JP2001280480A

JP2001280480A - 車両の自動変速装置

Info

Publication number: JP2001280480A
Application number: JP2000101292A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Nishimura; 伸之西村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP4284825B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキ作動状態から非作動状態に切り換わ
ったときにシンクロ制御によってメインギヤをギヤイン
することによる不具合を防止する。【解決手段】機械的なシンクロ機構を有しないメイン
ギヤを含む変速機と、変速機の変速を制御するコントロ
ールユニットと、コントロールユニットの信号に基づき
変速機の変速を実行するアクチュエータとを備え、上記
メインギヤの変速の際に所定のシンクロ制御を実行する
ものにあって、ブレーキの作動状態を検出するためのブ
レーキ検出手段と、ブレーキが作動状態から非作動状態
に切り換わったとき、シンクロ終了の是非に拘らず一定
時間メインギヤのギヤインを禁止するギヤイン禁止手段
とを備える。上記ブレーキ検出手段はブレーキスイッチ
を含んでもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にトラクタ等の
大型車両に適用される車両の自動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近ではドライバの負担を軽減するた
め、トラクタやトラック等の大型車両においても自動変
速装置を採用する例が多く見られる。このような大型車
両では、メインギヤの他に、副変速機としてのスプリッ
タ及びレンジギヤを有する多段変速機が装備される。こ
の場合、部品数及びコストの低減を図るため、メインギ
ヤから機械的シンクロ機構を省略し、代わりにシンクロ
制御なるものを行ってギヤインの際の同期を図ることが
考えられる。ここでシンクロ制御とは、主に、シフトア
ップのときはカウンタシャフトブレーキ制御を行うこと
であり、シフトダウンのときはダブルクラッチ制御を行
うことである。また、シンクロ状態とは、次回変速先の
目標メインギヤ段において、ドグギヤ回転とスリーブ回
転とが略一致していることをいう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる自動
変速装置では変速機のカウンタシャフト回転とアウトプ
ットシャフト回転とから目標メインギヤ段のドグギヤ回
転とスリーブ回転とを割り出し、シンクロ状態を判断す
るようになっている。しかし、車両走行中、ブレーキ作
動状態からブレーキ非作動状態に移ったとき、車速の変
化率が比較的急激に変化するので、これに伴ってアウト
プットシャフト回転にも変曲点をもつようになる。こう
なるとアウトプットシャフト回転、ひいてはスリーブ回
転を正確に計算できず、このような不正確な値に基づい
てシンクロ状態を判断し、ギヤインを許容すると、実際
にはシンクロ状態でないのに無理にギヤインする可能性
があり、ギヤ鳴り等の不具合が懸念される。

【０００４】そこで、本発明の目的は、ブレーキ作動状
態から非作動状態に移行したときにシンクロ制御を行う
ことに起因するギヤ鳴り等の不具合を防止することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両の自動
変速装置は、機械的なシンクロ機構を有しないメインギ
ヤを含む変速機と、変速機の変速を制御するコントロー
ルユニットと、コントロールユニットの信号に基づき変
速機の変速を実行するアクチュエータとを備え、上記メ
インギヤの変速の際に所定のシンクロ制御を実行するも
のにあって、ブレーキの作動状態を検出するためのブレ
ーキ検出手段と、ブレーキが作動状態から非作動状態に
切り換わったとき、一定時間メインギヤのギヤインを禁
止するギヤイン禁止手段とを備えたものである。

【０００６】ここで、上記ブレーキ検出手段が、ブレー
キペダルの踏込み・解放に応じてON/OFFするブレーキス
イッチを含むのが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【０００８】図１に本実施形態に係る車両の自動変速装
置を示す。ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタ
であり、エンジンがディーゼルエンジンである。図示す
るように、エンジン１にクラッチ２を介して変速機３が
取り付けられ、変速機３のアウトプットシャフト４（図
２参照）が図示しないプロペラシャフトに連結されて後
輪（図示せず）を駆動するようになっている。エンジン
１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６によっ
て電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、エンジン回転セ
ンサ７とアクセル開度センサ８との出力から現在のエン
ジン回転速度及びエンジン負荷を読取り、主にこれらに
基づいて燃料噴射ポンプ１ａを制御し、燃料噴射時期及
び燃料噴射量を制御する。

【０００９】一方、変速中は、アクセル開度センサ８に
よって検知される実アクセル開度と無関係にＥＣＵ６自
らが加工した疑似アクセル開度なるものに基づいてエン
ジン制御を実行する。これは特に後述するダブルクラッ
チ制御において必要である。

【００１０】図２に示すように、エンジンのクランク軸
にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール
１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１
ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを
出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウン
トしてエンジン回転数を算出する。

【００１１】図１に示すように、ここではクラッチ２と
変速機３とがトランスミッションコントロールユニット
（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。
即ちかかる自動変速装置には自動クラッチ装置と自動変
速機とが備えられる。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いに
バスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能であ
る。

【００１２】図１、図２、図３に示すように、クラッチ
２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホ
イール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及び
ドリブンプレート２ａをフライホイール１ｂに摩擦接触
或いは離反させるプレッシャプレート２ｂから構成され
る。そしてクラッチ２は、クラッチブースタ（クラッチ
アクチュエータ）１０によりプレッシャプレート２ｂを
軸方向に操作し、基本的には自動断接され、ドライバの
負担を軽減し得るものとなっている。一方、微低速バッ
クに際しての微妙なクラッチワークや、非常時のクラッ
チ急断等を可能とするため、ここではクラッチペダル１
１によるマニュアル断接も可能となっている。所謂セレ
クティブオートクラッチの構成である。クラッチ位置
（即ちプレッシャプレート２ｂの位置）を検知するため
のクラッチストロークセンサ１４と、クラッチペダル１
１の位置を検知するためのクラッチペダルストロークセ
ンサ１６とが設けられ、それぞれＴＭＣＵ９に接続され
る。

【００１３】図３に分かりやすく示すが、クラッチブー
スタ１０は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じて
エアタンク５に接続され、エアタンク５から供給される
空圧で作動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、
他方の通路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方
の通路ａが二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断
接用の電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他
方に非常用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部
にダブルチェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の
通路ｂに、クラッチブースタ１０に付設される油圧作動
弁１２が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブル
チェックバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェック
バルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁であ
る。

【００１４】上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥ
はＴＭＣＵ９によりON/OFF制御され、ONのとき上流側を
下流側に連通し、OFF のとき上流側を遮断して下流側を
大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ
１は単にイグニッションキーのON/OFFに合わせてON/OFF
されるだけである。イグニッションキーOFF 、つまり停
車中はOFF となり、エアタンク５からの空圧を遮断す
る。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア
量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接
速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２
がともにONだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバ
ルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチ
ブースタ１０に供給される。これによりクラッチが分断
される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがOFF
され、これによりクラッチブースタ１０の空圧がＭＶＣ
２から排出されてクラッチが接続される。

【００１５】ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁
ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがOFF と
なると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されて
しまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断
回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをONする。
すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェック
バルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチブースタ１０
に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急
接が防止される。

【００１６】次にマニュアル側を説明する。クラッチペ
ダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１
３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路
１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによ
って油圧作動弁１２が開閉され、クラッチブースタ１０
への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接
が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過し
た空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてク
ラッチブースタ１０に至る。

【００１７】図２に詳細に示すように、変速機３は基本
的に常時噛み合い式の多段変速機で、前進１６段、後進
２段に変速可能である。変速機３はメインギヤ１８と、
その入力側及び出力側にそれぞれ副変速機としてのスプ
リッタ１７及びレンジギヤ１９を備える。そして、イン
プットシャフト１５に伝達されてきたエンジン動力をス
プリッタ１７、メインギヤ１８、レンジギヤ１９へと順
に送ってアウトプットシャフト４に出力する。

【００１８】変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニ
ットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メイン
ギヤ１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当するス
プリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２
１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。これ
らアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作動
され、ＴＭＣＵ９によって制御される。各ギヤ１７，１
８，１９の現在ポジションはギヤポジションスイッチ２
３（図１参照）で検知される。カウンタシャフト３２の
回転速度がカウンタシャフト回転センサ２６で検知さ
れ、アウトプットシャフト４の回転速度がアウトプット
シャフト回転センサ２８で検知される。これら検知信号
はＴＭＣＵ９に送られる。

【００１９】この自動変速機ではマニュアルモードが設
定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュ
アル変速が可能である。この場合、図１に示すように、
クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は運転席
に設けられたシフトレバー装置２９からの変速指示信号
を合図に行われる。即ち、ドライバが、シフトレバー装
置２９のシフトレバー２９ａをシフト操作すると、シフ
トレバー装置２９に内蔵されたシフトスイッチが作動
（ON）し、変速指示信号がＴＭＣＵ９に送られ、これを
基にＴＭＣＵ９はクラッチブースタ１０、スプリッタア
クチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレン
ジアクチュエータ２２を適宜作動させ、一連の変速操作
（クラッチ断→ギヤ抜き→ギヤ入れ→クラッチ接）を実
行する。そしてＴＭＣＵ９は現在のシフト段をモニター
３１に表示する。

【００２０】図示するシフトレバー装置２９において、
Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、ＵＰ
はシフトアップ、ＤＯＷＮはシフトダウンをそれぞれ意
味する。シフトスイッチはこれら各ポジションに応じた
信号を出力する。また運転席に、変速モードを自動とマ
ニュアルに切り換えるモードスイッチ２４と、変速を１
段ずつ行うか段飛ばしで行うかを切り換えるスキップス
イッチ２５とが設けられる。

【００２１】自動変速モードのとき、シフトレバー２９
ａをＤレンジに入れておけば車速に応じて自動的に変速
が行われる。またこの自動変速モードでも、ドライバが
シフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作すれば、
マニュアルでのシフトアップ又はシフトダウンが可能で
ある。この自動変速モードにおいて、スキップスイッチ
２５がOFF （通常モード）なら、シフトレバー２９ａの
１回のＵＰ又はＤＯＷＮの操作により、変速は１段ずつ
行われる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的
大きいときに有効である。またスキップスイッチ２５が
ON（スキップモード）なら変速は１段飛ばしで行われ
る。これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いとき
などに有効である。

【００２２】一方、マニュアル変速モードのときは、変
速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａ
がＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持さ
れ、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵ
Ｐ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又は
シフトダウンが可能である。このときも前記同様、スキ
ップスイッチ２５がOFF なら１回の操作につき変速は１
段ずつ行われ、スキップスイッチ２５がONなら変速は１
段飛ばしで行われる。このモードではＤレンジは現ギヤ
段を保持するＨ（ホールド）レンジとなる。

【００２３】なお、運転席に非常用変速スイッチ２７が
設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ
２７の手動切換により変速できるようになっている。

【００２４】また、運転席にブレーキペダル５２が設け
られ、ドライバによるブレーキペダル５２の踏込み・解
放に応じてマスタシリンダ５３から油圧が給排され、車
両のブレーキが作動・非作動となる。このブレーキの作
動・非作動状態を検知するため二つのブレーキスイッチ
５３ａ，５３ｂが設けられる。これらブレーキスイッチ
はマスタシリンダ５３の液圧に応じてON/OFFが切り替わ
る。一方のブレーキスイッチ５３ａは低圧用で、比較的
小さいペダル踏力でONとなる。ブレーキの初期の作動を
検知するためである。他方のブレーキスイッチ５３ｂは
高圧用で、比較的大きいペダル踏力でONとなる。ブレー
キの後期の作動を検知するためである。

【００２５】図２に示すように、変速機３にあっては、
インプットシャフト１５、メインシャフト３３及びアウ
トプットシャフト４が同軸上に配置され、カウンタシャ
フト３２がそれらの下方に平行配置される。インプット
シャフト１５がクラッチ２のドリブンプレート２ａに接
続され、インプットシャフト１５とメインシャフト３３
とが相対回転可能に支持される。

【００２６】まずスプリッタ１７とメインギヤ１８の構
成を説明する。インプットシャフト１５にインプットギ
ヤＳＨが回転可能に取り付けられる。またメインシャフ
ト３３にも前方から順にギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，
ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳ
Ｈ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれカウンタシャ
フト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，
Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバ
ースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩ
Ｒはカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣ
Ｒに常時噛合される。

【００２７】インプットシャフト１５及びメインシャフ
ト３３に取り付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギ
ヤを選択し得るようドグギヤ３６が一体的に設けられ、
これらドグギヤ３６に隣接してインプットシャフト１５
及びメインシャフト３３に第１〜第４ハブ３７〜４０が
固設される。第１〜第４ハブ３７〜４０には第１〜第４
スリーブ４２〜４５が嵌合される。ドグギヤ３６及び第
１〜第４ハブ３７〜４０の外周部と、第１〜第４スリー
ブ４２〜４５の内周部とにスプラインが形成されてお
り、第１〜第４スリーブ４２〜４５は第１〜第４ハブ３
７〜４０に常時係合してインプットシャフト１５又はメ
インシャフト３３と同時回転すると共に、前後にスライ
ド移動してドグギヤ３６に対し選択的に係合・離脱す
る。この係合・離脱によりギヤイン・ギヤ抜きが行われ
る。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエー
タ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動を
メインアクチュエータ２１で行う。

【００２８】このように、スプリッタ１７とメインギヤ
１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変速
され得る常時噛み合い式の構成とされる。特に、スプリ
ッタ１７のスプライン部には通常の機械的なシンクロ機
構が存在するものの、メインギヤ１８の各スプライン部
にはシンクロ機構が存在しない。このため、後述のシン
クロ制御なるものを行ってドグギヤ回転とスリーブ回転
とを同期させ、シンクロ機構なしで変速できるようにし
ている。ここではメインギヤ１８以外にスプリッタ１７
にもニュートラルポジションが設けられ、所謂ガラ音対
策がなされている（特願平11-319915 号参照）。

【００２９】次にレンジギヤ１９の構成を説明する。レ
ンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ
・ローいずれかのポジションに切り替えることができ
る。遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端
に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複
数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周
に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。
各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能
に支持され、キャリア６８はアウトプットシャフト４に
連結される。リングギヤ６７は管部６９を一体的に有
し、管部６９はアウトプットシャフト４の外周に相対回
転可能に嵌め込まれてアウトプットシャフト４とともに
二重軸を構成する。

【００３０】第５ハブ４１が管部６９に一体的に設けら
れる。また第５ハブ４１の後方に隣接して、アウトプッ
トシャフト４にアウトプットシャフトドグギヤ７０が一
体的に設けられる。第５ハブ４１の前方に隣接して、ミ
ッションケース側に固定ドグギヤ７１が設けられる。第
５ハブ４１の外周に第５スリーブ４６が嵌合される。こ
れら第５ハブ４１、アウトプットシャフトドグギヤ７
０、固定ドグギヤ７１及び第５スリーブ４６にも前記同
様にスプラインが形成され、第５スリーブ４６が第５ハ
ブ４１に常時係合すると共に、前後にスライド移動して
アウトプットシャフトドグギヤ７０又は固定ドグギヤ７
１に対し選択的に係合・離脱する。第５スリーブ４６の
移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジギ
ヤ１９のスプライン部には機械的なシンクロ機構が存在
する。

【００３１】第５スリーブ４６が前方に移動するとこれ
が固定ドグギヤ７１に係合し、第５ハブ４１と固定ドグ
ギヤ７１とが連結される。これによりリングギヤ６７が
ミッションケース側に固定され、アウトプットシャフト
４が１より大きい比較的大きな減速比（ここでは4.5 ）
で回転駆動されるようになる。これがローのポジション
である。

【００３２】一方、第５スリーブ４６が後方に移動する
とこれがアウトプットシャフトドグギヤ７０に係合し、
第５ハブ４１とアウトプットシャフトドグギヤ７０とが
連結される。これによりリングギヤ６７とキャリア６８
とが互いに固定され、アウトプットシャフト４が１の減
速比で直結駆動されるようになる。これがハイのポジシ
ョンである。このようにかかるレンジギヤ１９ではハイ
・ロー間の減速比が比較的大きく異なる。

【００３３】結局、この変速機３では、前進側におい
て、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギヤ１
８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に変速可
能であり、計２×４×２＝１６段に変速することができ
る。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ・ロー
を切り替えて２段に変速することができる。

【００３４】次に、各アクチュエータ２０，２１，２２
について説明する。これらアクチュエータはエアタンク
５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの
空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そして
これら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空
圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。

【００３５】スプリッタアクチュエータ２０は、ダブル
ピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶ
Ｈ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７を
ニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦ
Ｆ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにす
るときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／Ｏ
Ｎとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ
／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。

【００３６】メインアクチュエータ２１は、ダブルピス
トンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４
８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当す
る空圧シリンダ４９とを備える。各空圧シリンダ４８及
び４９に対し複数ずつ電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥ及
びＭＶＢ，ＭＶＡが設けられる。

【００３７】セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／
ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方
に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択
可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／Ｏ
Ｎのとき中立となり、メインギヤの１ｓｔ、２ｎｄ又は
Ｎ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，
ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メインギヤの
Ｒｅｖ又はＮ１を選択可能とする。

【００３８】シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／Ｏ
Ｎ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ
１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶ
Ｂ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎ
ｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦ
Ｆ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤ
の１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。

【００３９】レンジアクチュエータ２２は、シングルピ
ストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶ
Ｉ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶ
Ｉ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レ
ンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮの
とき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。

【００４０】ところで、後述するシンクロ制御に際して
カウンタシャフト３２を制動するため、カウンタシャフ
ト３２にはカウンタシャフトブレーキ２７が設けられ
る。カウンタシャフトブレーキ２７は湿式多板ブレーキ
であって、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の
給排を切り替えるため電磁弁ＭＶＢＲＫが設けられ
る。電磁弁ＭＶＢＲＫがＯＮのときカウンタシャフト
ブレーキ２７に空圧が供給され、カウンタシャフトブレ
ーキ２７が作動状態となる。電磁弁ＭＶＢＲＫがＯＦ
Ｆのときにはカウンタシャフトブレーキ２７から空圧が
排出され、カウンタシャフトブレーキ２７が非作動とな
る。

【００４１】次に、自動変速制御の内容を説明する。Ｔ
ＭＣＵ９には図４に示すシフトアップマップと図５に示
すシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ
９は、自動変速モードのとき、これらマップに従って自
動変速を実行する。例えば図４のシフトアップマップに
おいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整数）からｎ
＋１へのシフトアップ線図がアクセル開度（％）とアウ
トプットシャフト回転（rpm ）との関数で決められてい
る。そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）とア
ウトプットシャフト回転（rpm ）とからただ１点が定ま
る。車両加速中は、車輪に連結されたアウトプットシャ
フト４の回転が次第に増加していく。そこで通常の自動
変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に１段
ずつシフトアップを行うこととなる。このときスキップ
モードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして２段ずつ
シフトアップを行う。

【００４２】図５のシフトダウンマップにおいても同様
に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎ
へのシフトダウン線図がアクセル開度（％）とアウトプ
ットシャフト回転（rpm ）との関数で決められている。
そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）とアウト
プットシャフト回転（rpm ）とからただ１点が定まる。
車両減速中はアウトプットシャフト４の回転が次第に減
少していくので、通常の自動変速モードでは、現在の１
点が各線図を越える度に１段ずつシフトダウンを行う。
スキップモードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして
２段ずつシフトダウンする。

【００４３】一方、マニュアルモードのときは、これら
マップと無関係にドライバが自由にシフトアップ・ダウ
ンを行える。通常モードなら１回のシフトチェンジ操作
で１段変速でき、スキップモードなら１回のシフトチェ
ンジ操作で２段変速できる。

【００４４】なおＴＭＣＵ９は、アウトプットシャフト
回転センサ２８により検知される現在のアウトプットシ
ャフト回転の値から現在の車速を換算し、これをスピー
ドメータに表示する。つまり車速がアウトプットシャフ
ト回転から間接的に検知され、アウトプットシャフト回
転と車速とは比例関係にある。

【００４５】次に、シンクロ制御の内容を説明する。

【００４６】図６、図７に示すように、ＴＭＣＵ９に
は、スプリッタ１７及びメインギヤ１８における各ギヤ
の歯数Ｚ_SH，Ｚ₁〜Ｚ₄，Ｚ_R，Ｚ_CH，Ｚ_C1〜Ｚ_C4，Ｚ
_CRと、レンジギヤ１９におけるハイ・ローの減速比とが
予め記憶されている。そこでＴＭＣＵ９は、メインギヤ
１８のギヤ歯数と、カウンタシャフト回転センサ２６に
よって検知されるカウンタシャフト回転(rpm) とに基づ
き、次回変速先となるメインギヤ１８のギヤ段（目標メ
インギヤ段）におけるドグギヤ回転(rpm) を算出する。
またＴＭＣＵ９は、次回変速先となるレンジギヤ１９の
ギヤ段（目標レンジギヤ段）の減速比と、アウトプット
シャフト回転センサ２８によって検知されるアウトプッ
トシャフト回転(rpm) とに基づき、メインギヤ１８にお
けるスリーブ回転(rpm) を算出する。

【００４７】図７の表の左欄において、左端に記載され
た「１ｓｔ」、「２ｎｄ」…「Ｒｅｖ」の語は目標メイ
ンギヤ段を示している。また括弧内の「１ｓｔ」、「２
ｎｄ」…の語は各目標メインギヤ段が担当する変速機全
体としての目標ギヤ段を示している。例えば、メインギ
ヤ１８の「１ｓｔ」（ギヤＭ１）が担当する変速機全体
のギヤ段は「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「９ｔｈ」、「１
０ｔｈ」である。括弧内の語は最初の二つと後の二つと
がレンジギヤ１９のロー・ハイで切り分けられる。例え
ばメインギヤ「１ｓｔ」だと「１ｓｔ」、「２ｎｄ」が
レンジギヤロー、「９ｔｈ」、「１０ｔｈ」がレンジギ
ヤハイである。そして最初の二つ又は後の二つの中にお
いて、先と後とがスプリッタ１７のロー・ハイで切り分
けられる。例えばメインギヤ「１ｓｔ」でレンジギヤロ
ーだと、スプリッタローで変速機は「１ｓｔ」、スプリ
ッタハイで変速機は「２ｎｄ」となる。またメインギヤ
「１ｓｔ」でレンジギヤハイだと、スプリッタローで変
速機は「９ｔｈ」、スプリッタハイで変速機は「１０ｔ
ｈ」となる。目標メインギヤ段の「２ｎｄ」、「３ｒ
ｄ」、「４ｔｈ」についても同様である。

【００４８】目標メインギヤ段「Ｒｅｖ」ではレンジギ
ヤ１９による切り分けは行われず、スプリッタ１７のみ
で切り分けがなされる。スプリッタハイでリバース「ｈ
ｉｇｈ」、スプリッタローでリバース「ｌｏｗ」とな
る。

【００４９】図７の表の右欄はドグギヤ回転(rpm) の算
出式を示している。例えば目標メインギヤ段「１ｓｔ」
だと、カウンタシャフト回転センサ２６による検出値
（カウンタシャフト回転(rpm) ）に、ギヤ比Ｚ_C1／Ｚ₁
を乗じた値が、ギヤＭ１に固設されたドグギヤ３６の回
転即ちドグギヤ回転(rpm) となる。目標メインギヤ段
「Ｒｅｖ」では、カウンタシャフト回転(rpm) にギヤ比
Ｃ_Rev（ここでは0.45）を乗じた値がドグギヤ回転(rp
m) となる。

【００５０】一方、図７の下段は、メインギヤ１８のス
リーブ４３、４４、４５の回転即ちスリーブ回転(rpm)
の算出式を示している。次回変速先の目標レンジギヤ段
がHighのときは、減速比が１なので、アウトプットシャ
フト回転センサ２８の検出値（アウトプットシャフト回
転(rpm) ）がそのままスリーブ回転(rpm) となる。また
目標レンジギヤ段がLow のときは、減速比がＣ_RG＝4.5
なので、アウトプットシャフト回転(rpm) に減速比Ｃ_RG
を乗じた値がスリーブ回転(rpm) となる。

【００５１】シンクロ制御では、これらドグギヤ回転と
スリーブ回転とをギヤイン可能な範囲内に近付ける制御
を行う。具体的には回転差ΔＮ＝（ドグギヤ回転−スリ
ーブ回転）を計算し、この値をギヤイン可能な範囲に入
れる制御を行う。シフトアップでは、通常ギヤイン直前
でドグギヤ回転＞スリーブ回転となっているので、カウ
ンタシャフトブレーキ（以下ＣＳＢという）制御を行
い、ドグギヤ回転を下げる。逆に、シフトダウンでは、
通常ギヤイン直前でドグギヤ回転＜スリーブ回転となっ
ているので、ダブルクラッチ制御を行い、ドグギヤ回転
を上げる。

【００５２】ダブルクラッチ制御は以下の如きである。
図８に示すように、時刻ｔ₁で変速指示信号があった場
合、まずクラッチ断し、ギヤ抜きを行う。ギヤ抜きは、
クラッチが切れ始めた直後の位置、言い換えれば半クラ
ッチ領域に入った直後の位置ｐ₁で開始する。エンジン
制御は、クラッチ位置がｐ₁となった時点から、実アク
セル開度から離れた疑似アクセル開度に基づく制御に移
行する。このときエンジン回転は、カウンタシャフトを
加速させるのに十分で、且つ目標メインギヤ段において
ドグギヤ回転をスリーブ回転に略一致させることができ
るような回転（目標エンジン回転）まで上昇され、この
回転に達すると回転が一定に保持される。

【００５３】ギヤ抜き後、クラッチが一瞬接続され、こ
れによりドグギヤ回転がギヤイン可能な回転まで上昇す
る。この直後クラッチが再び断され、ギヤインが実行さ
れる。ギヤインは、クラッチ切り終わり直前となる位
置、言い換えれば半クラッチ領域から抜け出る直前の位
置ｐ₂から開始される。ギヤイン終了後、直ちにクラッ
チが再接続され、クラッチが完接されるとダブルクラッ
チ制御が終了し、エンジン及びカウンタシャフト回転が
実アクセル開度に従った回転に移行する。

【００５４】ところで、変速機全体のシフトダウンのと
き、レンジギヤのシフトダウンとダブルクラッチ制御と
を両方実行するときがある。図７の表でいえば９ｔｈ→
７ｔｈ、９ｔｈ→８ｔｈ、１０ｔｈ→８ｔｈの場合であ
る。このときこれらの順番を適当に定めないと全体の変
速時間を徒に長くしてしまう。

【００５５】即ち、レンジギヤはハイ・ロー間の減速比
が比較的大きく異なるので、機械的シンクロ機構を有し
ていてもシフトダウンに時間がかかる。またダブルクラ
ッチ制御も、ギヤ抜き・ギヤイン間で一回クラッチをつ
なぎ、回転合わせするので、比較的時間がかかる。よっ
てこれらを順番に行っていたのでは全体の変速時間が長
くなる。

【００５６】そこで、本装置では、レンジギヤのシフト
ダウンを伴う変速機全体のシフトダウンのとき、レンジ
ギヤのシフトダウンとダブルクラッチ制御とを同時に行
い、全体の変速時間を短縮するようにしている。以下こ
れについて説明する。

【００５７】本装置では、レンジギヤのシフトダウンを
伴う変速機全体のシフトダウンのときと、そうでないと
きとで変速パターンを分けている。図９はこの変速パタ
ーン判別のためのプログラムを示す。変速指示があると
ＴＭＣＵ９はまずステップ１０１でレンジギヤの変速の
有無を判断する。レンジギヤ変速無のときはステップ１
０４に進んで変速Ａパターンを選択する。変速Ａパター
ンとは図１０のチャートに従って変速するパターンのこ
とで、通常の変速パターンである。レンジギヤ変速有の
ときはステップ１０２に進んでその変速がシフトダウン
（Ｈ→Ｌ）か否かを判断する。シフトアップならステッ
プ１０４に進んで変速Ａパターンを選択し、シフトダウ
ンならステップ１０３に進んで変速Ｂパターンを選択す
る。変速Ｂパターンとは図１１のチャートに従って変速
するパターンのことで、比較的特殊なケースにおいて行
われる変速パターンである。

【００５８】図１０、図１１においては、図の上方から
下方に向かう時間軸があり、横並びに示されている項目
は同時ないし同時期に行うことを示している。例えば図
１０でステップ２０１とステップ２０２とは同時に行
う。

【００５９】レンジギヤのシフトダウンを伴わない変速
Ａパターンについて。図１０に示すように、まず、メイ
ンギヤ変速有のときはステップ２０１に進んでメインギ
ヤ抜きを行う。このときスプリッタの変速も有るとき
は、ステップ２０２に進んでスプリッタのギヤ抜き（シ
フト抜き）を行う。このときの条件はクラッチ位置がｐ
₁より断側にあることである。なおこれを「クラッチ位
置＞ｐ₁」と表示する。勿論、メインギヤ又はスプリッ
タの一方しか変速しない場合は両ステップのうち一方が
省略される。なおレンジギヤのみの変速の場合は無い。
図７の表に示すように、一気に７段飛ばし（ex.2nd→10
th）になってしまうからである。

【００６０】次に、ステップ２０３、２０４、２０５を
同時に行う。ステップ２０３では次にギヤインするギヤ
Ｍ１，Ｍ２…に合わせてメインギヤのセレクトを行う。
条件はメインギヤがニュートラルにあることである。ス
テップ２０４では、レンジギヤの変速があるときは、そ
のギヤ抜きとギヤインとを同時に行う。これは図２に示
したようにレンジアクチュエータ２２の構造上、抜きと
インとが同時に行われてしまうからである。このときの
条件はクラッチ位置がｐ₂より断側にあるか（「クラッ
チ位置＞ｐ₂」と表示する）、又はメインギヤがニュー
トラルであることである。ステップ２０５ではスプリッ
タのギヤイン（シフトイン）を行う。条件はステップ２
０４と同様クラッチ位置＞ｐ₂又はメインギヤ＝Ｎであ
る。これによりエンジン動力がカウンタシャフト３２ま
で伝達可能となり、ダブルクラッチ制御可能となる。な
お、スプリッタのみの変速の場合はここで変速完了とな
る。

【００６１】ステップ２０６ではシンクロ制御を実行す
る。ここでの条件はメインギヤがＮで、且つスプリッタ
とレンジギヤとがシフト完了していることである。ドグ
ギヤ回転−スリーブ回転＞Ｍ₁（設定値）のとき、即ち
シフトアップのときは、カウンタシャフトブレーキ制御
を行い、ドグギヤ回転をスリーブ回転付近まで下げる。
一方、ドグギヤ回転−スリーブ回転＜Ｍ₂（設定値）の
ときは、ダブルクラッチ制御を行い、ドグギヤ回転をス
リーブ回転付近まで上げる。

【００６２】こうしてメインギヤの同期を終えたらステ
ップ２０７に進んでメインギヤをギヤインする。ここで
の条件は、メインギヤがセレクト完了しており（ステッ
プ２０３）、目標カウンタシャフト回転と現カウンタシ
ャフト回転との差の絶対値がギヤイン可能な値α以下で
あり、且つクラッチ位置＞ｐ₂となっていることであ
る。以上により変速Ａパターンを終了する。

【００６３】次に、レンジギヤのシフトダウンを伴う変
速Ｂパターンについて。図１１に示すように、ここでは
メインギヤの変速は必須なので（図７参照）、ステップ
３０２に進んでメインギヤ抜きを行う。条件はステップ
２０１同様クラッチ位置＞ｐ₁である。このときスプリ
ッタの変速も有るときは、ステップ３０２に先立ってス
テップ３０１でスプリッタをギヤ抜きし、ステップ３０
２と同時にステップ３０３でスプリッタをギヤインす
る。ステップ３０１、３０３の実行条件はステップ２０
２、２０５と同じである。

【００６４】次に、ステップ３０４、３０５及び３０６
を同時に行う。ステップ３０４ではステップ２０３同様
メインギヤをセレクトする。ステップ３０５ではステッ
プ２０４同様、レンジギヤのギヤ抜き及びギヤイン即ち
シフトダウンを行う。ステップ３０６ではステップ２０
６同様シンクロ制御を行う。

【００６５】こうしてこれらステップを終えたら、ステ
ップ３０７でステップ２０７同様メインギヤをギヤイン
し、変速Ｂパターンを終了する。

【００６６】このように、ここでは比較的長時間を要す
るレンジギヤのシフトダウンとダブルクラッチ制御とを
同時に行ってしまうので、全体の変速時間を短縮するこ
とができる。

【００６７】ところで、かかる自動変速装置では変速機
のカウンタシャフト回転とアウトプットシャフト回転と
から目標メインギヤ段のドグギヤ回転とスリーブ回転と
を割り出し、シンクロ状態を判断するようになってい
る。しかし、車両走行中、ブレーキ作動状態からブレー
キ非作動状態に移ったとき、車速の変化率が比較的急激
に変化するので、これに伴ってアウトプットシャフト回
転も変曲点をもつようになる。

【００６８】図１２はかかるブレーキ終了時付近のアウ
トプットシャフト回転の変化の様子を示す。ＴＭＣＵ９
は所定の制御時間Δｔ(ex.32ms) 毎にアウトプットシャ
フト回転Ｎ_out(rpm) を計算し、前回値Ｎ_{out n-1}と今
回値Ｎ_{out n}との平均値Ｎ_{out m}を今回のアウトプット
シャフト回転Ｎ_outの値として用いるようになってい
る。しかし、ブレーキが作動状態から非作動状態に移っ
たときは、車速ないしアウトプットシャフト回転の変化
率（＝Ｎ_{out n}−Ｎ_{out n-1}）が比較的急激に変化する
ので、アウトプットシャフト回転にも変曲点ｘが発生
し、アウトプットシャフト回転の値を正確に計算するこ
とができない。

【００６９】こうなると、スリーブ回転を正確に計算す
ることができず、このような不正確な値に基づいてシン
クロ終了を判断し、ギヤインを許容すると、実際にはシ
ンクロ状態でないのに無理にギヤインする可能性があ
り、ギヤ鳴り等の不具合が懸念される。

【００７０】そこで、本装置ではかかる不具合を防止す
べく、ブレーキが作動状態から非作動状態に切り換わっ
たときはシンクロ終了の是非に拘らず一定時間メインギ
ヤのギヤインを禁止している。以下この制御について説
明する。

【００７１】図１３はかかるギヤイン禁止制御の内容を
示すフローチャートである。このフローはＴＭＣＵ９に
よって所定の制御時間Δｔ(ex.32ms) 毎に繰り返し実行
される。

【００７２】ＴＭＣＵ９はまずステップ４０１でシンク
ロ制御中か否かを判断する。NOならステップ４１１に進
んでメインギヤのギヤインを許可する。つまり通常状態
の維持である。YES ならステップ４０２に進んでブレー
キスイッチがONか否かを判断する。ここでのブレーキス
イッチとは図１に示した低圧用ブレーキスイッチ５３ａ
のことである。本ステップによりブレーキの作動・非作
動を判断している。

【００７３】ブレーキスイッチON（ブレーキ作動）なら
ステップ４０３に進んでフラグをONし、ステップ４０４
でタイマをクリアし、ステップ４０５でギヤインを許可
する。ブレーキスイッチOFF （ブレーキ非作動）ならス
テップ４０６に進んでフラグがONか否かを判断する。フ
ラグONならステップ４０７でフラグをOFF し、ステップ
４１０でシンクロ終了の是非に拘らずメインギヤのギヤ
インを禁止する。フラグOFF ならステップ４０８でタイ
マをインクリメント（加算）し、ステップ４０９でタイ
マが設定時間ｔ（ここでは５(s) ）を越えたか否かを判
断する。越えてなければステップ４１０に進んでギヤイ
ン禁止、越えていればステップ４１１に進んでギヤイン
許可となる。

【００７４】本フローを実際の車両運転状況に当てはめ
てみる。シンクロ制御中、ドライバによりブレーキペダ
ルが踏まれると、ブレーキスイッチONとなってステップ
４０２、４０３、４０４を辿り、フラグON、タイマクリ
アとされた後、ステップ４０５でギヤインが許可され
る。このようにブレーキング中はギヤインを許容してい
る。車速変化率（減速度）の変化がそれ程でもなく、シ
フトダウンの必要性もあるからである。

【００７５】ブレーキング中はこれらステップを繰り返
すが、ブレーキペダルが解放されブレーキング終了とな
ると、ブレーキスイッチがOFF となる。こうなるとステ
ップ４０２からステップ４０６に移行する。最初はフラ
グONなのでステップ４０７に進み、ここでフラグがOFF
され、ステップ４１０でギヤインが禁止される。つまり
ブレーキ終了と同時に即ギヤイン禁止となるのである。

【００７６】次回、フラグOFF なのでステップ４０６か
ら４０８に移行する。ここからタイマインクリメントが
開始される。最初はタイマ値＜ｔなのでステップ４０９
でNOに進み、ステップ４１０のギヤイン禁止が維持され
る。このルートを繰り返すうちやがてタイマ値＞ｔとな
る。するとステップ４１１に移行してギヤイン許可（禁
止解除）となる。こうして一定時間ｔが経過するまでメ
インギヤのギヤインは禁止される。

【００７７】このように、ブレーキが作動状態から非作
動状態に切り換わったとき一定時間メインギヤのギヤイ
ンを強制的に禁止するので、たとえＴＭＣＵ９側でシン
クロ終了という判断に至った場合でも、ギヤインは実行
されず、不正確な制御に基づくギヤイン及びこれに起因
するギヤ鳴り等の不具合を未然に防止できる。

【００７８】以上、本発明の実施形態は上述のものに限
られない。例えば各値の変更は当然に可能である。

【００７９】

【発明の効果】本発明によれば、ブレーキ作動状態から
非作動状態に切り換わったときにシンクロ制御によって
メインギヤをギヤインすることによる不具合を未然に防
止できるという優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る車両の自動変速装置を示す構成
図である。

【図２】自動変速機を示す構成図である。

【図３】自動クラッチ装置を示す構成図である。

【図４】シフトアップマップである。

【図５】シフトダウンマップである。

【図６】変速機内の各ギヤの歯数を示す。

【図７】ドグギヤ回転及びスリーブ回転の算出式を示
す。

【図８】ダブルクラッチ制御の内容を示すタイムチャー
トである。

【図９】変速パターン判別プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図１０】変速Ａパターンの内容を示すフローチャート
である。

【図１１】変速Ｂパターンの内容を示すフローチャート
である。

【図１２】ブレーキ作動状態から非作動状態に切り換わ
ったときのアウトプットシャフト回転の変化の様子を示
す図である。

【図１３】本発明に係るギヤイン禁止制御のフローチャ
ートである。

【符号の説明】

２クラッチ３変速機６エンジンコントロールユニット９トランスミッションコントロールユニット１０クラッチブースタ１７スプリッタ１８メインギヤ１９レンジギヤ２０スプリッタアクチュエータ２１メインアクチュエータ２２レンジアクチュエータ２６カウンタシャフト回転センサ２７カウンタシャフトブレーキ２８アウトプットシャフト回転センサ３６ドグギヤ４３，４４，４５メインギヤのスリーブ５２ブレーキペダル５３ａ，５３ｂブレーキスイッチｔ設定時間

───────────────────────────────────────────────────── 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 59:70 Ｆ１６Ｈ 59:70 Ｆターム(参考） 3J028 EA01 EA21 EB09 EB14 EB25 EB29 EB37 EB62 EB66 FA06 FB03 FC13 FC23 FC32 FC42 FC63 GA07 GA14 HB17 HC02 HC03 HC08 HC13 HC17 HC18 3J552 MA02 MA04 MA13 MA17 MA25 NA04 NA05 NB01 PA01 PA18 PA19 PA61 PA70 SA29 SB40 TB13 UA03 UA07 VA32Z VA37Z VA62Z VA74Z VB16W VC03Z VD11W

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械的なシンクロ機構を有しないメイン
ギヤを含む変速機と、該変速機の変速を制御するコント
ロールユニットと、該コントロールユニットの信号に基
づき変速機の変速を実行するアクチュエータとを備え、
上記メインギヤの変速の際に所定のシンクロ制御を実行
するものにあって、ブレーキの作動状態を検出するため
のブレーキ検出手段と、ブレーキが作動状態から非作動
状態に切り換わったとき、一定時間メインギヤのギヤイ
ンを禁止するギヤイン禁止手段とを備えたことを特徴と
する車両の自動変速装置。
【請求項２】上記ブレーキ検出手段が、ブレーキペダ
ルの踏込み・解放に応じてON/OFFするブレーキスイッチ
を含む請求項１記載の車両の自動変速装置。