JPH031650Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、車両の速度に応じて変速機のギヤ
位置をクラツチの断接制御と共に自動的に切換制
御する自動変速装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

従来、チエンジレバーユニツトを運転者が手動
により操作し、得られた変速信号をコントロール
ボツクスが処理し、所定の作動信号をギヤシフト
ユニツトに出力し、このギヤシフトユニツトが空
気圧で作動する倍力装置を用い変速機を切換作動
させるという、所謂、フインガータツチコントロ
ール用ギヤシフトユニツトが知られており、例え
ばその一例が実願昭57−144735号公報や実願昭57
−138832号の明細書および図面に開示されてい
る。このような装置は、変速機の切換操作力が小
さくなることにより運転者の変速操作による疲労
を低減できるが、変速機時におけるクラツチ断接
操作は運転者自身が行なう必要がある。

このため車両の速度に応じて変速機のギヤ位置
をクラツチ断接制御と共に自動的に切換可能にし
た自動変速装置が考えられている。すなわちこの
自動変速装置は、まず車速及びエンジン回転数を
検出し、この検出される車速及びエンジン回転数
に最適な変速段が決定される。次にクラツチ断制
御を行なつた後、上記最適変速段に対応してギヤ
位置が合わされる。そしてアクセル開度に応じた
デユーテイ比のパルス制御信号によりクラツチが
徐々に接合方向に制御され、人間により発進操作
を行なつた場合と略同様にして車両を発進させる
ものである。この後、車速びエンジン回転数の上
昇の度合に応じて、クラツチの断接制御及びその
間の最適変速段へのギヤ位置切換え制御が繰返し
行なわれ自動変速走行が可能となるものである。

ここで、上記のようなクラツチ断接制御及び変
速機のギヤ位置切換制御はCPU及びメモリ
（ROM、RAM）等を備えたコントロールユニツ
トにより集中制御されるが、この自動変速装置に
は上記コントロールユニツト故障時において手動
操作される非常用スイツチ回路が設置されてい
る。すなわちこの非常用スイツチ回路はそのスイ
ツチ操作に応じてクラツチを断し変速機を所定の
ギヤ位置（例えば２速または後退）に切換えた
後、クラツチをタイマ回路等により一定時間徐々
に接方向に作動させ車両を応急的に走行可能とし
たものである。

しかしながら、この非常用スイツチ回路はクラ
ツチ板を完全断位置から完全接位置まで単に一定
の速度で徐々に作動させるだけのものである為、
ギヤ位置切換後、車両が走行状態となるのに長い
時間を要してしまう。この場合、クラツチの接合
速度を現在よりも速めに設定することが考えられ
るが、反面、クラツチ接動作に伴なう衝撃が大き
くなり好ましくない。

〔考案の目的〕

この考案は上記ような問題点に鑑みなされたも
ので、コントロールユニツトが故障してクラツチ
及び変速機の制御が不能となつた場合でも、クラ
ツチ接合に伴ない大きな衝撃が発生することな
く、短時間且つ円滑な変速制御が可能となる自動
変速装置を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

すなわちこの考案に係る自動変速装置は、コン
トロールユニツト異常の際に、まず、クラツチの
断ストローク時間t₁に対応してクラツチ断制御
し、次変速機を所定のギヤ位置に切換制御した
後、クラツチ断から半クラツチストローク時間t₂
に対応してクラツチ接制御すると共に、予め設定
される時間t₃に対応してパルス信号のデユーテイ
比に応じた時間比で徐々にクラツチを接合方向に
作動させるようにしたものである。

〔考案の実施例〕 以下図面によりこの考案の一実施例を説明す
る。

第１図はその自動変速装置を示すもので、この
装置はデイーゼルエンジン（以後単にエンジン）
３０と、これの回転力をクラツチ３１を介して受
ける変速機３２とにわたり取付けられる。エンジ
ン３０はエンジン回転の1/2の回転速度で回転す
る入力軸３３を備えた燃料噴射ポンプ（以後単に
噴射ポンプと記す）３４を取付けており、このポ
ンプのラツク３５には電磁アクチユエータ３８が
連結される。なお、入力軸３３にはエンジン回転
数信号を発するエンジン回転センサ３９が対設さ
れる。クラツチ３１は、通常フライホイール４０
にクラツチ板４１を図示しない周知挾持手段によ
り圧接させ、アクチユエータとしてのエアシリン
ダ４２が不作動より作動に入ると図示しない挾持
手段が解除方向に作動され、クラツチ３１は接方
向ａより断方向ｂに移動する（第１図には断状態
を示した）。このクラツチはクラツチの断接状態
を検出するクラツチ断接センサ４３を設けてもよ
い。しかもクラツチ３１の出力軸４４にはクラツ
チ回転数信号を発するクラツチ回転数センサ４５
が対設される。エアシリンダ４２内のエア室４６
からはエア通路４７が延出形成され、これが高圧
エア源としてのエアタンク４８に連結する。エア
通路４７の途中には作動エアを断続する開閉弁と
しての電磁式の給気弁４９が取付けられ、更に、
エア室４６を大気開放するための排気用電磁弁５
０が取付けられる。なお、エアシリンダ４２およ
びエアタンク４８には内部エア圧検出用のエア圧
スイツタ７０，７２が取付けられ、７０はクラツ
チ断に対応する規定値以上のエア圧力を検出し、
また、７２は規定値以下のエア圧力を検出する。
変速機３２内のギヤ位置を切換えるには、第２図
に示すシフトパターンに対応した変速位置にチエ
ンジレバー５４を操作することにより、変速段選
択スイツチ５５を切換え、得られる変速信号に基
づきギヤ位置切換手段としてのギヤシフトユニツ
ト５１を操作し、シフトパターンに対応した目標
変速段にギヤ位置を切換えるものである。ここで
Ｒはリパース段をＮ，１，２，３は指定変速段
を、Ｄは選択変速段を示しており、Ｄレンジを選
択すると後述の最適変速段決定処理により２速乃
至５速が車速等により決定される。ギヤシフトユ
ニツト５１はコントロールユニツト５２からの制
御信号により作動する複数個の電磁バルブ（１つ
のみ示した）５３と、このバルブを介してエアタ
ンク４８から高圧の作動エアが供給されて変速機
の図示しないセレクトフオークやシフトフオーク
を作動せしめるパワーシリンダを有し、上記電磁
バルブに与えられる制御信号によりパワーシリン
ダを操作し、セレクト方向に次いでシフト方向の
順で変速機３２の噛合態様を変えるよう作動す
る。更にギヤシフトユニツト５１にはギヤ位置を
検出するギヤ位置スイツチ５６が対設され、この
スイツチからのギヤ位置信号はコントロールユニ
ツト５２に出力される。このような変速機の出力
軸５７には車速信号を発するセンサ５８が対設さ
れる。更に、アクセルペダル３７にはその回動量
に応じて抵抗変化を電圧値として生じさせ、これ
をＡ／Ｄ変換器５９でデジタル信号化し出力する
アクセル負荷センサ６０が取付けられる。ブレー
キペダル６１にはこれが踏込まれた時ハイレベル
ブレーキ信号を出力するブレーキセンサ６２が取
付けられる。フライホイール４０にはその外周の
リングギヤに適時噛合いエンジン３０をスタート
させるスタータ６３が取付けられ、そのスタータ
リレー６４はコントロールユニツト５２に接続さ
れる。なお、符号６５はコントロールユニツト５
２とは別途に車両に取付けられると共に車両の各
種制御を行なうエンジンコントローラを示してお
り、図示しない各センサよりの入力信号を受けエ
ンジン３０の駆動制御等を行なう。このエンジン
コントローラ６５は噴射ポンプ３４の電磁アクチ
ユエータ３８に制御信号を与え、燃料増減操作に
よりエンジン回転数の増減を制御できるものであ
る。なお、エンジンコントローラ６５はコントロ
ールユニツト５２からのエンジン回転増減信号と
しての出力信号を優先して受けることができ、こ
の出力信号に応じてエンジン回転数を増減させる
ことができる。

コントロールユニツト５２は自動変速装置に専
用されるマイクロコンピユータからなり、マイク
ロプロセツサ（以後単にCPUと記す）６６、メ
モリ６７および入力信号処理回路としてのインタ
ーフエース６８とで構成される。インターフエー
ス６８のインプツトポート６９には上述の変速段
選択スイツチ５５、ブレーキセンサ６２、アクセ
ル負荷センサ６０、エンジン回転センサ３９、ク
ラツチ回転数センサ４５、ギヤ位置スイツチ５
６、車速センサ５８、クラツチ断接センサ４３お
よび両エアセンサ７０，７２より各センサ出力信
号が入力される。一方、アウトプツトポート７４
は上述のエンジンコントローラ６５、スタータリ
レー６４、排気用電磁弁５０、給気用電磁弁４９
および複数個の電磁バルブ５３に接続し、それぞ
れに制御信号を送出できる。なお、符号７５はエ
アタンク４８のエア圧が設定値に達しない時図示
しない駆動回路を介し出力を受け点灯するウオー
ニングランプを示す。更に、符号７６はクラツチ
摩耗量が規定値を越えた時出力を受け点灯するク
ラツチ摩耗ランプを示す。また、この自動変速装
置にはブレーキフエイルセンサ７７を設ける。こ
のブレーキフエイルセンサ７７は、制動装置が故
障したことを検出するもので、そのセンサ出力信
号は上記各センサと同様にしてインターフエース
６８のインプツトポート６９に入力される。メモ
リ６７は第３図乃至第７図にフローチヤートとし
て示したプログラムやデータを書込んだROM
（読み出し専用メモリ）と書込み読み出兼用の
RAMで構成される。即ち、ROMにはプログラ
ムの外に、アクセル負荷信号の値に対応したデユ
ーテイ比αを予めデータテーブル（第８図参照）
として記憶させておき、適時、テーブルルツクア
ツプを行なつて該当する値を読し出す。更に、上
述の変速段選択スイツチ５５は変速信号としての
セレクト信号およびシフト信号を出力するが、こ
の両信号の一対の組合わせに対応した変速段位置
を予めデータテーブルとして記憶させておき、こ
のセレクトおよびシフト信号を受けた際テーブル
ルツクアツプを行なつて該当する制御信号をギヤ
シフトユニツト５１の各電磁バルブ５３に出力
し、変速信号に対応した目標変速段にギヤ位置を
合わせる。しかもギヤ位置スイツチ５６からのギ
ヤ位置信号は変速完了により出力され、セレクト
およびシフト信号に対応した各ギヤ位置信号が全
て出力されたか否かを判別し、噛合適あるいは否
の信号を発するのに用いる。更に、ROMには、
選択変速段Ｄ区分に目標変速段がある時、車速、
アクセル負荷およびエンジン回転の各センサ信号
に基づき、最適変速段を決定するためデータテー
ブルをも記させておく。この一例を第９図、第１
０図、第１１図に示しており、車速に対応した基
本変速段Dxを第１のテーブルルツクアツプによ
り読み出し、次に、第２のテーブルルツクアツプ
により定常域Ａにクラツチ負荷があると補正をせ
ず、それより大、小により１段のシフトダウンあ
るいはシフトアツプに相当する第１補正値Dxを
読み取る。次に、第３テーブルルツクアツプによ
り、定常域Ｂにエンジン回転数があると補正をせ
ず、それより大、小により１段のシフトアツプあ
るいはシフトダウンに相当する第２補正値Dxを
読み取る。Ｄ区分における制御では、この第２補
正値に対応する変速段を最適変速段として決定
し、これを目標変速段とみなす。

また、この自動変速装置はエマージエンシスイ
ツチ８０およびこのスイツチ操作に応じて作動す
るエマージエンシ回路８１を備えている。このエ
マージエンシスイツチ８０およびエマージエンシ
回路８１は、例えば上記CPU６６に異常が発生
しコントロールユニツト５２による制御動作が不
能となつた場合等の非常時において使用されるも
のである。上記エマージエンシスイツチ８０は変
速機３２を所定のギヤ位置（この場合、２または
Ｒ）に設定するための、手動による切換機能を有
するもので、このエマージエンシスイツチ８０に
よるスイツチ操作に応じて、上記エマージエンシ
回路８１は、ギヤシフトユニツト５１の複数個の
電磁バルブ５３およびエアシリンダ４２駆動用の
給気用電磁弁４９、排気用電磁弁５０にそれぞれ
制御信号を供給する。ここで第１２図は上記エマ
ージエンシ回路８１とコントロールユニツト５２
及びクラツチアクチユエータとしての給排気用電
磁バルブ４９，５０ａ，５０ｂ及びギヤシフトユ
ニツト５１用電磁バルブ５３ａ〜５３ｆとの接続
関係を示すもので、この第１２図では、２個の排
気用電磁弁５０ａ，５０ｂを用いた場合について
説明する。上記給気用電磁弁４９及び一方の排気
用電磁弁５０ａは常閉弁、また他方の排気用電磁
弁５０ｂは常開弁とする。また、上記エマージエ
ンシ回路８１にはタイマ回路８２を設ける。この
タイマ回路は上記給排気用電磁弁４９，５０ａ，
５０ｂを駆動する３つのトランジスタTr，Ｘ，
Tr，Ｙ，Tr，Ｚと、このトランジスタTr，Ｘ，
Tr，Ｙ，Tr，Ｚをそれぞれ異なる設定時間t₁，
t₂，t₃で作動させるタイマ８３，８４，８５び輪
理素子ic−１〜ic−４と任意のデユーテイ比でパ
ルス信号を発生し上記トランジスタTr，Ｙをオ
ンオフ作動させるデユーテイ回路８６とから構成
される。ここで、上記タイマ８３により設定され
る時間t₁は上記給気用電磁弁４９を開制御してエ
アシリンダ４２のエア室４６に圧縮エアを供給
し、クラツチ板４１が接から断位置に移動するま
での時間とする。また、タイマ８４により設定さ
れる時間t₂は上記排気用電磁弁５０ａを開制御し
てエアシリンダ４２のエア室４６内の圧縮エアを
大気開放し、クラツチ板４１が断位置か半クラツ
チ位置に移動するまでの時間とする。さらに、タ
イマ８５により設定される時間t₃は上記排気用制
御弁５０ａを上記デユーテイ回路８６により発生
されるパルス信号のデユーテイ比に応じて開閉制
御し、エアシリンダ４２のエア室４６内の圧縮エ
アをクラツチ接合に伴ない大きな衝撃が発生しな
い程度に徐々に大気開放し、クラツチ板４１が略
完全接合するまでの時間とする。

すなわちこのように構成される自動変速装置に
おいて、第３図乃至第７図に示すフローチヤート
を参照してその動作を説明する。

第３図において、プログラムがスタートすると
コントロールユニツト５２はエンジン停止割込の
無い限り始動処理に入る。そして始動処理完了の
後、車速信号を車速センサ５８から入力し、その
値が規定値（例えば２Km／ｈ乃至３Km／ｈ）以下
では発進処理を、以上では変速処理を行なう。た
だしエンジン回転センサ３９からのエンジン回転
数信号がエンスト回転数としての設定値を下回つ
た場合、クラツチ３１を断（オフ）つようコント
ロールユニツト５２から給気用電磁弁４９にオン
（開）制御信号を、排気用電磁弁５０にオン（閉）
制御信号を供給する。

次に、第４図により始動処理を説明する。エン
ジン回転センサ３９からエンジン回転数信号を入
力し、その値がエンジンの停止域内にあるか否か
はステツプ１（以後図中においてはステツプをＳ
として示す）で調べ、エンジン停止時にイエスに
進む。ここでチエンジレバー５４の位置とギヤ設
定位置とが同じか否か、即ち、変速段選択スイツ
チ５５からの変速信号とギヤ位置スイツチ５６か
らのギヤ位置信号とが同じとなり、変速段選択ス
イツチ５５で指示した目標変速段（ここでＤレン
ジの場合、予め最大変速比であるたとえば２速と
設定しておく）に変速機３２のギヤ位置が整列し
ているかを判別し（ステツプ２）、イエスでスタ
ータリレー６４に図示しない駆動回路を介して駆
動信号を供給し、図示しないスタータスイツチを
操作することによりスタータ６３を回せる状態に
する（ステツプ３）。チエンジレバー５４により
目標変速段をニユートラルＮとした場合にエンジ
ンがかかると更にエア圧スイツチ７２の検出信号
が設定値を上回つているか否かを調べ（ステツプ
５）、イエスでリターンする。エア圧がない時は
エアタンク４８が規定のエア圧に上昇するまで待
ちステツプ５を完了する。一方、目標変速段が高
変速比のようにセツトされている場合でも、目標
変速段と変速機３２のギヤ位置が一致していると
スタータ６３始動可能となる。この場合、車輪が
スタータで回転される。また、上記ステツプ２で
ノーの場合、エア圧有無を調べ（ステツプ６）、
ノーの場合ウオーニングランプ７５に点灯制御信
号を供給し（ステツプ７）、イエスの場合あるい
は外部よりエア補給によりイエスに復帰した場合
クラツチ３１を断つようアウトプツトポート７４
を介し給気用電磁弁４９にオン（開）制御信号
を、排気用電磁弁５０にオン（閉）制御信号をそ
れぞれ供給する（ステツプ８）。このクラツチ断
の間にギヤシフトユニツト５１は目標変速段に対
応する変速制御信号をコントロールユニツト５２
のアウトプツトポート７４を介して入力し、変速
機３２のギヤ位置を目標変速段に合わせる（ステ
ツプ９）。この後排気用電磁弁５０にアウトプツ
トポート７４を介して所定時間のみオフ（開）制
御信号が供給され、即ち、エアシリンダ４２のエ
ア室４６が大気開放されクラツチミートがなされ
る（ステツプ10）。このステツプ２より６，８，
９，10のループは目標変速段にギヤ位置が整列す
るまで繰返される。

次に第５図により発進処理を説明する。始動処
理完了後車速センサ５８より車速信号を読取り、
これが設定値を下回つていると発進処理に入る。
まず、コントロールユニツト５２のCPU６６は
クラツチ断接センサ４３またはエア圧スイツチ７
０によりクラツチ断接信号を選択的にインプツト
ポート６９を介して読取り、クラツチ接信号を受
けているとノーへ進める（ステツプ11）。ステツ
プ12でCPU６６はクラツチ３１を断（オフ）す
べく給気用電磁弁４９にオン（開）制御信号を供
給し、クラツチ３１をオフにする。ステツプ11よ
りイエスに進むと、チエンジレバー位置とギヤ位
置とが同じか否かのステツプ２と同様の判別をし
（ステツプ13）、ノー場合、ステツプ14でギヤ位置
を目標変速段に合わせるというステツプ９と同じ
制御をする。ステツプ13よりイエスに進むと、目
標変速段に達したギヤ位置がニユートラルＮか否
かを変速段選択スイツチ５５からの変速信号より
読取り、イエスではステツプ11に戻り、ノーでは
ステツプ16へ進む（ステツプ15）。ここではアク
セル踏込量としてのアクセル負荷信号値が規定量
（運転者が発進の意志を示す程度の低い値）以上
か否かを判別し、ノーの場合ステツプ11，13，
15，16を繰返し、イエスの場合、クラツチエアシ
リンダ４２のエア圧、即ち、エア圧スイツチ７０
の出力信号に対応するエア圧をエアタンク４８の
タンク圧P0より規定値P1まで下げる（ステツプ
17）。次にアクセル位置としての負荷信号値をア
クセル負荷センサ６０より検出し（ステツプ18）、
この値に該当するデユーテイ比αを第８図のデー
タテーブルを用いて読み取る（ステツプ19）。得
られた最適デユーテイ比αパルス制御信号はコン
トロールユニツト５２から排気用電磁弁５０に出
力され、エア室４６のクラツチエア圧は、第１３
図に示すように時間経過に従い所定のレベルでゆ
つくり低下し、クラツチ３１は徐徐に断より半ク
ラツチ状態に近づく（ステツプ20）。CPU６６は
この時点でエンジン回転センサ３９によるエンジ
ン回転数信号の入力を続けるようインプツトポー
ト６９に選択信号を出力し、このエンジン回転数
信号に基づく経時的なエンジン回転数値がメモリ
６７内のRAMに順次記憶処理され、そのピーク
点Ｍ（第１４図中に一例を示した）を演算処理し、
ピーク点Ｍは判別するまではノーに進みステツプ
18，19，20，21を繰返し、判別するとステツプ22
に進む。なお、ここでピーク点Ｍはエンジン３０
の回転がクラツチ出力軸４４の回転として伝達さ
れ始めることにより、ダウンをするために生じる
ものである。

このように、ピーク点Ｍを検出した時点T₁よ
り、排気用電磁弁５０をオン（開）制御のまま保
持する。そして、CPU６６はインプツトポート
６９に対してエンジン回転センサ３９からのエン
ジン回転数信号に加えクラツチ回転数センサ４５
よりクラツチ出力軸４４のクラツチ出力軸回転数
信号を入力するよう選択信号を出力する。そして
エンジン３０とクラツチ３１の回転数差（第１４
図に、Ｎ−N1として示した）を所定時間毎に算
出し、その回転数差Ｎ−N1の経時的変化が第１
設定値x1（第１５図参照）以下か否かを判別する
（ステツプ22）。イエスの場合、コントロールユニ
ツト５２のCPU６６は排気用電磁弁５０をオフ
制御（開）してエア室４６の圧縮エアを開放し、
クラツチ３１を徐徐につなげる（ステツプ23）。
この後、エンジン３０とクラツチ３１の回転数差
Ｎ−N1の経時的変化が第２設定値x2（x1＜x2）
以上か否かを判別し、ノーの場合ステツプ23に戻
り、エンジン３０とクラツチ出力軸４４の回転数
差Ｎ−N1を一定に保つループを繰返す。一方、
ステツプ22でノーに進むと、エンジン３０とクラ
ツチ３１の回転数差Ｎ−N1の経時的変化が第３
設定値y2（x2＜y2）以上が否かを判別する（ステ
ツプ25）。イエスの場合、給気用電磁弁４９にオ
ン（開）制御信号を適量供給し、クラツチ３１を
断方向ａに適量戻す（ステツプ26）。ステツプ27
ではエンジン３０とクラツチ３１の回転数差Ｎ−
N1の経時的変化が第４設定値y1以下か否かを判
別し、ノーの場合ステツプ26，27を繰返し、イエ
スの場合ステツプ28に進む。なお、ステツプ25で
ノーの場合もステツプ28に進むこのステツプ28に
達した時点でエンジン３０とクラツチ３１の回転
数差Ｎ−N1の経時的変化はほぼ第１５図に斜線
で示す領域内に入り、クラツチ３１を半クラツチ
状態よりシヨツクを伴うことなく、かつ過度に時
間を取ることなく接状態に切換える条件が整うた
め、クラツチ３１エアシリンダ４２のエア圧を現
状にホールドする。この後、コントロールユニツ
ト５２のCPU６６はエンジン３０とクラツチ出
力軸４４の回転数差が規定値（たとえばＮ−N1
＝10rpm程度）以下か否かを判別し、ノーの間は
ステツプ22乃至ステツプ29のループを繰返し、イ
エス時点T2でステツプ30に進む。ここでは排気
用電磁弁５０をコントロールユニツト５２により
全開させクラツチミートを行なう。この後、即
ち、エアシリンダ４２が不作動となつた後CPU
６６はクラツチ３１のすべり率としての（エンジ
ンとクラツチの回転数差）／（エンジン回転率）
を算出し、この値を規定値と比較し、規定値以下
ではリターンし、規定値以上ではステツプ32に進
む（ステツプ31）。ステツプ32ではクラツチ摩耗
量が大であるとの判断よりクラツチ摩耗ランプ７
６に対しクラツチ摩耗警告信号としての点灯制御
信号をアウトプツトポート７４および図示しない
駆動回路を介して出力し、点灯させる。

次に第６図および第７図により変速処理を説明
する。始動処理完了後、コントロールユニツト５
２のCPU６６は車速センサ５８から車速信号を
読取りこれが設定値を上回つていると変速処理に
入る。まずインプツトポート６９に指定信号を与
え、ブレーキフエイルセンサ７７からブレーキ故
障信号があるか否かを調べ（ステツプ33a）、ノ
ー場合、次に、ブレーキセンサ６２からブレーキ
信号があるか否かを調べる（ステツプ33b）。こ
のステツプ33bにおいてイエスの場合、更にクラ
ツチ断接センサ４３またはエア室スイツチ７０か
らクラツチ接信号があるか否かを調べ（ステツプ
34）イエスの場合リターンする。このように、急
ブレーキ操作時にクラツチ接状態であれば後述の
変速操作を一時阻止することになる。一方、ステ
ツプ33bおよびステツプ34でノーに進む場合、即
ち、急ブレーキ操作がなく、あるいは急ブレーキ
時でもクラツチ断の時は共にステツプ35に進む。
ここでは変速段選択スイツチ５５からの変速信号
を読み取り、これがＮ，１，２，３の指定変速段
の区分か、Ｄの選択変速段の区分か、Ｒのリバー
ス段の区分かの３区分に分別する。指定変速段区
分の場合、チエンジレバー５４の設定位置と変速
機３２のギヤ位置とが同じか否かの上記ステツプ
２と同様の判別をし（ステツプ36）、イエスでリ
ターンし、ノーでステツプ37に進む。ここでは変
速段選択スイツチ５５からの変速信号に応じた目
標変速段がＮ，１，２，３の内の一つであり、変
速前の現在の変速段が選択変速段Ｄで、この選択
変速段Ｄからのシフトダウンに相当するか否かを
判別する。イエスの場合、コントロールユニツト
５２のアウトプツトポート７４を介し、給気用電
磁弁４９に所定時間オン（開）制御信号を供給
し、クラツチ断操作をする（ステツプ38）。更に、
現状のエンジン回転を保持すべく、コントロール
ユニツト５２はアウトプツトポート７４を介して
エンジンコントローラに擬似アクセル信号を供給
し、電磁アクチユエータ３８を作動させる。これ
により、エンジン回転のオーバランの防止操作を
する（ステツプ39）。そして変速前の変速段より
１段のシフトダウンに相当する変速段を算出し、
その変速段に対応した変速制御信号をギヤシフト
ユニツト５１の各電磁バルブ５３に供給し変速機
３２のギヤ位置を切換制御する（ステツプ40）。
この後エンジン３０とクラツチ出力軸４４の各回
転信号をエンジン回転センサ３９およびクラツチ
回転数センサ５８から読み取ると共に、クラツチ
出力軸４４の回転にエンジン回転数を合わせるよ
う、コントロールユニツト５２のアウトプツトポ
ート７４からエンジンコントローラ６５に擬似ア
クセル信号を供給し、電磁アクチユエータ３８に
エンジン回転増減信号としての制御信号を供給し
て回転合わせ操作をする（ステツプ41）。この後、
コントロールユニツト５２は、排気用電磁弁５０
に所定時間オン（開）制御信号を供給し、クラツ
チ接操作をする（ステツプ42）。この後ステツプ
33b，35乃至ステツプ42からなるループは１段毎
のシフトダウン処理毎に１回りし、最終的に目標
変速段にギヤ位置が合わされた時点でステツプ36
より直接リターンするループに入る。

一方、上記ステツプ33aにおいてイエスつま
り、ブレーキフエイルセンサ７７によつて制動装
置の故障が検出され場合には、上記ステツプ38に
ジヤンプし、以後ステツプ42まで上記と同様のシ
フトダウン制御が行なわれるようになる。この場
合、ステツプ33a，38乃至ステツプ42からなるル
ープは１段毎のシフトダウン処理毎に１回りし、
最終的にブレーキ故障時の所定変速段、例えば１
速（1st）ギヤ位置が合うまで繰り返しシフトダ
ウン制御されるようになる。

次に、上記ステツプ37において、ノーと判定さ
れた場合には、まず、ステツプ38と同様のクラツ
チ断操作をする（ステツプ43）。この後、CPU６
６は変速前の現変速段と変速段選択スイツチ５５
からの変速信号に対応する目標変速段とを比べシ
フトアツプか否かを判別する（ステツプ44）。イ
エスの場合、コントロールユニツト５２のアウト
プツトポート７４からエンジンコントローラ６５
に擬似アクセル信号を供給し、電磁アクチユエー
タ３８を駆動制御して、エンジン回転数を規定の
アイドリング回転数に戻す操作をする（ステツプ
45）。そして変速機３２のギヤ位置を指定変速段
としてのＮ，１，２，３の内の一つである目標変
速段に直接合わせるよう、コントロールユニツト
５２はギヤシフトユニツト５１の各電磁バルブ５
３に対して変速制御信号を供給する（ステツプ
46）。この後上記ステツプ41に戻りクラツチ出力
軸４４にエンジン３０の回転を合わせクラツチ接
制御を行なう。なお、ステツプ44でノーの場合、
即ち、Ｄ以外からのシフトダウンの場合、ステツ
プ39と同様のエンジン回転ホールドを行ない（ス
テツプ47）、ステツプ46に戻る。

次にステツプ35で選択変速段Ｄ区分の場合、ま
ず。CPU６６は車速センサ５８、アクセル負荷
センサ６０およびエンジン回転センサ３９から車
速信号、負荷信号およびエンジン回転数信号をそ
れぞれインプツトポート６９を介して入力し、
（ステツプ48，49，50）、車速信号より基本変速段
Dx（第９図参照）、アクセル負荷信号より第１補
正値Dx（第１０図参照）、エンジン回転数信号よ
り第２補正値Dx（第１１図参照）を求め、この区
分において目標変速段とみなされる最適変速段を
決定する（ステツプ51）。この後、最適変速段に
変速機３２のギヤ位置が合つているか否かを上記
ステツプ２と同様にして判別し（ステツプ52）、
イエスでリターンする。そして、ノーの場合、ス
テツプ43にジヤンプし、クラツチ断接操作間にギ
ヤ位置を目標変速段に合わせるというステツプ
43，44，45，47，46，41，42の処理を済ませリタ
ーンする。

次に、ステツプ35でリバース段Ｒ区分の場合、
まずCPU６６は目標変速段としてのリバーズ段
Ｒに変速機３２のギヤ位置が合つているか否かの
判別を上記ステツプ２と同様に行い（ステツプ
53）、イエス、即ち、現在バツク作動中の場合で
リターンする。また、ノーの場合、即ち、誤動作
の場合、上記ステツプ38と同様のクラツチ断操作
をし（ステツプ54）、ステツプ45と同様にしてエ
ンジン回転をアイドリング回転数に戻すべくコン
トロールユニツト５２によりエンジンコントロー
ラ６５を介して電磁アクチユエータ３８を駆動制
御する。さらに、ギヤシフトユニツト５１の電磁
バルブ５３を制御して変速機３２のギヤ位置をニ
ユートラルＮに戻し（ステツプ56）、変速ミスを
知らせるウオーニングランプ（図示せず）点灯制
御をする（ステツプ57）。この後上記ステツプ41
および42と同様のクラツチ３１とエンジン３０の
回転合わせ操作と、クラツチ接操作を順次行なう
（ステツプ58，59）。ここでは前進走行中に目標変
速段としてリバース段が選ばれた場合ミスシフト
を知らせると共にギヤ位置をニユートラルＮに合
せる操作をすることになる。

そして、ここで例えば上記CPU６５に異常が
発生し、コントロールユニツト５２による各制御
機能が不能になつた場合には、まず、運転者はエ
マージエンシスイツチ８０を手動により2nd（２
速）またはＲ（リバース）方向に１段づつ操作す
る。ここでは、例えばエマージエンシスイツチ８
０を2nd方向に操作する場合の上記第１２図にお
けるエマージエンシ回路８１の制御動作について
説明する。まず、スイツチ８０を１段目に設定す
ると、ダイオードＤ１を介して電源切換リレー
R₁〜R₄が励磁されると共にデユーテイ回路８６
が接地通電しまた、ダイオードＤ２を介してタイ
マ８３びインバータic−３が接地通電する。これ
により給排気用電磁弁４９，５０ａ，５０ｂ及び
ギヤシフト用電磁バルブ５３ａ〜５３ｆを作動さ
せるバツテリ電源Ｅからの電源ラインは通常供給
ラインV₁からエマージエンシラインV_E側に切換
わる。そして、トランジスタTr，Ｘがタイマ８
３による設定時間t₁対応して駆動されると共に、
トランジスタTr，Ｚもインバータic−３を介し
て駆動される。この場合、給気用電磁弁４９がt₁
時間開制御されると共に常開の排気用電磁弁５０
ｂが閉制御され、クラツチ板４１は矢印Ｂで示す
方向に接から断へと作動するようになる。次に、
スイツチ８０を２段目から４段目まで順次切換設
定すると、エマージエンシ回路８１はギヤシフト
ユニツト５１の電磁バルブ５３ａ〜５３ｆを上記
切換設定段にそれぞれ対応して駆動制御する。す
なわち２段目においては、ダイオードＤ３，Ｄ４
を介して電磁バルブ５３ａ，５３ｂを駆動制御
し、前記第２図におけるシフトパターンのシフト
方向を中立制御して変速機３２のギヤ位置をニユ
ートラルＮに合わせる。次に、３段目において
は、ダイオードＤ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８を介して
電磁バルブ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｅを駆
動制御し、上記シフトパターンのセレクト方向を
中立制御してギヤ位置を2nd−3rdラインに合わ
せる。そして４段目においては、ダイオードＤ
９，Ｄ１０，Ｄ１１を介して電磁バルブ５３ｂ，
５３ｃ，５３ｅを駆動制御し、上記シフト方向を
2nd方向に制御してギヤ位置を２速に変速設定す
る。

この後スイツチ８０を５段目に設定すると、ダ
イオードＤ１２を介してタイマ８４，８５が通電
する。これにより、トランジスタTr，Ｙはオア
回路ie−１を介してタイマ84による設定時間t₂に
対応して駆動されると共に、上記オア回路ic−１
及びアンド回路ic−２を介してタイマ８５による
設定時間t₃に対応して上記デユーテイ回路８６か
らのパルス信号のデユーテイ比に応じてオンオフ
駆動される。ここで、トランジスタTr，Ｚは、
タイマ８５がオンしたことにより継続して駆動さ
れる。この場合、常閉の排気用電磁弁５０ａはま
ずt₂時間開制御され、クラツチ板４１は矢印Ａで
示す方向に断位置から半クラツチ位置へと作動す
るようになる。この後、上記排気用電磁弁５０ａ
はタイマ８５によるt₃時間の計時が終了するま
で、上記パルス信号のデユーテイ比に応じた時間
比で開閉制御され、エアシリンダ４２のエア室４
６内の圧縮エアは徐々に大気開放されるようにな
る。この結果、クラツチ板４１はさらに矢印Ａで
示す方向に、半クラツチ位置から完全接合位置へ
と、衝撃を伴なうことなく、徐々に作動するよう
になる。そして、上記タイマ８５からの出力供給
が停止すると、上記トランジスタTr，Ｚが駆動
解除され上記排気用電磁弁５０ｂは常開状態とな
る。これにより、エアシリンダ４２のエア室４６
内の圧縮エアは完全に大気開放されクラツチ板４
１はフライホイール４０に対して完全接合状態と
なる。

また、エマージエンシスイツチ８０をＲ方向に
操作した場合には、上記２速変速制御の場合と同
様の制御により、変速機３２のギヤ位置がＲ段に
変速制御されるようになる。

これにより、コントロールユニツト５２の異常
時には、２速またはＲの何れか一方の所定変速段
により非常走行が行なえるようになる。

この場合、特に、スイツチ８０の１段目及び５
段目切換時におけるクラツチ断接制御を、３つの
タイマ83〜85とデユーテイ回路８６とを組み合わ
せて構成したタイマ回路により、クラツチ断時は
素速く適確に、また、クラツチ接時においては人
間によるクラツチ操作と同様にしてきめ細かいク
ラツチ制御を行なうようにしたので、非常走行開
始の際にも、短時間且つ円滑なクラツチ動作が得
られるようになる。

ここで、上記タイマ８３の通電時における時間
t₁内においては、常にオア回路ic−４を介して
“Ｈ”レベル信号がタイマ８４，８５に供給され
るように構成したので、例えばスイツチ８０をタ
イマ８３によるt₁時間内に５段目まで切換えてし
まつた場合でも、タイマ８４，８５が作動するよ
うなことはない。

尚、上記実施例においてシフトパターンとして
Ｒ，１，２，３，Ｄの５つのレンジを有したもの
を示したが、これに限定されるものではなく、た
とえば第２の選択変速段Ｄ２を設けてもよい。こ
の場合、ステツプ35の区分操作を４区分操作に代
え、かつ、ステツプ48乃至52の一速の操作と同様
の操作を第４の区分の選択時に行なうよう構成す
ればよい。

また、上記エマージエンシスイツチ８０の所定
変速段は２速またはＲに限定されるものではな
い。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、クラツチの断
接操作を運転者が行なう必要なく、クラツチおよ
び変速機を目標変速段に対応して自動的に作動制
御することができる。また、この自動変速装置で
は、タイマの組み合せによるきめ細いクラツチの
断接制御が可能なエマージエンシ回路を備えるよ
うにしたので、コントロールユニツトが故障して
クラツチ及び変速機の制御が不能となつた場合で
も、クラツチ接合に伴ない大きな衝撃が発生する
ことなく、短時間且つ円滑な変速動作が得られる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係る自動変速装
置を示す概略構成図、第２図は上記自動変速装置
のシフトパターンを示す図、第３図乃至第７図は
上記自動変速装置の制御プログラムを示すフロー
チヤート、第８図は上記制御プログラムの実行に
用いられるアクセル負荷信号／時間に対応するデ
ユーテイ比のデータテーブルを示す概略図、第９
図乃至第１１図はそれぞれ上記制御プログラムの
選択変速段区分において最適変速段を求める際に
用いられる車速−基本変速段、エンジン負荷−第
１補正値、エンジン回転数−第２補正値の各デー
タテーブルの一例を示す概略図、第１２図は上記
自動変速装置に備えられるエマージエンシ回路の
接続関係を示す図、第１３図はクラツチエア圧の
経時変化の一例を示す図、第１４図はエンジンお
よびクラツチ出力軸の各回転数の経時変化の一例
を示す図、第１５図はエンジンとクラツチ出力軸
の回転数差の経時変化を制御すべき領域の一例を
示す図である。 ３０……エンジン、３１……クラツチ、３２…
…変速機、４２……エアシリンダ、４６……エア
室、４７……エア通路、４９……給気用電磁弁、
５０，５０ａ，５０ｂ……排気用電磁弁、５１…
…ギヤシフトユニツト、５２……コントロールユ
ニツト、５６……ギヤ位置スイツチ、８０……エ
マージエンシスイツチ、８１……エマージエンシ
回路、８２……タイマ回路、８３〜８５……タイ
マ、８６……デユーテイ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車両のエンジンと変速機との間のクラツチを断
   接させるアクチユエータと、このアクチユエータ
   のエア室に作動エアを導入する通路に設けた給気
   用制御弁と、上記エア室のエアを大気開放する排
   気用制御弁と、上記給気用制御弁及び排気用制御
   弁の開閉制御と共に上記変速機のギヤ位置を切換
   制御するコントロールユニツトと、このコントロ
   ールユニツトの異常時において手動操作されるエ
   マージエンシスイツチと、このエマージエンシス
   イツチのスイツチ操作に応じて上記給気用制御弁
   をクラツチ断時間t₁に対応して開制御し上記変速
   機を所定のギヤ位置に切換制御しそして上記排気
   用制御弁をクラツチ断−半クラツチ時間t₂に対応
   して開制御すると共に予め設定される時間t₃に対
   応してパルス信号のデユーテイ比に応じた時間比
   で開閉制御した後全開制御するエマージエンシ回
   路とを具備したことを特徴とする自動変速装置。