JPH0612307Y2 - 車両の自動変速装置 - 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っ
ているが、トルクコンバータは流体継ぎ手であることか
ら機械的クラッ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、従来のトランスミッションと機械的クラッチを用
い、運転者がクラッチやトランスミッションの操作を行
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６０−１１７５５１号
公報参照）。

このような自動変速装置の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、トランスミッションには必要に応じて噛み合わせ
るギヤの回転速度を速やかに一致させるシンクロメッシ
ュ機構が採用される。

第５図はＤレンジ（オートドライブレンジ）走行中の変
速動作を表わす。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ッチを切り、トランス
ミッションをニュートラル位置にセットする。

その後２３でトランスミッションを次のシフト段にシフ
トセットし、２４で同時にエンジン回転を調整した後に
２５にてクラッチを接続して、２６で噴射ポンプのコン
トロールレバーを元の位置に復帰させる。

（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では車両が停止して
いるかまたはそれに近い車速状態でシンクロ機構を持た
ないシフト段（例えば後退段）にギヤセットする場合、
変速ショックやギヤ鳴りを防止するため、クラッチをい
ったん切ってメインギヤの回転を低下させ、これが停止
してからギヤセットを行うようになっているが、メイン
ギヤの回転が完全に停止してしまうとギヤの山どうしが
ぶつかり合ってメインシャフトとの噛合を１度で行わせ
るのが困難となる場合が多いという問題点があった。

そこで、この考案はシンクロ機構を持たないシフト段へ
のギヤセットを一回で確実に行えるようにした車両の自
動変速装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 第１図はこの考案の構成を明示する全体構成図である。

図中、３４は機械式クラッチを断続するクラッチ断続手
段、３５はトランスミッションのギヤシフトを行うギヤ
シフト手段である。

３１は変速操作制御手段で、運転状態から変速域に入っ
たことを判別する判定手段３２からの、この変速域の判
定信号に基づいて、クラッチ断続手段３４、ギヤシフト
手段３５を介し、クラッチ３８を断続するとともに、所
定のギヤ位置へギヤシフトさせる。なお、運転状態は車
速、エンジン負荷、セレクトレバーの入っている位置な
どから判別することができ、これらは運転状態検出手段
３０にて検出される。

この考案は、こうして構成される自動変速装置に、シン
クロ機構を持たないシフト段へのギヤセット操作時にメ
インギヤの回転速度が０のときはクラッチを一時的に接
続してメインギヤ回転を上昇させるギヤセット制御手段
３６を設ける。

（作用） トランスミッションをニュートラル位置からシンクロ機
構を持たないシフト段ギヤにギヤセット操作する場合
は、そのメインギヤの回転速度が０のとき、クラッチを
一時的に接続してメインギヤの回転を上昇させるので、
ギヤセット操作時にメインギヤが完全に停止してしまう
ことはないから、１度のギヤセット操作で必ずギヤを噛
み合わせることができる。

（実施例） 第２図はディ−ゼルエンジンに適用したこの考案は一実
施例の機械的構成を示す概略図、第３図は同じくブロッ
ク構成図である。この例では、燃料噴射ポンプ４１、機
械式クラッチ４２、トランスミッション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
クチュエータを設け、これら検出手段からの信号に基づ
いてマイクロコンピュータから構成されるコントロール
ユニット６０がアクチュ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回転、エンジン負荷、セ
レクトレバーの入っている位置、クラッチ断続状態、ト
ランスミッショ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、エンジン４０にはエン
ジン回転速度を検出するエンジン回転センサ３９が、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
開度センサ５０が、シフトタワー４８にはセレクトレバ
ー４９の位置を検出するセレクタ位置センサ５１が、機
械式クラッチ４２にはクラッチのストローク量を検出す
るクラッチストロークセンサ５４が、トランスミッショ
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、プロペラシャフト４４を介してリヤアクスル
に連結するメインシャフトの回転速度を検出するメイン
シャフト回転センサ５６（車速センサとして機能する）
がそれぞれ設けられる。また、メインギヤはエンジン出
力を伝達するカウンタシャフトと同期噛合しているの
で、カウンタシャ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、カウンタシャフト回転センサ
５７が設けらる。

なお、トランスミッション４３には３速以上（１速、２
速、後退を除く）のギヤにシンクロメッシュ機構が設け
られ、これらメインギヤの回転速度Ngが十分に高い位置
からギヤセット操作を開始しても、シンクロメッシュ機
構により円滑、かつ速やかに同期作用を行うことができ
るようになっている。

次に、これらの検出手段に対し、コントロールユニット
６０の制御対象であるアクチュエータとして、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
するとともに、エンジン回転と要求回転とを一致させる
ために、エンジン回転を制御するガバナ制御装置５３
が、クラッチ４２にはクラッチを断続するクラッチアク
チュエータ５５が、トランスミッション４３にはギヤシ
フト機構を駆動してギヤセットを行うギヤシフトアクチ
ュエータ５９と、メインギヤ回転を強制的に減速させる
ギヤブレーキ７０がそれぞれ設けられている。

これらアクチュエータを制御するコントロールユニット
６０は、変速操作制御手段を構成するトランスミッショ
ン制御回路６４、エンジン制御回路６３、クラッチ断続
制御回路６５、シフトチェンジ制御回路６１と、ギヤブ
レーキ制御回路６６、ギヤセット制御回路６７とからな
っている。

そして、シフトチェンジ制御回路６１は、運転状態検出
手段としてのアクセル開度センサ５０とメインシャフト
回転センサ５６とからの信号などに基づいて、変速時に
は制御回路６３〜６６に変速制御信号を出力する。この
制御信号によりガバナ制御装置５３、クラッチアクチュ
エータ５５が駆動してエンジン回転を上昇または低下さ
せクラッチを断続するとともに、ギヤシフトアクチュエ
ータ５９が駆動して所定のギヤ位置ヘギヤシフトさせ
る。

この考案の要部は上記構成のコントロールユニット６０
内にセレクタ位置センサ５１とカウンタシャフト回転セ
ンサ５７などの検出信号に基づいてシンクロ機構を持た
ないシフト段ギヤへのギヤセット操作を制御するギヤセ
ット制御回路６７を付加した点にあり、ギヤセット制御
回路６７はギヤセット操作時に必要に応じてギヤブレー
キ制御回路６６を介してギヤブレーキ７０を駆動してメ
インギヤ回転を強制的に減速させると共に、メインギヤ
の回転速度が０のときはクラッチを一時的に接続してメ
インギヤ回転速度Ngを上昇させてからギヤセット信号を
出力する。

第４図はコントロールユニットツ６０にて行なわれるシ
ンクロ機構を持たないシフト段、例えば後退段へのギヤ
セット操作の動作を説明する流れ図であり、図中の番号
は処理番号を示す。

運転室のセレクトレバーをニュートラル位置からＲ（後
退段）レンジに入れると、まず８１にて車速Ｖが所定値
Ｖ_０（例えば３km/h）以下（車両が停止しているかまた
はそれに近い極低速状態）が否かを判断し、Ｖ＜Ｖ_０の
ときにのみステップ８２，８３にてトランスミッション
をセレクトセット操作すると共に、クラッチを切断す
る。

８４では後退メインギヤの回転速度Ngを検出し、これが
車速Ｖに対応するメインシャフトの回転速度Nvより所定
値ΔＮ以上高いとき（Ng＞Ｎｖ＋ΔＮ）に、８５〜８７
にてNg＜Ｎｖ＋ΔＮとなるまでギヤブレーキを作動して
メインギヤの回転速度Ngを減速させる。

その後、８８〜９１にてトランスミッションのシフトセ
ットを行い、ギヤが完全に噛み合ったことを確認すると
トランスミッションのシフトセット操作及びセレクトセ
ット操作を作動解除する。なお、９２〜９４では規定時
間内にギヤセットが完了しないときにはトランスミッシ
ョンのシフトセットをいったん中止し、クラッチを一時
的に接続して、メインギヤの回転速度Ngを上昇させた後
で再びステップ８３に戻る。

また、８４にてNv＋ΔＮ≧Ngのときにはステップ９５へ
と移行し、ここでNg≠０のときはギヤブレーキ制御（ス
テップ８５〜８７）をパスして８８に進む一方、Ng＝０
のときにはステップ９４にて既述のようにクラッチを一
時的に接続する。

従って、車両が停止しているかまたはそれに近い車速状
態でトランスミッションをニュートラル位置から例えば
後退ギヤにギヤセット操作する時には必要に応じてギヤ
ブレーキを作動してメインギヤの回転速度を低下させる
のであるが、そのときメインギヤ回転速度Ngが０である
ことが検出したときにはクラッチを一時的に接続するこ
とによりメインギヤ回転を上昇させるようにしたので、
ギヤセット操作時に後退メインギヤの回転が完全に停止
してしまうことはないから、１度のギヤセット操作で必
ずギヤを噛み合わせることができ、シンクロ機構を持た
ない後退段へのギヤセットにかかる所要時間を短縮する
こともできる。

（考案の効果） 以上要するにこの考案によれば、トランスミッションを
ニュートラル位置からシンクロ機構を持たないシフト段
ギヤにギヤセット操作するときにはそのメインギヤがあ
る程度回転している状態でギヤどうしを噛み合わせるよ
うにしたので、従来のようにメインギヤの回転が停止し
てギヤの山どうしがぶつかり合ってギヤセットが困難に
なるということもなく、１度のギヤセット操作で必ずギ
ヤを噛み合わせることができ、ギヤセットにかかる所要
時間の短縮も図れ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ック構成図、第４図は
コントロールユニット内で行なわれる後退ギヤセット操
作の動作を説明する流れ図である。 第５図は先願の動作を説明する流れ図である。 ３０……運転状態検出手段、３１……変速操作制御手
段、３２……判定手段、３４……クラッチ断続手段、３
５……ギヤシフト手段、３６……ギヤセット制御手段、
３９……エンジン回転センサ、４０……ディ−ゼルエン
ジン、４１……燃料噴ポンプ、４２……クラッチ、４３
……トランスミッション、４９……セレクトレバー、５
０……アクセル開度センサ、５１……セレクタ位置セン
サ、５３……ガバナ制御装置、５４……クラッチストロ
ークセンサ、５５……クラッチアクチュエータ、５６…
…メインシャフト回転センサ（車速センサ）、５７……
カウンタシャフト回転センサ（メインギヤ回転セン
サ）、５８……シフト位置センサ、５９……ギヤシフト
アクチュエータ、６０……コントロールユニット、６１
……シフトチェンジ制御回路、６３……エンジン制御回
路、６４……トランスミッション制御回路、６５……ク
ラッチ断続制御回路、６６……ギヤブレーキ制御回路、
６７……ギヤセット制御回路、７０……ギヤブレーキ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 北村 文章 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 中村 秀一 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−11755（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−157333（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−14248（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機械式クラッチを断続するクラッチ断続手
   段と、トランスミッションのギヤシフトを行うギヤシフ
   ト手段と、運転状態から変速域に入ったことを判別する
   判定手段と、この変速域の判定信号に基づいてギヤシフ
   トを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、シンクロメッシュ機構を持たないシフト
   段へのギヤセット操作時にそのメインギヤの回転速度が
   ０のときはクラッチを一時的に接続してメインギヤ回転
   速度を上昇させるギヤセット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。