JP2014119052A - レンジ式変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】好ましくない変速段へのダウンシフトを抑制する。
【解決手段】手動変速される主変速機に対して、エアシリンダ344により低速又は高速に変速される副変速機が連結されたレンジ式変速機は、制御ポート404Bに制御流体が供給されているときに、エアシリンダ344の低速側作動室344Aに作動流体を供給する第1の流路700に切り替える一方、制御ポート404Bに制御流体が供給されていないときに、エアシリンダ344の高速側作動室344Bに作動流体を供給する第2の流路720に切り替える流路切替弁408と、制御ポート404Bへの制御流体の供給通路406に配設されて制御流体の供給を制御する切替レバー420と、供給通路406を開閉する開閉弁408と、を有する。そして、コントロールユニット900は、副変速機の出力軸の回転速度が所定値より大きいときに、供給通路406を閉じるように開閉弁408を制御する。
【選択図】図4
【解決手段】手動変速される主変速機に対して、エアシリンダ344により低速又は高速に変速される副変速機が連結されたレンジ式変速機は、制御ポート404Bに制御流体が供給されているときに、エアシリンダ344の低速側作動室344Aに作動流体を供給する第1の流路700に切り替える一方、制御ポート404Bに制御流体が供給されていないときに、エアシリンダ344の高速側作動室344Bに作動流体を供給する第2の流路720に切り替える流路切替弁408と、制御ポート404Bへの制御流体の供給通路406に配設されて制御流体の供給を制御する切替レバー420と、供給通路406を開閉する開閉弁408と、を有する。そして、コントロールユニット900は、副変速機の出力軸の回転速度が所定値より大きいときに、供給通路406を閉じるように開閉弁408を制御する。
【選択図】図4
Description
本発明は、レンジ式変速機の制御装置に関する。
大型車両においては、H型のシフトパターンを有する手動式の主変速機に加え、シフトレバーに付設された切替レバー(スイッチ)によって、主変速機と直列に連結された副変速機(レンジ)を作動流体で高速又は低速に切り替えるレンジ式変速機が搭載される場合がある。レンジ式変速機では、シフトレバーを適切に操作せずに、そこに付設された切替レバーによって副変速機を高速から低速に切り替えると、例えば、減速比が大きくなってエンジンがオーバレブしてしまうおそれがある。このため、特開2001−295919号公報(特許文献1)に記載されるように、切替レバーの操作状態を示す電気信号に応じて、好ましくない変速段へのダウンシフトを抑制する技術が提案されている。
しかしながら、副変速機を作動流体で切り替えるレンジ式変速機では、シフトレバーに付設された切替レバーは副変速機への作動流体の供給経路を切り替えるだけであるので、切替レバーの操作状態を電気的に検出するセンサが必ずしも必要ではない。切替レバーの操作状態を検出するセンサが取り付けられていない場合には、切替レバーの操作状態を把握できないことから、その電気信号によって好ましくない変速段へのダウンシフトを抑制することができない。
そこで、本発明は、副変速機を操作する切替レバーの操作状態を把握できなくとも、好ましくない変速段へのダウンシフトを抑制できるレンジ式変速機の制御装置を提供することを目的とする。
提案技術の一形態に係るレンジ式変速機は、シフトレバーにより手動変速される主変速機に対して、アクチュエータの作動室に供給される作動流体により低速又は高速に変速される副変速機が連結されている。また、レンジ式変速機の制御装置は、制御ポートに制御流体が供給されているときに、副変速機を低速に切り替えるアクチュエータの低速側作動室に作動流体を供給する第1の流路に切り替える一方、制御ポートに制御流体が供給されていないときに、副変速機を高速に切り替えるアクチュエータの高速側作動室に作動流体を供給する第2の流路に切り替える流路切替弁と、流路切替弁の制御ポートへの制御流体の供給通路に配設され、制御ポートへの制御流体の供給を制御する切替レバーと、制御流体の供給通路を開閉する遠隔操作可能な開閉弁と、を有する。そして、レンジ式変速機の制御装置は、副変速機の出力軸の回転速度が所定値より大きいときに、制御流体の供給通路を閉じるように開閉弁を制御する。
提案技術の他の形態に係るレンジ式変速機は、シフトレバーにより手動変速される主変速機に対して、アクチュエータの作動室に供給される作動流体により低速又は高速に変速される副変速機が連結されている。また、レンジ式変速機の制御装置は、制御ポートに制御流体が供給されていないときに、副変速機を低速に切り替えるアクチュエータの低速側作動室に作動流体を供給する第1の流路に切り替える一方、制御ポートに制御流体が供給されているときに、副変速機を高速に切り替えるアクチュエータの高速側作動室に作動流体を供給する第2の流路に切り替える流路切替弁と、流路切替弁の制御ポートへの制御流体の供給を制御する切替レバーと、切替レバーをバイパスして流路切替弁の制御ポートに制御流体を供給する制御流体の供給通路を開閉する遠隔操作可能な開閉弁と、を有する。そして、レンジ式変速機の制御装置は、副変速機の出力軸の回転速度が所定値より大きいときに、制御流体の供給通路を開くように開閉弁を制御する。
本発明によれば、切替レバーを操作して副変速機を低速に切り替えようとしても、アクチュエータの作動状態が変化しないことから、副変速機を操作する切替レバーの操作状態が把握できなくても、好ましくない変速段へのダウンシフトを抑制することができる。
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1は、レンジ式変速機及びその制御装置の概要を示す。
エンジン100の出力軸には、摩擦式のクラッチ200を介して、レンジ式変速機300が連結されている。
図1は、レンジ式変速機及びその制御装置の概要を示す。
エンジン100の出力軸には、摩擦式のクラッチ200を介して、レンジ式変速機300が連結されている。
クラッチ200は、例えば、図示しないクラッチペダル又はエアアクチュエータなどにより円盤状の摩擦係合要素が断接し、エンジン100の回転駆動力を伝達又は遮断する機械要素である。
レンジ式変速機300は、シフトレバー400により手動変速される主変速機320と、主変速機320の出力軸に連結されたレンジなどの副変速機340と、を含む。シフトレバー400は、機械的なリンク機構500を介して、主変速機320の変速装置322に接続されている。副変速機340は、エアリザーバ600から供給される高圧エアにより副変速機340の変速装置342のエアシリンダ(アクチュエータ)を作動させて、主変速機320の各変速段を低速又は高速に切り替える。このため、シフトレバー400には、エアリザーバ600から供給される高圧エアを、副変速機340を低速に変速するエアシリンダの低速側作動室に供給する第1の流路700、又は、副変速機340を高速に変速するエアシリンダの高速側作動室に供給する第2の流路720に選択的に切り替える切替レバー420が付設されている。シフトレバー400に切替レバー420を付設することで、例えば、車両運転者はシフトレバー400から手を離さずに、切替レバー420を操作することができる。
なお、以下の一例においては、図2に示すように、切替レバー420を操作位置HIまで操作すると副変速機340が高速に切り替えられ、切替レバー420を操作位置LOまで操作すると副変速機340が低速に切り替えられるものとする。
主変速機320が6段変速の場合、切替レバー420を操作位置LOまで操作した状態では、レンジ式変速機300は、図3に示すように、低速側の1速〜6速に切り替えられる。一方、切替レバー420を操作位置HIまで操作した状態では、レンジ式変速機300は、図3に示すように、高速側の7速から12速に切り替えられる。なお、図中の「R1」及び「R2」は、後退段が低速又は高速に切り替えられることを示す。
このような変速を実現するために、シフトレバー400及び副変速機340には、図4に示すような制御回路が組み込まれている。即ち、エアリザーバ600から供給される高圧エアは、第1の配管402を介して流路切換弁404の入力ポート404Aに供給されると共に、第2の配管406(制御流体の供給通路)を介して流路切換弁404の制御ポート404Bに供給される。第2の配管406には、高圧エアの流通方向に沿って、切替レバー420により作動する開閉弁(図示せず)、常開式の電磁開閉弁408がこの順番で配設される。流路切換弁404は、制御ポート404Bに制御流体(高圧エア)が供給されている場合、入力ポート404Aに供給された高圧エアを第1の出力ポート404Cから第1の流路700に出力する。また、流路切換弁404は、制御ポート404Bに制御流体が供給されていない場合(大気開放の場合)、入力ポート404Aに供給された高圧エアを第2の出力ポート404Dから第2の流路720に出力する。そして、第1の流路700の先端は、副変速機340を低速に切り替えるエアシリンダ344の低速側作動室344Aに連通接続され、第2の流路720の先端は、副変速機340を高速に切り替えるエアシリンダ344の高速側作動室344Bに連通接続される。
このため、電磁開閉弁408の非作動状態においては、シフトレバー400に付設された切替レバー420を操作位置LOまで操作すると、流路切換弁404の制御ポート404Bに制御流体が供給され、エアリザーバ600の高圧エアが第1の配管402及び第1の流路700を介してエアシリンダ344の低速側作動室344Aに供給される。一方、シフトレバー400に付設された切替レバー420を操作位置HIまで操作すると、流路切換弁404の制御ポート404Bが大気開放され、エアリザーバ600の高圧エアが第1の配管402及び第2の流路720を介してエアシリンダ344の高速側作動室344Bに供給される。そして、エアシリンダ344の低速側作動室344Aに高圧エアが供給されると、副変速機340が低速に切り替えられ、エアシリンダ344の高速側作動室344Bに高圧エアが供給されると、副変速機340が高速に切り替えられる。
レンジ式変速機300の制御系として、主変速機320の変速装置322には、主変速機320の変速状態を検出すべく、例えば、主変速機320がニュートラルに変速されているときにON信号を出力するニュートラルスイッチ800が取り付けられている。副変速機340の変速装置342には、副変速機340の変速状態を検出すべく、例えば、副変速機340が低速に変速されているときにON信号を出力するレンジロースイッチ820が取り付けられている。クラッチ200には、クラッチ200の断接状態を検出すべく、例えば、クラッチ200が切断されたときにON信号を出力するクラッチスイッチ840が取り付けられている。さらに、副変速機340には、その出力軸の回転速度を検出する回転速度センサ860が取り付けられている。
ここで、ニュートラルスイッチ800、レンジロースイッチ820、クラッチスイッチ840及び回転速度センサ860が、夫々、第2の変速状態検出手段、第1の変速状態検出手段、断接状態検出手段及び回転速度検出手段の一例として挙げられる。
ニュートラルスイッチ800、レンジロースイッチ820、クラッチスイッチ840及び回転速度センサ860の各出力信号は、コンピュータを内蔵したコントロールユニット900に入力されている。そして、コントロールユニット900は、フラッシュROM(Read Only Memory)などの不揮発性メモリに格納された制御プログラムを実行することで、ニュートラルスイッチ800、レンジロースイッチ820、クラッチスイッチ840及び回転速度センサ860からの各信号に応じて、副変速機340の高速から低速への切り替えを抑制すべく、電磁開閉弁408を電子制御する。
図5は、エンジン100が稼働したことを契機として、コントロールユニット900が所定時間ごとに繰り返し実行する制御プログラムの一例を示す。なお、コントロールユニット900が制御プログラムを実行することで、制御手段の一例が実現される。
ステップ1(図では「S1」と略記する。以下同様。)では、コントロールユニット900が、回転速度センサ860から副変速機340の出力軸の回転速度を読み込み、これが所定値より大きいか否かを判定する。ここで、所定値は、副変速機340を低速に切り替えるとエンジン100がオーバレブするか否かを判定するための閾値であって、例えば、エンジン100の許容上限回転速度、レンジ式変速機300の減速比などを考慮して適宜決定することができる。そして、コントロールユニット900は、回転速度が所定値より大きいと判定すれば処理をステップ2へと進める一方(Yes)、回転速度が所定値以下であれば処理を終了させる(No)。
ステップ2では、コントロールユニット900が、レンジロースイッチ820の出力信号を読み込み、これがOFFであるか否かを介して、副変速機340が高速に変速されているか否かを判定する。そして、コントロールユニット900は、副変速機340が高速に変速されていると判定すれば処理をステップ3へと進める一方(Yes)、副変速機340が高速に変速されていないと判定すれば処理を終了させる(No)。
ステップ3では、コントロールユニット900が、ニュートラルスイッチ800の出力信号を読み込み、これがONであるか否かを介して、主変速機320がニュートラルに変速されているか否かを判定する。そして、コントロールユニット900は、主変速機320がニュートラルに変速されていると判定すれば処理をステップ5へと進める一方(Yes)、主変速機320がニュートラルに変速されていないと判定すれば処理をステップ4へと進める(No)。
ステップ4では、コントロールユニット900が、クラッチスイッチ840の出力信号を読み込み、これがONであるか否かを介して、クラッチ200が切断されているか否かを判定する。そして、コントロールユニット900は、クラッチ200が切断されていると判定すれば処理をステップ5へと進める一方(Yes)、クラッチ200が切断されていないと判定すれば処理を終了させる(No)。
ステップ5では、コントロールユニット900が、電磁開閉弁408を作動させる。従って、流路切替弁404の制御ポート404Bへの制御流体の供給が遮断されることから、シフトレバー400に併設された切替レバー420を操作位置LOまで操作しても、副変速機340を低速に変速するエアシリンダ344の低速側作動室344Aに高圧エアが供給されず、副変速機340の高速から低速への切り替えを抑制することができる。
かかるレンジ式変速機300の変速制御によれば、副変速機340の出力軸の回転速度が所定値より大、副変速機340が高速に変速、かつ、主変速機320がニュートラルに変速又はクラッチ200が切断されている場合、図6に示すように、電磁開閉弁408が作動する。このため、シフトレバー400の切替レバー420を操作位置LOまで操作しても、流路切替弁404の制御ポート404Bに制御流体が供給されることがなく、副変速機340の高速から低速への切り替えを抑制することができる。よって、副変速機340を操作する切替レバー420の操作状態を把握できなくとも、好ましくない変速段へのダウンシフトを抑制できる。
レンジ式変速機300の変速制御において、副変速機340の出力軸の回転速度が所定値より大であるときに、電磁開閉弁408を作動させて、副変速機340の低速への切り替えを抑制するようにしてもよい。なお、この条件に加えて、副変速機340が高速に変速されているか否か、主変速機320がニュートラルに変速されているか否か、クラッチ200が切断されているか否かを判定することで、電磁開閉弁408の作動頻度が低減し、例えば、これを作動させる電力を抑制することができる。また、副変速機340の出力軸の回転速度に代えて、例えば、これに関連する車速などを使用することもできる。
クラッチ200が切断されているか否かを判定することによって、電磁開閉弁408の作動速度が遅い場合にも、副変速機340が低速に切り替えられることを高精度に抑制することができる。即ち、電磁開閉弁408の作動速度が遅い場合には、副変速機340の出力軸の回転速度が所定値より大きくなった直後に、切替レバー420を操作位置LOまで操作すると、流路切替弁404の制御ポート404Bへの制御流体の供給を遮断するまでにある程度の時間を要するため、副変速機340が低速に切り替わってしまうおそれがある。しかし、レンジ式変速機300の変速に先立って、クラッチペダルが踏み込まれるという運転特性を加味することで、電磁開閉弁408の作動速度の如何にかかわらず、副変速機340が低速に切り替えられることを高精度に抑制することができる。
流路切替弁404の作動特性が逆の場合、即ち、制御ポート404Bに制御流体が供給されていないとき、入力ポート404Aに供給された高圧エアを第1の出力ポート404Cから出力し、制御ポート404Bに制御流体が供給されているとき、入力ポート404Aに供給された高圧エアを第2の出力ポート404Dから出力する場合には、次のようにすればよい。即ち、図7に示すように、シフトレバー400に付設された切替レバー420をバイパスして、エアリザーバ600から流路切替弁404の制御ポート404Bに制御流体を供給する第3の配管410(制御流体の供給通路)を開閉する、常閉式の電磁開閉弁408を配設する。
そして、副変速機340の低速への切り替えを抑制する場合には、先の実施形態と同様に、電磁開閉弁408を作動させ、シフトレバー400の切替レバー420の操作状態にかかわらず、流路切替弁404の制御ポート404Bに制御流体が供給されるようにすればよい。なお、この作用及び効果は、先の実施形態と同様であるので、その説明は省略するものとする。必要があれば、先の説明を参照されたい。
副変速機340を低速又は高速に切り替える作動流体としては、高圧エアに限らず、油圧ポンプなどで所定圧力に調圧された油圧などであってもよい。
300 レンジ式変速機
320 主変速機
340 副変速機
344 エアシリンダ
344A 低速側作動室
344B 高速側作動室
400 シフトレバー
404 流路切替弁
404B 制御ポート
406 第2の配管
408 電磁開閉弁
410 第3の配管
420 切替レバー
700 第1の流路
720 第2の流路
800 ニュートラルスイッチ
820 レンジロースイッチ
840 クラッチスイッチ
860 回転速度センサ
900 コントロールユニット
320 主変速機
340 副変速機
344 エアシリンダ
344A 低速側作動室
344B 高速側作動室
400 シフトレバー
404 流路切替弁
404B 制御ポート
406 第2の配管
408 電磁開閉弁
410 第3の配管
420 切替レバー
700 第1の流路
720 第2の流路
800 ニュートラルスイッチ
820 レンジロースイッチ
840 クラッチスイッチ
860 回転速度センサ
900 コントロールユニット
Claims (7)
- シフトレバーにより手動変速される主変速機に対して、アクチュエータの作動室に供給される作動流体により低速又は高速に変速される副変速機が連結されたレンジ式変速機の制御装置であって、
制御ポートに制御流体が供給されているときに、前記副変速機を低速に切り替える前記アクチュエータの低速側作動室に作動流体を供給する第1の流路に切り替える一方、前記制御ポートに制御流体が供給されていないときに、前記副変速機を高速に切り替える前記アクチュエータの高速側作動室に作動流体を供給する第2の流路に切り替える流路切替弁と、
前記流路切替弁の制御ポートへの制御流体の供給通路に配設され、前記制御ポートへの制御流体の供給を制御する切替レバーと、
前記制御流体の供給通路を開閉する遠隔操作可能な開閉弁と、
前記副変速機の出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段により検出された回転速度が所定値より大きいときに、前記制御流体の供給通路を閉じるように前記開閉弁を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするレンジ式変速機の制御装置。 - 前記開閉弁は、常開式の電磁開閉弁である、
ことを特徴とする請求項1に記載のレンジ式変速機の制御装置。 - シフトレバーにより手動変速される主変速機に対して、アクチュエータの作動室に供給される作動流体により低速又は高速に変速される副変速機が連結されたレンジ式変速機の制御装置であって、
制御ポートに制御流体が供給されていないときに、前記副変速機を低速に切り替える前記アクチュエータの低速側作動室に作動流体を供給する第1の流路に切り替える一方、前記制御ポートに制御流体が供給されているときに、前記副変速機を高速に切り替える前記アクチュエータの高速側作動室に作動流体を供給する第2の流路に切り替える流路切替弁と、
前記流路切替弁の制御ポートへの制御流体の供給を制御する切替レバーと、
前記切替レバーをバイパスして前記流路切替弁の制御ポートに制御流体を供給する制御流体の供給通路を開閉する遠隔操作可能な開閉弁と、
前記副変速機の出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段により検出された回転速度が所定値より大きいときに、前記制御流体の供給通路を開くように前記開閉弁を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするレンジ式変速機の制御装置。 - 前記開閉弁は、常閉式の電磁開閉弁である、
ことを特徴とする請求項3に記載のレンジ式変速機の制御装置。 - 前記副変速機の変速状態を検出する第1の変速状態検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記回転速度が所定値より大きいことに加え、前記第1の変速状態検出手段により前記副変速機が高速に切り替えられていることが検出されたときに、前記開閉弁により前記制御流体の供給通路を開閉する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のレンジ式変速機の制御装置。 - 前記主変速機の変速状態を検出する第2の変速状態検出手段と、
クラッチの断接状態を検出する断接状態検出手段と、
の少なくとも一方を更に有し、
前記制御手段は、前記回転速度が所定値より大きいことに加え、前記第2の変速状態検出手段により前記主変速機がニュートラルに変速されていることが検出されたとき、又は、前記断接状態検出手段により前記クラッチが切断されていることが検出されたときに、前記開閉弁により前記制御流体の供給通路を開閉する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載のレンジ式変速機の制御装置。 - 前記切替レバーは、前記シフトレバーに付設された、
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載のレンジ式変速機の制御装置。
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JP2012275429A Pending JP2014119052A (ja) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | レンジ式変速機の制御装置 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2014097828A1 (ja) | 2014-06-26 |
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