JPH0443386Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （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。

（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
変速機との間にトルクコンバータを介在させるこ
とにより変速操作を自動的に行う自動変速機を搭
載する車両が多くなつているが、トルクコンバー
タは流体継ぎ手であることから機械式クラツチと
比してどうしても出力伝達効率が悪く、燃費向上
の点からは不利である。

そこで、操作の容易さだけでなく燃費向上をも
図るため、従来のトランスミツシヨンと機械式ク
ラツチを用い、運転者がクラツチやトランスミツ
シヨンの操作を行うのではなく、これらを電子制
御により自動的に変速操作を行わせるようにした
自動変速装置が本出願人により提案されている
（たとえば実願昭60−44579号参照）。

第６図はその制御動作を示す流れ図であり、基
本的な動作はトルクコンバータを使用する自動変
速装置の操作と異なるところはない。

また、トランスミツシヨンには噛合わせるギヤ
の回転速度を速やかに一致させるシンクロメツシ
ユ機構が採用されるが、基本的には噛合わせるギ
ヤを所定の相対回転速度差の範囲（同期可能領
域）に収めることができれば、シンクロメツシユ
機構がなくともギヤ鳴り等を招かずに噛み合わせ
ることができる。

そこで、この装置ではコストダウンを図るた
め、構造の複雑なシンクロメツシユ機構を省略
し、噛合わせるギヤの回転速度を検出して両者が
同期可能領域（シンクロ領域）にはいつた時点で
ギヤセツトを行わせている。なお、第７図は第６
図のステツプ８で行なわれるシフトアツプ制御の
動作を示している。

さらに、別の先願によれば、変速操作は運転状
態（たとえば車速とエンジン負荷）に応じて最適
にシフトアツプ、シフトダウンを行うことのでき
る領域（変速領域）をマツプ上に設定してあり、
このマツプに基づいて行なわれるのであるが、走
行燃費の向上と、自動変速に特有の、運転者の意
思と実際の制御とのずれから生じる、いわゆる空
走感を軽減することを目的としてヒステリシス領
域を設け、ヒステリシス領域を越えて車速が低下
した場合のように真にシフトダウンが必要な場合
に限つてシフトダウンを行わせている（実願昭59
−193360号参照）。

すなわち、この先願ではシフトダウン操作を、
第８図に示すように、 (1) 車速ＶがＶ＜Vo（所定値）となつたこと (2) アクセルペダルが全閉位置から踏み込まれた
こと の２つの条件が同時に満足される場合に限つて行
うこととしている。なお、第８図はシフトダウン
制御の動作を表す流れ図である。

ここに、Voは第９図、第１０図に示すヒステ
リシス領域（斜線部分）の境界（破線）に対応す
る車速である。たとえば、第１０図において、４
速のシフト段の状態で登はん路になつた場合に
は、アクセル開度が一定であると、車速ＶがＡ点
から低下しヒステリシス領域の境界の車速Vo₃を
越えて１段下のシフト段（３速）の領域にあるＢ
点へと移動する。Ｂ点では、アクセルペダルが踏
み込まれており、かつＶ＜Vo₃であるため、シフ
トダウン操作を行なう条件が満足され、シフトダ
ウン操作が行なわれるのである。

なお、第９図、第１０図は車速に対するシフト
ダウン領域を説明する特性図で、第９図はアクセ
ル開度を要素とする場合を、第１０図はアクセル
開度を要素としない場合を示す。

（考案が解決しようとする問題点） アクセルペダルが全閉位置から踏み込まれたと
きの信号は、Ｄレンジが指定されている場合のシ
フトアツプ操作を行なう条件や前述したシフトダ
ウン操作の起動条件として使用され、またエキゾ
ーストブレーキの作動を解除するための条件とし
て使用される。

このため、アクセル全閉検出手段がアクセルペ
ダルに設けられているが、このアクセル全閉検出
手段は、デイーゼルエンジンであれば、本来エン
ジンの負荷状態と密接な関係にある燃料噴射ポン
プのコントロールレバーに直接取り付けること
が、エンジンから遠く離れたアクセルペダル等に
取り付けるよりも検出の的確さや応答性の点から
好ましい。

ところが、これらの先願では、第７図に示すシ
フトアツプ制御において、噛合うギヤを同期接続
するために、エンジン回転を同期接続可能領域ま
で低下させる必要があり、２０で一旦アクセル全
閉信号を出力して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し、ギヤセツトの完了後
に２７にてアクセル復帰信号を出力してコントロ
ールレバーを元の位置に復帰させている。

従つて、コントロールレバーにアクセル全閉ス
イツチ（無負荷状態でONとなる）を設けておく
と、シフトアツプ操作毎に、ちょうど無負荷状態
から負荷が作用した場合と同じ信号が出力され、
この信号により前記シフトダウン操作の起動条件
の(2)が成立する。

このため、シフトアツプ操作終了後に車速Ｖが
大きく低下する運転域では、こんどはシフトダウ
ン操作の起動条件(1)が成立し、これによりシフト
ダウン操作の起動条件の総てが満足され、シフト
アツプ操作終了直後に今度はシフトダウン操作が
行なわれる。

たとえば、急登はん路等で、アクセルペダルが
所定の開度にあるとすると、車速Ｖが増加して１
段上のシフト段へのシフトアツプ操作がなされる
のであるが、シフトアツプ操作後のギヤ比はシフ
トアツプ操作前よりも小さいのでそのときのアク
セル開度では登はんするだけのエンジン出力が得
られずに、ヒステリシス領域を越えて１段下のシ
フトダウン操作を行なう領域まで車速Ｖが低下
し、シフトダウンが行なわれる。このシフトダウ
ン操作により出力を得て再び車速Ｖが増加しシフ
トアツプ操作がなされるのであるが、アクセル開
度を変えない限り車速Ｖの低下により同じことを
繰り返す。こうした制御のハンチングが生じるの
は、シフトアツプ操作に伴うONからOFFとなる
信号の出力によりシフトダウン操作がなされてし
まうのがその原因である。

そこで、アクセル全閉スイツチをエンジンから
は遠いけれども、アクセルペダルに設け、シフト
アツプ操作に伴うこうした信号にてシフトダウン
操作がシフトアツプ操作の後に引き続いて行なわ
れる不具合を回避させているのである。

しかし、コントロールレバーに直接取り付けた
アクセル全閉スイツチからの信号を用いることが
できれば、エンジン状態を直接的に検出すること
ができるため、制御の応答性を高めて検出精度を
向上することができる。

そこで、この考案はシフトアツプとシフトダウ
ン操作間のハンチングを生じることなく、エンジ
ンの無負荷状態の直接的な検出を可能にする自動
変速装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 第１図はこの考案の構成を明示する全体構成図
である。

図中３３はエンジン３７の回転を制御するエン
ジン回転制御手段、３４は機械式クラツチ３８を
断続するクラツチ断続手段、３５はトランスミツ
シヨン３９のギヤシフトを行うギヤシフト手段で
ある。

３２Ａはシフトアツプ、シフトダウンを行う領
域の運転状態に応じて設定した変速領域設定手
段、３２Ａは車速が所定値以下となり、かつエン
ジンが無負荷状態から負荷状態になつたときをシ
フトダウン操作を起動する場合であると判別する
シフトダウン起動判別手段である。なお、車速は
車速検出手段３０にて検出される。

３１は変速操作制御手段で、このシフトダウン
操作の起動判別信号に基づいて、エンジン回転制
御手段３３、クラツチ断続手段３４、ギヤシフト
手段３５を介し、エンジン３７の回転を上昇させ
クラツチ３８を切断し所定のギヤ位置へギヤシフ
トさせる。

この考案は、こうして構成される自動変速装置
に、燃料供給手段の制御部材から無負荷状態を検
出する無負荷検出手段４０Ａと、シフトアツプ操
作完了後の所定時間内はこの無負荷信号を無視す
る信号処理手段４０Ｂとを設ける。

（作用） このように構成すると、燃料供給手段の制御部
材に直接設けた無負荷検出手段４０Ａからは、シ
フトアツプ操作毎にエンジンが無負荷状態から負
荷状態となる信号が出力されるのであるが、この
信号は信号処理手段４０Ｂにて、シフトアツプ操
作完了後の所定時間内は無視され、いわばこの信
号が出力されなかつたものとして扱われるので、
急登はん路等においてシフトアツプ操作後に続い
てシフトダウン操作が行なわれることはなく、制
御のハンチングを回避することができる。

この結果、燃料供給手段の制御部材から直接に
エンジンの無負荷状態を検出することができるの
で、エンジンから遠く離れたアクセルペダル等に
て無負荷状態を検出する場合と比して、応答性を
向上して検出精度を高めることができる。

（実施例） 第２図はデイーゼルエンジンに適用したこの考
案の一実施例の機械式構成を示す概略図、第３図
は同じくブロツク構成図である。この例では、燃
料噴射ポンプ４１、機械式クラツチ４２、トラン
スミツシヨン４３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ユエータ
を設け、これら検出手段からの信号に基づいてマ
イクロコンピユータから構成されるコントロール
ユニツト６０がアクチユエータを制御して自動変
速を実現するものである。

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、エンジン負荷、
セレクトレバーの入つている位置、クラツチ断続
状態、トランスミツシヨンの実際のシフト位置並
びに車速から判別することができる。このため、
アクセルペダル４５には、エンジン負荷としての
アクセルペダル４５の踏み角（アクセル開度）を
検出するアクセル開度センサ５０が、シフトタワ
ー４８には、セレクトレバー（セレクタ）４９の
位置を検出するセレクタ位置センサ５１が、機械
式クラツチ４２にはクラツチのストローク量を検
出するクラツチストロークセンサ５４が、トラン
スミツシヨン４３には、実際のシフト位置を検出
するシフト位置センサ５８と、プロペラシヤフト
４４を介してリヤアクスルに連結するメインシヤ
フトの回転速度を検出するメインシヤフト回転セ
ンサ５６がそれぞれ設けられる。なお、メインシ
ヤフト回転速度は車速に比例するので、メインシ
ヤフト回転速度センサ５６が車速センサとして機
能する。

また、噛合わせるギヤの同期は、メインシヤフ
ト上を遊転するメインギヤの回転速度Ngがメイ
ンシヤフトの回転速度Nsyc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、メインギヤ回転速度Ngを検出する必要が
ある。この場合、メインギヤはエンジン出力を伝
達するカウンタシヤフトと同期噛合しているの
で、カウンタシヤフトの回転速度はメインギヤの
回転速度Ngに等しく、このため、カウンタシヤ
フト回転センサ５７が設けられている。

次に、５２はこの考案の要部となる無負荷検出
手段として設けられるアクセル全閉スイツチで、
燃料供給手段の制御部材としての燃料噴射ポンプ
４１のコントロールレバーに直接に取り付けら
れ、コントロールレバーが無負荷位置のときに
ONとなる信号を出力し、またコントロールレバ
ーが負荷位置になるとOFFとなる信号を出力す
る。

これらの検出手段に対し、コントロールユニツ
ト６０の制御対象であるアクチユエータとして、
燃料噴射ポンプ４１には、コントロールレバーを
要求に応じて駆動するとともに、エンジン回転と
要求回転とを一致させるためにエンジン回転を制
御するガバナ制御装置５３が、クラツチ４２に
は、クラツチを断続するクラツチアクチユエータ
５５が、トランスミツシヨン４３には、ギヤシフ
ト機構を駆動してギヤシフトのセツトを行うギヤ
シフトアクチユエータ５９が、それぞれ設けられ
ている。

これらアクチユエータを制御するコントロール
ユニツト６０は、シンクロ判定回路６２、変速領
域記憶回路６６Ｂ、シフトダウン起動判別回路６
６Ａ、さらに変速操作制御手段を構成するトラン
スミツシヨン制御回路６４、エンジン制御回路６
３、クラツチ断続制御回路６５、シフトチエンジ
制御回路６１とからなつている。

ここに、シンクロ判別回路６２は、メインシヤ
フト回転センサ５６とカウンタシヤフト回転セン
サ５７からの回転速度信号に基づいてメインシヤ
フト回転速度Nsycに対し所定値上下した回転速
度範囲を同期可能領域として判別する。

変速領域記憶回路６６Ｂには、シフトアツプ、
シフトダウン操作を行う領域を、運転状態に応じ
て設定したシフトアツプマツプ、シフトダウンマ
ツプを記憶しており、シフトダウン起動判別回路
６６Ａでは、シフトダウンマツプに基づき、メイ
ンシヤフト回転センサ５６からの回転速度信号か
ら換算される車速Ｖが所定値Vo以下となり、か
つアクセル全閉スイツチ５２からの信号がONか
らOFFになつたときをシフトダウン操作を起動
する場合であると判別する。

また、シフトチエンジ制御回路６１は、このシ
フトダウン起動判別回路６６Ａの信号に基づい
て、シフトダウン操作を起動する場合が判別され
ると、制御回路６３〜６５にシフトダウン制御信
号を出力する。なお、シフトチエンジ制御回路６
１にて、運転状態検出手段としてのアクセル開度
センサ５０、アクセル全閉スイツチ５２等と車速
検出手段としてのメインシヤフト回転センサ５６
からの信号に基づいてシフトアツプ操作を行なう
場合が判別されると、シフトアツプ制御信号が出
力される。

そして、このシフトアツプ制御信号によりガバ
ナ制御装置５３、クラツチアクチユエータ５５が
駆動してエンジン回転を上昇させクラツチを切断
し所定のギヤ位置へギヤシフトさせる。

次に、この考案の要部となる信号処理手段とし
ての機能がシフトチエンジ制御回路６１により受
け持たれる。すなわち、シフトチエンジ制御回路
６１ではシフトアツプ操作完了後の所定時間内は
アクセル全閉スイツチ５２からのONからOFFと
なる信号を無視するように機能する。

なお、この例は、発進時のクラツチ操作だけは
手動で行うことができるように、クラツチペダル
４６が踏み込まれるとONとなるクラツチペダル
スイツチ６７と、アクセルペダル４５のアクセル
開度を直接燃料噴射ポンプ４１のコントロールレ
バーに伝える切換装置６８とが設けられている。

第４図、第５図はコントロールユニツト６０に
て行なわれるシフトアツプ制御、シフトダウン起
動制御の動作を説明する流れ図であり、この流れ
図に基づいてそれぞれシフトアツプ制御、シフト
ダウン起動制御を説明する。図中の番号は処理番
号を示す。

先に、20〜27にて行なわれるシフトアツプ操作
を説明すると、これは先願と同様である。

たとえば、アクセルペダル４５が踏み込まれて
シフトアツプ操作が必要であると判別されると、
20〜22にて燃料噴射ポンプ４１のコントロールレ
バーを無負荷位置に戻すと同時に機械式クラツチ
４２を切り、トランスミツシヨン４３をニユート
ラル位置にセツトする。

その後23では直ぐにクラツチ４２を接続する。
これは、手動変速ではギヤシフトを完了した後に
クラツチ４２を接続するのが普通であるが、その
間エンジン回転はアイドル回転に向かつて低下
し、この低下分が大きいとクラツチ接続時にこの
回転低下したエンジン回転を上昇させるために必
要な力が大きな負荷として作用し、変速シヨツク
を招く。そこで、この変速シヨツクの軽減と、さ
らに変速所要時間の短縮を目的として、トランス
ミツシヨン４３をニユートラル位置にセツトする
間以外はクラツチ４２をエンジン出力軸に接続し
ておくのである。

24ではメインシヤフト上を遊転するメインギヤ
のギヤ回転速度Ngを検出し、Ngが低下して25で
Ng≦Nsyc＋ΔNになると、Ngがシンクロ領域に
あると判別して、メインギヤとメインシヤフトを
噛合わせるギヤセツトを開始し、ギヤセツト完了
後に27にてコントロールレバーを元の位置に復帰
させる。

ここに、Nsycはリヤアクスルに連結するメイ
ンシヤフトの回転速度、ΔNはこのNsycに対し
ギヤ鳴り等生ぜずに同期噛合わせることができる
範囲として設定される許容範囲であり、Nsyc＋
ΔNがシンクロ領域の上限値を与える。

次に、この考案の要部は、シフトアツプ操作が
完了した後の所定時間内はアクセル全閉スイツチ
５２からのONからOFFとなる信号を無視すると
ころにあり、この機能は第４図においてシフトア
ツプ操作に引き続く80〜82と、第５図においてシ
フトダウン起動操作の最初に位置する90にて果た
される。

すなわち、アクセル復帰信号の出力後に80にて
信号無視フラグを所定時間（例えば1.5秒程度）
ONとし、この信号無視フラグがONにある間は
91以降のシフトダウン操作を行なわせないように
したことである。

先願では、これらの機能がなく、従つて20，27
の動作により出力されるアクセル全閉スイツチ５
２のONからOFFとなる信号により、92から94へ
と進み、かつ急登はん路等において車速ＶがVo
よりも低下すると、95，96にてシフトダウン操作
が行なわれてしまい、前述したように、シフトア
ツプとシフトダウン操作が交互に繰り返される制
御のハンチングを招いていたのである。

ところで、この例ではシフトアツプ操作後に出
力される信号無視フラグがONとなるので、90か
ら91以降のシフトダウン操作へと進むことができ
ないのである。

しかし、所定時間経過後に信号無視フラグが
OFFとなつた後には、シフトダウン操作へと進
むことが可能となり、たとえば改めてアクセルペ
ダル４５を戻した後踏み込む等して再加速を行な
うときには、90から91へと進みシフトダウン操作
が行なわれる。このため、真にシフトダウンが必
要とされる運転域以外ではシフトダウン操作が行
なわれることがなく、従つて、運転者の意思と実
際の制御とを一致させることが可能となり、運転
者の抱く空走感を解消することができる。

なお、26でギヤセツトにミスした場合には、再
度エンジン回転を高めてギヤセツトを行なうべく
コントロールレバーが無負荷位置から所定の負荷
位置へと回動されるので、このときにもアクセル
全閉スイツチ５２がONからOFFとなる信号を出
力するが、この場合にもシフトアツプ操作完了後
と同様、この信号を無視する対策が施されてい
る。

また、アクセル全閉スイツチ５２からのONか
らOFFとなる信号が無視されるのは、シフトア
ツプ操作により発生するものだけであり、それ以
外では91，92にてアクセル全閉スイツチ５２から
の信号によりエンジンが無負荷状態にあるか否か
を知ることができる。この場合、アクセル全閉ス
イツチ５２は燃料噴射ポンプの４１のコントロー
ルレバーの回動にてOFFとされるので、エンジ
ン状態の検出が直接的となる。

このアクセル全閉スイツチ５２からのONから
OFFとなる信号はエキゾーストブレーキの解除
信号として使用され、またＤレンジが指定されて
いる場合のシフトアツプ操作を行なうための条件
として、さらにシフトダウン操作を行なうための
起動条件として使用されるものであり、こうした
エンジンブレーキ制御や変速制御にエンジン状態
を直接的に検出する信号が使用されると、応答性
が良好となり、刻々に変化する運転状態に応じて
機敏に信号を発し運転性を滑らかなものとするの
である。

これに対し、エンジンから遠い位置にあるアク
セルペダル４５にアクセル全閉スイツチを取り付
けた場合には、アクセルペダルが全閉位置から踏
み込まれ、この信号を受けてコントロールレバー
が無負荷位置から回動するまでにどうしても機械
的応答遅れを生じ、これが応答性の悪さとなり、
制御精度の向上を望めないのである。

なお、アクセル全閉スイツチ５２からの信号は
ONからOFFに変化したことがシフトダウンの起
動条件であるため、93，97にてその状態を保持さ
せておき、次の時間タイミングで前回の状態との
比較ができるようにしている。

ここでは、デイーゼルエンジンに適用した場合
を述べたが、ガソリンエンジンに対しても同様に
適用することができる。

（考案の効果） この考案では、燃料供給手段の制御部材から無
負荷状態を検出する無負荷検出手段と、シフトア
ツプ操作完了後の所定時間内はこの無負荷信号を
無視する信号処理手段を設けたので、シフトアツ
プ操作中になされる、ONからOFFとなる信号は
無視され、改めてアクセルペダルを戻した後踏み
込む等してシフトダウンが必要とされる場合に初
めてシフトダウン操作が行なわれることとなり、
シフトアツプとシフトダウン操作が繰り返される
ハンチングを回避して運転者の意思と実際の制御
とを一致させ、運転者の抱く空走感を解消するこ
とができる。

また、無負荷検出手段を燃料供給手段の制御部
材に直接取り付けることができるので、エンジン
状態の検出が直接的となり、この検出信号の使用
により応答性を高めて、刻々に変化する運転状態
に応じた機敏な変速操作を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成を明示するための全体
構成図、第２図はこの考案の一実施例の機械的構
成を説明する概略図、第３図はこの実施例のブロ
ツク構成図、第４図、第５図はコントロールユニ
ツト内で行なわれるシフトアツプ制御、シフトダ
ウン起動の動作を説明する流れ図である。第６図
は先願の変速制御の動作を説明する流れ図、第７
図は第６図のステツプ８で行なわれるシフトアツ
プ制御の動作を説明する流れ図、第８図は第６図
のステツプ９で行なわれるシフトダウン制御の動
作を説明する流れ図である。第９図、第１０図は
先願の車速に対するシフトダウン領域を説明する
特性図で、第９図はアクセル開度を要素とする場
合を、第１０図はアクセル開度を要素としない場
合を示す。 ３０……車速検出手段、３１……変速操作制御
手段、３２Ａ……シフトダウン起動判別手段、３
２Ｂ……変速領域設定手段、３３……エンジン回
転制御手段、３４……クラツチ断続手段、３５…
…ギヤシフト手段、３７……エンジン、３８……
機械式クラツチ、３９……トランスミツシヨン、
４０Ａ……無負荷検出手段、４０Ｂ……信号処理
手段、４１……燃料噴射ポンプ、４２……クラツ
チ、４３……トランスミツシヨン、４９……セレ
クタ、５０……アクセル開度センサ、５１……セ
レクタ位置センサ、５２……アクセル全閉スイツ
チ、５３……ガバナ制御装置、５４……クラツチ
ストロークセンサ、５５……クラツチアクチユエ
ータ、５６……メインシヤフト回転センサ、５７
……カウンタシヤフト回転センサ、５８……シフ
ト位置センサ、５９……ギヤシフトアクチユエー
タ、６０……コントロールユニツト、６１……シ
フトチエンジ制御回路、６２……シンクロ判定回
路、６３……エンジン制御回路、６４……トラン
スミツシヨン制御回路、６５……クラツチ断続制
御回路、６６Ａ……シフトダウン起動判別回路、
６６Ｂ……変速領域記憶回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機械式クラツチを断続するクラツチ断続手段
   と、トランスミツシヨンのギヤシフトを行うギヤ
   シフト手段と、エンジン回転を制御するエンジン
   回転制御手段と、シフトアツプ、シフトダウンを
   行う領域を運転状態に応じて設定した変速領域設
   定手段と、車速が所定値以下となり、かつエンジ
   ンが無負荷状態から負荷状態になつたときをシフ
   トダウン操作を起動する場合であると判別するシ
   フトダウン起動判別手段と、このシフトダウン操
   作の起動判別信号に基づいて前記エンジン回転を
   上昇させクラツチを切断し所定のギヤ位置へギヤ
   シフトさせる変速操作制御手段とを備える車両の
   自動変速装置において、燃料供給手段の制御部材
   から無負荷状態を検出する無負荷検出手段と、シ
   フトアツプ操作完了後の所定時間内はこの無負荷
   信号を無視する信号処理手段を設けたことを特徴
   とする車両の自動変速装置。