JPS6189935A - デイ−ゼル機関車輛用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディーゼル機関車輛用制御装置に関し、更に特
定して述べると、歯車式変速機とクラッチとを含んで成
る自動変速装置を備えたディーゼル機関車輛用の制御装
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７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、ディーゼ
ル機関車輛にもこの攬の自動変速装置の搭載が考えられ
ている。ところで、ディーゼル機関車輛においては、通
常、燃料噴射ポンプのガバナ特性は、リミットスピード
特性となっているので、変速操作のためにクラッチの切
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、ディーゼル機関車輛の賜
金、燃料噴射ポンプのガバナ特性を、クラッチを切離す
と同時にリミットスピード特性からオールスピード特性
に切換え、所望の変速操作の終了後クラッチを再び接続
すると同時に、ガバナ特性をオールスピード特性からリ
ミットスピード特性に切換えるよう制御する構成が考え
られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、燃料噴射ポンプのガバナ特性の切換をク
ラッチの完全切離し状態において行なうと、機関の吹上
シが生じ、また、クラッ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
問題点があった。

本発明の目的は、従っ９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Ｋした一ディーゼル機関車
輛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、歯車式変速機とクラッチとを含んで成
る自動変速装置の変速操作期間中燃料噴射ポンプの特性
をリミットスピード特性からオールスピード特性に変更
するようにしたディーゼル機関車輛用制御装置において
、上記クラッチの切離した応答して生じる上記ディーゼ
ル機関の回転速度の変化量が所定値以上となったことを
検出する第１検出手段と、上記クラッチの接続に応答し
て生じる上記燃料噴射ポンプの噴射量の変化が所定値以
上となったととを検出する第２検出手段と、上記第１検
出手段の検出結果に応答して上記燃料噴射ポンプのがパ
ナ特性をリミッ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検出手段の検出結果に応答して上記燃
料噴射？ンプのガバナ特性をオールスピード特性からリ
ミットスピード特性忙変更する変更手段とを備え要点に
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
ィーゼル機関との間に設けられているクラッチを切離す
と、これによりディ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るが、この状態は第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、変更手段によって、噴射ポンプのガバ
ナ特性が走行用のリミットスピード特性からオールスピ
ード特性に変更されるので、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ｔに設定することにより、
機関の吹き上りを生じさせることなしにり°ラッチの切
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ッチの接続操作を
行ない、これによシ機関の負荷が増大すると、オールス
ピード特性と人っている燃料噴射ポンプの燃料噴射量が
増大する。クラッチの接続によって生じる燃料噴射量の
変化量が所定値より大きくなったことが第２検出手段に
より検出されると、変更手段によｐ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ットスピード特性に
切換えられる。従って、変速操作終了後、クラッチの完
全接続を待たす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、クラッチの接続を行
なうことができる。

実施例 以下、図示の実施例によシ本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明によるディーゼル機関車輛用制御装
置の一実施例の概略構成図が示されている。この車輛用
制御装置１は、電子式燃料噴射ボン、７’２を備え九車
輛用ディーゼル機関３と、クラ、子装置４と、歯車式変
速機を含んで成る自動変速装置５とを備えたディーゼル
機関車輛の制御を行なう装置であシ、燃料噴射ボンｆ２
の噴射量制弧タラ、子装置４の制御及び自動変速装置５
の変速制御が制御ユニット６ＩＣよシ行なわれる。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Ｓ１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、制御二二、トロ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＝ｙトロＦＣ入力されている。

制御ユニット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Ｓｌを出力し、この第１制御信号
Ｓｌは、燃料噴射ボンダ２の燃料調節部材１３の位置制
御を行なうためのアクチェータ１４に印加され、これに
より、電子式が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、制御ユニット６内
の噴射量演算部で実行される演算式によって決定され、
この演算式を変更することによって、ガバナ特性として
リミッ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。

制御ユニット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が入力されておシ
、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１　　いてギヤチェンジ？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、クラッチ装置４０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ｓ３１第４制御信号Ｓ４が出力され、これ
らの制御信号Ｓ−乃至Ｓ４によって所望のギヤチェンジ
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１３の位置
を検出する位置センサであ夛、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ｖＰが
出力され制御ユニット６に入力されている。

第２図には、クラッチ装置４の構成が示されている。ク
ラ、テ装置４は、乾板式クラッチ４１の操作レバー４２
′に油圧アクチェータ装置４３が連結されて成っている
。油圧アクチェータ装置４３は油圧シリンダ４４を有し
、油圧シリンダ４４の操作口、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
式クラッチ４１に設けられたばね４６０力によシ常時矢
印Ｘ方向（クラッチを接続する方向）忙ばね付勢されて
おシ、従って、操作ロット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４４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シ、油圧源４７からの油
圧が受圧室４６に導びかれ操作ロッド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。

従って、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、操作ロッ
ド４５は左手方向いっばいに移動し、クラッチ装置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によシ連通され、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
ａ２ド４５は矢印Ｙ方向忙移動し、クラッチ装置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、操作ロッド４５はこの圧力の低下に応じて矢印
Ｘ方向忙移動し、クラッチ装置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８
２ｍ及びＳ２ｂが夫々印加されている。信号８２ｍ及び
Ｓ２ｂは、第２制御信号Ｓ８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　及びＳ
２５によシ行なわれる。

２＆ 第３図には、第１図に示した制御ユニット６の構成を示
す詳細ブロック図が、燃料噴射ポンプ２の一部と共に示
されている。制御ユニット６において符号２１で示され
るのは噴射量演算部であシ、既に述べたように、アクセ
ル信号人、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ｖＰ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ッチ
２３が接続されており、スイッチ２３が実線の如く切換
えられている場合には、信号Ａ、Ｎ、Ｔ。

ｖＰに基づいて、所定のリミットスピード特性に従う噴
射量制御演算が行なわれ、一方、スイッチ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
特性に従っ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、アクチェー
タ１４を駆動制御するだめの第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、従って、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Ｓ！によって制御されるアクチェー
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７クチエータ１４は
、燃料調節部材１３を操作する九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、アクチェータ１４の可動コ
イル１４＆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１４＆が変位する構成となっている。

可動コイル１４＆と燃料調節部材１３とはリンク１６に
よシ連結されておシ、第１制御信号Ｓ１によυ、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はポテンショメー
タによって構成されており、ポテンショメータの固定端
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、
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にフィードバックされる。噴射量演算
部２１では、電圧信号Ｖ、の値を考慮して燃料調節部材
１３の位置決め制御のだめの第１制御信号Ｓｌ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
御を打力うことができる。

次に、変速制御について説明する。第３図において、２
４は歯車式の変速機、２５は変速機２４の駆動を行なう
ためのアクチェータを備えたギヤシフトユニットでろシ
、変速機２４とギヤシフトユニット２５とを含んで自動
変速装置５が構成されている。ギヤシフトユニット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った変速制御のた
めの演算が実行され、この演算結果に従って第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によるギヤチェンジ操作は、先ず第２制
御信号Ｓ２によシフラッチ装置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＋８４に
よりギヤチェ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ＳｚＫよる電磁クラッチ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、制御ユニット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によってクラ
ッチ装置４が切離し状態とされた場合に。

ディーゼル機関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２９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とが入力されておシ、第２制御信号Ｓ！が
クラ、子装置４を切離し状態とするレベル状態となった
ことに応答して生じた機関速度の変化量が所定値よシ大
きくなっ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によシ、上述の機関速度の変化量が所定値
より大きくなっ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ＤＩ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Ｋ、第２制御信号Ｓ２によっ
てクラッチ装置４が接続状態とされた場合に生じるディ
ーゼル機関３の負荷の変化量が、所定値より大きくなり
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、と第２制御信号Ｓ２とが入力されておシ、第２
制御信号Ｓ２がクラッチ装置４を接続状態とするレベル
状態となっ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々っだか否かを電圧信号■、
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
っ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
してスイッチ２３を実線で示されろ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ッチ（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
Ｓｓを出力する。

従って、変速操作が行なわれていない場合には、スイッ
チ２３は第２囚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、リミットスピード特性罠てデ
ィーゼル機関３の調速特性を行なっている。この状態に
おいて、変速機２４の変速を行なうため第２制御信号Ｓ
２によるクラッチ４１の切離し操作が行なわれると、デ
ィーゼル機関３はＩＪ　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
り大きく彦ったことに応答して第１検出信号Ｄｌを出力
する。この結果、切換信号発生部３０からの切換信号Ｓ
ＳがｒＨＪレベルとなり、スイッチ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０従って、機関速度は
、機関が無負荷状態となっても、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、クラッチ
の切離し時に、ディーゼル機関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によりクラッチ装置４が接続状態に入ると
、ディーゼル機関３の負荷が急激に増大し、従ってオー
ルスピード特性で運転されているディーゼル機関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Ｋｆｉ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シ大きく
なった場合に第２検出信号ｐｇが出力される。

第２績出信号Ｄ２は、切換信号発生部３０に入力され、
これによシ切換信号Ｓ５０レベルが「Ｌ」となシ、スイ
ッチ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ットスピード特性に切換
えられる。従って、クラッチ接続時のガバナ特性の変更
が、ディーゼル機関３の負荷の増大に見合った適切なタ
イミングで行なわれ、クラッチ４１の接続時において、
不自然な加減速感が生じることが々い。

このように、ガバナ特性の切換を、クラッチ装置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
クラッチ装置４０制御信号に応答してガバナ特性の切換
を行々うのに比べ、甑めて適切か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、又は不自然が加減
速感を与えたりするのを確実に防止することができる。

制御ユニット６は、マイクロコンピュータを用いて構成
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ャートにて示されている。

ｗＸ４図のフローチャートについて説明すると、ステッ
プ６１でプログラムの初期化が行々われだ後、所要の各
データの読込みが行なわれる（ステップ６２）。しかる
後、シフト指令信号Ｓによっ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（ステップ６３）、ステラｆ４４の判別結果
がＹＥＳの場合には、ステップ６２に戻シ、Ｇ４ＧＯと
なるまでステップ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、ステップ６４に進み
、Ｇ　＝　Ｇ、と彦るようにギヤチェンジ制御が実行さ
れることになる。

ステ、プロ４では、クラッチ族ｆ４の切離しを行なうた
めに、電磁弁５０が閉じられて電磁弁４８が開かれる。

これによシ、クラッチ４１は徐々に切離されるため、デ
ィーゼル機関３の負荷はクラッチ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。ヌテ、プ
ロ５では、クラッチ４１の切離しによって生じる機関速
度の変化量ΔＮが所定値ａより大きく々ったか否がをチ
ェックし、ΔＮ＞ａとかった場合に、噴射ボンデ２のガ
バナ特性がリミ、トスビード特性からオールスピード特
性に変更される（ステップ６６）。しかる後、Ｇ＝ＧＯ
となるようにギヤチェンジ操作が実行され（ステップ６
７）、次に、クラッチ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、プロ８）。

この結果、クラッチ４１は徐々に接続され、これにつれ
てディーゼル機関２の負荷が徐々に増すことになる。こ
の場合、がパ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って燃料調節部材１３の位置が燃
料増方向に移動する。

クラッチ４１接続の際に生じる燃料調節部材１３の変位
量ΔＱが所定値すよシ大きくなったか否かの判別がヌテ
ッｆ６９で行なわれ、ΔＱ＞ｂとなると、ステ、プ７０
において、ガバナ特性が、オールスピード特性ドからリ
ミ、トスビードモードに切換えられ、ヌテ、プロ２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、クラッチの切離し時に生じる機関速
度の変化量及びクラッチの接続時に生じる燃料噴射量の
変化に従って打衣う構成でおるから、他めて適切なタイ
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、クラッ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ッチの接続を打力うことができ、円
滑な変速操作を打衣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ィーゼル機関車輛用制御装置の
概略構成図、第２図は第１図に示したクラッチ装置の構
成図、第３図は第１図に示す装置の制御系統の要部の１
０ツク図、館４図は第３図に示される制御ユニットの機
能をマイクロコンビー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ャートである。 １・・・車輛用制御装置、２・・・燃料噴射ポンプ、３
・・・ディーゼル機関、４・・・クラッチ装置、５・・
・自動変速装置、６・・・制御ユニット、２３・・・ス
イッチ、２８・・・特性切換制御部、２９・・・第１検
出部、３０・・・第２検出部、３１・・・第２検出部、
Ｄ、・・・第１検出信号、Ｄ２・・・第２検出信号、Ｓ
２・・・第２制御信号、Ｎ・・・速度信号、■、・・・
電圧信号。 特許出願人　　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　　　高　　野　　昌　　俊第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、歯車式変速機とクラッチとを含んで成る自動変速装
   置の変速操作期間中燃料噴射ポンプの特性をリミットス
   ピード特性からオールスピード特性に変更するようにし
   たディーゼル機関車輛用制御装置において、前記クラッ
   チの切離した応答して生じる前記ディーゼル機関の回転
   速度の変化量が所定値以上となったことを検出する第１
   検出手段と、前記クラッチの接続に応答して生じる前記
   燃料噴射ポンプの噴射量の変化が所定値以上となったこ
   とを検出する第２検出手段と、前記第１検出手段の検出
   結果に応答して前記燃料噴射ポンプのガバナ特性をリミ
   ッ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検出手段の検出結果に応答して前記燃料噴射ポンプ
   のガバナ特性をオールスピード特性からリミットスピー
   ド特性に変更する変更手段とを備えたことを特徴とする
   ディーゼル機関車輛用制御装置。