(57)【要約】【課題】高い燃費性能を確保しつつ、運転操作性をより確実に高めることのできる車両の制御装置を提供する。【解決手段】発電機３０に接続される電気負荷３４からの要求と蓄電手段３１，３３の蓄電状態との少なくとも一方に基づいて発電機３０により発電させる発電量を決定し、決定した発電量に基づいて発電機３０に発電を行わせる発電機制御手段５１と、変速機５の変速中に、エンジンの回転数を制御する変速時回転数制御手段５２とを設け、変速時回転数制御手段５２に、変速後のギヤ段を推定させ、かつ、この推定した変速後のギヤ段に対応する変速後の同期回転数を決定させるとともに、この同期回転数となるようにエンジン回転数を制御させる。【選択図】図１
2016035210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有段変速機と、エンジンと、これら有段変速機とエンジンとの接続および遮断を行うクラッチと、上記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、当該発電機が発電した電力を蓄電する蓄電手段とを有する車両に搭載される制御装置であって、
上記発電機に接続される電気負荷からの要求と上記蓄電手段の蓄電状態との少なくとも一方に基づいて上記発電機により発電させる発電量を決定し、当該決定した発電量に基づいて上記発電機に発電を行わせる発電機制御手段と、
上記有段変速機の変速中に、エンジンの回転数を制御する変速時回転数制御手段とを備え、
上記変速時回転数制御手段は、
上記有段変速機と上記エンジンとの接続状態を判定する接続状態判定手段と、
上記有段変速機と上記エンジンとの接続が解除された後再び接続されたときのギヤ段である変速後ギヤ段を推定する変速後ギヤ段推定手段と、
上記有段変速機と上記エンジンとの接続が解除されたときの車速と上記推定された変速後ギヤ段とに基づいて、上記有段変速機と上記エンジンとの再接続完了時に上記有段変速機と同期するエンジンの回転数を推定し、この推定値を目標回転数として決定する目標回転数決定手段と、
上記接続状態判定手段によって上記有段変速機と上記エンジンとの接続が解除されたと判定されてから、当該接続状態判定手段によってこれらの再接続が完了したと判定されるまでの間、上記発電機制御手段により決定された発電量に基づく上記発電機の駆動状態を維持しつつ、上記目標回転数になるようにエンジンの回転数を制御する回転数制御手段とを備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置であって、
上記回転数制御手段は、上記目標回転数決定手段により決定された目標回転数とエンジン回転数との差と、上記発電機による発電量とに基づき、目標エンジン出力を決定し、当該目標エンジン出力となるようにエンジン出力を変更することを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有段変速機と、エンジンと、これら変速機とエンジンとを断接可能なクラッチと、上記エンジンにより駆動されて発電可能な発電機と、当該発電機により発電された電力を蓄電可能な蓄電手段とを有する車両に搭載される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃費性能向上のために、減速時等のアクセルオフ時におけるエンジンの回転エネルギを回収して電子機器等への給電に利用することが検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エンジンにより駆動される発電機と、この発電機により発電された電力を蓄えるキャパシタおよびバッテリとを備え、バッテリの残存容量が所定値よりも小さくなると、発電機に発電させてキャパシタを介してバッテリを充電するものであって、この発電機による発電を、主として減速時等のアクセルオフ時に実施するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、燃費性能を高める手段としては、上記以外にも、エンジン駆動時に生じる機械抵抗を小さく抑えるという方法がある。そこで、機械抵抗を小さく抑えるよう構成されたエンジンと、上記特許文献１のようなエンジンの回転エネルギを回収する装置とを組み合わせて車両に搭載すれば、燃費性能をより一層高めることができると考えられる。
【０００６】
しかしながら、本発明者らは、これらを単純に組み合わせただけでは、いわゆるマニュアルトランスミッション車においては、ギヤ段を変更する変速時において、良好な操作性を確保することが困難な場合があることを突き止めた。
【０００７】
具体的には、発電機の発電量すなわち発電機の駆動によってエンジンに生じる駆動抵抗（負荷）がバッテリの蓄電量や電機負荷の要求に応じて種々に変化するため、変速開始後すなわちエンジンと変速機との接続が遮断された後のエンジン回転数の変化速度がばらつき、エンジンと変速機とを再接続するのに最適なタイミングすなわち変速ショックの発生を回避できる適正な再接続タイミングがばらついてしまう。特に、アクセルオフ時に主として上記発電が実施される場合や、機械抵抗が小さくなるよう構成されたエンジンでは、変速時においてエンジン回転数の変化に対する発電機の負荷の影響が大きくなるため、上記再接続のタイミングのばらつきが大きくなり、操作性が悪化するという問題、また、変速ショックが生じる機会が増加してしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高い燃費性能を確保しつつ、運転操作性をより確実に高めることのできる車両の制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、有段変速機と、エンジンと、これら有段変速機とエンジンとの接続および遮断を行うクラッチと、上記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、当該発電機が発電した電力を蓄電する蓄電手段とを有する車両に搭載される制御装置であって、上記発電機に接続される電気負荷からの要求と上記蓄電手段の蓄電状態との少なくとも一方に基づいて上記発電機により発電させる発電量を決定し、当該決定した発電量に基づいて上記発電機に発電を行わせる発電機制御手段と、上記有段変速機の変速中に、エンジンの回転数を制御する変速時回転数制御手段とを備え、上記変速時回転数制御手段は、上記有段変速機と上記エンジンとの接続状態を判定する接続状態判定手段と、上記有段変速機と上記エンジンとの接続が解除された後再び接続されたときのギヤ段である変速後ギヤ段を推定する変速後ギヤ段推定手段と、上記有段変速機と上記エンジンとの接続が解除されたときの車速と上記推定された変速後ギヤ段とに基づいて、上記有段変速機と上記エンジンとの再接続完了時に上記有段変速機と同期するエンジンの回転数を推定し、この推定値を目標回転数として決定する目標回転数決定手段と、上記接続状態判定手段によって上記有段変速機と上記エンジンとの接続が解除されたと判定されてから、当該接続状態判定手段によってこれらの再接続が完了したと判定されるまでの間、上記発電機制御手段により決定された発電量に基づく上記発電機の駆動状態を維持しつつ、上記目標回転数になるようにエンジンの回転数を制御する回転数制御手段とを備えることを特徴とする車両の制御装置を提供する（請求項１）。
【００１０】
本発明によれば、操作性の悪化および変速ショックの発生を抑制しつつ、燃費性能を高めることができる。すなわち、本発明では、発電機の駆動状態が維持されたまま、すなわち、発電機の駆動状態によらず、変速途中（変速機とエンジンとの接続が解除されてからこれらの再接続が完了するまでの間）に、エンジン回転数が変速後において変速機と同期する回転数に強制的に制御されるため、発電機の駆動状態に応じて発電機からエンジンに加えられる負荷ひいてはエンジン回転数の変化速度が大きくばらついた場合であっても、変速（変速機とエンジンの再接続）が完了するまでにエンジン回転数を変速ショックが生じない適正な回転数に近づけて、エンジンと変速機とを再接続するのに最適なタイミングすなわち変速ショックの発生を回避できる適正な再接続タイミングのばらつきを小さく抑えることができる。そのため、変速途中においても、電気負荷からの要求と蓄電手段の蓄電状態との少なくとも一方に対応する発電を発電機に行わせて電気負荷に安定して電力を供給し、かつ、蓄電手段を効果的に蓄電してこれによって燃費性能を高めつつ、良好な操作性をおよび変速ショックの発生を回避することができる。
【００１１】
本発明において、上記回転数制御手段は、上記目標回転数決定手段により決定された目標回転数とエンジン回転数との差と、上記発電機による発電量とに基づき、目標エンジン出力を決定し、当該目標エンジン出力となるようにエンジン出力を変更するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
このようにすれば、変速途中において、発電機による発電量を適正に確保しつつエンジン回転数をより確実に目標回転数に近づけることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、高い燃費性能を確保しつつ、運転操作性をより確実に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置が適用された車両の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の制御ブロックを示す図である。
【図３】エンジン回転数のばらつきを説明するための図である。
【図４】ギヤ段と同期回転数との関係を示したグラフである。
【図５】回転数制御の制御手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る車両の制御装置１を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、車両の制御装置１が適用された車両を示した概略図である。
【００１７】
図１に示したエンジン２は、走行用の駆動源として車両に搭載されたエンジンである。図１には、エンジン２として、直列４気筒の直噴エンジンを示している。図１に示すように、エンジン２は、複数の気筒が形成されたエンジン本体２０と、エンジン本体２０に空気を導入するための吸気通路２１と、エンジン本体２０で生成された排ガスを排出するための排気通路２２とを備えている。そして、エンジン本体２０には、気筒内にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ（図２参照）２３と、インジェクタ２３から噴射された燃料と空気との混合気に対して火花放電による点火エネルギを供給して混合気を燃焼させる点火プラグ２９とが、気筒毎に設けられている。
【００１８】
吸気通路２１は、各気筒と連通する４本の独立吸気通路２１ａと、各独立吸気通路２１ａの上流端部に共通に接続されたサージタンク２１ｂと、サージタンク２１ｂから上流側に延びる１本の吸気管２１ｃとを有している。吸気管２１ｃの途中部には、エンジン本体２０に導入される吸気の流量を調節する開閉可能なスロットルバルブ２５が設けられている。
【００１９】
以上のように構成されたエンジン２と車輪３との間には、クラッチ４と、変速機（有段変速機）５と、デファレンシャル６とが介在しており、エンジン２で生成された駆動力はこれらを介して車輪３に伝達される。
【００２０】
変速機５は、有段変速機である。本実施形態では、前進ギヤ段として５つのギヤ段を有する５段変速機が用いられている。すなわち、変速機５は、エンジン２の駆動力が入力される入力軸５ａと、この駆動力を車輪３側に出力する出力軸５ｂとを有し、これら入力軸５ａと出力軸５ｂとの間にギヤ比が互いに異なる５つのギヤを有している。なお、変速機５には、後運ギヤも別途設けられている。この変速機５は、手動変速機であり、運転者がシフトレバー（不図示）を操作することでギヤ段が変更される。
【００２１】
クラッチ４は、エンジン２と変速機５とを接続および遮断するものである。クラッチ４は、エンジン２の出力軸に連結されたクラッチ板４ａと、変速機５の入力軸５ａに接続されたクラッチ板４ｂとを有し、これらクラッチ板４ａ、４ｂを、互いに圧接された状態と、離間した状態とに切り替えることで、エンジン２と変速機５との接続状態を変更する。このクラッチ４は、運転者によるクラッチペダル１１の操作に応じて、エンジン２と変速機５との接続状態を変更する。具体的には、クラッチペダル１１が踏込操作される（クラッチカットされる）と、クラッチ板４ａ、４ｂを離間させてエンジン２と変速機５との接続状態を遮断状態とし、クラッチペダル１１の踏込操作が解除されるとクラッチ板４ａ、４ｂを圧接させてエンジン２と変速機５とを接続された状態にする。
【００２２】
デファレンシャル６は、変速機５から伝達された駆動力を左右の車輪３、３に分配するものである。このデファレンシャル６には、最終減速機６ａが含まれており、変速機５から伝達された駆動力はこの最終減速機６ａにて減速された後車輪３、３に伝達される。
【００２３】
また、エンジン２には、エンジン２により駆動されて発電するオルタネータ（発電機）３０がベルト等の巻掛伝動部材を介して連結されている。
【００２４】
オルタネータ３０には、キャパシタ（蓄電手段）３１が接続されているとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介してバッテリ（蓄電手段）３３および各種の電気機器（電気負荷）３４が接続されている。オルタネータ３０は、可変電圧式であり、効率よく送電と蓄電を行うことができるよう最大２５Ｖまで高電圧化が可能なように構成されている。
【００２５】
電気機器３４は、電力により駆動される各種装置であり、例えば、エアコン、オーディオ、ライト等である。
【００２６】
キャパシタ３１と、バッテリ３３とは、オルタネータ３０で発生した電気エネルギを蓄えるものである。キャパシタ３１は、１２Ｖから２５Ｖまで充電可能な可変電圧式の大容量の低抵抗電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）である。このようなキャパシタ３１は、電解質イオンの物理的な吸着によって電気を蓄えるものであるため、内部抵抗が少なく、オルタネータ３０で発生した電気エネルギを瞬時に蓄えて効率的に取り出して使用することができる。一方、バッテリ３３は、車両用バッテリとして一般的に使用される鉛電池等からなる二次電池である。このようなバッテリ３３は、化学反応によって電気エネルギを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きであるが、充電容量が大きいという特性がある。
【００２７】
本実施形態では、オルタネータ３０により発電された電力は一旦キャパシタ３１に充電される。そして、キャパシタ３１に充電された電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２によって降圧された後、電気機器３４やバッテリ３３に供給される。
【００２８】
（２）制御系統
（２−１）概要
車両の制御系統について説明する。当実施形態では、エンジンの各部およびオルタネータ３０が図１および図２に示されるＥＣＵ（エンジン制御ユニット）５０によって統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。
【００２９】
エンジン２および車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。
【００３０】
例えば、エンジン本体２０には、エンジンの回転数を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。具体的には、このクランク角センサＳＮ１は、クランク軸の回転角度および回転速度を検出するものであり、このクランク角センサＳＮ１により検出されたクランク軸の回転速度に基づいてエンジンの回転数が特定される。
【００３１】
車両には、車速センサＳＮ２、クラッチスイッチＳＮ３、アクセルペダルセンサＳＮ４、バッテリ電流センサＳＮ５、キャパシタ電圧センサＳＮ６等が設けられている。
【００３２】
車速センサＳＮ２は、車速を検出するためのものである。本実施形態では、車速センサＳＮ２は、変速機５の出力軸５ｂの回転数を検出し、この検出された変速機５の出力軸５ｂの回転数に基づいて車輪３の回転数および車速が特定される。
【００３３】
クラッチスイッチＳＮ３は、クラッチペダル１１の踏み込みを検出するものである。本実施形態では、クラッチスイッチＳＮ３は、クラッチペダル１１の踏込量が所定量以上か否かを判定するものであり、この踏込量が所定値以上になると所定の信号を出力する。
【００３４】
アクセルペダルセンサＳＮ４は、運転者により操作されるアクセルペダル１２の開度を検出するものである。
【００３５】
バッテリ電流センサＳＮ５は、バッテリ３３に流れる電流（出入力する電流）を検出するものであり、後述するように、この検出値に基づいてバッテリ３３のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、残存容量）が特定される。
【００３６】
キャパシタ電圧センサＳＮ６は、キャパシタ３１の端子間電圧ひいてはキャパシタ電圧を検出するものであり、この検出値に基づいてキャパシタ３１に蓄えられている電力が特定される。
【００３７】
ＥＣＵ５０は、上記センサＳＮ１〜ＳＮ６と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報（エンジン回転数、車速、クラッチペダルの踏込状態、アクセル開度、バッテリ３３に流れる電流、キャパシタ３１の電圧）を取得する。
【００３８】
ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ６からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、車両の各部を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、インジェクタ２３、スロットルバルブ２５、点火プラグ２９、オルタネータ３０と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
【００３９】
（２−２）オルタネータ３０の制御
ＥＣＵ５０は、オルタネータ３０の制御に関する特有の機能的要素として、発電機制御部５１（発電機制御手段）を有している。
【００４０】
発電機制御部５１は、オルタネータ３０により発電させる発電量を決定し、この決定した発電量となるようにオルタネータ３０に指示を出すものである。
【００４１】
本実施形態では、発電機制御部５１は、主に、アクセルオフ時（アクセルペダルの踏込が行われておらずアクセル開度が０の場合）に、オルタネータ３０に発電をさせる。ここでは、このアクセルオフ時における発電機制御部５１の制御内容について説明する。
【００４２】
発電機制御部５１は、キャパシタ３１の蓄電量が所定値以下であるという条件と、バッテリ３３の蓄電量が所定値以下であるという条件と、電気機器３４にて電力が消費されているという条件の少なくとも一つが成立すれば、アクセルオフ時においてオルタネータ３０に発電を行わせる。
【００４３】
具体的には、発電機制御部５１は、キャパシタ３１の蓄電量が所定値以下であるかどうかを判定し、キャパシタ３１の蓄電量が所定値以下であれば、キャパシタ３１を満充電させるのに必要な発電量を決定する。また、発電機制御部５１は、バッテリ３３のＳＯＣが所定値以下であるかどうかを判定し、このＳＯＣが所定値以下であれば、バッテリ３３を満充電させるのに必要な発電量を決定する。また、発電機制御部５１は、電気機器３４の消費電力を検出し、この消費電力をまかなうことが可能な発電量を決定する。そして、発電機制御部５１は、これら決定した発電量を足し合わせた量を、目標発電量として決定し、この目標発電量分を発電するように、オルタネータ３０に指示する。
【００４４】
なお、バッテリ３３のＳＯＣは、バッテリ電流センサＳＮ５の検出値に基づいて算出したバッテリ３３に対して出入力した電力の積算値と、初期の蓄電量とに基づいて算出される。また、キャパシタ３１の蓄電量は、上記のように、キャパシタ電圧センサＳＮ６の検出値に基づいて特定される。
【００４５】
このように、本実施形態では、減速時等のアクセルオフ時であって、エンジン２に対して出力が要求されていない場合には、積極的にオルタネータ３０に発電させてエンジン２の回転エネルギを電気エネルギに変換して回収する。
【００４６】
ここで、上記のような制御を行えば、キャパシタ３１やバッテリ３３の蓄電量を確保して電気機器に安定した電力供給を行うことができるとともに燃費性能を高めることができる。しかしながら、本発明者らは、この制御を実施した場合、特に、燃費性能を高めるべく機械抵抗を小さく抑えるよう構成したエンジンに対してこの制御を実施した場合には、変速時に変速ショックが生じる頻度が増大するおそれがある、また、運転操作性が悪化するおそれがあることを突き止めた。
【００４７】
これは、次のような理由によると考えられる。
【００４８】
すなわち、変速時にもアクセル開度は０とされる。そのため、アクセル開度が０とされて変速が開始すると、オルタネータ３０は、上記の発電制御、すなわち、キャパシタ３１の蓄電量、バッテリ３３の蓄電量、および、稼働している電気機器３４の消費電力に応じて発電を開始する。このとき、オルタネータ３０の発電量は、キャパシタ３１の蓄電量、バッテリ３３の蓄電量、さらには、電気機器３４の稼働状態によって変化し、これにより、オルタネータ３０からエンジンに加えられる駆動抵抗（負荷）は大きくばらつく。そのため、運転者が適正な再接続タイミングを予測することが困難となり操作性が悪化する。また、適正な再接続タイミングでエンジン２と変速機５との再接続を実施することができず変速ショックが生じる機会が増加する。そして、機械抵抗が小さくなるよう構成されたエンジンでは、エンジン回転数の変化に対するオルタネータ３０の負荷の影響が大きくなるため、上記再接続のタイミングのばらつきが大きくなり、操作性がより一層悪化するとともに、変速ショックが生じる機会がより一層増加する。
【００４９】
図３を用いて具体的に説明する。図３は、シフトアップ時における各パラメータの変化を示した図である。この図３に示されるように、時刻ｔ１にてアクセル開度が０とされ、クラッチペダル１１が踏込操作されて変速が開始すると、エンジン回転数は低下する。また、オルタネータ３０の発電量が増大される。ここで、キャパシタ３１およびバッテリ３３の蓄電量が十分に確保されている場合には、実線で示すように、オルタネータ３０での発電量は小さくされる。そして、これに伴い、エンジン２に付与される負荷が小さく抑えられ、エンジン回転数はゆるやかに低下する。一方、キャパシタ３１およびバッテリ３３の蓄電量が不足している場合には、破線で示すように、オルタネータ３０での発電量が大きくされてエンジン２に付与される負荷が大きくなるため、エンジン回転数は急速に低下する。この結果、変速開始時のエンジン回転数が同一であるにも関わらず、変速後のギヤ段に対応した適切な回転数に低下するまでの時間、ｔ２、ｔ３が大きくばらつく。そのため、例えば、時刻ｔ２にて、運転者がクラッチペダル１１の踏込を解除した場合、エンジン回転数が破線で示した変化をしている場合には、変速ショックが生じないが、エンジン回転数が実線で示した変化をしている場合には、大きな変速ショックが生じてしまう。
【００５０】
（２−３）回転数制御
この問題に対して、本実施形態に係る装置１では、変速開始後、エンジン回転数を強制的に制御する。
【００５１】
ＥＣＵ５０は、この回転数制御に関する特有の機能的要素として、変速時回転数制御部５２（変速時回転数制御手段）を備える。この変速時回転数制御部５２は、機能的要素として、接続状態判定部（接続状態判定手段）６１、変速後ギヤ段推定部（変速後ギヤ段推定手段）６２、目標回転数決定部（目標回転数決定手段）６３、回転数制御部（回転数制御手段）６４を有している。
【００５２】
接続状態判定部６１は、エンジン２と変速機５とが接続された状態にあるか遮断された状態にあるかを判定するとともに、この接続状態に応じて変速が行われているか否かを判定するものである。本実施形態では、接続状態判定部６１は、クラッチスイッチＳＮ３の検出信号に基づいて、上記判定を行う。
【００５３】
具体的には、接続状態判定部６１は、クラッチスイッチＳＮ３から所定の信号が出力されており、クラッチスイッチＳＮ３によって、クラッチペダル１１が所定量以上踏込操作されていることが検出された場合には、エンジン２と変速機５とが遮断された状態にあると判定する。一方、接続状態判定部６１は、クラッチスイッチＳＮ３から所定の信号が出力されていなければ、エンジン２と変速機５とが接続された状態にあると判定する。そして、接続状態判定部６１は、エンジン２と変速機５とが接続された状態から遮断された状態に移行したと判定すると、変速が開始されたと判定し、エンジン２と変速機５とが遮断状態から接続された状態に移行したと判定すると変速が終了したと判定する。以下、接続状態判定部６１によって変速が開始されたと判定された時点を、単に変速開始時といい、接続状態判定部６１によって変速が終了したと判定された時点を、単に変速終了時という場合がある。
【００５４】
変速後ギヤ段推定部６２は、変速終了時のギヤ段である変速後ギヤ段を推定するものである。変速後ギヤ段推定部６２は、まず、変速開始時のギヤ段（以下、適宜、変速開始時ギヤ段という）を推定して、この推定した変速開始時ギヤ段に基づき変速後ギヤ段を推定する。本実施形態では、主として、シフトアップ時に生じる操作性の悪化および変速ショックを抑制することを目的として回転数制御を実施しており、変速後ギヤ段推定部６２は、変速開始時ギヤ段の１速高速側のギヤ段を、変速後のギヤ段として推定する。例えば、変速開始時のギヤ段が２速であれば３速を変速後ギヤ段として推定する。また、変速後ギヤ段推定部６２は、変速開始時のエンジン回転数ＮＥと車速Ｖｓｐとに基づいて変速開始時ギヤ段を推定する。
【００５５】
本実施形態では、変速後ギヤ段推定部６２は、変速開始時の車速Ｖｓｐとエンジン回転数ＮＥとが、図４に示した予め設定された第１領域Ａ１〜第５領域Ａ５のいずれの領域にあるかを判定し、第１領域Ａ１にある場合は変速開始時ギヤ段を１速と推定し、第２領域Ａ２にある場合は２速、第３領域Ａ３にある場合は３速、第４領域にある場合は４速、第５領域にある場合は５速と推定する。
【００５６】
上記領域Ａ１〜Ａ５は、各ギヤ段での基準同期回転数を基準として、この基準同期回転数から所定のずれ量を考慮して設定された領域である。ここで、基準同期回転数とは、タイヤの減りやタイヤのスリップ、また、クラッチ４および変速機５等での抵抗・機械損失がない基準状態で、変速機５と同期するエンジン２の回転数である。各ギヤ段における基準同期回転数ＮＥｓ＿ｉ（ｉ：ギヤ段、ｉ＝１〜５）は、車速をＶｓｐ、各ギヤ段のギヤ比をＫＧＥＡＲ＿ｉ（ｉ＝１〜５）、最終減速機６ａの減速比をＦＧＲ、基準のタイヤ径をＴＳとして、ＮＥｓ＿ｉ＝Ｖｓｐ×ＦＧＲ×ＫＧＥＡＲ＿ｉ×Ｋ（Ｋは定数）で決定される（以下、適宜、この式を式Ａという）。図３のラインＬ１〜Ｌ５は、それぞれ１速〜５速における基準同期回転数を示している。
【００５７】
各領域Ａ１〜Ａ５は、これら基準同期回転数のラインＬ１〜Ｌ５をそれぞれ中心として回転数が小さい側と大きい側とにわたる領域に設定されている。本実施形態では、第２〜第４領域Ａ２〜Ａ４は、隣接するラインの中央（同一車速におけるエンジン回転数の中央値）を通る境界ラインＬ１１〜Ｌ１５、すなわち、隣り合うラインの傾きの平均値を傾きとするラインであって、隣り合うギヤ段のギヤ比の平均値を上記式Ａのギヤ比に当てはめることで導かれるラインＬ１１〜Ｌ１５で挟まれた領域に設定されている。また、第１領域Ａ１は、１速の基準同期回転数のラインＬ１と２速の基準同期回転数のラインＬ２との中央ラインＬ１１よりも低車速側全体に設定されている。また、第５領域Ａ５は、４速の基準同期回転数のラインＬ４と５速の基準同期回転数のラインＬ５との中央ラインＬ１４よりも高車速側全体に設定されている。
【００５８】
このように、本実施形態では、全エンジン回転数および全車速領域が、いずれかのギヤ段領域に設定されており、ギヤ段推定部５２によって、変速開始時のギヤ段が１〜５段のいずれかに確実に決定される。ただし、クラッチ４が滑っておらずエンジン２と変速機５とが強固に接続されている通常状態では、エンジン回転数と車速とは、ほぼ上記基準同期回転数ラインＬ１〜Ｌ５上の値となる。
【００５９】
目標回転数決定部６３は、変速後ギヤ段推定部６２により推定された変速後ギヤ段に基づいて、変速後に変速機５と同期するエンジンの回転数（変速機５の入力軸５ａの回転数と一致する回転数）を目標回転数として決定するものである。具体的には、目標回転数決定部６３は、推定した変速後ギヤ段の基準同期回転数のうち変速開始時の車速に対応する値を抽出して、目標回転数に決定する。例えば、目標回転数決定部６３は、上記式Ａに、推定した変速後ギヤ段と車速とを当てはめたときに導かれるエンジン回転数を目標回転数に決定する。
【００６０】
回転数制御部６４は、エンジン回転数を、目標回転数決定部６３で設定された目標回転数に制御するものである。回転数制御部６４は、目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差に基づき、エンジン出力を変更して、エンジン回転数を強制的に目標回転数に制御する。回転数制御部６４によるエンジン回転数の制御は、変速が終了するまで実施される。
【００６１】
回転数制御部６４による制御手順を図５のフローチャートに示す。
【００６２】
回転数制御部６４は、まず、ステップＳ１１にて、目標回転数決定部６３により決定された目標回転数と実際のエンジン回転数（以下、適宜、実エンジン回転数という）との偏差すなわち目標回転数から実エンジン回転数を引いた値である回転数偏差を算出する。
【００６３】
次に、ステップＳ１２にて、単位時間あたりに増減させるエンジン回転数である回転数増減率を設定する。回転数制御部６４は、ステップＳ１１で算出された目標回転数偏差と予め設定された制御ゲインとを掛けた値を、回転数増減率として算出する。
【００６４】
回転数制御部６４は、ステップＳ１３にて、上記回転数増減率分だけエンジン回転数を増加させるのに必要なトルクの増減量を算出する。具体的には、回転数制御部６４は、予め設定された回転数増減率に対する必要トルクの増減量のマップを記憶しており、このマップからステップＳ１２で設定された回転数増減率に対応する必要トルクの増減量を抽出する。
【００６５】
次に、回転数制御部６４は、ステップＳ１４にて、現在のエンジン回転数を維持するのに必要なエンジントルクである回転数維持トルクを算出する。具体的には、回転数制御部６４は、予め設定されたエンジン回転数と回転数維持トルクのマップを記憶しており、このマップから実エンジン回転数に対応した値を抽出する。
【００６６】
次に、回転数制御部６４は、ステップＳ１５にて、エンジン回転数を現在の値に維持しつつエンジントルクをステップＳ１３で算出した必要トルク増減量分だけ増減させるために必要なエンジントルクである回転数用目標トルクを算出する。具体的には、回転数制御部６４は、ステップＳ１４算出した回転数維持トルクとステップＳ１３で算出した必要トルク増減量とを足した値を回転数用目標トルクとして算出する。
【００６７】
次に、回転数制御部６４は、ステップＳ１６にて、オルタネータ３０を駆動させるのに必要な発電用目標トルクを算出する。ここで、オルタネータ３０は、上記発電機制御部５１で決定された発電量を発電するよう駆動されており、オルタネータ３０の駆動に必要なトルクはこの発電量に応じて変化する。そのため、本実施形態では、回転数制御部６４は、この発電機制御部５１で決定された発電量に基づいて発電用目標トルクを算出する。具体的には、回転数制御部６４は、予め設定されたオルタネータ３０の発電量と、オルタネータ３０にこの発電量を発電させるために必要なエンジントルクとのマップを記憶しており、このマップから、発電機制御部５１で決定された発電量に対応するトルクを抽出する。
【００６８】
次に、回転数制御部６４は、ステップＳ１７にて、目標エンジン出力を算出する。本実施形態では、回転数制御部６４は、ステップＳ１５で算出した回転数用目標トルクに、ステップＳ１６で算出した発電用目標トルクを加え、さらに、この合計値に、エンジンの回転に伴い生じる機械抵抗トルクを加えて最終的な必要トルクを算出し、この最終的な必要トルクを得るのに必要なエンジン出力にさらにポンピングロス量を加えて目標エンジン出力とする。
【００６９】
次に、回転数制御部６４は、ステップＳ１８にて、ステップＳ１７で算出した目標エンジン出力に基づき、この目標エンジン出力を出力するための目標空気量と点火時期とを決定し、決定した目標空気量をエンジン２に供給するためのスロットルバルブの開度を決定する。また、目標空気量に基づいて燃料噴射量を決定する。
【００７０】
そして、回転数制御部６４は、ステップＳ１９にて、ステップＳ１８で決定したスロットルバルブ開度、点火時期、燃料噴射量となるように、スロットルバルブ２５、点火プラグ２９、インジェクタ２３を制御する。
【００７１】
その後、回転数制御部６４は、ステップＳ２０に進み、変速が終了したか否か、すなわち、接続状態判定部６１によって変速が終了したと判定されたか否かを確認する。この判定がＹＥＳであって、変速が終了したと判定された場合には、回転数制御部６４は、ステップＳ２１に進み、上記のエンジン回転数の制御を停止する。一方、この判定がＮＯであって変速が終了したと判定されていない場合は、回転数制御部６４は、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１〜Ｓ２０を実施する。すなわち、回転数制御部６４は、変速が終了するまで、ステップＳ１１〜Ｓ２０を実施して、エンジン回転数を目標回転数とするように制御を継続する。
【００７２】
なお、ステップＳ１１で算出される回転数偏差は、時々刻々更新される。すなわち、各時刻において、その時刻でのエンジン回転数と目標回転数との差が算出される。そして、この差に応じて時々刻々目標エンジン出力が算出し直されて、エンジン回転数を目標回転数にするために、より適正なスロットルバルブの開度等が決定される。
【００７３】
また、ステップＳ１６で算出される発電用目標トルクも時々刻々更新される。すなわち、上述のように、オルタネータ３０での発電量は、キャパシタ３１やバッテリ３３の蓄電量、また、電気機器での消費電力により決定されており、変速途中にこれらの値が変化するとオルタネータ３０での発電量も変化する。そのため、本実施形態では、時々刻々、オルタネータ３０に発電させる発電量に対応した発電用目標トルクを算出し直して、目標エンジン出力を更新し、これにより、エンジン回転数を目標回転数に適正に制御しつつ、オルタネータ３０での適正な発電を確保する。
【００７４】
（３）作用
以上のような制御を実施することで、本実施形態では、キャパシタ３１およびバッテリ３の蓄電量や電気機器３４の稼働状態によってオルタネータ３０の発電量がばらつき、これに伴って、変速途中にエンジン回転数の変化速度が大きく変化した場合であっても、変速終了時において、エンジン回転数を変速機５と同期する回転数にすることができ、変速ショックが生じるのをより確実に回避することができるとともに、エンジン回転数を強制的に変化させることでエンジン回転数がこの同期回転数となるタイミングすなわち上記適正な再接続タイミングがばらつくのを抑制することができ、操作性を良好にすることができる。
【００７５】
特に、本実施形態では、上記ステップＳ１５〜Ｓ１７にて、エンジン回転数を目標回転数に制御するのに必要なトルクである回転数用目標トルクと、オルタネータ３０に必要量発電を行わせるのに必要な発電用目標トルクとを加味して、目標エンジン出力を決定し、エンジン２に出力を行わせているため、オルタネータ３０に必要な発電を行わせつつ、変速終了までにより確実にエンジン回転数を目標回転数すなわち変速後に変速機５と同期する回転数に変化させることができる。
【００７６】
（４）変形例
上記実施形態では、シフトアップ時にのみ、回転数制御を実施する場合についてのみ説明したが、シフトアシスト制御をシフトダウン時に実施してもよい。なお、シフトダウン時に上記シフトアシスト制御を実施する場合には、例えば、変速後ギヤ段推定部６２は、変速開始時ギヤ段よりも低速側（例えば、１段低速側）のギヤ段を変速後のギヤ段として推定すればよい。
【００７７】
ただし、シフトダウン時は、エンジン回転数を増大させる必要があり運転者がアクセルを踏み込む操作を実施するのでエンジン回転数を別途制御する必要性が小さい、また、エンジン回転数を運転者の操作によらず自動的に増大させるのは運行安全上好ましくないと考えられる。一方、シフトアップ時は、エンジン２の機械抵抗が小さいためにエンジン回転数の低下が遅く、これに伴って変速ショックが生じる可能性が高い。そのため、上記実施形態のように、少なくとも、シフトアップ時には上記回転数制御を行うのが好ましい。
【００７８】
また、上記実施形態では、回転数制御部６４が、目標回転数と実際のエンジン回転数との差と、オルタネータ３０による発電量とに基づき、目標エンジン出力を決定し、当該目標エンジン出力となるようにエンジンを制御した場合について説明したが、回転数制御部６４に、目標回転数と実際のエンジン回転数との差とのみに基づいてエンジン出力を変更させるようにしてもよい。すなわち、上記ステップＳ１６の制御を省略して、ステップＳ１７にて、ステップＳ１５で算出した回転数制御用トルクのみに基づいて目標エンジン出力を算出してもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、アクセルオフ時において、オルタネータ３０の発電量が、キャパシタ３１およびバッテリ３３の蓄電量と電気機器３４の稼働状態との両方によって決定される場合について説明したが、これらの一つにより決定されてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
２    エンジン
４    クラッチ
５    変速機
３０  オルタネータ（発電機）
３１  キャパシタ（蓄電手段）
３３  バッテリ（蓄電手段）
３４  電気機器（電気負荷）
【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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