JP3739517B2 - 車両の発進ショック低減装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両の発進ショック低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラックなど大型車両に適用される自動変速装置として従来から、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、運転室の人為操作に基づく変速要求や、車両の走行状態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行うよう、エンジン回転速度を含めてクラッチの断続操作とトランスミッションのギヤシフトを電子制御するようにしたものが知られている。このうち、運転者のアクセル操作やクラッチ操作に依存して車両の発進状態を任意に手動制御できるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車両の発進時は、エンジンの低速回転（アイドル回転より高い所定の回転速度）でクラッチをゆっくり接続するのが一般であるが、運転者によっては、エンジン回転を高めてクラッチをすばやく接続するような操作を行う場合も考えられる。このようなクラッチ前後での相対角速度が大きくなる発進操作が行われると、クラッチ接続時のファナルギヤ，トランスミッション，プロペラシャフトなどの駆動系にかかるショック（エンジン回転の慣性モーメントに角速度が作用する分のトルク、いわゆるイナーシャトルクなどにより発生する衝撃）が大きく、駆動系のファイナルギヤなどの破損や寿命低下を招くおそれがある。駆動系の強度設計は、このような過酷の使用条件も想定してなされるが、その結果としてユニットの重量やサイズが大きくなってしまいがちである。なお、トルクコンバータと無段変速機を備える自動変速装置において、発進時の変速ショックやロックアップ締結ショックを緩和するため、エンジンの出力トルクや無段変速機の変速比およびロックアップの締結圧力を制御するようにしたものは知られている（特開平６ー１０１５１２号公報，特開平７ー２４８０５６号公報）。
【０００４】
この発明は、運転者による車両の発進操作において、エンジンを所定の低速回転に制限することにより、クラッチ接続時の駆動系のショックを緩和しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図５のようにクラッチの断続状態を検出する手段ａと、車速を検出する手段ｂと、エンジン回転速度を検出する手段ｃと、トランスミッションのシフト段を検出する手段ｄと、トランスミッションの発進ギヤ毎に対応するエンジン回転速度の制限値を記憶する手段ｅと、これらの出力信号に基づいて車両が停止またはそれに近い走行状態でかつクラッチが切断状態のときにトランスミッションの発進ギヤに対応する制限値を越えないようエンジン回転速度を制御する手段ｆと、エンジン回転速度の制限中に作動するよう警報手段ｉを制御する手段ｇと、を設ける。
【０００８】
【発明の効果】
第１の発明では、車両の停止またはそれに近い走行状態でかつクラッチが切断状態のときは、エンジン回転速度は制限値を越えないように制御される。車両の発進操作において、アクセルペダルを踏み込んでも、エンジン回転速度は制限値に抑えられ、それ以上に上昇しない。そのため、クラッチはエンジン回転速度の制限値で接続され、イナーシャトルクも大きく作用しないため、クラッチ接続時のショックは小さく抑えられる。
【０００９】
また、車両の発進操作において、トランスミッションの発進ギヤ（例えば、１速〜３速）のひとつを選択すると、その選択ギヤに対応する制限値を越えないようにエンジン回転速度は制御される。そのため、車両の負荷（積載量など）に応じたエンジントルクを確保しながら、クラッチの接続に伴うショックの発生を小さく抑えられる。
【００１０】
また、警報手段の作動により、アクセルペダルの異常操作とエンジン回転速度の制限中を運転者に知らせることができる。
【００１１】
【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の燃料噴射量を制御するガバナ装置１Ａが、クラッチ２にその断続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にそのギヤシフト機構を駆動する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。
【００１２】
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とが設けられる。
【００１３】
クラッチ２の手動制御（マニュアル操作）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。シフトレバー４Ａのノブには、車両の走行状態（車速とアクセル開度）に応じた最適な変速段へ自動的にシフトチェンジするオート変速モードと、シフトレバー４Ａの選択段に応じたシフトチェンジを行うマニュアル変速モードと、を任意に切り替えるためのスイッチ５が設けられる。
【００１４】
運転室にはトランスミッションのシフト位置表示ランプなどを備えるモニタ１３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。エンジン回転速度の制限中を警報する手段として、運転室にブザー１３Ａが設けられ、モニタ１３にランプ１３Ｂが付加される。
【００１５】
これらの出力信号に基づいて車両の変速操作およびエンジン回転の速度制限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、これらコントロールユニット１１，１２間はシリアル通信（ＬＡＮ）で結ばれる。走行中の変速操作については、シフトレバーユニット４のレバー操作に基づく変速要求または車両の走行状態（車速とアクセル開度）に基づく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。
【００１６】
図２はエンジン回転の速度制限に係る制御系のブロック構成を表すものであり、エンジンコントロールユニット１１には燃焼噴射ポンプのガバナ装置１Ａを制御するエンジン制御手段１２Ａが、トランスミッションコントロールユニット１１にはエンジン回転の速度制限値をトランスミッションの発進ギヤごとに格納する記憶手段１１Ａが設けられる。
【００１７】
トランスミッションコントロールユニット１１においては、車速センサ２１の検出信号とクラッチストロークセンサ２２の検出信号とギヤポジションセンサ３１の検出信号およびシフトレバー４のスイッチ信号（オート変速モード／マニュアル変速モードの切り替え信号）に基づいて、マニュアル変速モードが選択され、車速が所定値以下（停車またはそれに近い走行状態）であり、クラッチ２が切断状態のときは、トランスミッション３の発進ギヤに対応する制限値を記憶手段１１Ａから読み取り、その制限値をエンジンコントロールユニット１２へ送信する。
【００１８】
トランスミッションコントロールユニット１１からの制限値を受信すると、エンジンコントロールユニット１２は、エンジン回転センサ２９の検出信号に基づいて、エンジン回転速度が制限値に達したかどうかを判定する。エンジン回転速度が制限値未満のときは、エンジンの燃料噴射量をアクセル開度センサ２８の検出信号に応じて制御する。エンジン回転速度が制御値に達すると、エンジン回転速度が制限値を越えないよう、エンジンの燃料噴射量を絞る制御（減量補正）を行う。
【００１９】
トランスミッションコントロールユニット１１において、車速が所定値を越えるか、クラッチが接続されるか、いずれかの条件が成立すると、その時点で制限値の送信は停止される。エンジン回転の速度制限が解除され、エンジンコントロールユニット１２は、通常のエンジン制御へ切り替わり、アクセル開度とエンジン回転速度に基づいてエンジンの燃料噴射量を制御する。
【００２０】
エンジン回転速度の制限中は、アクセルペダル７をいくら踏み込んでも、エンジン回転速度は上昇しないため、運転者への警報としてトランスミッションコントロールユニット１１は、制限中に運転室のブザー１３Ａおよびモニタ１３の表示ランプ１３Ｂを作動させる機能を備える。
【００２１】
図３は車両の発進状態を説明するタイムチャートである。クラッチ２を切断してから、アクセルペダル７を大きく踏み込むと、それに伴いエンジン回転は上昇する。従来の場合、アクセルペダル７の踏角（アクセル開度）に応じたエンジン回転速度へ吹き上がる。クラッチ２を接続すると、エンジン回転が高速のため、クラッチ２の接続に伴うショックの発生が大きい。
【００２２】
この発明の場合、運転者が同じようなアクセル操作を行っても、エンジン回転速度は制限値（太線）を越えないように制御される。クラッチ２はエンジン回転速度の制限値で接続され、イナーシャトルクも大きく作用しないため、クラッチ接続時のショックは小さく抑えられる。トランスミッションの発進ギヤ（例えば、１速〜３速）は、車両の負荷（積載量など）に応じて選択されるため、その選択ギヤに対応する制限値を越えないよう、エンジン回転速度を制御することにより、車両の発進に必要なエンジントルクを確保しながら、クラッチの接続に伴うショックの発生を低減できるようになる。
【００２３】
図４はトランスミッションコントロールユニット１１で行われる制御内容を説明するフローチャートであり、ステップ１ではクラッチストロークセンサ２２の検出信号に基づいてクラッチ２は接続状態かどうか、ステップ２では車速センサ２１の検出信号に基づいて車速が所定値（ａｋｍ／ｈ）以下かどうか、を判定する。
【００２４】
ステップ１の判定がｎｏでステップ２の判定がｙｅｓのとき（つまり、車速が停車に近い状態でクラッチ２が切断状態のとき）は、ステップ３へ進む。ステップ３，ステップ４において、トランスミッション３の発進ギヤに対応する制限値ＮＬを記憶手段１１Ａから読み取り、その制限値ＮＬをエンジンコントロールユニット１２へ送信する。
【００２５】
ステップ５ではエンジン回転センサ２９の検出信号に基づいて、エンジン回転速度ＮＥがＮＥ≧ＮＬかどうかを判定する。ｙｅｓのとき（エンジン回転の速度制限中）は、ステップ６，ステップ７ヘ進み、運転室のブザー１３Ａおよびランプ１３Ｂをオンする。ｎｏのとき（エンジンの通常制御時）は、ステップ９，ステップ１０へ進み、運転室のブザー１３Ａおよびランプ１３Ｂをオフする。
【００２６】
ステップ１の判定がｙｅｓか、ステップ２の判定がｎｏか、少なくともいずれかの場合（つまり、クラッチ２が接続状態か、車速が所定値を越えるか、の少なくとも１つが成立するとき）はステップ８へ移行し、制限値ＮＬの送信を停止（エンジン回転速度の制限解除をエンジンコントロールユニット１２へ指令）する。その後、ステップ９，１０において、警報のオフ処理を行うのである。
【００２７】
自動変速しない、通常のトランスミッション、クラッチを有した車両でも、所定の手段さえ設ければ、同様の効果が得られる。
【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】同じくエンジン回転の制限に係る制御系のブロック図である。
【図３】同じく発進状態を説明するタイムチャートである。
【図４】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【図５】この発明のクレーム対応図である。
【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
１１ トランスミッションコントロールユニット
１１Ａ 車両加速度演算手段
１２ エンジンコントロールユニット
１２Ａ エンジン制御手段
１３Ａ 警報ブザー
１３Ｂ 警報ランプ
２１ 車速センサ
２８ アクセル開度センサ
２９ エンジン回転センサ
３０ ギヤポジションセンサ

Claims (1)

1. クラッチの断続状態を検出する手段と、車速を検出する手段と、エンジン回転速度を検出する手段と、トランスミッションのシフト段を検出する手段と、トランスミッションの発進ギヤ毎に対応するエンジン回転速度の制限値を記憶する手段と、これらの出力信号に基づいて車両が停止またはそれに近い走行状態でかつクラッチが切断状態のときにトランスミッションの発進ギヤに対応する制限値を越えないようエンジン回転速度を制御する手段と、エンジン回転速度の制限中に作動するよう警報手段を制御する手段と、を設けたことを特徴とする車両の発進ショック低減装置。

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