JPH0522674Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は車両の自動変速装置の改良に関す
る。

（従来の技術） 近年、運転者の疲労を軽減するためエンジンと
変速機との間にトルクコンバータを介在させるこ
とにより変速操作を自動的に行う自動変速機を搭
載する車両が多くなつているが、トルクコンバー
タは流体継ぎ手であることから機械式クラツチと
比してどうしても出力伝達効率が悪く、燃費向上
の点からは不利である。

そこで、操作の容易さだけでなく燃費向上をも
図るため、従来のトランスミツシヨンと機械式ク
ラツチを用い、運転者がクラツチやトランスミツ
シヨンの操作を行うのではなく、これらを電子制
御により自動的に変速操作を行わせるようにした
自動変速装置が本出願人により提案されている
（たとえば実願昭60−44579号参照）。

第５図はその制御動作を示す流れ図であり、基
本的な動作はトルクコンバータを使用する自動変
速装置の操作と異なるところはない。

また、トランスミツシヨンには噛合わせるギヤ
の回転速度を速やかに一致させるシンクロメツシ
ユ機構が採用されるが、基本的には噛合わせるギ
ヤを所定の相対回転速度差の範囲（同期可能領
域）に収めることができれば、シンクロメツシユ
機構がなくともギヤ鳴り等を招かずに噛合わせる
ことができる。

そこで、この装置ではコストダウンを図るた
め、構造の複雑なシンクロメツシユ機構を省略
し、噛合わせるギヤの回転速度を検出して両者が
同期可能領域（シンクロ領域）にはいつた時点で
ギヤセツトを行わせている。

たとえば、シフトアツプ時には、第６図に示す
ように、加速により車速Ｖが上昇して変速が必要
であると判別されると、20〜22にて燃料噴射ポン
プのコントロールレバーを無負荷位置に戻すと同
時に機械式クラツチを切り、トランスミツシヨン
をニユートラル位置にセツトする。なお、第６図
は第５図のステツプ８およびステツプ９で行なわ
れるシフトアツプ、シフトダウン制御の動作を示
す流れ図である。

その後23では直ぐにクラツチを接続する。これ
は、手動変速ではギヤシフトを完了した後にクラ
ツチを接続するのが普通であるが、変速シヨツク
の軽減と、さらに変速所要時間の短縮を目的とし
て、トランスミツシヨンをニユートラル位置にセ
ツトする間以外はクラツチをエンジン出力軸に接
続しておくのである。

24ではメインシヤフト上を遊転するメインギヤ
のギヤ回転速度Ngを検出し、NgがNsycよりも
大きい場合は25へ進む。ここでNsycはリヤアク
スルに連結するメインシヤフトの回転速度であ
る。25でNg≦Nsyc＋ΔNになると、Ngがシンク
ロ領域にあると判定して、ステツプ26でメインギ
ヤとメインシヤフトを噛合わせるギヤセツトを開
始し、ギヤセツト完了後に27にてコントロールレ
バーを元の位置に復帰させる。また、24でNsyc
≧Ngのときはステツプ28で一旦アクセルを全開
にし、29でNsyc＜Ngとなるのを待つた後、30で
アクセルを再び全閉にする。そして、前記ステツ
プ25へ移る。

ここに、ΔNはこのNsycに対しギヤ鳴り等を
生ぜずに同期噛合わせることのできる範囲として
設定される許容範囲であり、Nsyc＋ΔNがシン
クロ領域の上限値を与える。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、車両の停止状態でトランスミツシヨ
ンをニユートラル位置から例えば発進段にギヤセ
ツトする場合には、メインシヤフトに噛合わせる
メインギヤの回転を低下させなければならない
が、メインギヤ回転が自然に低下するのを待つの
では、その間変速操作がなされず、ギヤセツト操
作に長時間を要する。

そこで、メインギヤに噛合つているカウンタシ
ヤフトにギヤブレーキを設け、発進段へのギヤセ
ツト操作時にはメインギヤを強制的にメインシヤ
フトの回転速度まで低下させることにより、ギヤ
セツト操作時間の短縮化を図つている。

ところで、この先願では発進時のクラツチ操作
だけは手動でおこなうことができるようにするた
め、クラツチの断続状態を検出するクラツチON
スイツチ、及びクラツチOFFスイツチのほかに、
クラツチペダルが踏み込まれるとONとなるクラ
ツチペダルスイツチが設けられ、手動による発進
操作時にはクラツチペダルスイツチがONで、か
つクラツチONスイツチ（クラツチの接続状態で
ONになる）がOFFになつたときに、これを作動
条件としてギヤブレーキを駆動するようになつて
いる。

しかし、この場合、ドライバがクラツチ操作に
おいて不注意であつたり、また不慣れであつたり
すると、クラツチペダルの踏み込みが不十分とな
り、このため第７図のａの範囲で、実際にはクラ
ツチが切断されていないにもかかわらず、ブレー
キが作動するようなことがあり、ギヤブレーキの
摩耗を増加させて耐久性に悪影響を及ぼしたり、
エンジンに負荷を与えて例えば寒冷時の始動直後
等ではエンジンストールを引き起こす原因ともな
るという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） この考案は、これらの問題点を解決するため
に、第１図に示すように、機械式クラツチを断続
するクラツチ断続手段５５と、トランスミツシヨ
ンのギヤシフトを行うギヤシフト手段５９と、エ
ンジン回転を制御するエンジン制御手段６３と、
メインギヤ回転を強制的に減速させるギヤブレー
キ駆動手段６６と、運転状態から変速域に入つた
ことを判別する判定手段６１と、この判定手段６
１からの信号に基づいてクラツチ断続手段５５、
ギヤシフト手段６４、エンジン制御手段６３、ギ
ヤブレーキ駆動手段６６を介してギヤチエンジ操
作を制御する変速操作制御手段６４を備えた車両
の自動変速装置において、エンジン回転速度を検
出する手段７２と、メインギヤ回転速度を検出す
る手段５７と、ギヤセツト時に前記エンジン回転
速度を検出する手段７２とメインギヤ回転速度を
検出する手段５７との検出信号に基づいてエンジ
ン回転とメインギヤ回転の回転速度差が規定値以
上になつたときにギヤブレーキ駆動手段６６を作
動させるブレーキ制御手段６２を設ける。

（作用） 手動による発進操作時におけるクラツチの手動
踏み込み時にも、エンジン回転速度検出手段７２
とメインギヤ回転速度検出手段５７とによつてエ
ンジン回転とメインギヤ回転との回転速度差が規
定値以上となつたことを判別したとき、つまりク
ラツチ接続状態が半クラツチ状態を通過後、クラ
ツチの完全な切断状態であることをメインギヤ回
転速度の低下から検出したときにギヤブレーキを
作動させてギヤセツトを行うので、クラツチが完
全には切断されていない半クラツチ状態またはク
ラツチの接続状態でギヤブレーキが作動し、ギヤ
ブレーキの摩耗を増加させて耐久性に悪影響を及
ぼしたり、エンジンに負荷を与えて例えば寒冷時
の始動直後等ではエンジンストールを引き起こす
等の問題が生じることはない。

（実施例） 第２図はデイーゼルエンジンに適用したこの考
案の一実施例の機械的構成を示す概略図、第３図
は同じくブロツク構成図である。この例では、燃
料噴射ポンプ４１、機械式クラツチ４２、トラン
スミツシヨン４３にこれらの作動状態を検出する
各種検出手段とこれらを駆動するアクチユエータ
を設け、これら検出手段からの信号に基づいてマ
イクロコンピユータから構成されるコントロール
ユニツト６０がアクチユエータを制御して自動変
速を実現するものである。

まず、検出手段として運転状態を検出する手段
が必要であり、この運転状態は、エンジン負荷、
セレクトレバーの入つている位置、クラツチ断続
状態、トランスミツシヨンの実際のシフト位置並
びに車速から判別することができる。このため、
アクセルペダル４５には、エンジン負荷としての
アクセルペダル４５の踏み角（アクセル開度）を
検出するアクセルセンサ５０が、シフトタワー４
８には、セレクトレバー（セレクタ）４９の位置
を検出するセレクタ位置センサ５１が、機械式ク
ラツチ４２にはクラツチの断続状態を検出するク
ラツチONスイツチ７０（クラツチの接続位置で
ONになる）とクラツチOFFスイツチ７１（クラ
ツチの切断位置でONになる）が、シンクロメツ
シユ機構のないトランスミツシヨン４３には、実
際のシフト位置を検出するシフト位置センサ５８
と、プロペラシヤフト４４を介してリヤアクスル
に連結するメインシヤフトの回転速度を検出する
メインシヤフト回転センサ５６がそれぞれ設けら
れる。なお、メインシヤフト回転速度は車速に比
例するので、メインシヤフト回転速度センサ５６
が車速センサとして機能する。

また、噛合わせるギヤの同期は、メインシヤフ
ト上を遊転するメインギヤの回転速度Ngがメイ
ンシヤフトの回転速度Nsycに対して設けたシン
クロ領域に入るとギヤシフト機構を駆動して行う
ので、メインギヤ回転速度Ngを検出する必要が
ある。この場合、メインギヤはエンジン出力を伝
達するカウンタシヤフトと同期噛合しているの
で、カウンタシヤフトの回転速度はメインギヤの
回転速度Ngでもあり、このためカウンタシヤフ
ト回転センサ５７（メインギヤ回転センサ）が設
けられている。

また、エンジンには後述のギヤブレーキ制御の
ため、エンジン回転数を検出するエンジン回転セ
ンサ７２が設けられる。

次に、これらの検出手段に対し、コントロール
ユニツト６０の制御対象であるアクチユエータと
して、燃料噴射ポンプ４１には、コントロールレ
バーを要求に応じて駆動すると共に、エンジン回
転と要求回転とを一致させるためにエンジン回転
を制御するガバナ制御装置５３が、クラツチ４２
には、クラツチを断続するクラツチアクチユエー
タ５５が、トランスミツシヨン４３には、ギヤシ
フト機構を駆動してギヤシフトのセツトを行うギ
ヤシフトアクチユエータ５９とメインギヤを駆動
するカウンタシヤフトを強制的に減速させるギヤ
ブレーキ８０が、それぞれ設けられている。

これらアクチユエータを制御するコントロール
ユニツト６０は、シンクロ判定回路６２と、変速
操作制御手段を構成するトランスミツシヨン制御
回路６４、エンジン制御回路６３、クラツチ断続
制御回路６５、ギヤブレーキ制御回路６６、シフ
トチエンジ制御回路６１とからなつている。

ここに、シンクロ判定回路６２は、メインシヤ
フト回転センサ５６とカウンタシヤフト回転セン
サ５７からの回転速度信号に基づいてメインシヤ
フト回転速度Nsycに対し所定値上下した回転速
度範囲を同期可能領域として判定する。

また、シフトチエンジ制御回路６１は、運転状
態検出手段としてのアクセル開度センサ５０と車
速検出手段としてのメインシヤフト回転センサ５
６からの信号並びにシンクロ判定回路６２からの
信号等に基づいて、変速時には制御回路６３〜６
６に変速制御信号を出力する。この制御信号によ
りガバナ制御装置５３、クラツチアクチユエータ
５５が駆動してエンジン回転を低下、上昇させク
ラツチを切断、接続すると共に、必要に応じてギ
ヤセツト操作時にはギヤブレーキ８０を作動さ
せ、ギヤシフトアクチユエータ５９が作動して所
定のギヤ位置へギヤシフトさせる。

尚、この例は発進時のクラツチ操作だけは手動
で行うことができるように、クラツチペダル４６
の踏み込まれたことを検出するクラツチペダルス
イツチ６７と、アクセルペダル４５のアクセル開
度を直接燃料噴射ポンプ４１のコントロールレバ
ーに伝える切換装置６８とが設けられる。６９は
実際のシフト位置を示すトランスミツシヨンポジ
シヨンランプである。

第４図はコントロールユニツト６０にて行なわ
れる発進時の動作を説明する流れ図であり、この
流れ図に基づいてシフトアツプ制御を説明する。
図中の番号は処理番号を示す。

車両の発進は手動操作にて始まる。これは、発
進時に半クラツチ状態を用いることが必要であ
り、この半クラツチ状態を自動的に行わせること
も可能であるが、特に輸送用トラツクでは載荷状
態にマツチングした半クラツチでは空荷状態のと
きに不必要に時間がかかる印象を与え、機敏な運
転性を得ることが出来ない。そこで、発進時だけ
は手動操作としているのである。

この発進操作はクラツチペダルの踏み込みによ
りギヤセツト要求が発生したときに起動され、ク
ラツチOFFスイツチ７１がONか、クラツチペダ
ルスイツチ４６がONで、かつクラツチONスイ
ツチ７０がOFFになつたときにステツプ41へと
進み、メインギヤ回転とエンジン回転との速度差
が規定値α（例えば20rpm）以上になると、クラ
ツチが完全に切断されたものと判断してギヤブレ
ーキ８０を作動させる。

そして、ステツプ42〜46でメインギヤ回転Ng
がシンクロ回転Nsycよりも所定値ΔN₁高い回転
速度まで低下したときにギヤブレーキ８０の作動
を停止すると共に、メインギヤ回転Ngがシンク
ロ領域に入つたことを判定したときにギヤシフト
機構を駆動してギヤセツトを行う。ここで、
ΔN₂はシンクロ領域の上限値を示す。

従つて、手動による発進操作時にもメインギヤ
回転とエンジン回転との回転速度差からクラツチ
が完全に切断されたことを検出したときにギヤブ
レーキを作動させて、ギヤセツトを行うようにし
たので、従来のようにエンジンに負荷を与えてエ
ンジンストールを起こすようなこともなく、ギヤ
ブレーキの耐久性も向上する。

（考案の効果） 以上要するにこの考案によれば、手動による発
進操作時にもエンジン回転とメインギヤ回転との
回転速度差が規定値以上になつたとき、つまりク
ラツチの切断をメインギヤ回転速度の低下から検
出したときにギヤブレーキを作動させるようにし
たので、ドライバの不注意や不慣れによつてクラ
ツチペダルの踏み込みが不十分であつた場合で
も、エンジンに負荷を与えてエンジンストールを
引き起こすこともなく、ギヤブレーキの耐久性向
上も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成を明示するための全体
構成図、第２図はこの考案の一実施例の機械的構
成を説明する概略図、第３図はこの実施例のブロ
ツク構成図、第４図はコントロールユニツト内で
行なわれる発進時の動作を説明する流れ図であ
る。第５図、第６図は先願の動作を説明する流れ
図、第７図は同じくクラツチストロークとクラツ
チペダルスイツチ等との関係図である。 ４１……燃料噴射ポンプ、４２……クラツチ、
４３……トランスミツシヨン、４９……セレク
タ、５０……アクセル開度センサ、５１……セレ
クタ位置センサ、５３……ガバナ制御装置、５５
……クラツチアクチユエータ、５６……メインシ
ヤフト回転センサ、５７……カウンタシヤフト回
転センサ、５８……シフト位置センサ、５９……
ギヤシフトアクチユエータ、６０……コントロー
ルユニツト、６１……シフトチエンジ制御回路、
６２……シンクロ判定回路、６３……エンジン制
御回路、６４……トランスミツシヨン制御回路、
６５……クラツチ断続制御回路、６６……ブレー
キ制御回路、７０……クラツチONスイツチ、７
１……クラツチOFFスイツチ、７２……エンジ
ン回転センサ、８０……ギヤブレーキ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 機械式クラツチを断続するクラツチ断続手段５
   ５と、 トランスミツシヨンのギヤシフトを行うギヤシ
   フト手段５９と、 エンジン回転を制御するエンジン制御手段６３
   と、 メインギヤ回転を強制的に減速させるギヤブレ
   ーキ駆動手段６６と、 運転状態から変速域に入つたことを判別する判
   定手段６１と、 この判定手段６１からの信号に基づいてクラツ
   チ断続手段５５、ギヤシフト手段６４、エンジン
   制御手段６３、ギヤブレーキ駆動手段６６を介し
   てギヤチエンジ操作を制御する変速操作制御手段
   ６４を備えた車両の自動変速装置において、 エンジン回転速度を検出する手段７２と、 メインギヤ回転速度を検出する手段５７と、 ギヤセツト時に前記エンジン回転速度を検出す
   る手段７２とメインギヤ回転速度を検出する手段
   ５７との検出信号に基づいてエンジン回転とメイ
   ンギヤ回転の回転速度差が規定値以上になつたと
   きにギヤブレーキ駆動手段６６を作動させるブレ
   ーキ制御手段６２を設けたことを特徴とする車両
   の自動変速装置。