JPH078630B2 - 自動変速装置の変速制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、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方法に関する。特に本発
明では、変速操作のシフトアップ時における変速ショッ
クを緩和するよう、燃料噴射ポンプのコントロールラッ
ク等の操作に工夫をしたものである。

＜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。

＜発明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。

本発明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方法を提供することを
目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の自動変速装置の変速制御方法は、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、燃料噴射ポ
ンプのコントロールラックを操作するラック用アクチュ
エータと、運転者の意志と車両の走行条件とに基づいて
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
段及びラック用アクチュエータの作動を制御する制御装
置とを具えた自動変速装置において、高速段側へのギヤ
位置の切換に際し前記ラック用アクチュエータを介して
前記コントロールラックをアイドル回転状態側へ段階的
に漸次移動させたのち、前記クラッチ用アクチュエータ
を介して前記摩擦クラッチを切る一方、前記ギヤ位置の
切換を完了した時点での前記歯車式変速機の入力軸の回
転数に対して前記エンジンの出力軸の回転数が同一とな
る方向にコントロールラックを移動させると共に前記摩
擦クラッチを漸次接続方向に移動させ、前記歯車式変速
機の入力軸の回転数に対して前記エンジンの出力軸の回
転数が同一となった時点で前記摩擦クラッチを接続さ
せ、前記摩擦クラッチの接続が完了した時点で前記コン
トロールラックをアクセルペダルの踏み込み量と対応し
た位置まで段階的に漸次移動させるようにしたことを特
徴とするものである。

＜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、高速段側へのギヤ位置の切換に際しては、ますコ
ントロールラックがラック用アクチュエータによりエン
ジンの出力軸のアイドル回転状態と対応する位置までス
テップ状に移動したのち、摩擦クラッチが切られて高速
段側へのギヤ位置の切換が行われ、この時の歯車式変速
機の入力軸の回転数に対してエンジンの出力軸の回転数
が同一となるような位置にコントロールラックを保持し
てから摩擦クラッチを接続させ、前記摩擦クラッチの接
続が完了した時点でコントロールラックが運転者による
アクセルペダルの踏み込み量と対応した位置までステッ
プ状に移動する。

＜実 施 例＞ 本発明方法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とに亙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にはリンク36を介し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30
a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ON/OFF作動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
制御される常時閉塞型の電磁弁50が取付けられる。な
お、エアシリンダ42には内部エア圧がクラッチ31の遮断
状態となる規定値以上になるとON信号を出力する前述し
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72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、実線で表わすD_P
レンジ及び点線で表わすD_Eレンジにおける２速〜７速の
変速時期は、車両の高負荷時等に対処するため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58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。又、ブ
レーキペダル61が踏込まれた時にはブレーキセンサ62は
ハイレベルのブレーキ信号を出力するようになつてい
る。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
られ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30
a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。

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31を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50,53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オーニングラン
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オーニングラ
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
段について説明する。

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以上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
定値以下の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を越える場合は通常の処理に戻
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31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のストローグ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、チエンジレバー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オーニング
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、
チエンジレバー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が作動したか否かを
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48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
合はエアウオーニングランプ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
アウオーニングランプ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の場合は再びLE
点補正を行う。又、ギヤ位置がニュートラル以外である
NOの場合は摩擦クラッチ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。CPU66はこの時点でエンジン
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が検出されるとこのT₁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32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LEOFF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図に示す第一の設定値|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が第二の設定値|x₂|（|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|y₂|（|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が第四の設定値|y₁|（|y₁|＜|y
₂|）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31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T₂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、CPU66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
によりクラッチウオーニングランプ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、クラッチウオーニングラ
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），（ｃ）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リバースウオーニング
ブザーにより運転車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YES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
号を出力するが、本実施例ではまず変速開始の信号とな
るシフトダウンの判断時におけるアクセル負荷信号電圧
V_Aを読み取り、アイドル電圧V_AIDLとアクセル負荷信号
電圧V_Aとの差の1/4だけ一定時間（例えば0.1秒）アクセ
ル負荷信号電圧V_Aよりも低いアクセル擬似信号電圧V_AC
を出力し、更にこれよりも1/4だけ低いアクセル擬似信
号電圧V_ACを出力したのち、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の接続を完了す
る。そして、この時のアクセル負荷信号電圧V_Aを読み込
み、前記アクセル擬似信号の電圧V_ACとの差の1/4だけ一
定時間アクセル擬似信号電圧V_ACを上げ、この操作を繰
り返して最新のアクセル負荷信号電圧V_Aから最新のアク
セル擬似信号電圧V_ACを引いた値が、最新のアクセル負
荷信号電圧V_Aからエンジン30のアイドル回転に対応する
コントロールラック35の位置の電磁アクチュエータ38に
作用するアイドル電圧V_AIDLを引いた値の1/4よりも小さ
くなった時点でこのアクセル擬似信号を解除してメイン
のフローに戻る。このように、電磁アクチュエータ38へ
の出力信号を一気にアクセル負荷信号電圧V_Aに上昇させ
ずに段階的に加えていくことにより、変速ショックを軽
減することができる。なお、無段階にアクセル擬似信号
電圧V_ACを上げて行くことも可能である。

一方、前記D_P,D_Eレンジからのシフトダウンに相当する
か否かの判断の結果、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
の制御信号を出力するが、まず変速開始の信号となるシ
フトアップの判断時におけるアクセル負荷信号電圧V_Aを
読み取り、アイドル電圧V_AIDLとアクセル負荷信号電圧V
_Aとの差の1/4だけ一定時間（例えば0.1秒）アクセル負
荷信号電圧V_Aよりも低いアクセル擬似信号電圧V_ACを出
力し、更にこれよりも1/4だけ低いアクセル擬似信号電
圧V_ACを出力したのち、摩擦クラッチ31を遮断すると共
にアイドル電圧V_AIDLを電磁アクチュエータ38に出力す
る。このように、電磁アクチュエータ38への出力信号を
アクセル負荷信号電圧V_Aから一気にアイドル電圧V_AIDL
に落とさずに段階的に低下させることにより、変速ショ
ックを軽減することができ、特にD_Eレンジでのシフトア
ップの場合に効果が大きい。なお、本実施例ではアクセ
ル擬似信号電圧V_ACを二段階に落とすようにしたが、三
段階以上に設定したり或いは無段階に落とすようにする
ことも当然可能である。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の場合には先に述べたシフトダウン操作
と同様にアクセル擬似信号電圧V_ACを段階的に出力して
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であればウオーニングブザーにより警告
を行う。

上記の操作は、前記チエンジレバー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の場合はメインのフローに戻り、NOの場合
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ス
ウオ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、前記チエンジレバー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エ
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
れている。しかし、Ｎ段が選択されている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な所で適宜
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。

＜発明の効果＞ 本発明の自動変速装置の変速制御方法によると、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。
又、変速操作のアップシフト時に、燃料噴射ポンプのコ
ントロールラックを摩擦クラッチの遮断操作直前と接続
完了直後とでそれぞれ段階的に動かし、エンジン回転の
急激な変化を防止したので、この時に発生する変速ショ
ックを小さくすることができ、乗心地の良好な変速操作
が可能となった。つまり本発明によれば、高速段へのギ
ヤ切換に際して摩擦クラッチを切る場合には、エンジン
のコントロールラックをアイドル回転状態側へ段階的に
漸次移動させたのち摩擦クラッチを切るため、車輪側へ
伝達される駆動力を徐々に減少させてから摩擦クラッチ
を切ることになり、該駆動力が急激に遮断されることが
ない。これにより減速感を抑えることができショックも
小さい利点がある。

また、ギヤの切換完了後には、歯車式変速機の入力軸の
回転数とエンジン出力軸の回転数が同一になるような位
置にコントロールラックを移動させてから摩擦クラッチ
を接続させるので、クラッチの接続に際して加速感や減
速感が生じたりすることを効果的に防止できるし、クラ
ッチ接続の完了後にコントロールラックをアクセルペダ
ルの踏込量に対応した位置まで段階的に漸次移動させる
ので、違和感なく自動変速を完了して運転者のアクセル
ペダル操作に応じた運転状態に移行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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
例の表すグラフ、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），（ｃ）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である。

フロントページの続き (72)発明者 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59−140950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−50259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−105831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−77138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−81257（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、 燃料噴射ポンプのコントロールラックを操作するラック
   用アクチュエータと、 運転者の意志と車両の走行条件と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及びラッ
   ク用アクチュエータ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、 高速段側へのギヤ位置の切換に際し前記ラック用アクチ
   ュエータを介して前記コントロールラックをアイドル回
   転状態側へ段階的に漸次移動させたのち、 前記クラッチ用アクチュエータを介して前記摩擦クラッ
   チを切る一方、 前記ギヤ位置の切換を完了した時点での前記歯車式変速
   機の入力軸の回転数に対して前記エンジンの出力軸の回
   転数が同一となる方向にコントロールラックを移動させ
   ると共に前記摩擦クラッチを漸次接続方向に移動させ、 前記歯車式変速機の入力軸の回転数に対して前記エンジ
   ンの出力軸の回転数が同一となった時点で前記摩擦クラ
   ッチを接続させ、 前記摩擦クラッチの接続が完了した時点で前記コントロ
   ールラックをアクセルペダルの踏み込み量と対応した位
   置まで段階的に漸次移動させるようにした ことを特徴とする変速制御方法。