JPS63151543A - 半自動機械式変速機の制御システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、手動シフトセレクタを包含する半自動機械
式変速装置における、車両上の変速ギアレシオの変換ま
たはシフトを自動制御すると共に、車両運転者または操
作者に対して残シの制御処理を可能くさせる制御システ
ムおよびその制御方法に関する。特に、この発明は、始
動から停止までのあらゆる状況における車両のマスター
クラッチの自動制御を含み、自動的に決定され、かつ表
示された運転者により選定された許容できる変速レシオ
のシフトを自動的に実施する装置を包含する、機械式ギ
ア変換型変速機の半自動制御のための制御システムおよ
び制御方法に関する。さらに、この発明は半自動機械式
変速機の制御方法であって、車両が停止しているとき、
すなわちマスタークラッチが手動で解除され、かつ操作
者の足がスロットル上にない時点でなされた単一ダウン
シフト要請が、変速機の中立位置へのシフト要請と判断
されるようにした前記制御方法に関する。

（従来の技術・発明が解決しようとする問題点）重負荷
車両、たとえば重負荷トラックおよび／またはコーチ、
あ・よび通常自動車の両者について、スロットル開度ま
たは位置、車両速度、エンジン速度、等を検出すると共
に、それに応じて車両変速機を自動シフトする完全自動
変速機の制御システムは、従来から良く知られている。

この種の完全自動ギア変換型変速伝動装置は、選定され
たギアレシオを達成するために単一またはそれ以上の部
材を他の部材または基体に摩擦係合させるために圧力流
体が利用される変速機と、所望のギアレシオを達成する
ために機械式（すなわち、強制式）クラッチを係合およ
び脱係合するために、電子および／または空気圧式ロジ
ックおよびアクチェエータを利用する自動機械式変速機
、とを包含している。この棟の変速機の例は米国特許第
５，９６１，５４６号、第４．０８１，０６５号および
第４．３６１，０６０号明細書に示されており、その開
示内容はここに参考のために包含されている。

この種の完全自動ギア変換型変速機は、特に、通常は大
ｔＫ販売されることのない大型重負荷車両については容
認できない程高価なものになる。さらに１圧力流体およ
び／またはトルクコンバータを利用する自動ギア変換型
変速機は、その入力および出力シャフト間で消散される
動力に関連して、比較的効率が悪くなる傾向を有してい
る。さらに、多くの車両操作者は、特に前方の道路およ
び／または移送中の負荷の性質を見ることおよび／また
は知ることができることから、ギアレシオの選択を制御
することを欲する。重負荷車両はしばしば、低速で限定
された場所へ正確に操縦されなければならず、その場合
完全自動変速機は、所定のローギアのみを係合させる傾
向を有している。特にそのような場合、エンジンへの燃
料の計量が不十分な時は−これはいかなる車両システム
におｌても、しばしば一時的く発生することであるか−
、特に手動クラッチ制御ペダルが装着されていない場合
は、操作者がその左足で車両ブレーキを利用しない限シ
、完全自動変速機において巧妙な操縦を行なうことは困
難になる。

前述の欠点は半自動機械式変速機の制御により最少化さ
れるが、その場合、複数のギアレシオ間の自動変換がも
たらされる一方、通常は運転者が、特定のギアレシオ変
換を行なう時に、直ぐに連続するレシオアップまたはダ
ウンを選ぶか、あるいは一段または複数段のレシオのス
キップ（飛び越し）を実施するかどうか、そしてローギ
アまたはクローリング（最も低速な）ギアにおいて車両
マスタークラッチをスリップ、すなわち不完全係合させ
るかどうかを選定できるようになっている。さらに、半
自動制御システムは、エンジン速度をアイドリング速度
よシ低速にさせる、すなわちエンジンの停止および／ま
たはエンジン低速時の過剰応力を生じるような高いレシ
オ、すなわちアップシフト、そして、エンジンの過剰速
度をもたらすような低レシオ、すなわちダウンシフト、
が運転者により選定されるような係合を妨げるようにな
っている。手動機械式変速機においては、エンジン速度
が統制されたエンジンＲＰＭより高速に加速されないよ
うに統制されていたとしても、不適切なダウンシフトに
より過剰速度が生じることがある。この種の半自動変速
機制御の例は、１９８５年７月１６日出願の特許された
米国特許第７５５．６２８号（欧州特許出願第８５３０
５０７２２号、１９８６年２月５日ＥＰ−Ａ−０１７０
４６５号として公開された）を参照することにより了解
できる。

上述の半自動機械式変速機の制御は極めて望ましい半自
動制御を提供するが、運転者または操作者が、車両が停
止している間変速機の中立位置にシフトすることを望む
ならば、現行係合ギアレシオを確認するために現行係合
ギアから中立位置にダウンシフトする数を計算し、そし
てセレクタレバーをその数の回数だけダウンシフト方向
へ移動することが必要になるために、前述の制御は改善
されなければならない。

上述の事情に鑑みて本発明の目的は所定のギアレシオか
ら許容されるアップおよびダウンシフトを自動的に決定
し、かつ好ましくはそれを自動的に表示すると共に、車
両操作者の選択レバーの手動選択により前述の許容され
るギアレシオ′変換を自動的に実行する制御装置を備え
る半自動機械式変速機において、操作者が選択レバーを
ただ１回移動させることにより変速機の中立位置に自動
的にシフト変換できるようにした新規で改良された制御
システムおよびその制御方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は特許請
求の範囲第１項および第７項に記載の構成を備えている
。

この構成により、車両が停止状態にあり、マスタークラ
ッチが手動で脱係合され、操作者の足がスロットルペダ
ルからはなれているならば、ダウンシフトの方向に制御
レバーを一回移動させることを変速機の中立位置に直接
ダウンシフトさせる要請として判断し実行することにな
る。

（実施例） 以下の良好な実施例の説明において限定の意味ではなく
、単なる説明の目的で所定の用語が用いられている。用
語「上方」、「下方」１、「右方」および「左方」は参
照されている図面における方向を意味している。用語「
内方」および「外方」はそれぞれ、説明されている装置
またはその一部の形態の中心に向かう、およびそれから
離れる方向を意味している。前述の点は、ここに特別に
説明した用語の派生語および類似の意味を有する用語に
も適用される。

用語「単一変速機」は、操作者が複数の単一ギア減速の
一つを選択することができる速度変換変速機を表現する
ために用いられている。用語「複合変速機」は、直列に
連結された主変速機部分と副変速機部分とを備え、主変
速機部分において選択されたギア減速が、副変速機部分
くおいてさらに選択されたギア減速により合成複合され
るものを表現するために用いられている。ここに用いら
れる用語「スプリッタ（分割）型複合変速機」は、主変
速機部分において選択されたギアレシオを分割するため
の種々の選択可能なステップを提供するために副変速機
部分が用いられる複合変速機を表現するものである。

スプリッタ型複合変速機において、主変速機セクション
は通常、副セクションによりスブリットまたは分割され
る比較的幅の広いステップを備えている。ここで用いら
れる用語「アップシフト」は、低速度ギアレシオから高
速度ギアレシオへのシフトを意味する。ここで用いられ
る用語「ダウンシフト」は、高速ギアレシオから低速ギ
アレシオへのシフトを意味する。ここで用いられる用語
「低速ギア」、「低ギア」および／または「第１ギア」
は、変速機または変速機セクションにおいて最低前進速
度操作に用いられるギアレシオ、すなわち変速機の入力
シャフトに対して最高レシオの減速をもたらすギアセッ
ト、をすべて表現している。

シフトの「選択された方向」は、特定のギアレシオから
単段または複膜アップシフトまたはダウンシフトの選択
を意味する。レシオ間の「変換数」は、２つの所定レシ
オ間の選択可能なレシオ数を意味し、たとえば、第３速
度またはギアレシオは、ダウンシフト方向において、第
４および第５速度からそれぞれ（１）および〔２〕のレ
シオで変換される。

用語「ブロック（閉塞）変速機」または「ブロック変速
機セクション」は、複数の軸方向に可動のギアの選択さ
れた一つが、そのギアを中立から係合位置へ軸方向へ移
動した結果、そして弾性押圧されるかみ合いクラッチに
よりシャフトに非回転的に連結される、変換ギア定常か
み合い変速機または変速機セクションを表現するもので
、その場合、強制クラッチの部材が実質的に同期回転状
態になるまで前述の係合を防止するためにブロック装置
が利用されており、またこの同期状態は、変速機入力お
よび／または出力シャフトを、これらの間に同期状態の
交差をもたらすように手動および／または自動操作によ
り達成されるものであシ、通常は、クラッチ部材の一方
およびそれに関連する装置が、他方のクラッチ部材を回
転させるのに十分な程、選択されたクラッチ部材を摩擦
接触させることＫより達成されるものではない。ブロッ
ク変速機および／または変速機セクションは米国特許第
４７°９９．００２号、第５，９２４，４８４号、第４
．１９込１９６号および第４，４４０，０５７号明細書
に示されておシ、その開示内容はここに参考のために包
含されて、いる。

この発明は、原理的に任意のタイプの機械式ギア変換型
変速機の半自動制御に適用することができ、電気−空気
圧制御装置へ出力信号を発信、そしてこの制御装置から
の指令信号を受信することができるようになっている。

しかし、この発明の半自動制御システムは、ブロックス
プリッタ散開セクションに直列連結された非同期、非ブ
ロック聾主変速機セクションを備えるタイプのスプリッ
タ型複合変速機に、特に有利に適用される。この種の変
速機は従来から知られていると共に、「半ブロック」型
変速機と呼ばれておシ、かつ１９８３年２月９日公開（
ＥＰ−Ａ−００７１３５３号）された欧州特許第８２３
０３５８６２号、および１９８４年９月５日公開（ＥＰ
−Ａ−ｏ１１７３４２号）された欧州特許第８３３０７
０６１８号明細書に記載されており、その開示内容は参
考のためにここに包含されている。

この発明が特に有利に関連する半自動変速機システムは
、１９８６年２月５日公開（ＥＰ−Ａ−１７０４６５号
）された欧州特許第８５３０５０７２２号明細書に記載
されておシ、その開示内容は参考のためにここに包含さ
れている。

第１図において、運転者により操作されるスロットル２
４の位置がセンサ２２ｉＣよシ検出され、中央処理ユニ
ット５８へ送られると共に、この中央処理ユニット３８
は、詳細は後述するように、センサ２８からのエンジン
速度および／またはセ／す３２からの変速機入力シャフ
ト速贋、センサ３６からの変速機出力シャフト速度、お
よび運転者によるギアシフトレバ−１または「操縦桿」
１の正または負作動のそれぞれに関連する入力信号を受
信するようになっている。明らかなように、特にクラッ
チ１６が非スリツプ状態で係合されている場合は、エン
ジン速度は変速機人力シャフト速度を表示し、かつその
逆も言えると共に１変速機出力シャフト速度は、車両速
度を表示するものである。

スロットルペダル２４もしくはその同等物の操作者が行
なうセツティングを感知し、このモニターされたセツテ
ィングに比例したあるいは少くとも表示された信号を与
えるためのスロットル位置センサ組立体２２のような装
置、いわゆる遠隔燃料制御もしくは同等のものを使用し
た無線操作によるシステムは従来技術として知られてお
シ、米国特許第４．２５０．８４５号、第４．３０５．
３５９号、第４．３１９．６５８号および第４．４６１
，２５４号明細書に説明されている。これらの開示内容
は以下に参考として包含されている。

車両用ＳＡＭＴシステム１０の制御として、たとえは上
述の米国特許第４，５５１，８０２号、第４．３６１，
０６０号および第４，０８１ＣＩ６５号明細書に説明さ
れたシステムは、中央処理ユニット、すなわち制御装＃
３８に操作者のスロットル位置を示す入力信号を正確に
供給することが重要である。

上記セツティングは通常０％であるアイドリンク位置に
関してスロットルがどれほど開いたかの百分率で表現さ
れ、完全すなわち最大スロットル開度は１００％である
。

これはセ／す組立体２２のプランジャー２２Ｂによって
モニターされるパラメータであシ、ス。

ロットル要求ボテンシ曹メータすなわち制御装置６８へ
の″’ＴＨＤ’入力信号として示されるものを与える。

ＳＡＭＴシステム１０のよシ応答性のある制御を供給す
るため、また、少くともスロットル位置センサ組立体２
２に一部余分と思われるものまで供給するため、２つの
付加センサ、すなわちスロットルペダル安全スイッチ２
２Ａとライドスルー（乗り出し）デテントスイッチ２２
Ｃが第１０図に示すように設けられている。スイッチ２
２Ａ、２２Ｃはそれぞれ制御装置３８に入力信号”ＴＨ
ＰＳ”と’ＲＴＤＳ”を供給する。

スロットルペダル安全スイッチ２２Ａは信号“ＴＨＰＳ
”を与え、この信号はスロットルペダル上のドライバー
の足の状態を示し、燃料が必要とされるエンジンアイド
ル速度よりもスロットル開度が大きいことを示す。

ライドスループテントスイッチ２２Ｃは望ましい最大性
能を示す入力信号”ＲＴＤＳ”を供給する。これはキッ
クダウン信号として表わされる。

センサがアイドル停止位置から離れて全軌跡の約５％ま
で移動したとき、スイッチ２２Ａは閉じる。またスイッ
チ２２Ｃは軌跡の全範囲の９５％の地点で閉じ、この動
作は機構において物理的なデテント４４を通過した後に
生じる。

第１図および第２図に示される変速機システム１０の制
御ロジック回路、センサ、およびアクチュエータは米国
特許第４．３６１，０６０号明細書に開示されておシ、
その開示内容は参考のためにここに包含されている。特
に、中央処理ユニット３８は入力を受信し、それを所定
ロジックルールにしたがって処理し、急速アップシフト
の丸めに排気ブレーキ１７および／または入力シャフト
ブレーキ１８を制御する、空気および／または電気アク
チェエータに対して、そしてダウンシフトの準備として
の急速同期回転、オペレータ３０によるクラッチ制御、
および変速オペレータ３４によるレシオシフトを達成す
るために、エンジン１４への燃料供給を「プリップ（ｂ
ｌｉｐ）Ｊする自動燃料制御装置に対して、指令出力信
号を送信するようになっている。中央処理ユニットはさ
らに、詳細は後述する表示装置２へ指令出力信号を送信
するようになっている。半自動変速機システム１０は、
休止状態からの始動および／ｌたは低速操縦状態のみに
使用するための、通常の足で操作される手動クラッチ制
御装置３を付加的に備えている。制御装置３８は手動ク
ラッチ制御装置３の位置、および車両ブレーキの作動を
表示する信号を受信する。半自動機械式変速機システム
１０は電源および／または空気圧源（図示しない）も包
含している。

ここに用いられる用語「グリップ」は、エンジン１４へ
の燃料供給量の一時的な増大を意味し、゛、用語「ディ
ップ（ｄｉｐ）Ｊは、エンジンへの燃料供給量の一時的
な減少を意味する。用語グリップおよびディップは通常
、操作者により選択された手動スロットルペダル２４の
位置に関係なく、エンジンへの燃料供給量の、それぞれ
自動制御装置３８により指令された増大および減少に関
連するものである。

第３図から明らかなように、中央処理ユニット３８はボ
ックスまたはハウジング３８Ａに包含され、このハウジ
ングが、アップシフト用表示装置２、ダウンシフト用表
示装置２、および現係合ギアレシオ表示装置２　を有す
る表示パネル２、シフト選択レバー１、オプションの後
退可能ボタンＩ　Ａ、および中央処理ユニット電子回路
５８Ｂを保持するようにすることが好ましい。

半自動機械式変速機システム１０の制御システムの概略
が第２゛図に示されている。

第３Ｂ図において、表示装置２はアップシフト表示セク
ション２′、ダウンシフ）表示セクションｆおよび現係
合ギアレシオ表示セクション２　を包含している。図示
のように、現係合ギアレシオ表示セクション２　は現在
、「６」を表示しておシ、これは車両変速機が第６ギア
によ）運転（作動）されていることを表示している。

アップシフト表示セクション２は、所定ロジックルール
またはプログラムにより処理される検出された入力パラ
メータ、たとえば検出されたエンジンまたは入力シャフ
ト速度および検出された出力シャフト速度、によプ許容
されるアップシフト実施可能な最大数を表示する３つの
ラインを有している。この場合、３つのラインは単段、
２段または３段アップシフトが許容されることを表示し
ている。したがって、運転者は許容された第７．第８″
またけ第９速度への直接シフトを選択することができる
。ダウンシフト表示セクション２は、所定ロジックまた
はプログラム（より処理される検出されたパラメータに
より許容される連続的なダウンシフトの最大数を表示す
る２つのラインを有している。この場合、表示セクショ
ン２の２つのラインは、変速機が第５または第４ギアへ
ダウンシフトされ得ることを表示している。

簡単に言うと、可能なアップシフトまたはダウンシフト
の許容性は、車両速度が実質的に一定で、かつマスター
クラッチが完全係合されたものと仮定して、前述のアッ
プシフトまたはダウンシフトの完了時点での予期される
エンジン速度を、一定範囲の許容された最大および最小
工／ジン速度と比較することＫより決定される。

中央処理ユニット３８は選択された非許容レシオ変換を
実行する指令信号を発信することはない。中央処理ユニ
ットは、操作者により選択されたものに対して最も近似
した許容レシオの変換を実施することが好ましい。−例
として、第３Ｂ図に示される表示装置２により表示され
た状態を仮定すると、操作者が第３ギアへのダウンシフ
トを選択した場合は、このようなダウンシフトは許容さ
れないものとして中央処理ユニット３８により実行され
ない。しかし、好ましい実施例においては、中央処理ユ
ニット３８は第６ギアから第４ギアへの２段ダウンシフ
トを行なう指令出力信号を発信する。許容されないレシ
オ変換が拒否されるだけでなく、運転者は常時表示袋ｆ
２により、そのレシオが意図または選択されてはならな
いことを勧告されることになる。

表示装置２は操作者に対して、許容されるアップシフト
およびダウンシフトと、許容されないアップシフトおよ
びダウンシフトとを表示している。運転者が警告に留意
しない場合は、中央処理ユニット３Ｂは、機械式ジョー
クラッチ要素の同期がシステムにより達成されたとして
も、不許容シフト指令を発信することはない。

アップシフト表示装置２′が空白の場合は、アップシフ
トが許容されず、運転者はおそらく、非常に低い経済的
エンジンＲＰＭで運転しているのであろう。逆に、ダウ
ンシフト表示装置２が空白の場合、すなわち水平ライン
が何ら表示されない場合は、ダウンシフトが許容されず
、おそらく最大トルク、加速または登板力が既に、現像
゛合ギアレシオにおけるシステムにおいて可能なのであ
ろう。ギアシフトは常時、機械式手動クラッチペダル３
による操作者のマスタークラッチ１６の手動係合および
／または脱係合を必要としないで達成され、前記ペダル
３は通常は、車両クラッチが伝統的に利用されるように
、休止状態からの始動、後退または倉庫内における操縦
についてのみ利用されるものである。

変速機１２をシフトするには、運転者はレバー１を第２
および３図に示される位置から、前方（アップシフトの
ため）および後方（ダウンシフトのため）へ移動する。

単段アップシフト、すなわち第７ギアへのシフトを選択
する場合は、操作者はレバー１を前方へ一回移動し、次
いでレバーは付勢力により中立または中央位置へ戻る。

図示のように第６ギアにおいて、操作者がレバーを前方
へ３回、それぞれ休止位置への戻りを許容しながら急速
に連続して移動すると、操作者は効果上、２つのギアを
飛越して、はとんど瞬間的に第９速度（すなわち第７お
よび第８速度は係合されないで）への直接的なスキップ
シフトを達成することができる。したがって、この発明
の半自動制御を利用することにより、多段またはスキッ
プシフトを指令することができる。マスタークラッチ１
６の脱係合および選択されたギアレシオに関連する選択
されたジ１−クラッチ部材の同期は、自動スロットルお
よびクラッチ制御および入力シャフトおよび／またはエ
ンジンのブレーキ作動により、自動的かつ迅速に達成さ
れる。制御は半自動であり、運転者はアップまたはダウ
ンシフトを行なう時点、およびアップまたはダウンシフ
トするギアレシオ数について選択を行なわなければなら
ないが、ギアレバー、スロットルペダルおよびクラッチ
作動を統合調整する必要はない。一度運耘者が許容ギア
レシオを選択すると、スロットルはダウンシフト中の必
要な同期を達成するためにグリップ操作されるか、ある
いはアップシフト中の必要な同期を達成するためにディ
ップ操作されるが、これらのすべては運転者のために中
央処却ユニット３８により自動的に実施される。

後退モード操作は休止位置の中立状態からのみ達成され
、現係合中立位置から後方へ制御レバー１を移動するこ
とにより達成される。後退への不注意な「ダウンシフト
」を防止するため、後退ボタン１人を設けることができ
、このボタンは、中立位置にある時に後退作動の要請に
より、中央処理ユニットが制御レバー１の後方移動を判
断する前に、押下げられなければならない。

主および副セクションの両方を包含するアップシフトお
よび／またはダウンシフト、すなわち複合シフトも、副
セクションのみを包含するもの、すなわちスプリットシ
フトにおけるのと同様に１運転者忙とって簡単に達成す
ることができるものである。多段後退ギアレシオを備え
る変速機において、制御レバーを指示により後方および
前方へ移動することＫよシ、変速機は下方の後退レシオ
にダウンシフトされ、かつ上方後退レシオにアップシフ
トされることができる。当然、後退許容ボタン１人の代
シに１シフトレバ−の端部に設けられる任意のタイプの
トグルスイッチまたはボタンを利用することができる。

図示される制御レバー１に代えて、開示内容を参考のた
めにことに包含されている米国特許第４，４４２，７３
０号明細書に開示されるタイプの単一制御レバー、すな
わち前進および後退モードの作動を選択する九めに所定
方向（前方お１よび後方に可動であると共に１次いで単
段または多段でアップシフトおよびダウンシフトを選択
するために横方向に可動である単一制御レバーを利用す
ることもできる。

この発明の半自動制御システムの別の重要かつ有利な特
徴は、予め決められた基準速度よシも大きな速度から（
寸動状態から交通状態を区別するために）車両が完全停
止されるときはいつでも、クラッチ１６が足ペダル３に
より手動脱係合されると共に、操作者の足がスロットル
（車両の移動を再び始めるための意図を示す）上にあり
、レバー１が一回ダウンシ７）方向に移動された時は、
制御装置が変速機１２を予め選択された、好ましくは許
容される最高の始動ギアレシオへ自動シフトすることで
、これには複数の介在ギアレシオにわたるスキップシフ
トが包含されている。−例として、１２段前進速度変速
機においては、許容最高始動レシオは第３ギアである。

ダウンシフト方向への別のレバー移動により変速機は、
迅速またはわずかの登板始動、等のために第２ギアにシ
フトされる。

操作者は休止時または移動時に、常時これら許容される
ものからギアレシオを選択することができる。手動クラ
ッチは停止の準備として、変速機を脱係合して失速を防
止するため、そして許容される任意の始動ギアレシオに
おいて休止状態から始動する時のみに利用するためのも
のである。半自動シフト中に、運転者が手動クラッチを
操作した場合は、処理中のギア変換は中断されて、手動
クラッチの再係合によってのみ継続される。

オプションの特徴として、緊急時、たとえば道路上の障
害物を回避するような場合に操作者が手動クラッチを離
脱する仁となく車両を停止した場合は、非常に低い道路
速度が検出されて、クラッチ１６が自動的に脱係合され
る。このような自動的クラッチ脱係合作動により、エン
ジンの停止が防止され、したがって操舵機能および他の
エンジンで駆動される機能が保持される。

再び車両を移動状態にするには、操作者は手動でクラッ
チ１６を脱係合し、ギアレバー１をダウンシフト方向に
移動して、再び許容最高始動レシオを選択することＫな
る。変速機１２は、少なくとも５段、好ましくは９また
はそれを越える選択可能な前進レシオを有する多段速度
変速機であることが好ましい。

１２段前進速度スプリッタ型変速機１２、および変速機
１２の副変速機セクションに利用されるブロックジョー
型クラッチ部材の構造は、従来から知られていると共に
、前述米国特許第４７９９、００２号、第’Ｓ、９２１
，４６９号、第４９２４，８４８号、・第４．１９４，
４１０号、第４，４４０，０５７号明細書および公開欧
州特許出願第Ｅｐ−ｉ−ｏｏ７１ｓｓ３号および第ＥＰ
−Ａ−０１１７５４２号明細書に詳細に記載されている
。

この発明の制御システムの許容レシオ決定手順およびレ
シオ変換操作の代表的なものを詳細に説明することにす
る。

半自動変速機の機能および要素は、ギアレシオ変換選択
スイッチまたはレバー１、表示装置２、制御ボックス３
Ｂ、速度センサ５２，５６、エンジン（燃料）制御装置
２６、スロットルおよびクラッチセンサ２２．３（運転
者によるその押下は量を検出する）、シフト、クラッチ
およびブレーキの電気−空気圧制御（必要な場合は゛真
空サーボ従動体と共に１エンジンマニホルド真空を利用
する）装置、入力ブレーキ１７および／またＦｉ１８お
よびそのアクチュエータ、制御ケーブルおよびクララチ
アクチ具エータ３０である。

要素１．２および中央制御ユニット３８についぞ、これ
らは運転者の変換要請を入力すると共に運転者に対して
、現行ギア、および単段ま　□たはスキップによる任意
のギアシフトを完了するために必要な検出されたエンジ
ンおよび車両状態から、および休止状態からを包含する
任意の時点で選択できる別のレシオを教示するよう罠な
っている。シフト操作は、アップシフトについては前方
への、あるいはダウンシフトについては後方へのギアレ
バー１の単＝または複数ノ移動により達成される。ギア
シフトレバ−は休止または垂直位置へ復帰するようにス
プリング付勢されておシ、レバーの一回の移動が一回の
シフト制御を行なうよう罠なっている。

エンジンの制御は燃料制御装置２６により行なわれ、こ
れには２つのソレノイドバルブが備、ｔられ、一方はエ
ンジンの「ディップ操作」に関連し、他方はエンジンの
「ブリップ操作」に関連している。ソレノイドバルブに
従属する背中合わせに配置される２重空気圧ピストンは
、所望により運伝音の知覚なしでサーボポンプの操作を
もたらす。これらのユニットは電子パネルからの信号に
応答する。「フライ−バイ−ワイヤー」スロットル制御
または完全電子エンジン管理が、システムにより適応で
きる。

システムが正しく機能を果たすためには、完全クラッチ
および部分スロットル作動の存在を確認することが必要
であシ、これは少なくともクラッチの完全延長部および
運転者の足ペダルからのアクセレレータの初期移動部に
スイッチ（近接またはマイクロ）を配置することにより
達成される。

変速機オペレータ３４は、好ましくは２つの要素に分断
される電気空気圧（ｒＥＰＪ）マニホルドを包含してい
る。第１のものは前ボックス作動に１そして第２のもの
は後ボックス作動に関連している。ＥＰマニホルドは、
ソレノイドバルブにより制御されると共くい　シフトピ
ストンを保持するシリンダに関連するマニホルドである
。

オペレータ３４はさらにシフトユニットを包含しておシ
、電子制御ボックス３８からの信号による適切なＥＰパ
ルプのサーボ操作により移動される空気ピストンが備え
られている。

運転者は下記のとおシ教示される： 車両は、空気圧が正しいレベルにあり、ハンドブレーキ
がかけられ、クラッチが脱係合状態にあシ、かつ加速が
アイドリンク状態において静止している。中立状態が表
示ユニットに表示される。運転者がギアレバーを前方へ
一回移動すると、最低レシオにおいて始動するようにユ
ニットが予備処理される。係合はまだ行なわれていない
。クラッチペダルが押下げられ、マイクロスイッチがそ
の移行範囲において作動されることになる。

第１ギアが係合させて、クラッチペダルが解除され、ス
ロットルが適用されてハンドブレーキが解除されると、
車両は移動し、通常の加速が行なわれる。所望速度にお
いて運転者は、ギアレバーを一回前方へ操作することに
より次に高いレシオを選択することができる。零速度に
おいてレバーを一回移動すると、ギアボックスは車両が
休止した状態から始動ギアに復帰される。

可視表示の位置は、運転者がその注意を前方の道路から
完全くそらせる必要なく適切なギアを知ることができる
ような位置になされる。

ＣＰＵ１ａを含む電子パネルは、ギア選択ユニットから
の運転者の指令、ギアボックス入力および出力シャフト
からの速度信号を受信して、ＥＰマニホルド、シフトユ
ニット、アップシフト慣性ブレーキ、エンジンおよびク
ラッチ制御装置に向けて、半自動シフトが達成されるよ
うに指令を送信する。

エンジンの制御Ｆｉ２つの要素において行なわれる。電
子装置は変速機入力および出力シャフト速度間の状態を
検討し、もしアップシフトが可能ならば、スロットル、
クラッチおよびアップシフトブレーキ制御装置が自動的
に始動されて、第２ギアの同期および係合が達成される
。

第２ギアの係合に続いて、アップシフトブレーキが解除
され（必要により前解除が開始される）、クラッチおよ
びエンジン制御が現状に復帰され゛る。これらのシーケ
ンスは自動的に行なわれることから迅速に行なわれ、し
たがって車両性能の損失は最少であり、車両が進む状態
から進まない状態に移動することは、はとんど不可能で
ある。これはスロットル操作が運転者の気まぐれにまか
された場合に起こる可能性があることである。この過程
は状態が許すならば、最高レシオに到達するまでボック
スを介して繰返される。

エンジンおよび車両速度が不利な負荷／道路条件により
減少するとダウンシフトが要求され、このダウンシフト
は任意の時点で要請できる。

しかし、シフトの実行は、同期を達成するのに十分なエ
ンジン速度範囲が可能な場合にのみ達成される。関連す
る状態が流動的なものと仮定すると、２つのシーケンス
の一方が行なわれる。

利用されるシーケンスは、後ボックスのみのシフト、あ
るいは前および後ボックス両者を含む複合シフトである
変換に依存している。

スプリットシフト−副セクションのみ 単一の後ボックスシフトに関する信号により、後ボック
スのギアが選択され、「スロットル・ディップ」（燃料
ポンプがアイドリンクに向かう）シーケンスが開始され
、トルクラインを遮断し脱係合が可能になるのに十分な
時間続けられる。クラッチも脱係合され、それから再係
合される。「スロットル−ディップ」シーケンスが終了
し、「スロットル・ブリップ」（燃料ポンプがフルスロ
ットルに向かう）期間が開始される。同期状態を検出す
ると、スプリッタ機構が低ギアの係合を動作させ、「ス
ロットル・ブリップ」期間が終了し、スロットルは運転
者により指令される状態に復帰する。

複合シフト−主および副セクション 複合（主および副セクション変換）シフトに関して。シ
ーケンスはほんの一部で相違するだけである。第１クラ
ツチ説係合を含むこれまでのシーケンスは同一状態にあ
るが、それから次の゛シーケンスが開始される。クラッ
チが適切な期間脱係合状態にある間、中立状態が前ボッ
クスにおいて選択される。クラッチはそれから再係合さ
れ、「スロットル・ディップ」信号が除去されて、スロ
ットル・ブリップが作動される。

同期状態が検出されると、スロットル・ブリップが終了
し、適切な遅延時間後、前ボックス係合が行なわれる。

前述シーケンスは第５〜８図のフローチャート例示され
ている。

前述フローチャートを達成する電子装置シフトハウジン
グ、エンジン速度、クラッチおよび慣性ブレーキオペレ
ータへの空気圧制御ラインを制御するために電子装置が
利用される。

これは、非許容ギア変換を阻止すると共に、現行ギアと
シフト可能なギアとを表示するよう罠なっている。電子
装置が応答する入力は、ギアレバー指令信号、入力シャ
フト速度、出力シャフト速度、スロットルしきい位置、
およびペダル位置（押下げられているか、否か）である
。

第４図に示される電子装置は簡単なブロック形態で説明
されている。実数値の道路速度信号周波数が測定され、
かつすべてのギアにおいて可能な最大速度を表示する各
設定値２進数が発せられ、す表わち２進数１が第１ギア
における最大速度において発生し、第１１ギアにおいて
可能な最大速度において発生する２進数１１まで進む。

この実際の道路速度２進数はそれに付加された２進数３
を有しておシ、この付加数値と実速度２進数が２つの２
進数比較器へ送られると共に１その他方の入力は現行実
ギアから送られる。

各比較器への他の入力は、記録された係合ギアレシオに
応答すると共に、各設定値最大速度２進数が供給される
。その効果として、任意の実道路速度において可能なギ
アの「窓」が形成される。「指令された」ギアかこの窓
の外側にある場合は、後述のようにこの選択はゲートに
より無効化される。この２つの例をとると、実速度が零
においては、ギア１，２および３のみが可能□である。

たとえば第２ギアにおける最大実速度においては、ギア
３．４および５のみが可能になる。

「現行」（または実際の）ギア選択２進数は、２方向性
４ビツト計算機の出力から送られる。

アップシフト指令は計数を増大し、ダウンシフト指令は
それを減少する。「指令」ギアが前記窓の外側にある場
合に閉じられるゲートが入力部に設けられている。速度
が指令ダウン変換にとって低過ぎるという理由で要求さ
れた選択が窓の外側にある場合は、車両は許容最高ギア
へさらにダウン変換される。

各アップシフトはスロットル・ディップ（ＴＤ）を開始
し、かつ各ダウンシフトはスロットル・ブリップ（ＴＢ
）を発信する。この状態はエンジンが道路速度と同期さ
れるまで続けられ、その場合に各ＴＤまたはＴＢが遮断
され、次のギアが選択される。前述フローチャートも参
照されたい。

したがって明らかなように、好ましい実施例においてギ
ア変換は、組込まれてはいるがトルクに依存しないで行
なわれる。これは始動および最終速度のみに依存し、か
つ実際の係合ギアおよび選択可能ギアに依存して可能に
なる。

完全自動変速機に比較して、この半自動変速機は運転者
の制御および自由選択を可能にしており、これは非常に
低速な場合、および前方の地形または道路条件が困難な
場合に１特に有利である。運転者は休止状態からの始動
または巧妙な操縦時以外、レシオの変換にあたってスロ
ットルおよびクラッチを利用する必要はない。

巡航制御または統制最高道路速度は、制御ボッ・クス３
８に容易に具備させることができる。スロットルがシフ
トのために操作される時、運転者はその足に無視できる
フィードバックを感じることになる。シフトは極めて迅
速に行なわれるから、表示された許容シフト状態は、シ
フトが行なわれる短時間中に変化することはなく、車両
は認識できる程低速化することはない。判断を誤ってい
るが許容され、かつ完了される変換後に、正常シンクロ
メツシュまたは非同期機械式変換ギアは、エンジンの空
回り、またはアイドリンク速度における仕事に対する保
護がなされない。

付加的特徴として第９図に示されるように、操作者が車
両の走行速度を基準値（通常は完全停止時）よシ下に下
降させることを許すならば、マスタークラッチ１６を足
ペダル３によって手動で脱係合し、操作者の足をスロッ
トルペダル２４から取シ除く（すなわちＴＨＰＳ＝Ｏ）
。

ダウンシフトの方向にレバー１をただ１回移動させるこ
とは変速機を中立位置に自動選択しかつ係合させる要請
とみなされる。

上述の手順により、車両操作者は比較的簡単に自動選択
と変速機の中立位置への係合を要請でき、通常中立要求
に関連する状態とは、たとえば車両の停止、クラッチの
手動解除、スロットルから足を離すこと（センサ４ｉＣ
よって感知するようにブレーキ上に足を乗せることを可
能にする）、すなわち所定の開始ギアのためではない場
合である。

（発明の効果） 本発明は上述した構成から、操作者が予め規定された状
況下で変速機を中立位ｆｔ１ｃシフトレバ−の−回の移
動で直接ダウンシフトさせることができ、変速機のギア
変換を最適な状態でスムーズに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半自動機械式ギア変換型変速システ
ムの概略図、第２図はこの発明の半自動変速機の制御シ
ステムの概略図、第６図は運転者手動制御および表示装
置、第３Ｂ図は第３図に示される表示装置の一部の拡大
図、第４図は中自動変速機制御システムのロジックおよ
び制御電子装置のブロック概略図、第５図は複合アップ
シフトについてのシフトロジック・フローチャート、第
６図はスプリッタシフトのみのアップシフトについての
シフトロジック・フローチャート、第７図はスプリッタ
シフトのみのダウンシフトについてのシフトロジック・
フローチャート、第８図は複合ダウンシフトについての
シフトロジック・フローチャート、第９図はこの発明の
制御方法の７０−チャー）’！１０（ｉっＬ７万９ｕ月
のフロ・、トルイ立直？ヒΣ′す′看１友イ本４確θ啓
蛯θ網で過３゜１−手動シフト選択レバー、１０−・・
半自動機械式ギア変換型変速機システム、１２−・多段
ギア変換型機械式変速機、１４−燃料をスロット′ル制
御されるエンジン、１（５−・摩擦マスタークラッチ、
２４−・手動燃料スロットル制御装置、２６−＠料スロ
ットル制御オペレータ、Ｓ　Ｏ・−・クラッチオペレー
タ、５４−１［オペレータ、３８−・中央処理ユニット
、 ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕自動燃料スロットル制御装置（２４）、燃料をス
   ロットル制御されるエンジン（１４）、多段速度ギア変
   換の機械式変速機（１２）、エンジンおよび変速機間に
   挿入配置される摩擦マスタークラッチ（１６）、手動操
   作されるマスタークラッチ制御装置（３）、現係合ギア
   レシオからアップシフトを選択するために中央位置から
   第１方向へ可動であるとともに、ダウンシフトを選択す
   るために前記中央位置から第２方向へ可動の手動シフト
   選択レバー（１）、変速機の入出力シャフトの各回転速
   度、車両速度、エンジン速度および前記シフト選択レバ
   ーの操作を表示するそれぞれの入力を受信するとともに
   、それを所定のロジックルールにより処理して、クラッ
   チオペレータ（３０）、燃料スロットル制御オペレータ
   （２６）、および変速オペレータ（３４）を包含する非
   手動制御されるオペレータへ指令出力を発信する中央処
   理ユニット（３８）を備え、該中央処理ユニットが所定
   時間内における前記中央位置からの前記レバーの移動方
   向および移動回数を包含する、前記手動シフト選択レバ
   ーの操作を検出し、第１操作モードにおいては、所定方
   向における前記シフト選択レバーの中央位置からの各反
   復移動が前記方向における一つの付加的に連続するレシ
   オの変換を操作者が選択したものと仮定して、現係合ギ
   アレシオから操作者により選択された変速機ギアレシオ
   へ直接シフトされるように決定している半自動機械式ギ
   ア変換型変速装置（１０）の制御方法において、前記装
   置は中央処理ユニットに操作者の手 動による前記スロットル制御装置の係合を示す信号（Ｔ
   ＨＰＳ）および手動による摩擦マスタークラッチの脱係
   合を示す信号を供給する手段（２２Ａ）を含み、 第２操作モードにおいて、前記シフト選択 レバーを第２の方向へ中央位置から一回移動させること
   は、もし車両走行速度が所定車両走行速度の基準値より
   小さいならば変速機の中立位置に直接ダウンシフトを操
   作者が選択したものと判断されるように自動的に操作を
   選択し、 前記マスタークラッチは手動で脱係合され、そしてスロ
   ットル制御装置の操作者の手動による係合が検出されな
   いようになっている制御方法。 〔２〕操作者の手動によるスロットル制御装置の係合を
   示す信号（ＴＨＰＳ）は前記スロットル制御装置の所定
   の最低基準値の動きよりも大きいことを示す信号である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 〔３〕スロットル制御装置が、スロットルペダル（２４
   ）であり、操作者の手動による前記スロットル制御装置
   の係合を示す信号（ＴＨＰＳ）がスロットルペダル上に
   操作者の足が存在することを示す信号である、特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 〔４〕最低車両走行速度の基準値は完全に停止した車両
   の状態を示すものである特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の方法。 〔５〕停止からスタートする車両操作に利用される最高
   ギアレシオを予め設定して、それを最高の許容開始ギア
   レシオに指定し、 所定の車両速度より上の速度から車両の停 止を検出し、 その後、ダウンシフト方向にシフト選択レ バーの一回移動を検出し、手動によるマスタークラッチ
   の脱係合と、操作者の手動によるスロットル制御装置の
   係合により、前記変速機が最高許容開始ギアレシオに自
   動的にシフトされるようになる各過程を含む特許請求の
   範囲第１項、第２項および第４項のいずれか１つに記載
   の方法。 〔６〕車両ブレーキの適用を示す信号を供給する手段（
   ４）を含み、第２操作モードにおける操作が車両ブレー
   キの適用を検出することを付加的に要求するようになっ
   ている特許請求の範囲第１項又は５項に記載の制御方法
   。 〔７〕手動燃料スロットル制御装置（２４）、燃料をス
   ロットル制御されるエンジン（１４）、多段速度ギア変
   換の機械式変速機（１２）、エンジンおよび変速機間に
   挿入配置される摩擦マスタークラッチ（１６）、手動操
   作されるマスタークラッチ制御装置（３）、現係合ギア
   レシオからアップシフトを選択するために中央位置から
   第１方向へ可動であるとともに、ダウンシフトを選択す
   るために前記中央位置から第２方向へ可動の手動シフト
   選択レバー（１）、変速機の入出力シャフトの各回転速
   度、車両速度、エンジン速度および前記シフト選択レバ
   ーの操作を表示するそれぞれの入力を受信するとともに
   、それを所定のロジックルールにより処理して、クラッ
   チオペレータ（３０）、燃料スロットル制御オペレータ
   （２６）および変速オペレータ（３４）を包含する非手
   動制御されるオペレータへ指令出力を発信する中央処理
   ユニット（３８）を備え、前記中央処理ユニットが前記
   中央位置からの前記レバーの移動方向を包含する、前記
   手動シフト選択レバーの操作を検出し、第１操作モード
   においては、所定方向における前記シフト選択レバーの
   中央位置からの各移動が前記方向におけるレシオの変換
   を操作者が選択したものと仮定して、現係合ギアレシオ
   から操作者により選択された変速機ギアレシオへシフト
   されるように決定している半自動機械式ギア変換型変速
   装置（１０）の制御システムにおいて、 その制御手段が操作者の手動による前記ス ロットル制御装置の係合を示す信号（ＴＨＰＳ）を前記
   中央処理ユニットに供給する手段（２２Ａ）と、手動に
   よる摩擦マスタークラッチの脱係合を示す信号を前記中
   央処理ユニットに供給する手段、 および第２操作モードにおいて、前記シフ ト選択レバーを第２の方向へ中央位置から一回移動させ
   ることはもし車両走行速度が所定車両走行速度の基準値
   より小さいならば変速機の中立位置に直接ダウンシフト
   を操作者が選択したものと判断され、前記マスタークラ
   ッチは手動で脱係合され、そしてスロットル制御装置の
   操作者の手動による係合が検出されないように自動的に
   操作を選択する手段により特徴づけられた制御システム
   。 〔８〕操作者の手動によりスロットル制御装置の係合を
   示す信号（ＴＨＰＳ）が前記スロットル制御装置の所定
   最低基準値の動きよりも大きいことを示す信号である特
   許請求の範囲第７項に記載の制御システム。 〔９〕スロットル制御装置がスロットルペダル（２４）
   であり、操作者の手動による前記スロットル制御装置の
   係合を示す信号（ＴＨＰＳ）が前記スロットルペダル上
   に操作者の足が存在することを示す信号である特許請求
   の範囲第７項又は第８項に記載の制御システム。 〔１０〕最低車両走行速度の基準値は完全に停止した車
   両の状態を示すものである特許請求の範囲第７項または
   第８項に記載の制御システム。 〔１１〕前記制御手段が停止からスタートする車両操作
   に利用される最高ギアレシオを予め設定して、それを最
   高の許容開始ギアレシオに指定し、 所定の車両速度より上の速度から車両の停 止を検出し、 その後、ダウンシフト方向にシフト選択レ バーの一回移動を検出し、手動によるマスタークラッチ
   の脱係合と、操作者の手動によるスロットル制御装置の
   係合により前記変速機が最高許容開始ギアレシオに自動
   的にシフトされるようになるロジックルールを含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の制御システム
   。 〔１２〕車両ブレーキの適用を示す信号を供給する手段
   （４）を含み、第２操作モードにおける操作が車両ブレ
   ーキの適用を検出することを付加的に要求するようにな
   っている特許請求の範囲第７項に記載の制御システム。