JP2002295660A

JP2002295660A - 車両の変速装置

Info

Publication number: JP2002295660A
Application number: JP2001098255A
Authority: JP
Inventors: Osamu Isobe; 修磯邉
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンの負仕事を利用して制動力を発生させ
る補助ブレーキを設ける一方、所定の制動条件の成立を
判定すると補助ブレーキの制動力を高めるべく車速に応
じた最適な変速段へのシフトダウンを自動制御する手段
（ステップ１〜４、ステップ６〜９）と、を備える車両
の変速装置において、道路（交通）状況に対する適合性
をシフトダウンの自動制御に付与する。【解決手段】先行車両との車間距離を計測する手段５１
と、この計測値に基づいて車間距離が所定値以上のとき
はシフトダウンの自動制御を禁止する手段（ステップ
５）と、を備える

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は車両の変速装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】トラックなど商用車の変速装置として、
メカニカルなクラッチおよび歯車式のトランスミッショ
ンを用い、これらの作動状態を検出する各種センサとこ
れらを駆動するアクチュエータを設け、運転者の操作力
で手動変速するのでなく、各種センサの検出信号に基づ
いてコントロールユニットによりアクチュエータを制御
し、車両の変速操作を自動的に行うようにしたものがあ
る。

【０００３】このうち、エンジンの負仕事を利用して制
動力を発生させる補助ブレーキ（排気ブレーキや第３ブ
レーキ）を備える車両においては、高速走行中の制動能
力を高めるべく、シフトダウンを自動制御することによ
り、これらブレーキのエンジン回転速度に比例する制動
特性を積極的に活用するようにしたものがある（特願平
９−５１６０５号、参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】シフトダウンの自動制
御は、所定の制動条件（高速走行中かつ補助ブレー
キスイッチおよびシフトダウン連動スイッチが共にONか
つアクセルが全閉状態に解放）が成立するときに作動
するようになっている。しかし、この制動条件の成立時
においても、道路（交通）状況によっては、それほど補
助ブレーキの制動力を高める必要のない場合もあり、シ
フトダウンの自動制御が作動すると、シフトダウンに伴
うエンジン回転の上昇音や減速感の変動により、むしろ
走行の快適性が損なわれ、運転者（緩やかな減速を意図
する）に違和感を与えかねない。

【０００５】この発明は、このような不具合を解消する
ため、道路（交通）状況に対する適合性をシフトダウン
の自動制御に与えようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、エンジン
の負仕事を利用して制動力を発生させる補助ブレーキを
備える一方、所定の制動条件の成立を判定すると補助ブ
レーキの制動力を高めるべく車速に応じた最適な変速段
へのシフトダウンを自動制御する手段と、を搭載する車
両の変速装置において、先行車両との車間距離を計測す
る手段と、この計測値に基づいて車間距離が所定値以上
のときはシフトダウンの自動制御を禁止する手段と、を
備えることを特徴とする。

【０００７】第２の発明は、エンジンの負仕事を利用し
て制動力を発生させる補助ブレーキを備える車両の変速
装置において、先行車との車間距離を計測する手段と、
自車の車速を検出する手段と、所定の制動条件の成立を
判定すると補助ブレーキの制動力を高めるべく車速の検
出値および車間距離の計測値に基づいて最適な変速段へ
のシフトダウンを自動制御する手段と、を備えることを
特徴とする。

【０００８】第３の発明は、第２の発明に係る車両の変
速装置における、シフトダウンを自動制御する手段は、
メモリに設定のシフトダウンマップから、車間時間＝車
間距離の計測値／車速の検出値、に応じた最適な変速段
を決定することを特徴とする。

【０００９】

【発明の効果】第１の発明では、先行車両との車間距離
が所定値以上のとき（道路の交通状態が空いており、そ
れほど制動力を重視する必要がないと判断される）は、
所定の制動条件が成立しても、シフトダウンの自動制御
が禁止され、運転者の意図しないシフトダウン（エンジ
ン回転の上昇音や減速感の変動を生じさせる）が回避さ
れるため、走行の快適性が維持され、運転者に違和感を
与えるようなこともない。先行車両との車間距離が所定
値未満のとき（制動力の重視が必要と判断される）は、
所定の制動条件が成立すると、シフトダウンの自動制御
により、車速に応じた最適な変速段が設定され、その変
速段へのシフトダウンが行われると、エンジン回転の上
昇により、補助ブレーキの制動力が高められる。

【００１０】第２の発明では、所定の制動条件が成立す
るときは、シフトダウンの自動制御において、自車の車
速および先行車との車間距離から、これらに応じた最適
な変速段が設定される。自車の車速および先行車との車
間距離は、道路の交通状態を反映するので、これらの２
つをパラメータとすることにより、道路（交通）状況に
正しく適合する、シフトダウンの自動制御が実現できる
のである。

【００１１】第３の発明では、車間時間＝先行車との車
間距離／自車の車速のため、第２の発明と同様の効果に
加えて、マップの単純化（車間時間に応じた最適な変速
段を設定する形）が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１において、１はディーゼルエ
ンジン、２はクラッチ、３はトランスミッションであ
り、トランスミッション３の出力軸はプロペラシャフト
（図示せず）を介してリヤアクスルに連結される。エン
ジン燃料噴射ポンプに噴射量を制御する電子ガバナ装置
１Ａが、クラッチ２にその断接操作を行うクラッチブー
スタ２Ａが、トランスミッション３にそのギヤ段の変速
を行うギヤシフトユニット３Ａがそれぞれ設けられる。
２７はクラッチブースタ２Ａなどの作動圧（圧縮エア）
を制御する給排バルブである。

【００１３】図示しないが、車両の制動装置に通常のブ
レーキのほか、エンジンの負仕事を利用して制動力を発
生させる補助ブレーキが備えられる。この場合、補助ブ
レーキに排気ブレーキおよび第３ブレーキが採用され
る。排気ブレーキは、補助制動スイッチ３２がONのとき
にアクセルが全開位置（無負荷状態）に解放されると、
エンジン排気通路の排気シャッタを全開位置から所定の
絞り開度に閉じる。第３ブレーキは、同じく補助制動ス
イッチ３２がONのときにアクセルが解放されると、エン
ジンの第３バルブから筒内圧を排気通路側へ開放する。

【００１４】車両の変速制御に必要な検出手段として、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ２９
と、アクセルペダル７の踏み量（アクセル開度）を検出
するアクセル開度センサ２８と、クラッチ２のストロー
ク位置を検出するクラッチストロークセンサ２２と、ト
ランスミッション３のシフト位置を検出するギヤポジシ
ョンセンサ（ギヤシフトユニット３Ａに内蔵される）
と、その出力軸の回転速度を検出する車速センサ２１
と、メインシャフト上を遊転するメインギヤの回転速度
（カウンタシャフト回転速度）を検出するギヤ回転セン
サ２３が設けられる。

【００１５】クラッチ２の自動制御と運転者のマニュア
ル操作に基づく手動制御を切り替えるため、クラッチペ
ダルの初期位置（解放状態）と作動位置（踏込状態）を
検出するクラッチスイッチ２４，２５が設けられる。ト
ランスミッション２の変速操作手段として運転室にシフ
トレバーユニット４が備えられ、シフトレバー４Ａのシ
フト位置に応じた変速指示信号（ニュートラル指示信号
も含む）を出力する。

【００１６】運転室には、ブレーキペダル（図示せず）
の踏込みを検出するブレーキペダルスイッチ２６と、ト
ランスミッション３の現在段などを表示するディスプレ
イユニット１３（モニタ）と、シフトダウンの自動制御
を選択するためのシフトダウン連動スイッチ３１と、排
気ブレーキおよび第３ブレーキの作動を選択するための
補助制動スイッチ３２と、シフトダウンの自動制御を警
報するブザー１３Ａと、が設けられる。また、道路（交
通）状況に適合する、シフトダウンの自動制御を行うた
め、先行車との車間距離を計測する車間距離レーダ５１
が車両に配置される。

【００１７】変速制御を司るのがトランスミッション
（T/M）コントロールユニット１１およびエンジンコン
トロールユニット１２であり、これらの間はシリアル通
信（LAN）で結ばれる。これらコントロールユニット１
１，１２は、シフトレバーユニット４の変速指示信号に
基づく変速要求が発生すると、その要求位置への変速操
作を遂行するべく、電子ガバナ装置１Ａとクラッチブー
スタ２Ａとギヤシフトユニット３Ａと、を制御する。す
なわち、クラッチ２を切断してから、トランスミッショ
ン３がニュートラルでないときはギヤ抜きを行う。その
後、クラッチ２を接続し、エンジン回転速度を制御しな
がら、メインギヤ回転速度が同期領域に入ると、トラン
スミッション３のギヤ入れを行うのである。

【００１８】T/Mコントロールユニット１１は、補助ブ
レーキ（排気ブレーキおよび第３ブレーキ）の制動力を
高めるよう、シフトダウンを自動制御する機能が備えら
れる。図２は、シフトダウンの自動制御に係るブロック
構成を表すものであり、T/Mコントロールユニット１１
には、従来例（特願平９−５１６０５号、参照）と同じ
く、補助ブレーキの制動特性との関係から車速に応じた
最適な変速段を設定する、シフトダウンマップ（ａ）が
格納される。

【００１９】T/Mコントロールユニット１１は、車速セ
ンサ２１とアクセル開度センサ２８と、補助制動スイッ
チ３２とシフトダウン連動スイッチ３１と、車間距離レ
ーダ５１と、からの信号に基づいて、所定の制動条件が
成立すると、先行車との車間距離が所定値未満を条件に
シフトダウンの自動制御を開始する。つまり、シフトダ
ウンの自動制御は、所定の制動条件が成立しても、先行
車との車間距離が所定値以上のときは禁止される（許可
されない）のである。所定の制動条件としては、車速
が所定値（たとえば、７０Km/h）以上の高速走行中かつ
ブレーキスイッチ３２およびシフトダウン連動スイッ
チ３１がともにONかつアクセルが無負荷状態に解放、
の３項が設定される。

【００２０】シフトダウンの自動制御においては、車速
に応じた最適な変速段（最適段）がシフトダウンマップ
（ａ）から求められ、トランスミッション３の現在段
（ギヤ位置センサの検出信号）と比較される。また、シ
フトダウン後のエンジンオーバランを回避する上から、
車速に応じた最適段について、そのギヤ比と車速とから
変速後のエンジン回転速度が計算され、許容範囲（設定
値）と比較される。そして、エンジン回転速度（計算
値）が許容範囲にあり、最適段がトランスミッション３
の現在段と一致しないときに最適段へのシフトダウン要
求を発生する。

【００２１】この変速要求を受けると、変速操作手段３
４が既述のように変速操作を遂行するよう、電子ガバナ
装置１Ａとクラッチブースタ２Ａとギヤシフトユニット
３Ａと、を制御する。また、この変速操作は、運転者の
シフト操作に拠らず、自動的に行われるので、その開始
前に警報するため、ブザー１３Ａの作動が制御される。

【００２２】図３は、シフトダウンの自動制御（T/Mコ
ントロールユニット１１で行われる）を説明するフロー
チャートである。ステップ１では車速が所定値以上か、
ステップ２ではアクセルは踏んでいない（無負荷状態に
解放）か、ステップ３では補助制動スイッチ３２はON
か、ステップ４ではシフトダウン連動スイッチ３１はON
か、を順に判定し、これらがすべてｙｅｓの場合、ステ
ップ５へ進む。ステップ５においては、車間距離レーダ
５１の計測値が所定値以下か、を判定し、この判定がｙ
ｅｓのときは、ステップ６へ進む。

【００２３】ステップ６では、シフトダウンマップ
（ａ）から車速に応じた最適段ＧＰ１を読み取る。ステ
ップ７においては、この変速段ＧＰ１について、変速後
のエンジン回転速度はオーバラン許容回転内か、ステッ
プ８では変速段ＧＰ１がトランスミッションの現在段Ｇ
Ｐ０と一致しない（ＧＰ０≠ＧＰ１）か、を順に判定
し、これらがｙｅｓの場合、ステップ９に進む。ステッ
プ９ではブザー１３Ａを所定時間だけ作動し、シフトダ
ウンが自動的に行われるのを事前に警報する。その後、
ステップ１０において、変速段ＧＰ１への変速操作を実
行する。

【００２４】ステップ１〜ステップ４、ステップ５、ス
テップ７およびステップ８、において、これら判定のい
ずれか１つがｎｏのときは、ＥＮＤへ飛ぶ。

【００２５】このような構成により、先行車両との車間
距離が所定値以上のときは、所定の制動条件が成立して
も、シフトダウンの自動制御が禁止される。車間距離が
所定値以上のときは、道路の交通状態が空いており、そ
れほど制動力を重視する必要がないと判断されるので、
このような場合において、シフトダウンの自動制御を禁
止することにより、運転者の意図しないシフトダウン
（エンジン回転の上昇音や減速感の変動を生じさせる）
が回避される。その結果、走行の快適性が維持され、運
転者に違和感を与えるようなこともなくなる。

【００２６】先行車両との車間距離が所定値未満のとき
（制動力の重視が必要と判断される）は、所定の制動条
件が成立すると、シフトダウンの自動制御が開始され、
車速に応じた最適な変速段へのシフトダウンが遂行され
ると、エンジン回転の上昇により、補助ブレーキの制動
力が高められるのである。

【００２７】図４は別の実施形態を説明するブロック構
成であり、T/Mコントロールユニット１１ａのシフトダ
ウンマップ（ｂ）は、道路（交通）状況に対する適合性
をシフトダウンの自動制御に付与するべく、図６のよう
に車速および車間距離をパラメータに最適な変速段が設
定される。

【００２８】T/Mコントロールユニット１１ａは、車速
センサ２１とアクセル開度センサ２８と、補助制動スイ
ッチ３２とシフトダウン連動スイッチ３１と、からの信
号に基づいて、所定の制動条件（車速が所定値以上の
高速走行中かつブレーキスイッチ３２およびシフトダ
ウン連動スイッチ３１がともにONかつアクセルが無負
荷状態に解放）が成立すると、シフトダウンの自動制御
において、車間距離レーダ５１からの信号（車間距離）
および車速センサからの信号に基づいて、これらに応じ
た最適な変速段（最適段）がシフトダウンマップ（ｂ）
から求められる。

【００２９】この最適段について、トランスミッション
３の現在段（ギヤ位置センサ３３の検出信号）と比較さ
れる。また、シフトダウン後のエンジンオーバランを回
避する上から、最適段のギヤ比と車速とから変速後のエ
ンジン回転速度が計算され、許容範囲（設定値）と比較
される。そして、エンジン回転速度（計算値）が許容範
囲にあり、最適段がトランスミッション３の現在段と一
致しないときに最適段への変速（シフトダウン）要求を
発生する。なお、図４において、図２と同じ符号に同じ
符号を付ける。

【００３０】図５は、シフトダウンの自動制御（T/Mコ
ントロールユニット１１ａで行われる）を説明するフロ
ーチャートであり、ステップ１〜ステップ４の判定がす
べてｙｅｓのときは、ステップ５において、図６に示す
シフトダウンマップ（ｂ）から車速および車間距離に応
じた最適段ＧＰ２を読み取る。

【００３１】ステップ６においては、この変速段ＧＰ２
について、変速後のエンジン回転速度はオーバラン許容
回転内か、ステップ７においては、変速段ＧＰ２がトラ
ンスミッションの現在段ＧＰ０と一致しない（ＧＰ０≠
ＧＰ２）か、を順に判定し、これらがｙｅｓの場合、ス
テップ８において、ブザー１３Ａを所定時間だけ作動
し、シフトダウンが自動的に行われるのを事前に警報す
る。その後、ステップ９において、変速段ＧＰ２への変
速操作を実行する。

【００３２】ステップ１〜ステップ４、ステップ６およ
びステップ７、において、これら判定のいずれか１つが
ｎｏのときは、ＥＮＤへ飛ぶ。なお、ステップ１〜ステ
ップ４の処理については、図３と同じため、重複説明は
省略する。

【００３３】このような構成により、所定の制動条件が
成立するときは、シフトダウンの自動制御において、自
車の車速および先行車との車間距離から、これらに応じ
た最適な変速段が設定される。自車の車速および先行車
との車間距離は、道路の交通状態を反映するので、これ
らの２つをパラメータとすることにより、道路（交通）
状況に正しく適合する、シフトダウンの自動制御が実現
できるのである。

【００３４】シフトダウンマップ（ｂ）は、車間時間＝
車間距離の計測値／車速の検出値、をパラメータに最適
な変速段を設定するようにしても良い。その場合、シフ
トダウンの自動制御において、車速センサ２１からの信
号および車間距離レーダ５１からの信号に基づいて、車
間時間＝車間距離の計測値／車速の検出値を計算し、こ
の計算値に応じた最適な変速段をシフトダウンマップ
（ｂ）から求めるようになる。これによると、シフトダ
ウンマップ（ｂ）が車間時間に応じた最適な変速段を設
定する形になり、図６のシフトダウンマップ（ｂ）より
も単純化できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を表す全体構成図である。

【図２】同じく制御系の一部を表すブロック図である。

【図３】同じくシフトダウンの自動制御を説明するフロ
ーチャートである。

【図４】別の実施形態を説明するブロック図である。

【図５】同じくシフトダウンの自動制御を説明するフロ
ーチャートである。

【図６】同じくシフトダウンマップの特性図である。

【符号の説明】

１Ａ電子ガバナ装置２Ａクラッチブースタ３Ａギヤシフトユニット４シフトレバーユニット１１トランスミッションコントロールユニット１２エンジンコントロールユニット１３ディスプレイユニット１３Ａブザー２１車速センサ２２クラッチストロークセンサ２３ギヤ回転センサ２４，２５クラッチスイッチ２６ブレーキペダルスイッチ２８アクセル開度センサ２９エンジン回転センサ３１シフトダウン連動スイッチ３２補助制動スイッチ３３ギヤポジションセンサ５１車間距離レーダ

───────────────────────────────────────────────────── 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 59:24 Ｆ１６Ｈ 59:24 59:44 59:44 59:54 59:54 63:20 63:20 Ｆターム(参考） 3D044 AA12 AA45 AB01 AC22 AC24 AC26 AC28 AC59 AD12 AD17 AD21 AE11 3G093 AA05 BA04 BA14 CB07 DA06 DB05 DB11 DB15 DB16 EB03 EB04 3J552 MA01 MA13 MA19 MA26 NA04 NB01 PA19 PA33 PA51 RA06 RB06 RB18 SB17 UA09 VB01W VB12W VB18W VC03Z VD02Z VD17Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの負仕事を利用して制動力を発生
させる補助ブレーキを備える一方、所定の制動条件の成
立を判定すると補助ブレーキの制動力を高めるべく車速
に応じた最適な変速段へのシフトダウンを自動制御する
手段と、を搭載する車両の変速装置において、先行車両
との車間距離を計測する手段と、この計測値に基づいて
車間距離が所定値以上のときはシフトダウンの自動制御
を禁止する手段と、を備えることを特徴とする車両の変
速装置。
【請求項２】エンジンの負仕事を利用して制動力を発生
させる補助ブレーキを備える車両の変速装置において、
先行車との車間距離を計測する手段と、自車の車速を検
出する手段と、所定の制動条件の成立を判定すると補助
ブレーキの制動力を高めるべく車速の検出値および車間
距離の計測値に基づいて最適な変速段へのシフトダウン
を自動制御する手段と、を備えることを特徴とする車両
の変速装置。
【請求項３】シフトダウンを自動制御する手段は、メモ
リに設定のシフトダウンマップから、車間時間＝車間距
離の計測値／車速の検出値、に応じた最適な変速段を決
定することを特徴とする請求項２の記載に係る車両の変
速装置。