JP2681289B2 - 半自動機械的変速機制御方法及び装置 - Google Patents

半自動機械的変速機制御方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、手動シフト選択器を具え、車両の変速機ギ
ヤ比の切換またはシフトを自動的にシフトし、しかも、
車輛の運転者またはオペレーターも幾らかの制御を行な
い得るよう構成した乗物用半自動機械的変速装置の制御
装置および制御方法に関するものである。特に、本発明
は、自動的に決定して表示した許容し得る運転者選択変
速機ギヤ比のシフトを自動的に行なうための装置およ
び、停止状態からの発進を除き、車両主クラッチの全て
の制御を自動的に行ない得る半自動機械的変速制御装置
と方法に関するものである。このタイプの変速機は米国
特許第4,648,290号に開示され、本明細書では文献を挙
げるにとどめる。さらにより詳細には本発明は、乗物が
傾斜地を走行する際に許容される最低の係合ギヤ比をそ
れに応じて決定するための予め定められた論理則に応じ
てシステム入力が処理される半自動機械的変速機を制御
する制御装置と方法に関する。
（従来の技術） 重荷重トラックあるいはバスのような重荷重車両用お
よび自動車用の完全自動動力伝達系で、スロットル開口
または位置、車速、エンジン速度等を検知し、これらの
検知にしたがって車両変速機を自動的にシフトするもの
は従来既知である。このような完全自動切換歯車変速機
には、加圧流体を利用して１個以上の部材を他の部材ま
たは地面に摩擦噛合させて選択したギヤ比に切換える変
速機と、電子およびまたはニューマチック論理およびア
クチュエータを利用して機械的（すなわち確動）クラッ
チを入切して所望のギヤ比にする自動機械的変速機とが
ある。このような変速機の例として米国特許第3,961,54
6号、第4,081,065号、第4,361,060号、第4,569,255号、
第4,576,065号および第4,576,263号明細書を参照するこ
とができる。
（発明が解決しようとする問題点） このような完全自動切換歯車変速機は、特に、典型的
に、大量に販売されない最も大型の重荷重車両にとって
受け入れることのできない程高価となる。さらに、これ
らの加圧流体およびまたはトルクコンバーターを利用す
る自動切換歯車変速機は、入力および出力軸間で動力が
消費されるため相対的に効率が低い。さらにまた、多く
の車両オペレーターは、特に、道路の前方の状態および
または積載している荷を知り得るから、ギヤ比の選択を
制御したがる。重荷重車両は、しばしば、低速度で、限
られた空間内で正確に動くことが必要であり、この場
合、完全自動変速機は予定の低ギヤだけが噛合する傾向
がある。特に、車両系統において一時的にしばしば起る
ように、エンジンへの燃料供給が不完全である場合に
は、車両の運転者は、手動クラッチ制御ペダルを備えて
いない完全自動変速機では、左足によって車両ブレーキ
を利用しない限り、細かい動きを行なわせることが困難
である。
前記欠点は半自動機械的変速機制御によって抑制され
る。すなわち複数のギヤ比間の自動的切換えを設け、特
定のギヤ比の切換えを行なう場合に、通常、運転者に、
直ちに連続的にギヤ比を上げまたは下げるか、または、
１個以上のギヤ比をスキップさせるかを選択させ、ま
た、低ギヤまたは流しギヤにおいて、車両の主クラッチ
をスリップ、すなわち、完全に噛合させない場合を選択
させる。さらに、半自動制御系は、運転者が選択した高
い側のギヤ比の噛合、すなわち、アップシフトを防止
し、これによりエンジン速度がアイドル速度より低下し
てエンジンの停止およびまたはエンジンの低速度で過大
な応力がかかるのを防止し、また、低ギヤ比の噛合、す
なわちダウンシフトを防止し、かかるダウンシフトによ
って生じるエンジンの過速を防止している。手動機械的
変速機では、エンジン速度を調速エンジン回転数より加
速されないよう調速することができても、不適当なダウ
ンシフトによってエンジンの過速が生じ得る。このよう
な半自動変速制御の例は前記米国特許第4,648,290号に
示されている。
（発明が解決しようとする課題） 上記のような半自動機械的変速制御では好ましい半自
動制御が行われるが、かかる制御は許容しうる係合比が
そのときの乗物の速度に基いて決定されるため、乗物が
急斜面を登る場合には好ましいギヤ比にシフトダウンで
きなかった。
本発明の目的はある与えられたギヤ比から許容された
シフトアップおよびシフトダウンを自動的に決定するた
めの制御を行う乗物用半自動機械的変速機制御装置およ
制御方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段・作用） 上記目的を達成するため本発明は、システム入力信号
を処理し、乗物が登坂走行に起因して減速度状態にあり
かつこのような登坂が検出されると通常許容されている
よりも低いギヤ比にする制御も行う。
そして前記の制御は、乗物の加速度または減速度を計
算し、加速度または減速度が基準値よりも小さくかつエ
ンジンに対する燃料が基準値よりも大きい場合にさらに
より低いギヤ比の係合を許容する。
（発明の効果） 上記のごとく乗物の加減速度および燃料を検出して制
御を行うので、登坂時等においても最適のギヤ比が得ら
れる。
（実施例） 次に、本発明の好適実施例を図面につき説明する。
好適実施例の説明において使用する用語は説明のため
のものであり、本発明はこれらの用語によって制限され
るものではない。「上方」、「下方」、「右方」および
「左方」の用語は参照図面での方向を示すものである。
また、「内方」および「外方」の用語は説明する装置ま
たはその部分の幾何学的中心に向かう方向および遠去か
る方向を示すものである。以上に具体的に述べた用語お
よび同様の意味の用語の派生語に上述したことは適用す
る。
「簡単な変速機」なる用語は複数の単一ギヤ比の一つ
を運転者が選択することができる変速機を示すに用いら
れる。「複合変速機」なる用語は主変速機部分とこれに
直列に連結された副変速機部分とを有し、これによって
主変速機部分における選択したギヤ比を副変速機部分に
おける他の選択したギヤ比を複合することができる変速
機を示すに用いられる。「スプリッター型複合変速機」
なる用語は、副変速機部分を用いて主変速機部分におい
て選択されたギヤ比を再分割するための種々の選択可能
段を設けた複合変速機を示すに用いられる。スプリッタ
ー型複合変速機においては、典型的に、主変速機部分に
相対的に幅の広い変速段が設けられ、これらの変速段は
副変速機部分によって分割される。「アップシフト」な
る用語は、低い側の速度のギヤ比から高い側の速度のギ
ヤ比にシフトすることを意味する。「ダウンシフト」な
る用語は、高い側の速度のギヤ比から低い側の速度のギ
ヤ比にシフトすることを意味する。「低速ギヤ」、「低
ギヤ」およびまたは「第１ギヤ」とは、変速機または変
速機部分における最も低い前進速度操作のために用いら
れるギヤ比、すなわち、変速機の入力軸に対して相対的
に最も高い減速比を有する歯車組を全て意味する。
シフト操作の「選択方向」とは、特定のギヤ比から単
一または多段アップシフトまたはダウンシフト操作する
ことを意味する。ギヤ比間の「変位」とは２個のギヤ比
間の選択可能のギヤ比の数を意味し、例えば、第３速ま
たはギヤ比は第４および第５速から１個および２個のギ
ヤ比だけそれぞれダウンシフト方向に変位されたもので
ある。
「ブロックした変速機」または「ブロックした変速機
部分」とは、チェンジギヤが常時噛合の変速機または変
速機部分を意味し、かかる変速機または変速機部分にお
いては、軸線方向に可動の複数個のギヤのうちの選択し
た１個のギヤが中立位置から噛合位置に軸線方向に動く
ことによって選択ギヤは軸に対して回転しないよう結合
され、弾性的に附勢された確動クラッチの部材が実質的
に同期的回転状態になるまで、上述した噛合を阻止する
ためブロッカーが用いられ、上述の同期状態は変速機の
入力およびまたは出力軸の手動およびまたは自動操作に
よって両者間に同期状態の交さが生じることによって達
成されるが、クラッチ部材の１方およびこれに関連する
装置を他方のクラッチ部材と一緒に回転させるに十分な
選択クラッチ部材の摩擦接触によっては、典型的に、達
成されない。ブロックした変速機およびまたは変速機部
分は、米国特許第3799002号、第3924484号、第4192196
号および第4440037号およびヨーロッパ特許第0070353号
に示されており、これらの全ての開示を本明細書は参照
している。
本発明は、原理的に云って、電気−空気制御装置に出
力信号を出力し、また、この制御装置から指令信号を受
取るよう構成された全ての形式の機械的変速機の半自動
制御に応用することができる。しかし、本発明による半
自動制御系は、特に、ブロックしたスリッター形式の副
変速機部分に直列に連結された非同期化の非ブロック型
主変速機部分を有する形式のスリッター型複合変速機に
有利に応用される。このような変速機は、従来既知であ
り、半ブロック変速機と称せられ、1983年２月９日公告
されたヨーロッパ特許願第0070353および1984年９月５
日に公告された（EP−Ａ−0117342）ヨーロッパ特許出
願第83307061,8号に開示されており、これらの公報の開
示を本明細書において参照している。
本発明が特に有利である半自動変速装置は、1986年２
月５日に公告（EP−A0170465）されたヨーロッパ特許出
願第85305072,2号および前記米国特許第4648290号に開
示され、本明細書では文献番号を示すにとどめる。
第１図を参照して、運転者操作スロットル24の位置は
センサー22で検知され、その検知信号（THD）は中央プ
ロセッシングユニット38に送られ、このプロセッシング
ユニットはセンサー28からエンジン速度を、およびまた
は、センサー32から変速機入力軸速度を、センサー36か
ら変速機出力軸速度を、運転者のギヤシフトレバーまた
は後述する操作レバー１の正または負作動をも入力とし
て受取る。エンジン速度は変速機入力軸速度を示し、特
に、クラッチ16がスリップすることなく噛合している場
合には、変速機出力軸速度が乗物速度を示すと理解され
る。
オペレータによるスロットルペダル24の調整量等を検
知し、かつモニタリングした調整量に比例したあるいは
少なくとも該調整量を示す信号を供給するためのスロッ
トル位置センサ装置22のような装置、および同様の装置
を利用するいわゆるリモート燃料制御またはワイヤ伝送
装置は既知であって、米国特許第4250845号、第4305359
号、第4319658号および第4461254号に開示されており、
本明細書では特許番号を掲記するにとどめておく。
前記米国特許第4551802号、第4361060号および第4081
065号に開示されているような乗物SAMT装置10の制御の
ため、オペレータによるスロットル位置を示す正確な入
力信号を中央処理ユニットまたはコントロール38に供給
することは重要である。調整量は、アイドル位置を０％
としかつ最大スロットル位置が100％とした場合のスロ
ットル開口度のパーセントで表わす。この調整量はセン
サ装置22のプランジャ22Bによってモニタリングされた
パラメータでスロットル要求ポテンショメータまたは
“THD"入力信号と称されるものをコントロール38に供給
する。
第１および２図に示すような動力伝達系10の制御論理
回路、センサーおよびアクチュエータは米国特許第4361
060号明細書に開示されており、この開示を参照するこ
とができる。具体的に云えば、中央プロセッシングユニ
ット38は入力を受け取り、これを予定の論理則にしたが
って処理して指令出力信号を、空気およびまたは電気的
アクチュエータに供給して急速アップシフトのために排
気ブレーキ17およびまたは入力軸ブレーキ18を制御し、
また自動燃料制御装置26に供給してエンジン14への燃料
の供給を「プリップ」してクラッチオペレーター30を経
てダウンシフトクラッチ制御装置および変速機オペレー
ター34を経てシフト中のギヤ比を制御して急速同期回転
させるようにしている。中央プロセッシングユニット
は、また、指令出力信号を後述する表示装置２にも送
る。半自動動力伝達系10は、附加的に、普通の足踏みク
ラッチペダル３を具え、これを停止およびまたは低速徐
行状態からスタートする場合にのみ使用するようにして
いる。コントロール38は手動クラッチコントロール３の
位置および乗物ブレーキ４の作動を示す信号を受け取
る。半自動機械的動力伝達系10は、また、電気およびま
たは空気動力源（図示せず）をも含んでいる。
本明細書において使用している「プリップ」なる用語
は、エンジン14への燃料の供給が一時的に増大すること
を意味し、他方、「デイップ」なる用語は、エンジンへ
の燃料の供給が一時的に減少することを意味する。用語
「プリップ」および「ディップ」は、足踏スロットルペ
ダル24の運転者選択位置とは無関係に、エンジンへの燃
料の供給を増大および減少させるよう自動コントローラ
に指令する場合に普通に用いられている。
好ましくは、第３図に示すように、中央プロセッシン
グユニット38を箱または外匣38A内に入れ、外匣に表示
パネル２を取付け、この表示パネルにアップシフト指示
表示２′、ダウンシフト指示表示２″、使用中のギヤ比
表示２、シフト選択レバー１、任意可逆ボタン1Aを中
央プロセッシングユニット電子回路38Bとともに設け
る。
半自動機械的動力伝達系10の制御系を第２図に線図的
に示している。
第3B図に示すように、表示装置２はアップシフト指示
部分２′、ダウンシフト指示部分２″および現在噛合中
のギヤ比指示部分２を有する。図示のように、現在噛
合中のギヤ比指示部分２は現在「６」のと表示されて
おり、これは、車両の変速機が第６ギヤで作動している
ことを示している。アップシフト表示部分２′は、３本
の線を有し、これらの線は、検知エンジンまたは入力軸
速度および検知出力軸速度のように予定の論理則または
プログラムによって処理された検知入力パラメーターに
したがって許容される許容連続アップシフトの最大数を
示している。現在の状態では、３本の線は、１段、２段
または３段アップシフトが可能であることを示してい
る。したがって、運転者は、許容シフトを第７、第８ま
たは第９速に直接に選択することができる。ダウンシフ
ト表示部分２″は２本の線を有し、これらの線は、予定
の論理則またはプログラムによって処理された検知パラ
メーターにより許容される許容連続ダウンシフトの最大
数を示す。現在の状態では、表示部分２″における２本
の線は変速機を第５または第４ギヤにダウンシフトする
ことが可能であることを示している。
簡単に云って、可能なアップシフトまたはダウンシフ
トを許容するかどうかは、実質的に一定の車速で、マス
タークラッチが完全に噛合した状態で、アップシフトま
たはダウンシフトし終った時点で予想されるエンジン速
度を最高および最低許容エンジン速度の固定範囲と比較
して決定される。中央プロセッシングユニット38は選択
した許容できないギヤ比への切換えを行なうような指令
信号は出さない。好ましくは、中央プロセッシングユニ
ットは、運転者が選択したギヤ比に最も近い許容し得る
ギヤ比への切換を行なわせる。例えば、表示装置２によ
って指示された状態が第3B図に示されているような場合
に、運転者が第３ギヤへのダウンシフトを選択した場合
には、このようなダウンシフトは、許容することができ
ないとして、中央プロセッシングユニット38によって実
行されない。しかし、好適実施例では、中央プロセッシ
ングユニット38が第６ギヤから第４ギヤへの２段ダウン
シフトの指令出力信号を出す。許容することができない
ギヤ比切換えが拒否されるばかりでなく、運転者は表示
装置２によってそのギヤ比が決して企てられまたは選択
されるべきでなかったことを通常既に知らされている。
表示装置２は、アップシフトおよびダウンシフトが許
されるものであるという指示およびアップシフトおよび
ダウンシフトが許容することができないものであるとい
う指示を運転者に与える。万一、運転者が警告をよく聞
かない場合には、中央プロセッシングユニット38は、機
械的ジョークラッチ素子の同期化が系によって得られな
くても、許容することができないシフト指令を発生しな
い。
アップシフト指示表示２′が空白である場合、アップ
シフトは許容されず、運転者は多分極低経済エンジン速
度で駆動している。これとは逆に、ダウンシフト指示表
示２′が空白である場合、すなわち、水平の線が表示さ
れない場合、ダウンシフトは許容されず、最大トルク、
加速または登坂の走行が現在の噛合ギア比で系において
既に多分行なうことができる。ギヤシフトは常に、運転
者の機械的足踏クラッチぺダル３による主クラッチ16の
手動入切操作なしに達成され、足踏クラッチペダルは停
止状態、後進状態、または倉庫内での作業状態等から、
車両クラッチが慣習的に用いられているように、スター
トするためにのみ通常用いられる。
変速機12をシフトするため、運転者がレバー１を前方
（アップシフトのため）および後方（ダウンシフトのた
め）に第２および３図に示す位置から動かす。１段アッ
プシフト、すなわち第７ギヤにシフトすることを選択す
るためには、運転者はレバー１を前方に一度動かし、次
に、レバーを中位または中心位置に押し動かして戻す。
図面に示すように第６ギヤにおいて、運転者はレバーを
前方に３回迅速に休止位置に毎回戻して順次に動かす場
合、２個のギヤを有効にスキップし、ほぼ瞬間的に第９
速に直接にスキップシフトする（すなわち、第７および
第８速は噛合しない）。したがって、多段またはスキッ
プシフトを本発明の半自動制御装置を用いることによっ
て指令することができる。選択ギヤ比に関連した主クラ
ッチ16の切離および選択ジョークラッチ部材の同期化は
自動スロットルおよびクラッチ制御および入力軸および
またはエンジンの制御によって自動的に、迅速に達成さ
れる。制御系は半自動であり、運転者は、アップシフト
かまたはダウンシフトを行なう時期、およびアップシフ
トまたはダウンシフトするギヤ比を決定する必要がある
が、ギヤシフトレバー、スロットルペダルおよびクラッ
チの操作を合わせる必要はない。運転者が、一度、許容
ギア比を選択すれば、スロットルはブリップされてダウ
ンシフト中に必要な同期化が得られ、あるいは、アップ
シフト中に必要な同期化が行なわれるようディップさ
れ、これらの全てが中央プロセッシングユニット38によ
って運転者に対して自動的に行なわれる。操作の逆モー
ドは停止位置でニュートラルからのみ行なわれ、次に、
制御レバー１を現在噛合のニュートラル位置から後方に
動かすことによって行なわれる。ダウンシフトが逆に突
然動くのを防止するため、リバースボタン1Aを設け、こ
のリバースボタンを押すことによって初めて中央プロセ
ッシングユニットがニュートラル位置でのレバース操作
に対する要望に際し制御レバー１を後方に動かすことが
できるようにすることができる。
主変速機部分および副変速機部分の両方を含むアップ
シフトおよびまたはダウンシフト、すなわち、複合シフ
トは、運転者にとって等しく簡単に行なうことができ、
この理由はこれらは副変速機部分だけ、すなわちスプリ
ットシフトだけを含むからである。多段レバースギヤ比
を設けたこれらの変速機においては、制御レバーを指示
通りに前後に動かすことによって変速機をさらに低いレ
バースギヤ比にダウンシフトすることができ、また、さ
らに高いレバースギヤ比にアップシフトすることができ
る。当然のこととして、シフトレバーの端に設け得る任
意の形式のトツグルスイッチまたはボタンをレバースボ
タン1Aの代りに用いることができる。
予定の方向に前後に動いて操作のフオワートおよびレ
バースモードを選択した後、横方向に動いで１段または
多段のアップシフトおよびダウンシフトを選択し得る単
一制御レバーが米国特許第4442730号明細書に開示され
ており、かかる制御レバーを図示の制御レバー１の代り
に用いることもできる。
本発明の半自動制御系および方法の他の重要で有利な
特徴として、予め定められた基準速度よりも大きい速度
から（乗物の微動と区別するため）車両を完全に停止さ
せた後、クラッチ16を足踏みペダル３によって外し、か
つオペレータの足がスロットル上にあり（乗物走行を再
び始める意図が示されている）、レバー１をダウンシフ
ト方向に一度動かすことにより、制御装置が変速機12を
予め選択されたスタートギヤに、好ましくは最高の許容
し得るスタートギヤ比に自動的にシフトし、これを多数
の中間ギヤ比を越えてスキップシフトすることができ
る。例えば、12段の前進速度変速機においては、最高の
許容し得るスタートギヤ比は第３ギヤとすることができ
る。ダウンシフト方向における他のレバーの動きは変速
機をさらに迅速またはゆっくりと上り坂発進等を行なわ
せるようシフトする。運転者は、停止時または移動中、
許容し得るギヤ比から或る一つのギヤ比を常に選択する
ことができる。手動クラッチは停止準備のため用いられ
るだけで、これにより変速機を外ずし、任意の許容し得
るスタートギヤ比で停止状態から発進している間に失速
するのを防止する。半自動シフト中に、運転者が手動ク
ラッチを操作する場合には、そのギヤの切換えは中断さ
れ、手動クラッチの再噛合に際してのみ連続する。
選択的特徴として、道路における障害物を避ける際
に、運転者が手動クラッチを外ずすことなしに車両を停
止させるというような緊急事態においては、極低速度が
センサーによって検知され、クラッチ16は自動的に外ず
される。このような自動的クラッチ外ずし作動はエンジ
ンの失速を防止し、これによりステアリングその他のエ
ンジンによって駆動される動力による機能を保持するこ
とができる。車両を再び動かすには、運転者は手でクラ
ッチ16を外ずし、ギヤレバー１をダウンシフト方向に動
かして最高の許容し得るスタートギヤ比を再び選択す
る。
変速機12は少なくとも５速、より好ましくは９速以上
の選択可能な前進ギヤ比を有する多速度変速機であるこ
とが好ましい。前進12速スプリッター型変速機12、およ
び変速機12の補助変速機部に使用されるブロックされた
ジョークラッチ部材の構造は既知であって前掲の米国特
許第3799002号、第3921469号、第3924848号、第4194410
号、第4440037号、および公告されたヨーロッパ特許出
願EP−Ａ−0071355およびEP−Ａ−0117342に非常に詳細
に示されている。
典型的な許容ギヤ比決定方法および本発明制御系のギ
ヤ比切換操作につき次にさらに説明する。
半自動変速機の機能および構成部品は、ギヤ比切換選
択スイッチまたはレバー１、表示パネル２、制御箱38、
速度センサー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ー22、３（運転者がこれ
らを押すことを検出する）、シフト、クラッチおよびブ
レーキ（必要に応じ、エンジンマニホルドバキュームを
バキュームサーボーフロアーと一緒に使用）の電子−空
気制御装置、入力ブレーキ17およびまたは18ならびにそ
れぞれのアクチュエータ、制御ケーブルおよびクラッチ
アクチュエータ30である。
レバー１、表示パネルおよび中央制御ユニット38には
運転者の切換要求を入力し、運転者にどのギヤが入って
いるかを知らせ、任意の瞬間に、他のギヤ比を運転者は
選択することができ、ギヤシフトを、１段またはスキッ
プで、完了させるに必要なエンジンおよび車輛の状態を
検知する。レバー１を１回または多数回、アップシフト
のため前方に、ダウンシフトのため後方に動かしてシフ
ト操作を行なう。ギヤシフトレバーはスプリングによっ
て休止または垂直位置に戻るよう附勢されており、レバ
ーを１回動かすことによって１つのシフト制御を行な
う。
エンジンの制御は燃料制御装置26によって行なわれ、
この制御装置は２個のソレノイド弁を有し、一方のソレ
ノイド弁はエンジン「ディッピング」に関連し、他方の
ソレノイド弁はエンジン「プリッピング」に関連する。
ディッピングはアップチェンジに用いられるばかりでな
く、ダウンチェンジを行うための準備作動としてトルク
ラインを切離すためにも用いられる。背面を対向させた
複働型ニューマチックピストンをソレノイド弁に関連し
て設けて、所要に応じ、運転者の感覚なしに、サーボポ
ンプを操作させるよう構成している。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」型スロットル制御装置または全電子エンジン
制御を制御系によって行なうことができる。
制御系を正しく機能させるため、全クラッチおよび部
分スロットル作動を識別することが必要であり、これ
は、運転者の足踏みペダルからのクラッチおよび最初の
アクセルの動きの少なくとも全量をスイッチ（マイクロ
スイッチまたは近接スイッチ）によって行なう。
変速機オペレーター34には電子ニェーマチック（EP）
マニホルドが設けられ、これは好ましくは２個の素子に
分割される。第１の素子は前側の箱に関連し、第２の素
子は後側の箱に関連する。EPマニホルドはソレノイド弁
によって制御されるマニホルドであり、シフトピストン
のシリンダーに関連して設けられる。
オペレーター34には、また、シフトユニットが設けら
れ、このユニットは、電子制御箱38からの信号により作
動される適当なEP弁のサーボ作動によって動かされる空
気ピストンを具える。
運転者は以下のように指示することができる。
車両が静止しており、空気圧力が正しいレベルにあ
り、手動ブレーキがかかっており、クラッチが外れてお
り、加速がアイドル回転状態である。ニュートラルであ
ることを表示ユニットに指示されている。運転者はギヤ
レバーを一旦前方に動かし、これによりユニットを最も
低いギヤ比で発進するよう予め設定する。クラッチはま
だ入っていない。クラッチペダルを押し下げ、所定の押
し下げ量でマイクロスイッチが作動する。
第１ギヤを入れ、クラッチぺダルを釈放し、手動ブレ
ーキを外ずす際に、スロットルを操作し、車両は発進
し、正常な加速する。所望速度で、運転者は次の最高ギ
ヤ比をギヤレバーの前方への１回の操作で選択する。零
速度において、レバーを１回動かすことによりギヤボッ
クスは車両が停止する状態から発進用ギヤに戻る。
このような位置において、可視的指示により、運転者
は注意を道路の前方から完全にそらすことなしに適当な
ギヤが示される。
電子パネルCPU38を具え、運転者の指令をギヤ選択ユ
ニットから受け取り、速度信号をギヤボックス入力およ
び出力軸から受け取り、指令を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
ラッチ制御装置に送られ、半自動シフト作動が行われ
る。
これがため、好適実施例におけるギヤ切換は、トルク
を組入れることができるが、トルクに依存しない。ギヤ
切換は、発進および最終速度および実際に噛合している
ギヤおよび可能な選択ギヤ比にのみ依存して許容され
る。
本発明による半自動変速機は、従来の全自動変速機に
比べて、運転者の判断による制御が可能であり、これが
ため、極めて低速度において、また、前方の地形または
道路状態が走行上困難である場合に特に有利である。運
転者は、停止状態から発進する場合、または、狭い場所
での切かえし運転の場合以外にはスロットルおよびクラ
ッチペダルを操作してギヤ比を変える必要はない。一定
速度での走行時における制御または調速したトップ走行
速度を制御ボックス38内に容易に設定しておくこともで
きる。運転者は、スロットルがシフトのため作動される
際に、この作動されている状態を足に感ずる。シフトは
極めて迅速に行なわれ、したがって、許容し得るシフト
の表示状態（例えば、アップシフト時に２個のギヤ比を
とび越える）は短時間のシフト中に変わらず、車速はほ
とんど低下しない。普通のシンクロメッシュまたは非同
期機械的切換歯車は、選択すべきギヤ比の判断を誤り、
しかもギヤを完全に切換え終った後のアイドル速度での
エンジンの空転すなわち空ぶかしに対する保護対策が講
じられていない。
第４図に示されているように、他の特徴として、CPU3
8には、登坂走行のように高負荷がかかることに起因す
る減速を検知し、そしてこのような減速が検知される
と、ある与えられた乗物速度において通常許容される最
低係合比よりも低い次の比に係合させるための論理則が
設けられている。たとえば６番目のギヤが係合している
と仮定して、現在の乗物速度においては５番目または４
番目へのダウンシフトが許容されうるが、高負荷状態が
検知されると、さらなるダウンシフトが行われ、３番目
へのダウンシフトが許容される。このことは登坂時にダ
ウンシフトをする際、乗物オペレータ自身が行うギヤ比
の選択よりも不適切になることはないという利点を与え
る。
非登坂SAMT論理則に対するサブルーティンの場合、CP
U38は乗物加速度（すなわち時間に関する出力軸速度に
基づく）を検出しそしてこの検出値と基準値REF−１と
を検出する。乗物加速度が基準値よりも小さくかつエン
ジンに対する燃料FCが基準値REF−２よりも大きい場合
には、乗物の走行中に高い負荷がかかっている。REF−
２はスロットル全開の75％よりも大きいことが好まし
い。
このような高い負荷状態が存在しかつ少なくとも所定
の時間REF−３継続する場合には、登坂ダウンシフト論
理則が適用されこれによって通常走行速度時における非
登坂SAMT論理則の下において許容された最低ギヤよりも
１つ小さいギヤに係合する。CPU38に内蔵されたタイマ
は瞬間的な高負荷状態において登坂ダウンシフト論理則
が適用されるのを阻止するのに利用される。
好ましい態様における特徴として、特別の許容しうる
ダウンシフトが表示部分２、好ましくは閃光部材によっ
て指示され、乗物のオペレータに、乗物前進走行時にお
ける高負荷に起因してさらなるダウンシフトが有効（お
よびまたは望ましい）ということを知らせる。
本発明の好適実施例につき説明したが、本発明はこれ
らの実施例に限られることなく、本発明の範囲内で種々
の変更を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による半自動機械的変速動力伝達系の概
略線図、 第２図は本発明による半自動変速機の制御系の系統線
図、 第３図は手動シフト制御および表示装置の斜視図、 第3A図は表示装置の略示図 第４図は本発明に係る制御方法を示すフローチャートで
ある。 １……シフト選択レバー 12……変速機 14……燃料スロットルによって制御されるエンジン 16……摩擦クラッチ 24……手動燃料スロットル制御装置 34……変速機オペレーター
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 59:40 59:42 59:44 63:42 (56)参考文献 特開 昭61−125935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−103045（ＪＰ，Ａ)

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】乗物用半自動機械的ギヤ変換変速装置を制
    御する方法であって、 手動燃料スロットルコントロールと、燃料スロットルに
    よって制御されるエンジンと、多速ギヤ変換機械的変速
    機と、エンジンと変速機との間に設けられた摩擦クラッ
    チと、通常の係合ギヤ比からアップシフトおよびダウン
    シフトを選択するための手動操作シフト選択レバーと、
    変速機の入力軸および出力軸の回転速度、乗物速度、エ
    ンジン速度およびシフト選択レバーの作動のそれぞれを
    示す入力信号を受け取る中央処理ユニットと、変速機オ
    ペレータとを有し、 前記中央処理ユニットは予め定められた論理則に従って
    前記各信号を処理して現在係合しているギヤ比および現
    在の作動状態下における変速機の許容しうる係合ギヤ比
    を決定しそして燃料スロットルコントロールオペレータ
    を含む非手動制御オペレータに指令出力信号を出力する
    方法において、 乗物の前進走行に対して高い負荷が作用していることを
    示す状態の存在または不存在を検出し、 乗物の前進走行に対して高い負荷が作用していることを
    示す状態の存在が検出された場合には、現在の乗物速度
    において前記状態の不存在における許容しうる係合した
    最低ギヤ比よりも１つ低いギヤ比の係合を許すことを特
    徴とする半自動機械的変速装置の制御方法。
  2. 【請求項２】乗物加速度を示す信号を検出し、乗物加速
    度が第１基準値よりも小さくかつエンジンに対する燃料
    が第２の基準値よりも大きい場合には前記状態の不存在
    が検出されたとする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記状態の存在は、少なくとも所定の時間
    乗物加速度が前記第１の基準値よりも小さい状態を保持
    しかつエンジンに対する燃料が前記第２の基準値よりも
    大きい状態を保持する場合にのみ検出されたとする請求
    項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記第２の基準値は全開スロットルの約75
    ％に相当する請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記第２の基準値は全開スロットルの約75
    ％に相当する請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】現在の係合ギヤ比を示す情報を表示する第
    １セクションを設け、 許容しうる最高の係合ギヤ比を示す情報を表示する第２
    表示セクションを設け、該第２表示セクションは現在係
    合しているギヤ比から連続的にアップシフトする許容し
    うる最大の数がそれぞれ0,1,2または３であることを示
    す0,1,2または３の記号を表示し、 さらに許容しうる最低の係合可能なギヤ比を示す情報を
    表示する第３表示セクションを設け、該第３表示セクシ
    ョンは現在係合しているギヤ比から連続的にダウンシフ
    トする許容しうる最大の数がそれぞれ0,1,2または３で
    あることを示す0,1,2または３の記号を表示する請求項
    ２に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記状態の存在が検出された場合、さらな
    る許容しうる連続的なダウンシフトが前記第３表示部に
    おける記号の断続した表示によって示される請求項６に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】現在係合しているギヤ比を示す情報を表示
    する第１表示セクションを設け、 許容しうる最大の係合可能なギヤ比を示す情報を表示す
    る第２表示セクションを設け、該第２表示セクションは
    現在係合したギヤ比から連続的にアップシフトする最大
    の許容しうる数が0,1,2または３であることを示す0,1,2
    または３の記号を表示し、 さらに最低の許容しうる係合可能なギヤ比を示す情報を
    表示する第３表示セクションを設け、該第３表示セクシ
    ョンは現在係合するギヤ比からの連続的なダウンシフト
    の最大の数がそれぞれ0,1,2または３であることを示す
    0,1,2または３の記号を表示する請求項３に記載の方
    法。
  9. 【請求項９】前記状態の存在が検出されると、さらなる
    許容しうる連続的なダウンシフトが前記第３表示セクシ
    ョンにおける断続した記号の表示によって示される請求
    項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】乗物用半自動機械的変換ギヤ変速装置を
    制御する装置であって、 手動燃料スロットルコントロールと、燃料スロットルに
    よって制御されるエンジンと、多速ギヤ変換機械的変速
    機と、エンジンと変速機との間に設けられた摩擦クラッ
    チと、通常の係合ギヤ比からアップシフトおよびダウン
    シフトを選択するための手動操作シフト選択レバーと、
    変速機の入力軸および出力軸の回転速度、乗物速度、エ
    ンジン速度およびシフト選択レバーの作動のそれぞれを
    示す入力信号を受け取る中央処理ユニットと、変速機操
    作器とを有し、 前記中央処理ユニットは予め定められた論理則に従がっ
    て前記各信号を処理して現在係合しているギヤ比および
    現在の作動状態下における変速機の許容しうる係合ギヤ
    比を決定しそして燃料スロットルコントロールオペレー
    タを含む非手動制御オペレータに指令出力信号を出力す
    る装置において、 乗物の前進走行に対して高い負荷が作用していることを
    示す状態の存在または不存在を検出する手段を有し、 乗物の前進走行に対して高い負荷が作用していることを
    示す状態の存在が検出された場合には、現在の乗物速度
    において前記状態の不存在における許容しうる係合した
    最低ギヤ比よりも１つ低いギヤ比の係合を許すことを特
    徴とする半自動機械的変速装置の制御装置。
  11. 【請求項１１】乗物加速度を示す信号を検出し、乗物加
    速度が第１基準値よりも小さくかつエンジンに対する燃
    料が第２の基準値よりも大きい場合には前記状態の不存
    在が検出されたとする請求項10に記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記状態の存在は、少なくとも所定の時
    間乗物加速度が前記第１の基準値よりも小さい状態を保
    持し、かつエンジンに対する燃料が前記第２の基準値よ
    りも大きい状態を保持する場合にのみ検出されたとする
    請求項11に記載の装置。
  13. 【請求項１３】前記第２の基準値は全開スロットルの約
    75％に相当する請求項11に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記第２の基準値は全開スロットルの約
    75％に相当する請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項１５】現在の係合ギヤ比を示す情報を表示する
    第１セクションと、 許容しうる最高の係合ギヤ比を示す情報を表示する第２
    表示セクションと、該第２表示セクションは現在係合し
    ているギヤ比から連続的にアップシフトする許容しうる
    最大の数がそれぞれ0,1,2または３であることを示す0,
    1,2または３の記号を表示し、 さらに許容しうる最低の係合可能なギヤ比を示す情報を
    表示する第３表示セクションとを有し、該第３表示セク
    ションは現在係合しているギヤ比から連続的にダウンシ
    フトする許容しうる最大の数がそれぞれ0,1,2または３
    であることを示す0,1,2または３の記号を表示する請求
    項11に記載の装置。
  16. 【請求項１６】前記状態の存在が検出された場合、さら
    なる許容しうる連続的なダウンシフトが前記第３表示部
    における記号の断続した表示によって示される請求項15
    に記載の装置。
  17. 【請求項１７】現在係合しているギヤ比を示す情報を表
    示する第１表示セクションと、 許容しうる最大の係合可能なギヤ比を示す情報を表示す
    る第２表示セクションと、該第２表示セクションは現在
    係合したギヤ比から連続的にアップシフトする最大の許
    容しうる数が0,1,2または３であることを示す0,1,2また
    は３の記号を表示し、 さらに最低の許容しうる係合可能なギヤ比を示す情報を
    表示する第３表示セクションとを有し、該第３表示セク
    ションは現在係合するギヤ比からの連続的なダウンシフ
    トの最大の数がそれぞれ0,1,2または３であることを示
    す0,1,2または３の記号を表示する請求項12に記載の装
    置。
  18. 【請求項１８】前記状態の存在が検出されると、さらな
    る許容しうる連続的なダウンシフトが前記第３表示セク
    ションにおける断続した記号の表示によって示される請
    求項17に記載の装置。
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