JP5838829B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関制御装置に関し、特に、同期噛合式の変速機を搭載した車両に用いられる内燃機関制御装置に関する。

一般に、同期噛合式の変速機では、入力軸に設けられた入力ギヤと出力軸に設けられた出力ギヤとが常時噛み合うギヤ対を構成し、このギヤ対のうちいずれか一方のギヤが、該ギヤが設置された軸に対して相対回転可能となっている。また、このような同期噛合式の変速機には、相対回転可能なギヤと軸とを接続するためのシンクロメッシュ機構が設けられている。

シンクロメッシュ機構は、シフトアクチュエータによってシフト方向に移動可能なスリーブや、スピードギヤのコーン部に対向するシンクロナイザリングを備えている。シンクロメッシュ機構は、スリーブの移動に伴いシンクロナイザリングがスピードギヤのコーン部に押し当てられることで、シンクロナイザリングとコーン部との間に摩擦が発生し、双方の回転数が揃っていく、同期を行うことができる。同期完了後は、スリーブがスピードギヤに係合し、軸上で相対回転していたギヤが軸と一体回転するようになって変速が完了する。すなわち、シフト操作に応じた所望の変速比を形成する所定のギヤ対により動力を伝達可能となる。

このような同期噛合式の変速機において、車両走行中に、例えば５速段等の高速段から２段以上下位の３速段等にダウンシフトされる、いわゆるスキップシフトが実行されると、車輪側からエンジン側に逆駆動トルクが入力され、エンジン回転数が急激に上昇する、いわゆるエンジンの過回転が発生してしまう。

従来、このようなスキップシフトによるエンジンの過回転を抑制することを目的として、高速段で高速走行中に低速段へのスキップシフトが実行された際に、シフトレバーによるセレクティング動作を規制するようにした車両用手動変速機のエンジンオーバーラン防止システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のエンジンオーバーラン防止システムは、シフトレバーのセレクティング動作により回転するセレクタシャフト等の部材を車速に応じて拘束することによって上記セレクティング動作を規制するとともに、シフティング動作のみを行えるようにしている。これにより、現在の変速段から２段以上下位の変速段への変速操作が禁止され、上述したエンジンの過回転を抑制することができる。

特開平９−４２４４１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の従来のエンジンオーバーラン防止システムでは、ダウンシフト時におけるスキップシフトのみが規制されるが、アップシフトにおいて２段以上上位の高速段にスキップシフトされる場合についてなんら考慮されていない。このため、アップシフト時においてスキップシフトが行われると、変速機の入力軸側と出力軸側の回転差が大きいためシンクロメッシュ機構における摩擦接触部分において摩耗が進み、シンクロメッシュ機構の耐久性が低下するという問題があった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、従来と比較してシンクロメッシュ機構の耐久性を向上させることができる内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関制御装置は、上記目的達成のため、（１）車輪を駆動するトルクを発生する内燃機関と、運転者のシフトレバー操作によって所定の変速段を成立させる手動変速機とを備え、前記手動変速機が、入力軸の回転をそれぞれの変速比で出力軸に伝達可能な複数のギヤ対と、前記複数のギヤ対のうちのいずれかのギヤ対と噛合し当該ギヤ対の変速比によって前記入力軸と前記出力軸とを接続させる複数の同期機構とを有する車両に用いられる内燃機関制御装置であって、現在の変速段に対して少なくとも２段以上高い変速段に前記シフトレバー操作されるスキップシフトがなされたことを条件として、前記内燃機関が発生するトルクを前記スキップシフトがなされる前の前記トルクよりも低下させるトルク低下制御を実行する構成を有する。

この構成により、本発明に係る内燃機関制御装置は、現在の変速段に対して少なくとも２段以上高い変速段にシフトレバー操作されるスキップシフトがなされたことを条件として、内燃機関のトルクをスキップシフトがなされる前のトルクよりも低下させるトルク低下制御を実行する。このため、スキップシフト時に同期機構によって同期が図られる入力軸側の回転と出力軸側の回転との差を小さくすることができる。これにより、スキップシフトがなされた場合であっても、入力軸側の回転と出力軸側の回転との差に起因して同期機構にかかる負荷を軽減することができるとともに、同期機構における摩耗を抑制することができる。したがって、本発明に係る内燃機関制御装置は、従来と比較して同期機構の耐久性を向上させることができる。

また、本発明に係る内燃機関制御装置は、上記（１）に記載の内燃機関制御装置において、（２）前記車両は、前記手動変速機の変速段の変更を指示する変速指示手段を備え、前記変速指示手段は、前記スキップシフトがなされたことを条件として運転者に変速段のダウンシフトを指示する構成を有する。

この構成により、本発明に係る内燃機関制御装置は、スキップシフトがなされたことを条件として変速指示手段が運転者に変速段のダウンシフトを指示するので、スキップシフトが禁止されていることを運転者に容易に認識させることができる。これにより、スキップシフトがなされることを抑制することができる。

また、本発明に係る内燃機関制御装置は、上記（１）または（２）に記載の内燃機関制御装置において、（３）前記トルク低下制御の実行後に変速段のダウンシフトが実行されたこと、あるいは前記スキップシフトがなされた後、所定時間経過したことを条件として、前記トルク低下制御の実行を解除する構成を有する。

この構成により、本発明に係る内燃機関制御装置は、スキップシフトがなされた後に必要に応じてトルク低下制御の実行を解除するので、トルク低下制御が必要以上に継続されることを防止することができる。

また、本発明に係る内燃機関制御装置は、上記（１）ないし（３）に記載の内燃機関制御装置において、（４）前記同期機構は、コーン摩擦面が１つのシングルコーン型の同期機構である構成を有する。

本発明に係る内燃機関制御装置は、上述したトルク低下制御によりスキップシフトによる同期機構の摩耗を抑制することができる。このため、上記構成の通り、同期機構として、ダブルコーン型やトリプルコーン型の同期機構に比べて同期容量の小さなシングルコーン型の同期機構を用いることができる。したがって、本発明に係る内燃機関制御装置は、同期機構の構成を簡略化することができ、コスト低減を図ることができる。

本発明によれば、従来と比較してシンクロメッシュ機構の耐久性を向上させることができる内燃機関制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る車両の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るシンクロメッシュ機構の部分断面図であって、（ａ）は、同期前を示す図であり、（ｂ）は、同期完了を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＥＣＵで実行されるトルク低下制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るギヤシフトインジケータを示す図であって、（ａ）は、ダウンシフト指示表示の一例を示す図であり、（ｂ）は、ダウンシフト指示表示の他の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るシンクロメッシュ機構の耐久基準を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本発明の実施の形態では、本発明に係る内燃機関制御装置をＦＦ（フロントエンジン・フロンドドライブ）駆動方式の車両１に用いた例について説明する。なお、内燃機関制御装置は、ＦＦ駆動方式の他、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）駆動方式の車両や４輪駆動車等、種々の車両に適用可能である。

図１に示すように、車両１は、駆動力源としてのエンジン２と、クラッチ３と、変速機４と、ディファレンシャルギヤ５と、ＥＣＵ１００と、ギヤシフトインジケータ（以下、単にＧＳＩという）２００とを含んで構成されている。本実施の形態におけるＥＣＵ１００は、本発明に係る内燃機関制御装置を構成する。

エンジン２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により左右の前輪（車輪）７Ｒ、７Ｌを駆動するトルクを発生する内燃機関として構成されている。エンジン２は、図示しないエアクリーナにより清浄された空気をスロットルアクチュエータ２０によって開閉駆動されるスロットルバルブ２１および吸気通路２２を介して吸入する。その後、エンジン２は、燃料噴射弁２３からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を図示しない吸気バルブを介して燃料室に吸入する。次いで、エンジン２は、吸入した混合気を点火装置２５による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストンの往復運動をクランクシャフト２ａの回転運動に変換する。

また、エンジン２は、吸気バルブの開閉タイミングＶＴを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構（以下、単にＶＶＴという）２６を備える。ＶＶＴ２６は、図示しないベーン式のＶＶＴコントローラと、オイルコントロールバルブとを備え、吸気バルブの開閉タイミングＶＴにおけるインテークカムシャフト（図示せず）の角度を連続的に変更する。

ここで、上述のスロットルアクチュエータ２０、燃料噴射弁２３、点火装置２５およびＶＶＴ２６は、それぞれＥＣＵ１００に接続されており、ＥＣＵ１００によって駆動制御されるようになっている。

クラッチ３は、例えば乾式単板式の摩擦クラッチであり、油圧または電力の作用によりクランクシャフト２ａと後述する入力軸１１との接続または切断を切り換えることで、エンジン２のトルクを入力軸１１に伝達または遮断するようになっている。

変速機４は、同期噛合式の変速機として構成されており、エンジン２からトルクが入力される入力軸１１と、ディファレンシャルギヤ５にトルクを出力する出力軸１２と、ハウジング１３とを有している。入力軸１１および出力軸１２は、ディファレンシャルギヤ５とともにハウジング１３内に収容されている。変速機４は、運転者のシフトレバー操作によって後述する１速（１ｓｔ）〜６速（６ｔｈ）の変速段および後進変速段を成立させるようになっている。本実施の形態における変速機４は、本発明に係る手動変速機を構成する。

入力軸１１と出力軸１２とは、平行に設けられている。入力軸１１と出力軸１２との間には、ギヤ比が互いに異なる前進用の１速ギヤ対３１、２速ギヤ対３２、３速ギヤ対３３、４速ギヤ対３４、５速ギヤ対３５および６速ギヤ対３６（以下、特に区別しない場合は単に変速ギヤ対という）と、後進ギヤ対３７とが配設されている。

各変速ギヤ対を構成する２つのギヤのうち、一方は入力軸１１に設けられており、他方は出力軸１２に設けられている。また、各変速ギヤ対を構成する２つのギヤのうち、一方は、設けられているシャフトに対して空転可能であり、他方は、設けられているシャフトと一体的に回転する。

各変速ギヤ対を構成する２つのギヤは、互いに常に噛み合っており、入力軸１１に設けられたギヤと出力軸１２に設けられたギヤとのギヤ比に応じて変速機４の変速比が決定されるようになっている。また、変速ギヤ対３１〜３６のギヤ比は、それぞれ変速段としての１速（１ｓｔ）〜６速（６ｔｈ）に対応している。これら複数の変速ギヤ対３１〜３６は、入力軸１１の回転をそれぞれの変速比で出力軸１２に伝達可能に構成されている。本実施の形態における変速ギヤ対３１〜３６は、本発明に係るギヤ対を構成する。

変速ギヤ対３１〜３６には、ギヤピース４１〜４６がそれぞれ設けられている。入力軸１１あるいは出力軸１２とギヤピース４１〜４６との間には、入力軸１１あるいは出力軸１２の回転数とギヤピース４１〜４６の回転数とを同期させて、互いに連結するためのシンクロメッシュ機構５１〜５３が設けられている。シンクロメッシュ機構５１〜５３は、ギヤピース４１〜４６を介して変速ギヤ対３１〜３６のうちいずれかの変速ギヤ対と噛合し、当該変速ギヤ対の変速比によって入力軸１１と出力軸１２とを接続させるようになっている。本実施の形態におけるシンクロメッシュ機構５１〜５３は、本発明に係る同期機構を構成する。

具体的には、いずれかのギヤピース４１〜４６が、シンクロメッシュ機構５１〜５３のいずれかによりシャフトに連結されることにより、ギヤピース４１〜４６が設けられた変速ギヤ対３１〜３６に対応した１速（１ｓｔ）から６速（６ｔｈ）のいずれかの変速段が形成されるようになっている。本実施の形態においては、例えば、ギヤピース４１がシンクロメッシュ機構５１によりシャフトに連結されると、１速（１ｓｔ）の変速段が形成されるようになっている。

一方、いずれのギヤピース４１〜４６もシャフトに連結されていない場合には、変速機４はニュートラル状態となる。

後進ギヤ対３７は、図示しないカウンタシャフトに配設された後進用アイドル歯車と噛合わされるようになっている。後進ギヤ対３７が後進用アイドル歯車と噛合わされることにより、後進変速段が形成されるようになっている。

シンクロメッシュ機構５１〜５３は、フォークシャフトを介して、ＥＣＵ１００により制御される図示しないアクチュエータにより作動させられる。なお、変速機４は、シンクロメッシュ機構５１〜５３をそれぞれ制御するための３つのフォークシャフトを有しているが、図１においては、シンクロメッシュ機構５３を作動するフォークシャフト５４のみを示している。また、本実施の形態では、フォークシャフトをアクチュエータで作動させるようにしているが、これに限らず、例えばリンク機構を介してシフトレバー８の操作に連動して作動させるようにしてもよい。

本実施の形態においては、シンクロメッシュ機構５１〜５３は、キー式であってコーン摩擦面が１つのシングルコーン型のシンクロメッシュ機構により構成されている。なお、シンクロメッシュ機構５１〜５３は、シングルコーン型に限らず、ダブルコーン型やトリプルコーン型等、種々のシンクロメッシュ機構により構成されていてもよい。

また、出力軸１２には、ファイナルギヤ５５が一体回転可能に設けられている。このファイナルギヤ５５は、リングギヤ５６と噛み合うようになっている。出力軸１２に所定の変速比で出力された回転は、ファイナルギヤ５５およびリングギヤ５６からなるギヤ対の終減速比によって減速された後、ディファレンシャルギヤ５に伝達されるようになっている。

ディファレンシャルギヤ５は、傘歯車式のものであり、一対のサイドギヤ５Ｒ、５Ｌを含んで構成されている。一対のサイドギヤ５Ｒ、５Ｌには、それぞれドライブシャフト６Ｒ、６Ｌがスプライン嵌合などによって連結されている。一対のサイドギヤ５Ｒ、５Ｌから出力されるトルクは、ドライブシャフト６Ｒ、６Ｌを介して左右の前輪（車輪）７Ｒ、７Ｌに伝達される。

ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。

ＥＣＵ１００には、前述した燃料噴射弁２３、点火装置２５およびＶＶＴ２６に加えて、シフトポジションセンサ１０１および車速センサ１０２が接続されている。シフトポジションセンサ１０１は、シフトレバー８の操作位置を検出し、検出結果に応じた信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。車速センサ１０２は、車両１の車速Ｖを検出し、検出結果に応じた信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。

ＥＣＵ１００は、変速機４の現在の変速段に対して少なくとも２段以上高い変速段にシフトレバー８が操作（以下、この操作をシフトレバー操作という）される、いわゆるスキップシフトがなされたことを条件として、エンジン２が発生するトルクをスキップシフトがなされる前のトルクよりも低下させるトルク低下制御を実行するようになっている。スキップシフトがなされたか否かは、現在の変速段を記憶しておき、この記憶された現在の変速段と、シフトレバー操作後のシフトポジションセンサ１０１の検出結果に応じた変速段とを比較することにより判定することができる。

トルク低下制御としては、エンジン２のトルクを低下させるトルク制御やエンジン２の回転数を低下させる回転数制御等が挙げられる。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述のトルク制御において、スロットルアクチュエータ２０を制御することによりスロットルバルブ２１のスロットル開度を小さくしたり、ＶＶＴ２６を制御して点火時期を遅角させたり、あるいは燃料噴射弁２３を制御して燃料噴射量を減少させる。これにより、エンジン２のトルクを低下させることが可能である。また、ＥＣＵ１００は、上述の回転数制御において、例えばスロットルバルブ２１のスロットル開度を調整し、エンジン２内に取り込まれる吸入空気量の流量を少なくすることでエンジン回転数を低下させることができる。

また、ＥＣＵ１００は、上述のスキップシフトがなされたことを条件として、運転者に変速段のダウンシフトを指示するダウンシフト指示表示をＧＳＩ２００に表示させるようになっている。本実施の形態におけるＥＣＵ１００およびＧＳＩ２００は、本発明に係る変速指示手段を構成する。

さらに、ＥＣＵ１００は、上述したトルク低下制御の実行後に変速段のダウンシフトが実行されたこと、あるいはスキップシフトがなされた後（スキップシフト完了後）、所定時間経過したことを条件として、トルク低下制御の実行を解除するようになっている。ダウンシフトが実行されたか否かは、シフトポジションセンサ１０１の検出結果に基づき判定することができる。

ＧＳＩ２００は、運転席近傍に配置されたメータ表示ユニット上に設けられている。ＧＳＩ２００は、ＥＣＵ１００に接続されており、ＥＣＵ１００からの信号に応じて変速機４の変速段の変更を指示する指示表示を表示するようになっている。

次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、シンクロメッシュ機構５１〜５３の詳細について、シンクロメッシュ機構５２を例に説明する。

図２に示すように、シンクロメッシュ機構５２は、スリーブ７０と、シンクロナイザキー７１と、キースプリング７２と、シンクロナイザリング７３と、を有している。また、シンクロメッシュ機構５２は、３速ギヤ対３３のうち、入力軸１１（図１参照）に対して空転可能な入力側ギヤ７４に、テーパ状のコーン部７５を有している。

スリーブ７０は、図示しないシンクロナイザハブの外周側に相対回転不能、かつ軸心方向に相対移動可能にスプライン嵌合されている。また、スリーブ７０は、外周溝にフォークシャフト（図示せず）が係合されるようになっており、フォークシャフトが図１において右方向に移動すると、スリーブ７０がギヤピース４３の方向にシフトするようになっている。

また、スリーブ７０の内周面には、ギヤピース４３の外周噛合歯７８と噛み合うためのスプライン７６が形成されている。

シンクロナイザキー７１は、キースプリング７２によってスリーブ７０に係合するよう付勢されている。したがって、スリーブ７０とシンクロナイザキー７１とは、図示しないシンクロナイザハブとともに、入力軸１１（図１参照）と一体的に回転するようになっている。

シンクロナイザリング７３は、入力側ギヤ７４とシンクロナイザキー７１との間に設けられている。シンクロナイザリング７３には、シンクロナイザキー７１が係合される溝が形成されており、シンクロナイザリング７３とシンクロナイザキー７１とがともに回転するようになっている。

スリーブ７０が図２（ａ）において図中、矢印で示すように右方向へシフトさせられると、シンクロナイザキー７１がスリーブ７０とともにシフトさせられる。このシンクロナイザキー７１のシフトにより、シンクロナイザリング７３がコーン部７５に押圧され、コーン部７５のコーン摩擦面７５ａに摩擦接触する。

シンクロナイザリング７３とコーン部７５とが摩擦接触させられると、シンクロナイザリング７３とコーン部７５との間の摩擦により、シンクロナイザリング７３と入力側ギヤ７４とがある程度スリップした状態で、入力軸１１（図１参照）と入力側ギヤ７４との間で動力の伝達が行われるようになる。その結果、入力軸１１の回転数と入力側ギヤ７４の回転数とが次第に等しくなり、同期するようになる。

入力側ギヤ７４は、３速ギヤ対３３を構成するギヤのうち、出力軸１２（図１参照）に一体的に設けられたギヤと常に噛み合っている。したがって、入力軸１１（図１参照）の回転と入力側ギヤ７４の回転とが同期した場合には、入力軸１１の回転と出力軸１２の回転も同期する。

スリーブ７０がさらに右方向へシフトさせられると、図２（ｂ）に示すように、スリーブ７０のスプライン７６が、シンクロナイザリング７３のスプライン７７およびギヤピース４３の外周噛合歯７８と噛合するようになっている。スプライン７６が、外周噛合歯７８と噛合すると、入力軸１１と出力軸１２とが連結されて、入力軸１１から出力軸１２に３速ギヤ対３３を介して動力が伝達されるようになる。

ここで、シンクロメッシュ機構５２における同期は、換言すれば、それぞれ異なる回転数で回転している入力軸側と出力軸側の角速度差を吸収しているといえる。したがって、この同期が行われることで、特にシンクロナイザリング７３とコーン部７５との間で摩擦により摩耗が生じる。以下においては、このような摩耗をシンクロ摩耗といい、摩耗の程度を表す摩耗量をシンクロ摩耗量という。

このシンクロ摩耗量は、次に示すシンクロメッシュ機構５２の仕事量Ｅと相関がある。仕事量Ｅは、変速機４の入力軸側の慣性モーメントをＩ、入力軸側と出力軸側の角速度差をωとしたとき、次式（１）で示される。

したがって、上記式（１）によれば、変速機４の現在の変速段に対して少なくとも２段以上高い変速段にシフトレバー操作されるスキップシフトがなされると、入力軸側と出力軸側の角速度差ωが大きくなるため、仕事量Ｅが増加することとなる。仕事量Ｅが増加すると、これに伴ってシンクロ摩耗量も大きくなる。このようにシンクロ摩耗量は、角速度差ωが大きくなるほど大きくなるため、スキップシフト時の角速度差ωを小さくすることができれば、シンクロ摩耗量を小さくすることができる。

スキップシフトは、アップシフトであるから変速機４における変速比を大きい変速比から小さい変速比に変更することになる。このため、エンジン２のトルクをなんら制御しないとすれば、スキップシフトされた場合、入力軸側の回転と出力軸側の回転とはスキップシフト前の大きな変速比による関係のままとなる。したがって、当然、入力軸側と出力軸側との角速度差ωも大きくなってしまう。

そこで、本実施の形態では、スキップシフト時の角速度差ωを小さくするために、ＥＣＵ１００によって上述したトルク低下制御を実行して入力軸側の回転を低下させることにより、入力軸側の回転を出力軸側の回転に近づけるようにした。これにより、スキップシフト時の角速度差ωを小さくすることが可能となる。角速度差ωが小さくなることにより、スキップシフト時の変速ショック等の運転者に与える違和感も緩和することができる。また、角速度差ωが大きいと、シンクロ摩耗量が大きくなるのに加えて、場合によってはスリーブ７０やシンクロナイザリング７３等の構成部材に過度の負荷がかかることとなるが、本実施の形態によれば、このような過度の負荷も抑制することができる。

次に、図３を参照して、ＥＣＵ１００により実行されるトルク低下制御について説明する。図３に示すトルク低下制御の処理フローは、車両１の走行中に所定の時間間隔で実行される。

図３に示すように、まず、ＥＣＵ１００は、車両１の車速Ｖが０（Ｖ＝０）か否かを判定する（ステップＳ１）。すなわち、ＥＣＵ１００は、車両１が停止中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、車速Ｖが０（Ｖ＝０）であると判定した場合には、車両１が停止中であると判定して再度ステップＳ１を実行する。車速Ｖは、車速センサ１０２から取得する。

一方、ＥＣＵ１００は、車速Ｖが０（Ｖ＝０）でないと判定した場合には、車両１が走行中であると判定して現在の変速段ＮをＲＡＭ等に記録する（ステップＳ２）。現在の変速段Ｎは、シフトポジションセンサ１０１の検出結果に基づき判断される。

次いで、ＥＣＵ１００は、シフトレバー操作による変速段の変更先が変速段Ｎ＋２段以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。すなわち、ＥＣＵ１００は、シフトレバー操作によってスキップシフトがなされたか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、変速段の変更先が変速段Ｎ＋２段以上でないと判定した場合には、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１以降の処理を繰り返す。

一方、変速段の変更先が変速段Ｎ＋２段以上であると判定した場合には、スキップシフトに該当するため、エンジン２のトルク低下制御を実行するとともに、ＧＳＩ２００にダウンシフト指示表示を表示させる（ステップＳ４）。トルク低下制御としては、上述した通り、例えばトルク制御や回転数制御を実行することができる。また、ダウンシフト指示表示としては、例えば図４（ａ）や図４（ｂ）に示すような表示態様を用いることができる。図４（ａ）に示す例では、スキップシフトが禁止である旨を強調するべく、スキップシフト禁止の表示を点滅させるようにしてもよい。図４（ｂ）に示す例では、スキップシフトの対象とされる変速段へのアップシフトの禁止が容易に認識できるとともに、推奨される１段上位の変速段へのアップシフトを容易に認識することが可能である。また、図４（ａ）、（ｂ）に示したダウンシフト指示表示は、一例であってこれに限定されるものではなく、運転者にスキップシフトの禁止やダウンシフト指示を認識させることが可能な種々の表示態様を用いることができる。

次いで、ＥＣＵ１００は、シフトポジションセンサ１０１の検出結果に基づき、運転者によりダウンシフトが実行されたか否かを判定する（ステップＳ５）。ＥＣＵ１００は、ダウンシフトが実行されたと判定した場合には、ステップＳ４で実行されたトルク低下制御の実行を解除するとともに、ステップＳ４で表示されたダウンシフト表示を消灯させて（ステップＳ６）、本処理を終了する。

他方、ＥＣＵ１００は、ダウンシフトが実行されていないと判定した場合には、スキップシフト完了から所定時間（例えば、２秒程度）経過したことを条件にステップＳ６に移行する（ステップＳ７）。

以上のように、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、現在の変速段に対して少なくとも２段以上高い変速段にシフトレバー操作されるスキップシフトがなされたことを条件として、エンジン２のトルクをスキップシフトがなされる前のトルクよりも低下させるトルク低下制御を実行する。このため、スキップシフト時にシンクロメッシュ機構５１〜５３によって同期が図られる入力軸側の回転と出力軸側の回転との差を小さくすることができる。これにより、スキップシフトがなされた場合であっても、入力軸側の回転と出力軸側の回転との差に起因してシンクロメッシュ機構５１〜５３にかかる負荷を軽減することができるとともに、シンクロメッシュ機構５１〜５３におけるシンクロ摩耗を抑制することができる。したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、従来と比較してシンクロメッシュ機構５１〜５３の耐久性を向上させることができる。

また、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、スキップシフトがなされたことを条件としてＧＳＩ２００を介して運転者に変速段のダウンシフトを指示するので、スキップシフトが禁止されていることを運転者に容易に認識させることができる。これにより、スキップシフトがなされることを抑制することができる。

また、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、トルク低下制御の実行後にダウンシフトが実行されたこと、あるいはスキップシフト完了後、所定時間経過したことを条件にトルク低下制御の実行を解除するので、トルク低下制御が必要以上に継続されることを防止することができる。

さらに、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、上述したトルク低下制御によりスキップシフトによるシンクロメッシュ機構５１〜５３のシンクロ摩耗を抑制することができる。このため、シンクロメッシュ機構５１〜５３として、ダブルコーン型やトリプルコーン型のマルチシンクロメッシュ機構に比べて同期容量の小さなシングルコーン型のシンクロメッシュ機構を用いることができる。

シングルコーン型のシンクロメッシュ機構は、図５に示すように、マルチシンクロメッシュ機構と比較してその耐久基準が低い。具体的には、シングルコーン型のシンクロメッシュ機構を用いた場合、例えば４速（４ｔｈ）から６速（６ｔｈ）、３速（３ｒｄ）から６速（６ｔｈ）あるいは２速（２ｎｄ）から６速（６ｔｈ）にスキップシフトがなされると、そのときのシンクロ摩耗量がシングルコーン型のシンクロメッシュ機構の耐久基準を超えてしまい、耐久性低下の要因となり得る。これに対し、マルチシンクロメッシュ機構は、その耐久基準がシングルコーン型のシンクロメッシュ機構よりも拡大されているため、上述のようなスキップシフトがなされてもシンクロ摩耗量を耐久基準内に抑えることが可能な場合もある（図５の例）。しかしながら、マルチシンクロメッシュ機構は、構成が複雑でコスト面での負担も大きい。

そこで、本実施の形態のように、スキップシフト時にトルク低下制御を実行し角速度差ωを小さくすることにより、シングルコーン型のシンクロメッシュ機構であってもシンクロ摩耗量を耐久基準内に抑えることが可能となる。また、シングルコーン型のシンクロメッシュ機構は、マルチシンクロメッシュ機構よりも構成が簡素で安価である。

したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、シングルコーン型のシンクロメッシュ機構を用いることが可能となる。したがって、シンクロメッシュ機構５１〜５３の構成を簡略化することができ、コスト低減を図ることができる。

なお、例えば入力軸側の慣性モーメントＩが大きければ、マルチシンクロメッシュ機構であっても、シンクロ摩耗量が耐久基準を超えることはある。したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、マルチシンクロメッシュ機構を備える変速機を搭載した車両への適用も有効である。

以上説明したように、本発明に係る内燃機関制御装置は、従来と比較してシンクロメッシュ機構の耐久性を向上させることができ、同期噛合式の変速機を搭載した車両に用いられる内燃機関制御装置に有用である。

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
４ 変速機（手動変速機）
８ シフトレバー
１１ 入力軸
１２ 出力軸
３１、３２、３３、３４、３５、３６ 変速ギヤ対（ギヤ対）
５１〜５３ シンクロメッシュ機構（同期機構）
７５ａ コーン摩擦面
１００ ＥＣＵ（内燃機関制御装置、変速指示手段）
１０１ シフトポジションセンサ
２００ ＧＳＩ（変速指示手段）

Claims (3)

1. 車輪を駆動するトルクを発生する内燃機関と、運転者のシフトレバー操作によって所定の変速段を成立させる手動変速機とを備え、前記手動変速機が、入力軸の回転をそれぞれの変速比で出力軸に伝達可能な複数のギヤ対と、前記複数のギヤ対のうちのいずれかのギヤ対と噛合し当該ギヤ対の変速比によって前記入力軸と前記出力軸とを接続させる複数の同期機構とを有する車両に用いられる内燃機関制御装置であって、
   現在の変速段に対して少なくとも２段以上高い変速段に前記シフトレバー操作されるスキップシフトがなされたことを条件として、前記内燃機関が発生するトルクを前記スキップシフトがなされる前の前記トルクよりも低下させるトルク低下制御を実行し、
   前記車両は、前記手動変速機の変速段の変更を指示する変速指示手段を備え、
   前記変速指示手段は、前記スキップシフトがなされたことを条件として運転者に変速段のダウンシフトを指示することを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記トルク低下制御の実行後に変速段のダウンシフトが実行されたこと、あるいは前記スキップシフトがなされた後、所定時間経過したことを条件として、前記トルク低下制御の実行を解除することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 前記同期機構は、コーン摩擦面が１つのシングルコーン型の同期機構であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関制御装置。

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