JP3205728B2 - 車両の自動変速装置 - Google Patents

車両の自動変速装置

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JP3205728B2 JP19413998A JP19413998A JP3205728B2 JP 3205728 B2 JP3205728 B2 JP 3205728B2 JP 19413998 A JP19413998 A JP 19413998A JP 19413998 A JP19413998 A JP 19413998A JP 3205728 B2 JP3205728 B2 JP 3205728B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は車両の自動変速装置の
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、歯車式トランスミッションと機械
式クラッチを用い、運転者がクラッチやトランスミッシ
ョンを操作するのでなく、コントロールユニットの電子
制御で自動的に変速操作を行わせるようにした車両の自
動変速装置において、トランスミッションのノンシンク
ロ段(リバースギヤ)へのシフト時間を短縮するため、
いったんシンクロ段へのシフトを行ってからノンシンク
ロ段へのシフトに入るようにしたものが知られている
(特公昭62ー33097号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例ではシンクロ段へのシフト完了後にノンシンクロ段
へのシフトを行うようになっているため、これだとギヤ
セットを二度繰り返すことになるので、シフト時間の短
縮化が十分に図れない。しかも、シンクロ段へのシフト
完了によりカウンタシャフトの回転が完全に停止するた
め、場合によってはリバースギヤが突き当たってシフト
不能になるという問題点もあった。
【0004】本発明はこのような問題を解決し、短時間
のうちに確実にノンシンクロ段へのシフトを行えるよう
にした車両の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】第1の発明は、歯車式ト
ランスミッションと機械式クラッチを用い、電子制御に
よりこれらを要求シフト段へ自動的に変速操作すべく駆
動するようにした車両の自動変速装置において、歯車式
トランスミッションのシフト段にシンクロ段とノンシン
クロ段とを備えると共に、ノンシンクロ段へのシフト要
求の発生時にクラッチが切れると、この状態でシンクロ
段へのシフトを開始すると共に、カウンタシャフトとメ
インシャフトの回転速度差がギヤの同期かみ合い可能な
上限値まで低下すると、トランスミッションをニュート
ラルに戻してからノンシンクロ段へのシフトを行うノン
シンクロシフト制御手段と、この制御中にメインシャフ
トとカウンタシャフトとの回転速度差がカウンタシャフ
ト回転の停止を回避するための下限値以下に低下する
と、トランスミッションをニュートラルに戻すと共にク
ラッチを一時的につないでカウンタシャフトの回転を上
昇させた後にクラッチを切って再度ノンシンクロ段への
シフトを行うリトライシフト制御手段とを備えたことを
特徴とする。
【0006】第2の発明は、第1の発明において、前記
リトライシフト制御手段は、トランスミッションをニュ
ートラルに戻すと共にクラッチを一時的につないでカウ
ンタシャフトの回転を上昇させた後にクラッチを切り、
カウンタシャフトとメインシャフトとの回転速度差が上
記上限値よりも低いギヤの同期かみ合いが容易に可能な
所定値まで低下したときに再度ノンシンクロ段へのシフ
トを行うように構成される。
【0007】第3の発明は、歯車式トランスミッション
と機械式クラッチを用い、電子制御によりこれらを要求
シフト段へ自動的に変速操作すべく駆動するようにした
車両の自動変速装置において、歯車式トランスミッショ
ンのシフト段にシンクロ段とノンシンクロ段とを備える
と共に、ノンシンクロ段へのシフト要求の発生時にクラ
ッチが切れると、そのときのカウンタシャフトとメイン
シャフトの回転速度差がギヤの同期かみ合いが容易に可
能な所定値以下のときは、そのままノンシンクロ段への
シフトを行い、これに対して上記所定値以上のときはシ
ンクロ段へのシフトを開始すると共に、カウンタシャフ
トとメインシャフトの回転速度差がギヤの同期かみ合い
可能な前記所定値よりも高い上限値まで低下すると、ト
ランスミッションをニュートラルに戻してからノンシン
クロ段へのシフトを行うノンシンクロシフト制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【0008】第4の発明は、歯車式トランスミッション
と機械式クラッチを用い、電子制御によりこれらを要求
シフト段へ自動的に変速操作すべく駆動するようにした
車両の自動変速装置において、歯車式トランスミッショ
ンのシフト段にシンクロ段とノンシンクロ段とを備える
と共に、ノンシンクロ段へのシフト要求の発生時にクラ
ッチが切れると、そのときのカウンタシャフトとメイン
シャフトの回転速度差がギヤの同期かみ合いが容易に可
能な所定値以下のときは、そのままノンシンクロ段への
シフトを行い、これに対して上記所定値以上のときはシ
ンクロ段へのシフトを開始すると共に、カウンタシャフ
トとメインシャフトの回転速度差がギヤの同期かみ合い
可能な前記所定値よりも高い上限値まで低下すると、ト
ランスミッションをニュートラルに戻してからノンシン
クロ段へのシフトを行うノンシンクロシフト制御手段
と、この制御中にメインシャフトとカウンタシャフトと
の回転速度差がカウンタシャフト回転の停止を回避する
ための下限値以下に低下すると、トランスミッションを
ニュートラルに戻すと共にクラッチを一時的につないで
カウンタシャフトの回転を上昇させた後にクラッチを切
って再度ノンシンクロ段へのシフトを行うリトライシフ
ト制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】第5の発明は、第4の発明において、前記
リトライシフト制御手段は、トランスミッションをニュ
ートラルに戻すと共にクラッチを一時的につないでカウ
ンタシャフトの回転を上昇させた後にクラッチを切り、
カウンタシャフトとメインシャフトとの回転速度差が上
記上限値よりも低いギヤの同期かみ合いが容易に可能な
所定値まで低下したときに再度ノンシンクロ段へのシフ
トを行うように構成される。
【0010】
【発明の効果】第1の発明では、ノンシンクロ段へのシ
フト時に、まずシンクロ段を利用してカウンタシャフト
の回転を低下させ、ギヤの同期かみ合いが可能な回転範
囲になったときにノンシンクロ段へのギヤセットを行
い、したがって、カウンタシャフトの回転を低下させる
にあたり、シンクロ段へ完全にシフトセットするのでな
いため、このシフトセット及びそのシフト外しの分だ
け、ノンシンクロ段へのシフト時間を短縮することがで
きる。また、この制御中にカウンタシャフトの回転が下
限値まで低下すると、いったんニュートラルに戻し、ク
ラッチをつないで回転を上げてから再度ノンシンクロ段
へのギヤセットを行うので、制御中にカウンタシャフト
の回転が停止することがなく、カウンタシャフトが停止
してからシフトするときのように、ギヤが突き当たって
ミスシフトを起こすことも殆どない。
【0011】第2あるいは第5の発明では、リトライシ
フト制御時に、カウンタシャフトとメインシャフトの回
転速度差がギヤの同期かみ合いが容易に可能な所定値ま
で下がるのを待ってから、ノンシンクロ段へシフトする
ので、ギヤセットが確実かつ円滑に行える。
【0012】第3の発明では、ノンシンクロ段へのシフ
ト要求発生時に、既にカウンタシャフトとメインシャフ
トとの回転速度差が、ギヤの同期かみ合いが容易に可能
な所定値まで下がっているときは、シンクロ段へのシフ
トを行うことなく、そのままノンシンクロ段へとシフト
するので、この場合には、第1の発明よりも、さらにノ
ンシンクロ段へのシフト時間が短縮できる。
【0013】第4の発明では、第3の発明の効果に加え
て、第1の発明の効果が得られ、ノンシンクロ段へのシ
フトが短時間のうちに確実に行える。
【0014】
【実施態様】図2はディーゼルエンジン車への適用例を
示す概略構成図で、燃料噴射ポンプ1、機械式クラッチ
2、歯車式トランスミッション3に、これらの作動状態
を検出する各種検出手段と、これらを駆動するアクチュ
エータを設け、これら検出手段からの信号に基づいてマ
イクロコンピュータから構成されるコントロールユニッ
ト4がアクチュエータを制御することにより、自動的な
変速操作を実現するようになっている。なお、トランス
ミッション3には発進段ならびに後退段を除く各シフト
段に、かみ合わせるギヤの回転速度を速やかに一致させ
るシンクロ機構が採用される。
【0015】まず、検出手段として運転状態を検出する
手段が必要であり、この運転状態はエンジン6の負荷状
態、セレクタ7のレンジ位置、クラッチ2の断続状態、
トランスミッション3の実際のシフト位置および車速か
ら判定することができる。そのため、エンジンの燃料噴
射ポンプ1にはアクセルペダルに連動するコントロール
レバーの角度位置からエンジン負荷状態を検出する負荷
センサ(図示せず)が、セレクタ7にはセレクトレバー
8のレンジ位置を検出するレンジ位置センサ(図示せ
ず)が、クラッチ2にはアウタレバー10の角度位置か
らクラッチ2の断続状態を検出するクラッチ位置センサ
11が、トランスミッション3には実際のシフト位置を
検出するシフト位置センサ12と、メインシャフトの回
転速度を検出するメインシャフト回転センサ13(車速
センサとして機能する)と、カウンタシャフトの回転速
度を検出するカウンタシャフト回転センサ14が設けら
れる。
【0016】次に、これらの検出手段に対し、コントロ
ールユニット4の制御対象であるアクチュエータとし
て、燃料噴射ポンプ1にはコントロールレバーを要求に
応じて駆動すると共に、エンジン回転を要求回転と一致
させるように制御するガバナ制御装置17が、クラッチ
2にはこれを断続するクラッチアクチュエータ18が、
トランスミッション3にはギヤシフト機構を駆動するギ
ヤシフトアクチュエータ19が設けられる。
【0017】そして、コントロールユニット4はセレク
タのレンジ切り替え操作に基づく変速要求、またはオー
トレンジ走行中のエンジン負荷状態と車速に基づく変速
要求が発生すると、後述のようにガバナ制御装置17、
クラッチアクチュエータ18、ギヤシフトアクチュエー
タ19の駆動を制御する。
【0018】すなわち、シンクロ段への変速制御時には
クラッチ2を切り、燃料噴射ポンプ1のコントロールレ
バーを要求回転と一致させるように制御しながら、トラ
ンスミッション3をニュートラル位置にセットする。そ
の後すぐに要求シフト段へのギヤセット操作を開始し、
ギヤセットの完了後にクラッチ2をつなぐ。
【0019】これに対して、ノンシンクロ段へのシフト
時は、図2のフローチャートに示すように制御が行われ
る。
【0020】これを説明すると、ノンシンクロ段(例え
ばリバースギヤ)へのシフト要求があり、クラッチ2が
切れると、この状態でシンクロ段(たとえば5速)への
シフトを開始する(ステップ1.01〜1.15)。車
両は停止またはそれに近い状態にあるため、シンクロ段
へのシフト動作があると、シンクロ機構のかみ合いによ
りカウンタシャフト回転が速やかに低下する。これと同
時にカウンタシャフトとメインシャフトの回転速度N
C,NVを検出すると共に、これらの回転速度差|NC
−NV|がギヤの同期かみ合い可能な上限値aまで低下
し、かつカウンタシャフト回転の停止を避けるための下
限値b以上であれば、トランスミッション3をニュート
ラルに戻してからノンシンクロ段へのギヤセット操作を
行う(ステップ1.06〜1.10)。
【0021】この制御中に回転速度差|NC−NV|が
下限値b以下に低下したとき、またはノンシンクロ段へ
のギヤセットが完了しない場合、トランスミッション3
をニュートラルに戻すと共にクラッチ2をつなぎ、カウ
ンタシャフトの回転を上げてから、リトライシフトへ移
行するのであり、クラッチ2が切れると、回転速度差|
NC−NV|が所定値c(上限値a以下に設定)に低下
するのを待って、ノンシンクロ段へのギヤセットを改め
て実行する(ステップ1.07、1.11→1.12,
1.13→1.01,1.02→1.14〜1.2
3)。
【0022】したがって、図4にも示すように、ノンシ
ンクロ段へのシフト要求の発生に際してはシンクロ段へ
のシフト動作によりカウンタシャフト回転を速やかに低
下させ、メインシャフトとの回転速度差|NC−NV|
が上限値aに低下し、かつ下限値b以上であれば、ノン
シンクロ段へのシフトに移るのであり、したがって従来
例のように、シンクロ段へ完全にシフトセットするので
ないため、その分ノンシンクロ段へのシフト時間は短縮
できることになる。従来例ではシンクロ段へのシフトセ
ット後に再度シフト外しが必要となり、それだけ余分に
時間がかかる。
【0023】また、この制御中にカウンタシャフトとメ
インシャフトとの回転速度差|NC−NV|が下限値b
以下に低下すると、いったんカウンタシャフト回転を上
昇させてから、ノンシンクロ段へのリトライシフトに移
行するので、カウンタシャフトが回転している状態でノ
ンシンクロ段へのギヤセットがなされるため、ギヤが突
き当たってシフト不能になるようなことは殆どない。こ
の点、従来例では完全に回転が停止するので、それだけ
シフト不能となりやすい。
【0024】なお、リトライシフト制御時には、カウン
タシャフトとメインシャフトとの回転速度差|NC−N
V|が、前記ギヤのかみ合いが可能な上限値よりも低
い、ギヤの同期かみ合いが容易な(ギヤ鳴りせずにかみ
合いできる)所定値c以下に低下するのをまって、ノン
シンクロ段へシフトするので、ギヤセットが確実かつ円
滑に行える。
【0025】図3は他の実施態様を示すフローチャート
である。
【0026】この場合には、ノンシンクロ段へのシフト
時間を状況に応じてさらに短縮可能とするため、クラッ
チ2が切れた時点でカウンタシャフトとメインシャフト
との回転速度NC,NVを検出し、これらの回転速度差
|NC−NV|がすでに前記した所定値c以下であれ
ば、シンクロ段へのシフトを行わずに直接ノンシンクロ
段にシフトセット操作する(ステップ2.01〜2.0
6→2.18)。なお、ステップ2.05,2.06の
追加以外は図2と同じため、各ステップ2.01〜2.
04,2.07〜2.25の動作内容については重複説
明を省略する。
【0027】この場合、ノンシンクロ段へ直接シフトす
る際にはギヤセットが完了しないときにのみリトライす
ることになるが、ギヤの突き当たる頻度を考えると、ノ
ンシンクロ段へのシフト前に必ずカウンタシャフト回転
を上昇させるよりは、時間効率が良く機能的であるとい
う利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態の構成図である。
【図2】コントロールユニットの制御内容を説明するフ
ローチャートである。
【図3】他の実施の形態でのコントロールユニットの制
御内容を説明するフローチャートである。
【図4】この発明のシフト制御の作動特性図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射ポンプ 2 クラッチ 3 トランスミッション 4 コントロールユニット 7 セレクタ 11 クラッチ位置センサ 12 シフト位置センサ 13 メインシャフト回転センサ(車速センサ) 14 カウンタシャフト回転センサ 17 ガバナ制御装置 18 クラッチアクチュエータ 19 ギヤシフトアクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−106452(JP,A) 特開 昭62−26131(JP,A) 特開 昭59−120524(JP,A) 実開 平4−56963(JP,U) 実開 平2−5644(JP,U) 実開 平3−100657(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 B60K 41/22

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 歯車式トランスミッションと機械式クラ
    ッチを用い、電子制御によりこれらを要求シフト段へ自
    動的に変速操作すべく駆動するようにした車両の自動変
    速装置において、歯車式トランスミッションのシフト段
    にシンクロ段とノンシンクロ段とを備えると共に、ノン
    シンクロ段へのシフト要求の発生時にクラッチが切れる
    と、この状態でシンクロ段へのシフトを開始すると共
    に、カウンタシャフトとメインシャフトの回転速度差が
    ギヤの同期かみ合い可能な上限値まで低下すると、トラ
    ンスミッションをニュートラルに戻してからノンシンク
    ロ段へのシフトを行うノンシンクロシフト制御手段と、
    この制御中にメインシャフトとカウンタシャフトとの回
    転速度差がカウンタシャフト回転の停止を回避するため
    の下限値以下に低下すると、トランスミッションをニュ
    ートラルに戻すと共にクラッチを一時的につないでカウ
    ンタシャフトの回転を上昇させた後にクラッチを切って
    再度ノンシンクロ段へのシフトを行うリトライシフト制
    御手段とを備えたことを特徴とする車両の自動変速装
    置。
  2. 【請求項2】 前記リトライシフト制御手段は、トラン
    スミッションをニュートラルに戻すと共にクラッチを一
    時的につないでカウンタシャフトの回転を上昇させた後
    にクラッチを切り、カウンタシャフトとメインシャフト
    との回転速度差が上記上限値よりも低いギヤの同期かみ
    合いが容易に可能な所定値まで低下したときに再度ノン
    シンクロ段へのシフトを行うように構成される請求項1
    に記載の車両の自動変速機。
  3. 【請求項3】 歯車式トランスミッションと機械式クラ
    ッチを用い、電子制御によりこれらを要求シフト段へ自
    動的に変速操作すべく駆動するようにした車両の自動変
    速装置において、歯車式トランスミッションのシフト段
    にシンクロ段とノンシンクロ段とを備えると共に、ノン
    シンクロ段へのシフト要求の発生時にクラッチが切れる
    と、そのときのカウンタシャフトとメインシャフトの回
    転速度差がギヤの同期かみ合いが容易に可能な所定値以
    下のときは、そのままノンシンクロ段へのシフトを行
    い、これに対して上記所定値以上のときはシンクロ段へ
    のシフトを開始すると共に、カウンタシャフトとメイン
    シャフトの回転速度差がギヤの同期かみ合い可能な前記
    所定値よりも高い上限値まで低下すると、トランスミッ
    ションをニュートラルに戻してからノンシンクロ段への
    シフトを行うノンシンクロシフト制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする車両の自動変速機。
  4. 【請求項4】歯車式トランスミッションと機械式クラッ
    チを用い、電子制御によりこれらを要求シフト段へ自動
    的に変速操作すべく駆動するようにした車両の自動変速
    装置において、歯車式トランスミッションのシフト段に
    シンクロ段とノンシンクロ段とを備えると共に、ノンシ
    ンクロ段へのシフト要求の発生時にクラッチが切れる
    と、そのときのカウンタシャフトとメインシャフトの回
    転速度差がギヤの同期かみ合いが容易に可能な所定値以
    下のときは、そのままノンシンクロ段へのシフトを行
    い、これに対して上記所定値以上のときはシンクロ段へ
    のシフトを開始すると共に、カウンタシャフトとメイン
    シャフトの回転速度差がギヤの同期かみ合い可能な前記
    所定値よりも高い上限値まで低下すると、トランスミッ
    ションをニュートラルに戻してからノンシンクロ段への
    シフトを行うノンシンクロシフト制御手段と、この制御
    中にメインシャフトとカウンタシャフトとの回転速度差
    がカウンタシャフト回転の停止を回避するための下限値
    以下に低下すると、トランスミッションをニュートラル
    に戻すと共にクラッチを一時的につないでカウンタシャ
    フトの回転を上昇させた後にクラッチを切って再度ノン
    シンクロ段へのシフトを行うリトライシフト制御手段と
    を備えたことを特徴とする車両の自動変速装置。
  5. 【請求項5】前記リトライシフト制御手段は、トランス
    ミッションをニュートラルに戻すと共にクラッチを一時
    的につないでカウンタシャフトの回転を上昇させた後に
    クラッチを切り、カウンタシャフトとメインシャフトと
    の回転速度差が上記上限値よりも低いギヤの同期かみ合
    いが容易に可能な所定値まで低下したときに再度ノンシ
    ンクロ段へのシフトを行うように構成される請求項4に
    記載の車両の自動変速機。
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