(57)【要約】【課題】エンジン出力を断接するクラッチを保護しつつ、フライホイールの設計自由度を向上させる。【解決手段】車両運転状態として変速状態，エンジン回転速度Ｎｅ，車速Ｖ及びエンジントルクＴを読み込み（Ｓ１）、エンジン回転速度Ｎｅ及び車速Ｖに応じた減速比を推定演算する（Ｓ２）。そして、減速比が変速機の各変速段に応じた所定範囲を逸脱した半クラッチ状態で（Ｓ３）、クラッチフェーシングの磨耗が促進する状態、即ち、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度より大、エンジントルクＴが所定トルクより大、かつ、変速機が走行段に変速されている状態が所定時間以上持続すると（Ｓ４〜Ｓ７）、燃料噴射装置などを制御してエンジントルクを低下させる（Ｓ８）。このため、トルク伝達負荷が低減することから、クラッチを保護しつつ、クラッチが一体化されたフライホイールの設計自由度を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段により検出された車速及びエンジン回転速度に基づいて、半クラッチ状態にあるか否かを判定する半クラッチ状態判定手段と、
前記運転状態検出手段により検出されたエンジン回転速度が所定速度より大、エンジントルクが所定トルクより大、かつ、変速機の変速状態が走行段にある所定条件が成立しているか否かを判定する条件成立判定手段と、
前記半クラッチ状態判定手段により半クラッチ状態にあると判定され、かつ、前記条件成立判定手段により所定条件が成立していると判定された状態が所定時間持続したときに、エンジントルクを低下させるトルク制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記半クラッチ状態判定手段は、車速及びエンジン回転速度に応じた減速比を演算し、該減速比が変速機の各変速段に応じた所定範囲を逸脱しているときに、半クラッチ状態であると判定することを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記運転状態検出手段により検出されたエンジントルク及びエンジン回転速度に基づいて、前記所定時間を動的に設定する時間設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記時間設定手段は、エンジントルク及びエンジン回転速度に応じた所定時間が設定された制御マップを参照して、前記所定時間を動的に設定することを特徴とする請求項３記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記エンジントルクは、エンジンへの燃料供給量から間接的に検出されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御装置において、エンジン出力を断接するクラッチを保護する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動変速機を搭載した車両においては、発進時，変速時などに、運転者によるクラッチ断接操作が不可欠である。クラッチを断状態から接状態に操作するとき、エンジン出力の一部が駆動系に伝達される状態、即ち、「半クラッチ状態」を経ることは公知である。半クラッチ状態は、運転者の技量，癖などに応じて、その持続時間が異なるため、駆動系の設計においては異常な使用状態をも想定し、クラッチが一体化されたフライホイールの設計が行われている。ここで、異常な使用状態としては、例えば、エンジン回転速度が高い状態で、必要以上に半クラッチ状態を持続させることが考えられる。
【０００３】
クラッチを保護する技術として、特開２００５−１２１０８９号公報（特許文献１）に記載されるように、エンジン及びモータの出力を用いて走行するハイブリッド車両を前提とし、クラッチフェーシングの磨耗を促すことが予測される高温域にクラッチ温度があるとき、半クラッチ制御を禁止する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１２１０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる提案技術は、自動変速機が搭載されるハイブリッド車両を前提とするものであって、手動変速機が搭載される車両には適用することができない。このため、手動変速機が搭載される車両においては、フライホイールの熱容量を確保して熱応力に対する耐久性を向上させるべく、その形状，材質などで対応しているが、設計自由度が少なく、また、コスト及び重量の増加を招いていた。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、半クラッチ状態で異常な使用状態が所定時間以上持続したときに、エンジントルクを低下させることで、クラッチを保護しつつ、フライホイールの設計自由度を向上させたエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１記載の発明では、車両運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された車速及びエンジン回転速度に基づいて、半クラッチ状態にあるか否かを判定する半クラッチ状態判定手段と、前記運転状態検出手段により検出されたエンジン回転速度が所定速度より大、エンジントルクが所定トルクより大、かつ、変速機の変速状態が走行段にある所定条件が成立しているか否かを判定する条件成立判定手段と、前記半クラッチ状態判定手段により半クラッチ状態にあると判定され、かつ、前記条件成立判定手段により所定条件が成立していると判定された状態が所定時間持続したときに、エンジントルクを低下させるトルク制御手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記半クラッチ状態判定手段は、車速及びエンジン回転速度に応じた減速比を演算し、該減速比が変速機の各変速段に応じた所定範囲を逸脱しているときに、半クラッチ状態であると判定することを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記運転状態検出手段により検出されたエンジントルク及びエンジン回転速度に基づいて、前記所定時間を動的に設定する時間設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明では、前記時間設定手段は、エンジントルク及びエンジン回転速度に応じた所定時間が設定された制御マップを参照して、前記所定時間を動的に設定することを特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記エンジントルクは、エンジンへの燃料供給量から間接的に検出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、車両運転状態からクラッチが半クラッチ状態であると判定され、そのクラッチフェーシングの磨耗が促進される状態、具体的には、エンジン回転速度が所定速度より大、エンジントルクが所定トルクより大、かつ、変速機が走行段に変速されている状態が所定時間以上持続すると、エンジントルクが低下される。このため、半クラッチ状態で異常な使用状態が発生したとき、トルク伝達負荷が低減し、クラッチを保護することができる。また、クラッチの負荷低減を通して、フライホイールの設計自由度を向上させることができると共に、形状，材質などで対応する必要がないことから、コスト及び重量低減をも図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、車両運転状態としての車速及びエンジン回転速度に応じて演算された減速比が、変速機の各変速段に応じた所定範囲を逸脱していれば、クラッチは半クラッチ状態にあると判定することができる。
請求項３記載の発明によれば、車両運転状態としてのエンジントルク及びエンジン回転速度に応じた所定時間が動的に設定されるため、その所定時間を適切に設定することで、制御精度を向上させることができる。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、制御マップを参照して、車両運転状態としてのエンジントルク及びエンジン回転速度に応じた所定時間が設定されるため、制御負荷の増加を抑制することができる。
請求項５記載の発明によれば、エンジン制御で不可欠なエンジンへの燃料供給量からエンジントルクが間接的に検出されるため、新たなセンサを追加する必要がなく、本発明の適用に際してコスト上昇を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係るエンジン制御装置を備えたエンジンの概略構成を示す。
エンジン１０の出力軸には、フライホイールと一体化されたクラッチ１２を介して、手動変速機（以下「変速機」という）１４が連結される。クラッチ１２は、クラッチペダルとリンクなどで機械的に連結され、運転者によるクラッチペダル操作に応じて断接される。また、変速機１４は、変速レバーと機械的に連結され、運転者による変速操作に応じて変速される。
【００１３】
一方、エンジン１０の制御系として、変速機１４には、その変速状態（ニュートラル又はそれ以外の走行段）を検出すべく、ニュートラルに変速されているときにＯＮ信号を出力するニュートラルスイッチ１６が取り付けられる。また、エンジン１０には、エンジン回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１８が取り付けられる。そして、ニュートラルスイッチ１６及び回転速度センサ１８からの出力信号に加え、車速Ｖを検出する車速センサ２０及びエンジントルクＴを検出するトルクセンサ２２からの出力信号が、コンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット（以下「エンジンＥＣＵ」という）２４に入力され、そのＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された制御プログラムによって、エンジン１０への燃料供給量を制御する燃料噴射装置２６が制御される。
【００１４】
ここで、ニュートラルスイッチ１６，回転速度センサ１８，車速センサ２０及びトルクセンサ２２により、運転状態検出手段が構成される。また、エンジンＥＣＵ２４が制御プログラムを実行することで、半クラッチ状態判定手段，条件成立判定手段及び時間設定手段が夫々具現化されると共に、燃料噴射装置２６と協働してトルク制御手段が具現化される。
【００１５】
図２は、エンジンＥＣＵ２４において、エンジン１０の始動後所定時間ごとに繰り返し実行される制御プログラムの内容を示す。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、車両運転状態として、ニュートラルスイッチ１６，回転速度センサ１８，車速センサ２０及びトルクセンサ２２から、ＯＮ／ＯＦＦ信号，エンジン回転速度Ｎｅ，車速Ｖ及びエンジントルクＴを夫々読み込む。
【００１６】
ステップ２では、エンジン回転速度Ｎｅ及び車速Ｖに基づいて、減速比を演算する。即ち、車両では、ディファレンシャルギヤにおける最終減速比、及び、駆動輪の直径は既知であるため、これらを考慮しつつ、エンジン回転速度Ｎｅ及び車速Ｖから、変速機１４における減速比を推定演算する。
ステップ３では、クラッチ１２が半クラッチ状態にあるか否かを判定すべく、減速比が変速機１４の各変速段に応じた所定範囲を逸脱しているか否かをを判定する。ここで、各変速段に応じた所定範囲とは、図３に示すように、駆動輪の磨耗や演算精度などを考慮し、クラッチ１２が完全接続されていれば、エンジン回転速度Ｎｅ及び車速Ｖから推定演算される減速比が取り得る値の範囲を示したものである。なお、同図において「＊」で示す減速比の範囲は、半クラッチ状態であるとみなすことができる。そして、減速比が所定範囲を逸脱していれば、クラッチ１２が半クラッチ状態にあるとみなしてステップ４へと進む一方（Ｙｅｓ）、減速比が所定範囲内にあれば、クラッチ１２が完全接続されているとみなして処理を終了する（Ｎｏ）。
【００１７】
ステップ４では、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度より大であるか否かを判定する。ここで、所定速度としては、クラッチ１２が半クラッチ状態であれば、そのクラッチフェーシングの磨耗が促進するおそれがあるエンジン回転速度より若干低い値に設定する。そして、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度より大であればステップ５へと進む一方（Ｙｅｓ）、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度以下であれば処理を終了する（Ｎｏ）。
【００１８】
ステップ５では、エンジントルクＴが所定トルクより大であるか否かを判定する。ここで、所定トルクとしては、クラッチ１２が半クラッチ状態であれば、そのクラッチフェーシングの磨耗が促進するおそれがあるエンジントルクより若干低い値に設定する。そして、エンジントルクＴが所定トルクより大であればステップ６へと進む一方（Ｙｅｓ）、エンジントルクＴが所定トルク以下であれば処理を終了する（Ｎｏ）。
【００１９】
ステップ６では、ニュートラルスイッチ１６からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、変速機１４が走行段に変速されているか否かを判定する。そして、ニュートラルスイッチ１６がＯＦＦであれば、変速機１４が走行段に変速されていると判定してステップ７へと進む一方（Ｙｅｓ）、ニュートラルスイッチ１６がＯＮであれば、変速機１４がニュートラルに変速されていると判定して処理を終了する（Ｎｏ）。
【００２０】
ステップ７では、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度より大、エンジントルクＴが所定トルクより大、かつ、変速機１４が走行段に変速されている状態が所定時間以上持続したか否かを判定する。そして、かかる状態が所定時間以上持続していればステップ８へと進む一方（Ｙｅｓ）、かかる状態が所定時間持続していなければ処理を終了する（Ｎｏ）。
ここで、制御負荷の増加を抑制しつつ、制御精度を向上させるため、図４に示すように、エンジントルク及びエンジン回転速度に応じた所定時間が設定された制御マップを参照して、エンジントルクＴ及びエンジン回転速度Ｎｅに応じた所定時間を動的に設定することが望ましい。このとき、制御マップには、クラッチ１２のクラッチフェーシングの磨耗が促進されないようにすべく、実験などを通して、エンジントルク及びエンジン回転速度が大きくなるにつれて徐々に短くなる最適な所定時間を設定しておくとよい。
【００２１】
ステップ８では、燃料噴射装置２６を適宜制御し、例えば、燃料供給量を減少させることで、エンジントルクを低下させる。なお、エンジントルクを低下させるために、燃料供給量の減少に代えて、燃料噴射時期，点火時期，吸排気弁の開閉時期などを適宜変更するようにしてもよい。
かかるエンジン制御装置によれば、車両運転状態としてのエンジン回転速度Ｎｅ及び車速Ｖに応じて推定演算された減速比に基づいて、クラッチ１２が半クラッチ状態であるか否かが判定される。そして、クラッチ１２が半クラッチ状態で、そのクラッチフェーシングの磨耗が促進される状態、具体的には、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度より大、エンジントルクＴが所定トルクより大、かつ、変速機１４が走行段に変速されている状態が所定時間以上持続すると、エンジントルクが低下される。
【００２２】
このため、半クラッチ状態で異常な使用状態が発生したとき、クラッチ１２によるトルク伝達負荷が低減し、その耐久性を確保可能であることから、クラッチ１２を保護することができる。また、クラッチ１２の負荷低減を通して、フライホイールの設計自由度を向上させることができると共に、形状，材質などで対応する必要がないことから、コスト及び重量低減をも図ることができる。
【００２３】
なお、トルクセンサ２２によりエンジントルクＴを検出する代わりに、エンジンＥＣＵ２４の制御対象となるエンジン１０への燃料供給量から、エンジントルクＴを間接的に検出するようにしてもよい。このようにすれば、トルクセンサ２２が不要となるため、本発明の適用に際して必要なコストの上昇を抑制することができる。
ところで、異径タイヤを装着すると、トランスファ油温の異常上昇による故障、排気性状の低下など、様々な問題が発生するおそれがあることは公知である。しかし、本発明に係るエンジン制御装置によれば、異径タイヤ装着時には、エンジン回転速度Ｎｅ及び車速Ｖから推定演算される減速比が所定範囲を逸脱する可能性が極めて大となるため、半クラッチ状態であると判定され易くなる。このため、エンジントルクが低下され、前述したような様々な問題発生を回避することができる。また、エンジントルク低下に伴って、車両走行性能が低下するため、違法な改造を抑止する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るエンジン制御装置を備えたエンジンの概略構成図
【図２】エンジンＥＣＵにおいて実行される制御プログラムのフローチャート
【図３】減速比から半クラッチ状態を判定する原理の説明図
【図４】制御マップの説明図
【符号の説明】
【００２５】
１０  エンジン
１２  クラッチ
１４  変速機
１６  ニュートラルスイッチ
１８  回転速度センサ
２０  車速センサ
２２  トルクセンサ
２４  エンジンＥＣＵ
２６  燃料噴射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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