(57)【要約】      （修正有）【課題】クラッチが切断されている状況における意図せざるエンジン回転数の上昇を抑止する。【解決手段】手動変速機を実装した車両に搭載される内燃機関を制御するにあたり、吸気通路上に設けられた吸気絞りバルブの開度に下限値を設定し、その下限値は内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように定め、吸気絞りバルブの開度を、その下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和を基に操作する一方、内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合には、吸気絞りバルブの開度を、内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように操作することとした。【選択図】図２
2015121193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動変速機を実装した車両に搭載される内燃機関を制御するものであって、
吸気通路上に設けられた吸気絞りバルブの開度に下限値を設定し、その下限値は内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように定め、
前記吸気絞りバルブの開度を、前記下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和を基に操作する一方、
内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合には、前記吸気絞りバルブの開度を、内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように操作する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合において、
前記下限値を、平常時の値からアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量を減算した値に設定し、
また、当該減算後の値が負になるならば、前記下限値を０に設定し、
その上で、前記吸気絞りバルブの開度を、設定した下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和を基に操作する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される内燃機関を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸気通路上のスロットルバルブの開度に下限を設けておき、運転者がアクセルペダルを踏んでおらず、車両が減速してゆく（但し、燃料カット中も含む）ときに、スロットルバルブを全閉せずに多少開いておく制御を実施している（例えば、下記特許文献を参照）。この制御は、
・吸気負圧を抑制することで、クランクケース側のオイルパンから気筒のボアとピストンとの間隙を介して吸気通路側に潤滑油が持ち去られてしまう現象を防止する
・気筒に充填される最低限の吸気量を確保して、混合気の燃焼の不安定化ないし失火を回避する
等が目的である。
【０００３】
そのときのスロットルバルブの開度の下限値は、内燃機関の出力するエンジントルクが補機を含む内燃機関及び駆動系の機械的損失を上回らない、即ち内燃機関から車両の駆動輪（車軸）に正のトルクが供給されないような値に設定する。これにより、運転者がアクセルペダルを踏んでいないにもかかわらず車両が加速することがないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０８０９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
手動変速機を実装したＭＴ車では、内燃機関の出力軸（クランクシャフト）と駆動輪とを接続するクラッチを、運転者が任意に断接切り換えすることが可能である。
【０００６】
手動変速機のシフトチェンジ（ギア段（変速比）の切り換え）の最中等の、クラッチが切断されている状況において、運転者がアクセルペダルに足を乗せており、当該運転者は加速の意思を有していないがアクセルペダルが若干踏まれる入力があった場合、内燃機関の運転制御を司る電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、スロットルバルブを、上述した下限値にアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量を加算した開度に操作してしまう。その結果、気筒に充填される吸気量及び燃料噴射量が増し、エンジントルクが増大して内燃機関及び駆動系の機械的損失を上回り、エンジン回転数が吹き上がってしまうことがあり得た。
【０００７】
本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、クラッチが切断されている状況における意図せざるエンジン回転数の上昇を抑止することを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、手動変速機を実装した車両に搭載される内燃機関を制御するものであって、吸気通路上に設けられた吸気絞りバルブの開度に下限値を設定し、その下限値は内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように定め、前記吸気絞りバルブの開度を、前記下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和を基に操作する一方、内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合には、前記吸気絞りバルブの開度を、内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように操作する内燃機関の制御装置を構成した。
【０００９】
より具体的には、内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合において、前記下限値を、平常時の値からアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量を減算した値に設定し、また、当該減算後の値が負になるならば、前記下限値を０に設定し、その上で、前記吸気絞りバルブの開度を、設定した下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和を基に操作する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クラッチが切断されている状況における意図せざるエンジン回転数の上昇を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。
【図２】エンジン回転数とスロットルバルブ開度及びサージタンク内吸気圧との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１３】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１４】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１５】
本実施形態の内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００１６】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルが踏まれているか否かまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキスイッチまたは踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気負圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｇ、内燃機関のクランクシャフトと駆動輪（車軸）との間に設けられる駆動系に存在するクラッチの締結／切断状態を検出するセンサまたはスイッチから出力されるクラッチ信号ｈ等が入力される。
【００１７】
本実施形態では、内燃機関と駆動輪との間に介在する駆動系が手動変速機を有しているＭＴ車を念頭に置いている。クラッチは、その手動変速機とクランクシャフトとの間を断接切り換えする手動操作可能なクラッチである。そして、クラッチ信号ｈを出力するセンサまたはスイッチは、直接的に当該クラッチの締結／切断状態を検出するものであるか、クラッチペダルが踏まれているか否かを検出することにより間接的に当該クラッチの締結／切断状態を検出するものとなる。
【００１８】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ等を出力する。
【００１９】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋを出力インタフェースを介して印加する。
【００２０】
本実施形態のＥＣＵ０は、内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが締結されている平常時、吸気絞りバルブであるスロットルバルブ３２の開度を、予め設定された下限値と、現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和に操作する。ここに言うスロットルバルブ３２の開度の下限値は、内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように定める。つまり、アクセルペダルの踏込量に対応する拡大量が０であり、スロットルバルブ３２の開度を下限値に操作するとき、エンジントルクが車両の走行に寄与しない状態となる。
【００２１】
図２に、エンジン回転数と、スロットルバルブ３２開度及びサージタンク３３内吸気圧との関係を示している。サージタンク３３内吸気圧が高いほど、エンジントルクが大きくなることは言うまでもない。図２中、細い実線はスロットルバルブ３２の開度の下限値及びこれに対応した吸気圧を表し、太い実線はエンジントルクと補機を含む内燃機関及び駆動系の機械的損失とが釣り合うときのスロットルバルブ３２の開度及びこれに対応した吸気圧を表している。これらはともに、そのときのエンジン回転数に応じて変化する。
【００２２】
手動変速機のシフトチェンジの最中等に代表される、クラッチが切断されている状況において、運転者がアクセルペダルに足を乗せており、当該運転者は加速の意思を有していないがアクセルペダルが若干踏まれる入力があった場合、スロットルバルブ３２の開度を下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和に操作すると、エンジントルクが内燃機関及び駆動系の機械的損失を上回り、エンジン回転数が吹き上がってしまう懸念がある。図２中の破線が、スロットルバルブ３２の開度の下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和、及びこれに対応した吸気圧を表している。図２において、この破線は太い実線よりも上位にある。
【００２３】
クラッチが切断されている状況における意図せざるエンジン回転数の上昇を抑止するべく、本実施形態では、クラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合において、スロットルバルブ３２の開度を、内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように操作することとしている。
【００２４】
換言すれば、本実施形態のＥＣＵ０は、クラッチが接続されているか切断されているかによって、スロットルバルブ３２の下限値を変える。クラッチが切断されている状況では、スロットルバルブ３２の開度の下限値を、（平常時の下限値−現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量）に設定する。但し、この値が負となる場合には、スロットルバルブ３２の開度の下限値を０に設定する。
【００２５】
その上で、ＥＣＵ０は、スロットルバルブ３２の開度を、上記の下限値と、現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和に操作する。（平常時の下限値−現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量）が正である場合、スロットルバルブ３２の開度は｛（平常時の下限値−現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量）＋アクセルペダルの踏込量に応じた拡大量｝＝平常時の下限値となる。
【００２６】
なお、上に述べた制御は、車両の停車中には実施しない。車両の停車中は、エンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差を参照し、この偏差を縮小するようにスロットルバルブ３２の開度を操作する、アイドル回転数のフィードバック制御を行う。
【００２７】
本実施形態では、手動変速機を実装した車両に搭載される内燃機関を制御するものであって、吸気通路３上に設けられた吸気絞りバルブ３２の開度に下限値を設定し、その下限値は内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように定め、前記吸気絞りバルブの開度を、前記下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和を基に操作する一方、内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合には、前記吸気絞りバルブ３２の開度を、内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように操作する内燃機関の制御装置０を構成した。
【００２８】
本実施形態によれば、クラッチが切断されている状況における、意図せざるエンジン回転数の上昇を抑止することができ、運転者が吹き上がりにより違和感を覚えることを回避できる。また、無駄な燃料の消費を抑制できる。
【００２９】
クラッチが締結されているときには、クラッチが切断されているときのようにスロットルバルブ３２の開度の下限値を減算することはない。これにより、アクセルペダルの踏み込み操作に対する不感帯を徒に拡大させずに済む、つまりは運転者がアクセルペダルを少し踏めばスロットルバルブ３２が拡開する。このことは、レスポンスの向上、ドライバビリティの良化に寄与する。
【００３０】
さらに、内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合において、前記下限値を、平常時の値からアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量を減算した値に設定し、また、当該減算後の値が負になるならば、前記下限値を０に設定し、その上で、前記吸気絞りバルブ３２の開度を、設定した下限値とアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和を基に操作するようにしているので、制御装置０の演算負荷を軽減できる。
【００３１】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、吸気絞りバルブが電子スロットルバルブ３２であったが、アイドルスピードコントロールバルブを実装している内燃機関においては、アイドルスピードコントロールバルブ及びスロットルバルブ３２の総体を吸気絞りバルブと捉え、両バルブの開度の総和を吸気絞りバルブの開度として操作することになる。周知の通り、アイドルスピードコントロールバルブは、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の上流側と下流側とを連通するバイパスを開閉する流量制御バルブである。
【００３２】
アイドルスピードコントロールバルブを実装している内燃機関においても、原則として、吸気絞りバルブの開度は、その下限値と、アクセルペダルの踏込量に応じた拡大量との和に操作する。但し、スロットルバルブ３２の開度は専らアクセルペダルの踏込量に応じて決まることから、制御装置たるＥＣＵ０は、アイドルスピードコントロールバルブの開度を下限値に操作することになる。
【００３３】
内燃機関と駆動輪とを接続するクラッチが切断されている状況でアクセルペダルが踏まれた場合には、アイドルスピードコントロールバルブの開度を縮小することで、吸気絞りバルブの開度（アイドルスピードコントロールバルブの開度とスロットルバルブ３２の開度との総和）を、内燃機関の出力するエンジントルクが駆動輪に正のトルクを供給できないような大きさとなるように操作する。
【００３４】
具体的には、アイドルスピードコントロールバルブの開度の下限値を、（平常時の下限値−現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量）に設定する。現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量とは、即ちスロットルバルブ３２の開度である。但し、この値が負となる場合には、アイドルスピードコントロールバルブの開度の下限値を０に設定する。その上で、アイドルスピードコントロールバルブの開度を、設定した下限値に操作する。
【００３５】
つまり、（平常時の下限値−現在のアクセルペダルの踏込量に応じた拡大量）が負にならない限りにおいて、運転者が足を乗せたアクセルペダルの踏量の入力分だけスロットルバルブ３２が開き、同じ入力分だけアイドルスピードコントロールバルブが絞られることになる。この場合、スロットルバルブ３２が予め少し開いている状態となるので、以後に運転者がアクセルペダルを踏み込んだときに速やかにスロットルバルブ３２を大きく拡開して吸気量を増大させることができる。そのため、運転者の加速要求に対するレスポンスが高まる。
【００３６】
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
０…制御装置
３…吸気通路
３２…スロットルバルブ
【図１】
2015121193.tif 000003
【図２】
2015121193.tif 000004