(57)【要約】【課題】  動力伝達装置の入出力間が切断されたことを正確かつ速やかに検出することである。【解決手段】  車両の走行状態を一定の走行状態に制御するオートクルーズ制御と通常の制御とを切り替え可能な動力システムにおいて、ＥＣＵ４１が、オートクルーズ制御時に、エンジン回転数センサ４３により検出されたエンジン回転数の上昇速度が上限値を超えたら、動力伝達装置２の入出力間が切断されたものと判定し、オートクルーズ制御を解除して通常の制御に戻すようにする。駆動輪３１，３２に伝達される動力の急減に対して燃料噴射量が急増してエンジン回転数が過昇するのを防止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンの回転出力を回転数の異なる回転出力に変換する動力伝達装置とを有し、該動力伝達装置の入出力間を切断することにより変速比を切換え自在な動力システムにおいて、
前記動力伝達装置の入出力間の切断によるエンジンの負荷の減少に応じて変化するエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出された運転状態の変化速度の大きさが予め設定した上限値を超えると、前記動力伝達装置の入出力間が切断状態にあるものと判定する判定手段とを具備することを特徴とする動力システム。
【請求項２】
請求項１記載の動力システムにおいて、前記運転状態検出手段はエンジンの回転出力の回転数を検出する手段であり、前記判定手段は前記運転状態検出手段により検出された回転数の上昇速度の大きさを上限値と比較する手段である動力システム。
【請求項３】
請求項１記載の動力システムにおいて、前記運転状態検出手段は前記変速装置の回転出力の回転数を検出する手段であり、前記判定手段は前記運転状態検出手段により検出された回転数の低下速度の大きさを上限値と比較する手段である動力システム。
【請求項４】
請求項１記載の動力システムにおいて、前記運転状態検出手段はエンジンの回転出力を動力とするオルタネータの発生電圧を検出する手段であり、前記判定手段は前記運転状態検出手段により検出された発生電圧の上昇速度の大きさを上限値と比較する手段である動力システム。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の動力システムにおいて、エンジンの燃料噴射量指令値を車両が所定の走行状態となるようにフィードバック制御するオートクルーズ制御が選択可能な動力システムとし、かつ、前記動力伝達装置の入出力間が切断状態にあるものと判定されると、前記オートクルーズ制御を停止するオートクルーズ制御停止手段を具備せしめた動力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力システムに関し、特に変速時の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の駆動輪などを駆動するための動力システムは、動力源としてのエンジンと、エンジンの回転出力を回転数の異なる回転出力に変換する動力伝達装置とを備えている。動力伝達装置は、その入出力間を切断することにより変速比を切換え自在で、車速や負荷に応じて適正な回転出力が車輪などに伝達するようにしている。変速比の切換えは、例えば、トランスミッションとエンジンと間に介設されるクラッチを、運転者のクラッチペダル操作により切断作動させるとともに、トランスミッションのギアシフトを行うことでなされる。
【０００３】
一方、エンジンのトルクや回転数を規定する燃料の噴射量は、通常、運転者によりアクセルペダル操作に基づいて調整されるが、近年、燃料噴射量を、自動車が所定の走行状態となるように、例えば車速が一定に保たれるように調整するオートクルーズ制御も実用化されている。オートクルーズ制御は、自動車専用道路などのように略一定速で交通が流れる場面で採用される制御方式である。
【０００４】
下記特許文献１には、手動変速操作に伴ってギア位置が変更されるときのエンジンブレーキトルクによる減速感を抑制すべく、ギア位置センサの検出結果に基づいてギア位置が変更されたことを検出し、変更後のギア位置に応じてエンジンブレーキトルクを相殺するように目標エンジントルクを設定するようにしたものが提案されている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、エンジンの回転出力の回転数に上限を設けて車速を制限する一方、シフトダウンのときには、シフトダウン後のギアに対応した適正なエンジン回転数に合わせられるように、かかる車速制限を解除するようにしたようにした車速制限装置において、シフトレバーがニュートラル位置にあることを検出し、検出後、一定時間に限り、車速制限を解除するようにしたものが提案されている。この技術では、クラッチの作動をクラッチペダルに設けたスイッチにより検出するものに比して、クラッチペダルに足を置いた状態で運転する運転者の場合でも誤検出を回避することができる。
【特許文献１】特開２００３−１３８９５３号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の技術では、シフト後のギア位置を検出するので、クラッチが動作してからギア位置が変わるまでの間、負荷が急減してエンジン回転数が過昇することに対処することができない。特に、前記オートクルーズ制御中であれば、クラッチ操作などで動力伝達装置の入出力間が切断された時の減速に対し、燃料噴射量が増加方向に制御され、より回転数が過昇するおそれがある。
【０００７】
また、前記特許文献２の技術は、シフト後のギア位置を検出するのではなく、ニュートラル位置にあることを検出するので、特許文献１の技術に比べれば運転者のギアシフトの意思を早く知ることができるが、クラッチ操作を伴わずにギア位置がニュートラル位置に変わったり、ニュートラル位置検出用のスイッチの応答遅れによってギア操作の検出が遅れるような場合には、やはり、特許文献１の技術と同様に回転数の上昇という事態を必ずしも十分には回避することはできない。
【０００８】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、変速比切換え実行時のエンジンの回転出力の回転数を適正化することのできる動力システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明では、エンジンと、該エンジンの回転出力を回転数の異なる回転出力に変換する動力伝達装置とを有し、該動力伝達装置の入出力間を切断することにより変速比を切換え自在な動力システムにおいて、
前記動力伝達装置の入出力間の切断によるエンジンの負荷の減少に応じて変化するエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段により検出された運転状態の変化速度の大きさが予め設定した上限値を超えると、前記動力伝達装置の入出力間が切断状態にあるものと判定する判定手段とを具備せしめる。
【００１０】
動力伝達装置の入出力間が切断されると、その分、エンジンの負荷が急減し、これに伴って運転状態が変化する。したがって、この変化速度を基準値と比較することで、動力伝達装置の入出力間が切断されたことが知られる。センサ類によらないので、またセンサ類の応答遅延の影響を受けないので、応答性がよい。したがって、速やかに燃料噴射量を適減じる処置を講じることで、エンジンの回転出力の回転数を適正化することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記運転状態検出手段はエンジンの回転出力の回転数を検出する手段であり、前記判定手段は前記運転状態検出手段により検出された回転数の上昇速度の大きさを上限値と比較する手段とする。
【００１２】
動力伝達装置の入出力間が切断されると、その分、エンジンの負荷が急減し、これに伴って運転状態であるエンジンの回転出力の回転数が上昇する。したがって、エンジンの回転出力の回転数の上昇速度が上限値を超えたら、動力伝達装置の入出力間が切断されたものと判断し得る。
【００１３】
しかも、エンジンの回転出力の回転数を検出するセンサは基本的にエンジンに備えられているものであり、新たにセンサ類を設ける必要がなく、構成を簡略化することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記運転状態検出手段は前記動力伝達装置の回転出力の回転数を検出する手段であり、前記判定手段は前記運転状態検出手段により検出された回転数の低下速度の大きさを上限値と比較する手段とする。
【００１５】
動力伝達装置の入出力間が切断されると、その分、エンジンの負荷が急減する。これは動力伝達装置が出力する動力の急減を意味する。これに伴って運転状態である動力伝達装置の回転出力の回転数が急減する。したがって、動力伝達装置の回転出力の回転数の低下速度が上限値を超えたら、動力伝達装置の入出力間が切断されたものと判断し得る。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記運転状態検出手段はエンジンの回転出力を動力とするオルタネータの発生電圧を検出する手段であり、前記判定手段は前記運転状態検出手段により検出された発生電圧の上昇速度の大きさを上限値と比較する手段とする。
【００１７】
動力伝達装置の入出力間が切断されると、その分、エンジンの負荷が急減する。これはエンジンの負荷となる機器のひとつであるオルタネータの動力に余裕をもたらす。これに伴って運転状態であるオルタネータの発生電圧が急上昇する。したがって、オルタネータの発生電圧の上昇速度が上限値を超えたら、動力伝達装置の入出力間が切断されたものと判断し得る。
【００１８】
請求項５記載の発明では、  請求項１ないし４の発明の構成において、エンジンの燃料噴射量指令値を車両が所定の走行状態となるようにフィードバック制御するオートクルーズ制御が選択可能な動力システムとし、かつ、前記動力伝達装置の入出力間が切断状態にあるものと判定されると、前記オートクルーズ制御を停止するオートクルーズ制御停止手段を具備せしめる。
【００１９】
オートクルーズ制御では、車両が所定の走行状態を維持するように燃料噴射量指令値を制御するので、動力伝達装置の入出力間が切断状態で動力伝達装置から十分に動力が伝達されないと、これが車速の低下を回避すべく燃料噴射量指令値を増大させる方向に作用することになる。このため、エンジンの回転出力の回転数の上昇にさらに拍車をかける。したがって、オートクルーズ制御に対応した動力システムに請求項１〜４に係る発明を適用することの利点は大きい。また、車両が所定の走行状態を維持するので、エンジンの運転状態も比較的、安定しており、前記前記動力伝達装置の入出力間の切断によるエンジンの負荷の減少に応じたエンジンの運転状態の変化を正確に検出することができる。したがって、特に好適な適用例となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。図１に本発明の動力システムを示す。本実施形態は自動車に適用したものである。エンジン１１のクランクシャフト１１１から取出される回転出力を回転数の異なる回転出力に変換する動力伝達装置２が設けられており、その回転出力が自動車の駆動輪３１，３２に伝達される。またエンジン１１の回転出力の一部は、図示しないベルトを介してオルタネータ１３の動力として用いられる。
【００２１】
動力伝達装置２は、エンジン１１側から、クラッチ２１、トランスミッション２２、プロペラシャフト２３、ディファレンシャル２４などにより構成されている。トランスミッション２２はニュートラル位置を含む複数のギア位置を選択可能である。通常、運転者がクラッチペダル５２を踏み込むことでクラッチ２１を切り離してエンジン１１とトランスミッション２２との間を切断し、運転者のシフトレバー操作により、ギアシフトがなされる。
【００２２】
燃料噴射制御などの種々の制御はＥＣＵ４１により行われる。ＥＣＵ４１は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含み構成されるマイクロコンピュータや、入出力回路などから構成され，前記制御を実行するため、ＥＣＵ４１にはエンジン各部の状態（運転状態）を検出するセンサ類４２，４３，４４，４５からの信号が入力している。かかるセンサ類として、スロットルバルブ１２の開度を検出するアクセル開度センサ４２、エンジン１１の回転出力の回転数（以下，適宜、エンジン回転数という）を検出する運転状態検出手段であるエンジン回転数センサ４３、車速を検出する車速センサ４４、クラッチの断接状態を検出するクラッチセンサ４５などが設けられている。これらのセンサ類のほか、図示はしないが、Ａ／Ｆセンサなど、一般的なエンジンに付設されるセンサ類が設けられる。
【００２３】
ＥＣＵ４１では、燃料噴射量は、基本的には運転者が踏むアクセルペダル５１の踏み込み量を運転者のトルク要求として演算する。具体的にはアクセル開度およびエンジン回転数を入力としてマップにしたがって設定される。燃料噴射量指令値は、オートクルーズ制御時には別の方法で設定される。オートクルーズ制御は、車両のインストゥルメントパネルに設けられた操作部が運転者の操作でクルーズモード側に切り替わっていると有効となる制御で、検出車速が運転者によって設定される要求車速となるように噴射量指令値を設定する。
【００２４】
クルーズモードは所定の条件のもとで解除され、燃料噴射量指令値をアクセルペダルの踏み込み量に基づく通常モードに切り替える。図２にクルーズモード解除制御を示す。クルーズモード解除制御はクルーズモードに切り替わると起動する。ステップＳ１０１，Ｓ１０２は判定手段としての処理で、ステップＳ１０１では、今回のエンジン回転数ＮＥiから前回のエンジン回転数ＮＥi-1を減じ、この差分（ＮＥi−数ＮＥi-1）を上限値ΔＮＥthと比較して、差分（ＮＥi−数ＮＥi-1）が上限値ΔＮＥthを超えているか否かを判定する。今回のエンジン回転数すなわち最新のエンジン回転数はタイマ割り込みにより所定周期で取り込まれる。エンジン回転数の取り込み周期が一定であるから、差分（ＮＥi−数ＮＥi-1）はエンジン回転数の上昇速度とみなせる。上限値ΔＮＥthは予め設定され、制御プログラムとともに前記ＲＯＭに記憶される。
【００２５】
差分（ＮＥi−ＮＥi-1）が上限値ΔＮＥthに達せず、ステップＳ１０１が否定判断されると、新たに取り込まれたエンジン回転数を今回のエンジン回転数ＮＥiとしてステップＳ１０１が繰り返される。なお、ステップＳ１０１実行後には前回のエンジン回転数ＮＥi-1を、今回のエンジン回転数ＮＥiにより更新する。車速一定のクルーズモード時にはエンジン回転数は安定しているため、通常、ステップＳ１０１は否定判断される。
【００２６】
ステップＳ１０１が肯定判断されると、ステップＳ１０２でニュートラル位置と判定し、続くステップＳ１０３でクルーズモードを解除する。
【００２７】
なお、クルーズモードの解除は、従来のオートクルーズ制御が実行可能な動力システムのごとく、運転者がブレーキペダルを踏んだときにも実行される。
【００２８】
図３に本動力システム（以下，適宜、本発明という）におけるギアシフト時の作動状態を示し、図には本動力システムと比較する従来のエンジンシステムの一例（以下，適宜、比較例という）の作動状態を示す。比較例は、ギア位置センサによりシフトポジションがニュートラル位置にあるか、エンジン回転数が許容上限回転数に達したことにより、ニュートラル位置にあることを検出するか、あるいは、ブレーキペダルの踏み込みにより、クルーズモードを解除するタイプのものである。なお、図例ではクラッチが切断されることなくギアシフトがなされる場合を示している。
【００２９】
比較例では、それまでのギアが抜けてニュートラル位置にシフトすると、動力伝達装置の入出力間が切断されることで、エンジンの負荷が急減し、エンジン回転数が上昇する。このエンジン回転数の上昇には、エンジンの負荷が急減することと、オートクルーズ制御による燃料噴射量の上昇とが基因している。後者は、動力伝達装置の入出力間の切断に伴う車速の低下に対し、これを維持すべく燃料噴射指令値が増大方向に補正されるからである。そして、ギア位置センサの応答遅れなどに基因してニュートラル位置にあることの検出が遅れると、エンジン回転数がオートクルーズ制御時の許容上限回転数を超えた時点で、初めてニュートラル位置と判定される。これにより運転者のギアシフトの意思が確認されて、オートクルーズ制御が解除される。そして、燃料噴射量、エンジン回転数が急上昇を停止することになる。
【００３０】
これに対して、本動力システムでは、ギアが抜けることにより、エンジン回転数の上昇速度である差分（ＮＥi−ＮＥi-1）が上限値ΔＮＥthを超えたことで即座にニュートラル位置と判定されてオートクルーズ制御が解除されるから、燃料噴射量は増大しすぎる前に収束し、エンジン回転数の過昇も防止することができる。
【００３１】
しかも、エンジン回転数センサは、前記のごとく燃料噴射量の設定などに必要なセンサであり、基本的にエンジンに備えられているものである。したがって、新たにセンサ類を設ける必要がなく、構成を簡略化することができる。
【００３２】
なお、動力伝達装置が入出力間で切断されたことを検出すべく、動力伝達装置の回転出力の回転数を検出し、回転数の低下速度の大きさを上限値と比較するようにしてもよい。  動力伝達装置の入出力間が切断されると、その分、エンジンの負荷が急減する。これは動力伝達装置が出力する動力の急減を意味する。これに伴って運転状態である動力伝達装置の回転出力の回転数が急減する。したがって、動力伝達装置の回転出力の回転数の低下速度が上限値を超えたら、動力伝達装置の入出力間が切断されたものと判断し得る。ここで、動力伝達装置の回転数は、実質的にこれと比例した大きさを有する車速に置き換えても良い。車速センサには、通常、トランスミッションとその出力側で連結するプロペラシャフトと実質的に常時連動して回転する駆動輪の回転を検出するセンサが用いられるからである。
【００３３】
また、動力伝達装置が入出力間で切断されたことを検出すべく、オルタネータの発生電圧を検出し、発生電圧の上昇速度の大きさを上限値と比較するようにしてもよい。動力伝達装置の入出力間が切断されると、その分、エンジンの負荷が急減する。これはエンジンの負荷となる機器のひとつであるオルタネータの動力に余裕をもたらす。これに伴って運転状態であるオルタネータの発生電圧が急上昇する。したがって、オルタネータの発生電圧の上昇速度が上限値を超えたら、動力伝達装置の入出力間が切断されたものと判断し得る。
【００３４】
また、クルーズモードを解除するか否かを判断するために検出する運転状態は、前記エンジン回転数などの他，動力伝達装置の入出力間の切断によるエンジンの負荷の減少に応じて変化するエンジンの運転状態であれば利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の動力システムの構成を示す図である。
【図２】前記動力システムを構成するＥＣＵで実行される制御を示すフローチャートである。
【図３】前記動力システムの作動状態を示すタイミングチャートである。
【図４】前記動力システムと比較するための従来の動力システムの作動状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１１  エンジン
１１１  クランクシャフト
１２  スロットルバルブ
２  動力伝達装置
２１  クラッチ
２２  トランスミッション
２３  プロペラシャフト
２４  ディファレンシャルギア
３１，３２  駆動輪
４１  ＥＣＵ（判定手段、オートクルーズ制御停止手段）
４２  アクセル開度センサ
４３  回転数センサ（運転状態検出手段）
４４  車速センサ
４５  クラッチセンサ
【図１】
2005113830.tif 000003
【図２】
2005113830.tif 000004
【図３】
2005113830.tif 000005
【図４】
2005113830.tif 000006