JP3565678B2

JP3565678B2 - 車両の変速装置

Info

Publication number: JP3565678B2
Application number: JP05160597A
Authority: JP
Inventors: 勲岡本; 順梶並
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: JPH10246321A

Description

【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においても、自動変速装置を搭載するものが多く見られる。このような自動変速装置として、機械的なクラッチと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知られている（特開平６ー２４１３００号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
トラックなど商用車にあっては、積荷時の制動力を確保するため、通常のブレーキのほか、各種の補助ブレーキが採用される。このうち、第３ブレーキはエンジンブレーキ作動時に第３バルブ（エンジンの排気バルブを利用したり、専用バルブを付加したりしたもの）により、エンジンの筒内圧を排気通路側へ開放し、エンジンの負仕事を増大させる。第３ブレーキはエンジン回転速度に比例する制動性能をもつため、車両の高速走行において、トランスミッションが高速段でエンジン回転速度が低速域の場合、それほど大きな制動力が得られない。そのため、車両によっては、通常のブレーキに排気ブレーキおよび第３ブレーキのほか、さらにリターダを装備するようにしたものがある。リターダは車速に拠らず安定した制動力がえられるものや、車速に応じて制動力が大きくなるものがあり、いずれにしても高速走行時の排気ブレーキや第３ブレーキの制動力を補う効果をもたらす。しかし、リターダは高価なため、車両の制動装置にかかる費用を大幅に上昇させるという不具合があった。
【０００４】
この発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、高速走行中の制動時に排気ブレーキや第３ブレーキを有効に効かせるよう、シフトダウンを自動制御することにより、高価なリターダの不要化を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、エンジンの排気ブレーキや第３ブレーキを備える車両の変速装置において、変速要求に応じてアクチュエータを介して車両の変速操作を制御する手段と、所定の制動条件の成立を判定すると前記ブレーキの制動力を高めるよう、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を設ける。
【０００６】
第２の発明では、第１の発明におけるシフトダウンを自動制御する手段は、排気ブレーキや第３ブレーキの作動を選択するためのスイッチがオン、かつシフトダウンの自動制御を選択するためのスイッチがオンのとき、車速が所定値以上でアクセルが無負荷状態に解放されると、所定の制動条件が成立したものと判定する。
【０００７】
第３の発明では、第１の発明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速に応じた最適な変速段を決定する。
【０００８】
第４の発明では、第１の発明におけるシフトダウンを自動制御する手段は、シフトダウンを行う前に変速後のエンジンオーバランを判定し、オーバランを判定するとシフトダウンを禁止する機能を備える。
【０００９】
第１の発明において、シフトダウンを自動制御する手段は、シフトダウンを行う前に警報を発生させる機能を備える。
【００１０】
【作用】
第１の発明では、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行われる。車両の高速走行において、シフトダウンが行われると、エンジン回転速度が上昇する。そのため、車速に応じた最適な変速段へのシフトダウンにより、エンジンの排気ブレーキや第３ブレーキの制動力を効果的に高めることができる。
【００１１】
第２の発明では、エンジンの排気ブレーキや第３ブレーキの作動とシフトダウンの自動制御が選択され、車速が所定値以上でアクセルが無負荷状態に解放されると、所定の制動条件が成立したものと判定され、排気ブレーキや第３ブレーキの作動中にシフトダウンの自動制御が行われる。
【００１２】
第３の発明では、シフトダウンマップに基づく自動制御のため、排気ブレーキや第３ブレーキを効果的に効かす変速段へのシフトダウンを簡単なプログラムで実行できる。
【００１３】
第４の発明では、車速やギヤ比とによっては、シフトダウンに伴いエンジンオーバランを起こす可能性があるから、シフトダウンを行う前に変速後のエンジン回転速度を算出してエンジンオーバランを判定し、エンジンオーバランが判定されると、その変速段へのシフトダウンを禁止し、その間は車速の低下を待つことにより、エンジンオーバランを適確に防止することができる。
【００１４】
第１の発明においては、シフトダウンの変速操作中は、エンジンの動力伝達が遮断され、エンジンの排気ブレーキや第３ブレーキの制動力が効かず、車両が一時的に空走状態になるため、シフトダウンの前にこれを警報することにより、運転者の注意を事前に喚起することができる。
【００１５】
【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の給排バルブを表す。
【００１６】
車両の制動装置として通常のブレーキのほか、図示しないが排気ブレーキおよび第３ブレーキを備える。排気ブレーキは後述するブレーキスイッチ３２がオンのときにアクセルが無負荷状態に解放されると、エンジン排気通路のシャッタを全開位置から所定の絞り開度に閉じる。第３ブレーキは同じくブレーキスイッチ３２がオンのときにアクセルが解放されると、エンジンの第３バルブを介して筒内圧を排気通路側へ開放する。
【００１７】
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を検出するギヤ回転センサ２３が設けられる。
【００１８】
クラッチ２の手動制御と自動制御を切り替えるため、クラッチペダルの初期位置と作動位置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が設けられ、シフトレバー４Ａのシフト位置指示信号を出力する。また、運転室にはトランスミッション３の現在段などを表示するモニタ１３と、後述する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ブレーキスイッチ３２と、シフトダウンの自動制御を警報するブザー１３Ａと、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とが設けられる。
【００１９】
これらの出力信号に基づいて変速操作を制御するのがエンジンコントロールユニット１１とトランスミッショ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で結ばれる。シフトレバーユニット４のレバー操作に伴う変速要求が発生すると、その要求位置へギヤシフトすべく一連の変速操作を制御する。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。そして、必要に応じて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。
【００２０】
トランスミッションコントロールユニット１１は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を備える。図２はシフトダウンマップを説明するものであり、排気ブレーキおよび第３ブレーキの制動力は車速に応じて増大する。その制動特性はトランスミッション３の変速段ごとに異なり、高速段ほど制動力は減少する。そのため、高速走行において、図中の実線のようにトランスミッション３のシフトダウンを制御すると、排気ブレーキおよび第３ブレーキの制動力を効果的に効かすことが可能になる。これは車速の低下に拘わらず、シフトダウンを行うことにより、エンジン回転速度が上昇し、排気ブレーキおよび第３ブレーキの効きを良くするからである。これら変速段ごとの制動特性に基づいて、シフトダウンマップ（ａ）は車速に応じた最適な制動力が得られるように設定される。
【００２１】
図３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、トランスミッション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とからの信号に基づいて、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がともにオンのときに車速が所定値（例えば、７０ｋｍ／ｈ）以上でアクセルが無負荷状態に解放されると、その間はシフトダウンの自動制御を実行する。車速に応じた変速段をシフトダウンマップ（ａ）から検索し、その変速段とギヤ位置センサ３３で検出される現在段とを比較し、これらが一致しないときにシフトダウン要求を発生する。このシフトダウン要求を受けると、トランスミッションコントロールユニット１１の変速制御手段３４は、既述のように車両の変速操作を制御する。
【００２２】
シフトダウンは運転者の操作に拠らず自動的に行われる。その変速操作中、エンジンの動力伝達が切断され、排気ブレーキおよび第３ブレーキの制動が効かなくなるため、車間距離を詰めた走行を行っている場合などを配慮し、この例ではシフトダウンの変速操作を開始する前に警報を発するよう、ブザー１３Ａの作動を制御する機能を備える。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、シフトダウンマップ（ａ）から車速に応じて求めた変速段について、そのギヤ比と車速とから変速後のエンジン回転速度を計算し、これが所定の許容回転速度を越えるときは、シフトダウンの変速操作を禁止するようになっている。
【００２３】
図４は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。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ではブレーキスイッチ３２はオンか、ステップ４ではシフトダウン連動スイッチ３１はオンか、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ではシフトダウンマップ（ａ）から車速に応じた変速段（最適段）ＧＰ０を読み取る。ステップ６ではこの変速段ＧＰ０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では変速段ＧＰ０がトランスミッションの現在段ＧＰ１と一致するか、を順に判定し、これらがｙｅｓの場合、ステップ８に進む。ステップ８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ことを事前に警報する。その後、ステップ９において、変速段ＧＰ０への変速操作を実行する。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、高速走行中の制動時にシフトダウンの自動制御により、エンジン回転速度を高め、エンジンの排気ブレーキや第３ブレーキを効果的に効かすことが可能になる。その結果、排気ブレーキ力や第３ブレーキ力を補う必要がなくなり、高価なリターダの不要化が図れる。
【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】同じくシフトダウンマップの説明図である。
【図３】同じく制御系の一部を表す機能的なブロック図である。
【図４】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１Ａ燃料噴射ポンプのガバナ装置
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モニタ
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排気ブレーキ／第３ブレーキ用のブレーキスイッチ
３３ギヤポジションセンサ

Claims

エンジンの排気ブレーキおよび第３ブレーキの少なくとも一方を備える車両の変速装置において、変速要求に応じてアクチュエータを介して車両の変速操作を制御する手段と、所定の制動条件の成立を判定すると前記ブレーキの制動力を高めるよう、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、を設けてなり、シフトダウンを自動制御する手段は、シフトダウンを行う前に警報を発生させる機能を備えたことを特徴とする車両の変速装置。
シフトダウンを自動制御する手段は、排気ブレーキや第３ブレーキの作動を選択するためのスイッチがオン、かつシフトダウンの自動制御を選択するためのスイッチがオンのとき、車速が所定値以上でアクセルが無負荷状態に解放されると、所定の制動条件が成立したものと判定することを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
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速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１の変速装置。
シフトダウンを自動制御する手段は、シフトダウンを行う前に変速後のエンジンオーバランを判定し、オーバランを判定するとシフトダウンを禁止する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の変速装置。