WO2016199657A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2016199657A1
WO2016199657A1 PCT/JP2016/066326 JP2016066326W WO2016199657A1 WO 2016199657 A1 WO2016199657 A1 WO 2016199657A1 JP 2016066326 W JP2016066326 W JP 2016066326W WO 2016199657 A1 WO2016199657 A1 WO 2016199657A1
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gear
change
speed
engine
gear change
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PCT/JP2016/066326
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French (fr)
Inventor
伊藤　慎一
忠勝 小薮
浩行 竹添
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36—Inputs being a function of speed
    • F16H59/38—Inputs being a function of speed of gearing elements
    • F16H59/42—Input shaft speed

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device applied to a vehicle equipped with a transmission.
  • the gear ratio is calculated from the measured engine speed and wheel speed, and the calculated gear ratio and gear position are calculated.
  • a technique for determining the clutch engagement state by comparing the above is known. When this technology is used, it is necessary to provide a gear position sensor for detecting the actually selected gear position in addition to the sensor for detecting the engine rotation speed and the wheel speed. .
  • the vehicle control device disclosed in Patent Document 1 omits a sensor for detecting a gear position and determines the clutch disengagement. Specifically, since the wheel is mechanically separated from the engine when the clutch is disengaged, the driver adjusts the engine rotation speed to the engine rotation speed after the gear change by unconscious or conscious accelerator operation. The engine speed changes. On the other hand, since the vehicle travels by inertia, the estimated engine speed calculated based on the estimated gear position does not change as much as the actually measured engine speed. Accordingly, there is a difference between the actually measured engine speed and the estimated engine speed. Based on this point, the vehicle control device disclosed in Patent Document 1 disengages the clutch when the difference between the measured engine speed and the estimated engine speed exceeds a predetermined threshold for a predetermined time. It is judged that it was done.
  • Patent Document 1 requires a detection signal from the wheel speed sensor in addition to a detection signal from the engine rotation speed sensor in order to determine the disengagement of the clutch. For this reason, the configuration of the arithmetic system and the arithmetic processing may be complicated.
  • the present invention has been made in view of the above background, and has as its main object to provide a vehicle control device capable of determining a gear change with a simpler configuration.
  • the vehicle control apparatus includes an engine (11), a transmission (17) that performs a gear change for selectively changing gears, and a clutch that transmits and interrupts power between the engine and the transmission.
  • Gear change determination means for determining whether or not there is a gear change based on occurrence of a change gradient greater than or equal to a predetermined gradient in the calculated engine rotation speed.
  • the vehicle control device determines the presence or absence of a gear change based on the occurrence of a change gradient greater than a predetermined gradient in the engine rotation speed. As a result, the presence / absence of a gear change can be determined with a simple configuration without using a gear position sensor and a wheel speed sensor.
  • the block diagram which shows the whole structure of a vehicle control system.
  • the graph which shows the relationship between a gear change and an engine speed change.
  • the graph which shows the relationship between a gear change and an engine speed change.
  • the schematic diagram which shows the relationship between the presence or absence of a gear change, and an engine speed.
  • 5 is a flowchart illustrating a gear change determination process according to the first embodiment.
  • 5 is a flowchart showing a neutral determination process according to the first embodiment.
  • the schematic diagram which shows the change of the engine speed at the time of gear up operation.
  • 9 is a flowchart illustrating a gear change determination process according to the second embodiment.
  • 10 is a flowchart showing a clutch operation determination process according to the second embodiment.
  • the schematic diagram which shows the relationship between an engine speed and the change of a gear position.
  • the flowchart which shows the neutral determination process which concerns on a modification.
  • a motorcycle is assumed as a vehicle.
  • the transmission gear is switched between neutral and 1st to 5th by a manual operation of the driver. It has a configuration that can be.
  • the engine 11 is an internal combustion engine driven by fuel combustion, and appropriately includes a fuel injection valve, an ignition device, and the like as is well known.
  • a transmission 17 is connected to the engine output shaft 12 via a clutch device 16 as power transmission means.
  • the clutch device 16 is a friction clutch, and includes a disk (flywheel or the like) on the engine 11 side connected to the engine output shaft 12 and a disk (clutch disk) on the transmission 17 side connected to the transmission input shaft 21. Etc.) and a set of clutch mechanisms.
  • a power transmission state (clutch connection state) in which power is transmitted between the engine 11 and the transmission 17 is established, and both the disks are separated from each other.
  • a power cut-off state (clutch cut-off state) in which power transmission between the engine 11 and the transmission 17 is cut off is established.
  • the clutch device 16 may be provided inside the transmission 17.
  • the transmission 17 is a manual transmission having a plurality of shift stages.
  • the transmission 17 shifts the motive power of the engine 11 input from the transmission input shaft 21 according to the gear ratio of the shift stage switched by the driver's manual operation, and outputs it to the transmission output shaft 22.
  • the gear stage is switched by a gear pedal in a state where a driver operates a clutch lever (not shown) provided on the steering wheel of the vehicle.
  • a rear wheel (wheel 27) is connected to the transmission output shaft 22.
  • this system includes an engine ECU (hereinafter referred to as ECU 30) that controls the operating state of the engine 11 as a vehicle-mounted control means.
  • ECU 30 is a well-known electronic control device including a microcomputer and the like, and appropriately controls the engine 11 based on detection results of various sensors provided in the system.
  • sensors include an accelerator opening sensor 41 that detects an accelerator opening provided in an accelerator grip, a throttle opening sensor 42 that detects an opening of a throttle provided in an intake pipe of the engine 11, and an intake pipe of the engine 11.
  • An intake pressure sensor 43 for detecting the pressure of the engine and a rotation speed sensor 44 for detecting the engine rotation speed are provided, and detection signals from the sensors are sequentially input to the ECU 30.
  • the sensors 41 to 43 correspond to load sensors, and any one of them may be provided from the viewpoint of detecting the engine load.
  • the ECU 30 performs various engine controls such as a fuel injection amount control for controlling the amount of fuel injected by the fuel injection valve and an ignition control for controlling ignition by the ignition device based on detection results of various sensors. Further, the ECU 30 of the present embodiment stores the engine speed history in a storage unit (not shown) in time series, and determines whether or not a gear change has been performed and the gear position from the engine speed history.
  • FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing the relationship between the gear change and the engine rotation speed, where FIG. 2A shows the gear up, and FIG. 2B shows the gear down.
  • the period from time t1 to t2 is a period during which the driver performs a gear-up operation
  • the period from time t3 to t4 is a period during which the driver performs a gear-down operation. It is.
  • a gear change When a gear change is performed, a combination of gears of the transmission 17 (a combination of gears meshing with each other), that is, a gear ratio is switched, so that the engine rotation speed before and after the gear change greatly fluctuates.
  • the presence / absence of a gear change is determined based on the detection result of the behavior of the engine speed accompanying such a gear change.
  • the ECU 30 calculates the engine rotation speed NE1 based on the detection information of the rotation speed sensor 44, and calculates the rotation speed NE2 by subjecting the engine rotation speed NE1 to a smoothing process.
  • the engine rotation speed NE1 is a raw value of the engine rotation speed
  • the smoothing rotation speed NE2 is a change of the raw value.
  • the annealing rotational speed NE2 may be calculated by, for example, using a predetermined annealing coefficient a1 ( ⁇ 1) and repeating the annealing calculation shown in the following equation (1) at a predetermined cycle.
  • NE2 (1-a1) ⁇ NE2 + a1 ⁇ NE1 (1)
  • the value obtained by multiplying the previous value of the annealing speed NE2 by (1-a1) and the value obtained by multiplying the current value of the engine speed NE1 by a1 are added, and the result is subjected to the smoothing rotation. This is the current value of the speed NE2.
  • a filtering process such as a low-pass filter may be performed as the annealing process, and the engine rotation speed NE2 may be calculated by filtering the engine rotation speed NE1.
  • the gear-in state is present before time t1, and in that gear-in state, the rotational fluctuation in which the engine rotational state suddenly changes hardly occurs, and the rotational fluctuation amount ⁇ NEA is a relatively small value, that is, a value near zero. ing.
  • gear up a change in gear ratio occurs, so that a steep change gradient of engine rotational speed NE1 occurs from time t1 to time t2.
  • the gear is up, the engine rotational speed NE1 is suddenly decreased due to the change of the gear ratio from the state in which the engine rotational speed NE1 is increasing due to the accelerator being turned on.
  • the rotational fluctuation amount ⁇ NEA exceeds the predetermined threshold value ⁇ , it is possible to determine that the gear-up is performed.
  • the gear change determination based on the comparison between the rotational fluctuation amount ⁇ NEA and the threshold value ⁇ can also be used for determination when the transmission 17 is switched from the neutral state where the gear is not engaged to the gear-in state where the gear is engaged. .
  • the gear-in state is present before time t3.
  • the rotational fluctuation in which the engine rotational state suddenly changes hardly occurs, and the rotational fluctuation amount ⁇ NEA is a relatively small value, that is, near zero. It is a value.
  • the gear down when gear down is performed, a change in gear ratio occurs, so that a steep change gradient of engine speed NE1 occurs from time t3 to t4.
  • the gear when the gear is down, the engine rotational speed NE1 suddenly increases due to the change of the gear ratio from the state where the engine rotational speed NE1 decreases due to the accelerator off, and thus the rotational fluctuation amount ⁇ NEA decreases rapidly after the gear change starts.
  • the rotation fluctuation amount ⁇ NEA falls below the predetermined threshold value ⁇ , it is possible to determine that the gear down has been performed.
  • the engine rotational speed is likely to increase when the accelerator is on compared to the gear-in state, so that the smoothed rotational speed NE2 tends to be smaller than the engine rotational speed NE1. That is, the rotational fluctuation amount ⁇ NEA tends to be a large value on the negative side. For this reason, there is a concern that an erroneous determination of a gear change caused by ⁇ NEA ⁇ unintentionally occurs.
  • the smoothing degree of the smoothing calculation is made smaller than in the gear-in state, thereby preventing erroneous determination of gear change.
  • the smoothing coefficient a1 is used in the smoothing calculation of the above equation (1), and in the neutral state, the smoothing coefficient a2 having a smaller smoothing degree than the smoothing coefficient a1 is used.
  • NE2 (a1) is the annealing rotational speed calculated using the annealing coefficient a1, and is indicated by a one-dot chain line.
  • NE2 (a2) is an annealing rotational speed calculated using the annealing coefficient a2, and is indicated by a thick broken line.
  • the rotational fluctuation amount ⁇ NEA the one corresponding to NE2 (a1) is indicated by a one-dot chain line, and the one corresponding to NE2 (a2) is indicated by a thick broken line.
  • the rotational speed NE2 (a1) using the smoothing coefficient a1 rises relatively slowly with respect to the increase in the engine rotational speed NE1, so that ⁇ NEA ⁇ before the gear change as shown in the figure. There is a risk.
  • the annealing rotational speed NE2 (a2) using the annealing coefficient a2 it is possible to suppress ⁇ NEA ⁇ even if the engine rotational speed NE1 is similarly increased.
  • the engine rotational speed NE1 may change due to other factors such as disturbances in addition to changing due to the gear change. For example, when the driver simply turns the clutch off / on without changing the gear in the accelerator-on state, a steep change gradient of the engine rotational speed NE1 occurs, so even if no gear change is actually performed. There is concern that it may be erroneously determined that a gear change has been made. However, if the gear change is not actually performed, the engine speed NE1 does not change based on the change in the gear ratio before and after the clutch is disengaged.
  • the rotational speed change amount ⁇ NEB is calculated by subtracting the engine rotational speed NE1 after the clutch is disengaged (that is, when the clutch is off) from the engine rotational speed NE1 before the clutch is disengaged (that is, when the clutch is on).
  • the determination result that there is a gear change is invalidated based on the rotational variation amount ⁇ NEA.
  • the predetermined value ⁇ can be set in advance based on experiments or the like.
  • the rotational speed change amount ⁇ NEB is calculated before and after the determination of ⁇ NEA ⁇ ⁇ (that is, immediately before ⁇ NEA ⁇ ⁇ and immediately after ⁇ NEA ⁇ ⁇ , and immediately after ⁇ NEA ⁇ ). Assume that the gear change determination is valid when the absolute value of the rotational speed change amount ⁇ NEB is equal to or greater than a predetermined value ⁇ . If the determination in S15 is affirmative, it is determined that the neutral speed has been switched to the first speed (S16).
  • the neutralization coefficient a2 is set to a value larger than the smoothing coefficient a1 used in the gear-in state (in other words, the value of the smoothing degree is small), and the rotational fluctuation amount ⁇ NEA ⁇ threshold value ⁇ is neutral. It is not to become.
  • neutral determination is performed (S17).
  • the neutral state is determined based on the engine speed NE1 and the engine load.
  • Fig. 6 shows the neutral determination process.
  • S31 it is determined whether or not the engine speed NE1 is an idle speed (S31). If S31 is affirmed, it is determined whether or not the throttle is fully closed (S32). In this process, when it is determined that the throttle is fully closed based on the detection result of the throttle opening sensor 42, or it is determined that there is no load based on the detection result of the intake pressure sensor 43. In this case, it is determined that the throttle is fully closed.
  • S32 determines a predetermined time has elapsed since the affirmation in S32 (S33). And when it affirms by S33, it determines with it being neutral (S34). If negative determination is made in any of S31 to S33, it is determined that the gear-in state is set instead of neutral (S35).
  • any of the conditions of S31 and S32 has continued for a predetermined time, it may be determined to be neutral. Further, it may be determined that the throttle is fully closed based on the accelerator being off in S32. Further, it may be determined that the engine is neutral based on the fact that the engine speed NE1 excessively rises above a predetermined speed with respect to changes in the engine load (such as the detection result of the intake pressure sensor 43).
  • the smoothing speed NE2 is calculated using the smoothing coefficient a1, and the rotational fluctuation amount ⁇ NEA is calculated from the smoothing speed NE2 and the engine speed NE1. Is calculated (S19). Thereafter, it is determined whether or not the rotational fluctuation amount ⁇ NEA is equal to or greater than the threshold value ⁇ (S20). If the result in S20 is affirmative, it is determined whether an effective condition for gear change is satisfied (S21).
  • the difference between the engine speeds NE1 before and after the gear change is calculated as a rotational speed change amount ⁇ NEB, and based on the rotational speed change amount ⁇ NEB, the shift stage of the transmission 17 is calculated. Is determined to be up or down.
  • the sudden change in the engine speed NE1 at P1 and P2 may be determined based on the differential value of the engine speed NE1 being equal to or greater than a predetermined value.
  • a sudden change in the engine rotational speed NE1 may be determined based on the difference between the engine rotational speed NE1 and the simulated rotational speed NE2. Determining a sudden change in the engine rotational speed NE1 at P2 corresponds to determining that a change gradient greater than a predetermined gradient has occurred in the engine rotational speed NE1.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the gear change determination process. This process is executed by the ECU 30 in place of the process shown in FIG.
  • a clutch operation determination process is performed (S44). This clutch operation determination is performed based on the change behavior of the engine rotational speed NE1 described in FIG. 7, and the procedure is shown in FIG. That is, the presence or absence of clutch operation is determined based on the change in engine speed NE1 with a predetermined change pattern at the time of gear up or gear down.
  • the rotational speed change amount ⁇ NEB is a positive value (S47). If the result in S47 is affirmative, it is determined that the gear is up (S48). In this case, for example, one step is added to the previous gear position to obtain the current gear position. Further, when negative in S47, it is determined that the gear is down (S49). In this case, for example, the previous gear position is subtracted by one step to obtain the current gear position. If the result in S45 is NO, the previous value of the gear position is held because there is no gear change.
  • a process for determining whether or not the absolute value of the rotational speed change amount ⁇ NEB before and after the gear change is equal to or greater than a predetermined value ⁇ is inserted after S46, as in the process of S15 of FIG.
  • the gear change determination is valid when
  • the rotational speed change amount ⁇ NEB occurs in the engine rotational speed NE1 before and after the gear change, and this ⁇ NEB has a correlation with the gear position under a predetermined condition. For example, under conditions where the vehicle speed is constant, the rotational speed change amount ⁇ NEB increases as the gear position (number of steps) decreases. Therefore, the gear position may be determined using the correlation between the gear position and the rotational speed change amount ⁇ NEB.
  • FIG. 10 shows the relationship between the change in engine speed NE1 and the change in gear position (shift stage).
  • FIG. 10 shows a change in the engine rotational speed NE1 when the gear position changes from 1st speed ⁇ 2nd speed ⁇ 3rd speed ⁇ 4th speed ⁇ 5th speed.
  • the rotational speed change amount ⁇ NEB before and after the gear change is ⁇ N1 when the shift speed changes from the first speed to the second speed, and ⁇ N2 when the shift speed changes from the second speed to the third speed.
  • ⁇ N1 to ⁇ N4 are all positive values, and based on this, it is determined that the gear up has been performed.
  • illustration is omitted, in the case of gear down, ⁇ NEB becomes a negative value, and based on this, it is determined that gear down has been performed.
  • ⁇ N1 to ⁇ N4 have different values according to the change in gear ratio, for example, ⁇ N1> ⁇ N2> ⁇ N3> ⁇ N4.
  • the rotational speed change amount ⁇ NEB changes according to the number of stages of the transmission 17, and depends on the gear ratio before the gear change and the gear ratio after the gear change, that is, the change of the gear stage before and after the gear change. Yes. Therefore, the relationship between the change in the gear position before and after the gear change and the rotational speed change amount ⁇ NEB before and after the gear change is determined in advance as relational data, and based on the rotational speed change amount ⁇ NEB each time using the relational data. Determine the gear position after the gear change.
  • the gear position is determined based on the rotation speed change amount ⁇ NEB each time using the above relational data.
  • the gear change is determined using the rotation fluctuation amount ⁇ NEA that is the difference between the engine rotation speed NE1 and the rotation speed NE2 is shown.
  • the gear change may be determined using a differential value of the engine rotational speed NE1 or a difference between the engine rotational speed NE1 and the differential value.
  • the gear change may be determined by combining each of these operations.
  • a mask period may be set immediately after the gear change is performed and when the gear change is unlikely to be performed again.
  • a predetermined mask period is set immediately after the repeated increase / decrease (P3) of the engine speed NE1 that occurs when the gear is raised. In this way, it is possible to avoid erroneous determination of a gear change when the engine speed changes due to disturbance or the like immediately after the gear change is performed.
  • the neutral determination shown in FIG. 6 may be performed according to the procedure shown in FIG. Specifically, first, it is determined whether or not the throttle opening has changed (S61). This process is affirmed when the detected value of the throttle opening by the throttle opening sensor 42 changes. If the result in S61 is affirmative, the amount of change in the engine speed NE1 is calculated (S62). For example, the differential value of NE1 is calculated as the change amount of the engine speed NE1. Thereafter, based on the change amount of the engine speed NE1 calculated in S62, it is determined whether or not the engine speed NE1 is excessively increased to a predetermined speed or more (S63).
  • the NE1 excessive increase determination value may be variably set according to the amount of change in the throttle opening. If the determination in S63 is affirmative, it is determined that the gear position is neutral (S64). On the other hand, when negative in S61, S63, it is determined that the gear-in state is established instead of neutral (S65).
  • the presence or absence of a gear change may be determined on condition that the engine load (for example, intake pressure) is constant (the amount of change is less than a predetermined amount of change). . That is, when attention is paid to the fact that the vehicle speed and the engine load do not change before and after the gear change, the engine speed at the same load (intake pressure) may be different. Therefore, it is possible to estimate the gear position by calculating the gear ratio from the rotational speed difference. This process is preferably performed immediately after the gear change. By performing immediately after the gear change, it is possible to appropriately estimate the gear position in the region where the vehicle speed and the intake pressure are the same.
  • any of gear up (high gear), gear down (low gear), and neutral may be determined without determining the number of gear stages.
  • the present invention can also be applied to an automatic transmission in which the gear position is switched under the control of the ECU 30. Further, the present invention can be applied to various vehicles and machines on which an engine is mounted. For example, the present invention can be applied to construction machines such as four-wheel automobiles, industrial vehicles and crane cars, and agricultural machines such as tractors. Moreover, it is applicable also to the engine used for energy supply systems, such as cogeneration.
  • the gear down determination process may be invalidated in the case of neutral.
  • the determination using the threshold value ⁇ on the gear down side is not performed. Also in this case, it is possible to avoid erroneous determination of neutral gear change (gear down).
  • the gear position is determined using the detection result of the accelerator opening by the accelerator sensor. May be.
  • the gear position may be determined in consideration of the degree of increase in the engine speed NE1 with respect to the accelerator opening.
  • the smoothing speed NE2 is calculated with the degree of smoothing smaller than that in the gear-in state, so that erroneous determination of gear change can be prevented.
  • the determination accuracy of the gear change can be improved by determining the presence / absence of the gear change based on the rotation fluctuation amount ⁇ NEA on condition that the gear is in the gear-in state.
  • the amount of change in the engine speed before and after the gear change varies depending on the number of stages of the transmission 17, and depends on the gear ratio before the gear change and the gear ratio after the gear change, that is, the change in the gear stage before and after the gear change. Will be. By utilizing this, it is possible to determine the gear position of the transmission 17 based on the magnitude of the difference in engine rotation speed before and after the gear change.
  • the neutral of the transmission 17 can be determined using the engine rotation speed and the engine load. If it is determined that the transmission is neutral, the gear shift stage can be reset.

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Abstract

エンジン１１と、ギアを選択的に切り替えるギアチェンジを行う変速機１７と、エンジン１１と変速機１７との間の動力の伝達及び遮断を行うクラッチ装置１６と、を備える車両１０に適用される車両制御装置は、回転速度センサ４４の検出情報を取得し、その検出情報に基づいてエンジン回転速度を算出し、算出されたエンジン回転速度に所定勾配以上の変化勾配が生じたことに基づいて、ギアチェンジの有無を判定する。

Description

車両制御装置
　本発明は、変速機が搭載された車両に適用される車両制御装置に関する。
　例えば、運転者のマニュアル操作で変速段を切り替えるマニュアル変速機構が搭載された車両において、実測されたエンジン回転速度と車輪速度とからギアの変速比を計算し、計算された変速比とギアポジションとを比較して、クラッチの接続状態を判定する技術が知られている。該技術を利用する場合、エンジン回転速度と車輪速度を検出するためのセンサの他、実際に選択されたギアポジションを検出するためのギアポジションセンサを設ける必要があり、コストアップにつながる課題がある。
　上記の課題を解決するために、特許文献１に開示された車両制御装置は、ギアポジションを検出するセンサを省略して、クラッチの切断を判定している。具体的に、クラッチの切断時には、車輪がエンジンから機械的に離されるため、運転者は、無意識的または意識的なアクセル操作により、エンジン回転速度をギアチェンジ後のエンジン回転速度に調整するので、エンジン回転速度が変化する。一方、車両は惰性により進行するため、推定ギアポジションに基づいて計算される推定エンジン回転速度は、実測のエンジン回転速度ほどは変化しない。したがって、実測のエンジン回転速度と推定エンジン回転速度との間には差が生じる。この点に基づいて、特許文献１に開示された車両制御装置は、実測のエンジン回転速度と推定エンジン回転速度との差が所定の閾値を超えた状態が所定時間継続した際に、クラッチが切断されたと判定している。
特開２００９－２３４４３０号公報
　しかし、特許文献１に開示された車両制御装置は、クラッチの切断を判定するために、エンジンの回転速度センサの検出信号に加えて、車輪速センサの検出信号を必要としている。そのため、演算システムの構成と演算処理が複雑化する恐れがある。
　本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、より簡易な構成で、ギアチェンジを判定できる車両制御装置を提供することを主たる目的とする。
　本発明に係る車両制御装置は、エンジン（１１）と、ギアを選択的に切り替えるギアチェンジを行う変速機（１７）と、前記エンジンと前記変速機との間の動力の伝達及び遮断を行うクラッチ手段（１６）と、を備える車両に適用され、回転速度センサ（４４）の検出情報を取得し、その検出情報に基づいてエンジン回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記回転速度算出手段により算出されたエンジン回転速度に所定勾配以上の変化勾配が生じたことに基づいて、前記ギアチェンジの有無を判定するギアチェンジ判定手段と、を備えることを特徴とする。
　具体的に、変速機のギアチェンジが行われる際には、ギア比の変化に起因するエンジン回転速度の急峻な変化勾配が生じる。この点に着眼して、本発明に係る車両制御装置は、エンジン回転速度に所定勾配以上の変化勾配が生じたことに基づいてギアチェンジの有無を判定する。その結果、ギアポジションセンサと車輪速センサを用いずに、簡単な構成でギアチェンジの有無を判定することができる。
車両制御システムの全体構成を示すブロック図。 ギアチェンジとエンジン回転速度変化との関係を示すグラフ図。 ギアチェンジとエンジン回転速度変化との関係を示すグラフ図。 ギアチェンジの有無とエンジン回転速度との関係を示す模式図。 実施形態１に係るギアチェンジ判定処理を示すフローチャート。 実施形態１に係るニュートラル判定処理を示すフローチャート。 ギアアップ操作時におけるエンジン回転速度の変化を示す模式図。 実施形態２に係るギアチェンジ判定処理を示すフローチャート。 実施形態２に係るクラッチ操作の判定処理を示すフローチャート。 エンジン回転速度とギアポジションの変化との関係を示す模式図。 変形例に係るニュートラル判定処理を示すフローチャート。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、車両として自動二輪車を想定しており、その自動二輪車においては、運転者のマニュアル操作により、変速機の変速段がニュートラルと１速から５速までの間とで切り換えられる構成となっている。
　［実施形態１］
　図１に示す車両１０において、エンジン１１は燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、周知のとおり燃料噴射弁と点火装置等を適宜備えている。
　エンジン出力軸１２には、動力伝達手段としてのクラッチ装置１６を介して変速機１７が接続されている。クラッチ装置１６は摩擦式クラッチであり、エンジン出力軸１２に接続されたエンジン１１側の円板（フライホイール等）と、変速機入力軸２１に接続された変速機１７側の円板（クラッチディスク等）とを有する一組のクラッチ機構を備えている。クラッチ装置１６において両円板が相互に接触することで、エンジン１１と変速機１７との間で動力が伝達される動力伝達状態（クラッチ接続状態）となり、両円板が相互に離間することで、エンジン１１と変速機１７との間の動力伝達が遮断される動力遮断状態（クラッチ遮断状態）となる。なお、変速機１７の内部にクラッチ装置１６が設けられる構成であってもよい。
　変速機１７は複数の変速段を有するマニュアル変速機である。変速機１７は、変速機入力軸２１から入力されるエンジン１１の動力を、運転者のマニュアル操作により切り替えられた変速段のギア比により変速して変速機出力軸２２に出力する。変速段は、車両のハンドルに設けられたクラッチレバー（図示略）を運転者が操作した状態で、ギアペダルにより切り替え操作される。変速機出力軸２２には、後輪（車輪２７）が接続されている。
　また、本システムでは、車載の制御手段として、エンジン１１の運転状態を制御するエンジンＥＣＵ（以下、ＥＣＵ３０と称する）を備えている。ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータ等を備えてなる周知の電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、エンジン１１の制御を適宜実施する。
　センサ類としては、アクセルグリップに設けられたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ４１、エンジン１１の吸気管に設けられたスロットルの開度を検出するスロットル開度センサ４２、エンジン１１の吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ４３、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ４４が設けられており、各センサの検出信号がＥＣＵ３０に逐次入力される。なお、センサ４１～４３が負荷センサに相当し、エンジン負荷を検出する点からするとこれらのうちいずれかが設けられているとよい。
　ＥＣＵ３０は、各種センサの検出結果に基づいて、燃料噴射弁により噴射される燃料の量を制御する燃料噴射量制御及び点火装置による点火を制御する点火制御などの各種エンジン制御を実施する。また、本実施形態のＥＣＵ３０は、エンジン回転速度の履歴を時系列で記憶部（図示略）に記憶し、そのエンジン回転速度の履歴から、ギアチェンジの実施の有無やギアポジションを判定する。
　ここで、ＥＣＵ３０によるギアチェンジの有無の判定方法について説明する。図２は、ギアチェンジとエンジン回転速度との関係を示す説明図であり、（ａ）はギアアップ時、（ｂ）はギアダウン時について示している。図２（ａ）において、時刻ｔ１～ｔ２の期間は運転者によるギアアップ動作が行われる期間であり、図２（ｂ）において、時刻ｔ３～ｔ４の期間は運転者によるギアダウン動作が行われる期間である。
　ギアチェンジが行われると、変速機１７のギアの組み合わせ（互いに噛み合うギアの組み合わせ）、すなわちギア比が切り替わるため、ギアチェンジ前後のエンジン回転速度が大きく変動する。本実施形態では、このようなギアチェンジに伴うエンジン回転速度の挙動の検出結果に基づき、ギアチェンジの有無を判定する。
　具体的には、ＥＣＵ３０は、回転速度センサ４４の検出情報に基づいてエンジン回転速度ＮＥ１を算出するとともに、そのエンジン回転速度ＮＥ１をなまし処理することでなまし回転速度ＮＥ２を算出する。この場合、エンジン回転速度ＮＥ１はエンジン回転速度の生値であるのに対し、なまし回転速度ＮＥ２は生値の変化をなまらせたものとなっている。なまし回転速度ＮＥ２は、例えば、所定のなまし係数ａ１（＜１）を用い、次の式（１）に示すなまし演算を所定周期で繰り返すことにより算出されるとよい。
ＮＥ２＝（１－ａ１）×ＮＥ２＋ａ１×ＮＥ１　　　…（１）
つまり、なまし回転速度ＮＥ２の前回値に対して（１－ａ１）を乗算した値と、エンジン回転速度ＮＥ１の今回値に対してａ１を乗算した値とを加算し、その結果をなまし回転速度ＮＥ２の今回値とする。これ以外にも、なまし処理としてローパスフィルタ等のフィルタ処理を実施する構成とし、エンジン回転速度ＮＥ１をフィルタ処理することでなまし回転速度ＮＥ２を算出してもよい。
　そして、ＥＣＵ３０は、なまし回転速度ＮＥ２からエンジン回転速度ＮＥ１を減算して、回転変動量ΔＮＥＡを算出する（ΔＮＥＡ＝ＮＥ２－ＮＥ１）。
　図２（ａ）において、時刻ｔ１以前はギアイン状態であり、そのギアイン状態では、エンジン回転状態が急変する回転変動が生じにくく、回転変動量ΔＮＥＡが比較的小さい値、すなわち０付近の値となっている。これに対して、ギアアップが行われると、ギア比の変化が生じることから、時刻ｔ１～ｔ２においてエンジン回転速度ＮＥ１の急峻な変化勾配が生じる。この場合、ギアアップ時には、アクセルオンによりエンジン回転速度ＮＥ１が上昇している状態から、ギア比の変更によるエンジン回転速度ＮＥ１の急低下が生じるため、ギアチェンジ開始後において回転変動量ΔＮＥＡが急激に増加する。ここで、回転変動量ΔＮＥＡが所定の閾値αを上回ることにより、ギアアップが行われたことの判定が可能となる。
　なお、回転変動量ΔＮＥＡと閾値αとの比較に基づくギアチェンジ判定は、変速機１７のギアが入っていないニュートラル状態から、ギアが入ったギアイン状態に切り替えられる際の判定にも用いることができる。
　また、図２（ｂ）において、時刻ｔ３以前はギアイン状態であり、やはりそのギアイン状態では、エンジン回転状態が急変する回転変動が生じにくく、回転変動量ΔＮＥＡが比較的小さい値、すなわち０付近の値となっている。これに対して、ギアダウンが行われると、ギア比の変化が生じることから、時刻ｔ３～ｔ４においてエンジン回転速度ＮＥ１の急峻な変化勾配が生じる。この場合、ギアダウン時には、アクセルオフによりエンジン回転速度ＮＥ１が降下している状態から、ギア比の変更によるエンジン回転速度ＮＥ１の急上昇が生じるため、ギアチェンジ開始後において回転変動量ΔＮＥＡが急激に減少する。ここで、回転変動量ΔＮＥＡが所定の閾値βを下回ることにより、ギアダウンが行われたことの判定が可能となる。
　また、ニュートラル状態では、ギアイン状態に比べてアクセルオン時にエンジン回転速度が上昇しやすいことから、エンジン回転速度ＮＥ１からするとなまし回転速度ＮＥ２がより小さい値になりやすい。すなわち、回転変動量ΔＮＥＡが負側に大きい値になりやすい。そのため、意図せずΔＮＥＡ＜βになることに伴うギアチェンジの誤判定が生じる懸念がある。
　そこで本実施形態では、ニュートラル状態である場合には、ギアイン状態である場合に比べてなまし演算のなまし度合を小さくすることで、ギアチェンジの誤判定防止を図っている。具体的には、ギアイン状態では、上記式（１）のなまし演算においてなまし係数ａ１を用い、ニュートラル状態では、なまし係数ａ１よりもなまし度合の小さいなまし係数ａ２を用いることとしている。ここで、ａ１＜ａ２＜１である。これを図３により説明する。
　図３において、ＮＥ２（ａ１）は、なまし係数ａ１を用いて算出したなまし回転速度であり、一点鎖線で示されている。また、ＮＥ２（ａ２）は、なまし係数ａ２を用いて算出したなまし回転速度であり、太破線で示されている。回転変動量ΔＮＥＡは、ＮＥ２（ａ１）に対応するものが一点鎖線で示され、ＮＥ２（ａ２）に対応するものが太破線で示されている。
　図３において、なまし係数ａ１を用いたなまし回転速度ＮＥ２（ａ１）は、エンジン回転速度ＮＥ１の上昇に対して比較的緩やかに上昇するため、図示のようにギアチェンジ前にΔＮＥＡ＜βになるおそれがある。これに対し、なまし係数ａ２を用いたなまし回転速度ＮＥ２（ａ２）によれば、同様にエンジン回転速度ＮＥ１が上昇変化しても、ΔＮＥＡ＜βになることが抑制される。
　また、エンジン回転速度ＮＥ１は、ギアチェンジに起因して変化する以外にも、外乱等の他の要因によっても変化しうる。例えば、アクセルオン状態で運転者がギアチェンジを行わずに単にクラッチのオフオンを行う場合には、エンジン回転速度ＮＥ１の急峻な変化勾配が生じるため、実際にはギアチェンジが行われていなくてもギアチェンジが行われたと誤判定されることが懸念される。ただし、実際にギアチェンジが行われていなければ、クラッチ切断前後においてギア比の変更に基づくエンジン回転速度ＮＥ１の変化は生じない。
　本実施形態では、回転変動量ΔＮＥＡに基づいてギアチェンジが行われたと判定された場合において、ギアチェンジ前後におけるエンジン回転速度ＮＥ１の差を回転速度変化量ΔＮＥＢとして算出し、その回転速度変化量ΔＮＥＢに基づいて、ギアチェンジの判定結果が有効か無効かを判定することとしている。具体的に、回転速度変化量ΔＮＥＢは、クラッチ切断前（つまり、クラッチオン時）のエンジン回転速度ＮＥ１からクラッチ切断後（つまり、クラッチオフ時）のエンジン回転速度ＮＥ１を減算することで算出される。
　図４を用いて説明すると、ギアチェンジに伴ってエンジン回転速度ＮＥ１が変化した場合には（図４のＡを参照）、ギア比の変更に基づくクラッチ切断前後の回転速度変化量ΔＮＥＢが算出される。一方、ギアチェンジが行われていない状態でエンジン回転速度ＮＥ１が変化した場合には（図４のＢを参照）、クラッチ切断前後の回転速度変化量ΔＮＥＢが略０となる。
　本実施形態では、回転速度変化量ΔＮＥＢの絶対値が所定値γ未満である場合に、回転変動量ΔＮＥＡに基づきギアチェンジ有りとした判定結果を無効とすることとしている。図４の例では、Ａの場合には、ギアチェンジの判定結果が有効とされるのに対し、Ｂの場合には、ギアチェンジの判定結果が無効とされることとなる。なお所定値γは、実験などに基づいて予め設定することができる。
　次に、ＥＣＵ３０が実行するギアチェンジ判定処理について、図５及び図６のフローチャートを用いて説明する。なお以下の各処理は、図示を略すイグニッションスイッチがオンとされた状態において、所定周期で繰り返し実施する。
　この処理では先ず、前回のギアポジションがニュートラルであるか否かを判定する（Ｓ１１）。本処理は、前回の処理でギアポジションがニュートラルであると判定した際に肯定する。なおニュートラル判定の詳細はＳ１８で説明する。
　Ｓ１１で前回がニュートラルであると判定した場合には、なまし係数ａ２を用いてなまし回転速度ＮＥ２を算出するとともに、そのなまし回転速度ＮＥ２からエンジン回転速度ＮＥ１を減算して、回転変動量ΔＮＥＡを算出する（Ｓ１２）。次に、Ｓ１２で算出した回転変動量ΔＮＥＡが閾値α以上であるか否かを判定する（Ｓ１３）。Ｓ１３で否定した場合には、ニュートラル状態が維持されていると判定する（Ｓ１４）。
　Ｓ１３で肯定した場合、すなわちΔＮＥＡ≧αの場合には、ギアチェンジの有効条件が成立したか否かを判定する（Ｓ１５）。本処理では、ΔＮＥＡ≧αと判定される前後（すなわち、ΔＮＥＡ≧αとなる直前と一度ΔＮＥＡ≧αとなった後、再びΔＮＥＡ＜αとなった直後）の回転速度変化量ΔＮＥＢを算出するとともに、その回転速度変化量ΔＮＥＢの絶対値が所定値γ以上である場合に、ギアチェンジ判定が有効であるとする。Ｓ１５で肯定した場合には、ニュートラルから１速に切り替えられたと判定する（Ｓ１６）。Ｓ１５で否定した場合には、Ｓ１４に進み、ニュートラル状態が維持されていると判定する。なお、ニュートラルにおけるなまし係数ａ２は、ギアイン状態で使用するなまし係数ａ１よりも大きい値（換言すると、なまし度合が小さい値）に設定されており、ニュートラルで、回転変動量ΔＮＥＡ＜閾値βとならないようになっている。
　Ｓ１１で否定した場合、すなわち前回のギアポジションが１速～５速のいずれかであってギアイン状態である場合には、ニュートラル判定を行う（Ｓ１７）。ここでは、ニュートラル状態であることについて、エンジン回転速度ＮＥ１とエンジン負荷とに基づいて判定する。
　図６にニュートラル判定処理を示す。まず、エンジン回転速度ＮＥ１がアイドル回転速度であるか否かを判定する（Ｓ３１）。Ｓ３１を肯定した場合、スロットル全閉の状態になっているか否かを判定する（Ｓ３２）。本処理では、スロットル開度センサ４２の検出結果に基づきスロットル全閉になっていると判定される場合、又は、吸気圧センサ４３の検出結果に基づき無負荷の状態になっていると判定される場合に、スロットル全閉の状態になっていると判定する。Ｓ３２で肯定した場合には、Ｓ３２で肯定されてから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３３）。そして、Ｓ３３で肯定した場合に、ニュートラルであると判定する（Ｓ３４）。Ｓ３１～Ｓ３３のいずれかで否定した場合には、ニュートラルでなくギアイン状態であると判定する（Ｓ３５）。
　上記以外にも、Ｓ３１とＳ３２のいずれかの条件が所定時間継続した際に、ニュートラルであると判定してもよい。また、Ｓ３２においてアクセルオフになっていることに基づいてスロットル全閉の状態になっていると判定してもよい。また、エンジン負荷（吸気圧センサ４３の検出結果等）の変化に対してエンジン回転速度ＮＥ１が所定速度以上に過上昇することに基づいて、ニュートラルであると判定してもよい。
　次に、図５に戻り、Ｓ１７の結果に基づき、ニュートラルに移行したか否かを判定する（Ｓ１８）。ニュートラルに移行したと判定した場合には、ギアポジションをリセットする（Ｓ２６）。
　ニュートラルでなくギアイン状態のままであると判定した場合には、なまし係数ａ１を用いてなまし回転速度ＮＥ２を算出するとともに、そのなまし回転速度ＮＥ２とエンジン回転速度ＮＥ１とから回転変動量ΔＮＥＡを算出する（Ｓ１９）。その後、回転変動量ΔＮＥＡが閾値α以上であるか否かを判定する（Ｓ２０）。Ｓ２０で肯定した場合には、ギアチェンジの有効条件が成立したか否かを判定する（Ｓ２１）。本処理では、Ｓ１５の処理と同様に、ΔＮＥＡ≧αと判定される前後の回転速度変化量ΔＮＥＢの絶対値が所定値γ以上である場合に、ギアチェンジ判定が有効であるとする。Ｓ２１で肯定した場合には、ギアアップであると判定する（Ｓ２２）。この場合、例えば、前回のギアポジションに１段加算して、現在のギアポジションとする。
　Ｓ２０で否定した場合には、ΔＮＥＡ＜βであるか否かを判定する（Ｓ２３）。Ｓ２３で肯定した場合には、ギアチェンジの有効条件が成立したか否かを判定する（Ｓ２４）。本処理では、ΔＮＥＡ＜βと判定される前後（すなわち、ΔＮＥＡ＜βとなる直前と一度ΔＮＥＡ＜βとなった後、再びΔＮＥＡ≧βとなった直後）の回転速度変化量ΔＮＥＢの絶対値が所定値γ以上である場合に、ギアチェンジ判定が有効であるとする。Ｓ２４で肯定した場合には、ギアダウンであると判定する（Ｓ２５）。この場合、例えば、前回のギアポジションを１段減算して、現在のギアポジションとする。なお、Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２４で否定した場合には、ギアチェンジがないとしてギアポジションの前回値を保持する。
　［実施形態２］
　上記実施形態１では、エンジン回転速度ＮＥ１となまし回転速度ＮＥ２との差である回転変動量ΔＮＥＡに基づいて、エンジン回転速度ＮＥ１の急峻な変化勾配が生じたと判定された場合に、ギアチェンジが行われたことを判定する構成とした。これに対し、本実施形態では、エンジン回転速度ＮＥ１に所定勾配以上の変化勾配が生じたことと、それに続いて所定期間内におけるエンジン回転速度ＮＥ１の増減の繰り返しが生じたこととに基づいて、ギアチェンジの有無を判定することとしている。
　また、ギアチェンジが行われたと判定された場合において、ギアチェンジ前後におけるエンジン回転速度ＮＥ１の差を回転速度変化量ΔＮＥＢとして算出し、その回転速度変化量ΔＮＥＢに基づいて、変速機１７の変速段がアップしたこと又はダウンしたことを判定することとしている。
　ギアアップ操作時におけるエンジン回転速度ＮＥ１の詳細な変化を図７を用いて説明する。ギアアップに際しては、運転者によりクラッチが遮断操作（オフ操作）されることにより、Ｐ１のようにエンジン回転速度ＮＥ１が急上昇する。そして、クラッチオフ中にギアアップ操作が行われ、その後にクラッチが接続操作されることに伴って、Ｐ２ようにエンジン回転速度ＮＥ１が急低下する。さらにその後、半クラッチ操作が行われることにより、Ｐ３のようにエンジン回転速度ＮＥ１の増減の繰り返しが生じる。
　ここで、Ｐ１及びＰ２でのエンジン回転速度ＮＥ１の急変は、エンジン回転速度ＮＥ１の微分値が所定値以上となることに基づいて判定されるとよい。これ以外に、エンジン回転速度ＮＥ１となまし回転速度ＮＥ２との差に基づいてエンジン回転速度ＮＥ１の急変が判定されてもよい。Ｐ２でのエンジン回転速度ＮＥ１の急変を判定することは、エンジン回転速度ＮＥ１に所定勾配以上の変化勾配が生じたことを判定することに相当する。
　なお、図示は割愛するが、ギアダウン時には、アクセルオフの状態になっているため、クラッチオフしてもそのクラッチオフに伴うエンジン回転速度ＮＥ１の急変は生じにくい。ただし、ギアダウン操作後のクラッチ接続に伴って、エンジン回転速度ＮＥ１が急上昇するとともに、その後、半クラッチ操作が行われることにより、エンジン回転速度ＮＥ１の増減の繰り返しが生じる。
　図８は、ギアチェンジ判定処理を示すフローチャートであり、本処理は上述の図５の処理に置き換えてＥＣＵ３０により実施される。
　図８では、まずニュートラル判定を行い（Ｓ４１）、ニュートラル状態であると判定された場合（Ｓ４２がＹＥＳの場合）には、ギアポジションをリセットする（Ｓ４３）。このＳ４１～Ｓ４３の処理は図５のＳ１７，Ｓ１８，Ｓ２６と同じ処理である。
　また、ニュートラルでなくギアイン状態であると判定した場合（Ｓ４２がＮＯの場合）には、クラッチ操作判定の処理を実施する（Ｓ４４）。このクラッチ操作判定は、図７で説明したエンジン回転速度ＮＥ１の変化挙動に基づいて行われるものであり、その手順を図９に示す。つまり、ギアアップ時又はギアダウン時における所定の変化パターンでエンジン回転速度ＮＥ１が変化したことに基づいて、クラッチ操作の有無を判定する。
　図９では、クラッチオフが行われたか否か、すなわちクラッチオフに伴うエンジン回転速度ＮＥ１の急変が生じたか否かを判定する（Ｓ５１）。なお、クラッチオフに伴うＮＥ１の急変（急上昇）はギアアップ時に生じるものであり、ギアアップ時にのみＳ５１が実施されるとよい。また、Ｓ５１を省略することも可能である。Ｓ５１で肯定した場合には、クラッチの接続操作に伴うエンジン回転速度ＮＥ１の急増又は急減が生じたか否かを判定する（Ｓ５２）。
　Ｓ５２で肯定した場合には、エンジン回転速度ＮＥ１の急増又は急減後に、半クラッチ操作が行われることによるエンジン回転速度ＮＥ１の増減が生じたか否かを判定する（Ｓ５３）。本処理は、エンジン回転速度ＮＥ１の増減が所定回数以上繰り返された際に肯定する。Ｓ５３で肯定した場合には、ギアチェンジがあると判定する（Ｓ５４）。Ｓ５１～Ｓ５３で否定した場合にはギアチェンジがないと判定する（Ｓ５５）。
　図８に戻り、クラッチ操作判定の後には、その判定結果に基づいて、ギアチェンジが生じたか否かを判定する（Ｓ４５）。そして、ギアチェンジ有りと判定した場合には、ギアチェンジ前後におけるエンジン回転速度ＮＥ１の差を回転速度変化量ΔＮＥＢとして算出する（Ｓ４６）。このとき、ギアチェンジ前のＮＥ１からギアチェンジ後のＮＥ１を減算して回転速度変化量ΔＮＥＢを算出する。
　その後、回転速度変化量ΔＮＥＢが正の値であるか否かを判定する（Ｓ４７）。Ｓ４７で肯定した場合には、ギアアップであると判定する（Ｓ４８）。この場合、例えば、前回のギアポジションに１段加算して、現在のギアポジションとする。また、Ｓ４７で否定した場合には、ギアダウンであると判定する（Ｓ４９）。この場合、例えば、前回のギアポジションを１段減算して、現在のギアポジションとする。なお、Ｓ４５で否定した場合には、ギアチェンジがないとしてギアポジションの前回値を保持する。
　なお、図８の処理において、図５と同様に、ギアチェンジの有効条件が成立したか否かを判定する構成にしてもよい。この場合、例えばＳ４６の後に、図５のＳ１５の処理と同様に、ギアチェンジ前後の回転速度変化量ΔＮＥＢの絶対値が所定値γ以上であるか否かを判定する処理を入れる。そして、｜ΔＮＥＢ｜≧γの場合にギアチェンジ判定が有効であり、｜ΔＮＥＢ｜＜γの場合にギアチェンジ判定が無効であるとするとよい。
　［他の実施形態］
　以上では本発明の実施形態１と２について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態で実施しても良い。
　（１）上述したように、ギアチェンジ前後においてエンジン回転速度ＮＥ１には回転速度変化量ΔＮＥＢが生じるが、そのΔＮＥＢは、所定の条件下においてギアポジションと相関がある。例えば、車速が一定となる条件下では、ギアポジション（段数）が小さいほど回転速度変化量ΔＮＥＢが大きくなる。そこで、このようなギアポジションと回転速度変化量ΔＮＥＢとの相関関係を利用して、ギアポジションを判定してもよい。
　エンジン回転速度ＮＥ１の変化とギアポジション（変速段）の変化との関係を図１０に示す。図１０は、変速段が１速→２速→３速→４速→５速に変化する際のエンジン回転速度ＮＥ１の変化を示している。
　図１０において、ギアチェンジ前後の回転速度変化量ΔＮＥＢは、変速段が１速→２速に変化する際にはΔＮ１であり、変速段が２速→３速に変化する際にはΔＮ２であり、変速段が３速→４速に変化する際にはΔＮ３であり、変速段が４速→５速に変化する際にはΔＮ４である。この場合、ΔＮ１～ΔＮ４はいずれも正の値であり、これに基づいて、ギアアップが行われたことが判定される。なお、図示は略すが、ギアダウンの場合はΔＮＥＢが負の値となり、これに基づいて、ギアダウンが行われたことが判定される。
　ΔＮ１～ΔＮ４は、それぞれギア比の変化に応じて異なる値になっており、例えばΔＮ１＞ΔＮ２＞ΔＮ３＞ΔＮ４である。この場合、回転速度変化量ΔＮＥＢは、変速機１７の段数に応じて変わり、ギアチェンジ前のギア比及びギアチェンジ後のギア比、すなわちギアチェンジ前後の変速段の変化に依存したものとなっている。そこで、ギアチェンジ前後における変速段の変化と、同じくギアチェンジ前後における回転速度変化量ΔＮＥＢとの関係を関係データとしてあらかじめ定めておき、その関係データを用い、都度の回転速度変化量ΔＮＥＢに基づいてギアチェンジ後の変速段を判定する。
　例えば、上記の図５や図８において、ギアチェンジ有りと判定し、ギアアップ又はギアダウンする場合に、上記の関係データを用い、都度の回転速度変化量ΔＮＥＢに基づいてギアポジションを決定する。
　（２）上記において、図６のＳ３４，図１１のＳ６４でニュートラルであると判定した後、エンジン負荷（スロットル開度や吸気圧）に変化がある状態で、エンジン回転速度の変化が所定変化より小さくなる場合に、ギアが１速に切り替えられたと判定してもよい。すなわちニュートラルから１速に切り替えられる際には、徐々にスロットルを開きながらクラッチをつなげるため、このような条件が成立した際に、１速に切り替えられたと判定することができる。
　（３）上記では、エンジン回転速度ＮＥ１となまし回転速度ＮＥ２との差である回転変動量ΔＮＥＡを用いて、ギアチェンジを判定する例を示した。これ以外にも、エンジン回転速度ＮＥ１の微分値や、エンジン回転速度ＮＥ１とその微分値との差を用いて、ギアチェンジを判定してもよい。または、これらの演算の各々を組み合わせて、ギアチェンジを判定してもよい。
　（４）上記において、ギアチェンジによる変速が行われた直後であって、再度ギアチェンジが行われる可能性の低い期間をマスク期間に設定してもよい。例えば図７において、ギアアップに際して発生するエンジン回転速度ＮＥ１の増減の繰り返し（Ｐ３）が生じた直後に所定のマスク期間を設定する。このようにすると、ギアチェンジによる変速が行われた直後に、外乱等の影響で、エンジン回転速度が変化した際に、ギアチェンジであると誤判定されることを回避できる。
　（５）上記において、図６のニュートラル判定を、図１１の手順にて実施してもよい。具体的に、まず、スロットル開度が変化したか否かを判定する（Ｓ６１）。本処理は、スロットル開度センサ４２によるスロットル開度の検出値が変化した際に肯定する。Ｓ６１で肯定した場合には、エンジン回転速度ＮＥ１の変化量を算出する（Ｓ６２）。例えば、エンジン回転速度ＮＥ１の変化量としてＮＥ１の微分値を算出する。その後、Ｓ６２で算出したエンジン回転速度ＮＥ１の変化量に基づいて、エンジン回転速度ＮＥ１が所定速度以上に過上昇しているか否かを判定する（Ｓ６３）。このとき、スロットル開度の変化量に応じて、ＮＥ１の過上昇判定値を可変に設定してもよい。そしてＳ６３で肯定した場合に、ギアポジションがニュートラルであると判定する（Ｓ６４）。一方、Ｓ６１，Ｓ６３で否定した場合には、ニュートラルでなくギアイン状態であると判定する（Ｓ６５）。
　（６）上記の図５，図８，図９において、エンジン負荷（例えば吸気圧）が一定（変化量が所定変化量未満）となることを条件に、ギアチェンジの有無を判定してもよい。すなわち、ギアチェンジ前後では、車速及びエンジン負荷が変化しないことに着目すると、同じ負荷（吸気圧）時のエンジン回転速度が異なることが生じる。そのため、回転速度差からギア比を算出し、ギアポジションを推定することができる。なお本処理は、ギアチェンジ直後に実施することが好ましい。ギアチェンジ直後に実施することで、車速及び吸気圧が同じ領域において適切にギアポジションの推定を行うことができる。
　（７）吸気管圧力の低下が所定値以上となる際に、ギアダウンであると判定してもよい。
　（８）上記において、ギアの段数を判定せずに、ギアアップ（ハイギア）、ギアダウン（ローギア）、ニュートラルのいずれかを判定するものであってもよい。
　（９）本発明は、ＥＣＵ３０の制御でギアポジションが切り替えられる自動変速装置に適用することも可能である。また、本発明は、エンジンが搭載された各種車両や機械に適用でき、例えば四輪自動車、産業用車両、クレーン車等の建設機械、トラクター等の農業機械等への適用が可能である。また、コジェネレーション等のエネルギ供給システムに用いられるエンジンにも適用可能である。
　（１０）上記において、ニュートラルの際にはギアダウンの判定処理を無効にしてもよい。例えば、上記の図２において、ギアダウン側の閾値βを用いた判定を行わないようにする。この場合にも、ニュートラルでのギアチェンジ（ギアダウン）の誤判定を回避できる。
　（１１）上記において、自動二輪車に、アクセルグリップの操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサが設けられている場合には、アクセルセンサによるアクセル開度の検出結果を用いてギアポジションを判定してもよい。例えば、アクセル開度に対するエンジン回転速度ＮＥ１の上昇の度合いを加味して、ギアポジションを判定してもよい。
　［作用効果］
　上述した実施形態１と２および他の実施形態によれば、以下の優れた効果を奏することができる。
　（１）変速機１７のギアチェンジが行われる際には、ギア比の変化に起因するエンジン回転速度の急峻な変化勾配が生じる。この場合、エンジン回転速度の急峻な変化勾配に基づいてギアチェンジの有無を判定することで、ギアポジションセンサや車輪速センサ等を用いなくても、簡単な構成でギアチェンジの有無を判定することができる。
　（２）ギアチェンジが行われる際には、ギアインした状態での車両１０の加減速時に比べてエンジン回転速度の変動量が大きくなる。特に、車両１０の加速時においてギアアップする際には、ギアアップに伴う回転速度の急低下が生じる。また、車両１０の減速時においてギアダウンする際には、ギアダウンに伴う回転速度の急上昇が生じる。かかる場合、エンジン回転速度のなまし回転速度ＮＥ２は、検出値（エンジン回転速度ＮＥ１）に対して遅れて変化するため、エンジン回転速度ＮＥ１となまし回転速度ＮＥ２との速度差ΔＮＥが一時的に急増する。これを利用することにより、ギアチェンジの有無を適正に判定することができる。
　（３）ニュートラル状態では、ギアイン状態に比べてアクセルオン時にエンジン回転速度が急上昇し易く、急峻な変化勾配が生じることに起因してギアチェンジの誤判定が生じ易くなる。この点、ニュートラル状態では、ギアイン状態に比べて、なまし度合を小さくしてなまし回転速度ＮＥ２を算出する構成にしたため、ギアチェンジの誤判定防止を図ることができる。
　（４）クラッチオフ状態でのギアチェンジ操作の後には、クラッチオン状態へ滑らかに切り替えるために半クラッチ操作が行われると考えられる。この場合、所定期間内においてエンジン回転速度ＮＥ１の増減の繰り返しが生じる。したがって、エンジン回転速度ＮＥ１の急峻な変化勾配と、それに続くエンジン回転速度ＮＥ１の増減の繰り返しとが生じたと判定することで、ギアチェンジの有無を適正に判定することができる。
　（５）ギアイン状態では、ギアが入っていないニュートラル状態に比べて、運転者によるアクセルオン時においてエンジン回転速度の急上昇が生じにくい。そのため、ギアイン状態であることを条件に、回転変動量ΔＮＥＡに基づいてギアチェンジの有無を判定することにより、ギアチェンジの判定精度を高めることができる。
　（６）ギアチェンジが行われた際には、ギア比の変化に応じてエンジン回転速度の増加側又は減少側への変化が生じる。したがって、ギアチェンジの前後におけるエンジン回転速度の変化量によれば、変速機１７の変速段がアップしたこと又はダウンしたことを判定することができる。
　（７）ギアチェンジ前後のエンジン回転速度の変化量は、変速機１７の段数に応じて変わり、ギアチェンジ前のギア比及びギアチェンジ後のギア比、すなわちギアチェンジ前後の変速段の変化に依存したものとなる。これを利用することで、ギアチェンジ前後のエンジン回転速度の差の大きさに基づいて、変速機１７の変速段を判定することができる。
　（８）例えばアクセルオン状態で運転者がギアチェンジを行わずに単にクラッチのオフオンを行う場合には、エンジン回転速度の急峻な変化勾配が生じるため、実際にはギアチェンジが行われていなくてもギアチェンジが行われたと誤判定されることが懸念される。ただし、実際にギアチェンジが行われていなければ、ギアチェンジ前後においてギア比の変化に基づくエンジン回転速度の変化は生じない。この点、ギアチェンジ前後の速度変化量が所定値未満である場合に、ギアチェンジ有りとした判定結果を無効とする構成にしたため、ギアチェンジの誤判定を抑制できる。
　（９）エンジン回転速度とエンジン負荷とを用いて、変速機１７のニュートラルを判定することができ、ニュートラルであると判定した場合には、ギアの変速段をリセットすることができる。
　（１０）変速機１７がニュートラルであると判定した後、エンジン負荷の変化量に対してエンジン回転速度の変化量が所定変化量未満である場合に、ギアが１速に切り替えられたと判定することができる。
　（１１）一旦ギアチェンジが行われた後に、ギアチェンジの有無を判定しないマスク期間を設けることとしたため、ギアチェンジ直後において、ギアチェンジの有無が誤判定されることを回避できる。
　（１２）エンジン負荷が一定であることを条件として、ギアチェンジの有無を判定するようにしたため、エンジン回転速度の変化量を用いて、ギアチェンジの有無を正しく判定することができる。
　１０…車両、１２…エンジン出力軸、１７…変速機、３０…ＥＣＵ、４４…回転速度センサ。

Claims (12)

  1. 　エンジン（１１）と、
    　ギアを選択的に切り替えるギアチェンジを行う変速機（１７）と、
    　前記エンジンと前記変速機との間の動力の伝達及び遮断を行うクラッチ手段（１６）と、を備える車両に適用され、
    　回転速度センサ（４４）の検出情報を取得し、その検出情報に基づいてエンジン回転速度を算出する回転速度算出手段と、
    　前記回転速度算出手段により算出されたエンジン回転速度に所定勾配以上の変化勾配が生じたことに基づいて、前記ギアチェンジの有無を判定するギアチェンジ判定手段と、を備える車両制御装置。
  2. 　前記回転速度算出手段により算出されたエンジン回転速度と、そのエンジン回転速度をなまし処理して得られるなまし回転速度との速度差を算出する速度差算出手段を備え、
    　前記ギアチェンジ判定手段は、前記速度差算出手段により算出された速度差が所定値以上になる場合に、前記エンジン回転速度に前記所定勾配以上の変化勾配が生じたとしてギアチェンジ有りと判定する請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 　前記変速機においてギアが入っていないニュートラル状態である場合に、ギアが入っているギアイン状態である場合に比べて、なまし度合を小さくして前記なまし回転速度を算出するなまし値算出手段を備える請求項２に記載の車両制御装置。
  4. 　前記ギアチェンジ判定手段は、前記エンジン回転速度に所定勾配以上の変化勾配が生じたことと、それに続いて所定期間内におけるエンジン回転速度の増減の繰り返しが生じたこととに基づいて、前記ギアチェンジの有無を判定する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  5. 　前記変速機のギアが入っているギアイン状態であることを判定するギアイン判定手段を備え、
    　前記ギアチェンジ判定手段は、前記ギアイン状態であると判定されている場合に、前記変化勾配に基づいて、前記ギアチェンジの有無を判定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  6. 　前記ギアチェンジ判定手段によりギアチェンジ有りと判定された場合に、そのギアチェンジの前後における前記エンジン回転速度の差を速度変化量として算出する変化量算出手段と、
    　前記変化量算出手段により算出された速度変化量に基づいて、前記変速機の変速段がアップしたこと又はダウンしたことを判定する変速段判定手段と、
    を備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  7. 　前記変速段判定手段は、前記ギアチェンジの前後における前記変速段の変化と、同じくギアチェンジの前後における前記速度変化量との関係を定めた関係データを用い、前記速度変化量に基づいてギアチェンジ後の変速段を判定する請求項６に記載の車両制御装置。
  8. 　前記ギアチェンジ判定手段によりギアチェンジ有りと判定された場合に、そのギアチェンジの前後における前記エンジン回転速度の差を速度変化量として算出する変化量算出手段と、
    　前記変化量算出手段により算出された速度変化量が所定値未満である場合に、前記ギアチェンジ判定手段によりギアチェンジ有りとした判定結果を無効とする無効化手段と、
    を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  9. 　前記エンジン回転速度と、負荷センサ（４２、４３）の検出情報から算出されるエンジン負荷とがアイドル相当値となる状態が所定時間継続される際、又は、前記エンジン負荷の変化に対して前記エンジン回転速度が所定速度以上に過上昇する際に、前記変速機がニュートラルであると判定するニュートラル判定手段と、
    　前記ニュートラル判定手段により、前記変速機がニュートラルであると判定された際、前記変速機の変速段をリセットする手段と、
    を備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  10. 　前記ギアチェンジ判定手段は、前記変速機がニュートラルである状態で、前記エンジン負荷の変化量に対して前記エンジン回転速度の変化量が所定変化量未満である場合に、前記ギアの段数が１速であると判定する請求項９に記載の車両制御装置。
  11. 　前記ギアチェンジ判定手段は、ギアチェンジ有りと判定された後の所定期間は、前記ギアチェンジの有無の判定を実施しない請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  12. 　前記ギアチェンジ判定手段は、前記エンジンの負荷が一定となる条件下で、前記ギアチェンジの有無を判定する請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の車両制御装置。
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