JP2003200748A

JP2003200748A - 車両の自動変速装置

Info

Publication number: JP2003200748A
Application number: JP2001400942A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Nishimura; 伸之西村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-15
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP3797220B2

Abstract

(57)【要約】【課題】定速走行制御中にエンジン回転数が著しく低
下した場合に、良好な加速フィーリングを持って車両を
加速する。【解決手段】本発明に係る車両の自動変速装置は、実
車速を設定車速に一致させるようにエンジンの燃料噴射
量を制御することにより定速走行制御を実行する定速走
行制御手段と、この定速走行制御中にエンジン回転数
が、車両の運転状況からみて十分な駆動輪トルクが得ら
れないような回転数まで落ち込んだとき（ステップ１０
４でＮｅ＜Ｎｅｓ成立）、変速機のシフトダウン制御を
実行するシフトダウン制御手段とを備える。このシフト
ダウンによりエンジン回転数が高まり、十分な駆動輪ト
ルクが得られ、良好なフィーリングを持って車両を加速
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の自動変速装置
に係り、特に、車両の定速走行を実現する定速走行制御
装置（所謂オートクルーズシステム）を備えた車両の自
動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近ではドライバの負担を軽減するた
め、トラクタや大型トラック等の比較的大型の車両にお
いても自動クラッチや自動変速機を採用する例が多く見
られ、また、アクセル操作無しに一定速での走行を実現
するため、定速走行制御装置を装備する例も多く見られ
る。

【０００３】これらの協調制御を実行する場合、ドライ
バにより任意に定められた設定車速に対し実車速が一定
値以上下回ったとき、自動変速機をシフトダウン制御す
るのがよい。これにより、登坂路等で駆動輪トルクが不
足し実車速が設定車速に対し徐々に落ち込んでいくよう
な場合でも、シフトダウンにより高い駆動輪トルクが得
られ、車両を加速して実車速を設定車速付近に即座に復
帰させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
大型車両においても燃費の向上を目的としてファイナル
ギヤの減速比が小さくなる傾向にあり、定速走行制御
（オートクルーズ）中のエンジン回転数も低くなる傾向
にある。従って、平坦路等それ程高い駆動輪トルクを必
要としない場合は問題ないものの、登坂路等に差し掛か
って比較的高い駆動輪トルクが必要になったとき、シフ
トダウンの車速条件が成立する前に、実車速の低下に伴
ってエンジン回転数が著しく低下してしまい、現ギヤ段
保持のまま半ば強制的に、燃料噴射量を増加してエンジ
ントルクを増加し、車両を加速させようとする制御が行
われてしまう。この場合、所謂エンジンノッキングのよ
うなものが発生し、加速フィーリングが著しく悪いとい
う問題がある。

【０００５】そこで、以上の問題点に鑑みて本発明は創
案され、その目的は、定速走行制御中にエンジン回転数
が著しく低下した場合に、良好な加速フィーリングを持
って車両を加速することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両の自動
変速装置は、実車速を設定車速に一致させるようにエン
ジンの燃料噴射量を制御することにより定速走行制御を
実行する定速走行制御手段と、定速走行制御中にエンジ
ン回転数が、車両の運転状況からみて十分な駆動輪トル
クが得られないような回転数まで落ち込んだとき、変速
機のシフトダウン制御を実行するシフトダウン制御手段
とを備えたものである。

【０００７】ここで、上記シフトダウン制御手段は、上
記エンジン回転数が、アイドル回転数より若干高い所定
回転数未満に落ち込んだとき、上記変速機のシフトダウ
ン制御を実行するものであってもよい。

【０００８】また、上記シフトダウン制御手段は、上記
エンジンの燃料噴射量が、車両を加速させようとしてい
る状態を示すような値であるとき、上記変速機のシフト
ダウン制御を実行するものであってもよい。

【０００９】また、上記シフトダウン制御手段は、シフ
トダウン後のエンジン回転数を予測演算してその値が所
定値以下であるとき、上記変速機のシフトダウン制御を
実行するものであってもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１１】図１に本実施形態に係る車両の自動変速装
置を示す。ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタ
であり、エンジン１が電子ガバナ１ｄを備えたディーゼ
ルエンジンとなっている。図示するように、エンジン１
にクラッチ２を介して変速機３が取り付けられ、変速機
３の出力軸４（図２参照）がプロペラシャフト（図示せ
ず）等を介して駆動輪である後輪（図示せず）に連結さ
れる。エンジン１はエンジンコントロールユニット（Ｅ
ＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、
主にエンジン回転センサ７とアクセル開度センサ８とに
よって検知されるエンジン回転数とアクセル開度との値
に基づき、図８のマップに従って目標燃料噴射量を算出
し、この目標燃料噴射量と等しい量の燃料噴射が実際に
行われるように、燃料噴射ポンプ１ａの電子ガバナ１ｄ
を制御する。

【００１２】図２に示すように、エンジンのクランク軸
にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール
１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１
ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを
出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウン
トしてエンジン回転数を算出する。

【００１３】図１に示すように、ここではクラッチ２と
変速機３とがトランスミッションコントロールユニット
（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。
ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介し
て接続され、相互に連絡可能である。

【００１４】図１、図２、図３に示すように、クラッチ
２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホ
イール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及び
ドリブンプレート２ａをフライホイール１ａに押圧接触
又は離反させるプレッシャプレート２ｂから構成され
る。そしてクラッチ２は、クラッチブースタ１０により
プレッシャプレート２ｂを軸方向に操作し、基本的には
自動断接され、ドライバの負担を軽減し得るものとなっ
ている。一方、微低速バックに際しての微妙なクラッチ
ワークや、非常時のクラッチ急断を可能とするため、こ
こではクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能
となっている。所謂セレクティブオートクラッチの構成
である。クラッチ自体のストローク（即ちプレッシャプ
レート２ｂの位置）を検知するクラッチストロークセン
サ１４と、クラッチペダル１１の踏込みストロークを検
知するクラッチペダルストロークセンサ１６とが設けら
れ、それぞれＴＭＣＵ９に接続される。

【００１５】図３に示すように、クラッチブースタ１０
は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じてエアタン
ク５に接続され、エアタンク５から供給される空圧で作
動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、他方の通
路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方の通路ａ
が二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断接用の電
磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他方に非常
用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部にダブル
チェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の通路ｂ
に、クラッチブースタ１０に付設される油圧作動弁１２
が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブルチェッ
クバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェックバルブ
ＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁である。

【００１６】上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥ
はＴＭＣＵ９によりON/OFF制御され、ONのとき上流側を
下流側に連通し、OFF のとき上流側を遮断して下流側を
大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ
１は単にイグニッションキーのON/OFFに合わせてON/OFF
されるだけである。イグニッションキーOFF 、つまり停
車中はOFF となり、エアタンク５からの空圧を遮断す
る。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア
量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接
速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２
がともにONだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバ
ルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチ
ブースタ１０に供給される。これによりクラッチが分断
される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがOFF
され、これによりクラッチブースタ１０の空圧がＭＶＣ
２から排出されてクラッチが接続される。

【００１７】ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁
ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがOFF と
なると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されて
しまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断
回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをONする。
すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェック
バルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチブースタ１０
に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急
接が防止される。

【００１８】次にマニュアル側を説明する。クラッチペ
ダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１
３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路
１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによ
って油圧作動弁１２が開閉され、クラッチブースタ１０
への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接
が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過し
た空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてク
ラッチブースタ１０に至る。なお、クラッチの自動断接
とマニュアル断接とが干渉した場合はマニュアル断接を
優先させるようになっている。

【００１９】図２に詳細に示すように、変速機３は基本
的に常時噛み合い式のいわゆる多段変速機となってお
り、前進１６段、後進２段に変速可能である。また変速
機３自体は手動変速機と同様の構成をなす。変速機３は
入力側と出力側とにそれぞれ副変速機としてのスプリッ
タ１７及びレンジギヤ１９を備え、これらの間にメイン
ギヤ段１８を備えている。そして、入力軸１５に伝達さ
れてきたエンジン動力をスプリッタ１７、メインギヤ段
１８、レンジギヤ１９へと順に送って出力軸４に出力す
る。

【００２０】変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニ
ットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メイン
ギヤ段１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当する
スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ
２１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。こ
れらアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作
動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。変速機３の現
ギヤ段はギヤポジションスイッチ２３（図１参照）によ
って検知される。カウンタシャフト３２の回転速度がカ
ウンタシャフト回転センサ２６で検知され、出力軸４の
回転速度が出力軸回転センサ２８で検知される。これら
検知信号はＴＭＣＵ９に送られる。

【００２１】この自動変速機ではマニュアルモードが設
定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュ
アル変速も可能となっている。この場合、図１に示すよ
うに、クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は
運転席に設けられたシフトレバー装置２９からの信号を
合図に行われる。即ち、シフトレバー装置２９には、シ
フトレバー２９ａのマニュアル操作に応じて信号を出力
するシフトスイッチ（図示せず）が内蔵されており、ド
ライバがシフトレバー２９ａをシフト操作すると、信号
がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッ
チブースタ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メイ
ンアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を
適宜作動させ、一連の変速操作を実行する。なおＴＭＣ
Ｕ９は現ギヤ段をモニター３１に表示する。このように
マニュアルモードに限って言えば、かかる自動変速機
は、シフトスイッチの出力信号に基づいてＴＭＣＵ９に
より変速制御される遠隔操作型の手動変速機となってい
る。つまりシフトケーブル等機械的連結手段を介すこと
なく、アクチュエータにより、ドライバの指示段に手動
変速機を自動変速するものとなっている。

【００２２】図１に示すシフトレバー装置２９におい
て、Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、
ＵＰはシフトアップ、ＤＯＷＮはシフトダウンをそれぞ
れ意味し、各ポジションにシフトレバー２９ａが操作さ
れると、それらポジションに応じた信号が出力される。
また運転席に、変速モードを自動とマニュアルに切り換
えるモードスイッチ２４と、変速を１段ずつ行うか１段
飛ばしで行うかを切り換えるスキップスイッチ２５とが
設けられる。

【００２３】自動変速モードのとき、シフトレバー２９
ａをＤレンジに入れておけば車速等に応じて自動的に変
速が行われる。またこの自動変速モードでも、ドライバ
がシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作すれ
ば、マニュアルでのシフトアップ又はシフトダウンが可
能である。この自動変速モードにおいて、スキップスイ
ッチ２５がOFF （通常モード）なら変速は１段ずつ行わ
れる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的大き
いときに有効である。またスキップスイッチ２５がON
（スキップモード）なら変速は１段飛ばしで行われる。
これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いときなど
に有効である。

【００２４】一方、マニュアル変速モードのときは、変
速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａ
がＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持さ
れ、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵ
Ｐ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又は
シフトダウンがなされる。このときも前記同様、スキッ
プスイッチ２５がOFF なら変速は１段ずつ行われ、スキ
ップスイッチ２５がONなら変速は１段飛ばしで行われ
る。

【００２５】なお、運転席に非常用変速スイッチ２７が
設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ
２７の手動切換により変速できるようになっている。

【００２６】図２に示すように、変速機３にあっては、
入力軸１５、メインシャフト３３及び出力軸４が同軸上
に配置され、カウンタシャフト３２がそれらの下方に平
行配置される。入力軸１５がクラッチ２のドリブンプレ
ート２ａに接続され、入力軸１５とメインシャフト３３
とが相対回転可能に支持される。

【００２７】まずスプリッタ１７とメインギヤ段１８の
構成を説明する。入力軸１５にスプリットハイギヤＳＨ
が回転可能に取り付けられる。またメインシャフト３３
にも前方から順にメインギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，
ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳ
Ｈ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれカウンタシャ
フト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，
Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバ
ースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩ
Ｒはカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣ
Ｒに常時噛合される。

【００２８】入力軸１５及びメインシャフト３３に取り
付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得
るようスプライン３６が一体的に設けられ、これらスプ
ライン３６に隣接して入力軸１５及びメインシャフト３
３に第１〜第４スプライン３７〜４０が固設される。第
１〜第４スプライン３７〜４０に常時係合して第１〜第
４スリーブ４２〜４５が前後（シフト方向）にスライド
可能に設けられる。第１〜第４スリーブ４２〜４５を適
宜選択してスライド移動させ、ギヤ側スプライン３６と
係合・離脱させることによりギヤ入れ・ギヤ抜きを行え
る。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエー
タ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動を
メインアクチュエータ２１で行う。

【００２９】このように、スプリッタ１７とメインギヤ
段１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変
速され得る常時噛み合い式の構成とされる。特に、スプ
リッタ１７のスプライン部には通常の機械的なシンクロ
機構が存在するものの、メインギヤ段１８のスプライン
部にはシンクロ機構が存在しない。このため、メインギ
ヤ段１８の変速を行うときにはシンクロ制御なるものを
行ってエンジン回転とギヤ速度とを調速し、シンクロ機
構なしで同期できるようになっている。ここではメイン
ギヤ段１８以外にスプリッタ１７にもニュートラルポジ
ションが設けられ、所謂ガラ音対策がなされている（特
願平11-319915 号参照）。

【００３０】次にレンジギヤ１９の構成を説明する。レ
ンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ
・ローいずれかのポジションに切り替えることができ
る。遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端
に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複
数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周
に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。
各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能
に支持され、キャリア６８は出力軸４に連結される。リ
ングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９は出
力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４と
ともに二重軸を構成する。

【００３１】第５スプライン４１が管部６９に一体的に
設けられる。また第５スプライン４１の後方に隣接し
て、出力軸４に出力軸スプライン７０が一体的に設けら
れる。第５スプライン４１の前方に隣接して、ミッショ
ンケース側に固定された固定スプライン７１が設けられ
る。第５スプライン４１に常時係合して第５スリーブ４
６が前後スライド可能に設けられる。第５スリーブ４６
の移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジ
ギヤ１９の各スプライン部にはシンクロ機構が存在す
る。

【００３２】第５スリーブ４６が前方に移動するとこれ
が固定スプライン７１に係合し、第５スプライン４１と
固定スプライン７１とが連結される。これによりリング
ギヤ６７がミッションケース側に固定され、出力軸４が
１より大きい減速比で回転駆動されるようになる。これ
がローのポジションである。

【００３３】一方、第５スリーブ４６が後方に移動する
とこれが出力軸スプライン７０に係合し、第５スプライ
ン４１と出力軸スプライン７０とが連結される。これに
よりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定さ
れ、出力軸４が１の減速比で直結駆動されるようにな
る。これがハイのポジションである。

【００３４】このように、この変速機３では、前進側に
おいて、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギ
ヤ段１８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に
変速可能であり、計２×４×２＝１６段に変速すること
ができる。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ
・ローを切り替えて２段に変速することができる。

【００３５】次に、各アクチュエータ２０，２１，２２
について説明する。これらアクチュエータはエアタンク
５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの
空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そして
これら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空
圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。

【００３６】スプリッタアクチュエータ２０は、ダブル
ピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶ
Ｈ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７を
ニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦ
Ｆ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにす
るときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／Ｏ
Ｎとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ
／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。

【００３７】メインアクチュエータ２１は、ダブルピス
トンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４
８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当す
る空圧シリンダ４９とを備える。各空圧シリンダに対し
三つずつ電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥ及びＭＶＢ，Ｍ
ＶＡが設けられる。

【００３８】セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／
ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方
に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択
可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／Ｏ
Ｎのとき図示の如き中立となり、メインギヤの１ｓｔ、
２ｎｄ又はＮ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ
／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メ
インギヤのＲｅｖ又はＮ１を選択可能とする。

【００３９】シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／Ｏ
Ｎ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ
１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶ
Ｂ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎ
ｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦ
Ｆ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤ
の１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。

【００４０】レンジアクチュエータ２２は、シングルピ
ストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶ
Ｉ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶ
Ｉ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レ
ンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮの
とき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。

【００４１】ところで、上記シンクロ制御に際してカウ
ンタシャフト３２を制動するため、カウンタシャフト３
２にはカウンタシャフトブレーキ２７が設けられる。カ
ウンタシャフトブレーキ２７は湿式多板ブレーキであっ
て、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の給排を
切り替えるため電磁弁ＭＶＢＲＫが設けられる。電磁
弁ＭＶＢＲＫがＯＮのときカウンタシャフトブレーキ
２７に空圧が供給され、カウンタシャフトブレーキ２７
が作動状態となる。電磁弁ＭＶＢＲＫがＯＦＦのとき
にはカウンタシャフトブレーキ２７から空圧が排出さ
れ、カウンタシャフトブレーキ２７が非作動となる。

【００４２】次に、自動変速制御の内容を説明する。Ｔ
ＭＣＵ９には図４に示すシフトアップマップと図５に示
すシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ
９は、自動変速モードの場合において、これらマップに
従って自動変速を実行する。例えば図４のシフトアップ
マップにおいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整
数）からｎ＋１へのシフトアップ線図がアクセル開度
（％）と出力軸（アウトプットシャフト）回転数（rpm
）との関数で決められている。そしてマップ上では現
在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）とから
ただ１点が定まる。車両加速中は、駆動輪に連結された
出力軸４の回転数が次第に増加していく。そこで通常の
自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に
１段ずつシフトアップを行うこととなる。このときスキ
ップモードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして２段
ずつシフトアップを行う。

【００４３】図５のシフトダウンマップにおいても同様
に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎ
へのシフトダウン線図がアクセル開度（％）と出力軸回
転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ
上では現在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm
）とからただ１点が定まる。車両減速中は出力軸４の
回転数が次第に減少していくので、通常の自動変速モー
ドでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフ
トダウンを行う。スキップモードであれば線図を交互に
１本ずつ飛ばして２段ずつシフトダウンする。

【００４４】一方、マニュアルモードのときは、これら
マップと無関係にドライバが自由にシフトアップ・ダウ
ンを行える。通常モードなら１回のシフトチェンジ操作
で１段変速でき、スキップモードなら１回のシフトチェ
ンジ操作で２段変速できる。

【００４５】現在のアクセル開度はアクセル開度センサ
８により検知され、現在の出力軸回転数は出力軸回転セ
ンサ２８により検知される。特に、ＴＭＣＵ９は、現在
の出力軸回転数の値から現在の車速を換算し、これをス
ピードメータに表示する。つまり車速が出力軸回転数か
ら間接的に検知され、出力軸回転数と車速とは相互に対
応している。

【００４６】次に、本装置には車両の定速走行を実現す
るための定速走行制御装置が装備されている。ここでは
制御を司るクルーズコントローラ６ａがＥＣＵ６と兼用
される。

【００４７】まず定速走行制御の基本制御の内容を図１
０により説明する。ドライバにより設定車速が設定され
ると、この設定車速に実車速が一致するようにエンジン
の燃料噴射量が制御される。

【００４８】即ち、図９に示すように、実車速Ｖｒと設
定車速Ｖｓとの差Ｖｒ−Ｖｓが計算され、この差に基づ
き、比例項と積分ゲインとが各々に対応したマップ等か
ら求められ、比例項×差と、積分ゲイン×差の積算値と
の和Ｖｔにより、図８に示したマップとは別のマップか
ら、定速走行制御用目標燃料噴射量（以下「クルーズ
Ｑ」という）が算出される。このクルーズＱに等しい燃
料噴射が実際に行われるように電子ガバナ１ｄが制御さ
れる。このようなクルーズＱの算出は所定時間（例えば
32msec）毎に繰り返し行われる。

【００４９】一方、定速走行制御中にも図８に示したマ
ップにより通常通り目標燃料噴射量が計算されている。
そしてこの値（「アクセルＱ」という）がクルーズＱを
上回った場合はアクセルＱが最終的な目標燃料噴射量と
なる。アクセルＱとクルーズＱのいずれか大きい方が最
終的な目標燃料噴射量となるのである。定速走行制御中
は通常はアクセルが踏み込まれていないのでクルーズＱ
に基づく制御となるが、ドライバが加速しようとしてア
クセルを踏み込んだ場合、アクセルＱがクルーズＱを上
回ればアクセルＱに基づく制御となる。

【００５０】そして、図１０に示すように、定速走行制
御中に登坂路に差し掛かるなどして実車速が設定車速に
対し所定値以上下回ったら、変速機の１段のシフトダウ
ン制御を行う。最初のシフトダウン条件は、設定車速Ｖ
ｓ＞（実車速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｄ１（ここでは３km/
h））が成立することである。このシフトダウンによっ
てより大きな駆動輪トルクが得られるので、通常は実車
速が上昇していく。そしてシフトアップ条件：設定車速
Ｖｓ≦（実車速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｕ（ここでは0.5km/
h））が成立したら変速機の１段のシフトアップ制御を
行い、変速機を車速設定時の元のギヤ段に戻す。

【００５１】なお、最初のシフトダウンによっても駆動
輪トルクが不足し、さらに実車速が落ち込んでいくよう
な場合、次のシフトダウン条件：設定車速Ｖｓ＞（実車
速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｄ２（ここでは８km/h））が成立し
たら、さらなる変速機の１段のシフトダウン制御を行
う。このように、実車速と設定車速との速度差に基づき
変速機の自動シフトダウン・シフトアップを行うもので
ある。

【００５２】このような定速走行制御中の変速制御は変
速モードが自動変速モードのとき行われ、マニュアルモ
ードのときは行われない。また、スキップモードであっ
ても通常モードであっても、シフトダウン・アップは１
段ずつ行われる。

【００５３】なお、定速走行制御中は図４，図５のマッ
プを用いず、専ら実車速と設定車速との差に基づいてシ
フトダウン・アップを行っている。これは、図４，図５
のマップを用いると変速点（マップの各線図）の近傍で
車速が設定されたときに、僅かの車速変化でシフトダウ
ンが行われてしまい、フィーリングが良くないからであ
る。特に本実施形態ではギヤ段が多段であり、段間差が
小さく、変速点近傍で車速設定される可能性が通常のギ
ヤ段数の車両より高いので、このような方法が好適であ
る。

【００５４】次に、図６に定速走行制御装置の構成を示
す。定速走行制御装置８０はＥＣＵ６（クルーズコント
ローラ６ａ）と、これに接続される各スイッチ８１〜８
５及び各ランプ８１ａ，８１ｂで構成される。

【００５５】８１はメインスイッチで、これがドライバ
によりＯＮされることで定速走行制御スタンバイ状態と
なり、運転室のメインランプ８１ａが点灯される。なお
スタンバイ状態の解除はメインスイッチ８１のＯＦＦ又
はキースイッチのＯＦＦにより行われ、解除と同時にメ
インランプ８１ａが消灯される。８２はセットスイッチ
で、これがドライバによりＯＮされると同時に設定車速
が設定され、定速走行制御開始となり、運転室のセット
ランプ８２ａが点灯される。８３はキャンセルスイッチ
で、これがドライバによりＯＮされると定速走行制御解
除となる。定速走行制御解除と同時にセットランプ８２
ａが消灯される。８４はコーストスイッチで、これがド
ライバによりＯＮされている間はクルーズＱ＝０とな
り、車両が惰行状態となる。この状態からドライバによ
りコーストスイッチ８５がＯＦＦされると、その時の実
車速が新たな設定車速として更新設定される。８５はリ
ジュームスイッチで、これがドライバによりＯＮされる
と、設定車速がセットスイッチＯＮ時の最初の値に復帰
される。

【００５６】なお、周知のように、定速走行制御の解除
は、他にもメインスイッチ８１のＯＦＦ、ブレーキペダ
ルの踏み込み（ブレーキスイッチＯＮ）、又はクラッチ
ペダル１１の踏み込み（クラッチペダルストロークセン
サ１６の値が所定値以上）によって行われる。

【００５７】ところで、定速走行制御中に登坂路等に差
し掛かって最初のシフトダウン条件：設定車速Ｖｓ＞
（実車速Ｖｒ＋所定値Ｖｓｄ１）が成立する前に、エン
ジン回転数が車両の運転状況からみて十分な駆動輪トル
クを得られないような回転数まで落ち込んでしまうと、
現ギヤ段保持のままクルーズＱを増加して半ば強制的に
車両を加速させようとする制御が行われてしまうため、
所謂エンジンノッキングのようなものが発生し、加速フ
ィーリングが著しく悪いという問題がある。

【００５８】そこで、これを防止するため本実施形態で
は以下のシフトダウン制御を実行するようにしている。

【００５９】図１１にかかるシフトダウン制御のフロー
チャートを示す。このフローはＴＭＣＵ９により所定時
間（例えば32msec）毎に実行される。

【００６０】まずＴＭＣＵ９は、ステップ１０１におい
て、定速走行制御中であるか否かを判断する。定速走行
制御中である場合はステップ１０２に進み、定速走行制
御中でない場合は本フローを終える。

【００６１】ステップ１０２では、最終的な目標燃料噴
射量（クルーズＱとアクセルＱのうちいずれか大きい
方）Ｑｔｆｎｌが、予め設定された所定値Ｑｓより大き
いか否かを判断する。即ち、このステップ１０２では実
質的に車両を加速させようとしている状態であるか否か
を判断しており、所定値Ｑｓはその状態を示す最小値で
ある。本実施形態では所定値Ｑｓをエンジン回転数毎の
最大燃料噴射量（フルＱ）のＰｑ％（本実施形態では３
０％）としている。

【００６２】これをより詳しく説明すると次の通りであ
る。図７は、エンジン回転数とその回転数毎の最大トル
クとの関係を示した線図であるが、最大トルク線図（実
線）上では、各回転数毎の目標燃料噴射量（アクセル
Ｑ）がアクセル開度１００％のときの値、即ち最大燃料
噴射量（フルＱ）となっている。よって制御上は、検出
された実際のエンジン回転数Ｎｅから図８のマップに従
ってその回転数Ｎｅにおける最大燃料噴射量を読込み、
これにＰｑを乗じてしきい値Ｑｓを決定し、このしきい
値Ｑｓと最終目標燃料噴射量Ｑｔｆｎｌとを比較する。
そしてＱｔｆｎｌ＞Ｑｓのときは車両を加速させようと
している状態とみなしてステップ１０３に進み、Ｑｔｆ
ｎｌ≦Ｑｓのときはそのような状態ではないとみなして
本フローを終える。

【００６３】ステップ１０３では、現ギヤ段が所定段Ｇ
ｓより大きいか否かを判断する。本実施形態ではＧｓ＝
１０速である。現ギヤ段が１０速より大きければステッ
プ１０４に進み、現ギヤ段が１０速以下ならば本フロー
を終える。

【００６４】ステップ１０４は本発明に係る最も特徴的
な部分で、このステップでは、現在の実際のエンジン回
転数Ｎｅが所定のしきい値Ｎｅｓ未満か否かを判断して
いる。本実施形態ではＮｅｓ＝７００（ｒｐｍ）で、ア
イドル回転数＝５００（ｒｐｍ）より若干高い一定の値
である。Ｎｅ＜Ｎｅｓならステップ１０５に進み、Ｎｅ
≧Ｎｅｓなら本フローを終える。

【００６５】即ち、エンジン回転数がアイドリング回転
数に近いＮｅｓ未満まで落ち込んでいるときは、もはや
定速走行を維持するのに十分な駆動輪トルクが得られ
ず、現ギヤ段保持のまま燃料噴射量を増加することによ
って車両を加速させようとすると、前述の問題が生じる
ので、変速機の自動シフトダウンを実行するものであ
る。これによりエンジン回転数が高まり、十分な駆動輪
トルクが得られ、良好なフィーリングを持って車両を加
速することができる。

【００６６】ステップ１０５では、シフトダウン後のエ
ンジン回転数Ｎｅａｓｄを予測演算する。即ち、現在の
出力軸４の回転数に、シフトダウン後のギヤ段における
変速機全体のギヤ比を乗じて、これをシフトダウン後の
エンジン回転数の予測値Ｎｅａｓｄとする。

【００６７】次に、ステップ１０６において、この予測
値Ｎｅａｓｄを所定のしきい値Ｎｅａｓｄｓと比較す
る。本実施形態ではＮｅａｓｄｓ＝１８００（ｒｐｍ）
である。Ｎｅａｓｄ＜Ｎｅａｓｄｓのときはステップ１
０７に進み、Ｎｅａｓｄ≧Ｎｅａｓｄｓのときは本フロ
ーを終える。このような判断を行っているのは、シフト
ダウン後のエンジン回転数があまりに高いとエンジンが
オーバーラン状態となり好ましくないからである。

【００６８】ステップ１０７では、目標ギヤ段を現ギヤ
段より１速低い値に設定する。これによって本フローは
終了し、この後図示しない別フローに従って実際の自動
シフトダウンが実行される。

【００６９】なお、以上のシフトダウン制御において
は、ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９との間における双方向のデー
タ通信が適宜行われる。例えば、ステップ１０１におけ
る定速走行制御中であるか否かのデータ、ステップ１０
２における最終目標燃料噴射量Ｑｔｆｎｌのデータ、及
び図８のマップに基づく最大燃料噴射量のデータは、Ｅ
ＣＵ６からＴＭＣＵ９に取り込まれるものである。

【００７０】このように、かかるシフトダウン制御によ
れば、車両が登坂路等に差し掛かってエンジン回転数が
著しく低下したような場合には、シフトダウンの車速条
件成立の有無に拘わらず即座にシフトダウンを実行でき
るので、半ば強制的に燃料噴射量を増加し車両を加速さ
せようとする制御が防止され、所謂エンジンノッキング
のような状態を回避することができる。こうして、良好
な加速フィーリングを持って車両を加速することができ
る。特にこのシフトダウン制御は、ファイナルギヤの減
速比が小さくなり且つ定速走行制御中のエンジン回転数
が低くなる傾向にある近年の大型車両に対して非常に有
効であり、逆にいえば本制御により減速比を小さくする
ことができるので燃費向上に貢献できる。

【００７１】ここで、本実施形態では、エンジン回転数
のしきい値Ｎｅｓを、アイドル回転数（５００ｒｐｍ）
付近の値、より正確にはそれより若干高い一定値（７０
０ｒｐｍ）に設定している。これは、エンジン回転数が
そのような値となった場合は常に駆動輪トルクが不足す
ると考えられるからであり、またこのような一定値とす
ることによって簡易な制御で十分な効果が得られるから
である。

【００７２】一方、実際上は、登坂路といった路面状況
の他、積載荷重、車速、風の影響などによっても駆動輪
トルクが不足することが考えられる。従ってしきい値Ｎ
ｅｓはこれらのパラメータに基づく関数とすることが可
能である。

【００７３】本発明は他にも様々な実施形態を採ること
ができる。例えばエンジンはディーゼル、ガソリン等の
種別を問わない。ディーゼルならコモンレール式等が考
えられ、ガソリンなら定速走行制御中スロットル又はア
クセルアクチュエータによりスロットル開度又はアクセ
ル開度を制御するものが考えられる。また別マップによ
るクルーズＱを用いず、疑似的なアクセル開度と図８に
示したような通常マップとを用いて定速走行制御中の燃
料噴射制御を実行するものも可能である。この場合、図
１１のステップ１０２における条件を、疑似アクセル開
度が所定値より大きいときとしてもよい。自動変速機も
上述のものに限られず、少なくとも自動変速可能なもの
であれば、マニュアル変速モードの無いものやスキップ
モードの無いのものも可能である。車両も大型車両に限
らず、小型トラック、乗用車等が可能である。上記各数
値は代表例であり、適宜変更が可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、定速走行
制御中にエンジン回転数が著しく低下した場合でも、良
好な加速フィーリングを持って車両を加速することがで
きるという、優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る車両の自動変速装置を示す構
成図である。

【図２】同スケルトン図である。

【図３】自動クラッチ装置を示す構成図である。

【図４】シフトアップマップである。

【図５】シフトダウンマップである。

【図６】定速走行制御装置の構成図である。

【図７】最終目標燃料噴射量と燃料噴射量しきい値との
比較方法を示す図である。

【図８】目標燃料噴射量（アクセルＱ）算出マップであ
る。

【図９】定速走行制御中の目標燃料噴射量（クルーズ
Ｑ）の算出方法を示すブロック図である。

【図１０】定速走行制御の基本制御の内容を示すタイム
チャートである。

【図１１】本発明に係るシフトダウン制御の内容を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

３変速機６エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６ａクルーズコントローラ７エンジン回転センサ８アクセル開度センサ９トランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣ
Ｕ）２０スプリッタアクチュエータ２１メインアクチュエータ２２レンジアクチュエータ２８出力軸回転センサ８０定速走行制御装置ＧＳＵギヤシフトユニットＶｒ実車速Ｖｓ設定車速Ｖｓｄ１、Ｖｓｄ２、Ｖｓｕ所定値（速度差）Ｎｅエンジン回転数Ｎｅｓエンジン回転数のしきい値Ｑｔｆｎｌ最終目標燃料噴射量Ｑｓ燃料噴射量のしきい値Ｎｅａｓｄエンジン回転数の予測値Ｎｅａｓｄｓ予測値のしきい値

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１ＣＦ１６Ｈ 61/00 Ｆ１６Ｈ 61/00 // Ｆ１６Ｈ 59:02 59:02 59:34 59:34 59:42 59:42 Ｆターム(参考） 3D041 AA32 AA39 AB02 AC02 AC11 AC17 AD02 AD07 AD09 AD10 AD20 AD31 AE07 AE16 AE32 AE45 AF01 3D044 AA01 AA45 AB01 AC05 AC16 AC19 AC22 AC26 AD06 AD17 AE04 AE21 3G093 AA05 AB01 BA08 BA15 BA23 CA10 CB10 DA01 DA06 DA10 DB05 DB11 EA05 EB03 FA04 3J552 MA04 MA13 NA01 NB01 PA25 PA39 PA55 QA06C QA26C RA06 RB11 RC14 SA26 SB13 TB01 VA66Z VA70W VB01Z VC01W VC06W VD02Z VD11Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実車速を設定車速に一致させるようにエ
ンジンの燃料噴射量を制御することにより定速走行制御
を実行する定速走行制御手段と、該定速走行制御中にエ
ンジン回転数が、車両の運転状況からみて十分な駆動輪
トルクが得られないような回転数まで落ち込んだとき、
変速機のシフトダウン制御を実行するシフトダウン制御
手段とを備えたことを特徴とする車両の自動変速装置。
【請求項２】上記シフトダウン制御手段は、上記エン
ジン回転数が、アイドル回転数より若干高い所定回転数
未満に落ち込んだとき、上記変速機のシフトダウン制御
を実行する請求項１記載の車両の自動変速装置。
【請求項３】上記シフトダウン制御手段は、上記エン
ジンの燃料噴射量が、車両を加速させようとしている状
態を示すような値であるとき、上記変速機のシフトダウ
ン制御を実行する請求項１又は２記載の車両の自動変速
装置。
【請求項４】上記シフトダウン制御手段は、シフトダ
ウン後のエンジン回転数を予測演算してその値が所定値
以下であるとき、上記変速機のシフトダウン制御を実行
する請求項１乃至３いずれかに記載の車両の自動変速装
置。