JP3312265B2 - 非常用変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フィンガコントロー
ル・トランスミッション・システムに用いて好適な非常
用変速制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車、特に大型の路線バスにおいて
は、発進，停止が頻繁に行われ、運転中にかなりの回数
で変速操作が繰り返される。この変速操作は、運転席の
チェンジレバーで行われ、このチェンジレバーから車体
後部のトランスミッションまでの約１０ｍもある間隔を
長いロッドで連結し、このロッドを介してトランスミッ
ションの変速段を切り替えている。このため、チェンジ
レバーの操作力、ストロークが共に大きく、運転者の疲
労を招く原因となっている。

【０００３】そこで、近年、チェンジレバーとトランス
ミッションをロッドで連結するかわりに、チェンジレバ
ーユニットとコントロールボックスとを電気配線で接続
し、チェンジレバーユニットでのチェンジレバーの操作
に応じてコントロールボックスにチェンジレバー位置信
号を送るようになし、コントロールボックスにてシフト
制御信号（変速制御信号）を生成し、この生成したシフ
ト制御信号をギヤシフトユニットへ送るようにして、ト
ランスミッションの変速段を切り替えるようにしたフィ
ンガコントロール・トランスミッション・システム（以
下、ＦＣＴと呼ぶ）が採用されている。

【０００４】このＦＣＴでは、チェンジレバーユニット
からのチェンジレバー位置信号に基づきシフト制御信号
が生成され、この生成されたシフト制御信号がコントロ
ールボックスよりギヤシフトユニットへ送られる。そし
て、このシフト制御信号によって、ギヤシフトユニット
におけるセレクトシリンダおよびシフトシリンダに付設
された電磁弁が選択的に駆動され、エアタンクからの圧
縮空気の供給状態が切り替えられ、上記シリンダ内での
ピストン位置が切り替えられて、選択作動部のシフトフ
ォークが移動し、トランスミッションの変速段が切り替
えられる。このＦＣＴを用いれば、変速操作が機械式遠
隔操作機構から電気空気制御機構に置き替えられ、操作
力およびシフトストロークを大幅に低減し、運転疲労を
軽減することができる。

【０００５】この種のＦＣＴには、チェンジレバーユニ
ット，コントロールボックス，配線等電気信号系統の異
常によりチェンジレバーを操作しても変速することがで
きない場合を想定し、ギヤシフトユニットを直接駆動し
てトランスミッションの変速段の切り替えを可能とする
非常用変速制御装置（エマージェンシースイッチボック
ス）が設けられている。このエマージェンシースイッチ
ボックスには、その前面に前進用のロータリスイッチと
後退用のロータリスイッチとが設けられており、通常は
ＯＦＦ位置とされている。

【０００６】例えば、非常時に、前進用のロータリスイ
ッチを時計方向へ１段回転させると、エマージェンシー
スイッチボックスは、コントロールボックスからのシフ
ト制御信号の送出を阻止する制御停止信号を送出すると
共に、任意のニュートラル位置に応じたシフト制御信号
を生成し、このシフト制御信号をコントロールボックス
からのシフト制御信号にかえてギヤシフトユニットへ送
る。前進用のロータリスイッチをさらに時計方向へ１段
回転させると、ポジション「Ｎ２」（ニュートラル位
置）に応じたシフト制御信号を生成し、もう１段回転さ
せるとポジション「２」に応じたシフト制御信号を生成
する。このエマージェンシースイッチボックスからのシ
フト制御信号によって、ギヤシフトユニットにおける電
磁弁が選択的に駆動されて、トランスミッションの変速
段が前進側の２段位置とされる。これによって、チェン
ジレバーユニットを用いずに、セカンド発進することが
できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＦＣＴにおいては、非作動中のエマージェンシースイッ
チボックスにおける内部回路の出力段（シフト制御信号
生成回路）がサージおよびノイズに常に晒され、使用し
ていないにも拘らず、その出力段中の素子が破損されて
しまう等の問題があった。

【０００８】この問題を図８を用いて説明する。コント
ロールボックス（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１およびエマー
ジェンシースイッチボックス（以下、ＥＭＳと呼ぶ）２
には車載バッテリ３からの電源が供給されている。ＥＣ
Ｕ１は、チェンジレバーユニット（以下、ＣＬＵと呼
ぶ）４からのチェンジレバー位置信号に基づきシフト制
御信号Ｓを生成し、ギヤシフトユニット（以下、ＧＳＵ
と呼ぶ）５へ送り、ＧＳＵ５内の電磁弁ＭＶ１〜ＭＶｎ
を選択的に駆動する。一方、ＥＭＳ２は、ロータリスイ
ッチ（図示せず）が操作されると、ＥＣＵ１からのシフ
ト制御信号Ｓの送出を阻止する制御停止信号を送出する
と共に、ロータリスイッチの操作位置に応じてトランジ
スタＴｒ１１，Ｔｒ１２〜Ｔｒｎ１，Ｔｒｎ２を選択的
にオンとし、すなわち駆動回路を選択的に動作させて、
シフト制御信号Ｓ’を生成する。

【０００９】ここで、ＥＭＳ２への車載バッテリ３から
の電源の供給状況に着目してみるに、車載バッテリ３か
らの電源はダイオードＤ１を介してトランジスタＴｒ１
１〜Ｔｒｎ１のエミッタにダイレクトに与えられてい
る。このため、例えば、オルタネータからの車載バッテ
リ３への充電時、大きな負荷が外れるなどして車載バッ
テリ３の＋端子に過度電圧が生じると、この過度電圧が
トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２〜Ｔｒｎ１，Ｔｒｎ２
に加わり、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２〜Ｔｒｎ
１，Ｔｒｎ２が破壊されてしまう虞れがある。

【００１０】なお、ＥＣＵ１には電圧保護回路が設けら
れており、この電圧保護回路によってサージやノイズか
ら守られる。このＥＣＵ１に設けられた電圧保護回路
は、バリスタ，コンデンサ，抵抗，ツェナーダイオー
ド，インダクタンス等からなり、広いスペースを必要と
する。このため、小スペース化が望まれるＥＭＳ２へＥ
ＣＵ１と同様の電圧保護回路を設けることは、その要望
と相反することから困難である。

【００１１】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、非作動時の
サージやノイズに対し、変速制御信号生成回路を保護す
ることのできる非常用変速制御装置を小スペースで提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、非常時に操作されトランスミッシ
ョンの変速位置を指示する手動スイッチと、この手動ス
イッチにより指示される変速位置に対応する変速制御信
号を生成し、この生成した変速制御信号をトランスミッ
ションの変速段を切り替えるギヤシフトユニットへ与え
る変速制御信号生成回路とを備えた非常用変速制御装置
において、手動スイッチの非操作時には、変速制御信号
生成回路と電源との接続を遮断し、手動スイッチが操作
された場合には動作し、変速制御信号生成回路を電源に
接続するリレーを設けたものである。

【００１３】

【作用】したがってこの発明によれば、手動スイッチが
操作されると、リレーが動作してその常開接点が閉じら
れ、変速制御信号生成回路が電源に接続される。変速制
御信号生成回路は、リレーの動作により電源に接続され
ると、手動スイッチにより指示される変速位置に対応す
る変速制御信号を生成する。すなわち、手動スイッチが
操作されるまでは、リレーの常開接点が開放され、変速
制御信号生成回路と電源との接続は行われない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図３はこの発明を適用してなるＦＣＴ（フィンガコ
ントロール・トランスミッション・システム）の一実施
例を示すシステム構成図である。同図において、１０は
ＣＬＵ（チェンジレバーユニット）、１１はＥＣＵ（コ
ントロールボックス）、１２はＧＳＵ（ギヤシフトユニ
ット）、１３はトランスミッション、１４はエンジン、
１５はエアタンク、１６はＥＭＳ（エマージェンシース
イッチボックス）、１７はクラッチペダル、Ｓ１はクラ
ッチペダル１７の踏み込み開始を検出する第１のクラッ
チスイッチ、Ｓ２はクラッチペダル１７の踏み込み完了
を検出する第２のクラッチスイッチ、１８は三方向電磁
弁、１９は減圧用のレジューシングバルブ、２０はディ
スプレイユニットである。

【００１５】ＣＬＵ１０は、その変速パターンを図４に
示すように、チェンジレバー１０−１を操作することに
よって、前進５段（「１」，「２」，「３」，「４」，
「５」），後退１段（「Ｒ」），ニュートラル（「Ｎ
１」，「Ｎ２」，「Ｎ３」）の各ポジションに応じたチ
ェンジレバー位置信号ＧをＥＣＵ１１へ与える。すなわ
ち、チェンジレバー１０−１が「Ｎ１」のポジションに
あれば、ＣＬＵ１０内に付設されたセンサＳｉＢ，Ｓｅ
Ａのオンにより、ポジション「Ｎ１」を示すチェンジレ
バー位置信号ＧがＥＣＵ１１へ送られる。そして、ポジ
ション「Ｎ１」からチェンジレバー１０−１をポジショ
ン「Ｎ２」，「Ｎ３」とセレクト方向へ動かせば、セン
サＳｅＢ，ＳｅＣがオンとなり、ポジション「Ｎ２」，
「Ｎ３」を示すチェンジレバー位置信号ＧがＥＣＵ１１
へ送られる。また、ポジション「Ｎ３」からチェンジレ
バー１０−１をシフト方向へ動かしポジション「５」と
すれば、センサＳｉＣがオンとなることから、ポジショ
ン「５」を示すチェンジレバー位置信号ＧがＥＣＵ１１
へ送られる。図５にチェンジレバー１０−１の各ポジシ
ョンとセンサＳｉＡ〜ＳｉＣ，ＳｅＡ〜ＳｅＣの動作状
態（オン状態）との対応関係を示す。

【００１６】ＥＣＵ１１は、エンジン１４の回転状態Ｎ
ｅや車速Ｖを入力とし、ＣＬＵ１０からのチェンジレバ
ー位置信号Ｇに基づき、エンジン回転状態Ｎｅや車速Ｖ
の情報を勘案してシフト制御信号Ｓを生成し、この生成
したシフト制御信号ＳをＧＳＵ１２へ送る。なお、ＥＣ
Ｕ１１は、チェンジレバー位置信号Ｇがポジション「Ｎ
１」，「Ｎ２」，「Ｎ３」を示す信号（ニュートラル信
号）であれば、三方向電磁弁１８へ駆動信号を送り、エ
アタンク１５からの圧縮空気をＣＬＵ１０へ送る。この
三方向電磁弁１８を介する圧縮空気により、ＣＬＵ１０
において、チェンジレバー１０−１に対する反力が発生
する。

【００１７】ＧＳＵ１２は、ＥＣＵ１１からのシフト制
御信号Ｓを受けて、トランスミッション１３の変速段を
切り替える。図６はＧＳＵ１２の要部構成を示す図であ
る。同図において、４−１はシフトシリンダ、４−２は
セレクトシリンダ、４−３は選択作動部である。シフト
シリンダ４−１には電磁弁ＭＶＡ，ＭＶＢが付設され、
セレクトシリンダ４−２には電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤが付
設されている。ＥＣＵ１１からのシフト制御信号Ｓは電
磁弁ＭＶＡ〜ＭＶＤへ与えられる。このシフト制御信号
Ｓによって、電磁弁ＭＶＡ〜ＭＶＤが選択的に駆動さ
れ、エアタンク１５からの圧縮空気の供給状況が切り替
えられ、シフトシリンダ４−１，セレクトシリンダ４−
２内でのピストン４−１２，４−２２の位置が切り替え
られて、選択作動部４−３におけるシフトフォーク（図
示せず）が移動し、トランスミッション１３の変速段が
切り替えられる。図５にチェンジレバー１０−１の各ポ
ジションと電磁弁ＭＶＡ〜ＭＶＤの駆動状態（オン状
態）との対応関係を示す。

【００１８】シフトシリンダ４−１およびセレクトシリ
ンダ４−２にはそのピストン４−１２，４−２２の位置
を検出するセンサＳｉＡ’〜ＳｉＣ’，ＳｅＡ’〜Ｓｅ
Ｃ’が配置されている。このセンサＳｉＡ’〜Ｓｉ
Ｃ’，ＳｅＡ’〜ＳｅＣ’のピストン位置の検出状況が
ギヤ位置検出信号ＧＰとしてＥＣＵ１１へ与えられる。
ＥＣＵ１１は、このギヤ位置検出信号ＧＰとチェンジレ
バー位置信号Ｇとを比較し、チェンジレバー１０−１に
よりシフトされたポジションと実際に切り替えられたギ
ヤ位置とが一致すれば、三方向電磁弁１８へ駆動停止信
号（シフト完了フィードバック信号）を送り、エアタン
ク１５からの圧縮空気のＣＬＵ１０への供給を遮断す
る。これにより、チェンジレバー１０−１に対する反力
が消失し、所望の位置へのシフト動作が完了したことを
実感することができる。なお、ＧＳＵ１２からのギヤ位
置検出信号ＧＰは、ディスプレイユニット２０へも与え
られる。これにより、ディスプレイユニット２０におい
て、現在のギヤ位置が表示される。

【００１９】ＥＭＳ１６は、ＣＬＵ１０，ＥＣＵ１１，
配線等電気信号系統の異常によりチェンジレバー１０−
１を操作しても変速ができない場合に、ＧＳＵ１２を直
接駆動してトランスミッション１３の変速段の切り替え
を可能とする非常用変速制御装置である。このＥＭＳ１
６は、図７にその正面図を示すように、ロータリスイッ
チ１６−１，１６−２を備えている。ロータリスイッチ
１６−１は前進用であり、ロータリスイッチ１６−２は
後退用であり、通常はＯＦＦ位置とされている。

【００２０】ロータリスイッチ１６−１をＯＦＦ位置か
ら時計方向へ１段回転させると、ＥＭＳ１６は、ＥＣＵ
１１からのシフト制御信号Ｓの送出を阻止する制御停止
信号Ｅを送出すると共に、任意のニュートラル位置に応
じたシフト制御信号Ｓ’を生成する。このシフト制御信
号Ｓ’はシフト制御信号ＳにかわってＧＳＵ１２へ与え
られる。ロータリスイッチ１６−１をさらに時計方向へ
１段回転させると、ポジション「Ｎ２」に応じたシフト
制御信号Ｓ’を生成し、もう１段回転させると、ポジシ
ョン「２」に応じたシフト制御信号Ｓ’を生成する。こ
のＥＭＳ１６からのシフト制御信号Ｓ’によって、ＧＳ
Ｕ１２における電磁弁ＭＶＡ〜ＭＶＤが選択的に駆動さ
れ、トランスミッション１３の変速段が前進側の２段位
置とされる。これによって、ＣＬＵ１０を用いずに、セ
カンド発進することができる。ロータリスイッチ１６−
２を操作すれば、ロータリスイッチ１６−１の場合と同
様にして、ＣＬＵ１０を用いずに後退させることができ
る。

【００２１】図１はＥＭＳ１６への電源の供給状況を図
８に対応して示した図である。本実施例では、ＥＭＳ１
６にリレーＲｙを設け、このリレーＲｙの常開接点ｒｙ
ａを介して車載バッテリ３からの電源をトランジスタＴ
ｒ１１〜Ｔｒ４１のエミッタ、すなわちシフト制御信号
生成回路へ与えるものとしている。そして、リレーＲｙ
のコイルＲｙＬの一端を車載バッテリ３の＋端子側へ接
続し、他端をダイオードマトリックス回路（図示せず）
を介してロータリスイッチ１６−１，１６−２側へ接続
し、ロータリスイッチ１６−１（１６−２）が操作され
た場合にコイルＲｙＬの他端が接地される回路構成とし
ている。

【００２２】このような回路構成とすることにより、本
実施例によれば、ロータリスイッチ１６−１（１６−
２）が操作されると、リレーＲＹが動作してその常開接
点ｒｙａが閉じられ、常開接点ｒｙａを介して車載バッ
テリ３からの電源がトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ４１の
エミッタへ印加される。すなわち、本実施例によれば、
ロータリスイッチ１６−１（１６−２）が操作されるま
では、リレーＲＹの常開接点ｒｙａが開放され、トラン
ジスタＴｒ１１〜Ｔｒ４１のエミッタへの電源の供給は
行われない。したがって、ＥＭＳ１６の非作動時、車載
バッテリ３の＋端子に過度電圧が生じたとしても、その
過度電圧はトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２〜Ｔｒ４
１，Ｔｒ４２に加わることがなく、トランジスタＴｒ１
１，Ｔｒ１２〜Ｔｒ４１，Ｔｒ４２が破壊されてしまう
という問題は生じない。

【００２３】図２はＥＭＳ１６の内部をさらに具体的に
示した回路図である。この場合のＦＣＴは、図３に示し
たＦＣＴとは少し異なり、ＧＳＵ１２におけるシフトシ
リンダ４−１およびセレクトシリンダ４−２に付設する
電磁弁をＭＶＡ１，ＭＶＡ２〜ＭＶＤ１，ＭＶＤ２の２
重系としている。

【００２４】このＥＭＳ１６では、例えばロータリスイ
ッチ１６−１をＯＦＦ位置から時計方向へ１段回転させ
ると、その導通路１６−１２がオンとなり、ダイオード
Ｄ３→発光ダイオードＰＤ１→ダイオードＤ４→導通路
１６−１２→ロータリスイッチ１６−２の導通路１６−
２１の経路で電流が流れ、発光ダイオードＰＤ１が点灯
して任意のニュートラル位置への切り替えを表示すると
共に、ダイオードＤ１２→発光ダイオードＰＤ１２→ダ
イオードＤ１３→導通路１６−１２→導通路１６−２１
の経路で電流が流れ、発光ダイオードＰＤ１２が点灯し
て前進側の操作であることを表示する。また、ダイオー
ドＤ２１→Ｄ２２→Ｄ１３→導通路１６−１２→導通路
１６−２１の経路で電流が流れ、タイマ回路１６−３へ
の信号が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ立ち下がるこ
とによって、タイマ回路１６−３が動作する。

【００２５】このタイマ回路１６−３の動作によって、
リレーＲＹのコイルＲｙＬに電流が流れ、その常開接点
ｒｙａがオンとなる。これにより、車載バッテリ３から
の電源が常開接点ｒｙａを介してシフト制御信号生成回
路１６−４のトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ４１、Ｔｒ１
３〜Ｔｒ４３のエミッタへ印加されるようになる。トラ
ンジスタＴｒ１１〜Ｔｒ４１、Ｔｒ１３〜Ｔｒ４３のエ
ミッタへ電源電圧が印加されると、トランジスタＴｒ５
１にダイオードＤ２４→Ｄ２５→導通路１６−１２→導
通路１６−２１の経路でベース電流が流れ、トランジス
タＴｒ５１がオンとなる。また、トランジスタＴｒ５２
にダイオードＤ２６→Ｄ２５→導通路１６−１２→導通
路１６−２１の経路でベース電流が流れ、トランジスタ
Ｔｒ５２がオンとなる。これによって、トランジスタＴ
ｒ１１，Ｔｒ１２、Ｔｒ１３，Ｔｒ１４、Ｔｒ２１，Ｔ
ｒ２２、Ｔｒ２３，Ｔｒ２４がオンとなり、電磁弁ＭＶ
Ａ１、ＭＶＡ２、ＭＶＢ１，ＭＶＢ２がオンとなって、
トランスミッション１３の変速段が任意のニュートラル
位置に切り替わる。

【００２６】この状態で、タイマ回路１６−３がタイム
アップすれば、リレーＲＹのコイルＲｙＬへの電流が遮
断され、その常開接点ｒｙａがオフとなり、シフト制御
信号生成回路１６−４への電圧の印加は中断される。ロ
ータリスイッチ１６−１をさらに時計方向へ１段回転さ
せれば、その切り替え時にタイマ回路１６−３への信号
が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとなり、タイマ回路１
６−３はリセットされる。ロータリスイッチ１６−１の
導通路１６−１３がオンとなれば、タイマ回路１６−３
への信号が「Ｌ」レベルへと立ち下がる。これによっ
て、タイマ回路１６−３が動作し、リレーＲＹが動作し
てその常開接点ｒｙａがオンとなり、車載バッテリ３か
らの電源が常開接点ｒｙａを介してシフト制御信号生成
回路１６−４へ印加されるようになる。なお、図２にお
いて、１６−５は電源回路、１６−６はバリスタである

【００２７】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、手動スイッチが操作されると、リレーが
動作してその常開接点が閉じられ、変速制御信号生成回
路が電源に接続されるので、すなわち手動スイッチが操
作されるまでは、リレーの常開接点が開放され、変速制
御信号生成回路と電源との接続が行われないので、非作
動時のサージやノイズに対し、変速制御信号生成回路を
小スペースで保護することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３に示したＦＣＴ（フィンガコントロール・
トランスミッション・システム）におけるＥＭＳ（エマ
ージェンシースイッチボックス）への電源の供給状況を
図８に対応して示した図である。

【図２】ＥＭＳの内部をさらに具体的に示した図であ
る。

【図３】本発明に係る非常用変速制御装置を適用してな
るＦＣＴの一実施例を示す図である。

【図４】ＦＣＴでのＣＬＵ（チェンジレバーユニット）
での変速パターンを示す図である。

【図５】ＣＬＵでのチェンジレバーのポジションと各セ
ンサの動作状態との対応関係およびＧＳＵ（ギヤシフト
ユニット）での各電磁弁の動作状態との対応関係を示す
図である。

【図６】ＦＣＴにおけるＧＳＵの要部を示す図である。

【図７】ＦＣＴにおけるＥＭＳの正面図である。

【図８】従来のＥＭＳへの電源の供給状況を示す図であ
る。

【符号の説明】

３ 車載バッテリ １０ ＣＬＵ（チェンジレバーユニット） １１ ＥＣＵ（コントロールボックス） １２ ＧＳＵ（ギヤシフトユニット） １６ ＥＭＳ（エマージェンシースイッチボックス） １６−１ ロータリスイッチ（前進用） １６−２ ロータリスイッチ（後退用） Ｒｙ リレー ＲｙＬ コイル ｒｙａ 常開接点 Ｔｒ１１，Ｔｒ１２〜Ｔｒ４１，Ｔｒ４２ トランジス
タ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非常時に操作されトランスミッションの
   変速位置を指示する手動スイッチと、 この手動スイッチにより指示される変速位置に対応する
   変速制御信号を生成し、この生成した変速制御信号を前
   記トランスミッションの変速段を切り替えるギヤシフト
   ユニットへ与える変速制御信号生成回路とを備えた非常
   用変速制御装置において、 前記手動スイッチの非操作時には、前記変速制御信号生
   成回路と電源との接続を遮断し、前記手動スイッチが操
   作された場合には動作し、前記変速制御信号生成回路を
   電源に接続するリレーを備え、 前記変速制御信号生成回路は、前記リレーの動作により
   前記電源に接続されると、前記手動スイッチにより指示
   される変速位置に対応する前記変速制御信号を生成する
   ことを特徴とする非常用変速制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された非常用変速制御装
   置において、 前記電源が車載バッテリとされ、 前記リレーの常開接点を介して前記車載バッテリと前記
   変速制御信号生成回路とが接続されており、 前記リレーのコイルを介して前記車載バッテリと前記手
   動スイッチとが接続されており、 前記手動スイッチが操作されると、前記コイルに電流が
   流れて前記常開接点が閉となり、前記変速制御信号生成
   回路が前記車載バッテリに接続される ことを特徴とする
   非常用変速制御装置。