JP4552795B2

JP4552795B2 - 車両の変速時の制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JP4552795B2
Application number: JP2005214085A
Authority: JP
Inventors: 正覧村山; 正浩入山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2025-07-25
Also published as: JP2007032341A

Description

本発明は、エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備える車両（ＭＴ車）での変速時の制御装置及び制御方法に関する。

ＭＴ車に、特許文献１に記載の変速時の回転同期制御を適用し、クラッチペダルスイッチがＯＮとなっているとき（クラッチの開放が検知されているとき）に、手動変速機の変速操作による変速後の目標ギア位置で走行するのに必要な目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数を目標エンジン回転数にフィードバック制御することにより、特にダウシフト時に変速後の低速側ギヤ位置で車速と釣り合う状態までエンジン回転数を上昇させて、変速時間を短縮しつつ、変速ショックを低減することが考えられている。
特開平５−２２９３６８号公報

しかしながら、ＭＴ車において、ドライバーがダブルクラッチを踏んだ場合、実際は変速中であるにもかかわらず一旦クラッチペダルスイッチがＯＦＦとなってしまうので、その間は、回転数フィードバック制御が行われず、一旦回転数が下がってしまい、結果として変速時間が長くなってしまい、場合によっては変速ショックを生じてしまう。
本発明は、このような実状に鑑み、ドライバーのダブルクラッチ操作に対処可能とすることを目的とする。

このため、本発明では、ＭＴ車において、クラッチペダルスイッチによりクラッチの開放が検知されているときに、変速時の回転同期制御を実行する一方、前記回転同期制御の実行中に、前記クラッチペダルスイッチにより前記クラッチの締結が検知されたときに、前記手動変速機のギヤ入りの確定が検知されない場合、所定のディレー時間を設定し、前記ディレー時間中に、前記ギヤ入りの確定を検知したときには前記回転同期制御を終了させ、前記ギヤ入りの確定を検知しないときは前記ディレー時間の間、前記回転同期制御制御を継続する構成とした。

本発明によれば、ドライバーのダブルクラッチ操作によって変速中にクラッチペダルスイッチが一時的にＯＦＦとなっても、ディレー時間内であれば、回転同期制御が継続されるため、変速時間が長くなることを防止できる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すＭＴ車のシステム図である。
車両に搭載されるエンジン（内燃機関）１は、その吸気通路２に吸入空気量制御用の電制スロットル弁３を備え、その開度は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４により制御される。エンジン１の燃料供給系については図示及び説明を省略するが、ＥＣＵ４により吸入空気量に対し所望の空燃比となるように供給燃料量が制御される。

エンジン１の出力側には、クラッチ５を介して、手動変速機６が接続されている。クラッチ５は、ドライバーのクラッチペダル操作によって、開放・締結され、踏込み時に開放される。手動変速機は、ドライバーのシフトレバー（シフトノブ）操作によってギヤ位置を切換えられる。
ＥＣＵ４には、各種センサより信号が入力されている。

アクセルペダルセンサ１１は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）ＡＰＯを検出し、対応する信号を出力する。
クランク角センサ１２は、エンジン１のクランク軸の回転に同期した信号を出力するもので、この信号からエンジン回転数ＮＥを検出可能である。
車速センサ１３は、車速（変速機６の出力軸回転数）ＶＳＰを検出し、対応する信号を出力する。

クラッチペダルスイッチ１４は、クラッチペダルの位置に応じたＯＮ・ＯＦＦ信号を出力するもので、クラッチ開放時（クラッチペダル踏込み時）にＯＮとなる。
シフト位置センサ１５は、シフトレバー（シフトノブ）の位置に応じた信号を出力するもので、詳しくは、図４のｘ方向（セレクト方向）位置に対応する信号出力と、ｙ方向（ストローク方向）位置に対応する信号出力とを含み、これらによりギヤ位置（変速中の目標ギヤ位置やギヤ入りの確定を含む）を判別可能である。

ニュートラルスイッチ１６は、シフトレバーがニュートラル領域（図４参照）にあるときにＯＮとなるものである。
また、運転席等にドライバーが好みにより変速時の回転同期制御の許可又は禁止を選択するための回転同期制御許可スイッチ１７が設けられ、そのＯＮ（許可）・ＯＦＦ（禁止）信号もＥＣＵ４に入力されている。

ここにおいて、ＥＣＵ４では、アクセル開度ＡＰＯ（及びエンジン回転数Ｎｅ）に基づいてドライバ要求トルクを定め、通常（非変速中）は、目標エンジントルクｔＴｅ＝ドライバ要求トルクとする。そして、目標エンジントルクｔＴｅ（及びエンジン回転数Ｎｅ）に基づいて、これを得るための目標スロットル開度ｔＴＶＯを算出し、この目標スロットル開度ｔＴＶＯに従って電制スロットル弁３の開度を制御する。

その一方、変速時には、前記回転同期制御許可スイッチ１７がＯＮとなっていることを条件として、目標エンジントルクｔＴｅの算出に際し、回転同期制御を行う。
ＥＣＵ４による変速時の回転同期制御について、図２、図３のフローチャートにより、説明する。
図２は、回転同期制御フラグ設定ルーチンのフローチャートであり、所定時間毎に実行される。

Ｓ１では、回転同期制御許可スイッチがＯＮになっているか否かを判定し、ＯＦＦの場合は、Ｓ２へ進んで、回転同期制御フラグＦ＝０として、回転同期制御を禁止する。
回転同期制御許可スイッチがＯＮになっている場合は、Ｓ３へ進み、回転同期制御フラグＦ＝１（回転同期制御中）か否かを判定する。
回転同期制御フラグＦ＝０で、回転同期制御中でない場合は、Ｓ４へ進む。

Ｓ４では、クラッチペダルスイッチがＯＮ（クラッチ開放）か否かを判定し、クラッチペダルスイッチがＯＦＦ（クラッチ締結）の場合は、本ルーチンを終了する。
クラッチペダルスイッチがＯＮ（クラッチ開放）の場合は、Ｓ５へ進む。
Ｓ５では、シフト位置センサの信号に基づいて目標ギヤ位置が変化したか否かを判定する。例えば図２を参照して、３速→２速ダウンシフトの例で説明すると、シフト位置センサからの信号の履歴により、３速からニュートラル状態となって２速判定位置に達したときに、目標ギヤ位置が３速から２速に変化した（変速後の目標ギヤ位置は２速である）と判定する。

目標ギヤ位置の変化が認められない場合は、本ルーチンを終了する。
目標ギヤ位置の変化が認められた場合は、Ｓ６へ進み、変速後の目標ギヤ位置を特定した状態で、回転同期制御フラグＦ＝１にセットして、回転同期制御を開始させる。
ここで、図３の回転同期制御ルーチンのフローチャートについて説明する。本ルーチンも所定時間毎に実行される。

Ｓ２１では、回転同期制御フラグＦ＝１か否かを判定し、Ｆ＝０の場合は、Ｓ２２へ進んで通常のエンジントルク制御を実行する。
回転同期制御フラグＦ＝１の場合は、Ｓ２３へ進み、変速後の目標ギヤ位置（ギヤ比ＧＲ）と現在の車速（変速機出力軸回転数）ＶＳＰとから、変速後の目標ギヤ位置で走行するために必要な、車速と釣り合う、目標エンジン回転数ｔＮＥ（＝ＶＳＰ／ＧＲ）を算出する。

次にＳ２４では、実際のエンジン回転数ＮＥを検出する。
次にＳ２５では、実際のエンジン回転数ＮＥと、目標エンジン回転数ｔＮＥとを比較する。
比較の結果、ＮＥ＜ｔＮＥであれば、Ｓ２６へ進み、目標エンジントルクｔＴｅを増大させることによって、スロットル開度ＴＶＯを増大させ、エンジン回転数ＮＥを上昇させて、目標エンジン回転数ｔＮＥに近づける。

逆に、ＮＥ＞ｔＮＥであれば、Ｓ２７へ進み、目標エンジントルクｔＴｅを減少させることによって、スロットル開度ＴＶＯを減少させ、エンジン回転数ＮＥを低下させて、目標エンジン回転数ｔＮＥに近づける。
図２のフローに戻って説明を続ける。
回転同期制御フラグＦ＝１となって、回転同期制御が開始された後は、Ｓ２での判定で、Ｓ７へ進む。

Ｓ７では、クラッチペダルスイッチがＯＦＦ（クラッチ締結）となったか否かを判定し、まだＯＮ（クラッチ開放）の場合は、本ルーチンを終了し、回転同期制御を継続する。
クラッチペダルスイッチがＯＮ（クラッチ開放）となった場合は、Ｓ８へ進む。
Ｓ８では、ギヤ入りが確定したか否かを判定する。ギヤ入りの確定とは、目標ギヤ位置への操作が完了したことをいい、シフト位置センサの出力に基づいて判定する。例えば図４を参照して、３速→２速ダウンシフトの例で説明すると、シフト位置センサの信号出力が２速位置に相当する所定範囲（ｘ２，ｙ２）内となったときに、目標ギヤ位置へのギヤ入り確定と判定する。シフト位置センサの信号出力が２速位置に相当する所定範囲は、ニュートラル領域と離れている。これにより、ギヤ入りを確実に検知できる。又は、ニュートラル領域を脱して２速側となったときに、ギヤ入り確定と判定してもよい。この場合は、ニュートラルスイッチの信号を用いて、簡易に判定することもできる。

ギヤ入りが確定した場合は、ダブルクラッチ操作による一時的なクラッチ締結ではないので、ディレー時間を設定することなく、Ｓ１３へ進み、回転同期制御フラグＦ＝０として、回転同期制御を終了させる。
ギヤ入りが確定していない場合は、Ｓ９へ進み、クラッチペダルスイッチがＯＮ→ＯＦＦに切換わった初回であるか否かを判定し、初回の場合は、Ｓ１０へ進んで、ディレー時間（ディレー残り時間）ＤＬを予め定めた初期値ＤＬ０に設定する（ＤＬ＝ＤＬ０）。初回でない場合は、Ｓ１１へ進んで、ディレー時間の計時のため、ディレー時間（ディレー残り時間）ＤＬを所定量（ΔＤ）減算する（ＤＬ＝ＤＬ−ΔＤ）。

次のＳ１２では、ディレー時間（ディレー残り時間）ＤＬが０以下、すなわちディレー時間が経過したか否かを判定し、ディレー時間内の場合（ＤＬ＞０の場合）は、本ルーチンを終了し、回転同期制御を継続する。
ディレー時間が経過した場合（ＤＬ≦０の場合）は、Ｓ１３へ進んで、回転同期制御フラグ＝０として、回転同期制御を終了させる。

本実施形態において、図２のＳ４、Ｓ５での判定に基づいて回転同期制御フラグＦ＝１にセットして、図３のＳ２３〜Ｓ２７の制御を実行する部分が、回転同期制御手段に相当する。また、図２のＳ７での判定に基づいて、Ｓ１０でディレー時間ＤＬを設定する部分が、ディレー時間設定手段に相当し、ディレー時間内のときにＳ１２での判定によりＳ１３を実行しない部分が、回転同期制御継続手段に相当する。また、Ｓ８の部分がギヤ入り確定検知手段に相当し、Ｓ８からＳ１３へ進む部分がディレー時間解除手段に相当する。

図５は、ディレー無しで、クラッチ通常操作の場合のタイムチャートである。
クラッチペダルが踏込まれて、クラッチペダルスイッチがＯＮとなった後、変速操作により、目標ギヤ位置が例えば３速から２速に変化すると、その時点から、変速後の目標ギヤ位置（低速側ギヤ位置）で車速と釣り合うように目標エンジン回転数が大側に設定され、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるようにエンジントルク（スロットル開度）が増大され、回転が釣り合った状態でクラッチが締結されるので、変速ショックを防止でき、変速時間も短縮できる。これにより、シンクロ負荷軽減による耐久性向上と、シンクロ容量軽減によるコスト低減も、可能となる。

図６は、ディレー無しで、ダブルクラッチ操作の場合のタイムチャートである。
クラッチペダルが踏込まれて、クラッチペダルスイッチがＯＮとなった後、変速操作により、目標ギヤ位置が例えば３速から２速に変化すると、その時点から、変速後の目標ギヤ位置（低速側ギヤ位置）で車速と釣り合うように目標エンジン回転数が大側に設定され、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるようにエンジントルク（スロットル開度）が増大されるが、ダブルクラッチの場合は、一旦、クラッチペダルスイッチがＯＮとなり、ディレー無しのときは、回転同期制御が中止されて、エンジン回転数が低下してしまう。その後、クラッチペダルスイッチが再びＯＮとなることで、回転同期制御が再開されるが、目標エンジン回転数に達するまでに時間がかかってしまう。そして、エンジン回転数が目標エンジン回転数に達するまでの間に、クラッチが締結されると、クラッチ締結時に回転数差が生じてしまい、変速ショックとなる。言い換えれば、ダブルクラッチ操作に熟練を要する。

図７は、ディレー有りで、ダブルクラッチ操作の場合のタイムチャートである。
クラッチペダルが踏込まれて、クラッチペダルスイッチがＯＮとなった後、変速操作により、目標ギヤ位置が例えば３速から２速に変化すると、その時点から、変速後の目標ギヤ位置（低速側ギヤ位置）で車速と釣り合うように目標エンジン回転数が大側に設定され、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるようにエンジントルク（スロットル開度）が増大される。ダブルクラッチの場合は、一旦、クラッチペダルスイッチがＯＮとなるが、ディレー時間が設定されるので、ディレー時間の間、回転同期制御が継続され、ディレー時間内にクラッチペダルスイッチが再びＯＮとなれば、ダブルクラッチによって回転同期制御が停止されることはない。従って、ダブルクラッチの有無にかかわらず、変速ショックの防止と変速時間の短縮ショックとが得られる。言い換えれば、素人でもダブルクラッチ操作が容易にできる。

また、ギヤ入り確定後は、ディレー時間を持たせないことで、良好なレスポンスを得ることができる。
尚、本実施形態では、回転同期制御のためのエンジントルク制御のため、スロットル開度を制御したが、点火時期制御（点火時期遅角によるエンジントルクの減少制御）を併用するようにしてもよい。

本発明の一実施形態を示すＭＴ車のシステム図回転同期制御フラグ設定ルーチンのフローチャート回転同期制御ルーチンのフローチャートシフト位置センサ出力の説明図ディレー無しで、クラッチ通常操作の場合のタイムチャートディレー無しで、ダブルクラッチ操作の場合のタイムチャートディレー有りで、ダブルクラッチ操作の場合のタイムチャート

符号の説明

１エンジン
２吸気通路
３電制スロットル弁
４ＥＣＵ
５クラッチ
６手動変速機
１１アクセルペダルセンサ
１２クランク角センサ
１３車速センサ
１４クラッチペダルセンサ
１５シフト位置センサ
１６ニュートラルスイッチ
１７回転同期制御許可スイッチ

Claims

エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備える車両において、
クラッチペダルスイッチにより前記クラッチの開放が検知されているときに、前記手動変速機の変速操作による変速後の目標ギヤ位置で走行するのに必要な目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数を目標エンジン回転数にフィードバック制御する回転同期制御手段と、
前記手動変速機のギヤ入りの確定を検知するギヤ入り確定検知手段と、
前記回転同期制御手段の制御中に、前記クラッチペダルスイッチにより前記クラッチの締結が検知されたときに、前記ギヤ入りの確定が検知されない場合、所定のディレー時間を設定するディレー時間設定手段と、
前記ディレー時間中に、前記ギヤ入りの確定を検知したときには前記回転同期制御手段の制御を終了させ、前記ギヤ入りの確定を検知しないときは前記ディレー時間の間、前記回転同期制御手段の制御を継続する回転同期制御継続手段と、
を設けたことを特徴とする車両の変速時の制御装置。
前記手動変速機のギヤ入りの確定を検知するギヤ入り確定検知手段と、前記ギヤ入りの確定を検知したときに、前記ディレー時間の設定を解除して、前記回転同期制御手段の制御を終了させるディレー時間解除手段と、を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両の変速時の制御装置。
前記ギヤ入り確定検知手段は、シフト位置センサの出力に基づいてギヤ入りの確定を検知することを特徴とする請求項２記載の車両の変速時の制御装置。
前記ギヤ入り確定検知手段は、ニュートラルスイッチがＯＦＦとなったことでギヤ入りの確定を検知することを特徴とする請求項２記載の車両の変速時の制御装置。
エンジンの出力側にクラッチを介して接続される手動変速機を備える車両において、
クラッチペダルスイッチにより前記クラッチの開放が検知されているときに、前記手動変速機の変速操作による変速後の目標ギヤ位置で走行するのに必要な目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数を目標エンジン回転数にフィードバック制御する回転同期制御を実行する一方、
前記回転同期制御の実行中に、前記クラッチペダルスイッチにより前記クラッチの締結が検知されたときに、前記手動変速機のギヤ入りの確定を検知する手段により前記手動変速機のギヤ入りの確定が検知されない場合、所定のディレー時間を設定し、
前記ディレー時間中に、前記ギヤ入りの確定を検知したときには前記回転同期制御を終了させ、前記ギヤ入りの確定を検知しないときは前記ディレー時間の間、前記回転同期制御制御を継続することを特徴とする車両の変速時の制御方法。