の領域であり、
    前記拡大処理は、前記許可回転速度および前記復帰回転速度の2つの速度のうちの少なくとも1つの速度を低下させる処理であり、
    前記復帰回転速度を車速が低い場合に高い場合よりも大きい値に設定する車速反映処理を実行し、
    前記拡大処理は、前記低下速度が前記規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して、前記復帰回転速度を大きい値に変更する車速をより低い値に設定する処理を含む内燃機関の制御装置。
  4. クランク軸がクラッチを介して手動変速装置に接続される車載用の内燃機関を制御対象とし、
    アクセル操作量が所定量以下であることとクランク軸の回転速度が所定速度領域内にあることとの論理積が真である場合、前記内燃機関の燃焼室への燃料の供給を停止するフューエルカット処理と、
    前記クランク軸の回転の低下速度が規定速度以下である場合、前記規定速度よりも大きい場合と比較して前記所定速度領域を拡大する拡大処理と、を実行し、
    前記所定速度領域は、前記フューエルカット処理の開始前においては許可回転速度以上の領域であり、前記フューエルカット処理の実行中においては前記許可回転速度よりも低い復帰回転速度以上の領域であり、
    前記拡大処理は、前記許可回転速度および前記復帰回転速度の2つの速度のうちの少なくとも1つの速度を低下させる処理であり、
    前記拡大処理は、前記手動変速装置のギア段が所定以上のギア段であることを条件に前記復帰回転速度を低下させる処理を含む内燃機関の制御装置。
  5. 前記拡大処理は、クラッチセンサによって前記クラッチが締結状態である旨検知されていることを条件に前記所定速度領域を拡大する処理である請求項1~3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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