(57)【要約】【課題】有段式手動変速機の変速の際、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を速やかに適正に制御する。【解決手段】アクセルペダル４０の踏み込み量の減少率ｄαを算出し、機関速度Ｎ１が中速度域の任意の速度であるとき、減少率ｄαの閾値ｄα１を第１の減少率に設定し、機関速度Ｎ１が低速度域または高速度域の任意の速度であるとき、減少率の閾値ｄα１を第１の減少率よりも小さな第２の減少率に設定し、減少率ｄαが閾値ｄα１以下であるとき、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度Ｍを、検知された機関速度Ｎ１と要求トルクα１とに基づき算出される第１酸素濃度に制御し、減少率ｄαが閾値ｄα１よりも大きいとき、酸素濃度Ｍを、第１酸素濃度が算出されるときと比べて機関速度および要求トルクが同一である場合において第１酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有する第２酸素濃度に制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル機関と、複数の変速段を有し且つ変速段毎に異なる減速比で前記ディーゼル機関の出力を減速させる有段式変速機とを備えたパワートレインシステムを制御する方法であって、
前記ディーゼル機関の機関速度と、前記ディーゼル機関に要求される要求トルクと、車両のアクセルペダルの踏み込み量と、を検知する工程と、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出する工程と、
前記機関速度の大きさを、第１機関速度以下である低速度域と、第１機関速度よりも大きな第２機関速度以上である高速度域と、第１機関速度よりも大きく第２機関速度よりも小さな中速度域とに予め区分する工程と、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率に設定する工程と、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率よりも小さな第２の減少率に設定する工程と、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第１酸素濃度に制御する工程と、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度を、第１酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第１酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有する第２酸素濃度に制御する工程と、を有することを特徴とするパワートレインシステムの制御方法。
【請求項２】
前記予め区分する工程において、
前記有段式変速機の変速段が、減速比が大きな変速段であるときほど、第１機関速度と第２機関速度とを小さく設定することを特徴とする請求項１に記載のパワートレインシステムの制御方法。
【請求項３】
第２酸素濃度が第１酸素濃度よりも高いことを特徴とする請求項１または２に記載にパワートレインシステムの制御方法。
【請求項４】
前記ディーゼル機関の排気通路と吸気通路とに連通する排気再循環通路を通過して前記排気通路から前記吸気通路へ戻される空気量を制御することにより、前記酸素濃度を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパワートレインシステムの制御方法。
【請求項５】
ディーゼル機関と、
複数の変速段を有し且つ変速段毎に異なる減速比で前記ディーゼル機関の出力を減速させる有段式変速機と、
前記ディーゼル機関の機関速度を検知する機関速度検知手段と、
前記ディーゼル機関に要求される要求トルクを検知する要求トルク検知手段と、
車両のアクセルペダルの踏み込み量を検知する踏み込み量検知手段と、
前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を調節する酸素濃度調節手段と、
該酸素濃度調節手段の動作を制御する制御器と、を有し、
該制御器は、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出し、
前記機関速度の大きさが、第１機関速度以下である低速度域と、第１機関速度よりも大きな第２機関速度以上である高速度域と、第１機関速度よりも大きく第２機関速度よりも小さな中速度域とに区分された情報を記憶し、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率に設定し、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率よりも小さな第２の減少率に設定し、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記酸素濃度が、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第１酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御し、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度が、第１酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第１酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有する第２酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御することを特徴とするパワートレインシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル機関と有段式変速機とを備えたパワートレインシステムと、このパワートレインシステムを制御する方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関の燃焼室において過剰の酸素が燃焼すると、燃焼室内が過剰に高温・高圧になり、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量が増加してしまうため、燃焼室内の酸素濃度を適正に制御する必要がある。酸素濃度の目標値は、例えば、エンジンの機関速度と、エンジンに要求される要求トルクとに応じて設定される。また、酸素濃度の調節は、例えば、エンジンの排気通路からＥＧＲ通路を経由して吸気通路へ戻される排気ガスの流量（ＥＧＲ量）を調節することなどにより行われる。
【０００３】
ところで、有段式変速機の変速中は、エンジンの出力が不要である。そのため、図１０の実線に示されるように、変速中（時点ｔ１から時点ｔ２までの時間）は燃焼室内の酸素濃度の目標値が最低値に設定される。変速が完了すると、変速完了時の機関速度および要求トルク等に基づいて新たな目標値が設定される。よって、変速完了時、酸素濃度の目標値が瞬間的に著しく上昇することになる。
【０００４】
しかし、燃焼室内の酸素濃度を、変速完了と同時に瞬間的に大きく変化させることは技術的に極めて困難である。図１０の破線で示されるように、実際の酸素濃度は、変速完了直後において徐々に上昇するため目標値を大きく下回り、燃焼室内が酸素不足となってしまう。
【０００５】
このような問題に鑑みて、特許文献１の例えば段落［００４６］に記載された技術では、変速完了直後の燃焼室内の酸素不足が抑制されるように、変速中の酸素濃度（ＥＧＲ量）が制御される。具体的に、特許文献１の技術では、変速中の酸素濃度が、変速直前の酸素濃度に応じた所定濃度に維持される。かかる技術によれば、変速完了時の酸素濃度の変化量を極力小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３８６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたように変速中の酸素濃度制御を行う場合、燃焼室内の酸素濃度を確実に変速完了前に所定濃度にしなければならない。そのため、変速が行われるときは、変速中の酸素濃度を上記所定濃度に維持するための制御をできるだけ速やかに開始することが望ましい。
【０００８】
そのため、変速に先駆けて変化する何らかの制御パラメータが所定の閾値を超えたときに、変速中の酸素濃度を上記所定濃度に維持するための制御を開始することが考えられる。
【０００９】
しかし、この場合、上記制御パラメータの閾値の設定方法によっては、上記の変速中の制御が、実際には変速が行われないときに開始されてしまったり、変速が行われているにも拘わらず開始されなかったりするため、酸素濃度を適正に制御できない懸念がある。
【００１０】
そこで、本発明は、有段式手動変速機の変速の際、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を速やかに適正に制御することを、基本的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本願の第１の発明は、ディーゼル機関と、複数の変速段を有し且つ変速段毎に異なる減速比で前記ディーゼル機関の出力を減速させる有段式変速機とを備えたパワートレインシステムを制御する方法であって、
前記ディーゼル機関の機関速度と、前記ディーゼル機関に要求される要求トルクと、車両のアクセルペダルの踏み込み量と、を検知する工程と、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出する工程と、
前記機関速度の大きさを、第１機関速度以下である低速度域と、第１機関速度よりも大きな第２機関速度以上である高速度域と、第１機関速度よりも大きく第２機関速度よりも小さな中速度域とに予め区分する工程と、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率に設定する工程と、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率よりも小さな第２の減少率に設定する工程と、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第１酸素濃度に制御する工程と、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度を、第１酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第１酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有する第２酸素濃度に制御する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
なお、本明細書において、アクセルペダルの踏み込み量の減少率とは、アクセルペダルの踏み込み量が単位時間当たりに減少する量を意味するものとする。
【００１３】
本願の第２の発明に係るパワートレインシステムの制御方法は、第１の発明において、
前記予め区分する工程において、
前記有段式変速機の変速段が、減速比が大きな変速段であるときほど、第１機関速度と第２機関速度とを小さく設定することを特徴とする。
【００１４】
本願の第３の発明に係るパワートレインシステムの制御方法は、第１または第２の発明において、
第２酸素濃度が第１酸素濃度よりも高いことを特徴とする。
【００１５】
本願の第４の発明に係るパワートレインシステムの制御方法は、第１〜第３の発明において、
前記ディーゼル機関の排気通路と吸気通路とに連通する排気再循環通路を通過して前記排気通路から前記吸気通路へ戻される空気量を制御することにより、前記酸素濃度を制御することを特徴とする。
【００１６】
本願の第５の発明に係るパワートレインシステムは、
ディーゼル機関と、
複数の変速段を有し且つ変速段毎に異なる減速比で前記ディーゼル機関の出力を減速させる有段式変速機と、
前記ディーゼル機関の機関速度を検知する機関速度検知手段と、
前記ディーゼル機関に要求される要求トルクを検知する要求トルク検知手段と、
車両のアクセルペダルの踏み込み量を検知する踏み込み量検知手段と、
前記ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度を調節する酸素濃度調節手段と、
該酸素濃度調節手段の動作を制御する制御器と、を有し、
該制御器は、
前記アクセルペダルの踏み込み量の減少率を算出し、
前記機関速度の大きさが、第１機関速度以下である低速度域と、第１機関速度よりも大きな第２機関速度以上である高速度域と、第１機関速度よりも大きく第２機関速度よりも小さな中速度域とに区分された情報を記憶し、
前記機関速度が前記中速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率に設定し、
前記機関速度が前記低速度域または前記高速度域の任意の速度であるとき、前記減少率の閾値を第１の減少率よりも小さな第２の減少率に設定し、
前記減少率が前記閾値以下であるとき、前記酸素濃度が、検知された前記機関速度と前記要求トルクとに基づき算出される第１酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御し、
前記減少率が前記閾値よりも大きいとき、前記酸素濃度が、第１酸素濃度が算出されるときと比べて前記機関速度および前記要求トルクが同一である場合において第１酸素濃度との間に所定濃度以上の差を有する第２酸素濃度となるように前記酸素濃度調節手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本願の第１の発明によれば、アクセルペダルの踏み込み量の減少率が閾値を超えたとき、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度についての変速時特有の制御を、変速が開始されることを見越して迅速に実行することができる。また、前記減少率の閾値は、機関速度が中速度域にあるとき、機関速度が低速度域または高速度域にあるときに比べて大きく設定されるため、変速の可能性が低い中速度域において、燃焼室内の酸素濃度が非変速時の運転条件に適した濃度に制御される頻度を高めつつ、変速の可能性が高い低速度域または高速度域において、燃焼室内の酸素濃度について変速時特有の制御が実行される頻度を高めることができる。よって、燃焼室内の酸素濃度を適正に制御することができる。
【００１８】
本願の第２の発明によれば、低速度域の上限値である第１機関速度と、高速度域の下限値である第２機関速度とが、減速比が大きいときほど小さく、すなわち、減速比が小さいときほど大きく設定される。そのため、車輪トルクの低下すなわち減速比の低下に伴い非変速時の機関速度が上昇することに対応して、適切に燃焼室内の酸素濃度を制御することができる。
【００１９】
本願の第３の発明によれば、アクセルペダルの踏み込み量の減少率が閾値を超えたとき、燃焼室内の酸素濃度が、検知された機関速度と要求トルクとに基づき算出される濃度に比べて高くなるように制御されるため、変速中の酸素濃度の低下を回避して、変速完了直後に燃焼室内が酸素不足になることを防止することができる。
【００２０】
本願の第４の発明によれば、排気再循環通路を通過して排気通路から吸気通路へ戻される空気を利用して、燃焼室内の酸素濃度を制御することができる。
【００２１】
本願の第５の発明によれば、アクセルペダルの踏み込み量の減少率が閾値を超えたとき、ディーゼル機関の燃焼室内の酸素濃度についての変速時特有の制御を、変速が開始されることを見越して迅速に実行することができる。また、前記減少率の閾値は、機関速度が中速度域にあるとき、機関速度が低速度域または高速度域にあるときに比べて大きく設定されるため、変速の可能性が低い中速度域において、燃焼室内の酸素濃度が非変速時の運転条件に適した濃度に制御される頻度を高めつつ、変速の可能性が高い低速度域または高速度域において、燃焼室内の酸素濃度について変速時特有の制御が実行される頻度を高めることができる。よって、燃焼室内の酸素濃度を適正に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るパワートレインシステムを示す概略図である。
【図２】ディーゼルエンジンの吸排気系の構成を示す図である。
【図３】パワートレインシステムの制御系を示すブロック図である。
【図４】時間の経過に伴いシフトアップを行う状況を示すグラフである。
【図５】図４に示す状況に応じて変化するエンジン回転数を示すグラフである。
【図６】酸素濃度の目標値を設定するためのマップの一例である。
【図７】図４に示す状況下における酸素濃度の目標値の推移を示すグラフである。
【図８】アクセル開度減少率の閾値を設定するためのマップの一例である。
【図９】酸素濃度を制御するための各処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】従来の制御により設定される酸素濃度の目標値の推移と、実際の酸素濃度の推移とを比較するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るパワートレインシステム２の概略構成を示す。パワートレインシステム２は、ディーゼルエンジン１０と、手動式の有段式変速機６とを備えている。変速機６は、複数の変速段を有し、ディーゼルエンジン１０の出力を変速段毎に異なる減速比で減速させて車両の駆動輪８に伝達する。
【００２５】
図２は、ディーゼルエンジン１０の吸排気系１１の一実施形態を示す。吸排気系１１は、エンジン１０の吸気ガスが通過する吸気通路１４と、エンジン１０の排気ガスが通過する排気通路１２とを有する。
【００２６】
吸気通路１４には、吸気ガスを清浄化するためのエアクリーナ２８と、吸気ガスを冷却するためのインタークーラ２６とが設けられている。インタークーラ２６は、吸気通路１４においてエアクリーナ２８よりも下流側に配置されている。
【００２７】
排気通路１２には、排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタ２２と、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を処理（トラップ）して外部へのＮＯｘの排出を抑制するリーンＮＯｘトラップ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という。）２４とが設けられている。ＮＯｘ触媒２４は、排気通路１２においてパティキュレートフィルタ２２よりも下流側に配置されている。
【００２８】
吸排気系１１には排気ターボ過給機２０が設けられ、排気ターボ過給機２０は、排気通路１２に配置されたタービン２０ａと、吸気通路１４に配置されたコンプレッサ２０ｂとを備えている。タービン２０ａは、排気通路１２においてパティキュレートフィルタ２２よりも上流側に配置されている。コンプレッサ２０ｂは、吸気通路１４においてエアクリーナ２８よりも下流側で且つインタークーラ２６よりも上流側に配置されている。
【００２９】
吸排気系１１はまた、エンジン４の排気ガスの一部を排気通路１２から吸気通路１４に還流するためのＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システムを有する。吸排気系１１には、ＥＧＲシステムを構成するための例えば２つのＥＧＲ通路１６，１８が、それぞれ排気通路１２と吸気通路１４とに跨って設けられている。
【００３０】
一方のＥＧＲ通路１６は、比較的高圧の排気ガスを還流させるために使用される高圧ＥＧＲ通路である。高圧ＥＧＲ通路１６は、タービン２０ａよりも上流側の排気通路１２部分と、コンプレッサ２０ｂよりも下流側の吸気通路１４部分とを連通させている。具体的に、高圧ＥＧＲ通路１６は、吸気通路１４に対してインタークーラ２６よりも下流側の部分で連通している。高圧ＥＧＲ通路１６には、この通路１６を通過する排気ガスの還流量（以下、「ＥＧＲ量」ともいう。）を調節するための高圧ＥＧＲ弁１６ａが設けられている。
【００３１】
他方のＥＧＲ通路１８は、比較的低圧の排気ガスを還流させるために使用される低圧ＥＧＲ通路である。低圧ＥＧＲ通路１８は、タービン２０ａよりも下流側の排気通路１２部分と、コンプレッサ２０ｂよりも上流側の吸気通路１４部分とを連通させている。具体的に、低圧ＥＧＲ通路１８は、排気通路１２に対してパティキュレートフィルタ２２よりも下流側で且つＮＯｘ触媒２４よりも上流側の部分で連通し、吸気通路１４に対してエアクリーナ２８よりも下流側の部分で連通している。低圧ＥＧＲ通路１８には、この通路１８を通過する排気ガスのＥＧＲ量を調節するための低圧ＥＧＲ弁１８ａと、還流排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ１８ｂとが設けられている。
【００３２】
また、吸気通路１４には負圧調整弁３０とスロットル弁３２とが設けられている。
【００３３】
負圧調整弁３０は、吸気通路１４におけるエアクリーナ２８よりも下流側で且つ低圧ＥＧＲ通路１８との合流部よりも上流側の部分に設けられている。負圧調整弁３０は、コンプレッサ２０ｂよりも上流側における吸気通路１４内の圧力を調整する弁であり、負圧調整弁３０の開度量の制御により吸気通路１４への外気の流入量が調節される。低圧ＥＧＲ通路１８を通過する排気ガスのＥＧＲ量を調節する際、これに併せて吸気通路１４への外気流入量を調節する必要があるため、低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量とともに負圧調整弁３０の開度量も調整される。
【００３４】
スロットル弁３２は、吸気通路１４におけるインタークーラ２６よりも下流側で且つ高圧ＥＧＲ通路１６との合流部よりも上流側の部分に設けられている。スロットル弁３２は、エンジン１０の吸気量を調節するために用いられる。エンジン１０の吸気量は、スロットル弁３２を通過する吸気ガスと、高圧ＥＧＲ通路１６を通過する還流排気ガスとの合計量によって決まるため、高圧ＥＧＲ通路１６を通過する排気ガスのＥＧＲ量を調節する際は、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量とともにスロットル弁３２の開度量も調整される。
【００３５】
ディーゼルエンジン１０及び吸排気系１１に関する種々の制御は、図３に示す制御装置５０により行われる。制御装置５０は、各種センサから送られる信号に基づき、負圧調整弁３０、スロットル弁３２、高圧ＥＧＲ弁１６ａ、低圧ＥＧＲ弁１８ａ、及びエンジン１０の燃料噴射ノズル１０ｂの動作を制御する。
【００３６】
制御装置５０に信号を送るセンサとしては、例えば、アクセル開度センサ５２、エンジン回転数センサ５４、変速段センサ６０、及びクラッチセンサ６２が用いられる。
【００３７】
アクセル開度センサ５２は、アクセルペダル４０の踏み込み位置を検知するセンサであり、アクセルペダル４０の踏み込み量を検知する踏み込み量検知手段として機能するとともに、エンジン１０に要求される要求トルクを検知する要求トルク検知手段としても機能する。エンジン回転数センサ５４は、エンジン１０の回転数を検知するセンサであり、エンジン１０の機関速度を検知する機関速度検知手段として機能する。変速段センサ６０は、変速機６がいずれの変速段に設定されているかを検知するセンサである。具体的に、変速段センサ６０としては、例えば、変速機６のシフト操作のオン・オフを検知するスイッチを変速段毎に設けることが考えられる。クラッチセンサ６２は、クラッチ４の接続及び遮断を検知するセンサである。具体的に、クラッチセンサ６２としては、クラッチ４が切断されたか否かを検知するクラッチカットスイッチ、クラッチ４が接続されたか否かを検知するクラッチスイッチ、又はクラッチペダル４２の踏み込み位置を検知するストロークセンサのいずれか１つ又は複数が使用される。
【００３８】
以下、制御装置５０によりエンジン１０の燃焼室内の酸素濃度Ｍを制御する構成について説明する。
【００３９】
本実施形態において、酸素濃度Ｍの制御は、ＥＧＲ通路１６，１８を通過して排気通路１２から吸気通路１４へ戻される排気ガスのＥＧＲ量を制御することにより行われる。具体的に、酸素濃度Ｍは、ＥＧＲ量を多くすることで低下し、ＥＧＲ量を少なくすることで上昇する。
【００４０】
ＥＧＲ量の制御は、高圧ＥＧＲ通路１６を通過する還流排気ガスの量（高圧ＥＧＲ量）、又は、低圧ＥＧＲ通路１８を通過する還流排気ガスの量（低圧ＥＧＲ量）の少なくとも一方を制御することによって行われる。
【００４１】
高圧ＥＧＲ通路１６を通過する排気ガスは、高温のままエンジン１０の燃焼室に戻されるのに対して、低圧ＥＧＲ通路１８を通過する排気ガスは、ＥＧＲクーラ１８ｂ及びインタークーラ２６によって冷却されてからエンジン１０の燃焼室に戻される。そのため、高圧ＥＧＲ通路１６を通過する排気ガスは、低圧ＥＧＲ通路１８を通過する排気ガスに比べて、ガス密度が低い。よって、エンジン１０の燃焼室内の酸素量を維持したまま酸素濃度Ｍをより低くするためには、低圧ＥＧＲ量を多くすればよい。
【００４２】
酸素濃度Ｍの制御に際しては、酸素濃度Ｍの目標値ＭＴが適宜設定され、酸素濃度Ｍが目標値ＭＴに一致するように高圧ＥＧＲ量または低圧ＥＧＲ量の少なくとも一方が制御される。
【００４３】
図４〜図７を参照しながら、酸素濃度Ｍの目標値ＭＴを設定する構成について説明する。
【００４４】
図４に示すように、変速機６の変速段を第１速に設定した状態でＡ時点からＢ時点までの時間に車両を加速させた後、変速機６を第２速に変速し、さらにＣ時点からＤ時点までの時間に車両を加速させる状況を想定する。この場合、エンジン１０の回転数は、例えば図５に示すように、第１速での加速中に増加し、変速中に著しく減少した後、第２速での加速中に再び増加する。
【００４５】
このとき、エンジン１０の燃料噴射量は、運転者のアクセルペダル４０の踏み込み量に応じて、第１速での加速中には例えば図６の破線Ｘａｂで示されるように変化し、第２速での加速中には例えば図６の破線Ｘｃｄで示されるように変化する。一方、第１速から第２速への変速中はアクセルペダル４０が踏み込まれないため、クラッチ接続状態では燃料噴射量はほぼゼロであり、クラッチ切断状態ではアイドルに必要な量まで噴射量は減少する。
【００４６】
図４〜図６に示される状況を想定しつつ、酸素濃度Ｍの目標値ＭＴを設定する構成について説明する。
【００４７】
酸素濃度Ｍの目標値ＭＴは、エンジン１０の回転数と燃料噴射量とに基づき設定される。具体的に説明すると、例えば図６の複数の実線に示されるように、エンジン１０の回転数と燃料噴射量とに応じて目標値ＭＴを設定するためのマップが予め制御装置５０に記憶されており、基本的には、エンジン１０の回転数と燃料噴射量とマップとに基づき目標値ＭＴが適宜設定される。なお、図６のマップにおいて実線で示される複数の目標値ＭＴは、図において上から順に高い値とされる。
【００４８】
しかし、変速中は燃料噴射量が少なくなるため、図６のマップにより目標値ＭＴを設定すると目標値ＭＴは変速前に比べて極端に小さくなる。また、変速中のクラッチ接続状態ではエンジン１０の燃焼室内で燃料を燃焼させる必要がないことから、従来は、例えば図７の一点鎖線で示されるように、変速中（時点Ｂから時点Ｃまでの間）の目標値ＭＴは最低値に設定されていた。ところが、このように変速中の目標値ＭＴを設定すると、変速完了時（時点Ｃ）に目標値ＭＴが瞬間的に著しく上昇するため、実際の酸素濃度Ｍが目標値ＭＴに追いつくまでの間、エンジン１０の燃焼室内が酸素不足になる不具合がある（図９参照）。
【００４９】
そのため、本実施形態においては、所定の条件が成立することにより変速が開始されると判定されると、酸素濃度Ｍについての変速時特有の制御が次のように行われる。なお、本実施形態では、変速機６の変速段が次の変速段に切り替えられることを「変速の開始」というものとする。
【００５０】
変速時特有の制御では、変速中の酸素濃度Ｍの目標値ＭＴが、非変速時の目標値ＭＴが設定されるときと比べてエンジン回転数と燃料噴射量とが同一である場合において非変速時の目標値ＭＴとの間に所定濃度以上の差を有する値に設定される。つまり、変速中の目標値ＭＴは、変速中に検知されるエンジン回転数と燃料噴射量とに基づき図６のマップにより算出される値とは異なる値に設定され、好ましくは、図６のマップにより算出される値よりも大きな値に設定される。これにより、図７の実線で示されるように、変速完了時（時点Ｃ）において目標値ＭＴが大きく上昇することがないため、変速が完了したとき、実際の酸素濃度Ｍを迅速に目標値ＭＴに一致させることができ、エンジン１０の燃焼室に十分な量の酸素を供給することができる。なお、本実施形態では、変速段の切り替え後にクラッチが接続されることを「変速の完了」というものとする。
【００５１】
変速中の酸素濃度Ｍの目標値ＭＴは、所定の制御パラメータと、所定のマップ又は計算式とに基づき設定される。具体的には、例えば、エンジン回転数と燃料噴射量とに応じて目標値ＭＴを設定するための図６と同様のマップを予め設定しておき、このマップと、変速時特有の制御が開始される直前に検知されたエンジン回転数および燃料噴射量とに基づき、目標値ＭＴを設定することが考えられる。
【００５２】
ただし、本発明において、変速中の目標値ＭＴを設定する構成は特に限定されるものではない。例えば、変速時特有の制御を開始する際に、所定の制御パラメータに基づき変速完了時のエンジン回転数と燃料噴射量とを予測し、予測された変速完了時のエンジン回転数と燃料噴射量とに応じた目標値ＭＴを例えば図６のマップに基づき設定するようにしてもよい。
【００５３】
変速時特有の制御は、アクセルペダル４０の踏み込み量の減少率ｄαが所定の閾値ｄα１よりも大きくなったときに開始される。
【００５４】
閾値ｄα１は、例えば図８に示すように、エンジン回転数Ｎに応じて変化するように変速段毎に設定される。また、変速段毎に、エンジン回転数Ｎは、第１機関速度Ｎａ以下である低速度域と、第１機関速度Ｎａよりも大きな第２機関速度Ｎｂ以上である高速度域と、第１機関速度Ｎａよりも大きく第２機関速度Ｎｂよりも小さな中速度域とに予め区分されている。図８においては、変速段が第２速であるときの低速度域、中速度域および高速度域が示されており、減速比が大きな変速段であるときほど、第１機関速度Ｎａと第２機関速度Ｎｂとは小さく設定される。エンジン回転数Ｎが中速度域の任意の機関速度であるとき、閾値ｄα１は所定値ｄ１よりも大きく設定され、エンジン回転数Ｎが低速度域または高速度域の任意の機関速度であるとき、閾値ｄα１は所定値ｄ１以下に設定される。
【００５５】
以下、図９に示すフローチャートを参照しながら、酸素濃度Ｍを制御するための具体的な処理の流れについて説明する。
【００５６】
先ず、ステップＳ１において、各種センサから送られる信号が読み込まれる。具体的には、アクセル開度センサ５２により検知されたアクセル開度α１、エンジン回転数センサ５４により検知されたエンジン１０の回転数Ｎ１、変速段センサ６０により検知された変速段の情報、及び、クラッチセンサ６２により検知されたクラッチ４のオン・オフの情報が読み込まれる。ステップＳ１ではまた、読み込まれた各種情報が記憶される。
【００５７】
続くステップＳ２では、ステップＳ１で読み込まれたアクセル開度α１とエンジン回転数Ｎ１とに基づき、予め設定された計算式又はマップにより、アクセル開度減少率ｄαと、エンジン１０の燃料噴射量の目標値ＦＰと、燃料噴射のタイミングとが算出される。
【００５８】
次のステップＳ３では、ステップＳ１で読み込まれた変速段の情報とエンジン回転数Ｎ１とに基づき、例えば図８のマップによりアクセル開度減少率の閾値ｄα１が算出される。
【００５９】
続くステップＳ４では、フラグＦが立てられている（Ｆ＝１にセットされている）か否かが判断される。フラグＦは、後述のステップＳ５でアクセル開度減少率ｄαが閾値ｄα１よりも大きいと判定されると立てられ（Ｆ＝１にセットされ）、後述のステップＳ１１で変速が完了したと判定されるとオフにされる（Ｆ＝０にセットされる）。
【００６０】
ステップＳ４において、フラグＦが立てられていないと判断されるとステップＳ５に進む。
【００６１】
ステップＳ５では、ステップＳ２で算出されたアクセル開度減少率ｄαが、ステップＳ３で算出された閾値ｄα１よりも大きいか否か、すなわち、変速の開始が予想されるか否かが判断される。
【００６２】
ステップＳ５において、アクセル開度減少率ｄαが閾値ｄα１以下であると判断されると、変速が開始されないことが予想され、ステップＳ６〜ステップＳ８において基本制御が行われる。
【００６３】
具体的に、ステップＳ６では、ステップＳ１で読み込まれたアクセル開度α１とエンジン回転数Ｎ１とに基づき、予め設定された例えば図６に示すマップによりエンジン１０の燃焼室内の酸素濃度Ｍの目標値ＭＴが算出される。
【００６４】
続くステップＳ７では、ステップＳ６で算出された酸素濃度Ｍの目標値ＭＴと、ステップＳ２で算出された燃料噴射量の目標値ＦＰと、ステップＳ１で読み込まれたエンジン回転数Ｅ１とに基づき、負圧調整弁３０、スロットル弁３２、高圧ＥＧＲ弁１６ａ及び低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度が算出される。
【００６５】
さらに続くステップＳ８では、ステップＳ２とステップＳ７で算出された制御パラメータに基づき、各種アクチュエータが制御される。具体的には、燃料噴射量がステップＳ２で算出された目標値ＦＰとなるように、且つ、噴射タイミングがステップＳ２で算出されたタイミングとなるように燃料噴射ノズル１０ｂが制御され、吸排気系１１の各種バルブ１６ａ，１８ａ，３０，３２がステップＳ７で算出された開度に制御される。これにより、エンジン１０の燃焼室内の酸素濃度Ｍが、非変速時の運転状況に応じた適切な濃度に制御される。
【００６６】
一方、ステップＳ５において、アクセル開度減少率ｄαが閾値ｄα１よりも大きいと判断されると、変速が開始されることが予想され、ステップＳ９においてフラグＦが立てられる（Ｆ＝１にセットされる）。
【００６７】
次のステップＳ１０では、前回のルーチンのステップＳ１で読み込まれたアクセル開度α１とエンジン回転数Ｎ１とに基づき、所定のマップ又は計算式により変速中の目標値ＭＴが算出される。
【００６８】
ステップＳ１０において変速中の目標値ＭＴが算出されると、上述の基本制御と同様、ステップＳ７及びステップＳ８の処理が行われる。これにより、変速中におけるエンジン１０の燃焼室内の酸素濃度Ｍは、変速完了時の目標値ＭＴに近い値に制御される。
【００６９】
このようにして変速中の酸素濃度Ｍの制御が開始されると、次回のルーチンのステップＳ４では、フラグＦが立てられていると判断される。
【００７０】
ステップＳ４において、フラグＦが立てられていると判断されるとステップＳ１１に進む。
【００７１】
ステップＳ１１では、変速が完了したか否かが判断される。具体的には、変速段を切り替えるために遮断されていたクラッチ４が再接続されたか否かが判断される。
【００７２】
ステップＳ１１で変速が完了したと判断されると、ステップＳ１３でフラグＦがオフにされて（Ｆ＝０にセットされて）、ステップＳ５に進み、上述の処理が行われる。
【００７３】
一方、ステップＳ１１で変速が完了していないと判断されると、ステップＳ１２において、酸素濃度Ｍの目標値ＭＴが、ステップＳ１０で算出された値に固定された後、上述したステップＳ７とステップＳ８の処理がなされる。これにより、アクセル開度減少率ｄαが閾値ｄα１を超えてから変速が完了するまでの間、エンジン１０の燃焼室内の酸素濃度Ｍは、変速完了時の目標値ＭＴに近い濃度に維持されるため、変速完了時、酸素濃度Ｍを大きく上昇させる必要がない。そのため、変速完了直後において燃焼室内の酸素不足が生じることを回避することができる。
【００７４】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７５】
２：パワートレインシステム、４：クラッチ、６：有段式変速機、８：車輪、１０：ディーゼルエンジン、１０ｂ：燃料噴射ノズル、１１：吸排気系、１２：排気経路、１４：吸気経路、１６：高圧ＥＧＲ通路、１６ａ：高圧ＥＧＲ弁、１８：低圧ＥＧＲ通路、１８ａ：低圧ＥＧＲ弁、３０：負圧調整弁、３２：スロットル弁、４０：アクセルペダル、４２：クラッチペダル、５０：制御装置、５２：アクセル開度センサ、５４：エンジン回転数センサ、６０：変速段センサ、６２：クラッチセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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