JP2001304401A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータ故障時の変速制御をバックア
ップする車両の変速制御装置を提供する。 【解決手段】 複数の変速機５０２，５０３を組み合わ
せて多段変速を可能に構成し、各変速機には変速のため
のアクチュエータ５３０，５６０を取り付け、これらア
クチュエータを駆動してギア段切替えを行う変速制御部
４０５を設けた車両の変速制御装置において、前記いず
れかのアクチュエータ５３０，５６０について作動不良
が検出されたときには、前記変速制御部４０５は現在の
ギア段から当該不良アクチュエータの作動を伴うギア段
への切替えを禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速機の変速をア
クチュエータで行う車両の変速制御装置に係り、特に、
アクチュエータ故障時の変速制御をバックアップする車
両の変速制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラクタヘッドにトレーラを連結する形
式の大型のトラックなどでは、トレーラに荷を満載して
いる場合、トレーラが空の場合、トラクタヘッド単体の
場合などで、総重量負荷が大きく異なるが、どの場合の
運転でも良好なエンジン状態を保ちつつ快適運転を行う
ために、普通の荷台付きトラックよりも変速段数をかな
り多くしてある。例えば、４段変速が可能な主変速機の
前段・後段に、副変速機として比較的変速比の小さい２
段変速のスプリッタと比較的変速比の大きい２段変速の
レンジとを挿入し、これらスプリッタ、主変速機、レン
ジの組み合わせにより、総合で１６段変速が可能な構成
としたものがある。このように多段変速を採用すること
により、広い速度範囲にわたり良好なエンジン状態が得
られるギア段選択を可能にすると共に無理のない加減速
を行うことができる。

【０００３】ギア段の切替えは、コンピュータ等からな
る変速制御部を介しアクチュエータで行われるが、その
シフトチェンジ操作は、変速制御部が自動で行う自動変
速操作と、マニュアルチェンジ操作とが可能である。チ
ェンジレバーは、安定位置であるＤポジション（＝Ｈポ
ジション）から瞬時的に前傾・後傾させることが可能に
構成されており、マニュアルチェンジの場合、チェンジ
レバーをＨポジションから前傾させるとシフトアップ操
作、後傾させるとシフトダウン操作が運転者の要求とし
て変速制御部に認識される。そして、変速制御部が現在
のギア段をそれより高速（または低速）のギア段に切り
替える。このシフトアップ操作（またはシフトダウン操
作）を繰り返すことで現状のギア段より順次高い（また
は低い）ギア段に変速できる。チェンジレバーがＨポジ
ションに保持されていれば、現状のギア段が維持され
る。自動変速の場合、チェンジレバーは操作することな
くＤポジションのままで、変速制御部がエンジン状態や
車速を考慮して最適のギア段を選択し、変速を実行す
る。自動変速の場合でも、運転者がチェンジレバーをＤ
ポジションから前傾、後傾させると、変速制御部は現在
選択しているギア段からのシフトアップ・シフトダウン
を受けつけるようになっている。

【０００４】１６段変速機能を持つとはいっても、常に
初速段１ｓｔから最高速段１６ｔｈまで幅広く使用する
わけではなく、前記した重量負荷や運転状況に応じて適
宜選択することができる。例えば、トレーラ連結の場合
の発進時には、荷が相当に重ければ１ｓｔ、２ｎｄ等の
極低速段を選択することになるが、荷がさほど重くなけ
ればやや高い４ｔｈ乃至６ｔｈの準低速段を選択するの
が一般的である。準低速段でも無理なくかつ十分に加速
して快適な発進を行うことができるだけでなく、極低速
段で発進してから、順次シフトアップする場合に比べて
クラッチ断接の頻度が減るので、クラッチ摩耗を少なく
して寿命を延ばすことができる。トレーラ非連結の場合
は９ｔｈなどのさらに高い中速段を選択したほうが快適
な発進を行うことができる。

【０００５】また、シフトアップ・シフトダウンについ
ても、現在のギア段から順次１段高い（または低い）ギ
ア段に切り替えなければ円滑な変速ができないというわ
けではなく、現在のギア段より２段以上高いまたは低い
ギア段に切り替えることも可能である（これをスキップ
シフトという）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ギア段の切
替えがアクチュエータで行われる車両においては、アク
チュエータが駆動指令どおりに作動することが重要であ
る。アクチュエータになんらかの不良があって作動しな
い場合、変速制御部がアクチュエータを駆動しても、目
的とするギア段の組み合わせの通りに実際の変速機のギ
アが入るとは限らない。このため、ギア段切替えが円滑
にできなくなったり、その時の車速や運転状況に合わせ
て選んだはずのギア段に切り替わらず、走行の快適さが
損なわれてしまう。

【０００７】車両は、アクチュエータが故障であって
も、とりあえず走行できることが望ましく、従って、変
速制御装置にはアクチュエータ故障時のバックアップ機
能を備えるのが好ましい。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、アクチュエータ故障時の変速制御をバックアップす
る車両の変速制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数の変速機を組み合わせて多段変速を可
能に構成し、各変速機には変速のためのアクチュエータ
を取り付け、これらアクチュエータを駆動してギア段切
替えを行う変速制御部を設けた車両の変速制御装置にお
いて、前記いずれかのアクチュエータについて作動不良
が検出されたときには、前記変速制御部は、現在のギア
段から当該不良アクチュエータの作動を伴うギア段への
切替えを禁止するものである。

【００１０】前記多段変速機が少なくとも１つの副変速
機と主変速機とからなってもよい。

【００１１】作動不良アクチュエータが副変速機のスプ
リッタ用である場合に、作動不良以外の残りのアクチュ
エータを作動させ、スプリッタのＨ側またはＬ側の一方
に固定させた状態とし、スキップシフトによる変速を行
ってもよい。

【００１２】設定発進段が前記スキップシフト段に該当
しない場合には、低いギア段の内一番近いギア段を発進
段としてもよい。

【００１３】作動不良アクチュエータが副変速機のレン
ジ用である場合に、作動不良以外の残りのアクチュエー
タを作動させ、レンジのＨ側またはＬ側の一方に固定さ
せた状態とし、スプリッタまたはメインギア段による変
速を行ってもよい。

【００１４】設定発進段が前記禁止されたギア段に該当
する場合には、レンジのＨ側では一番低いギア段を発進
段とし、またレンジのＬ側では一番高いギア段を発進段
としてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１６】本発明に係る変速制御装置は、複数の変速
機を組み合わせて多段変速を可能に構成し、各変速機に
は変速のためにストロークするアクチュエータを取り付
け、これらアクチュエータを駆動してギア段切替えを行
う変速制御部を設けたものであり、通常時にはマニュア
ル変速或いは自動変速によって全てのギア段が選択可能
であるが、アクチュエータ故障時には選択可能なギア段
が制約される。その制約は、変速機の形態や故障時スト
ローク位置に応じて異なる。図１にはニュートラルポジ
ションのない変速機に関する故障時バックアップ処理の
実施形態を、図２及び図９にはニュートラルポジション
を有する変速機に関する故障時バックアップ処理の実施
形態を、また、図３には故障自己診断処理の実施形態を
示す。

【００１７】本発明を適用するに好適な車種として、ト
ラクタヘッドにトレーラを連結し、多段変速を採用した
デイーゼルエンジン車両を例にとる。以下、その車両の
要部を説明する。

【００１８】図４に示されるように、変速制御装置を含
むエンジン駆動系は、クラッチ５０４（図５に示す）を
介してエンジンに結合された多段変速機構４０１、多段
変速機構４０１のアクチュエータを構成する空圧シリン
ダ系４０２、エンジン回転数を検出するエンジン回転セ
ンサ４０３、多段変速機構４０１の出力軸の回転数を制
御用の車速信号として検出するアウトプット回転センサ
４０４、多段変速機構４０１のギア段切替えを制御する
変速制御部とクラッチを制御するクラッチ制御部とを構
成するコントローラ（多段Ｔ／Ｍコントロールユニッ
ト）４０５、アクセルペダルの踏み込み量から要求アク
セル開度を検出するアクセルセンサ４０６、運転者の変
速操作をコントローラ４０５に伝えるチェンジレバー４
０７、変速操作における自動変速／マニュアル変速を選
択するＡ／Ｍ切換スイッチ（図示せず）、非常時等の特
別な場合にギア段を強制的に設定する非常用変速スイッ
チ４０８、マニュアル断接を可能とするクラッチペダル
４０９、現在選択されているギア段を数字で表示する集
合計器コンソール内のギア表示部４１０、エンジンに制
御アクセル開度や燃料噴射時期を指令するエンジン制御
部を構成するコントローラＥＣＵ（エンジンコントロー
ルユニット）４１１、クラッチの断接用アクチュエータ
４１２、その断接用アクチュエータ４１２の位置検出に
使用するストロークセンサ（図示せず）、ブレーキペダ
ルの軽い踏み込みを検出するブレーキセンサ（図示せ
ず）、トラクタヘッドの後部に設けられてトレーラブレ
ーキランプ点灯信号をトレーラに伝達するトレーラソケ
ット（図示せず）、車両にトレーラが連結されているか
否かを検出するトレーラ検出器（図示せず）、などを備
えている。コントローラ４０５は、エンジン回転センサ
４０３、アウトプット回転センサ４０４、その他からの
運転状態を示す信号を入力し、内蔵されたシフトアップ
マップおよびシフトダウンマップ等のデータを読み出す
と共に、多重タイマ割り込みにより数十ｍｓ等の時間間
隔で各種の処理を実行することができる。コントローラ
４０５とコントローラＥＣＥ４１１とはバスケーブル等
により接続されており、相互に連絡可能である。チェン
ジレバー２０７は、後進（Ｒ）、ニュートラル
（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）またはホールド（Ｈ）の安定ポ
ジションと、シフトアップ操作要求（ＵＰ）、シフトダ
ウン操作（ＤＯＷＮ）の瞬時的ポジションとを有し、レ
バー頂部に自動変速／マニュアル変速を切り替えるＡ／
Ｍ切換スイッチを配置したものである。

【００１９】多段変速機構及び空圧シリンダ系の詳細を
図５に示す。

【００２０】多段変速機構４０１は、４段変速が可能な
主変速機５０１の前段に比較的変速比の小さい２段変速
のスプリッタ（副変速機）５０２を挿入し、主変速機５
０１の後段に比較的変速比の大きい２段変速のレンジ
（副変速機）５０３を挿入したものである。スプリッタ
５０２は、高速（Ｈ）、低速（Ｌ）、ニュートラルの３
ポジションを有し、図４の断接用アクチュエータ４１２
を作動させて断・接させたとき、クラッチ５０４内のド
リブンプレートが取り出したインプットシャフト５０５
の回転を、スプリッタ５０２がＬ側のときは主変速機５
０１の４ｔｈギアのドグギア５１５と一体のメインギア
５１８に常時噛合するカウンタギア５１７を介し、スプ
リッタ５０２がＨ側のときはスプリッタギアに常時噛合
するカウンタギアを介し、カウンタシャフト５０６にＬ
またはＨの変速比で伝達するかまたは遮断するものであ
る。

【００２１】主変速機（メインギア段）５０１は、１ｓ
ｔ、２ｎｄ、３ｒｄ、４ｔｈ、Ｒｅｖの各メインギア及
びニュートラルの６ポジションを有し、スプリッタ５０
２がＬ側のときインプットシャフト５０５の回転を４ｔ
ｈのメインギア５１８を介し、また、スプリッタ５０２
がＨ側のときは、インプットギアとインプットカウンタ
ギアを介して取り込み、カウンタシャフト５０６と一体
の複数のカウンタギア５１７に常時噛合するメインギア
５１８と一体の複数のドグギア５１５に対し、適宜のス
リーブ５１６を空圧シリンダ系４０２の作動によりスラ
イドさせることにより、いずれかのドグギア５１５の回
転を前進４段に変速、または反転してメインシャフト５
０７に取り込むかまたは遮断することができる。

【００２２】レンジ５０３は、遊星歯車機構の中心に位
置するサンギア５０８をメインシャフト５０７に固定
し、サンギア５０８の外側に位置するプラネタリギア５
０９を同軸保持するキャリア５１０をアウトプットシャ
フト５１１に固定して構成され、プラネタリギア５０９
の外側に位置するリングギア５１２の結合をハウジング
側のスプライン５１９またはアウトプットシャフト５１
１側のスプライン５２０に切り換えることでメインシャ
フト５０７の回転をアウトプットシャフト５１１にＬま
たはＨの変速比で伝達することができる。

【００２３】カウンタシャフト５０６には、回転を制動
するカウンタシャフトブレーキ５１３と、回転数を検出
するカウンタシャフト回転センサ５１４とが設けられて
いる。メインシャフト５０７上には、カウンタシャフト
５０６に一体のカウンタギア５１７に常時噛合するメイ
ンギア５１８と一体の複数のドグギア５１５と、メイン
シャフト５０７に一体の複数のスリーブ５１６とが設け
られている。

【００２４】空圧シリンダ系は、３つの電磁バルブ５３
１，５３２，５３３でストローク制御されるスプリッタ
用シリンダ５３０と、３つの電磁バルブ５４１，５４
２，５４３でストローク制御されるセレクト用シリンダ
５４０と、２つの電磁バルブ５５１，５５２でストロー
ク制御されるスリーブシフト用シリンダ５５０と、２つ
の電磁バルブ５６１，５６２でストローク制御されるレ
ンジ用シリンダ５６０と、１つの電磁バルブ５７１でオ
ンオフ制御されるカウンタシャフトブレーキ５１３とを
有し、これらの電磁バルブをコントローラ４０５によっ
て制御し、組み合わせ動作させて、多段変速機構４０１
の各部を切り替えるようになっている。５８０はエア源
である。

【００２５】スプリッタ用シリンダ５３０は、シリンダ
基底部に電磁バルブ５３１（以下、ＭＶＨという）、シ
リンダ胴部に電磁バルブ５３２（ＭＶＦ）、シリンダ頭
頂部に電磁バルブ５３３（ＭＶＧ）をそれぞれ接続し、
シリンダ胴部には両側にロッド５３４，５３５を備えた
ヘッド５３６を収容し、シリンダ基底部にはロッドを持
たない単体ヘッド５３７を収容したものである。

【００２６】ＭＶＦのみ動作させると、ヘッド５３６が
シリンダ頭頂部方向（図の右側）に移動するので、ロッ
ド５３５に連結されたスプリッタ５０２内のスプリッタ
スリーブがＬポジションに移動する。ＭＶＧのみ動作さ
せると、ヘッド５３６がシリンダ基底部方向（図の左
側）に移動するので、前記スプリッタスリーブがＨポジ
ションに移動する。ＭＶＧとＭＶＨとを動作させると、
単体ヘッド５３７がシリンダ胴部方向に移動するので、
ヘッド５３６のシリンダ基底部方向への移動はロッド５
３４が単体ヘッド５３７に規制されて中間位置で止ま
り、スプリッタスリーブはニュートラルポジションに止
まることになる。

【００２７】セレクト用シリンダ５４０は、シリンダ基
底部に電磁バルブ５４１（ＭＶＥ）、シリンダ胴部に電
磁バルブ５４２（ＭＶＤ）、シリンダ頭頂部に電磁バル
ブ５４３（ＭＶＣ）をそれぞれ接続し、シリンダ胴部に
は両側にロッド５４４，５４５を備えたヘッド５４６を
収容し、シリンダ基底部にはロッドを持たない単体ヘッ
ド５４７を収容したものである。

【００２８】ＭＶＤのみ動作させると、ヘッド５４６が
シリンダ頭頂部方向（図の下側）に移動するので、ロッ
ド５４５に連結されたセレクタ５９１がＮ３ポジション
のシフタ５９２まで移動する。Ｎ３ポジションでは主変
速機５０１を３ｒｄか４ｔｈにギア入れすることができ
る。ＭＶＣのみ動作させると、ヘッド５４６がシリンダ
基底部方向（図の上側）に移動するので、セレクタ５９
１がＮ１ポジションのシフタ５９３まで移動する。Ｎ１
ポジションでは主変速機５０１をＲｅｖにギア入れする
ことができる。ＭＶＣとＭＶＥとを動作させると、単体
ヘッド５４７がシリンダ胴部方向に移動するので、ヘッ
ド５４６はシリンダ基底部方向への移動が単体ヘッド５
４７によりロッド５４４が規制されるため中間位置で止
まり、セレクタ５９１がＮ２ポジションのシフタ５９４
の位置に止まる。Ｎ２ポジションでは主変速機５０１を
１ｓｔか２ｎｄにギア入れすることができる。

【００２９】スリーブシフト用シリンダ５５０は、シリ
ンダ頭頂部に電磁バルブ５５１（ＭＶＢ）、シリンダ基
底部に電磁バルブ５５２（ＭＶＡ）をそれぞれ接続し、
シリンダ胴部にロッド５５３を備えたヘッド５５４を収
容したものである。

【００３０】ＭＶＡのみ動作させると、ヘッド５５４が
シリンダ頭頂部方向（図の左側）に移動するので、ロッ
ド５５３に連結されたセレクタ５９１がシフタ５９２，
５９３，５９４からなるシフタ群のＲｅｖ，２ｎｄ，４
ｔｈ側に移動する。ＭＶＢのみ動作させると、ヘッド５
５４がシリンダ基底部方向（図の右側）に移動するの
で、ロッド５５３に連結されたセレクタ５９１がシフタ
群の１ｓｔ，３ｒｄ側に移動する。ＭＶＡとＭＶＢとを
動作させると、ヘッド５５４は中立状態となり、セレク
タ５９１は中立状態となる。

【００３１】各シフタ５９２，５９３，５９４は主変速
機５０１の該当段のスリーブ５１６に連結されているの
で、セレクト用シリンダ５４０によりセレクタ５９１を
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３のいずれかのポジションに移動させ、
スリーブシフト用シリンダ５５０によりセレクタ５９１
を移動させると、所望のスリーブ５１６を所望のドグギ
ア５１５に嵌合させて主変速機５０１を前進４段及び後
進段に変速することができる。また、セレクタ５９１を
中立状態とすることで主変速機５０１をニュートラルに
することができる。

【００３２】レンジ用シリンダ５６０は、シリンダ頭頂
部に電磁バルブ５６１（ＭＶＩ）、シリンダ基底部に電
磁バルブ５６２（ＭＶＪ）をそれぞれ接続し、シリンダ
胴部にロッド５６３を備えたヘッド５６４を収容したも
のである。

【００３３】ＭＶＩのみ動作させると、ヘッド５６４が
シリンダ基底部方向（図の右側）に移動するので、ロッ
ド５６３に連結されたレンジ５０３内のレンジスリーブ
がＨポジションに移動する。ＭＶＪのみ動作させると、
ヘッド５６４がシリンダ頭頂部方向（図の左側）に移動
するので、レンジスリーブがＬポジションに移動する。

【００３４】以上の空圧シリンダ系の各電磁バルブを組
み合わせてオンオフすることにより、多段変速機構４０
１を前進１６段（図８参照）及び後進２段に切り替える
ことができると共に、スプリッタニュートラル及び主変
速機ニュートラルの２つのニュートラル状態を得ること
ができる。

【００３５】次に、クラッチを作動させるアクチュエー
タ系を図６に示す。

【００３６】このアクチュエータ系は、断接用アクチュ
エータ４１２を構成するクラッチブースタ６０１、この
クラッチブースタ６０１に空圧でストローク量を与える
比例バルブ６０２、この比例バルブ６０２の上流で空気
供給を遮断するオンオフバルブ６０３、クラッチを強制
的に完断する非常用バルブ６０４、クラッチブースタ６
０１のリレーピストン６０５を油圧で駆動するクラッチ
ペダル４０９などからなる。６１１はエア源、６１２は
ダブルチェックバルブである。クラッチブースタ６０１
は、供給された空気量に比例して部材６０６をストロー
クさせるもので、この部材６０６がクラッチ５０４のプ
レッシャープレートに連結されている。

【００３７】コントローラ４０５は、車両のキースイッ
チにより主電源が投入されたときにオンオフバルブ６０
３をオンにして比例バルブ６０２への空気供給を可能に
する。主電源が切られたときには、オンオフバルブ６０
３をオフにして比例バルブ６０２からの空気抜けによる
エア源６１１の圧力低下を防止する。クラッチ断接の際
には、コントローラ４０５より比例バルブ６０２に制御
電流を与える。比例バルブ６０２は電流に比例した空気
圧をクラッチブースタ６０１に供給するので、クラッチ
完接から完断までの任意のクラッチ位置が電流で制御で
きることになる。従って、半クラッチ等の繊細な制御も
コントローラ４０５によるクラッチ位置制御で行うこと
ができる。非常用バルブ６０４は、クラッチ５０４を急
速に完断することができ、車両の異常時に飛び出しを防
止するために使用される。非常用バルブ６０４のオンオ
フはコントローラ４０５から指令する他に、図示しない
非常用スイッチよって手動操作することもできる。クラ
ッチペダル４０９が踏まれた場合には、油圧によって部
材６０６がストロークされると同時に、リレーピストン
６０５が駆動されてクラッチブースタ６０１にエアーが
供給され、部材６０６のストロークが支援される。

【００３８】多段変速機構４０１の動作を説明する。

【００３９】自動変速の場合、コントローラ４０５によ
りアクセル開度と制御系の車速とでシフトアップマップ
またはシフトダウンマップ（図示せず）が参照され、最
適なギア段に目標ギア段が設定されると、断接用アクチ
ュエータ４１２によりクラッチ５０４が開放され、スプ
リッタ５０２、主変速機５０１、レンジ５０３がそれぞ
れ前述のように空圧シリンダ系４０２によって位置制御
されることにより、目標ギア段への切替えが行われ、そ
のギア入れ完了後、クラッチ５０４が接続されるように
制御される。マニュアル変速の場合は、運転者のチェン
ジレバー４０７の前傾によるシフトアップ操作または後
傾によるシフトダウン操作をコントローラが認識して現
在のギア段より高速または低速の目標ギア段が設定さ
れ、ギア段切替えが行われる。クラッチの断接及びギア
段切替えの動作は、自動変速でもマニュアル変速でも同
じであり、以下に説明する。

【００４０】図７は、主変速機５０１、スプリッ５０
２、レンジ５０３のそれぞれで行われる動作を時間的順
序に沿って表したものである。四角枠内は動作内容を枠
右上はその動作に入る条件を示す。多段変速機構４０１
の変速動作が開始され、同時に断接用アクチュエータ４
１２によりクラッチ開放が開始される。クラッチストロ
ークセンサによりクラッチ５０４が半クラッチ直前まで
開き始めたことが検出されると、主変速機５０１ではス
リーブシフト用シリンダ５５０によるギア抜きが開始さ
れる。また、目標ギア段が現在のギア段からスプリッタ
変速を要する場合には、主変速機５０１のギア抜きと並
行してスプリッタ５０２においてもスプリッタ用シリン
ダ５３０を作動させてニュートラル位置へのギア抜きが
開始される。

【００４１】主変速機側では、主変速機５０１のギア抜
きが完了しニュートラルになったことを条件に、セレク
ト用シリンダ５４０による主変速機５０１のセレクトが
開始される。同時に、目標ギア段がレンジ３０３の変速
を要する場合には、レンジ用シリンダ５６０によりレン
ジ５０３がＨ側からＬ側へまたはＬ側からＨ側へ切り替
えられる。

【００４２】一方、スプリッタ側では、ストロークセン
サ（図示せず）の信号により、クラッチ５０４が完全に
開放されたことが検出されるか、またはギアポジション
センサ（図示せず）の信号により、主変速機５０１のギ
ア抜きが完了したことが検出されたことを条件に、スプ
リッタ用シリンダ５３０により側ＨまたはＬ側へのギア
入れが実行される。スプリッタ５０２には図示しないが
メカニカルなシンクロ機構が設けられているため、イン
プットシャフト５０５の回転数とスプリッタ５０２のＨ
またはＬのドグギアの回転数とが同期され、円滑なスリ
ーブの移動によるギア入れが達成される。なお、目標ギ
ア段が現在のギア段からスプリッタ変速のみで可能な場
合には、この段階で切り替えが完了する。

【００４３】スプリッタ５０２のギア入れが終了し、レ
ンジ５０３の切り替えが終了した時点で、主変速機５０
１のギア抜きが完了していることを条件に、ドグギア回
転制御手段による電子シンクロ制御が開始される。

【００４４】電子シンクロ制御では、ドグギア５１５の
回転数がスリーブ５１６の回転数より所定値以上高いと
きには、カウンタシャフトブレーキ制御を行う。即ち、
電磁バルブ５７１をオンにすることによりカウンタシャ
フトブレーキ５１３をオンにしてドグギア５１５の回転
数を下げる。ドグギア５１５の回転数がスリーブ５１６
の回転数より所定値以上低いときには、ダブルクラッチ
制御及びエンジン制御を行う。即ち、クラッチ５０４を
一時的に接続してエンジン回転をインプットシャフト５
０５に伝え、インプットシャフト５０５の回転数を高め
てドグギ５１５の回転数を高める。このような電子シン
クロ制御により、ドグギア５１５の回転数とスリーブ５
１６の回転数との差を予め設定した許容値以内に制御す
ることができる。

【００４５】ドグギア５１５の回転数は、カウンタシャ
フト回転センサ５１４の出力から計算される。主変速機
５０１に複数あるドグギア５１５のうち、切替えの目標
となっているギア段のドグギア５１５の回転数を得るに
は、当該ギア段のカウンタギア５１７とメインギア５１
８との歯数比をカウンタシャフト回転数に掛ける。ま
た、スリーブ５１６の回転数は、アウトプット回転セン
サ４０４の出力から計算される。レンジ５０３がＨ側で
あればアウトプットシャフト回転数をそのままスリーブ
回転数とし、レンジ５０３がＬ側であればアウトプット
シャフト回転数にＬ段の歯数比を掛けてスリーブ回転数
とする。このスリーブ回転数が変速目標となっているギ
ア段の回転数となる。

【００４６】主変速機５０１のセレクトが終了し、電子
シンクロ制御において回転数差が許容値以内に達してい
れば、クラッチ５０４が完全に開放されていることを確
認した上で、スリーブシフト用シリンダ５５０による主
変速機５０１のシフト（ギア入れ）が実行される。ドグ
ギア５１５の回転数とスリーブ５１６の回転数との差が
許容値以内であるため、円滑なギア入れが達成される。
この後、オートクラッチ制御によりクラッチ５０４が接
続される。

【００４７】次に、ニュートラルポジションのない変速
機であるレンジ５０３のアクチュエータ、即ち、レンジ
用シリンダ５６０の作動不良が検出されたときの変速制
御装置の動作を説明する。既に説明したようにレンジ用
シリンダ５６０は２つの電磁バルブ５６１（ＭＶＩ），
５６２（ＭＶＪ）でストロークされるが、これら電磁バ
ルブの故障によってストローク等の作動不良が生じるこ
とがある。各電磁バルブの故障は後述の故障自己診断処
理によって検出されているものとする。以下、ＭＶＩは
Ｈ用バルブ、ＭＶＪはＬ用バルブと呼ぶ。

【００４８】図１に示されるように、Ｈ用バルブが故障
かどうかを判定する（Ｓ１１）。Ｈ用バルブが故障であ
れば、禁止ギア段決定処理Ｓ１３に移行する。Ｈ用バル
ブが故障でなければ、Ｌ用バルブが故障かどうかを判定
する（Ｓ１２）。Ｌ用バルブが故障であれば、禁止ギア
段決定処理に移行する。Ｌ用バルブが故障でなければ、
電磁バルブは両方とも健全であり、本処理を終了する。

【００４９】禁止ギア段決定処理Ｓ１３では、現レンジ
をチェックする。現レンジはギア段切り替え動作の終了
後にステータスとして記憶しておいてもよいし、多段変
速機構４０１内にギア位置検出スイッチを設けておき、
このスイッチを読み取るようにしてもよい。現レンジが
Ｈのときは、１ｓｔ〜８ｔｈへの切替えを禁止する。図
８に示されるように、１ｓｔ〜８ｔｈはレンジがＬであ
るため、現レンジがＨであると、１ｓｔ〜８ｔｈへ切り
替えるためにはレンジ用シリンダ５６０による変速が伴
うことになる。Ｈ用バルブ又はＬ用バルブが故障のとき
にレンジ用シリンダ５６０による変速を行うのは好まし
くないので、禁止する。９ｔｈ〜１６ｔｈはレンジがＨ
であるため、現レンジがＨであれば、レンジ用シリンダ
５６０による変速を行うことなく切り替えることができ
るので、禁止しない。一方、現レンジがＬのときは、９
ｔｈ〜１６ｔｈへの切替えを禁止し、１ｓｔ〜８ｔｈへ
の切替えは禁止しない。

【００５０】このように、Ｈ用バルブ又はＬ用バルブが
故障のためにレンジ用シリンダ５６０の作動が健全でな
いと判断されるときには、作動不良以外の残りのアクチ
ュエータを作動させ、レンジのＨ側またはＬ側の一方に
固定させた状態とし、スプリッタまたはメインギア段に
よる変速を行うことにより、現レンジが維持される条件
でギア段切替えを行うようにしたので、とりあえず現レ
ンジを使って車両を走行させることが可能になる。禁止
ギア段決定処理Ｓ１３では、発進ギア段の訂正も行う。

【００５１】制御系が正常時には、本発明の変速制御装
置は、車両が発進するときに、現ギア段から予め設定さ
れた発進ギア段へ切り替えるが、その際、車両にトレー
ラが連結されていれば、準低速段を発進ギア段とし、車
両にトレーラが連結されていなければ中速段を発進ギア
段とする。また、変速制御装置が選択した発進ギア段を
運転者がシフトアップ操作（またはシフトダウン操作）
によって変更した場合にはその発進ギア段を学習して次
回の発進ギア段とすることもできる。ここでは連結時４
ｔｈ、非連結時９ｔｈの発進ギア段が設定されているも
のとする。

【００５２】しかし、レンジ用シリンダ５６０が健全で
ないと判断されるときには、発進に際しても、現レンジ
が維持される条件でギア段切替えを行うのが望ましい。
よって、１ｓｔ〜８ｔｈへの切替えが禁止されていると
きには、９ｔｈ以上に限定され、トレーラ非連結の場合
は、もともとの設定どおり９ｔｈを発進ギア段とし、１
２ｔｈまでは許容される。トレーラ連結の場合において
も禁止されないギア段で最も４ｔｈに近い９ｔｈを発進
ギア段とするので、結局、９ｔｈを発進ギア段とするこ
とになる。

【００５３】また、９ｔｈ〜１６ｔｈへの切替えが禁止
されているときには、８ｔｈ以下に限定されるため、ト
レーラが連結されていない場合、禁止されないギア段で
最も９ｔｈに近い８ｔｈが発進ギア段に限定される。ト
レーラが連結されている場合は、もともと設定されてい
る発進ギア段のままで問題なく、４ｔｈが基本発進ギア
段となる。

【００５４】このように、Ｈ用バルブ又はＬ用バルブが
故障のためにレンジ用シリンダ５６０が健全でないと判
断されたために、スプリッタまたはメインギア段による
変速を行うとしたときの発進時に、設定発進段が禁止さ
れたギア段に該当する場合、例えば、設定発進段がレン
ジのＬ側を使用する４ｔｈであって、レンジのＨ側のみ
が使用可能なときは、Ｈ側を使用する一番低いギア段
（９ｔｈ）を発進段とし、例えば、設定発進段がレンジ
のＨ側を使用する９ｔｈであって、レンジのＬ側のみが
使用可能なときは、Ｌ側を使用する一番高いギア段（８
ｔｈ）を発進段とすることにより、現レンジが維持され
る条件で発進ギア段を選択するようにしたので、とりあ
えず現レンジを使って車両を発進させることが可能にな
る。

【００５５】次に、ニュートラルポジションを有する変
速機であるスプリッタ５０２のアクチュエータ、即ち、
スプリッタ用シリンダ５３０の作動不良が検出されたと
きの変速制御装置の動作を説明する。既に説明したよう
にスプリッタ用シリンダ５３０は３つの電磁バルブ５４
１，５４２，５４３により高速ギア位置からニュートラ
ル位置を経て低速ギア位置までストロークされるが、こ
れら電磁バルブの故障によってストローク等の作動不良
が生じることがある。各電磁バルブの故障は後述の故障
自己診断処理によって検出されているものとする。以
下、ＭＶＨをＳＨ用バルブ、ＭＶＦをＳＬ用バルブ、Ｍ
ＶＧをＳＮ用バルブと呼ぶ。

【００５６】図２に示されるように、ＳＨ用バルブが故
障かどうかを判定する（Ｓ２１）。ＳＨ用バルブが故障
であれば、禁止ギア段決定処理Ｓ９０に移行する。ＳＨ
用バルブが故障でなければ、ＳＬ用バルブが故障かどう
かを判定する（Ｓ２２）。ＳＬ用バルブが故障であれ
ば、禁止ギア段決定処理Ｓ９０に移行する。ＳＬ用バル
ブが故障でなければ、ＳＮ用バルブが故障かどうかを判
定する（Ｓ２３）。ＳＮ用バルブが故障であれば、禁止
ギア段決定処理Ｓ９０に移行する。ＳＮ用バルブが故障
でなければ、電磁バルブは３個とも健全であり、本処理
を終了する。

【００５７】禁止ギア段決定処理Ｓ９０では、図９に示
すフローに進み以下処理される。まず、現スプリッタの
位置をチェックする（Ｓ９１，Ｓ９１’）。現スプリッ
タはギア段切り替え動作の終了後にステータスとして記
憶しておいてもよいし、多段変速機構４０１内にギア位
置検出スイッチを設けておき、このスイッチを読み取る
ようにしてもよい。現スプリッタがＬ側のときは、偶数
段への切替えを禁止する（Ｓ９２）。図８に示されるよ
うに、偶数段はスプリッタがＨ側であるため、現スプリ
ッタがＬ側であると、偶数段へ切り替えるためにスプリ
ッタ用シリンダ５３０による変速が伴うことになる。Ｓ
Ｈ用バルブ又はＳＬ用バルブ又はＳＮ用バルブが故障の
ときにスプリッタ用シリンダ５３０による変速を行うの
は好ましくないので禁止する。奇数段はスプリッタがＬ
側であるため、現スプリッタがＬ側であればスプリッタ
用シリンダ５３０による変速を行うことなく切り替える
ことができるので禁止しない。一方、現スプリッタがＨ
側のときは、奇数段への切替えを禁止し、偶数段への切
替えは禁止しない（Ｓ９３）。

【００５８】このように、現スプリッタがＨ側かＬ側の
場合は、前述のレンジのバルブ故障の場合と同様に現ス
プリッタが維持される条件でギア段切替えを行うように
したので、とりあえず現スプリッタを使って車両を走行
させることが可能になる。

【００５９】現スプリッタがＨ側でもＬ側でもなくスプ
リッタニュートラルのときは、この状態を維持してはギ
ア段切替えが達成されず、車両を走行させることができ
ないので、スプリッタをＬ側かＨ側に移動させなくては
ならない。そこで、ＳＬ用バルブが故障かどうかを判定
する（Ｓ９４）。ＳＬ用バルブが故障のときには、スプ
リッタニュートラルになっていることから、ＳＬ用バル
ブを駆動してもオン相当にならない故障と考えられる。
そこで、奇数段への切替えを禁止してＳＬ用バルブを使
用しないようにする（Ｓ９６）。ＳＬ用バルブが故障で
ないときには、スプリッタニュートラルになっているこ
とから、ＳＨ用バルブが駆動していない故障とは考えら
れず、かつＮ用バルブがどのような故障か不明のため仮
にＨ用バルブを駆動してもニュートラルになる可能性が
あると考えられる。そこで、偶数段への切替えを禁止し
てＳＬ用バルブだけを使用するようにする（Ｓ９５）。

【００６０】このように、スプリッタ用シリンダ５３０
がニュートラル位置にある場合には、作動良好な方向へ
の作動を伴うギア段への切替えは禁止せず、作動不良な
方向への作動を伴うギア段への切替えのみを禁止するの
で、確実にギア段を切替えて走行することが可能とな
る。

【００６１】以上、作動不良アクチュエータが副変速機
のスプリッタ用である場合の制御内容をまとめると、作
動不良以外の残りのアクチュエータを作動させ、スプリ
ッタのＨ側またはＬ側の一方に固定させた状態とし、偶
数段のみ又は奇数段のみを用いた変速、即ち、スキップ
シフトによる変速を行うことになる。

【００６２】スプリッタ切替え用電磁バルブが故障のと
きの発進ギア段の訂正では、偶数段への切替えが禁止さ
れているとき（Ｓ９２，Ｓ９５）、トレーラ連結の場合
は禁止されないギア段で最も４ｔｈに近く低いほうの３
ｒｄを発進ギア段とし、トレーラ非連結の場合はもとも
との設定どおり９ｔｈを発進ギア段とする。奇数段への
切替えが禁止されているとき（Ｓ９３，Ｓ９６）、トレ
ーラ連結の場合はもともとの設定どおり４ｔｈを発進ギ
ア段とし、トレーラ非連結の場合は禁止されないギア段
で最も９ｔｈに近く低いほうの８ｔｈを発進ギア段とす
る。

【００６３】このように、スプリッタ用シリンダ５３０
の作動不良が検出されたためにスキップシフトによる変
速を行うとしたときの発進時に、設定発進段が前記スキ
ップシフトで変速できるスキップシフト段に該当しない
場合には、その設定発進段より低いギア段の内一番近い
ギア段を発進段とする。

【００６４】次に、図３の故障自己診断処理を説明す
る。ここで、図１０に示されるように、コントローラ４
０５内には、空圧シリンダ系４０２の電磁バルブ１０１
（これは各電磁バルブ５３１〜５６２に相当する）を駆
動するトランジスタ１０２に並列させて電磁バルブ駆動
電圧検出回路１０３が設けられているものとする。トラ
ンジスタ１０２は電源とアースの間に電磁バルブ１０１
の作動コイル１０４と直列に配置されている。トランジ
スタ１０２を導通させると作動コイル１０４に電流が印
加されて電磁バルブ１０１が作動し、シリンダの該当部
位に空圧が供給される。トランジスタ１０２を開放する
と電磁バルブ１０１が非作動となり、シリンダの該当部
位は大気開放となる。

【００６５】電磁バルブ駆動電圧検出回路１０３は、ト
ランジスタ１０２の出力電圧を分圧した検出電圧が高電
圧であれば電磁バルブ１０１にオフ相当電圧が印加さ
れ、検出電圧が低電圧であれば電磁バルブ１０１にオン
相当電圧が印加されていると判定する。

【００６６】故障自己診断処理では、まず、コントロー
ラ４０５が電磁バルブを駆動している制御状態か否かを
判定する（Ｓ３１）。電磁バルブをオンしている制御状
態の場合、その電磁バルブにオフ相当電圧が印加されて
いるか否かを判定する（Ｓ３２）。オフ相当電圧であれ
ば、トランジスタか作動コイルに問題があるかもしれな
いので、カウンタをインクリメント（単位量だけ増加）
する。オフ相当電圧でなければ、問題はないので、カウ
ンタをデクリメント（単位量だけ減少）する。電磁バル
ブをオフしている制御状態の場合、その電磁バルブにオ
ン相当電圧が印加されているか否かを判定する（Ｓ３
３）。オン相当電圧でなければ、問題はないので、カウ
ンタをデクリメントする。オン相当電圧であれば、トラ
ンジスタに問題があるかもしれないので、カウンタをイ
ンクリメントする。

【００６７】カウンタを増減した後、カウンタが予め設
定した設定値より大きいかどうか判定する（Ｓ３４）。
カウンタが設定値より大きいとき、問題のある状態が続
いていると考えられるので、当該電磁バルブは故障であ
るという診断結果を出す。カウンタが設定値より小さい
ときは、当該電磁バルブは健全かほぼ良好と考え、正常
という診断結果を出す。このような診断を空圧シリンダ
系４０２の各々の電磁バルブについて行う。

【００６８】以上のように、コントローラ４０５の制御
状態と実際の印加電圧とが整合していないかどうかを監
視することにより、アクチュエータの作動不良が検出で
きる。なお、ここでは電磁バルブの駆動電圧を診断に利
用したが、アクチュエータにストローク位置センサを取
り付け、コントローラ４０５の制御状態と実際のストロ
ーク位置との整合を監視するようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００７０】（１）ギアを移動させるアクチュエータに
ストローク不良があっても、ギアの現在位置が維持され
る条件でギア段切替えを行うので、確実に車両を走行さ
せることが可能になる。

【００７１】（２）ギアがニュートラルになっている場
合は、ストロークが良好な方向にギアを移動させる条件
でギア段切替えを行うので、確実に車両を走行させるこ
とが可能になる。

【００７２】（３）設定された発進ギア段が禁止された
ギア段である場合は、その発進ギア段に近くかつ禁止さ
れないギア段を発進ギア段とするので、確実に車両を発
進させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す故障時バックアップ
処理の流れ図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示す故障時バックアッ
プ処理の流れ図である。

【図３】本発明の変速制御装置が行う故障自己診断処理
の流れ図である。

【図４】本発明の変速制御装置を用いた車両の要部構成
図である。

【図５】図４中の多段変速機構及び空圧シリンダ系の詳
細構成図である。

【図６】図４の車両のクラッチアクチュエータ系の構成
図である。

【図７】本発明に関係するギア段切替え処理の流れ図で
ある。

【図８】図５の多段変速機構で１６段変速を行うギア位
置組み合わせ図である。

【図９】図２の故障時バックアップ処理で使用される禁
止ギア段決定処理の流れ図である。

【図１０】本発明の故障自己診断に利用が可能な電磁バ
ルブ駆動電圧検出回路の回路図である。

【符号の説明】

４０５ コントローラ（変速制御部） ４０１ 多段変速機構 ５０２ スプリッタ ５０３ レンジ ５３０ スプリッタ用シリンダ ５３１ 電磁バルブ（ＭＶＨ） ５３２ 電磁バルブ（ＭＶＦ） ５３３ 電磁バルブ（ＭＶＧ） ５６０ レンジ用シリンダ ５６１ 電磁バルブ（ＭＶＩ） ５６２ 電磁バルブ（ＭＶＪ）

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） Ｆ１６Ｈ 63:20 Ｆ１６Ｈ 63:20 Ｆターム(参考） 3J552 MA04 MA05 MA13 MA17 MA21 NA04 NB01 PB01 QA06C QB06 QC09 SA30 SB12 SB16 VA01X VA76X

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の変速機を組み合わせて多段変速を
   可能に構成し、各変速機には変速のためのアクチュエー
   タを取り付け、これらアクチュエータを駆動してギア段
   切替えを行う変速制御部を設けた車両の変速制御装置に
   おいて、前記いずれかのアクチュエータについて作動不
   良が検出されたときには、前記変速制御部は、現在のギ
   ア段から当該不良アクチュエータの作動を伴うギア段へ
   の切替えを禁止することを特徴とする車両の変速制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記多段変速機が少なくとも１つの副変
   速機と主変速機とからなることを特徴とする請求項１記
   載の車両の変速制御装置。
3. 【請求項３】 作動不良アクチュエータが副変速機のス
   プリッタ用である場合に、作動不良以外の残りのアクチ
   ュエータを作動させ、スプリッタのＨ側またはＬ側の一
   方に固定させた状態とし、スキップシフトによる変速を
   行うことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の変速
   制御装置。
4. 【請求項４】 設定発進段が前記スキップシフト段に該
   当しない場合には、低いギア段の内一番近いギア段を発
   進段とすることを特徴とする請求項３記載の車両の変速
   制御装置。
5. 【請求項５】 作動不良アクチュエータが副変速機のレ
   ンジ用である場合に、作動不良以外の残りのアクチュエ
   ータを作動させ、レンジのＨ側またはＬ側の一方に固定
   させた状態とし、スプリッタまたはメインギア段による
   変速を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の車両
   の変速制御装置。
6. 【請求項６】 設定発進段が前記禁止されたギア段に該
   当する場合には、レンジのＨ側では一番低いギア段を発
   進段とし、またレンジのＬ側では一番高いギア段を発進
   段とすることを特徴とする請求項５記載の車両の変速制
   御装置。