以下、本発明の実施形態を図面に基づい� ��説明する。

 図1は本発明を適用する車両の一例を示す 概略構成を示す図である。なお、図1にはエ� �ジン1の1気筒の構成のみを示している。

 この例の車両には、エンジン(内燃機関)1、� ��動変速機200、クラッチ300、及び、ECU(Electroni c Control Unit)100などが搭載されており、そのE CU100で実行されるプログラムによって本発明� ��半クラッチ状態判定装置が実現される。
<エンジン>
 エンジン1は、例えば筒内直噴型4気筒ガソ� �ンエンジンであって、燃焼室1aを区画形成す るピストン1b及び出力軸であるクランクシャ� ��ト17を備えている。ピストン1bはコネクティ ングロッド18を介してクランクシャフト17に� �結されており、ピストン1bの往復運動がコネ クティングロッド18によってクランクシャフ� ��17の回転へと変換される。

 エンジン1のクランクシャフト17は、手動� ��速機200にクラッチ300介して連結可能となっ� ��おり、エンジン1からの動力を手動変速機200 を介して車両の駆動輪(図示せず)に伝達する� ��とができる。クラッチ300は、例えば乾式単� ��式の摩擦クラッチであって、クラッチ300が� ��放状態になることにより、エンジン1から手 動変速機200への動力伝達が遮断される。また 、クラッチ300が係合状態になることにより、 エンジン1からの動力を手動変速機200に伝達� �ることができる。

 クランクシャフト17には、外周面に複数� �突起(歯)19aを有するシグナルロータ19が取り� ��けられている。シグナルロータ19の側方近� �にはエンジン回転数センサ26が配置されてい る。エンジン回転数センサ26は、例えば電磁� ��ックアップであって、クランクシャフト17� �回転する際にシグナルロータ19の突起19aに対 応するパルス状の信号(出力パルス)を発生す� ��。

 エンジン1のシリンダブロック1cには、エ� ��ジン1の冷却水温を検出する水温センサ21が� ��置されている。エンジン1の燃焼室1aには点� ��プラグ3が配置されている。点火プラグ3の� �火タイミングはイグナイタ4によって調整さ� ��る。イグナイタ4はECU100によって制御される 。

 エンジン1の燃焼室1aには吸気通路11と排� �通路12とが接続されている。吸気通路11と燃� ��室1aとの間に吸気バルブ13が設けられており 、この吸気バルブ13を開閉駆動することによ� ��、吸気通路11と燃焼室1aとが連通または遮断 される。また、排気通路12と燃焼室1aとの間� �排気バルブ14が設けられており、この排気バ ルブ14を開閉駆動することにより、排気通路1 2と燃焼室1aとが連通または遮断される。これ ら吸気バルブ13及び排気バルブ14の開閉駆動� �、それぞれ、クランクシャフト17の回転が伝 達される吸気カムシャフト15及び排気カムシ� ��フト16の各回転によって行われる。

 吸気通路11には、エアクリーナ7、熱線式� ��エアフローメータ22、吸気温センサ23(エア� �ローメータ22に内蔵)、及び、エンジン1の吸� ��空気量を調整する電子制御式のスロットル� ��ルブ5が配置されている。スロットルバルブ 5はスロットルモータ6によって駆動される。� ��ロットルバルブ5の開度はスロットル開度セ ンサ27によって検出される。

 エンジン1の排気通路12には三元触媒8が配 置されている。三元触媒8の上流側の排気通� �12に空燃比センサ24が配置されている。空燃� ��センサ24は、空燃比に対してリニアな特性� �示すセンサである。また、三元触媒8の下流� ��の排気通路12には酸素センサ25が配置されて いる。酸素センサ25は、その出力値が理論空� ��比付近でステップ状に変化する、いわゆるZ 特性を示すセンサである。

 そして、エンジン1には、燃焼室1a内に燃料� ��直接噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)2が� ��気筒毎に設けられている。各気筒毎のイン� ��ェクタ2には、燃料供給装置によって高圧燃 料が供給され、その各インジェクタ2から燃� �を燃焼室1a内に直接噴射することにより、燃 焼室1a内で空気と燃料とが混合された混合気� ��形成され、点火プラグ3の点火に伴ってその 混合気が燃焼室1a内で燃焼される。この混合� ��の燃焼室1a内での燃焼によりピストン1bが往 復運動してクランクシャフト17が回転する。� ��上のエンジン1の運転状態はECU100によって制 御される。
<ECU>
 ECU100は、図2に示すように、CPU101、ROM102、RAM 103、バックアップRAM104、及び、後述する軌跡 長積算時に使用するカウンタなどを備えてい る。

 ROM102は、各種制御プログラムや、それら� ��種制御プログラムを実行する際に参照され� ��マップ等が記憶されている。CPU101は、ROM102� ��記憶された各種制御プログラムやマップに� ��づいて演算処理を実行する。RAM103は、CPU101� ��の演算結果や各センサから入力されたデー� ��等を一時的に記憶するメモリであり、バッ� ��アップRAM104は、エンジン1の停止時にその保 存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモ リである。

 これらCPU101、ROM102、RAM103、及び、バック� ��ップRAM104は、バス107を介して互いに接続さ� ��るとともに、入力インターフェース105及び� ��力インターフェース106と接続されている。

 入力インターフェース105には、水温セン� ��21、エアフローメータ22、吸気温センサ23、� ��燃比センサ24、酸素センサ25、エンジン回転 数センサ26、スロットル開度センサ27、アク� �ルペダルへの踏み込み量に応じた検出信号� �出力するアクセル開度センサ28、及び、車速 センサ29などの各種センサが接続されている� ��出力インターフェース106には、インジェク� ��2、点火プラグ3のイグナイタ4、及び、スロ� ��トルバルブ5のスロットルモータ6などが接� �されている。

 そして、ECU100は、上記した各種センサの検� ��信号に基づいて、インジェクタ2の噴射時期 制御及び点火プラグ3の点火時期制御などを� �むエンジン1の各種制御を実行する。さらに� ��ECU100は、下記の「アイドル回転数制御」、� ��び、「半クラッチ判定処理」を実行する。
<アイドル回転数制御>
 アイドル回転数制御は、エンジン1のアイド ル運転時に実行される制御であり、アイドル 運転時の実際のアイドル回転数が目標アイド ル回転数に一致するようにスロットルバルブ 5の開度を調整してエンジン1への吸入空気量� ��フィードバック制御する。

 具体的には、エンジン1の運転状態に基づ いてマップ等を参照して目標アイドル回転数 を算出するとともに、エンジン回転数センサ 26の出力信号から実際のアイドル回転数(エン ジン回転数)を読み込み、その実際のアイド� �回転数が目標アイドル回転数に一致するよ� �にスロットルバルブ5の開度を制御してエン� ��ン1への吸入空気量をフィードバック制御す る。

 また、ECU100は、ファーストアイドルを実� ��する場合もある。ファーストアイドルとは� ��例えば、エンジン1の冷却水温が予め定めら れた温度よりも低い場合(冷間時)に、通常(温 間時)よりもアイドル回転数を高く設定(例え� ��1220rpm)する制御のことである。

 さらに、ECU100は、ファーストアイドル中� ��、三元触媒8の早期活性化を目的として、触 媒暖機のための遅角制御を実施する場合もあ る。

 触媒暖機のための遅角制御では、上述した� ��うに、吸入空気量を多くするために点火時� ��を遅くしてトルクを低下させているので、� ��ラッチ300が半クラッチ状態であるときのフ� ��クションに耐え得るトルクを確保すること� ��できない。この点を考慮して、この例では� ��後述する半クラッチ判定処理により、エン� ��ン回転数低下発生時にクラッチ300が半クラ� ��チ状態であると判定した場合には、触媒暖� ��のための遅角制御を中断する。
<半クラッチ判定処理>
 まず、半クラッチ判定処理に用いるマップ� ��ついて説明する。

 この例に用いる半クラッチ判定マップは� ��予め実験によって採取したデータに基づい� ��作成している。その作成手順を以下に示す� ��

 (1)実験条件(図5参照)
  (a)[2気筒失火→3気筒失火]の繰り返し
  (b)2気筒失火+半クラッチ
  (c)3気筒失火
  (d)煩雑な半クラッチ操作
  (e)クラッチペダル最速操作
 (2)上記(a)~(e)の条件で実験を行い、エンジン 回転数Neの高周波成分の軌跡長と低周波成分� ��軌跡長とを採取した。

 具体的には、図3に示すように、エンジン 回転数センサ26の出力信号にLPF110にてフィル� ��処理(なまし処理)を施して、エンジン回転� �Neの高周波成分enesmhを抽出し、その高周波成 分enesmhを積算(線積分)して高周波成分の軌跡� ��を算出した。高周波成分の軌跡長の積算に� ��下記の式を用いた。

 高周波成分の軌跡長=前回軌跡長+|enesmh-前回 enesmh|
 ただし、データサンプリング周期を16msとし 、積算期間を1secとした。LPF110のカットオフ� �波数は61Hz(ファーストアイドル回転数=1220rpm� ��爆発1次成分に相当)とした。

 また、同様に、エンジン回転数センサ26� �出力信号にLPF120にてフィルタ処理(なまし処� ��)を施して、エンジン回転数Neの低周波成分e nesmlを抽出し、その低周波成分enesmlを積算(線 積分)して低周波成分の軌跡長を算出した。� �周波成分の軌跡長の積算には下記の式を用� �た。

 低周波成分の軌跡長=前回軌跡長+|enesml-前回 enesml|
 ただし、データサンプリング周期を16msとし 、積算期間を1secとした。また、LPF120のカッ� �オフ周波数は2Hz(クラッチペダル操作の周波� ��成分に相当)とした。

 (3)図5に示すように、低周波成分の軌跡長 を横軸、高周波成分の軌跡長を縦軸とするグ ラフ上に、(2)の処理で算出した高周波成分の 軌跡長及び低周波成分の軌跡長をプロットし 、そのプロットしたデータ群の分布及びエン ジンストールラインを考慮して半クラッチ判 定領域を決定し、半クラッチ判定マップを作 成した。この図5に示す半クラッチ判定マッ� �はECU100のROM102内に記憶しておく。

 次に、半クラッチ判定処理の具体的な例� ��図3及び図4を参照して説明する。図4の半ク� ��ッチ判定処理の制御ルーチンはECU100におい� ��所定時間(16ms)ごとに繰り返して実行される� ��

 この例の半クラッチ判定処理の制御ルー� ��ンは、所定の条件が成立したとき、つまり� ��車両停止(車速センサ29の出力信号に基づく� ��速が0km/h)中に、エンジン回転数Neの低下が� �生したときに開始される。

 ステップST1では、エンジン回転数Neの高� �波成分enesmhと低周波成分enesmlとを抽出する� �

 具体的には、図3に示すように、エンジン 回転数センサ26の出力信号に、LPF110(カットオ フ周波数:61Hz)にてフィルタ処理(なまし処理)� ��施してエンジン回転数Neの高周波成分enesmh� �抽出する。また、エンジン回転数センサ26の 出力信号に、LPF120(カットオフ周波数:2Hz)にて フィルタ処理(なまし処理)を施してエンジン� ��転数Neの低周波成分enesmlを抽出する。

 ステップST2では、カウンタecnelegのカウン ト値が13(200ms)以上であるか否かを判定し、そ の判定結果が否定判定である場合はステップ ST11に進む。

 ステップST11においては、ステップST1で抽 出した高周波成分enesmhを用いて、単位期間積 算値eneleghを下記の式にて算出する。

 enelegh←enelegh+|enesmh-前回enesmh|
 また、ステップST1で抽出した低周波成分enes mlを用いて、単位期間積算値eneleglを下記の式 にて算出する。

 enelegl←enelegl+|enesml-前回enesml|
 以上のステップST11の積算処理が終了すると 、カウンタecnelegのインクリメント(ecneleg←ecn eleg+1)を行う(ステップST12)。

 ここで、この例では、図6及び図7に示す� �うに、半クラッチ判定に用いる高周波成分� �軌跡長積算値enesumhの積算期間を1secとしてい る。ただし、積算期間(1sec)が経過するごとに 半クラッチ判定を行うのではなく、積算期間 (1sec)を5つの単位期間(200ms)に分割し、その単� ��期間(200ms)で積算した単位期間積算値enelegh� �よって高周波成分の軌跡長積算値enesumhを順� ��更新して半クラッチ判定を行う。また、低� ��波成分側についても、同様に、単位期間(200 ms)で積算した単位期間積算値eneleglによって� �周波成分の軌跡長積算値enesumlを順次更新し� ��半クラッチ判定を行う。

 従って、この例では、カウンタecnelegのカ ウント値が0からカウントアップされてカウ� �ト値が13(200ms)以上になるまでは、ステップST 1、ステップST11及びステップST12の処理が順次 繰り返して実行される。

 そして、カウンタecnelegのカウント値が13( 200ms)以上となった時点つまりステップST2の判 定結果が肯定判定となった時点でステップST3 に進む。

 ステップST3では、今回積算された単位期� ��積算値eneleghと、1回前の単位期間積算値enele gh1と、2回前の単位期間積算値enelegh2と、3回� �のenelegh3と、4回前の単位期間積算値enelegh4と から高周波成分の軌跡長積算値enesumhを求め� �(enesumh←enelegh+enelegh1+enelegh2+enelegh3+enelegh4)。

 また、低周波成分側についても同様に、� ��回積算された単位期間積算値eneleglと、1回� �の単位期間積算値enelegl1と、2回前の単位期� �積算値enelegl2と、3回前の単位期間積算値enele gl3と、4回前の単位期間積算値enelegl4とから低 周波成分の軌跡長積算値enesumlを求める(enesuml ←enelegl+enelegl1+enelegl2+enelegl3+enelegl4)。

 なお、ステップST4で求めた高周波成分の� ��跡長積算値enesumh及び低周波成分の軌跡長積 算値enesumlは、次回の単位期間積算値enelegh,ene leglの積算が完了するまで記憶保持される。

 次に、ステップST4では、単位期間積算値e nelegh,eneleglの更新処理を行う。その具体的な� ��理を高周波成分側を例にとって、図6を参照 して説明する。なお、この図6の処理説明は� �号のみで行う。

 まず、図6(A)の状態から、4回前のenelegh4を 破棄する。次に、図6(B)に示すように、3回前� ��enelegh3を4回前のenelegh4とし(enelegh4←enelegh3)� �2回前のenelegh2を3回前のenelegh3とし(enelegh3←en elegh2)、1回前のenelegh1を2回前のenelegh2とする(e nelegh2←enelegh1)という更新処理を行い、さら� �、eneleghを0にする(enelegh←0)という更新処理� �行う。そして、図6(C)に示すように、次回のe neleghの積算が完了した時点で、そのeneleghを� �えて高周波成分の軌跡長積算値enesumhを求め� ��。

 なお、低周波成分側についても、同様に� ��[enelegl4←enelegl3,enelegl3←enelegl2,enelegl2←eneleg l1,enelegl←0]の更新処理を行う。

 ステップST4の処理が終了すると、カウン� ��ecnelegをクリア(ecneleg←0)する(ステップST5)。

 なお、以上のステップST2~ST5、ステップST1 1~ST12の処理は図3に示す積算処理部130,140で実� ��される。

 そして、ステップST6において、ステップS T3で算出した高周波成分の軌跡長積算値enesumh と低周波成分の軌跡長積算値enesumlとを、図5� ��示す半クラッチ判定マップにプロットし、� ��のプロット点が半クラッチ判定領域内に入� ��ているか否かを判定し、プロット点が半ク� ��ッチ判定領域内に入っている場合、エンジ� ��回転数Neが低下した要因が半クラッチであ� �と判定する。

 さらに、ステップST6では、半クラッチ判� ��継続時間が10sec以内であるか否かを判定し� �おり、半クラッチ判定(半クラッチ判定領域� ��)で、かつ、半クラッチ判定継続時間ecmclが1 0sec以内である場合(ステップST6の判定結果が� ��定判定である場合)、半クラッチ判定を継続 するとともに、半クラッチ判定継続時間ecmcl� ��16msを加算する(ステップST7)。なお、半クラ� ��チ判定継続中に、車速センサ29により車速� �検出されたときには、発進操作によって正� �く半クラッチ操作が行われたと判断して、� �の制御ルーチンを一旦終了する。

 一方、半クラッチ判定マップにプロット� ��た点が半クラッチ判定領域外である場合、� ��ンジン回転数Neが低下した要因が半クラッ� �でないと判定する(ステップST8)。また、ステ ップST6の判定結果が半クラッチ判定であって も、半クラッチ判定継続時間ecmclが10secを超� �ている場合は、半クラッチ判定を取り下げ� �、半クラッチ判定継続時間ecmclを「0」にす� �(ステップST8)。

 なお、半クラッチ判定継続時間ecmclが10sec を超えた場合には、半クラッチ操作以外の要 因によってエンジン回転数Neが低下したと判� ��する。ここで、半クラッチ判定継続時間ecmc lは10secに特定されず、一般的に運転操作では 考え難い、十分に長い時間であればよい。以 上のステップST6~ST8は図3の判定処理部150で実� ��される。

 以上のように、この例の半クラッチ判定処� ��によれば、エンジン回転数Neの高周波成分� �軌跡長と低周波成分の軌跡長との関係から� �ラッチ300が半クラッチ状態であるか否かを� �定しているので、クラッチペダルのストロ� �クを検出するストロークセンサ等を用いる� �となく、車両停車中に半クラッチ状態を判� �することが可能になる。
[他の実施形態]
 以上の例では、半クラッチ判定マップを用� ��てクラッチ300の半クラッチ状態を判定して� ��るが、本発明はこれに限られることなく、� ��周波成分の軌跡長と低周波成分の軌跡長と� ��軌跡長比[高周波成分の軌跡長/低周波成分� �軌跡長]を用いて半クラッチ状態を判定する� ��うにしてもよい。この場合の判定処理につ� ��て説明する。

 まず、エンジン回転数Neの低下が発生し� �ときに、その低下要因がエンジン1のクラッ� ��操作である場合、図8に示すように、軌跡長 比[高周波成分の軌跡長/低周波成分の軌跡長] は小さい。

 一方、エンジン回転数Neが低下した要因� �燃焼悪化(失火)である場合、その燃焼悪化の 度合に応じて高周波成分が強くなる。高周波 成分が強くなると、高周波成分の軌跡長が長 くなって、軌跡長比[高周波成分の軌跡長/低� ��波成分の軌跡長]が、半クラッチ操作時より も大きくなる。この点を考慮し、半クラッチ 状態と燃焼悪化状態とを判別する判定値を設 定すれば、その判定値以下(高周波成分の軌� �長/低周波成分の軌跡長≦判定値)である場合 は半クラッチ状態であると判定することがで きる。

 このように軌跡長比を用いて半クラッチ� ��定を行う場合も、図4に示したフローチャー トと同様な処理によって半クラッチ状態を判 定することができる。ただし、図4のステッ� �ST6の判定条件「半クラッチ判定領域内」を� �「高周波成分の軌跡長/低周波成分の軌跡長� ��判定値」に変更する。

 なお、図8に示す判定値については、例え ば、図5の半クラッチ判定マップを作成する� �合と同様な条件・手法で高周波成分の軌跡� �及び低周波成分の軌跡長を採取し、それら� �周波成分の軌跡長及び低周波成分の軌跡長� �基づいて、半クラッチ状態と燃焼悪化状態� �を判別できるような値を経験的に求めて設� �すればよい。

 以上の例では、筒内直噴4気筒ガソリンエ ンジンに本発明を適用した例を示したが、本 発明はこれに限られることなく、例えば筒内 直噴6気筒ガソリンエンジンなど、他の任意� �気筒数の筒内直噴ガソリンエンジンにも適� �可能である。また、筒内直噴ガソリンエン� �ンに限られることなく、ポート噴射型ガソ� �ンエンジンにも本発明を適用することがで� �る。

 なお、本発明は、その精神または主要な� ��徴から逸脱することなく、他の様々な形で� ��施することができる。そのため、上述の実� ��形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、� ��定的に解釈してはならない。本発明の範囲� ��特許請求の範囲によって示すものであって� ��明細書本文には、なんら拘束されない。さ� ��に、特許請求の範囲の均等範囲に属する変� ��や変更は、全て本発明の範囲内のものであ� ��。