JPH04121441U - 車両の自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン運転状態と車速に基づいて目標シフ
ト段を求め、これに合わせて変速操作すべくエンジン回
転を制御しながら、機械式クラッチを断続して歯車式ト
ランスミッションをギヤシフト操作するように構成した
車両の自動変速装置において、エンジン回転要求に応じ
て制御するエンジンコントロールアクチュエータとして
モータが故障などを起こしたときにこれをバックアップ
して車両の走行を可能にする。 【構成】 エンジンコントロールアクチュエータとして
のモータ３４Ａの回転軸４０にこれと一体の結合レバー
４１と、相対回転自由な可動レバー４２を設け、結合レ
バー４１を燃料噴射ポンプ２０のコントロールレバー２
０Ａに、可動レバー４２を運転室のアクセルペダル２５
に連結する。そして、モータ３４Ａの異常時にエマージ
ェンシスイッチ５１のＯＮにより作動して結合レバー４
１と可動レバー４２を互いに係合させるエアシリンダ４
５を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は車両の自動変速装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、運転者の疲労を軽減するため、エンジンと遊星歯車式のトランスミッシ ョンとの間にトルクコンバータを介装することにより、変速操作を自動的に行う 自動変速装置を搭載する車両が乗用車を中心に多くなっており、トラックなどで も同様の自動変速装置が既に実用化されているが、イニシャルコストが高く走行 燃費が悪いことが主要原因で一般に普及するまでに至っていない。

【０００３】 そこで、従来の多段歯車式トランスミッションと機械式クラッチを用い、エン ジン運転状態などを検出する各種センサとこれらの検出信号に基づいてマイクロ コンピュータにより構成されるコントロールユニットがアクチュエータの駆動を 制御して最適なシフト段への自動変速を実現するようにしたものが、実願昭６２ ー３４２８５号などに提案されている。

【０００４】 この場合、運転室のセレクタをオートレンジに入れると、エンジン運転状態と 車速に基づいてコントロールユニット内のメモリに格納された変速マップデータ から最適な目標シフト段を求め、この目標シフト段に変速操作すべく各種のアク チュエータを制御する。すなわち、目標シフト段と実際のギヤ位置が一致せず、 変速が必要と判断されると、エンジンの燃料噴射ポンプのコントロールレバーを 無負荷位置に戻すと同時にクラッチを切り、トランスミッションをニュートラル 位置にセットする。その後クラッチを継ぐ。

【０００５】 そして、エンジン回転を制御することでメインシャフトを遊転するメインギヤ 回転が、アクスルに連結するメインシャフトの回転速度に対しギヤ鳴り等を生ぜ ずに同期噛み合いの可能な回転範囲（シンクロ領域）に入ると、メインギヤとメ インシャフトを噛み合わせるギヤセット操作を開始し、ギヤセットの完了後にコ ントロールレバーを復帰させるのである。なお、運転室のセレクタはオートレン ジのほかにトランスミッションのシフト段に対応するシフトレンジが設けられ、 これらのレンジ切換えによっても変速要求が発生して上記と同様の変速制御を実 行するようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような自動変速装置では通常走行時でのアクセルペダルの踏み 角（アクセル開度）信号、または変速時の要求回転（シンクロ回転など）信号に 応じて、エンジン燃料噴射ポンプのコントロールレバーを駆動してエンジン回転 を制御するエンジンコントロールアクチュエータとしてモータを採用することが 考えられるが、その場合モータが故障すると燃料噴射ポンプのコントロールレバ ーがリターンスプリングアイドル位置に戻されるので、極く低速でトロトロと走 行させることは可能であっても、その状態で一般道路を例えば修理工場まで走り 続ける訳にもいかず、結局立ち往生してしまうという心配があった。

【０００７】 この考案はこのような問題点を解決するため、モータ故障時のバックアップ対 策を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

そこで、この考案はエンジン運転状態と車速に基づいて目標シフト段を求め、 これに合わせて変速操作すべくエンジン回転を制御しながら、機械式クラッチを 断続して歯車式トランスミッションをギヤシフト操作するように構成した車両の 自動変速装置において、エンジン回転要求に応じて制御するエンジンコントロー ルアクチュエータとしてモータを備え、その回転軸にこれと一体の結合レバーと 、相対回転自由な可動レバーを設け、結合レバーを燃料噴射ポンプのコントロー ルレバーに、可動レバーを運転室のアクセルペダルにそれぞれ連結すると共に、 モータの異常時に結合レバーと可動レバーを互いに係合する手段を備えたことを 特徴とする。

【０００９】

【作用】

モータ異常時には係合手段によってモータ回転軸の結合レバーと可動レバーが 一体化される。この状態でアクセルペダルを操作すると、可動レバーから結合レ バーを介して燃料噴射ポンプのコントロールレバーにペダル操作力が伝達され、 燃料量をアクセルペダルの踏み角に応じてコントロールすることができる。つま り、アクセルペダル操作によって車両の自在な走行が可能となる。なお、モータ の正常時はモータが要求に応じて駆動され、結合レバーを介して燃料噴射ポンプ のコントロールレバーを制御するのであり、その場合係合手段の解除によって可 動レバーはモータの回転軸の結合レバーから自由となり、したがってモータの駆 動トルクでアクセルペダルが操作されることはない。

【００１０】

【実施例】

図１はディーゼルエンジン車に適用したこの考案の実施例を示す自動変速装置 の全体構成図で、この例では燃料噴射ポンプ２０、機械式摩擦クラッチ２１、多 段歯車式トランスミッション２２にこれらの作動状態を検出する各種検出手段と これらを駆動するアクチュエータを設け、これらの検出信号に基づいてマイクロ コンピュータから構成されるコントロールユニット２３がアクチュエータを制御 して自動変速を実現するものである。

【００１１】 まず、検出手段として運転状態を検出する手段が必要であり、この運転状態は エンジン１９の負荷状態、セレクタ２４のレンジ位置、クラッチ２１の断続状態 、トランスミッション２２の実際のシフト位置および車速から判別することがで きる。そのため、アクセルペダル２５にはエンジン負荷としてのアクセルペダル ２５の踏み角（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ２６が、セレクタ２４ にはセレクトレバー２７のレンジ位置を検出するレンジ位置センサ２８が、クラ ッチ２１には断続位置を検出するクラッチストロークセンサ２９が、トランスミ ッション２２には実際のシフト位置を検出するシフト位置センサ３０とプロペラ シャフトを介してアクスルに連結するメインシャフトの回転速度を検出するメイ ンシャフト回転センサ３１がそれぞれ設けられる。なお、メインシャフトの回転 速度は車速に比例するので、車速センサとして機能する。

【００１２】 また噛み合わせるギヤの周期は、メインシャフト上を遊転するメインギヤの回 転速度がメインシャフトの回転速度に対して設けたシンクロ領域に入るとギヤシ フト機構を駆動して行うので、メインギヤ回転に対応するカウンタシャフトの回 転速度を検出するカウンタシャフト回転センサ３２が設けられる。

【００１３】 次に、これらの検出手段に対しコントロールユニット２３の制御対象であるア クチュエータとして、燃料噴射ポンプ２０にはコントロールレバーを要求に応じ て駆動してエンジン回転を制御するエンジンコントロールアクチュエータ３４が 、クラッチ２１にはこれを断続操作するクラッチアクチュエータ３５が、トラン スミッション２２にはギヤシフト機構を駆動するギヤシフトアクチュエータ３６ がそれぞれ設けられる。

【００１４】 これらのアクチュエータを制御するコントロールユニット２３はマイクロコン ピュータにより構成され、従来と同じくオートレンジ走行中のエンジン負荷と車 速に基づく変速要求、またはセレクタ２４のレンジ切換え操作に伴う変速要求の 発生時に所定の動作処理にしたがって、ギヤ鳴り等を生ぜず短時間にギヤシフト を完了するようにエンジンコントロールアクチュエータ３４、クラッチアクチュ エータ３５、ギヤシフトアクチュエータ３６の駆動を制御する。

【００１５】 また、運転室には車両発進時などでの微妙なクラッチ操作を手動制御するため のクラッチペダル３８が設けられ、クラッチペダル３８の踏込みをクラッチペダ ルスイッチ３９で検出したときにコントロールユニット２３が手動制御を判断し て既述のエンジン負荷と車速に基づくオートレンジ制御を中止するようになって いる。

【００１６】 ここで、この考案の要部に相当するエンジンコントロールアクチュエータ３４ の具体的な構成図を図２、図３に基づいて説明すると、３４Ａがアクチュエータ としてのＤＣサーボモータで、その回転軸４０にはこれと一体の結合レバー４１ と、相対回転自由な可動レバー４２が設けられる。結合レバー４１はロッド４３ を介して燃料噴射ポンプ２０のコントロールレバー２０Ａに、可動レバー４２は ロッド４４（ワイヤケーブルでも良い）を介してアクセルペダル２５にそれぞれ 連結される。

【００１７】 この場合、結合レバー４１には小型エアシリンダ４５がピストンロッド先端の 係合ピン４６を可動レバー４２側に向けて突出させた状態で固定され、可動レバ ー４２には結合レバー４１とアイドル位置で重なり合ったときにエアシリンダ４ ５の伸作動によって係合ピン４６の挿入可能なピン孔４７が形成される。

【００１８】 エアシリンダ４５はチューブ４８を介してエアタンク４９に接続され、チュー ブ４８途中にエア給排用の作動バルブ５０（電磁弁）が介装される。そして、作 動バルブ５０の励磁回路には手動のエマージェンシスイッチ５１と、このスイッ チ５１のＯＮにより作動してクラッチ２１などの手動操作の必要を警報するブザ ー５２とランプ５３が設けられる。

【００１９】 このような構成により、モータ３４Ａの故障時にはアクセルペダル操作に拘わ らずエンジン回転がアイドル回転に低下するので、運転者は車速の異常に気が付 き、アクセルペダル２５を放してエマージェンシスイッチ５１をＯＮにすると、 エアシリンダ４５が作動バルブ５０を介して供給されるエアによって伸び出し、 係合ピン４６をピン孔４７に挿入させる。これにより、モータ回転軸４０の結合 レバー４１と可動レバー４２が一体化される。この状態でアクセルペダル２５を 操作すると、可動レバー４２から結合レバー４１を介して燃料噴射ポンプ２０の コントロールレバー２０Ａにペダル操作力が伝達され、したがって燃料量をアク セルペダル２５の踏み角に応じてコントロールすることができる。

【００２０】 このとき、エマージェンシスイッチ５１のＯＮによりブザー５２とランプ５３ が作動するので、運転者はこれらの警告信号に促され、アクセルペダル２５を操 作しながら例えばセレクタ２４のレンジ切換え時にクラッチペダル３８を操作す ることにより、車両を自在に走行させることが可能となる。

【００２１】 また、モータ３４Ａの正常時はモータ３４Ａが要求に応じて駆動され、結合レ バー４１を介してコントロールレンジ２０Ａを制御するのであり、その場合エマ ージェンシスイッチ５１のＯＦＦにより係合ピン４６がピン孔４７から外れるの で、可動レンジ４２はモータ回転軸４０の結合レンジ４１から自由となり、した がつてモータ３４Ａの駆動トルクでアクセルペダル２５が操作されることはない 。

【００２２】 なお、エマージェンシスイッチ５１はコントロールユニット２３内に例えばア クセルペダル開度とエンジン回転数からモータ３４Ａの異常を判定する手段を設 け、その判定信号に基づいてＯＮーＯＦＦするように構成することもできる。

【００２３】

【考案の効果】

以上要するにこの考案によれば、エンジン運転状態と車速に基づいて目標シフ ト段を求め、これに合わせて変速操作すべくエンジン回転を制御しながら、機械 式クラッチを断続して歯車式トランスミッションをギヤシフト操作するように構 成した車両の自動変速装置において、エンジン回転要求に応じて制御するエンジ ンコントロールアクチュエータとしてモータを備え、その回転軸にこれと一体の 結合レバーと、相対回転自由な可動レバーを設け、結合レバーを燃料噴射ポンプ のコントロールレバーに、可動レバーを運転室のアクセルペダルにそれぞれ連結 すると共に、モータの異常時に結合レバーと可動レバーを互いに係合する手段を 備えたので、モータの異常時にも係合手段を介してアクセルペダル操作により燃 料噴射ポンプのコントロールレバーを制御すること、つまり車両の自在な走行が 可能となるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す自動変速装置の全体構
成図である。

【図２】同じくエンジンコントロールアクチュエータの
構成図である。

【図３】同じく図２のＡ矢視図である。

【符号の説明】

２０ 燃料噴射ポンプ ２１ クラッチ ２２ トランスミッション ２３ コントロールユニット ２５ アクセルペダル ２６ アクセルセンサ ３１ メインシャフト回転センサ ３４Ａ エンジンコントロールモータ ３５ クラッチアクチュエータ ３６ ギヤシフトアクチュエータ ４１ 結合レバー ４２ 可動レバー ４５ エアシリンダ ４６ 係合ピン ４７ ピン孔 ５０ 作動バルブ ５１ エマージェンシスイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン運転状態と車速に基づいて目標
   シフト段を求め、これに合わせて変速操作すべくエンジ
   ン回転を制御しながら、機械式クラッチを断続して歯車
   式トランスミッションをギヤシフト操作するように構成
   した車両の自動変速装置において、エンジン回転要求に
   応じて制御するエンジンコントロールアクチュエータと
   してモータを備え、その回転軸にこれと一体の結合レバ
   ーと、相対回転自由な可動レバーを設け、結合レバーを
   燃料噴射ポンプのコントロールレバーに、可動レバーを
   運転室のアクセルペダルにそれぞれ連結すると共に、モ
   ータの異常時に結合レバーと可動レバーを互いに係合す
   る手段を備えたことを特徴とする車両の自動変速装置。