JPH0245017B2

JPH0245017B2 -

Info

Publication number: JPH0245017B2
Application number: JP59211419A
Authority: JP
Inventors: Koichi Morya
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1984-10-11
Filing date: 1984-10-11
Publication date: 1990-10-08
Also published as: JPS6189935A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はデイーゼル機関車輌用制御装置に関
し、更に特定して述べると、歯車式変速機とクラ
ツチとを含んで成る自動変速装置を備えたデイー
ゼル機関車輌用の制御装置に関するものである。

従来の技術近年、平行軸歯車式の変速機にアクチエータを
付設した形式の自動変速装置が実用化されてきて
おり、デイーゼル機関車輌にもこの種の自動変速
装置の搭載が考えられている。ところで、デイー
ゼル機関車輌においては、通常、燃料噴射ポンプ
のガバナ特性は、リミツトスピード特性となつて
いるので、変速操作のためにクラツチの切離しを
行なうと、機関の回転速度が急激に上昇すること
になる。これを防止するため、デイーゼル機関車
輌の場合、燃料噴射ポンプのガバナ特性を、クラ
ツチを切離すと同時にリミツトスピード特性か
ら、例えばオールスピード特性の一種であるアイ
ソクロナス特性に切換えてシンクロ回転合わせの
ための速度制を行ない、所望の変速操作の終了後
クラツチを再び接続すると同時に、ガバナ特性を
アイソクロナス特性からリミツトスピード特性に
切換えるよう制御する構成を本出願人は提案した
（特願昭59−35343号）。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、この提案された装置の場合、燃
料噴射ポンプのガバナ特性の切換をクラツチの完
全切離し状態において行なうと、機関の吹上りが
生じ、また、クラツチの完全接続状態において行
なう場合には、不自然な加速感又は減速感を生じ
るという問題点があつた。

本発明の目的は、従つて、機関の吹上り及び不
自然な加減速感を生じさせることなしに自動変速
装置の変速操作を行なうことができるようにし
た、デイーゼル機関車輌用制御装置を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段本発明の構成は、デイーゼル機関と、該デイー
ゼル機関に燃料を供給するための燃料噴射ポンプ
と、該燃料噴射ポンプをリミツトスピード特性又
はオールスピード特性のいずれか一方の調速特性
にて制御しうる調速制御手段と、歯車式変速機と
クラツチと該歯車式変速機及びクラツチの各操作
を自動変速制御のために制御する制御ユニツトと
を含んで成る自動変速装置とを有するデイーゼル
機関車輌の制御装置において、前記デイーゼル機
関の回転速度に応じた第１信号を出力する手段
と、該第１信号に応答し上記制御ユニツトからの
指令による上記クラツチの切り離し操作の結果生
じる上記デイーゼル機関の回転速度の増量が所定
速度値に達したか否かを検出する第１検出手段
と、上記デイーゼル機関に供給される供給燃料量
に応じた電気信号を出力する手段と、該電気信号
に応答し上記制御ユニツトからの指令による上記
クラツチの接続操作の結果生じる上記供給燃料の
増量が所定量に達したか否かを検出する第２検出
手段と、上記第１及び第２検出手段に応答し上記
第１検出手段が上記回転速度の増量が上記所定速
度に達したことを検出したときに上記調速特性を
リミツトスピード特性からオールスピード特性に
変更し上記第２検出手段が上記供給燃料量の増量
が上記所定量に達したことを検出したときに上記
調速特性をオールスピード特性からリミツトスピ
ード特性に変更するように上記調速制御手段を制
御する変更手段とを備えた点に特徴を有する。

作用上述の構成によると、変速操作の開始時に、変
速機とデイーゼル機関との間に設けられているク
ラツチを切離すと、これによりデイーゼル機関の
負荷が徐々に軽くなり、機関速度が上昇すること
となり、機関速度が所定速度にまで増大したか否
かが第１検出手段により検出される。機関速度の
変化量が所定の値にまで達すると、変更手段によ
つて、噴射ポンプのガバナ特性が走行用のリミツ
トスピード特性からオールスピード特性に変更さ
れる。したがつて、第１検出手段において検出す
べき機関速度の変化量を適宜に設定することによ
り、クラツチの切離し後、適宜のタイミングで調
速特性をオールスピード特性に変更することがで
きるので、機関の吹き上りを生じさせることなし
にクラツチの切離しを行なうことができる。

一方、変速操作の終了後においてクラツチの接
続操作を行ない、これにより機関の負荷が増大す
ると、オールスピード特性となつている燃料噴射
ポンプの燃料噴射量が増大する。クラツチの接続
操作に伴うこの時の燃料噴射量の値が所定量より
大きくなつたことが第２検出手段により検出され
ると、変更手段により噴射ポンプのガバナ特性が
オールスピード特性からリミツトスピード特性に
切換えられる。従つて、変速操作終了後、クラツ
チの完全接続を待たずにガバナの特性切換えが行
なわれ、不自然な加減速感を与えることなしに、
クラツチの接続を行なうことができる。

実施例以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図には、本発明によるデイーゼル機関車輌
用制御装置の一実施例の概略構成図が示されてい
る。この車輌用制御装置１は、電子式燃料噴射ポ
ンプ２を備えた車輌用デイーゼル機関３と、クラ
ツチ装置４と、歯車式変速機を含んで成る自動変
速装置５とを備えたデイーゼル機関車輌の制御を
行なう装置であり、燃料噴射ポンプ２の噴射量制
御、クラツチ装置４の制御及び自動変速装置５の
変速制御が制御ユニツト６により行なわれる。ア
クセルペダル７の操作量を示すアクセル信号Ａ、
シフト指令信号Ｓ、機関速度を示す速度信号Ｎ
が、アクセル信号発生器８、シフト指令信号発生
器９、速度検出器１０から夫々出力され、制御ユ
ニツト６に入力されているほか、車速を示す車速
信号Ｖ及び機関の冷却水温を示す水温信号Ｔが、
車速信号発生器１１及び水温検出器１２から夫々
出力され、制御ユニツト６に入力されている。

制御ユニツト６は、アクセル信号Ａ、速度信号
Ｎ及び水温信号Ｔに基づいて燃料噴射ポンプ２の
噴射量を制御するための第１制御信号S₁を出力
し、この第１制御信号S₁は、燃料噴射ポンプ２の
燃料調節部材１３の位置制御を行なうためのアク
チエータ１４に印加され、これにより、電子式ガ
バナが構成されている。このように構成された電
子式ガバナのガバナ特性は、制御ユニツト６内の
噴射量演算部で実行される演算式によつて決定さ
れ、この演算式を変更することによつて、ガバナ
特性としてリミツトスピード特性又はオールスピ
ード特性のいずれか一方を選択することができ
る。

制御ユニツト６には、また、自動変速装置５内
に設けられた図示しない位置センサから出力さ
れ、その時々のギヤ位置の状態を示す一組の位置
信号Ｐが入力されており、この位置信号Ｐ、アク
セル信号Ａ、車速信号Ｖ及びシフト指令信号Ｓに
基づいてギヤチエンジ制御のための演算が行なわ
れる。この演算結果に基づいて、クラツチ装置４
のオン、オフ制御を行なうための第２制御信号S₂
及び自動変速装置４のセレクト及びシフト動作を
夫々制御するための第３制御信号S₃、第４制御信
号S₄が出力され、これらの制御信号S₂乃至S₄によ
つて所望のギヤチエンジのための制御動作が実行
されるように構成されている。

尚、符号１５で示されるのは、燃料調節部材１
３の位置を検出する位置センサであり、位置セン
サ１５からは燃料調節部材１３のその時々の位置
を示す電圧信号V_Pが出力され制御ユニツト６に
入力されている。

第２図には、クラツチ装置４の構成が示されて
いる。クラツチ装置４は、乾板式クラツチ４１の
操作レバー４２に油圧アクチエータ装置４３が連
結されて成つている。油圧アクチエータ装置４３
は油圧シリンダ４４を有し、油圧シリンダ４４の
操作ロツド４５の端部が操作レバー４２の一端に
枢着されている。操作レバー４２は乾板式クラツ
チ４１に設けられたばね４６の力により常時矢印
Ｘ方向（クラツチを接続する方向）にばね付勢さ
れており、従つて、操作ロツト４５もまた矢印Ｘ
方向に常時ばね付勢されている。油圧シリンダ４
４の受圧室４６と油圧源４７との間には、常閉電
磁弁４８が設けられている油圧パイプ４９が配設
されており、常閉電磁弁４８が付勢されて開かれ
ることにより、油圧源４７からの油圧が受圧室４
６に導びかれ操作ロツド４５はばね力に抗して矢
印Ｙ方向に移動する。一旦増圧した受圧室４６内
の油圧力を所望の圧力にまで減圧させることがで
きるように、電磁弁４８の油圧シリンダ側とオイ
ルタンク４９との間に常開電磁弁５０を有する通
路５１が設けられている。ここで、符号５２で示
される通路は、油圧シリンダ４４内の室５３の圧
力を常時大気圧に保ち背圧を除去するための通路
である。

従つて、電磁弁４８，５０が同時に消勢状態に
あると、受圧室４６内の圧力は略大気圧に等しく
なり、操作ロツド４５は左手方向いつぱいに移動
し、クラツチ装置４は接続された状態となる。こ
こで、電磁弁４８，５０を共に付勢すると、電磁
弁４８が開かれて油圧源４７と受圧室４６とが油
圧パイプ４９により連通され、電磁弁５０が閉じ
られるので、受圧室４６内の圧力が上昇し、操作
ロツド４５は矢印Ｙ方向に移動し、クラツチ装置
４は断状態となる。この状態において電磁弁４８
を閉じ、電磁弁５０を開くと、受圧室４６内の圧
力が通路５１を介して逃げ、操作ロツド４５はこ
の圧力の低下に応じて矢印Ｘ方向に移動し、クラ
ツチ装置４を接続することができる。

電磁弁４８，５０の励磁コイル５４，５５に
は、信号S_2a及びS_2bが夫々印加されている。信号
S_2a及びS_2bは、第２制御信号S₂を構成する１組の
信号であり、各電磁弁４８，５０の開閉操作が各
信号S_2a及びS_2bにより行なわれる。

第３図には、第１図に示した制御ユニツト６の
構成を示す詳細ブロツク図が、燃料噴射ポンプ２
の一部と共に示されている。制御ユニツト６にお
いて符号２１で示されるのは噴射量演算部であ
り、既に述べたように、アクセル信号Ａ、速度信
号Ｎ及び温度信号Ｔが入力されるほか、位置セン
サ１５からの電圧信号V_Pが入力されている。噴
射量演算部２１には、ガバナ特性切換用のスイツ
チ２３が接続されており、スイツチ２３が実線の
如く切換えられている場合には、信号Ａ，Ｎ，
Ｔ，V_Pに基づいて、所定のリミツトスピード特
性に従う噴射量制御演算が行なわれ、一方、スイ
ツチ２３が点線の如く切換えられている場合に
は、所定のオールスピード特性に従つて噴射量制
御演算が行なわれる。噴射量制御演算結果に従
い、噴射量演算部２１からは、アクチエータ１４
を駆動制御するための第１制御信号S₁が出力され
る。

尚、噴射量演算部２１の構成は、従来の電子制
御式燃料噴射ポンプのそれと同一でよく、従つ
て、ここではその構成を詳細に説明するのを省略
する。

次に、第１制御信号S₁によつて制御されるアク
チエータ１４について説明する。燃料噴射ポンプ
２の燃料調節部材１３の位置を制御するためのア
クチエータ１４は、燃料調節部材１３を操作する
ためのボイスコイル型モータとして構成されてい
る。噴射量演算部２１から出力される第１制御信
号S₁は、アクチエータ１４の可動コイル１４ａに
供給され、可動コイル１４ａへの通電量に応じて
可動コイル１４ａが変位する構成となつている。
可動コイル１４ａと燃料調節部材１３とはリンク
１６により連結されており、第１制御信号S₁によ
り、燃料調節部材１３の位置制御を行なうことが
できる。燃料調節部材１３は、また、位置センサ
１５にも連結されている。図示の実施例では、位
置センサ１５はポテンシヨメータによつて構成さ
れており、ポテンシヨメータの固定端子間に印加
されている直流電圧＋Ｖが燃料調節部材１３の位
置に応じて分圧され、この分圧された電圧信号
V_pがその時々の燃料調節部材１３の位置を示す
信号として噴射量演算部２１にフイードバツクさ
れる。噴射量演算部２１では、電圧信号V_pの値
を考慮して燃料調節部材１３の位置決め制御のた
めの第１制御信号S₁が出力され、これにより噴射
量の調節が行なわれ、機関速度の制御を行なうこ
とができる。

次に、変速制御について説明する。第３図にお
いて、２４は歯車式の変速機、２５は変速機２４
の駆動を行なうためのアクチエータを備えたギヤ
シフトユニツトであり、変速機２４とギヤシフト
ユニツト２５とを含んで自動変速装置５が構成さ
れている。ギヤシフトユニツト２５内に設けられ
ている位置センサ（図示せず）からの位置信号Ｐ
は位置判別部２６に入力され、ここで変速機２４
のその時々のギヤ位置が判別され、ギヤ位置を示
す判別信号Ｒが出力される。

判別信号Ｒは、アクセル信号Ａ、シフト指令信
号Ｓ及び車速信号Ｖが入力されているギヤシフト
制御演算部２７に入力され、所要の変速パターン
に従つた変速制御のための演算が実行され、この
演算結果に従つて第２乃至第４制御信号S₂乃至S₄
が出力される。これらの制御信号S₂乃至S₄による
ギヤチエンジ操作は、先ず第２制御信号S₂により
クラツチ装置４の接続、切離し操作が行なわれ、
このとき第３及び第４制御信号S₃，S₄によりギヤ
チエンジのためのシフト及びセレクト動作が実行
され、所望の変速位置へ変速レバー２ａが位置決
めされる。

第２制御信号S₂による電磁クラツチ４の接続、
切離し動作に応答して噴射量演算部２１のガバナ
特性を切換えるため、制御ユニツト６は、更に、
特性切換制御部２８を備えている。

特性切換制御部２８は、第２制御信号S₂によつ
てクラツチ装置４が切離し状態とされた場合に、
デイーゼル機関３が無負荷状態となり、これによ
る回転速度の上昇を検出するための第１検出部２
９を有している。このため、第１検出部２９に
は、速度信号Ｎと第２制御信号S₂とが入力されて
おり、第２制御信号S₂がクラツチ装置４を切離し
状態とするレベル状態となつたことに応答して生
じた機関速度の変化量が所定値より大きくなつた
か否かを速度信号Ｎに基づいて検出する。第１検
出部２９により、上述の機関速度の変化量が所定
値より大きくなつたことが検出された場合には、
第１検出部２９から第１検出信号D₁が出力され、
切換信号発生部３０に入力される。

特性切換制御部２８は、更に、第２制御信号S₂
によつてクラツチ装置４が接続状態とされた場合
に生じるデイーゼル機関３の負荷の変化量が、所
定値より大きくなつたことを検出するための第２
検出部３１を有している。第２検出部３１には燃
料調節部材１３の位置を示す電圧信号V_pと第２
制御信号S₂とが入力されており、第２制御信号S₂
がクラツチ装置４を接続状態とするレベル状態と
なつたことに応答して生じた燃料調節部材１３の
変位量が所定値より大きくなつたか否かを電圧信
号V_pのレベル変化に基づいて検出する。第２検
出部３１において、燃料調節部材１３の変位量が
所定値より大きくなつたことが検出された場合に
は、第２検出部３１から第２検出信号D₂が出力
され、切換信号発生部３０に入力される。

切換信号発生部３０は、第１検出信号D₁の入
力に応答してスイツチ２３を実線で示される状態
から点線で示される状態に切換え、次いで第２検
出信号D₂が入力されることに応答してスイツチ
２３を点線で示される状態から実線で示される状
態に切換えるための切換制御信号S₅を出力する。

従つて、変速操作が行なわれていない場合に
は、スイツチ２３は第２図中実線で示されるよう
に切換えられており、燃料噴射ポンプ２は、リミ
ツトスピード特性にてデイーゼル機関３の調速特
性を行なつている。この状態において、変速機２
４の変速を行なうため第２制御信号S₂によるクラ
ツチ４１の切離し操作が行なわれると、デイーゼ
ル機関３はリミツトスピード特性にて制御される
ので、機関速度は上昇しはじめることになる。第
１検出部２９は、このときの機関速度の変化量が
所定値より大きくなつたことに応答して第１検出
信号D₁を出力する。この結果、切換信号発生部
３０からの切換信号S₅が「Ｈ」レベルとなり、ス
イツチ２３が点線で示される如く切換えられ、燃
料噴射ポンプ２のガバナ特性がオールスピード特
性に切換えられる。従つて、機関速度は、機関が
無負荷状態となつても、その時のアクセルペダル
の踏込量に従う所要の値に維持されるので、クラ
ツチの切離し時に、デイーゼル機関３が吹き上り
を起すことがない。

この状態において変速機２４の変速操作が終了
し、第２制御信号S₂によりクラツチ装置４が接続
状態に入ると、デイーゼル機関３の負荷が急激に
増大し、従つてオールスピード特性で運転されて
いるデイーゼル機関３においては、燃料調節部材
１３の位置が燃料増方向に大きく移動し、機関速
度を一定に保とうとすることになる。第２検出部
３１は、上述の燃料調節部材１３の燃料増方向へ
の変位量を検出し、その変位量が所定値より大き
くなつた場合に第２検出信号D₂が出力される。

第２検出信号D₂は、切換信号発生部３０に入
力され、これにより切換信号S₅のレベルが「Ｌ」
となり、スイツチ２３は実線で示す如く切換えら
れ、ガバナ特性は再びオールスピード特性からリ
ミツトスピード特性に切換えられる。従つて、ク
ラツチ接続時のガバナ特性の変更が、デイーゼル
機関３の負荷の増大に見合つた適切なタイミング
で行なわれ、クラツチ４１の接続時において、不
自然な加減速感が生じることがない。

このように、ガバナ特性の切換を、クラツチ装
置４の操作時に生じる機関の回転速度の変化量又
は燃料噴射量の変位量に基づいて実行する構成で
あるから、従来の如くクラツチ装置４の制御信号
に応答してガバナ特性の切換を行なうのに比べ、
極めて適切なタイミングでガバナ特性の切換を行
なうことができる。このため、切換のタイミング
がずれて機関の吹上りが生じ、又は不自然な加減
速感を与えたりするのを確実に防止することがで
きる。

制御ユニツト６は、マイクロコンピユータを用
いて構成することもでき、第４図には、この場合
の制御プログラムの一例がフローチヤートにて示
されている。

第４図のフローチヤートについて説明すると、
ステツプ６１でプログラムの初期化が行なわれた
後、所要の各データの読込みが行なわれる（ステ
ツプ６２）。しかる後、シフト指令信号Ｓによつ
て示される所望のギヤ位置Goと現在のギヤ位置
Ｇとが一致しているか否かの判別が行なわれ（ス
テツプ６３）、ステツプ４４の判別結果がYESの
場合には、ステツプ６２に戻り、Ｇ≠Goとなる
までステツプ６２及び６３が繰返し実行される。
一方、その判別結果がNOであれば、ステツプ６
４に進み、Ｇ＝Goとなるようにギヤチエンジ制
御が実行されることになる。

ステツプ６４では、クラツチ装置４の切離しを
行なうために、電磁弁５０が閉じられて電磁弁４
８が開かれる。これにより、クラツチ４１は徐々
に切離されるため、デイーゼル機関３の負荷はク
ラツチ４１の切離しが進むにつれて軽くなり、機
関速度が徐々に上昇する。ステツプ６５では、ク
ラツチ４１の切離しによつて生じる機関速度の変
化量ΔNが所定値ａより大きくなつたか否かをチ
エツクし、ΔN＞ａとなつた場合に、噴射ポンプ
２のガバナ特性がリミツトスピード特性からオー
ルスピード特性に変更される（ステツプ６６）。
しかる後、Ｇ＝Goとなるようにギヤチエンジ操
作が実行され（ステツプ６７）、次に、クラツチ
４１を接続するため、電磁弁４８が閉じられ、電
磁弁５０が開かれる（ステツプ６８）。

この結果、クラツチ４１は徐々に接続され、こ
れにつれてデイーゼル機関２の負荷が徐々に増す
ことになる。この場合、ガバナ特性はオールスピ
ード特性であるから、機関の負荷の増大に従つて
燃料調節部材１３の位置が燃料増方向に移動す
る。クラツチ４１接続の際に生じる燃料調節部材
１３の変位量ΔQが所定値ｂより大きくなつたか
否かの判別がステツプ６９で行なわれ、ΔQ＞ｂ
となると、ステツプ７０において、ガバナ特性
が、オールスピードモードからリミツトスピード
モードに切換えられ、ステツプ６２に戻る。

効果本発明によれば、上述の如く、変速操作を行な
う際のガバナ特性の切換を、クラツチの切離し時
に生じる機関速度の上昇及びクラツチの接続時に
生じる燃料噴射量の増大を検出して行なう構成で
あるから、極めて適切なタイミングでガバナ特性
の切換を行なうことができる。この結果、クラツ
チの切離しの際に機関速度が大巾に上昇するのを
防ぐことができるほか、不自然な加減速感を生じ
させることなくクラツチの接続を行なうことがで
き、円滑な変速操作を行なうことができる優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデイーゼル機関車輌用制
御装置の概略構成図、第２図は第１図に示したク
ラツチ装置の構成図、第３図は第１図に示す装置
の制御系統の要部のブロツク図、第４図は第３図
に示される制御ユニツトの機能をマイクロコンピ
ユータを用いて実現するための制御プログラムの
フローチヤートである。１……車輌用制御装置、２……燃料噴射ポン
プ、３……デイーゼル機関、４……クラツチ装
置、５……自動変速装置、６……制御ユニツト、
２３……スイツチ、２８……特性切換制御部、２
９……第１検出部、３０……第２検出部、３１…
…第２検出部、D₁……第１検出信号、D₂……第
２検出信号、S₂……第２制御信号、Ｎ……速度信
号、V_p……電圧信号。

Claims

【特許請求の範囲】

１デイーゼル機関と、該デイーゼル機関に燃料
を供給するための燃料噴射ポンプと、該燃料噴射
ポンプをリミツトスピード特性又はオールスピー
ド特性のいずれか一方の調速特性にて制御しうる
調速制御手段と、歯車式変速機とクラツチと該歯
車式変速機及びクラツチの各操作を自動変速制御
のために制御する制御ユニツトとを含んで成る自
動変速装置とを有するデイーゼル機関車輌の制御
装置において、前記デイーゼル機関の回転速度に
応じた第１信号を出力する手段と、該第１信号に
応答し前記制御ユニツトからの指令による前記ク
ラツチの切り離し操作の結果生じる前記デイーゼ
ル機関の回転速度の増量が所定速度値に達したか
否かを検出する第１検出手段と、前記デイーゼル
機関に供給される供給燃料量に応じた電気信号を
出力する手段と、該電気信号に応答し前記制御ユ
ニツトからの指令による前記クラツチの接続操作
の結果生じる前記供給燃料量の増量が所定量に達
したか否かを検出する第２検出手段と、前記第１
及び第２検出手段に応答し前記第１検出手段が前
記回転速度の増量が前記所定速度に達したことを
検出したときに前記調速特性をリミツトスピード
特性からオールスピード特性に変更し前記第２検
出手段が前記供給燃料量の増量が前記所定量に達
したことを検出したときに前記調速特性をオール
スピード特性からリミツトスピード特性に変更す
るように前記調速制御手段を制御する変更手段と
を備えたことを特徴とするデイーゼル機関車輌用
制御装置。