JPH028546A - 自動／半自動機械式変速装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の自動／半自動機械式変速装置におけるス
キップアップシフトを円滑に行なう制御方法に関し、特
にエンジンの回転速度を示す入力信号を必要としない制
御方法に関する。

（従来の技術） 車両用自動／半自動機械式変速装置は従来から良く知ら
れている。一般に、この種の装置は多速度のギヤ変換変
速機、エンジンと変速機との間を駆動連結する主摩擦ク
ラッチおよび各センサからの入力信号を受け入れ、所定
の論理規則に従って装置の操作を行なうアクチュエータ
に命令出力信号を出す中央処理ユニット又はコントロー
ラから構成されている。

この種の装置は米国特許第４．０８１．０６５号、第４
、３６１．０６０号、第　４．５９５．９８６号、第　
４．６４８２９０号明細書に参照されるように従来技術
として知られており、これらの開示内容は本明細書にお
いて参照されている。

自動／半自動変速装置のスキップシフトを許容および／
又は命令するための論理規則、たとえば１段以上変速を
一度にシフトする方法が米国特許第４．５７６、０６５
号明細書に従来技術として開示されている。

Ｃ発明が解決しようとする課題） 主摩擦クラッチの円滑な再噛合を与えるために特に動的
スキップアップシフト後に駆動摩擦部材（エンジン速度
で回転する）と被駆動摩擦部材（変速機入力シャフト速
度で回転する）の間の速度差が所定の基準値よりも大き
くないときにのみ再噛合が実行されるべきである。

このことは、入力シャフトブレーキ等の入力シャフトの
減速手段を有する装置においては特にそうであり、エン
ジンがアップシフト過程中に変速機入力シャフトよりも
がなり急速に早く減速されるという特徴から明らかであ
る。

従来の自動／半自動機械式変速装置において、円滑なア
ップシフトを達成するために、許容／命令スキップアッ
プシフト、クラッチの切離し時のエンジン速度を検出す
るセンサが必要とされた。

このような事情に鑑みて、本発明はエンジン速度で回転
する駆動摩擦部材と変速機入力シャフト速度で回転する
被駆動摩擦部材間の噛合をスムーズかつ容易に行うよう
にした自動／半自動機械式変速装置の制御方法を提供す
ることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は特許請求の範囲第１
項に記載の構成を有するものであり、変速装置に備えた
中央処理ユニットが複数の入力信号を受け入れ、それを
所定の論理規則に従って処理し、自動／半自動制御のオ
ペレータに出力信号を出し、この複数の命令出力信号が
主摩擦クラッチの切離し用の命令および前回の噛合ギヤ
比（ＰＥ）からギヤ比Ｎによって置換した新しいギヤ比
（Ｅ）の噛合にスキップアップシフトするための命令を
含み、このギヤ比Ｎが噛合されるギヤ比（Ｅ）の数値か
ら前回の噛合ギヤ比（ＰＥ）を引いた数値よりも１つ少
ない値に等しくなっており、変速機において選択される
ギヤ比（Ｅ）の噛合を検出し、主クラッチの再噛合をギ
ヤ比Ｎの値に比例する時間間隔（Ｔ）の間遅らせること
を特徴としている。

（作　用） 第２図に示すようにアップシフトの過程中にエンジン速
度が変速機入力シャフト速度よりもかなり急速に減速す
ることから特にスキップアップシフトにおいて円滑なギ
ヤシフトが困難になるという欠陥を上記構成により改善
する。

すなわち、変速機のギヤの噛合いのタイミングを遅らせ
ることにより、エンジン速度で回転する駆動摩擦部材と
変速機入力シャフト速度で回転する被駆動摩擦部材間の
速度差を所定の基準値に押えて、主摩擦クラッチの再噛
合を円滑に行うようにする。

（実施例） 本発明の好適実施例を図面に基づいて説明する。

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」　「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又は遠去かる方向を示すも
のである。

またギヤ比間の置換は２つの与えられたギヤ比間の選択
されるギヤ比の数、たとえば第３速あるいは第（１）と
第（２）のギヤ比によって置換されていることで表わす
。

さらに、たとえば、前回の噛合ギヤ比 （ＰＥ）が第３速であってここから新しく噛合されるギ
ヤ比（Ｅ）としての第６速への直接シフトはアップシフ
ト方向に（３）つの速度変位であり、アップシフト方向
に（２）段跳のスキップ（Ｎ）となる。

本発明は一般にいかなるタイプの機械式ギヤ変換変速装
置の自動又は半自動制御に適用できる。

それは、１つのコントローラが選択されたアクチュエー
タに命令出力信号を出し、装置の主クラッチおよび変速
機のシフト機構を操作して変速機のギヤ比を変えること
を実行することを特徴としているからである。

この種の自動／半自動機械式変速装置は良く知られてお
り、上記米国特許第４，０８１，０６５号、第４，３６
１，０６０号、第４．６４８．２９０号明細書に開示さ
れている。

しかしながら、本発明の方法は特に自動／半自動変速装
置の制御において直接エンジン速度センサを利用しない
こと、および操作の誤りを許容するモード等の操作モー
ドを有するものの場合に有利に適用される。

操作の誤りを許容するモードを含むエンジン速度センサ
を有する自動変速機制御の例としては、１９８７年ｌＯ
月１４日に発行されたヨーロッパ公開特許第２４１，２
１６号に参照されており、その開示内容はここに参照さ
れている。

第１図には、本発明の方法が有利に利用できるような一
般的な半自動機械式変速装置が概略図の形で示されてい
る。

変速機装置ｌＯにおいて、ドライバが操作するスロット
ルへダル２４の位置をセンサ２２が感知し、中央処理ユ
ごット３８に供給され、このユニット３８はセンサ３２
から変速機入力シャフト速度に関する複数の入力、セン
サ３６から変速機出力シャフト速度およびオペレータが
駆動する制御機構たとえば選択された方向に一段の又は
多段のスキップシフトを要求するのに利用できるギヤシ
フトレバ−又はジョイステックから変速機出力シャフト
速度の各入力を受けとる。

エンジン回転数（ｒｐｍｌ　を検出し、ＣＰＵ３８にそ
れを示す入力信号を与えるセンサ２８は必要としないが
備えてもよい。変速機入力シャフト速度はエンジン速度
を示しており、またクラッチ１６がスリップなしに噛合
しているときでも同様にエンジン速度を示している。

第１図に示されているように変速機装置用の制御論理回
路、センサ、およびアクチエエータは上記米国特許第４
，０８１，０６５号、第４．３６１．０６０号、第４，
５９５，９８６号、第４．６４８．２９０号明細書に開
示されているものである。

特に中央処理ユニット３８は示された複数の入力を受け
とり、所定の論理規則に従ってそれを処理し、さらに命
令出力信号を空気式および電気的なアクチュエータに供
給し、急速なアップシフト用入力シャフトブレーキ１８
を制御し、又は自動燃料コントロール２６に一時的にエ
ンジンへ燃料の供給を増加又は減少させ、ギヤ比のシフ
ト、クラッチオペレータ３０を介してのタラッチコント
ロールおよび変速機オペレータ３４を介してギヤ比を変
換するのに比例した同期的な回転を達成する。

中央処理ユニット３８は、またデイスプレィ２に命令出
力信号を送ることもできる。

半自動機械式変速装置ｌＯは通常足で操作される手動ク
ラッチコントロール３で構成され、このクラッチコント
ロールは車両の停止からの発進や低速ではうように操縦
する状況においてのみ必要とされる。半自動機械式変速
装置１０は電気および／又は空気式の動力源（図示略）
を含んでいる。

ある車両の操作状況において車両オペレータおよび／又
はコン゛トローラ３８は前回の噛合ギヤ比（ＰＥ）から
望ましい噛合ギヤ比（Ｅ）へとスキップアップシフトを
命令できる。

一般にこのスキップアップシフトは、車両が、比較的軽
い負荷時でかつ厳しい状況で走行されていない状況の下
で要求され、望ましいより高いギヤ比に直接シフトする
ことにより一連の急速な単一のアップシフトを避けるこ
とが望ましい。

重荷重用トラックで一般に役立ちつる９１．０．１２．
１３．１６および１８段の速度ギヤ変換において、２段
階のギヤ比をスキップアップシフトすることは良く行わ
れることである。

たとえば１６段変速機においては、１３速から１６速へ
の瞬時のアップシフトが行なわれる。

このような状況において、特に変速機入力シャフトが入
力シャフトブレーキを備えているならば、変速機１２に
ギヤ比変換が完成し、主摩擦クラッチの駆動および被駆
動摩擦部材間の速度差によって主摩擦クラッチを直ちに
再噛合することができなくなる。

受け入れられる円滑なシフトとするため、再噛合は回転
速度差が受け入れ限界内となるまで避けるべきである。

第２図において変速機入力シャフトおよび車両エンジン
の複数の回転速度が示されている。

もちろん、主クラッチの駆動および被駆動摩擦部材がエ
ンジン速度および入力シャフト速度で回転することは知
られている。

ライン１００は主クラッチの切離しおよびエンジン１４
への燃料の供給を減するエンジン速度の減速を示してい
る。

ライン１０２は主クラッチの切離しおよび入力シャフト
ブレーキ１８の適用による変速機入力シャフトの減速を
示している。

このような状況下で変速機人力シャフトはエンジンより
も急速に減速することに注目したい。

ライン１０４．１０６．１０８は、それぞれ単一のアッ
プシフト、１段跳びのスキップアップシフトおよび２段
跳びのスキップアップシフト後に実質的に一定な車両速
度で主クラッチ１６をスリップすることなく十分な再噛
合を行なう場合において、それぞれにおけるエンジン１
４と変速機人力シャフトの両回転速度を示している。

垂直ライン１］０は受け入れられる円潮な主クラッチの
再噛合が生じうる条件下でのエンジン速度（ＥＳ）と入
力シャフト速度（ＩＳ）間の速度差の大きさを示してい
る。

点１］２．１］４．および１］．６は単一のアップシフ
ト、１段のスキップアップシフトおよび２段のスキップ
アップシフトの各々のシフト中に噛合用に選択したギヤ
比（Ｅ）の噛合時における時間および入力シャフト速度
を示している。

点１］８は前回の噛合ギヤ比（ＰＥ）からシフトするた
めの主摩擦クラッチの切離し時の状態を示している。

明らかなように点１］２での１段のアップシフトの場合
、選択されたギヤ比のために変速機の各ジョークラッチ
が噛合しているとき、エンジン速度と入力シャフト速度
間の速度差の大きさ１段のスキップアップシフトの場合
において、変速機のかみ合いクラッチの噛合時点１］４
で、エンジン速度と入力シャフト速度１２０間の速度差
が受け入れ可能な最大値１］０よりもかなり大きくなっ
ており、時間間隔１２２が受け入れ限界に到達しつる速
度差のために必要とされる。

２段のスキップアップシフトの場合において、変速機の
ギヤ比の噛合時点１］６で、エンジン速度と人力シャフ
ト速度１２４間の速度差が受け入れ可能な最大値１］０
よりもかなり大きくなっており、時間間隔１２４が受け
入れ最大限界１］０に到達するための速度差のために必
要とされる。

実質的に一定なギヤ比のステップおよび一定の車両速度
を与えると、一定な時間間隔の関数である遅れ時間１２
・２および１２４が必要とされ、たとえばこの時間１２
２はスキップのギヤステップ数を乗算したものである。

必要とされる遅れ時間はスキップアップシフト中にスキ
ップされたギヤ比の段数を所定の定数に掛は合わせた関
数であり、入力シャフトのより大きな減速がより高いギ
ヤ比で生じることがわかっており、したがって、必要と
される遅れの大きさは噛合されるべきギヤ比に特定され
る定数０６の関数でなければならない。

例として、１２速の変速機では、４速の主変速機部分と
３速のスプリッタ変速機部分とからなり、本発明者は変
速機のクラッチ噛合と車両用主クラッチの再噛合間での
時間遅れＴがおおよそスキップしたギヤ比の数（Ｎ）に
２００ミリセコンドに等しい定数（Ｋ）を掛算し、さら
にこの積に指定した噛合ギヤ比の数値を１０ミリセンコ
ンド倍した定数（ＧＥ）を加えたものに等しく、そして
受け入れ可能な円滑なスキップアップシフトを与えると
いうことを見い出した。

本発明の方法を象徴的に示すフローチャートが第３図に
示されている。

要するに、この方法はスキップアップシフトの始期をま
ず検出することからなり、少ｌなくともＮのアップシフ
トが１つのギヤ比に等しいかあるいは大きいものとして
定義され、Ｎは噛合ギヤ比Ｅの数値から前回の噛合ギヤ
比ＰＥの数値を引きさらにｌを引いたものに等しい。

たとえば、９速から１２速へ直接アップシフトする場合
に、Ｅは（１２）、ＰＥは（９）に等しく、したがって
Ｎは（，３−１）すなわち２に等しい。

変速機の主クラッチにおいてスキップアップシフトの完
了を検出する場合、再噛合は時間Ｔだけ遅らせる。この
遅れ時間Ｔは Ｔ　＝　（Ｎ　Ｘ　Ｋ　）　十Ｇ　Ｅ の式を満足し、ＣＥは噛合されるギヤ比Ｅの数値を示す
。

もちろん、定数におよびＣｔの値は、ドライブ通路およ
び車両の形状によって修正されつるものであり、この車
両内で自動／半自動機械式変速装置が本発明の方法によ
り利用され確立されつるものである。

（発明の効果） 本発明は変速機において選択されるギヤ比（Ｅ）の噛合
を検出し、主クラッチの再噛合をギヤ比Ｎの値に比例す
る時間間隔（Ｔ）の間、遅らせるようにしたので、エン
ジン速度と入力シャフト速度との許容可能な速度差の範
囲内で必要とするギヤシフトをスムーズに行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に適合する半自動機械式変速装置
の概略構成図、 第２図は単一およびスキップアップシフト中のエンジン
速度および入力シャフト速度を示す曲線図、 第３図は本発明の方法を実施するための論理フローチャ
ート図である。 ｌＯ・・・変速装置　　　　　１２・・・機械式変速機
１４・・・エンジン　　　　　１６・・・主摩擦クラッ
チ３０・・・クラッチオペレータ ３４・・・変速機オペレータ ３８・・・中央処理ユニット　Ｎ・・・ギヤ比ＰＥ・・
・前回の噛合ギヤ比

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）自動化された機械式ギヤ変換変速装置部分（１０
   ）を制御する方法であって、 　燃料スロットル制御のエンジン（１４）、多段ギヤ変
   速の機械式変速機（１２）、エンジンと変速機間に配置
   される主摩擦クラッチ （１６）、および複数の入力信号を受け入れ、　それを
   所定の論理規則に従って処理し、クラッチオペレータ（
   ３０）および変速機オペレータ（３４）を含む自動／半
   自動制御のオペレータに出力信号を出す中央処理ユニッ
   ト （３８）とから構成され、 　前記複数の命令出力信号が、主摩擦クラッチの切離し
   用の命令、および前回の噛合ギヤ比（ＰＥ）からギヤ比
   Ｎによって置換した新しいギヤ比（Ｅ）の噛合にスキツ
   プアツプシフトするための命令を含み、このギヤ比Ｎが
   噛合されるギヤ比（Ｅ）の数値から前回の噛合ギヤ比（
   ＰＥ）を引いた数値よりも１つ少ない値に等しくなって
   おり、 　変速機において選択されるギヤ比（Ｅ）の噛合を検出
   し、前記主クラッチの再噛合をギヤ比Ｎの値に比例する
   時間間隔（Ｔ）の間、遅らせることを特徴とする自動／
   半自動機械式変速装置の制御方法。 （２）時間間隔（Ｔ）の値がＮ値に定数（Ｋ）を掛けた
   関数であることを特徴とする請求項１記載の制御方法。 （３）Ｔの値が（Ｎ×Ｋ）＋Ｃ＿Ｅに等しく、かつＮ＝
   ［（Ｅ−ＰＥ）−１］ Ｋ；あらかじめ決められた定数 ｃ＿Ｅ：Ｅ値についてのある定数 　であることを特徴とする請求項２記載の制御方法。 （４）前記自動化された変速装置は中央処理ユニットか
   らの複数の命令出力信号に応答する入力シャフトブレー
   キ（１８）を含んでいることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれか１項に記載の制御方法。 （５）前記自動化された変速装置がエンジンの回転速度
   を直接検出する検出手段を含まないことを特徴とする請
   求項１記載の制御方法。