JPH10196781A - 車両の変速制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の降坂時におけるニュートラル時の尻振
り、オペレータの意に反して変速機が変速しないという
違和感、自動変速する車両の降坂時における自動シフト
アップ、油冷式リターダを備える車両のリターダを効か
せながらの降坂時におけるリターダの冷却能力低下等の
阻止できる車両の変速制御方法及びその装置を提供す
る。 【解決手段】 変速機４を走行段からニュートラルに変
速させたとき、エンジン回転数又はエンジンと変速機入
力軸との回転数差が増しているならば、変速機４にニュ
ートラルを維持させ、エンジン回転数又はエンジンと変
速機入力軸との回転数差が減っているならば、変速機４
を元の走行段に戻すか又は元の走行段以下の速度段にダ
ウンさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の変速制御方
法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両での変速操作の内、惰行させつつ変
速機をニュートラルとする操作がある。例えば降坂時に
おいて、エンジンブレーキを効かす必要がない程度に車
速が得られているときや必要以上にエンジンブレーキが
効き過ぎたりエンジンブレーキ音が敬遠されるとき等に
上記操作が行われる。尚、前記惰行とは、アクセルペダ
ルから足を外し、これにより車両が慣性走行しているこ
とを指す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記操作に
は、次のような問題が有る。

【０００４】（１）マニュアル変速であれ、自動変速で
あれ、路面が雨等で滑り易くなっているときに上記操作
を行うと、フートブレーキのみで制動した場合、車体が
蛇行し（いわゆる尻振りをし）、安全上好ましくない。
またニュートラルからニュートラル以外に戻したときに
エンジンオーバランや変速ショックでパワートレインの
負荷を増大させる。

【０００５】（２）油冷式リターダを有する車両では、
リターダの冷却能力がエンジン回転数に依存するため、
リターダを効かせながらの降坂時にオペレータが上記操
作を行うと、エンジン回転数の低下によってリターダの
冷却能力が不足し、オーバヒート原因となる。またリタ
ーダが焼き付いて急制動する等、安全上、好ましくな
い。

【０００６】（３）油冷式リターダと自動変速機とを有
する車両での自動変速では、降坂時、リターダの冷却能
力の確保よりも、安全性の確保に対し、より直接的であ
るエンジンオーバランを自動防止するための自動変速が
採択される。そしてエンジンオーバランの防止であるこ
とからも明らかなように、自動変速はシフトダウンより
もシフトアップする機会の方が多い。従って降坂時にオ
ペレータが上記操作を行ってシフトアップすると、リタ
ーダの冷却能力は確保できても、車速が以前に増して早
くなるため、安全上、好ましくない。尚、自動変速機の
中には、変速レバーをニュートラルに切り換えても、車
速が予め定めた基準車速まで低下しないと、変速機がニ
ュートラルにならないものが有る。ところがこれでは、
上記同様にリターダの冷却能力は確保できても、オペレ
ータの意に反して変速機が変速しないという違和感が生
ずる。また走行中、エンジンがオペレータの意に反して
吹き上がったとき、とっさにシフトレバーをニュートラ
ルにしても、ニュートラルとならず暴走し危険が生ず
る。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
第１に車両の降坂時におけるニュートラル時の尻振りの
阻止、第２にオペレータの意に反して変速機が変速しな
いという違和感の阻止、第３に自動変速する車両の降坂
時における自動シフトアップの阻止、第４に油冷式リタ
ーダを備える車両のリターダを効かせながらの降坂時に
おけるリターダの冷却能力低下の阻止のいずれか又は総
てを達成できる車両の変速制御方法及びその装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び効果】そこで本発明に
係る車両の変速制御方法は、第１に、変速機を走行段か
らニュートラルに変速させたとき、(1) エンジン回転数
又はエンジンと変速機入力軸との回転数差が増している
ならば、変速機にニュートラルを維持させ、(2) エンジ
ン回転数又はエンジンと変速機入力軸との回転数差が減
っているならば、変速機を元の走行段に戻すか又は元の
走行段以下の速度段にダウンさせることを特徴としてい
る。

【０００９】上記第１の構成によれば、変速機を走行段
からニュートラルに変速させたとき、変速機は一旦ニュ
ートラルとなるので、オペレータの意に反して変速機が
変速しないという違和感を阻止できる（第２目的の達
成）。

【００１０】そしてエンジン回転数が増しているなら
ば、変速機のニュートラルは維持される。但し、前述し
たように、変速機をニュートラルとするときは、惰行さ
せる（即ち、エンジン回転数が減る）のが普通であるか
ら、このような事象は余り生じない。即ち、変速機をニ
ュートラルとすると同時にアクセルペダルを踏み込んだ
ときこの事象は生ずる。但しこの場合、変速機がニュー
トラルであるから尻振りすることもあるが、尻振りして
も、エンジン回転数が高いために、オペレータが直ちに
変速機を走行段にすれば、オペレータの制御下で車両を
走行させられる。従って発生した尻振りを直ちに停止で
きる（第１目的の達成）。またこのとき、マニュアル変
速では、走行段が元の走行段よりもアップすることもあ
るが、オペレータの制御下にあることに変わりは無いた
め、車速が以前に増して早くなってもそれはそれでオペ
レータの制御下であるため、安全性は確保される（第３
目的の達成）。また油冷式リターダを備える車両であれ
ば、エンジン回転数が増しているのでリターダの冷却能
力を十分に確保できる（第４目的の達成）。

【００１１】一方、エンジン回転数が減っているなら
ば、変速機を元の走行段に戻すか又は元の走行段以下の
速度段にする。このようにすると、元の制御下に戻るか
ら尻振りは生じない（第１目的の達成）。またシフトア
ップしないので降坂時に車速が以前に増して早くなるこ
とがない（第３目的の達成）。またこのときエンジンブ
レーキが効き、さらにエンジン回転数がニュートラルの
時よりも高くなるのでリターダの冷却能力も確保できる
（第４目的の達成）。

【００１２】第２に、上記第１の車両の変速制御方法に
おいて、変速機を元の走行段に戻すか又は元の走行段以
下の速度段にダウンさせたのち、車速が予め定めた基準
車速まで低下したとき、変速機をニュートラルに戻すこ
とを特徴としている。

【００１３】上記第２の構成において、予め定めた基準
車速とは例えば４ｋｍ／ｈ程度とする。つまりこのよう
な車速では、エンジンブレーキもリターダによる連続制
動も不要である。またこの程度の車速であれば、ニュー
トラルによる惰行も殆ど生じない。言い換えれば、この
ような状態となる車速を基準車速としておくことにな
る。即ち、上記第２の構成によれば、第１〜第４目的を
必然的に達成されており、その上で変速機をニュートラ
ルとしている。

【００１４】第３に、車両の変速制御装置は、(1) 変速
指令を発信する変速レバーと、(2) エンジン回転数を検
出するエンジン回転数検出手段と、(3) 変速レバーから
の変速指令と、エンジン回転数検出手段からのエンジン
回転数とを受け、変速指令に基づき変速機を走行段から
ニュートラルにする信号を変速機に入力して変速機をニ
ュートラルにしたとき、エンジン回転数が減っているな
らば、変速機を元の走行段に戻すか又は元の走行段以下
の速度段にダウンさせる信号を変速機に入力する制御手
段とを有することを特徴としている。

【００１５】上記第３の車両の変速制御装置は、上記第
１の車両の変速制御方法を装置として具現化した例であ
る。従って上記第１の車両の変速制御方法で述べたと同
様の効果が得られる。

【００１６】第４に、上記第３の車両の変速制御装置に
おいて、(1) 車速を検出する車速検出手段を有し、(2)
前記制御手段は、車速検出手段から車速を受け、変速機
を元の走行段に戻すか又は元の走行段以下の速度段にダ
ウンさせる信号を変速機に入力して変速機を元の走行段
に戻すか又は元の走行段以下の速度段にダウンさせたの
ち、車速が予め定めた基準車速まで低下したときは、変
速機をニュートラルに戻す信号を変速機に入力すること
を特徴としている。

【００１７】上記第４の車両の変速制御装置は、上記第
２の車両の変速制御方法の装置としての具現化例であ
る。従って上記第２の車両の変速制御方法で述べたと同
様の効果が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態及び実施例】図１、図２を参照して
事例を説明する。事例を搭載するのは、図示しないが、
鉱山用ダンプトラックである。これ（以下「例機」とす
る）は、岩石等の重量物を積載して長距離坂路を有する
所定のコースを繰返し走行することを前提に設計され、
従って長距離降坂時における連続制動を確保するための
リターダと、自動変速機とを備えている。

【００１９】リターダには電磁式、油冷式、排気式等、
各種存在するが、例機は油冷式を備える。この油冷式は
例えば油冷多板式リターダであり、油冷多板式リターダ
は例えば車輪側に係合されたディスクと、車体側に係合
されたプレートとをトルク伝達軸方向に移動可能に交互
に複数枚重ねて構成される。最外側プレートの背面には
油圧が出入り自在に導かれ、これによりプレートとディ
スクとが接触又は離間する。運転席には、オペレータの
操作量によって前記油圧を自在設定し、また操作量の固
定操作によって前記設定油圧を維持するリターダ操作レ
バーが設けてある。そしてプレートとディスクとの間に
は、エンジンで駆動される油圧ポンプからの油が流れ
る。このようなリターダでは次のように作動し、例機を
連続制動させる。

【００２０】連続制動させるときは、リターダ操作レバ
ーを操作し、所望の油圧に設定する。この油圧と、プレ
ートとディスクとの接触面及び摩擦係数とで得られる接
触力でプレートとディスクとが互いに摺動接触し、その
摺動接触を介して車両に連続制動を生起させる。ここで
プレートとディスクとは摩擦熱を発生し昇温するが、油
圧ポンプからの油で冷却される。摩擦熱を吸収した油
は、オイルーラで冷却され、再び油圧ポンプからプレー
トとディスクとの間に流れる。つまり油圧ポンプからの
油の冷却能力が連続制動能力となる。詳しくは次の通
り。

【００２１】冷却能力上、連続制動時の最大車速は、降
坂距離が長い程、積載重量が大きい程、また勾配が大き
い程、遅くなる（即ち、変速機での選択速度段を小さく
する必要がある）が、この冷却能力は、油圧ポンプから
流れてくる油の温度及び流量で決まる。そしてこれら油
の温度及び流量はエンジンの回転数で決まる。従ってオ
ペレータがアクセルペダルの踏み込み量を不足させた
り、速度段を不用意にシフトアップすると、エンジン回
転数が減り、冷却能力が不足してプレート及びディスク
を焼き付かせてしまう。つまり連続制動不能となる。ま
た油冷多板式リターダブレーキはサービスブレーキとし
ても用いらるのが普通であるから、プレート及びディス
クが焼き付くと、急制動したり、発進不能となる。

【００２２】一方、自動変速機は、上記リターダから独
立し、図１に示すように、変速レバー１と、例えば車速
検出器２等と、制御器３と、変速機４とから構成され
る。即ち、制御器４が変速レバー１からの変速指令Ｓ１
と、車速検出器２からの検出車速Ｖとを受け、予め記憶
したプログラムに基づき、最適速度段を選択し、この信
号Ｓ２を変速器４に入力する。詳しくは次の通り。

【００２３】例機の変速機４は、例えば後進、ニュート
ラル、前進１速〜前進６速を有するが、変速レバー１
は、図示するように、Ｒ位置（後進）、Ｎ位置（ニュー
トラル）、Ｄ位置（前進）、２位置（前進）及び１位置
（前進）を有している。ここでＤ位置、２位置、１位置
は路面状況や積載量に応じてオペレータが適宜選択する
位置である。即ち、変速レバー１からの変速指令Ｓ１が
制御器３に入力すると、制御器３は、前記車速検出器２
から入力された検出車速Ｖと、予め記憶したプログラム
とに基づき、変速指令Ｓ１がＤ位置ならば例えば前進２
速〜前進６速の間で、２位置ならば例えば前進１速〜前
進５速の間で、また１位置ならば例えば前進１速〜前進
２速の間で最適変速度段を選択し、この最適変速度段と
しての信号Ｓ２を変速機４に入力し、これを自動変速さ
せる。

【００２４】上記構成において、例機はさらに、エンジ
ン回転数ｎを検出するエンジン回転数検出器５を有して
いる。尚、エンジン回転数検出器５に代えて例えば変速
機４の入力軸回転検出器等でもよい。又はエンジンと変
速機入力軸との回転数差を見ても良い。即ちこれらを一
括すれば、エンジン回転数検出手段となる。そして制御
器４は、前記変速レバー１からの変速指令Ｓ１と、前記
車速検出器２からの車速Ｖと、エンジン回転数検出器５
からのエンジン回転数ｎとを受け、次のように制御した
後、信号Ｓ２を変速機４に入力し、これを自動変速させ
る。

【００２５】図２を参照して制御例を説明する。 工程（１）：例機が、変速レバー１の例えばＤ位置に基
づき、２速走行中、オペレータが変速レバー１をＮ位置
（ニュートラル）に切換えたとする。 工程（２）：このとき制御器３は、変速レバー１からの
それまでのＤ位置の変速指令Ｓ１に代わってＮ位置（ニ
ュートラル）の変速指令Ｓ１を受け、変速機４にニュー
トラルにする信号Ｓ２を入力し、変速機４をニュートラ
ルにする。 工程（３）：このとき及びその後、制御器３はエンジン
回転数検出器５からのエンジン回転数ｎの変化を演算す
る。 工程（４）：そしてエンジン回転数が増しているなら
ば、変速機４でのニュートラルを維持させる。 工程（５）：逆にエンジン回転数が減っているならば、
変速レバー１からのＮ位置（ニュートラル）の変速指令
Ｓ１に係わらず、変速機４をニュートラルから元の前進
Ｄの２速に戻す。尚、このとき、１速に戻してもよい。
その後、２速又は１速を維持してあたかも前進Ｄに基づ
いているように振る舞う。又は前進Ｄに基づき自動変速
しても良い。 工程（６）：その後、制御器３は車速検出器５からの車
速Ｖと予め記憶された基準車速Ｖｏ（例えば４ｋｍ／
ｈ）と比較する。 工程（７）：そして車速Ｖが基準車速Ｖｏ以下となった
とき、ニュートラルに戻す信号Ｓ２を変速機４を入力
し、変速機４をニュートラルに戻す。 尚、上記工程（１）〜（７）の間での変速レバー１は総
てＮ位置（ニュートラル）であるが、上記工程（５）〜
（６）において、オペレータが変速レバー１を他の位置
に切り換えれば、例機は他の位置に基づき自動変速を行
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】事例のブロック図である。

【図２】事例のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 変速レバー ２ 車速検出器 ３ 制御器 ４ 変速機 ５ エンジン回転数検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速機を走行段からニュートラルに変速
   させたとき、(1) エンジン回転数又はエンジンと変速機
   入力軸との回転数差が増しているならば、変速機にニュ
   ートラルを維持させ、(2) エンジン回転数又はエンジン
   と変速機入力軸との回転数差が減っているならば、変速
   機を元の走行段に戻すか又は元の走行段以下の速度段に
   ダウンさせることを特徴とする車両の変速制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両の変速制御方法にお
   いて、変速機を元の走行段に戻すか又は元の走行段以下
   の速度段にダウンさせたのち、車速が予め定めた基準車
   速まで低下したとき、変速機をニュートラルに戻すこと
   を特徴とする車両の変速制御方法。
3. 【請求項３】 (1) 変速指令を発信する変速レバーと、
   (2) エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段
   と、(3) 変速レバーからの変速指令と、エンジン回転数
   検出手段からのエンジン回転数とを受け、変速指令に基
   づき変速機を走行段からニュートラルにする信号を変速
   機に入力して変速機をニュートラルにしたとき、エンジ
   ン回転数が減っているならば、変速機を元の走行段に戻
   すか又は元の走行段以下の速度段にダウンさせる信号を
   変速機に入力する制御手段とを有することを特徴とする
   車両の変速制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の車両の変速制御装置にお
   いて、(1) 車速を検出する車速検出手段を有し、(2) 前
   記制御手段は、車速検出手段から車速を受け、変速機を
   元の走行段に戻すか又は元の走行段以下の速度段にダウ
   ンさせる信号を変速機に入力して変速機を元の走行段に
   戻すか又は元の走行段以下の速度段にダウンさせたの
   ち、車速が予め定めた基準車速まで低下したときは、変
   速機をニュートラルに戻す信号を変速機に入力すること
   を特徴とする車両の変速制御装置。