JPH077559Y2 - 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器と
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
ら機械式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（例えば実開昭60-23352号参照）。

第７図はその制御動作を示すフローチャートであり、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、トランスミッショ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ッシュ機構が採用さ
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（同期可能領域）に収めることができれば、
シンクロメッシュ機構がなくと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
複雑なシンクロメッシュ機構を省略し、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）にはいった時点でギヤセットを行わせている。

例えば、シフトアップ時には、第８図に示すように、加
速により車速Ｖが上昇して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ラック
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。な
お、第８図は第７図のステップ８で行なわれるシフトア
ップ制御の動作を示すフローチャートである。

その後23では直ぐにクラッチを接続する。これは、手動
変速ではギヤシフトを完了した後にクラッチを接続する
のが普通であるが、その間エンジン回転はアクセルとは
無関係にアイドル回転に向けて低下し、この回転低下が
大きいと、クラッチ接続時にはこの低下したエンジン回
転がアクセル側の回転まで急激に引き上げられるため、
駆動系に大きな負荷として作用し変速ショックを招く。
そこで、この変速ショックの軽減と、さらに変速所要時
間の短縮を目的として、トランスミッションをニュート
ラルに位置セットする間以外はクラッチをエンジン出力
軸に接続しておくのである。

24ではメインシャフト上を遊転するメインギヤのギヤ回
転速度Ngを検出し、Ngが低下して25でNg≦Nsyc＋ΔＮに
なると、Ngがシンクロ領域にあると判別して、メインギ
ヤとメインシャフトを噛合わせるギヤセットを開始し、
ギヤセット完了後に27にてコントロールラックを元の位
置に復帰させる。

ここに、Nsycはアクスルに連結するメインシャフトの回
転速度、ΔＮはこのNsycに対しギヤ鳴り等生ぜずに同期
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、この先願では第８図に示すように、ギヤセッ
ト完了後にエンジンの復帰、すなわち燃料噴射ポンプの
コントロールラックを変速前のラック位置に即座に復帰
させるようになっているため、例えばギヤシフト動作時
（コントロールラックは無負荷位置）での減速感から運
転者が誤ってアクセルペダルを踏み込んだ場合、コント
ロールラックの復帰時に燃料噴射量が急激に増加するこ
とから、予期せぬ急加速を引き起こすという問題点があ
った。特に、トレーラー等の大型貨物車両では空車時に
比較して貨物満載状態では走行抵抗が大きくなるため運
転者には変速時の減速感が強く感じられ、この結果アク
セルが踏み込まれてしまうという誤操作の機会が多い。
アクセル踏込による変速ショックの発生は積載貨物及び
車両駆動系の双方に悪影響を及ぼすため極力避ける必要
がある。

そこで、この考案はギヤシフト開始時のアクセルペダル
開度に比例してコントロールラックの復帰速度を加減す
ることにより、上記問題点を解決することを目的にす
る。

（問題点を解決するための手段） そのため、この考案は第１図に示すように、燃料噴射ポ
ンプのコントロールラックをギヤシフト開始時に無負荷
位置に戻すと共に、ギヤシフト完了時に変速前のラック
位置に復帰させるアクセル操作制御手段を備えた車両の
自動変速装置において、アクセルペダル開度を検出する
手段と、燃料噴射ポンプのコントロールラックの復帰速
度をアクセルペダル開度に比例して設定したラック復帰
速度記憶手段と、これらの出力に基づいてギヤシフト開
始時のアクセル開度に応じコントロールラックの復帰速
度を制御するラック復帰制御手段を設ける。

（作用） これによれば、燃料噴射ポンプのコントロールラックは
無負荷位置からギヤシフト開始時のアクセルペダル開度
に比例した速度で変速前のラック位置に復帰するので、
例えば変速前のアクセルペダル踏込量が小さいときには
燃料噴射量がゆっくりと増加するため、その間に運転者
はアクセルペダルの誤操作に対処できる。

（実施例） 第２図はディ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、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の踏込量（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48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、
シンクロメッシュ機構のない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を介してアクスルに連結するメ
インシャフト回転速度を検出するメインシャフト回転セ
ンサ56がそれぞれ設けられる。なお、メインシャフト回
転速度は車速に比例するので、メインシャフト回転速度
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、メインシャフト上を遊
転するメインギヤの回転速度Ngがメインシャフトの回転
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に等しく、このため、カウンタシャフト回転センサ
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、コントロールラックを要求に応じて駆動す
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、ギヤ機構を駆動してギヤシフトのセットを行
うギヤシフトアクチュエータ59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、シンクロ判定回路62と、変速操作制御手段を構成
するトランスミッション制御回路64、アクセル制御回路
63、クラッチ断続制御回路65、シトフトチェンジ制御回
路61と、燃料噴射ポンプ41のコントロールラックの復帰
速度をアクセル開度に応じて、例えば第５図のように設
定したラック復帰速度記憶回路70とからなっている。

ここに、シンクロ判定回路62は、メインシャフト回転セ
ンサ56とカウンタシャフト回転センサ57からの回転速度
信号に基づいてメインシャフト回転速度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
ものである。

また、変速操作制御手段としての主要な機能を担うシフ
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等と車速検出手段としてのメインシ
ャフト回転センサ56からの検出信号並びにシンクロ判定
回路62からの信号に基づいてアクセル制御回路63,トラ
ンスミッション制御回路64、クラッチ断続制御回路65を
介し制御信号を出力して変速操作を制御する。この場
合、アクセル制御回路63はシフトチェンジの要求発生時
に燃料噴射ポンプ41のコントロールラックを無負荷位置
に戻すと共に、ラック復帰速度記憶回路70からギヤセッ
ト操作開始時のアクセル開度に対応する復帰速度値を読
み取り、この復帰信号に基づいてギヤセット完了後にコ
ントロールラックを変速前のラック位置に復帰させるよ
うにガバナ制御装置53の駆動を制御する。

なお、この例は、発進時のクラッチ操作だけは手動で行
うことができるように、クラッチペダル46の踏込まれた
ことを検出するクラッチペダルスイッチ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
トロールラックに伝える切換装置68とが設けられてい
る。また、69は実際のシフト位置を示すトランスミッシ
ョンポジションランプである。

第４図はコントロールユニット60にて行なわれる制御動
作を説明するフローチャートであり、図中の番号は処理
番号を示す。例えば車速Ｖが上昇して変速が必要である
と判別されると、20〜22で燃料噴射ポンプのコントロー
ルラック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で直ぐにクラッチを接続し、ついで、
30と31にて、そのときのアクセル開度信号に対応するラ
ック復帰信号値をマップ（ラック復帰速度記憶回路）か
ら読み取り、その復帰速度信号に基づいて27でギヤセッ
ト完了後にコントロールラックを変速前のラック位置に
戻す。

従って、第６図の各タイミングチャートに示すように、
アクセル開度60％と比較的ペダル踏込量の小さい走行
中、ギヤシフト動作時（燃料噴射ポンプのコントロール
ラックは無負荷位置）での減速感から、運転者が誤って
アクセルペダルを１点鎖線で示すように踏込むことがあ
っても、コントロールラックはアクセル開度60％に対応
する復帰速度（従前の復帰速度よりも遅い）をもって時
間ｔをかけて復帰するため、その間に運転者は誤操作に
気付いてアクセルペダルをもとの開度に戻すことができ
る。

また、この実施例によれば、コントロールラックの復帰
速度はアクセル開度に比例して加減されるため、通常運
転時でのエンジン復帰ショックの緩和と、急加速運転時
での加速応答性の向上も図れる。

なお、ガバナ制御装置53としては、例えば電流値に応じ
て回転速度の変化するサーボモータを採用すると良い。

（考案の効果） 以上要するにこの考案によれば、燃料噴射ポンプのコン
トロールラックの復帰速度をギヤセット操作開始時のア
クセル開度に比例して制御するようにしたので、運転者
はギヤシフト動作中でのアクセルペダル誤操作によって
急加速を起こす前に、これに対処することが可能となる
ほか、通常運転時でのエンジン復帰ショックの緩和と急
加速運転時での加速応答性の向上が図れるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のクレーム対応図、第２図はこの考案
の実施例を示す構成図、第３図はコントロールユニット
のブロック図、第４図は制御動作の一例を説明するフロ
ーチャート、第５図は燃料噴射ポンプのコントロールラ
ックの復帰速度特性図、第６図はギヤシフト動作時の各
タイミングチャート、第7,8図は先願の制御動作を説明
するフローチャートである。 41……燃料噴射ポンプ、42……クラッチ、43……トラン
スミッション、49……セレクタ、50……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、57
……カウンタシャフト回転センサ、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、62…
…シンクロ判定回路、63……アクセル制御回路、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、70……ラック復帰速度記憶回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射ポンプのコントロールラックをギ
   ヤシフト開始時にアクセルペダル開度の如何にかかわら
   ず無負荷位置に戻すと共に、ギヤシフト完了時にアクセ
   ルペダル開度に対応したラック位置に復帰させるアクセ
   ル操作制御手段を備えた車両の自動変速装置において、
   アクセルペダル開度を検出する手段と、燃料噴射ポンプ
   のコントロールラックの復帰速度をアクセルペダル開度
   に比例して設定したラック復帰速度記憶手段と、これら
   の出力に基づいてギヤシフト開始時のアクセルペダル開
   度が小であるほど、無負荷位置からアクセルペダル開度
   に対応した位置に至るまでのコントロールラックの復帰
   速度が小となるように当該復帰速度を制御するラック復
   帰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。