JP4581178B2 - 車両の自動変速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にトラクタ等の大型車両に適用される車両の自動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近ではドライバの負担を軽減するため、トラクタやトラック等の大型車両においても自動クラッチ装置や自動変速機を採用する例が多く見られる。この場合、車速に応じた最適ギヤ段がマップに従って定められ、車両の加速・減速に合わせて自動的にシフトアップ・シフトダウンがなされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような自動変速装置にあっては、変速段数が十数段と多段であり、シフトアップ・シフトダウンのマップは、十数段のアクセル開度に対する出力軸回転数の全てのデータを予め記憶しておく必要があり、データが膨大になる問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、自動変速モードにおける車両の加速・減速時のシフトアップ・シフトダウンの記憶データを軽減できる車両の自動変速装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アクセル開度と変速機の出力軸回転数とからギヤ段毎の線図データを設定したマップを記憶し、そのマップから、車両運転時のアクセル開度における出力回転数で決定される最適ギヤ段の線図データを選択し、アクセル開度における出力回転数が、選択した線図データの出力回転数を超えたときに、変速機で最適ギヤ段に自動変速する車両の自動変速装置において、ギヤ段を間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしてトランスミッションコントローラに固定値として記憶し、記憶した所定ギヤ段の内部データと前記変速機のギヤ比から、前記間隔を隔てて飛ばした段の線図データを算出し、前記変速機のギヤ比に変更があった場合には、前記固定値として記憶された内部データをギヤ段の線図データとして設定し、設定されたギヤ段以外のギヤ段の線図データを、前記固定値として記憶された内部データと変更されたギヤ比から算出するようにしたものである。
【０００６】
また、変速機をシフトチェンジするトランスミッションコントローラに、間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしたシフトアップマップを記憶し、他方出力軸回転数をトランスミッションコントローラに入力し、その出力軸回転数が、内部データ又はその内部データを基に算出した算出データに基づく回転数に対して大きくなったとき、その内部データ又はその内部データを基に算出した算出データのギヤ段にシフトアップさせることが好ましい。
【０００７】
さらに、変速機をシフトチェンジするトランスミッションコントローラに、間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしたシフトダウンマップを記憶し、他方出力軸回転数をトランスミッションコントローラに入力し、その出力軸回転数が、内部データ又はその内部データを基に算出した算出データに基づく回転数に対して小さくなったとき、その内部データ又はその内部データを基に算出した算出データのギヤ段にシフトダウンさせることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】
先ず本発明における車両の自動変速装置の構成を図５、図６、図７により説明する。
【００１０】
図６は、自動変速装置の構成図を示し、ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタであり、エンジンがディーゼルエンジンである。
【００１１】
図示するように、エンジン１にクラッチ２を介して変速機３が取り付けられ、変速機３の出力軸４（図５参照）が図示しないプロペラシャフトに連結されて後輪（図示せず）を駆動するようになっている。
【００１２】
エンジン１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、エンジン回転センサ７とアクセル開度センサ８との出力から現在のエンジン回転速度及びエンジン負荷を読取り、主にこれらに基づいて燃料噴射ポンプ１ａを制御し、燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する。
【００１３】
図５に示すように、エンジンのクランク軸にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウントしてエンジン回転数を算出する。
【００１４】
図６に示すように、ここではクラッチ２と変速機３とがトランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能である。
【００１５】
図５、図６、図７に示すように、クラッチ２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホイール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及びドリブンプレート２ａをフライホイール１ｂに摩擦接触或いは離反させるプレッシャプレート２ｂから構成される。そしてクラッチ２は、クラッチブースタ１０によりプレッシャプレート２ｂを軸方向に操作し、基本的には自動断接され、ドライバの負担を軽減し得るものとなっている。一方、微低速走行に際しての微妙なクラッチワークや、非常時のクラッチ急断を可能とするため、ここではクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能となっている。所謂セレクティブオートクラッチの構成である。クラッチ自体のストローク（即ちプレッシャプレート２ｂの位置）を検知するクラッチストロークセンサ１４と、クラッチペダル１１の踏込みストロークを検知するクラッチペダルストロークセンサ１６とが設けられ、それぞれＴＭＣＵ９に接続される。
【００１６】
図７に分かりやすく示すが、クラッチブースタ１０は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じてエアタンク５に接続され、エアタンク５から供給される空圧で作動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、他方の通路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方の通路ａが二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断接用の電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他方に非常用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部にダブルチェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の通路ｂに、クラッチブースタ１０に付設される油圧作動弁１２が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブルチェックバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁である。
【００１７】
上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥはＴＭＣＵ９によりON/OFF制御され、ONのとき上流側を下流側に連通し、OFF のとき上流側を遮断して下流側を大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ１は単にイグニッションキーのON/OFFに合わせてON/OFFされるだけである。イグニッションキーOFF 、つまり停車中はOFF となり、エアタンク５からの空圧を遮断する。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２がともにONだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチブースタ１０に供給される。これによりクラッチが分断される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがOFF され、これによりクラッチブースタ１０の空圧がＭＶＣ２から排出されてクラッチが接続される。
【００１８】
ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがOFF となると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されてしまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをONする。すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチブースタ１０に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急接が防止される。
【００１９】
次にマニュアル側を説明する。クラッチペダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによって油圧作動弁１２が開閉され、クラッチブースタ１０への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてクラッチブースタ１０に至る。なお、クラッチの自動断接とマニュアル断接とが干渉した場合はマニュアル断接を優先させるようになっている。
【００２０】
図５に詳細に示すように、変速機３は基本的に常時噛み合い式のいわゆる多段変速機で、前進１６段、後進２段に変速可能である。変速機３は入力側と出力側とにそれぞれ副変速機としてのスプリッタ１７及びレンジギヤ１９を備え、これらの間にメインギヤ段１８を備えている。そして、入力軸１５に伝達されてきたエンジン動力をスプリッタ１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ１９へと順に送って出力軸４に出力する。
【００２１】
変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当するスプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。これらアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。各ギヤ１７，１８，１９の現在ポジションはギヤポジションスイッチ２３（図６参照）で検知される。カウンタシャフト３２の回転速度がカウンタシャフト回転センサ２６で検知され、出力軸４の回転速度が出力軸回転センサ２８で検知される。これら検知信号はＴＭＣＵ９に送られる。
【００２２】
この自動変速機ではマニュアルモードが設定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュアル変速が可能である。この場合、図６に示すように、クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は運転席に設けられたシフトレバー装置２９からの変速指示信号を合図に行われる。即ち、ドライバが、シフトレバー装置２９のシフトレバー２９ａをシフト操作すると、シフトレバー装置２９に内蔵されたシフトスイッチが作動し、変速指示信号がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッチブースタ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を適宜作動させ、一連の変速操作（クラッチ断→ギヤ抜き→ギヤ入れ→クラッチ接）を実行する。そしてＴＭＣＵ９は現在のシフト段をモニター３１に表示する。
【００２３】
シフトレバー装置２９において、Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、ＵＰはシフトアップ、ＤＯＷＮはシフトダウンをそれぞれ意味する。また運転席に、変速モードを自動とマニュアルに切り換えるモードスイッチ２４と、変速を１段ずつ行うか段飛ばしで行うかを切り換えるスキップスイッチ２５とが設けられる。
【００２４】
自動変速モードのとき、シフトレバー２９ａをＤレンジに入れておけば車速に応じて自動的に変速が行われる。またこの自動変速モードでも、ドライバがシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作すれば、マニュアルでのシフトアップ又はシフトダウンが可能である。この自動変速モードにおいて、スキップスイッチ２５がOFF （通常モード）なら変速は１段ずつ行われる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的大きいときに有効である。またスキップスイッチ２５がON（スキップモード）なら変速は、後で詳しく説明するが、本発明の特徴である１段飛ばしで行われる。これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いときなどに有効である。
【００２５】
一方、マニュアル変速モードのときは、変速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａがＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持され、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又はシフトダウンが可能である。このときも前記同様、スキップスイッチ２５がOFF なら変速は１段ずつ行われ、スキップスイッチ２５がONなら変速は１段飛ばしで行われる。このモードではＤレンジは現ギヤ段を保持するＨ（ホールド）レンジとなる。
【００２６】
なお、運転席に非常用変速スイッチ３０が設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ３０の手動切換により変速できるようになっている。
【００２７】
図５に示すように、変速機３にあっては、入力軸１５、メインシャフト３３及び出力軸４が同軸上に配置され、カウンタシャフト３２がそれらの下方に平行配置される。入力軸１５がクラッチ２のドリブンプレート２ａに接続され、入力軸１５とメインシャフト３３とが相対回転可能に支持される。
【００２８】
まずスプリッタ１７とメインギヤ段１８の構成を説明する。入力軸１５にスプリットハイギヤＳＨが回転可能に取り付けられる。またメインシャフト３３にも前方から順にメインギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳＨ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩＲはカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＲに常時噛合される。
【００２９】
入力軸１５及びメインシャフト３３に取り付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得るようスプライン３６が一体的に設けられ、これらスプライン３６に隣接して入力軸１５及びメインシャフト３３に第１〜第４スプライン３７〜４０が固設される。第１〜第４スプライン３７〜４０に常時係合して第１〜第４スリーブ４２〜４５が前後スライド可能に設けられる。第１〜第４スリーブ４２〜４５を適宜選択してスライド移動させ、ギヤ側スプライン３６と係合・離脱させることによりギヤ入れ・ギヤ抜きを行える。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエータ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動をメインアクチュエータ２１で行う。
【００３０】
このように、スプリッタ１７とメインギヤ段１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変速され得る常時噛み合い式の構成とされる。特に、スプリッタ１７のスプライン部には通常の機械的なシンクロ機構が存在するものの、メインギヤ段１８のスプライン部にはシンクロ機構が存在しない。このため、シンクロ制御なるものを行ってエンジン回転とギヤ速度とを調速し、シンクロ機構なしで変速できるようになっている。ここではメインギヤ段１８以外にスプリッタ１７にもニュートラルポジションが設けられ、所謂ガラ音対策がなされている（特願平11-319915 号参照）。
【００３１】
次にレンジギヤ１９の構成を説明する。
【００３２】
レンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ・ローいずれかのポジションに切り替えることができる。遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能に支持され、キャリア６８は出力軸４に連結される。リングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９は出力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４とともに二重軸を構成する。
【００３３】
第５スプライン４１が管部６９に一体的に設けられる。また第５スプライン４１の後方に隣接して、出力軸４に出力軸スプライン７０が一体的に設けられる。第５スプライン４１の前方に隣接して、ミッションケース側に固定された固定スプライン７１が設けられる。第５スプライン４１に常時係合して第５スリーブ４６が前後スライド可能に設けられる。第５スリーブ４６の移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジギヤ１９の各スプライン部にはシンクロ機構が存在する。
【００３４】
第５スリーブ４６が前方に移動するとこれが固定スプライン７１に係合し、第５スプライン４１と固定スプライン７１とが連結される。これによりリングギヤ６７がミッションケース側に固定され、出力軸４が１より大きい減速比で回転駆動されるようになる。これがローのポジションである。
【００３５】
一方、第５スリーブ４６が後方に移動するとこれが出力軸スプライン７０に係合し、第５スプライン４１と出力軸スプライン７０とが連結される。これによりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定され、出力軸４が１の減速比で直結駆動されるようになる。これがハイのポジションである。
【００３６】
このように、この変速機３では、前進側において、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギヤ段１８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に変速可能であり、計２×４×２＝１６段に変速することができる。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ・ローを切り替えて２段に変速することができる。
【００３７】
次に、各アクチュエータ２０，２１，２２について説明する。これらアクチュエータはエアタンク５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そしてこれら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。
【００３８】
スプリッタアクチュエータ２０は、ダブルピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶＨ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７をニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。
【００３９】
メインアクチュエータ２１は、ダブルピストンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当する空圧シリンダ４９とを備える。各空圧シリンダに対して複数の電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥ及びＭＶＢ，ＭＶＡが設けられる。
【００４０】
セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤの１ｓｔ、２ｎｄ又はＮ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メインギヤのＲｅｖ又はＮ１を選択可能とする。
【００４１】
シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦＦ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤの１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。
【００４２】
レンジアクチュエータ２２は、シングルピストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶＩ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶＩ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮのとき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。
【００４３】
ところで、上記シンクロ制御に際してカウンタシャフト３２を制動するため、カウンタシャフト３２にはカウンタシャフトブレーキ２７が設けられる。カウンタシャフトブレーキ２７は湿式多板ブレーキであって、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の給排を切り替えるため電磁弁ＭＶ ＢＲＫが設けられる。電磁弁ＭＶ ＢＲＫがＯＮのときカウンタシャフトブレーキ２７に空圧が供給され、カウンタシャフトブレーキ２７が作動状態となる。電磁弁ＭＶ ＢＲＫがＯＦＦのときにはカウンタシャフトブレーキ２７から空圧が排出され、カウンタシャフトブレーキ２７が非作動となる。
【００４４】
この図５の１ｓｔから１６ｔｈのシフトチェンジにおける、スプリッタ１７のＨ，Ｌの切り換えメインギヤ１８（１ｓｔ〜４ｔｈ）の切り換え、スプリッタ１９のＨ，Ｌの切り換えの関係は下表の通りである。
【００４５】
【表１】
【００４６】
次に、自動変速制御の内容を説明する。
【００４７】
ＴＭＣＵ９には、後述するように図３に示すシフトアップマップと図４に示すシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ９は、自動変速モードのとき、これらマップに従って最適ギヤ段を選定して自動変速を実行する。
【００４８】
例えば図３のシフトアップマップにおいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整数）からｎ＋１へのシフトアップ線図がアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）とからただ１点が定まる。
【００４９】
車両加速中は、車輪に連結された出力軸４の回転数が次第に増加していく。そこで通常の自動変速モードでは、図６に示した出力軸回転センサ２８で検出された出力軸回転数（rpm ）とアクセル開度センサ８（図６）によるアクセル開度（％）とがＴＭＣＵ９に入力され、そのアクセル開度における回転数が、現在のギヤ段ｎの線図を越える度に１段ずつシフトアップを行うこととなる。
【００５０】
図４のシフトダウンマップにおいても同様に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎへのシフトダウン線図がアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度 （％）と出力軸回転数（rpm ）とからただ１点が定まる。
【００５１】
車両減速中は出力軸４の回転数が次第に減少していくので、通常の自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフトダウンを行う。
【００５２】
ＴＭＣＵ９は、出力軸回転センサ２８で検出された現在の出力軸回転数の値から現在の車速を換算し、これをスピードメータに表示すると共にシフトアップ、シフトダウンを行ったときに、その新たなシフト段をモニター３１に表示する。
【００５３】
また、自動変速モード（図６のシフトレバー２９ａがドライブＤの位置）のときで、スキップスイッチ２５がONで、スキップモードのときに、現ギヤ段から、線図を交互に１本ずつ飛ばしたシフトアップを行う。
【００５４】
本発明においては、この図３，図４のアクセル開度に対する各段のシフトアップ、シフトダウンの線図をＴＭＣＵ９に記憶させる際に、図３、図４に実線で示した線図、すなわち図３のシフトアップのマップにおいては、１ｓｔ→２ｎｄの線図、５ｔｈ→６ｔｈの線図、９ｔｈ→１０ｔｈの線図及び１３ｔｈ→１４ｔｈの線図は、ＴＭＣＵ９の内部データとして記憶し、その線図間の点線で示した線図は、その各内部データの線図の回転数にギヤ比を考慮して算出するようにしたものである。また同様に図４のシフトダウンのマップにおいても、２ｎｄ→１ｓｔの線図、６ｔｈ→５ｔｈの線図、１０ｔｈ→９ｔｈの線図及び１４ｔｈ→１３ｔｈの線図は、ＴＭＣＵ９の内部データとして記憶し、その線図間の点線で示した線図は、各内部データの線図の回転数にギヤ比を考慮して算出するようにしたものである。
【００５５】
この内部データとギヤ比を考慮した算出による出力軸回転数データを表２，表３に示す。
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
表２において、ＴＭＣＵ９に記憶する内部データとしては、２ｎｄ（１ｓｔ→２ｎｄ）、６ｔｈ（５ｔｈ→６ｔｈ）、１０ｔｈ（９ｔｈ→１０ｔｈ）、１４ｔｈ（１３ｔｈ→１４ｔｈ）の線図データを記憶し、３ｒｄの出力軸回転数データは、２ｎｄの内部データの出力軸回転数に、１ｓｔギヤ比／２ｎｄギヤ比を乗じた値を、４ｔｈの出力軸回転数データは、２ｎｄの内部データの出力軸回転数に、１ｓｔギヤ比／３ｒｄギヤ比を乗じた値を、４ｔｈの出力軸回転数データは、２ｎｄの内部データの出力軸回転数に、１ｓｔギヤ比／４ｔｈギヤ比を乗じた値を、それぞれ算出して求める。
【００５９】
同様に、７〜９ｔｈ、１１〜１３ｔｈ、１５，１６ｔｈの出力軸回転数データも、６ｔｈの内部データ、１０ｔｈの内部データ、１４ｔｈの内部データにギヤ比を考慮して算出する。
【００６０】
ここで、１ｓｔ〜１６ｔｈギヤ比は、出力軸回転数／入力軸回転数から適宜ＴＭＣＵ９に記憶させておく。
【００６１】
シフトダウンの表３において、ＴＭＣＵ９に記憶する内部データとしては、１ｓｔ（２ｎｄ→１ｓｔ）、５ｔｈ（６ｔｈ→５ｔｈ）、９ｔｈ（１０ｔｈ→９ｔｈ）、１３ｔｈ（１４ｔｈ→１３ｔｈ）の線図データを記憶し、２ｎｄの出力軸回転数データは、１ｓｔの内部データの出力軸回転数に、２ｎｄギヤ比／３ｒｄギヤ比を乗じた値を、３ｒｄの出力軸回転数データは、１ｓｔの内部データの出力軸回転数に、２ｎｄギヤ比／４ｒｄギヤ比を乗じた値を、４ｔｈの出力軸回転数データは、１ｓｔの内部データの出力軸回転数に、２ｎｄギヤ比／５ｒｄギヤ比を乗じた値を、それぞれ算出して求める。
【００６２】
同様に、６〜８ｔｈ、１０〜１２ｔｈ、１４，１５ｔｈの出力軸回転数データも、５ｔｈの内部データ、９ｔｈの内部データ、１３ｔｈの内部データにギヤ比を考慮して算出する。
【００６３】
次に、シフトアップとシフトダウンにおける出力軸回転数の算出のフローを図１、図２により説明する。
【００６４】
図１において、シフトアップ制御が開始１００され、ｓｔｅｐ１で、現アウトプットシャフト（出力軸）の回転数が、２ｎｄデータ（内部データ）の回転数より大きいかどうかを判断し、回転数が小さければ(no)、選択ギヤを１ｓｔに選定１０１し、回転数が大きければ(yes) 、ｓｔｅｐ２で、現アウトプットシャフトの回転数が、３ｒｄの算出データに基づく回転数より大きくなったかどうかを判断し、１ｓｔより大きく３ｒｄの算出データより小さいとき(no)、選択ギヤを２ｎｄに選定１０２し、以後同様に、ｓｔｅｐ３、ｓｔｅｐ４で、現アウトプットシャフトの回転数が、１５ｔｈデータ、１６ｔｈデータ（算出データ）の回転数より大きくなったかどうかを判断して、選択ギヤを順次１４ｔｈ、１５ｔｈにそれぞれ選定１０３，１０４し、最終的にｓｔｅｐ４で、現アウトプットシャフトの回転数が、１６ｔｈデータの回転数より大きくなったなら(yes) 、選択ギヤを１６ｔｈのままに設定１０５して制御を終了１０６する。
【００６５】
図２において、シフトダウン制御が開始１１０され、ｓｔｅｐ５で、現アウトプットシャフト（出力軸）の回転数が、１５ｔｈの算出データの回転数より小さいかどうかを判断し、回転数が大きければ(no)、選択ギヤを１６ｔｈに選定１１１し、回転数が小さければ(yes) 、ｓｔｅｐ６で、現アウトプットシャフトの回転数が、１４ｔｈの算出データに基づく回転数より小さくなったかどうかを判断し、１５ｔｈより小さく、１４ｔｈより大きいとき(no)、選択ギヤを１５ｔｈに選定１１２し、以後同様に、ｓｔｅｐ７、ｓｔｅｐ８で、現アウトプットシャフトの回転数が、２ｎｄデータ（算出データ）、１ｓｔデータ（内部データ）の回転数より小さくなったかどうかを判断して、選択ギヤを順次３ｒｄ、２ｎｄにそれぞれ選定１１３，１１４し、最終的にｓｔｅｐ８で、現アウトプットシャフトの回転数が、１ｓｔデータの回転数より小さくなったなら(yes) 、選択ギヤを１ｓｔのままに設定１１５して制御を終了１１６する。
【００６６】
このように数段飛ばしにその各ギヤ段のアクセル開度に対する出力軸回転数の線図データを記憶して内部データとし、その内部データを基にして他のギヤ段の線図データをギヤ比を考慮して算出することで、データの記憶容量を少なくすることが可能となると共に変速機３のギヤ比に変更があった場合でも、線図データを書き換えることなく、そのギヤ比に基づいた計算式のみ変更して線図データを変えることが可能となる。
【００６７】
なお、上述の実施の形態では、内部データを、１６段のうち、シフトアップ、シフトダウンとも３段飛ばした４段のギヤ段の線図を記憶するようにしたが、２段飛ばしでも、４段飛ばしで記憶するようにしてもよいことは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００６９】
（１） シフトアップ、シフトダウンマップの記憶する線図データを少なくすることができる。
【００７０】
（２） ギヤ比の違う変速機にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシフトアップの制御の内容を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係るシフトダウンの制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明におけるシフトアップのマップを示す図である。
【図４】本発明におけるシフトダウンのマップを示す図である。
【図５】本発明における車両のエンジン駆動系を示す構成図である。
【図６】本発明における自動変速機を示す構成図である。
【図７】本発明における自動クラッチ装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ クラッチ
３ 変速機
７ エンジン回転センサ
８ アクセル開度センサ
９ トランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）
１０ クラッチブースタ
２０ スプリッタアクチュエータ
２１ メインアクチュエータ
２２ レンジアクチュエータ
２５ スキップスイッチ
２６ カウンタシャフト回転センサ
２８ 出力軸回転センサ
２９ シフトレバー装置
２９ａ シフトレバー
ＧＳＵ ギヤシフトユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にトラクタ等の大型車両に適用される車両の自動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近ではドライバの負担を軽減するため、トラクタやトラック等の大型車両においても自動クラッチ装置や自動変速機を採用する例が多く見られる。この場合、車速に応じた最適ギヤ段がマップに従って定められ、車両の加速・減速に合わせて自動的にシフトアップ・シフトダウンがなされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような自動変速装置にあっては、変速段数が十数段と多段であり、シフトアップ・シフトダウンのマップは、十数段のアクセル開度に対する出力軸回転数の全てのデータを予め記憶しておく必要があり、データが膨大になる問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、自動変速モードにおける車両の加速・減速時のシフトアップ・シフトダウンの記憶データを軽減できる車両の自動変速装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アクセル開度と変速機の出力軸回転数とからギヤ段毎の線図データを設定したマップを記憶し、そのマップから、車両運転時のアクセル開度における出力回転数で決定される最適ギヤ段の線図データを選択し、アクセル開度における出力回転数が、選択した線図データの出力回転数を超えたときに、変速機で最適ギヤ段に自動変速する車両の自動変速装置において、ギヤ段を間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしてトランスミッションコントローラに固定値として記憶し、記憶した所定ギヤ段の内部データと前記変速機のギヤ比から、前記間隔を隔てて飛ばした段の線図データを算出し、前記変速機のギヤ比に変更があった場合には、前記固定値として記憶された内部データをギヤ段の線図データとして設定し、設定されたギヤ段以外のギヤ段の線図データを、前記固定値として記憶された内部データと変更されたギヤ比から算出するようにしたものである。
【０００６】
また、変速機をシフトチェンジするトランスミッションコントローラに、間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしたシフトアップマップを記憶し、他方出力軸回転数をトランスミッションコントローラに入力し、その出力軸回転数が、内部データ又はその内部データを基に算出した算出データに基づく回転数に対して大きくなったとき、その内部データ又はその内部データを基に算出した算出データのギヤ段にシフトアップさせることが好ましい。
【０００７】
さらに、変速機をシフトチェンジするトランスミッションコントローラに、間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしたシフトダウンマップを記憶し、他方出力軸回転数をトランスミッションコントローラに入力し、その出力軸回転数が、内部データ又はその内部データを基に算出した算出データに基づく回転数に対して小さくなったとき、その内部データ又はその内部データを基に算出した算出データのギヤ段にシフトダウンさせることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】
先ず本発明における車両の自動変速装置の構成を図５、図６、図７により説明する。
【００１０】
図６は、自動変速装置の構成図を示し、ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタであり、エンジンがディーゼルエンジンである。
【００１１】
図示するように、エンジン１にクラッチ２を介して変速機３が取り付けられ、変速機３の出力軸４（図５参照）が図示しないプロペラシャフトに連結されて後輪（図示せず）を駆動するようになっている。
【００１２】
エンジン１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、エンジン回転センサ７とアクセル開度センサ８との出力から現在のエンジン回転速度及びエンジン負荷を読取り、主にこれらに基づいて燃料噴射ポンプ１ａを制御し、燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する。
【００１３】
図５に示すように、エンジンのクランク軸にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウントしてエンジン回転数を算出する。
【００１４】
図６に示すように、ここではクラッチ２と変速機３とがトランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能である。
【００１５】
図５、図６、図７に示すように、クラッチ２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホイール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及びドリブンプレート２ａをフライホイール１ｂに摩擦接触或いは離反させるプレッシャプレート２ｂから構成される。そしてクラッチ２は、クラッチブースタ１０によりプレッシャプレート２ｂを軸方向に操作し、基本的には自動断接され、ドライバの負担を軽減し得るものとなっている。一方、微低速走行に際しての微妙なクラッチワークや、非常時のクラッチ急断を可能とするため、ここではクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能となっている。所謂セレクティブオートクラッチの構成である。クラッチ自体のストローク（即ちプレッシャプレート２ｂの位置）を検知するクラッチストロークセンサ１４と、クラッチペダル１１の踏込みストロークを検知するクラッチペダルストロークセンサ１６とが設けられ、それぞれＴＭＣＵ９に接続される。
【００１６】
図７に分かりやすく示すが、クラッチブースタ１０は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じてエアタンク５に接続され、エアタンク５から供給される空圧で作動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、他方の通路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方の通路ａが二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断接用の電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他方に非常用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部にダブルチェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の通路ｂに、クラッチブースタ１０に付設される油圧作動弁１２が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブルチェックバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁である。
【００１７】
上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥはＴＭＣＵ９によりON/OFF制御され、ONのとき上流側を下流側に連通し、OFF のとき上流側を遮断して下流側を大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ１は単にイグニッションキーのON/OFFに合わせてON/OFFされるだけである。イグニッションキーOFF 、つまり停車中はOFF となり、エアタンク５からの空圧を遮断する。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２がともにONだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチブースタ１０に供給される。これによりクラッチが分断される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがOFF され、これによりクラッチブースタ１０の空圧がＭＶＣ２から排出されてクラッチが接続される。
【００１８】
ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがOFF となると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されてしまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをONする。すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチブースタ１０に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急接が防止される。
【００１９】
次にマニュアル側を説明する。クラッチペダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによって油圧作動弁１２が開閉され、クラッチブースタ１０への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてクラッチブースタ１０に至る。なお、クラッチの自動断接とマニュアル断接とが干渉した場合はマニュアル断接を優先させるようになっている。
【００２０】
図５に詳細に示すように、変速機３は基本的に常時噛み合い式のいわゆる多段変速機で、前進１６段、後進２段に変速可能である。変速機３は入力側と出力側とにそれぞれ副変速機としてのスプリッタ１７及びレンジギヤ１９を備え、これらの間にメインギヤ段１８を備えている。そして、入力軸１５に伝達されてきたエンジン動力をスプリッタ１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ１９へと順に送って出力軸４に出力する。
【００２１】
変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当するスプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。これらアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。各ギヤ１７，１８，１９の現在ポジションはギヤポジションスイッチ２３（図６参照）で検知される。カウンタシャフト３２の回転速度がカウンタシャフト回転センサ２６で検知され、出力軸４の回転速度が出力軸回転センサ２８で検知される。これら検知信号はＴＭＣＵ９に送られる。
【００２２】
この自動変速機ではマニュアルモードが設定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュアル変速が可能である。この場合、図６に示すように、クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は運転席に設けられたシフトレバー装置２９からの変速指示信号を合図に行われる。即ち、ドライバが、シフトレバー装置２９のシフトレバー２９ａをシフト操作すると、シフトレバー装置２９に内蔵されたシフトスイッチが作動し、変速指示信号がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッチブースタ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を適宜作動させ、一連の変速操作（クラッチ断→ギヤ抜き→ギヤ入れ→クラッチ接）を実行する。そしてＴＭＣＵ９は現在のシフト段をモニター３１に表示する。
【００２３】
シフトレバー装置２９において、Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、ＵＰはシフトアップ、ＤＯＷＮはシフトダウンをそれぞれ意味する。また運転席に、変速モードを自動とマニュアルに切り換えるモードスイッチ２４と、変速を１段ずつ行うか段飛ばしで行うかを切り換えるスキップスイッチ２５とが設けられる。
【００２４】
自動変速モードのとき、シフトレバー２９ａをＤレンジに入れておけば車速に応じて自動的に変速が行われる。またこの自動変速モードでも、ドライバがシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作すれば、マニュアルでのシフトアップ又はシフトダウンが可能である。この自動変速モードにおいて、スキップスイッチ２５がOFF （通常モード）なら変速は１段ずつ行われる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的大きいときに有効である。またスキップスイッチ２５がON（スキップモード）なら変速は、後で詳しく説明するが、本発明の特徴である１段飛ばしで行われる。これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いときなどに有効である。
【００２５】
一方、マニュアル変速モードのときは、変速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａがＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持され、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又はシフトダウンが可能である。このときも前記同様、スキップスイッチ２５がOFF なら変速は１段ずつ行われ、スキップスイッチ２５がONなら変速は１段飛ばしで行われる。このモードではＤレンジは現ギヤ段を保持するＨ（ホールド）レンジとなる。
【００２６】
なお、運転席に非常用変速スイッチ３０が設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ３０の手動切換により変速できるようになっている。
【００２７】
図５に示すように、変速機３にあっては、入力軸１５、メインシャフト３３及び出力軸４が同軸上に配置され、カウンタシャフト３２がそれらの下方に平行配置される。入力軸１５がクラッチ２のドリブンプレート２ａに接続され、入力軸１５とメインシャフト３３とが相対回転可能に支持される。
【００２８】
まずスプリッタ１７とメインギヤ段１８の構成を説明する。入力軸１５にスプリットハイギヤＳＨが回転可能に取り付けられる。またメインシャフト３３にも前方から順にメインギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳＨ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩＲはカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＲに常時噛合される。
【００２９】
入力軸１５及びメインシャフト３３に取り付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得るようスプライン３６が一体的に設けられ、これらスプライン３６に隣接して入力軸１５及びメインシャフト３３に第１〜第４スプライン３７〜４０が固設される。第１〜第４スプライン３７〜４０に常時係合して第１〜第４スリーブ４２〜４５が前後スライド可能に設けられる。第１〜第４スリーブ４２〜４５を適宜選択してスライド移動させ、ギヤ側スプライン３６と係合・離脱させることによりギヤ入れ・ギヤ抜きを行える。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエータ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動をメインアクチュエータ２１で行う。
【００３０】
このように、スプリッタ１７とメインギヤ段１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変速され得る常時噛み合い式の構成とされる。特に、スプリッタ１７のスプライン部には通常の機械的なシンクロ機構が存在するものの、メインギヤ段１８のスプライン部にはシンクロ機構が存在しない。このため、シンクロ制御なるものを行ってエンジン回転とギヤ速度とを調速し、シンクロ機構なしで変速できるようになっている。ここではメインギヤ段１８以外にスプリッタ１７にもニュートラルポジションが設けられ、所謂ガラ音対策がなされている（特願平11-319915 号参照）。
【００３１】
次にレンジギヤ１９の構成を説明する。
【００３２】
レンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ・ローいずれかのポジションに切り替えることができる。遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能に支持され、キャリア６８は出力軸４に連結される。リングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９は出力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４とともに二重軸を構成する。
【００３３】
第５スプライン４１が管部６９に一体的に設けられる。また第５スプライン４１の後方に隣接して、出力軸４に出力軸スプライン７０が一体的に設けられる。第５スプライン４１の前方に隣接して、ミッションケース側に固定された固定スプライン７１が設けられる。第５スプライン４１に常時係合して第５スリーブ４６が前後スライド可能に設けられる。第５スリーブ４６の移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジギヤ１９の各スプライン部にはシンクロ機構が存在する。
【００３４】
第５スリーブ４６が前方に移動するとこれが固定スプライン７１に係合し、第５スプライン４１と固定スプライン７１とが連結される。これによりリングギヤ６７がミッションケース側に固定され、出力軸４が１より大きい減速比で回転駆動されるようになる。これがローのポジションである。
【００３５】
一方、第５スリーブ４６が後方に移動するとこれが出力軸スプライン７０に係合し、第５スプライン４１と出力軸スプライン７０とが連結される。これによりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定され、出力軸４が１の減速比で直結駆動されるようになる。これがハイのポジションである。
【００３６】
このように、この変速機３では、前進側において、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギヤ段１８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に変速可能であり、計２×４×２＝１６段に変速することができる。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ・ローを切り替えて２段に変速することができる。
【００３７】
次に、各アクチュエータ２０，２１，２２について説明する。これらアクチュエータはエアタンク５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そしてこれら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。
【００３８】
スプリッタアクチュエータ２０は、ダブルピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶＨ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７をニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。
【００３９】
メインアクチュエータ２１は、ダブルピストンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当する空圧シリンダ４９とを備える。各空圧シリンダに対して複数の電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥ及びＭＶＢ，ＭＶＡが設けられる。
【００４０】
セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤの１ｓｔ、２ｎｄ又はＮ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メインギヤのＲｅｖ又はＮ１を選択可能とする。
【００４１】
シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦＦ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤの１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。
【００４２】
レンジアクチュエータ２２は、シングルピストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶＩ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶＩ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮのとき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。
【００４３】
ところで、上記シンクロ制御に際してカウンタシャフト３２を制動するため、カウンタシャフト３２にはカウンタシャフトブレーキ２７が設けられる。カウンタシャフトブレーキ２７は湿式多板ブレーキであって、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の給排を切り替えるため電磁弁ＭＶ ＢＲＫが設けられる。電磁弁ＭＶ ＢＲＫがＯＮのときカウンタシャフトブレーキ２７に空圧が供給され、カウンタシャフトブレーキ２７が作動状態となる。電磁弁ＭＶ ＢＲＫがＯＦＦのときにはカウンタシャフトブレーキ２７から空圧が排出され、カウンタシャフトブレーキ２７が非作動となる。
【００４４】
この図５の１ｓｔから１６ｔｈのシフトチェンジにおける、スプリッタ１７のＨ，Ｌの切り換えメインギヤ１８（１ｓｔ〜４ｔｈ）の切り換え、スプリッタ１９のＨ，Ｌの切り換えの関係は下表の通りである。
【００４５】
【表１】
次に、自動変速制御の内容を説明する。
【００４７】
ＴＭＣＵ９には、後述するように図３に示すシフトアップマップと図４に示すシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ９は、自動変速モードのとき、これらマップに従って最適ギヤ段を選定して自動変速を実行する。
【００４８】
例えば図３のシフトアップマップにおいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整数）からｎ＋１へのシフトアップ線図がアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）とからただ１点が定まる。
【００４９】
車両加速中は、車輪に連結された出力軸４の回転数が次第に増加していく。そこで通常の自動変速モードでは、図６に示した出力軸回転センサ２８で検出された出力軸回転数（rpm ）とアクセル開度センサ８（図６）によるアクセル開度（％）とがＴＭＣＵ９に入力され、そのアクセル開度における回転数が、現在のギヤ段ｎの線図を越える度に１段ずつシフトアップを行うこととなる。
【００５０】
図４のシフトダウンマップにおいても同様に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎへのシフトダウン線図がアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度 （％）と出力軸回転数（rpm ）とからただ１点が定まる。
【００５１】
車両減速中は出力軸４の回転数が次第に減少していくので、通常の自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフトダウンを行う。
【００５２】
ＴＭＣＵ９は、出力軸回転センサ２８で検出された現在の出力軸回転数の値から現在の車速を換算し、これをスピードメータに表示すると共にシフトアップ、シフトダウンを行ったときに、その新たなシフト段をモニター３１に表示する。
【００５３】
また、自動変速モード（図６のシフトレバー２９ａがドライブＤの位置）のときで、スキップスイッチ２５がONで、スキップモードのときに、現ギヤ段から、線図を交互に１本ずつ飛ばしたシフトアップを行う。
【００５４】
本発明においては、この図３，図４のアクセル開度に対する各段のシフトアップ、シフトダウンの線図をＴＭＣＵ９に記憶させる際に、図３、図４に実線で示した線図、すなわち図３のシフトアップのマップにおいては、１ｓｔ→２ｎｄの線図、５ｔｈ→６ｔｈの線図、９ｔｈ→１０ｔｈの線図及び１３ｔｈ→１４ｔｈの線図は、ＴＭＣＵ９の内部データとして記憶し、その線図間の点線で示した線図は、その各内部データの線図の回転数にギヤ比を考慮して算出するようにしたものである。また同様に図４のシフトダウンのマップにおいても、２ｎｄ→１ｓｔの線図、６ｔｈ→５ｔｈの線図、１０ｔｈ→９ｔｈの線図及び１４ｔｈ→１３ｔｈの線図は、ＴＭＣＵ９の内部データとして記憶し、その線図間の点線で示した線図は、各内部データの線図の回転数にギヤ比を考慮して算出するようにしたものである。
【００５５】
この内部データとギヤ比を考慮した算出による出力軸回転数データを表２，表３に示す。
【００５６】
【表２】
【表３】
表２において、ＴＭＣＵ９に記憶する内部データとしては、２ｎｄ（１ｓｔ→２ｎｄ）、６ｔｈ（５ｔｈ→６ｔｈ）、１０ｔｈ（９ｔｈ→１０ｔｈ）、１４ｔｈ（１３ｔｈ→１４ｔｈ）の線図データを記憶し、３ｒｄの出力軸回転数データは、２ｎｄの内部データの出力軸回転数に、１ｓｔギヤ比／２ｎｄギヤ比を乗じた値を、４ｔｈの出力軸回転数データは、２ｎｄの内部データの出力軸回転数に、１ｓｔギヤ比／３ｒｄギヤ比を乗じた値を、４ｔｈの出力軸回転数データは、２ｎｄの内部データの出力軸回転数に、１ｓｔギヤ比／４ｔｈギヤ比を乗じた値を、それぞれ算出して求める。
【００５９】
同様に、７〜９ｔｈ、１１〜１３ｔｈ、１５，１６ｔｈの出力軸回転数データも、６ｔｈの内部データ、１０ｔｈの内部データ、１４ｔｈの内部データにギヤ比を考慮して算出する。
【００６０】
ここで、１ｓｔ〜１６ｔｈギヤ比は、出力軸回転数／入力軸回転数から適宜ＴＭＣＵ９に記憶させておく。
【００６１】
シフトダウンの表３において、ＴＭＣＵ９に記憶する内部データとしては、１ｓｔ（２ｎｄ→１ｓｔ）、５ｔｈ（６ｔｈ→５ｔｈ）、９ｔｈ（１０ｔｈ→９ｔｈ）、１３ｔｈ（１４ｔｈ→１３ｔｈ）の線図データを記憶し、２ｎｄの出力軸回転数データは、１ｓｔの内部データの出力軸回転数に、２ｎｄギヤ比／３ｒｄギヤ比を乗じた値を、３ｒｄの出力軸回転数データは、１ｓｔの内部データの出力軸回転数に、２ｎｄギヤ比／４ｒｄギヤ比を乗じた値を、４ｔｈの出力軸回転数データは、１ｓｔの内部データの出力軸回転数に、２ｎｄギヤ比／５ｒｄギヤ比を乗じた値を、それぞれ算出して求める。
【００６２】
同様に、６〜８ｔｈ、１０〜１２ｔｈ、１４，１５ｔｈの出力軸回転数データも、５ｔｈの内部データ、９ｔｈの内部データ、１３ｔｈの内部データにギヤ比を考慮して算出する。
【００６３】
次に、シフトアップとシフトダウンにおける出力軸回転数の算出のフローを図１、図２により説明する。
【００６４】
図１において、シフトアップ制御が開始１００され、ｓｔｅｐ１で、現アウトプットシャフト（出力軸）の回転数が、２ｎｄデータ（内部データ）の回転数より大きいかどうかを判断し、回転数が小さければ(no)、選択ギヤを１ｓｔに選定１０１し、回転数が大きければ(yes) 、ｓｔｅｐ２で、現アウトプットシャフトの回転数が、３ｒｄの算出データに基づく回転数より大きくなったかどうかを判断し、１ｓｔより大きく３ｒｄの算出データより小さいとき(no)、選択ギヤを２ｎｄに選定１０２し、以後同様に、ｓｔｅｐ３、ｓｔｅｐ４で、現アウトプットシャフトの回転数が、１５ｔｈデータ、１６ｔｈデータ（算出データ）の回転数より大きくなったかどうかを判断して、選択ギヤを順次１４ｔｈ、１５ｔｈにそれぞれ選定１０３，１０４し、最終的にｓｔｅｐ４で、現アウトプットシャフトの回転数が、１６ｔｈデータの回転数より大きくなったなら(yes) 、選択ギヤを１６ｔｈのままに設定１０５して制御を終了１０６する。
【００６５】
図２において、シフトダウン制御が開始１１０され、ｓｔｅｐ５で、現アウトプットシャフト（出力軸）の回転数が、１５ｔｈの算出データの回転数より小さいかどうかを判断し、回転数が大きければ(no)、選択ギヤを１６ｔｈに選定１１１し、回転数が小さければ(yes) 、ｓｔｅｐ６で、現アウトプットシャフトの回転数が、１４ｔｈの算出データに基づく回転数より小さくなったかどうかを判断し、１５ｔｈより小さく、１４ｔｈより大きいとき(no)、選択ギヤを１５ｔｈに選定１１２し、以後同様に、ｓｔｅｐ７、ｓｔｅｐ８で、現アウトプットシャフトの回転数が、２ｎｄデータ（算出データ）、１ｓｔデータ（内部データ）の回転数より小さくなったかどうかを判断して、選択ギヤを順次３ｒｄ、２ｎｄにそれぞれ選定１１３，１１４し、最終的にｓｔｅｐ８で、現アウトプットシャフトの回転数が、１ｓｔデータの回転数より小さくなったなら(yes) 、選択ギヤを１ｓｔのままに設定１１５して制御を終了１１６する。
【００６６】
このように数段飛ばしにその各ギヤ段のアクセル開度に対する出力軸回転数の線図データを記憶して内部データとし、その内部データを基にして他のギヤ段の線図データをギヤ比を考慮して算出することで、データの記憶容量を少なくすることが可能となると共に変速機３のギヤ比に変更があった場合でも、線図データを書き換えることなく、そのギヤ比に基づいた計算式のみ変更して線図データを変えることが可能となる。
【００６７】
なお、上述の実施の形態では、内部データを、１６段のうち、シフトアップ、シフトダウンとも３段飛ばした４段のギヤ段の線図を記憶するようにしたが、２段飛ばしでも、４段飛ばしで記憶するようにしてもよいことは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００６９】
（１） シフトアップ、シフトダウンマップの記憶する線図データを少なくすることができる。
【００７０】
（２） ギヤ比の違う変速機にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシフトアップの制御の内容を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係るシフトダウンの制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明におけるシフトアップのマップを示す図である。
【図４】本発明におけるシフトダウンのマップを示す図である。
【図５】本発明における車両のエンジン駆動系を示す構成図である。
【図６】本発明における自動変速機を示す構成図である。
【図７】本発明における自動クラッチ装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ クラッチ
３ 変速機
７ エンジン回転センサ
８ アクセル開度センサ
９ トランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）
１０ クラッチブースタ
２０ スプリッタアクチュエータ
２１ メインアクチュエータ
２２ レンジアクチュエータ
２５ スキップスイッチ
２６ カウンタシャフト回転センサ
２８ 出力軸回転センサ
２９ シフトレバー装置
２９ａ シフトレバー
ＧＳＵ ギヤシフトユニット
Claims (3)
- アクセル開度と変速機の出力軸回転数とからギヤ段毎の線図データを設定したマップを記憶し、そのマップから、車両運転時のアクセル開度における出力回転数で決定される最適ギヤ段の線図データを選択し、アクセル開度における出力回転数が、選択した線図データの出力回転数を超えたときに、変速機で最適ギヤ段に自動変速する車両の自動変速装置において、ギヤ段を間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしてトランスミッションコントローラに固定値として記憶し、記憶した所定ギヤ段の内部データと前記変速機のギヤ比から、前記間隔を隔てて飛ばした段の線図データを算出し、前記変速機のギヤ比に変更があった場合には、前記固定値として記憶された内部データをギヤ段の線図データとして設定し、設定されたギヤ段以外のギヤ段の線図データを、前記固定値として記憶された内部データと変更されたギヤ比から算出することを特徴とする車両の自動変速装置。
- 変速機をシフトチェンジするトランスミッションコントローラに、間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしたシフトアップマップを記憶し、他方出力軸回転数をトランスミッションコントローラに入力し、その出力軸回転数が、内部データ又はその内部データを基に算出した算出データに基づく回転数に対して大きくなったとき、その内部データ又はその内部データを基に算出した算出データのギヤ段にシフトアップさせる請求項１記載の車両の自動変速装置。
- 変速機をシフトチェンジするトランスミッションコントローラに、間隔を隔てて複数段飛ばした複数個の所定ギヤ段の線図データを内部データとしたシフトダウンマップを記憶し、他方出力軸回転数をトランスミッションコントローラに入力し、その出力軸回転数が、内部データ又はその内部データを基に算出した算出データに基づく回転数に対して小さくなったとき、その内部データ又はその内部データを基に算出した算出データのギヤ段にシフトダウンさせる請求項１記載の車両の自動変速装置。
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