JP2017002993A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】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ついて所定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。【選択図】図１

Description

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ある。この場合、エンジン回転速度や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位置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。

そこで特許文献１では、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。すなわち、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、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、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。このことを利用して、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の構成では、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おり、例えば演算システムの構成や演算処理について簡素化が求められる場合に、その妨げとなることが懸念される。この場合、ギアチェンジの有無についてより簡易な構成で判定できることが好ましいと考えられる。

本発明は、上記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ものである。

本発明は、エンジン（１０）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ついて所定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。

本発明によれば、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、ギア位置センサや車輪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。

車両制御システムの概略を示す構成図。 ギアチェンジとエンジン回転速度変化の関係を示す図。 ギアチェンジとエンジン回転速度変化の関係を示す図。 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図。 ギアチェンジ判定処理のフローチャート。 ニュートラル判定処理のフローチャート。 ギアアップ操作時におけるエンジン回転速度の変化の説明図。 変容例のギアチェンジ判定処理のフローチャート。 クラッチ操作の判定処理のフローチャート。 エンジン回転速度とギアポジションの変化との関係の説明図。 変容例のニュートラル判定処理のフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、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。

（第１実施形態）
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や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、トランスミッション入力軸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、トランスミッション入力軸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トランスミッション出力軸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。トランスミッション出力軸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、エンジン１１の吸気管に設けられたスロットルのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ４２、エンジン１１の吸気管内の圧力である吸気圧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、燃料噴射弁による燃料噴射量制御及び点火装置によ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）によるなまし演算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。

ところで、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、ギアチェンジ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。なお、回転速度変化量ΔＮＥＢは、ギアチェンジ前のエンジン回転速度ＮＥ１からギアチェンジ後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（紙面左側のＡの場合）には、ギア比の変更に応じてギアチェンジ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（紙面右側のＢの場合）には、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の手順について、図５及び図６のフローチャートを用いて判定する。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。

この一連の処理では先ず、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のフローチャートを示す。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、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（Ｐｍ等）の変化に対してエンジン回転速度ＮＥ１が所定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、Ｓ１７の処理結果に基づき、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、Ｓ１５の処理と同様に、ΔＮＥＡ＜β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。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。

上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。

・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、ギア位置センサや車輪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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

本発明は上記に限定されず次のように実施してもよい。なお以下の説明において上述した構成と同様の構成には同じ図番号を付し、詳述は省略する。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、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が、本実施形態ではかかる構成を以下のように変更する。本実施形態では、エンジン回転速度ＮＥ１について所定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について所定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、ギアチェンジ判定の処理手順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，Ｓ２７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、Ｓ３５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Ｓ３６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）
・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。

・上記において、図６のＳ３３，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未満に小さくなる場合に、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。

・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。

・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。

・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。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）。

・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。

・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。

・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。

・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、例えば四輪自動車や、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。

・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。

・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。

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（１０）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ついて所定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た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ついて前記所定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ついて所定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以上に過上昇する際に、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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