JPH0442585Y2 - - 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、変速時におけるクラツチの断接
操作は運転者自身が行なう必要がある。 このため車両の変速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
数に最適な変速段を決定する。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
位置を合わせる。そしてクラツチ回転数にエンジ
ン回転数が合うようなアクセル擬似信号をエンジ
ンに供給し、予め設定される規定回転範囲内にエ
ンジンとクラツチとの回転数差が入ると、クラツ
チ接制御を行なう。このようにして、クラツチの
断接操作と変速操作とを自動化したものである。 ここで、上記自動変速装置では、エンジンとク
ラツチとの回転数差が予め設定される規定回転範
囲内（以下、同期回転数と称する。）に入つてか
らクラツチの接制御を行ない、衝撃の少ない円滑
な変速動作を得ているが、上記同期回転数は全変
速段において共通でああるため、例えばこの同期
回転数を低速段変速時に衝撃が少なくなるように
50r.p.m.程度に設定すると、反面、高速段変速時
においては、クラツチの回転速度が非常に速いた
め容易に同期回転数が得られなくなり変速時間が
長くなつてしまう。一方、上記同期回転数を高速
段変速時でも容易に得られるようにその許容範囲
を大きく200r.p.m.程度に設定すると、反面、低
速段変速時における衝撃が大きくなると共に、ク
ラツチの滑りも大きくなりクラツチの寿命を低下
させてしまう。 〔考案の目的〕 この考案は上記のような問題点に鑑みなされた
もので、低速段及び高速段何れの変速時において
も、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、クラツチの寿命を長く
することが可能に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、目標
変速段が低速段から高速段になるにしたがつて許
容範囲の大きいエンジンとクラツチとの同期回転
数を選択設定す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、クラツチアクチユエータとしてのエ
アシリンダ４２が不作動に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（係合）方向ａより断（解放）方向ｂに
移動する（第１図には断状態を示した）。このク
ラツチに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４
７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吸
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５０が取付けられ
る。なお、エアシリンダ４２およびエアタンク４
８には内部エア圧検出用のエア圧スイツチ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（手
動選速装置）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はリバース段を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、セルクト方向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に作動す
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
に応じた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
の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
５２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により各センサ出力
信号が入力される。一方、アウトプツトポート７
４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４
９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できる。なお、符号７５には
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る点灯するウ
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、制御装
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み出す。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
のデータテーブルをも記憶させておく。この一例
を第９図、第１０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或Ａにエンジン負荷が
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。 ここで第３図乃至第７図に従つて自動変速装置
の作用の説明を行う。 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５
２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
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の検出信号が設置値を上
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３
２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
圧の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５
１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５
０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図乃至第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
の場合、次に、ブレーキセンサ６２からブレーキ
信号が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またはエア圧スイツチ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
は変速段選択ステツプ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
機前の変速段より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の各電磁弁バルブ
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５
２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。次に、コントロールユニツト５２は、
目標変速段（この場合、上記ステツプ４０におい
てシフトダウンしたところの変速段。）に対応い
たエンジン−クラツチ同期許容回転数ｘを選択設
定する。ステツプ４１ａここで、各変速段におけ
るエンジン−クラツチ同期許容回転数ｘは予めメ
モリ６７内に記憶されているもので、この対応表
の一例を下記に示す。

〔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がなく、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、すべての変速時に
おける目標変速段に対応してエンジンとクラツチ
との同期許容回転数を選択設定するようにしたの
で、低速段及び高速段何れの変速時においても、
大きな衝撃を発生することなく、短時間且つ円滑
な変速動作を得ることができ、しかも、クラツチ
の滑りを最少限に抑えてクラツチ寿命を長くする
ことが可能になる。

【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ブラムを示すフロー
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である。 ３０……エンジン、３１……クラツチ、３２…
…変速機、３９……エンジン回転センサ、４２…
…エアシリンダ、４５……クラツチ回転数セン
サ、４６……エア室、４７……エア通路、４９…
…給気用電磁弁、５０……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、５５……変速段選択スイツチ、５６……
ギヤ位置スイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 車両のエンジンと変速機との間に介装されたク
   ラツチの解放及び係合作動を制御するクラツチ制
   御手段と、車速、上記エンジンの負荷、手動選速
   装置の選速位置等の車両走行状態に応じた変速段
   を上記変速機に達成する自動変速制御手段とを含
   み、上記変速機の変速時に、上記クラツチ制御手
   段によつて上記クラツチを解放し上記自動変速制
   御手段によつて変速機の変速を実行した後に上記
   クラツチ制御手段によつて再び上記クラツチを係
   合させる変速制御装置を備えた自動変速装置にお
   いて、 上記エンジンの回転数を検出するエンジン回転
   センサと、上記クラツチの出力側の回転数を検出
   するクラツチ回転センサと、上記クラツチが解放
   された上記変速機の変速時におけるエンジンの回
   転数を上記クラツチ出力側回転数に同期すべく制
   御するエンジン回転制御手段と、上記変速機の変
   速後に上記両回転センサにより検出されるエンジ
   ン回転数とクラツチ出力側回転数との回転数差が
   変速後の変速段に対応して選択される所定値以下
   に達すると上記クラツチ制御手段にクラツチ係合
   指令を発する制御手段とを設けたことを特徴とす
   る自動変速装置。