JPH0148167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車のスイツチ式自動変速機にお
ける変速レンジ切換用スイツチを前進用変速レン
ジ及び後退用変速レンジに切換える際の安全さを
高めるための保護装置に関する。

床上に設置される変速レンジ切換レバーを操作
する形式の自動変速機は従来公知である。この形
式による自動変速機は、切換レバーを操作するた
めに大きな力を必要とし、また操作するストロー
クも長いなどの不便がある為、押釦式またはダイ
ヤル式などの電気スイツチによりモータを介して
変速レンジ切換レバーを切換える自動変速機が開
発されている。しかしながら、従来のスイツチ式
による自動変速機は、車両が前進中であつても、
簡単にリバーススイツチ（Ｒ−スイツチ）をオン
にすることができ、変速レンジ切換レバーはリバ
ース位置に切換ろうとし、そこでギヤが無理やり
噛み合おうとするので、破損したり、その負荷に
よりモータが焼き付いたりして走行不能に陥るお
それがある。また、後退中においてもドライブス
イツチ（Ｄ−スイツチ）をオンにすることができ
るので、同様な危険を生じるおそれがある。従
来、実開昭57−25237号公報においては、変速レ
ンジ切換用スイツチの他に、手動の押釦式チエツ
クスイツチを重複して押したときにのみ、変速レ
ンジを切換えることができるようにして安全性を
高めるか、又はチエツクスイツチの開閉をリレー
回路を用いてスピードメータと連動させることに
より、車速に対応させ、パーキングスイツチ（Ｐ
−スイツチ）及びリバーススイツチは車両の停止
時のみに入り、１速固定スイツチ（Ｌ−スイツ
チ）は40Km／ｈ以下のみに入るようにする装置が
提案されている。しかしながら、この従来装置は
スピードメータを利用するものであるので、車両
が後退中のときにドライブスイツチなどの前進用
の変速レンジ切換用スイツチをオンにする危険は
解消することができないものである。また、この
従来装置はリレー回路を用いているので、電子回
路を用いる場合に比較して設計の自由度乃至は高
級な制御機能を付加することが困難であり、かつ
特殊な構造のスピードメータを必要とするなどの
不都合がある。

なお、従来実公昭48−32823号公報および実開
昭57−199132号公報には、フオークリフトトラツ
クなどの車両において、無接触型のスピードセン
サより発生するパルスの周波数によつて車速を検
出し、車両が前進中であるか後進中であるかを問
わず、車速がある速度以上にあるときにはソレノ
イドへの電流を切り、ソレノイドセフテイロツク
のロツドまたはプランジヤーはばねによつて付勢
されてその先端を前後進チエンジ通路内に突出し
ていて前進Ｆあるいは後進Ｒの位置にあるシフト
レバーは後進Ｒあるいは前進Ｆへシフトすること
ができないようにするロツク装置が開示されてい
るが、このロツク装置をスイツチ式自動変速機に
単に採用しただけでは、サーボモータまたはその
他の電磁手段の駆動により変速レンジ切換レバー
が移動しようとするのに対し、前記ロツドまたは
プランジヤーにより前記変速レンジ切換レバーが
固定されるため、サーボモータまたはその他の電
磁手段に大きな負荷が掛かり破損のおそれがある
という問題点がある。

また、特開昭56−57525号公報には、エンジン
回転数（又はスロツトル開度）信号を用いて、エ
ンジン回転数が設定値以上のときにＮ→Ｄまたは
Ｎ→Ｒシフトは行わないようにした自動変速機付
車の安全装置が開示されているが、車速とエンジ
ン回転数とは１対１で対応するものではなく、例
えば車両が緩やかな下り坂等でＮレンジのまま惰
性で走行している時に、Ｎ→Ｒへ変換をしようと
した場合にはエンジン回転数が低いのでこの切換
が行われ、自動変速機が破損するおそれがあると
いう問題点がある。

本発明は、上記の欠点を解消するためになされ
たものであり、任意設定車速以上で車両が前進中
である時も、また後退中である時も、変速レンジ
切換用スイツチの誤動作から自動変速機を保護す
ることが可能であると共に、車両の前進中に複数
の前進用変速レンジ間の切換えを許容することが
可能なスイツチ式自動変速機の保護装置を提供す
ることを目的とする。

しかして、本発明のスイツチ式自動変速機の保
護装置は、車速に比例した周波数成分を有し、か
つ正回転時及び逆回転時において位相関係が逆転
する二相信号を生ずる車速センサと、該車速セン
サの出力側に設けられ、前記二相信号を演算し車
両が前進中であるときか後退中であるときかを位
相関係の逆転により判別し、かつ車速に比例した
周波数成分を有するそれぞれの信号を発生する第
一の演算回路と、該第一の演算回路により判別さ
れた車両の前進中および後退中のそれぞれの信号
が発生したときに、該信号の周波数成分に基づい
て任意設定車速以上かおよび以下かを判別する
Ｈ、Ｌ信号をそれぞれ生ずる交換手段と、後退用
変速レンジおよび前進用変速レンジに選択変換す
るＨ、Ｌ信号を生じる複数の変速レンジ切換用ス
イツチと、該切換用スイツチにて選択されたＨ、
Ｌ信号と前記交換手段からのＨ、Ｌ信号を入力し
て変速レンジの切換許可を判別し、指令信号を生
ずる第二の演算回路と、該第二の演算回路の指令
信号により、自動変速機を変速レンジ切換動作さ
せる電磁手段の駆動制御を行う電磁手段駆動回路
とを備え、車両が任意設定車速以上のときに、前
進用変速レンジから後退用変速レンジへの切換
え、および後退用変速レンジから前進用変速レン
ジへの切換えを行う電磁手段の駆動を禁止するこ
とを特徴とする。

本発明の上記構成によれば、前記二相信号を生
ずる車速センサと前記第１の演算回路と前記変換
手段とにより、車両が前進中であるか後退中であ
るかを示しかつ任意設定車速以上かおよび以下か
を判別可能なＨ、Ｌ信号を得て、前記変速レンジ
切換用スイツチからのＨ、Ｌ信号とを、前記第２
の演算回路により判別し車両が前進中と後退中と
に場合分けした変速レンジ切換え作動が可能とな
ると共に、変速レンジ切換用スイツチの誤操作か
ら自動変速機を保護することが可能になる。

以下本発明を図面に例示された実施例について
説明する。第１図において１は２個の二相信号を
生ずる車速センサである。この車速センサ１は、
等間隔に多数の透孔を有する孔明き円板と２組の
発光・受光セツトとより成り、該両発光・受光セ
ツトの間を電気角で90゜の間隔を保つようにした
ものである。車速センサ１の端子Ｂから出力され
るクロツクパルスよりも端子Ａから出されるパル
スが、前進時には第２図ａによる如く90゜位相が
進み、後退時には第２図ｂの如く90゜位相が遅れ
て出力される。つまり、車速センサ１は車速に比
例した周波数成分を有し、かつ正回転（前進）時
と逆回転（後退）時とで位相関係が逆転する二相
信号を発生するようにされている。

２は、Ｄ型フリツプフロツプである。このフリ
ツプフロツプ２は、入力される二相信号としての
パルスにおいて、入力側の端子Ｄに加えられるパ
ルスが端子CLに加わるパルスより位相が進んで
いる車両の前進時には、出力側の端子Ｑがハイレ
ベル（以下Ｈと記す）になる。また、その逆に車
両の後退時のごとく端子Ｄが端子CLより入力さ
れるパルスの位相が遅れていると、出力側端子
がＨとなる。ここで端子Ｑと端子は常に反対の
出力が発生し、端子ＱがＨの時、端子はローレ
ベル（以下Ｌと記す）、端子ＱがＬの時は端子
がＨとなる。

３−１，３−２は前記Ｄ型フリツプフロツプ２
と共に第一の演算回路を構成するアンドゲートで
ある。二つの入力端子のうちの一つはフリツプフ
ロツプ２の出力端子Ｑ，とそれぞれ結線されて
おり、もう一方の端子は、直接に車速センサ１の
端子Ａ，Ｂとそれぞれ結線されている。アンドゲ
ート３−１，３−２は入力側の両端子がＨになら
ないと出力側端子はＨにならない。

４−１，４−２は周波数−電圧変換器である。
ここで、周波数というのは、車速センサ１からフ
リツプフロツプ２を通り、さらにアンドゲート３
−１、およびアンドゲート３−２のいずれかを介
して出力されるパルス列における単位時間内のパ
ルス数である。

１３−１，１３−２は、前記周波数−電圧変換
器４−１，４−２と共に変換手段を構成するイン
バータゲートであり、入力がＨならば出力はＬと
なり、又その逆に入力がＬならば出力はＨとな
る。周波数−電圧変換器４−１，４−２の出力電
圧が、インバータゲート１３−１，１３−２のス
レツシユレベル（閾値）以上であれば、Ｌを出力
するが、反対にスレツシユレベル以下の電圧であ
れば、Ｈを出力する。この関係を利用し、インバ
ータゲート１３−１，１３−２のスレツシユレベ
ルを変化させることにより、変速レンジ切換用ス
イツチ７〜１０からの入力をキヤンセルさせる車
速、たとえば０〜10Km／ｈの安全な車速を設定す
ることができ、また、この設定車速は複数の前進
用変速レンジと、後退用変速レンジとに分けて設
定することもできる。

インバータゲート１３−１は前進用アンドゲー
ト３−４，３−５，３−６の一方の端子とそれぞ
れ結線され、インバータゲート１３−２は後退用
アンドゲート３−３の一方の端子と結線されてい
る。後退用アンドゲート３−３、および前進用ア
ンドゲート３−４，３−５，３−６のもう一方の
端子は、それぞれ後退のための変速レンジ切換用
スイツチをなすリバーススイツチＲ、および前進
のための変速レンジ切換用スイツチをなす複数の
ドライブスイツチＤ、一速固定スイツチＬ、およ
び二速固定スイツチ２などの後退および前進のた
めの変速レンジ切換用スイツチ７〜１０を介して
電源正極（＋）と結線されている。１１はニユー
トラルスイツチＮとしての変速レンジ切換用スイ
ツチ、１２はパーキングスイツチＰとしての変速
レンジ切換用スイツチで、そのＨ、Ｌ信号はモー
タ駆動回路５に直接に導入されるようにしてあ
る。

第二の演算回路をなす後退用アンドゲート３−
３、および前進用アンドゲート３−４，３−５，
３−６の出力端子は電磁手段駆動回路をなすモー
タ駆動回路５に接続されている。モータ駆動回路
５は自動変速機のマニユアルバルブ（図示せず）
を動作させるサーボモータ（電磁手段）６の駆動
制御を行う。

次に、作動の説明をする。複数の前進用変速レ
ンジの１つを変速レンジ切換用スイツチ８，９，
１０などで選択して車両を前進走行させている前
進時においては、車速センサ１から出力される二
相信号としてのパルスは、端子Ａが端子Ｂよりも
90゜位相が進んでいる。したがつて、Ｄ型フリツ
プフロツプ２の出力側においては、端子ＱがＨと
なり、端子がＬとなる。車速センサ１が出力発
生時は、アンドゲート３−１において、両方の入
力端子の信号がＨとなるときに出力側もＨとな
る。そして、第２図ａにおけるパルスＤと同様な
波形のパルス列が周波数−電圧変換器４−１に入
力され、周波数（車速）にみあつた電圧を発生す
る。そして、該電圧がインバータゲート１３−２
のスレツシユレベル以上であれば、つまり車速が
任意設定車速より大であるときは、このインバー
タゲート１３−２の出力側がＬとなり、この信号
Ｌが後退用アンドゲート３−３の入力端子の一方
に加わるため、後退用の変速レンジ切換用スイツ
チ７であるリバーススイツチＲがオンになつてい
ても、後退用アンドゲート３−３の出力はＬとな
り、モータ駆動回路５の出力は無く、サーボモー
タ６は後退位置へ作動されない。つまり、車両の
前進時において、車速が任意設定車速より大であ
る時は、複数の前進用変速レンジから後退用変速
レンジへの前記モータ駆動回路５の切換え作動が
後退用アンドゲート３−３により禁止されてい
る。

一方、前進時であつてもＤ型フリツプフロツプ
２の出力端側端子においては、前述の如くＬが
出力されるため、アンドゲート３−２の出力電圧
は常にＬであり、周波数−電圧変換器４−２の出
力電圧は零である。したがつて、インバータゲー
ト１３−１のスレツシユレベル以下であるので、
当然このインバータゲート１３−１の出力はＨと
なり、前進用アンドゲート３−４，３−５，３−
６の一方の端子の信号がＨであるので、前進用の
複数の変速レンジ切換用スイツチ８，９，１０の
どれかをオン状態にすると、これらの変速レンジ
切換用スイツチ８，９，１０からのＨ信号が前進
用アンドゲート３−４，３−５，３−６のいずれ
かを介してモータ駆動回路５に加わることにより
サーボモータ６はこれらの前進用変速レンジの間
の切換動作を行う。つまり、車両の前進時におい
て、車速が任意設定車速より大である時でも、複
数の前進用変速レンジ間の切換えは前進用アンド
ゲート３−４，３−５，３−６により許容されて
いる。

後退時においては、第２図ｂ図示のごとく、車
速センサ１の出力端子Ａのパルスが端子Ｂのクロ
ツクパルスよりも位相が90゜遅れて出てくる。Ｄ
型フリツプフロツプ２の出力は、端子ＱがＬ、端
子がＨとなり、前進時とは全く逆のＨ、Ｌ状態
となり、インバータゲート１３−１の出力はＬで
あるため、前記説明の設定車速以上であるとき
は、複数の前進用の変速レンジ切換用スイツチ
８，９，１０のいずれをオンにしてもモータ駆動
回路５にＨ信号が入力されず、サーボモータ６は
作動しない。つまり、車両が後退中でかつ車速が
任意設定車速より大である時は、後退用変速レン
ジから前進用変速レンジへのモータ駆動回路５の
切換え作動は前進用アンドゲート３−４，３−
５，３−６により禁止されている。

停止時においては、車速センサ１のパルス出力
は無く、したがつてＤ型フリツプフロツプ２の出
力端子Ｑ，のどちらかがＨ、どちらかがＬであ
つたとしても、周波数−電圧変換器４−１，４−
２からの出力はＬ（零）となる。インバータゲー
ト１３−１，１３−２は両方とも出力がＨになる
ので、複数の前進用および後退用の変速レンジ切
換用スイツチ７，８，９，１０のどれでも好みの
変速位置のスイツチからのＨ信号を後退用アンド
ゲート３−３、および前進用アンドゲート３−
４，３−５，３−６を介してモータ駆動回路５に
加えることができる。また、一度変速レンジ切換
用スイツチ７，８，９，１０のいずれかを操作す
れば、駆動制御が可能な条件が揃えば自動的にモ
ータ駆動回路５が作動し、サーボモータ６が作動
する。

なお、他の実施例として、車両が前進中にはパ
ーキングスイツチＰとしての変速レンジ切換用ス
イツチ１２がオンにされても、モータ駆動回路５
およびサーボモータ６が作動しないようにするた
めに、第１図に二点鎖線で示すごとく、該変速レ
ンジ切換用スイツチ１２と直列にアンドゲート３
−７を結線し、このアンドゲート３−７の他方の
端子にインバータゲート１３−２のＬ出力を導入
することも可能である。また、二相出力を発生す
る車速センサ１としては二相の交流出力発電機と
パルス整形回路を用いることも可能である。

電磁手段駆動回路としてのモータ駆動回路５
は、指令位置記憶用可変抵抗器と差動増幅器とフ
イードバツク用ポテンシヨメータとを備えた通常
のサーボモータ駆動回路の他、種々の駆動回路を
使用することができる。電磁手段駆動回路により
駆動制御する電磁手段としてサーボモータを用い
たが、電磁石（ソレノイド）を用いることもでき
る。

以上述べたごとく、本発明のスイツチ式自動変
速機の保護装置は、車速に比例した周波数成分を
有し、かつ正回転時及び逆回転時において位相関
係が逆転する二相信号を生ずる車速センサと、該
車速センサの出力側に設けられ、前記二相信号を
演算し車両が前進中であるときか後退中であると
きかを位相関係の逆転により判別し、かつ車速に
比例した周波数成分を有するそれぞれの信号を発
生する第一の演算回路と、該第一の演算回路によ
り判別された車両の前進中および後退中のそれぞ
れの信号が発生したときに、該信号の周波数成分
に基づいて任意設定車速以上かおよび以下かを判
別するＨ、Ｌ信号をそれぞれ生ずる交換手段と、
後退用変速レンジおよび前進用変速レンジに選択
変換するＨ、Ｌ信号を生じる複数の変速レンジ切
換用スイツチと、該切換用スイツチにて選択され
たＨ、Ｌ信号と前記交換手段からのＨ、Ｌ信号を
入力して変速レンジの切換許可を判別し、指令信
号を生ずる第二の演算回路と、該第二の演算回路
の指令信号により、自動変速機を変速レンジ切換
動作させる電磁手段の駆動制御を行う電磁手段駆
動回路とを備え、車両が任意設定車速以上のとき
に、前進用変速レンジから後退用変速レンジへの
切換え、および後退用変速レンジから前進用変速
レンジへの切換えを行う電磁手段の駆動を禁止す
るから、車両が任意設定車速以上で前進中である
とき及び後退中であるときに、変速レンジ切換用
スイツチの誤動作があつても、前記第２の演算回
路の禁止作用により自動変速機を変速レンジ切換
動作させるための電磁手段が作動せず、自動変速
機を保護することができるという優れた効果があ
る。また、特殊な構造のスピードメータを必要と
することがなく、かつ電子回路を用いているから
高級な制御機能を付加することが容易であり、装
着時の制約が少ない上、さらに、車両が任意設定
車速以上で前進中であるときに複数の前進用変速
レンジ間の切換えを自由に行うことができるなど
の数々の優れた効果がある。

また、本発明はエンジン回転数に基づいて自動
変速機の変速レンジ切換動作を制御するものでは
なく、車速に基づいて変速レンジ切換動作をする
ものであるので、車両がＮレンジにより惰性で高
速走行中にＮ→Ｒの切換を防止することができ、
極めて安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置のブロツク図、第２図は車
速センサの出力パルスを表す波形図である。 １……車速センサ、２……Ｄ型フリツプフロツ
プ、３−１，３−２……アンドゲート、３−３…
…後退用アンドゲート、３−４，３−５，３−６
……前進用アンドゲート、３−７……アンドゲー
ト、４−１，４−２……周波数・電圧変換器、５
……モータ駆動回路、６……サーボモータ、７〜
１２……変速レンジ切換用スイツチとしてのリバ
ーススイツチＲ、ドライブスイツチＤ、一速固定
スイツチＬ、二速固定スイツチ２、ニユートラル
スイツチＮ、パーキングスイツチＰ、１３−１，
１３−２……インバータゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 変速レンジ切換用スイツチと、自動変速機
   と、該自動変速機を前進用変速レンジおよび後退
   用変速レンジに変速レンジ切換動作させる電磁手
   段とを備えるスイツチ式自動変速機において、 車速に比例した周波数成分を有し、かつ正回転
   時及び逆回転時において位相関係が逆転する二相
   信号を生ずる車速センサと、 該車速センサの出力側に設けられ、前記二相信
   号を演算し車両が前進中であるときか後退中であ
   るときかを位相関係の逆転により判別し、かつ車
   速に比例した周波数成分を有するそれぞれの信号
   を発生する第一の演算回路と、 該第一の演算回路により判別された車両の前進
   中および後退中のそれぞれの信号が発生したとき
   に、該信号の周波数成分に基づいて任意設定車速
   以上かおよび以下かを判別するＨ、Ｌ信号をそれ
   ぞれ生ずる交換手段と、 後退用変速レンジおよび前進用変速レンジに選
   択変換するＨ、Ｌ信号を生じる複数の変速レンジ
   切換用スイツチと、 該切換用スイツチにて選択されたＨ、Ｌ信号と
   前記交換手段からのＨ、Ｌ信号を入力して変速レ
   ンジの切換許可を判別し、指令信号を生ずる第二
   の演算回路と、 該第二の演算回路の指令信号により、自動変速
   機を変速レンジ切換動作させる電磁手段の駆動制
   御を行う電磁手段駆動回路とを備え、 車両が任意設定車速以上のときに、前進用変速
   レンジから後退用変速レンジへの切換え、および
   後退用変速レンジから前進用変速レンジへの切換
   えを行う電磁手段の駆動を禁止することを特徴と
   するスイツチ式自動変速機の保護装置。