(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに機械的なクラッチを介して歯車式のトランスミッションを連結する一方、クラッチを断続するクラッチアクチュエータと、トランスミッションのギヤシフト機構を駆動するギヤシフトアクチュエータと、変速要求を発生する手段と、その要求段への変速を遂行すべくクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段と、を備える車両の自動変速装置において、変速要求がシフトアップのときにエンジンのアクセルを一時的に無負荷位置へ戻すように制御する手段と、エンジンの負仕事を増大させるための補助ブレーキと、トランスミッションの各段について補助ブレーキの作動時間をそれぞれ設定する手段と、変速要求がシフトアップのときにトランスミッションの現在段をもとに対応する補助ブレーキの作動時間を求め、この時間を限度にエンジン回転速度の低下を加速すべく補助ブレーキの作動を制御する手段と、を設けたことを特徴とする車両の自動変速装置。
【請求項２】
エンジンに機械的なクラッチを介して歯車式のトランスミッションを連結する一方、クラッチを断続するクラッチアクチュエータと、トランスミッションのギヤシフト機構を駆動するギヤシフトアクチュエータと、変速要求を発生する手段と、その要求段への変速を遂行すべくクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段と、を備える車両の自動変速装置において、変速要求がシフトアップのときにエンジンのアクセルを一時的に無負荷位置へ戻すように制御する手段と、エンジンの負仕事を増大させるための補助ブレーキと、トランスミッションの各段についてシフトアップ段数に対応する補助ブレーキの作動時間をそれぞれ設定する手段と、変速要求がシフトアップのときにシフトアップ段数を判定する手段と、この段数とトランスミッションの現在段をもとに対応する補助ブレーキの作動時間を求め、この時間を限度にエンジン回転速度の低下を加速すべく補助ブレーキの作動を制御する手段と、を設けたことを特徴とする車両の自動変速装置。
【請求項３】
補助ブレーキとしてエンジンのエキゾーストブレーキを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両の自動変速装置に関する。
【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備え、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各アクチュエータを制御することにより、トランスミッションの現在段をそのときの要求段（目標段）と一致させるべく車両の変速を自動的に行うようにしたものが知られている（特開平６−２４１３００号など）。この場合、運転者の変速指示（シフトレバー操作）に依らず、運転状態に応じて変速制御の目標段を自動的に設定する機能が付加される。
【０００３】
このような自動変速装置においては、変速前後でエンジン回転速度が段間比分だけ変化するが、クラッチ接続時にエンジン回転速度が目標値に到達していない（クラッチ前後の回転速度差が大きい）と変速ショックを発生する。この到達時間は、シフトアップ変速時にはエンジンのアクセルが一時的に無負荷位置へ戻されるが、エンジン回転速度の低下（自然落下）のみに依存するため、変速ショックの緩和を図る（クラッチ前後の回転速度差が一定以下になってからクラッチを接続する）と変速時間が長くなる。そこで、シフトアップ変速時にエンジン回転速度の低下を加速するため、エンジンのエキゾーストブレーキを作動させるようにしたもの（変速エキブレと略称する）が知られている（実開平５−４１９３７号，日産ディーゼル技報第６０号「電子制御変速操作装置（ＥＳＣＯＴ−ＩＩ，ＩＩＩ）の開発」参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来技術において、変速エキブレはシフトアップ後の目標エンジン回転速度と実際のエンジン回転速度（検出値）との差に基づいて、これらの差が一定値（エキゾーストブレーキの応答性も考慮して設定される）以下になると停止させるようになっている。この場合、エンジン回転センサなどに故障が発生すると、変速エキブレの停止も制御不能になってしまうため、変速エキブレの作動時間を設定しておき、この時間を限度に変速エキブレの作動を制御することが考えられる。しかしながら、変速エキブレの作動時間を一律に設定すると、トランスミッションの段間比は一定でないため、変速エキブレの停止時期が早すぎたり遅すぎたりする可能性もあり、変速ショックの緩和が十分に確保できない。また、シフトアップは必ずしも１段と限らないため、たとえば急加速後の巡航の際などに運転者の変速指示により、２段以上のシフトアップ要求が発生する場合、変速前後のギヤ比の変化が大きくなるので、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に対して十分に低下しない状態において、変速エキブレが停止され、その結果としてクラッチ接続時に変速ショックが発生することが考えられる。
【０００５】
この発明はこのような不具合を考慮してなされたものであり、変速エキブレ（補助ブレーキ）の作動時間を適正化することにより、変速ショックの緩和と変速時間の短縮を良好に確保することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、エンジンに機械的なクラッチを介して歯車式のトランスミッションを連結する一方、クラッチを断続するクラッチアクチュエータと、トランスミッションのギヤシフト機構を駆動するギヤシフトアクチュエータと、変速要求を発生する手段と、その要求段への変速を遂行すべくクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段と、を備える車両の自動変速装置において、変速要求がシフトアップのときにエンジンのアクセル開度を一時的に無負荷位置へ戻すように制御する手段と、エンジンの負仕事を増大させるための補助ブレーキと、トランスミッションの各段について補助ブレーキの作動時間をそれぞれ設定する手段と、変速要求がシフトアップのときにトランスミッションの現在段をもとに対応する補助ブレーキの作動時間を求め、この時間を限度にエンジン回転速度の低下を加速すべく補助ブレーキの作動を制御する手段と、を設ける。
【０００７】
第２の発明では、エンジンに機械的なクラッチを介して歯車式のトランスミッションを連結する一方、クラッチを断続するクラッチアクチュエータと、トランスミッションのギヤシフト機構を駆動するギヤシフトアクチュエータと、変速要求を発生する手段と、その要求段への変速を遂行すべくクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段と、を備える車両の自動変速装置において、変速要求がシフトアップのときにエンジンのアクセル開度を一時的に無負荷位置へ戻すように制御する手段と、エンジンの負仕事を増大させるための補助ブレーキと、トランスミッションの各段についてシフトアップ段数に対応する補助ブレーキの作動時間をそれぞれ設定する手段と、変速要求がシフトアップのときにシフトアップ段数を判定する手段と、この段数とトランスミッションの現在段をもとに対応する補助ブレーキの作動時間を求め、この時間を限度にエンジン回転速度の低下を加速すべく補助ブレーキの作動を制御する手段と、を設ける。
【０００８】
第３の発明では、第１の発明または第２の発明における補助ブレーキとして、エンジンのエキゾーストブレーキを設ける。
【０００９】
【発明の効果】
第１の発明では、変速要求がシフトアップのときにエンジンが無負荷状態に戻される。その一方、トランスミッションの現在段をもとに対応する補助ブレーキの作動時間が求められ、この時間を限度に補助ブレーキの作動が制御される。このため、クラッチ断後のエンジン無負荷状態において、エンジン回転速度の低下が補助ブレーキの作動によって加速される。補助ブレーキの作動時間は、各段の設定時間からトランスミッションの現在段をもとに対応する値が選定されるので、通常の１段シフトアップの場合、トランスミッションの段間比が一定でなくても、補助ブレーキの停止時期が早すぎたり遅すぎたりすることなく、変速時間の短縮を確保しつつ、クラッチ接続時の変速ショックを十分に緩和することができる。
【００１０】
第２の発明では、補助ブレーキの作動時間は、各段の設定時間からトランスミッションの現在段とシフトアップ段数をもとに対応する値が選定されるので、通常の１段シフトアップに限らず、２段以上のシフトアップの場合についても、補助ブレーキの適正な停止時期が得られる。したがって、シフトアップ要求の目標段やそのアップ段数の違いに対しても、変速時間の短縮を確保しつつ、クラッチ接続時の変速ショックを十分に緩和することができる。
【００１１】
第３の発明では、エキゾーストブレーキにより、エンジン回転速度の低下を効果的に加速できる。
【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は摩擦クラッチ、３は同期噛合式トランスミッションであり、トランスミッション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燃料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にそのギヤシフト操作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の給排気バルブである。
【００１３】
車両の制動装置として通常のブレーキのほか、図示しないエキゾーストブレーキを備える。エキゾーストブレーキは、エンジンの負仕事を増大させる補助ブレーキであり、後述のようにシフトアップ時の変速エキブレとして機能するが、基本的には走行中において、作動スイッチ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、アクセルが再び踏まれるまでの間、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ようになっている。
【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（アクセル開度の要求量）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、トランスミッション３の出力軸から回転速度を検出する車速センサ２１と、トランスミッション３の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、が備えられる。
【００１５】
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３の変速指示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のシフト位置信号（変速指示信号）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ディスプレイユニット１３と、車両の変速が運転者の変速指示に応じて行われるマニュアル変速モードと運転状態に応じて自動的に行われるオート変速モードを選択するためのスイッチ３１（自動変速スイッチ）と、ブレーキペダル（図示せず）の踏込みを検出するフートブレーキスイッチ２６と、が設けられる。１３Ａは警報ブザーである。
【００１６】
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と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で結ばれる。モードスイッチ３１がマニュアル変速モードのときは、シフトユニット４の変速指示信号を受けると、ギヤポジションセンサ３３の検出信号（トランスミッション３の現在段）が変速指示段（目標段）と一致しないときに変速指示段への変速要求（変速制御の起動信号）を発生する。モードスイッチ３１がオート変速モードのときは、アクセル開度センサ２８の検出信号およびエンジン回転センサ２９の検出信号から目標段を求め、この目標段とトランスミッション３の現在段が一致しないときに目標段への変速要求を発生する。
【００１７】
トランスミッション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は、これらの変速要求により起動され、そのときの目標段への変速操作を円滑に遂行すべく、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を制御する。すなわち、変速起動時にエンジン１のアクスル開度を無負荷状態に戻しながらクラッチ２を所定のタイミングで切断する。クラッチ断後にエンジン回転速度を目標値に制御すると共に、トランスミッション３のギヤシフト（ギヤ抜きおよびギヤ入れ）を行う。そして、クラッチ前後の回転速度差が一定以下になるとクラッチ２を接続し、アクセル操作量に基づくエンジン制御へ復帰するのである。
【００１８】
変速要求がシフトアップのときは、クラッチ断後のエンジン無負荷状態において、エンジン回転速度の低下（自然落下）を加速するため、エキゾーストブレーキの作動（変速エキブレと略称する）を制御する。この実施形態においては、シフトアップの変速起動時にシフトアップ後の目標エンジン回転速度を求める共に、後述のように変速エキブレの作動時間をマップから選定する。そして、この選定時間を限度に変速エキブレを作動させると共に、その作動時間内において、シフトアップ後の目標エンジン回転速度と実際のエンジン回転速度（検出値）に基づいて、これらの差が一定以下になると変速エキブレを停止させるようになっている。
【００１９】
図２において、トランスミッションコントロールユニット１１には、変速エキブレ作動時間マップ（ａ）が設けられる。このマップ（ａ）には、トランスミッション３の各段について、シフトアップ段数（図３の場合、１段と２段）に対応する変速エキブレの作動時間がそれぞれ格納される。変速エキブレの作動時間は、各段についてシフトアップ段数が増えるほど、１段シフトアップよりも２段シフトアップの方が長く設定される。そして、変速要求が発生すると、トランスミッション３の現在段と目標段とからシフトアップ段数を計算し、この段数と現在段に基づいて、変速エキブレ作動時間マップから対応する作動時間を選定し、この選定時間を限度に変速エキブレの作動を既述のように制御する。３０はエキゾーストブレーキの駆動手段（シャッタアクチュエータ）であり、エンジンコントロールユニットにより制御される。３２はエキゾーストブレーキの作動スイッチであり、トランスミッションコントロールユニット１１は、シリアル通信を介してこのスイッチ状態を検出し、所定条件の成立を判定すると、エンジン回転速度を高めてエキゾーストブレーキの制動力を強めるよう、シフトダウンを自動的に遂行する機能が備えられる。３４はトランスミッションコントロールユニット１１の変速制御手段であり、クラッチブースタ２Ａおよびギヤシフトユニット３Ａを制御対象とするものである。
【００２０】
図３はトランスミッションコントロールユニット１１の制御内容を説明するフローチャートであり、変速要求が発生すると、ステップ１において、その要求段（目標段）を読み取る。ステップ２においては、トランスミッション３の現在段（ギヤポジションセンサ３３の検出信号）と目標段とからシフトアップがどうか判定すると共にその段数を計算する。ステップ２の判定がｙｅｓのとき（シフトアップ変速の場合）は、ステップ３において、シフトアップ段数が２段かどうかを判定する。
【００２１】
ステップ３の判定がｙｅｓのとき（２段シフトアップの場合）は、変速エキブレ作動時間マップ（ａ）から、トランスミッション３の現在段と２段シフトアップに対応する作動時間を選定する一方、ステップ３の判定がｎｏのとき（１段シフトアップの場合）は、ステップ７へ飛び、同じくマップ（ａ）からトランスミッション３の現在段と１段シフトアップに対応する作動時間を選定する。
【００２２】
そして、ステップ５において、ステップ４の選定時間またはステップ７の選定時間を限度に変速エキブレの作動を制御する指令をエンジン１のアクセル開度が無負荷状態に戻されるのと同期的に出力する。その後、ステップ６において、トランスミッション３のギヤシフト（ギヤ抜きおよびギヤ入れ）を指令するのである。なお、ステップ２の判定がｎｏのとき（シフトアップでない場合）は、ステップ３〜ステップ５およびステップ７をパスする。
【００２３】
このような構成により、変速要求がシフトアップのときは、変速起動時に変速エキブレの作動時間が選定され、この時間を限度に変速エキブレの作動が制御される。このため、クラッチ断後のエンジン無負荷状態において、エンジン回転速度の低下が変速エキブレによって加速される。変速エキブレの作動時間は、各段の設定時間からトランスミッション３の現在段とシフトアップ段数をもとに対応する値が選定されるので、トランスミッション３の段間比が一定でなくても、また通常の１段シフトアップに限らず、２段のシフトアップの場合についても、変速エキブレの適正な停止時期が得られる。したがって、シフトアップ要求の目標段やそのアップ段数の違いに対しても、変速時間の短縮を確保しつつ、クラッチ接続時の変速ショックを十分に緩和することができる。
【００２４】
なお、図３においては、通常の１段シフトアップと２段シフトアップに対処する設定になるが、必要に応じて対処可能なシフトアップ段数を３段、４段と増やしてもよい。また、この実施形態では、エンジン１のエキゾーストブレーキにより、エンジン回転速度の低下を効果的に加速できるが、エンジンの筒内圧を排気系に開放するデコンプレッションブレーキを用いてもよく、またエキゾーストブレーキと組み合わせて用いてもよい。
【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分を表す機能的なブロック図である。
【図３】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  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
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
３０  エキゾーストブレーキの駆動手段
３１  モード選択スイッチ
３３  ギヤポジションセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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