JP2005104415A

JP2005104415A - 車両の変速制御装置

Info

Publication number: JP2005104415A
Application number: JP2003343932A
Authority: JP
Inventors: Koichi Iketani; 浩一池谷; Toshikuni Shirasawa; 敏邦白沢; Kazunobu Eritate; 和伸襟立
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】補助ブレーキの作動タイミングを早めることにより、エンジン及びクラッチの回転数降下を早め、変速時間の短縮が図れる車両の変速制御装置を提供する。
【解決手段】シンクロメッシュ機構を有しない歯車式変速機４とエンジン及びクラッチ回転数の制動を行う排気ブレーキとを備えた車両の変速制御装置であって、変速時における前記排気ブレーキの作動指令を、ギヤ段がニュートラルになって燃料噴射量指令が出た後、前記作動指令を出してから実際に排気ブレーキが作動するまでのタイムラグを予め見込んで、早めに出す変速機用電子制御ユニット３０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、シンクロメッシュ機構を有しない機械式変速機とエンジン及びクラッチ回転の制動を行う補助ブレーキとを備えた車両の変速制御装置に関する。

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摩擦式の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。このよう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。

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。このよう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ＯＮ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、あるいは特許文献１に記載のように、排気ブレーキスイッチがＯＮ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。このように、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。

そして、シンクロメッシュ機構を有しない機械式の変速機を搭載した車両にあっては、従来、目標のギヤ段に変更する際、ギヤがニュートラルになり燃料噴射量がゼロになったのを確認した後、排気ブレーキ等の補助ブレーキをかけてエンジン及びクラッチ回転数を落としていた。

例えば、図４及び図５に示すように、先ず目標ギヤ段変更で燃料噴射量の減量指示を出してから所定時間Ｔ経過してからギヤ抜き指示を出す（図５のステップＰ１〜３参照）。次いで、ギヤ段がニュートラルになったら燃料噴射量のゼロ指示を出し、その後燃料噴射量が実際にゼロになったのを確認した後、補助ブレーキのＯＮ指示を出す（図５のステップＰ４〜７参照）。この後、所定のタイムラグＢ（応答遅れ）があって補助ブレーキが作動する（図５のステップＰ８参照）のである。

実公平４−４０９８１号公報

ところが、上述したような従来の補助ブレーキ制御では、ギヤがニュートラルになり燃料噴射量がゼロになったのを確認した後、補助ブレーキのＯＮ指示を出していたため、図４でも解るように、目標ギヤ段変更から実際に補助ブレーキが作動するまでの時間（Ａ＋Ｂ）は、目標ギヤ段変更から補助ブレーキＯＮ指示までの時間（Ａ）とタイムラグ（Ｂ）とを合算したものとなり、タイムラグ（Ｂ）分補助ブレーキの応答性が悪いため、充分なエンジン及びクラッチの回転数降下が得られず、変速時間の増大を招来するという問題点があった。

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたもので、補助ブレーキの作動タイミングを早めることにより、エンジン及びクラッチの回転数降下を早め、変速時間の短縮が図れる車両の変速制御装置を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するための本発明に係る車両の変速制御装置は、シンクロメッシュ機構を有しない歯車式変速機とエンジン及びクラッチ回転数の制動を行う補助ブレーキとを備えた車両の変速制御装置であって、変速時における前記補助ブレーキの作動指令を、ギヤ段がニュートラルになって燃料噴射量指令が出た後、前記作動指令を出してから実際に補助ブレーキが作動するまでのタイムラグを予め見込んで、早めに出す制御手段を設けたことを特徴とする。

また、前記補助ブレーキは、エンジンからの排ガスを排出する排気通路にバタフライバルブを介装してなる排気ブレーキであることを特徴とする。

また、前記補助ブレーキは、歯車式変速機の入力軸側の制動を行うイナーシャブレーキ機構であることを特徴とする。

本発明の構成によれば、補助ブレーキの作動時間が増大することにより、充分なエンジン及びクラッチの回転数降下が得られ、エンジン及びクラッチの回転数降下を早めて変速時間の短縮が図れる。

以下、本発明に係る車両の変速制御装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例を示す車両の変速制御装置の概略構成図、図２は同じく補助ブレーキ制御のタイムチャート、図３は同じく補助ブレーキ制御のフローチャートである。

図１に示すように、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（以下、単にエンジンという）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（以下、単に変速機という）４に接続されている。この変速機４はシンクロメッシュ機構を有さない例えばコンスタントメッシュ機構等を有するものである。

クラッチ装置３は、通常の機械摩擦式クラッチの動作を、手動及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が、ここでは、手動で実施する場合の説明は省略する。即ち、クラッチ装置３は、フライホイール５に圧接するクラッチ接位置とフライホイール５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６と、クラッチ断接用のエアシリンダユニット７とからなる。エアシリンダユニット７は、アウタレバー８と、エアタンク９とから構成されている。

上記構成によれば、エアシリンダユニット７が非作動状態にあると、クラッチ板６はフライホイール５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７が非作動状態から作動状態へ切り替えられると、クラッチ板６がフライホイール５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。このよう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。

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）１０が設けられている。チェンジレバー１０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、この直交する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なっている。図１中、チェンジレバー１０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、シフト方向即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１０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ＨＯＬＤ（ホールド）ポジションと、このＨＯＬＤポジションを挾むようにして、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。

さらに、変速操作に関連して、変速機４のギヤ段（ギヤ位置）を切り替えるためのギヤシフトユニット１１が設けられる。ギヤシフトユニット１１は、複数個の電磁弁（図中では１つのみ示す）１２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１２、エア通路１３及びエア通路１４を介してエアタンク９に接続されており、エアタンク９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。

変速機４の変速動作は、制御手段としての変速機用電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０の制御下で実施される。即ち、ＥＣＵ３０から電磁弁１２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のギヤ段が、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り替えられる。エンジン１には、エンジン１に燃料を供給するための燃料噴射ポンプ（以下、単に噴射ポンプという）１５が設けられている。この噴射ポンプ１５は、ポンプ入力軸（図示せず）を介して伝達されるエンジン１の出力によりポンプを作動させ、燃料を噴射する装置である。この噴射ポンプ１５には、燃料噴射量を調節するためのコントロールラック（図示せず）が備えられており、さらに、コントロールラックのラック位置（コントロールラック位置）を検出するラック位置センサ１６が設けられている。また、ポンプ入力軸近傍には、ポンプ入力軸の回転数を検出し、この回転数に基づきエンジン１の出力軸２の回転数、即ちエンジン回転数を検出するエンジン回転センサ１７が付設されている。

前記ラック位置センサ１６とエンジン回転センサ１７の検出信号は、燃料噴射量制御装置としてのエンジン用電子制御ユニット（ＥＣＵ）１８を介して前記ＥＣＵ３０に入力される。前記ＥＣＵ１８は、噴射ポンプ１５内の電子ガバナ（図示せず）に対し、各種情報等に応じた前記ＥＣＵ３０からの信号を供給する装置であり、エンジン１の駆動制御を行うものである。即ち、ＥＣＵ１８から電子ガバナに指令信号が供給されると、コントロールラックが作動して燃料噴射量ひいてはエンジントルクを増減制御する。

前記ＥＣＵ３０は、ＥＣＵ１８と同様にマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力信号処理回路としてのインタフェースとで構成される。ＥＣＵ３０の入力側には、上述したラック位置センサ１６とエンジン回転センサ１７がＥＣＵ１８を介して接続されると共に、変速機４のギヤ段を検出するギヤ位置スイッチ１９、アクセルペダル２０の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２１、変速機４の出力軸２２上方に配設されて車速を検出する車速センサ２３、図示しない運転席等に設けた排気ブレーキスイッチ２４等がそれぞれ接続される。

一方、ＥＣＵ３０の出力側には、エアシリンダユニット７、電磁弁１２、ＥＣＵ１８、アクチュエータ２５等が接続されている。アクチュエータ２５は、エンジン１からの排ガスを排出する排気マニホールド２６の集合部に介装されたバタフライバルブ２７と共に排気ブレーキを構成している。バタフライバルブ２７は通常は開弁され、排気マニホールド２６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２４がＯＮ操作されると、ＥＣＵ３０の制御下でアクチュエータ２５が作動してバタフライバルブ２７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。このように、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補助ブレーキとして機能する。

尚、排気ブレーキの通常動作は、排気ブレーキスイッチ２４がＯＮ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、本実施例では、変速時間を短縮するべく、変速中にも排気ブレーキを作動させるようにしている。

即ち、前記ＥＣＵ３０は、変速時における前記排気ブレーキの作動指令を、ギヤ段がニュートラルになって燃料噴射量指令（指示）が出た後、前記作動指令を出してから実際に排気ブレーキが作動するまでのタイムラグを予め見込んで、早めに出すようになっている。

即ち、図２及び図３に示すように、先ず目標ギヤ段変更でＥＣＵ１８へ燃料噴射量の減量指示を出してから所定時間Ｔ経過してからギヤシフトユニット１１及び電磁弁１２へギヤ抜き指示を出す（図３のステップＰ１〜３参照）。次いで、ギヤ位置スイッチ１９によりギヤ段がニュートラルになったのを検出したら再びＥＣＵ１８へ燃料噴射量のゼロ指示を出し、その後前記タイムラグＢを見越しアクチュエータ２５へ排気ブレーキのＯＮ指示を出してバタフライバルブ２７を閉弁する（図３のステップＰ４〜６参照）。この後、所定のタイムラグＢ（応答遅れ）があって排気ブレーキが作動し、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のである（図３のステップＰ７参照）。

このようにして、本実施例では、排気ブレーキの作動指令を出してから実際に排気ブレーキが作動するまでのタイムラグＢを予め試験等で計測しておき、その分だけ排気ブレーキの作動タイミングを早めるようにしたので、排気ブレーキの作動時間の増大により、充分なエンジン及びクラッチの回転数降下が得られ、エンジン及びクラッチの回転数降下を早めて変速時間の短縮が図れる。

図２でも解るように、目標ギヤ段変更から実際に排気ブレーキが作動するまでの時間（Ａ）は、従来の目標ギヤ段変更から排気ブレーキＯＮ指示までの時間（Ａ）からタイムラグ（Ｂ）を差し引いた時間（Ａ−Ｂ）にタイムラグ（Ｂ）を合算したものとなり、丁度タイムラグ（Ｂ）分排気ブレーキの応答性が良くなる。

尚、上記実施例において、補助ブレーキとして排気ブレーキを用いたが、カウンタシャフトブレーキ等のイナーシャブレーキ機構を用いても良い。また、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の一実施例を示す車両の変速制御装置の概略構成図である。同じく補助ブレーキ制御のタイムチャートである。同じく補助ブレーキ制御のフローチャートである。従来の補助ブレーキ制御のタイムチャートである。同じく補助ブレーキ制御のフローチャートである。

符号の説明

１ディーゼルエンジン、２出力軸、３クラッチ装置、４歯車式変速機、５フライホイール、６クラッチ板、７エアシリンダユニット、８アウタレバー、９エアタンク、１０チェンジレバー、１１ギヤシフトユニット、１２電磁弁、１３エア通路、１４エア通路、１５燃料噴射ポンプ、１６ラック位置センサ、１７エンジン回転センサ、１８エンジン用電子制御ユニット、１９ギヤ位置スイッチ、２０アクセルペダル、２１アクセル開度センサ、２２出力軸、２３車速センサ、２４排気ブレーキスイッチ、２５アクチュエータ、２６排気マニホールド、２７バタフライバルブ、３０変速機用電子制御ユニット

Claims

シンクロメッシュ機構を有しない歯車式変速機とエンジン及びクラッチ回転数の制動を行う補助ブレーキとを備えた車両の変速制御装置であって、変速時における前記補助ブレーキの作動指令を、ギヤ段がニュートラルになって燃料噴射量指令が出た後、前記作動指令を出してから実際に補助ブレーキが作動するまでのタイムラグを予め見込んで、早めに出す制御手段を設けたことを特徴とする車両の変速制御装置。
前記補助ブレーキは、エンジンからの排ガスを排出する排気通路にバタフライバルブを介装してなる排気ブレーキであることを特徴とする請求項１記載の車両の変速制御装置。
前記補助ブレーキは、歯車式変速機の入力軸側の制動を行うイナーシャブレーキ機構であることを特徴とする請求項１記載の車両の変速制御装置。