JPH087153Y2

JPH087153Y2 - 車両用自動変速装置

Info

Publication number: JPH087153Y2
Application number: JP1990100755U
Authority: JP
Inventors: 順梶並; 勲岡本; 俊夫北村
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2005-09-26
Also published as: JPH0456930U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、メカニカル変速機構に電子制御方式を取り
入れて動作させる車両用自動変速装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

車両の変速装置に於ては、トルクコンバータを使用す
るものとは別に、走行燃費の低減やトルクコンバータを
用いたものと同等のイージドライブが達せられるといっ
た種々の利点から、メカニカルクラッチやトランスミッ
ションにアクチュエータを付加し、これらを運転状況を
検出する各種検出手段の信号に基づいて電子制御するも
のが広く採用されつつある。

そして、昨今では、この種の車両用自動変速装置に関
し、例えば実開昭60−69729号公報に開示されるように
低速走行時にクラッチを切り忘れても、速度が所定の設
定速度に低下すると自動的にトランスミッションをニュ
ートラル状態に動作して不快な振動やエンジンストール
を防止する考案を初め、様々な提案がなされている。

〔考案が解決しようとする課題〕

然し、上記公報に開示される考案のように車速がアイ
ドリング状態に近づくと自動的にトランスミッションが
ニュートラル状態にセットされるよりは、ギヤをニュー
トラルとせずに、自動的にクラッチを切ってギヤを最適
段にギヤ入れした状態で待機した方が再加速が迅速に行
なえる。

而して、斯様に再加速する場合、車速が低いとこの種
の自動変速装置ではエンジンストールを防止するために
ドライバーが半クラッチ操作をする必要があるが、この
とき、クラッチを自動的に切ったクラッチブースタから
エアを適正に排気せずに、例えばエアを急激に排気する
とクラッチが急に繋がって車両が飛び出し、又、エアを
緩慢に排気するとドライバーのクラッチペダル操作に対
して応答性が悪くなるという不具合が発生してしまう。

本考案は斯かる実情に鑑み案出されたもので、クラッ
チブースタからのエア排気方法の適正化を図ることによ
り、クラッチが自動的に切れている状態でドライバーが
クラッチ操作を行った際の車両の急激な飛び出しを防止
し、又、ドライバーのペダル操作によるクラッチ操作へ
の迅速な切り替えが可能な車両用自動変速装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

斯かる目的を達成するため、本考案は、ドライバーの
クラッチペダル操作又はクラッチブースタへのエア配管
中に装着した制御弁のコントロールユニットによる自動
制御で、クラッチブースタにエアを給排気してクラッチ
を断接するクラッチ機構を備えた車両用自動変速装置で
あって、クラッチストローク量からクラッチの断接状態
を検出するクラッチ位置検出手段と、ドライバーによる
ペダル操作の有無を検出し、クラッチペダルが十分踏み
込まれた状態でON信号を上記コントロールユニットに入
力するクラッチペダルプッシュ位置検出手段と、クラッ
チペダルが踏み込まれていない状態や殆ど踏み込まれて
いない状態で上記コントロールユニットにON信号を入力
するクラッチペダルフリー位置検出手段と、トランスミ
ッションのギヤ位置を検出するギヤ位置検出手段とを備
え、トランスミッションがギヤ入れされてクラッチが自
動的に切られている状態でドライバーがクラッチペダル
の操作を行なったとき、上記コントロールユニットによ
り制御弁を制御して、クラッチペダルプッシュ位置検出
手段のON信号発生領域内でクラッチブースタ内からエア
を急速排気し、上記クラッチペダルフリー位置検出手段
のON信号発生領域内でクラッチブースタ内からエアを排
気せず、上記クラッチペダルフリー位置検出手段とクラ
ッチペダルプッシュ位置検出手段の両OFF領域内では、
上記クラッチ位置検出手段の検出信号によりクラッチス
トローク量が所定値よりもクラッチ切側にあるとき、ク
ラッチブースタ内からエアを急速排気すると共に、クラ
ッチストローク量が当該所定値よりもクラッチ接側にあ
るとき、クラッチブースタ内からエアを緩速排気するよ
うにしたものである。

〔作用〕

本考案によれば、トランスミッションがギヤ入力され
てクラッチが自動的に切られている状態でドライバーが
クラッチペダルの操作を行なうと、コントロールユニッ
トが制御弁を制御して、クラッチペダルプッシュ位置検
出手段のON信号発生領域内でクラッチブースタ内からエ
アを急速排気し、クラッチペダルフリー位置検出手段の
ON信号発生領域内でクラッチブースタ内からエアを排気
しない。又、クラッチペダルフリー位置検出手段とクラ
ッチペダルプッシュ位置検出手段の両OFF領域内では、
クラッチ位置検出手段の検出信号によりクラッチストロ
ーク量が所定値よりもクラッチ切側にあるとき、クラッ
チブースタ内からエアを急速排気すると共に、クラッチ
ストローク量が当該所定値よりもクラッチ接側にあると
き、クラッチブースタ内からエアを緩速排気することと
なる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例に係る自動変速装置のハー
ドウェア構成を示し、図に於て、符号１はエンジンで、
当該エンジン１にはメカニカルクラッチ（以下「クラッ
チ」という）３を介してメカニカルトランスミッション
（以下「トランスミッション」という）５が連結されて
おり、トランスミッション５のメインシャフトはプロペ
ラシャフト７を介してリヤアクスルに連結されている。

そして、上記エンジン１に装着された燃料噴射ポンプ
９には、当該燃料噴射ポンプ９の燃料噴射量を調整して
エンジン１の回転数を制御するガバナ装置11が取り付け
られている。

又、上記クラッチ３はこれを断接するアクチュエータ
として機能するクラッチブースタ13を備え、このクラッ
チブースタ13の駆動力はアウタレバー15を介してクラッ
チディスクに伝達されるようになっており、更に、当該
アウタレバー15にはその動きに連動してクラッチストロ
ークを検出するクラッチ位置センサ17が連結されてい
る。そして、上記クラッチブースタ13は車両発進時のド
ライバーのクラッチ操作の際に、エアリザーバからの圧
縮空気を倍力源としてクラッチペダル19の踏力を軽減す
ると共に、コントロールユニット21により制御されて走
行中の自動変速時にクラッチディスクを断接するもので
ある。

一方、上記トランスミッション５には、ギヤ入れ，ギ
ヤ抜きを行なうトランスミッションアクチュエータ23
と、トランスミッション５のギヤシフト位置を検出する
ギヤ位置センサ25と、メインシャフトの回転数を検出す
る車速センサ27と、カウンタシャフトの回転数を検出す
るカウンタシャフト回転センサ29とが夫々設けられてい
る。

又、符号31は車両の運転室内に設置されたシフトタワ
ーで、当該シフトタワー31のシフトレバー33の操作によ
ってシフト段が指定されるようになっている。そして、
当該シフトタワー31には、シフトレバー33が各レンジポ
ジションに操作された時にその位置を検出するシフトレ
バー位置センサ35が各レンジに対応して設けられてお
り、当該各シフトレバー位置センサ35のON信号が上記コ
ントロールユニット21に入力されるようになっている。

更に、符号37はドライバーのクラッチ操作を検出する
クラッチペダルフリー位置スイッチ（以下「フリー位置
スイッチ」という）、39はクラッチペダルプッシュ位置
スイッチ（以下「プッシュ位置スイッチ」という）で、
フリー位置スイッチ37はクラッチペダル19が踏み込まれ
ていない状態や、足がクラッチペダル19に乗せられても
殆ど踏み込まれていない状態のときにONとなり、又、プ
ッシュ位置スイッチ39はクラッチペダル19が十分踏み込
まれた状態でONとなって、それらの信号を上記コントロ
ールユニット21に入力するようになっている。その他、
第１図中、符号41はクラッチマスタシリンダ、43はクラ
ッチ液リザーバである。

第２図は本考案の一実施例に係る自動変速装置の詳細
を示し、クラッチ３のアクチュエータとして機能するク
ラッチブースタ９は車両発進時のドライバーのクラッチ
操作の際に、エアリザーバからのエアを倍力源としてク
ラッチペダル19の踏力を軽減すると共に、上記コントロ
ールユニット21により制御されて走行中の自動変速時に
クラッチ３を断接するもので、クラッチ３のアウタレバ
ー15に連携されたハイドロリックシリンダ部45と、エア
リザーバに接続されたコントロールバルブ部47と、当該
コントロールバルブ部47にエア配管49を介して接続され
たパワーシリンダ部51とを備えている。

而して、車両の発進時にドライバーがクラッチペダル
19を踏み込んでその踏力に応じた油圧がハイドロリック
シリンダ室53を介してコントロールバルブ部47のコント
ロールバルブ47aにかかると、当該コントロールバルブ4
7aが油圧に応じて開き、エアリザーバからの圧縮空気を
パワーシリンダ部51に導き、その倍力された力がパワー
ピストン55を介してその先端に連結されたハイドロリッ
クピストン57を押し、その力がアウタレバー15に伝わる
ようになっている。

又、符号59は上記エア配管49に装着されたダブルチェ
ックバルブで、その一方の空気流入口59aと空気流出口5
9bにエア配管49が接続され、他方の空気流入口59cはク
ラッチ用三連電磁バルブ（以下「三連電磁バルブ」とい
う）61が装着されたエア配管63を介してエアリザーバに
接続されている。そして、上記ダブルチェックバルブ59
はバルブ本体59dが矢印方向へ移動可能で、コントロー
ルバルブ部47側のエア配管49と三連電磁バルブ61側のエ
ア配管63のうち、高圧な配管側の通路と空気流出口59b
とを通気して低圧な方を閉じる構造となっている。

上記三連電磁バルブ61は１つの給気電磁バルブ61a
と、２つの排気電磁バルブ61b,61cとが連なった構造と
なっており、一方の排気電磁バルブ61bのオリフィス61
b′は他方の排気電磁バルブ61cのオリフィス61c′より
も大きく形成されて、多くのエアを排気できるようにな
っている。そして、車両走行時は、エンジンの運転状況
に応じて、例えばエンジン回転数センサや上記ギヤ位置
センサ25等の各センサからの検出信号を入力したコント
ロールユニット21の指令で、上記三連電磁バルブ61の給
気電磁バルブ61aがエア配管63を開放してエアリザーバ
からのエアをエア配管63,ダブルチェックバルブ59を介
してクラッチブースタ13に供給し、クラッッチ３を強制
的に切ることとなる。又、これと同時にトランスミッシ
ョンアクチュエータ23がコントロールユニット21の指令
でギヤの変速を行ない、変速後はコントロールユニット
21の指令でエア配管63の流路を閉鎖し、且つクラッチブ
ースタ13内のエアを排気電磁バルブ61b,61cから大気に
排気して、クラッチ３を繋ぐようになっている。又、上
述の如く車両の発進時にドライバーがクラッチペダル19
を踏み込んでクラッチブースタ13内に供給されたエア
は、ドライバーがクラッチペダル19を戻すことにより排
気電磁バルブ61b,61cから大気に排気されるようになっ
ている。

更に、本実施例に於ける上記コントロールユニット21
は、第３図の如くクラッチ位置センサ17,ギヤ位置セン
サ25からの検出信号やフリー位置スイッチ37,プッシュ
位置スイッチ39からのON信号を基に、トランスミッショ
ン５がギヤ入れされてクラッチ３が自動的に切られてい
る状態でドライバーがクラッチペダル19の操作を行なっ
たとき、第４図及び第５図に示す制御方法を以って上記
三連電磁バルブ61を制御し、クラッチブースタ13から適
正にエアを排気するようになっている。

即ち、トランスミッション５がギヤ入れされてクラッチ
３が自動的に切られている状態でドライバーがクラッチ
ペダル19の操作を行なったとき、クラッチ位置センサ17
で検出したクラッチストローク量が、第４図に示すよう
にプッシュ位置スイッチ39のON信号発生領域内では、
上記三連電磁バルブ61の排気電磁バルブ61b,61cを共にO
Nにしてクラッチブースタ13内のエアを両排気電磁バル
ブ61b,61cから急速排気し〔制御方法Ｉ）、又、フリー位置スイッチ37のON信号発生領域内では、排
気電磁バルブ61b,61cとも作動させずにクラッチブース
タ13からエアを排気せず〔制御方法III〕、そして、フリー位置スイッチ37とプッシュ位置スイッ
チ39の両OFF領域内では、クラッチ位置センサ17の検出信号によりクラッチス
トローク量が所定値Ａ点（当該Ａ点は、半クラッチ領域
とクラッチ切領域の境にある）よりもクラッチ切側にあ
るとき、排気電磁バルブ61b,61cを共にONにしてクラッ
チブースタ13内のエアを急速排気し、又、クラッチスト
ローク量が上記Ａ点よりもクラッチ接側にあるときに
は、排気電磁バルブ61cのみをON操作してクラッチブー
スタ13内からエアを緩速排気する〔制御方法II〕、ようになっている。

一方、第６図に示すように排気電磁バルブ61b,61cを
共にONさせた場合のクラッチの移動の仮想ストローク基
準値STD（ｔ）と、第７図に示すように一方の排気電磁
バルブ61cのみをONさせた場合のクラッチ３の移動の仮
想ストローク基準STD（ｔ）を、夫々、コントロールユ
ニット21に記憶させておく。そして、排気電磁バルブ61
b,61c等をONしたときに、上記各仮想ストローク基準値S
TD（ｔ）のストローク量をクラッチ３が実際に動いてこ
ない場合には、ドライバーによるクラッチペダル19の踏
込み量とクラッチ３の戻りが一致したとして、クラッチ
ブースタ13からのエアの排気を終了させるようになって
いる。尚、第２図中、符号65はハイドロリックシリンダ
室53内に装着されたフリーピストンである。

本実施例はこのように構成されているから、上述した
ように発進時のドライバーのクラッチ操作の際に、クラ
ッチブースタ13で倍力された力がアウタレバー15に伝わ
ってクラッチ３が切られる。そして、シフトレバー33に
よるシフト段の指示でシフトレバー位置センサ35のON信
号がコントロールユニット21に入力されて、トランスミ
ッションアクチュエータ23によりギヤシフトが行なわれ
る。

又、走行中は、コントロールユニット21に入力される
車速センサ27やエンジン回転センサ，負荷センサ等の信
号に基づき、トランスミッションアクチュエータ23によ
りギヤシフトが行なわれ、同時にコントロールユニット
21により三連電磁バルブ61が制御されてクラッチ３の断
接が行なわれる。

そして、コントロールユニット21にはギヤ位置センサ
25やクラッチ位置センサ17からの信号が常時入力されて
いるが、第８図のフローチャートに示すようにギヤ位置
がニュートラルでないと判定され（ステップS1）、そし
て、クラッチ３が自動的に切られているとステップS2で
判定された状態で、ドライバーのクラッチペダル操作に
よってフリー位置スイッチ37がONであるか否かが判定さ
れ（ステップS3）、ONでないと判定されるとステップS4
に進んでプッシュ位置スイッチ39がONであるか否かが判
定される。

上記ステップS3でフリー位置スイッチ37がONであると
判定されたときには、ステップS5に進んで第４図及び第
５図に示すように排気電磁バルブ61b,61cとも作動させ
ず、クラッチ３を現状の状態のまま維持させる。従っ
て、クラッチ３は自動的に切られた状態のままである。

又、上記ステップS4でプッシュ位置スイッチ39がONで
あると判定されると、ステップS6に進んで三連電磁バル
ブ61の排気電磁バルブ61b,61cを共にONにして、クラッ
チブースタ13内のエアを急速排気する。従って、クラッ
チ３の制御がドライバーのペダル操作に迅速に切り替わ
ることとなり、ドライバーのペダル操作に対してクラッ
チペダル13の応答性が良くなる。

一方、ステップS4に於てプッシュ位置スイッチ39がON
でないと判定されると、ステップS7に進んで第４図に示
すようにクラッチストローク量がＡ点よりクラッチ接側
か否かが判定される。そして、クラッチストロークがＡ
点よりもクラッチ接側であると判定されると、ステップ
S8に進んで三連電磁バルブ61の一方の排気電磁バルブ61
cのみがONとなってクラッチブースタ13内のエアがゆっ
くりと排気され、クラッチ３が徐々に繋がれることとな
る。従って、車両に係るショックを抑えつつ、クラッチ
制御がドライバーのペダル操作に迅速に切り替わること
となる。

又、上記ステップS7でクラッチストロークがＡ点より
もクラッチ切側であると判定されると、ステップS9に進
んで排気電磁バルブ61b,61cが共にONとなってエアが急
速に排気されることとなる。従って、クラッチ制御がド
ライバーのペダル操作に迅速に切り替わることとなり、
ドライバーのペダル操作に対してクラッチペダル13の応
答性が良くなる。

そして、斯様に排気電磁バルブ61b,61cが制御された
後、ステップS10に進んで終了条件か否かが判定され
る。

斯かる終了条件は、上述したように第６図及び第７図
の如き仮想ストローク基準値STD（ｔ）を基に判断する
もので、第９図のフローチャートに示すようにステップ
S11で排気電磁バルブ61b,61cが共にONであると判定され
ると、第６図のグラフから排気電磁バルブ61b,61cをON
にしてからの時間に応じた仮想ストローク基準値STD
（ｔ）と、実際のクラッチ移動量S₁（ｔ）がクラッチ位
置センサ17の信号を基にコントロールユニット21で算出
され（ステップS12）、そして、これらの仮想ストロー
ク基準値STD（ｔ）と実際のクラッチ移動量S₁（ｔ）と
の比較により、実際のクラッチ移動量S₁（ｔ）が仮想ス
トローク基準値STD（ｔ）よりも小さいとステップS13で
判定されると、ドライバーによるクラッチペダル19の踏
込み量とクラッチ３の戻りが一致したとして終了条件が
成立し（ステップS14）、クラッチブースタ13からのエ
アの排気制御が終了することとなる。又、クラッチ移動
量S₁（ｔ）が仮想ストローク基準値STD（ｔ）よりも大
きいとステップS13で判定されたときは、未だドライバ
ーによるクラッチペダル19の踏込み量とクラッチ３の戻
りが一致せず制御終了条件が成立していないとして（ス
テップS15）、ステップS3に戻ることとなる。

一方、上記ステップS11で排気電磁バルブ61b,61cが共
にONでないと判定されたときには、次にステップS16で
排気電磁バルブ61cのみがONであるか否かが判定され、
排気電磁バルブ61cがONであると判定されると、ステッ
プS17に於て、仮想ストローク基準値STD（ｔ）と、実際
のクラッチ移動量S₂（ｔ）が算出され、そして、これら
の仮想ストローク基準値STD（ｔ）と実際のクラッチ移
動量S₂（ｔ）との比較により、実際のクラッチ移動量S₂
（ｔ）が仮想ストローク基準値STD（ｔ）よりも小さい
とステップS13で判定されるとステップS14に進み、クラ
ッチ移動量S₂（ｔ）が仮想ストローク基準値STD（ｔ）
よりも大きいと判定されたときはステップ15に進んで、
上記と同様の処理がなされることとなる。

尚、ステップS16で排気電磁バルブ61cもOFFである判
定されたときには、仮想ストローク基準値STD（ｔ）＝
０であるとしてステップS18に進む。

このように、本実施例は、クラッチペダル19が深く踏
まれた場合、又、中途半端に踏まれてクラッチストロー
ク量がクラッチ３の切り領域（Ａ点よりクラッチ切側）
にある場合には、制御方法I,IIによりクラッチブースタ
13内のエアを早く抜くようにしたので、本実施例によれ
ば、クラッチ３の制御をドライバーのクラッチペダル操
作に迅速に切り替えることが可能となり、ドライバーの
ペダル操作への応答性を高めることができることとなっ
た。

又、クラッチペダル19が中途半端に踏まれてクラッチ
ストローク量がＡ点よりクラッチ接側領域にあるとき、
半クラッチ領域ではブースタ13内のエアをゆっくり戻し
てクラッチ３をゆっくり繋ぐようにしたので、本実施例
によれば、車両に斯かるショックを抑えて車両の飛び出
しを防止しつつクラッチ制御をドライバーのクラッチペ
ダル操作に迅速に切り替えることが可能となり、その結
果、同様にドライバーのペダル操作への応答性を高める
ことができることとなった。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案は、トランスミッションが
ギヤ入れされてクラッチが自動的に切られている状態で
ドライバーがクラッチペダルの操作を行なったとき、コ
ントロールユニットにより制御弁を制御して、クラッチ
ペダルプッシュ位置検出手段のON信号発生領域内でクラ
ッチブースタ内からエアを急速排気し、クラッチペダル
フリー位置検出手段のON信号発生領域内でクラッチブー
スタ内からエアを排気せず、クラッチペダルフリー位置
検出手段とクラッチペダルプッシュ位置検出手段の両OF
F領域内では、クラッチ位置検出手段の検出信号により
クラッチストローク量が所定値よりもクラッチ切側にあ
るとき、クラッチブースタ内からエアを急速排気すると
共に、クラッチストローク量が当該所定値よりもクラッ
チ接側にあるとき、クラッチブースタ内からエアを緩速
排気するようにしたので、本考案によれば、車両に斯か
るショックを抑えて車両の飛び出しを防止しつつクラッ
チ制御をドライバーのクラッチペダル操作に迅速に切り
替えることが可能となり、ドライバーのペダル操作への
応答性を高めることができることとなった。

【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ハード
ウェア構成図、第２図は上記実施例に係る自動変速装置
の概略構成図、第３図は上記実施例に係る自動変速装置
のブロック図、第４図はクラッチペダルの踏み方とクラ
ッチ制御方法の関係を示す説明図、第５図は各クラッチ
制御方法の説明図、第６図及び第７図は時間の経過に伴
う仮想ストローク基準値を示すグラフ、第８図はコント
ロールユニットの制御フローチャート、第９図は終了条
件判定のフローチャートである。１…エンジン３…クラッチ５…トランスミッション９…燃料噴射ポンプ 11…ガバナ装置 13…クラッチブースタ 15…アウタレバー 17…クラッチ位置センサ 19…クラッチペダル 21…コントロールユニット 23…トランスミッションアクチュエータ 25…ギヤ位置センサ 27…車速センサ 29…カウンタシャフト回転センサ 31…シフトタワー 33…シフトレバー 35…シフトレバー位置センサ 37…フリー位置スイッチ 39…プッシュ位置スイッチ 59…ダブルチェックバルブ 61…三連電磁バルブ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ドライバーのクラッチペダル操作又はクラ
ッチブースタへのエア配管中に装着した制御弁のコント
ロールユニットによる自動制御で、クラッチブースタに
エアを給排気してクラッチを断接するクラッチ機構を備
えた車両用自動変速装置であって、クラッチストローク
量からクラッチの断接状態を検出するクラッチ位置検出
手段と、ドライバーによるペダル操作の有無を検出し、
クラッチペダルが十分踏み込まれた状態でON信号を上記
コントロールユニットに入力するクラッチペダルプッシ
ュ位置検出手段と、クラッチペダルが踏み込まれていな
い状態や殆ど踏み込まれていない状態で上記コントロー
ルユニットにON信号を入力するクラッチペダルフリー位
置検出手段と、トランスミッションのギヤ位置を検出す
るギヤ位置検出手段とを備え、トランスミッションがギ
ヤ入れされてクラッチが自動的に切られている状態でド
ライバーがクラッチペダルの操作を行なったとき、上記
コントロールユニットにより制御弁を制御して、クラッ
チペダルプッシュ位置検出手段のON信号発生領域内でク
ラッチブースタ内からエアを急速排気し、上記クラッチ
ペダルフリー位置検出手段のON信号発生領域内でクラッ
チブースタ内からエアを排気せず、上記クラッチペダル
フリー位置検出手段とクラッチペダルプッシュ位置検出
手段の両OFF領域内では、上記クラッチ位置検出手段の
検出信号によりクラッチストローク量が所定値よりもク
ラッチ切側にあるとき、クラッチブースタ内からエアを
急速排気すると共に、クラッチストローク量が当該所定
値よりもクラッチ接側にあるとき、クラッチブースタ内
からエアを緩速排気するようにしたことを特徴とする車
両用自動変速装置。