JP2017057829A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドグクラッチを用いた有段変速機における変速時のダボ当たり現象を考慮して燃料カット制御を実行することができる燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥおよび有段式の変速機ＴＭを備えるパワーユニットＰに適用されると共に、変速機ＴＭの変速時に燃料噴射装置１１の燃料カット制御を実施する燃料カット制御部３と、変速機ＴＭの変速状態を判定する変速状態検知部７とを有する燃料噴射制御装置において、燃料カット制御部３が、変速状態検知部７で検出される変速状態に応じて燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値を変更する。変速機ＴＭが、ダボとダボ孔からなるドグクラッチの断接により複数の変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲから任意の１組を選択するドグクラッチ式変速機であり、前記変速状態を、変速時にダボが変速ギヤの側壁に当たる状態が継続されるダボ当たり時間Ｔｄ１，Ｔｄ２の長さとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料噴射制御装置に係り、特に、変速時のエンジン回転数の吹け上がり現象を防ぐために燃料カット制御を実行する燃料噴射制御装置に関する。

従来から、エンジンの動力をクラッチを介して有段変速機に伝達するパワーユニットに適用される燃料噴射装置において、減速時や変速時の所定条件が満たされた時に自動的に燃料噴射をカットする技術が知られている。

特許文献１には、スロットル全閉の減速時には燃料カットのタイミングを遅らせて減速感が強くなりすぎることを回避すると共に、スロットルを開いてのシフトアップ変速時には、クラッチの締結状態に応じて燃料カットを遅らせるタイミングを変更することでエンジン回転数の吹け上がりを回避するようにした燃料噴射制御装置が開示されている。

特開２００５−１６３７５９号公報

ここで、シフトドラムを用いたシーケンシャル式有段変速機においては、隣接する変速ギヤ間に設けられた複数のダボ（突起）およびこれに対応するダボ孔からなるドグクラッチを断接することで、複数の変速ギヤ対から任意の１組を選択する構造が適用される。

このドグクラッチを適用した変速機では、変速時にダボが変速ギヤの側壁に当たってダボ孔に入らない、いわゆる「ダボ当たり」が生じて、変速開始から変速完了までの時間が平常時より長くなってしまうことがある。

特許文献１に記載された技術では、燃料カット制御を実行するにあたり、クラッチの締結状態を考慮するものの、「ダボ当たり」による変速時間の変動による影響に関しては検討されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ドグクラッチを用いた有段変速機における変速時のダボ当たり現象を考慮して燃料カット制御を実行することができる燃料噴射制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、エンジン（Ｅ）および有段式の変速機（ＴＭ）を備えるパワーユニット（Ｐ）に適用されると共に、前記変速機（ＴＭ）の変速時に燃料噴射装置（１１）の燃料カット制御を実施する燃料カット制御部（３）と、前記変速機（ＴＭ）の変速状態を判定する変速状態検知部（７）とを有する燃料噴射制御装置において、前記燃料カット制御部（３）が、前記変速状態検知部（７）で検出される変速状態に応じて、前記燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値を変更するように構成されている点に第１の特徴がある。

また、前記変速機（ＴＭ）が、ダボとダボ孔からなるドグクラッチの断接により複数の変速ギヤ対（Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ）から任意の１組を選択するドグクラッチ式変速機であり、前記変速状態は、変速時に前記ダボが変速ギヤの側壁に当たる状態が継続されるダボ当たり時間（Ｔｄ１，Ｔｄ２）の長さである点に第２の特徴がある。

また、前記変速機（ＴＭ）のシフトドラム（７０）の回動角度を検知するシフトドラムポジションセンサ（８７）と、前記シフトドラム（７０）を回動させるシフトスピンドル（８２）の回動角度を検知するシフトスピンドルポジションセンサ（８８）とを備え、前記ダボ当たり状態にあるか否かの判定は、前記シフトドラムポジションセンサ（８７）の出力信号と前記シフトスピンドルポジションセンサ（８８）の出力信号との比較によって行われる点に第３の特徴がある。

また、前記燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値は、現在のエンジン回転数（Ｎｅ）とシフトアップ変速後のギヤにおける目標エンジン回転数（ＮｅＮ）との回転数差（ΔＮｅ）である点に第４の特徴がある。

また、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ２）が長い場合には、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ１）が短い場合に比して、前記回転数差（ΔＮｅＡ，ΔＮｅＢ）を小さく設定する点に第５の特徴がある。

また、前記燃料カット制御部（３）は、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ１，Ｔｄ２）が予め設定した最大ダボ当たり時間（Ｔｃ）を超えることで、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ２）が長いと判定する点に第６の特徴がある。

さらに、前記燃料カット制御部（３）は、燃料カット制御を開始してからの継続時間が予め設定した最短カット時間（Ｔａ）を超えた場合に、前記ダボ当たり状態か否かを判定し、前記回転数差（ΔＮｅ）以下でダボ当たり状態でない場合に前記燃料カット制御を終了する時間（Ｔｄ２）が長いか否かの判定を行う点に第７の特徴がある。

第１の特徴によれば、前記燃料カット制御部（３）が、前記変速状態検知部（７）で検出される変速状態に応じて、前記燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値を変更するように構成されているので、変速機の変速状態にかかわらず、変速時の変速ショックやエンジン回転数の吹け上がりを防ぐことが可能となる。

第２の特徴によれば、前記変速機（ＴＭ）が、ダボとダボ孔からなるドグクラッチの断接により複数の変速ギヤ対（Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ）から任意の１組を選択するドグクラッチ式変速機であり、前記変速状態は、変速時に前記ダボが変速ギヤの側壁に当たって前記ダボ孔に入らないダボ当たり状態が継続されるダボ当たり時間（Ｔｄ１，Ｔｄ２）の長さであるので、変速時のダボ当たり時間の長短にかかわらず、変速時の変速ショックやエンジン回転数の吹け上がりを防ぐことが可能となる。

第３の特徴によれば、前記変速機（ＴＭ）のシフトドラム（７０）の回動角度を検知するシフトドラムポジションセンサ（８７）と、前記シフトドラム（７０）を回動させるシフトスピンドル（８２）の回動角度を検知するシフトスピンドルポジションセンサ（８８）とを備え、前記ダボ当たり状態にあるか否かの判定は、前記シフトドラムポジションセンサ（８７）の出力信号と前記シフトスピンドルポジションセンサ（８８）の出力信号との比較によって行われるので、２つのセンサを用いてダボ当たり状態を精度よく検知することができる。また、エンジンやクラッチの制御に用いるために元々備えられているセンサを用いるため、新たなセンサを設ける必要がない。

第４の特徴によれば、前記燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値は、現在のエンジン回転数（Ｎｅ）とシフトアップ変速後のギヤにおける目標エンジン回転数（ＮｅＮ）との回転数差（ΔＮｅ）であるので、燃料カット制御を終了する条件が、エンジン回転数センサの出力および変速マップから導出された値に基づく演算で求められることとなり、燃料カットを終了する制御の精度を高めることが可能となる。

第５の特徴によれば、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ２）が長い場合には、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ１）が短い場合に比して、前記回転数差（ΔＮｅＡ，ΔＮｅＢ）を小さく設定するので、ダボ当たり時間が長くなったことに応じて燃料カット制御の終了タイミングを遅らせることが可能となり、これにより、シフトドラムの回動動作に変速クラッチを連動させるパワーユニットにおいて、変速クラッチがまだ切断された状態で燃料カット制御が終了して、変速途中でエンジン回転数が吹け上がってしまうことを避けることが可能となる。

第６の特徴によれば、前記燃料カット制御部（３）は、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ１，Ｔｄ２）が予め設定した最大ダボ当たり時間（Ｔｃ）を超えることで、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ２）が長いと判定するので、エンジン回転数を低下させすぎることなく変速を行うことができる。

第７の特徴によれば、前記燃料カット制御部（３）は、燃料カット制御を開始してからの継続時間が予め設定した最短カット時間（Ｔａ）を超えた場合に、前記ダボ当たり状態か否かを判定し、前記回転数差（ΔＮｅ）以下でダボ当たり状態でない場合に前記燃料カット制御を終了する時間（Ｔｄ２）が長いか否かの判定を行うので、回転差数と嵌合状態により適切に変速することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置を適用するパワーユニットの断面図である。 変速機の変速機構の断面図である。 ＥＣＵおよびその周辺機器の構成を示すブロック図である。 通常時ΔＮｅテーブルおよびダボ当たり時ΔＮｅテーブルである。 燃料カット制御の流れを示すタイムチャートである（ダボ当たりなし）。 燃料カット制御の流れを示すタイムチャートである（ダボ当たりに伴う吹け上がり発生時） 燃料カット制御の流れを示すタイムチャートである（本願制御適用時） 本実施形態に係る燃料カット制御の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置を適用するパワーユニットＰの断面図である。図中の４方向矢印は、パワーユニットＰを搭載する車両の方向に対応する。

パワーユニットＰは、４サイクル単気筒のエンジンＥと、前進５段後進１段の電動チェンジ式有段変速機ＴＭとを有する。クランクシャフト４２と変速機ＴＭとの間には、エンジン回転数Ｎｅが所定値を超えるまで駆動力を伝達しない遠心クラッチからなる発進クラッチ４７と、変速モータ７８により駆動される変速機構Ｃ（図２参照）の動作に連動して駆動力伝達を断接する変速クラッチ５３とが設けられ、これにより、手動によるクラッチ操作を不要とした発進および変速動作が可能とされる。変速クラッチ５３には、変速機構Ｃに連動して変速クラッチ５３を断接操作するためのクラッチ操作アーム２５が接続されている。

エンジンＥのシリンダブロック３６に埋設されるスリーブ３７には、ピストン３８が摺動自在に収納されている。ピストン３８は、ピストンピン３９によってコンロッド４０の一端に軸支されており、コンロッド４０の他端は、クランクピン４１を介してクランクシャフト４２に軸支されている。シリンダブロック３６の上部には、吸気バルブ機構２８および排気バルブ機構２７が収納されたシリンダヘッド２９が取り付けられている。

シリンダヘッド２９の吸気ポート３２の上流側には、燃料噴射装置としてのインジェクタ３４およびスロットルバルブ３５を有するスロットルボディ３３が取り付けられている。一方、排気ポート３０の下流側には、マフラに連結される排気管３１が取り付けられている。吸排気バルブを駆動するロッカーアームの上部には、シリンダヘッドカバー２６が取り付けられている。

クランクシャフト４２は、クランクケース４３に設けられた軸受４４，４５によって軸支されている。クランクシャフト４２の図示右端部には、ボルト４８によってＡＣジェネレータ４９が固定されている。スタータモータ４６の動力は、軸受４５とＡＣジェネレータ４９との間に位置するギヤを介してクランクシャフト４２に伝達される。

クランクケース４３の図示左方にはクラッチカバー４６が設けられており、クランクシャフト４２の図示左端部には発進クラッチ４７が取り付けられている。発進クラッチ４７は、クランクシャフト４２が所定回転を超えると、その回転動力を変速機のメインシャフト５２に伝達する。軸受５０，５１で軸支されるメインシャフト５２に入力された動力は、カウンタシャフト５４との間に設けられた変速ギヤ対によって減速される。

軸受５５，５６で軸支されるカウンタシャフト５４には、図示左側から、２速従動ギヤＧ２、リバース従動ギヤＧＲ、１速従動ギヤＧ１、３速従動ギヤＧ３、４速従動ギヤＧ４、５速従動ギヤＧ５が配設されており、軸方向に摺動可能な変速スリーブ５７等の動作に応じて、動力を伝達する変速ギヤ対が切り換わるように構成されている。

そして、所定の変速ギヤ対で減速された動力は、カウンタシャフト５４の図示右端部に取り付けられた駆動側出力ギヤ５８から従動側出力ギヤ５９を介して、軸受６０，６１によって回転自在に軸支された最終出力軸６２に伝達される。最終出力軸６２の前側端部６２ａは、車両の前側プロペラシャフト１１と連結され、一方、最終主力軸６２の後側端部６２ｂは、後側プロペラシャフト１３と連結されている。

図２は、変速機ＴＭの変速機構Ｃの断面図である。中空円筒状のシフトドラム７０は、クランクケース５２に対して回転自在に軸支されている。シフトドラム７０は、動力伝達装置Ｔの軸方向と平行に配設されている。シフトドラム７０を回動させるためのシフトフォーク７１，７２，７３は、フォークシャフト７４に対して軸方向にスライド可能に支持されている。シフトドラム７０の外周面には、シフトフォーク７１，７２，７３の下端部に形成された円柱状の突起が係合するリード溝７５，７６，７７が形成されている。これにより、シフトドラム７０が回動されると、３個のシフトフォークの先端部によって、歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲの隣り合うギヤ間に設けられるドグクラッチの噛合状態が変更される。

シフトドラム７０の回動動作は、変速制御部（図３参照）によって駆動制御される変速モータ７２によって行われる。変速モータ７８の回転駆動力は、出力軸７９から中間ギヤ８０および扇型ギヤ８１を介してシフトスピンドル８２に伝達される。シフトスピンドル８２には板状のシフトアーム８６が固定されており、該シフトアーム８６が所定角度だけ正逆回転の一往復動を行うと、チェンジ送り機構８３を介してシフトドラム７０が一方向に所定角度だけ回動するように構成されている。

また、シフトスピンドル８２には、変速クラッチ５４（図１参照）を操作するためのクラッチ操作アーム２５が固定されている。これにより、変速クラッチ５４は、シフトスピンドル８２が回動することで切断方向に駆動され、シフトスピンドル８２が初期位置に戻る動作に連動して接続方向に駆動されることとなる。

チェンジ送り機構８３とシフトドラム７０との間には、ロストモーション機構８９が設けられている。ロストモーション機構８９は、シフトスピンドル８２を回動させてもドグクラッチのダボがダボ孔に入らない「ダボ当たり」が生じているためにシフトドラム７０が所定位置まで回動できない場合に、変速モータ７８を保護するための機構である。具体的には、「ダボ当たり」が生じた場合に、シフトスピンドル８２の回動動作をばね部材で吸収しておき、ダボがダボ孔に入る位置まで変速ギヤが回転したときにばね部材の付勢力によって残りの回動動作が行われるように構成されている。

シフトドラム７０に回動不能に固定されたドラムセンタ８４は、シフトドラム７０の所定回動位置の切り換え動作に節度を与える機能を有する。シフトスピンドル８２とガイドピン８５との間には、シフトアーム８６を初期位置に戻す付勢力を与える戻しばね９０が係合されている。

シフトドラム７０の図示右端部には、シフトドラム７０の回動位置に基づいて現在の変速段を検出する回転角度検知スイッチとしてのシフトドラムポジションセンサ８７が設けられており、シフトスピンドル８２の右端部には、回転角度センサとしてのシフトスピンドルポジションセンサ８８が設けられている。シフトドラムポジションセンサ８６は、所定変速段に対応する所定回動位置にあるときにのみその回動位置を出力する多接点スイッチであり、変速段間の中間位置ではセンサ出力がないように構成されている。

これにより、シフトスピンドルポジションセンサ８８によってシフトスピンドルが所定角度回動したことが検知されても、シフトドラムポジションセンサ８７において次段ギヤに対応するセンサ出力がない場合は、「ダボ当たり」が発生していると推測検知することができる。また、その後にシフトドラムポジションセンサ８７から次段ギヤに対応するセンサ出力があると、「ダボ当たり」が解消されて次段ギヤへの変速が完了したことが検知されることとなる。

図３は、制御部としてのＥＣＵ１およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。なお、本発明に係る燃料噴射制御装置は、狭義において燃料噴射制御部１２を指すほか、広義においてＥＣＵ１およびその周辺機器を含む全体を指すこともある。

ＥＣＵ１は、特に、スロットルが開いた状態でのシフトアップ変速時において、シフトスピンドル８２の回動に伴って変速クラッチ５４が切れた瞬間にエンジン回転数Ｎｅが吹け上がってしまうことを防ぐため、所定のタイミングで燃料カット制御を実行するように構成されている。燃料カット制御は、燃料噴射装置１１からの燃料噴射を所定期間の間停止する、または、噴射を間引いて噴射量を低下させることで実行される。

本願発明は、上記した燃料カット制御を終了して燃料噴射を再開する際に、「ダボ当たり」により変速クラッチ５４の接続が遅れていると、まだ変速クラッチ５４が切断された状態で燃料噴射が再開されて、変速途中でエンジン回転数Ｎｅの吹け上がりが発生してしまうという課題を解決するものである。

ＥＣＵ１には、所定時間を計測するタイマ２、燃料噴射装置１１を駆動制御する燃料噴射制御部１２、シフトスピンドルポジションセンサ８８およびシフトドラムポジションセンサ８７の出力信号に基づいて変速機ＴＭの変速状態を検知する変速状態検知部７、所定のタイミングで変速モータ７８を駆動して変速機ＴＭの変速を行う変速制御部６が含まれる。

変速制御部６は、エンジン回転数Ｎｅを検知するＮｅセンサ８、車両の速度を検知する車速センサ９、スロットルポジションセンサ１０からのセンサ信号および変速状態検知部７からの情報に基づいて変速モータ７８を駆動制御する。前記したように、変速モータ７８に連結されたシフトスピンドル８２の回動動作に伴って変速クラッチ５３が切断され、スムーズな変速動作が可能となる。なお、本実施形態に係る変速機ＴＭは、予め定められた変速マップに基づいて自動的に変速動作を行うオートマチック制御を前提とするが、シフト操作スイッチを備えて乗員によるシフト要求の介入を受け付けるセミオートマチック制御としてもよい。

燃料噴射制御部１２は、エンジン回転数Ｎｅを検知するＮｅセンサ８、車両の速度を検知する車速センサ９、スロットルポジションセンサ１０からのセンサ信号および変速状態検知部７からの情報に基づいて燃料噴射装置１１を駆動制御する。

燃料噴射制御部１２には、所定のタイミングで燃料カット制御を行う燃料カット制御部３が含まれる。本実施形態における燃料カット制御は、1変速前ギヤポジションが１〜４速であり、2シフトアップ指令があり（オートマチック制御の場合は変速マップに基づく変速タイミングに至ったこと）、3スロットル開度が所定値以上であり、4エンジン回転数Ｎｅが所定値以上であること、からなる燃料カット開始条件が成立することで実行される。

燃料カット制御部３には、通常時（ダボ当たりの発生がないとき）に燃料カット制御を終了するタイミングを決定するためのパラメータであるΔＮｅＡを導出する通常時ΔＮｅテーブル４と、ダボ当たり時に燃料カット制御を終了するタイミングを決定するためのパラメータであるΔＮｅＢを導出するダボ当たり長い時ΔＮｅテーブル５とが含まれる。本実施形態では、２つのテーブル４，５を用いることで、通常時およびダボ当たり発生時のいずれの場合にも対応してエンジン回転数Ｎｅの吹け上がりを防ぐことを可能とする。

図４は、（ａ）通常時ΔＮｅテーブル４と、（ｂ）ダボ当たり長い時ΔＮｅテーブル５である。本実施形態では、燃料カット制御を伴うシフトアップ時に、通常時ΔＮｅテーブル４を用いてΔＮｅＡを導出すると共に、ダボ当たり長い時ΔＮｅテーブル５を用いてΔＮｅＢを導出しておき、ダボ当たりが発生した場合はΔＮｅＢを適用し、ダボ当たりが発生しなかった場合はΔＮｅＡを適用して、燃料カット制御の終了タイミングを決定するように構成されている。両テーブルは、横軸のパラメータである後輪車速Ｎｅ換算値ＮＥＲＲ（後輪回転数と変速比とから算出されるエンジン回転数）が同じ場合（例えば、ＮＥＲＲ１）に、通常時ΔＮｅテーブル４で導出されるΔＮｅＡより、ダボ当たり長い時Ｎｅテーブル５で導出されるΔＮｅＢの方が小さくなるように設定されている。すなわち、ダボ当たり時間が長い場合には、ダボ当たり時間が短い場合に比して判定しきい値としての回転数差が小さく設定されることとなる。

以下、図５〜７のタイムチャートを参照して、燃料カット制御の流れを説明する。このタイムチャートには、上から順に、シフトアップ指令確定フラグ（０または１）、次段ギヤシフトドラムポジション信号（オンまたはオフ）、エンジン回転数Ｎｅ、燃料カット（オンまたはオフ）、シフトスピンドル角度（初期位置〜最大角度）を示す。ここでは、２速→３速にシフトアップする場合の例を示す。

時刻ｔ＝０では、２速ギヤでスロットル開度が所定値以上の加速中である。このとき、シフトアップ指令確定フラグは０（ゼロ）、３速ギヤのシフトドラムポジション信号はオフ（２速ギヤが選択されているため）、燃料カットはオフ、シフトスピンドル角度は初期位置にある。

次に、時刻ｔ１で、シフトアップ指令確定フラグが１になることで、燃料カット制御の開始条件がすべて満たされると、燃料カット制御が開始されると共に、シフトスピンドル８２が回動を開始する。また、このタイミングでΔＮｅＡの導出も行われる。ここでは、本願制御に係るΔＮｅＢの導出はないものと仮定する。

時刻ｔ２では、シフトスピンドル角度が最大角度に到達し、時刻ｔ３では３速ギヤのシフトドラムポジション信号がオンに切り換わる。そうすると、時刻ｔ２からｔ３の間は、短い時間（ダボ当たり時間Ｔｄ１）ながらダボ当たりが生じていたと推測検知することができる。

そして、時刻ｔ３では、シフトドラム７０の回動動作が完了したことに伴って、シフトスピンドル８２を初期位置に戻す制御が開始される。本実施形態では、シフトスピンドル８２が回動を開始する時刻ｔ１から、シフトスピンドル８２が初期位置に戻る時刻ｔ７までを変速時間Ｔｈとする。

シフトスピンドル８２は、変速時間Ｔｈを短縮するため、時刻ｔ１から最大角度に至る時刻ｔ２まで最大速度で回動する。一方、最大角度から初期位置に戻す際には、変速時間Ｔｈの短縮と変速ショックの低減を両立するため、変速クラッチ５３の半クラッチ領域が始まる時刻ｔ４まで最大速度で回動した後、半クラッチ領域においては回動速度を低下させて徐々に変速クラッチ５３を接続する制御を実行する。

この図の例では、時刻ｔ３〜ｔ４の間は最大速度で回動し、時刻ｔ４〜ｔ６の間は低い速度で回動させる。このとき、燃料カット制御は、エンジン回転数Ｎｅが低下してきて、エンジン回転数Ｎｅ（太実線）と次段ギヤ目標ＮｅＮ（細一点鎖線）との差がΔＮｅＡとなった時点で終了となる。そうすると、すでに半クラッチ領域に入っている時刻ｔ５から燃料噴射が再開されることとなり、エンジン回転数Ｎｅがスムーズに低下することとなる。さらに、変速クラッチ５３が接続状態となる時刻ｔ６からシフトスピンドル８２が初期位置に戻る時刻ｔ７までの間は、予め定められた変速時間Ｔｈに合わせて変動する所定速度で回動される。

図６は、ダボ当たりが発生したために変速途中でエンジン回転数Ｎｅが吹け上がる場合の流れを示す。ダボ当たりが発生したか否かの判定は、予め定められた所定値との比較によって行われる。図５に示したダボ当たり時間Ｔｄ１の長さでは、エンジン回転数Ｎｅが吹け上がるという問題が生じないので、ダボ当たりはないものと判定される。図６の例では、ダボ当たり時間Ｔｄ２が所定値より長いため、ダボ当たりが発生した（ダボ当たり時間が長い）と判定される。

図６の例では、時刻ｔ１１で燃料カットが開始されると共に、シフトスピンドル８２の回動が開始された後、ダボ当たり時間Ｔｄ２が長くなったためにエンジン回転数Ｎｅが吹け上がってしまう。これは、時刻ｔ１１で導出されるΔＮｅＡが図５の例と同値であるため燃料カット制御が時刻ｔ１３で終了する（燃料噴射が再開される）のに対し、ダボ当たり状態が時刻ｔ１４まで継続されるため変速クラッチ５３が切断されたままだからである。すなわち、変速クラッチ５３が切断された状態で燃料噴射が開始されるため、エンジン回転数Ｎｅが吹け上がることとなる。

なお、ダボ当たり発生の有無にかかわらず時刻ｔ１１〜ｔ１７の変速時間Ｔｈを不変（図５の例と同値）とするため、時刻ｔ１５〜ｔ１６におけるシフトスピンドル８２の回動速度は、図５の例に比して高速となっている。

図７は、本願制御の適用によって、ダボ当たりが発生してもエンジン回転数Ｎｅの吹け上がりを生じない場合の流れを示す。燃料カット制御開始時の各パラメータやシフトスピンドル８２の駆動態様は、図６の場合と同じである。

本願制御においては、燃料カット制御を開始する時刻ｔ２１において、タイマ２による所定時間の計測を開始するほか、前記した通常時ΔＮｅテーブル４を用いてΔＮｅＡを導出すると共にダボ当たり長い時ΔＮｅテーブル５を用いてΔＮｅＢを導出しておく。そして、ダボ当たり時間が長い場合はΔＮｅＢを適用し、ダボ当たりが発生しなかった場合はΔＮｅＡを適用して（図５の例と同じになる）、燃料カット制御の終了タイミングを決定するように構成されている。

時刻ｔ２２では、シフトスピンドル８２が最大角度に到達すると共に、ダボ当たり検知用のタイマ２がスタートする。次に、時刻ｔ２３では、時刻ｔ２１からの経過時間が燃料カットを開始した場合の最低限の継続時間として予め定められた最短燃料カット時間Ｔａ（図８参照）に達する。次に、時刻ｔ２４では、時刻ｔ２２からの経過時間が、ダボ当たりが発生しているか否かを判定するパラメータである最大ダボ当たり時間Ｔｃに達する。すなわち、時刻ｔ２４を過ぎるとダボ当たり時間が長いと判定される。

燃料カット制御部３は、時刻ｔ２４を過ぎた時点で、ダボ当たり時間が長いと判定し、燃料カット制御を終了するタイミングを規定する値としてΔＮｅＡより小さいΔＮｅＢを選択する。これにより、燃料カット制御部３は、エンジン回転数Ｎｅと次段ギヤ目標ＮｅＮとの差がΔＮｅＡに達しても燃料カット制御を継続する。

時刻ｔ２５では、３速ギヤのシフトドラムポジション信号がオンになることで、シフトスピンドル８２を初期位置に戻す制御が開始される。続く時刻ｔ２６では、変速クラッチ５３が切断領域から半クラッチ領域に入り、回動速度を低下させた半クラッチ制御が開始される。

そして、時刻ｔ２６を過ぎた時刻ｔ２７において、低下してきたエンジン回転数Ｎｅ（太実線）と次段ギヤ目標ＮｅＮ（細一点鎖線）との差がΔＮｅＢとなり、燃料カット制御が終了となる。そうすると、すでに半クラッチ領域に入っている時刻ｔ２７から燃料噴射が再開され、スムーズに変速動作を完了させることができる。なお、時刻ｔ２８では、時刻ｔ２１からの計測時間が最長カット時間Ｔｂに達する。最長カット時間Ｔｂは、燃料カット制御をあまり長く継続すると次段ギヤでの走行に影響があるため、強制的に燃料噴射を再開するために設定されている。この図の例では、最長カット時間Ｔｂに達する前に燃料カット制御が終了しているため、燃料カット制御に影響を与えていない。

時刻ｔ２９では、半クラッチ領域が終了して変速クラッチ５３が接続状態となる。時刻ｔ２９〜ｔ３０の間はシフトスピンドル８２の回動速度が高められ、変速時間Ｔｈの維持が図られる。

図８は、本実施形態に係る燃料カット制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図５，７のタイムチャートに示した流れと対応する。

ステップＳ１では、燃料カット制御の開始条件が成立し、ステップＳ２において燃料カット制御が開始される。これと同時に、ステップＳ３においてタイマ２によるカウントが開始される（時刻ｔ５，ｔ２１）。

ステップＳ４では、タイマ値Ｔが最短燃料カット時間Ｔａを超えたか否かが判定され、否定判定されると、まだ燃料カットが有効に作用しない状態であるとしてステップＳ４の判定に戻る。ステップＳ４で肯定判定されると、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、タイマ値Ｔが最長カット時間Ｔｂを超えたか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ６に進む。ステップＳ６では、エンジン回転数Ｎｅが予め定められた最低限エンジン回転数ＮｅＬ以下であるか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ７に進む。一方、ステップＳ５，Ｓ６で肯定判定された場合は、燃料カットに適さない状態であるとして、ステップＳ１４で燃料カットを終了する。

ステップＳ７では、通常時ΔＮｅテーブル４でΔＮｅＡを導出し、また、ステップＳ８において、ダボ当たり長い時ΔＮｅテーブル５でΔＮｅＢを導出する。そして、ステップＳ９では、次段ギヤのシフトドラムポジション信号がオフのままタイマ値Ｔが最大ダボ当たり時間Ｔｃを超えたか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ１１に進んでΔＮｅＢが適用される。一方、ステップＳ１１で否定判定される、すなわち、タイマ値Ｔが最大ダボ当たり時間Ｔｃを超える前に次段ギヤのシフトドラムポジション信号がオンとなった場合には、ステップＳ１０に進んでΔＮｅＡを適用する。

ステップＳ１２では、エンジン回転数Ｎｅと次段ギヤ目標ＮｅＮとの差であるΔＮｅが、ΔＮｅＡ（通常時）またはΔＮｅＢ（ダボ当たり時間が長い時）となったか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ１４で燃料カット制御が終了となる。

ステップＳ１２で否定判定されると、ステップＳ１３に進んで、ΔＮｅがΔＮｅＡ以下で、かつ現在ポジションが目標ギヤポジションになったか否かが判定される。ステップＳ１３で肯定判定されるとステップＳ１４で燃料カット制御を終了し、否定判定された場合はステップＳ１３の判定に戻る。ステップＳ１３の判定は、ダボ当たりが生じてΔＮｅＢが適用される場合であっても、ΔＮｅがΔＮｅＡ以下で、かつ現在ポジションが目標ギヤポジションになった場合には燃料カットを終了してもよいことを規定するもので、図８のフローチャートから除いてもよい。

上記したように、本発明に係る燃料噴射制御装置によれば、変速機ＴＭが、ダボとダボ孔からなるドグクラッチの断接により複数の変速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲから任意の１組を選択するドグクラッチ式変速機であり、ダボ当たり時間Ｔｄ１，Ｔｄ２の長さによって変速状態を検知し、燃料カット制御部３が、変速状態検知部７で検出される変速状態に応じて燃料カット制御を終了する条件、すなわち、燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値を変更するように構成されているので、変速時のダボ当たり時間の長短にかかわらず、シフトアップ変速時の変速ショックおよびエンジン回転数の吹け上がりを防ぐことが可能となる。

なお、変速機や変速クラッチの構造や形態、通常時ΔＮｅテーブルおよびダボ当たり長い時ΔＮｅテーブルの設定、最短カット時間Ｔａおよび最長カット時間Ｔｂ、最大ダボ当たり時間Ｔｃの設定等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。

１…制御部（ＥＣＵ）、３…燃料カット制御部、４…通常時ΔＮｅテーブル、５…ダボ当たり長い時ΔＮｅテーブル、６…変速制御部、８…Ｎｅセンサ、９…車速センサ、１０…スロットルポジションセンサ、１１…燃料噴射制御装置、１２…燃料噴射制御部、５３…変速クラッチ、７０…シフトドラム、７８…変速モータ、８２…シフトスピンドル、８７…シフトドラムポジションセンサ、８８…シフトスピンドルポジションセンサ、８９…ロストモーション機構、Ｐ…パワーユニット、Ｅ…エンジン、Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ…変速ギヤ、ＴＭ…変速機、Ｔａ…最短燃料カット時間、Ｔｂ…最長燃料カット時間

さらに、前記燃料カット制御部（３）は、燃料カット制御を開始してからの継続時間が予め設定した最短カット時間（Ｔａ）を超えた場合に、前記ダボ当たり状態か否かを判定し、前記回転数差（ΔＮｅ）以下でダボ当たり状態でない場合に前記燃料カット制御を終了する点に第７の特徴がある。

第７の特徴によれば、前記燃料カット制御部（３）は、燃料カット制御を開始してからの継続時間が予め設定した最短カット時間（Ｔａ）を超えた場合に、前記ダボ当たり状態か否かを判定し、前記回転数差（ΔＮｅ）以下でダボ当たり状態でない場合に前記燃料カット制御を終了するので、回転差数と嵌合状態により適切に変速することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を適用するパワーユニットの断面図である。 変速機の変速機構の断面図である。 ＥＣＵおよびその周辺機器の構成を示すブロック図である。 通常時ΔＮｅテーブルおよびダボ当たり時ΔＮｅテーブルである。 燃料カット制御の流れを示すタイムチャートである（ダボ当たりなし）。 燃料カット制御の流れを示すタイムチャートである（ダボ当たりに伴う吹け上がり発生時） 燃料カット制御の流れを示すタイムチャートである（本願制御適用時） 本実施形態に係る燃料カット制御の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を適用するパワーユニットＰの断面図である。図中の４方向矢印は、パワーユニットＰを搭載する車両の方向に対応する。

クランクケース４３の図示左方にはクラッチカバー９１が設けられており、クランクシャフト４２の図示左端部には発進クラッチ４７が取り付けられている。発進クラッチ４７は、クランクシャフト４２が所定回転を超えると、その回転動力を変速機のメインシャフト５２に伝達する。軸受５０，５１で軸支されるメインシャフト５２に入力された動力は、カウンタシャフト５４との間に設けられた変速ギヤ対によって減速される。

そして、所定の変速ギヤ対で減速された動力は、カウンタシャフト５４の図示右端部に取り付けられた駆動側出力ギヤ５８から従動側出力ギヤ５９を介して、軸受６０，６１によって回転自在に軸支された最終出力軸６２に伝達される。最終出力軸６２の前側端部６２ａは、車両の前側プロペラシャフト１１と連結され、一方、最終出力軸６２の後側端部６２ｂは、後側プロペラシャフト１３と連結されている。

図２は、変速機ＴＭの変速機構Ｃの断面図である。中空円筒状のシフトドラム７０は、クランクケース４３に対して回転自在に軸支されている。シフトドラム７０は、動力伝達装置の軸方向と平行に配設されている。シフトドラム７０を回動させるためのシフトフォーク７１，７２，７３は、フォークシャフト７４に対して軸方向にスライド可能に支持されている。シフトドラム７０の外周面には、シフトフォーク７１，７２，７３の下端部に形成された円柱状の突起が係合するリード溝７５，７６，７７が形成されている。これにより、シフトドラム７０が回動されると、３個のシフトフォークの先端部によって、変速ギヤＧ１〜Ｇ５，ＧＲの隣り合うギヤ間に設けられるドグクラッチの噛合状態が変更される。

シフトドラム７０の回動動作は、変速制御部（図３参照）によって駆動制御される変速モータ７８によって行われる。変速モータ７８の回転駆動力は、出力軸７９から中間ギヤ８０および扇型ギヤ８１を介してシフトスピンドル８２に伝達される。シフトスピンドル８２には板状のシフトアーム８６が固定されており、該シフトアーム８６が所定角度だけ正逆回転の一往復動を行うと、チェンジ送り機構８３を介してシフトドラム７０が一方向に所定角度だけ回動するように構成されている。

また、シフトスピンドル８２には、変速クラッチ５３（図１参照）を操作するためのクラッチ操作アーム２５が固定されている。これにより、変速クラッチ５３は、シフトスピンドル８２が回動することで切断方向に駆動され、シフトスピンドル８２が初期位置に戻る動作に連動して接続方向に駆動されることとなる。

シフトドラム７０の図示右端部には、シフトドラム７０の回動位置に基づいて現在の変速段を検出する回転角度検知スイッチとしてのシフトドラムポジションセンサ８７が設けられており、シフトスピンドル８２の右端部には、回転角度センサとしてのシフトスピンドルポジションセンサ８８が設けられている。シフトドラムポジションセンサ８７は、所定変速段に対応する所定回動位置にあるときにのみその回動位置を出力する多接点スイッチであり、変速段間の中間位置ではセンサ出力がないように構成されている。

ＥＣＵ１は、特に、スロットルが開いた状態でのシフトアップ変速時において、シフトスピンドル８２の回動に伴って変速クラッチ５３が切れた瞬間にエンジン回転数Ｎｅが吹け上がってしまうことを防ぐため、所定のタイミングで燃料カット制御を実行するように構成されている。燃料カット制御は、燃料噴射装置３４からの燃料噴射を所定期間の間停止する、または、噴射を間引いて噴射量を低下させることで実行される。

本願発明は、上記した燃料カット制御を終了して燃料噴射を再開する際に、「ダボ当たり」により変速クラッチ５３の接続が遅れていると、まだ変速クラッチ５３が切断された状態で燃料噴射が再開されて、変速途中でエンジン回転数Ｎｅの吹け上がりが発生してしまうという課題を解決するものである。

この図５の例では、時刻ｔ３〜ｔ４の間は最大速度で回動し、時刻ｔ４〜ｔ６の間は低い速度で回動させる。このとき、燃料カット制御は、エンジン回転数Ｎｅが低下してきて、エンジン回転数Ｎｅ（太実線）と次段ギヤ目標ＮｅＮ（細一点鎖線）との差がΔＮｅＡとなった時点で終了となる。そうすると、すでに半クラッチ領域に入っている時刻ｔ５から燃料噴射が再開されることとなり、エンジン回転数Ｎｅがスムーズに低下することとなる。さらに、変速クラッチ５３が接続状態となる時刻ｔ６からシフトスピンドル８２が初期位置に戻る時刻ｔ７までの間は、予め定められた変速時間Ｔｈに合わせて変動する所定速度で回動される。

時刻ｔ２２では、シフトスピンドル８２が最大角度に到達すると共に、ダボ当たり検知用のタイマ２がスタートする。次に、時刻ｔ２３では、時刻ｔ２１からの経過時間が燃料カットを開始した場合の最低限の継続時間として予め定められた最短カット時間Ｔａ（図８参照）に達する。次に、時刻ｔ２４では、時刻ｔ２２からの経過時間が、ダボ当たりが発生しているか否かを判定するパラメータである最大ダボ当たり時間Ｔｃに達する。すなわち、時刻ｔ２４を過ぎるとダボ当たり時間が長いと判定される。

ステップＳ４では、タイマ値Ｔが最短カット時間Ｔａを超えたか否かが判定され、否定判定されると、まだ燃料カットが有効に作用しない状態であるとしてステップＳ４の判定に戻る。ステップＳ４で肯定判定されると、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、タイマ値Ｔが最長カット時間Ｔｂを超えたか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ６に進む。ステップＳ６では、エンジン回転数Ｎｅが予め定められた最低限エンジン回転数ＮｅＬ以下であるか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ７に進む。一方、ステップＳ５，Ｓ６で肯定判定された場合は、燃料カットに適さない状態であるとして、ステップＳ１４で燃料カット制御を終了する。

１…制御部（ＥＣＵ）、３…燃料カット制御部、４…通常時ΔＮｅテーブル、５…ダボ当たり長い時ΔＮｅテーブル、６…変速制御部、８…Ｎｅセンサ、９…車速センサ、１０…スロットルポジションセンサ、１１…前側プロペラシャフト、１２…燃料噴射制御部、１３…後側プロペラシャフト、３４…燃料噴射装置、５３…変速クラッチ、７０…シフトドラム、７８…変速モータ、８２…シフトスピンドル、８７…シフトドラムポジションセンサ、８８…シフトスピンドルポジションセンサ、８９…ロストモーション機構、Ｐ…パワーユニット、Ｅ…エンジン、Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ…変速ギヤ、ＴＭ…変速機、Ｔａ…最短カット時間、Ｔｂ…最長カット時間

Claims (7)

1. エンジン（Ｅ）および有段式の変速機（ＴＭ）を備えるパワーユニット（Ｐ）に適用されると共に、前記変速機（ＴＭ）の変速時に燃料噴射装置（１１）の燃料カット制御を実施する燃料カット制御部（３）と、前記変速機（ＴＭ）の変速状態を判定する変速状態検知部（７）とを有する燃料噴射制御装置において、
   前記燃料カット制御部（３）が、前記変速状態検知部（７）で検出される変速状態に応じて、前記燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値を変更するように構成されていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記変速機（ＴＭ）が、ダボとダボ孔からなるドグクラッチの断接により複数の変速ギヤ対（Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ）から任意の１組を選択するドグクラッチ式変速機であり、
   前記変速状態は、変速時に前記ダボが変速ギヤの側壁に当たる状態が継続されるダボ当たり時間（Ｔｄ１，Ｔｄ２）の長さであることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記変速機（ＴＭ）のシフトドラム（７０）の回動角度を検知するシフトドラムポジションセンサ（８７）と、
   前記シフトドラム（７０）を回動させるシフトスピンドル（８２）の回動角度を検知するシフトスピンドルポジションセンサ（８８）とを備え、
   前記ダボ当たり状態にあるか否かの判定は、前記シフトドラムポジションセンサ（８７）の出力信号と前記シフトスピンドルポジションセンサ（８８）の出力信号との比較によって行われることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記燃料カット制御を終了するか否かの判定しきい値は、現在のエンジン回転数（Ｎｅ）とシフトアップ変速後のギヤにおける目標エンジン回転数（ＮｅＮ）との回転数差（ΔＮｅ）であることを特徴とする請求項２または３に記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記ダボ当たり時間（Ｔｄ２）が長い場合には、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ１）が短い場合に比して、前記回転数差（ΔＮｅＡ，ΔＮｅＢ）を小さく設定することを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
6. 前記燃料カット制御部（３）は、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ１，Ｔｄ２）が予め設定した最大ダボ当たり時間（Ｔｃ）を超えることで、前記ダボ当たり時間（Ｔｄ２）が長いと判定することを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射制御装置。
7. 前記燃料カット制御部（３）は、燃料カット制御を開始してからの継続時間が予め設定した最短カット時間（Ｔａ）を超えた場合に、前記ダボ当たり状態か否かを判定し、前記回転数差（ΔＮｅ）以下でダボ当たり状態でない場合に前記燃料カット制御を終了することを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射制御装置。