JP6245106B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、有段変速機にクラッチを介して接続されたエンジンの制御装置に関する。

従来より、有段変速機にクラッチを介して接続されたエンジンを有する車両において、変速時に生じるショックすなわち変速ショックを抑制するために、いわゆるシフトアシスト制御が行われることが知られている。

すなわち、一般的に、変速時には、クラッチによって有段変速機とエンジンとの接続が遮断された後、ギヤ段が変更され、その後、再び有段変速機とエンジンとが接続されるが、この再接続時において、有段変速機側の回転数とエンジンの回転数とが同期していない場合には、車両に振動（変速ショック）が生じる。そこで、この変速ショックを抑制するために、例えば特許文献１に開示されているような制御が行われる。

具体的には、特許文献１には、クラッチにより変速機とエンジンとが遮断されると、遮断直前のギヤ段に基づいて変速後のギヤ段を予測し、エンジン回転数がこの予測した変速後のギヤ段に対応するエンジン回転数になるように、スロットルバルブを制御するものが開示されている。

特開平９−６８０６３号公報

変速ショックをより確実に回避するためには、変速途中においてエンジン回転数をより早期に変速後において変速機と同期するエンジン回転数に制御するのが望ましい。しかしながら、これを実現するために、単にエンジン回転数の変化量を増大させてしまうと、エンジン回転数が過度に増加し、これに伴い、車速が増加して予期しない加速が生じるおそれがあり、好ましくない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、変速時において、予期せぬ加速が生じるのをより確実に回避しつつより確実に変速ショックを抑えることのできるエンジンの制御装置を提供する。

前記課題を解決するために、本発明は、手動操作によりギヤ段が変更される有段変速機と、エンジンと、クラッチペダルの操作に応じてこれら有段変速機とエンジンとの接続および遮断を行うクラッチとを有する車両に搭載されるエンジンの制御装置であって、上記有段変速機と上記エンジンとの接続状態を判定するとともに、上記有段変速機と上記エンジンとが互いに接続している状態から遮断した状態に移行すると変速が開始されたと判定し、上記有段変速機と上記エンジンとが接続した状態に復帰すると変速が終了したと判定する変速状態判定手段と、上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときのギヤ段である変速開始時ギヤ段を推定する変速開始時ギヤ段推定手段と、上記変速開始時ギヤ段の１速高速側のギヤ段を、上記変速状態判定手段によって変速が終了したと判定されたときのギヤ段である変速後ギヤ段として推定する変速後ギヤ段推定手段と、上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときの車速と上記推定された変速後ギヤ段とに基づいて、変速後に上記有段変速機と同期するエンジンの回転数を推定し、この推定値を目標回転数として決定する目標回転数決定手段と、上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されてから変速が終了したと判定されるまでの間、上記目標回転数になるようにエンジンの回転数を制御する回転数制御手段とを備え、上記回転数制御手段は、上記目標回転数から実際のエンジン回転数を引いた値である回転数偏差がマイナスである場合にエンジン回転数を減少させる制御を実行し、上記回転数偏差がプラスである場合にエンジン回転数を増加させる制御を実行し、上記エンジン回転数を減少させる制御では、上記回転数偏差に第１ゲインを掛けた値が回転数減少率として算出されるとともに、当該回転数減少率に従ってエンジン回転数が減少するようにエンジンが制御され、上記エンジン回転数を増加させる制御では、上記回転数偏差に第２ゲインを掛けた値が回転数増加率として算出され、当該回転数増加率に従ってエンジン回転数が増加するようにエンジンが制御され、上記第１ゲインは、エンジン回転数を減少させる上記制御が開始されてから上記回転数偏差がマイナスからプラスに転じるまでの間同一の値に設定され、上記第２ゲインは、上記第１ゲインよりも小さい値に設定されることを特徴とするエンジンの制御装置を提供する（請求項１）。

本発明によれば、変速後において予期せぬ加速が生じるのをより確実に回避しつつ、変速ショックの発生を抑制することができる。

具体的には、本発明では、変速後のギヤ段が、変速ショックが生じやすく且つ実施される機会の多い変速開始時のギヤ段の１段高速側のギヤ段に推定されて、この推定された１段高速側のギヤ段に対応する回転数になるようにエンジン回転数が制御される。そのため、変速ショックの発生をより確実に少なく抑えることができる。

しかも、本発明では、エンジン回転数を適切な回転数である目標回転数に制御する際に、エンジン回転数を増加させるときの増加率（回転数偏差に対するエンジン回転数の増加率）の方が、エンジン回転数を減少させるときの減少率（回転数偏差に対するエンジン回転数の減少率）よりも小さくなるように、第２ゲインの方が第１ゲインよりも小さい値に設定される。そのため、エンジン回転数を、上記変速後のギヤ段すなわち変速開始時のギア段の１段高速側のギヤ段に対応する回転数により早期に変更して、変速ショックが生じるのをより確実に回避しつつ、エンジン回転数および車速が予期せぬ増加をして、不測の加速が生じるのを回避することができる。具体的には、ギヤ段を高速側へ変更する変速時では、変速開始時のエンジン回転数よりも、変速後のギヤ段に対応するエンジン回転数の方が小さく、エンジン回転数を減少させる必要がある。そのため、上記のように制御することで、エンジン回転数をより早期に変速後のギヤ段に対応した回転数に低下させることができるとともに、エンジン回転数が低下しすぎること等に伴ってエンジン回転数を増大させる場合においてこの増加量が過度に大きくなるのを抑制することができる。

本発明において、上記回転数制御手段は、上記エンジン回転数を増加させる制御を実施する場合において、上記回転数増加率が予め設定された上限値以下になるように、エンジン回転数を制御するのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、エンジン回転数および車速の増大をより確実に小さく抑えることができ、予期せぬ加速が生じるのを回避して安全性を高めることができる。

以上のように、本発明によれば、変速後において予期せぬ加速が生じるのをより確実に回避しつつ、変速ショックの発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置が適用された車両の概要を示す図である。 本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置に係る制御ブロックを示す図である。 ギヤ段と同期回転数との関係を示したグラフである。 シフトアシスト制御の制御手順を示したフローチャートである。 回転数制御の制御手順を示したフローチャートである。 本発明の作用効果を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置１を図面に基づいて説明する。

（１）全体構成
図１は、エンジンの制御装置１が適用された車両を示した概略図である。

図１に示したエンジン２は、走行用の駆動源として車両に搭載されたエンジンである。図１には、エンジン２として、直列４気筒の直噴エンジンを示している。図１に示すように、エンジン２は、複数の気筒が形成されたエンジン本体２０と、エンジン本体２０に空気を導入するための吸気通路２１と、エンジン本体２０で生成された排ガスを排出するための排気通路２２とを備えている。そして、エンジン本体２０には、気筒内にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ（図２参照）２３と、インジェクタ２３から噴射された燃料と空気との混合気に対して火花放電による点火エネルギを供給して混合気を燃焼させる点火プラグ２９とが、気筒毎に設けられている。

吸気通路２１は、各気筒と連通する４本の独立吸気通路２１ａと、各独立吸気通路２１ａの上流端部に共通に接続されたサージタンク２１ｂと、サージタンク２１ｂから上流側に延びる１本の吸気管２１ｃとを有している。吸気管２１ｃの途中部には、エンジン本体２０に導入される吸気の流量を調節する開閉可能なスロットルバルブ２５が設けられている。

以上のように構成されたエンジン２と車輪３との間には、クラッチ４と、変速機（有段変速機）５と、デファレンシャル６とが介在しており、エンジン２で生成された駆動力はこれらを介して車輪３に伝達される。

変速機５は、有段変速機である。本実施形態では、前進ギヤ段として５つのギヤ段を有する５段変速機が用いられている。すなわち、変速機５は、エンジン２の駆動力が入力される入力軸５ａと、この駆動力を車輪３側に出力する出力軸５ｂとを有し、これら入力軸５ａと出力軸５ｂとの間にギヤ比が互いに異なる５つのギヤを有している。なお、変速機５には、後運ギヤも別途設けられている。この変速機５は、手動変速機であり、運転者がシフトレバー（不図示）を操作することでギヤ段が変更される。

クラッチ４は、エンジン２と変速機５とを断接するものである。クラッチ４は、エンジン２の出力軸に連結されたクラッチ板４ａと、変速機５の入力軸５ａに接続されたクラッチ板４ｂとを有し、これらクラッチ板４ａ、４ｂを、互いに圧接された状態と、離間した状態とに切り替えることで、エンジン２と変速機５との接続状態を変更する。このクラッチ４は、運転者によるクラッチペダル１１の操作に応じて、エンジン２と変速機５との接続状態を変更する。具体的には、クラッチペダル１１が踏込操作される（クラッチカットされる）と、クラッチ板４ａ、４ｂを離間させてエンジン２と変速機５との接続状態を遮断状態とし、クラッチペダル１１の踏込操作が解除されるとクラッチ板４ａ、４ｂを圧接させてエンジン２と変速機５とを接続された状態にする。

デファレンシャル６は、変速機５から伝達された駆動力を左右の車輪３、３に分配するものである。このデファレンシャル６には、最終減速機６ａが含まれており、変速機５から伝達された駆動力はこの最終減速機６ａにて減速された後車輪３、３に伝達される。

（２）制御系統
（２−１）概要
エンジン２の制御系統について説明する。当実施形態では、エンジンの各部が図１および図２に示されるＥＣＵ（エンジン制御ユニット）５０によって統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。

エンジン２および車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。

例えば、エンジン本体２０には、エンジンの回転数を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。具体的には、このクランク角センサＳＮ１は、クランク軸の回転角度および回転速度を検出するものであり、このクランク角センサＳＮ１により検出されたクランク軸の回転速度に基づいてエンジンの回転数が特定される。

車両には、車速を検出する車速センサＳＮ２が設けられている。具体的には、この車速センサＳＮ２は、変速機５の出力軸５ｂの回転数を検出するものであり、この車速センサＳＮ２により検出された変速機５の出力軸５ｂの回転数に基づいて車輪３の回転数および車速が特定される。

また、車両には、上記クラッチペダル１１の踏み込みを検出するクラッチスイッチＳＮ３、運転者により操作されるアクセルペダル１２の開度（アクセル開度）を検出するアクセルセンサＳＮ４が設けられている。本実施形態では、クラッチスイッチＳＮ３は、クラッチペダル１１の踏込量が所定量以上か否かを判定するものであり、この踏込量が所定値以上になると所定の信号を出力する。

ＥＣＵ５０は、上記センサＳＮ１〜ＳＮ４と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報（エンジン回転数、車速、クラッチペダルの踏込状態、アクセル開度）を取得する。

ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ４からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、車両の各部を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、インジェクタ２３、スロットルバルブ２５、点火プラグ２９と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。

（２−２）シフトアシスト制御に係る各部の説明
ＥＣＵ５０は、変速時に生じるおそれのある変速ショックを抑制するためのシフトアシスト制御に関する特有の機能的要素として、変速状態判定部（変速状態判定手段）５１、変速開始時ギヤ段推定部（変速開始時ギヤ段推定手段）５２、変速後ギヤ段推定部（変速後ギヤ段推定手段）５３、目標回転数決定部（目標回転数決定手段）５４、回転数制御部（回転数制御手段）５５を有している。

変速状態判定部５１は、エンジン２と変速機５とが接続された状態にあるか遮断された状態にあるかを判定するとともに、この接続状態に応じて変速が行われているか否かを判定するものである。本実施形態では、変速状態判定部５１は、クラッチスイッチＳＮ３の検出信号に基づいて、上記判定を行う。

具体的には、変速状態判定部５１は、クラッチスイッチＳＮ３から所定の信号が出力されており、クラッチスイッチＳＮ３によって、クラッチペダル１１が所定量以上踏込操作されていることが検出された場合には、エンジン２と変速機５とが遮断された状態にあると判定する。一方、変速状態判定部５１は、クラッチスイッチＳＮ３から所定の信号が出力されていなければ、エンジン２と変速機５とが接続された状態にあると判定する。そして、変速状態判定部５１は、エンジン２と変速機５とが接続された状態から遮断された状態に移行したと判定すると、変速が開始されたと判定し、エンジン２と変速機５とが遮断状態から接続された状態に移行したと判定すると変速が終了したと判定する。以下、変速状態判定部５１によって変速が開始されたと判定された時点を、単に変速開始時といい、変速状態判定部５１によって変速が終了したと判定された時点を、単に変速終了時という場合がある。

変速開始時ギヤ段推定部５２は、変速開始時のギヤ段（以下、適宜、変速開始時ギヤ段という）を推定するものである。変速開始時ギヤ段推定部５２は、変速開始時のエンジン回転数ＮＥと車速Ｖｓｐとに基づいて変速開始時ギヤ段を推定する。

本実施形態では、変速開始時ギヤ段推定部５２は、変速開始時の車速Ｖｓｐとエンジン回転数ＮＥとが、図３に示した予め設定された第１領域Ａ１〜第５領域Ａ５のいずれの領域にあるかを判定し、第１領域Ａ１にある場合は変速開始時ギヤ段を１速と推定し、第２領域Ａ２にある場合は２速、第３領域Ａ３にある場合は３速、第４領域にある場合は４速、第５領域にある場合は５速と推定する。

上記領域Ａ１〜Ａ５は、各ギヤ段での基準同期回転数を基準として、この基準同期回転数から所定のずれ量を考慮して設定された領域である。ここで、基準同期回転数とは、タイヤの減りやタイヤのスリップ、また、クラッチ４および変速機５等での抵抗・機械損失がない基準状態で、変速機５と同期するエンジン２の回転数である。各ギヤ段における基準同期回転数ＮＥｓ＿ｉ（ｉ：ギヤ段、ｉ＝１〜５）は、車速をＶｓｐ、各ギヤ段のギヤ比をＫＧＥＡＲ＿ｉ（ｉ＝１〜５）、最終減速機６ａの減速比をＦＧＲ、基準のタイヤ径をＴＳとして、ＮＥｓ＿ｉ＝Ｖｓｐ×ＦＧＲ×ＫＧＥＡＲ＿ｉ×Ｋ（Ｋは定数）で決定される（以下、適宜、この式を式Ａという）。図３のラインＬ１〜Ｌ５は、それぞれ１速〜５速における基準同期回転数を示している。

各領域Ａ１〜Ａ５は、これら基準同期回転数のラインＬ１〜Ｌ５をそれぞれ中心として回転数が小さい側と大きい側とにわたる領域に設定されている。本実施形態では、第２〜第４領域Ａ２〜Ａ４は、隣接する基準同期回転数のラインの中央（同一車速におけるエンジン回転数の中央値）を通る境界ラインＬ１１〜Ｌ１５、すなわち、隣り合うラインの傾きの平均値を傾きとするラインであって、隣り合うギヤ段のギヤ比の平均値を上記式Ａのギヤ比に当てはめることで導かれるラインＬ１１〜Ｌ１５で挟まれた領域に設定されている。また、第１領域Ａ１は、１速の基準同期回転数のラインＬ１と２速の基準同期回転数のラインＬ２との中央ラインＬ１１よりも低車速側全体に設定されている。また、第５領域Ａ５は、４速の基準同期回転数のラインＬ４と５速の基準同期回転数のラインＬ５との中央ラインＬ１４よりも高車速側全体に設定されている。

このように、本実施形態では、全エンジン回転数および全車速領域が、いずれかのギヤ段領域に設定されており、変速開始時ギヤ段推定部５２によって、変速開始時のギヤ段が１〜５段のいずれかに確実に決定される。ただし、クラッチ４が滑っておらずエンジン２と変速機５とが強固に接続されている通常状態では、エンジン回転数と車速とは、ほぼ上記基準同期回転数ラインＬ１〜Ｌ５上の値となる。

変速後ギヤ段推定部５３は、変速終了時のギヤ段（以下、適宜、変速後ギヤ段という）を推定するものである。変速後ギヤ段推定部５３は、上記推定された変速開始時ギヤ段の１速高速側のギヤ段を、変速後ギヤ段として推定する。例えば、変速開始時のギヤ段が２速であれば３速を変速後ギヤ段として推定する。

目標回転数決定部５４は、変速後に変速機５と同期するエンジンの回転数を目標回転数として決定するものである。ここで、エンジン２と変速機５との接続が遮断された変速途中では、車速の変化はほとんどなく、変速後において変速機５と同期するエンジンの回転数は、変速開始時の車速と変速後のギヤ段とに対応した回転数になると考えられる。そこで、本実施形態では、目標回転数決定部５４は、変速開始時の車速と、変速後ギヤ段推定部５３により推定された変速後ギヤ段とに基づいて、目標回転数を決定する。目標回転数決定部５４は、上記変速後ギヤ段の基準同期回転数のうち変速開始時の車速に対応する値を抽出して、目標回転数に決定する。具体的には、目標回転数決定部５４は、上記式Ａに推定した変速後ギヤ段のギヤ比と車速とを当てはめたときに導かれるエンジン回転数を目標回転数に決定する。

回転数制御部５５は、エンジン回転数を、目標回転数決定部５４で設定された目標回転数に制御するものである。この回転数制御部５５によるエンジン回転数制御の詳細は後述する。

（２−３）シフトアシスト制御の流れ
以上のように構成された各部５１〜５５により実施される制御の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１において、変速が開始されたか否かが判定される。上述のとおり、この判定は変速状態判定部５１が行い、変速状態判定部５１は、クラッチスイッチＳＮ３からの信号に基づきこの判定を行う。ステップＳ１の判定は、判定結果がＹＥＳとなり変速が開始されたと判定されるまで繰り返される。

ステップＳ１での判定がＹＥＳであって変速が開始されたと判定されると、ステップＳ２において、変速開始時のギヤ段が推定される。上述のとおり、この判定は変速開始時ギヤ段推定部５２が行い、変速開始時ギヤ段推定部５２は、変速開始時のエンジン回転数と車速とに基づき変速開始時ギヤ段を推定する。

次にステップＳ３にて、変速後のギヤ段が推定される。上述のとおり、この判定は変速後ギヤ段推定部５３が行い、変速後ギヤ段推定部５３は、ステップＳ２で推定した変速開始時ギヤ段の１段高速側のギヤ段を変速開始後ギヤ段として推定する。

次にステップＳ４にて、目標回転数が決定される。上述のとおり、この決定は、目標回転数決定部５４が行い、目標回転数決定部５４は、ステップＳ３で推定された変速後ギヤ段と変速開始時の車速とに基づいて目標回転数を決定する。

次にステップＳ５にて、エンジン回転数が目標回転数に制御される。上述のとおり、この制御は、回転数制御部５５が行う。

次にステップＳ６にて、変速が終了したか否かが判定される。上述のとおり、この判定は変速状態判定部５１が行い、変速状態判定部５１は、クラッチスイッチＳＮ３からの信号に基づきこの判定を行う。

ステップＳ６での判定がＹＥＳであって、変速が終了したと判定されると、ステップＳ７に進み、エンジン回転数を目標回転数とする制御すなわちシフトアシスト制御を停止する。一方、ステップＳ６の判定がＮＯの場合は、ステップＳ５に戻る。すなわち、ステップＳ６での判定がＹＥＳとなるまで、ステップＳ５が実施される。

（２−４）回転数制御部による制御内容
回転数制御部５５によるエンジン回転数制御の詳細について説明する。図５は、このエンジン回転数制御の流れを示したフローチャートである。

回転数制御部５５は、まず、ステップＳ１１にて、上記ステップＳ４にて目標回転数決定部５４により決定された目標回転数と実際のエンジン回転数（以下、適宜、実エンジン回転数という）との偏差であって目標回転数から実エンジン回転数を引いた値である回転数偏差を算出する。

次に、回転数制御部５５は、ステップＳ１２にて、ステップＳ１１で算出した回転数偏差が０未満であるか否か、すなわち、目標回転数が実エンジン回転数より小さいか否かを判定する。

ステップＳ１２の判定後は、ステップＳ１３またはＳ１５に進み、制御ゲインを決定する。ここで、本実施形態では、比例制御を実施しており、ステップＳ１３，１４で決定する制御ゲインは、比例ゲインである。

ステップＳ１２での判定がＹＥＳであって、目標回転数が実エンジン回転数より小さく、これに伴い、エンジン回転数を減少させる制御を行う場合には、回転数制御部５５は、ステップＳ１３に進み、制御ゲインを所定の第１ゲインに設定する。ステップＳ１３の後は、ステップＳ１４に進み、単位時間あたりに減少させるエンジン回転数である回転数減少率を設定する。回転数制御部５５は、ステップＳ１１で算出された回転数偏差とステップＳ１３で設定された制御ゲインである第1ゲインとを掛けた値を、回転数減少率として算出する。ステップＳ１４の後は、ステップＳ２０に進む。

一方、ステップＳ１２の判定がＮＯであって、目標回転数が実エンジン回転数より大きく、これに伴い、エンジン回転数を増加させる制御を行う場合には、ステップＳ１５に進み、制御ゲインを所定の第２ゲインに設定する。第２ゲインは、第1ゲインよりも小さい値に設定されており、エンジン回転数を増加させる制御を行う場合には、制御ゲインは、エンジン回転数を減少させる制御を行う場合よりも小さく設定される。これら第１ゲインおよび第２ゲインは予め設定された値であり、例えば、第1ゲインは３、第２ゲインは１に設定されている。

ステップＳ１５の後は、ステップＳ１６に進み、単位時間あたりに増加させるエンジン回転数である回転数増加率を設定する。回転数制御部５５は、ステップＳ１１で算出された回転数偏差とステップＳ１５で設定された制御ゲインである第2ゲインとを掛けた値を、回転数増加率として算出する。上述のように、第2ゲインは第1ゲインよりも小さく、回転数増加率は回転数減少率よりも小さく算出される。すなわち、目標回転数と実エンジン回転数との差に対する回転数の増減割合（変化割合）が、回転数を増加させる場合の方が減少させる場合よりも小さくされる。本実施形態では、ステップＳ１２の判定がＮＯであって、エンジン回転数を増加させる制御を行う場合は、回転数制御部５５は、ステップＳ１６の後すぐにステップＳ２０に進まず、ステップＳ１７に進む。

回転数制御部５５は、ステップＳ１７にて、ステップＳ１６で算出した回転数増加率が予め設定された上限値より小さいか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ２０に進む。一方、この判定がＮＯであって、回転数増加率が上限以上の場合は、ステップＳ１８に進み、回転数増加率を上限値に設定する。すなわち、本実施形態では、単位時間あたりに増加させるエンジン回転数をこの上限値以下に抑える。ステップＳ１８の後は、ステップＳ２０に進む。

回転数制御部５５は、ステップＳ２０にて、エンジン回転数を増減させるのに必要なトルクの増減量を算出する。回転数制御部５５は、ステップＳ１４、Ｓ１６あるいはＳ１８で設定された回転数増減率に基づいて、トルクの増減量を算出する。上記回転数増減率分だけエンジン回転数を増加させるのに必要なトルクの増減量を算出する。具体的には、回転数制御部５５は、予め設定された回転数増減率に対する必要トルクの増減量のマップを記憶しており、このマップから回転数増減率に対応する必要トルクの増減量を抽出する。上述のように、回転数増加率は回転数減少率よりも小さく、エンジン回転数を増大させる場合の必要トルクの増減量すなわち必要トルクの増大量は、エンジン回転数を減少させる場合の必要トルクの増減量すなわち必要トルクの減少量よりも小さく算出される。また、回転数増加率は上記上限値以下に抑えられており、これに伴い、必要トルクの単位時間あたりの増大量は、所定値以下に抑えられる。

次に、回転数制御部５５は、ステップＳ２１にて、現在のエンジン回転数を維持するのに必要なエンジントルクである回転数維持トルクを算出する。具体的には、回転数制御部５５は、予め設定されたエンジン回転数と回転数維持トルクのマップを記憶しており、このマップから実エンジン回転数に対応した値を抽出する。

次に、回転数制御部５５は、ステップＳ２２にて、エンジン回転数を現在の値に維持しつつエンジントルクをステップＳ２０で算出したトルク増減量分増減させるために必要なエンジントルクである目標トルクを算出する。具体的には、回転数制御部５５は、ステップＳ２１で算出した回転数維持トルクとステップＳ２０で算出したトルク増減量とを足した値を目標トルクとして算出する。

次に、回転数制御部５５は、ステップＳ２３にて、エンジン回転数を現在の値に維持しつつエンジントルクをステップＳ２０で算出したトルク増減量分増減させるために必要なエンジンの目標出力を算出する。本実施形態では、ステップＳ２２で算出した目標トルクに、オルタネータ等のエンジン補機を稼働させるのに必要な補機トルクおよびエンジンの回転に伴い生じる機械抵抗トルクを加えて最終的な必要トルクを算出し、この最終的な必要トルクを得るのに必要なエンジン出力にさらにポンピングロス量を加えて目標エンジン出力とする。

次に、回転数制御部５５は、ステップＳ２４にて、ステップＳ２３で算出した目標エンジン出力に基づき、この目標エンジン出力を出力するための目標空気量と点火時期とを決定し、決定した目標空気量をエンジン２に供給するためのスロットルバルブの開度を決定する。また、目標空気量に応じて燃料噴射量を決定する。

そして、回転数制御部５５は、ステップＳ２５にて、ステップＳ２４で決定したスロットルバルブ開度、点火時期および燃料噴射量となるように、スロットルバルブ２５、点火プラグ２９およびインジェクタ２３を制御する。

（３）作用
上記のシフトアシスト制御を実施した場合の、クラッチスイッチＳＮ３の出力すなわちクラッチペダル１１の踏込量とエンジン回転数の変化を図６に示す。図６では、1段高速側へのシフトアップを行った場合を示している。また、図６のエンジン回転数において、実線は、本実施形態に係る制御を実施したときの結果を示し、一点鎖線は、エンジン回転数を増大させる際の制御ゲインと、減少させる際の制御ゲインとを同じ値（第１ゲイン）にした場合の結果を示している。

時刻ｔ１にてクラッチペダル１１が踏み込み操作されるのに伴いクラッチスイッチＳＮ３の出力が所定値になると、変速が開始されたことが判定され、これに伴い目標回転数ＮＥｔｒｇが決定される。そして、この目標回転数ＮＥｔｒｇとなるようにエンジン回転数の制御が開始される。上述のように、本実施形態では、エンジン回転数を減少させる際の制御ゲインが大きい第１ゲインに設定されて、これに伴い、必要トルクの減少量が大きい値に算出され、目標トルクおよび目標エンジン出力すなわちエンジン出力の低減量が大きくされる。そのため、クラッチペダルの踏み込みが解除される（クラッチスイッチＳＮ３の信号が０に戻る）時刻ｔ３よりも早い時刻ｔ２にてエンジン回転数は目標回転数ＮＥｔｒｇ付近まで低下する。一方、制御ゲインが高いために、時刻ｔ２にて、エンジン回転数は目標回転数ＮＥｔｒｇよりも小さい値にまで低下する。エンジン回転数が目標回転数ＮＥｔｒｇを下回ったことに伴い、時刻ｔ２後はエンジン回転数を増大させる側に制御が実施される。

ここで、図６において、一点鎖線で示したように、エンジン回転数を増大させる際の制御ゲインも大きく設定されている場合には、時刻ｔ２後、大きな制御ゲインでエンジン回転数が増大される結果、エンジン回転数は、目標回転数ＮＥｔｒｇを超えて増大し、時刻ｔ３においてエンジン回転数が目標回転数ＮＥｔｒｇすなわち変速後において変速機５とエンジン２とが同期する回転数を超えてしまう。そのため、この場合には、時刻ｔ３においてエンジン２と変速機５とが再接続された際に比較的大きい変速ショックが生じるとともに、この時刻ｔ３およびその後においてもエンジン回転数が目標回転数ＮＥｔｒｇを超えてしまうために運転者の予期しない加速が生じてしまう。

これに対して、本実施形態では、エンジン回転数を増大させる際の制御ゲインが小さく設定されている。そのため、実線で示したように、時刻ｔ２以後は、エンジン回転数は、徐々に目標回転数ＮＥｔｒｇに近づき、目標回転数ＮＥｔｒｇをほぼ超えることなく時刻ｔ３付近において目標回転数ＮＥｔｒｇに収束し、変速ショックおよび予期せぬ加速を生じさせることなく変速が終了される。

以上のように、本実施形態では、制御ゲインすなわち目標回転数と実エンジン回転数との偏差に対するエンジン回転数の増加割合が、エンジン回転数を低下させる場合の方が増加させる場合よりも大きく設定されていることで、エンジン回転数を早期に目標回転数まで低下させつつ、エンジン回転数が目標回転数を超えて増大するのを抑制して、変速ショックおよび変速後に予期せぬ加速が生じるのを回避することができる。

また、本実施形態では、変速後のギヤ段が、変速ショックが生じやすく且つ実施される機会の多い変速開始時のギヤ段の１段高速側のギヤ段に推定されて、この推定された１段高速側のギヤ段に対応する回転数になるようにエンジン回転数が制御される。そのため、変速ショックの発生をより確実に少なく抑えることができる。

さらに、本実施形態では、エンジン回転数を増加させる方向に制御する場合において、このエンジン回転数の単位時間あたりの増加割合が予め設定された上限値以下になるように、エンジン回転数を制御する。そのため、エンジン回転数および車速の増大をより確実に小さく抑えることができ、予期せぬ加速が生じるのを回避して安全性を高めることができる。

また、本実施形態では、エンジン回転数を低下させる場合の制御ゲインが大きく設定されていることで、図６で示したように、変速終了までの間においてエンジン回転数が目標回転数を下回るとともにこのエンジン回転数が目標回転数以下となる時間が比較的長く確保される可能性が高い。そのため、例えば、変速後のギヤ段が変速開始時の１段高速側でなく２段等のより高速側のギヤ段であり、変速後において変速機５と同期するエンジン２の回転数が目標回転数よりも低回転側であったとしても、この同期回転数との差を小さく抑えることができ、変速ショックを小さく抑えることができる。

（４）変形例
なお、制御ゲインの具体的値は上記に限らず、適宜設定可能である。

また、変速機の段数は５段に限らない。

２ エンジン
４ クラッチ
５ 変速機（有段変速機）
５１ 変速状態判定部（変速状態判定手段）
５２ 変速開始時ギヤ段推定部（変速開始時ギヤ段推定手段）
５３ 変速後ギヤ段推定部（変速後ギヤ段推定手段）
５４ 目標回転数決定部（目標回転数決定手段）
５５ 回転数制御部（回転数制御手段）

Claims (2)

1. 手動操作によりギヤ段が変更される有段変速機と、エンジンと、クラッチペダルの操作に応じてこれら有段変速機とエンジンとの接続および遮断を行うクラッチとを有する車両に搭載されるエンジンの制御装置であって、
   上記有段変速機と上記エンジンとの接続状態を判定するとともに、上記有段変速機と上記エンジンとが互いに接続している状態から遮断した状態に移行すると変速が開始されたと判定し、上記有段変速機と上記エンジンとが接続した状態に復帰すると変速が終了したと判定する変速状態判定手段と、
   上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときのギヤ段である変速開始時ギヤ段を推定する変速開始時ギヤ段推定手段と、
   上記変速開始時ギヤ段の１速高速側のギヤ段を、上記変速状態判定手段によって変速が終了したと判定されたときのギヤ段である変速後ギヤ段として推定する変速後ギヤ段推定手段と、
   上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときの車速と上記推定された変速後ギヤ段とに基づいて、変速後に上記有段変速機と同期するエンジンの回転数を推定し、この推定値を目標回転数として決定する目標回転数決定手段と、
   上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されてから変速が終了したと判定されるまでの間、上記目標回転数になるようにエンジンの回転数を制御する回転数制御手段とを備え、
   上記回転数制御手段は、上記目標回転数から実際のエンジン回転数を引いた値である回転数偏差がマイナスである場合にエンジン回転数を減少させる制御を実行し、上記回転数偏差がプラスである場合にエンジン回転数を増加させる制御を実行し、
   上記エンジン回転数を減少させる制御では、上記回転数偏差に第１ゲインを掛けた値が回転数減少率として算出されるとともに、当該回転数減少率に従ってエンジン回転数が減少するようにエンジンが制御され、
   上記エンジン回転数を増加させる制御では、上記回転数偏差に第２ゲインを掛けた値が回転数増加率として算出され、当該回転数増加率に従ってエンジン回転数が増加するようにエンジンが制御され、
   上記第１ゲインは、エンジン回転数を減少させる上記制御が開始されてから上記回転数偏差がマイナスからプラスに転じるまでの間同一の値に設定され、
   上記第２ゲインは、上記第１ゲインよりも小さい値に設定されることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置であって、
   上記回転数制御手段は、上記エンジン回転数を増加させる制御を実施する場合において、上記回転数増加率が予め設定された上限値以下になるように、エンジン回転数を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
   

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