(57)【要約】      （修正有）【課題】車両重量にかかわらず、最適な変速制御が実現できる車両用エンジンの出力制御装置を提供すること。また、車両重量を正確に検出する車両重量検出手段を提供すること。【解決手段】エンジンの出力制御装置は、変速機のギア段を変更して、機械式自動クラッチを接続させる際、検出された車両重量の値と変速機の設定ギア段の値に基いて、燃料供給量を決定し、かかる燃料をエンジンに供給してエンジン出力を制御する。したがってかかるエンジンの出力制御装置を備えた車両では、クラッチ接続時に、車両重量に応じた燃料がエンジンに供給されるので、燃料ギア変更時の減速ショックやエンジンの空ふかしが発生せず、積荷にかかわらず、ギア段変更時の加速感をほぼ一定にでき、騒音の発生が少なく、円滑で、疲労感が少ない、安全な運転が実現できる。【選択図】図１
2008101522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと変速機との間に機械式自動クラッチを具えた車両用エンジンの出力制御装置であり、
前記変速機のギア段を検出するギア段検出手段と、
前記エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、
車両重量を検出する車両重量検出手段とを具え、
前記機械式自動クラッチを接続する場合、前記車両重量検出手段が検出した車両重量と、前記ギア段検出手段が検出した前記変速機のギア段の設定値に基づき、前記燃料供給手段の燃料供給量を決定し、決定された量の燃料を前記エンジンに供給してエンジン出力を制御することを特徴としたエンジンの出力制御装置。
【請求項２】
前記機械式自動クラッチを接続する場合における前記エンジンへの燃料供給量の増加率は、前記車両重量の増加に応じて高くしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの出力制御装置。
【請求項３】
前記車両重量検出手段は、
道路の勾配を検出する道路勾配検出手段と、
車両の加速度を検出する加速度検出手段とを具え、
前記道路勾配検出手段により検出された道路勾配の値と、該勾配を有する道路での加速において前記加速度検出手段が検出した車両加速度の値に基づき、車両重量の値を算出することとした請求項１または２に記載のエンジンの出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動変速装置を備えた車両用エンジンの出力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用自動変速装置は、車両の走行速度やアクセル開度等の値に基づき、最適なギア段を自動的に変更、設定する。また乾式のクラッチ板を用いた機械式クラッチは伝達効率が高く、燃料消費率を向上させることが知られている。そこで、変速機に機械式自動クラッチを組み合わせた駆動装置が、貨物用車両に多く用いられてきている。
【０００３】
このような駆動装置を搭載した車両では、機械式自動クラッチの接続動作とエンジンへの燃料供給量とを対応させ、ギア段が変更する際に、不要にエンジン回転数が上昇するエンジンの空ぶかしや、減速ショック等が発生しないようにしている。例えば、エンジンの回転数とクラッチの出力軸の回転数差に基づき、エンジンへの燃料噴射量を決定し、機械式自動クラッチを接続させる発明が従来知られている。
【特許文献１】特開２００４−２７０６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エンジンとクラッチとの回転差からエンジンへの燃料噴射量を決定する従来の出力制御では、車両重量が全く考慮されていない。そのため、荷物を積んだ積載状態と荷物を積んでいない空荷の状態で、車両重量に大きな差が生じる貨物用車両では、ギア変速時に不具合の生じることが考えられる。
【０００５】
すなわち、ギア変更時の出力制御を、空荷走行において好ましい設定にすると、荷物を積んだ状態では燃料噴射量が不足気味になり、運転手が加速度の不足を感じるようになる。一方積荷走行において好ましい設定にすると、空荷走行時には燃料過多となり、エンジンの空ふかしなどが発生しがちになる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決し、車両重量にかかわらず、最適な変速制御が実現できる車両用エンジンの出力制御装置を提供することを目的とする。また、車両重量を正確に検出する車両重量検出手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため車両用エンジンの出力制御装置を次のように構成した。すなわち、出力制御装置は、変速機のギア段を変更して、機械式自動クラッチを接続させる際、検出された車両重量の値と変速機の設定ギア段の値に基いて、燃料供給量を決定し、かかる供給量に従って燃料をエンジンに供給してエンジン出力を制御することとした。
【０００８】
以下に、このことを詳しく説明する。
【０００９】
エンジンは、車両用エンジンで、燃料噴射（供給）手段を具えている。燃料噴射手段は、エンジン出力制御装置からの指示に従ってエンジンに所定量の燃料を噴射し、燃料噴射手段が噴射した燃料で、エンジンの出力が制御される。エンジンには、機械式自動クラッチを介して変速機が組み付けられている。エンジンの出力制御装置は、これらエンジンと変速機と機械式自動クラッチからなる車両用駆動装置に設けてあり、エンジン出力を制御する。
【００１０】
出力制御装置が使用される車両は、貨物用車両であるが、乗用車両でもよい。エンジンは、ディーゼルエンジンが好ましいが、ガソリンエンジンでもよい。
【００１１】
変速機は、ギア切替ユニットを具え、変速制御装置からの指示によりギア切替ユニットが作動しギア段が自動的に切り替えられる。変速制御装置は、車両の車速センサ、アクセル開度センサ、設定されているギア段を検出するギア段検出手段などと接続しており、これらからの値に基づき最適なギア段を選択し、ギア切替ユニットにギア切り替えの指示を行う。
【００１２】
機械式自動クラッチは、乾式のクラッチ板と、油圧、あるいは空圧を利用したアクチュエーターと、押圧ばね等から構成されている。クラッチ板は、ばね力によりエンジンの出力軸側、例えばフライホイールに圧着され、これによりエンジンの回転が変速機に伝達される。いわゆる、クラッチが接続している状態である。そしてアクチュエーターが操作されてクラッチ板がフライホイールから引き離されると、エンジンと変速機の間の接続が遮断される。いわゆる、クラッチが切れた状態である。
【００１３】
エンジンの出力制御装置は、各種検出手段（センサ）に接続しており、変速制御装置と連係してエンジンを作動させ、運転者の望む状態で車両を走行させる。走行にかかる制御は、従来の自動変速装置を備えた車両における走行の制御と同等である。
【００１４】
更に本発明のエンジンの出力制御装置は、車両の重量を検出する車両重量検出手段と、変速機の設定ギア段を検出するギア段検出手段を具えている。車両重量検出手段は、車両重量を、車両が積んでいる荷物の重さを含めて検出する。
【００１５】
エンジン出力制御装置は、自動変速装置でギア段を変更する際、車両重量検出手段が検出した車両重量の値と、変速機の設定ギア段の値に基いて燃料噴射量を決定し、機械式自動クラッチが接続して、燃料噴射量が定常状態に戻るまで、上記決定された燃料噴射量をエンジンに供給してエンジン出力を制御する。
【００１６】
具体的には、ギア段の変更に際して低減された燃料噴射量を、定常の燃料噴射量に戻すまでの燃料供給量の増加率（単位時間あたりの燃料噴射量）を、車両重量の増加に応じて高くした。
【００１７】
つまり、車両重量が大きい場合にはギア接続時の燃料供給量の増加率が高く、クラッチが接続されるときのエンジン出力の増加率が大きくなる。一方、車両重量が小さい場合には燃料増加率が低く、クラッチが接続されるときのエンジン出力の増加率が緩やかになる。
【００１８】
燃料供給量の増加率は、機械式自動クラッチが半クラッチの状態から、クラッチが完全に接続されて新たに設定されたギア段で車両が定常に走行するまでの間の加速度が、車両重量にかかわらずほぼ一定となるように、車両重量に対応させておく。燃料供給量の増加率は、車両重量をいくつかの段階に分け、段階ごとに増加率を設定しても、車両重量に対応して無段階に対応させてもよい。
【００１９】
更に車両重量検出手段は、道路の勾配を検出する道路勾配検出手段と、車両の加速度を検出する加速度検出手段とを具え、道路勾配検出手段が検出した道路勾配の値と、その勾配における車両の加速度の値に基づき、車両重量を算出する。
【００２０】
具体的には、車両に設けられた傾斜検出手段により車両の傾斜を求め、かかる傾斜を道路の勾配とみなす。そして、かかる勾配を有する道路において、車両を加速させたとき、そのときの燃料供給量、すなわち燃料消費量と、車両加速度検出手段が検出した車両の加速度から、車両重量を算出する。算出は、車両走行中継続して行い、平均値を求めて、算出値を収束させる。尚、車両加速度検出手段が検出する加速度に代えて、時間あたりの速度変化量を用いてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる車両のエンジン出力制御装置は、次の効果を有している。  
ギア接続時の燃料供給量の増加率が、車両重量の増加に対応して高くなるため、車両重量が大きい場合には、クラッチが接続されるときエンジン出力が速やかに増加する。したがって車両重量が大きい場合においても、車両の加速性にもたつきを生じさせない。
【００２２】
一方、車両重量が小さい場合には燃料増加率が低く、クラッチが接続されるときのエンジン出力の増加が緩やかになり、エンジンの空ふかしなどを発生させず、円滑な車両の加速性が得られる。
【００２３】
したがって本発明にかかるエンジンの出力制御装置を備えた車両では、クラッチ接続時に、車両重量に応じた量の燃料がエンジンに供給されるので、ギア変更時の減速ショックやエンジンの空ふかしの発生がなく、かつギア段変更時の加速感を、積荷の大小にかかわらずほぼ一定にできる。これにより、騒音の発生が少なく、円滑で、疲労感が少ない、安全な運転が実現できる。
【００２４】
車両重量検出手段を、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、道路の勾配を検出する道路勾配検出手段から構成したので、車両重量を正確に算出でき、ギア段変更時に、車両重量に応じた正確な量の燃料をエンジンに供給し、クラッチを接続させる際、過不足のない正確なエンジン出力の制御が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明にかかるエンジン出力制御装置の一実施形態について、図を用いて説明する。  
図１に、エンジン出力制御装置３を具えた車両駆動装置４を示す。車両駆動装置４は、エンジン６と、変速機８と、機械式自動クラッチ１０と、エンジン出力制御装置３と、変速制御装置５などから構成されている。図６に車両駆動装置４を搭載した車両１００を示す。車両１００は貨物用車両で、車両後方に荷台１０２を備えている。
【００２６】
エンジン６は、ディーゼルエンジンで、図１に示すように燃料供給手段としての燃料噴射装置１２が設けられている。エンジン６の後方には、機械式自動クラッチ１０を介して変速機８が組み付けてある。
【００２７】
機械式自動クラッチ１０は、乾式のクラッチ板１６と、クラッチ板１６を押圧する押圧ばね１８と、クラッチ板１６の中央に設けられたアクチュエータ２０などから構成されている。クラッチ板１６は、通常押圧ばね１８によりエンジン６の出力軸であるフライホイール（図示せず。）に圧着されており、これによりクラッチが接続され、エンジン６の回転が機械式自動クラッチ１０を介して変速機８に伝達される。
【００２８】
アクチュエータ２０には油圧装置２２が連結しており、駆動ユニット２４により油圧装置２２が駆動されると、油圧によりアクチュエータ２０が作動し、クラッチ板１６が押圧ばね１８に抗してフライホイールから引き離される。クラッチ板１６がフライホイールから引き離されると、エンジン６の出力軸と変速機８の入力軸の接続が遮断される。また機械式自動クラッチ１０は、クラッチが接続した状態と切れた状態の中間にあたる、半クラッチの状態がある。
【００２９】
変速機８は、内部に複数の変速ギア（図示せず。）を具え、上部に、変速ギアの噛み合わせを変更するギア切替ユニット１４を有している。ギア切替ユニット１４は、駆動ユニット２４に接続しており、駆動ユニット２４の駆動で変速ギアの噛み合わせの切り替え（セレクト、シフト操作）を行い、変速機８のギア段を切り替える。
【００３０】
エンジン出力制御装置３及び変速制御装置５は、車両駆動装置４や車両１００に取り付けられた各種検出手段（センサ）と接続してあり、それら検出手段からの信号に基づき、それぞれが連係して車両１００を走行させる制御全般を行う。
【００３１】
具体的には、エンジン出力制御装置３と変速制御装置５は、図１及び図２に示すように、エンジン回転数検出手段９と、車速検出手段２６と、クラッチ板１６の回転数としてのクラッチ回転数を検出するクラッチ回転数検出手段２８と、ギア段検出手段２９と、アクセルペダル検出手段５２と、シフトレバー検出手段５４と、ブレーキの状態を検出する検出手段（図示せず。）等に接続しており、各信号に基いて最適な燃料噴射量とギア段とスロットル（図示せず。）開度を決定し、車両１００を走行させる。
【００３２】
更にエンジン出力制御装置３は、上記一般的な走行のための制御に加え、ギア変更時に、車両重量に応じたエンジン６の出力制御を行う。  
次に、エンジン出力制御装置３が行う、車両重量に応じたエンジン６の出力制御について説明する。
【００３３】
エンジン出力制御装置３を、図２に示す。エンジン出力制御装置３は、上述した各種検出手段に加え車両１００の重量を検出する車両重量検出手段７を具えている。車両重量検出手段７は、積荷を含めた車両重量全体の値を検出する。車両重量検出手段７は、図２に示すように傾斜検出装置３０と加速度検出装置３２を具えている。
【００３４】
傾斜検出装置３０は、車両１００の前後方向の傾きを検出する検出装置である。傾斜検出装置３０が検出した車両１００の傾きは、図６に示すように車両１００が走行している道路の勾配に等しい値であるとみなされる。加速度検出装置３２は、車両１００が発進するときや走行中アクセルを踏み込んで加速したとき、車両１００に生じる加速度を検出する。（共に図６参照。）
車両重量検出手段７は、傾斜検出装置３０で検出された勾配と、かかる勾配を有する道路で車両１００を加速させたときの燃料消費量と、そのとき加速度検出装置３２で検出された加速度を用いて、車両１００の重量を算出する。車両重量は、算出を走行中に何度も行い、その平均をとるなどして検出する。
【００３５】
エンジン出力制御装置３は、変速機８でギア段をシフトアップし、新たなギア段が噛み合ってクラッチをつなぐ際に、クラッチのつながりに対応して徐々に燃料噴射量を増加させる。そのとき、車両１００の重量に対応した噴射量を決定し、燃料噴射装置１２に噴射量の指示を送る。
【００３６】
図３と図４に、機械式自動クラッチ１０におけるクラッチの状態と、燃料供給（噴射）量との関係を、横軸を時間としたグラフで示す。図３と図４のグラフは、上からクラッチストローク、エンジンの回転数、クラッチの回転数、燃料噴射（供給）量である。図３は、車両重量が小さい場合、図４は、車両重量が大きい場合のグラフである。
【００３７】
すなわち、機械式自動クラッチ１０が半クラッチの状態からクラッチが接続されていく間の燃料供給量の増加率（単位時間当たりの燃料噴射量）、つまり燃料噴射量の傾きが、車両重量が小さい場合は図３に示すａで、車両重量が大きい場合は図４に示すｂ（ａ＜ｂ）となっている。これにより、車両重量が大きい場合は、図４に示すように燃料供給量を低減させた状態から定常の燃料供給量まで短時間で達する。
【００３８】
次に、車両１００の重量が小さい場合を例にして、エンジン出力制御装置３による車両駆動装置４の作動について、図３及び図５を用いて説明する。
【００３９】
変速機８でのギア段の変更（シフトアップ）が決定されると（ｔ１の範囲内）、まず燃料噴射装置１２からの燃料噴射量が低減し（ｔ２）、アクチュエータ２０が作動して機械式自動クラッチ１０の接続が遮断される（ｔ３）。ギア段の変更は、車両１００の走行速度、アクセルの開度などを総合して決定される。
【００４０】
機械式自動クラッチ１０の接続が遮断されたら、変速機８のギア段をシフトアップする（ｔ４）。すると、エンジンの回転数（エンジン６の出力軸の回転数）と、クラッチの回転数（クラッチ板１６の回転数）の間に回転差が生じる。そしてエンジンの回転数が、クラッチの回転数とほぼ等しい回転数まで低下した時点で、アクチュエータ２０が作動し、機械式自動クラッチ１０を半クラッチ状態とし（ｔ５）、それと同時に燃料噴射装置１２から燃料の噴射が開始される。（ｔ５）。
【００４１】
燃料噴射装置１２からの燃料は、増加率ａで徐々に増加する。増加率ａは、車両１００の重量と、設定されているギア段の値からエンジン出力制御装置３が決定した値である。かかる状態が継続されてクラッチが完全に接続され（ｔ６）、燃料噴射量が定常状態になる。（ｔ７）
このようにエンジン出力制御装置３によれば、車両１００の重量が小さい場合には、燃料噴射量の増加率がａと低い値となり、緩やかな立ち上がりで、ｔ５からｔ７までの時間Ｔ１が長く、ゆっくり燃料が増加される。これによりシフトアップのとき、車両１００が荷物を積んでおらず重量が小さい場合は、燃料噴射量が短時間に大きく増加しないので、エンジン６の空ふかしを生じさせることがなく、かつクラッチを接続してもエンジン６側へ伝達される負荷が少ないので、十分な加速度が得られる。
【００４２】
一方、車両１００の重量が大きい場合には、図４に示すように増加率がｂと高くなり、ｔ５からｔ７までの立ち上がり時間Ｔ２が短く、速やかに燃料が増加されて定常状態になる。このように荷物を積んで車両１００の重量が大きい場合には、シフトアップのとき、ストローク量の増加、つまりクラッチの接続に伴って速やかに燃料噴射量が増加される。したがって、クラッチの接続によりエンジン６側に伝達される負荷が大きくなっても、十分に燃料が供給されることからエンジン６の回転にもたつきを生じさせることがなく、車両１００を十分に加速させることができる。
【００４３】
このように、エンジン出力制御装置３を備えた車両１００は、ギア段のシフトアップに際して、騒音の発生が少なく、また車両１００の重量差にかかわらず、常に一定の加速度が得られ、これにより、運転操作が円滑となり、運転者の疲労が少なく、より安全な運転が実現される。
【００４４】
更に、車両重量検出手段７を、傾斜検出装置３０と加速度検出装置３２から構成したので、車両１００の重量を正確に検出でき、車両重量に対応した正確なエンジン出力の制御を、エンジン出力制御装置３によって実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかるエンジン出力制御装置を用いた車両駆動装置の一実施形態を示す図。
【図２】エンジン出力制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】クラッチストロークと燃料噴射量の関係を示す図。
【図４】クラッチストロークと燃料噴射量の関係を示す図。
【図５】作動を示す図。
【図６】車両を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
３…エンジン出力制御装置
４…車両駆動装置
５…変速制御装置
６…エンジン
７…車両重量検出手段
８…変速機
９…エンジン回転数検出手段
１０…機械式自動クラッチ
１２…燃料噴射装置
１４…ギア切替ユニット
１６…クラッチ板
１８…押圧ばね
２０…アクチュエータ
２２…油圧装置
２４…駆動ユニット
２６…車速検出手段
２８…クラッチ回転数検出手段
２９…ギア段検出手段
３０…傾斜検出装置
３２…加速度検出装置
５２…アクセルペダル検出手段
５４…シフトレバー検出手段
１００…車両
【図１】
2008101522.tif 000003
【図２】
2008101522.tif 000004
【図３】
2008101522.tif 000005
【図４】
2008101522.tif 000006
【図５】
2008101522.tif 000007
【図６】
2008101522.tif 000008