JPH0533820Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は車両の自動変速装置の改良に関す
る。

（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
変速機との間にトルクコンバータを介在させるこ
とにより変速操作を自動的に行う自動変速機を搭
載する車両が多くなつているが、トルクコンバー
タは流体継ぎ手であることから機械式クラツチと
比してどうしても出力伝達効率が悪く、燃費向上
の点からは不利である。

そこで、操作の容易さだけでなく燃費向上をも
図るため、従来のトランスミツシヨンと機械式ク
ラツチを用い、運転者がクラツチやトランスミツ
シヨンの操作を行うのではなく、これらを電子制
御により自動的に変速操作を行わせるようにした
自動変速装置が本出願人により提案されている
（たとえば実願昭60−44579号参照）。

第１２図はその制御動作を示す流れ図であり、
基本的な動作はトルクコンバータを使用する自動
変速装置の操作と異なるところはない。

また、トランスミツシヨンには噛合わせるギヤ
の回転速度を速やかに一致させるシンクロメツシ
ユ機構が採用されるが、基本的には噛合わせるギ
ヤを所定の相対回転速度差の範囲（同期過濃領
域）に収めることができれば、シンクロメツシユ
機構がなくてもギヤ鳴り等を招かずに噛合わせる
ことができる。

そこで、この装置ではコストダウンを図るた
め、構造の複雑なシンクロメツシユ機構を省略
し、噛合わせるギヤの回転速度を検出して両者が
同期可能領域（シンクロ領域）にはいつた時点で
ギヤセツトを行わせている。

たとえば、第１３図に示すように変速が必要で
あると判別されると、20〜22にて燃料噴射ポンプ
のコントロールレバーを無負荷位置に戻すと同時
に機械式クラツチを切り、トランスミツシヨンを
ニユートラル位置にセツトする。なお、第１３図
は第１２図のステツプ８およびステツプ９で行な
われるシフトアツプおよびシフトダウン制御の動
作を示す流れ図である。

その後23では直ぐにクラツチを接続する。これ
は、手動変速ではギヤシフトを完了した後にクラ
ツチを接続するのが普通であるが、本システムで
は変速シヨツクの軽減と、さらに変速所要時間の
短縮を目的として、トランスミツシヨンをニユー
トラル位置にセツトする間以外はクラツチをエン
ジン出力軸に接続しておくのである。

24ではメインシヤフト上を遊転するメインギヤ
のギヤ回転速度Ngとリヤアクスルに連結するメ
インシヤフトの回転速度Nsycを比較しNgの方が
大きければ25へ進む。25ではNgが低下してNg≦
Nsyc＋ΔNになるのを待ち、Ngが低下して条件
が成立するとシンクロ領域にあると判定して、26
でメインギヤとメインシヤフトを噛合わせるギヤ
セツトを開始し、ギヤセツト後に27にてコントロ
ールレバーを元の位置に復帰させる。24でNgが
Nsyc以下の場合は28へ進み、コントロールレバ
ーを全開の位置にして24でNgがNsycを上回るの
を待つた後、30で再びコントロールレバーを全開
の位置にして25に進む。

ここで、ΔNはNsycに対してギヤ鳴り等を生
ぜずに同期噛合わせることのできる範囲として設
定される許容範囲であり、Nsyc＋ΔNがシンク
ロ領域の上限値を与える。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、このような自動変速装置にあつて
は、トランスミツシヨンのニユートラルセツト動
作及びギヤセツト動作をシフト位置を検出するシ
フト位置検出手段の出力に基づいて制御するよう
になつているが、このため、シフト位置検出手段
に故障が発生するとシフト位置が判別できなくな
り制御不能に陥るという心配があつた。

（問題点を解決するための手段） この考案は、このような問題点を解決するた
め、第１図に示すように機械式クラツチを断続す
るクラツチ断続手段と、トランスミツシヨンのギ
ヤシフトを行うギヤシフト手段と、エンジン回転
を制御するエンジン回転制御手段と、エンジン運
転状態から変速域に入つたことを判別する変速判
定手段と、この判定信号に基づいて前記エンジン
回転を低下および上昇させクラツチを切断、接続
制御し所定のギヤ位置へギヤシフトさせる変速操
作制御手段とを備える車両の自動変速装置におい
て、トランスミツシヨンのシフト位置を検出する
手段と、この出力信号に基づいて予め設定した判
定表に従つてシフト位置検出手段の故障を判別す
る故障判定手段と、シフト位置検出手段の故障発
生時にギヤシフト手段のニユートラルセツト動作
及びギヤセツト動作を該動作に機構上必要とされ
る時間に基づいて制御する時間管理制御により行
なわせるバツクアツプ手段を設ける。

（作用） バツクアツプ手段はトランスミツシヨンのシフ
ト位置検出手段の故障発生時には、予め設定した
タイミングで、ニユートラルセツト動作及びギヤ
セツト動作を時間管理制御する。すなわち故障時
にはシフト位置検出手段からの信号に依存する事
なく、ギヤシフト用アクチユエータの駆動信号に
対する応答ないし作動に必要な時間に対応させた
時間管理制御により変速が行われるのであり、従
つて特定の変速段への変速が不能となるような事
態が確実に回避される。

（実施例） 第２図はデイーゼルエンジンに適用したこの考
案の一実施例の機械的構成を示す概略図、第３図
は同じくブロツク構成図である。この例では、燃
料噴射ポンプ４１、機械式クラツチ４２、トラン
スミツシヨン４３にこれらの作動状態を検出する
各種検出手段とこれらを駆動するアクチユエータ
を設け、これら検出手段からの信号に基づいてマ
イクロコンピユータから構成されるコントロール
ユニツト６０がアクチユエータを制御して自動変
速を実現するものである。

まず、検出手段として運転状態を検出する手段
が必要であり、この運転状態は、エンジン負荷、
セレクトレバーの入つている位置、クラツチ断続
状態、トランスミツシヨンの実際のシフト位置並
びに車速から判別することができる。このため、
アクセルペダル４５には、エンジン負荷としての
アクセルペダル４５の踏み角（アクセル開度）を
検出するアクセルセンサ５０が、シフトタワー４
８には、セレクトレバー（セレクタ）４９の位置
を検出するセレクタ位置センサ５１が、機械式ク
ラツチ４２にはクラツチの位置を検出するクラツ
チ位置センサ５４が、シンクロメツシユ機構のな
いトランスミツシヨン４３には、実際のシフト位
置を検出するシフト位置センサ５８と、プロペラ
シヤフト４４を介してリヤアクスルに連結するメ
インシヤフトの回転速度を検出するメインシヤフ
ト回転センサ５６がそれぞれ設けられる。なお、
メインシヤフト回転速度は車速に比例するので、
メインシヤフト回転速度センサ５６が車速センサ
として機能する。

また、噛合わせるギヤの同期は、メインシヤフ
ト上を遊転するメインギヤの回転速度Ngがメイ
ンシヤフトの回転速度Nsycに対して設けたシン
クロ領域に入るとギヤシフト機構を駆動して行う
ので、メインギヤ回転速度Ngを検出する必要が
ある。この場合、メインギヤはエンジン出力を伝
達するカウンタシヤフトと同期噛合しているの
で、カウンタシヤフトの回転速度はメインギヤの
回転速度Ngでもあり、このためカウンタシヤフ
ト回転センサ５７が設けられている。

次に、これらの検出手段に対し、コントロール
ユニツト６０の制御対象であるアクチユエータと
して、燃料噴射ポンプ４１には、コントロールレ
バーを要求に応じて駆動し、エンジン回転を下
降、上昇させるガバナ制御装置５３が、クラツチ
４２には、クラツチを断続するクラツチアクチユ
エータ５５が、トランスミツシヨン４３には、ギ
ヤシフト機構を駆動してギヤシフトのセツトを行
うギヤシフトアクチユエータ５９が、それぞれ設
けられている。

これらアクチユエータを制御するコントロール
ユニツト６０は、シンクロ判定回路６２と、変速
操作制御手段を構成するトランスミツシヨン制御
回路６４、エンジン制御回路６３、クラツチ断続
制御回路６５、シフトチエンジ制御回路６１等と
からなつている。

ここに、シンクロ判定回路６２は、メインシヤ
フト回転センサ５６とカウンタシヤフト回転セン
サ５７からの回転速度信号に基づいてメインシヤ
フト回転速度Nsycに対し所定値上下した回転速
度範囲を同期可能領域として判定する。

また、シフトチエンジ制御回路６１は、運転状
態検出手段としてのアクセル開度センサ５０等と
車速検出手段としてのメインシヤフト回転センサ
５６からの信号並びにシンクロ判定回路６２から
の信号に基づいて、変速時には制御回路６３〜６
５に変速制御信号を出力する。この制御信号によ
り従前と同じく、ガバナ制御装置５３、クラツチ
アクチユエータ５５が駆動してエンジン回転を低
下または上昇させクラツチを切断、接続制御し所
定のギヤ位置へギヤシフトさせる。

尚、この例は発進時のクラツチ操作だけは手動
で行うことができるように、クラツチペダル４６
の踏み込まれたことを検出するクラツチペダルス
イツチ６７と、アクセルペダル４５のアクセル開
度を直接燃料噴射ポンプ４１のコントロールレバ
ーに伝える切換装置６８とが設けられる。６９は
実際のシフト位置を示すトランスミツシヨンポジ
シヨンランプ、７０はシフト位置センサ５８のエ
ラーを表示するスイツチエラーランプ、７１はギ
ヤシフトアクチユエータ５９のエラーを表示する
アクチユエータエラーランプを示す。

ところで、トランスミツシヨン４３は例えば第
４図のように構成される。

トランスミツシヨンカバー８０にはメインシヤ
フト（図示せず）と平行に１本のフオークシヤフ
ト８１が軸方向に摺動自在に取付けられ、このフ
オークシヤフト８１にはエンジン側から５速−４
速用、３速−２速用、１速−後退用のシフトフオ
ーク８２が各々軸方向に摺動自在に配設される。

フオークシヤフト８１を軸方向に移動する、即
ちシフト動作するのがシフト用アクチユエータ８
３（エアシリンダ）に、エア圧室ＡとＢのいずれ
か一方にエア圧を供給し他方のエア圧を逃がす
と、低圧側のエア圧室Ａ又はＢを縮小する方向に
ピストン８４が摺動し、そのピストンロツドに連
結したフオークシヤフト８１をシフトさせる。８
５Ａ，８５Ｂはエア圧室ＡとＢを同圧にしたとき
にピストン８４、即ちフオークシヤフト８１を中
立位置に戻すカラー、８６Ａ，８６Ｂはエア圧室
ＡとＢをエア圧と大気圧に切り換えるシフトバル
ブを示す。

一方、トランスミツシヨンカバー８０には中立
位置でシフトフオーク８２の各々に対応する位置
にセレクト用アクチユエータ８７〜８９（エアシ
リンダ）が１個ずつ配設される。

セレクト用アクチユエータ８７〜８９の各エア
圧室は図示省略のセレクトバルブにより大気圧と
エア圧とに切り換えられ、シフトフオーク８２を
トランスミツシヨンカバー８０とシフトシヤフト
８１のいずれか一方に拘束する。

そして、ギヤセツト時には中立位置でセレクト
用アクチユエータ８７〜８９の１個を作動させ、
シフトフオーク８２をカバー８０から解放してフ
オークシヤフト８１に拘束する。このとき、他の
シフトフオーク８２はトランスミツシヨンカバー
８０に拘束されてる。

次いで、シフト用アクチユエータ８３のエア圧
室ＡとＢのいずれか一方にエア圧を供給すると、
フオークシヤフト８１がシフト動作するが、この
時にシヤフト８１に拘束されたシフトフオーク８
２のみが一体に移動してギヤを噛合わせるのであ
る。

また、トランスミツシヨン４２をニユートラル
セツトするときにはシフト用アクチユエータ８３
の両エア圧室ＡとＢのエア圧を同圧とすると、ピ
ストン８４と一体にフオークシヤフト８１が中立
位置に戻つてシフトフオーク８２を介してギヤの
噛合いを解除する。

ここで、９０はトランスミツシヨン４２のシフ
ト位置センサ５８としてのシフトスイツチ部で、
第５図に示すようにフオークシヤフト８１の中立
位置を検出するスイツチ９０Ａと左右のシフト位
置を検出するスイツチ９０Ｂ及び９０Ｃとからな
り、これらのスイツチ９０Ａ〜９０Ｃはフオーク
シヤフト８１の外周に埋設した絶縁体９１により
フオークシヤフト８１との通電を遮断されると、
ON信号を出力するようになつている。

そして、コントロールユニツト６０にはスイツ
チ９０Ａ〜９０Ｃの出力に基づいて予め設定した
故障判定表（第６図はニユートラルセツト時の判
定表、第７図はギヤセツト時の判定表を示す）に
従つて、スイツチ９０Ａ〜９０Ｃの故障及びシフ
ト用アクチユエータ８３の故障を判別する故障判
定回路９３と、スイツチ９０Ａ〜９０Ｃの故障時
には予め設定したタイムチヤートに従つてニユー
トラルセツト動作及びギヤセツト動作を制御する
バツクアツプ回路９４とが設けられる。

この考案の要部はシフトスイツチ部９０の故障
時にトランスミツシヨンのニユートラルセツト動
作及びギヤセツト動作を時間管理にて制御するよ
うにしたところにあり、第８図は第１３図のステ
ツプ22にて行なわれるニユートラルセツト制御の
動作を示す流れ図である。ニユートラルセツト要
求が発生すると、40でシフトバルブ８６Ａと８６
Ｂの両方をエア圧供給側に切り換え、シフト用ア
クチユエータ８３のエア圧室ＡとＢのエア圧を同
圧にして、フオークシヤフト８１を中立位置に戻
す。４１ではシフトスイツチ部９０のスイツチ９
０Ａ〜９０ＣからのON−OFF信号に基づいてニ
ユートラルセツトが完了したか否かを判断し、
NOの場合は47で規定時間の経過後、第６図のニ
ユートラルセツト時での故障判定表に基づいてス
イツチ９０Ａ〜９０Ｃの故障か否かを判断する。
スイツチ９０Ａ〜９０Ｃの故障時には48，49で時
間管理フラグをONにすると共に、スイツチエラ
ーを表示する。

一方、47でスイツチ９０Ａ〜９０Ｃが故障でな
いとき（つまり、シフト用アクチユエータ８３の
故障が可能性として考えられる場合）には50，51
でアクチユエータエラーを表示すると共に、シフ
トバルブ８６Ａと８６Ｂを大気開放側に切り換
え、エラー処理ルーチンへと移行する。

なお、41でニユートラルセツトの完了を判断す
ると42〜44で時間管理フラグをOFFにすると共
にスイツチエラー表示及びアクチユエータエラー
表示をリセツトする。

また、第１０図は第１３図のステツプ26にて行
なわれるギヤセツト制御の動作を示す流れ図で、
この場合にも上記制御と同様に、67で規定時間の
経過後、第７図のギヤセツト時での故障判定表に
基づいてスイツチ９０Ａ〜９０Ｃの故障か否かを
判断し、スイツチ９０Ａ〜９０Ｃの故障時は68で
時間管理フラグをONにする。

そして、時間管理フラグがONのときは第９
図、第１１図で示す流れ図のように、トランスミ
ツシヨン42のニユートラルセツト動作及びギヤセ
ツト動作、つまりシフトバルブ８６Ａ及び８６Ｂ
の切換を規定時間（シフト用アクチユエータ８３
の作動時間）に基づいて制御する。

このように構成すると、運転中仮にトランスミ
ツシヨン４２のシフトスイツチ部９０に故障が発
生した場合でもニユートラルセツト動作及びギヤ
セツト動作が時間管理制御に基づいて実行される
ため、変速制御システムとしての信頼性向上が図
れる。

（考案の効果） 以上要するにこの考案によれば、運転中仮にト
ランスミツシヨンのシフト位置検出手段に故障が
発生した場合でもニユートラルセツト動作及びギ
ヤセツト動作は時間管理制御に基づいて実行され
るため、ギヤシフト動作をアクチユエータにより
機械的に行わせる方式の自動変速機においてシフ
ト位置検出手段の故障時に特定のギヤが使用不能
となるといつた事態を確実に回避して、変速制御
システムとしての信頼性を大幅に向上できるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成を明示するための全体
構成図、第２図はこの考案の一実施例の機械的構
成を説明する概略図、第３図はこの実施例のブロ
ツク構成図、第４図はトランスミツシヨンの一部
断面図、第５図はシフトスイツチ部の概略構成
図、第６図はニユートラルセツト時での故障判定
表、第７図はギヤセツト時での故障判定表、第８
図から第１１図は各々コントロールユニツト内で
行なわれる制御動作の一例を説明する流れ図であ
る。第１２図、第１３図は先順の動作を説明する
流れ図である。 ４１……燃料噴射ポンプ、４２……機械式クラ
ツチ、４３……トランスミツシヨン、４５……ア
クセルペダル、４６……クラツチペダル、４９…
…セレクトレバー（セレクタ）、５１……セレク
タ位置センサ、５３……ガバナ制御装置、５４…
…クラツチ位置センサ、５５……クラツチアクチ
ユエータ、５６……メインシヤフト回転センサ、
５７……カウンタシヤフト回転センサ、６０……
コントロールユニツト、６１……シフトチエンジ
制御回路、６２……シンクロ判定回路、６３……
エンジン制御回路、６４……トランスミツシヨン
制御回路、６５……クラツチ断続制御回路、６７
……クラツチペダルスイツチ、８３……シフト用
アクチユエータ、８６Ａ，８６Ｂ……シフトバル
ブ、８７〜８９……セレクト用アクチユエータ、
９０……シフトスイツチ部、９３……故障判定回
路、９４……バツクアツプ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機械式クラツチを断続するクラツチ断続手段
   と、トランスミツシヨンのギヤシフトを行うギヤ
   シフト手段と、エンジン回転を制御するエンジン
   回転制御手段と、エンジン運転状態から変速域に
   入つたことを判別する変速判定手段と、この判定
   信号に基づいて前記エンジン回転を低下および上
   昇させクラツチを断続し所定のギヤ位置へギヤシ
   フトさせる変速操作制御手段とを備える車両の自
   動変速装置において、トランスミツシヨンのシフ
   ト位置を検出する手段と、この出力信号に基づい
   て予め設定した判定表に従つてシフト位置検出手
   段の故障を判別する故障判定手段と、シフト位置
   検出手段の故障発生時にギヤシフト手段のニユー
   トラルセツト動作及びギヤセツト動作を該動作に
   機構上必要とされる時間に基づいて制御する時間
   管理制御により行なわせるバツクアツプ手段を設
   けたことを特徴とする車両の自動変速装置。