JPH063726U - 車両の自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転室にクラッチの断続をマニュアル操作で
行うためのクラッチペダルを設けると共に、変速時にエ
ンジン回転をシンクロ制御するようにした車両の自動変
速装置において、クラッチペダルが踏まれた状態でも変
速要求に応じた変速操作を可能にする。または変速制御
中にクラッチペダルが踏まれても変速操作を完了できる
ようにする。 【構成】 トランスミッション３にシンクロ機構を設
け、クラッチペダル操作を条件にクラッチ２のマニュア
ル操作状態を確保すると共に、エンジン回転のシンクロ
制御を行わずにシンクロ機構にて速やかにトランスミッ
ション３をシフト操作するようなバックアップ機能（例
えば、ステップ２．０１〜２．１０）をコントロールユ
ニット４に付加する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】

近年、運転者の負担を軽減するため、エンジンとトランスミッションとの間に 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式クラッチに 比べてどうしても出力の伝達効率が悪く、燃費向上の面で不利となる。

【０００３】 そこで、操作の容易さだけでなく燃費向上をも図るため、従来の歯車式トラン スミッションと機械式クラッチを用い、運転者がクラッチやトランスミッション を操作するのでなく、コントロールユニットの電子制御で自動的に変速操作を行 わせるようにしたものが本出願人により提案されている（実開昭６０ー１３９９ ４８号公報など）。

【０００４】 この場合、運転室のセレクタをオートレンジに入れると、エンジン運転状態と 車速に基づいてコントロールユニット内のメモリに格納された変速マップデータ から最適な目標シフト段を求め、この目標シフト段に変速操作すべく各種のアク チュエータを制御する。すなわち、目標シフト段と実際のシフト段が一致せず、 変速要求が発生すると、トランスミッションがシンクロ機構を持たないため、ま ずエンジン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。その後、 所定時間が経過するとクラッチを切り、トランスミッションをニュートラル位置 にセットすると同時にクラッチをつなぐ。

【０００５】 そして、メインシャフトを遊転するメインギヤ回転（カウンタシャフト回転） が、アクスルに連結するメインシャフトの回転速度に対しギヤ鳴りなどを生ぜず に同期かみ合いの可能な回転範囲（シンクロ領域）に入ると、メインギヤとメイ ンシャフトをかみ合わせるギヤセット操作を開始し、ギヤセットの完了後にコン トロールレバーをもとの位置に戻すのである。

【０００６】 なお、運転室のセレクタはオートレンジのほかにトランスミッションのシフト 段に対応するシフトレンジを備え、これらのレンジ切替えによっても変速要求が 発生する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような従来装置では車両発進時の微妙なクラッチ操作までも自 動制御にすると複雑なプログラムが必要なため、運転室にクラッチペダルを設け ることによりクラッチの断続をマニュアル操作で行えるようになっているが、既 述の電子制御だと走行中にクラッチペダルが踏まれた状態で変速要求が発生して も、クラッチが切れているのでエンジン回転のシンクロ制御が不能なため、変速 操作を行うことができないという問題点があった。また、同じく自動変速の制御 中にクラッチペダルが踏まれると、やはりクラッチが切れてシンクロ制御が不能 なため、変速制御を完了できないことになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

そこで、第１の考案ではクラッチペダルが踏まれた状態でも変速要求が発生す るとこれに応じて変速できるようにするため、運転室にクラッチの断続をマニュ アル操作で行うためのクラッチペダルを設けると共に、変速時にエンジン回転を シンクロ制御するようにした車両の自動変速装置において、トランスミッション にシンクロ機構を設けると共に、クラッチペダルが踏まれるとオンするペダルス イッチと、このスイッチがオン状態で変速要求が発生したときにクラッチの駆動 系をマニュアル操作状態に保持しながらトランスミッションをニュートラル位置 に戻した後に要求シフト段へのギヤセットを実行するバックアップ制御手段と、 ギヤシフト完了時に作動する警報手段を設ける。

【０００９】 第２の考案では自動変速の制御中にクラッチペダルが踏まれても制御を中断す ることなく変速を完了できるようにするため、運転室にクラッチの断続をマニュ アル操作で行うためのクラッチペダルを設けると共に、変速時にエンジン回転を シンクロ制御するようにした車両の自動変速装置において、トランスミッション にシンクロ機構を設けると共に、クラッチペダルが踏まれるとオンするペダルス イッチと、自動変速の制御中にペダルスイッチがオンしたときにトランスミッシ ョンをニュートラル位置に戻してからクラッチの駆動系をマニュアル操作状態に 切り替えた後に要求シフト段へのギヤセットを実行するバックアップ制御手段と 、ギヤシフト完了時に作動する警報手段を設ける。

【００１０】

【作用】

第１の考案によれば、クラッチペダルがオン状態で変速要求が発生した場合に はバックアップ制御手段が働き、クラッチの駆動系をマニュアル操作状態に保持 しながらトランスミッションをニュートラル位置に戻した後に要求シフト段への ギヤセットを実行するため、エンジン回転のシンクロ制御によらずにトランスミ ッションのシンクロ機構にてギヤ相互の速やかな同期かみ合いが行われるので、 変速要求に応じた変速操作が可能となる。

【００１１】 第２の考案によれば、自動変速の制御中にクラッチペダルが踏まれた場合には バックアップ制御手段が働き、トランスミッションをニュートラル位置に戻して からクラッチの駆動系をマニュアル操作状態に切り替えた後に要求シフト段への ギヤセットを実行するので、第１の考案と同じようにトランスミッションのシン クロ機構にてギヤ相互の速やかな同期かみ合いが行われるため、変速要求に応じ た変速操作を完了させることができる。

【００１２】 したがって、いずれの場合でも運転者はクラッチペダルを踏み、シフト完了時 の警報を待ってクラッチペダルを放せば良く、言い換えれば走行条件に応じてク ラッチを柔軟にマニュアル操作できることになる。

【００１３】

【実施例】 図１はディーゼルエンジン車への適用例を示す概略構成図で、この実施例で は燃料噴射ポンプ１、機械式クラッチ２、歯車式トランスミッション３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４がアクチュエータを制御することにより自動変速を実現する ようになっている。なお、トランスミッション３にはクラッチ２のマニュアル操 作中でも変速可能なようにシンクロ機構が採用される。

【００１４】 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６の負荷状態、セレクタ７のレンジ位置、クラッチ２の断続状態、トラ ンスミッション３の実際のシフト位置および車速から判定することができる。そ のため、エンジンの燃料噴射ポンプ１にはコントロールレバーの角度位置からエ ンジンの負荷状態を検出する負荷センサ（図示せず）が、セレクタ７にはセレク トレバー８のレンジ位置を検出するレンジ位置センサ９が、クラッチ２にはアウ タレバー１０の角度位置からクラッチ２の断続状態を検出するクラッチストロー クセンサ１１が、トランスミッション３には実際のシフト位置を検出するシフト 位置センサ１２と、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１３（車速センサとして機能する）と、カウンタシャフトの回転速度を検出 するカウンタシャフト回転センサ１４が設けられる。１５は後述するクラッチペ ダル１６が踏まれるとオンするペダルスイッチを示す。

【００１５】 次に、これらの検出手段に対しコントロールユニット４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１にはコントロールレバーを要求に応じて駆 動すると共に、エンジン回転を要求回転と一致させるように制御するガバナ制御 装置１７が、クラッチ２にはこれを断続するクラッチアクチュエータ１８が、ト ランスミッション３にはギヤシフト機構を駆動するギヤシフトアクチュエータ１ ９が設けられる。

【００１６】 なお、運転室には燃料噴射ポンプ１の噴射量を制御するアクセルペタル４０と 、クラッチアクチュエータ１８をマニュアル操作するためのクラッチペダル１６ と、トランスミッション３のシフト完了時に作動する警報ブザー４１が設けられ る。

【００１７】 図２はクラッチアクチュエータ１８の具体的な構成を示すもので、２０はアウ タレバー１０を介してクラッチ２を断続するクラッチブースタ、２１はクラッチ ペダル１６のマスタシリンダ、２２はマスタシリンダ２１のオイルリザーバであ り、クラッチペダル１６を踏み込むとマスタシリンダ２１からの油圧でリレーピ ストン２３が押され、手動用エア回路２４のエアリザーバ側とクラッチブースタ ２０側を連通する。これにより、クラッチブースタ２０はエアリザーバからダブ ルチェックバルブ２５を通してエア圧が供給され、そのアシスト力でピストンロ ッド２６が伸び出してクラッチ２を切る。

【００１８】 クラッチペダル１８を放すとクラッチブースタ２０内の油圧がマスタシリンダ ２１に戻され、これによりリレーピストン２３がリターンスプリングによってエ ア回路２４のエアリザーバ側を遮断すると同時にクラッチブースタ２０の排気口 を開く。したがって、ピストンロッド２６はブースタ２０内部のエア圧を排出し ながら収縮してクラッチ２をつなぐ。

【００１９】 クラッチブースタ２０にはダブルチェックバルブ２５を介して手動用エア回路 ２４と並列に自動用エア回路２７が接続され、コントロールユニット４からの制 御信号でエア圧と大気圧を選択的にブースタ２０側へ供給する電磁バルブ２８（ クラッチバルブ）が設けられる。

【００２０】 そして、コントロールユニット４はオートレンジ走行中のエンジン負荷と車速 に基づく変速要求、またはセレクタ７のレンジ切替え操作に伴う変速要求が発生 すると、必要に応じてガバナ制御装置１７、クラッチブースタ２０、ギヤシフト アクチュエータ１９の駆動を制御する。すなわち、クラッチペダルスイッチ１５ がオフ状態で変速要求が発生すると、図３のようにまずガバナ制御装置１７を駆 動してエンジン燃料噴射ポンプ１をアクセル全閉位置に戻し、所定時間が経過す るとクラッチバルブ２８をオンする（１．０１〜１．０３）。これにより、クラ ッチブースタ２０はクラッチ２を断方向へ駆動するのであり、クラッチ２が所定 ストローク（例えば６５％）位置に達したら、トランスミッション３のシフト位 置をニュートラルに戻すと共に、要求シフト段へのセレクト動作を行うようにギ ヤシフトアクチュエータ１９（図示しないシフトバルブならびにセレクトバルブ ）の駆動を制御する（１．０４〜１．０８）。その後、クラッチバルブ２８のオ フによりクラッチ２をつなぐ（１．０９）。

【００２１】 そして、メインシャフトを遊転するメインギヤの回転速度ＮＧ（カウンタシャ フト回転）がＮＧ＜Ｎ＋Ｎ４になると、ＮＧがシンクロ領域にあると判定してメ インギヤとメインシャフトをかみ合わせるギヤセットを開始し、ギヤセットの完 了後に燃料噴射ポンプ１のアクセル位置をもとの位置に戻すと共に、警報ブザー ４１を所定時間だけ作動させ、ギヤシフトアクチュエータ１９の作動圧を大気解 放する（１．１０〜１．１６）。ギヤセットが完了しないときはアクセル全開に よりエンジン回転をいったんＮＧ＞Ｎ＋Ｎ４に上昇させて、アクセル全閉にて再 びシンクロ判定から繰り返すのである（１．１７〜１．２０）。

【００２２】 一方、クラッチペダルスイッチ１５がオン状態で変速要求が発生すると、図４ のようにクラッチバルブ２８をオフ、つまりクラッチ２をマニュアル操作状態に 保持する（２．０１）。その後、すぐにトランスミッション３のシフト位置をニ ュートラルに戻すと共に、要求シフト段へのセレクト動作を行うようにギヤシフ トアクチュエータ１９（図示しないシフトバルブならびにセレクトバルブ）の駆 動を制御する（２．０２〜２．０５）。

【００２３】 そして、トランスミッション３のシフト位置がニュートラル状態のときにメイ ンギヤとメインシャフトをかみ合わせるギヤセットを開始するのであり、これに よりトランスミッション３のシンクロ機構にてギヤ相互の速やかな同期かみ合い が行われ、ギヤセットが完了すると警報ブザー４１を作動させると共に、ギヤシ フトアクチュエータ１９の作動圧を大気解放する（２．０６〜２．１０）。

【００２４】 このように、クラッチペダル１６が解放状態での変速制御時は従前と同じくエ ンジン回転のシンクロ制御を行うが、クラッチペダル１６が踏まれた作動状態で の変速制御にはエンジン回転のシンクロ制御を省略し、トランスミッション３の シンクロ機構にてギヤ相互をかみ合わせるようにしたので、走行中にクラッチ２ のマニュアル操作を行っても変速制御が不能になるようなことはない。

【００２５】 したがって、運転者は必要に応じてクラッチペダル１６を踏み、シフト完了時 の警報を待ってクラッチペダル１６を放せば良く、言い換えれば走行条件に対し てクラッチ２を柔軟にマニュアル操作できることになる。

【００２６】 図５はコントロールユニット４にて行われる別の制御内容を説明するフローチ ャートで、変速制御中のクラッチマニュアル操作に対処するため、ステップ１． ０１からステップ１．１７へ至るまでの間にクラッチペダル１６が踏まれた場合 、ペダルスイッチ１５のオンを条件にステップ２．０１〜２．１１の制御へ移行 するようになっている。

【００２７】 ステップ２．０１〜２．０６ではクラッチペダルスイッチ１５のオンを検出す ると、すぐにトランスミッション３のシフト位置をニュートラルに戻すと共に、 要求シフト段へのセレクト動作を行うようにギヤシフトアクチュエータ１９のシ フトバルブならびにセレクトバルブの駆動を制御し、その後でクラッチバルブ２ ８をオフするのである。これはトランスミッション３のシフト位置をニュートラ ルに戻してからクラッチバルブ２８をオフしないと、クラッチバルブ２８の大気 開放によりダブルチェックバルブ２５が切り替わるときにクラッチ２が一時的に つなぎ方向へ作動する（場合によってはクラッチ２がつながって大きなショック を発生する）からである。なお、ステップ１．０１〜１．２０およびステップ２ ．０７〜２．１１については図３ならびに図４の動作内容と同一のため、重複説 明は省略する。

【００２８】 これによると、自動変速の制御中にクラッチペダル１６が踏まれても、変速操 作を中断することなく、トランスミッション３のシンクロ機構にて速やかにギヤ セットを完了させることができる。

【００２９】

【考案の効果】

以上要するに第１の考案によれば、運転室にクラッチの断続をマニュアル操作 で行うためのクラッチペダルを設けると共に、変速時にエンジン回転をシンクロ 制御するようにした車両の自動変速装置において、トランスミッションにシンク ロ機構を設けると共に、クラッチペダルが踏まれるとオンするペダルスイッチと 、このスイッチがオン状態で変速要求が発生したときにクラッチの駆動系をマニ ュアル操作状態に保持しながらトランスミッションをニュートラル位置に戻した 後に要求シフト段へのギヤセットを実行するバックアップ制御手段と、ギヤシフ ト完了時に作動する警報手段を設けたので、クラッチペダルが踏まれた状態でも 変速要求に従ってトランスミッションのシンクロ機構にて変速操作を速やかに行 うことできる。

【００３０】 また、第２の考案によれば、運転室にクラッチの断続をマニュアル操作で行う ためのクラッチペダルを設けると共に、変速時にエンジン回転をシンクロ制御す るようにした車両の自動変速装置において、トランスミッションにシンクロ機構 を設けると共に、クラッチペダルが踏まれるとオンするペダルスイッチと、自動 変速の制御中にペダルスイッチがオンしたときにトランスミッションをニュート ラル位置に戻してからクラッチの駆動系をマニュアル操作状態に切り替えた後に 要求シフト段へのギヤセットを実行するバックアップ制御手段と、ギヤシフト完 了時に作動する警報手段を設けたので、変速制御中にクラッチペダルが踏まれて もトランスミッションのシンクロ機構にて変速操作を完了できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動変速装置の全体構成図である。

【図２】クラッチアクチュエータの構成図である。

【図３】コントロールユニットの制御内容を説明するフ
ローチャートである。

【図４】コントロールユニットの制御内容を説明するフ
ローチャートである。

【図５】コントロールユニットの制御内容を説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ２ クラッチ ３ トランスミッション ４ コントロールユニット ７ セレクタ ９ レンジ位置センサ １１ クラッチストロークセンサ １２ シフト位置センサ １３ メインシャフト回転センサ（車速センサ） １４ カウンタシャフト回転センサ １５ クラッチペダルスイッチ １６ クラッチペダル １７ ガバナ制御装置 １８ クラッチアクチュエータ １９ ギヤシフトアクチュエータ ２０ クラッチブースタ ２１ マスタシリンダ ２８ クラッチバルブ ４０ アクセルペダル ４１ 警報ブザー

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転室にクラッチの断続をマニュアル操
   作で行うためのクラッチペダルを設けると共に、変速時
   にエンジン回転をシンクロ制御するようにした車両の自
   動変速装置において、トランスミッションにシンクロ機
   構を設けると共に、クラッチペダルが踏まれるとオンす
   るペダルスイッチと、このスイッチがオン状態で変速要
   求が発生したときにクラッチの駆動系をマニュアル操作
   状態に保持しながらトランスミッションをニュートラル
   位置に戻した後に要求シフト段へのギヤセットを実行す
   るバックアップ制御手段と、ギヤシフト完了時に作動す
   る警報手段を設けたことを特徴とする車両の自動変速装
   置。
2. 【請求項２】 運転室にクラッチの断続をマニュアル操
   作で行うためのクラッチペダルを設けると共に、変速時
   にエンジン回転をシンクロ制御するようにした車両の自
   動変速装置において、トランスミッションにシンクロ機
   構を設けると共に、クラッチペダルが踏まれるとオンす
   るペダルスイッチと、自動変速の制御中にペダルスイッ
   チがオンしたときにトランスミッションをニュートラル
   位置に戻してからクラッチの駆動系をマニュアル操作状
   態に切り替えた後に要求シフト段へのギヤセットを実行
   するバックアップ制御手段と、ギヤシフト完了時に作動
   する警報手段を設けたことを特徴とする車両の自動変速
   装置。