JP4752928B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射量を適切に得るための学習制御が実行可能なディーゼルエンジン等の内燃機関における燃料噴射制御装置に係る。特に、本発明は、自動化マニュアルトランスミッション（自動制御式マニュアルトランスミッションとも呼ばれる）が接続された内燃機関における燃料噴射制御に関する。

従来より、例えば下記の特許文献１や特許文献２に開示されているように、自動車用ディーゼルエンジン等の内燃機関では、燃焼騒音の低減やＮＯｘ排出量の削減を目的として、メイン噴射に先立って極少量の燃料を気筒内に向けて噴射するパイロット噴射が行われている。

このようなパイロット噴射を実施するエンジンにおいて、そのパイロット噴射量の最適値はそのときのエンジンの運転状態によって異なる。一般に、このパイロット噴射量は、エンジンのシリンダ容量にもよるが概ね数ｍｍ³程度であり、エンジン回転数等に基づいて求められる目標パイロット噴射量でパイロット噴射が実行されるようになっている。具体的には、燃料噴射圧に応じて燃料噴射弁（以下、インジェクタと呼ぶ場合もある）の開閉制御（開弁時間の制御）が行われるようになっている。

ここで問題となるのが燃料噴射システムの個体差による燃料噴射量のばらつき（個体ばらつき）や経時的な燃料噴射量の変化である。すなわち、燃料噴射システムに使用されているインジェクタの個体差（噴射量のばらつき）および各センサの個体差（センサ出力のばらつき）や、経時的なインジェクタの特性の変化（インジェクタの劣化）は、マイクロコンピュータ等によって求められた目標パイロット噴射量と実際に噴射される実パイロット噴射量との間にずれを生じさせることになり、このようなずれが生じると適正なパイロット噴射量が得られないことになる。そして、実パイロット噴射量が目標パイロット噴射量から大幅にずれてしまう状況では、燃焼騒音の増大、ＰＭ（Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：微粒子）排出量の増大、エンジンの失火等を引き起こしてしまう可能性がある。

このため、従来より、例えば下記の特許文献に開示されているようなパイロット噴射量の学習動作が行われている。この特許文献にはコモンレール式のディーゼルエンジンにおけるパイロット噴射量の学習動作が開示されている。

上述した如く、パイロット噴射は、燃料噴射圧に応じてインジェクタの開弁時間を適宜設定して目標パイロット噴射量での燃料噴射が実行されるようにしている。そのため、エンジンの制御系に備えられたエンジンＥＣＵには、複数段階（例えば４段階）のコモンレール圧（例えば３０ＭＰａ、６０ＭＰａ、９０ＭＰａ、１２０ＭＰａ）それぞれに対し、パイロット噴射量とインジェクタへの通電時間（開弁時間）との関係が気筒別（インジェクタ別）にそれぞれ記憶されたパイロット噴射量設定マップが格納されている。つまり、エンジン回転数等に応じて決定された目標パイロット噴射量が得られるように、パイロット噴射量設定マップに従い、コモンレール圧に応じたインジェクタへの通電時間が求められるようになっている。

上記パイロット噴射量の学習動作は、上記パイロット噴射量設定マップ上の学習値を適宜補正していくことにより、上記燃料噴射システムの個体ばらつきや噴射量の経時変化が生じていても適正なパイロット噴射量でパイロット噴射が行えるようにするためのものである。

この学習動作として具体的には、インジェクタへの指令噴射量が零となる無噴射時（例えば走行中にアクセル開度が「０」となったときなど）にパイロット噴射量と同等の極少量の燃料を特定の気筒（ピストンが上死点付近にある気筒）に向けて噴射し（以下、この燃料噴射を「単発噴射」と呼ぶ）、この単発噴射に伴うエンジン回転数の変化量など（エンジン運転状態の変化量）を認識する。そして、正確に所定量の単発噴射が実行された場合のエンジン運転状態の変化量データと、実際に単発噴射を行った場合のエンジン運転状態の変化量とを比較し、そのずれ量に応じて上記パイロット噴射量設定マップの学習値を補正していく。このような動作を上記パイロット噴射量設定マップ上の各コモンレール圧毎に且つ各気筒毎に実行していき、全ての気筒に対してコモンレール圧に関わりなく適正なパイロット噴射量でパイロット噴射が行えるようにしている。

また、この学習動作中に、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を行うなどして学習実行条件が解除された場合には学習動作を中止している。

ところで、車両に搭載される変速機として、特許文献３に開示されているように、変速操作（ギヤ段の切り換え）をシフトアクチュエータ及びセレクトアクチュエータによって自動的に行う自動化マニュアルトランスミッション（ＡＭＴまたはＭＭＴと呼ばれている）が知られている。このような自動化マニュアルトランスミッションとエンジン等の駆動源との接続には、アクチュエータによって係脱が切り換えられる自動クラッチが適用されている。

そして、このような自動化マニュアルトランスミッションに接続されるエンジンにおいても上述した単発噴射による燃料噴射量の学習動作が行われる。この場合にも、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を行い、それに伴って自動化マニュアルトランスミッションからのトルクアップ要求があった場合に、その時点で学習動作を中止している。

特開２００５−１３９９５１号公報 特開２００７−１８７００９号公報 特開２００８−１５１３２８号公報

ところが、上記自動化マニュアルトランスミッションが接続されたエンジンにおいて、上記学習制御による単発噴射を実行する際、コモンレール圧が比較的高い状況、つまり、学習燃料圧力を高く設定した場合の学習動作が行われている状況において、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を行った場合には以下に述べるような不具合が生じてしまう。

つまり、この運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作に伴って自動化マニュアルトランスミッションからトルクアップ要求があった場合に、その要求に応えるべく、比較的多量の燃料が短時間のうちに気筒内に噴射されることになるため、たとえ学習動作を中止したとしても、未だコモンレール圧が比較的高い状況で燃料噴射が開始されてしまう。このため、混合気の燃焼が急速に起こり（単位時間当たりにおける熱発生量が多くなり）、比較的大きな燃焼音が発生してしまうことになる。上述した如くパイロット噴射量の学習制御は、アクセル開度「０」等のようなインジェクタへの指令噴射量が零となっている際に実行される場合が多いため、このような状況から比較的大きな燃焼音が発生する状況に移行してしまうと運転者等の乗員に違和感を与えてしまうことになる。

上記自動化マニュアルトランスミッションにあっては、変速速度を高めて変速に要する時間の短縮化を図るために、アクセルペダルの踏み込み操作が行われた場合の燃料噴射量制御としては、なまし制御が行われず、アクセルペダルの踏み込み操作が行われて自動化マニュアルトランスミッションからトルクアップ要求があると、それと略同時に燃料噴射量が増量される。このため、上記燃焼音の課題は顕著である。尚、一般的な手動変速機（ＭＴ）の場合には、燃料噴射量のなまし制御が行われるため、上記学習動作の中止に伴ってコモンレール圧が低下していき、燃料噴射が開始される際には、比較的低いコモンレール圧となっているため、上記燃焼音が大きくなる不具合は比較的発生しにくいものとなっている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料噴射量の学習制御を行う燃料噴射制御装置に対し、この学習制御の中止に伴って発生する燃焼音の増大を軽減することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、自動化マニュアルトランスミッションの変速要求が発生したタイミングで上記燃料噴射量学習制御を禁止することにより、変速動作に伴うトルクアップ要求よりも早いタイミングで燃料圧力の低下動作を開始させ、上記トルクアップ要求に応じた燃料噴射時にあっては、比較的低い燃料圧力での燃料噴射を可能にしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、車両走行中にアクセル開度が０となったフューエルカット中に、自動制御式マニュアルトランスミッションが接続された車両用内燃機関の特定の気筒内に燃料噴射弁から燃料噴射を行い、その燃料噴射に伴う内燃機関の運転状態の変化に基づいて目標燃料噴射量に対する実燃料噴射量の偏差を求めて実燃料噴射量を補正する燃料噴射量学習制御を実行するよう構成された燃料噴射制御装置を前提としている。この燃料噴射制御装置に対し、比較的高い燃圧での上記燃料噴射量学習制御の実行中に、アクセルペダルの踏み込みによって上記自動制御式マニュアルトランスミッションの変速要求が発生したタイミングにおいて上記燃料噴射量学習制御を禁止することで、変速動作に伴うトルクアップ要求よりも早いタイミングで燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を低下させる動作を開始させ、これにより上記トルクアップ要求時に、上記燃料噴射量学習制御の実行中の燃料圧力よりも低い燃料圧力となるように燃圧低下制御を実行する学習制御禁止手段を備えさせている。

この特定事項により、上記燃料噴射量学習制御の実行中に上記自動制御式マニュアルトランスミッションの変速要求が発生した場合、その変速動作に伴うトルクアップ要求よりも早いタイミングで燃料噴射量学習制御が禁止され、燃料噴射量学習制御中に高く設定されていた燃料圧力を早いタイミングから降下させることが可能になる。このため、上記トルクアップ要求に応じた燃料噴射時にあっては、比較的低い燃料圧力での燃料噴射が行われ、これによって、燃焼音を低く抑えることが可能になる。

上記燃圧低下制御を実行する場合の具体的な手法としては、上記自動制御式マニュアルトランスミッションの変速時のトルク要求に応じた燃料噴射が開始されるタイミングにおいて、燃焼音が所定音量以下に低下するような燃料圧力まで低下させるようにしている。

これにより、燃料噴射が開始されるタイミングでの燃料圧力を、燃焼音が所定音量以下となる値に設定することが可能になる。例えば、燃料噴射弁に燃料を供給するポンプの制御によって所定燃料圧まで圧力低下させるものや、燃料噴射弁への燃料供給経路の途中にリリーフバルブ等の調整弁を設けておき、その開度を調整することによって所定燃料圧まで圧力低下させるものなどが挙げられる。

上記変速時の要求トルクが大きい場合の対策として以下のものが挙げられる。つまり、上記自動制御式マニュアルトランスミッションの変速時に要求される内燃機関のトルク値が所定の燃焼音限界トルク値を超えている場合には、自動制御式マニュアルトランスミッションの変速時における燃料噴射量のなまし制御を実行する構成としている。

これは、変速の応答性よりも燃焼音の抑制を優先した制御であって、これにより、変速時の要求トルクが大きい場合であっても燃焼音を低く抑えることが可能になる。

本発明では、自動化マニュアルトランスミッションの変速要求が発生したタイミングで燃料噴射量学習制御を禁止することにより、変速動作に伴うトルクアップ要求よりも早いタイミングで燃料圧力の低下動作を開始させ、上記トルクアップ要求に応じた燃料噴射時にあっては、比較的低い燃料圧力での燃料噴射を可能にしている。これにより、学習制御の中止に伴って燃焼音が増大してしまうことを回避できる。

実施形態に係る車両のパワートレーンの概略構成を示す図である。 エンジンの燃料噴射システムの概略構成を示す図である。 自動クラッチの構成を示す断面図である。 自動化マニュアルトランスミッションの変速操作装置を示す図である。 シフト装置の斜視図である。 エンジンＥＣＵおよびトランスミッションＥＣＵを含む制御ブロックを示す図である。 変速制御に用いる変速マップを示す図である。 燃料噴射量学習制御時における燃料噴射制御の手順を示すフローチャート図である。 燃料噴射量学習禁止時における燃料圧力の変化を示す図である。 変形例に係る燃料噴射量学習制御時における燃料噴射制御の手順を示すフローチャート図である。 変形例におけるトランスミッションの要求トルクに対する燃料噴射量の変化を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、コモンレール式のディーゼルエンジン（内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両のパワートレーンの概略構成を示している。この図１に示すように、車両のパワートレーンは、エンジン１と、自動クラッチ２と、変速機３と、エンジンＥＣＵ１０１と、トランスミッションＥＣＵ１０２を備えている。これらエンジン１、自動クラッチ２、変速機３、及び、各ＥＣＵ１０１，１０２について以下に説明する。

−エンジン−
エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１１は、自動クラッチ２のフライホイール２１（図３）に連結されている。クランクシャフト１１の回転数（エンジン回転数Ｎｅ）はエンジン回転数センサ４０１によって検出される。

エンジン１の吸気系には電子制御式のスロットルバルブ１２が設けられており、スロットルモータ１３の駆動により、必要に応じて吸入空気量を減少させることが可能となっている。このスロットルバルブ１２の開度はスロットル開度センサ４０２によって検出される。

次に、上記エンジン１の燃料噴射システムについて説明する。図２は本実施形態に係るエンジン１の燃料噴射システムを示す全体構成図である。この図２に示す燃料噴射システムは、高圧燃料を蓄える蓄圧容器としてのコモンレール１１０と、燃料タンク１１１からフィードポンプ１１２によって汲み上げられた燃料を加圧してコモンレール１１０に供給する高圧燃料ポンプ１１３と、コモンレール１１０より供給される高圧燃料をエンジン１の気筒内（燃焼室１ａ）に噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１１４と、この燃料噴射システムを電子制御する上記エンジンＥＣＵ１０１とを備えている。

上記コモンレール１１０は、エンジンＥＣＵ１０１により目標燃料圧力が設定され、高圧燃料ポンプ１１３から供給された高圧燃料を目標燃料圧力で蓄圧するようになっている。また、このコモンレール１１０には、蓄圧された燃料圧力（以下、レール圧と呼ぶ）を検出してエンジンＥＣＵ１０１に出力する圧力センサ（燃料圧力検知手段）１１５と、レール圧を低下させる場合に開放されるリリーフバルブ１１６とが取り付けられている。

上記高圧燃料ポンプ１１３は、エンジン１のクランクシャフト１１からの駆動力を受けて回転するカム軸１４の回転に同期してシリンダ１１３ａ内を往復運動するプランジャ１１３ｂと、フィードポンプ１１２からシリンダ１１３ａ内の加圧室１１３ｃに吸入される燃料量を調量する電磁調量弁１１７とを備えている。そして、この高圧燃料ポンプ１１３では、プランジャ１１３ｂがシリンダ１１３ａ内を上死点から下死点に向かって移動する際に、フィードポンプ１１２より送り出された燃料が電磁調量弁１１７で調量され、この燃料が吸入弁１１８を押し開いて加圧室１１３ｃに吸入される。その後、プランジャ１１３ｂがシリンダ１１３ａ内を下死点から上死点へ向かって移動する際に、プランジャ１１３ｂによって加圧室１１３ｃの燃料が加圧され、その加圧された燃料が、吐出弁１１９を押し開いてコモンレール１１０に圧送されるようになっている。上記電磁調量弁１１７は、エンジンＥＣＵ１０１からの制御信号によって制御されて燃料供給経路の通路面積を可変とするものであり、この通路面積を変更することによって加圧室１１３ｃに導入される燃料量を調量して高圧燃料ポンプ１１３からの燃料の吐出圧を調節し、これによってレール圧を調節する構成となっている。具体的に、アクセル開度が「０」となるなどして燃料の無噴射時（フューエルカット時）には、電磁調量弁１１７は全閉となる一方、レール圧を昇圧する場合には電磁調量弁１１７の開度が大きく設定されるようになっている。

上記インジェクタ１１４は、エンジン１の気筒毎に備えられ、それぞれ高圧配管１２０を介してコモンレール１１０に接続されている。このインジェクタ１１４は、エンジンＥＣＵ１０１の指令に基づいて作動する電磁弁１１４ａと、この電磁弁１１４ａへの通電時に燃料を噴射するノズル１１４ｂとを備えている。電磁弁１１４ａは、コモンレール１１０の高圧燃料が印加される圧力室から低圧側に通じる低圧通路を開閉するもので、通電時に低圧通路を開放し、通電停止時に低圧通路を遮断する。

上記ノズル１１４ｂは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁１１４ａへの通電により低圧通路が開放されて圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル１１４ｂ内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール１１０より供給された高圧燃料を噴孔より気筒内に噴射する。一方、電磁弁１１４ａへの通電停止により低圧通路が遮断されて、圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル１１４ｂ内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する。

エンジンＥＣＵ１０１は、クランクシャフト１１の回転に伴って発信されるパルス波に基づいてエンジン回転数を検出する上記エンジン回転数センサ４０１と、アクセル開度（エンジン負荷）を検出するアクセル開度センサ４０５、及び上記レール圧を検出する上記圧力センサ１１５等が接続され、これらのセンサ４０１，４０５，１１５で検出されたセンサ情報に基づいて、コモンレール１１０の目標レール圧と、エンジン１の運転状態に適した噴射時期及び噴射量等を演算し、その演算結果に従って、高圧燃料ポンプ１１３の電磁調量弁１１７及びインジェクタ１１４の電磁弁１１４ａを電子制御するようになっている。

また、エンジンＥＣＵ１０１による燃料噴射制御では、膨張行程の開始時に実行されるメイン噴射に先立って極小量のパイロット噴射を実施するようになっており、このパイロット噴射量を適切に得るためのパイロット噴射量学習制御（以下、単に学習制御と呼ぶ）が実行されるようになっている。この学習制御の詳細については後述する。上述した如く、メイン噴射に先立って極小量のパイロット噴射を実施することにより、メイン噴射時の拡散燃焼を活発化させ、燃料を噴射してから着火するまでの着火遅れ時間の短縮化を図ることができ、その結果、燃焼騒音の低減やＮＯｘ排出量の削減が図れるようにしている。

−自動クラッチ・変速機−
次に、上記自動クラッチ２の具体的な構成を図３を参照して説明する。

本実施形態における自動クラッチ２は、乾式単板の摩擦クラッチ２０（以下、単に「クラッチ２０」という）及びクラッチ操作装置２００を備えている。

クラッチ２０は、フライホイール２１、クラッチディスク２２、プレッシャプレート２３、ダイヤフラムスプリング２４、及び、クラッチカバー２５などを備えている。

フライホイール２１はクランクシャフト１１に取り付けられている。また、このフライホイール２１には、クラッチカバー２５が一体回転可能に取り付けられている。クラッチディスク２２は、変速機３の入力軸３１にスプライン嵌合によって固定されている。クラッチディスク２２は、フライホイール２１に対向配置されている。

プレッシャプレート２３は、クラッチディスク２２とクラッチカバー２５との間に配置されている。このプレッシャプレート２３は、ダイヤフラムスプリング２４の外周部によってフライホイール２１側へ押し付けられている。このプレッシャプレート２３の押し付けにより、クラッチディスク２２とプレッシャプレート２３との間、及び、フライホイール２１とクラッチディスク２２との間でそれぞれ摩擦力が発生する。これらの摩擦力により、クラッチ２０が接続（継合）された状態となり、フライホイール２１、クラッチディスク２２及びプレッシャプレート２３が一体となって回転する。

このようにして、クラッチ２０が継合状態になると、エンジン１から変速機３に動力が伝達される。この動力伝達に伴ってエンジン１からクラッチ２０を介して変速機３に伝達されるトルクは、「クラッチトルク」と呼ばれる。このクラッチトルクは、クラッチ２０が切断された状態ではほぼ「０」であり、クラッチ２０が徐々に継合されてクラッチディスク２２の滑りが減少するにつれて増大し、最終的にクラッチ２０が完全に継合された状態では、クランクシャフト１１の回転トルクに一致する。

クラッチ操作装置２００は、レリーズベアリング２０１、レリーズフォーク２０２、油圧式のクラッチアクチュエータ２０３、及び、油圧回路２０４などを備えており、クラッチ２０のプレッシャプレート２３を軸方向変位させることによって、当該プレッシャプレート２３とフライホイール２１との間にクラッチディスク２２を強く挟む状態もしくは引き離す状態に設定する。

レリーズベアリング２０１は、変速機３の入力軸３１に軸方向変位可能に嵌合されており、ダイヤフラムスプリング２４の中央部分に当接している。

レリーズフォーク２０２は、レリーズベアリング２０１をフライホイール２１側に向けて移動させる部材である。クラッチアクチュエータ２０３は、シリンダ２０３ａとピストンロッド２０３ｂとを有し、油圧によってピストンロッド２０３ｂを進退（前進・後退）させることにより、レリーズフォーク２０２が支点２０２ａを中心として回動する。

油圧回路２０４は、クラッチアクチュエータ２０３に供給する作動油の油圧を制御する回路である。油圧回路２０４には、励磁コイルへの通電により弁体を動作させるソレノイドバルブ等が設けられており、そのソレノイドバルブの励磁コイルへの通電または非通電を行うことによって、クラッチアクチュエータ２０３のピストンロッド２０３ｂが前進・後退する。

そして、以上の自動クラッチ２のクラッチ操作装置２００（油圧回路２０４）には上記トランスミッションＥＣＵ１０２からのソレノイド制御信号（油圧指令値）が供給され、そのソレノイド制御信号に基づいてクラッチアクチュエータ２０３が駆動制御される。

具体的には、図３に示す状態（クラッチ継合状態）から、クラッチアクチュエータ２０３が駆動されてピストンロッド２０３ｂが前進すると、レリーズフォーク２０２が回動（図３の時計周り方向に回動）され、これに伴ってレリーズベアリング２０１がフライホイール２１側に向けて移動する。このようにしてレリーズベアリング２０１が移動することにより、ダイヤフラムスプリング２４の中央部分つまりレリーズベアリング２０１に当接するダイヤフラムスプリング２４の部分がフライホイール２１側に向けて移動する（ダイヤフラムスプリング２４が反転する）。これによって、ダイヤフラムスプリング２４によるプレッシャプレート２３の押し付け力が弱くなり、摩擦力が減少する結果、クラッチ２０が切断された状態になる。

一方、クラッチ切断状態から、クラッチアクチュエータ２０３のピストンロッド２０３ｂが後退すると、ダイヤフラムスプリング２４の弾性力によってプレッシャプレート２３がフライホイール２１側に向けて押し付けられる。このプレッシャプレート２３の押し付けにより、クラッチディスク２２とプレッシャプレート２３との間、及び、フライホイール２１とクラッチディスク２２との間でそれぞれ摩擦力が発生し、これら摩擦力によってクラッチ２０が接続（継合）された状態になる。

変速機３は、例えば前進６段、後進１段の平行歯車式変速機などの一般的なマニュアルトランスミッションと同様の構成を有している。変速機３の入力軸３１は、上記したクラッチ２０のクラッチディスク２２に連結されている（図３参照）。また、図１に示すように、変速機３の出力軸３２の回転は、ドライブシャフト４、ディファレンシャルギア５及び車軸６などを介して駆動輪７に伝達される。

変速機３の入力軸３１の回転数は、入力軸回転数センサ４０３によって検出される。また、変速機３の出力軸３２の回転数は、出力軸回転数センサ４０４によって検出される。これら入力軸回転数センサ４０３及び出力軸回転数センサ４０４の出力信号から得られる回転数の比（出力回転数／入力回転数）に基づいて、現在のギヤ段を判定することができる。

本実施形態における変速機３には、シフトフォーク及びセレクトアンドシフトシャフト等を有する変速操作装置３００が設けられており、全体としてギヤ変速操作を自動的に行う自動化（自動制御式）マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）を構成している。

変速操作装置３００には、図４（セレクトアンドシフトシャフトと一体的に設けられたガイドプレート上のゲート溝及びその周辺部を示す図）に示すように、セレクト方向の操作（セレクト操作）を行う油圧式のセレクトアクチュエータ３０１、シフト方向の操作（シフト操作）を行う油圧式のシフトアクチュエータ３０２、及び、これらアクチュエータ３０１，３０２に供給する作動油の油圧を制御する油圧回路３０３などを備えている。

変速操作装置３００には、ギア段を規定するシフト位置を有する複数のゲートがセレクト方向に沿って配列されている。具体的には、図４に示すように、１速（１ｓｔ）と２速（２ｎｄ）とを規定する第１ゲート３１１、３速（３ｒｄ）と４速（４ｔｈ）とを規定する第２ゲート３１２、及び、５速（５ｔｈ）と６速（６ｔｈ）とを規定する第３ゲート３１３、後退（Ｒｅｖ）を規定する第４ゲート３１４がセレクト方向に沿って配列されている。

そして、これら第１ゲート３１１〜第４ゲート３１４のうち、いずれか１つのゲート（例えば第１ゲート３１１）を、セレクトアクチュエータ３０１の駆動によって選択した状態で、シフトアクチュエータ３０２を駆動することによって、ギヤ段の切り換え（例えばニュートラル（Ｎ）→１速（１ｓｔ））を行うことができる。

油圧回路３０３には、励磁コイルへの通電により弁体を動作させるソレノイドバルブ等が設けられており、そのソレノイドバルブの励磁コイルへの通電または非通電を行うことによって、セレクトアクチュエータ３０１及びシフトアクチュエータ３０２の各アクチュエータへの油圧の供給または油圧の解放を制御する。

そして、以上の変速操作装置３００の油圧回路３０３にはトランスミッションＥＣＵ１０２からのソレノイド制御信号（油圧指令値）が供給され、そのソレノイド制御信号に基づいてセレクトアクチュエータ３０１及びシフトアクチュエータ３０２がそれぞれ個別に駆動制御され、変速機３のセレクト操作及びシフト操作が自動的に実行される。

一方、車両の運転席の近傍にはシフト装置９が配置されている。図５に示すように、シフト装置９には、シフトレバー９ａが変位可能に設けられている。また、シフト装置９には、リバース（Ｒ）位置、ニュートラル（Ｎ）位置、ドライブ（Ｄ）位置及び、シーケンシャル（Ｓ）位置が設定されており、運転者が所望の変速位置へシフトレバー９ａを変位させることが可能となっている。これらリバース（Ｒ）位置、ニュートラル（Ｎ）位置、ドライブ（Ｄ）位置、シーケンシャル（Ｓ）位置（下記の「＋」位置及び「−」位置も含む）の各変速位置は、シフトポジションセンサ４０６（図１参照）によって検出される。

以下、それら変速位置が選択される状況と、そのときの変速機３の動作態様について各変速位置（「Ｎ位置」、「Ｒ位置」、「Ｄ位置」、「Ｓ位置」）ごとに説明する。

「Ｎ位置」は、変速機３の入力軸３１と出力軸３２との連結を切断する際に選択される位置であり、シフトレバー９ａが「Ｎ位置」に操作されると、変速機３の入力側ギヤ群３３と出力側ギヤ群３４とのギヤ対が噛み合わない状態となり、各変速ギア列での動力伝達が切断される。

「Ｒ位置」は、車両を後退させる際に選択される位置であり、シフトレバー９ａがこの「Ｒ位置」に操作されると、変速機３は後進ギヤ段に切り換えられる。

「Ｄ位置」は、車両を前進させる際に選択される位置であり、シフトレバー９ａがこの「Ｄ位置」に操作されると、車両の運転状態などに応じて、変速機３の複数の前進ギヤ段（前進６速）が自動的に変速制御される。つまり、オートマチックモードでの変速動作が行われる。

「Ｓ位置」は、複数の前進ギヤ段（前進６速）の変速動作を運転者が手動によって行う際に選択される位置であって、このＳ位置の前後に「−」位置及び「＋」位置が設けられている。「＋」位置は、シフトアップのときにシフトレバー９ａが操作される位置であり、「−」位置は、シフトダウンのときにシフトレバー９ａが操作される位置である。

そして、シフトレバー９ａがＳ位置にあるときに、シフトレバー９ａがＳ位置を中立位置として「＋」位置または「−」位置に操作されると、変速機３の前進ギヤ段がアップまたはダウンされる。具体的には、「＋」位置への１回操作ごとにギヤ段が１段ずつアップ（例えば１ｓｔ→２ｎｄ→・・→６ｔｈ）される。一方、「−」位置への１回操作ごとにギヤ段が１段ずつダウン（例えば６ｔｈ→４ｔｈ→・・１ｓｔ）される。

なお、以上のシフトレバー９ａに加えて、シフトアップ用パドルスイッチ（「＋」位置への操作スイッチ）と、シフトダウン用パドルスイッチ（「−」位置への操作スイッチ）とを、ハンドルまたはステアリングコラム等に設けておき、シフトレバー９ａがＳ位置に操作されているときに、シフトアップ用パドルスイッチを１回操作するごとにギヤ段を１段ずつアップし、シフトダウン用パドルスイッチを１回操作するごとにギヤ段を１段ずつダウンするという構成を付加しておいてもよい。また、上記シフトレバー９ａを備えさせず、パドルスイッチのみによって手動変速操作が行われる構成としてもよい。この場合、インストルメントパネル上やコンソールパネル上に「オートマチックモード」を選択するためのオートマチックモードスイッチや、「後退（リバース）」を選択するためのリバーススイッチが設けられる。また、必要に応じて、「ニュートラル」を選択するためのニュートラルスイッチが設けられる場合もある。

−エンジンＥＣＵ、トランスミッションＥＣＵ−
エンジンＥＣＵ１０１は、走行状況に応じてエンジン１へ供給する混合気や燃焼タイミングを制御することによりエンジン１を駆動するものである。

トランスミッションＥＣＵ１０２は、変速操作装置３００を制御することにより変速機３における適宜の変速段つまり動力伝達経路を成立させるものである。

また、これらエンジンＥＣＵ１０１とトランスミッションＥＣＵ１０２とは、エンジン制御やトランスミッション制御に必要な情報を互いに送受信（例えばＣＡＮ通信による送受信）が可能に接続されている。

エンジンＥＣＵ１０１およびトランスミッションＥＣＵ１０２は、図示していないが、共に一般的に公知のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とされており、それぞれ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。

ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ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。

図６に示すように、エンジンＥＣＵ１０１には、上記エンジン回転数センサ４０１、スロットル開度センサ４０２、吸入空気量を検出するエアフローメータ４０７などのエンジン１の運転状態を検出する各種センサが接続されており、その各センサの信号が入力される。また、このエンジンＥＣＵ１０１は、スロットルモータ１３、インジェクタ１１４の燃料噴射量や燃料噴射タイミングなどのエンジン１の各部を制御する。

トランスミッションＥＣＵ１０２には、上記入力軸回転数センサ４０３、出力軸回転数センサ４０４、アクセル開度センサ４０５、シフトポジションセンサ４０６、駆動輪７の速度（車輪速度）を検出する車輪速センサ４０８などが接続されている。

また、このトランスミッションＥＣＵ１０２は、上記変速操作装置３００にソレノイド制御信号（油圧指令信号）を出力する。このソレノイド制御信号に基づいて変速操作装置３００の油圧回路３０３に備えられているリニアソレノイドバルブやオンオフソレノイドバルブなどが制御され、所定の変速段（第１変速段〜第６変速段、後退変速段など）を達成するように、上記各アクチュエータ３０１，３０２を制御する。

−変速マップ−
上記「オートマチックモード」における変速機３の変速制御は、例えば図７に示すような変速マップ（変速条件）に従って行われる。この変速マップは、車速Ｖおよびアクセル開度θTHをパラメータとし、それら車速Ｖおよびアクセル開度θTHに応じて、適正な変速段を求めるための複数の領域が設定されたマップであって、上記トランスミッションＥＣＵ１０２のＲＯＭ内に記憶されている。変速マップの各領域は複数の変速線（変速段の切り換えライン）によって区画されている。尚、図７に示す変速マップにおいて、シフトアップ線（変速線）を実線で示し、シフトダウン線（変速線）を破線で示している。また、シフトアップおよびシフトダウンの各切り換え方向を図中に数字と矢印とを用いて示している。

シフトレバー９ａが「ドライブ（Ｄ）位置」に操作されている「オートマチックモード」での動作について説明する。

トランスミッションＥＣＵ１０２は、上記出力軸回転数センサ４０４の出力信号から車速Ｖを算出するとともに、アクセル開度センサ４０５の出力信号からアクセル開度θTHを算出し、それら車速Ｖおよびアクセル開度θTHに基づいて図７の変速マップを参照して目標変速段を算出する。さらに、上記入力軸回転数センサ４０３および出力軸回転数センサ４０４の出力信号から得られる回転数の比（出力回転数／入力回転数）を求めて現在変速段を判定し、その現在変速段と目標変速段とを比較して変速操作が必要であるか否かを判定する。

その判定結果により、変速の必要がない場合（現在変速段と目標変速段とが同じで、変速段が適切に設定されている場合）には、現在変速段を維持するソレノイド制御信号（油圧指令信号）を変速機３の変速操作装置３００に出力する。

一方、現在変速段と目標変速段とが異なる場合には変速制御を行う。例えば、変速機３の変速段が「４速」の状態で走行している状況から、車両の走行状態が変化して、例えば図７に示す点Ａから点Ｂに変化した場合、シフトアップ変速線［４→５］を跨ぐ変化となるので、変速マップから算出される目標変速段が「５速」となり、その５速の変速段を設定するソレノイド制御信号（油圧指令信号）を変速機操作装置３００に出力して、４速の変速段から５速の変速段への変速（４→５アップ変速）を行う。

また、例えば、変速機３の変速段が「６速」の状態で走行している状況から、車両の走行状態が変化して、例えば図７に示す点Ｃから点Ｄに変化した場合、シフトダウン変速線［６→５］を跨ぐ変化となるので、変速マップから算出される目標変速段が「５速」となり、その５速の変速段を設定するソレノイド制御信号（油圧指令信号）を変速機操作装置３００に出力して、６速の変速段から５速の変速段への変速（６→５ダウン変速）を行う。

−微小燃料噴射量学習制御−
次に、微小燃料噴射量学習制御（微小噴射制御または微小Ｑ制御とも呼ばれる）の概略について説明する。この微小燃料噴射量学習制御は、例えばインジェクタ１１４の経時的な燃料噴射量の変化（噴射特性の変化）に応じた学習値を取得するための制御である。つまり、目標とする微小燃料噴射量（微小燃料噴射量の指示値：目標燃料噴射量）と実際の微小燃料噴射量（実燃料噴射量）との間にずれを生じさせることのない学習値を取得するための制御である。

具体的に、微小燃料噴射量学習制御としては、自動車の走行中であってエンジン無負荷時に行われる。具体的には、インジェクタ１１４への指令噴射量が零となる無噴射時（例えば走行中にアクセル開度が「０」となったときなど）にパイロット噴射量と同等の極少量の燃料を特定の気筒（ピストンが上死点付近にある気筒）に向けて単発噴射を実行し、この単発噴射に伴うエンジン回転数の変化量など（エンジン運転状態の変化量）を認識する。そして、正確に所定量の単発噴射が実行された場合のエンジン運転状態の変化量データと、実際に単発噴射を行った場合のエンジン運転状態の変化量とを比較し、そのずれ量に応じて上記パイロット噴射量設定マップの学習値を補正していく。このような動作を上記パイロット噴射量設定マップ上の各コモンレール圧毎に且つ各気筒毎に実行していき、全ての気筒に対してコモンレール圧に関わりなく適正なパイロット噴射量でパイロット噴射が行えるようにしている。

ところが、上記学習制御において単発噴射を実行する際、コモンレール圧が比較的高い状況、つまり、学習燃料圧力が高く設定された場合の学習動作が行われている状況において、従来では、運転者がアクセルペダル８の踏み込み操作を行うなどしてトランスミッションＥＣＵ１０２からトルクアップ要求があった場合には、その要求に応えるべく、比較的多量の燃料が短時間のうちに気筒内に噴射されることになるため、たとえ学習動作を中止したとしても、未だコモンレール圧が比較的高い状況で燃料噴射が開始されてしまうことになっていた。このため、その混合気の燃焼が急速に起こり、比較的大きな燃焼音が発生してしまうことになっていた。本実施形態は、このような不具合を解消するために以下のような燃料噴射制御を実施している。以下、図８のフローチャートに沿って具体的に説明する。この図８に示すルーチンは、上記微小燃料噴射量学習制御中において、所定時間毎、または、クランクシャフト１１の所定角度回転毎に実行される。

先ず、ステップＳＴ１において、トランスミッションＥＣＵ１０２から変速時トルク制御開始情報を取得する。この変速時トルク制御開始情報としては、上述した如く車両の走行状態が変化して、シフトダウン変速線やシフトアップ変速線を跨ぐ状態となった場合に例えば「ＯＮ」信号がトランスミッションＥＣＵ１０２から出力され、変速線を跨ぐような走行状態の変化がない場合には例えば「ＯＦＦ」信号がトランスミッションＥＣＵ１０２から出力されることになる。

その後、ステップＳＴ２に移り、上記変速時トルク制御開始情報は、変速時トルク制御を開始する情報（上記「ＯＮ」信号）であるか否かを判定する。

ここで、変速時トルク制御開始情報が「ＯＦＦ」信号であった場合には、変速要求は生じていないとして本ルーチンを一旦終了する。

一方、変速時トルク制御開始情報が「ＯＮ」信号であった場合には、変速要求が生じており、つまり、車両の走行状態が変速線を跨ぐ状態に変化したとして、ステップＳＴ３において上記学習制御（インジェクタ微小噴射量学習制御）を禁止する（学習制御禁止手段による燃料噴射量学習制御の禁止）。これにより、仮に学習制御において目標コモンレール圧が高く設定されていた場合には、この学習制御の禁止に伴ってコモンレール圧は低下していく。例えば、上記電磁調量弁１１７を全閉にするなどして高圧燃料ポンプ１１３からの燃料供給を停止したり、または、上記リリーフバルブ１１６を開放することで、コモンレール１１０内の燃料を燃料タンク１１１に回収する（本発明でいう燃圧低下制御）。

また、この場合のコモンレール１１０内の圧力減量速度としては、ステップＳＴ４によって、変速時学習制御禁止状態専用の圧力減量速度マップに切り替えられる。上記エンジンＥＣＵ１０１のＲＯＭには、エンジン回転数等をパラメータとしてコモンレール１１０内の圧力減量速度を決定する圧力減量速度マップが通常時と変速時学習制御禁止状態時の２つ格納されており、この圧力減量速度マップに従って求められた圧力減量速度が得られるように、上記電磁調量弁１１７の開度調整や上記リリーフバルブ１１６の開度調整を行うようにしている。このステップＳＴ４では、この圧力減量速度マップを変速時学習制御禁止状態時のマップに切り替える。例えば、エンジン回転数が高いほどリリーフバルブ１１６の開度を大きく設定して圧力減量速度を高くするといったような動作が行われる。この圧力減量速度の設定動作はこれに限定されるものではない。

これにより、車両の走行状態が変速線を跨ぐ状態に変化した時点であって未だトランスミッションＥＣＵ１０２からのトルクアップ要求信号が発信される前段階からコモンレール１１０の内圧を降下させる動作が開始されることになる。つまり、上記学習制御中におけるコモンレール圧が比較的高い状況であったとしても、上記トランスミッションＥＣＵ１０２のトルクアップ要求に応じて燃料噴射量の増量を開始するタイミングではコモンレール圧が十分に低下していることになる。このため、比較的多量の燃料が短時間のうちに気筒内に噴射されてしまって混合気の燃焼が急速に起こり大きな燃焼音が発生してしまうといった状況を招くことが回避される。

特に、上記ステップＳＴ４のように、圧力減量速度を調整可能としておき、コモンレール圧を急速に降下させることが可能な構成としておけば、変速時間が比較的短く設定されている変速機３であっても、コモンレール圧を十分に低下させた状態でトランスミッションＥＣＵ１０２のトルクアップ要求に応じた燃料噴射が開始されることになるので、燃焼音の抑制効果を確実に得ることができる。

図９は、上述した如く学習制御中におけるコモンレール圧が比較的高い状況で学習制御が禁止された場合の燃料圧力（コモンレール圧）の変化を示す図である。図中の二点鎖線は従来の燃料圧力の変化を示している。つまり、トランスミッションＥＣＵからのトルクアップ要求に応じて学習制御を禁止する場合である。これに対し、図中の実線は、例えば電磁調量弁１１７の開度調整によってコモンレール１１０の内圧を降下させる場合の燃料圧力の変化を示している。この場合、トランスミッションＥＣＵからのトルクアップ要求がなされてインジェクタ１１４からの燃料噴射が開始されるタイミングでの燃料圧力は図中のＰ１であり、十分に圧力が降下している。更に、図中の破線で示す曲線は、例えばリリーフバルブ１１６の開度を大きく設定して圧力減量速度を高く設定した場合の燃料圧力の変化を示している。この場合、トランスミッションＥＣＵからのトルクアップ要求がなされてインジェクタ１１４からの燃料噴射が開始されるタイミングでの燃料圧力は図中のＰ２であり、よりいっそ圧力が降下している。

以上のように、本実施形態によれば、従来のものに比べて、学習制御の禁止に伴ってコモンレール１１０の内圧を急速に降下させることができ、燃焼音の抑制効果を良好に得ることができる。

（変形例）
次に、本発明の変形例について説明する。本変形例は、上記トランスミッションＥＣＵ１０２の要求トルクが比較的高い場合の対策である。以下、図１０のフローチャートに沿って具体的に説明する。この図１０に示すルーチンも、上記微小燃料噴射量学習制御中において、所定時間毎、または、クランクシャフト１１の所定角度回転毎に実行される。また、この図１０に示すフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ステップＳＴ４の動作は、上述した実施形態において図８で示したステップＳＴ１〜ステップＳＴ４の動作と同一であるので、ここでの説明は省略する。

上記ステップＳＴ３及びステップＳＴ４の学習制御禁止時の動作が行われた後、ステップＳＴ５に移る。このステップＳＴ５では、この学習制御禁止動作が実行中であるか否かを判定する。つまり、微小燃料噴射量学習制御中に変速時トルク制御が開始され、本来学習制御実行中にも拘わらず禁止されているか否かを判定する。この判定がＮＯである場合には、本ルーチンを一旦終了する。

一方、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ６に移り、上記トランスミッションＥＣＵ１０２が要求しているトルクと、予め設定されている燃焼音限界トルクとを比較する。ここで、燃焼音限界トルクとは、比較的大きな燃焼音が発生するような燃料噴射量によって得られるトルクに相当する。つまり、この燃焼音限界トルクを超えるトルクが得られるような燃料噴射量に設定した場合には、燃焼音が大きくなりすぎてしまうことになる。この燃焼音限界トルクの値は、予め実験やシミュレーションによって求められ、例えば上記エンジンＥＣＵ１０１のＲＯＭに記憶されている。

そして、トランスミッションＥＣＵ１０２が要求しているトルクが上記燃焼音限界トルク以下である場合には、ステップＳＴ６でＮＯ判定され、本ルーチンを終了する。

一方、トランスミッションＥＣＵ１０２が要求しているトルクが上記燃焼音限界トルクを超えている場合には、ステップＳＴ６でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ７に移る。このステップＳＴ７では、燃料噴射量のなまし制御が行われる。つまり、運転者のアクセル操作量に対する燃料噴射量のなまし制御と同様の噴射量なまし制御を行い、急激なトルク上昇を抑制して燃焼音の増大を抑えるといった制御を実行する。

図１１は、このような燃料噴射量のなまし制御が行われる場合の要求トルクに対する燃料噴射量の変化を示す図である。実線が、なまし制御が行われた場合の燃料噴射量の変化であり、二点鎖線が、なまし制御が行われない場合の燃料噴射量の変化である。つまり、トランスミッションＥＣＵ１０２が要求しているトルクが上記燃焼音限界トルク以下である場合（上記ステップＳＴ６でＮＯ判定された場合）には、二点鎖線で示すように燃料噴射量が変化され、変速の応答性を高める制御が行われる。一方、トランスミッションＥＣＵ１０２が要求しているトルクが上記燃焼音限界トルクを超えている場合（上記ステップＳＴ６でＹＥＳ判定された場合）には、実線で示すように燃料噴射量が変化され、変速の応答性をある程度犠牲にして燃焼音の増大を抑えるといった制御が行われることになる。この場合、燃料噴射量の増量初期時の単位時間当たりにおける燃料噴射増量分は、なまし制御が行われない場合と同様にして急速な燃料噴射増量を行い、この燃料噴射増量が所定値（図１１におけるＱ１）を超えた時点から、単位時間当たりにおける燃料噴射増量分を少なくしていき、なまし制御が行われるようにしている。これにより、燃焼音の増大を抑えながらも、比較的速い変速動作を可能にしている。

−他の実施形態−
以上説明した実施形態及び変形例では、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両に搭載され前進６段変速の変速機３に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両等、その他の形態の車両に搭載された変速機にも適用可能である。また、上記段数の異なる変速機（例えば前進５段変速のもの）に対しても適用可能である。

本発明は、自動化マニュアルトランスミッションが接続され且つ単発噴射を行うことで噴射量学習制御を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御に適用することが可能である。

１ エンジン（内燃機関）
３ 変速機（自動制御式マニュアルトランスミッション）
１０２ トランスミッションＥＣＵ
１１４ インジェクタ（燃料噴射弁）

Claims (3)

1. 車両走行中にアクセル開度が０となったフューエルカット中に、自動制御式マニュアルトランスミッションが接続された車両用内燃機関の特定の気筒内に燃料噴射弁から燃料噴射を行い、その燃料噴射に伴う内燃機関の運転状態の変化に基づいて目標燃料噴射量に対する実燃料噴射量の偏差を求めて実燃料噴射量を補正する燃料噴射量学習制御を実行するよう構成された燃料噴射制御装置において、
   比較的高い燃圧での上記燃料噴射量学習制御の実行中に、アクセルペダルの踏み込みによって上記自動制御式マニュアルトランスミッションの変速要求が発生したタイミングにおいて上記燃料噴射量学習制御を禁止することで、変速動作に伴うトルクアップ要求よりも早いタイミングで燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を低下させる動作を開始させ、これにより上記トルクアップ要求時に、上記燃料噴射量学習制御の実行中の燃料圧力よりも低い燃料圧力となるように燃圧低下制御を実行する学習制御禁止手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 上記請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   上記燃圧低下制御は、上記自動制御式マニュアルトランスミッションの変速時のトルク要求に応じた燃料噴射が開始されるタイミングにおいて、燃焼音が所定音量以下に低下するような燃料圧力まで低下させるようにしていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 上記請求項１または２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   上記自動制御式マニュアルトランスミッションの変速時に要求される内燃機関のトルク値が所定の燃焼音限界トルク値を超えている場合には、自動制御式マニュアルトランスミッションの変速時における燃料噴射量のなまし制御を実行するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。

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