JPH058375Y2 - - 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８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み合わせ
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９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、２１〜２２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
９図は第８図のステツプ８で行なわれるシフトア
ツプ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、その間エン
ジン回転はアクスルとは無関係にアイドル回転に
向けて低下し、この回転低下が大きいと、クラツ
チ接続時にはこの低下したエンジン回転がアクス
ル側の回転まで急激に引き上げられるため、駆動
系に大きな負荷として作用し変速シヨツクを招
く。そこで、この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N_gを検出し、N_gが低下して２
５でN_g≦N_syc＋ΔNになると、N_gがシンクロ領
域にあると判別して、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。

ここに、N_sycはアクスルに連結するメインシヤ
フトの回転速度、ΔNはこのN_sycに対しギヤ鳴り
等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、N_syc＋ΔNがシン
クロ領域の上限値を与える。

たとえば、２速から３速へのシフトアツプを第
１０図に示すと、シンクロ領域は斜線を引いた部
分で示され、Ａ点にてメインシヤフトとの接続を
断たれたメインギヤの回転速度N_gが下降し、シ
ンクロ領域に入つたＢ点でギヤセツトが開始さ
れ、Ｃ点で同期噛合が完了する。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、この先願では、そのときのメインシ
ヤフトの回転速度N_sycに対して設定されるΔN
は、一定値であること、また変速はN_gがシンク
ロ領域に入るのを待つて行なわれることから、車
速が高くなつてからでの変速では、ギヤ回転の落
下分が大きくなり、この大きな落下分に応じて変
速を完了するまでの所要時間が長くなる。

この変速所要時間が長いことは、機敏な変速操
作がなされないことを意味し、所要時間内はエン
ジン出力がアクスルに伝達されず、車両として空
走するため、この時間が長くなることは好ましく
ない。

そこで、この考案は変速所要時間の短縮を図る
自動変速装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 第１図はこの考案の構成を明示する全体構成図
である。

３３は変速操作制御手段で、エンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段３０と車両の車速
を検出する車速検出手段３１からの信号に基づい
てトランスミツシヨンの変速操作を行う運転域を
判別し、ガバナ制御手段３５、クラツチ断続手段
３７、ギヤシフト手段３９に制御信号を出力して
変速操作を制御する。

たとえば、変速時にはガバナ制御手段３５への
制御信号によりガバナ制御手段３５は燃料噴射ポ
ンプ３６のコントロールレバーを無負荷位置に戻
し、クラツチ断続手段３７への制御信号によりク
ラツチ断続手段３７が機械式クラツチ３８を切
る。また、ギヤシフト３９への制御信号により、
ギヤシフト手段３９はトランスミツシヨンをニユ
ートラル位置にセツトする。

３４はシンクロ判定手段で、車速検出手段３１
とメインギヤの回転速度を検出するギヤ回転速度
検出手段３２からの検出信号に基づき、メインギ
ヤの回転速度N_gが同期可能領域に入ると同期可
能であると判定する。

ここに、メインギヤの同期可能領域として、車
速から換算されるメインシヤフト回転速度N_sycに
対し所定値±ΔNを加算した回転速度範囲N_syc±
ΔNまたは所定割合±KN_sycを加算した回転速度
範囲（１±Ｋ）N_sycのいずれかの広い範囲が設定
される。

同期可能が判定されると、変速操作制御手段３
３はギヤシフト手段３９、クラツチ断続手段３７
を介してギヤシフトとクラツチ３８の接続を行
い、ギヤシフト終了後にガバナ制御手段３５を介
してコントロールレバーを元の位置に復帰させ
る。

（作用） このように構成すると、車速の高い領域では
（１±Ｋ）N_sycの範囲がN_syc±ΔNの範囲よりも広
がり、この広がつた分だけメインギヤの同期可能
領域が拡大する。

このため、メインギヤの回転速度が早めに同期
可能領域に達することになり、変速を完了するま
での所要時間を短縮することができる。

この変速所要時間が短縮によりエンジン出力が
アクスルに伝達されない時間を短くして空走距離
を短縮することができる。

（実施例） 第２図はデイーゼルエンジンに適用したこの考
案の第１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が、機械式クラツ
チ４２にはクラツチのストローク量を検出するク
ラツチストロークセンサ５４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と、プ
ロペラシヤフト４４を介して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N_gがメイ
ンシヤフトの回転速度N_syc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N_g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N_gに等しく、このため、カウンタシヤフト
回転センサ５７が設けられている。

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ともに、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４
２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は運転状態検出手段としてのアクセ
ル開度センサ５０等と車速検出手段としてのメイ
ンシヤフト回転センサ５６からの検出信号に基づ
いてガバナ制御回路６３、トランスミツシヨン制
御回路６４、クラツチ断続制御回路６５を介し変
速操作を制御するシフトチエンジ制御回路６１、
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から同期作
用を行わせるか否かを判定するシンクロ判定回路
６２から構成される。

ここに、シンクロ判定回路６２の機能はこの考
案の要部であり、メインシヤフト回転速度N_sycに
対し所定値±ΔNを加算した回転速度範囲N_syc±
ΔNまたは所定割合±KN_sycを加算した回転速度
範囲（１±Ｋ）N_sycのいずれかの広い範囲を同期
可能領域として設定し、メインギヤの回転速度
N_gがこの同期可能領域に入ると同期可能である
と判定するものである。

なお、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とが設けられてい
る。

第４図はコントロールユニツト６０にて行なわ
れる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。

この考案の要部としてのシンクロ判定回路６２
の機能は２５，２８にて果たされる。すなわち、
シフトアツプの場合にはN_g≦N_syc＋ΔNあるいは
N_g≦（１＋Ｋ）N_sycのうち大きいほうがシンクロ
領域の上限値として設定され、N_g≦N_syc＋ΔNで
ある場合、またN_gがN_g＞N_syc＋ΔNであつても
N_g≦N_syc＋KN_sycである場合に、同期可能である
と判定され、２６にてギヤシフト機構を駆動して
のギヤシフトのセツトが行なわれる。

このシンクロ領域を第５図に図示すると、斜線
部分が相当する。すなわち、N_syc＋ΔNあるいは
（１＋Ｋ）N_sycはシンクロ領域の上限値を与えて
いる。

ここで、N_sycは車速Ｖに比例し、ΔNは一定値
であるため、車速が小さな領域ではN_sycも小さ
く、ΔNのN_sycに対する割合が大きくなるが、車
速の大きな領域ではN_sycも大きく、ΔNのN_sycに
対する割合は小さくなる。これに対し、KN_sycは
N_sycに応じて大きくなるので、車速の小さな領域
ではKN_sycのN_sycに対する割合は小さいが、車速
の大きな領域ではKN_sycのN_sycに対する割合は大
きくなる。従つて、車速の大きな領域では、N_syc
＋ΔNよりも（１＋Ｋ）N_sycのほうが大きくな
り、車速が高くなるほどシンクロ領域が拡大す
る。

このため、車速が高いところから変速操作が行
なわれる場合には、N_gがＤ点に達した時点でギ
ヤセツトが開始されるので、変速所要時間を短縮
することができ、またこの変速所要時間の短縮に
よりエンジン出力が伝達されなくなる空走距離を
短縮することができる。ところが、先願ではＢ点
に達するまではギヤセツトが開始されず、DB間
に要する時間だけ変速所要時間が長くなるのであ
る。

なお、シフトダウンの場合には、N_syc−ΔNあ
るいは（１−Ｋ）N_sycのいずれか小さいほうがシ
ンクロ領域の下限値を与える。この場合にはN_g
≧N_syc−ΔNあるいはN_g≧（１−Ｋ）N_sycである
場合に同期可能領域にあると判別される。すなわ
ちＥ点でギヤセツトが開始される。すなわちＥ点
でギヤセツトが開始される。

ここで、Ｋの値をシフト段に関係なく同じ値と
した一例を第６図に示すが、各シフト段毎に値を
変えて独自に設定したほうが好ましい。なお、同
図にはΔNの値についても比較のため示してい
る。

第７図はこの考案の第２実施例のシンクロ領域
を説明する図である。シンクロ領域は各シフト段
のN_sycに対しその上下に所定の許容幅（±ΔNあ
るいは±KN_syc）が設けられるが、シフトアツプ
のときには、N_sycより小さな領域は不要であり、
N_sycより大きな領域のみをシンクロ領域としても
第１実施例と同一の作用効果を達成することがで
きる。従つて、この例ではシフトダウンのとき
は、第５図に示すN_sycよりも小さな領域がシンク
ロ領域とされる。

なお、ここでは、デイーゼルエンジンに適用し
た場合を述べたが、ガソリンエンジンに対しても
同様に適用することができる。

（考案の効果） この考案では、メインシヤフト回転速度に対し
所定値上下または所定割合上下した回転速度範囲
のいずれかの広い範囲をメインギヤの同期可能領
域として判定するシンクロ判定手段を設けたの
で、特に車速の高い場合からの変速に際してシン
クロ領域が拡大することにより変速所要時間を短
縮することが可能となり、またこの変速所要時間
の短縮によりエンジン出力が伝達されなくなる空
走距離を短縮することができる。

【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図はこの考案の第１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
内で行なわれる動作を説明する流れ図、第５図は
この実施例のシンクロ領域を説明する特性図、第
６図はＫとΔNの値の一例を示す表図、第７図は
この考案の第２実施例を示すシンクロ領域を説明
する特性図である。第８図、第９図は先願の動作
を説明する流れ図、第１０図は先願でのシンクロ
領域を説明する特性図である。 ３０……運転状態検出手段、３１……車速検出
手段、３２……ギヤ回転速度検出手段、３３……
変速操作制御手段、３４……シンクロ判定手段、
３５……ガバナ制御手段、３６……燃料噴射ポン
プ、３７……クラツチ断続手段、３８……機械式
クラツチ、３９……ギヤシフト手段、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、５４……クラツチ
ストロークセンサ、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……ガバナ制御回路、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。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの運転状態と車両の車速とに基づいて
   トランスミツシヨンの変速操作を行う運転域を判
   別し、機械式クラツチを断続してメインシヤフト
   上を遊転するメインギヤとメインシヤフトを同期
   接続する車両の自動変速装置において、メインシ
   ヤフト回転速度に対し所定値上下または所定割合
   上下した回転速度範囲のいずれかの広い範囲をメ
   インギヤの同期可能領域として判定するシンクロ
   判定手段を設けたことを特徴とする車両の自動変
   速装置。