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公開番号2021032102
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019151707
出願日20190822
発明の名称車両
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人特許業務法人アイテック国際特許事務所
主分類F02D 29/00 20060101AFI20210201BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】アクセルオフのときに、エンジンの負荷率や回転数の頻繁なハンチングが生じるのを抑制する。
【解決手段】アクセルオフのときにおいて、エンジンの回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が所定変化率以上の状態が第1時間に亘って継続した第1条件が成立すると、第1条件が成立する前に比してエンジンの負荷率を低下させる。そして、制御装置は、その後に、エンジンの回転数と車速との速度比の単位時間当たりの変化量である速度比変化率の絶対値が所定値以下の状態が第2時間に亘って継続した条件と、速度比が手動変速機の各変速段に対応する各変速比範囲のうちの何れかに含まれる状態が第3時間に亘って継続した条件と、のうちの少なくとも1つを含む第2条件が成立すると、エンジンの負荷率を緩変化処理により増加させる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
エンジンと、
駆動輪に接続される手動変速機と、
前記エンジンと前記手動変速機との間に設けられるクラッチと、
前記エンジンを制御する制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、
アクセルオフのときにおいて、
前記エンジンの回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が所定変化率以上の状態が第1時間に亘って継続した第1条件が成立すると、前記第1条件が成立する前に比して前記エンジンの負荷率を低下させ、
その後に、前記エンジンの回転数と車速との速度比の単位時間当たりの変化量である速度比変化率の絶対値が所定値以下の状態が第2時間に亘って継続した条件と、前記速度比が前記手動変速機の各変速段に対応する各変速比範囲のうちの何れかに含まれる状態が第3時間に亘って継続した条件と、のうちの少なくとも1つを含む第2条件が成立すると、前記エンジンの負荷率を緩変化処理により増加させる、
車両。
続きを表示(約 820 文字)【請求項2】
請求項1記載の車両であって、
前記制御装置は、
アクセルオフのときにおいて、
前記第1条件が成立すると、前記エンジンの回転数が所定回転数以上のときには、前記エンジンの負荷率を前記第1条件が成立する前の第1負荷率よりも小さい第2負荷率にし、前記エンジンの回転数が前記所定回転数未満のときには、前記エンジンの負荷率を前記第1負荷率よりも小さく且つ前記第2負荷率よりも大きい第3負荷率にし、
前記第2条件が成立すると、前記エンジンの負荷率を前記第2負荷率または前記第3負荷率から前記第1負荷率に向かって前記緩変化処理により増加させる、
車両。
【請求項3】
請求項1または2記載の車両であって、
前記制御装置は、
アクセルオフのときにおいて、
前記第1条件が成立した後に前記第2条件が成立すると、前記第1条件の成立が解消したと判定し、
前記第2条件が成立して前記エンジンの負荷率を前記緩変化処理により増加させている最中に、前記第2条件が成立しなくなり且つその後に前記第1条件が再成立すると、前記エンジンの負荷率を再低下させる、
車両。
【請求項4】
請求項1ないし3のうちの何れか1つの請求項に記載の車両であって、
前記制御装置は、アクセルオフのときにおいて、前記第1条件が成立すると、前記第1条件が成立する前に比して前記エンジンの燃料カット許可回転数を増加させる、
車両。
【請求項5】
請求項4記載の車両であって、
前記制御装置は、アクセルオフのときにおいて、前記第1条件の成立が解消してから第4時間が経過していないときには、前記燃料カット許可回転数を保持し、前記第1条件の成立が解消してから前記第4時間が経過すると、前記燃料カット許可回転数を低下させる、
車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関し、詳しくは、エンジンと手動変速機とクラッチとを備える車両に関する。
続きを表示(約 7,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、この種の車両としては、エンジンと、駆動輪に接続される手動変速機と、エンジンと手動変速機との間に設けられるクラッチと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、現在の車速と現在のエンジン回転数との関係が変速機が実現し得る変速比の範囲から逸脱している場合、または、現在の車速の単位時間あたりの変化量と現在のエンジン回転数の単位時間あたりの変化量とが合致していない場合に、エンジンと駆動輪とがクラッチや手動変速機により切り離されたニュートラルであると判定する。このようにして、運転者によりエンジンと駆動輪とが切り離されたことを検知できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2018−168819号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のような車両では、近年、燃費(エネルギ効率)の向上を図るために、エンジンの低フリクション化が進められている。このため、アクセルオフ且つニュートラルで、エンジンの回転数が上昇する場合がある。この場合、エンジンの負荷率を低下させて、エンジンの回転数の更なる上昇を抑制することが考えられている。その後に、エンジンの回転数と車速との速度比の単位時間当たりの変化量などを用いてニュートラルが解消した(エンジンと駆動輪とがクラッチや手動変速機を介して接続された)可能性があると判定したときに、エンジンの負荷率を急峻に上昇させると、実際にはニュートラルが継続していた(エンジンと駆動輪とが接続されていなかった)場合に、エンジンの回転数が急峻に上昇し、ニュートラルでエンジンの回転数の急峻な上昇が生じたと判定して、エンジンの負荷率を再低下させることになる可能性がある。即ち、エンジンの負荷率や回転数の頻繁なハンチングが生じる可能性がある。
【0005】
本発明の車両は、アクセルオフのときに、エンジンの負荷率や回転数の頻繁なハンチングが生じるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の車両は、
エンジンと、
駆動輪に接続される手動変速機と、
前記エンジンと前記手動変速機との間に設けられるクラッチと、
前記エンジンを制御する制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、
アクセルオフのときにおいて、
前記エンジンの回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が所定変化率以上の状態が第1時間に亘って継続した第1条件が成立すると、前記第1条件が成立する前に比して前記エンジンの負荷率を低下させ、
その後に、前記エンジンの回転数と車速との速度比の単位時間当たりの変化量である速度比変化率の絶対値が所定値以下の状態が第2時間に亘って継続した条件と、前記速度比が前記手動変速機の各変速段に対応する各変速比範囲のうちの何れかに含まれる状態が第3時間に亘って継続した条件と、のうちの少なくとも1つを含む第2条件が成立すると、前記エンジンの負荷率を緩変化処理により増加させる、
ことを要旨とする。
【0008】
この本発明の車両では、制御装置は、アクセルオフのときにおいて、エンジンの回転数の単位時間当たりの変化量である回転数変化率が所定変化率以上の状態が第1時間に亘って継続した第1条件が成立すると、第1条件が成立する前に比してエンジンの負荷率を低下させる。「第1条件」は、エンジンと駆動輪とがクラッチや手動変速機により切り離されたニュートラルでエンジンの回転数が上昇していると判断できる条件である。第1条件が成立すると、エンジンの負荷率を低下させることにより、エンジンの回転数の更なる上昇を抑制することができる。そして、制御装置は、その後に、エンジンの回転数と車速との速度比の単位時間当たりの変化量である速度比変化率の絶対値が所定値以下の状態が第2時間に亘って継続した条件と、速度比が手動変速機の各変速段に対応する各変速比範囲のうちの何れかに含まれる状態が第3時間に亘って継続した条件と、のうちの少なくとも1つを含む第2条件が成立すると、エンジンの負荷率を緩変化処理により増加させる。「第2条件」は、ニュートラルが解消した(エンジンと駆動輪とがクラッチや手動変速機を介して接続された)可能性があると判断できる条件である。第2条件が成立すると、エンジンの負荷率を緩変化処理により増加させることにより、エンジンの負荷率を急峻に増加させるものに比して、実際にはニュートラルが継続していた場合(エンジンと駆動輪とが接続されておらずに、一時的に第2条件が成立しただけの場合)に、第1条件が極短時間で再成立するのを抑制し、エンジンの負荷率を極短時間で再低下させるのを抑制することができる。即ち、エンジンの負荷率や回転数の頻繁なハンチングを抑制することができる。
【0009】
こうした本発明の車両において、前記制御装置は、アクセルオフのときにおいて、前記第1条件が成立すると、前記エンジンの回転数が所定回転数以上のときには、前記エンジンの負荷率を前記第1条件が成立する前の第1負荷率よりも小さい第2負荷率にし、前記エンジンの回転数が前記所定回転数未満のときには、前記エンジンの負荷率を前記第1負荷率よりも小さく且つ前記第2負荷率よりも大きい第3負荷率にし、前記第2条件が成立すると、前記エンジンの負荷率を前記第2負荷率または前記第3負荷率から前記第1負荷率に向かって前記緩変化処理により増加させるものとしてもよい。したがって、第1条件が成立した後で且つ第2条件が成立する前において、エンジンの回転数が所定回転数未満のときには、エンジンの負荷率を第3負荷率にするから、エンジンの回転数に拘わらずにエンジンの負荷率を第2負荷率にするものに比して、エンジンストールが生じるのを抑制することができる。
【0010】
本発明の車両において、前記制御装置は、アクセルオフのときにおいて、前記第1条件が成立した後に前記第2条件が成立すると、前記第1条件の成立が解消したと判定し、前記第2条件が成立して前記エンジンの負荷率を前記緩変化処理により増加させている最中に、前記第2条件が成立しなくなり且つその後に前記第1条件が再成立すると、前記エンジンの負荷率を再低下させるものとしてもよい。こうすれば、エンジンの負荷率や回転数の変動をより抑制することができる。
【0011】
本発明の車両において、前記制御装置は、アクセルオフのときにおいて、前記第1条件が成立すると、前記第1条件が成立する前に比して前記エンジンの燃料カット許可回転数を増加させるものとしてもよい。こうすれば、エンジンの燃料カットが行なわれるのを抑制することができる。
【0012】
この場合、前記制御装置は、アクセルオフのときにおいて、前記第1条件の成立が解消してから第4時間が経過していないときには、前記燃料カット許可回転数を保持し、前記第1条件の成立が解消してから前記第4時間が経過すると、前記燃料カット許可回転数を低下させるものとしてもよい。こうすれば、第1条件の成立が解消したときに直ちに燃料カット許可回転数を低下させるものに比して、第1条件の成立が解消した直後にエンジンの燃料カットが行なわれるのを抑制することができる。この場合、前記制御装置は、前記第1条件が成立した後に前記第2条件が成立すると、前記第1条件の成立が解消したと判定するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0013】
本発明の一実施例としての自動車20の構成の概略を示す構成図である。
エンジン22の構成の概略を示す構成図である。
電子制御ユニット50により実行される下限負荷率設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
電子制御ユニット50により実行される燃料カット許可回転数設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
アクセルオフされたときの、エンジン22の下限負荷率KLminや負荷率KL、回転数Ne、燃料カット復帰回転数Nfcr、燃料カット許可回転数Nfcp、速度比変化率ΔNV、車速V、燃料カットの有無、フラグF1,F2の様子の一例を示す説明図である。
変形例の下限負荷率設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【0015】
図1は、本発明の一実施例としての自動車20の構成の概略を示す構成図である。図2は、エンジン22の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車20は、マニュアルトランスミッション車(MT車)として構成されており、図1に示すように、エンジン22と、手動変速機30と、クラッチ40と、電子制御ユニット50とを備える。
【0016】
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。図2に示すように、エンジン22は、エアクリーナ122により清浄された空気を吸気管123に吸入してスロットルバルブ124を通過させると共に、吸気管123のスロットルバルブ124よりも下流側で燃料噴射弁126から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、エンジン22は、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室129に吸入し、吸入した混合気を点火プラグ130による電気火花により爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト23の回転運動に変換する。燃焼室129から排気バルブ131を介して排気管133に排出される排気は、浄化装置134を介して外気に排出される。浄化装置134は、排気中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する。このエンジン22は、電子制御ユニット50により運転制御されている。
【0017】
手動変速機30は、6段変速機として構成されており、図1に示すように、入力軸がクラッチ40を介してエンジン22のクランクシャフト23に接続されていると共に、出力軸が駆動輪DWにデファレンシャルギヤDGを介して連結された駆動軸DSに接続されている。この手動変速機30は、運転者のシフトレバー32の操作に応じて、前進第1速〜第6速の各変速段を形成したり、入力軸と出力軸との接続を解除したりする。
【0018】
クラッチ40は、エンジン22と手動変速機30の入力軸との間に設けられており、運転者によりクラッチペダル42が踏み込まれていないときには、係合状態となり、クラッチペダル42が踏み込まれると、スリップ係合状態や解放状態となる。
【0019】
電子制御ユニット50は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。この電子制御ユニット50は、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートを備える。図1や図2に示すように、電子制御ユニット50には、各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。
【0020】
電子制御ユニット50に入力される信号としては、エンジン22を運転制御するのに必要な信号を挙げることができる。この信号としては、例えば、エンジン22のクランクシャフト23の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランク角θcrや、エンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Twを挙げることができる。吸気バルブ128を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ131を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカム角θci,θcoも挙げることができる。スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルポジションセンサ124aからのスロットル開度THや、吸気管123に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa、吸気管123に取り付けられた温度センサ149からの吸気温Taも挙げることができる。排気管133に取り付けられた空燃比センサ135aからの空燃比AFや、排気管133に取り付けられた酸素センサ135bからの酸素信号O2も挙げることができる。
【0021】
また、電子制御ユニット50に入力される信号としては、イグニッションスイッチ51からイグニッション信号や、アクセルペダル53の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ54からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル55の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ56からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ58からの車速Vも挙げることができる。
【0022】
電子制御ユニット50からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号などが出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット50から出力される信号としては、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ124bへの制御信号や、燃料噴射弁126への制御信号、点火プラグ130への制御信号を挙げることができる。
【0023】
電子制御ユニット50は、クランクポジションセンサ140からのエンジン22のクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算したり、エンジン22の回転数Neの単位時間当たりの変化量としての回転数変化率ΔNeを演算したりしている。また、電子制御ユニット50は、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて、負荷率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算している。さらに、電子制御ユニット50は、エンジン22の回転数Neを車速Vで除して速度比NVを演算したり、速度比NVの単位時間当たりの変化量としての速度比変化率ΔNVを演算したりしている。
【0024】
こうして構成された実施例の自動車20では、電子制御ユニット50は、最初に、アクセルオンのときには、アクセル開度Accに基づいてエンジン22に要求される要求負荷率KLtagを設定すると共に、エンジン22の下限負荷率KLminに所定値KL0を設定する。ここで、所定値KL0としては、エンジン22を比較的低い回転数(例えば、1000rpmや1100rpm、1200rpmなど)でアイドル運転するのに要する負荷率KLとして定められ、例えば、14%や15%、16%などが用いられる。続いて、電子制御ユニット50は、エンジン22の要求負荷率KLtagを下限負荷率KLminで制限(下限ガード)して目標負荷率KL*を設定し、エンジン22が目標負荷率KL*に基づいて運転されるようにエンジン22の運転制御(吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など)を行なう。
【0025】
また、電子制御ユニット50は、アクセルオフのときには、エンジン22の下限負荷率KLminを目標負荷率KL*に設定し、エンジン22が目標負荷率KL*に基づいて運転されるようにエンジン22の運転制御を行なう。ここで、アクセルオフのときのエンジン22の下限負荷率KLminの設定方法については後述する。
【0026】
さらに、電子制御ユニット50は、アクセルオフのときにおいて、エンジン22の運転中にエンジン22の回転数Neが燃料カット許可回転数Nfcp以上に至ると、エンジン22の燃料カットを実行し(燃料噴射を停止し)、エンジン22の燃料カット中にエンジン22の回転数Neが燃料カット許可回転数Nfcpよりも低い燃料カット復帰回転数Nfcr以下に至ると、エンジン22の燃料カットを終了する(燃料噴射を再開する)。ここで、燃料カット許可回転数Nfcpの設定方法については後述する。燃料カット復帰回転数Nfcrとしては、例えば、850rpmや900rpm、950rpmなどが用いられる。
【0027】
次に、こうして構成された実施例の自動車20の動作、特に、アクセルオフのときの動作について説明する。図3は、電子制御ユニット50により実行される下限負荷率設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。図4は、電子制御ユニット50により実行される燃料カット許可回転数設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらのルーチンは、それぞれ、アクセルオフのときに繰り返し実行される。以下、図3の下限負荷率設定ルーチン、図4の燃料カット許可回転数設定ルーチンの順に説明する。
【0028】
図3の下限負荷率設定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50は、最初に、本ルーチンと並行して演算されるエンジン22の回転数Neや回転数変化率ΔNeを入力し(ステップS100)、入力したエンジン22の回転数Neを閾値Neref1と比較する(ステップS110)。そして、エンジン22の回転数Neが閾値Neref1未満のときには、電子制御ユニット50は、エンジン22の下限負荷率KLminに所定値KL1を設定して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。
【0029】
ここで、閾値Neref1は、エンジン22の下限負荷率KLmin(目標負荷率KL*)を所定値KL1よりも低下させるのを許容するか否かを判定するのに用いられる閾値であり、例えば、790rpmや800prm、810rpmなどが用いられる。所定値KL1としては、例えば、上述の所定値KL0と同一の値が用いられる。
【0030】
ステップS110でエンジン22の回転数Neが閾値Neref1以上のときには、電子制御ユニット50は、エンジン22の下限負荷率KLminを所定値KL1よりも低下させるのを許容すると判断し、エンジン22の回転数変化率ΔNeを用いて回転上昇条件が成立したか否かを判定する(ステップS120)。
(【0031】以降は省略されています)

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