(57)【要約】【課題】ギヤ抜きによるショックなく変速時間を短くすることのできる機械式変速機の変速制御装置を提供する。【解決手段】機械式変速機の変速要求があるとき、摩擦クラッチにおける伝達トルクが値０又はその近傍となるよう、内燃機関の生ずる機関トルクを制御する機関トルク制御手段と（Ｓ１０）、機関トルク制御手段により機関トルクが制御され、伝達トルクが値０又はその近傍となったとき、機械式変速機の変速を許容する変速許容手段と（Ｓ１２）、変速許容手段により変速が許容されると、クラッチを接続した状態のままギヤ抜き及びギヤ入れを行う変速実行手段（Ｓ１６）とを備えている。【選択図】      図２
2004155387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力を摩擦クラッチを介して自動的に多段階に変速して車輪に伝達可能な機械式変速機の変速制御装置において、
前記機械式変速機の変速要求があるとき、前記摩擦クラッチにおける伝達トルクが値０又はその近傍となるよう、前記内燃機関の生ずる機関トルクを制御する機関トルク制御手段と、
前記機関トルク制御手段により機関トルクが制御され、前記伝達トルクが値０又はその近傍となったとき、前記機械式変速機の変速を許容する変速許容手段と、
前記変速許容手段により変速が許容されると、前記クラッチを接続した状態のままギヤ抜き及びギヤ入れを行う変速実行手段と、
を備えたことを特徴とする機械式変速機の変速制御装置。
【請求項２】
さらに、前記内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度を検出するギヤ回転速度検出手段とを有し、
前記変速実行手段は、前記クラッチを接続した状態のままギヤ抜きを行った後、前記内燃機関の機関回転速度を変更し、該機関回転速度が変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度と略同期すると、前記クラッチを接続した状態のまま該変速後のギヤ段へのギヤ入れを行うことを特徴とする、請求項１記載の機械式変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記摩擦クラッチは自動的に断接可能に構成され、前記変速実行手段は、ギヤ抜き指令を行った後、ギヤ抜きが実行されないときには、前記摩擦クラッチを自動的に切断してギヤ抜き及びギヤ入れを行うことを特徴とする、請求項１または２記載の機械式変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械式変速機の変速制御装置に係り、詳しくは、摩擦クラッチの断接操作なく変速を行う技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両用の変速機として、変速切換操作を自動化した変速機が多用されているが、バスやトラック等の大型車にあっては、駆動トルクの伝達量が大きいため、トルクコンバータではその駆動トルクを充分に伝達するのが困難であり、例えば手動式機械式変速機の変速切換操作を自動化した構成の機械式変速機が採用されている。
【０００３】
この機械式変速機は、ギヤ抜きとギヤ入れとが自動的に実施されて変速が達成されるよう構成されており、摩擦クラッチについても、変速或いは車両の停止に合わせて自動的に断接操作されるように構成されている。
しかしながら、機械式変速機において変速に合わせて自動的に摩擦クラッチを制御する場合、半クラッチ状態での微妙な制御が困難であり、故に摩擦クラッチを切断して駆動力が車輪に伝達されなくなる時間が長くなり、変速を実施している時間が長く感じられるという問題がある。
【０００４】
一方、変速機の噛み合いクラッチを離脱させる際に併せて内燃機関への燃料供給を反復して増減するようにし、これにより噛み合いクラッチの離脱に十分なように伝達トルクの遮断を行う技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１６４６３３号（特許第２８８７４８１号）公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１を考慮すれば、機械式変速機において摩擦クラッチを切断することなく変速を達成することが可能となる。
しかしながら、上記特許文献１では、噛み合いクラッチを離脱させる方向に付勢しながら同時に内燃機関への燃料供給を増減するようにしており、噛み合いクラッチの離脱、即ちギヤ抜きがどの時点で行われるのかは明確となっていない。つまり、上記特許文献１では、ギヤ抜きのタイミングが一定ではなく、燃料供給の増減により変動する内燃機関の機関トルク次第では、伝達トルクが完全に遮断されていないような状況であってもギヤ抜きが行われてしまう場合が多いと考えられる。
【０００７】
このように、伝達トルクが完全に遮断されていないような状況でギヤ抜きが行われることになると、伝達トルクが比較的高い場合には、ギヤ抜きによるショックが発生し、乗員が違和感を感じることになり好ましいことではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ギヤ抜きによるショックなく変速時間を短くすることのできる機械式変速機の変速制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の機械式変速機の変速制御装置では、内燃機関の出力を摩擦クラッチを介して自動的に多段階に変速して車輪に伝達可能な機械式変速機の変速制御装置において、前記機械式変速機の変速要求があるとき、前記摩擦クラッチにおける伝達トルクが値０又はその近傍となるよう、前記内燃機関の生ずる機関トルクを制御する機関トルク制御手段と、前記機関トルク制御手段により機関トルクが制御され、前記伝達トルクが値０又はその近傍となったとき、前記機械式変速機の変速を許容する変速許容手段と、前記変速許容手段により変速が許容されると、前記クラッチを接続した状態のままギヤ抜き及びギヤ入れを行う変速実行手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
従って、機械式変速機の変速要求があるときには、摩擦クラッチにおける伝達トルクが値０又はその近傍となるように、機関トルク制御手段によって内燃機関の生ずる機関トルクが制御され、伝達トルクが値０又はその近傍となると、変速許容手段により変速が許容されて変速実行手段によりクラッチを接続した状態のままギヤ抜き及びギヤ入れが行われる。
【００１０】
これにより、伝達トルクが確実に値０又はその近傍となったときに、クラッチの断接操作なくギヤ抜きが行われることになり、ギヤ抜きによるショックが発生することもなく変速が変速時間短く速やかに達成される。
また、請求項２の機械式変速機の変速制御装置では、さらに、前記内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度を検出するギヤ回転速度検出手段とを有し、前記変速実行手段は、前記クラッチを接続した状態のままギヤ抜きを行った後、前記内燃機関の機関回転速度を変更し、該機関回転速度が変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度と略同期すると、前記クラッチを接続した状態のまま該変速後のギヤ段へのギヤ入れを行うことを特徴としている。
【００１１】
従って、ギヤ抜きが行われると、内燃機関の機関回転速度が変更されて変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度と同期させられ、回転速度差のない状態でクラッチの断接操作なくギヤ入れがスムーズに実施される。
また、請求項３の機械式変速機の変速制御装置では、前記摩擦クラッチは自動的に断接可能に構成され、前記変速実行手段は、ギヤ抜き指令を行った後、ギヤ抜きが実行されないときには、前記摩擦クラッチを自動的に切断してギヤ抜き及びギヤ入れを行うことを特徴としている。
【００１２】
従って、変速実行手段がギヤ抜き指令を行ってもギヤ抜きが実行されないような場合には、摩擦クラッチを切断した状態でギヤ抜き及びギヤ入れが確実に行われ、変速が確実に実行される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１には、本発明に係る機械式変速機の変速制御装置の適用される車両（バス等）の駆動系の全体構成が示されている。以下、図１に基づき、本発明に係る機械式変速機の変速制御装置を含む車両の駆動系の構成を説明する。
【００１４】
同図に示すように、ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１には、燃料を供給するための燃料噴射ポンプユニット（以下、噴射ポンプという）６が設けられている。この噴射ポンプ６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６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）ＳＲＣを検出するラック位置センサ９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出力軸２の回転数、即ちエンジン回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転センサ（機関回転速度検出手段）８が付設されている。
【００１５】
エンジン１からは、エンジン出力軸２が延びており、このエンジン出力軸２は、クラッチ装置３を介して歯車式変速機（以下、単に変速機という）４の入力軸２０に接続されている。これにより、エンジン１の出力がクラッチ装置３を介して変速機４に伝達され、該変速機４において変速が実施される。変速機４は、後退段の他に例えば前進５段の変速段（１速段〜５速段）を有した機械式変速機であり、自動変速のみならず手動変速も可能である。そして、クラッチ装置３は、変速機４が車両の停止発進時において自動的に断接制御されるように構成されている。なお、クラッチ装置３は、後述するように自動変速される際に自動的に断接制御される場合もある。
【００１６】
クラッチ装置３は、フライホイール１０にクラッチ板１２をプレッシャスプリング１１により圧接させて接続状態とする一方、フライホイール１０からクラッチ板１２を離間させることで切断状態とするような通常の機械摩擦式クラッチの操作を自動で実施可能としたものである。つまり、クラッチ板１２は、アウタレバー１２ａを介してクラッチ断接用のクラッチアクチュエータ、即ちクラッチアクチュエータ１６によって自動操作可能である。
【００１７】
詳しくは、クラッチアクチュエータ１６には、エア供給通路であるエア通路３０を介してエアタンク３４が接続されている。従って、エア通路３０を介してエアタンク３４から作動エアが供給されることにより、クラッチアクチュエータ１６が自動的に作動する。これにより、クラッチ板１２が移動し、クラッチ装置３が自動的に断接操作されることになる。
【００１８】
実際には、エア通路３０には電子コントロールユニット（ＥＣＵ）８０からの信号に応じて駆動し、作動エアの流通と遮断とを行う電空比例制御弁３１が介装されており、駆動信号がＥＣＵ８０から電空比例制御弁３１に供給されると該電空比例制御弁３１を介して作動エアがエアタンク３４からクラッチアクチュエータ１６に供給されてクラッチアクチュエータ１６が作動し、クラッチ装置３が切断状態とされる。一方、駆動信号の供給が停止されると、エアタンク３４からクラッチアクチュエータ１６への作動エアの供給が遮断されるとともにクラッチアクチュエータ１６内の作動エアが大気中に排出され、プレッシャスプリング１１の作用によりクラッチ装置３が接続状態とされる。
【００１９】
なお、クラッチアクチュエータ１６には、クラッチ板１２の移動量、即ちクラッチストローク量を検出するクラッチストロークセンサ１７が取付けられている。
チェンジレバー６０は、変速機４のセレクトレバーであり、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）レンジが設けられている。
【００２０】
チェンジレバー６０には、各レンジ位置を検出するセレクト位置センサ６２が設けられており、このセレクト位置センサ６２はＥＣＵ８０に接続されている。一方で、ＥＣＵ８０は、変速機４のギヤの噛み合い、即ちギヤ位置を切換えるためのギヤシフトユニット６４に接続されている。従って、セレクト位置センサ６２から位置信号がＥＣＵ８０に供給されると、該位置信号に応じてＥＣＵ８０からギヤシフトユニット６４に駆動信号が出力されることになり、これによりギヤシフトユニット６４が作動して変速機４のギヤ位置が選択された所望のセレクトレンジに切換えられる。そして、セレクト位置がＤレンジである場合にあっては、詳細は後述するように、車両の運転状態に応じて自動変速制御が実施され、該自動変速制御に基づいてギヤ位置が切換えられることになる。
【００２１】
ギヤシフトユニット６４は、ＥＣＵ８０からの作動信号により作動する電磁弁６６と、変速機４内のシフトフォーク（図示せず）を作動させるパワーシリンダ（図示せず）とを有している。そして、該パワーシリンダは、上記電磁弁６６、エア通路６７を介して前述のエア通路３０に接続されている。つまり、上記電磁弁６６にＥＣＵ８０から作動信号が与えられると、電磁弁６６が作動信号に応じて開閉弁することになり、パワーシリンダがエアタンク３４からの作動エアの供給によって作動する。これにより、歯車式変速機４のギヤの噛み合い状態が例えば遊転ギヤを介して適宜変更される。なお、ここでは電磁弁６６を一つのみ示したが、実際にはシフトフォークは複数からなり、該複数のシフトフォークに対応して複数のパワーシリンダが設けられており、電磁弁６６も該複数のパワーシリンダに対応して複数設けられている。
【００２２】
変速機４のギヤシフトユニット６４近傍には、各変速段を検出するギヤ位置センサ６８が付設されてＥＣＵ８０に電気的に接続されており、このギヤ位置センサ６８からはＥＣＵ８０に向けて現在のギヤ位置信号、即ち変速段信号が出力される。
アクセルペダル７０にはアクセル開度センサ７２が備えられており、やはりＥＣＵ８０に電気的に接続されている。このアクセル開度センサ７２からは、アクセルペダル７０の踏込量、即ちアクセル開度情報θａｃｃが出力される。
【００２３】
また、変速機４の出力軸７６には、出力軸７６の回転速度を検出し出力する回転速度センサ７８が設けられており、この車速センサ７８もやはりＥＣＵ８０に電気的に接続されている。そして、回転速度センサ７８からの情報に基づき、ＥＣＵ８０において車速Ｖが演算される。
図１中符号８２は、ＥＣＵ８０とは別に設けられたエンジンコントロールユニットを示している。エンジンコントロールユニット８２は、噴射ポンプ６内の電子ガバナ（図示せず）に対し、各センサからの情報やアクセル開度情報θａｃｃ等に応じたＥＣＵ８０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、エンジンコントロールユニット８２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の増減操作が実施され、エンジントルクＴｅ或いはエンジン回転速度Ｎｅの増減が制御される。なお、上記ラック位置センサ９及びエンジン回転センサ８からの検出情報は該エンジンコントロールユニット８２を介してＥＣＵ８０に供給される。
【００２４】
また、エンジン１の排気マニホールド７から延びる排気管５０には排気ブレーキ５２が設けられている。排気ブレーキ５２は、バタフライバルブ５４から構成されるとともにＥＣＵ８０に接続されており、ＥＣＵ８０からの指令に基づきバタフライバルブ５４を閉操作することで排気流量を調節可能に構成されている。これにより、エンジン出力及びエンジン回転速度Ｎｅが減操作され、車両に制動力が付与される。
【００２５】
ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ及び入力出力信号処理を行うインタフェイス等で構成されており、該ＥＣＵ８０の入力側インタフェイスには、上述したように、クラッチストロークセンサ１７、セレクト位置センサ６２、ギヤ位置センサ６８、アクセル開度センサ７２、回転速度センサ７８及びエンジンコントロールユニット８２等がそれぞれ接続されている。
【００２６】
一方、ＥＣＵ８０の出力側インタフェイスには、上述したように電磁弁６６、エンジンコントロールユニット８２、クラッチアクチュエータ１６及び排気ブレーキ５２等の他、警告ランプ８２が接続されている。
以下、このように構成された本発明の機械式変速機の変速制御装置の変速制御について説明する。
【００２７】
先ず、第１実施例について説明する。
図２乃至図５を参照すると、本発明に係るクラッチレスシフト制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
図２のステップＳ１０では、ＥＣＵ８０からの変速指令に基づき、エンジントルクＴｅの変更指示を行う（機関トルク制御手段）。詳しくは、ここでは、クラッチ装置３における伝達トルク、即ちフライホイール１０とクラッチ板１２間のクラッチトルクＴｃｌが値０又はその近傍となるようにエンジン１を制御し、エンジントルクＴｅを変更する。
【００２８】
具体的には、変更すべきエンジントルクＴｅは、エンジン１からフライホイール１０までの運動方程式（式（１））、クラッチ板１２から車輪までと車両のアクスルシャフト上における運動方程式（式（２））に基づき、クラッチトルクＴｃｌが例えば値０となるよう以下のように求められる。
（Ｔｅ−Ｔｃｌ）・ｉｔ・ｉｆ＝Ｉｅ・ｉｔ２・ｉｆ２・ｄ２θｅ／ｄｔ２  …（１）
Ｔｃｌ・ｉｔ・ｉｆ−（Ｗ（μ＋ｓｉｎθ）＋λＡＶ２）Ｒη
＝（Ｗ／ｇ・Ｒ２＋（Ｉｗ＋（Ｉｆ＋Ｉｔ・ｉｔ２）・ｉｆ２））・ｄ２θａｘ／ｄｔ２  …（２）
ここに、各パラメータは次の通りである。
【００２９】
ｇ：重力加速度
η：動力伝達効率
μ：転がり抵抗係数
λ：空気抵抗係数
Ｉｅ：エンジン入力軸回転部分慣性モーメント
Ｉｔ：変速機慣性モーメント
Ｉｆ：デフ入力軸回転部分慣性モーメント
Ｉｗ：車軸及び同一回転部分慣性モーメント
ｉｔ：変速機ギヤ比
ｉｆ：デフギヤ比
Ｗ：車両重量
Ａ：前面投影面積
Ｒ：車輪半径
Ｔｅ：エンジントルク（変速機入力軸上）
Ｔｃｌ：クラッチトルク（変速機入力軸上）
Ｖ：車速
ｄ２θｅ／ｄｔ２：エンジン回転角加速度（アクスルシャフト上）
ｄ２θａｘ／ｄｔ２：アクスルシャフト回転角加速度（アクスルシャフト上）
ここで、クラッチトルクＴｃｌが例えば値０となるようにすると、ｄ２θｅ／ｄｔ２＝ｄ２θａｘ／ｄｔ２であることから、上記式（１）、（２）は次式（３）、（４）のように変形できる。
【００３０】
Ｔｅ・ｉｔ・ｉｆ＝Ｉ１・ｄ２θｅ／ｄｔ２  …（３）
−（Ｗ（μ＋ｓｉｎθ）＋λＡＶ２）Ｒη＝（Ｉ２＋Ｉ３）・ｄ２θｅ／ｄｔ２  …（４）
ここに、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は、それぞれＩ１＝Ｉｅ・ｉｔ２・ｉｆ２（エンジン慣性）、Ｉ２＝（Ｉｗ＋（Ｉｆ＋Ｉｔ・ｉｔ２）・ｉｆ２）（回転部分慣性）、Ｉ３＝Ｗ／ｇ・Ｒ２（車両重量相当慣性）である。
【００３１】
これより、ｄ２θｅ／ｄｔ２を消去すると、エンジントルクＴｅが次式（５）のように求まる。
Ｔｅ＝（−（Ｗ（μ＋ｓｉｎθ）＋λＡＶ２）Ｒη／（ｉｔ・ｉｆ））・Ｉ１／（Ｉ２＋Ｉ３）  …（５）
そして、このようにエンジントルクＴｅが求められたら、当該エンジントルクＴｅが得られるようにコントロールラックを制御し、燃料噴射量を変更する。
【００３２】
次のステップＳ１２では、クラッチトルクＴｃｌが値０（ゼロ）又はその近傍になったか否かを判別する。ここでは、実際のエンジントルクＴｅが上記式（５）から求めたエンジントルクＴｅに略一致したか否かを判別する。具体的には、ラック位置センサ９からの情報に基づき、ラック位置ＳＲＣが所望のラック位置となったか否かを判別する。なお、トルクセンサを設け、クラッチトルクＴｃｌが値０（ゼロ）又はその近傍であることを直接検出するようにしてもよい。
【００３３】
ステップＳ１２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、ラック位置ＳＲＣが所望のラック位置となり、クラッチトルクＴｃｌが値０又はその近傍になったと判定された場合には、ステップＳ１６に進む（変速許容手段）。一方、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）で、ラック位置ＳＲＣが所望のラック位置となっておらず、未だクラッチトルクＴｃｌが値０又はその近傍になっていないと判定された場合には、ステップＳ１４に進み、エンジントルクＴｅの変更指示から所定期間ｔ１が経過するまで燃料噴射量の変更を継続する。
【００３４】
ステップＳ１４において、所定期間ｔ１は、例えばコントロールラックの応答遅れに対応する時間であり、所定期間ｔ１経過していれば、既にクラッチトルクＴｃｌが値０又はその近傍になったとみなすことができる。従って、ステップＳ１４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、所定期間ｔ１経過したと判定された場合には、上記同様にステップＳ１６に進む。
【００３５】
ステップＳ１６では、変速機４のギヤ抜きの指示を行う（変速実行手段）。上述したように、クラッチトルクＴｃｌが値０又はその近傍になっていれば、フライホイール１０とクラッチ板１２間、ひいては変速機４のギヤ間においては伝達トルクは生じておらず、クラッチ装置３を断操作しなくてもギヤはショックなく容易に抜けるはずである。従って、ここでは、クラッチ装置３を断操作することなくフライホイール１０とクラッチ板１２とを接続したまま、ギヤシフトユニット６４によってギヤ抜きを行う。
【００３６】
ステップＳ１８では、ギヤが抜けたか否かを判別する。ここでは、ギヤ位置センサ６８からの情報に基づき、ギヤが抜けて変速機４においてニュートラル状態が成立しているか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、ギヤが抜けていないと判定された場合には、図３のステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、ギヤ抜きの指示後、所定期間ｔ３が経過したか否かを判別する。ここに、所定期間ｔ３は、例えばシフトフォークの応答遅れを越える時間であり、通常であれば所定期間ｔ３経過するまでにギヤは抜けるはずである。従って、判別結果が偽（Ｎｏ）で所定期間ｔ３が経過するまでの間はステップＳ１８の判別を継続してギヤが抜けるのを待つ。
【００３７】
一方、ステップＳ３０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、所定期間ｔ３が経過したと判別された場合には、何らかの要因により、クラッチ装置３を接続したままではギヤが抜けないような状況と考えられる。このような状況としては、例えば、上記式（５）においてパラメータが正確ではなくエンジントルクＴｅが正しく求められていない場合、或いはラック位置センサ９に異常が生じているような場合が考えられる。従って、この場合には、ステップＳ３２に進み、クラッチアクチュエータ１６を作動させてクラッチ装置３を自動的に断操作（自動クラッチ断）し、ステップＳ３４に進む。
【００３８】
ステップＳ３４では、クラッチ装置３を自動的に断操作した後、所定期間ｔ４が経過したか否かを判別する。ここに、所定期間ｔ４は、例えばクラッチアクチュエータ１６の応答遅れを越える時間であり、通常であれば所定期間ｔ４経過するまでにクラッチ装置３が切断状態とされ、ギヤは抜けるはずである。従って、判別結果が偽（Ｎｏ）で所定期間ｔ４が経過するまでの間はステップＳ１８の判別を継続してギヤが抜けるのを待つ。
【００３９】
一方、ステップＳ３４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、所定期間ｔ４が経過したと判別された場合には、何らかの要因により、ギヤ抜き自体が達成できないような状況と考えられる。従って、この場合には、変速機４が故障していると判断し、ステップＳ３６に進み、一切の自動変速制御を中止して警告ランプ８２を点灯させ、故障を運転者に知らせる。
【００４０】
ステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、ギヤが抜けたと判定された場合には、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、クラッチ装置３が自動的に断操作されているか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）であってクラッチ装置３が自動的に断操作されていない場合には、ステップＳ２４に進む。一方、上記のようにクラッチ装置３を自動的に断操作したような場合には、判別結果は真（Ｙｅｓ）であり、この場合には、ステップＳ２２においてクラッチ装置３を接続操作した後、ステップＳ２４に進む。
【００４１】
ステップＳ２４では、一旦所定期間ｔ２が経過するのを待ち、その後、ステップＳ２６において、エンジン回転速度Ｎｅのフィードバック制御（Ｎｅ−Ｆ／Ｂ制御）を実施する。このＮｅ−Ｆ／Ｂ制御は、図４にサブルーチンを示すように、エンジン回転速度Ｎｅを変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度に略同期させるものである。
【００４２】
Ｎｅ−Ｆ／Ｂ制御では、ステップＳ４０において、Ｎｅ−Ｆ／Ｂ制御の開始後、所定期間ｔ５以内か否かを判別する。Ｎｅ−Ｆ／Ｂ制御を開始した直後にあっては判別結果は真（Ｙｅｓ）であり、ステップＳ４２に進む。
ステップＳ４２では、エンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度、即ち目標Ｎｅの近傍にあるか否かを判別する（Ｎｅ＝目標Ｎｅ±Ｎ１）。なお、変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度、即ち目標Ｎｅは、回転速度センサ７８により検出される出力軸７６の回転速度とギヤ比とから容易に算出される（ギヤ回転速度検出手段）。判別結果が偽（Ｎｏ）で、エンジン回転速度Ｎｅが変速後の目標Ｎｅ或いはその近傍にないと判定された場合には、ステップＳ４４に進む。
【００４３】
ステップＳ４４では、エンジン回転速度Ｎｅが変速後の目標Ｎｅよりも所定値Ｎ２だけ大きい回転速度の範囲内であるか否かを判別する（Ｎｅ≦目標Ｎｅ＋Ｎ２）。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、エンジン回転速度Ｎｅが高すぎると判断でき、この場合にはステップＳ４６に進み、補助ブレーキをＯＮにする。具体的には、排気ブレーキ５２を閉作動させてエンジン回転速度Ｎｅを低下させる。
【００４４】
一方、ステップＳ４４の判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、エンジン回転速度Ｎｅはそれほど高くない状況と判断でき、この場合にはステップＳ４８に進み、補助ブレーキをＯＦＦとし、ステップＳ５０に進む。
エンジン回転速度Ｎｅを目標Ｎｅとすべく制御する場合、エンジン１に対してこの目標Ｎｅをそのまま指示すると、エンジン特性によってはエンジン回転速度Ｎｅが目標Ｎｅに達するのに時間を要したり、エンジン回転速度Ｎｅと目標Ｎｅとの間の偏差が生じたままになったりする。そこで、ステップＳ５０では、目標Ｎｅに補正指示を行い、当該補正された目標Ｎｅとなるようエンジン制御を行うようにする。これにより、短い時間で偏差なくエンジン回転速度Ｎｅを目標Ｎｅに制御することができる。
【００４５】
一方、上記ステップＳ４２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、エンジン回転速度Ｎｅが変速後の目標Ｎｅ或いはその近傍にあると判定された場合、即ちエンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段における目標Ｎｅと略同期していると判定された場合には、ステップＳ５２に進んで補助ブレーキをＯＦＦとし、ステップＳ５４において、Ｎｅ−Ｆ／Ｂ制御の開始後、所定期間ｔ６が経過したか否かを判別する。
【００４６】
そして、ステップＳ５４の判別結果が偽（Ｎｏ）で、所定期間ｔ６が未だ経過していない間はステップＳ５６において目標Ｎｅの指示を行い、判別結果が真（Ｙｅｓ）で所定期間ｔ６経過した場合、或いは、ステップＳ４０の判別結果が偽（Ｎｏ）で所定期間ｔ５が経過した場合には、Ｎｅ−Ｆ／Ｂ制御を終了し、図２のステップＳ２８に進む。
【００４７】
ステップＳ２８では、改めて補助ブレーキをＯＦＦとし、図５のステップＳ６０に進む。
ステップＳ６０では、エンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段における目標Ｎｅ或いはその近傍にあると判定されたことを受けて、ギヤシフト（ギヤ入れ）の指示を行う。エンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段における目標Ｎｅと略同期していれば、クラッチ装置３を断操作しなくてもギヤはスムーズに入るはずである。従って、ここでは、クラッチ装置３を断操作することなくフライホイール１０とクラッチ板１２とを接続したまま、ギヤシフトユニット６４によってギヤシフト（ギヤ入れ）を行う。
【００４８】
ステップＳ６２では、ギヤシフトが完了したか否かを判別する。ここでは、ギヤ位置センサ６８からの情報に基づき、ギヤシフトが達成されてギヤ段が変速後のギヤ段に切り換わっているか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、ギヤシフトが達成されていないと判定された場合には、ステップＳ６４に進み、ギヤシフトを指示した後、所定期間ｔ７が経過したか否かを判別する。ここに、所定期間ｔ７は、上記所定期間ｔ３同様に例えばシフトフォークの応答遅れを越える時間であり、通常であれば所定期間ｔ７経過するまでにギヤは入るはずである。従って、判別結果が偽（Ｎｏ）で所定期間ｔ７が経過するまでの間はステップＳ６２の判別を継続してギヤが入るのを待つ。
【００４９】
一方、ステップＳ６４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、所定期間ｔ７が経過したと判別された場合には、何らかの要因により、ギヤシフト自体が達成できないような状況と考えられる。従って、この場合には、変速機４が故障していると判断し、ステップＳ６６に進み、シフト指示を中止して警告ランプ８２を点灯させ、故障を運転者に知らせる。
【００５０】
一方、ステップＳ６２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、ギヤシフトが完了したと判定された場合には、ステップＳ６８に進む。
ステップＳ６８では、シフトダウン時である場合において、所定期間ｔ８が経過したか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、所定期間ｔ８が経過するのを待つ。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ７０に進む。
【００５１】
ステップＳ７０では、ギヤシフトが完了し、変速が問題なく実施されたことを受け、警告ランプ８２を消灯状態に保持する。そして、次のステップＳ７２において、ギヤシフトが完了したことを受けて、ステップＳ１０において変更していたエンジントルクＴｅの復帰指示を行い、エンジン制御を通常の制御状態に戻してエンジントルクＴｅを復帰させる。
【００５２】
シフトダウン時（キックダウンシフト以外のアクセルを踏み込んでいない状態でのシフトダウン時）には、エンジン回転速Ｎｅを上昇させるためにエンジントルクＴｅを増大させた状態にあり、この状態でギヤシフト（ギヤ入れ）を行った後直ぐにエンジントルクＴｅの復帰指示を行うと、エンジントルク増大制御が停止されてエンジントルクＴｅが急変動することになり、ギヤが抜ける可能性がある。そこで、シフトダウン時である場合には、ステップＳ６８において所定期間ｔ８が経過したか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で所定期間ｔ８が経過した後、ステップＳ７０を経てステップＳ７２においてエンジントルクＴｅの復帰指示を行うようにする。これにより、エンジントルクＴｅの急変動が抑制され、ギヤ抜けが防止される。
【００５３】
なお、シフトアップ時にあっては、エンジン回転速Ｎｅが減少されるためにエンジントルクＴｅを増大することはなく、ギヤシフト（ギヤ入れ）を行った後即座にエンジントルクＴｅの復帰を行ってもギヤが抜けるおそれはない。従って、シフトアップ時には、所定期間ｔ８が経過するのを待つことなくステップＳ７２に進み、即座にエンジントルクＴｅの復帰指示を行うようにする。
【００５４】
このようにして一連のクラッチレスシフト制御が終了する。
次に、第２実施例について説明する。
図６を参照すると、本発明の第２実施例に係るクラッチレスシフト制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づき第２実施例について説明する。なお、上記第１実施例と同一部分については同一のステップ符号を付して説明を省略し、ここでは第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００５５】
ステップＳ１０を経て、ステップＳ１２’では、変速指令に基づきエンジントルクＴｅを変更してから所定期間ｔ０が経過したか否かを判別する。つまり、エンジントルクＴｅが求められ、当該エンジントルクＴｅが得られるようにコントロールラックを制御して燃料噴射量を変更すると、その後所定期間ｔ０も経過すれば、クラッチトルクＴｃｌは値０（ゼロ）又はその近傍になったとみなすことができる。従って、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、所定期間ｔ０が経過したと判定された場合には、ステップＳ１６に進んでギヤ抜きの指示を行う。この場合にも、クラッチ装置３を断操作しなくてもギヤはショックなく容易に抜けるはずである。
【００５６】
一方、ステップＳ１２’の判別結果が偽（Ｎｏ）で、所定期間ｔ０が経過していないと判定された場合には、所定期間ｔ０が経過するのを待つ。
ステップＳ１６以降ステップＳ２４までを実行した後、ステップＳ２６’では、上記図４のＮｅ−Ｆ／Ｂ制御に代えて簡易的なＦ／Ｂ制御を行う。
具体的には、シフトアップ時にあっては、ステップＳ２６’において補助ブレーキをＯＮとし、ステップＳ２７’において、エンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段における目標Ｎｅよりも所定値Ｎ３だけ大きい回転速度の範囲内であるか否かを判別する（Ｎｅ≦目標Ｎｅ＋Ｎ３）。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、エンジン回転速度Ｎｅが高すぎると判断でき、この場合にはステップＳ２９’を経てステップＳ２６’に戻り、補助ブレーキをＯＮにし続ける。つまり、排気ブレーキ５２を閉作動させてエンジン回転速度Ｎｅを低下させ続ける。
【００５７】
一方、ステップＳ２７’或いはステップＳ２９’の判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、エンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段における目標Ｎｅよりも所定値Ｎ３だけ大きい回転速度の範囲内であり、エンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段における目標Ｎｅと略同期していると判定し、補助ブレーキをＯＦＦとし、図３のステップＳ３０以降に進む。
【００５８】
このように、本発明の機械式変速機の変速制御装置では、クラッチ装置３のクラッチトルクＴｃｌが値０（ゼロ）又はその近傍になるようにエンジントルクＴｅを上記式（５）から求め、当該エンジントルクＴｅのもとで、クラッチ装置３の断接操作なくギヤ抜きを行うようにしている。従って、ギヤ抜きによるショックの発生もなく変速時間を短く変速を速やかに達成させることができる。
【００５９】
さらに、ギヤ抜き後、エンジン回転速度Ｎｅが変速後のギヤ段における目標Ｎｅと略同期している状態でギヤ入れを行うようにしており、これにより、併せてクラッチ装置３の断接操作なくギヤ入れをスムーズに実施することができる。
また、式（５）においてエンジントルクＴｅが正しく求められていない場合、或いはラック位置センサ９に異常が生じているような場合には、通常通りクラッチ装置３を切断して変速を行うようにしており、これによりギヤ抜き及びギヤ入れを確実に行うことができる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、自動変速モードでの変速指令に対応してクラッチレスシフト制御を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、運転者の変速操作に応じて出力される変速指令に応じてクラッチレスシフト制御を行うようにしてもよい。この場合、運転者によってクラッチペダル操作が行われるときには、このペダル操作を優先してクラッチが断接作動されるようにすればよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、エンジン形式としてディーゼルエンジンを用い、エンジントルクＴｅ及びエンジン回転速度Ｎｅの制御手段として噴射ポンプ６により燃料噴射量を制御する構成を採用するようにしたが、これらに限定されるものではなく、例えば、エンジン形式としてはガソリンエンジンであってもよく、また、吸入空気量、燃料噴射弁による燃料噴射量、点火時期等を調整することによりエンジントルクＴｅ及びエンジン回転速度Ｎｅを制御可能に構成するようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の機械式変速機の変速制御装置によれば、機械式変速機の変速要求があるときには、摩擦クラッチにおける伝達トルクが値０又はその近傍となるよう内燃機関の生ずる機関トルクが制御され、伝達トルクが確実に値０又はその近傍となったときにクラッチの断接操作なくギヤ抜きが行われるので、ギヤ抜きによるショックの発生もなく変速時間を短く変速を速やかに達成させることができる。
【００６３】
また、請求項２の機械式変速機の変速制御装置によれば、ギヤ抜きが行われると、内燃機関の機関回転速度が変速後のギヤ段におけるギヤ回転速度と略同期させられることになり、回転速度差のない状態でクラッチの断接操作なくギヤ入れをスムーズに実施することができる。
また、請求項３の機械式変速機の変速制御装置によれば、変速実行手段がギヤ抜き指令を行ってもギヤ抜きが実行されないような場合であっても、摩擦クラッチを切断することでギヤ抜き及びギヤ入れを確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る機械式変速機の変速制御装置の適用される車両（バス等）の駆動系の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るクラッチレスシフト制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【図３】図２に続く、本発明に係るクラッチレスシフト制御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【図４】図２のＮｅ−Ｆ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図３に続く、本発明に係るクラッチレスシフト制御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【図６】本発明の第２実施例に係るクラッチレスシフト制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【符号の説明】
１  エンジン
３  クラッチ装置
４  機械式変速機
６  燃料噴射ポンプユニット
８  エンジン回転センサ（機関回転速度検出手段）
９  ラック位置センサ
５２  排気ブレーキ
６０  チェンジレバー
６２  セレクト位置センサ
６４  ギヤシフトユニット
６８  ギヤ位置センサ
７０  アクセルペダル
７２  アクセル開度センサ
７８  回転速度センサ
８０  電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
８２  エンジンコントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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