JP5299585B1 - 手動変速機を備えた車両の制御装置 - Google Patents

手動変速機を備えた車両の制御装置 Download PDF

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Abstract

手動変速機において成立しているギヤ段に応じてアクセル開度に応じたエンジン要求出力を変更するための複数のエンジン特性を記憶しているものにおいて、各エンジン特性それぞれに対して、エンジン特性をローギヤ側のエンジン特性へ切り換えるためのマップギヤ段変更車速を割り当てておく。手動変速機の変速操作途中のクラッチ解放状態で、車両速度が低下していき、現在選択されているエンジン特性に割り当てられているマップギヤ段変更車速まで車両速度が低下した時点で、エンジン特性をローギヤ側のエンジン特性へ切り換える。

Description

本発明は手動変速機を備えた車両の制御装置に係る。特に、本発明は、手動変速機において成立している変速段に応じて走行用駆動源(例えば内燃機関)の出力特性を変更するものにおいて、その出力特性を変更する制御の改良に関する。
従来より、例えば下記の特許文献1に開示されているように、手動変速機を搭載した車両においては、運転者(ドライバ)による変速操作によって変速段の選択(変更)が行われる。具体的には、クラッチ解放操作(クラッチペダルの踏み込み操作)、変速段の切り換え操作(シフトレバーの手動操作;セレクト操作及びシフト操作)、クラッチ継合操作(クラッチペダルの踏み込み解除操作)が順に行われることで、選択された変速段が成立し、エンジンの回転速度が変速されて駆動輪に伝達される。
また、この手動変速機を搭載した車両において、その成立している変速段に応じてエンジンの出力特性を変更することが提案されている(下記の特許文献2を参照)。
この特許文献2では、変速比が比較的大きいローギヤ側の変速段が成立している状況では、変速比が大きいことに起因してエンジンからの出力トルクが増幅されて駆動輪に伝達され、過剰な走行駆動力が発生する可能性があるといった課題や、変速比が比較的小さいハイギヤ側の変速段が成立している状況では、変速比が小さいことに起因してエンジンからの出力トルクの増幅が期待できず、運転者の要求する加速感を十分に得ることが難しくなるといった課題に鑑み、成立している(選択されている)変速段に応じてエンジンの出力特性を変更する出力特性マップを設けている。そして、成立している変速段に適した出力特性を出力特性マップから読み出すことでエンジンの出力特性を変更するようにしている。
具体的には、同一アクセル開度であっても、ローギヤ側の変速段が成立している場合の出力特性(アクセル開度に応じて設定されるスロットル開度)に対し、ハイギヤ側の変速段が成立している場合の出力特性を高く設定している。つまり、過剰な駆動力が発生する可能性があったローギヤ側の変速段が成立している場合にはスロットル開度を相対的に小さく設定してエンジンの出力トルクを抑え、逆に、エンジンからの出力トルクの増幅が期待できなかったハイギヤ側の変速段が成立している場合にはスロットル開度を相対的に大きく設定してエンジンの出力トルクを大きくすることで、上記課題を解消している。
特開2008−138818号公報 特開2005−90452号公報
ところで、上述したように変速段に応じてエンジンの出力特性を変更する出力特性マップを設け、成立している変速段に応じてエンジンの出力特性を切り換えるようにしたものにおいて、成立している変速段(以下、「ギヤ段」と呼ぶ場合もある)を、エンジン回転数と車速との比(以下、「NV比」と呼ぶ)等を利用して求めるようにした場合、以下に述べる課題がある。尚、以下では、この出力特性マップから読み出されるエンジンの出力特性に対応するギヤ段を「マップギヤ段(出力特性マップにおいて選択されているギヤ段の意味)」と呼ぶこととする。また、上記エンジン回転数と車速とから算出されたNV比により求められるギヤ段を「NV比算出ギヤ段」と呼ぶこととする。つまり、エンジン回転数及び車速が高い精度で検出されている場合には、変速機において実際に成立しているギヤ段(以下、「実ギヤ段」と呼ぶ)と上記NV比算出ギヤ段とが一致し、適正なマップギヤ段が選択されることで、実ギヤ段に適したエンジンの出力特性が得られることになる。
上述した如く、一般的な変速操作としては、クラッチ解放操作、ギヤ段の切り換え操作、クラッチ継合操作が順に行われることになるが、クラッチが解放されてからクラッチが継合されるまでの期間にあっては、エンジン回転数の低下等に起因してNV比算出ギヤ段が変動することになる。例えば、車速の変化が僅かであるにも拘わらずエンジン回転数の低下が大きい場合には、NV比算出ギヤ段としてはハイギヤ側(変速比が小さい側)のギヤ段が得られることになる。この場合に、NV比算出ギヤ段に応じてマップギヤ段を逐次変更したとしても、ギヤ段の切り換え操作(シフトレバーの操作)において選択される実ギヤ段に合致したマップギヤ段が得られる保証はない。具体的には、運転者がダウンシフト操作を行う場合、実ギヤ段としては変速操作前のギヤ段に対してローギヤ側のギヤ段が選択されるのに対し、NV比算出ギヤ段としては上述した如くハイギヤ側のギヤ段が算出され、マップギヤ段としてもハイギヤ側のものが選択されることになってしまって実ギヤ段とマップギヤ段とが大きく乖離することになる。
このような課題を解消する手法として、クラッチ継合操作が行われるまで、現在のマップギヤ段(クラッチ解放操作が行われる前のマップギヤ段)を維持することが考えられる。
しかしながら、このようにマップギヤ段を維持した場合であっても、クラッチ継合操作が行われた時点での実ギヤ段が、上記維持されているマップギヤ段から乖離し、変速操作完了後に車両の挙動が発生してしまう可能性がある。例えば変速操作前の実ギヤ段が第5速段(5th)であり、変速操作後の実ギヤ段が第2速段(2nd)であった場合、クラッチ継合操作が行われるまではマップギヤ段としては第5速段(5th)が維持されているため、クラッチ継合後(変速操作完了後)には、マップギヤ段が第5速段(5th)から第2速段(2nd)に変化することになる。
上記出力特性マップは、アクセル開度に応じてエンジンに対する要求トルクを求め、その要求トルクが得られるようにエンジン制御(特許文献2ではスロットル開度の制御)を行うためのものであるため、上述の如くクラッチ継合後にマップギヤ段が大きく変化する場合、このマップギヤ段に応じて選択されるエンジンの出力特性としては、このマップギヤ段の変化に伴って大きく低下することになり、大きなトルク段差が発生し、車両に挙動が発生してしまって乗員に違和感を与えてしまう可能性がある。
上述の例の場合、クラッチ継合後に、マップギヤ段が第5速段(5th)から第2速段(2nd)に変化するため、クラッチ継合直後にあってはマップギヤ段が第5速段(5th)であってこのギヤ段に応じた出力特性が得られることからエンジンの出力トルクが大きく得られているものの、その後、マップギヤ段が第2速段(2nd)に変化し、このギヤ段に応じた出力特性となるため、エンジンの出力トルクが小さくなってしまい、大きなトルク段差が発生してしまう可能性がある。
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、手動変速機で成立しているギヤ段に応じて走行用駆動源の出力特性を変更するようにしたものにおいて、選択されるマップギヤ段の適正化が図れる車両の制御装置を提供することにある。
−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の概要は、クラッチの解放等によってエンジン(走行用駆動源)の駆動力が駆動輪に伝達されていない状況においては、車両の速度に応じてマップギヤ段(走行用駆動源の出力特性を設定するための変速段対応特性)を変更していき、クラッチの継合等によってエンジンの駆動力が駆動輪に伝達された時点では、実ギヤ段(変速機において実際に成立しているギヤ段)との乖離が小さいマップギヤ段が選択されているようにしている。
−解決手段−
具体的に、本発明は、走行用駆動源からの駆動力を駆動輪に向けて伝達し且つ運転者による手動変速操作によって複数の変速段のうち何れかが選択可能とされた手動変速機を備え、選択されている変速段の判定を行い、その判定結果に従って上記走行用駆動源の出力特性を変更する車両の制御装置を前提とする。この車両の制御装置に対し、上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時、車両速度が低いほど、上記走行用駆動源の出力特性を低速段側の出力特性に設定する構成としている。
この特定事項により、手動変速機の変速中などであって、走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時にあっては、車両速度が低いほど、走行用駆動源の出力特性を低速段側の出力特性に設定する。つまり、走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が未だ開始されていない状態で、走行用駆動源の出力特性を低くするものに変化させておき、その後、クラッチの継合等によって走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が開始された際には、実変速段との乖離が小さい又は同一の変速段を対象とする走行用駆動源の出力特性が得られていることになる。このため、走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が開始された後に走行用駆動源の出力特性が大きく変化してしまうといった状況を回避することができ、大きなトルク段差が発生することがなくなって車両の挙動を防止することができる。
より具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、上記各変速段それぞれに応じた上記走行用駆動源の出力特性を設定するための複数の変速段対応特性を記憶させておき、上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時、上記複数の変速段対応特性のうち選択される変速段対応特性が、車両速度が低下していくに従って、上記走行用駆動源の出力特性を低く設定するものに切り換えられていく構成としている。
この場合、上記複数の変速段対応特性のうち上記走行用駆動源の出力特性が最も低く設定される変速段対応特性以外の各変速段対応特性それぞれに、車両速度が低下した際に上記走行用駆動源の出力特性を低く設定する側の変速段対応特性に切り換えるための閾値となる変速段対応特性変更車速を設定する。そして、上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時、現在の変速段対応特性に対して設定されている上記変速段対応特性変更車速まで実車両速度が低下する度に、変速段対応特性を、上記走行用駆動源の出力特性を低く設定する側の変速段対応特性に切り換えていく構成としている。
これら特定事項により、変速段対応特性の切り換えタイミング(車速の変化に応じて変速段対応特性を切り換えるタイミング)を各変速段毎に適切に規定することができ、車両速度に適した変速段対応特性の更新を行っていくことが可能となる。
上記各変速段対応特性それぞれに対して設定されている上記変速段対応特性変更車速としては、上記走行用駆動源の回転数が自立回転不能な回転数範囲の上限値又はその上限値近傍にあり、且つ上記手動変速機の変速段が、変速段対応特性が対象とする変速段にあると仮定した場合の車両速度に設定している。
これは、現在選択されている変速段対応特性に対応する変速段では、走行用駆動源の自立運転が不能である(例えばエンジンストールに至ってしまう)車速である場合には、変速操作後の実際の変速段としては、この自立運転が不能な変速段よりもローギヤ側の変速段(変速比が高い側の変速段)が選択されている可能性が高いとして、変速段対応特性をローギヤ側の変速段対応特性に変更するようにしたものである。これにより、変速操作後の変速段に応じた変速段対応特性を適切に選択することが可能になる。
また、上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が開始された際、上記走行用駆動源の出力特性を高く設定する側の変速段対応特性への切り換えを禁止している。
一般に、変速段対応特性としては、ローギヤ側の変速段が成立している場合の出力特性に対してハイギヤ側の変速段が成立している場合の出力特性が高く設定されている。このため、ハイギヤ側の変速段対応特性への切り換えを禁止することで、走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が開始された後に走行用駆動源の出力が急上昇することによる車両の飛び出し感の発生を回避することができ、車両の挙動に起因する乗員に違和感を回避することができる。
上記走行用駆動源と手動変速機との間に、これらの間での駆動力の伝達及び遮断を切り換えるためのクラッチ装置を配設した場合において、上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態とは、上記クラッチ装置によって駆動力の伝達が遮断された状態、及び、手動変速機の変速段が成立していない中立状態のうちの少なくとも一方の状態である。
本発明では、走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時、車両速度が低いほど、走行用駆動源の出力特性を低く設定するようにしている。このため、走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が開始された後に走行用駆動源の出力特性が大きく変化してしまうといった状況を回避することができる。
図1は、実施形態に係る車両に搭載されたパワートレーンの概略構成を示す図である。 図2は、ディーゼルエンジンの断面及び制御系の概略構成を示す図である。 図3は、クラッチ装置の概略構成を示す図である。 図4は、6速手動変速機のシフトパターンの概略を示す図である。 図5は、ECU等の制御系の構成を示すブロック図である。 図6は、エンジン特性マップを示す図である。 図7は、エンジン特性切り換え動作の手順を示すフローチャート図である。 図8は、第5速段から第2速段へのダウンシフト操作が行われた際における実ギヤ段、クラッチスイッチ、車速、NV比算出ギヤ段、マップギヤ段それぞれの変化を示すタイミングチャート図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、FR(フロントエンジン・リアドライブ)型車両に本発明を適用した場合について説明する。尚、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に対しても本発明は適用可能である。
図1は、本実施形態に係る車両に搭載されたパワートレーンの概略構成を示している。この図1において、1はエンジン(走行用駆動源)、MTは手動変速機、6はクラッチ装置、100はECU(Electronic Control Unit)である。
図1に示すパワートレーンでは、エンジン1で発生した回転駆動力(トルク)が、クラッチ装置6を介して手動変速機MTに入力され、この手動変速機MTで適宜の変速比(運転者のシフトレバー操作によって選択された変速段での変速比)により変速されて、プロペラシャフトPS及びデファレンシャルギヤDFを介して左右の後輪(駆動輪)T,Tに伝達されるようになっている。尚、本実施形態に係る車両に搭載されている手動変速機MTは、前進6速段、後進1速段の同期噛み合い式手動変速機である。
以下、エンジン1の構成、クラッチ装置6の構成、シフトレバーのシフトパターン及び制御系について説明する。
−エンジン1の構成−
図2はエンジン1及びその制御系統の概略構成を示す図である。尚、この図2ではエンジン1の1気筒の構成のみを示している。
本実施形態におけるエンジン1は、コモンレール式筒内直噴型多気筒(例えば直列4気筒)ディーゼルエンジンであって、シリンダブロック2に形成されたシリンダ21内にピストン22が収容され、シリンダ21内を往復動するピストン22の運動が、コネクティングロッド23を介してクランクシャフト3の回転運動として伝達されるようになっている。
シリンダブロック2の上端面には、ピストン22の上側に燃焼室4を形成するシリンダヘッド5が固定されている。具体的に、上記燃焼室4は、シリンダブロック2の上部にガスケット24を介して取り付けられたシリンダヘッド5の下面と、シリンダ21の内壁面と、ピストン22の頂面25とにより区画形成されている。そして、ピストン22の頂面25の略中央部には、キャビティ(凹陥部)26が凹設されており、このキャビティ26も燃焼室4の一部を構成している。
上記ピストン22は、上記コネクティングロッド23の小端部27がピストンピン28により連結されており、このコネクティングロッド23の大端部はエンジン出力軸であるクランクシャフト3に連結されている。これにより、シリンダ21内でのピストン22の往復移動がコネクティングロッド23を介してクランクシャフト3に伝達され、このクランクシャフト3が回転することでエンジン出力が得られるようになっている。
上記シリンダヘッド5には、燃焼室4に開口する吸気ポート51及び排気ポート52が形成されている。
吸気ポート51及び排気ポート52は、それぞれカム(図示せず)によって駆動される吸気バルブ53及び排気バルブ54により開閉される。
吸気ポート51には、外気を吸入するためのインテークマニホールドIMが接続され、吸気バルブ53が吸気ポート51を開く吸入行程の際に、ピストン22がシリンダ21内を降下して筒内負圧が生じると、図示しない吸気管及びインテークマニホールドIMを経た外気が吸気ポート51を通って筒内へ流入する。
また、排気ポート52には、燃焼ガスを排出するためのエキゾーストマニホールドEMが接続され、排気バルブ54が排気ポート52を開く排気行程の際に、ピストン22の上昇により燃焼室4(筒内)から押し出された燃焼ガスが、排気ポート52及びエキゾーストマニホールドEMを経て図示しない排気管へ排出される。
燃料供給系には、高圧燃料を蓄圧するコモンレール8と、このコモンレール8に高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプ(図示せず)と、コモンレール8に蓄圧された高圧燃料を燃焼室4に噴射する各気筒毎のインジェクタ81とを有している。これら燃料供給ポンプ及びインジェクタ81はECU100により制御される。
コモンレール8は、燃料供給ポンプより供給された高圧燃料を所定の目標レール圧で貯留すると共に、その貯留された高圧燃料が、燃料配管82を介してインジェクタ81に供給される。コモンレール8の目標レール圧は、ECU100により設定される。具体的には、アクセル開度(機関負荷)とエンジン回転数等からエンジン1の運転状態を検出し、その運転状態に適した目標レール圧が設定される。
インジェクタ81は、シリンダ中心線Pに沿う起立姿勢で燃焼室4の略中央上部に配設されており、上記コモンレール8から導入される燃料を燃焼室4に向けて所定のタイミングで噴射するようになっている。
−クラッチ装置6−
図3はクラッチ装置6の概略構成を示している。この図3に示すように、クラッチ装置6は、クラッチ機構部60と、クラッチペダル70と、クラッチマスタシリンダ71と、クラッチレリーズシリンダ61とを備えている。
クラッチ機構部60は、上記クランクシャフト3と、手動変速機MT(図1参照)のインプットシャフト(入力軸)ISとの間に介在するように設けられ、クランクシャフト3からインプットシャフトISへの駆動力を伝達・遮断したり、その駆動力の伝達状態を変更する。ここでは、クラッチ機構部60は、乾式単板式の摩擦クラッチとして構成されている。なお、クラッチ機構部60の構成として、それ以外の構成を採用してもよい。
具体的に、クラッチ機構部60の入力軸であるクランクシャフト3には、フライホイール62とクラッチカバー63とが一体回転可能に取り付けられている。一方、クラッチ機構部60の出力軸であるインプットシャフトISには、クラッチディスク64がスプライン結合されている。このため、クラッチディスク64は、インプットシャフトISと一体回転しつつ、軸方向(図3の左右方向)に沿ってスライド可能となっている。クラッチディスク64とクラッチカバー63との間には、プレッシャプレート65が配設されている。このプレッシャプレート65は、ダイヤフラムスプリング66の外端部に当接され、このダイヤフラムスプリング66によってフライホイール62側へ付勢されている。
また、インプットシャフトISには、レリーズベアリング67が軸方向に沿ってスライド可能に装着されている。このレリーズベアリング67の近傍には、レリーズフォーク68が軸68aにより回動可能に支持されており、その一端部(図3の下端部)がレリーズベアリング67に当接している。そして、レリーズフォーク68の他端部(図3の上端部)には、クラッチレリーズシリンダ61のロッド61aの一端部(図3の右端部)が連結されている。そして、レリーズフォーク68が作動されることによって、クラッチ機構部60の継合・解放動作が行われるようになっている。
クラッチペダル70は、ペダルレバー72の下端部に踏み込み部であるペダル部72aが一体形成されて構成されている。そして、車室内とエンジンルーム内とを区画するダッシュパネルに取り付けられた図示しないクラッチペダルブラケットによってペダルレバー72の上端近傍位置が水平軸回りに回動自在に支持されている。ペダルレバー72には、図示しないペダルリターンスプリングによって手前側(運転者側)に向かう回動方向への付勢力が付与されている。このペダルリターンスプリングの付勢力に抗して運転者がペダル部72aの踏み込み操作を行うことにより、クラッチ機構部60の解放動作が行われるようになっている。また、運転者がペダル部72aの踏み込み操作を解除することにより、クラッチ機構部60の継合動作が行われるようになっている(これら解放・継合動作については後述する)。
クラッチマスタシリンダ71は、シリンダボディ73の内部にピストン74などが組み込まれた構成となっている。そして、ピストン74には、ロッド75の一端部(図3の左端部)が連結されており、このロッド75の他端部(図3の右端部)がペダルレバー72の中間部に接続されている。シリンダボディ73の上部には、このシリンダボディ73内へ動作流体であるクラッチフルード(オイル)を供給するリザーブタンク76が設けられている。
クラッチマスタシリンダ71は、運転者によるクラッチペダル70の踏み込み操作による操作力を受けることで、シリンダボディ73内でピストン74が移動することにより油圧を発生するようになっている。このとき、運転者の踏み込み操作力がペダルレバー72の中間部からロッド75に伝達されてシリンダボディ73内で油圧が発生する。クラッチマスタシリンダ71で発生する油圧は、シリンダボディ73内のピストン74のストローク位置に応じて変更されるようになっている。
クラッチマスタシリンダ71によって発生する油圧は、油圧配管77内のオイルによってクラッチレリーズシリンダ61へ伝達される。
クラッチレリーズシリンダ61は、クラッチマスタシリンダ71と同様に、シリンダボディ61bの内部にピストン61cなどが組み込まれた構成となっている。そして、ピストン61cには、ロッド61aの他端部(図3の左端部)が連結されている。ピストン61cのストローク位置は、このピストン61cが受ける油圧に応じて変更されるようになっている。
クラッチ装置6では、クラッチレリーズシリンダ61内の油圧に応じてレリーズフォーク68が作動されることによって、クラッチ機構部60の継合・解放動作が行われるようになっている。この場合、クラッチペダル70の踏み込み操作量に応じてクラッチ機構部60のクラッチ継合力(クラッチ伝達容量)が変更されるようになっている。
具体的には、クラッチペダル70の踏み込み操作量が大きくなり、クラッチマスタシリンダ71からクラッチレリーズシリンダ61へオイルが供給されて、クラッチレリーズシリンダ61内の油圧が高まると、ピストン61c及びロッド61aが図3中右方向へ移動され、ロッド61aと連結されたレリーズフォーク68が回動されて(図3における矢印Iを参照)、レリーズベアリング67がフライホイール62側へ押される。さらに、同方向へのレリーズベアリング67の移動により、ダイヤフラムスプリング66の内端部が同方向へ弾性変形する。これにともない、ダイヤフラムスプリング66におけるプレッシャプレート65への付勢力が弱まる。このため、プレッシャプレート65、クラッチディスク64、及び、フライホイール62が滑りながら継合される半クラッチ状態となる。そして、さらに、付勢力が弱まると、プレッシャプレート65、クラッチディスク64、及び、フライホイール62が離間されて、クラッチ機構部60が解放状態になる。これにより、エンジン1から手動変速機MTへの動力伝達が遮断される。この場合、クラッチペダル70の踏み込み操作量が所定量を超えると、クラッチ機構部60が完全に切り離される完全解放状態(クラッチ伝達容量が0%の状態)になる。
一方、クラッチペダル70の踏み込み操作量が小さくなり、クラッチレリーズシリンダ61からクラッチマスタシリンダ71へオイルが戻されて、クラッチレリーズシリンダ61内の油圧が低くなると、ピストン61c及びロッド61aは図3中左方向へ移動される。これにより、レリーズフォーク68が回動させられ(図3における矢印IIを参照)、レリーズベアリング67がフライホイール62から離間される側へ移動される。これにともない、ダイヤフラムスプリング66の外端部によるプレッシャプレート65への付勢力が増大していく。このとき、プレッシャプレート65とクラッチディスク64との間、及び、クラッチディスク64とフライホイール62との間でそれぞれ摩擦力、すなわちクラッチ継合力が発生する。このクラッチ継合力が大きくなると、クラッチ機構部60が継合され、プレッシャプレート65、クラッチディスク64、及び、フライホイール62が一体となって回転する。これにより、エンジン1と手動変速機MTとが直結される。この場合、クラッチペダル70の踏み込み操作量が所定量を下回ると、クラッチ機構部60が完全に継合される完全継合状態(クラッチ伝達容量が100%の状態)になる。
また、上記ペダルレバー72に近接してクラッチスイッチ9Aが配設されている。このクラッチスイッチ9Aは、運転者によるペダルレバー72の踏み込み量が所定量に達したことを検出する。つまり、運転者が変速操作を開始してペダルレバー72の踏み込み量が所定量に達した時点で、クラッチスイッチ9AはON信号を発信し、運転者がシフトレバーL(図4を参照)の操作を完了してペダルレバー72の踏み込み量を所定量まで戻した時点で、クラッチスイッチ9AはON信号の発信を停止する。つまり、このクラッチスイッチ9AからのON信号の発信及び発信停止によって、変速操作の開始及び完了が検出可能となっている。尚、上記クラッチスイッチ9Aに代えて、クラッチペダル70の位置を検出可能なクラッチストロークセンサや、レリーズベアリング67のスライド位置を検出可能なストロークセンサを採用することも可能である。また、変速操作の開始及び完了の検出精度を高めるために、2つのクラッチスイッチを備えさせるようにしてもよい。つまり、クラッチ機構部60が完全解放状態となる位置までペダルレバー72が踏み込まれた場合にON信号を発信する解放側クラッチスイッチと、クラッチ機構部60が完全継合状態となる位置までペダルレバー72の踏み込みが解除された場合にON信号を発信する継合側クラッチスイッチとを備えさせ、これら信号によって変速操作の開始及び完了を検出可能とするものである。
また、上記手動変速機MTのアウトプットシャフト(プロペラシャフトPSに繋がるシャフト)に近接してアウトプット回転数センサ9B(図1を参照)が配設されている。このアウトプット回転数センサ9Bは上記アウトプットシャフトの回転数(出力軸回転数、出力軸回転速度)を検出して回転速度信号をECU100に出力する。尚、このアウトプット回転数センサ9Bによって検出されたアウトプットシャフトの回転数を上記デファレンシャルギヤDFのギヤ比(最終減速比)で除算することで後輪Tの回転数を求め、これによって車速を算出することが可能となっている。
−シフトパターン−
次に、車室内のフロアに配設され、シフトレバーの移動をガイドするシフトゲートのシフトパターン(シフトゲート形状)について説明する。
図4は、本実施形態における6速手動変速機MTのシフトパターンの概略を示している。図中2点鎖線で示すシフトレバーLは、図4に矢印Xで示す方向のセレクト操作と、このセレクト操作方向に直交する矢印Yで示す方向のシフト操作とが行い得る構成とされている。
セレクト操作方向には、1速−2速セレクト位置P1,3速−4速セレクト位置P2,5速−6速セレクト位置P3及びリバースセレクト位置P4が一列に並んでいる。
上記1速−2速セレクト位置P1でのシフト操作(矢印Y方向の操作)により、シフトレバーLを1速位置1stまたは2速位置2ndに動かすことができる。シフトレバーLが1速位置1stに操作された場合、上記手動変速機MTの変速機構に備えられた第1のシンクロメッシュ機構が1速成立側に作動して第1速段が成立する。また、シフトレバーLが2速位置2ndに操作された場合、上記第1のシンクロメッシュ機構が2速成立側に作動して第2速段が成立する。
同様に、3速−4速セレクト位置P2でのシフト操作により、シフトレバーLを3速位置3rdまたは4速位置4thに動かすことができる。シフトレバーLが3速位置3rdに操作された場合、上記手動変速機MTの変速機構に備えられた第2のシンクロメッシュ機構が3速成立側に作動して第3速段が成立する。また、シフトレバーLが4速位置4thに操作された場合、上記第2のシンクロメッシュ機構が4速成立側に作動して第4速段が成立する。
また、5速−6速セレクト位置P3でのシフト操作により、シフトレバーLを5速位置5thまたは6速位置6thに動かすことができる。シフトレバーLが5速位置5thに操作された場合、上記手動変速機MTの変速機構に備えられた第3のシンクロメッシュ機構が5速成立側に作動して第5速段が成立する。また、シフトレバーLが6速位置6thに操作された場合、上記第3のシンクロメッシュ機構が6速成立側に作動して第6速段が成立する。
更に、リバースセレクト位置P4でのシフト操作により、シフトレバーLをリバース位置REVに動かすことができる。このリバース位置REVに操作された場合、上記全てのシンクロメッシュ機構が中立状態となると共に、上記手動変速機MTの変速機構に備えられたリバースアイドラギヤが作動することにより後進段が成立する。
−制御系−
上述したエンジン1の運転状態等の各種制御は上記ECU100によって制御される。このECU100は、図5に示すように、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103及びバックアップRAM104などを備えている。
上記ROM102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。CPU101は、ROM102に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。RAM103は、CPU101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る。バックアップRAM104は、例えばエンジン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。
以上のCPU101、ROM102、RAM103及びバックアップRAM104は、バス107を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース105及び出力インターフェース106と接続されている。
入力インターフェース105には、クランクポジションセンサ90、レール圧センサ91、スロットル開度センサ92、エアフローメータ93、A/Fセンサ94、水温センサ95、アクセル開度センサ96、吸気圧センサ97、吸気温センサ98、上記クラッチスイッチ9A、上記アウトプット回転数センサ9Bなどが接続されている。
上記クランクポジションセンサ90は、所定のクランク角(例えば10°)毎にパルス信号を出力する。このクランクポジションセンサ90によるクランク角の検出手法の一例としては、クランクシャフト3と回転一体のロータ(NEロータ)90a(図2参照)の外周面の所定角度おきに外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記クランクポジションセンサ90を配置する。そして、クランクシャフト3の回転に伴って外歯がクランクポジションセンサ90の近傍を通過した際に、このクランクポジションセンサ90が出力パルスを発生するようになっている。
レール圧センサ91はコモンレール8内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ92は吸気管に設けられた図示しないスロットルバルブ(ディーゼルスロットル)の開度を検出する。エアフローメータ93は吸気管内のスロットルバルブ上流において吸入空気の流量(吸入空気量)に応じた検出信号を出力する。A/Fセンサ94は排気管に設けられた図示しない触媒の下流側において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。水温センサ95はエンジン1の冷却水温に応じた検出信号を出力する。アクセル開度センサ96はアクセルペダル11(図2を参照)の踏み込み量(アクセル開度)に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ97は吸気管に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ98は吸気管に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。クラッチスイッチ9Aは、上述した如く、運転者によるクラッチペダル70の踏み込み量が所定量に達した時点でON信号を発信し、その踏み込み量が所定量まで戻された時点でON信号の発信を停止する。上記アウトプット回転数センサ9Bは、上述した如く、上記プロペラシャフトPSに繋がるアウトプットシャフトの回転数を検出して出力する。
一方、出力インターフェース106には、上記インジェクタ81、スロットルバルブ57、図示しないEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置に備えられたEGRバルブ58等が接続されている。
上記ECU100は、上記した各種センサの出力に基づいて、エンジン1の各種制御を実行する。例えば、ECU100は、インジェクタ81の燃料噴射制御として、パイロット噴射(副噴射)とメイン噴射(主噴射)とを実行する。
上記パイロット噴射は、インジェクタ81からのメイン噴射に先立ち、予め少量の燃料を噴射する動作である。また、このパイロット噴射は、メイン噴射による燃料の着火遅れを抑制し、安定した拡散燃焼に導くための噴射動作であって、副噴射とも呼ばれる。また、本実施形態におけるパイロット噴射は、上述したメイン噴射による初期燃焼速度を抑制する機能ばかりでなく、気筒内温度を高める予熱機能をも有するものとなっている。つまり、このパイロット噴射の実行後、燃料噴射を一旦中断し、メイン噴射が開始されるまでの間に圧縮ガス温度(気筒内温度)を十分に高めて燃料の自着火温度に到達させるようにし、これによってメイン噴射で噴射される燃料の着火性を良好に確保するようにしている。
上記メイン噴射は、エンジン1のトルク発生のための噴射動作(トルク発生用燃料の供給動作)である。このメイン噴射での噴射量は、基本的には、エンジン回転数、アクセル操作量、冷却水温度、吸気温度等の運転状態に応じ、要求トルクが得られるように決定される。例えば、エンジン回転数(クランクポジションセンサ90の検出値に基づいて算出されるエンジン回転数)が高いほど、また、アクセル操作量(アクセル開度センサ96により検出されるアクセルペダル11の踏み込み量)が大きいほど(アクセル開度が大きいほど)エンジン1のトルク要求値としては高く得られ、それに応じてメイン噴射での燃料噴射量としても多く設定されることになる。尚、本実施形態では、手動変速機MTにおいて選択されている変速段(「ギヤ段」と呼ぶ場合もある)に応じて、アクセルペダル11の踏み込み量に対して設定される要求出力(要求パワー)が変更されるようになっている。つまり、ギヤ段に応じてエンジン1の出力特性を変更するようになっている。このギヤ段に応じたエンジン1の出力特性の変更動作については後述する。
尚、上述したパイロット噴射及びメイン噴射の他に、アフタ噴射やポスト噴射が必要に応じて行われる。このアフタ噴射は、排気ガス温度を上昇させるための噴射動作である。また、ポスト噴射は、排気系に燃料を直接的に導入して上記触媒の昇温を図るための噴射動作である。
上記インジェクタ81から噴射される燃料の圧力制御は、コモンレール8に蓄圧される燃料圧力を制御するもので、レール圧センサ91によって検出される実レール圧が目標レール圧と一致するように、燃料供給ポンプの吐出量(ポンプ吐出量)をフィードバック制御する。
具体的には、コモンレール内圧として、一般に、コモンレール8からインジェクタ81へ供給される燃料圧力の目標値、即ち目標レール圧は、エンジン負荷(機関負荷)が高くなるほど、及び、エンジン回転数(機関回転数)が高くなるほど高いものとされる。即ち、エンジン負荷が高い場合には燃焼室4内に吸入される空気量が多いため、インジェクタ81から燃焼室4内に向けて多量の燃料を噴射しなければならず、よってインジェクタ81からの噴射圧力を高いものとする必要がある。また、エンジン回転数が高い場合には噴射可能な期間が短いため、単位時間当たりに噴射される燃料量を多くしなければならず、よってインジェクタ81からの噴射圧力を高いものとする必要がある。このように、目標レール圧は一般にエンジン負荷及びエンジン回転数に基づいて設定される。尚、この目標レール圧は例えば上記ROM102に記憶された燃圧設定マップに従って設定される。つまり、この燃圧設定マップに従って燃料圧力を決定することで、インジェクタ81の開弁期間(噴射率波形)が制御され、その開弁期間中における燃料噴射量を規定することが可能になる。
また、インジェクタ81の噴射量制御は、インジェクタ81より噴射される噴射量及び噴射時期を制御するもので、エンジン1の運転状態に応じた最適な噴射量及び噴射時期を演算し、その演算結果に従ってインジェクタ81の電磁弁を駆動する。また、本実施形態にあっては、上述したギヤ段に応じたエンジン1の出力特性の変更動作に伴って、インジェクタ81より噴射される燃料の噴射量及び噴射時期が制御されるものとなっている。
−エンジン特性マップ−
上述した如く、本実施形態に係るエンジン1では、手動変速機MTにおいて成立しているギヤ段に応じて、アクセルペダル11の踏み込み量に対して設定される要求出力(要求パワー)が変更されるようになっている。この要求出力は、図6に示すエンジン特性マップ(本発明でいう、「変速段それぞれに応じた走行用駆動源の出力特性を設定するための複数の変速段対応特性」が記憶されたマップ)に従って設定される。つまり、手動変速機MTにおいて成立しているギヤ段(より具体的には、後述するNV比算出ギヤ段に基づいて設定されるマップギヤ段)に応じたエンジン特性が抽出され、このエンジン特性マップから読み出されたスロットル開度に調整されるようになっている。この図6に示すように、エンジン特性マップでは、アクセル開度が大きいほどスロットル開度(要求出力)が大きく設定されるものとなっている。また、各変速段を比較した場合、同一アクセル開度であっても、ローギヤ側のギヤ段(変速比が大きい側のギヤ段)が選択されている場合のスロットル開度(要求出力)に対し、ハイギヤ側のギヤ段(変速比が小さい側のギヤ段)が選択されている場合のスロットル開度(要求出力)が高く設定されるようになっている。これは、変速比が比較的大きいローギヤ側のギヤ段が成立している状況では、変速比が大きいことに起因してエンジン1からの出力トルクが増幅されて後輪(駆動輪)T,Tに伝達され、過剰な走行駆動力が発生する可能性があるといった課題があることや、変速比が比較的小さいハイギヤ側のギヤ段が成立している状況では、変速比が小さいことに起因してエンジン1からの出力トルクの増幅が期待できず、運転者の要求する加速感を十分に得ることが難しくなるといった課題があることに鑑みられたものである。つまり、過剰な駆動力が発生する可能性があったローギヤ側のギヤ段が成立した場合にはスロットル開度(要求出力)を小さく設定し、逆に、エンジン1からの出力トルクの増幅が期待できなかったハイギヤ側のギヤ段が成立した場合にはスロットル開度(要求出力)を大きく設定することで上記課題を解消するためである。
このようにしてエンジン特性マップを上記ROM102に記憶させておき、車両の状態(例えば、成立しているギヤ段)に応じて、それに適したエンジン特性を抽出し、現在のアクセルペダル11の踏み込み量に応じてスロットル開度(要求出力)を調整することにより、運転者の要求するエンジン特性での車両の走行が行えるようになっている。
また、本実施形態では、手動変速機MTにおいて成立しているギヤ段を認識するための手法(本発明でいう、選択されている変速段を判定するための手法)として、エンジン回転数と車速との比(NV比)を利用している。つまり、上記クランクポジションセンサ90の検出値に基づいてエンジン回転数を算出すると共に、アウトプット回転数センサ9Bによって検出されたアウトプットシャフトの回転数を上記デファレンシャルギヤDFのギヤ比(最終減速比)で除算することにより後輪Tの回転数を求めて車速を算出し、このエンジン回転数を車速(後輪Tの回転数)で除算することにより、手動変速機MTにおいて成立しているギヤ段を認識するようになっている。また、上記エンジン回転数を上記アウトプットシャフトの回転数で除算することによって手動変速機MTでの変速比を求め、それに合致する変速比となっているギヤ段を手動変速機MTにおいて成立しているギヤ段として認識するようにしてもよい。
尚、以下の説明では、上述した複数のエンジン特性のうち、抽出されたエンジン特性が対象とするギヤ段を「マップギヤ段(出力特性が対象としているギヤ段の意味)」と呼ぶこととする。例えば、マップギヤ段が第1速段(1st)であった場合には第1速段用エンジン特性が抽出され、また、マップギヤ段が第6速段(6th)であった場合には第6速段用エンジン特性が抽出されることになる。また、上記エンジン回転数と車速(またはアウトプットシャフトの回転数)とから算出されたNV比により求められるギヤ段を「NV比算出ギヤ段」と呼ぶこととする。更に、手動変速機MTにおいて実際に成立しているギヤ段を「実ギヤ段」と呼ぶこととする。
−エンジン特性切り換え動作−
次に、上述した各種エンジン特性のうちの一つを抽出し、そのエンジン特性に従ってエンジン1の制御を行うエンジン特性切り換え動作(本発明でいう、走行用駆動源の出力特性の変更)について説明する。
先ず、このエンジン特性切り換え動作の概略について説明する。手動変速機MTの変速動作の開始に伴ってクラッチ装置6が解放された場合、アクセルペダル11の踏み込み操作が解除されることに伴ってエンジン回転数はアイドリング回転数に向かって低下していく。また、後輪(駆動輪)T,Tは惰性回転することになるため、車速は徐々に低下していく。このようなクラッチ装置6の解放状態において、車速を検出していき、この車速が低下していくに従って、複数のエンジン特性のうち抽出するエンジン特性をローギヤ側のエンジン特性に切り換えていく。つまり、車速が低いほど、エンジン1の出力特性をローギヤ側(低速段側)の出力特性に設定していく。
クラッチ装置6が解放されている期間にあっては、一般に、車速の低下速度に対してエンジン回転数の低下速度の方が大きいため、上記NV比算出ギヤ段としてはハイギヤ側に切り換わっていくが、本実施形態のエンジン特性切り換え動作にあっては、このNV比算出ギヤ段がハイギヤ側に切り換わっていくことに関わりなく、減速していく車速を検出していき、この車速に応じて、マップギヤ段をローギヤ側に変更していく。これにより、クラッチ装置6が継合される前に(クラッチ装置6が解放されている期間に)、エンジン特性をローギヤ側のものに切り換えていくようにしている。つまり、車速が低下していることで、変速操作終了後にクラッチ装置6が継合された時点では、手動変速機MTの実ギヤ段はローギヤ側に切り換わっている可能性が高いとして、マップギヤ段をローギヤ側に変更しておき、これによってエンジン特性をローギヤ側のものに切り換えておくようにしている。より具体的には、各マップギヤ段それぞれ(具体的には、第2速段から第6速段のマップギヤ段;変速比が最も大きいギヤ段(第1速段)を除くギヤ段)に対して、ローギヤ側のマップギヤ段に変更するための閾値となる車速(以下、「マップギヤ段変更車速」(本発明でいう変速段対応特性変更車速)と呼ぶ)を割り当てておき、現在設定されているマップギヤ段に割り当てられているマップギヤ段変更車速まで実車速が低下した時点で、1段だけローギヤ側のマップギヤ段に変更し、それに従ってエンジン特性もローギヤ側のエンジン特性に切り換える。このような動作を車速が低下している間、及び、クラッチ装置6が継合されるまでの間、繰り返すようにしている。
尚、このエンジン特性切り換え動作にあっては、仮に変速操作終了後におけるNV比算出ギヤ段がマップギヤ段よりもハイギヤ側のものであったとしても、このマップギヤ段をハイギヤ側に変更することを禁止している。これは、上述した如く各エンジン特性では、ローギヤ側のギヤ段が成立している場合の出力特性(要求出力)に対してハイギヤ側のギヤ段が成立している場合の出力特性が高く設定されていることに鑑み、ハイギヤ側のマップギヤ段への変更を禁止することで、変速操作終了後にエンジン出力が急上昇することによる車両の飛び出し感の発生を回避するためである。
次に、上述したエンジン特性切り換えの具体的な動作について図7のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、車両の発進後、数msec毎に実行される。
先ず、ステップST1において、クラッチ装置6が解放されたか否かを判定する。つまり、手動変速機MTの変速操作が開始されたか否かを判定する。具体的には、上記運転者によるクラッチペダル70の踏み込み量が所定量に達したことによりクラッチスイッチ9AがON信号を発信したか否かを判定する。クラッチ装置6が解放されず、ステップST1でNO判定された場合には、変速操作は行われておらず、現在のギヤ段が維持されているとして、エンジン特性の切り換え動作を行うことなく、つまり、現在選択されているエンジン特性を維持したままリターンされる。
一方、クラッチ装置6が解放され、ステップST1でYES判定された場合には、ステップST2に移り、現在のマップギヤ段に割り当てられているマップギヤ段変更車速を読み込む。
この各マップギヤ段毎に割り当てられているマップギヤ段変更車速の一例として具体的には以下のように規定されている。
・マップギヤ段が第6速段(6th)→マップギヤ段変更車速:50km/h
・マップギヤ段が第5速段(5th)→マップギヤ段変更車速:40km/h
・マップギヤ段が第4速段(4th)→マップギヤ段変更車速:33km/h
・マップギヤ段が第3速段(3rd)→マップギヤ段変更車速:25km/h
・マップギヤ段が第2速段(2nd)→マップギヤ段変更車速:15km/h
これら値はこれに限定されるものではなく適宜設定される。
尚、このマップギヤ段変更車速を設定する際の技術的思想は以下のとおりである。
エンジン回転数がアイドリング回転数よりも僅かに低い回転数(自立運転不可能な回転数)にあると仮定した場合において、マップギヤ段に対応する実ギヤ段が成立してクラッチ装置6を継合させた際の車速として上記各マップギヤ段変更車速は設定されている。言い換えると、各マップギヤ段のエンジンストール限界車速(エンジンストールに至る車速のうち最も高い車速)として上記各マップギヤ段変更車速は設定されている。具体的には、エンジン回転数が700rpm(自立運転不可能な(エンジンストールに至る)回転数の上限値又はその上限値近傍)であると仮定した場合に各ギヤ段が成立した際の車速として上記各マップギヤ段変更車速は設定されている。つまり、現在のマップギヤ段に対応するギヤ段(実ギヤ段)では、エンジンストールに至ってしまう車速である場合には、変速操作後の実ギヤ段としては、このエンジンストールを招く可能性のあるギヤ段よりもローギヤ側のギヤ段が選択されている可能性が高い(ローギヤ側のギヤ段であれば同一車速であってもエンジンストールには至らない)として、マップギヤ段をローギヤ側のマップギヤ段に変更するようにしている。
上述した如くステップST2で、現在のマップギヤ段に割り当てられているマップギヤ段変更車速を読み込んだ後、ステップST3に移り、上記算出される車速(実車速)が、上記ステップST2で読み込まれたマップギヤ段変更車速まで低下したか否か(マップギヤ段変更車速≦実車速)を判定する。
実車速がマップギヤ段変更車速まで低下しておらず、ステップST3でNO判定された場合には、現在選択されているエンジン特性を維持したままステップST5に移り、クラッチ装置6が継合されたか否かを判定する。つまり、手動変速機MTの変速操作が完了したか否かを判定する。具体的には、上記運転者によるクラッチペダル70の踏み込み量が所定量まで戻されたことによりクラッチスイッチ9AのON信号の発信が解除(OFF)されたか否かを判定する。
クラッチ装置6が未だ解放状態であり、ステップST5でNO判定された場合には、未だ変速操作途中であるとして、ステップST2に戻る。
一方、上記ステップST3において実車速がマップギヤ段変更車速まで低下し、YES判定された場合には、ステップST4に移り、マップギヤ段を、現在設定されているマップギヤ段よりも1段低いマップギヤ段へ変更してステップST5に移る。これにより、このマップギヤ段に応じたエンジン特性が抽出されて、そのエンジン特性により取得されるエンジン1の要求出力が得られるようにスロットル開度が調整されることになる。つまり、抽出されたエンジン特性に従い、アクセル開度に応じた要求出力を取得し、この要求出力が得られるようにスロットル開度を調整する。
例えば、マップギヤ段が第5速段(5th)であった場合に、実車速が、この第5速段(5th)に割り当てられているマップギヤ段変更車速(例えば40km/h)まで低下すると、マップギヤ段は第4速段(4th)に変更され、選択されるエンジン特性としては、第5速段用エンジン特性から第4速段用エンジン特性に切り換えられる。
このような、実車速に応じたマップギヤ段の変更、及び、それに伴うエンジン特性の切り換え動作を、クラッチ装置6が継合されるまで(ステップST5でYES判定されるまで)繰り返す。つまり、クラッチ装置6が解放状態にある場合に、実車速が各マップギヤ段変更車速まで低下する度に、マップギヤ段を1段低いマップギヤ段へ順次変更していき、それに応じてエンジン特性を切り換えていく。
そして、クラッチ装置6が継合され、ステップST5でYES判定されると、今回の変速操作におけるエンジン特性切り換え動作を終了し、リターンされる。
以上のようなエンジン特性切り換え動作が、手動変速機MTの変速操作が実行される度に行われることになり、クラッチ装置6の継合によってエンジン1の駆動力が後輪(駆動輪)T,Tに伝達された時点では、実ギヤ段(手動変速機MTにおいて実際に成立しているギヤ段)との乖離が小さいマップギヤ段が選択され、このマップギヤ段に応じたエンジン特性に切り換えられるようにしている。
図8は、上述したエンジン特性切り換え動作の一例を示すタイミングチャート図であって、第5速段(5th)から第2速段(2nd)へのダウンシフト操作が行われた際における実ギヤ段、クラッチスイッチ9A、車速、NV比算出ギヤ段、マップギヤ段それぞれの変化を示すタイミングチャート図である。
先ず、タイミングt1においてクラッチペダル70の踏み込みに伴うクラッチ解放操作が開始され(図7のフローチャートにおいてステップST1でYES判定された場合に相当)、それに伴ってクラッチスイッチ9AはONとなる(クラッチ解放信号の発信)。このクラッチ解放状態で、運転者はシフトレバーLを5速位置5thから2速位置2ndへ操作する(図4のシフトパターンを参照)。このシフトレバーLの操作期間を含むクラッチ解放中(図中のタイミングt1からt4の期間中)には、エンジン回転数の低下等に伴いNV比算出ギヤ段としては、変速比が小さい側であるハイギヤ側のNV比算出ギヤ段が算出されている。図8のものでは、NV比算出ギヤ段が第5速段(5th)から第6速段(6th)に変化している。
このようなクラッチ解放操作中において車速が次第に低下していき、図中のタイミングt2で、第5速段(5th)に割り当てられているマップギヤ段変更車速(例えば40km/h)まで実車速が低下すると、マップギヤ段は、現在のマップギヤ段である第5速段(5th)から1段低いマップギヤ段である第4速段(4th)に変更され、それに伴って、エンジン特性も第5速段用エンジン特性から第4速段用エンジン特性に切り換えられる(図7のフローチャートにおいてステップST3でYES判定された場合に相当)。
そして、このクラッチ解放操作中に、更に車速が低下して、図中のタイミングt3で、第4速段(4th)に割り当てられているマップギヤ段変更車速(例えば33km/h)まで実車速が低下すると、マップギヤ段は、現在のマップギヤ段である第4速段(4th)から1段低いマップギヤ段である第3速段(3rd)に変更され、それに伴って、エンジン特性も第4速段用エンジン特性から第3速段用エンジン特性に切り換えられる(図7のフローチャートにおいて、ステップST5でNO判定された後に、ステップST3でYES判定された場合に相当)。
そして、上記シフトレバーLの操作が終了し、タイミングt4においてクラッチペダル70の踏み込み解除に伴うクラッチ継合操作が開始され(図7のフローチャートにおいてステップST5でYES判定された場合に相当)、それに伴ってクラッチスイッチ9AはOFFとなる(クラッチ解放信号の停止)。このクラッチ継合に伴ってエンジン回転数が上昇していき、NV比算出ギヤ段としては、第4速段(4th)、第3速段(3rd)、第2速段(2nd)の順で変化していく。また、アクセルペダル11の踏み込み操作に伴って車速は上昇していく。この場合、上記マップギヤ段としては、既に第3速段(3rd)に変更されているため、タイミングt5において、第3速段(3rd)から第2速段(2nd)に変更され、エンジン特性も第3速段用エンジン特性から第2速段用エンジン特性に切り換えられる。
尚、クラッチ継合直後にあっては、NV比算出ギヤ段が第4速段(4th)であり、マップギヤ段が第3速段(3rd)となっているが、上述した如く、マップギヤ段をハイギヤ側に変更することは禁止されているため、マップギヤ段が第4速段(4th)に変更されることはなく、その結果、変速操作終了後にエンジン出力が急上昇することによる車両の飛び出し感の発生は回避されている。
このようにしてエンジン特性の切り換え動作が行われる。
以上説明したように、本実施形態では、クラッチ装置6の解放中には、車速の低下に伴ってマップギヤ段を変更していき、それに応じたエンジン特性への切り換えを行うようにしている。このため、変速操作の終了後にマップギヤ段の変化が大きくなることに起因して大きなトルク段差が発生してしまうといったことが防止され、トルク段差の発生に伴う乗員に違和感を抑制することができる。尚、図8に一点鎖線で示すマップギヤ段の変化は、クラッチ継合操作が行われるまで(変速操作が終了するまで)、現在のマップギヤ段(クラッチ解放操作が行われる前のマップギヤ段)を維持した場合であって、この場合、タイミングt5において、マップギヤ段が第5速段(5th)から第2速段(2nd)に変化するため、大きなトルク段差が発生してしまう可能性があった。本実施形態では、図8に実線で示すように、クラッチ解放中にマップギヤ段をローギヤ側に変更しているため、クラッチ継合後のトルク段差を小さくすることができ、トルク段差の発生に伴う乗員に違和感を抑制することができる。
−他の実施形態−
以上説明した実施形態では、走行用駆動源としてディーゼルエンジンを搭載した車両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、ガソリンエンジンを搭載した車両にも適用可能である。また、手動変速機MTを搭載した車両であれば、走行用駆動源としてエンジン(内燃機関)と電動機(例えば走行用モータまたはジェネレータモータ等)とを備えたハイブリッド車に対しても本発明は適用可能である。
また、上述した実施形態では、前進6段変速の手動変速機MTを搭載した車両に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、他の任意の変速段(例えば前進5段変速)の手動変速機を搭載した車両にも適用可能である。
また、上述した実施形態では、手動変速機MTにおいて成立しているギヤ段を認識するための手法としてはエンジン回転数と車速との比であるNV比を利用していた。これに限らず、手動変速機MTのインプットシャフトの回転数とアウトプットシャフトの回転数との比によって、手動変速機MTにおいて成立しているギヤ段を認識するようにしてもよい。
更に、上述した実施形態では、エンジン1から後輪(駆動輪)T,Tへの駆動力の伝達が遮断された状態としては、クラッチ装置6が解放状態にある場合を例に挙げて説明した。本発明は、これに限らず、クラッチ装置6が継合状態にあり且つ手動変速機MTがニュートラル状態(ギヤ段が成立していない状態)にある場合や、クラッチ装置6が解放状態にあり且つ手動変速機MTがニュートラル状態にある場合において上述の如く、車速の低下に従ってマップギヤ段を変更していき、それに応じたエンジン特性への切り換えを行うようにしてもよい。
本発明は、手動変速機において成立している変速段に応じてエンジン特性を切り換えるようにした車両において、そのエンジン特性の切り換え制御に適用可能である。
1 エンジン(走行用駆動源)
6 クラッチ装置
90 クランクポジションセンサ
9A クラッチスイッチ
9B アウトプット回転数センサ
100 ECU
MT 手動変速機
T 後輪(駆動輪)
L シフトレバー

Claims (6)

  1. 走行用駆動源からの駆動力を駆動輪に向けて伝達し且つ運転者による手動変速操作によって複数の変速段のうち何れかが選択可能とされた手動変速機を備え、選択されている変速段の判定を行い、その判定結果に従って上記走行用駆動源の出力特性を変更する車両の制御装置において、
    上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時、車両速度が低いほど、上記走行用駆動源の出力特性を低速段側の出力特性に設定する構成とされていることを特徴とする手動変速機を備えた車両の制御装置。
  2. 請求項1記載の手動変速機を備えた車両の制御装置において、
    上記各変速段それぞれに応じた上記走行用駆動源の出力特性を設定するための複数の変速段対応特性が記憶されており、
    上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時、上記複数の変速段対応特性のうち選択される変速段対応特性が、車両速度が低下していくに従って、上記走行用駆動源の出力特性を低く設定するものに切り換えられていく構成とされていることを特徴とする手動変速機を備えた車両の制御装置。
  3. 請求項2記載の手動変速機を備えた車両の制御装置において、
    上記複数の変速段対応特性のうち上記走行用駆動源の出力特性が最も低く設定される変速段対応特性以外の各変速段対応特性それぞれには、車両速度が低下した際に上記走行用駆動源の出力特性を低く設定する側の変速段対応特性に切り換えるための閾値となる変速段対応特性変更車速が設定されており、
    上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態での車両走行時、現在の変速段対応特性に対して設定されている上記変速段対応特性変更車速まで実車両速度が低下する度に、変速段対応特性を、上記走行用駆動源の出力特性を低く設定する側の変速段対応特性に切り換えていくよう構成されていることを特徴とする手動変速機を備えた車両の制御装置。
  4. 請求項3記載の手動変速機を備えた車両の制御装置において、
    上記各変速段対応特性それぞれに対して設定されている上記変速段対応特性変更車速は、上記走行用駆動源の回転数が自立回転不能な回転数範囲の上限値又はその上限値近傍にあり、且つ上記手動変速機の変速段が、変速段対応特性が対象とする変速段にあると仮定した場合の車両速度に設定されていることを特徴とする手動変速機を備えた車両の制御装置。
  5. 請求項2、3または4記載の手動変速機を備えた車両の制御装置において、
    上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が開始された際、上記走行用駆動源の出力特性を高く設定する側の変速段対応特性への切り換えを禁止する構成とされていることを特徴とする手動変速機を備えた車両の制御装置。
  6. 請求項1〜5のうち何れか一つに記載の手動変速機を備えた車両の制御装置において、
    上記走行用駆動源と手動変速機との間には、これらの間での駆動力の伝達及び遮断を切り換えるためのクラッチ装置が配設されており、
    上記走行用駆動源から駆動輪への駆動力の伝達が遮断された状態とは、上記クラッチ装置によって駆動力の伝達が遮断された状態、及び、手動変速機の変速段が成立していない中立状態のうちの少なくとも一方の状態であることを特徴とする手動変速機を備えた車両の制御装置。
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