JPH0512250U - 車両の自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】同期噛合式主変速機と該主変速機前部に同期噛
合式副変速機を設けた機械式クラッチ使用の自動変速機
おいて、変速時間の短縮化を目的とする。 【構成】主変速機９前部のスプリッタ10のハイ・ロー切
換用アクチュエータ37を、３ポジションアクチュエータ
として中立位置を設定し、変速時に、主変速機９のシフ
トチェンジ操作以前にスプリッタ10を中立位置にセット
してから主変速機９のシフトチェンジ操作を実行する。
これにより、主変速機のシフトチェンジ操作においてク
ラッチディスクの慣性が付加されずシンクロ時間が短く
なり、変速時間が短縮できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両の自動変速装置に関し、特に機械式クラッチと従来の多段歯車 式トランスミッションを用いた車両の自動変速装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、運転者の疲労を軽減するため、エンジンと遊星歯車式トランスミッショ ンとの間にトルクコンバータを介装することにより、変速操作を自動的に行う自 動変速装置を搭載する車両が乗用車を中心に多くなっており、トラック等でも同 様の自動変速装置が既に実用化されているが、イニシャルコストが高く走行燃費 が悪いことが主要原因で一般に普及するまでに至ってない。

【０００３】 そこで、従来の多段歯車式トランスミッションと機械式クラッチを用い、これ らの作動状態を検出する各種センサとこれを駆動するアクチュエータを設け、各 種センサからの検出信号に基づいてマイクロコンピュータにより構成されるコン トロールユニットでアクチュエータを駆動制御して自動変速を実現するようにし たものが提案されている（例えば実開昭６１−３０７４４号公報等参照）。

【０００４】

【考案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、トランスミッションとして同 期噛合式の主変速機と直列に同じく同期噛合式の副変速機を付加して多段化した ものを用いることがあり、その一例として、主変速機の各シフト段をハイ・ロー に切り換える副変速機としてスプリッタを主変速機の前部に設け、主変速機の低 速シフト段でローに高速シフト段でハイに切り換える副変速機としてレンジギヤ を主変速機の後部に設けたものがある。かかるトランスミッションを用いた場合 、副変速機の切換操作が必要な変速段へのシフトチェンジ操作の際には、従来で は、主変速機のシフトセッ操作と副変速機の切換操作を一連の制御動作の流れの 中で前後して別々に行っていた。

【０００５】 例えば、２速ハイから３速ローへのシフトチェンジ操作を例にとって説明する と、この場合、主変速機、スプリッタ及びレンジギヤの切換操作を必要とする。 操作手順としては、まず、レンジギヤのシンクロ能力が低いことから主変速機を ニュートラル位置にし、この状態でレンジギヤをローからハイに切り換え、スプ リッタをハイからローに切り換える。これら副変速機の切換操作が終了した後、 主変速を２速から３速にシフト操作するようにしている。

【０００６】 そのため、従来では主変速機と副変速機のギヤ入れ操作時にそれぞれシンクロ 時間が必要であり、全体としての変速操作時間が長くなる。これにより、登坂路 等では車速が低下し変速後のエンジントルクが上がらず車両が停止する虞れがあ る。また、変速操作中はクラッチは切断状態にあるので車両の空走感が大きい等 の不具合があった。

【０００７】 本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、変速操作開始から終了までの変速 時間の短い車両の自動変速装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

このため本考案は、図１に示すように、機械式クラッチの断・接操作用アクチ ュエータ、同期噛合式主変速機のギヤチェンジ操作用アクチュエータ及び前記ク ラッチと主変速機との間に介在する同期噛合式副変速機のハイ・ロー切換操作用 アクチュエータを、変速要求の発生に伴って自動制御する変速操作制御手段を備 えた車両の自動変速装置において、前記副変速機のハイ・ロー切換用アクチュエ ータを、ハイ位置とロー位置と中立位置とを有する３ポジションアクチュエータ で構成すると共に、変速要求発生時に主変速機のギヤチェンジ操作前に副変速機 を中立位置にセットする副変速機操作制御手段を設ける構成とした。

【０００９】

【作用】

かかる構成において、変速要求が発生すると、変速操作制御手段によって、ま ず、クラッチアクチュエータが操作されてクラッチが切断される。次に、トラン スミッションのギヤチェンジ操作が実行される。この際には、まず、副変速機操 作用の３ポジションアクチュエータを駆動して副変速機を中立位置にした後に、 主変速機用アクチュエータを駆動制御して変速要求のあった変速段にシフトし、 その後に、副変速機用アクチュエータを駆動して変速要求に応じてハイ側或いは ロー側にセットする。

【００１０】 これにより、慣性の大きいクラッチディスクが切り離された状態で主変速機の シフトチェンジ操作が行われ、主変速機のシンクロ時間が短縮できるようになり 、全体として変速操作時間が短縮される。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 本考案の実施例の全体構成を示す図２において、エンジン１には、機械式クラ ッチ２を介してトランスミッション３が取付けられ、その出力軸はプロペラシャ フト４を介して図示しないリヤアクスルに連結している。

【００１２】 エンジン１には、燃料噴射ポンプ５のコントロールレバーを要求に応じて駆動 するエンジンコントロールアクチュエータ６が設けられている。 クラッチ２には、そのストローク量からクラッチの断・接を検出するクラッチ ストロークセンサ７と、クラッチ駆動用アクチュエータ８が装着されている。 トランスミッション３は、図３に示すように、主変速機９の前部に副変速機と して前記主変速機９の各シフト段をハイ・ローに切り換えるスプリッタ10が、ま た後部に同じく副変速機として主変速機９の低速シフト段（１速，２速及び後退 ）でローに、高速シフト段（３速以上）でハイに切り換わるレンジギヤ11が設け られている。これら各ギヤとスリーブの間に周知のシンクロメッシュ機構が備え られている。更に、トランスミッション３には、後述するコントロールユニット 25からの制御信号に基づいて主変速機９のギヤチェンジ操作を制御するギヤチェ ンジユニット12と、該ギヤチェンジユニット12でギヤチェンジ操作された各ギヤ 位置を検出するギヤ位置検出ユニット13と、スプリッタ10の切換制御を行うスプ リッタ制御ユニット14と、レンジギヤ11の切換制御を行うレンジギヤ制御ユニッ ト15と、スプリッタ10及びレンジギヤ11のギヤ位置を検出する副変速機ギヤ位置 検出ユニット16と、各ギヤの回転速度を検出するギヤ回転速度検出ユニット17と 、プロペラシャフト４に連結するサブメインシャフトの回転から車速を検出する 車速センサ18とが設けられている。

【００１３】 一方、運転席には、アクセルペダル19の踏込み量（アクセルペダル開度）を検 出するアクセルセンサ20と、クラッチペダル21の踏込みを検出するクラッチペダ ルスイッチ22と、セレクトレバー位置とスプリッタ押しボタンスイッチ（図示せ ず）の作動状態を検出する図示しないセレクタセンサを内蔵したセレクタ23が設 けられている。また、エラー表示等を行う表示装置24や図示しないがシフト終了 を知らせるブザー等が設けられている。

【００１４】 前述したコントロールユニット25は、マイクロコンピュータを内蔵し、通常時 のアクセル開度または変速時の要求回転に応じてエンジンコントロールアクチュ エータ６の駆動を制御すると共に、セレクタ23からの変速要求等に基づいて目標 変速段にシフトチェンジ操作すべく後述するフローチャートに示すようにギヤチ ェンジユニット12、クラッチアクチュエータ、スプリッタ制御ユニット14及びレ ンジギヤ制御ユニット15等の駆動を制御する。この場合、スプリッタ10を主変速 機９のギヤチェンジ操作以前に中立位置にセットするようにしている。ここで、 コントロールユニット25が変速操作制御手段及び副変速機操作制御手段の機能を 有している。尚、シフトアップの際にシフト時間を短縮するために、コントロー ルユニット25によって図示しないがエキゾースブレーキを連動させる構成を有し ている。

【００１５】 トランスミッション３のギヤチェンジ機構は具体的には図４に示すように構成 されている。 即ち、主変速機９の３−４速フォーク31，１−２速フォーク32，リバースフォ ーク33をそれぞれセレクト操作及びシフト操作するセレクトアクチュエータ34と シフトアクチュエータ35と、スプリッタ10のスプリッタフォーク36を切換え操作 するスプリッタアクチュエータ37と、レンジギヤ11のレンジフォーク38を切換え 操作するレンジアクチュエータ39が設けられ、これら各アクチュエータ34，35， 37，39は、それぞれセレクトマグネチックバルブ40，41、シフトマグネチックバ ルブ42，43、スプリッタマグネチックバルブ44，45、レンジマグネチックバルブ 46，47を介してエアタンク48に連通構成され、コントロールユニット25によって 前記各バルブを開閉制御することにより駆動制御される。そして、前記スプリッ トアクチュエータ37は、従来と異なりハイ位置とロー位置に加えて中立位置を有 する３ポジションアクチュエータとし、レンジアクチュエータ39は、従来通りハ イ位置とロー位置の２ポジションアクチュエータで構成してある。ここで、前記 セレクトアクチュエータ34、シフトアクチュエータ35、セレクトマグネチックバ ルブ40，41及びシフトマグネチックバルブ42，43でギヤチェンジユニット12が構 成され、スプリッタアクチュエータ37とスプリッタマグネチックバルブ44，45で スプリッタ制御ユニット14が構成され、レンジアクチュエータ39とレンジマグネ チックバルブ46，47でレンジギヤ制御ユニット15が構成されている。

【００１６】 また、セレクトアクチュエータ34のセレクト位置を検出する３つのセレクト位 置検出スイッチ50〜52と、シフトアクチュエータ35のシフト位置を検出する３つ のシフト位置検出スイッチ53〜55と、スプリッタアクチュエータ37の切換位置及 び中立位置を検出する３つのスプリッタ位置検出スイッチ56〜58と、レンジアク チュエータ39の切換位置を検出する２つのレンジ位置検出スイッチ59，60が設け られている。ここで、前記セレクト位置検出スイッチ50〜52及びシフト位置検出 スイッチ53〜55でギヤ位置検出ユニット13が構成され、スプリッタ位置検出スイ ッチ56〜58とレンジ位置検出スイッチ59，60とで副変速機ギヤ位置検出ユニット 16が構成されている。

【００１７】 次に、図５〜図８のフローチャートに従ってそれぞれ異なるギヤチェンジ例に ついてその制御動作を説明する。 まず、図５のフローチャートでは、２速ハイ→３速ローにシフトする場合にい て説明する。この場合は主変速機９，スプリッタ10及びレンジギヤ11の全てを操 作することになる。

【００１８】 変速指令が発生すると、まず、ステップ１（図中Ｓ１とし、以下同様）では、 アクセルを全閉とする。 ステップ２では、80ms経過か否かを判定し、経過（ＹＥＳ) したらステップ３ に進む。 ステップ３では、クラッチマグネチックバルブをＯＮにしてクラッチアクチュ エータ８を駆動してクラッチ２を断とする。

【００１９】 ステップ４では、クラッチストロークセンサ７によってクラッチストロークが 65％に達したか否かを判定し、達したらステップ５に進む。 ステップ５では、両スプリッタマグネチックバルブ44,45 をＯＮにしてスプリ ッタ10を中立位置にセットする。ステップ６で、スプリッタ位置検出スイッチ57 から信号に基づいてスプリッタ10が中立位置になったか否かを判定し中立位置に ならない時には、ステップ７でスプリッタマグネチックバルブ44をＯＦＦにして 元のハイ位置に一旦戻し再びスプリッタ５に戻り中立位置セット操作を行う。

【００２０】 このスプリッタ中立位置セット操作と同時に、ステップ８〜10によって、エキ ゾーストブレーキマグネチックバルブのＯＮ動作でエキゾーストブレーキを動作 せ、エンジン実回転ＮＧが設定値Ｎ＋Ｎ１より低くなるまでまってエキゾースト マグネチックバルブをＯＦＦとする。これにより、シフトアップの際のエンジン 回転の落下速度を早めるようにしている。

【００２１】 スプリッタ10が中立位置になったら、ステップ11，12でシフトマグネチックバ ルブ42をＯＮとし、セレクトマグネチックバルブ41をＯＮとして主変速機９を２ 速から３速に切り換える。これと同時にステップ13でレンジマグネチックバルブ 46をＯＮとしてレンジギヤ11をハイ側へ切り換える。そして、ステップ14，15で それぞれ主変速機９とレンジギヤ11の切換操作が完了したと判定された時には、 ステップ16に進む。

【００２２】 ステップ16では、スプリッタマグネチックバルブ45をＯＦＦとしてスプリッタ 10をロー位置にセットする。ステップ17でスプリッタ10の切換えが確認されない ときにはステップ18でスプリッタマグネチックバルブ44のＯＮ信号を出力し、ス テップ16に戻り再度ロー側への切換操作を実行する。 スプリッタ10の切換えが完了したら、ステップ19でクラッチマグネチックバル ブをＯＦＦとしてクラッチ２を接続し、ステップ20でアクセルを復帰させ、ステ ップ21で、シフト終了のブザーを動作させ、ステップ22〜24で、シフトマグネチ ックバルブ42、セレクトマグネチックバルブ41及びスプリッタマグネチックバル ブ44をＯＦＦとして、２速ハイ→３速ローへのギヤチェンジを完了する。

【００２３】 このように、スプリッタ10を中立位置にセットした後に主変速機９とレンジギ ヤ11を同時に操作することにより、主変速機９及びレンジギヤ11の変速操作時に クラッチディスクの慣性が付加されないため、これらのシンクロ部の容量をアッ プすることなくシンクロ時間が短縮でき、全体として変速時間を短縮できる。こ のため、登坂路での車速低下に伴う変速後のトルク低下や変速中の空走感等を解 消できる。

【００２４】 次に、図６のフローチャートを参照して、２速ハイ→３速ハイにシフトする場 合にいて説明する。この場合は、主変速機９とレンジギヤ11の切換えが必要であ る。 ステップ31〜45までは、前述と同様で、アクセル全閉操作、クラッチ断操作、 スプリッタ10の中立位置セット操作、エキゾーストブレーキ操作、主変速機９の ２速から３速へのシフト操作及びレンジギヤ11のローからハイへの切換操作が実 行される。

【００２５】 ステップ46では、スプリッタ10を元のハイ位置に戻すべくスプリッタマグネチ ックバルブ44をＯＦＦとし、ステップ47でスプリッタ10の切換えが確認されない ときにはステップ48でスプリッタマグネチックバルブ45のＯＮ信号を出力し、ス テップ46に戻り再度ハイ側への操作を実行する。 スプリッタ10の操作が完了したら、前述と同様にして、ステップ49〜54におい て、クラッチ２の接続操作、アクセル復帰操作、シフト終了ブザー操作及び各マ グネチックバルブのＯＦＦ操作を実行して２速ハイ→３速ハイへのギヤチェンジ を完了する。

【００２６】 この場合も、一旦スプリッタ10を中立位置にセットした後、主変速機９及びレ ンジギヤ11を同時に操作し、シフト完了後にスプリッタ10を元の位置に戻すよう にしたので、同じく主変速機９とレンジギヤ11のシンクロ時間が短縮され、変速 時間の短縮が図れる。ロ時間が短縮でき、全体として変速時間を短縮できる。 次に、図７のフローチャートを参照して、１速ハイ→２速ローにシフトする場 合にいて説明する。この場合は、主変速機９とスプリッタ10の切換えが行われる 。

【００２７】 ステップ61〜70までは、前述と同様で、アクセル全閉操作、クラッチ断操作、 スプリッタ10の中立位置セット操作及びエキゾーストブレーキ操作が実行される 。 そして、ステップ71，72でシフトマグネチックバルブ43をＯＮとし、セレクト マグネチックバルブ40，41をＯＮとして主変速機９を１速から２速に切り換え、 ステップ73で切換えが確認されたら、ステップ74以下に進む。

【００２８】 ステップ74〜82においては、図５と略同様で、スプリッタ10のハイからローへ の切換操作、クラッチ２の接続操作、アクセル復帰操作、シフト終了ブザー操作 及び各マグネチックバルブのＯＦＦ操作を実行して１速ハイ→２速ローへのギヤ チェンジを完了する。 次に、図８のフローチャートを参照して、１速ハイ→２速ハイにシフトする場 合にいて説明する。この場合は、主変速機９を切換えればよい。

【００２９】 ステップ91〜103 までは、図７の場合と同様で、アクセル全閉操作、クラッチ 断操作、スプリッタ10の中立位置セット操作、エキゾーストブレーキ操作及び主 変速機９の１速から２速への切換操作が実行される。 そして、ステップ104 〜112 までは、図６の場合と略同様で、スプリッタ10の ハイ位置への復帰操作、クラッチ２の接続操作、アクセル復帰操作、シフト終了 ブザー操作及び各マグネチックバルブのＯＦＦ操作を実行して１速ハイ→２速ハ イへのギヤチェンジを完了する。

【００３０】 図７及び図８のように、レンジギヤ11の切換操作がない場合でも、スプリッタ 10を中立位置にセットした後、主変速機９のシフトチェンジ操作を行うことによ り、主変速機９のシフトチェンジ操作時にクラッチディスクの慣性が付加されず シンクロ時間が短縮され、やはり全体として変速時間の短縮が図れる。

【００３１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、同期噛合式主変速機と同じく副変速機を 主変速機の前部に配置したトランスミッションと機械式クラッチとを備えた車両 の自動変速装置において、副変速機の駆動アクチュエータにハイ位置とロー位置 に加えて中立位置を有する３ポジションアクチュエータを使用し、変速操作時に 、主変速機の操作以前に一旦副変速機を中立位置にセットしてから主変速機の変 速操作を行うようにしたので、主変速機のシンクロ時間を短くでき、全体として 変速時間を短縮できる。これにより、登坂路での走行安定性を向上できる共に、 変速中の空走感を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図

【図２】本考案の一実施例を示す全体構成図

【図３】同上実施例のトランスミッションの構成を示す
簡略図

【図４】同上実施例のトランスミッションのギヤシフト
機構の構成図

【図５】同上実施例の２速ハイから３速ローにギヤチェ
ンジする場合の制御フローチャート

【図６】２速ハイから３速ハイにギヤチェンジする場合
の制御フローチャート

【図７】１速ハイから２速ローにギヤチェンジする場合
の制御フローチャート

【図８】１速ハイから２速ハイにギヤチェンジする場合
の制御フローチャート

【符号の説明】

２ クラッチ ３ トランスミッション ８ クラッチアクチュエータ ９ 主変速機 10 スプリッタ 11 レンジギヤ 25 コントロールユニット 34 セレクトアクチュエータ 35 シフトアクチュエータ 37 スプリッタアクチュエータ 39 レンジアクチュエータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機械式クラッチの断・接操作用アクチュエ
   ータ、同期噛合式主変速機のギヤチェンジ操作用アクチ
   ュエータ及び前記クラッチと主変速機との間に介在する
   同期噛合式副変速機のハイ・ロー切換操作用アクチュエ
   ータを、変速要求の発生に伴って自動制御する変速操作
   制御手段を備えた車両の自動変速装置において、前記副
   変速機のハイ・ロー切換用アクチュエータを、ハイ位置
   とロー位置と中立位置とを有する３ポジションアクチュ
   エータで構成すると共に、変速要求発生時に主変速機の
   ギヤチェンジ操作前に副変速機を中立位置にセットする
   副変速機操作制御手段を設けたことを特徴とする車両の
   自動変速装置。