JP2000328975A

JP2000328975A - 変速制御装置

Info

Publication number: JP2000328975A
Application number: JP11137657A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ikefuchi; 徹雄池渕
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】補助ブレーキを作動させて変速時間を短縮す
る変速制御装置において、補助ブレーキの作動タイミン
グを適正化して、補助ブレーキの耐久性を向上させると
共にエンジンからの黒煙排出を低減する。【解決手段】エンジンコントロールユニット（８２）
は、電子制御ユニット（８０）からのシフトアップ指令
に応じて、時間経過につれて漸減する疑似アクセル開度
を設定し、この疑似アクセル開度に基づき燃料噴射量を
制御する。電子制御ユニットは、疑似アクセル開度が所
定開度以下になるか或いは燃料噴射量がゼロになるとエ
ンジンが無負荷運転状態にあると判断して排気ブレーキ
（１０４、１０６）を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速中に補助ブレ
ーキを作動させて変速時間を短縮するようにした変速制
御装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】小型車用の自動変速機ではトルク
コンバータが用いられるが、バスやトラック等の大型車
にあっては、駆動トルクが大きいためトルクコンバータ
による駆動トルク伝達は困難である。このため、大型車
では、手動変速機と同様の機械式の変速機と、自動的に
断接可能なクラッチ装置とを有した自動変速機が一般に
用いられている。この様な自動変速機によれば、変速タ
イミングに合わせてクラッチを自動的に断接しつつ自動
変速を行える。また、この種の変速機には、クラッチペ
ダルの踏み込み操作に応じて断接動作するクラッチ装置
を設けたものがある。

【０００３】自動変速機では、エンジン回転数が同期回
転数に達するのを待って変速動作が実施される。従っ
て、同期回転数への到達時間が長くなると変速時間がそ
の分長くなる。この様な不具合を解消するため、排気ブ
レーキを装備した車両では、排気ブレーキスイッチがオ
ンしている状態で変速指令が発せられたときに排気ブレ
ーキを作動させたり、或いは、実公平４−４０９８１号
公報に記載のように、排気ブレーキスイッチがオン操作
されていない場合にも変速指令の発生から所定時間が経
過したときに排気ブレーキを作動させることがある。こ
の様に、変速指令に応じて排気ブレーキを作動させるこ
とによりエンジン回転の低下を促して変速時間を短縮す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変速指
令の発生後にあってもエンジン出力が増大変化すること
がある。この様なエンジン運転状態の下で排気ブレーキ
（より一般的には、サービスブレーキの制動力を補完す
る補助ブレーキ）を動作させると、増大変化しようとす
るエンジン回転数を補助ブレーキにより無理に低下させ
ることになり、補助ブレーキの耐久性が損なわれる。ま
た、エンジンから黒煙が排出されるという不具合も生じ
る。

【０００５】また、上記の従来技術によれば、変速指令
の発生後のエンジン運転状態にかかわらず、補助ブレー
キの作動タイミングは一定である。従って、補助ブレー
キを作動させても耐久性低下などを来すおそれがないほ
どエンジン出力が低下した場合にも、変速指令の発生か
ら一定時間が経過するまでは補助ブレーキは動作せず、
補助ブレーキ動作による変速時間の更なる短縮を図れな
い。

【０００６】本発明の目的は、変速機の変速動作中にお
ける補助ブレーキの作動タイミングを適正化して、補助
ブレーキの耐久性向上およびエンジンからの黒煙排出の
低減を図りつつ、変速時間を短縮可能とする変速制御装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、変速指令に基
づきエンジン出力を減少させると共にクラッチを切り、
クラッチが切れたのちに変速機を変速動作させる変速制
御装置において、シフトアップ指令の発生後のエンジン
出力低減によりエンジンが無負荷状態で運転されるに至
ったときにエンジン補助ブレーキを作動させることを特
徴とする。

【０００８】本発明によれば、変速機のシフトアップに
際して、変速指令の発生後に、例えばエンジンへの燃料
噴射量がゼロまたはゼロ近傍になったり或いはアクセル
開度が所定開度以下になって、無負荷運転状態が検出さ
れると、補助ブレーキが作動して、エンジン回転数が速
やかに低下する。この様に、変速指令の発生時点からの
経過時間の長短にかかわらず、エンジンが無負荷状態に
あれば補助ブレーキが作動するので、変速指令発生から
短時間内に無負荷運転状態になる場合には、補助ブレー
キの作動タイミングが早められて変速時間が短縮され
る。その一方で、変速指令の発生後において無負荷運転
状態にならない限り、補助ブレーキは作動しない。換言
すれば、エンジン出力が増大変化するようなエンジン運
転状態であれば補助ブレーキの作動が禁止される。この
結果、エンジン回転数の上昇に抗してエンジン回転を無
理に低下させるような補助ブレーキ動作は行われず、無
理な補助ブレーキ動作に起因する補助ブレーキの耐久性
低下やエンジンからの黒煙排出が確実に防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による変速制御装置を説明する。図１を参照す
ると、トラック、バスなどの車両に搭載されたディーゼ
ルエンジン１の出力軸２は、クラッチ装置３を介して、
例えば前進７段の歯車式変速機４に接続されている。

【００１０】クラッチ装置３は、通常の機械摩擦式クラ
ッチの動作を、手動および自動のいずれによっても実施
できるように構成されている。すなわち、クラッチ装置
３は、フライホイール１０に圧接するクラッチ接位置と
フライホイール１０から離間するクラッチ断位置との間
で移動可能に配されたクラッチ板１２と、クラッチ断接
用のクラッチアクチュエータとして機能するエアシリン
ダユニット１６とからなる。エアシリンダユニット１６
は、アウタレバー１２ａと、例えばパイプからなるエア
通路３０と、エアタンク３４とから構成されている。

【００１１】上記構成によれば、エアシリンダユニット
１６が非作動状態にあると、クラッチ板１２はフライホ
イール１０に圧接され、クラッチ装置３は接続状態に保
持される。また、エアシリンダユニット１６が非作動状
態から作動状態へ切換えられると、クラッチ板１２がフ
ライホイール１０から離間して、クラッチ装置３は接続
状態から切断状態に変化する。この様な自動によるクラ
ッチの断接は、変速機４の自動変速に合わせて行われ
る。

【００１２】クラッチ装置３の手動操作に関連して、運
転者が踏み込み操作可能なクラッチペダル１３が設けら
れている。クラッチペダル１３が踏まれると、油圧マス
タシリンダ１３ａからの作動油が油路１３ｂを介してエ
アシリンダユニット１６に供給され、この作動油供給に
応じて、エアシリンダユニット１６が作動してクラッチ
板１２をクラッチ断方向へ移動させ、クラッチを断状態
にする。また、クラッチペダル１３の踏込みが解除され
て作動油供給が停止すると、クラッチが接状態になる。
この様に、クラッチ装置３の断接は手動でも実施され
る。

【００１３】変速操作に関連して、変速機４にはチェン
ジレバー（セレクトレバー）６０が設けられている。チ
ェンジレバー６０は、セレクト方向及びこれに直交する
方向に移動可能であると共に、この直交方向に移動した
位置からセレクト方向と平行なシフト方向に移動可能に
されている。図１中、チェンジレバー６０に矢印で関連
づけた枠内に示すように、セレクト方向には、Ｎ（ニュ
ートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及び自動変速
モードに相当するＤ（ドライブ）レンジが設定されてい
る。また、シフト方向すなわち手動変速モードに相当す
るＭ（マニュアル）レンジには、チェンジレバー６０の
ＤレンジからＭレンジへの水平移動位置に設定されたＨ
ＯＬＤ（ホールド）ポジションと、このＨＯＬＤポジシ
ョンを挟むようにして、ＵＰ（シフトアップ）ポジショ
ンとＤＯＷＮ（シフトダウン）ポジションとが設定され
ている。

【００１４】さらに、変速操作に関連して、変速機４の
ギヤの噛み合い（ギヤ位置）を切換えるためのギヤシフ
トユニット６４が設けられている。ギヤシフトユニット
６４は、複数個の電磁弁（図１には１つのみを示す）６
６と、変速機４内のシフトフォーク（図示せず）を作動
させる複数のパワーシリンダ（図示せず）とを有してい
る。これらのパワーシリンダは、電磁弁６６、エア通路
６７及びエア通路３０を介してエアタンク３４に接続さ
れており、エアタンク３４からの高圧作動エアの供給に
応動するようになっている。

【００１５】変速機４の変速動作は、電子制御ユニット
（ＥＣＵ）８０の制御下で実施される。すなわち、ＥＣ
Ｕ８０から電磁弁６６に作動信号が与えられると、パワ
ーシリンダが作動し、変速機４のギヤ位置が、選択され
たセレクトレンジ及びシフトポジションに応じて切換え
られる。エンジン１には、エンジンにより駆動されて燃
料をエンジン１に噴射する燃料噴射ポンプ６が設けられ
ている。エンジン運転制御については、エンジンコント
ロールユニット８２が、ＥＣＵ８０から入力したエンジ
ン運転制御情報に基づいて、噴射ポンプ６内の電子ガバ
ナ（図示せず）により燃料噴射量ひいてはエンジントル
クを増減制御する。

【００１６】ＥＣＵ８０の入力側には、噴射ポンプ６の
入力軸回転数をエンジン回転数として検出するエンジン
回転センサ８、変速機４の変速段を検出するギヤ位置ス
イッチ６８、アクセルペダル７０の踏み込み量を検出す
るアクセル開度センサ７２、変速機４の出力軸７６の近
傍に配設され車速を検出する車速センサ７８、排気ブレ
ーキＳＷ１０８等が接続されている。

【００１７】一方、ＥＣＵ８０の出力側には、マグネッ
トバルブ３１、電磁弁６６、エンジンコントロールユニ
ット８２、アクチュエータ１０６等が接続されている。
アクチュエータ１０６は、排気マニホールド１００から
延びる排気管１０２に介装されたバタフライバルブ１０
４と共に排気ブレーキを構成している。バタフライバル
ブ１０４は通常は開弁され、排気管１０２を介する排ガ
スの排出に影響を及ぼさない。一方、排気ブレーキスイ
ッチ（ＳＷ）１０８がオン操作されると、ＥＣＵ８０の
制御下でアクチュエータ１０６が作動してバタフライバ
ルブ１０４を閉弁する。この結果、エンジン１の背圧が
高くなってエンジン出力が低減し、等価的に制動力を発
生させる。この様に、排気ブレーキは、図示しないサー
ビスブレーキの制動力を補完するエンジン補助ブレーキ
として機能する。

【００１８】なお、排気ブレーキの通常動作は、排気ブ
レーキＳＷ１０８がオン位置にあるという第１条件に加
えて、例えば、アクセル開度が値０であるという第２条
件と、変速中でないという第３条件と、車速が所定車速
（例えば１５ｋｍ／ｈ）まで低下していないという第４
条件とが同時に成立した場合に実施される。上記の通常
の排気ブレーキ制御に加えて、本実施形態では、変速時
間を短縮するべく、変速中にも排気ブレーキ（補助ブレ
ーキ）を作動させるようにしている。

【００１９】既に述べたように、変速中の補助ブレーキ
作動により補助ブレーキの耐久性低下を来したり黒煙排
出を招来することがある。本発明者の知見によれば、こ
の様な不具合は、燃料噴射量（より一般にはエンジン出
力）が増大変化するようなエンジン運転状態において補
助ブレーキを作動することに起因する。以下、燃料噴射
量の増大変化が変速制御中に生じる理由を説明する。

【００２０】変速制御装置には、運転者がアクセルペダ
ル７０を踏み込んで加速意思を示した場合に、シフトア
ップのための変速制御およびクラッチ制御を行うと共
に、以下の燃料噴射量制御を行うものがある。本実施形
態の燃料制御装置も基本的には同様の制御を行うように
なっている。この種の変速制御装置では、アクセルペダ
ル７０の踏込操作中、現在の変速段よりも高速側の目標
変速段が設定されると、ＥＣＵ（変速指令発生手段）８
０からエンジンコントロールユニット８２へシフトアッ
プ指令（トルク減少指令）と共にトルク減少時間データ
が送出される。エンジンコントロールユニット（エンジ
ン出力減少手段）８２では、トルク減少指令の発生時点
からの時間経過につれて減少するような疑似アクセル開
度が設定される。疑似アクセル開度は、図３に例示する
ように、トルク減少時間の第１期間内に所定のｘ％の開
度まで直線的に減少してから第２期間内に所定のｘ％開
度から０％開度まで直線的に急減するように設定され
る。すなわち、２つの直線部分からなる疑似アクセル開
度屈曲変化特性線が設定される。

【００２１】一般に、トルク減少時間は、トルク減少指
令発生時点から時間経過につれてエンジン回転数を単調
に減少変化させるような疑似アクセル屈曲変化特性線を
得ることを企図して設定される。そして、エンジン１へ
の燃料噴射量は、例えば、疑似アクセル開度と実際のエ
ンジン回転数とに応じて設定される。この様に設定され
る燃料噴射量に基づく燃料噴射量制御によれば、通常、
燃料噴射量は単調に減少変化することになる。

【００２２】しかしながら、トルク減少指令が発せられ
る際のアクセル開度、エンジン回転数、車速などは種々
であり、トルク減少時間ひいては疑似アクセル屈曲変化
特性線をトルク減少指令発生時のエンジン回転数や車速
に応じて可変設定するようにした場合にも、燃料噴射量
は必ずしも単調に減少変化するとは限らない。すなわ
ち、燃料噴射量制御中、実際エンジン回転数が、想定し
たエンジン回転数低下よりも過度に低下することがあ
る。そして、過度に低下した実際エンジン回転数に基づ
いて設定される燃料噴射量は、それまでの燃料噴射量を
上回ることがある。この場合、図４に矢印を付して例示
するように、漸減してきた燃料噴射量が増大変化に転じ
ることになり、エンジン出力が増大し始める。図４中、
エンジン回転数・燃料噴射量特性線のそれぞれに付した
数字１０、２０、・・・、１００は疑似アクセル開度
（％）を表す。

【００２３】燃料噴射量が増大変化に転じるようなエン
ジン運転状態において、変速時間を短縮するべく補助ブ
レーキを作動させると、補助ブレーキの耐久性低下や黒
煙排出を招来することになる。その一方で、低エンジン
出力領域での補助ブレーキの作動遅れにより、変速時間
の更なる短縮を図れないことがある。こうした補助ブレ
ーキの作動タイミングの不適切さによる不具合を解消す
るべく、本実施形態による変速制御装置では、シフトア
ップ中に疑似アクセル開度が所定開度（たとえば全開開
度の１０％）以下になるか或いはエンジン１への燃料噴
射量がゼロになって、無負荷状態でのエンジン運転が判
別されたときに、補助ブレーキとしての排気ブレーキを
作動させるようにしている。

【００２４】排気ブレーキ作動に関連して、ＥＣＵ（変
速指令発生手段）８０は、図示しない変速制御ルーチン
においてシフトアップを行うべきか否かを判定する。チ
ェンジレバー６０によるセレクト位置がＤレンジにある
場合、ＥＣＵ８０は、ＲＯＭに格納されたシフトマップ
を参照して車速とアクセル開度或いはエンジン回転数と
に基づいて目標変速段を決定し、目標変速段が現在の変
速段よりも高速側の変速段であれば、シフトアップすべ
きと判定する（以下、シフトアップ判定という）。ま
た、Ｍレンジにおいてチェンジレバー６０がシフトアッ
プ方向へ手動操作された場合も同様にシフトアップ判定
する。

【００２５】シフトアップ判定時、ＥＣＵ８０は、マグ
ネットバルブ３１に駆動信号（クラッチ切断指令）を出
力してエアシリンダユニット１６を作動させ、クラッチ
装置３を切断状態にする。次に、ＥＣＵ（変速機制御手
段）８０は、ギヤの掴み換えを行うべく、現在の変速段
に対応する電磁弁６６に駆動信号（ギヤ抜き開始指令）
を出力する一方、シフトアップ指令およびトルク減少時
間データをエンジンコントロールユニット８２に送出す
る。

【００２６】エンジンコントロールユニット（エンジン
出力減少手段）８２は、シフトアップ指令の発生時点か
ら時間経過につれて減少変化する疑似アクセル開度を設
定し、さらに、この疑似アクセル開度と実際のエンジン
回転数とに応じて燃料噴射量を設定し、この設定噴射量
になるように電子ガバナを介して噴射ポンプ６のコント
ロールラックを駆動する。この結果、シフトアップ指令
の発生後、燃料噴射量ひいてはエンジンの出力や回転数
が時間経過につれて通常は漸減する。但し、燃料噴射量
が一時的に増大変化することもあり、シフトアップ時間
短縮のための排気ブレーキ作動のタイミングを適正化す
ることは一般には困難である。

【００２７】そこで、ＥＣＵ（補助ブレーキ制御手段）
８０は、シフトアップ判定時点以降、図２に示す排気ブ
レーキ作動制御ルーチンを周期的に実行する。この排気
ブレーキ作動制御ルーチンでは、ＥＣＵ（負荷状態検出
手段）８０は、エンジンコントロールユニット８２から
出力される疑似アクセル開度が、所定開度たとえば全開
状態の１０％以下であるか否かを判定する（ステップＳ
１）。シフトアップ判定直後での疑似アクセル開度は所
定開度よりも大きく、従って、ステップＳ１での判定結
果は否定（Ｎｏ）になる。この場合、ＥＣＵ（負荷状態
検出手段）８０は、エンジンコントロールユニット８２
から送出される電子ガバナ駆動信号またはコントロール
ラック位置（ラック位置センサ９の出力）に基づいて、
エンジンへの燃料噴射量がゼロまたはゼロ近傍であるか
否かを判定する（ステップＳ２）。シフトアップ判定直
後におけるステップＳ２の判定結果は否定になり、この
場合、ステップＳ１に戻る。

【００２８】その後、ステップＳ１での判定結果が肯定
（Ｙｅｓ）すなわち疑似アクセル開度が所定開度以下に
なれば、ＥＣＵ（負荷状態検出手段及び補助ブレーキ制
御手段）８０は、エンジン１が無負荷状態で運転されて
いると判断し、排気ブレーキを作動させる（ステップＳ
３）。所定開度以下の場合、排気ブレーキ動作により排
気ブレーキの耐久性低下やエンジン１からの黒煙排出を
来すおそれが少ないからである。

【００２９】また、ステップＳ１での判定結果が否定す
なわち疑似アクセル開度が所定開度を上回っている場合
であっても、燃料噴射量がゼロまたはゼロ近傍であるこ
とがステップＳ２で判別されれば、ＥＣＵ８０は、エン
ジン１が無負荷状態で運転されていると判断し、排気ブ
レーキを作動させる（ステップＳ３）。以上の様に、エ
ンジンが無負荷状態で運転されていることが検出される
と、排気ブレーキが作動して、エンジン回転数が速やか
に低下する。この様に、シフトアップ指令の発生時点か
らの経過時間の長短にかかわらず、エンジンが無負荷状
態にあれば排気ブレーキが作動するので、シフトアップ
指令の発生から短時間内に無負荷運転状態になる場合に
は、排気ブレーキの作動タイミングが早められてシフト
アップ時間が短縮される。その一方で、シフトアップ指
令の発生後において無負荷運転状態にならない限り、す
なわち、エンジン出力が増大変化するようなエンジン運
転状態であれば、排気ブレーキは作動しない。この結
果、エンジン回転数の上昇に抗してエンジン回転を無理
に低下させるような排気ブレーキ動作は行われず、排気
ブレーキの耐久性低下やエンジン１からの黒煙排出が確
実に防止される。

【００３０】上記の排気ブレーキ動作によりエンジン回
転低下が促進されてエンジン回転数が同期回転数まで低
下すると、変速制御ルーチンでは、ＥＣＵ（変速機制御
手段）８０から目標変速段に対応する電磁弁６６に駆動
信号ギヤ入れ開始指令が出力される。その後、ギヤ入れ
が完了すると、ＥＣＵ８０からクラッチ接続指令が出力
される。具体的には、マグネットバルブ３１へのクラッ
チ切断指令の供給を停止する。この結果、クラッチ装置
３は再び接続される。また、クラッチ接続指令に応じ
て、エンジンコントロールユニット８２は、疑似アクセ
ル開度信号を徐々に増大変化させて現在のアクセル開度
信号に一致させ、変速を滑らかに完了させる。

【００３１】なお、本発明の変速制御装置は上記実施形
態のものに限定されない。例えば、上記実施形態では補
助ブレーキとして排気ブレーキを用いたが、これに代え
て、圧縮圧解放型エンジン補助ブレーキやフライホイー
ルリターダ等を用いても良い。また、上記実施形態で
は、手動および自動のいずれによっても断接操作可能な
クラッチ装置を装備した変速機を用いたが、手動式のク
ラッチ装置または自動式のクラッチ装置を有した変速機
を用いても良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明の変速制御装置は、変速指令に応
じてエンジン出力を減少させると共にクラッチを切り、
クラッチが切れた後で変速制御を行うものにおいて、シ
フトアップ指令の発生後にエンジンが無負荷状態になっ
たときにエンジン補助ブレーキを作動させるので、シフ
トアップ指令の発生から短時間内に無負荷運転状態にな
る場合には補助ブレーキの作動タイミングを早めて変速
時間を短縮でき、また、エンジン出力が増大変化するよ
うなエンジン運転状態であれば、エンジン回転数の上昇
に抗してエンジン回転を無理に低下させるような補助ブ
レーキ動作を禁止して、補助ブレーキの耐久性低下やエ
ンジンからの黒煙排出を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による変速制御装置を搭載
した車両の駆動系を示す概略図である。

【図２】図１の変速制御装置のＥＣＵにより実行される
排気ブレーキ作動制御ルーチンのフローチャートであ
る。

【図３】シフトアップ時に設定される疑似アクセル開度
屈曲変化特性線を例示する図である。

【図４】シフトアップ中の燃料噴射量の変化を例示する
図である。

【符号の説明】

１ディーゼルエンジン３クラッチ装置４変速機６燃料噴射ポンプ９ラック位置センサ１６エアシリンダユニット６４ギヤシフトユニット７２アクセル開度センサ８０電子制御ユニット８２エンジンコントロールユニット１０４バタフライバルブ１０６アクチュエータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 // Ｆ１６Ｈ 59:54 Ｆターム(参考） 3D041 AA03 AA19 AA51 AB01 AC02 AC06 AC17 AC18 AC26 AD02 AD07 AD09 AD10 AD31 AD35 AD41 AD51 AE03 AE14 AE30 AE41 3G065 AA01 AA09 CA00 DA01 DA04 EA13 GA18 GA31 GA41 GA46 3G093 AA04 AB01 BA04 BA20 CA04 CB06 CB08 DA01 DA06 DA10 DB11 EA01 EB02 EB03 EB04 FB02 3J052 AA11 BB14 EA04 EA05 GC13 HA03 LA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速指令を発生する変速指令発生手段
と、上記変速指令に基づきエンジンの出力を減少させるエン
ジン出力減少手段と、上記変速指令に基づきエンジン動力の変速機への伝達を
解除すべくクラッチを切るクラッチアクチュエータと、上記クラッチが切れたのち上記変速機を次段に変速する
変速機制御手段と、上記エンジンの実際の負荷状態を検出する負荷状態検出
手段と、上記変速指令がシフトアップを指示しかつ上記負荷状態
検出手段の出力が無負荷状態を表しているときにエンジ
ン補助ブレーキを作動させる補助ブレーキ制御手段とを
備えることを特徴とする変速制御装置。