JP2003200749A - 車両の自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 登坂路等における定速走行制御中のシフトビ
ジーの問題を解消する。 【解決手段】 実車速を設定車速に一致させるようにエ
ンジンの燃料噴射量を制御することにより定速走行制御
を実行すると共に、この定速走行制御中において、実車
速が設定車速より所定値以上下回ったときシフトダウン
制御を実行し、このシフトダウン状態で実車速が設定車
速付近まで上昇し（ステップ１０４がYES）、且つエン
ジンの燃料噴射量が所定範囲内に入っているとき（ステ
ップ１０２がYES）、シフトアップ制御を実行する。シ
フトアップ後十分な駆動輪トルクが得られるので車両の
失速が防止され、また簡易な制御でシフトビジーが解消
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の自動変速装置
に係り、特に、車両の定速走行を実現する定速走行制御
装置（所謂オートクルーズシステム）を備えた車両の自
動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近ではドライバの負担を軽減するた
め、トラクタや大型トラック等の比較的大型の車両にお
いても自動クラッチや自動変速機を採用する例が多く見
られ、また、アクセル操作無しに一定速での走行を実現
するため、定速走行制御装置を装備する例も多く見られ
る。

【０００３】これらの協調制御を実行する場合、ドライ
バにより任意に定められた設定車速に対し実車速が一定
値以上下回ったとき、変速機をシフトダウン制御する。
これにより登坂路等で駆動輪トルクが不足し実車速が設
定車速に対し徐々に落ち込んでいくような場合でも、シ
フトダウンにより高い駆動輪トルクが得られ、車両を加
速して実車速を設定車速付近に復帰させることができ
る。そして、実車速が設定車速付近まで上昇したら変速
機をシフトアップ制御し、元のギヤ段に戻す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この制御に
よると次の問題がある。即ち、登坂路等の走行中にシフ
トダウンによって実車速が設定車速付近まで回復し、シ
フトアップが行われても、これによって再度駆動輪トル
クが不足し、車両が失速してシフトダウンが行われ、こ
れによって実車速が設定車速付近まで回復しシフトアッ
プが行われることが繰り返されるという、いわゆるシフ
トビジーの問題がある。

【０００５】そこで、以上の問題点に鑑みて本発明は創
案され、その目的は、登坂路等における定速走行制御中
のシフトビジーの問題を解消することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両の自動
変速装置は、実車速を設定車速に一致させるようにエン
ジンの燃料噴射量を制御することにより定速走行制御を
実行する定速走行制御手段と、この定速走行制御中にお
いて、実車速が設定車速より所定値以上下回ったとき変
速機のシフトダウン制御を実行し、このシフトダウン状
態において実車速が設定車速付近まで上昇し、且つエン
ジンの燃料噴射量が所定範囲内に入っているとき、変速
機のシフトアップ制御を実行する定速走行時変速制御手
段とを備えたものである。

【０００７】ここで、上記定速走行時変速制御手段は、
上記エンジンの燃料噴射量が上記所定範囲内に所定時間
入っているとき、変速機のシフトアップ制御を実行する
のが好ましい。

【０００８】また、上記定速走行時変速制御手段は、上
記エンジンの燃料噴射量が上記所定範囲内に入っている
か否かの判断を、実際のエンジン回転数に対する最大燃
料噴射量を所定のマップに従って求め、その最大燃料噴
射量に上記所定範囲を規定する所定の最小割合と最大割
合とを乗じてシフトアップを許容できる燃料噴射量の最
小値と最大値とを求め、この最小値と最大値との間に、
実際の燃料噴射量に相当する最終目標燃料噴射量の値が
入っているか否かを判断することによって行うのが好ま
しい。

【０００９】また、上記変速機が７段以上の段数を備え
た多段変速機であるのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１１】図１に本実施形態に係る車両の自動変速装
置を示す。ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタ
であり、エンジン１が電子ガバナ１ｄを備えたディーゼ
ルエンジンとなっている。図示するように、エンジン１
にクラッチ２を介して変速機３が取り付けられ、変速機
３の出力軸４（図２参照）がプロペラシャフト（図示せ
ず）等を介して駆動輪である後輪（図示せず）に連結さ
れる。エンジン１はエンジンコントロールユニット（Ｅ
ＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、
主にエンジン回転センサ７とアクセル開度センサ８とに
よって検知されるエンジン回転数とアクセル開度との値
に基づき、図８のマップに従って目標燃料噴射量を算出
し、この目標燃料噴射量と等しい量の燃料噴射が実際に
行われるように、燃料噴射ポンプ１ａの電子ガバナ１ｄ
を制御する。

【００１２】図２に示すように、エンジンのクランク軸
にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール
１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１
ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを
出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウン
トしてエンジン回転数を算出する。

【００１３】図１に示すように、ここではクラッチ２と
変速機３とがトランスミッションコントロールユニット
（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。
ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介し
て接続され、相互に連絡可能である。

【００１４】図１、図２、図３に示すように、クラッチ
２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホ
イール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及び
ドリブンプレート２ａをフライホイール１ａに押圧接触
又は離反させるプレッシャプレート２ｂから構成され
る。そしてクラッチ２は、クラッチブースタ１０により
プレッシャプレート２ｂを軸方向に操作し、基本的には
自動断接され、ドライバの負担を軽減し得るものとなっ
ている。一方、微低速バックに際しての微妙なクラッチ
ワークや、非常時のクラッチ急断を可能とするため、こ
こではクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能
となっている。所謂セレクティブオートクラッチの構成
である。クラッチ自体のストローク（即ちプレッシャプ
レート２ｂの位置）を検知するクラッチストロークセン
サ１４と、クラッチペダル１１の踏込みストロークを検
知するクラッチペダルストロークセンサ１６とが設けら
れ、それぞれＴＭＣＵ９に接続される。

【００１５】図３に示すように、クラッチブースタ１０
は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じてエアタン
ク５に接続され、エアタンク５から供給される空圧で作
動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、他方の通
路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方の通路ａ
が二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断接用の電
磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他方に非常
用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部にダブル
チェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の通路ｂ
に、クラッチブースタ１０に付設される油圧作動弁１２
が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブルチェッ
クバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェックバルブ
ＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁である。

【００１６】上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥ
はＴＭＣＵ９によりON/OFF制御され、ONのとき上流側を
下流側に連通し、OFF のとき上流側を遮断して下流側を
大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ
１は単にイグニッションキーのON/OFFに合わせてON/OFF
されるだけである。イグニッションキーOFF 、つまり停
車中はOFF となり、エアタンク５からの空圧を遮断す
る。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア
量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接
速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２
がともにONだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバ
ルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチ
ブースタ１０に供給される。これによりクラッチが分断
される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがOFF
され、これによりクラッチブースタ１０の空圧がＭＶＣ
２から排出されてクラッチが接続される。

【００１７】ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁
ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがOFF と
なると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されて
しまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断
回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをONする。
すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェック
バルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチブースタ１０
に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急
接が防止される。

【００１８】次にマニュアル側を説明する。クラッチペ
ダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１
３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路
１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによ
って油圧作動弁１２が開閉され、クラッチブースタ１０
への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接
が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過し
た空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてク
ラッチブースタ１０に至る。なお、クラッチの自動断接
とマニュアル断接とが干渉した場合はマニュアル断接を
優先させるようになっている。

【００１９】図２に詳細に示すように、変速機３は基本
的に常時噛み合い式のいわゆる多段変速機となってお
り、前進１６段、後進２段に変速可能である。また変速
機３自体は手動変速機と同様の構成をなす。変速機３は
入力側と出力側とにそれぞれ副変速機としてのスプリッ
タ１７及びレンジギヤ１９を備え、これらの間にメイン
ギヤ段１８を備えている。そして、入力軸１５に伝達さ
れてきたエンジン動力をスプリッタ１７、メインギヤ段
１８、レンジギヤ１９へと順に送って出力軸４に出力す
る。

【００２０】変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニ
ットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メイン
ギヤ段１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当する
スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ
２１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。こ
れらアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作
動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。変速機３の現
ギヤ段はギヤポジションスイッチ２３（図１参照）によ
って検知される。カウンタシャフト３２の回転速度がカ
ウンタシャフト回転センサ２６で検知され、出力軸４の
回転速度が出力軸回転センサ２８で検知される。これら
検知信号はＴＭＣＵ９に送られる。

【００２１】この自動変速機ではマニュアルモードが設
定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュ
アル変速も可能となっている。この場合、図１に示すよ
うに、クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は
運転席に設けられたシフトレバー装置２９からの信号を
合図に行われる。即ち、シフトレバー装置２９には、シ
フトレバー２９ａのマニュアル操作に応じて信号を出力
するシフトスイッチ（図示せず）が内蔵されており、ド
ライバがシフトレバー２９ａをシフト操作すると、信号
がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッ
チブースタ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メイ
ンアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を
適宜作動させ、一連の変速操作を実行する。なおＴＭＣ
Ｕ９は現ギヤ段をモニター３１に表示する。このように
マニュアルモードに限って言えば、かかる自動変速機
は、シフトスイッチの出力信号に基づいてＴＭＣＵ９に
より変速制御される遠隔操作型の手動変速機となってい
る。つまりシフトケーブル等機械的連結手段を介すこと
なく、アクチュエータにより、ドライバの指示段に手動
変速機を自動変速するものとなっている。

【００２２】図１に示すシフトレバー装置２９におい
て、Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、
ＵＰはシフトアップ、ＤＯＷＮはシフトダウンをそれぞ
れ意味し、各ポジションにシフトレバー２９ａが操作さ
れると、それらポジションに応じた信号が出力される。
また運転席に、変速モードを自動とマニュアルに切り換
えるモードスイッチ２４と、変速を１段ずつ行うか１段
飛ばしで行うかを切り換えるスキップスイッチ２５とが
設けられる。

【００２３】自動変速モードのとき、シフトレバー２９
ａをＤレンジに入れておけば車速等に応じて自動的に変
速が行われる。またこの自動変速モードでも、ドライバ
がシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作すれ
ば、マニュアルでのシフトアップ又はシフトダウンが可
能である。この自動変速モードにおいて、スキップスイ
ッチ２５がOFF （通常モード）なら変速は１段ずつ行わ
れる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的大き
いときに有効である。またスキップスイッチ２５がON
（スキップモード）なら変速は１段飛ばしで行われる。
これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いときなど
に有効である。

【００２４】一方、マニュアル変速モードのときは、変
速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａ
がＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持さ
れ、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵ
Ｐ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又は
シフトダウンがなされる。このときも前記同様、スキッ
プスイッチ２５がOFF なら変速は１段ずつ行われ、スキ
ップスイッチ２５がONなら変速は１段飛ばしで行われ
る。

【００２５】なお、運転席に非常用変速スイッチ２７が
設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ
２７の手動切換により変速できるようになっている。

【００２６】図２に示すように、変速機３にあっては、
入力軸１５、メインシャフト３３及び出力軸４が同軸上
に配置され、カウンタシャフト３２がそれらの下方に平
行配置される。入力軸１５がクラッチ２のドリブンプレ
ート２ａに接続され、入力軸１５とメインシャフト３３
とが相対回転可能に支持される。

【００２７】まずスプリッタ１７とメインギヤ段１８の
構成を説明する。入力軸１５にスプリットハイギヤＳＨ
が回転可能に取り付けられる。またメインシャフト３３
にも前方から順にメインギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，
ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳ
Ｈ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれカウンタシャ
フト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，
Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバ
ースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩ
Ｒはカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣ
Ｒに常時噛合される。

【００２８】入力軸１５及びメインシャフト３３に取り
付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得
るようスプライン３６が一体的に設けられ、これらスプ
ライン３６に隣接して入力軸１５及びメインシャフト３
３に第１〜第４スプライン３７〜４０が固設される。第
１〜第４スプライン３７〜４０に常時係合して第１〜第
４スリーブ４２〜４５が前後（シフト方向）にスライド
可能に設けられる。第１〜第４スリーブ４２〜４５を適
宜選択してスライド移動させ、ギヤ側スプライン３６と
係合・離脱させることによりギヤ入れ・ギヤ抜きを行え
る。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエー
タ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動を
メインアクチュエータ２１で行う。

【００２９】このように、スプリッタ１７とメインギヤ
段１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変
速され得る常時噛み合い式の構成とされる。特に、スプ
リッタ１７のスプライン部には通常の機械的なシンクロ
機構が存在するものの、メインギヤ段１８のスプライン
部にはシンクロ機構が存在しない。このため、メインギ
ヤ段１８の変速を行うときにはシンクロ制御なるものを
行ってエンジン回転とギヤ速度とを調速し、シンクロ機
構なしで同期できるようになっている。ここではメイン
ギヤ段１８以外にスプリッタ１７にもニュートラルポジ
ションが設けられ、所謂ガラ音対策がなされている（特
願平11-319915 号参照）。

【００３０】次にレンジギヤ１９の構成を説明する。レ
ンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ
・ローいずれかのポジションに切り替えることができ
る。遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端
に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複
数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周
に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。
各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能
に支持され、キャリア６８は出力軸４に連結される。リ
ングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９は出
力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４と
ともに二重軸を構成する。

【００３１】第５スプライン４１が管部６９に一体的に
設けられる。また第５スプライン４１の後方に隣接し
て、出力軸４に出力軸スプライン７０が一体的に設けら
れる。第５スプライン４１の前方に隣接して、ミッショ
ンケース側に固定された固定スプライン７１が設けられ
る。第５スプライン４１に常時係合して第５スリーブ４
６が前後スライド可能に設けられる。第５スリーブ４６
の移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジ
ギヤ１９の各スプライン部にはシンクロ機構が存在す
る。

【００３２】第５スリーブ４６が前方に移動するとこれ
が固定スプライン７１に係合し、第５スプライン４１と
固定スプライン７１とが連結される。これによりリング
ギヤ６７がミッションケース側に固定され、出力軸４が
１より大きい減速比で回転駆動されるようになる。これ
がローのポジションである。

【００３３】一方、第５スリーブ４６が後方に移動する
とこれが出力軸スプライン７０に係合し、第５スプライ
ン４１と出力軸スプライン７０とが連結される。これに
よりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定さ
れ、出力軸４が１の減速比で直結駆動されるようにな
る。これがハイのポジションである。

【００３４】このように、この変速機３では、前進側に
おいて、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギ
ヤ段１８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に
変速可能であり、計２×４×２＝１６段に変速すること
ができる。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ
・ローを切り替えて２段に変速することができる。

【００３５】次に、各アクチュエータ２０，２１，２２
について説明する。これらアクチュエータはエアタンク
５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの
空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そして
これら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空
圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。

【００３６】スプリッタアクチュエータ２０は、ダブル
ピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶ
Ｈ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７を
ニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦ
Ｆ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにす
るときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／Ｏ
Ｎとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ
／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。

【００３７】メインアクチュエータ２１は、ダブルピス
トンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４
８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当す
る空圧シリンダ４９とを備える。各空圧シリンダに対し
三つずつ電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥ及びＭＶＢ，Ｍ
ＶＡが設けられる。

【００３８】セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／
ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方
に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択
可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／Ｏ
Ｎのとき図示の如き中立となり、メインギヤの１ｓｔ、
２ｎｄ又はＮ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ
／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メ
インギヤのＲｅｖ又はＮ１を選択可能とする。

【００３９】シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／Ｏ
Ｎ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ
１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶ
Ｂ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎ
ｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦ
Ｆ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤ
の１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。

【００４０】レンジアクチュエータ２２は、シングルピ
ストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶ
Ｉ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶ
Ｉ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レ
ンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮの
とき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。

【００４１】ところで、上記シンクロ制御に際してカウ
ンタシャフト３２を制動するため、カウンタシャフト３
２にはカウンタシャフトブレーキ２７が設けられる。カ
ウンタシャフトブレーキ２７は湿式多板ブレーキであっ
て、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の給排を
切り替えるため電磁弁ＭＶ ＢＲＫが設けられる。電磁
弁ＭＶ ＢＲＫがＯＮのときカウンタシャフトブレーキ
２７に空圧が供給され、カウンタシャフトブレーキ２７
が作動状態となる。電磁弁ＭＶ ＢＲＫがＯＦＦのとき
にはカウンタシャフトブレーキ２７から空圧が排出さ
れ、カウンタシャフトブレーキ２７が非作動となる。

【００４２】次に、自動変速制御の内容を説明する。Ｔ
ＭＣＵ９には図４に示すシフトアップマップと図５に示
すシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ
９は、自動変速モードの場合において、これらマップに
従って自動変速を実行する。例えば図４のシフトアップ
マップにおいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整
数）からｎ＋１へのシフトアップ線図がアクセル開度
（％）と出力軸（アウトプットシャフト）回転数（rpm
）との関数で決められている。そしてマップ上では現
在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）とから
ただ１点が定まる。車両加速中は、駆動輪に連結された
出力軸４の回転数が次第に増加していく。そこで通常の
自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に
１段ずつシフトアップを行うこととなる。このときスキ
ップモードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして２段
ずつシフトアップを行う。

【００４３】図５のシフトダウンマップにおいても同様
に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎ
へのシフトダウン線図がアクセル開度（％）と出力軸回
転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ
上では現在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm
）とからただ１点が定まる。車両減速中は出力軸４の
回転数が次第に減少していくので、通常の自動変速モー
ドでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフ
トダウンを行う。スキップモードであれば線図を交互に
１本ずつ飛ばして２段ずつシフトダウンする。

【００４４】一方、マニュアルモードのときは、これら
マップと無関係にドライバが自由にシフトアップ・ダウ
ンを行える。通常モードなら１回のシフトチェンジ操作
で１段変速でき、スキップモードなら１回のシフトチェ
ンジ操作で２段変速できる。

【００４５】現在のアクセル開度はアクセル開度センサ
８により検知され、現在の出力軸回転数は出力軸回転セ
ンサ２８により検知される。特に、ＴＭＣＵ９は、現在
の出力軸回転数の値から現在の車速を換算し、これをス
ピードメータに表示する。つまり車速が出力軸回転数か
ら間接的に検知され、出力軸回転数と車速とは相互に対
応している。

【００４６】次に、本装置には車両の定速走行を実現す
るための定速走行制御装置が装備されている。ここでは
制御を司るクルーズコントローラ６ａがＥＣＵ６と兼用
される。

【００４７】まず定速走行制御の基本制御の内容を図１
０により説明する。ドライバにより設定車速が設定され
ると、この設定車速に実車速が一致するようにエンジン
の燃料噴射量が制御される。

【００４８】即ち、図９に示すように、実車速Ｖｒと設
定車速Ｖｓとの差Ｖｒ−Ｖｓが計算され、この差に基づ
き、比例項と積分ゲインとが各々に対応したマップ等か
ら求められ、比例項×差と、積分ゲイン×差の積算値と
の和Ｖｔにより、図８に示したマップとは別のマップか
ら、定速走行制御用目標燃料噴射量（以下「クルーズ
Ｑ」という）が算出される。このクルーズＱに等しい燃
料噴射が実際に行われるように電子ガバナ１ｄが制御さ
れる。このようなクルーズＱの算出は所定時間（例えば
32msec）毎に繰り返し行われる。ここでの制御はＰＩ制
御によるものである。

【００４９】一方、定速走行制御中にも図８に示したマ
ップにより通常通り目標燃料噴射量が計算されている。
そしてこの値（「アクセルＱ」という）がクルーズＱを
上回った場合はアクセルＱが最終的な目標燃料噴射量と
なる。アクセルＱとクルーズＱのいずれか大きい方が最
終目標燃料噴射量となるのである。定速走行制御中は通
常はアクセルが踏み込まれていないのでクルーズＱに基
づく制御となるが、ドライバが加速しようとしてアクセ
ルを踏み込んだ場合、アクセルＱがクルーズＱを上回れ
ばアクセルＱに基づく制御となる。

【００５０】そして、図１０に示すように、定速走行制
御中に登坂路に差し掛かるなどして実車速が設定車速に
対し所定値以上下回ったら、変速機の１段のシフトダウ
ン制御を行う。最初のシフトダウン条件は、設定車速Ｖ
ｓ＞（実車速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｄ１（ここでは３km/
h））が成立すること、即ち設定車速Ｖｓから所定値Ｖ
ｓｄ１を減じた値より実車速Ｖｒが小さくなるである。
このシフトダウンによってより大きな駆動輪トルクが得
られるので、通常は実車速が上昇していく。そして実車
速が設定車速付近まで回復し、シフトアップ条件が成立
したら変速機の１段のシフトアップ制御を行い、変速機
を車速設定時の元のギヤ段に戻す。シフトアップ条件は
設定車速Ｖｓ≦（実車速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｕ（ここでは
0.5km/h））が成立すること、即ち実車速Ｖｒが、設定
車速Ｖｓから所定値Ｖｓｕを減じた値以上となることで
ある。

【００５１】なお、最初のシフトダウンによっても駆動
輪トルクが不足し、さらに実車速が落ち込んでいくよう
な場合、次のシフトダウン条件：設定車速Ｖｓ＞（実車
速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｄ２（ここでは８km/h））が成立し
たら、さらなる変速機の１段のシフトダウン制御を行
う。このように、実車速と設定車速との速度差に基づき
変速機の自動シフトダウン・シフトアップを行うもので
ある。

【００５２】このような定速走行制御中の変速制御は変
速モードが自動変速モードのときのみ行われ、マニュア
ルモードのときは行われない。また、スキップモードで
あっても通常モードであっても、シフトダウン・アップ
は１段ずつ行われる。

【００５３】なお、定速走行制御中は図４，図５のマッ
プを用いず、専ら実車速と設定車速との差に基づいてシ
フトダウン・アップを行っている。これは、図４，図５
のマップを用いると変速点（マップの各線図）の近傍で
車速が設定されたときに、僅かの車速変化でシフトダウ
ンが行われてしまい、フィーリングが良くないからであ
る。特に本実施形態ではギヤ段が多段であり、段間差が
小さく、変速点近傍で車速設定される可能性が通常のギ
ヤ段数の車両より高いので、このような方法が好適であ
る。

【００５４】次に、図６に定速走行制御装置の構成を示
す。定速走行制御装置８０はＥＣＵ６（クルーズコント
ローラ６ａ）と、これに接続される各スイッチ８１〜８
５及び各ランプ８１ａ，８１ｂで構成される。

【００５５】８１はメインスイッチで、これがドライバ
によりＯＮされることで定速走行制御スタンバイ状態と
なり、運転室のメインランプ８１ａが点灯される。なお
スタンバイ状態の解除はメインスイッチ８１のＯＦＦ又
はキースイッチのＯＦＦにより行われ、解除と同時にメ
インランプ８１ａが消灯される。８２はセットスイッチ
で、これがドライバによりＯＮされると同時に設定車速
が設定され、定速走行制御開始となり、運転室のセット
ランプ８２ａが点灯される。８３はキャンセルスイッチ
で、これがドライバによりＯＮされると定速走行制御解
除となる。定速走行制御解除と同時にセットランプ８２
ａが消灯される。８４はコーストスイッチで、これがド
ライバによりＯＮされている間はクルーズＱ＝０とな
り、車両が惰行状態となる。この状態からドライバによ
りコーストスイッチ８５がＯＦＦされると、その時の実
車速が新たな設定車速として更新設定される。８５はリ
ジュームスイッチで、これがドライバによりＯＮされる
と、設定車速がセットスイッチＯＮ時の最初の値に復帰
される。

【００５６】なお、周知のように、定速走行制御の解除
は、他にもメインスイッチ８１のＯＦＦ、ブレーキペダ
ルの踏み込み（ブレーキスイッチＯＮ）、又はクラッチ
ペダル１１の踏み込み（クラッチペダルストロークセン
サ１６の値が所定値以上）によって行われる。

【００５７】ところで、本装置では上述のように定速走
行制御中に実車速と設定車速との差に基づき変速機の自
動シフトダウン・シフトアップを行うので、既述の通
り、登坂路等でシフトダウンとシフトアップとが繰り返
されるというシフトビジーの問題がある。そこでこれを
防止するため以下の制御を実行し、以下の条件が全て満
たされた場合に限ってシフトアップを実行するようにし
ている。

【００５８】図１１にかかるシフトアップ制御のフロー
チャートを示す。このフローはＴＭＣＵ９により所定時
間（例えば32msec）毎に実行される。

【００５９】まずＴＭＣＵ９は、ステップ１０１におい
て、定速走行制御中であるか否かを判断する。定速走行
制御中である場合はステップ１０２に進み、定速走行制
御中でない場合はステップ１０９に進んで制御タイマを
０とした後、本フローを終える。

【００６０】ステップ１０２は本発明に係る最も特徴的
な部分で、このステップでは、エンジンの燃料噴射量が
所定範囲に入っているか否かを判断する。より具体的に
は、ＥＣＵ６によって算出された最終目標燃料噴射量
（クルーズＱとアクセルＱのうちいずれか大きい方）Ｑ
ｔｆｎｌが、後述のように求められる燃料噴射量の最小
しきい値Ｑｓｍｉｎと最大しきい値Ｑｓｍａｘとの間に
入っているか否か、即ちＱｓｍｉｎ≦Ｑｔｆｎｌ≦Ｑｓ
ｍａｘが成立しているか否かを判断している。このステ
ップ１０２では実質的に、シフトアップ後に車両を失速
させぬような十分な駆動輪トルクが得られるか否かを判
断しており、特に最大値Ｑｓｍａｘはそのような十分な
駆動輪トルクが得られるとする最大の値である。本実施
形態では最小値Ｑｓｍｉｎと最大値Ｑｓｍａｘとを、実
際のエンジン回転数に対する最大燃料噴射量（フルＱ）
のＰｑｍｉｎ％（本実施形態では２０％）及びＰｑｍａ
ｘ％（本実施形態では７０％）としている。Ｐｑｍｉ
ｎ、Ｐｑｍａｘは予め設定される一定値である。

【００６１】これをより詳しく説明すると次の通りであ
る。図７は、エンジンにおけるエンジン回転数とその回
転数毎の最大トルクとの関係を示した線図であるが、最
大トルク線図（実線）上では、各回転数毎の目標燃料噴
射量（アクセルＱ）がアクセル開度１００％のときの
値、即ち最大燃料噴射量（フルＱ）となっている。よっ
て制御上は、検出された実際のエンジン回転数Ｎｅｒか
ら図８のマップに従ってその回転数Ｎｅｒにおける最大
燃料噴射量を読込み、これに最小割合Ｐｑｍｉｎ％及び
最大割合Ｐｑｍａｘ％を乗じて最小しきい値Ｑｓｍｉｎ
及び最大しきい値Ｑｓｍａｘを決定し、これらしきい値
Ｑｓｍｉｎ及びＱｓｍａｘと最終目標燃料噴射量Ｑｔｆ
ｎｌとを比較する。そしてＱｓｍｉｎ≦Ｑｔｆｎｌ≦Ｑ
ｓｍａｘが成立していれば十分な駆動輪トルクを得られ
るとみなしてステップ１０３に進み、非成立なら十分な
駆動輪トルクを得られないとみなしてステップ１０９を
経て本フローを終える。

【００６２】ステップ１０３では、現ギヤ段が定速走行
制御開始時のギヤ段（クルーズ開始ギヤ段）Ｇ０より小
さいか否かを判断する。即ち、小さい場合とは既にシフ
トダウンが行われたことを意味するので、シフトアップ
して元のギヤ段に戻す必要があるからである。現ギヤ段
がクルーズ開始ギヤ段Ｇ０より小さい場合はステップ１
０４に進み、そうでない場合はステップ１０９を経て本
フローを終える。

【００６３】ここで、クルーズ開始ギヤ段Ｇ０の設定方
法を説明する。図１２はこのためのフローである。この
フローもＴＭＣＵ９により所定時間（例えば32msec）毎
に実行される。

【００６４】まずＴＭＣＵ９は、ステップ２０１におい
て、定速走行制御中であるか否かを判断する。定速走行
制御中でない場合はステップ２０２に進み、制御フラグ
をＯＦＦして本フローを終える。定速走行制御中である
場合はステップ２０３に進み、制御フラグがＯＦＦか否
かを判断する。ＯＦＦのときはステップ２０４に進んで
現ギヤ段をクルーズ開始ギヤ段Ｇ０とし、この後ステッ
プ２０５に進んで制御フラグをＯＮにした後本フローを
終える。ステップ２０３で制御フラグがＯＦＦでないと
き（つまりＯＮのとき）はそのまま本フローを終える。

【００６５】これによると、まず定速走行制御開始前は
ステップ２０１，２０２と進み制御フラグＯＦＦであ
る。そして定速走行制御開始後１回目の本フロー実行時
に、ステップ２０１，２０３，２０４，２０５と進み、
そのときのギヤ段がクルーズ開始ギヤ段Ｇ０として入力
され、制御フラグＯＮとなる。２回目以降は、制御フラ
グＯＮなので、ステップ２０１，２０３と進み、クルー
ズ開始ギヤ段Ｇ０の値が保持される。

【００６６】さて、図１１に戻って、ステップ１０４で
はシフトアップの車速条件が成立しているか否か、即ち
設定車速Ｖｓ≦（実車速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｕ（0.5km/
h））が成立しているか否かを判断する。非成立の場合
はステップ１０９を経て本フローを終える。成立の場合
は、ステップ１０５に進み、制御タイマをインクリメン
ト（加算）する。そしてステップ１０６に進み、制御タ
イマの値が所定時間ｔｓ（本実施形態では１sec）を越
えているか否かを判断する。越えていなければ本フロー
を終え、越えていればステップ１０７に進む。つまり、
ここではステップ１０１〜１０４の条件成立状態が一定
時間ｔｓ継続しているかどうかを判断しており、言い換
えれば、その時間ｔｓの経過を待ってからシフトアップ
を行い、その時間ｔｓの経過前はシフトアップを禁止し
ている。これは制御の安定等のためである。

【００６７】ステップ１０７に進んだときは制御タイマ
を０に初期化し、この後ステップ１０８に進んで目標ギ
ヤ段を現ギヤ段より１速高い値に設定する。これによっ
て本フローは終了し、この後図示しない別フローに従っ
て実際の自動シフトアップが実行される。

【００６８】なお、以上の制御においてはＥＣＵ６とＴ
ＭＣＵ９との間における双方向のデータ通信が適宜行わ
れる。例えば、ステップ１０１における定速走行制御中
であるか否かのデータ、ステップ１０２における最終目
標燃料噴射量Ｑｔｆｎｌのデータ、及び図８のマップに
基づく最大燃料噴射量のデータは、ＥＣＵ６からＴＭＣ
Ｕ９に取り込まれるものである。

【００６９】また、ステップ１０６等に示される所定時
間継続という条件は任意的条件で、可能であれば省略し
ても構わない。

【００７０】このように、かかるシフトアップ制御によ
れば、ステップ１０２に示す如く、シフトアップしたと
しても十分な駆動輪トルクが得られるような所定範囲に
エンジンの燃料噴射量が入っている場合にのみ、シフト
アップが実行されるので、シフトアップ後の車両の失速
が防止され、再度のシフトダウン・シフトアップが繰り
返されるというシフトビジーの問題が解消される。

【００７１】そして、変速機の型式やギヤ段数、ギヤ段
位置、ギヤ比等に拘わらず、エンジンの燃料噴射量が所
定範囲に入っているかどうかだけでシフトアップの可否
を判断できるので、簡易な判断、制御が可能であり、チ
ューニングの容易化も可能となる。そして異なる型式等
の変速機にも同様のソフトが即座に流用でき、汎用性も
増すものである。

【００７２】特に、本実施形態のようなギヤ段数の多い
多段変速機では、各ギヤ段の段間差が小さいので、燃料
噴射量の比較だけでもシフトアップの可否を判断できる
ということがいえる。具体的には、予め設定された最小
割合Ｐｑｍｉｎ％及び最大割合Ｐｑｍａｘ％によって規
定される最小しきい値Ｑｓｍｉｎ及び最大しきい値Ｑｓ
ｍａｘの間に、最終目標燃料噴射量Ｑｔｆｎｌが入って
いるかどうかを判断するだけで、シフトアップの可否を
判断できる。従ってこの方法は、段間差の小さい変速
機、概して多段変速機に特に有効である。そして多段変
速機としては少なくとも７段以上の段数を備えるもの
が、段間差が小さいということが言え、望ましい。

【００７３】なお、シフトビジーの問題はシフトアップ
後車両が失速するような場合に起こり得るので、その原
因としては登坂路といった路面状況の他、積載荷重、車
速、風の影響等も考えられる。

【００７４】ここで、従来技術として特公平８−２５４
０７号公報に開示されたものがある。これは現在のエン
ジン回転数及びスロットル開度及び変速段から、アップ
シフトした場合の変速段の駆動力を判断し、必要な駆動
力が得られる場合のみアップシフトを許容するというも
のである。しかし、これによるとアップシフトした場合
の駆動力の計算に変速段毎、スロットル開度毎、車速毎
に定められたマップを用いており、制御が複雑でチュー
ニングも非常に煩雑であると共に、ギヤ比の異なる変速
機には再度煩雑なチューニングを行わないと流用するこ
とができないという欠点がある。本制御では、制御やチ
ューニングが簡易である上、燃料噴射量の範囲（本実施
形態では最小割合Ｐｑｍｉｎ％及び最大割合Ｐｑｍａｘ
％の値）を設定し直すだけでギヤ比の異なる変速機にも
容易に流用できるという利点がある。

【００７５】また、従来技術として特開平１−１１４５
４８号公報に開示されたものがある。これは変速前のス
ロットル開度に基づいてトルク余裕度を検出すると共
に、その値に基づいて変速後のトルク余裕度を予測し、
予測値が設定範囲外となるときはシフトアップを禁止す
るというものである。しかし、これによると、変速後の
トルク余裕度を予測する際に、シフトアップ前（３速）
のスロットル開度Ｔｖ３と、シフトアップ後（４速）同
一車速となるスロットル開度Ｔｖ４との関係を定めるマ
ップを用いており、このマップがシフトアップ前後のギ
ヤ比に大きく影響してくることから、やはりギヤ比の異
なる変速機には煩雑なチューニングを行わないと流用す
ることができず、また、シフトアップギヤ段毎にマップ
を作成しなければならないという煩雑さがある。本制御
では、ギヤ比の異なる変速機にも容易に流用でき、ま
た、シフトアップギヤ段が異なっても一律同じ値を使用
できるのでチューニング等が大変容易であるという利点
がある。

【００７６】なお、本発明は他にも様々な実施形態を採
ることができる。例えばエンジンはディーゼル、ガソリ
ン等の種別を問わない。ディーゼルならコモンレール式
等が考えられ、ガソリンなら定速走行制御中スロットル
又はアクセルアクチュエータによりスロットル開度又は
アクセル開度を制御するものが考えられる。また別マッ
プによるクルーズＱを用いず、疑似的なアクセル開度と
図８に示したような通常マップとを用いて定速走行制御
中の燃料噴射制御を実行するものも可能である。図９に
示したクルーズＱの算出方法はＰＩ制御によるものであ
ったが、これに限らずＰＩＤ制御等としてもよい。自動
変速機も上述のものに限られず、少なくとも自動変速可
能なものであれば、マニュアル変速モードの無いものや
スキップモードの無いのものも可能である。車両も大型
車両に限らず、小型トラック、乗用車等が可能である。
上記各数値は代表例であり、適宜変更が可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、登坂路等
における定速走行制御中のシフトビジーの問題を解消で
きるという、優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る車両の自動変速装置を示す構
成図である。

【図２】同スケルトン図である。

【図３】自動クラッチ装置を示す構成図である。

【図４】シフトアップマップである。

【図５】シフトダウンマップである。

【図６】定速走行制御装置の構成図である。

【図７】最終目標燃料噴射量と燃料噴射量の最小しきい
値及び最大しきい値との比較方法を示す図である。

【図８】目標燃料噴射量（アクセルＱ）算出マップであ
る。

【図９】定速走行制御中の目標燃料噴射量（クルーズ
Ｑ）の算出方法を示すブロック図である。

【図１０】定速走行制御の基本制御の内容を示すタイム
チャートである。

【図１１】本発明に係るシフトアップ制御の内容を示す
フローチャートである。

【図１２】クルーズ開始ギヤ段の設定方法を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

３ 変速機 ６ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ） ６ａ クルーズコントローラ ７ エンジン回転センサ ８ アクセル開度センサ ９ トランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣ
Ｕ） ２０ スプリッタアクチュエータ ２１ メインアクチュエータ ２２ レンジアクチュエータ ２８ 出力軸回転センサ ８０ 定速走行制御装置 ＧＳＵ ギヤシフトユニット Ｖｒ 実車速 Ｖｓ 設定車速 Ｖｓｄ１、Ｖｓｄ２、Ｖｓｕ 所定値（速度差） Ｑｔｆｎｌ 最終目標燃料噴射量 Ｑｓｍｉｎ 燃料噴射量の最小しきい値 Ｑｓｍａｘ 燃料噴射量の最大しきい値 Ｐｑｍｉｎ 最小割合 Ｐｑｍａｘ 最大割合 ｔｓ 所定時間 Ｎｅｒ 実際のエンジン回転数

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） Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１Ｃ 41/04 ３８０ 41/04 ３８０Ｇ Ｆ１６Ｈ 61/16 Ｆ１６Ｈ 61/16 // Ｆ１６Ｈ 59:34 59:34 59:42 59:42 59:44 59:44 63:20 63:20 Ｆターム(参考） 3D041 AA32 AA39 AA51 AB02 AC02 AC11 AC17 AD02 AD07 AD09 AD10 AD20 AD31 AD51 AE03 AE07 AE12 AE16 AE32 AF01 3D044 AA01 AA42 AA45 AB01 AC03 AC05 AC16 AC22 AC26 AD06 AD14 AD17 AE04 AE21 3G093 AA04 AB01 BA03 BA15 BA23 CA09 CB02 CB10 DA01 DA06 DA10 DB05 DB11 EA02 EA03 EA05 EB03 FA04 3G301 HA02 JA04 JA22 JA34 KA21 KB10 LB11 MA11 NC02 ND01 PA17Z PB03Z PE01Z PF01Z PF03Z PF06Z PF07Z 3J552 MA04 MA13 NA01 NB01 PA19 QA06C QA26C RB11 SA26 SB13 TB01 VA66Z VB01W VC01W VC06W VD02Z VD11Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実車速を設定車速に一致させるようにエ
   ンジンの燃料噴射量を制御することにより定速走行制御
   を実行する定速走行制御手段と、該定速走行制御中にお
   いて、実車速が設定車速より所定値以上下回ったとき変
   速機のシフトダウン制御を実行し、このシフトダウン状
   態において実車速が設定車速付近まで上昇し、且つエン
   ジンの燃料噴射量が所定範囲内に入っているとき、変速
   機のシフトアップ制御を実行する定速走行時変速制御手
   段とを備えたことを特徴とする車両の自動変速装置。
2. 【請求項２】 上記定速走行時変速制御手段は、上記エ
   ンジンの燃料噴射量が上記所定範囲内に所定時間入って
   いるとき、変速機のシフトアップ制御を実行する請求項
   １記載の車両の自動変速装置。
3. 【請求項３】 上記定速走行時変速制御手段は、上記エ
   ンジンの燃料噴射量が上記所定範囲内に入っているか否
   かの判断を、実際のエンジン回転数に対する最大燃料噴
   射量を所定のマップに従って求め、その最大燃料噴射量
   に上記所定範囲を規定する所定の最小割合と最大割合と
   を乗じてシフトアップを許容できる燃料噴射量の最小値
   と最大値とを求め、この最小値と最大値との間に、実際
   の燃料噴射量に相当する最終目標燃料噴射量の値が入っ
   ているか否かを判断することによって行う請求項１又は
   ２記載の車両の自動変速装置。
4. 【請求項４】 上記変速機が７段以上の段数を備えた多
   段変速機である請求項１乃至３いずれかに記載の車両の
   自動変速装置。