JPH0471730B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は手動変速機と自動クラツチからなる変
速装置を備えた自動車のエンジン回転数制御装置
に関する。

手動式変速機の変速作動は、一般にシフトレバ
ーを操作してシンクロナイサに結合するギアを変
えることによつて行なわれるが、この変速作動に
際してはクラツチを切つて変速機構への動力伝達
を一時中断させ、変速作動を行なつた後に再びク
ラツチをつなぐようにする必要がある。このた
め、変速作動用のシフトレバーの操作に際し、変
速機への動力伝達を自動クラツチにより接合・切
断するようにした変速装置（例ば特開昭52−
27127号公報記載のもの）においては、シフトレ
バー操作とクラツク操作とを連繋させる必要があ
り、この目的のため、従来はシフトレバーに手を
触れたときに閉路するシフトスイツチを使用し、
クラツチを操作するアクチユエータを作動させる
ようにしていた。

この種の装置においては、上記シフトスイツチ
が閉じてからクラツチが完全に切られるまでに多
少時間を要するが、一般に運転者は、シフトレバ
ーに触れてからクラツチが完全に切れたことを確
認してからシフトレバーを操作するといつたよう
なことは行なわず、クラツチが完全に切れる前に
シフトレバーを操作してシンクロナイザのギアか
らの抜き動作が開始されてしまうという自動クラ
ツチ個有の問題がある。このような情況におい
て、自動車が定速走行している間は、車輪側の回
転数とエンジン側の回転数が実質的に同期した状
態であるので、ギアとシンクロナイザの間の接合
荷重が０もしくは小さく、従つて比較的小さな力
でシンクロナイザをギアとの接合から解除できる
が、加速時、あるいは減速時においては、上記車
輪側の回転数とエンジン側の回転数に実質的な差
が生じ、一方が他方を強引に駆動する関係になる
ためギアとシンクロナイザの間の噛合荷重が大き
く、この噛合荷重に打ち勝つてシンクロナイザを
ギアとの接合から解除するには比較的大きな力が
必要となるとともに、シフトチエンンジに要する
時間もそれに連れ長くなる。

そこで本発明は、加速時あるは減速時にシフト
レバーが操作され、この信号に基づくクラツチの
切断動作の際、比較的小さな力でかつ迅速に変速
操作を行なうことができるようにする自動車のエ
ンジン回転数制御装置を提供することを目的とす
るものである。

本発明は、歯車式の変速機と自動クラツチから
なる変速装置を備えた自動車のエンジン回転数制
御装置において、前記変速機に設けられたシフト
操作手段と、該シフト操作作手段が操作されたこ
とを検出するシフト検出手段、このシフト検出手
段がシフト操作を検出したとき、車速の加減速形
態を判別し、加速信号あるいは減速信号を出力す
る加減速判別手段、この加減速判別手段から前記
加速信号を受けたときにはエンジン回転数を一時
的に下げるためエンジン出力を小さくする方向
に、前記減速信号を受けたときにはエンジン回転
数を一時的に上げるためエンジン出力を大きくす
る方向に、前記エンジン出力の前記変速機への伝
達が遮断される前に、それぞれ制御するエンジン
出力制御手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

すなわち本発明においては、車速が加速状態に
あるときには、エンジン側の回転数が車輪側の回
転数より大きいことからシフト荷重が大きくなる
ことに鑑み、上記加減速判別手段が車速が加速状
態にあることを判別したときには、上記エンジン
出力制御手段をしてエンジン出力を一時的に小さ
くし、エンジンン回転数を下げることによつてエ
ンジン側の回転数と車輪側の回転数の差を少なく
し、あるいはその差を実質的に無くし、これによ
つて上記シフト荷重を軽減し、一方エンジンブレ
ーキ作動時等の減速状態にあるときには、車輪側
の回転数がエンジン側の回転数より大きいことか
らシフト荷重が大きくなることに鑑み、上記加減
速判別手段が減速状態にあることを検出したとき
には、上記エンジン出力制御手段としてエンジン
出力を一次的に大きくし、エンジン回転数を上げ
ることによつてエンジン側の回転数と車輪側の回
転数を少なくし、あるいはその差を実質的に無く
し、これによつて上記シフト荷重を軽減し、以上
により全体として軽快でかつスピーデイなシフト
チエンジが行なえるようになる。

なお、上記加減速判別手段としては、現在のブ
ースト圧が、定速走行状態における設定ブースト
圧より大きいか小さいか判別し、小さいとき加速
状態と判別し、大きいとき減速状態と判別するタ
イプの装置を用いればよい。

以下添付図面を参照して本発明の好ましい実施
例による自動車のエンジン回転数制御装置につい
て説明する。

まず第１図において、エンジン１の出力軸１ａ
は、クラツチ機構２を介して変速機３の入力軸３
ａに接続されるように配置され、クラツチ機構２
は、これを断続制御するためのクラツチ操作部材
４を有する。クラツチ操作部材４は、図において
下端が右方に動かされたときクラツチが断たれ、
左方に動かされたときクラツチが接続されるよう
に構成される。操作部材４の下端はダイヤフラム
装置５に作動ロツド６を介して結合される。ダイ
ヤフラム装置５は、負圧室５ａを有し、該負圧室
５ａに負圧が導入されたとき操作部材４の下端を
右方に引いてクラツチ機構を遮断する。負圧室５
ａは、負圧通路７により、逆止弁８を介してエン
ジンの吸気通路１ｂの絞り弁９より下流側に接続
される。負圧通路７には負圧タンク１０が設けら
れ、負圧室５ａへの負圧の導入は制御弁１１及び
保持弁１２により制御される。すなわち、制御弁
１１は、負圧室５ａの負圧通路７へ連通及び大気
への開放を切替える作用をする電磁弁であり、保
持弁１２が開いている状態で、制御弁１１が励磁
されると、負圧室５ａは負圧通路７に接続され、
ダイヤフラム装置５が作動して、クラツチ機構２
が断たれる。保持弁１２は励磁状態で負圧室５ａ
へ負圧導入路を閉じる遮断弁である。

制御弁１１及び保持弁１２を作動させるために
クラツチ制御回路１３が設けられ、該制御回路１
３はは、エンジン回転数を検出する回転数パルス
ジエネレータ１４、変速機のシフトレバー１５か
ら手を放したときに作動するクラツチスイツチ１
６、変速機が中立位置以外のときに作動する中立
スイツチ１７、アクセルペダルを踏み込んだとき
作動するアクセルペダルスイツチ１８、車速を検
出する車速パルスジエネレータ１９及びクラツチ
被駆動側の回転数を検出するパルスジエネレータ
２０からの信号を入力とし、出力信号をサーボ増
幅器２１を介して制御弁１１および保持弁１２に
与え、例えば次のようなクラツチ２の接続制御を
行なう。すなわち、クラツチ制御回路１３は、上
記入力信号に基づく出力信号をサーボ増幅器２１
を介して制御弁１１および保持弁１２に与えて、
保持弁１２を開くとともに、制御弁１１を大気側
に設定し、これらの弁１１，１２を介してダイヤ
フラム装置５の負圧室５ａ内に大気を導びいてク
ラツチ２の接続動作を行なうとともに、このクラ
ツチ２の接続動作の途中で、エンジン回転数の負
の変化率を検出したとき、制御信号をサーボ増幅
器２１を介して保持弁１２に与えて、これを閉
じ、これによつてダイヤフラム装置５の負圧室５
ａを閉塞状態に保持して、ダイヤフラム装置５の
クラツチ接続方向の作動を停止させ、半クツチ状
態を少時維持し、かくしてクラツチ接続動作中に
エンジン回転数が過度に低下するのを防止するよ
うになつている。

以上説明したクラツチ制御回路１３によれば、
クラツチ２自体の切断・接続動作は良好に行なわ
れるようになるが、シフトレバー１５を操作して
の図示しないシンクロロナイザに噛合するギアの
切換えの際のシフト荷重が、上記のように車輛の
加速時あるいはエンジンブレーキ等の減速時にお
いて増大してしまうという問題が残存する。

そこで本発明においては、エンジン回転数制御
装置１００を設けて、車輛の加速状態あるいは減
速状態を検出し、加速状態の時にはエンジン回転
数を減らす方向にスロツトル開度を制御し、すな
わちスロツトル開度を小さくする方向に制御し、
一方減速状態のときにはエンジン回転数を増大す
る方向にスロツトル開度を制御し、すなわちスロ
ツトル開度を大きくする方向に制御し、以上によ
つて加速時ならびに減速時のシフトエンジンの際
にエンジン側の回転数と車輛側の回転数を接近さ
せてシフト荷重を軽減するようにしている。

このため、上記エンジン回転数制御装置１００
は、スロツトル自動制御装置１０１を備えてお
り、このスロツトル自動制御装置１０１には、ク
ラツチスイツチ１６、中立スイツチ１７、および
ブースト圧を検知するためのブースト圧センサ１
０２が接続されている。スロツトル自動制御装置
１０１は、クラツチスイツチ１６および中立スイ
ツチ１７からの信号を受けたとき、ブースト圧セ
ンサ１０２からのブースト圧信号を受け、このブ
ースト圧信号が示す現ブースト圧を、定速走行時
の所定ブースト圧と比較し、現ブースト圧が上記
所定ブースト圧より低いときに加速時であること
を判定して、絞り弁９を閉じる方向に制御し、一
方現ブースト圧が上記所定ブースト圧より高いと
きに減速時であることを判定して、絞り弁９を開
く方向に制御し、以上により上記目的を達成する
ようになつている。

上記スロツトル自動制御装置１０１は、第２図
に示す機械的部分１０１Ａと第３図に示す電気的
部分１０１Ｂとからなつている。

まず、第２図を参照して、スロツトル自動制御
装置１０１の機械的部分１０１Ａから説明する。

スロツトル自動制御装置１０１の機械的部分１
０１Ａは、絞り弁９に作動的に連結した回転軸１
０３を有している。この回転軸１０３は、絞り弁
９に連結した端部と反対側の端部に、順に径の大
きくなる第１、第２および第３軸部１０３ａ、１
０３ｂおよび１０３ｃを備えている。上記第１軸
部１０３ａには、アクセルワイヤ１０４によつて
アクセルペダルに作動的に連結されたアクセルホ
イール１０５が回転自在に嵌合されている。上記
第２軸部１０３ｂは、セレーシヨン軸となつてお
り、この第２軸部１０３ｂには、上記セレーシヨ
ンの作用により軸方向には該軸部１０３ｂに対し
て摺動自在であるが、周方向には該軸部１０３ｂ
と共にのみ回転できるようになつている電磁クラ
ツチ１０６の第１の半部１０６ａが嵌合してい
る。

この電磁クラツチ１０６の第１の半部１０６ａ
は、該半部１０６ａと、軸部１０３ｂおよび軸部
１０３ｃの間に形成された肩部１０３ｄとの間に
配されたスプリング１０７の作用によりアクセル
ホイール１０５に押し付けられ、このアクセルホ
イール１０５と摩擦係合している。従つて通常状
態においては、アクセルペダルが踏み込まれてア
クセルホイール１０５が回転させられると、これ
とともに上記電磁クラツチ１０６の第１の半部１
０６ａが回転し、これに伴ない軸１０３が回転し
て、絞り弁９を作動し、上記アクセルペダルの踏
み込み量に応じたスロツトル開度とする。

上記第３軸部１０３ｃには、電磁クラツチ１０
６の第２の半部１０６ｂが回転自在に嵌合してお
り、この第２の半部１０６ｂ中には、電磁コイル
１０６ｃが埋め込まれている。この電磁クラツチ
１０６ｂの外周には、可逆モータＭによつて回転
させられる歯車１０８が噛合する歯１０６ｄが形
成されている。上記電磁クラツチ１０６のの電磁
コイル１０６ｃが励磁されると、第１の半部１０
６ａが、スプリング１０７に抗して第２の半部１
０６ｂに引き寄せられて、該第２の半部１０６ｂ
に接合される。この状態で、モータＭが回転させ
られると、この回転は、歯車１０８および電磁ク
ラツチ１０６の両半部１０６ａ、１０６ｂを介し
て回転軸１０３に伝達され、その結果絞り弁９が
作動されて、スロツトル開度が調節されるように
なつている。

次に、上記電磁クラツチ１０６およびモータＭ
の制御を行なうスロツトル自動制御装置１０１の
電気的部分１０１Ｂについて説明する。

上記可逆モータＭの第１および第２の端子に
は、それぞれ第１および第２のモータ駆動回路１
１０および１１１が接続され、このモータ駆動回
路１１０および１１１から供給される電流の向き
によつて正転もしくは逆転させられるようになつ
ている。この２つのモータ駆動回路１１０および
１１１の入力端には、第１および第２差動増幅器
１１２および１１３がその出力端において接続さ
れている。第１差動増幅器１１２においては、図
示されているように非反転入力端子が接地されて
基準端子とされ、一方第２差動増幅器１１３にお
いては、反転入力端子が接地されて、基準端子と
されている。第１差動増幅器１１２の反転入力端
子および第２差動増幅器１１３の非反転端子は、
共にアナログスイツチ１１４を介して第３差動増
幅器１１５の出力端に接続されている。この差動
増幅器１１５の反転入力端子には、車輛の定速走
行状態における設定ブースト圧を示す基準電圧
Vrefを発生する定量圧発生回路１１６が接続さ
れており、その非反転入力端子には、上記ブース
ト圧センサ１０２が接続されている。

第３差動増幅器１１５は、ブースト圧センサ１
０２が現在のブースト圧を検知して出力するブー
スト圧信号S_Bと上記基準電圧Vrefを比較し、現
在のブースト圧が上記設定ブースト圧より低いと
き、すなわち加速状態のとき、上記２つのブース
ト圧の差に応じた値の負のモータ制御信号−S_n
を出力し、一方現在のブースト圧が上記設定ブー
スト圧より高いとき、すなわちエンジンブレーキ
が作動している減速状態のとき、上記２つのブー
スト圧の差に応じた値の正のモータ制御信号＋
S_nを出力する。このモータ制御信号＋S_n、−S_n
は、上記アナログスイツチ１１４がON状態のと
き、このアナログスイツチ１１４を介して第１お
よび第２差動増幅器１１２および１１３に供給さ
れ、次いで第１差動増幅器１１２においては極性
が反転され、第２差動増幅器１１３においてはそ
のままの極性でモータ駆動回路１１０および１１
１に供給されるようになつている。モータ駆動回
路１１０および１１１は、第３差動増幅器１１５
が正のモータ制御信号＋S_nを出力しているとき、
すなわちエンジンブレーキが作動している走行状
態のとき、モータＭに電流を一方向に流して、モ
ータＭを順方向に回転させ、これによつて絞り弁
９を開く方向に作動するようになつている。一
方、第３差動増幅器１１５が負のモータ制御信号
−S_nを出力しているとき、すなわち加速状態の
ときは、モータ駆動回路１１０および１１１は、
モータＭに電流を逆方向に流して、モータＭを逆
方向に回転させ、これによつて絞り弁９を閉じる
方向に作動するようになつている。

上記アナログスイツチ１１４の制御端子には、
ワンシヨツトマルチバイブレータ１１６のＱ端子
が接続されている。このワンシヨツトマルチバイ
ブレータ１１６のクロツク端子CKには、時定数
回路１１７を介してアンド回路１１８がその出力
端において接続されている。上記時定数回路１１
７の目的については、後に詳細に説明する。アン
ド回路１１８の一方の入力端には、Ｄフリツプフ
ロツプ１１９のＱ端子が接続されている。このＤ
フリツプフロツプ１１９のＤ端子には、このＤ端
子に常に電圧を供給する電源が接続されており、
クロツク端子CKには時定数回路１２０を介して、
そしてクリア端子CLにはインバータ１２０ａを
介して、クラツチスイツチ１６が接続されてい
る。アンド回路１１８の他方の入力端子には、中
立スイツチ１７が接続されている。

電磁クラツチ１０６の電磁コイル１０６ｃに
は、トランジスタ１２１がそのエミツタにおいて
接続されており、このトランジスタ１２１のベー
スには、トリガー型フリツプフロツプ１２２がそ
のＱ端子において接続されている。このフリツプ
フロツプ１２２のＳ端子は、アンド回路１１８の
出力端子に直接接続されており、Ｒ端子は、時定
数回路１２３を介してアンド回路１１８に接続さ
れている。

上記第１差動増幅器１１２の反転入力端子およ
び第２差動増幅器１１３の非反転入力端子にはま
た、アナログスイツチ１２５を介して第４差動増
幅器１２６の出力端が接続されている。この第４
差動増幅器１２６の非反転入力端子には、アクセ
ルホイール１０５の回転角度位置を検出する第１
ポテンシヨメータ１２７が、一方反転入力端子に
は、回転軸１０３の回転角度位置すなわち絞り弁
９の実際の開度を検出する第２ポテンシヨメータ
１２８が接続されている。上記アナログスイツチ
１２５の制御端子には、アンド回路１２９がその
出力端において接続されており、このアンド回路
１２９の一方の入力端は、遅延回路１３０を介し
てアンド回路１１８の出力端に接続されており、
他方の入力端はフリツプフロツプ１２２のＱ端子
に接続されている。上記遅延回路１３０の遅延時
間は、後に説明する目的のため時定数回路１２３
の遅延時間よりも短いものとする。

次に以上説明したスロツトル自動制御装置１０
１の作動を、加速状態でシフトチエンジを行なう
場合について説明する。なお、シフトレバー１５
は、中立位置以外の位置にあり、従つて中立スイ
ツチ１７がON状態にあるとして説明する。

まず、シフトチエンジのため、運転者がシフト
レバー１５を握ぎると、クラツチスイツチ１６が
ON状態となり、Ｄフリツプフロツプ１１９のク
ロツク端子CKには、クラツチスイツチ１６の投
入時より時定数回路１２０の時定数によつて定ま
る時間だけ遅れてHi信号が入力される。

すると、Ｄ型フリツプフロツプ１１９の出力端
はHi状態となり、従つてアンド回路１１８は、
その両入力端子がHi状態となるのでHi信号を出
力する。このHi信号は、フリツプフロツプ１２
２のＳ端子に入力され、この結果該フリツプフロ
ツプ１２２のＱ端子はHi状態となり、トランジ
スタ１２１をON状態として電磁クラツチ１０６
の電磁コイル１０６ｃを励磁する。これによつて
電磁クラツチ１０６は入状態となり、すなわち該
クラツチ１０６の第１半部１０６ａがアクセルホ
イール１０５から離れて第２半部１０６ｂに接合
した状態となる。

一方、アンド回路１１８からのHi信号は、ま
た時定数回路１１７の作用により電磁クラツチ１
０６が入状態となつた後にワンシヨツトマルチバ
イブレータ１１６のクロツク端子CKに入力され
る。この結果、該ワンシヨツトマルチバイブレー
タは、Ｑ端子から例えば数100msecだけHi信号
を出力する。このHi信号は、アナログスイツチ
１１４の制御端子に入力されて、該アナログスイ
ツチ１１４をON状態とする。この結果、差動増
幅器１１５からの加速状態を示す信号−S_nは、
アナログスイツチ１１４を介して差動増幅器１１
２，１１３に供給され、上述のようにして駆動回
路１１０，１１１をしてモータＭを信号−S_nの
絶対値分だけ逆転させ、絞り弁９を閉じる方向に
制御する。以上により、エンジン側の回転数と車
輪側の回転数を実質的に同一として、シフトレバ
ー１５の操作によるシンクロナイザの抜き操作を
軽快なものとする。

以上説明したような絞り弁９の制御が終了した
後、アンド回路１１８からのHi信号は、上記遅
延回路１３０の作用によりアンド回路１２９の一
方の入力端に入力される。このアンド回路１２９
の他方の入力端には、フリツプフロツプ１２２の
Ｑ端子がHi状態となつているのですでにHi信号
が入力されており、従つて両入力端子がHHi状
態となるので、アンド回路１２９はHi信号を出
力する。このHi信号は、アナログスイツチ１２
５の制御端子に入力されて、該スイツチ１２５を
閉じ、これによつてポテンシヨメータ１２７と１
２８の示す電圧の差、すなわちモータＭの作動前
後のスロツトル開度の差に相当する電圧である差
動増幅器１２６の出力信号を第１、第２の差動増
幅器１１２、１１３に供給して、モータＭを上記
とは、逆の方向に回転させて、スロツトル開度を
制御前の値に戻す。この後、時定数回路１２３の
作用により、アンド回路１１８からのHi信号が
フリツプフロツプ１２２のＲ端子に入力される。
この結果、フリツプフロツプ１２２は、リセツト
されてＱ端子がLow状態となつて、電磁クラツ
チ１０６を不作動状態とするとともに、アンド回
路１２９の出力をLLow状態としてアナログスイ
ツチ１２５を閉じて制御を完了する。

この後、運転者の手がシフトレバー１５から離
れると、クラツチスイツチ１６が開き、この結果
Hi信号がＤフリツプフロツプ１１９のクリア端
子CLに入力されるので、このＤフリツプフロツ
プ１１９はクリアされて、次の制御に備える。

なお、本実施例においてはキヤブレター式のエ
ンジンについて説明したが、インジエクター式ま
たはデイーゼル式のエンジンについても同様に本
発明を適用できる。また、クラツチのみならず、
変速機も自動的にシフト操作されるものも含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による手動変速機と
自動クラツチからなる変速装置を備えた自動車の
エンジン回転数制御装置を示す概略図、第２図
は、第１図に示されたスロツトル自動制御装置の
機械的部分を示す断面図、第３図は、第１図に示
されたスロツトル自動制御装置の電気的部分を示
す回路図である。 １……エンジン、２……クラツチ機構、３……
変速機、９……絞り弁、１０１……スロツトル自
動制御装置、１０２……ブースト圧センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 歯車式の変速機と自動クラツチからなる変速
   装置を備えた自動車のエンジン回転数制御装置に
   おいて、前記変速機に設けられたシフト操作手段
   と該シフト操作手段が操作されたことを検出する
   シフト検出手段、このシフト検出手段がシフト操
   作を検出したとき、車速の加減速状態を判別し、
   加速信号あるいは減速信号を出力する加減速判別
   手段、この加減速判別手段から前記加速信号を受
   けたときにはエンジン回転数を一時的に下げるた
   めエンジン出力を小さくする方向に、前記減速信
   号を受けたときにはエンジン回転数を一時的に上
   げるためエンジン出力を大きくする方向に、前記
   エンジン出力の前記変速機への伝達が遮断される
   前に、それぞれ制御するエンジン出力制御手段を
   備えた自動車のエンジン回転数制御装置。