JP2581576B2 - 半自動機械式変速機の制御システムおよびその制御方法 - Google Patents

半自動機械式変速機の制御システムおよびその制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、手動シフトセレクタを包含する半自動機
械式変速装置における、車両上の変速ギアレシオの変換
またはシフトを自動制御すると共に、車両運転者または
操作者に対して残りの制御処理を可能にさせる制御シス
テムおよびその制御方法に関する。特に、この発明は、
始動から停止までのあらゆる状況における車両のマスタ
ークラッチの自動制御を含み、自動的に決定され、かつ
表示された運転者により選定された許容できる変速レシ
オのシフトを自動的に実施する装置を包含する、機械式
ギア変換型変速機の半自動制御のための制御システムお
よび制御方法に関する。さらに、この発明は半自動機械
式変速機の制御方法であって、車両が停止していると
き、すなわちマスタークラッチが手動で解除され、かつ
操作者の足がスロットル上にない時点でなされた単一ダ
ウンシフト要請が、変速機の中立位置へのシフト要請と
判断されるようにした前記制御方法に関する。
（従来の技術・発明が解決しようとする問題点） 重負荷車両、たとえば重負荷トラックおよび／または
コーチ、および通常自動車の両者について、スロットル
開度または位置、車両速度、エンジン速度、等を検出す
ると共に、それに応じて車両変速機を自動シフトする完
全自動変速機の制御システムは、従来から良く知られて
いる。この種の完全自動ギア変換型変速伝動装置は、選
定されたギアレシオを達成するために単一またはそれ以
上の部材を他の部材または基体に摩擦係合させるために
圧力流体が利用される変速機と、所望のギアレシオを達
成するために機械式（すなわち、強制式）クラッチを係
合および脱係合するために、電子および／または空気圧
式ロジックおよびアクチュエータを利用する自動機械式
変速機、とを包含している。この種の変速機の例は米国
特許第3,961,546号、第4,081,065号および第4,361,060
号明細書に示されており、その開示内容はここに参考の
ために包含されている。
この種の完全自動ギア変換型変速機は、特に、通常は
大量に販売されることのない大型重負荷車両については
容認できない程高価なものになる。さらに、圧力流体お
よび／またはトルクコンバータを利用する自動ギア変換
型変速機は、その入力および出力シヤフト間で消散され
る動力に関連して、比較的効率が悪くなる傾向を有して
いる。さらに、多くの車両操作者は、特に前方の道路お
よび／または移送中の負荷の性質を見ることおよび／ま
たは知ることができることから、ギアレシオの選択を制
御することを欲する。重負荷車両はしばしば、低速で限
定された場所へ正確に操縦されなければならず、その場
合完全自動変速機は、所定のローギアのみを係合させる
傾向を有している。特にそのような場合、エンジンへの
燃料の計量が不十分な時は−これはいかなる車両システ
ムにおいても、しばしば一時的に発生することであるが
−、特に手動クラッチ制御ペダルが装着されていない場
合は、操作者がその左足で車両ブレーキを利用しない限
り、完全自動変速機において巧妙な操縦を行なうことは
困難になる。
前述の欠点は半自動機械式変速機の制御により最少化
されるが、その場合、複数のギアレシオ間の自動変換が
もたらされる一方、通常は運転者が、特定のギアレシオ
変換を行なう時に、直ぐに連続するレシオアップまたは
ダウンを選ぶか、あるいは一段または複数段のレシオの
スキップ（飛び越し）を実施するかどうか、そしてロー
ギアまたはクローリング（最も低速な）ギアにおいて車
両マスタークラッチをスリップ、すなわち不完全係合さ
せるかどうかを選定できるようになっている。さらに、
半自動制御システムは、エンジン速度をアイドリング速
度より低速にさせる、すなわちエンジンの停止および／
またはエンジン低速時の過剰応力を生じるような高いレ
シオ、すなわちアップシフト、そして、エンジンの過剰
速度をもたらすような低レシオ、すなわちダウンシフ
ト、が運転者により選定されるような係合を妨げるよう
になっている。手動機械式変速機においては、エンジン
速度が統制されたエンジンRPMより高速に加速されない
ように統制されていたとしても、不適切なダウンシフト
により過剰速度が生じることがある。この種の半自動変
速機制御の例は、1985年７月16日出願の特許された米国
特許第755,628号（欧州特許出願第853050722号、1986年
２月５日EP−Ａ−0170465号として公開された）を参照
することにより了解できる。
上述の半自動機械式変速機の制御は極めて望ましい半
自動制御を提供するが、運転者または操作者が、車両が
停止している間変速機の中立位置にシフトすることを望
むならば、現行係合ギアレシオを確認するために現行係
合ギアから中立位置にダウンシフトする数を計算し、そ
してセレクタレバーをその数の回数だけダウンシフト方
向へ移動することが必要になるために、前述の制御は改
善されなければならない。
上述の事情に鑑みて本発明の目的は所定のギアレシオ
から許容されるアップおよびダウンシフトを自動的に決
定し、かつ好ましくはそれを自動的に表示すると共に、
車両操作者の選択レバーの手動選択により前述の許容さ
れるギアレシオ変換を自動的に実行する制御装置を備え
る半自動機械式変速機において、操作者が選択レバーを
ただ１回移動させることにより変速機の中立位置に自動
的にシフト変換できるようにした新規で改良された制御
システムおよびその制御方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段、作用） 本発明は特許請求の範囲第１項および第７項に記載の
構成を備えている。
この構成により、車両が停止状態にあり、マスターク
ラッチが手動で脱係合され、操作者の足がスロットルペ
ダルからはなれているならば、ダウンシフトの方向に制
御レバーを一回移動させることを変速機の中立位置に直
接ダウンシフトさせる要請として判断し実行することに
なる。
（実施例） 以下の良好な実施例の説明において限定の意味ではな
く、単なる説明の目的で所定の用語が用いられている。
用語「上方」、「下方」、「右方」および「左方」は参
照されている図面における方向を意味している。用語
「内方」および「外方」はそれぞれ、説明されている装
置またはその一部の形態の中心に向かう、およびそれか
ら離れる方向を意味している。前述の点は、ここに特別
に説明した用語の派生語および類似の意味を有する用語
にも適用される。
用語「単一変速機」は、操作者が複数の単一ギア減速
の一つを選択することができる速度変換変速機を表現す
るために用いられている。用語「複合変速機」は、直列
に連結された主変速機部分と副変速機部分とを備え、主
変速機部分において選択されたギア減速が、副変速機部
分においてさらに選択されたギア減速により合成複合さ
れるものを表現するために用いられている。ここに用い
られる用語「スプリッタ（分割）型複合変速機」は、主
変速機部分において選択されたギアレシオを分割するた
めの種々の選択可能なステップを提供するために副変速
機部分が用いられる複合変速機を表現するものである。
スプリッタ型複合変速機において、主変速機セクシヨン
は通常、副セクシヨンによりスプリットまたは分割され
る比較的幅の広いステップを備えている。ここで用いら
れる用語「アップシフト」は、低速度ギアレシオから高
速度ギアレシオへのシフトを意味する。ここで用いられ
る用語「ダウンシフト」は、高速ギアレシオから低速ギ
アレシオへのシフトを意味する。ここで用いられる用語
「低速ギア」、「低ギア」および／または「第１ギア」
は、変速機または変速機セクシヨンにおいて最低前進速
度操作に用いられるギアレシオ、すなわち変速機の入力
シヤフトに対して最高レシオの減速をもたらすギアセッ
ト、をすべて表現している。
シフトの「選択された方向」は、特定のギアレシオか
ら単段または複段アップシフトまたはダウンシフトの選
択を意味する。レシオ間の「変換数」は、２つの所定レ
シオ間の選択可能なレシオ数を意味し、たとえば、第３
速度またはギアレシオは、ダウンシフト方向において、
第４および第５速度からそれぞれ（１）および（２）の
レシオで変換される。
用語「ブロック（閉塞）変速機」または「ブロック変
速機セクシヨン」は、複数の軸方向に可動のギアの選択
された一つが、そのギアを中立から係合位置へ軸方向へ
移動した結果、そして弾性押圧されるかみ合いクラッチ
によりシヤフトに非回転的に連結される、変換ギア定常
かみ合い変速機または変速機セクシヨンを表現するもの
で、その場合、強制クラッチの部材が実質的に同期回転
状態になるまで前述の係合を防止するためにブロック装
置が利用されており、またこの同期状態は、変速機入力
および／または出力シヤフトを、これらの間に同期状態
の交差をもたらすように手動および／または自動操作に
より達成されるものであり、通常は、クラッチ部材の一
方およびそれに関連する装置が、他方のクラッチ部材を
回転させるのに十分な程、選択されたクラッチ部材を摩
擦接触させることにより達成されるものではない。ブロ
ック変速機および／または変速機セクシヨンは米国特許
第3,799,002号、第3,924,484号、第4,192,196号および
第4,440,037号明細書に示されており、その開示内容は
ここに参考のために包含されている。
この発明は、原理的に任意のタイプの機械式ギア変換
型変速機の半自動制御に適用することができ、電気−空
気圧制御装置へ出力信号を発信、そしてこの制御装置か
らの指令信号を受信することができるようになってい
る。しかし、この発明の半自動制御システムは、ブロッ
クスプリッタ型副セクシヨンに直列連結された非同期、
非ブロック型主変速機セクシヨンを備えるタイプのスプ
リッタ型複合変速機に、特に有利に適用される。この種
の変速機は従来から知られていると共に、「半ブロッ
ク」型変速機と呼ばれており、かつ1983年２月９日公開
（EP−Ａ−0071353号）された欧州特許第823035862号、
および1984年９月５日公開（EP−Ａ−0117342号）され
た欧州特許第833070618号明細書に記載されており、そ
の開示内容は参考のためにここに包含されている。
この発明が特に有利に関連する半自動変速機システム
は、1986年２月５日公開（EP−Ａ−170465号）された欧
州特許第853050722号明細書に記載されており、その開
示内容は参考のためにここに包含されている。
第１図において、運転者により操作されるスロットル
24の位置がセンサ22により検出され、中央処理ユニット
38へ送られると共に、この中央処理ユニット38は、詳細
は後述するように、センサ28からのエンジン速度および
／またはセンサ32からの変速機入力シヤフト速度、セン
サ36からの変速機出力シヤフト速度、および運転者によ
るギアシフトレバー、または「操縦桿」１の正または負
作動のそれぞれに関連する入力信号を受信するようにな
っている。明らかなように、特にクラッチ16が非スリッ
プ状態で係合されている場合は、エンジン速度は変速機
入力シヤフト速度を表示し、かつその逆も言えると共
に、変速機出力シヤフト速度は、車両速度を表示するも
のである。
スロットルペダル24もしくはその同等物の操作者が行
なうセッティングを感知し、このモニターされたセッテ
ィングに比例したあるいは少くとも表示された信号を与
えるためのスロットル位置センサ組立体22のような装
置、いわゆる遠隔燃料制御もしくは同等のものを使用し
た無線操作によるシステムは従来技術として知られてお
り、米国特許第4,250,845号、第4,305,359号、第4,319,
658号および第4,461,254号明細書に説明されている。こ
れらの開示内容は以下に参考として包含されている。
車両用SAMTシステム10の制御として、たとえば、上述
の米国特許第4,551,802号、第4,361,060号および第4,08
1,065号明細書に説明されたシステムは、中央処理ユニ
ット、すなわち制御装置38に操作者のスロットル位置を
示す入力信号を正確に供給することが重要である。
上記セッティングは通常０％であるアイドリング位置
に関してスロットルがどれほど開いたかの百分率で表現
され、完全すなわち最大スロットル開度は100％であ
る。
これはセンサ組立体22のプランジャー22Bによってモ
ニターされるパラメータであり、スロットル要求ポテン
ショメータすなわち制御装置38への“THD"入力信号とし
て示されるものを与える。
SAMTシステム10のより応答性のある制御を供給するた
め、また、少くともスロットル位置センサ組立体22に一
部余分と思われるものまで供給するため、２つの付加セ
ンサ、すなわちスロットルペダル安全スイッチ22Aとラ
イドスルー（乗り出し）デテントスイッチ22Cが第10図
に示すように設けられている。スイッチ22A,22Cはそれ
ぞれ制御装置38に入力信号“THPS"と“RTDS"を供給す
る。
スロットルペダル安全スイッチ22Aは信号“THPS"を与
え、この信号はスロットルペダル上のドライバーの足の
状態を示し、燃料が必要とされるエンジンアイドル速度
よりもスロットル開度が大きいことを示す。
ライドスルーデテントスイッチ22Cは望ましい最大性
能を示す入力信号“RTDS"を供給する。これはキックダ
ウン信号として表わされる。センサがアイドル停止位置
から離れて全軌跡の約５％まで移動したとき、スイッチ
22Aは閉じる。またスイッチ22Cは軌跡の全範囲の95％の
地点で閉じ、この動作は機構において物理的なデテント
44を通過した後に生じる。
第１図および第２図に示される変速機システム10の制
御ロジック回路、センサ、およびアクチュエータは米国
特許第4,361,060号明細書に開示されており、その開示
内容は参考のためにここに包含されている。特に、中央
処理ユニット38は入力を受信し、それを所定ロジックル
ールにしたがって処理し、急速アップシフトのために排
気ブレーキ17および／または入力シヤフトブレーキ18を
制御する、空気および／または電気アクチュエータに対
して、そしてダウンシフトの準備としての急速同期回
転、オペレータ30によるクラッチ制御、および変速オペ
レータ34によるレシオシフトを達成するために、エンジ
ン14への燃料供給を「ブリップ（blip）」する自動燃料
制御装置に対して、指令出力信号を送信するようになっ
ている。中央処理ユニットはさらに、詳細は後述する表
示装置２へ指令出力信号を送信するようになっている。
半自動変速機システム10は、休止状態からの始動および
／または低速操縦状態のみに使用するための、通常の足
で操作される手動クラッチ制御装置３を付加的に備えて
いる。制御装置38は手動クラッチ制御装置３の位置、お
よび車両ブレーキの作動を表示する信号を受信する。半
自動機械式変速機システム10は電源および／または空気
圧源（図示しない）も包含している。
ここに用いられる用語「ブリップ」は、エンジン14へ
の燃料供給量の一時的な増大を意味し、用語「ディップ
（dip）」は、エンジンへの燃料供給量の一時的な減少
を意味する。用語ブリップおよびディップは通常、操作
者により選択された手動スロットルペダル24の位置に関
係なく、エンジンへの燃料供給量の、それぞれ自動制御
装置38により指令された増大および減少に関連するもの
である。
第３図から明らかなように、中央処理ユニット38はボ
ックスまたはハウジング38Aに包含され、このハウジン
グが、アップシフト用表示装置２′、ダウンシフト用表
示装置２″、および現係合ギアレシオ表示装置２を有
する表示パネル２、シフト選択レバー１、オプシヨンの
後退可能ボタン1A、および中央処理ユニット電子回路38
Bを保持するようにすることが好ましい。
半自動機械式変速機システム10の制御システムの概略
が第２図に示されている。
第3B図において、表示装置２はアップシフト表示セク
シヨン２′、ダウンシフト表示セクシヨン２″および現
係合ギアレシオ表示セクシヨン２を包含している。図
示のように、現係合ギアレシオ表示セクシヨン２は現
在、「６」を表示しており、これは車両変速機が第６ギ
アにより運転（作動）されていることを表示している。
アップシフト表示セクシヨン２′は、所定ロジックルー
ルまたはプログラムにより処理される検出された入力パ
ラメータ、たとえば検出されたエンジンまたは入力シヤ
フト速度および検出された出力シヤフト速度、により許
容されるアップシフト実施可能な最大数を表示する３つ
のラインを有している。この場合、３つのラインは単
段、２段または３段アップシフトが許容されることを表
示している。したがって、運転者は許容された第7,第８
または第９速度への直接シフトを選択することができ
る。ダウンシフト表示セクシヨン２″は、所定ロジック
またはプログラムにより処理される検出されたパラメー
タにより許容される連続的なダウンシフトの最大数を表
示する２つのラインを有している。この場合、表示セク
シヨン２″の２つのラインは、変速機が第５または第４
ギアへダウンシフトされ得ることを表示している。
簡単に言うと、可能なアップシフトまたはダウンシフ
トの許容性は、車両速度が実質的に一定で、かつマスタ
ークラッチが完全係合されたものと仮定して、前述のア
ップシフトまたはダウンシフトの完了時点での予期され
るエンジン速度を、一定範囲の許容された最大および最
小エンジン速度と比較することにより決定される。中央
処理ユニット38は選択された非許容レシオ変換を実行す
る指令信号を発信することはない。中央処理ユニット
は、操作者により選択されたものに対して最も近似した
許容レシオの変換を実施することが好ましい。一例とし
て、第3B図に示される表示装置２により表示された状態
を仮定すると、操作者が第３ギアへのダウンシフトを選
択した場合は、このようなダウンシフトは許容されない
ものとして中央処理ユニット38により実行されない。し
かし、好ましい実施例においては、中央処理ユニット38
は第６ギアから第４ギアへの２段ダウンシフトを行なう
指令出力信号を発信する。許容されないレシオ変換が拒
否されるだけでなく、運転者は常時表示装置２により、
そのレシオが意図または選択されてはならないことを勧
告されることになる。
表示装置２は操作者に対して、許容されるアップシフ
トおよびダウンシフトと、許容されないアップシフトお
よびダウンシフトとを表示している。運転者が警告に留
意しない場合は、中央処理ユニット38は、機械式ジョー
クラッチ要素の同期がシステムにより達成されたとして
も、不許容シフト指令を発信することはない。
アップシフト表示装置２′が空白の場合は、アップシ
フトが許容されず、運転者はおそらく、非常に低い経済
的エンジンRPMで運転しているのであろう。逆に、ダウ
ンシフト表示装置２″が空白の場合、すなわち水平ライ
ンが何ら表示されない場合は、ダウンシフトが許容され
ず、おそらく最大トルク、加速または登坂力が既に、現
係合ギアレシオにおけるシステムにおいて可能なのであ
ろう。ギアシフトは常時、機械式手動クラッチペダル３
による操作者のマスタークラッチ16の手動係合および／
または脱係合を必要としないで達成され、前記ペダル３
は通常は、車両クラッチが伝統的に利用されるように、
休止状態からの始動、後退または倉庫内における操縦に
ついてのみ利用されるものである。
変速機12をシフトするには、運転者はレバー１を第２
および３図に示される位置から、前方（アップシフトの
ため）および後方（ダウンシフトのため）へ移動する。
単段アップシフト、すなわち第７ギアへのシフトを選択
する場合は、操作者はレバー１を前方へ一回移動し、次
いでレバーは付勢力により中立または中央位置へ戻る。
図示のように第６ギアにおいて、操作者がレバーを前方
へ３回、それぞれ休止位置への戻りを許容しながら急速
に連続して移動すると、操作者は効果上、２つのギアを
飛越して、ほとんど瞬間的に第９速度（すなわち第７お
よび第８速度は係合されないで）への直接的なスキップ
シフトを達成することができる。したがって、この発明
の半自動制御を利用することにより、多段またはスキッ
プシフトを指令することができる。マスタークラッチ16
の脱係合および選択されたギアレシオに関連する選択さ
れたジョークラッチ部材の同期は、自動スロットルおよ
びクラッチ制御および入力シヤフトおよび／またはエン
ジンのブレーキ作動により、自動的かつ迅速に達成され
る。制御は半自動であり、運転者はアップまたはダウン
シフトを行なう時点、およびアップまたはダウンシフト
するギアレシオ数について選択を行なわなければならな
いが、ギアレバー、スロットルペダルおよびクラッチ作
動を統合調整する必要はない。一度運転者が許容ギアレ
シオを選択すると、スロットルはダウンシフト中の必要
な同期を達成するためにブリップ操作されるか、あるい
はアップシフト中の必要な同期を達成するためにディッ
プ操作されるが、これらのすべては運転者のために中央
処理ユニット38により自動的に実施される。後退モード
操作は休止位置の中立状態からのみ達成され、現係合中
立位置から後方へ制御レバー１を移動することにより達
成される。後退への不注意な「ダウンシフト」を防止す
るため、後退ボタン1Aを設けることができ、このボタン
は、中立位置にある時に後退作動の要請により、中央処
理ユニットが制御レバー１の後方移動を判断する前に、
押下げられなければならない。
主および副セクシヨンの両方を包含するアツプシフト
および／またはダウンシフト、すなわち複合シフトも、
副セクシヨンのみを包含するもの、すなわちスプリット
シフトにおけるのと同様に、運転者にとって簡単に達成
することができるものである。多段後退ギアレシオを備
える変速機において、制御レバーを指示により後方およ
び前方へ移動することにより、変速機は下方の後退レシ
オにダウンシフトされ、かつ上方後退レシオにアップシ
フトされることができる。当然、後退許容ボタン1Aの代
りに、シフトレバーの端部に設けられる任意のタイプの
トグルスイッチまたはボタンを利用することができる。
図示される制御レバー１に代えて、開示内容を参考の
ためにここに包含されている米国特許第4,442,730号明
細書に開示されるタイプの単一制御レバー、すなわち前
進および後退モードの作動を選択するために所定方向に
前方および後方に可動であると共に、次いで単段または
多段でアップシフトおよびダウンシフトを選択するため
に横方向に可動である単一制御レバーを利用することも
できる。
この発明の半自動制御システムの別の重要かつ有利な
特徴は、予め決められた基準速度よりも大きな速度から
（寸動状態から交通状態を区別するために）車両が完全
停止されるときはいつでも、クラッチ16が足ペダル３に
より手動脱係合されると共に、操作者の足がスロットル
（車両の移動を再び始めるための意図を示す）上にあ
り、レバー１が一回ダウンシフト方向に移動された時
は、制御装置が変速機12を予め選択された、好ましくは
許容される最高の始動ギアレシオへ自動シフトすること
で、これには複数の介在ギアレシオにわたるスキップシ
フトが包含されている。一例として、12段前進速度変速
機においては、許容最高始動レシオは第３ギアである。
ダウンシフト方向への別のレバー移動により変速機は、
迅速またはわずかの登坂始動、等のために第２ギアにシ
フトされる。操作者は休止時または移動時に、常時これ
ら許容されるものからギアレシオを選択することができ
る。手動クラッチは停止の準備として、変速機を脱係合
して失速を防止するため、そして許容される任意の始動
ギアレシオにおいて休止状態から始動する時のみに利用
するためのものである。半自動シフト中に、運転者が手
動クラッチを操作した場合は、処理中のギア変換は中断
されて、手動クラッチの再係合によってのみ継続され
る。
オプシヨンの特徴として、緊急時、たとえば道路上の
障害物を回避するような場合に操作者が手動クラッチを
離脱することなく車両を停止した場合は、非常に低い道
路速度が検出されて、クラッチ16が自動的に脱係合され
る。このような自動的クラッチ脱係合作動により、エン
ジンの停止が防止され、したがって操舵機能および他の
エンジンで駆動される機能が保持される。再び車両を移
動状態にするには、操作者は手動でクラッチ16を脱係合
し、ギアレバー１をダウンシフト方向に移動して、再び
許容最高始動レシオを選択することになる。変速機12
は、少なくとも５段、好ましくは９またはそれを越える
選択可能な前進レシオを有する多段速度変速機であるこ
とが好ましい。
12段前進速度スプリッタ型変速機12、および変速機12
の副変速機セクシヨンに利用されるブロックジヨー型ク
ラッチ部材の構造は、従来から知られていると共に、前
述米国特許第3,799,002号、第3,921,469号、第3,924,84
8号、第4,194,410号、第4,440,037号明細書および公開
欧州特許出願第EP−Ａ−0071353号および第EP−Ａ−011
7342号明細書に詳細に記載されている。
この発明の制御システムの許容レシオ決定手順および
レシオ変換操作の代表的なものを詳細に説明することに
する。
半自動変速機の機能および要素は、ギアレシオ変換選
択スイッチまたはレバー１、表示装置２、制御ボックス
38、速度センサ32,36、エンジン（燃料）制御装置26、
スロットルおよびクラッチセンサ22,3（運転者によるそ
の押下げ量を検出する）、シフト、クラッチおよびブレ
ーキの電気−空気圧制御（必要な場合は真空サーボ従動
体と共に、エンジンマニホルド真空を利用する）装置、
入力ブレーキ17および／または18およびそのアクチュエ
ータ、制御ケーブルおよびクラッチアクチュエータ30で
ある。
要素１、２および中央制御ユニット38について、これ
らは運転者の変換要請を入力すると共に運転者に対し
て、現行ギア、および単段またはスキップによる任意の
ギアシフトを完了するために必要な検出されたエンジン
および車両状態から、および休止状態からを包含する任
意の時点で選択できる別のレシオを教示するようになっ
ている。シフト操作は、アップシフトについては前方へ
の、あるいはダウンシフトについては後方へのギアレバ
ー１の単一または複数の移動により達成される。ギアシ
フトレバーは休止または垂直位置へ復帰するようにスプ
リング付勢されており、レバーの一回の移動が一回のシ
フト制御を行なうようになっている。
エンジンの制御は燃料制御装置26により行なわれ、こ
れには２つのソレノイドバルブが備えられ、一方はエン
ジンの「ディップ操作」に関連し、他方はエンジンの
「ブリップ操作」に関連している。ソレノイドバルブに
従属する背中合わせに配置される２重空気圧ピストン
は、所望により運転者の知覚なしでサーボポンプの操作
をもたらす。これらのユニットは電子パネルからの信号
に応答する。「フライ−バイ−ワイヤー」スロットル制
御または完全電子エンジン管理が、システムにより適応
できる。
システムが正しく機能を果たすためには、完全クラッ
チおよび部分スロットル作動の存在を確認することが必
要であり、これは少なくともクラッチの完全延長部およ
び運転者の足ペダルからのアクセレレータの初期移動部
にスイッチ（近接またはマイクロ）を配置することによ
り達成される。
変速機オペレータ34は、好ましくは２つの要素に分断
される電気空気圧（「EP」）マニホルドを包含してい
る。第１のものは前ボックス作動に、そして第２のもの
は後ボックス作動に関連している。EPマニホルドは、ソ
レノイドバルブにより制御されると共に、シフトピスト
ンを保持するシリンダに関連するマニホルドである。
オペレータ34はさらにシフトユニットを包含してお
り、電子制御ボックス38からの信号による適切なEPバル
ブのサーボ操作により移動される空気ピストンが備えら
れている。
運転者は下記のとおり教示される： 車両は、空気圧が正しいレベルにあり、ハンドブレー
キがかけられ、クラッチが脱係合状態にあり、かつ加速
がアイドリング状態において静止している。中立状態が
表示ユニットに表示される。運転者がギアレバーを前方
へ一回移動すると、最低レシオにおいて始動するように
ユニットが予備処理される。係合はまだ行なわれていな
い。クラッチペダルが押下げられ、マイクロスイッチが
その移行範囲において作動されることになる。
第１ギアが係合させて、クラッチペダルが解除され、
スロットルが適用されてハンドブレーキが解除される
と、車両は移動し、通常の加速が行なわれる。所望速度
において運転者は、ギアレバーを一回前方へ操作するこ
とにより次に高いレシオを選択することができる。零速
度においてレバーを一回移動すると、ギアボックスは車
両が休止した状態から始動ギアに復帰される。
可視表示の位置は、運転者がその注意を前方の道路か
ら完全にそらせる必要なく適切なギアを知ることができ
るような位置になされる。CPU38を含む電子パネルは、
ギア選択ユニットからの運転者の指令、ギアボックス入
力および出力シャフトからの速度信号を受信して、EPマ
ニホルド、シフトユニット、アップシフト慣性ブレー
キ、エンジンおよびクラッチ制御装置に向けて、半自動
シフトが達成されるように指令を送信する。
エンジンの制御は２つの要素において行なわれる。電
子装置は変速機入力および出力シャフト速度間の状態を
検討し、もしアップシフトが可能ならば、スロットル、
クラッチおよびアップシフトブレーキ制御装置が自動的
に始動されて、第２ギアの同期および係合が達成され
る。第２ギアの係合に続いて、アップシフトブレーキが
解除され（必要により前解除が開始される）、クラッチ
およびエンジン制御が現状に復帰される。これらのシー
ケンスは自動的に行なわれることから迅速に行なわれ、
したがって車両性能の損失は最少であり、車両が進む状
態から進まない状態に移動することは、ほとんど不可能
である。これはスロットル操作が運転者の気まぐれにま
かされた場合に起こる可能性があることである。この過
程は状態が許すならば、最高レシオに到達するまでボッ
クスを介して繰返される。
エンジンおよび車両速度が不利な負荷／道路条件によ
り減少するとダウンシフトが要求され、このダウンシフ
トは任意の時点で要請できる。しかし、シフトの実行
は、同期を達成するのに十分なエンジン速度範囲が可能
な場合にのみ達成される。関連する状態が流動的なもの
と仮定すると、２つのシーケンスの一方が行なわれる。
利用されるシーケンスは、後ボックスのみのシフト、あ
るいは前および後ボックス両者を含む複合シフトである
変換に依存している。
スプリットシフト−副セクシヨンのみ 単一の後ボックスシフトに関する信号により、後ボッ
クスのギアが選択され、「スロットル・ディップ」（燃
料ポンプがアイドリングに向かう）シーケンスが開始さ
れ、トルクラインを遮断し脱係合が可能になるのに十分
な時間続けられる。クラッチも脱係合され、それから再
係合される。「スロットル・ディップ」シーケンスが終
了し、「スロットル・ブリップ」（燃料ポンプがフルス
ロットルに向かう）期間が開始される。同期状態を検出
すると、スプリッタ機構が低ギアの係合を動作させ、
「スロットル・ブリップ」期間が終了し、スロットルは
運転者により指令される状態に復帰する。
複合シフト−主および副セクシヨン 複合（主および副セクシヨン変換）シフトに関して。
シーケンスはほんの一部で相違するだけである。第１ク
ラッチ脱係合を含むこれまでのシーケンスは同一状態に
あるが、それから次のシーケンスが開始される。クラッ
チが適切な期間脱係合状態にある間、中立状態が前ボッ
クスにおいて選択される。クラッチはそれから再係合さ
れ、「スロットル・ディップ」信号が除去されて、スロ
ットル・ブリップが作動される。同期状態が検出される
と、スロットル・ブリップが終了し、適切な遅延時間
後、前ボックス係合が行なわれる。
前述シーケンスは第５〜８図のフローチャートに示さ
れている。
前述フローチャートを達成する電子装置 シフトハウジング、エンジン速度、クラッチおよび慣
性ブレーキオペレータへの空気圧制御ラインを制御する
ために電子装置が利用される。これは、非許容ギア変換
を阻止すると共に、現行ギアとシフト可能なギアとを表
示するようになっている。電子装置が応答する入力は、
ギアレバー指令信号、入力シヤフト速度、出力シヤフト
速度、スロットルしきい位置、およびペダル位置（押下
げられているか、否か）である。第４図に示される電子
装置は簡単なブロック形態で説明されている。実数値の
道路速度信号周波数が測定され、かつすべてのギアにお
いて可能な最大速度を表示する各設定値２進数が発せら
れ、すなわち２進数１が第１ギアにおける最大速度にお
いて発生し、第11ギアにおいて可能な最大速度において
発生する２進数11まで進む。
この実際の道路速度２進数はそれに付加された２進数
３を有しており、この付加数値と実速度２進数が２つの
２進数比較器へ送られると共に、その他方の入力は現行
実ギアから送られる。各比較器への他の入力は、記録さ
れた係合ギアレシオに応答すると共に、各設定値最大速
度２進数が供給される。その効果として、任意の実道路
速度において可能なギアの「窓」が形成される。「指令
された」ギアがこの窓の外側にある場合は、後述のよう
にこの選択はゲートにより無効化される。この２つの例
をとると、実速度が零においては、ギア1,2および３の
みが可能である。たとえば第２ギアにおける最大実速度
においては、ギア3,4および５のみが可能になる。
「現行」（または実際の）ギア選択２進数は、２方向
性４ビット計算機の出力から送られる。アップシフト指
令は計数を増大し、ダウンシフト指令はそれを減少す
る。「指令」ギアが前記窓の外側にある場合に閉じられ
るゲートが入力部に設けられている。速度が指令ダウン
変換にとって低過ぎるという理由で要求された選択が窓
の外側にある場合は、車両は許容最高ギアへさらにダウ
ン変換される。
各アップシフトはスロットル・ディップ（TD）を開始
し、かつ各ダウンシフトはスロットル・ブリップ（TB）
を発信する。この状態はエンジンが道路速度と同期され
るまで続けられ、その場合に各TDまたはTBが遮断され、
次のギアが選択される。前述フローチャートも参照され
たい。
したがって明らかなように、好ましい実施例において
ギア変換は、組込まれてはいるがトルクに依存しないで
行なわれる。これは始動および最終速度のみに依存し、
かつ実際の係合ギアおよび選択可能ギアに依存して可能
になる。
完全自動変速機に比較して、この半自動変速機は運転
者の制御および自由選択を可能にしており、これは非常
に低速な場合、および前方の地形または道路条件が困難
な場合に、特に有利である。運転者は休止状態からの始
動または巧妙な操縦時以外、レシオの変換にあたってス
ロットルおよびクラッチを利用する必要はない。巡航制
御または統制最高道路速度は、制御ボックス38に容易に
具備させることができる。スロットルがシフトのために
操作される時、運転者はその足に無視できるフィードバ
ックを感じることになる。シフトは極めて迅速に行なわ
れるから、表示された許容シフト状態は、シフトが行な
われる短時間中に変化することはなく、車両は認識でき
る程低速化することはない。判断を誤っているが許容さ
れ、かつ完了される変換後に、正常シンクロメッシュま
たは非同期機械式変換ギアは、エンジンの空回り、また
はアイドリング速度における仕事に対する保護がなされ
ない。
付加的特徴として第９図に示されるように、操作者が
車両の走行速度を基準値（通常は完全停止時）より下に
下降させることを許すならば、マスタークラッチ16を足
ペダル３によって手動で脱係合し、操作者の足をスロッ
トルペダル24から取り除く（すなわちTHPS＝０）。
ダウンシフトの方向にレバー１をただ１回移動させる
ことは変速機を中立位置に自動選択しかつ係合させる要
請とみなされる。
上述の手順により、車両操作者は比較的簡単に自動選
択と変速機の中立位置への係合を要請でき、通常中立要
求に関連する状態とは、たとえば車両の停止、クラッチ
の手動解除、スロットルから足を離すこと（センサ４に
よって感知するようにブレーキ上に足を乗せることを可
能にする）、すなわち所定の開始ギアのためではない場
合である。
（発明の効果） 本発明は上述した構成から、操作者が予め規定された
状況下で変速機を中立位置にシフトレバーの一回の移動
で直接ダウンシフトさせることができ、変速機のギア変
換を最適な状態でスムーズに行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の半自動機械式ギア変換型変速システ
ムの概略図、第２図はこの発明の半自動変速機の制御シ
ステムの概略図、第３図は運転者手動制御および表示装
置、第3B図は第３図に示される表示装置の一部の拡大
図、第４図は半自動変速機制御システムのロジックおよ
び制御電子装置のブロック概略図、第５図は複合アップ
シフトについてのシフトロジック・フローチャート、第
６図はスプリッタシフトのみのアップシフトについての
シフトロジック・フローチャート、第７図はスプリッタ
シフトのみのダウンシフトについてのシフトロジック・
フローチャート、第８図は複合ダウンシフトについての
シフトロジック・フローチャート、第９図はこの発明の
制御方法のフローチャート、第10図は本発明のスロット
ル位置センサ組立体の概略説明図である。 １……手動シフト選択レバー、10……半自動機械式ギア
変換型変速機システム、12……多段ギア変換型機械式変
速機、14……燃料をスロットル制御されるエンジン、16
……摩擦マスタークラッチ、24……手動燃料スロットル
制御装置、26……燃料スロットル制御オペレータ、30…
…クラッチオペレータ、34……変速オペレータ、38……
中央処理ユニット、

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動燃料スロットル制御装置（24）、燃料
    をスロットル制御されるエンジン（14）、多段速度ギア
    変換の機械式変速機（12）、エンジンおよび変速機間に
    挿入配置される摩擦マスタークラッチ（16）、手動操作
    されるマスタークラッチ制御装置（３）、現係合ギアレ
    シオからアップシフトを選択するために中央位置から第
    １方向へ可動であるとともに、ダウンシフトを選択する
    ために前記中央位置から第２方向へ可動の手動シフト選
    択レバー（１）、変速機の入出力シヤフトの各回転速
    度、車両速度、エンジン速度および前記シフト選択レバ
    ーの操作を表示するそれぞれの入力を受信するととも
    に、それを所定のロジックルールにより処理して、クラ
    ッチオペレータ（30）、燃料スロットル制御オペレータ
    （26）、および変速オペレータ（34）を包含する非手動
    制御されるオペレータへ指令出力を発信する中央処理ユ
    ニット（38）を備え、該中央処理ユニットが所定時間内
    における前記中央位置からの前記レバーの移動方向およ
    び移動回数を包含する、前記手動シフト選択レバーの操
    作を検出し、第１操作モードにおいては、所定方向にお
    ける前記シフト選択レバーの中央位置からの各反復移動
    が前記方向における一つの付加的に連続するレシオの変
    換を操作者が選択したものと仮定して、現係合ギアレシ
    オから操作者により選択された変速機ギアレシオへ直接
    シフトされるように決定している半自動機械式ギア変換
    型変速装置（10）の制御方法において、 前記装置は中央処理ユニットに操作者の手動による前記
    スロットル制御装置の係合を示す信号（THPS）および手
    動による摩擦マスタークラッチの脱係合を示す信号を供
    給する手段（22A）を含み、 第２操作モードにおいて、前記シフト選択レバーを第２
    の方向へ中央位置から一回移動させることは、もし車両
    走行速度が所定車両走行速度の基準値より小さいならば
    変速機の中立位置に直接ダウンシフトを操作者が選択し
    たものと判断されるように自動的に操作を選択し、 前記マスタークラッチは手動で脱係合され、そしてスロ
    ットル制御装置の操作者の手動による係合が検出されな
    いようになっている制御方法。
  2. 【請求項２】操作者の手動によるスロットル制御装置の
    係合を示す信号（THPS）は前記スロットル制御装置の所
    定の最低基準値の動きよりも大きいことを示す信号であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】スロットル制御装置が、スロットルペダル
    （24）であり、操作者の手動による前記スロットル制御
    装置の係合を示す信号（THPS）がスロットルペダル上に
    操作者の足が存在することを示す信号である、特許請求
    の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】最低車両走行速度の基準値は完全に停止し
    た車両の状態を示すものである特許請求の範囲第１項な
    いし第３項のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】停止からスタートする車両操作に利用され
    る最高ギアレシオを予め設定して、それを最高の許容開
    始ギアレシオに指定し、 所定の車両速度より上の速度から車両の停止を検出し、 その後、ダウンシフト方向にシフト選択レバーの一回移
    動を検出し、手動によるマスタークラッチの脱係合と、
    操作者の手動によるスロットル制御装置の係合により、
    前記変速機が最高許容開始ギアレシオに自動的にシフト
    されるようになる各過程を含む特許請求の範囲第１項，
    第２項および第４項のいずれか１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】車両ブレーキの適用を示す信号を供給する
    手段（４）を含み、第２操作モードにおける操作が車両
    ブレーキの適用を検出することを付加的に要求するよう
    になっている特許請求の範囲第１項又は５項に記載の制
    御方法。
  7. 【請求項７】手動燃料スロットル制御装置（24）、燃料
    をスロットル制御されるエンジン（14）、多段速度ギア
    変換の機械式変速機（12）、エンジンおよび変速機間に
    挿入配置される摩擦マスタークラッチ（16）、手動操作
    されるマスタークラッチ制御装置（３）、現係合ギアレ
    シオからアップシフトを選択するために中央位置から第
    １方向へ可動であるとともに、ダウンシフトを選択する
    ために前記中央位置から第２方向へ可動の手動シフト選
    択レバー（１）、変速機の入出力シヤフトの各回転速
    度、車両速度、エンジン速度および前記シフト選択レバ
    ーの操作を表示するそれぞれの入力を受信するととも
    に、それを所定のロジックルールにより処理して、クラ
    ッチオペレータ（30）、燃料スロットル制御オペレータ
    （26）および変速オペレータ（34）を包含する非手動制
    御されるオペレータへ指令出力を発信する中央処理ユニ
    ット（38）を備え、前記中央処理ユニットが前記中央位
    置からの前記レバーの移動方向を包含する、前記手動シ
    フト選択レバーの操作を検出し、第１操作モードにおい
    ては、所定方向における前記シフト選択レバーの中央位
    置からの各移動が前記方向におけるレシオの変換を操作
    者が選択したものと仮定して、現係合ギアレシオから操
    作者により選択された変速機ギアレシオへシフトされる
    ように決定している半自動機械式ギア変換型変速装置
    （10）の制御システムにおいて、 その制御手段が操作者の手動による前記スロットル制御
    装置の係合を示す信号（THPS）を前記中央処理ユニット
    に供給する手段（22A）と、手動による摩擦マスターク
    ラッチの脱係合を示す信号を前記中央処理ユニットに供
    給する手段、 および第２操作モードにおいて、前記シフト選択レバー
    を第２の方向へ中央位置から一回移動させることはもし
    車両走行速度が所定車両走行速度の基準値より小さいな
    らば変速機の中立位置に直接ダウンシフトを操作者が選
    択したものと判断され、前記マスタークラッチは手動で
    脱係合され、そしてスロットル制御装置の操作者の手動
    による係合が検出されないように自動的に操作を選択す
    る手段により特徴づけられた制御システム。
  8. 【請求項８】操作者の手動によりスロットル制御装置の
    係合を示す信号（THPS）が前記スロットル制御装置の所
    定最低基準値の動きよりも大きいことを示す信号である
    特許請求の範囲第７項に記載の制御システム。
  9. 【請求項９】スロットル制御装置がスロットルペダル
    （24）であり、操作者の手動による前記スロットル制御
    装置の係合を示す信号（THPS）が前記スロットルペダル
    上に操作者の足が存在することを示す信号である特許請
    求の範囲第７項又は第８項に記載の制御システム。
  10. 【請求項１０】最低車両走行速度の基準値は完全に停止
    した車両の状態を示すものである特許請求の範囲第７項
    または第８項に記載の制御システム。
  11. 【請求項１１】前記制御手段が停止からスタートする車
    両操作に利用される最高ギアレシオを予め設定して、そ
    れを最高の許容開始ギアレシオに指定し、 所定の車両速度より上の速度から車両の停止を検出し、 その後、ダウンシフト方向にシフト選択レバーの一回移
    動を検出し、手動によるマスタークラッチの脱係合と、
    操作者の手動によるスロットル制御装置の係合により前
    記変速機が最高許容開始ギアレシオに自動的にシフトさ
    れるようになるロジックルールを含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第７項記載の制御システム。
  12. 【請求項１２】車両ブレーキの適用を示す信号を供給す
    る手段（４）を含み、第２操作モードにおける操作が車
    両ブレーキの適用を検出することを付加的に要求するよ
    うになっている特許請求の範囲第７項に記載の制御シス
    テム。
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