JPH062828Y2 - 自動変速装置の変速制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、エンジンと変速機との間に介装された摩擦ク
ラッチをアクチュエータを介して電子制御すると共に変
速機の噛み合い位置をギヤ位置切換手段を介して電子制
御する自動変速装置の変速制御装置に関する。

＜従来の技術＞ 近年、大型貨物自動車や乗合自動車等における運転者の
運転操作の負担を軽減する目的で、車両の走行条件に応
じたギヤ位置を自動的に選択できるようにした自動変速
装置が考えられている。

従来の自動変速装置は、専ら小型の乗用車を対象とした
ものであり、エンジンと遊星歯車式変速機との間にトル
クコンバータ等の流体継手を介在させ、圧油を制御媒体
とした遊星歯車式変速機のギヤ位置切換手段を具えた型
式のものが一般的である。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 大型貨物自動車等を対象とした自動変速装置を開発する
上で重要なことは、車両の生産台数が乗用車と較べて著
しく少ないことから、高価なトルクコンバータ等を新た
に設計することはコストの点で極めて不利となり、従来
からある生産設備を含めて摩擦クラッチや変速機等の駆
動系をそのまま用いることが望ましい。

本考案はかかる知見に基づき、従来からの駆動系をその
まま使って電子制御により円滑な変速操作を自動的に達
成できる自動変速装置の変速制御装置を提供することを
目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案の自動変速装置の変速制御装置は、エンジンの出
力軸に接続する摩擦クラッチと、この摩擦クラッチを操
作するクラッチ用アクチュエータと、前記摩擦クラッチ
に入力軸が接続する歯車式変速機と、この歯車式変速機
のギヤ位置を切換えるギヤ位置切換手段と、車両の走行
条件に基づいて前記クラッチ用アクチュエータ及び前記
ギヤ位置切換手段の作動を制御する制御装置とを備えた
自動変速装置において、 上記制御装置によって制御され作動状態において車両用
ブレーキ装置の制動状態を保持可能な弁手段と、車両の
発進時に前記弁手段が作動している場合は前記摩擦クラ
ッチが接続開始したことによってエンジン回転数が増加
から減少に変化した時点を検知して、上記弁手段を非作
動状態となるように構成されたことを特徴とする。

＜作用＞ 摩擦クラッチは制御装置によりクラッチ用アクチュエー
タを介して操作され、エンジンから歯車式変速機への駆
動力の伝達或いは遮断がなされる。又、制御装置はクラ
ッチ用アクチュエータの作動特性を制御して変速ショッ
クの少ない駆動力の伝達を行うが、摩擦クラッチの作動
に連動して制御装置によりギヤ位置切換手段が作動し、
最適のギヤ位置が自動的に選択されるようになってい
る。この変速操作は、運転者の意志と予め設定された車
両の走行条件とに基づいて行なわれる。

一方、坂道発進時にサイドブレーキのタイミングずれに
よる不都合を防止すべくブレーキをかけ続ける操作を行
なっている。

＜実施例＞ 本考案を実現する自動変速装置の一実施例の概念を表す
第１図に示すように、この自動変速装置はディーゼルエ
ンジン（以後、単にエンジンと記す）３０とその出力軸
３０ａの回転力を摩擦クラッチ３１を介して受ける歯車
式変速機３２とに亘って取り付けられる。エンジン３０
にはその出力軸３０ａの回転の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が取付けられており、このポンプ
３４のコントロールラック３５には電磁アクチュエータ
３８がそれぞれ連結され、入力軸３３にはエンジン３０
の出力軸３０ａの回転数信号を発するエンジン回転セン
サ３９が付設される。摩擦クラッチ３１はフライホイー
ル４０に対してクラッチ板４１を図示しない周知の挾持
手段により圧接させ、クラッチ用アクチュエータとして
のエアシリンダ４２が非作動状態から作動状態に移行す
ると前記挾持手段が解除方向に作動し、クラッチ３１は
接続状態から遮断状態に変化する（第１図では遮断状態
を示している）。なお、このクラッチ３１にはクラッチ
３１の遮断状態或いは接続状態をアクチュエータのスト
ローク量により検出するクラッチストロークセンサ７０
が取付けられているが、これに代えてクラッチタッチセ
ンサ４３を付設しても良い。又、歯車式変速機３２の入
力軸４４にはこの入力軸４４の回転数（以後、これをク
ラッチ回転数と記す）信号を発するクラッチ回転数セン
サ４５が付設される。エアシリンダ４２のエア室４６に
はエア通路４７が接続し、これが高圧エア源としてのエ
アタンク４８に連結されている。エア通路４７の途中に
は、作動エアの供給を制御する開閉手段としての電磁式
のカット弁４９が取付けられ、更にエア室４６を大気開
放するためのデューティ制御される常時開放型の電磁弁
５０が取付けられる。なお、エアシリンダ４２にはスト
ローク量を検出する前述したクラッチストロークセンサ
７０が取付けられ、更にエアタンク４８には内部エア圧
が規定値以下になるとＯＮ信号を出力するエアセンサ７
２が取付けられている。それぞれの変速段を達成する歯
車式変速機３２のギヤ位置を切換えるには、例えば第２
図に示すようなシフトパターンに対応した変速位置にチ
ェンジレバー５４を運転者が操作することにより、変速
段選択スイッチ５５を切換えて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ット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
置を切換えるようにしている。ここで、Ｒは後進段を示
し、Ｎはニュートラル、１、２、３はそれぞれの指定変
速段を示し、Ｄ_Ｐ，Ｄ_Ｅは２速から７速までの任意の自
動変速段を示しており、Ｄ_Ｐ，Ｄ_Ｅ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〜７速が車両の走
行条件に基づいて自動的に決定される。なお、パワフル
自動変速段であるＤ_Ｐとエコノミー自動変速段であるＤ
_Ｅとの変速領域を表す第３図に示す如く、点線で表わす
Ｄ_Ｅレンジ及び実線で表わすＤ_Ｐレンジにおける２速〜
７速の変速時期は、車両の高負荷等に対処するためＤ_Ｐ
レンジの方が高速側に設定されている。前記ギヤシフト
ユニット５１はコントロールユニット５２からの作動信
号により作動する複数個の電磁弁（第１図では１つのみ
示している）５３と、これら電磁弁５３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歯車式変速機
３２の図示しないセレクトフォーク及びシフトフォーク
を作動させる一対の図示しないパワーシリンダとを有
し、上記電磁弁５３に与えられる作動信号によりそれぞ
れパワーシリンダを操作し、セレクト，シフトの順で歯
車式変速機３２の噛み合い態様を変えるよう作動する。
更に、ギヤシフトユニット５１は各ギヤ位置を検出する
ギヤ位置センサとしてのギヤ位置スイッチ５６が付設さ
れ、これらギヤ位置スイッチ５６からのギヤ位置信号が
コントロールユニット５２に出力される。又、歯車式変
速機３２の出力軸57には車速信号を発する車速センサ５
８が付設され、更にアクセルペダル３７にはその踏み込
み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て出力するアクセ
ル負荷センサ６０が取付けられている。ブレーキペダル
６１にはこれが踏込まれた時に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が取付けられており、
前記エンジン３０にはフライホイール４０の外周のリン
グギヤに適時噛み合ってエンジン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
コントロールユニット５２に接続されている。なお、図
中の符号で６５はコントロールユニット５２とは別途に
車両に取付けらけて車両の各種制御を行なうマイクロコ
ンピュータを示しており、図示しない各センサからの入
力信号を受けてエンジン３０の駆動制御等を行う。この
マイクロコンピュータ６５は噴射ポンプ３４の電磁アク
チュエータ３８に作動信号を与え、燃料増減操作により
エンジン３０の出力軸３０ａの回転数（以後、これをエ
ンジン回転数と記す）の増減を制御できるが、変速中は
コントロールユニット５２からのエンジン回転増減信号
としての出力信号を、アクセルペダル３７の踏み込み量
に対し優先して受けることができ、この出力信号に応じ
てエンジン回転数が増減される。

コントロールユニット５２は自動変速装置専用のマイク
ロコンピュータであり、マイクロプロセッサ（以後、こ
れをＣＰＵと記す）６６及びメモリ６７及び入力信号処
理回路としてのインターフェース６８とで構成される。
インターフェース６８のインプットポート６９には、上
述の変速段選択スイッチ５５とブレーキセンサ６２とア
クセル負荷センサ６０とエンジン回転センサ３９とクラ
ッチ回転数センサ４５とギヤ位置スイッチ５６と車速セ
ンサ５８とクラッチタッチセンサ４３（摩擦クラッチ３
１の遮断状態或いは接続状態をクラッチストロークセン
サ７０に代えて検出する時に用いる）とクラッチストロ
ークセンサ７０とエアセンサ７２とから各出力信号が入
力される。一方、アウトプットポート７４は上述のマイ
クロコンピュータ６５とスタータリレー６４と電磁弁５
０，５３とカット弁４９とにそれぞれ接続してこれらに
出力信号を送出できる。なお、図中の符号で７５はエア
タンク４８のエア圧が設定値に達しない場合、図示しな
い駆動回路から出力を受けて点灯するエアウォーニング
ランプであり、７６は摩擦クラッチ３１の摩耗量が規定
値を越えた場合に出力を受けて点灯するクラッチウォー
ニングランプである。

メモリ６７は第５図〜第８図にフローチャートとして示
すプログラムやデータを書込んだ読み出し専用のＲＯＭ
と書込み読み出し兼用のＲＡＭとで構成される。即ち、
ＲＯＭには上記プログラムの外にアクセル負荷信号の値
に対応した電磁弁５０のデューティ率αを予め第４図に
示すようなマップとして記憶させておき、適宜このマッ
プを参照して該当する値を読み出す。上述した変速段選
択スイッチ５５は変速信号としてのセレクト信号及びシ
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マップとして記憶させ
ておき、セレクト信号及びシフト信号を受けた際にこの
マップを参照して該当する出力信号をギヤシフトユニッ
ト５１の各電磁弁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。この場合、ギヤ位置ス
イッチ５６からのギヤ位置信号は変速完了により出力さ
れ、セレクト信号及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断し、噛み合いが正常
か異常かの信号を発するのに用いる。更に、ＲＯＭには
Ｄ_Ｐレンジ或いはＤ_Ｅレンジにおいて目標変速段が存在
する時、車速及びアクセル負荷及びエンジン回転の各信
号に基づき、最適変速段を決定するためのマップも記憶
させている。

ここで、第５図〜第８図に基づき本実施例の変速制御手
順について説明する。

第５図(a)，(b)に示すように、プログラムがスタートす
るとコントロールユニット５２は始動処理に入り、始動
処理完了後に車速信号を入力させ、その値が規定値（例
えば、０km/h〜３km/h）以下では発進処理を、規定値以
上では変速処理を行う。ただし、エンジン回転数Ｎ_Ｅを
計算して発進処理を行う前のエンジン回転数Ｎ_Ｅが規定
値（例えばアイドル回転）以下の場合にはオイルポンプ
が停止か否かを判断し、停止の場合はエンジン停止とみ
なして再度始動処理を行う。オイルポンプが停止してい
ない場合や前記エンジン回転数Ｎ_Ｅが規定値を越えてい
る場合には発進処理中か否かを判断し、発進処理中では
ない場合にはアクセルの踏み込み量（以後、これをアク
セル負荷信号と記す）を規定値と比較して運転者に発進
の意志があるか否かを判断する。前記発進処理中及びア
クセル負荷信号が規定値以上の場合にはエンジン回転数
Ｎ_Ｅと第一のエンジンストップ（以後、単にエンストと
記す）防止回転数Ｎ_EST1と比較し、エンジン回転数Ｎ_Ｅ
が第一のエンスト防止回転数Ｎ_EST1以下の場合は摩擦ク
ラッチ３１を切って発進処理を行う。一方、アクセル負
荷信号が規定値を下回る場合にはエンジン回転数Ｎ_Ｅと
前記第一エンスト防止回転数Ｎ_EST1より高い第二のエン
スト防止回転数Ｎ_EST2とを比較し、エンジン回転数Ｎ_Ｅ
が第二のエンスト防止回転数Ｎ_EST2以下の場合はクラッ
チを切って発進処理を行い、エンジン回転数Ｎ_Ｅが第二
のエンスト防止回転数Ｎ_EST2を越える場合や前記エンジ
ン回転数Ｎ_Ｅが第一のエンスト防止回転数Ｎ_EST1を越え
る場合は発進処理に移る。

第６図に示す始動処理ではエンジン回転数Ｎ_Ｅの信号を
入力させ、その値がエンジン３０の停止域内にあるか否
かを判断し、エンジン３０の停止の場合はクラッチ接続
信号を出力すると共にタイムラグをとり、摩擦クラッチ
３１を正規の圧力及び正規の状態でつなぐ。摩擦クラッ
チ３１が正規の圧力及び正規の状態で接続すると、この
位置からある程度摩擦クラッチ３１が切られて車両の駆
動輪が回転状態から停止状態に移行する半クラッチ状態
の位置（以後、これをＬＥ点と記す）を摩擦クラッチ３
１のフェーシングの摩耗状態や積載物の有無等に応じて
補正する。つまりＬＥ点から摩擦クラッチ３１が完全に
つながれるまでのクラッチ板４１のストロークが常にほ
ぼ一定となり、車両の状態にかかわらずスムースに摩擦
クラッチ３１がつながれるのである。ＬＥ点が補正され
ると、チェンジレバー５４の位置とギヤ位置とが同じか
否か、即ち、変速信号とギヤ位置信号とが同じとなって
変速段スイッチ５５で指示した目標変速段（Ｄ_Ｅ，Ｄ_Ｐ
レンジを選択している場合、予め例えば２速と設定して
おく）に歯車式変速機３２のギヤ位置が整列しているか
否かを判断する。チェンジレバー５４の位置とギヤ位置
とが違っている場合にはメインタンクであるエアタンク
４８内のエアが規定圧に達しているか否かを判断し、規
定圧に達している場合は摩擦クラッチ３１を切ってエア
タンク４８内のエアで図示しないアクチュエータを作動
させ、チェンジレバー５４の位置に対してギヤ位置を自
動的に一致させ、摩擦クラッチ３１を接続すると共にメ
インタンクであるエアタンク４８と図示しないサブタン
クとの切換用電磁弁をＯＦＦにしたのち、再びチェンジ
レバー５４の位置とギヤ位置とが同じか否かを判断す
る。又、エアタンク４８内のエアが規定圧に達していな
い場合にはサブタンク内のエアが規定圧に達しているか
否かを判断し、規定圧に達している場合は前記切換用電
磁弁をＯＮにして摩擦クラッチ３１を切り、サブタンク
内のエアで前記パワーシリンダを作動させてチェンジレ
バー５４の位置に対応したギヤ位置を自動的に選択す
る。サブタンクのエアが規定圧に達していない場合はエ
アウォーニングランプ７５を点灯させて運転者にエアタ
ンク４８及びサブタンクのエアが規定圧以下であること
を知らせる。一方、チェンジレバー５４の位置とギヤ位
置とが同じ場合はスタータ可能用のリレーを出力する。
スタータ可能用のリレーが出力されるとスタータ６３を
始動させてエンジン３０をかけることができるのでエン
ジン３０が始動したか否かを判断し、エンジン３０が始
動した場合はスタータ可能用のリレーをＯＦＦにし、エ
ンジン３０が始動しなかった場合は再びチェンジレバー
５４の位置とギヤ位置とが同じか否かを判断する。スタ
ータ可能用のリレーがＯＦＦにされると、エアタンク４
８及びサブタンク内のエアが規定圧に達しているか否か
をチェックし、規定圧に達していない場合はエアウォー
ニングランプ７５を点灯してエアが規定圧に達するまで
判断を繰り返し、規定圧に達した場合はエアウォーニン
グランプ７５を消灯して始動処理を完了する。

始動処理完了後に車速信号を読取り、これが規定値を下
回っていると発進処理に入る。第７図(a)，(b)に示すよ
うに、まずＣＰＵ６６は摩擦クラッチ３１を切るべくカ
ット弁４９にＯＮ信号を出力し、摩擦クラッチ３１を切
る。次に、チェンジレバー５４の位置とギヤ位置とが同
じか否かの判断を行い、ＮＯの場合はギヤ位置を目標変
速段に合わせる。チェンジレバー５４の位置とギヤ位置
とが同じになると、再び車速が規定値より小さいか否か
の判断を行い、車速が規定値を上回っているＮＯの場合
は後述のアクセル負荷信号（アクセル踏込み量）検出の
ステップへ進む。一方、そうでない場合は次に目標変速
段に達したギヤ位置がニュートラルか否かを変速信号に
より読み取り、ＹＥＳの場合はブレーキをオン・オフ制
御するマグネットバルブ（ＭＶＱ）をオフ（ブレーキを
オフ）する。このマグネットバルブはフットブレーキの
エア配管系に挿入されてコントロールユニット５２にて
制御されるものであり、車両の上り坂道発進を円滑に行
なわしめるため用いられる。また、ギヤ位置がニュート
ラル以外であるＮＯの場合は、坂道発進補助ルーチンＡ
ＵＳに移行する。この坂道発進補助ルーチンＡＵＳは第
７図(c)に示すようにエンジンが回転しているか否かの
判定、この判定がＹｅｓのときクラッチ回転数ＮＣＬが
規定値以下か否かの判定すなわち車両が停止しているか
否かの判定、この判定がＹｅｓすなわち車両停止時にサ
イドブレーキ引いているか否かの判定を条件としてマグ
ネットバルブをオンしてブレーキをきかせる処理を行な
うものである。なお、エンジンが回転していないときは
始動処理へ移り、ＮＣＬ，サイドブレーキの各判定が否
のときリターンに戻るようになっている。

ここで、第７図(a)，(c)から離れて坂道発進を説明して
おく。上り道発進にてフットブレーキがアクセル，クラ
ッチと同時に使いにくい大型車両では、坂道発進時サイ
ドブレーキを引いているが、このサイドブレーキを離す
タイミングが難しくタイミングが遅れるとエンストとな
り早過ぎればずり落ちることになるので、ブレーキ系の
エアの配管にマグネットバルブを挿入してこれを制御
し、クラッチ伝達トルクが上昇し前進できる状態まで強
制的にブレーキをかけ続けて上記不都合を除いている。
このブレーキをかける条件としては、前述したように、
処理ステップ上にてエンジン回転、クラッチ回転数、サ
イドブレーキの引きが判定Ｙｅｓの条件となっており、
また、運転者が必要とするときのみこのブレーキをきか
せるため第１３図に示すプッシュロックスイッチ８０を
サイドブレーキ８１と共にコントロールユニット５２に
つなげるようにしている。また、ウォーニングシステム
を追加するとき、制御系の異常たとえばアクチュエータ
やセンサの異常がないことを作動条件としてもよい。な
お、ブレーキ系を第１４図にて図示するに、マグネット
バルブＭＶＱは自動変速用コントロールユニット５２に
より制御され、このバルブＭＶＱの開により減圧バルブ
ＲＶにて減圧されたエア圧がダブルチェックバルブＤＶ
を介してエアマスタ８２を作動させブレーキをかけるよ
うになっている。なお、通常のフットブレーキではメイ
ンブレーキシステムからのエア圧がダブルチェックバル
ブＤＶを介して直接エアマスタ８２を作動する。

さて、第７図(a)のフローに戻り坂道発進補助ルーチン
ＡＵＳを通ると、つぎに摩擦クラッチ３１をＬＥ点まで
接続させる。次に、アクセル負荷信号値が規定値（運転
者が発進の意志を示す程度の低い電圧）を上回ったか否
かを判断し、発進の意志が無いと判断されるＮＯの場合
は前述の各ステップを繰返す。一方、発進の意志が有る
と判断されるＹＥＳの場合は次の各ステップへ進み、ア
クセル負荷信号値を検出し、更にこの値に対応する最適
デューティ率αを第４図のマップから読み取る。そし
て、得られた最適デューティ率αのパルス信号が電磁弁
５０に出力され、摩擦クラッチ３１を徐々に接続する。
ついで、車速判定を行ない規定値以上の場合バルブＭＶ
Ｑをオフしてクラッチホールドのステップに移り、以下
の場合エンジンピーク点を検出する。ＣＰＵ６６はこの
クラッチを徐々に接続する時点でエンジン回転数Ｎ_Ｅの
信号の入力を続けるようインプットポート６９に選択信
号を出しており、このエンジン回転数Ｎ_Ｅの信号に基づ
く経時的なエンジン回転数Ｎ_Ｅがメモリ６７内のＲＡＭ
に順次記憶処理され、エンジン回転数Ｎ_Ｅ及びクラッチ
回転数Ｎ_CLの変化の一例を表す第９図に示すように、そ
のピーク点Ｍを求めるべく演算処理し、ピーク点Ｍを検
出するまではＮＯに進んでアクセル負荷信号検出ステッ
プから繰り返す。一方、ピーク点Ｍが検出されると、ブ
レーキＯＮ／ＯＦＦ用のＭ／Ｖ，ＭＶＱをＯＦＦし、Ａ
ｕｓを解除し、このＴ_１時より電磁弁５０はＯＮのまま
ホールドされる。なお、ピーク点Ｍはエンジン３０の出
力軸３０ａが摩擦クラッチ３１を介して歯車式変速機３
２の入力軸４４の回転として駆動輪側へ動力が伝達され
始めることにより低下するために生じるものである。

次に、ＬＥＯＦＦルーチンが実行される。このＬＥＯＦ
Ｆルーチンは、通常の発進ではなく半クラッチのまま微
動させるような場合に対処するものであり、ＬＥＯＦＦ
ルーチンでは第７図(b)に示すようにまず車速が規定値
より大きいか否かの判断を行い、車速が規定値より大き
いＹＥＳの場合は通常の発進であると判断され、LEOFF
ルーチンは終了この発進のフローに戻る。一方、NOの場
合は次にアクセルペダル３７が踏み込まれているか否か
の判断を行い、YESの場合は同様にLEOFFルーチンは終了
し、ＮＯの場合は続けてＬＥ点に到達するまでオフデュ
ーティにより徐々に摩擦クラッチ３１を切る。なお、そ
の間にアクセルペダル３７が踏み込まれているか否かの
判断も行われ、アクセルペダル３７が踏み込まれた時は
前述のアクセル負荷信号検出ステップに戻る。又、摩擦
クラッチ31がLE点まで後退した後は前述のチェンジレバ
ー54の位置とギヤ位置との判断ステップに戻る。

ＬＥＯＦＦルーチンが終了して通常の発進と判断される
と、摩擦クラッチ３１をＬＥ点の半クラッチ状態からク
ラッチミートまでつなげて行くが、この時ピーク点Ｍを
過ぎた後のエンジン回転数Ｎ_Ｅは歯車式変速機３２の入
力軸４４の回転に相当するクラッチ回転数Ｎ_CLの増大に
伴って徐々に低下して行くことに鑑み、このエンジン回
転数Ｎ_Ｅの低下率が所定の範囲内に収まって発進ショッ
クが小さくなるように制御する。即ち、まず所定時間毎
のエンジン回転低下率ΔＮ_Ｅが第１０図に示す第一の認
定値|x₁|以下か否かを判断する。ＹＥＳの場合は前述の
ＬＥＯＦＦルーチンを実行した後、再びアクセル負荷信
号を検出してこの値に対応する最適なデューティ率αを
決定し、このデューティ率αにより摩擦クラッチ３１を
徐々に接続する。この後、エンジン回転低下率ΔＮ_Ｅが
第二の認定値|x₁|（|x₁|＜|x₂|）以下か否かを判断し、
NOの場合は前述のLEOFFルーチンの前まで戻ってエンジ
ン回転低下率ΔＮ_Ｅを一定に保つループを繰り返す。一
方、エンジン回転低下率ΔＮ_Ｅが|x₁|より大きかった場
合にはこのエンジン回転低下率ΔＮ_Ｅが第三の設定値|y
₂|（|x₂|＜|y₂|）以上か否かを判断する。ここでYESの
時はＬＥＯＦＦルーチンを実行した後、オフデューティ
により摩擦クラッチ３１を徐々に切る。その後、エンジ
ン回転低下率ΔＮ_Ｅが第四の認定値|y₁|（|y₁|＜|y₂|）
以下か否かを判断し、NOの場合は摩擦クラッチ３１を遮
断するループを繰り返す。ＹＥＳの場合や或いは前述の
エンジンの回転低下率ΔＮ_Ｅが|y₂|以下か否かの判断ス
テップにおいてＮＯの場合、エンジン回転低下率ΔＮ_Ｅ
が|x₂|以上か否かの判断ステップにおいてＹＥＳの場合
はこの時点でエンジン回転低下率ΔＮ_Ｅはほぼ第１０図
の斜線で示す領域内に入る。従って、摩擦クラッチ３１
を半クラッチ状態により発進ショックを伴うことなく、
しかも過度に発進時間を長引かせることなく接続状態に
切換える条件が整ったことになるため、摩擦クラッチ３
１のエア圧を現状にホールドする。この後、ＣＰＵ６６
はエンジン回転数Ｎ_Ｅとクラッチ回転数Ｎ_CLとの差が規
定値（例えば|Ｎ_Ｅ−Ｎ_CL|＝１０rpm程度）以下か否か
を判断し、ＮＯの場合は前述のループを繰り返す一方、
ＹＥＳの時点となるＴ_２で所定時間のタイムラグをおい
た後、電磁弁５０を全開させてクラッチミートを行う。
この後、エンジン回転数Ｎ_Ｅがアイドル回転数以上であ
ることを条件に所定のタイムラグをおいた後、ＣＰＵ６
６は摩擦クラッチ３１のスリップ率（エンジン回転数Ｎ
_Ｅとクラッチ回転数Ｎ_CLとの差／エンジン回転数Ｎ_Ｅ）
を算出してこの値と規定値とを比較し、規定値以下では
メインのフローに戻る。一方、スリップ率が規定値以上
の時は摩擦クラッチ３１の摩耗量が大であるとの判断に
よりクラッチウォーニングランプ７６に対してクラッチ
摩耗信号としてのON信号をアウトプットポート７４及び
図示しない駆動回路を介し出力し、クラッチウォーニン
グランプ７６を点灯させる。

始動処理完了後、ＣＰＵ６６は車速信号を読み取ってこ
れが規定値を上回っていると変速処理に入る。第８図
(a)，(b)に示すように、まずインプットポート６９に選
択信号を与えてブレーキフェイルか否かを調べ、ブレー
キに故障があるＹＥＳの場合は後述のように車両を停止
させるために１段づつシフトダウンを行う。一方、ブレ
ーキフェイルがＮＯの場合は或る一定値以上の減速度を
もった急ブレーキをかけている状態か否かを例えば加速
度センサを用いて調べ、ＹＥＳであれば後述の変速操作
を行うと制動距離が長くなってしまうため、メインのフ
ローに戻って変速操作を一時阻止する。但し、急ブレー
キをかけている状態であっても摩擦クラッチ３１が切れ
ている場合には、変速の途中であると判断されるため、
変速操作を完了して摩擦クラッチ３１を接続させてしま
う。

一方、急ブレーキ操作がなかったり或いは急ブレーキ時
でも上述したように摩擦クラッチ３１が遮断されている
時にはチェンジレバー５４の位置を読み取り、これがＤ
_Ｐ，Ｄ_Ｅ以外の１，２，３の指定変速段の区分かＤ_Ｐ，
Ｄ_Ｅの自動変速段の区分かＲ段の区分かＮ段の区分かを
判断する。

１，２，３の指定変速段の場合にはチェンジレバー５４
の位置とギヤ位置とが同じか否かの判断をし、ＹＥＳで
メインのフローに戻り、ＮＯで次のステップに進む。こ
のステップでは、目標変速段１，２，３の内の一つにチ
ェンジレバー５４が位置しており、変速前の現在のギヤ
位置がＤ_Ｐ，Ｄ_Ｅレンジにあってここからのシフトダウ
ンに相当するか否かを判断する。ＹＥＳの場合はエンジ
ン３０の回転がオーバーランすることなくシフトダウン
を行えるか否かを判断し、ＮＯの場合は次のステップに
進んでオーバーランウォーニングブザーにより運転者に
オーバーランの警告を行い、変速操作を行わずにメイン
のフローに戻る。上記オーバーランか否かの判断がＹＥ
Ｓの場合は、次のように現在のギヤ位置から１段だけシ
フトダウン操作を行う。このシフトダウン操作の作動概
念を表す第１１図に示すように、アウトプットポート７
４及びマイクロコンピュータ６５を介して電磁アクチュ
エータ３８にコントロールラック３５の制御信号を出力
し、エンジン回転数Ｎ_Ｅをそのままの状態にホールドす
る。そして、アウトプットポート７４を介してカット弁
４９に所定時間ＯＮ信号を出力して摩擦クラッチ３１を
切り、ギヤシフトユニット５１の各電磁弁５３に制御信
号を出力して変速前のギヤ位置より１段下のギヤ位置に
ダウンシフトを行う。次いで、アウトプットポート７４
及びマイクロコンピュータ６５を介して電磁アクチュエ
ータ３８にエンジン回転数Ｎ_Ｅを増加させるクラッチ回
転数Ｎ_CLと同一回転となるような電圧信号をアクセル擬
似信号として出力し、変速後のクラッチ回転数Ｎ_CLとエ
ンジン回転数Ｎ_Ｅとを合致させてエアシリンダ４２から
エアを抜いて摩擦クラッチ３１をＬＥ点の半クラッチ状
態まで移動させる。次いで、アクセル負荷信号に対応し
た最適デューティ率αにより摩擦クラッチ３１を接続し
て行き、エンジン回転数Ｎ_Ｅとクラッチ回転数Ｎ_CLとの
差を各変速段毎に予め設定された規定値と比較し、|Ｎ
_Ｅ−Ｎ_CL|が規定値以下となるまで上記デューティ率α
による摩擦クラッチ３１の接続操作を繰返し行う。そし
て、|Ｎ_Ｅ−Ｎ_CL|が規定値以下となった後、クラッチ接
続信号を出力して所定時間のタイムラグをもって摩擦ク
ラッチ３１の接続を完了し、上記アクセル擬似信号を解
除してメインのフローに戻る。なお、上記操作において
クラッチ回転数Ｎ_CLが規定値を下回ってしまう場合に
は、上記操作中に車速が下がったものとして摩擦クラッ
チ３１を接続させずに第５図(a)中の の結合子に進んで発進処理を行う。

一方、前期Ｄ_Ｐ，Ｄ_Ｅレンジからのシフトダウンに相当
する否かの判断の結果、ＮＯの場合にはシフトアップか
否かの判断を行う。そして、これがＹＥＳの場合には次
のようにシフトアップ操作を行ってメインのフローに戻
る。このシフトアップ操作の作動概念を表す第１２図に
示すように、アウトプットポート７４及びマイクロコン
ピュータ６５を介して電磁アクチュエータ３８にコント
ロールラック３５の制御信号を出力し、エンジン回転数
Ｎ_Ｅをアイドル回転に戻す。そして摩擦クラッチ３１を
切った後、ギヤ位置を指定変速段としての１，２，３の
内の一つである目標変速段と一致するようにアウトプッ
トポート７４を介して各電磁弁５３に出力する。この
後、前記シフトダウン操作のアクセル擬似信号出力以降
の操作を行って、変速後のクラッチ回転数Ｎ_CLに対して
エンジン回転数Ｎ_Ｅを合致させ、摩擦クラッチ３１の接
続を完了してメインのフローに戻る。なお、上記シフト
アップか否かの判断の結果、ＮＯの場合にはオーバーラ
ン内であるか否かを判断し、これがＹＥＳの場合にはエ
ンジン回転数Ｎ_Ｅをそのままの状態にホールドし、摩擦
クラッチ３１を切ってギヤ位置を指定変速段である１，
２，３の内の一つの目標変速段に合わせ、前記シフトダ
ウン操作のアクセル擬似信号出力以降の操作を行ってメ
インのフローに戻る。又、上記オーバーラン内であるか
否かの判断の結果がＮＯであればウォーニングブザーに
より警告を行う。

上記の操作は、前記チェンジレバー５４の位置の判断の
結果、１，２，３の指定変速段である場合について行わ
れるものであるが、このチェンジレバー５４の位置の判
断の結果がＤ_Ｐ，Ｄ_Ｅの自動変速段の所であった場合に
は、次のような操作がなされる。即ち、車速及びアクセ
ルペダル３７の踏み込み量を検出すると共にチェンジレ
バー５４がＤ_ＰレンジにあるかＤ_Ｅレンジにあるかを判
断し、第３図に示すように予め設定されたマップからＤ
_Ｐ又はＤ_Ｅの各レンジにおける目標変速段とみなされる
最適変速段を決定する。この後、最適変速段にギヤ位置
が合っているか否かの判断を行い、ＹＥＳの場合にはメ
インのフローに戻り、NOの場合にはシフトアップか否か
のステップに移行して前述と同様な変速操作が行われ
る。

又、前記チェンジレバー５４の位置の判断の結果がＲ段
の場合には、ＣＰＵ６６が目標変速段としてＲ段にギヤ
位置が合っているか否かの判断を行い、現在後退作動中
であるYESの場合はメインのフローに戻り、誤操作とな
るＮＯの場合は前述と同様にしてエンジン回転数Ｎ_Ｅを
アイドル回転にすると共に摩擦クラッチ３１を切る。そ
して、ギヤ位置をニュートラルに戻すべくアウトプット
ポート７４を介して各電磁弁５３に出力し、変速ミスを
知らせるリバーウォーニングランプを点灯させた後、摩
擦クラッチ３１を接続させてメインのフローに戻る。

更に、前記チェンジレバー５４の位置の判断の結果がＮ
段の場合には、所定時間内にチェンジレバー５４が移動
したか否か、つまり運転者による変速操作の途中でＮ段
を通過したにすぎないか否かを判断する。この判断の結
果、変速操作の途中であるＹＥＳの場合は前述したよう
にチェンジレバー５４の位置とギヤ位置との判断を行っ
て、そのままメインのフローに戻るか或いはシフトアッ
プ，シフトダウンを行ってメインのフローに戻るかの操
作がなされる。しかし、Ｎ段が選択されているＮＯの場
合はエンジン回転数Ｎ_Ｅをアイドリング回転まで下げ、
摩擦クラッチ３１を切ってギヤ位置をニュートラルにし
た後、再び摩擦クラッチ３１を接続させてメインのフロ
ーに戻る。

なお、本実施例では車両に備え付けのエアタンク４８か
らのエア圧を利用して摩擦クラッチ３１作動用のエアシ
リンダ４２を駆動するようにしたが、油圧を制御媒体と
して使うことも当然可能である。但し、この場合には新
たにオイルポンプ等の油圧発生源を増設しなければなら
ず、コスト高となる虞がある。又、本実施例で示した変
速制御手順やシフトパターン等は必要に応じて細か所で
適宜変更が可能であることは云うまでもなく、本発明は
ガソリンエンジンを搭載した車両にも適用することがで
きる。更に、手動変速装置から乗り換える運転者のため
にクラッチペダルをダミーで取付けるようにしても良
く、この場合Ｒ段や１，２，３の指定変速段ではクラッ
チペダルがエアシリンダ４２に優先して機能するように
設定することも可能である。

＜考案の効果＞ 本考案の自動変速装置の変速制御装置によると、一般的
な摩擦クラッチや歯車式変速機等の駆動系をそのまま用
い、車両に備え付けのエアタンクからのエアを制御媒体
として摩擦クラッチのアクチュエータやギヤ位置切換手
段のパワーシリンダを作動させ、変速操作を行うように
したので、従来からの車両の生産設備を大幅に改善する
ことなく低コストの自動変速装置を得ることができる。
また、坂道発進時のエンストやずり落ちを防止すること
ができ円滑な発進が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る自動変速装置の概略構
成図、第２図はそのシフトパターンの一例を表す概念
図、第３図はそのＤ_ＰレンジとＤ_Ｅレンジとの変速特性
の一例を表すグラフ、第４図はそのデューティ率決定の
ためのマップの一例を表すグラフ、第５図(a)，(b)〜第
８図(a)，(b)はその制御プログラムの一例を表す流れ
図、第９図はその変速時におけるエンジン回転数及びク
ラッチ回転数の経時変化の一例を示すグラフ、第１０図
はその変速時のエンジン回転数の変化率の領域を示すグ
ラフ、第１１図はシフトダウン操作時の作動概念図、第
１２図はシフトアップ操作時の作動概念図、第１３図は
坂道発進による作動条件の一部を示す構成図、第１４図
はマグネットバルブの信号系とエア圧系を示す構成図で
ある。 図面中、 ３０はエンジン、 ３０ａはエンジンの出力軸、 ３１は摩擦クラッチ、 ３２は歯車式変速機、 ３４は燃料噴射ポンプ、 ３５はコントロールラック、 ３７はアクセルペダル、 ３８は電磁アクチュエータ、 ４２はエアシリンダ、 ４４は歯車式変速機の入力軸、 ４８はエアタンク、 ５０は電磁弁、 ５１はギヤシフトユニット、 ５２はコントロールユニット、 ５４はチェンジレバー、 ６５はマイクロコンピュータ、 ８０はプッシュロックスイッチ、 ８１はサイドブレーキスイッチ、 ＭＶＱはマグネットバルブ、 ＤＶはダブルチェックバルブである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岩本 知之 東京都大田区下丸子４丁目21番１号 三菱 自動車工業株式会社東京自動車製作所丸子 工場内 (56)参考文献 特開 昭60−12345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−15819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−103067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−224841（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの出力軸に接続する摩擦クラッチ
   と、この摩擦クラッチを操作するクラッチ用アクチュエ
   ータと、前記摩擦クラッチに入力軸が接続する歯車式変
   速機と、この歯車式変速機のギヤ位置を切換えるギヤ位
   置切換手段と、車両の走行条件に基づいて前記クラッチ
   用アクチュエータ及び前記ギヤ位置切換手段の作動を制
   御する制御装置とを備えた自動変速装置において、 上記制御装置によって制御され作動状態において車両用
   ブレーキ装置の制動状態を保持可能な弁手段と、 車両の発進時に前記弁手段が作動している場合は前記摩
   擦クラッチが接続開始したことによってエンジン回転数
   が増加から減少に変化した時点を検知して、上記弁手段
   を非作動状態となるように構成されたことを特徴とする
   自動変速装置の変速制御装置。