JPH06171398A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギア入れ駐車やクランキングスタートが可能
でしかもエンジンの始動に支障が生じることのない自動
変速装置を提供することにある。 【構成】クラッチ３１を断接させるエアシリンダ４２を
駆動制御し、変速信号を出力するコントロールユニット
５２と、変速段の噛合態様を切換えるギアシフトユニッ
ト５１と、ギア位置信号を出力するギア位置センサ５６
と、エンジンの回転数信号を出力する回転センサ３９
と、各センサの検出出力及び変速信号を受け、エンジン
回転数信号が停止域内にあるのに加え目標変速段と変速
機のギア位置とが同一でないこと検知した際、クラッチ
断接操作すると共にクラッチ断接操作の間に変速機３２
のギア位置を目標変速段に合わせるようにギアシフトユ
ニット５１とエアシリンダ４２との作動を制御する始動
制御手段としてのコントロールユニット５２とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチェンジレバーの切換操
作により変速信号を発し、この変速信号に基づき作動す
るアクチュエータを用い、クラッチの断接作動、変速機
のギヤ位置の切換という変速操作を行なわせる自動変速
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、チェンジレバーユニットを運転者
が手動により切換操作し、得られた変速信号をコントロ
ールボックスが処理し、所定の作動信号をギヤシフトユ
ニットに出力し、ギヤシフトユニットが空気圧で作動す
る倍力装置を用い変速機を切換作動させるという、いわ
ゆるフィンガータッチコントロール用ギヤシフトユニッ
トが知られており、たとえばその一例が実開昭５７−１
４４７３５号公報や実願昭５７−１３８８３２号の明細
書および図面に開示されている。この種装置は変速機の
切換操作力が小さくなることにより運転者の変速操作に
よる疲労を低減できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、変速時に行な
うクラッチの断接操作はこれを別途運転者自身が行なう
必要がある。このため、従来の摩擦クラッチとギヤ式変
速機とに流体圧で作動するアクチュエータをそれぞれ取
付け、チェンジレバーの切換により発する変速信号に基
づき両アクチュエータを介してクラッチを断接作動させ
ると共にギヤ式変速機を切換え作動させ、クラッチおよ
び変速機の各作動を自動的に行なわせることが望まれて
いる。

【０００４】しかしながら、クラッチの作動を単純に自
動化すると車両の駐車時にはギア位置をニュートラルに
しておかないとエンジンの再始動が出来ないことになる
が、このような手法を使用するとギア入れ駐車が出来な
くなったり、エンジン始動不能時のクランキングスター
トができなくなる問題がある。このため、本発明はギア
入れ駐車やクランキングスタートが可能でしかもエンジ
ンの始動に支障が生じることのない自動変速装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、車両のエンジンと変速機との間のクラ
ッチを断接させるアクチュエータを駆動制御するクラッ
チ操作手段と、運転者の操作または車両の走行状態に対
応して設定される目標変速段に対応する変速信号を出力
する変速段設定手段と、上記変速段の噛合態様を上記変
速信号に基づき目標変速段に切換えるギア位置切換手段
と、上記変速機のギア位置に対応したギア位置信号を出
力するギア位置センサと、上記エンジンの回転数信号を
出力する回転センサと、上記各センサの検出出力及び上
記変速信号を受け、上記エンジン回転数信号が停止域内
にあるのに加え上記目標変速段と変速機のギア位置とが
同一でないことを検知した際、クラッチ断接操作すると
共にクラッチ断接操作の間に変速機のギア位置を上記目
標変速段に合わせるように上記ギア位置切換え手段と上
記クラッチ操作手段との作動を制御する始動制御手段と
を有したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、エンジン回転数信号が停止域
内にあるのに加え目標変速段と変速機のギア位置とが同
一でないことを検知した際、クラッチ断接操作すると共
に、クラッチ断接操作の間に変速機のギア位置を目標変
速段に合わせるので、エンジン停止中であっても運転者
の操作に応じた目標変速段を達成することが出来、ギア
入れ駐車やクランキングスタートが可能になるし、ギア
入れ駐車後でも目標変速段をニュートラルにすれば変速
機のギア位置がニュートラルになり不都合なくエンジン
を始動させることができる。

【０００７】

【実施例】図１には本発明の一実施例としての自動変速
装置を示した。この装置はディーゼルエンジン（以後単
にエンジンと記す）３０と、これの回転力をクラッチ３
１を介して受ける変速機３２とにわたり取付けられる。
エンジン３０はエンジン回転の１／２の回転速度で回転
する入力軸３３を備えた燃料噴射ポンプ（以後単に噴射
ポンプと記す）３４を取付けており、このポンプのラッ
ク３５には電磁アクチュエータ３８が連結される。な
お、入力軸３３にはエンジン回転数信号を発するエンジ
ン回転センサ３９が対設される。クラッチ３１は、通常
時において、フライホイール４０にクラッチ板４１を図
示しない周知の挟持手段により圧接させる。不作動より
クラッチ断作動に入ると、アクチュエータとしてのエア
シリンダ４２が図示しない挟持手段を解除方向へ作動さ
せ、クラッチ３１は接方向ａより断方向ｂに移動する
（図１には断状態を示した）。

【０００８】なお、このクラッチには後述するクラッチ
の断接状態をオン、オフ作動により検出するクラッチエ
アセンサ７０が取付けられるが、場合により、これに代
えてクラッチ断接センサ４３を直接クラッチ３１に対設
してもよく、両者を選択使用する様に並設しても良い。
しかもクラッチ３１の出力軸４４にはクラッチ回転数信
号を発するクラッチ回転数センサ４５が対設される。エ
アシリンダ４２内のエア室４６からはエア通路４７が延
出形成され、これが高圧エア源としてのエアタンク４８
に連結する。エア通路４７の途中には作動エアを断続す
る開閉手段としての電磁式のカット弁４９が取付けら
れ、更に、エア室４６を大気開放するためのデューティ
弁５０が取付けられる。なお、エアシリンダ４２には内
部エア圧が規定値以上（クラッチが断となる値）になる
とオン信号を出力するエアセンサ７０が、また、エアタ
ンク４８には内部エア圧が規定値以下になるとオン信号
を出力するエアセンサ７２がそれぞれ取付けられる。

【０００９】変速機３２内のギヤ位置を切換えるには、
図３に示すシフトパターンに対応した変速位置にチェン
ジレバー５４を操作することにより、変速段選択スイッ
チ５５を切換え、得られる変速信号に基づきギヤ位置切
換手段としてのギヤシフトユニット５１を操作し、シフ
トパターンに対応した目標変速段にギヤ位置を切換える
ものである。ここでＲはリバース段をＮ，１，２，３は
指定変速段を、Ｄは選択変速段を示しており、Ｄレンジ
を選択すると後述する最適変速段決定処理により２速乃
至５速が車速等により決定される。ギヤシフトユニット
５１はミッションコントロールユニット（以後単にコン
トロールユニットと記す）５２からの作動信号により作
動する複数個の電磁バルブ（１つのみ示した）５３と、
このバルブを介してエアタンク４８から高圧の作動エア
が供給されて変速機の図示しないセレクトフォークやシ
フトフォークを作動せしめるパワーシリンダを有し、上
記電磁バルブに与えられる作動信号によりパワーシリン
ダを操作し、セレクト方向次いでシフト方向の順で変速
機３２の噛合態様を変えるよう作動する。更にギヤシフ
トユニット５１にはギヤ位置を検出するギヤ位置センサ
としてのギヤ位置スイッチ５６が対設され、このスイッ
チからのギヤ位置信号はコントロールユニット５２に出
力される。

【００１０】更に、変速機の出力軸５７には車速信号を
発するセンサ５８が対設される。更に、アクセルペダル
３７にはその回転量に応じた抵抗変化を電圧値として生
じさせ、これをＡ／Ｄ変換器５９でデジタル信号化し出
力する負荷センサ６０が取付けられる。ブレーキペダル
６１にはこれが踏込まれた時ハイレベルのブレーキ信号
を出力するブレーキセンサ６２が取付けられる。フライ
ホイール４０にはその外周のリングギヤに適時噛合いエ
ンジン３０をスタートさせるスタータ６３が取付けら
れ、そのスタータリレー６４はコントロールユニット５
２に接続される。なお、符号６５はコンロールユニット
５２とは別途に車両に取付けられると共に車両の各種制
御を行なうエンジンコントロールユニットを示してお
り、図示しない各センサよりの入力信号を受けエンジン
３０の駆動制御等を行なう。このエンジンコントロール
ユニット６５は噴射ポンプ３４の電磁アクチュエータ３
８に作動信号を与え、燃料増減操作によりエンジン回転
数の増減を制御できるものである。なお、エンジンコン
トロールユニット６５はコントロールユニット５２から
のエンジン回転増減信号としての出力信号を受けると、
これを優先して取り入れ、この出力信号に応じてエンジ
ン回転数を増減させることができる。

【００１１】コントロールユニット５２は自動変速装置
に専用されるマイクロコンピュータからなり、マイクロ
プロセッサ（以後単にＣＰＵと記す）６６、メモリ６７
および入出力信号処理回路としてのインターフェース６
８とで構成される。インターフェース６８のインプット
ポート６９には上述の変速段選択スイッチ５５、ブレー
キセンサ６２、負荷センサ６０、エンジン回転センサ３
９、クラッチ回転数センサ４５、ギヤ位置スイッチ５
６、車速センサ５８、クラッチ断接センサ４３（クラッ
チの断接状態をエアセンサ７０に代えて検出する時に用
いる）および両エアセンサ７０，７２より各出力信号が
入力される。一方、アウトプットポート７４は上述のエ
ンジンコントロールユニット６５、スタータリレー６
４、デューティ弁５０、カット弁４９および複数個の電
磁バルブ５３に接続し、それぞれに出力信号を送出でき
る。なお、符号７５はエアタンク４８のエア圧が設定値
に達しない時図示しない駆動回路を介し出力を受け点灯
するウォーニングランプを示す。

【００１２】更に、符号７６はクラッチ摩耗量が規定値
を越えた時出力を受け点灯するクラッチ摩耗ランプを示
す。メモリ６７は図８乃至図９にフローチャートとして
示したプログラムやデータを書込んだＲＯＭ（読み出し
専用メモリ）と書込み読み出し兼用のＲＡＭで構成され
る。即ち、ＲＯＭにはプログラムの外に、負荷信号の値
に対応したデューティ比αを予めデータテーブル（図４
参照）として記憶させておき、適時、テーブルルックア
ップを行なって該当する値を読み出すのに使用される。
更に、上述の変速段選択スイッチ５５は変速信号として
のセレクト信号およびシフト信号を出力するが、この両
信号の一対の組合わせに対応した変速段位置を予めデー
タテーブルとしてＲＯＭに記憶させておき、コントロー
ルユニット５２がこのセレクトおよびシフト信号を受け
た際テーブルルックアップを行なって該当する出力信号
をギヤシフトユニットの各電磁バルブ５３に出力し、変
速信号に対応した目標変速段にギヤ位置を合わせる。し
かもギヤ位置スイッチ５６からのギヤ位置信号は変速完
了により出力され、セレクトおよびシフト信号に対応し
た各ギヤ位置信号が全て出力されたか否かを判別し、噛
合適あるいは否の信号を発するのに用いる。

【００１３】更に、ＲＯＭには、選択変速段（Ｄ）区分
に目標変速段がある時、車速、負荷およびエンジン回転
の各信号に基づき、最適変速段を決定するためのデータ
テーブルをも記憶させておく。コントロールユニット５
２は走行状態に応じて目標変速段を決定する。即ち、コ
ントロールユニット５２は車速に対応した基本変速段を
所定のテーブルルックアップにより読み出し、次に、エ
ンジン負荷、エンジン回転数に応じた補正値で基本変速
段を補正し最適変速段を決定し、これを目標変速段とみ
なす。

【００１４】ここでコントロールユニット５２及びエン
ジンコントロールユニット６５は図２に示すように、変
速段設定手段Ａ１と始動制御手段Ａ２との機能を有す
る。

【００１５】すなわち、ここでは変速段設定手段Ａ１と
して、運転者の操作である変速段選択スイッチ５５から
のセレクト信号およびシフト信号（変速信号）を出力す
るか、または車両の走行状態に対応して設定される目標
変速段に対応する変速信号を出力する。

【００１６】更に、始動制御手段Ａ２として、ギア位置
信号を出力するギヤ位置スイッチ５６、エンジンの回転
数信号を出力するエンジン回転センサ３９、クラッチエ
アセンサ７０等の各センサの検出出力及び変速信号を受
け、エンジン回転数信号が停止域内にあるのに加え目標
変速段と変速機のギア位置とが同一でないこと検知した
際、クラッチ断接操作すると共にクラッチ断接操作の間
に変速機のギア位置を目標変速段に合わせるようにギヤ
シフトユニット５１とエアシリンダ４２との作動を制御
する。ここで、図８乃至図９に従って自動変速装置の制
御処理の説明を行う。

【００１７】プログラムがスタートするとコントロール
ユニット５２はエンジン停止割込の無い限り始動処理に
入る。そして始動処理完了の後、車速信号を入力させ、
その値が規定値（例えば２Ｋｍ／ｈ乃至３Ｋｍ／ｈ）以
下では発進処理を、以上では変速処理を行なう。ただし
エンジン回転数信号がエンスト回転数としての設定値を
下回った場合、クラッチ３１を断（オフ）つようカット
弁４９にオン信号をデューティ弁５０にオフ信号を出力
する。

【００１８】図９により始動処理を説明する。エンジン
回転数信号を入力させ、その値がエンジンの停止域内に
あるか否かステップ１（以後図中においてはステップを
Ｓとして示す）で調べ、エンジン停止時にイエスに進
む。チェンジレバー位置とギヤ位置が同じか否か、即
ち、変速信号とギヤ位置信号が同じとなり、変速段選択
スイッチ５５で指示した目標変速段（ここでＤレンジの
場合、予め最大変速比であるたとえば２速と設定してお
く）に変速機３２のギヤ位置が整列しているかを判別し
（ステッフ２）、イエスでスタータリレー６４に図示し
ない駆動回路を介し出力し、図示しないスタータスイッ
チを操作することによりスタータ６３を回せる状態にす
る（ステップ３）。目標変速段をニュートラルとした場
合にエンジンがかかると更にエア圧スイッチ７２の検出
信号が設定値を上回っているか否かを調べ（ステップ
５）、イエスでリターンする。エア圧がない時はエアタ
ンク４８が規定のエア圧になるまで待ちステップ５を完
了する。一方、目標変速段が高変速比（低変速段）にセ
ットされているに於いてもこの目標変速段と変速機３２
のギヤ位置が一致しているとスタータ始動可となる。こ
の場合車輪がスタータで回転されることとなり、例え
ば、緊急脱出移動を必要とする際に有効利用できる。

【００１９】ステップ２でノーの場合、エア圧が有無を
調べ（ステップ６）、ノーの場合ウォーニングランプ７
５に出力信号を発し（ステップ７）、イエスの場合ある
いは外部よりエア補給によりイエスに復帰した場合クラ
ッチ３１を断つようアウトプットポート７４を介しカッ
ト弁４９にオン信号を、デューティ弁５０にオフ信号を
それぞれ出力する（ステップ８）。クラッチ断の間にギ
ヤシフトユニット５１は目標変速段に対応する出力信号
をアウトプットポート７４を介し受け、正常に働き、ギ
ヤ位置が目標変速段に合わされる（ステップ９）。この
後デューティ弁５０にアウトプットポート７４を介し所
定時限のみオン出力がなされ、即ち、エア室４６が大気
開放されクラッチミートがなされる（ステップ１０）。
このステップ２より６，８，９，１０のループは目標変
速段にギヤ位置が整列するまで繰返される。このような
始動処理の後、発進処理に入るが、ここではニュートラ
ル以外の変速段Ｒ，１，２，３，Ｄに変速機が切換えら
れ、アクセルペダルの踏み込み量が発進意志を表すまで
踏み込まれた時点で、発進制御に入る。そして図５に示
すようにクラッチを半クラッチに保持し（ｐ１点参照）
最適デューティ比でクラッチを戻し、エンジン回転数と
クラッチ出力軸回転数の偏差の変化が規定域に入ると
（時点Ｔ１参照）その状態でクラッチをホールドし、回
転数の偏差が設定値を下回った時点（時点Ｔ２参照）で
クラッチを接合し、発進処理を完了する。

【００２０】さらに発進処理の後、コントロールユニッ
ト５２は車速信号を読み取りこれが設定値を上回ってい
ると変速処理に入る。この変速処理では、指定変速段指
定ではクラッチ断接操作をし、指定変速段にギヤ位置を
合わせる操作をする。更に、選択変速段では車速信号に
基づき最適変速段を決定し、その上で、クラッチ断接操
作をし、ギヤ位置を最適変速段に合わせる操作を行な
う。なお、変速処理において、リバース段と判断された
場合、異常判定をすることと成る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ギア入
れ駐車やクランキングスタートが可能となり車両の停車
時安全性や、緊急時の脱出特性を向上出来、しかも、エ
ンジンの始動に支障が生じることのない自動変速装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての自動変速装置の概略
全体構成図である。

【図２】本発明の機能ブロック図である。

【図３】図１の自動変速装置に用いるシフトパターン図
である。

【図４】図１の自動変速装置に用いる負荷信号／デュー
ティ比のデータテーブルの特性線図である。

【図５】図１の自動変速装置のクラッチエア圧の経時変
化の一例を示す線図である。

【図６】図１の自動変速装置のエンジンおよびクラッチ
出力軸の各回転数の経時変化の一例を示す線図である。

【図７】図１の自動変速装置のエンジンとクラッチ出力
軸の回転数差の経時変化を制御すべき領域の一例を示す
線図である。

【図８】図１の自動変速装置に用いる制御プログラム中
のメインルーチンのフローチャートである。

【図９】図１の自動変速装置に用いる制御プログラム中
の始動ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

３０ エンジン ３２ 変速機 ３１ クラッチ ３９ 回転センサ ４２ エアシリンダ ４３ クラッチ断接センサ ４４ クラッチの出力軸 ４５ クラッチ回転センサ ４６ エア室 ４９ カット弁 ５０ デューティ弁 ５１ ギアシフトユニット ５３ 電磁バルブ ５５ 変速段選択スイッチ ５８ 車速センサ ６０ 負荷センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のエンジンと変速機との間のクラッチ
   を断接させるアクチュエータを駆動制御するクラッチ操
   作手段と、 運転者の操作または車両の走行状態に対応して設定され
   る目標変速段に対応する変速信号を出力する変速段設定
   手段と、 上記変速段の噛合態様を上記変速信号に基づき目標変速
   段に切換えるギア位置切換手段と、 上記変速機のギア位置に対応したギア位置信号を出力す
   るギア位置センサと、 上記エンジンの回転数信号を出力する回転センサと、 上記各センサの検出出力及び上記変速信号を受け、上記
   エンジン回転数信号が停止域内にあるのに加え上記目標
   変速段と変速機のギア位置とが同一でないことを検知し
   た際、クラッチ断接操作すると共にクラッチ断接操作の
   間に変速機のギア位置を上記目標変速段に合わせるよう
   に上記ギア位置切換え手段と上記クラッチ操作手段との
   作動を制御する始動制御手段とを有したことを特徴とす
   る自動変速装置。