JPH0720443Y2 - ２ピストン型３位置シリンダーの中立位置制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は主に車両に搭載されたギヤ噛換式変速装置の変
速操作を圧力シリンダーを用いて行なう３位置シリンダ
ーの中立位置制御装置に関する。

（従来の技術） 通常、変速機の変速操作用アクチュエータとして２つの
電磁弁によりその位置決めが制御される３位置シリンダ
ーが用いられる。第３図はそのような３位置シリンダの
制御装置を示す。第３図において、１は３位置シリンダ
ーであり、２つのピストン10,11によりシリンダー内に
は２つの室1a,1bが形成されており、ピストン11のシャ
フト1cにはシフトアーム（第３図には図示せず）が連結
されている。シリンダー１の室1aには電磁弁V2が連通し
ており、室1bには電磁弁V1が連通している。これらの電
磁弁V1,V2のオン・オフ制御によりシリンダー１のシャ
フト1cが１速・ニュートラル・２速の位置に位置決めさ
れる。なお、５はポンプであり、６はタンクである。

さらに詳細に説明すると、電磁弁V2をオンすると、ピス
トン11だけが右方に移動し、“２速”の位置をとる。ま
た、電磁弁V1をオンすると、ピストン11がピストン10を
押しながら左方に移動し、“１速”の位置をとる。“ニ
ュートラル”の位置をとるためには、電磁弁V1,V2の両
方をオンし、室1a,1bの両方に作動流体を導入する。

（考案が解決しようとする課題） このような従来の３位置シリンダーの中立位置制御装置
においては、電磁制御バルブV1及びV2に対して同時に作
動指令が入力された場合、両バルブの動作時期は厳密に
一致しなければならない。仮に１速状態からニュートラ
ルにする場合に、バルブV1のほうが早く動作すればピス
トン10はシリンダー左内壁に押付けられる。するとバル
ブV2からの作動流体はシリンダー室内1aに流入せず１速
状態から変化しない。２速状態からニュートラルにする
場合においても、バルブV2の方が早く動作すればピスト
ン11がシリンダー右内壁に押付けられ、２速状態から変
化しない。つまりバルブV1及びV2に、たとえ微小時間で
あっても応答速度の差があれば変速機操作を行なうこと
が出来ないという問題点がある。

上記問題点の解決方法としては、バルブV1及びV2を多数
個の中から応答速度の等しい組合わせを選別する方法
や、少なくとも一方のバルブの応答を調節する方法があ
るが両方法共に応答速度の経時変化に対しては効果がな
い。またシリンダー内端面、もしくはピストン端面に突
起等を設け、ピストンがたとえばシリンダー内壁に突当
たってもピストンの流体圧受面に作動流体圧が作用する
ような構造にする方法が知られているが、該解決方法に
よってもシリンダー長の増大、ピストンあるいはシリン
ダー加工コストの高騰等の問題点がある。

本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、ギヤ噛合
状態からニュートラルへのシフトチェンジ操作をする場
合に、シリンダーの作動を制御するバルブに対し、まず
シリンダーをニュートラル方向に作動させる側のバルブ
を開にし、予め設定した時間後に残りのバルブを開にす
る。このように２バルブを時間差をもって開にすること
によりシリンダー及びピストンの形状を変更せずともニ
ュートラルへの操作を確実に行なう３位置シリンダーの
中立位置制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案の目的を達成するために、第１のピストンは一部
がシリンダー外部へと突出し、第２のピストンはシリン
ダー内に摺動自在に嵌合された、互いに連結されていな
い２つのピストンを有する３位置シリンダーと、該３位
置シリンダーの作動流体圧を印加する２つの内室に接続
された電磁制御弁V1及びV2を有し、該各電磁制御弁はポ
ンプに接続されるとともに、該各電磁制御弁の各電磁コ
イルを駆動するコントロールユニットを有する３位置シ
リンダーの制御装置において、前記第１のピストンに該
ピストンの各停止位置を検出する３個の位置検出手段を
有し、前記コントロールユニットは該各位置検出手段の
信号出力を入力とし、前記第１のピストンの現在の位置
を判定する判定手段と、前記第１のピストンの目標作動
位置を決定する目標位置決定手段と、該目標作動位置が
中立の場合、前記判定手段の結果により前記電磁制御弁
V1及びV2を、各々の作動開始に時間差をもたせて駆動す
る駆動手段とを有する３位置シリンダーの制御装置が提
供される。

（作用） 本考案の３位置シリンダーの中立位置制御装置では、３
位置シリンダーのシリンダー左右室内に作動流体圧をか
け、ギヤ噛合状態からニュートラル状態にする場合、両
室内に同時に流体圧がかからないように電磁制御バルブ
を制御する。つまりギヤ噛合状態からニュートラル状態
にすべく３位置シリンダー左右室内に各々接続された電
磁制御バルブを開にする場合、まずニュートラル方向へ
作動するように作動流体を供給する側のバルブには直ち
に作動信号を出力し開状態にする。他方のバルブには予
め設定した時間経過後、作動信号を出力する。上記操作
によりシリンダー内のピストンは、まずニュートラル方
向への駆動力のみを受け若干動作し、完全にシリンダー
内壁との接触を断った後両側面に流体圧を受け、確実に
ニュートラル状態で停止する作用がある。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。

第１図は本考案における３位置シリンダーの中立位置制
御装置のブロック図である。本図では仮に１速と２速の
切換えを行なう場合について示す。

３位置油圧シリンダー（以下シリンダー）１内部には互
いに連結されていないピストン10及び11が配設されてお
り、ピストン11の一部はシャフト1cを成しシリンダー１
の外部へと突出している。該シャフト1cには１速・ニュ
ートラル・２速の各位置での位置決め用凹部８が有り、
同時にギヤ移動用のシフトアーム７が連結されている。
また各シャフト位置での位置決め、及び位置確認のため
のスイッチa1・a2・a3が凹部８に挿入するようにセット
され、シフトアーム７はドライブギヤシャフト９に接続
されている。シリンダー１の左右内室1a及び1bには各々
電磁制御バルブ（以下バルブ）V2及びV1を介してポンプ
５及びダンク６に配管され、バルブV1及びバルブV2の電
磁コイルはコントロールユニット４に接続されている。
コントロールユニット４内部には車速信号及びエンジン
回転数信号と、上記スイッチ1a・a2・a3からの信号を入
力し、かつバルブV1・V2へ作動信号を出力する入出力イ
ンターフェイス4dと、車速とエンジン回転数との関係テ
ーブルを記憶しているROM4bと、コントロールメモリ4e
のプログラムのもとに、上記車速信号及びエンジン回転
数信号より、ROM4bのテーブルから最適なシフト位置を
演算するCPU4aと、データを一時格納しておくRAM4cより
構成されている。

次に本実施例の作用について説明する。

第１図のシリンダー１はニュートラルの状態を表わして
いる。ここでコントロールユニット４よりバルブV1へ信
号を出力し、ポンプＰに対して開にすれば、シリンダー
室内1bに作動油が流入し、ピストン10及び11を左方向へ
移動させる。シリンダー室内1aの作動油は、ピストン10
及び11が左方向へ移動することにより、バルブV2を経て
タンク６へと流出する。ピストン11が左端まで移動すれ
ばシフトは１速になりスイッチa1がオンする。次にバル
ブV1をポンプＰに対して閉にしバルブV2をポンプＰに対
して開にすれば、シリンダー室内1aに作動油が流入し、
ピストン10及び11を右方向へ移動させる。ピストン10は
シリンダー１の中間部に設けられた段差により途中で停
止し、ピストン11のみが右端まで移動する。ピストン11
が右端まで移動すればシフトは２速になりスイッチa2が
オンする。バルブV1・V2共にポンプ５に対して開にすれ
ば、シリンダー左右室内1a及び1bに油圧が作用しピスト
ン10には右方向へ、ピストン11には左方向への移動力が
作用する。ピストン11の油圧受面よりピストン10の油圧
受面の方が広いためピストン11は中間部に停止している
ピストン10に接触した状態で停止する。ピストン11が中
間位置にあればシフトはニュートラルになり、スイッチ
a3がオンする。１速からニュートラルにする場合、バル
ブV1が先に開になればピストン10はシリンダー１の左内
端面に密着し、バルブV2からの作動油がシリンダー１の
左室内1aに流入出来ずニュートラル状態にならない。２
速からニュートラルにする場合もバルブV2が先に開にな
ればピストン11はシリンダー１の右内端面に密着し、バ
ルブV1からの作動油がシリンダー１の右室内1bに流入出
来ず同じくニュートラル状態にならない。よって１速か
らニュートラルにする場合はV2を、２速からニュートラ
ルにする場合はV1を先に関にし、予め設定した時間後に
他方を開にするようにバルブV1・V2をコントロールユニ
ット４により制御する。

第２図にコントロールユニット４内の演算流れをフロー
図で示す。ステップ52でROM4bのテーブルをもとに、ス
テップ51で入力された車速及びエンジン回転数信号から
最適な目標シフト位置を求める。次にステップ53で現在
のシフト位置を判断し１速であればステップ54へ、２速
であればステップ62へ、ニュートラルであればステップ
68へ飛ぶ。ステップ68ではステップ52での目標シフトが
１速か２速かを判断し、１速であればステップ72でバル
ブV1を開にし、スイッチa1がオンすることによりステッ
プ73で１速位置確認後、ステップ74でバルブV1を閉にす
る。２速であればステップ69でバルブV2を開にし、スイ
ッチa2がオンすることによりステップ70で２速位置確認
後、ステップ71でバルブV2を閉にする。ステップ53から
ステップ54に飛んだ流れは、ここでステップ52での目標
シフトを判断し２速であればステップ69へ、ニュートラ
ルであればステップ55へと飛ぶ。次にステップ55でバル
ブV2を開にした後、ステップ56・57・58によるタイマー
により予め設定された時間Ｔ後、ステップ59へ飛ぶV1を
開にする。次のステップ60でスイッチa3がオンすること
によりニュートラル位置を確認後、ステップ61でV1・V2
を閉にする。ステップ53からステップ62への流れはステ
ップ62で上記目標シフトを判断し１速であればステップ
72へ、ニュートラルであればステップ63へ飛ぶ。ステッ
プ63でバルブV1を開にした後、ステップ64・65・66によ
るタイマーにより時間Ｔ後、ステップ67に飛ぶバルブV2
を開にした後、ステップ60に飛ぶ。なおステップ60・ス
テップ70・ステップ73でそれぞれスイッチa3・a2・a1に
よるシフト位置信号が入力されない場合は異常信号を出
力する。

図示した実施例に関連して本考案について説明したが、
本考案は実用新案登録請求の範囲に示される主旨と精神
の下で多様な構成をとり得るものであって、特段の事情
のない限り、本考案をその詳細に説明した枠内に限定す
る意図はない。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、シリンダー内部
を改造することなく電磁制御バルブを時間差制御するこ
とにより確実に３位置シリンダーを中立位置に作動さ
せ、シリンダ内部を改造することなく中立位置で停止さ
せ、シフトをニュートラルにする３位置シリンダーの中
立位置制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示すブロック図、第２図
は、コントロールユニット内の演算流れを示すフロー
図、第３図は、従来の圧力シリンダー制御装置のブロッ
ク図である。 １……３位置シリンダー、４……コントロールユニッ
ト、５……ポンプ、６……タンク、７……シフトアー
ム、９……ドライブギヤシャフト、10.11……ピスト
ン、a1・a2・a3……スイッチ、V1・V2……電磁制御バル
ブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のピストンは一部がシリンダー外部へ
   と突出し、第２のピストンはシリンダー内に摺動自在に
   嵌合された、互いに連結されていない２つのピストンを
   有する３位置シリンダーと、該３位置シリンダーの作動
   流体圧を印加する２つの内室に接続された電磁制御弁V1
   及びV2を有し、該各電磁制御弁はポンプに接続されると
   ともに、該各電磁制御弁の各電磁コイルを駆動するコン
   トロールユニットを有する３位置シリンダーの制御装置
   において、前記第１のピストンに該ピストンの各停止位
   置を検出する３個の位置検出手段を有し、前記コントロ
   ールユニットは該各位置検出手段の信号出力を入力と
   し、前記第１のピストンの現在の位置を判定する判定手
   段と、前記第１のピストンの目標作動位置を決定する目
   標位置決定手段と、該目標作動位置が中立の場合、前記
   判定手段の結果により前記電磁制御弁V1及びV2を、各々
   の作動開始に時間差をもたせて駆動する駆動手段とを有
   することを特徴とする３位置シリンダーの制御装置。