JP2001289316A

JP2001289316A - 変速機の制御装置

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Publication number: JP2001289316A
Application number: JP2000103811A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Koyama; 浩利小山
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2001-10-19
Anticipated expiration: 2020-04-05
Also published as: JP3443609B2

Abstract

(57)【要約】【課題】変速機のシフト制御を行う空気圧シリンダに供
給する空気圧を開閉する電磁弁の固着を解放する。とく
に長期間にわたり使用されない車両の電磁弁の固着を解
放する。【解決手段】運転操作が開始されるタイミングで、一時
的に高い気圧の空気圧を送り、すべての電磁弁をいった
ん開閉させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の変速機に利
用する。本発明は、運転操作にしたがって空気圧を利用
してギヤシフトを行う変速機に利用する。本発明は、車
両を発進させるために変速機を操作するときにはクラッ
チペダルを利用し、発進の後には変速機を操作するとき
にもその都度クラッチペダルを踏まなくとも、自動的に
クラッチの接断および変速機のシフト動作が実行され
る、半自動クラッチ装置を装備した車両に利用するため
に開発されたものであるが、これ以外の変速機にも同様
に実施することができる。

【０００２】

【従来の技術】クラッチペダルのないオートマチック車
が広く普及した。乗用車あるいは小型または中型車両で
は、トルクコンバータおよび遊星歯車による装置が広く
利用されているが、バスやトラックなどの大型自動車で
は、トルクコンバータは燃料効率が劣ること、大型自動
車は職業的な運転者が運転操作を行うので運転者の意思
による適正なギヤ選択および適正な半クラッチ操作が可
能であること、その他の理由から、半自動クラッチ装置
を装備した車両が普及している。半自動クラッチ装置
は、発進時には運転者がクラッチペダルおよびアクセル
ペダルによる操作を行うが、走行時の変速機のシフトは
その都度クラッチペダルを踏まなくともよいように構成
されている。

【０００３】半自動クラッチ装置は、一般のオートマチ
ック車とは異なり、運転者が左足で踏むクラッチペダル
およびこれに連動するディスククラッチが設けられてい
る。そして運転者が操作する変速レバーの設定位置の一
例は図１左下に描かれた符号１４のようなものである。
すなわち停車中はＮ（ニュートラル位置）にあり、運転
操作によりこれをＤ（ドライブ位置）またはＲ（リバー
ス位置）にシフトさせる。そして、変速レバーがＤ位置
にあるときには、レバーを左方に押してから、ＵＰまた
はＤＯＷＮの方向に操作することにより、変速機をシフ
トアップまたはシフトダウンさせることができる。この
位置では変速レバーから手を離すと、変速レバーはスプ
リング作用により自動的にＨＯＬＤ位置に戻る。停車中
に最初にＤ位置に変速レバーを設定すると、変速機は制
御回路の制御により自動的に第２速に設定される。クラ
ッチペダルおよびアクセルペダルを操作して発進操作を
行った後に、変速レバーをいったんＵＰ位置に操作する
と、自動クラッチ装置は、運転者がクラッチペダルを踏
まなくとも、自動的にクラッチが切れ、自動的に変速機
が第３速にシフトされ、その後さらに自動的にクラッチ
が接状態に戻される。シフトアップまたはシフトダウン
の度にこの動作が繰り返される。

【０００４】すなわち、この装置はプログラム制御回路
を備え、変速レバーが操作されるとその操作信号をプロ
グラム制御回路が取込み、ソフトウエアにしたがってク
ラッチを断状態にして変速機を一段だけシフトアップま
たはシフトダウンして、クラッチを接状態に戻すように
自動的な制御を実行する。

【０００５】このための装置として、前進ｍ段（ｍは４
〜８）、後退ｎ段（ｎは１〜２）の変速機が設けてあ
る。この変速機はそのセレクトバーを空気圧シリンダお
よびピストンにより軸まわりに回動させ、さらに軸方向
に移動させることにより、かみ合うギヤを変更するよう
に構成されている。そして、このセレクトバーを軸まわ
りに３方の位置に回動設定させるには、シフトシリンダ
には３個の圧力室が設けられ、軸方向に３つの位置をシ
フトさせるには、セレクトシリンダに３個の圧力室が設
けられる。各圧力室にはその圧力を設定するためにそれ
ぞれ電磁弁が設けられ、この電磁弁は上記プログラム制
御回路の出力により、各圧力室を１）閉塞状態、２）圧力源への連通状態、３）大気圧への連通状態のいずれかに設定制御するように構成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような装置は、電
磁弁の数は３＋３＝６個であり、一つの電磁弁には、圧
力室の空気圧を圧力源に連通される通路と、圧力室の空
気圧を大気圧に連通させる通路にそれぞれ可動弁が設け
られるから、可動弁の数は全体で６×２＝１２個であ
る。正確な変速シフトのためには、この１２個の可動弁
は常に制御回路の信号にしたがって正確に開閉動作を行
うことが必要である。

【０００７】各電磁弁には弁をシートに押しつけるスプ
リングが配置されているが、このスプリングの弾力を小
さく設計すると、弁をシートから引き剥がす力は力は小
さくなるが、閉塞状態で空気漏れを発生する可能性が生
じることになる。また、このスプリングの弾力を大きく
設計すると、たとえばかなりの長期間にわたり弁が強い
弾力によりシートに押しつけられたままの状態になって
いると、とくにその状態で季節変化など大きい温度変化
が加わると、弁がシートに固着して剥がれにくくなる状
態になることが考えられる。

【０００８】また、圧力源から送る空気圧を高くするこ
とにより、弁に加わる力を大きくし、間隙を流通する空
気流の速度を大きくして、空気通路を清潔に維持し、弁
が接着した状態になることを少なくすることができる
が、空気圧を高くするとそれに抗して弁を開閉するため
の動作電流が大きくなり、弁動作に伴う発熱量が大きく
なり、装置そのものが大型化するなど新たに不都合な要
因を作ることになる。

【０００９】なお、変速機のシフトシリンダまたはセレ
クトシリンダに供給する空気圧を２段階に変更する装置
は、特開平６−２４１３１３号公報に開示があるが、こ
の公報開示の技術はシンクロリングの磨耗を抑制するた
めのものであり（同公報１４頁左欄参照）、その目的は
本発明の目的とするところとは異なる。

【００１０】変速機は重要な部品であり、当然に、予期
できない弁の動作不良が発生したときには、装置として
はフェイルセーフ動作が実行されるように設計されてい
るが、弁の動作不良の可能性をできるだけ小さく設計す
ることが望ましい。

【００１１】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、変速機に供給する空気圧制御用の電磁弁の動作
不良の可能性を小さくすることができる装置を提供する
ことを目的とする。本発明は、長期間にわたり車両が使
用されなかった場合にも、電磁弁の動作不良をきわめて
小さくすることができる装置を提供することを目的とす
る。本発明は、通常の動作を比較的低い空気圧で行うこ
とができるとともに、電磁弁の動作不良の可能性を小さ
くすることができる装置を提供することを目的とする。
本発明は、装置の規模を大きくすることなく電磁弁の動
作不良を少なくすることができる装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力源からシ
フトシリンダおよびセレクトシリンダに供給する空気圧
を２段階とする。すなわち、通常の変速機シフト動作の
ときには、圧力源から減圧弁を介して弁の開閉制御に適
応するように逓減させた圧力を利用する。そして変速機
のシフト制御に先立つタイミングでは、一時的にこの減
圧弁を迂回させた高い空気圧を供給して、各電磁弁を通
常のシフト動作とは無関係に開閉させて高い空気圧によ
り強制的に弁の固着状態が発生していてもこれを開放す
る動作を行わせることを特徴とする。

【００１３】すなわち本発明は、変速機のギヤシフトの
ための駆動力を発生する空気圧シリンダ（２、３）と、
この空気圧シリンダに供給する空気圧を制御する複数の
電磁弁（４Ａ〜４Ｆ）と、この電磁弁を制御する制御回
路（５）とを備えた変速機の制御装置において、圧力源
（６）から前記複数の電磁弁の空気圧供給口に空気圧を
供給する通路に設けられた減圧弁（７）と、この減圧弁
を迂回する通路に設けられ前記制御回路により開閉制御
される迂回用電磁弁（８）とを備え、前記制御回路
（５）は、運転操作の開始にともなう短いタイミング
で、前記迂回用電磁弁を開くとともに前記複数の電磁弁
（４Ａ〜４Ｆ）を短い時間だけ開くための制御信号を発
生する手段を含むことを特徴とする。

【００１４】上記括弧内の数字はあとから説明する実施
例図面の参照符号である。この参照符号は本発明の構成
を理解しやすくするために表記するものであって、本発
明を実施例に限定して理解するためのものではない。

【００１５】この構成により、通常の運転操作による変
速機のシフト制御が実行される前に、圧力源から一時的
に高い空気圧を導入して、この高い空気圧により複数の
電磁弁を開閉動作させ、弁のシートへの固着状態が発生
しているとしてもこれを解放させ、弁の近傍に異物また
は液状体などがあっても、これを高圧空気で吹きとばす
ことにより、つづく電磁弁の開閉制御を円滑に実行させ
ることができるようになる。

【００１６】このタイミングは、エンジンキーがオフ状
態からオン状態に操作された後に最初にクラッチペダル
が踏まれたときに設定される構成とすることができる。
またこのタイミングは、運転席に設けられたシフトレバ
ーがニュートラル位置からいずれかの位置にシフトされ
た直後に設定される構成とすることができる。

【００１７】前記短い時間だけ開くための制御信号を与
える電磁弁は、前記複数の圧力室の空気圧をそれぞれ制
御する複数の電磁弁の全てであり、その制御信号はこの
電磁弁の全ての弁が少なくとも１回開く動作を実行する
信号を含むように設定することがよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明実施例装置のブロッ
ク構成図である。この実施例装置は、変速機のセレクト
バー１にその支持軸１１まわりの回動力を与えるととも
にその支持軸１１まわりの設定位置を制御するシフトシ
リンダ２と、このセレクトバー１に前記支持軸１１に平
行な移動力を与えるとともにその支持軸１１に平行な設
定位置を制御するセレクトシリンダ３と、前記シフトシ
リンダ２および前記セレクトシリンダ３にそれぞれ設け
られた複数の圧力室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３
Ｆの空気圧をそれぞれ制御する複数の電磁弁４Ａ，４
Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆと、この複数の電磁弁を制
御する制御回路５とを備えた変速機の制御装置におい
て、圧力源６から前記複数の電磁弁の空気圧供給口に空
気圧を供給する通路に設けられた減圧弁７と、この減圧
弁を迂回する通路に設けられ前記制御回路により開閉制
御される迂回用電磁弁８とを備え、前記制御回路５は、
変速機のシフト制御に先立つタイミングで、前記迂回用
電磁弁８を開くとともに前記複数の電磁弁４Ａ〜４Ｅを
短い時間だけ開くための制御信号を発生する手段を含む
構成である。

【００１９】セレクトバー１は図１に矢印で示すよう
に、支持軸１１に対して軸回りに回動するとともに、支
持軸１１と平行な方向に移動する。その移動範囲は、軸
回りに３段階（センタ、左、および右）であり、軸方向
に４段階である。このセレクトバー１の移動位置にした
がって、変速機のギヤ選択が行われる。その移動位置と
選択されるギヤを括弧内の数字で示す。（１）は第１速
位置であり、（２）は第２速位置であり、同様に（７）
は第７速位置であり、（Ｒ）は後退ギヤの位置である。
このように８個のギヤ選択位置およびニュートラル位置
からなる９つの位置をシフトシリンダ２およびセレクト
シリンダ３により制御する。

【００２０】これはすでに知られた技術であるが、簡単
に説明すると、セレクトシリンダ３の圧力室３Ｆに空気
圧を送ると、ブロック３Ｑは内側に移動してピストン３
Ｐの移動範囲を狭くする。そして、圧力室３Ｄに空気圧
を送り、圧力室３Ｅを大気圧に連通させると、ピストン
３Ｐは図の下方に移動しブロック３Ｆで規制される位置
で止まる。このピストン３Ｐの位置は支点３Ｓを介して
セレクトバー１に伝達される。つぎにシフトシリンダ２
の圧力室２Ｂに空気圧を送り、圧力室２Ａの空気圧を大
気圧に連通させると、ピストン２Ｐは図の右方に移動す
る。これによりセレクトバー１は右方に回動する。この
ようにして第２速の位置にギヤが投入されたことにな
る。ほかのギヤ位置についても同様に理解することがで
きるので説明を省略する。

【００２１】このセレクトバー１の物理的な移動位置
は、センサ１２により検出され制御回路５にフィードバ
ックされ、制御回路５はその物理的な変移を確認しなが
ら次の制御信号を送出するように構成されている。制御
回路５にはキースイッチ１３を介して電源が供給される
とともに、運転席のシフトレバー１４の位置情報および
クラッチペダル１５の操作情報が入力される。

【００２２】ここで本発明の特徴とするところは、運転
者がキースイッチ１３をオン位置に操作して、制御回路
５に電源電流が供給され、内蔵されている制御回路５が
立ち上がった後に、最初にクラッチペダル１５が踏まれ
たときに１回だけ実行される。いまクラッチペダル１５
が踏まれ、シフトレバー１４がＤ位置に操作されたもの
とする。

【００２３】このとき制御回路５は自動的に次のように
作動する。すなわち、迂回用電磁弁８に信号を送りこの
迂回用電磁弁８を導通状態とする。そして、セレクトバ
ー１の位置がいったん第４速および第５速のニュートラ
ルになるように制御信号を送出し、この設定がセンサ１
２により確認されると、ついで第２速位置になるように
信号を送る。この動作により、電磁弁４Ａおよび４Ｃが
作動し、さらに電磁弁４Ｆおよび４Ｅが組み合わせて作
動して、第４速および第５速のニュートラル位置を選択
した後に、さらに電磁弁４Ｂ、４Ｄおよび４Ｆが作動し
て第２速位置に設定されることになる。すなわち、この
一連の電磁弁の動きによりすべての電磁弁が一度以上作
動したことになる。この時点で迂回用電磁弁８を閉塞状
態として、供給する空気圧を通常の低い空気圧に戻す。
この後は、通常の制御動作に復帰する。

【００２４】運転者が後退位置（Ｒ）を選択したときに
は、同様に第４速および第５速のニュートラル位置を保
持した後に、後退位置（Ｒ）に設定することによりすべ
ての電磁弁が一度以上作動することになる。同様に制御
回路５はこのように信号を送出した後に、迂回用電磁弁
８を閉塞状態に戻し通常動作に復帰する。

【００２５】図２にこのような制御を行うための制御回
路５の動作フローチャート要部を示す。

【００２６】このように制御することにより、電磁弁４
Ａ〜４Ｆのすべては、高い空気圧のもとで少なくとも一
度は動いたことになり、かりに弁が固着状態になってい
るようなことがあっても、高い空気圧により可動状態を
回復し、かりに異物や液状物が付着していても、高い空
気圧による高速空気流により吹きとばされてとり除かれ
る。この動作は１秒以下の短い時間で実行され、しかも
キースイッチをオンにした後の最初の運転動作が行われ
たときに１回のみ実行されるものであるから、運転者は
これを意識することなく通常どおりの運転をすることが
できる。また、このような動作は、運転を開始するとき
のみに実行されるので、電磁弁に特別の負担がかかるこ
とはなく、電磁弁そのものを大型のものを採用するよう
に設計する必要はない。本発明により一時的に供給され
る高い空気圧は、通常の空気圧の１５０％ないし２００
％程度のもので十分に有効である。

【００２７】一般に、変速機を制御するための空気圧は
従来から減圧弁を経由して供給する構成になっている。
すなわち、圧力源６の空気圧は圧力タンクの形状を小型
にするために高圧に設計され、減圧弁７を用いて弁制御
に都合のよい空気圧を供給するように構成される。した
がって、本発明を実施することにより新たに高圧の空気
圧力源を作る必要はなく、本発明は減圧弁７を迂回する
迂回用電磁弁８を追加することにより実施することがで
きる。本発明は、この迂回用電磁弁８以外にはハードウ
エアの変更や追加をすることなく、ソフトウエアの変更
により実施することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、変速機に供給する空気圧
制御用の電磁弁の動作不良の可能性を小さくすることが
できる。とくに本発明は、長期間にわたり車両が使用さ
れなかった場合にも、電磁弁の動作不良をきわめて小さ
くすることができる優れた効果がある。本発明は、通常
の動作を比較的低い空気圧で行うことができるから、高
圧の空気を利用することにより装置の規模を大きくする
ことなく電磁弁の動作不良を少なくすることができる装
置を実現することができる。本発明は、迂回用電磁弁を
追加するほかにはハードウエアに変更を加える必要がな
く、制御回路に対するソフトウエアの追加により実施す
ることができるから安価に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例装置のブロック構成図。

【図２】本発明実施例装置の制御回路に実装されるソフ
トウエアの要部フローチャート。

【符号の説明】

１セレクトバー２シフトシリンダ３セレクトシリンダ４電磁弁５制御回路６圧力源７減圧弁８迂回用電磁弁１１支持軸１２センサ１３キースイッチ１４シフトレバー１５クラッチペダル

フロントページの続きＦターム(参考） 3J067 AA01 AA11 AB13 AC02 BB02 BB04 BB20 CA03 CA23 DB16 DB31 DB34 FB85 FB90 GA01 3J552 MA04 MA13 NA04 NB01 PB06 QA13C RA00 RA20 RB02 RC01 SA29 TB02 VA41Z VA62W

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速機のギヤシフトのための駆動力を発生
する空気圧シリンダと、この空気圧シリンダに供給する
空気圧を制御する複数の電磁弁と、この電磁弁を制御す
る制御回路とを備えた変速機の制御装置において、圧力源から前記複数の電磁弁の空気圧供給口に空気圧を
供給する通路に設けられた減圧弁と、この減圧弁を迂回
する通路に設けられ前記制御回路により開閉制御される
迂回用電磁弁とを備え、前記制御回路は、運転操作の開始にともなう短いタイミ
ングで、前記迂回用電磁弁を開くとともに前記複数の電
磁弁を短い時間だけ開くための制御信号を発生する手段
を含むことを特徴とする変速機の制御装置。
【請求項２】前記タイミングは、エンジンキーがオフ状
態からオン状態に操作された後に最初にクラッチペダル
が踏まれたときに設定される請求項１記載の変速機の制
御装置。
【請求項３】前記タイミングは、運転席に設けられたシ
フトレバーがニュートラル位置からいずれかの位置にシ
フトされた直後に設定される請求項１記載の変速機の制
御装置。
【請求項４】前記短い時間だけ開くための制御信号を与
える電磁弁は、前記複数の圧力室の空気圧をそれぞれ制
御する複数の電磁弁の全てであり、その制御信号はこの
電磁弁の全ての弁が少なくとも１回開く動作を実行する
信号を含む請求項１記載の変速機の制御装置。