JP2021127692A - 車両用パワートレーン - Google Patents

Abstract

【課題】シフトアップ変速時におけるエンジン出力軸回転速度の応答性を向上した車両用パワートレーンを提供する。【解決手段】車両用パワートレーンを、ターボ過給機４０のコンプレッサ４１上流側と下流側とを連通させるエアバイパスバルブ２４を有するエンジン１と、複数の変速比を切り換える変速動作を行う変速機と、シフトアップ動作の開始を検出する変速動作検出部１０１〜１０４と、シフトアップ動作の開始に応じて変速後のエンジンの出力軸回転速度の目標値を演算する目標速度演算部と、シフトアップ動作の開始に応じてエンジンの出力軸回転速度を目標値まで低下させるエンジン制御部１００とを有し、エンジン制御部は、エンジンの出力軸回転速度の低下中にエアバイパスバルブを開状態とするとともに、前記目標値まで到達した後に前記エアバイパスバルブを閉状態とする構成とする。【選択図】図６

Description

本発明は、エンジン及びその出力軸回転を変速する変速機を有する車両用パワートレーンに関する。

例えば自動車用のターボ過給エンジンにおいて、コンプレッサの入口側と出口側とを連通させるエアバイパス流路、及び、これを開閉するエアバイパスバルブを設けることが知られている。
例えば特許文献１には、過給状態からのスロットルバルブの急閉時に、コンプレッサとスロットルバルブとの間の吸気圧力の急上昇であるサージ圧の発生を抑制するために、エアバイパスバルブを開くことが記載されている。また、駆動系保護のためのトルクダウン制御においても、スロットルバルブの急閉に応じてエアバイパスバルブが開かれることが記載されている。
特許文献２には、ダイアフラム式のアクチュエータを用いてエアバイパスバルブを開閉するものにおいて、急減速時にダイアフラム弁の正圧を逃がして迅速にエアバイパスバルブを開き、サージの発生を防止することが記載されている。
特許文献３には、ドライバビリティの悪化を抑制しつつサージの防止を図るため、エアバイパスバルブの開閉を電動アクチュエータによって行うとともに、スロットルバルブを閉じる直前のエンジンの吸入空気量に応じてエアバイパスバルブを制御することが記載されている。

特開２０１６− ２０６９１号公報 特開平 ５−１９５７９８号公報 特開２０１８− １７１７９号公報

ドライバが手動で変速操作を行うマニュアルトランスミッションを搭載する車両において、変速を行う際に、エンジン回転数（出力軸回転速度）を、変速機の変速後の入力軸回転数（目標回転数）に追従させ、クラッチ締結時にドライバに与える違和感や車体ショックを抑制する回転数同期制御（ブリッピング制御）を実行するものがある。
ブリッピング制御中において、例えば減速比が大きくなる方向への変速（シフトダウン）を行う場合には、スロットルバルブを開いて吸入空気量を増加させることでエンジンの出力トルクを増加させ、エンジン回転数を目標回転数に近づけている。
一方、減速比が小さくなる方向への変速（シフトアップ）を行う場合には、ドライバによるアクセルオフの後、燃料噴射を停止（燃料カット）し、エンジンの出力トルクを低下させ、エンジン回転数を目標回転数に近づけている。

しかし、燃料カットによりエンジン回転数を下降させる場合、変速開始時にドライバがアクセルオフしてから燃料カットの実行までにある程度の時間を要するため、エンジン回転数の降下が緩慢であり応答性が低い。
このため、素早く変速した場合には、エンジン回転数が追従する前にクラッチが締結されることになり、ドライバに違和感を与えたり、車体ショックが発生する原因となる。
一方、エンジン回転数が目標回転数と一致してからクラッチを締結する場合、迅速な変速を行うことができず、駆動力が切れた状態での空走時間が長くなってしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、シフトアップ変速時におけるエンジン出力軸回転速度の応答性を向上した車両用パワートレーンを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、ターボ過給機のコンプレッサ上流側と下流側とを連通させるエアバイパス流路を開閉するエアバイパスバルブを有するエンジンと、前記エンジンの回転出力を変速するとともに、離散的に設定された複数の変速比を切り換える変速動作を行う変速機と、前記変速機における前記変速比を減速比が小さくなるよう変更する変速動作の開始を検出する変速動作検出部と、前記変速動作の開始に応じて変速後の前記エンジンの出力軸回転速度の目標値を演算する目標速度演算部と、前記変速動作の開始に応じて前記エンジンの前記出力軸回転速度を前記目標値まで低下させるエンジン制御部とを有し、前記エンジン制御部は、前記エンジンの前記出力軸回転速度の低下中に前記エアバイパスバルブを開状態とするとともに、前記出力軸回転速度が前記目標値まで到達した後に前記エアバイパスバルブを閉状態とすることを特徴とする車両用パワートレーンである。
これによれば、減速比が小さくなる方向への変速（シフトアップ）時に、エンジンの出力軸回転速度が目標値に到達するまでエアバイパスバルブを開状態とすることにより、ターボ過給機の過給圧を低下させエンジンの吸入空気量を低減することで、出力軸回転速度の降下を迅速化することができ、目標回転速度に到達するまでの時間を短くすることができる。
これにより、素早い変速操作を実施した場合であっても、クラッチ締結時の違和感やショックの発生を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、前記エンジン制御部は、前記エンジンの前記出力軸回転速度の低下中に、前記エンジンにおける燃料噴射を停止することを特徴とする請求項１に記載の車両用パワートレーンである。
これによれば、エンジンの出力軸回転速度の低下をより迅速化し、上述した効果を促進することができる。

請求項３に係る発明は、前記変速機は、ドライバによる変速操作が入力される変速操作部と、前記変速操作部への前記ドライバによる操作力及び前記操作力の作用方向を検出する操作力センサを有し、前記目標速度演算部は、前記操作力センサの出力に基づいて推定される変速後の変速比に基づいて前記目標値を演算することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用パワートレーンである。
これによれば、操作力センサの出力に基づいて、開始された変速操作が減速比が小さくなる変速（シフトアップ）であるか否かを判別し、変速段の選択操作が完了する前に出力軸回転速度の低下を開始できるため、目標回転速度への到達をより早くすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、シフトアップ変速時におけるエンジン出力軸回転速度の応答性を向上した車両用パワートレーンを提供することができる。

本発明を適用した車両用パワートレーンの実施形態で用いられるエンジンの構成を模式的に示す図である。 実施形態の車両パワートレーンにおけるブリッピング制御に関するシステム構成を模式的に示すブロック図である。 実施形態のパワートレーンに設けられる手動変速機の変速操作部におけるシフトパターンを示す図である。 実施形態のパワートレーンにおける変速時のブリッピング制御を示すフローチャートである。 本発明の比較例であるパワートレーンにおけるシフトアップ時のエンジンの状態を示すタイミングチャートである。 実施形態のパワートレーンにおけるシフトアップ時のエンジンの状態を示すタイミングチャートである。

以下、本発明を適用した車両用パワートレーンの実施形態について説明する。
実施形態の車両用パワートレーンは、例えば乗用車等の自動車に設けられ、エンジン及びその出力を変速する手動変速機を有する。
エンジンは、例えば、直噴ターボ過給ガソリンエンジンである。

図１は、実施形態のパワートレーンで用いられるエンジンの構成を模式的に示す図である。
図１に示すように、エンジン１は、本体部１０、吸気装置２０、排気装置３０、ターボ過給機４０、燃料供給装置５０、蒸発燃料処理装置６０、ＥＧＲ装置７０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００（図２参照）等を有して構成されている。

本体部１０は、エンジン１の主機部分であって、例えば、水平対向４気筒の４ストロークＤＯＨＣガソリン直噴エンジンである。
本体部１０は、クランクシャフト１１、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１３、吸気バルブ駆動系１４、排気バルブ駆動系１５、点火栓１６等を有して構成されている。

クランクシャフト１１は、エンジン１の出力軸であって、図示しない各気筒のピストンがコネクティングロッド（コンロッド）を介して連結されている。
シリンダブロック１２は、各気筒のシリンダを有するブロック状の部材であって、クランクシャフト１１を挟んで左右二分割されている。
シリンダブロック１２における右半部（ここでいう左右は、縦置きでの車載状態における車体左右を指すものとする。）には、車両前方側から順に第１、第３気筒が設けられ、左半部には、第２、第４気筒が設けられている。

シリンダブロック１２の左右各半部の接合部には、クランクシャフト１１が収容されるクランクケース部が設けられている。
クランクシャフト１１は、シリンダブロック１２に設けられたメインベアリングによって、回転可能に支持されている。
シリンダブロック１２には、クランクシャフト１１の角度位置を検出する図示しないクランク角センサが設けられている。

シリンダヘッド１３は、シリンダブロック１２の左右両端部にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッド１３は、燃焼室、吸気ポート、排気ポート、吸気バルブ、排気バルブ等を有して構成されている。
燃焼室は、図示しないピストンの冠面と対向して設けられた凹部であって、ピストンにより圧縮された混合気が燃焼する空間部の一部を構成するものである。
吸気ポートは、燃焼室内に燃焼用空気（新気）を導入する流路である。
排気ポートは、燃焼室から既燃ガス（排ガス）を排出する流路である。
吸気バルブ、排気バルブは、吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ所定のバルブタイミングで開閉するものである。

吸気バルブ駆動系１４、排気バルブ駆動系１５は、例えばクランクシャフト１１の端部に設けられたクランクスプロケットから図示しないタイミングチェーンを介して駆動されるカムスプロケット、及び、カムスプロケットにより駆動されるカムシャフト等をそれぞれ有して構成されている。
また、吸気バルブ駆動系１４、排気バルブ駆動系１５は、エンジン制御ユニット１００からの指令に応じて、油圧アクチュエータによってカムスプロケットとカムシャフトとを回転中心軸回りに相対回動させるバルブタイミング可変機構を備えている。

点火栓１６は、エンジン制御ユニット１００が発信する点火信号に応じて、所定の点火時期において燃焼室内で電気的なスパークを発生させ、混合気に点火するものである。

吸気装置２０は、外気を吸入し、燃焼用空気としてシリンダヘッド１３の吸気ポートに導入するものである。
吸気装置２０は、インテークダクト２１、エアクリーナ２２、エアフローメータ２３、エアバイパスバルブ２４、インタークーラ２５、スロットル２６、インテークマニホールド２７、タンブルジェネレータバルブ２８等を有して構成されている。

インテークダクト２１は、外部から吸入された燃焼用空気が搬送される管路である。
インテークダクト２１の中間部には、後述するようにターボ過給機４０のコンプレッサ４１が設けられている。

エアクリーナ２２は、インテークダクト２１の入口付近に設けられ、ダスト等の異物を濾過するエアクリーナエレメント、及び、これを収容するエアクリーナケース等を備えている。
エアフローメータ２３は、エアクリーナ２２の出口部に設けられ、通過する空気流量を測定するセンサである。
エアフローメータ２３の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達され、燃料噴射量等の制御や、負荷状態の推定等に利用される。

エアバイパスバルブ２４は、インテークダクト２１内を流れる空気の一部を、コンプレッサ４１の上流側と下流側との間でバイパスさせるバイパス流路を開閉するものである。
エアバイパスバルブ２４の開度（バイパスされる空気量）は、エンジン制御ユニット１００からの指令に応じて変更可能となっている。エアバイパスバルブ２４は、例えば、その開度を全閉と全開とで切り替えるバルブであってもよいし、全閉と全開の間の任意の開度に制御可能なバルブであってもよい。
過給時においては、エアバイパスバルブ２４を開くことによって、コンプレッサ４１の下流側におけるインテークダクト２１内の過給された新気の一部は、コンプレッサ４１の上流側に還流される。
これによって、コンプレッサ４１の上流側と下流側との差圧を低減することができる。
エアバイパスバルブ２４は、例えば減速時におけるタービン４２のブレード保護や、パージバルブ６６の開固着故障時におけるパージガス流量抑制等のために開弁されるとともに、通常時には閉弁されている。

インタークーラ２５は、コンプレッサ４１において圧縮された空気を、例えば走行風（車両の走行により車体に対して発生する気流）との熱交換によって冷却するものである。
スロットル２６は、エンジン１の出力調整のため、吸入空気量を調整するスロットルバルブを備えている。
スロットルバルブは、エンジン制御ユニット１００からの指令に応じて電動アクチュエータによって所定の開度となるように開閉駆動される電動式のバタフライバルブである。
スロットル２６は、インタークーラ２５の出口に隣接して配置されている。
スロットル２６の入口側（上流側）には、吸気管圧力を検出する圧力センサ２６ａが設けられている。
圧力センサ２６ａの出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。

インテークマニホールド２７はスロットル２６から出た空気を、各気筒の吸気ポートに配分する分岐管である。
インテークマニホールド２７には、スロットル２６よりも下流側における吸気管圧力を検出する圧力センサ２７ａが設けられている。
圧力センサ２７ａの出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。

タンブルジェネレータバルブ（ＴＧＶ）２８は、インテークマニホールド２７の流路内に設けられ、インテークマニホールド２７から吸気ポートに至る空気流路の状態を切り替えることによって、シリンダ内で形成されるタンブル流の状態を制御するガス流動制御弁である。

インテークマニホールド２７内における流路は、下流側（吸気ポート側）の一部の領域において、図示しない隔壁により流路断面が二分割されている。
ＴＧＶ２８は、隔壁の一方側の流路を実質的に閉塞する閉状態と、これを開放する開状態との間で推移する。
ＴＧＶ２８は、閉状態である場合に、シリンダ内のタンブル流を開状態に対して促進する機能を有する。
ＴＧＶ２８は、例えばエンジン１が比較的低回転かつ低負荷の領域において、閉状態とされることによってシリンダ内のタンブル流を強化し、燃焼速度を向上して等容度を改善し、熱効率、トルクを向上させる。
一方、エンジン１が比較的高回転かつ高負荷の領域においては、シリンダ内のガス流動は元来活発であり、ＴＧＶ２８は充填効率を優先するために開かれる。
ＴＧＶ２８は、エンジン制御ユニット１００からの指令に応じて切り替えられる。

排気装置３０は、シリンダヘッド１３の排気ポートから既燃ガス（排ガス）を排出するものである。
排気装置３０は、エキゾーストマニホールド３１、エキゾーストパイプ３２、フロント触媒３３、リア触媒３４、サイレンサ３５等を有して構成されている。

エキゾーストマニホールド３１は、各気筒の排気ポートから出た排ガスを集合させ、ターボ過給機４０のタービン４２に導入する排ガス流路（管路）である。

エキゾーストパイプ３２は、ターボ過給機４０のタービン４２から出た排ガスを外部に排出する排ガス流路（管路）である。
エキゾーストマニホールド３１の途中には、タービン４２側からフロント触媒３３、リア触媒３４が順次設けられている。

フロント触媒３３、リア触媒３４は、例えばアルミナ等の担体に白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属を担持させ、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの低減処理を行う三元触媒である。
フロント触媒３３の入口部、出口部には、排ガスの性状に基づいて空燃比（Ａ／Ｆ）を検出するフロントＡ／Ｆセンサ３３ａ、リアＡ／Ｆセンサ３３ｂがそれぞれ設けられている。
フロントＡ／Ｆセンサ３３ａ、リアＡ／Ｆセンサ３３ｂの出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達され、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御や、フロント触媒３３の劣化診断等に用いられる。

サイレンサ３５は、エキゾーストパイプ３２の出口部に隣接して配置され、排ガスの音響エネルギを低減させて排気騒音を抑制するものである。
エキゾーストパイプ３２は、出口部付近において例えば２本に分岐しており、サイレンサ３５は分岐箇所よりも下流側の部分にそれぞれ設けられている。

ターボ過給機４０は、排ガスのエネルギを利用して新気を圧縮する排気タービン過給機である。
ターボ過給機４０は、コンプレッサ４１、タービン４２、ベアリングハウジング４３、ウェイストゲートバルブ４４等を有して構成されている。

コンプレッサ４１は、燃焼用空気を圧縮する遠心式圧縮機である。
タービン４２は、排ガスのエネルギを利用してコンプレッサ４１を駆動するものである。
ベアリングハウジング４３は、コンプレッサ４１とタービン４２との間に設けられている。
ベアリングハウジング４３は、コンプレッサ４１とタービン４２のハウジング間を連結するとともに、コンプレッサホイルとタービンホイルとを連結するシャフトを回転可能に支持するベアリング及び潤滑装置等を有する。

ウェイストゲートバルブ４４は、タービン４２の入口側から出口側に排ガスの一部をバイパスさせるウェイストゲート流路を開閉するものである。
ウェイストゲートバルブ４４は、開閉駆動用の電動アクチュエータ、及び、開度位置検出用の図示しない開度センサを有し、エンジン制御ユニット１００によって開度を制御されている。

燃料供給装置５０は、エンジン１の各気筒に燃料を供給するものである。
燃料供給装置５０は、燃料タンク５１、フィードポンプ５２、フィードライン５３、高圧ポンプ５４、高圧燃料ライン５５、インジェクタ５６等を有して構成されている。

燃料タンク５１は、燃料であるガソリンが貯留される容器である。
フィードポンプ５２は、燃料タンク５１内の燃料を吐出し、高圧ポンプ５４に搬送するものである。
フィードライン５３は、フィードポンプ５２が吐出した燃料を、高圧ポンプ５４に搬送する燃料流路である。

高圧ポンプ５４は、シリンダヘッド１３に取り付けられ、カムシャフトを介して駆動され、燃料圧力を昇圧させるものである。
高圧ポンプ５４は、カムシャフトの回転と連動してシリンダ内を往復し燃料を加圧するプランジャ、及び、電磁調量弁を備え、エンジン制御ユニット１００によって電磁調量弁のデューティ比を制御することによって、高圧燃料ライン５５内の燃料圧力を調節可能となっている。
高圧燃料ライン５５は、高圧ポンプ５４により昇圧後の燃料を、各気筒にそれぞれ設けられたインジェクタ５６に搬送する燃料流路である。
インジェクタ５６は、高圧燃料ライン５５から供給される燃料を、エンジン制御ユニット１００からの噴射信号に応じて、各気筒の燃焼室内に筒内噴射する噴射弁である。

蒸発燃料処理装置６０は、燃料タンク５１内で燃料（ガソリン）が蒸発して発生する燃料蒸発ガス（エバポ）を、キャニスタ６１で一時的に貯留するとともに、エンジン１の運転時にパージガスとしてインテークダクト２１内に導入（キャニスタパージ）し、燃焼室内で燃焼処理するものである。
蒸発燃料処理装置６０は、キャニスタ６１、エバポリークチェックモジュール６２、パージライン６３，６４，６５、パージバルブ６６、圧力センサ６７、エジェクタ６８等を有して構成されている。

キャニスタ６１は、燃料蒸発ガスを吸着可能な活性炭をケース内に収容して構成されたチャコールキャニスタである。
キャニスタ６１は、配管６１ａを介して燃料タンク５１から燃料蒸発ガスが導入される。
配管６１ａの燃料タンク５１側の端部には、液相燃料の流入を防止するフューエルカットバルブ６１ｂが設けられている。

エバポリークチェックモジュール（ＥＬＣＭ）６２は、キャニスタ６１に隣接して設けられ、蒸発燃料処理装置６０からの燃料蒸発ガスのリークを自動的に検出するものである。

パージライン６３，６４，６５は、キャニスタ６１に貯留された燃料蒸発ガスを、エンジン１の運転時に、吸気装置２０のインテークダクト２１内にパージガスとして導入する管路である。
パージライン６３は、上流側の端部がキャニスタ６１に接続され、下流側の端部がパージバルブ６６の入側に接続されている。
パージライン６４は、上流側の端部がパージバルブ６６の出側に接続され、下流側の端部がインテークマニホールド２７に接続されている。
パージライン６４の中間部には、チェックバルブ６４ａが設けられている。
チェックバルブ６４ａは、インテークマニホールド２７側からパージバルブ６６側へのパージガスの逆流を防止する逆止弁である。

パージライン６５は、パージバルブ６６からパージライン６４へ流出したパージガスの一部を、エジェクタ６８に導入するものである。
パージライン６５は、パージライン６４におけるパージバルブ６６とチェックバルブ６４ａとの間の領域から分岐するとともに、下流側の端部はエジェクタ６８におけるノズル６８ｂよりも下流側の領域に接続されている。
パージライン６５の中間部には、チェックバルブ６５ａが設けられている。
チェックバルブ６５ａは、エジェクタ６８側からパージバルブ６６側へのパージガスの逆流を防止する逆止弁である。

パージバルブ６６は、パージライン６３からパージライン６４，６５へパージガスが通過可能な開状態と、パージライン６３とパージライン６４とが遮断される閉状態とを切替え可能な電磁弁である。
パージバルブ６６は、エンジン制御ユニット１００からの開指令、閉指令に応じて開閉される。

圧力センサ６７は、パージライン６３の途中に設けられ、パージライン６３内のパージガスの圧力を検出するものである。
圧力センサ６７の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。

エジェクタ６８は、ターボ過給機４０のコンプレッサ４１の上流側と下流側との差圧を利用してパージガスを吸引し、インテークダクト２１内に導入する負圧発生装置である。
エジェクタ６８は、筒型容器状に形成され、導入管路６８ａ、ノズル６８ｂ、吐出口６８ｃ等を有して構成されている。
導入管路６８ａは、エジェクタ６８の上流側の端部に、インテークダクト２１のコンプレッサ４１よりも下流側の領域から抽出された空気を導入する管路である。
ノズル６８ｂは、導入管路６８ａから導入されエジェクタ６８内を流れる空気流を絞って流速を高め、ベンチュリ効果によって負圧を発生させるものである。

パージライン６５の下流側の端部は、エジェクタ６８におけるノズル６８ｂよりも下流側の領域に接続され、パージガスはノズル６８ｂが発生させた負圧によってエジェクタ６８内に吸引され、空気流と合流するようになっている。
吐出口６８ｃは、エジェクタ６８の下流側の端部に設けられ、合流後の空気及びパージガスを、エジェクタ６８の内部からインテークダクト２１におけるコンプレッサ４１よりも上流側の領域に導入する連通箇所である。

ＥＧＲ装置７０は、エキゾーストマニホールド３１から排ガスの一部をＥＧＲガスとして抽出し、インテークマニホールド２７内に導入する排ガス再循環（ＥＧＲ）を行うものである。
ＥＧＲ装置７０は、ＥＧＲ流路７１、ＥＧＲクーラ７２、ＥＧＲバルブ７３等を備えている。

ＥＧＲ流路７１は、エキゾーストマニホールド３１からインテークマニホールド２７に排ガス（ＥＧＲガス）を導入する管路である。
ＥＧＲクーラ７２は、ＥＧＲ流路７１の途中に設けられ、ＥＧＲ流路７１を流れるＥＧＲガスを、エンジン１の冷却水との熱交換によって冷却し、クールドＥＧＲを可能とするものである。

ＥＧＲバルブ７３は、ＥＧＲ流路７１におけるＥＧＲクーラ７２の下流側に設けられ、ＥＧＲ流路７１内を通過するＥＧＲガスの流量を調節する調量弁である。
ＥＧＲバルブ７３は、ソレノイド等の電動アクチュエータによって駆動される弁体を有する。
ＥＧＲバルブ７３は、定常時には、エンジン制御ユニット１００によって、所定の目標ＥＧＲ率（ＥＧＲガス流量／吸気流量）に基づいて設定された開度マップを用いて開度を制御される。
開度マップは、エンジン１のクランクシャフト１１の回転数（回転速度）、及び、全負荷に対する負荷率から、ＥＧＲバルブ７３の目標開度が読みだされるよう構成されている。
開度マップは、エンジン１の各運転領域における燃焼速度（あるいは筒内の平均有効圧力）、耐ノッキング性能が適切となるように設定されている。
ＥＧＲバルブ７３は、定常運転時においては、エンジン制御ユニット１００から与えられる開度指示値に応じて、開閉及び開弁時における開弁率を制御される。

図２は、実施形態の車両パワートレーンにおけるブリッピング制御に関するシステム構成を模式的に示すブロック図である。
このシステムは、エンジン制御ユニット１００を有する。
エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１及びその補機類を統括的に制御するエンジン制御装置である。
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１に設けられた各センサ類やデバイス等とそれぞれ直接あるいは車載ＬＡＮ等を介して通信可能に接続されている。
エンジン制御ユニット１００は、例えばＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
エンジン制御ユニット１００には、エンジン１に設けられた各センサの出力がそれぞれ伝送されるとともに、エンジン１に設けられた各アクチュエータ、バルブ類、点火栓、インジェクタ等の制御対象に対して制御信号を出力可能となっている。

エンジン制御ユニット１００には、アクセルペダルセンサ１０１が接続されている。
アクセルペダルセンサ１０１は、ドライバが加速要求を入力する操作部であるアクセルペダルの操作量（踏込量）を検出するものである。
エンジン制御ユニット１００は、通常時（ブリッピング制御非実行時）には、アクセルペダルセンサ１０１の出力等に基づいて、ドライバ要求トルクを算出し、エンジン１が実際に発生するトルク（実トルク）がドライバ要求トルクに近づくよう、スロットル２６の開度、エアバイパスバルブ２４の開閉、ウェイストゲートバルブ４４の開度、バルブタイミング、点火時期、燃料噴射量及び噴射時期等を制御して、エンジン１の出力（トルク）調節を行う。

エンジン制御ユニット１００には、シフトレバーセンサ１０２、クラッチスイッチ１０３、ブレーキスイッチ１０４等が接続されている。
シフトレバーセンサ１０２は、手動変速機の変速操作部であるシフトレバー（典型的には上端部に設けられたシフトノブ）に対するドライバの操作力、操作方向を検出する操作力センサである。

図３は、実施形態のパワートレーンに設けられる手動変速機の変速操作部におけるシフトパターンを示す図である。
実施形態において、手動変速機は、一例として、いわゆる縦Ｈパターンによる６速（１〜６）、及び、リバース（Ｒ）からなるシフトパターンを有する。
シフトパターンは、シフトレバーの中立位置（ニュートラル時にリターンスプリングにより復帰する位置）に対して、左前方が１速、左後方が２速、中央前方が３速、中央後方が４速、右前方が５速、右後方が６速となっている。
リバースへのシフト時には、シフトレバーに設けられるリバースロック解除ノブを引きつつ、右後方（６速よりもさらに右側）へ変位させた位置とする。
したがって、１−２速間、３−４速間、５−６速間以外の変速を行う場合には、シフトレバーには横方向の入力がなされることになる。
このため、変速操作開始時の横方向力の有無及びその方向により、シフトアップ、シフトダウンのいずれであるかを判別（予測）することが可能である。

シフトレバーセンサ１０２は、シフトレバーの上端部に設けられたシフトノブに対する
前後方向及び左右方向の操作力をそれぞれ検出し、エンジン制御ユニット１００に提供する。
クラッチスイッチ１０３は、エンジン１と手動変速機との間に設けられるクラッチの切断時にオンされるスイッチである。
ブレーキスイッチ１０４は、車両のブレーキ装置の作動時にオンされるスイッチである。
アクセルペダルセンサ１０１、シフトレバーセンサ１０２、クラッチスイッチ１０３、ブレーキスイッチ１０４は、協働して本発明の変速動作検出部として機能する。

実施形態のパワートレーンにおいては、ドライバによる変速操作時におけるクラッチ切断中に、エンジン１の出力軸回転速度（エンジン回転数）を、変速後の変速段の減速比に応じた目標回転数となるように制御するブリッピング制御を行っている。
図４は、実施形態のパワートレーンにおける変速時のブリッピング制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：変速操作開始検出判断＞
エンジン制御ユニット１００は、ドライバにより変速操作が開始されたか否かを判別する。
例えば、アクセルペダルセンサ１０１がアクセルオフを検出し、クラッチスイッチ１０３がクラッチの切断を検出し、かつ、シフトレバーセンサ１０２がシフトノブへの操作力を検出した場合に、変速操作が開始されたものと判別することができる。
変速操作の開始を検出した場合はステップＳ０２に進み、その他の場合は一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０２：シフトアップ判断＞
エンジン制御ユニット１００は、開始されている変速操作が、減速比が小さくなる変速であるシフトアップであるか否かを判別する。
例えば、図３に示すように、３速で走行中に変速操作が開始された場合、一般的には４速へシフトアップされる可能性と、２速にシフトダウンされる可能性とを有する。
ここで、２速へシフトダウンされる場合には、シフトノブに対して、車幅方向（この場合には左向き）の入力がなされる。
エンジン制御ユニット１００は、シフトレバーセンサ１０２が検出する操作力とその方向に基づいて、変速操作がシフトアップであるか、減速比が大きくなる変速であるシフトダウンであるかを判断（予測）することができる。
また、ブレーキスイッチ１０４によりブレーキ装置の作動が検出された場合は、シフトダウンであると判別するようにしてもよい。
現在の変速操作がシフトアップであると判別された場合はステップＳ０３に進み、その他の場合（シフトダウンであると判別された場合）はステップＳ０６に進む。

＜ステップＳ０３：目標回転数算出＞
エンジン制御ユニット１００は、シフトアップ変速後におけるエンジン１の目標回転数を算出する。
目標回転数は、変速後における変速機の入力軸回転数と一致するよう設定される。
目標回転数は、例えば、変速機における変速後の減速比、最終減速装置における減速比、車輪外径、及び、現在の車両の走行速度（車速）から算出することができる。
このとき、エンジン制御ユニット１００は、本発明の目標速度演算部として機能する。
その後、ステップＳ０４に進む。

＜ステップＳ０４：エンジン回転数低下制御＞
エンジン制御ユニット１００は、スロットル２６を全閉とし、インジェクタ５６からの燃料噴射を停止（燃料カット）し、エアバイパスバルブ２４を開状態として、エンジン回転数を早期に低下させるエンジン回転数低下制御を行う。
その後、ステップＳ０５に進む。

＜ステップＳ０５：エンジン回転数判断＞
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサの出力に基づいて算出される現在のエンジン回転数を、ステップＳ０３において求めた目標回転数と比較する。
現在のエンジン回転数が目標回転数以下である場合はステップＳ０９に進み、その他の場合はステップＳ０４に戻り、以降の処理を繰り返す。

＜ステップＳ０６：目標回転数算出＞
エンジン制御ユニット１００は、シフトダウン変速後におけるエンジン１の目標回転数を算出する。
目標回転数は、例えば、変速機における変速後の減速比、最終減速装置における減速比、車輪外径、及び、現在の車両の走行速度（車速）から算出することができる。
その後、ステップＳ０７に進む。

＜ステップＳ０７：エンジン回転数上昇制御＞
エンジン制御ユニット１００は、スロットル２６の開度を増加させることにより、エンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御を行う。
その後、ステップＳ０８に進む。

＜ステップＳ０８：エンジン回転数判断＞
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサの出力に基づいて算出される現在のエンジン回転数を、ステップＳ０６において求めた目標回転数と比較する。
現在のエンジン回転数が目標回転数以上である場合はステップＳ０９に進み、その他の場合はステップＳ０６に戻り、以降の処理を繰り返す。

＜ステップＳ０９：エンジン回転数維持制御＞
エンジン制御ユニット１００は、インジェクタ５６からの燃料噴射を行ないかつエアバイパスバルブ２４を閉じた状態で、スロットル２６の開度を、エンジン回転数が目標回転数を維持するよう制御する。
その後、ステップＳ１０に進む。

＜ステップＳ１０：クラッチ締結検出＞
エンジン制御ユニット１００は、クラッチスイッチ１０３の出力に基づいて、クラッチが締結状態に復帰したか否かを検出する。
締結状態を検出した場合はステップＳ１１に進み、その他の場合はステップＳ０９に戻り、以降の処理を繰り返す。

＜ステップＳ１１：通常制御に復帰＞
エンジン制御ユニット１００は、ブリッピング制御を終了し、アクセルペダルセンサ１０１の出力等に応じて設定される要求トルクに基づいて、スロットル２６の開度、エアバイパスバルブ２４の開閉等が制御される通常走行時の制御に復帰する。
その後、一連の処理を終了する。

本実施形態の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。
比較例のパワートレーンは、シフトアップ時のブリッピング制御において、エアバイパスバルブを開く制御を行わず、スロットル閉及び燃料カットによりエンジン回転数を低下させるものである。

図５は、本発明の比較例であるパワートレーンにおけるシフトアップ時のエンジンの状態を示すタイミングチャートである。
図５において、上段から順に、エンジン回転数、シフト位置、ブレーキ操作、クラッチ操作、アクセル操作、燃料カット状態（上方が燃料カット）、アクセル操作による要求トルク、ブリッピング制御に基づく要求トルク、エンジン１の出力トルクを示している。
この比較例においては、シフトアップのためクラッチが非締結状態であるときに、目標回転数までのエンジン回転数の低下を燃料カットにより行っているが、エンジン回転数の低下が緩慢であって目標回転数への到達が遅い。
このため、例えばドライバが素早いシフトアップを行って早期にクラッチを再締結した場合には、エンジン回転数が目標回転数よりも高い状態であるため、締結とともに車両が飛び出す（ショックを伴いつつ一時的に加速する）挙動を示し、ドライバの違和感や車体ショックの原因となる。

図６は、実施形態のパワートレーンにおけるシフトアップ時のエンジンの状態を示すタイミングチャートである。
図６においては、図５において示したパラメータに加え、エアバイパスバルブの開閉状態も図示している。（線図の上側が開、下側が閉）
実施形態においては、ブリッピング制御におけるエンジン回転数の低下時に、エアバイパスバルブ２４を開くことにより、比較例に対してエンジン回転数の低下を迅速化することができる。
これにより、エンジン回転数が目標回転数に到達するまでの時間が短くなり、素早い変速操作で早期にクラッチが接続された場合であっても、駆動系の回転速度とエンジン回転数とのずれによる乗員の違和感や車体ショックの発生を防止できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）減速比が小さくなる方向への変速（シフトアップ）時に、エンジン１の回転数が目標回転数に到達するまでエアバイパスバルブ２４を開状態とすることにより、ターボ過給機４０の過給圧を低下させ、エンジン１の吸入空気量を低減することで、エンジン回転数の低下を迅速化することができ、目標回転数に到達するまでの時間を短くすることができる。
これにより、素早い変速操作を実施した場合であっても、クラッチ締結時の違和感やショックの発生を抑制することができる。
（２）ブリッピング制御におけるエンジン回転数の低下時に燃料噴射を停止（燃料カット）することにより、エンジン回転数の低下をより迅速化し、上述した効果を促進することができる。
（３）シフトレバーセンサ１０２が検出するシフトレバーへの操作力に基づいて、開始された変速操作が減速比が小さくなる変速（シフトアップ）であるか否かを判別し、変速段の選択操作（変速後の変速段へのエンゲージ）が完了する前にエンジン回転数の低下を開始できるため、目標回転速度への到達をより早くすることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）車両用パワートレーンの構成は、上述した実施形態に限定されることなく適宜変更することができる。
例えば、実施形態におけるエンジンは、一例として水平対向４気筒のガソリン直噴エンジンであったが、気筒数、シリンダレイアウト、燃料噴射方式などは適宜変更することが可能であり、また、ガソリン以外の燃料を使用するエンジンや、例えばディーゼルエンジンなどのオットーサイクル以外の理論サイクルに基づいて動作するエンジンとすることもできる。
（２）実施形態においては、変速機は一例として手動変速機であったが、変速機の種類は、離散的に設定された複数の変速比の間で変速を行うものであれば、他種の変速機にも適用することができる。
例えば、手動変速機と同様の変速機構部をアクチュエータにより動作させるＡＭＴや、ＤＣＴ、プラネタリギアセットを用いたステップＡＴなどであってもよい。

１ エンジン １０ 本体部
１１ クランクシャフト １２ シリンダブロック
１３ シリンダヘッド １４ 吸気バルブ駆動系
１５ 排気バルブ駆動系 １６ 点火栓
２０ 吸気装置 ２１ インテークダクト
２２ エアクリーナ ２３ エアフローメータ
２４ エアバイパスバルブ ２５ インタークーラ
２６ スロットル ２６ａ 圧力センサ
２７ インテークマニホールド ２７ａ 圧力センサ
２８ タンブルジェネレータバルブ（ＴＧＶ）
３０ 排気装置 ３１ エキゾーストマニホールド
３２ エキゾーストパイプ ３３ フロント触媒
３３ａ フロントＡ／Ｆセンサ ３３ｂ リアＡ／Ｆセンサ
３４ リア触媒 ３５ サイレンサ
４０ ターボ過給機 ４１ コンプレッサ
４２ タービン
４３ ベアリングハウジング ４４ ウェイストゲートバルブ
５０ 燃料供給装置 ５１ 燃料タンク
５２ フィードポンプ ５３ フィードライン
５４ 高圧ポンプ ５５ 高圧燃料ライン
５６ インジェクタ ６０ 蒸発燃料処理装置
６１ キャニスタ ６１ａ 配管
６１ｂ フューエルカットバルブ
６２ エバポリークチェックモジュール（ＥＬＣＭ）
６３ パージライン ６４ パージライン
６４ａ チェックバルブ ６５ パージライン
６６ パージバルブ ６７ 圧力センサ
６８ エジェクタ ６８ａ 導入管路
６８ｂ ノズル ６８ｃ 吐出口
７０ ＥＧＲ装置 ７１ ＥＧＲ流路
７２ ＥＧＲクーラ ７３ ＥＧＲバルブ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１ アクセルペダルセンサ １０２ シフトレバーセンサ
１０３ クラッチスイッチ １０４ ブレーキスイッチ

Claims (3)

1. ターボ過給機のコンプレッサ上流側と下流側とを連通させるエアバイパス流路を開閉するエアバイパスバルブを有するエンジンと、
   前記エンジンの回転出力を変速するとともに、離散的に設定された複数の変速比を切り換える変速動作を行う変速機と、
   前記変速機における前記変速比を減速比が小さくなるよう変更する変速動作の開始を検出する変速動作検出部と、
   前記変速動作の開始に応じて変速後の前記エンジンの出力軸回転速度の目標値を演算する目標速度演算部と、
   前記変速動作の開始に応じて前記エンジンの前記出力軸回転速度を前記目標値まで低下させるエンジン制御部とを有し、
   前記エンジン制御部は、前記エンジンの前記出力軸回転速度の低下中に前記エアバイパスバルブを開状態とするとともに、前記出力軸回転速度が前記目標値まで到達した後に前記エアバイパスバルブを閉状態とすること
   を特徴とする車両用パワートレーン。
2. 前記エンジン制御部は、前記エンジンの前記出力軸回転速度の低下中に、前記エンジンにおける燃料噴射を停止すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用パワートレーン。
3. 前記変速機は、ドライバによる変速操作が入力される変速操作部と、前記変速操作部への前記ドライバによる操作力及び前記操作力の作用方向を検出する操作力センサを有し、
   前記目標速度演算部は、前記操作力センサの出力に基づいて推定される変速後の変速比に基づいて前記目標値を演算すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用パワートレーン。
   

Images