JPH11247991A - 変速機のニュートラル検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフトストロークセンサの異常時にもニュー
トラル検出を可能とする。 【解決手段】 本発明に係る変速機のニュートラル検出
方法は、変速機の変速操作部のシフト方向のストローク
を検出するシフトストロークセンサと、前記変速操作部
がニュートラル位置にあるとき反応するニュートラルス
イッチとを設け、ニュートラルスイッチ反応時のシフト
ストロークセンサの出力値Ｖ_N を予め記憶しておき、通
常はその値により変速機のニュートラルを検出すると共
に、シフトストロークセンサの異常時には、ニュートラ
ルスイッチの出力により変速機のニュートラルを検出す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オートクラッチ車
両等に適用される変速機のニュートラル検出方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、摩擦クラッチをアクチュエータで
操作し、クラッチの自動断接を実行し得るオートクラッ
チ車両が公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から変
速機のニュートラルを検出するためにニュートラルスイ
ッチを備える車両があるが、このような車両ではニュー
トラルスイッチの断線及びショート（短絡）時は、ニュ
ートラルの検出は不可能であった。

【０００４】また、オートクラッチ車両においては、変
速機が所定のギヤ段に入ったかどうかを確認してからク
ラッチを自動接続する必要があるため、シフトストロー
クセンサでシフトフォークのストロークを検出するよう
になっている。

【０００５】一方、停車時に変速機がニュートラルとな
ったときは、クラッチを接続状態にし、クラッチにかか
る力（油圧）を抜きたいという要請がある。このためニ
ュートラルの検出が重要であるが、シフトストロークセ
ンサのみだとこれが断線等で異常となった場合はニュー
トラル検出が不可能となり、問題である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る変速機のニ
ュートラル検出方法は、変速機の変速操作部のシフト方
向のストロークを検出するシフトストロークセンサと、
前記変速操作部がニュートラル位置にあるとき反応する
ニュートラルスイッチとを設け、ニュートラルスイッチ
反応時のシフトストロークセンサの出力値を予め記憶し
ておき、通常はその値により変速機のニュートラルを検
出すると共に、シフトストロークセンサの異常時には、
ニュートラルスイッチの出力により変速機のニュートラ
ルを検出するようにしたものである。

【０００７】本発明によれば、シフトストロークセンサ
が異常となった場合でもニュートラルスイッチにより変
速機のニュートラルを検出できる。

【０００８】なお、上記方法が摩擦クラッチを自動断接
し得るオートクラッチ車両に適用されるのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１０】図４は本発明が適用されるオートクラッチ
車両の構成図である。このオートクラッチ車両には所謂
セミオートクラッチ装置が搭載されている。セミオート
クラッチ装置は、クラッチ１に摩擦クラッチを用い、こ
れをマニュアル断接手段２でマニュアル断接するか、或
いは自動断接手段（クラッチアクチュエータ）３で自動
断接するように構成されている。図示状態はクラッチ１
が接続され、いずれの手段も作動されてない通常時の状
態を示す。

【００１１】クラッチ１は、そのクラッチフォーク４
を、流体圧シリンダとしてのスレーブシリンダ５により
往復動させることで、断接方向にストロークされる。ス
レーブシリンダ５にはクラッチ作動力となる油圧（流体
圧）が中間シリンダ６から供給される。中間シリンダ６
は、マスタシリンダ７から供給される油圧と、油圧源８
から供給される油圧とを切り替えて、その供給油圧に応
じた油圧をスレーブシリンダ５に送る。マスタシリンダ
７はクラッチペダル９の踏込量（操作量）に応じた油圧
を発生し中間シリンダ６に送る。油圧源８はモータ１
０、油圧ポンプ１１、チェック弁３２、電磁弁３０，３
１及びリリーフ弁１３を備え、電子式コントロールユニ
ット１４でモータ１０及び電磁弁３０，３１が駆動制御
されて、所定の油圧給排制御を行うようになっている。
これらにより油圧管路系が構成され、作動流体としての
オイルはオイルタンク１５に溜められる。

【００１２】電磁弁３０，３１はコントロールユニット
１４でデューティ制御され、ここではノーマルクローズ
のもの、つまりOFF で閉となるものが使用される。電磁
弁３０，３１はクラッチ１の接続のため、或いはスレー
ブシリンダ５からのオイル排出のために用いられる。そ
れぞれの電磁弁３０，３１は流路径が異なる。これら電
磁弁３０，３１の制御の仕方で連続的にクラッチ接続速
度が変えられる。リリーフ弁１３は油圧が異常上昇した
ときに開くフェールセーフのためのもので、通常は閉じ
ている。

【００１３】この構成では、クラッチ１のマニュアル断
接が以下のように行われる。まず図示状態からクラッチ
ペダル９が踏み込まれるとマスタシリンダ７から油圧が
発生する。そしてこの油圧が実線矢印で示すように中間
シリンダ６の内部のピストン１６，１７を二つ同方向に
押し、中間シリンダ６からペダル踏込量に相当する油圧
をスレーブシリンダ５に供給させる。するとスレーブシ
リンダ５では内部のピストン１８が押され、これにより
クラッチフォーク４が押され、クラッチ１はペダル踏込
量相当分だけ分断側に操作される。クラッチペダル９の
戻し操作を行えば破線矢印で示すように油圧が戻ってク
ラッチ１は接続側に操作される。このとき中間シリンダ
６のピストン１６，１７がスプリング３７で通常位置に
押し戻される。このようにしてマニュアル断接が達成さ
れ、クラッチペダル９、マスタシリンダ７、中間シリン
ダ６及びスレーブシリンダ５がマニュアル断接手段２を
構成することとなる。

【００１４】一方、クラッチ１ないしクラッチフォーク
４のストロークはクラッチストロークセンサ１９により
常時検出されている。クラッチストロークセンサ１９は
リンク３６を介してクラッチフォーク４により動作され
るポテンショメータである。クラッチストロークセンサ
１９は、クラッチストロークが分断側ほど大きな電圧を
出力するようになっている。また中間シリンダ６の出口
部に油圧スイッチ３３が設けられる。これは検出油圧が
上昇してある設定値に達したとき、OFF からONになる。
これらセンサ１９、スイッチ３３の信号はコントロール
ユニット１４に送られる。

【００１５】かかる装置は通常の手動変速機２０を備え
た車両に装備される。変速機２０には変速操作部を構成
するシフターレバー４６（図３参照）が設けられてい
る。シフターレバー４６はリンクやワイヤケーブル等を
介してシフト操作手段（シフトレバー装置）２１に機械
的に連結される。シフト操作手段２１が運転手によりシ
フト操作されると、これにシフターレバー４６が連動し
て変速機２０がシフト変速される。シフト操作手段２１
においては、シフトノブ２２がノブレバー２３に対し僅
かに揺動（首振り）可能となっており、その揺動によっ
て内部の接点を接触させ、所定の変速信号を発生するよ
うになっている。また変速機２０には、図３にも示す
が、シフターレバー４６のシフト方向のストロークを検
出するシフトストロークセンサ３４と、シフターレバー
４６のニュートラル位置を検出するニュートラルスイッ
チ２４と、シフターレバー４６のセレクト方向のストロ
ークを検出するセレクトストロークセンサ３５とが装備
されている。これらセンサやスイッチの信号はコントロ
ールユニット１４に送られる。

【００１６】この構成では、クラッチ１の自動断接が以
下のように行われる。例えば所定のギヤ段で走行中、運
転手が変速しようとしてシフトノブ２２にシフト力を与
えたとする。するとシフトノブ２２が微小揺動してシフ
ト操作手段２１から変速信号が発生し、これがコントロ
ールユニット１４に送られ、コントロールユニット１４
はモータ１０を起動する。すると油圧ポンプ１１が起動
されて油圧を発生し、この油圧が実線矢印で示すように
チェック弁３２を押し開けて中間シリンダ６に至る。中
間シリンダ６ではピストン１６，１７を離間方向に押動
する。これによって出口側のピストン１７がさらに出口
側のオイルを加圧し、スレーブシリンダ５に供給する。
こうなるとスレーブシリンダ５のピストン１８がクラッ
チフォーク４を押してクラッチ１を分断する。この後モ
ータ１０を停止すると、チェック弁３２で油圧が保持さ
れるのでクラッチ１が断保持される。

【００１７】こうしてクラッチ１が切れた後、運転手に
よる継続的なシフトレバー操作により変速機２０が次の
ギヤ段に入れられる。

【００１８】これと同時にコントロールユニット１４
は、シフトスイッチ３４、セレクトスイッチ３５の信号
から変速機２０が変速されたことを知り、クラッチ１の
接続制御を開始する。具体的には電磁弁３０，３１をエ
ンジン運転状態、車両走行状態、運転手の意思状態に合
わせて最適に制御する。これにより破線矢印で示すよう
にスレーブシリンダ５から油圧が排出され、クラッチフ
ォーク４が戻されてクラッチ１が最適速度で接続され
る。このように、コントロールユニット１４、油圧源
８、中間シリンダ６及びスレーブシリンダ５が自動断接
手段３を構成することとなる。

【００１９】なお、マニュアル断接と自動断接との切替
えは車室内に設けられた切替スイッチ２５によって行わ
れる。

【００２０】ここで、上記の如きクラッチ自動断接制御
は車両発進時にも行われる。即ち、運転手が発進しよう
としてニュートラルにあるシフト操作手段２１にシフト
力を与えたとする。すると前記同様にクラッチ１が切
れ、これに続くシフトレバー操作により変速機２０が発
進段に入れられる。この後運転手によってアクセルペダ
ル３８が踏み込まれ、エンジン回転が上昇すると共に、
クラッチ１が発進に適した接続速度で微妙に速度調節さ
れつつ接続され、これにより車両は接続ショックなくス
ムーズに発進、加速されることとなる。

【００２１】一方、アクセルペダル３８の開度（踏込
量）がアクセル開度センサ３９により検出される。アク
セル開度センサ３９はポテンショメータで、アクセル開
度に比例した電圧を出力する。またアクセルペダル３８
の付近にアクセルアイドルスイッチ４０が付設され、こ
れはアクセルペダル３８がアイドル領域にあるときON、
アイドル領域以上踏み込まれたときOFF となる。これら
センサ３９及びスイッチ４０の出力はコントロールユニ
ット１４に送られる。

【００２２】アクセルペダル３８はエンジン出力制御機
構４１にワイヤ、リンク等の機械的連結手段４２を介し
て機械的に連結されている。ここではエンジン４３がデ
ィーゼルエンジンとされるので、エンジン出力制御機構
４１は燃料噴射ポンプ４４に付設されたメカニカルガバ
ナとされる。ただしガソリンエンジンとすることは可能
で、この場合はエンジン出力制御機構がスロットルバル
ブとなる。エンジン４３にはエンジン回転速度（具体的
にはクランクシャフト回転速度）を検出するエンジン回
転速度センサ４５が設けられ、その出力はコントロール
ユニット１４に送られる。

【００２３】ここで、図３に示すように、シフターレバ
ー４６は、変速機２０のケーシング側に回動自在に支持
されたシャフト４７に固定され、シフトレバー操作によ
ってシャフト４７が回動されると、これに応じて回動さ
れるようになっている。なお図中「Ｎ」、「２nd」、
「３rd」の語はそれぞれ変速機２０のニュートラル、２
速、３速を意味し、図示するシフターレバー４６はニュ
ートラル位置にある。このシフターレバー４６の回動に
より、シフターレバー４６に一体形成された操作レバー
４７が、２速位置と３速位置との間でシフト方向にスト
ロークされ、変速機２０の図示しないシフトフォークを
移動させる。もっとも２速と３速は、シフターレバー４
６の動作の両端位置を示すために用いたにすぎない。例
えば４速と５速、車種によっては１速と２速についても
同様の関係が成立する。

【００２４】シフターレバー４６から一体にレバー４８
が延出され、レバー４８はセンサレバー４９に接続され
る。この接続部は、レバー４８に設けられたピン５０
と、センサレバー４９の先端部に形成されピン５０が挿
通される長穴５１とからなる。センサレバー４９の基端
部は、変速機２０のケーシング側に固定されたシフトス
トロークセンサ３４のセンサシャフト５２に固定され
る。これによってシフターレバー４６が回動されると、
センサシャフト５２が回動されてシフターレバー４６の
回動量に応じた電圧をシフトストロークセンサ３４が発
生するようになる。レバー４８、センサレバー４９及び
シフトストロークセンサ３４は、操作レバー４７と直交
する方向に沿って配列されている。

【００２５】一方、シフターレバー４６を境にシフトス
トロークセンサ３４の反対側にニュートラルスイッチ２
４が設けられる。ニュートラルスイッチ２４も変速機２
０のケーシング側に螺合して取り付けられる。即ちニュ
ートラルスイッチ２４は螺合取付を行うためのネジ部５
２と、工具を係合させるための六角部５６とを有する。
ここでニュートラルスイッチ２４は出没自在で且つ内蔵
スプリングにより突出側に付勢されたボール５３を備
え、このボール５３が突出移動することでONとなるよう
になっている。一方シフターレバー４６にはボール５３
を嵌合させるための切欠５４が設けられ、切欠５４は、
シフターレバー４６がニュートラル位置にあるときボー
ル５３を嵌合させるよう位置される。これにより、シフ
ターレバー４６がニュートラル位置にあるとボール５３
が突出移動して切欠５４に嵌まり、ニュートラルスイッ
チ２４がONとなり、シフターレバー４６がニュートラル
位置以外に位置するとボール５３がシフターレバー４６
の周側面５５に押されて収納され、ニュートラルスイッ
チ２４がOFF となる。なおこのようにニュートラルスイ
ッチ２４がOFF からONになることを「反応する」とい
う。このON/OFFの関係は逆でもよい。

【００２６】さて、このオートクラッチ車両では、クラ
ッチ自動断接のタイミングを決めるためにシフターレバ
ー４６の位置を常時検出している。特にニュートラル位
置の検出は、停車時にクラッチ１を接続させてクラッチ
にかかる油圧を解放し、クラッチの各部品の耐久性向上
を図るためにも重要である。

【００２７】そこで、ここでは以下のようにして変速機
２０のニュートラルを検出している。

【００２８】図１には、シフトストロークセンサ３４の
動作ストロークと、ニュートラルスイッチ２４のON/OFF
との相関関係が概念的に示してある。前述したように、
ニュートラルスイッチ２４は、シフターレバー４６がニ
ュートラル位置にきたときONとなる。よってこのONのと
きのシフトストロークセンサ３４の出力電圧の範囲Ｖ_N
をコントロールユニット１４に記憶ないし学習させ、以
降この学習範囲Ｖ_N に基づいて変速機２０のニュートラ
ル検出を行う。Ｖ_N の学習は、車両が工場からラインオ
フされるとき１回行われる。シフトストロークセンサ３
４の出力電圧Ｖが学習範囲Ｖ_N 内であれば、コントロー
ルユニット１４は変速機２０をニュートラルと判断する
のである。

【００２９】このように、シフトストロークセンサ３４
の他にニュートラルスイッチ２４を設けたことによっ
て、ニュートラルスイッチ２４の出力に基づきシフトス
トロークセンサ３４のニュートラル範囲を決め、以降こ
れに基づいてニュートラル検出が行えるようになる。

【００３０】ここで図２には、シフターレバー４６のス
トロークＳとシフトストロークセンサ３４の出力電圧Ｖ
との関係が示される。もっともこの関係は、取付誤差や
センサ３４自体のバラツキ等により車種毎のバラツキが
ある。よってニュートラルスイッチ２４の併用によっ
て、このようなバラツキと無関係に正確なニュートラル
範囲Ｖ_N を決定することができる。

【００３１】一方、シフトストロークセンサ３４によれ
ば、これがシフターレバー４６のストロークＳに比例し
た電圧Ｖを出力するので、ニュートラルスイッチ２４よ
りもニュートラル検出を精度よく行えると共に、センサ
の出力範囲が規定できるので、例えばハーネス断線など
の故障検出がスイッチに比べ容易にでき、信頼性が向上
する。つまりスイッチの場合、シフト操作によりスイッ
チがONからOFF になったのか、ハーネスが断線してスイ
ッチがONからOFF になったのかが分からない。こうした
理由から、ニュートラルスイッチ２４ではなく、シフト
ストロークセンサ３４の出力電圧Ｖに基づいてニュート
ラル検出を行っているのである。なお、図中、Ｓ_N がＶ
_N に対応したシフターレバー４６のストローク範囲、Δ
Ｓがシフターレバー４６の全ストローク範囲、ΔＶがΔ
Ｓに対応した出力範囲である。

【００３２】ここで、シフトストロークセンサ３４が故
障等で異常となった場合、ニュートラルスイッチ２４が
ONでも、シフトストロークセンサ３４の出力電圧Ｖが学
習範囲Ｖ_N から外れることがある。よってコントロール
ユニット１４は随時ニュートラルスイッチ出力信号とシ
フトストロークセンサ出力電圧Ｖとの比較を行い、シフ
トストロークセンサ３４の異常を診断するようになって
いる。さらに異常と判断した場合、こんどはニュートラ
ルスイッチ２４の出力に基づいてニュートラル検出を行
う。つまりニュートラルスイッチ２４がONならば、コン
トロールユニット１４が変速機２０をニュートラルと判
断するのである。

【００３３】こうしてニュートラルスイッチ２４により
シフトストロークセンサ３４のバックアップが補償さ
れ、シフトストロークセンサ３４の異常時にもニュート
ラル検出が可能となり、信頼性が高まる。

【００３４】以上、本発明の好適な実施の形態を説明し
たが、本発明は他にも様々な実施の形態を採ることが可
能である。例えば学習範囲Ｖ_N の学習は、例えばエンジ
ン始動時毎に行うなど、更新学習させるようにしても構
わない。

【００３５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ニュート
ラルスイッチによりシフトストロークセンサのバックア
ップが補償され、シフトストロークセンサの異常時にも
ニュートラル検出が可能となり、信頼性が高まるとい
う、優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】シフトストロークセンサの動作ストロークと、
ニュートラルスイッチのON/OFFとの相関関係を概念的に
示す図である。

【図２】シフターレバーのストロークとシフトストロー
クセンサの出力電圧との関係を示すグラフである。

【図３】シフターレバー、シフトストロークセンサ及び
ニュートラルスイッチの取付状態を示す図である。

【図４】オートクラッチ車両の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 摩擦クラッチ ４ クラッチフォーク ５ スレーブシリンダ ６ 中間シリンダ ７ マスタシリンダ ８ 油圧源 ９ クラッチペダル １０ モータ １１ 油圧ポンプ １３ リリーフ弁 １４ コントロールユニット １５ オイルタンク １９ クラッチストロークセンサ ２０ 変速機 ２４ ニュートラルスイッチ ３０，３１ 電磁弁 ３２ チェック弁３２ ３３ 油圧スイッチ ３４ シフトストロークセンサ ３８ アクセルペダル ３９ アクセル開度センサ ４０ アクセルアイドルスイッチ ４１ エンジン出力制御機構 ４５ エンジン回転速度センサ ４６ シフターレバー Ｖ_N 学習範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 淳一 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 小林 一彦 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 株式会社トランストロン内 (72)発明者 新井 裕之 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 株式会社トランストロン内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速機の変速操作部のシフト方向のスト
   ロークを検出するシフトストロークセンサと、前記変速
   操作部がニュートラル位置にあるとき反応するニュート
   ラルスイッチとを設け、ニュートラルスイッチ反応時の
   シフトストロークセンサの出力値を予め記憶しておき、
   通常はその値により変速機のニュートラルを検出すると
   共に、シフトストロークセンサの異常時には、ニュート
   ラルスイッチの出力により変速機のニュートラルを検出
   するようにしたことを特徴とする変速機のニュートラル
   検出方法。
2. 【請求項２】 摩擦クラッチを自動断接し得るオートク
   ラッチ車両に適用された請求項１記載の変速機のニュー
   トラル検出方法。