JPH05203031A - 自動シフトを行う機械式変速装置の再係合制御方法及びその装置 - Google Patents

自動シフトを行う機械式変速装置の再係合制御方法及びその装置

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JPH05203031A
JPH05203031A JP4219778A JP21977892A JPH05203031A JP H05203031 A JPH05203031 A JP H05203031A JP 4219778 A JP4219778 A JP 4219778A JP 21977892 A JP21977892 A JP 21977892A JP H05203031 A JPH05203031 A JP H05203031A
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transmission
shift
gear ratio
actuator
vehicle
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JP4219778A
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Thomas A Genise
アラン ジニス トーマス
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Original Assignee
Eaton Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 選択されたシフトを半自動で実施する自動車
用機械式変速装置の再係合方法及びその装置において、
運転者の不注意又は技能不足により発生しやすい、特
に、下り坂走行時に変速機が長い時間ニュートラルにあ
る状態を回避して、変速機の操作性を改善する。 【構成】 シフトの実施時において、車両の加速度が所
定の基準値を越えており、かつ変速機が所定時間を越え
てニュートラルにある場合に、現在の車速に最適なギヤ
比を決定し、そのギヤ比へのシフトを実施する。これに
より、特に重量車両の下り坂走行時における変速機の操
作を良くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の半自動機械
式変速装置に関するものであり、とりわけ、あらかじめ
選択された機械による変速比のシフトを部分的に自動で
実施できるようにするタイプの半自動機械式変速装置に
関するものである。こうした装置は、変速比を変更する
シフトが該装置の中央演算処理装置によって自動的にあ
らかじめ選択される操作モードを少なくとも１つ備えて
いることが望ましい。
【０００２】とりわけ、本発明は、アクチュエータが選
択した又は目標となる変速比の係合を行えるようにする
ためのほぼ同期した状態を生じさせるため、自動車の運
転者がスロットルを操作することを必要とする、少なく
とも部分的に自動シフトを実施する半自動変速装置に関
するものである。
【０００３】詳しくは、自動車の加速といったいくつか
の条件下で、運転者が選択された変速比の係合のための
同期した状態を得ることができないことに関係なく、あ
らかじめ選択された時間の経過後に、変速機がニュート
ラルの状態から再係合する、上述のタイプの変速装置の
ための制御装置／方法に関する。
【０００４】
【従来の技術】先行技術においては、スロットルの開放
または位置、車速、エンジン速度等を検知し、これに応
じて、自動的に自動車の変速機をシフトする、大型トラ
ックのような大型車両と一般車の両方に用いられる全自
動変速装置が周知のところである。こうした完全自動変
速装置には、加圧流体を利用し、摩擦によって１つ以上
の部材を他の部材またはグラウンドに係合させ、選択さ
れた変速比を達成する自動変速機に加え、電子論理回路
と空気圧式アクチュエータの両方または一方を利用し
て、機械式（すなわち、かみ合い）クラッチを係合離脱
することによって、所望の変速比を達成する自動機械式
変速機が含まれている。こうした変速機の例が、米国特
許第3,961,546 号、第4,081,065 号、及び、第4,361,06
0 号に記載され、参考としてここに含まれている。
【０００５】こうした全自動変速機は、とりわけ、大量
に販売されていないのが普通である最大級の大型車にと
っては、受け入れることのできないほど高価になる可能
性がある。さらに、加圧流体とトルク・コンバータの両
方または一方を利用した自動変速機は、その入力軸と出
力軸間で消費されるパワーに関して、比較的効率が良く
ない傾向を有している。
【０００６】スロットルの位置、入力軸、出力軸、及び
／又は車速を検知し、自動制御式燃料スロットル装置、
ギヤ・シフト装置、及び／又は主クラッチ操作装置を利
用して、運転者が手動で選択した変速比の変更をほぼ完
全に自動的に実施する電子制御装置を利用した半自動変
速装置は従来技術において周知である。こうした半自動
変速装置については、米国特許第4,425,620 号、第4,63
1,679 号、及び第4,648,290 号において記載されてお
り、これらの内容は参考までにここに含まれている。
【０００７】こうした半自動機械式変速装置は、全自動
変速装置に比べると幾分か安価であり、低速運転の場合
には、手動でクラッチを制御することができ、及び／又
は操作ギヤ比の自動選択を必要としないといった理由に
よって、極めて広範囲に受け入れられているが、比較的
多数のセンサ、並びに主クラッチ・アクチュエータ及び
／又は燃料スロットル装置アクチュエータといった自動
制御可能なアクチュエータを設け、取り付け、かつ保守
する必要があるため、いくつかの用途では、非常に高価
になりすぎることがある。
【０００８】先行技術の欠点の多くは、手動だけで制御
されるエンジン・スロットル手段及び手動だけで制御さ
れる主クラッチを備えた、自動車に用いられる機械式変
速装置のための半自動によるシフトを実施する装置／方
法を提供することによって克服されるか、あるいは、最
小限に抑えられる。該装置は、半自動的に実施されるシ
フトがあらかじめ自動的に選択される少なくとも１つの
操作モードを備えており、運転者が自動プリセレクショ
ン操作モードを選択するための、また、アップ・シフ
ト、ダウン・シフト、または、ニュートラルへのシフト
の自動プリセレクションを表示するための制御／表示パ
ネルまたはコンソールが設けられている。
【０００９】制御／表示装置は、変速の現在の状況だけ
でなく、選択されたが、まだ実施されていないシフトの
表示も行うが、さらに、運転者が、高い変速比、低い変
速比、または、ニュートラルへのシフトを手動で選択／
あらかじめ選択できるようにするのが望ましい。制御装
置は、また、あらかじめ手動または自動で選択されたシ
フトをキャンセルできるようにするのが望ましい。
【００１０】このタイプの変速装置については、米国特
許第4,991,099 号に記載されており、この内容は、参考
としてここに含まれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】こうした装置は、自動
車の運転者による手動のスロットル操作に頼って、ニュ
ートラルから選択された変速比へシフトするためのほぼ
同期した状態を生じさせるので、不注意または技能の欠
如によって、変速機がニュートラルに留まる時間期間が
長くなる可能性がある。こうした状態は望ましくなく、
とりわけ、重量車両が急な斜面を降っていて、エンジン
・ブレーキが要求され、及び／又は必要となる場合に、
望ましくない。
【００１２】この状況は、上述の許可された同時係属出
願第368,492 号及び第383,686 号において、それぞれ、
取り扱われており、同期した状態を検知する要件が、時
間の経過につれて容易になり、現在係合している変速比
から選択された変速比へのシフトに備えたニュートラル
へのシフトが、それぞれ、所定の条件下では禁じられ
る。許可された同時係属出願第368,492 号及び第383,68
6 号の内容は参考としてここに含まれている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】及び
【作用】本発明によれば、部分的に自動シフトを実施す
る上述の半自動機械式変速装置は、次のような制御によ
り改善される。即ち、シフトの実施時において、車両の
加速が所定の基準値（例えば、0.1 〜2.0 ft／sec2）を
超えている間に、もし変速機が、所定の時間（例えば、
2.5 〜5.0 秒）を超えてニュートラルに留まっている
（すなわち、同期した状態になっていない）場合、現在
の車速にとって最適なギヤ比が決定され、又、同期した
状態にあるか否かに関係なく、すぐに、最適なギヤ比、
または、最低速の任意ギヤ比にシフトする。自動プリセ
レクション・モードによる操作を行っている場合、それ
以上のシフトの自動プリセレクションは、所定の時間
（例えば、5.0 〜15.0秒）にわたって抑制される。
【００１４】実際には、このサブルーチンは、エンジン
・ブレーキが望ましい場合に、比較的急な下りの斜面に
おいてシフトの移行が特に長くかかる時に限って有効に
なるのが普通である。この結果、係合が粗雑になる可能
性があるが、テストで明らかになったように、同期を39
％外れた係合でも、バックアップ不履行ルーチンにとっ
て受け入れられないとか、あるいは、それを損なうとい
ったことはない。また、注目されるのは、優秀なまたは
平均的なドライバには、自動車を普通に運転し、スロッ
トルを適切に操作して、下り坂でシフトを完了する場
合、このルーチンが存在することさえ分からないであろ
うという点である。しかし、このルーチンは、必要にな
れば、係合を確実なものにするために存在している。
【００１５】本発明の以上の、及び、その他の目的及び
利点については、添付の図面に関連して記述された望ま
しい実施例に関する説明により明らかになる。
【００１６】
【実施例】以下の説明で用いられている用語は、論及の
便宜をはかっただけのものであり、制限を加えるもので
はない。「上方」、「下方」、「右」、「左」といった
語は、図面において参照する方向を表している。「前
方」、「後方」という語は、それぞれ、従来、自動車に
取り付けられている変速機の前方端部及び後方端部を表
しており、図１に示す変速機の、それぞれ、左側及び右
側にあたる。「内側」及び「外側」という語は、それぞ
れ、装置及びその指定の部品の幾何学的中心に向かう方
向及びそれから離れる方向を表している。前記用語に
は、上述の特に言及した語、その派生語、及び、同様の
重要な語が含まれている。
【００１７】「複合変速機」という用語は、多段前進速
度主変速セクション、及び、直列に接続された多段速度
補助変速セクションを備え、これによって、主変速セク
ションで選択された減速ギヤと、さらに、補助変速セク
ションで選択された減速ギヤを複合することが可能にな
っている、変速機又はチェンジギヤ変速機を表すのに用
いられている。「同期クラッチ・アセンブリ」及び同様
の類似語は、かみ合いクラッチによって選択されたギヤ
を軸に回転不能に結合するために用いられるクラッチ・
アセンブリを表すものであり、この場合、前記クラッチ
による係合の試みは、クラッチの部材がほぼ同期して回
転するまで、阻止される。クラッチ部材には、比較的能
力の大きい摩擦手段が利用されており、クラッチの係合
開始時に、クラッチ部材、及び、それによって回転する
全ての部材をほぼ同期した速度で回転させるのに十分で
ある。
【００１８】ここで用いられる「アップ・シフト」とい
う用語は、低速ギヤ比から高速ギヤ比へのシフトを表し
ている。また、「ダウン・シフト」という用語は、高速
ギヤ比から低速ギヤ比へのシフトを表している。更に、
「低速ギヤ」、「ロー・ギヤ」、及び／又、「ファース
ト・ギヤ」は、変速機または変速セクションにおける最
低速度の前進運転に利用されるギヤ比、すなわち、変速
機の入力軸に対して最高の減速比を有する１組のギヤを
表している。
【００１９】シフトの「選択された方向」は、特定の変
速比からの単一または複数のアップ・シフトまたはダウ
ン・シフトの選択を表している。
【００２０】図１において、本発明の自動プリセレクシ
ョン操作モードを備えた半自動機械式変速装置によって
部分的に自動化されたタイプの、レンジ・タイプ複合変
速機10が示されている。複合変速機10は、レンジ・タイ
プの補助セクション14に直列に接続された多段速度主変
速セクション12から構成される。変速機10は、ハウジン
グＨに収容されており、エンジンのクランク・軸20に駆
動接続された入力すなわち駆動部分18と、変速機の入力
軸16に回転可能に固定された被駆動部分22を備えた、選
択的に離脱される、通常は、係合している主摩擦クラッ
チＣを介して、ディーゼル・エンジンのような原動機に
よって駆動される入力軸16を具備している。
【００２１】エンジンＥは、手動制御式スロットル装置
（不図示）によって燃料スロットルが制御され、主クラ
ッチＣは、クラッチ・ペダル（不図示）等によって手動
制御される。先行技術において周知のように、アップ・
シフトをさらに速くするためには、クラッチ・ペダルの
オーバトラベルな踏み込みによって作動する入力軸・ブ
レーキＢを設けることが望ましい。
【００２２】機械式変速機10と同様の変速機は、先行技
術において周知のところであり、米国特許第3,105,395
号、第3,283,613 号、及び、第4,754,665 号に記載され
ており、それらの内容は参考としてここに含まれてい
る。
【００２３】主変速セクション12において、入力軸16
は、複数のほぼ同じカウンタ・軸・アセンブリ26及び26
A をほぼ同じ回転速度で同時に駆動する入力ギヤ24を支
持している。入力軸16と同軸に並んだ主軸28の正反対の
両側に、２つの同一のカウンタ・軸・アセンブリが設け
られている。カウンタ・軸・アセンブリは、それぞれ、
その一部の概略が示されているだけのハウジングＨ内に
おいて、ベアリング32及び34に支持されているカウンタ
・軸30を含んでいる。カウンタ・軸には、それぞれ、そ
れと回転するように固定された同一のグループをなすカ
ウンタ・軸・ギヤ38、40、42、44、46、48が設けられて
いる。複数の主軸50、52、54、56、及び、58は主軸28を
包囲しており、先行技術において周知のように、クラッ
チ・カラー60、62、64をスライドさせることによって回
転するため、一度に１つずつ、主軸とかみ合うことが可
能である。クラッチ・カラー60は、入力ギヤ24を主軸28
にかみ合わせて、入力軸16と主軸28を直接駆動できるよ
うにするために利用される。
【００２４】クラッチ・カラー60、62、64は、先行技術
においては周知のように、シフト・ハウジング・アセン
ブリ70に連係したシフト・フォークによって軸方向に位
置決めされる。クラッチ・カラー60、62、64は、周知の
非同期複動ジョー・クラッチ・タイプとすることができ
る。
【００２５】シフト・ハウジングまたはアクチュエータ
70は、圧縮空気のような圧縮流体によって作動し、制御
装置によって自動的に制御可能なタイプである。これは
米国特許第4,445,393 号、第4,555,959 号、第4,361,06
0 号、第4,722,237 号、及び、第2,931,237 号に記載さ
れ、参考としてここに含まれている。
【００２６】主軸・ギヤ58は、リバース・ギヤであり、
従来の中間アイドラ・ギヤ（不図示）によってカウンタ
・軸・ギヤ48と連続的にかみ合い係合している。留意す
べきは、主変速セクション12は、選択可能な５段の前進
速度比を提供し、最低前進速度比、すなわち、主軸の駆
動ギヤ56を主軸に駆動連結することによって得られる最
低前進速度比が、過酷な条件下で自動車の始動だけのた
めに利用され、通常、高変速レンジでは利用されない、
低いギヤすなわち「クリーパ」・ギヤとみなさればなら
ないような、かなりのギヤ減速にあたるという点であ
る。従って、主変速セクション12は、５段の前進速度を
提供するが、共に用いられる補助レンジ変速セクション
14によって複合されることになる前進速度は、４つだけ
であるため、通常は、「４プラス１」主セクションと呼
ばれている。
【００２７】ジョー・クラッチ60、62、及び、64は、３
位置クラッチであり、アクチュエータ70によって、中
心、図示の非係合位置、あるいは、完全に右または完全
に左の係合位置につくことが可能である。周知のよう
に、クラッチ60、62、及び、64のうち１つだけが、所定
の時間に係合可能であり、他のクラッチをニュートラル
状態にロックするため、主セクション・インターロック
手段（不図示）が設けられている。
【００２８】補助変速レンジ・セクション14には、それ
ぞれ、ハウジングＨ内においてベアリング78及び80によ
って支持された補助カウンタ・軸76から構成され、それ
にと共に回転する２つの補助セクション・カウンタ・軸
・ギヤ82及び84を備えている、２つの同一の補助カウン
タ・軸・アセンブリ74及び74A が設けられている。補助
カウンタ・軸・ギヤ82は、レンジ／出力ギヤ86と絶えず
かみ合って、これを支持しており、一方、補助セクショ
ン・カウンタ・軸・ギヤ84は、出力ギヤ88と絶えずかみ
合っている。
【００２９】直接または高レンジ操作のために、ギヤ86
を出力軸90にかみ合わせるため、あるいは、複合変速機
10の低レンジ操作のために、ギヤ88を出力軸90にかみ合
わせるため、シフト・フォーク（不図示）及びレンジ・
セクション・シフト・アクチュエータ・アセンブリ96に
よって軸方向に位置決めされる、２位置同期ジョー・ク
ラッチ・アセンブリ92が設けられている。図２には、複
合レンジ・タイプの変速機10に関する「シフト・パター
ン」の概略が示されている。
【００３０】レンジ・セクション・アクチュエータ96
は、米国特許第3,648,546 号、第4,440,037 号、及び第
4,614,126 号に記載されたタイプとすることができ、そ
の内容がここに参考として含まれている。
【００３１】レンジ・タイプ補助セクション14は、平歯
車又ははすば歯車タイプの歯車装置を利用した２速セク
ションとして示されているが、もちろん、本発明は、３
つ以上の選択可能なレンジ比を備えたスプリッタ／レン
ジ組み合わせタイプの補助セクション、及び／又は、プ
ラネタリ・タイプの歯車装置を利用したレンジ・タイプ
の変速機にも適用可能である。また、クラッチ60、62、
64のうちの１つ以上は、同期式ジョー・クラッチ・タイ
プとし、変速セクション12及び／又は14は、単一のカウ
ンタ・シフト・タイプとすることができる。
【００３２】変速機10の自動プリセレクション操作モー
ド及び半自動シフトの操作実施を可能にするため、入力
軸速度センサ98及び出力軸速度センサ100 が利用され
る。出力軸速度センサの代わりに、補助セクション・カ
ウンタ・軸・ギヤ82の回転速度を検知するセンサ102 を
利用することも可能である。ギヤ82の回転速度は、もち
ろん、主軸28の回転速度の既知関数であり、クラッチ92
が既知の位置に係合している場合には、出力軸90の回転
速度の関数である。
【００３３】図３には、本発明の機械式変速装置のため
の自動プリセレクション及び半自動シフト実施制御装置
104 が概略的に示されている。上述の機械式変速装置10
に加えて、制御装置104 には、望ましくはマイクロプロ
セッサをベースにした電子制御装置106 が含まれ、入力
軸速度センサ98、出力軸速度センサ100 （または、代わ
りに主軸速度センサ102 ）、及びドライバ制御コンソー
ル108 からの信号を受信している。ＥＣＵ106 は、補助
セクション位置センサ110 から入力を受信することもで
きる。図３に示す変速装置は、上述の米国特許第4,991,
099 号に十分に開示されている。
【００３４】ＥＣＵは、所定の論理規則に従って入力信
号に処理を施し、主セクション・アクチュエータ70及び
補助セクション・アクチュエータ96を制御するソレノイ
ド・マニホルド112 のような変速機のオペレータ、及
び、ドライバ制御コンソール108 に対して指令出力信号
を送り出す働きをする。このタイプのＥＣＵは先行技術
において公知であり、米国特許第4,361,060 号及び第4,
595,986 号に記載されており、参考としてここに含まれ
ている。
【００３５】好ましい実施例の場合、ドライバ制御コン
ソールによって、運転者は、現在係合している変速比か
ら所定の方向またはニュートラルへのシフトを手動で選
択したり、あるいは、半自動プリセレクション・モード
による操作を選択したりすることが可能になり、運転者
に、現在の操作モード（自動または手動プリセレクショ
ンによるシフト）、現在の変速操作状態（前進、後退、
または、ニュートラル）、及び、あらかじめ選択されて
いるが、まだ実施されていない変速比の変更すなわちシ
フト（アップ・シフト、ダウン・シフト、または、ニュ
ートラルへのシフト）について知らせるディスプレイが
得られる。
【００３６】コンソール108 には、点灯して、それぞ
れ、変速機10が、前進駆動、ニュートラル、または、後
退駆動状態にあることを表示する３つの表示灯114 、11
6 、118 が設けられている。又、コンソール108 には、
運転者が、それぞれ、アップ・シフト、自動プリセレク
ション・モード、または、ダウン・シフトを選択できる
ようにする、選択的に点灯される３つのプッシュ・ボタ
ン120 、122 、124 も備わっている。プッシュ・ボタン
126 によって、ニュートラルへのシフトを選択すること
が可能になる。
【００３７】選択は、ボタン120 、122 、124 、また
は、126 のうち任意のものを押し下げる、または、押す
ことによって行われ、ボタンをもう１度押し下げること
によってキャンセルすることができる（ボタン120 、12
4 、及び、126 の場合、実行前に）。代わりにボタン12
0 、124 を複数回押すことによりスキップシフトの指令
として使用することもできる。勿論、ボタン及び点灯す
るボタンの代わりに、トグル・スイッチ、及び／又は、
照明または他の表示部材付きのトグル・スイッチのよう
な他の選択手段を用いることも可能である。後退を選択
するための独立したボタンまたはスイッチを設けること
もできるし、ニュートラルからのダウン・シフトとし
て、後退を選択することも可能である。また、ニュート
ラルは、後退からのアップ・シフトとして、あるいは、
ローからのダウン・シフトとして選択することも可能で
ある。
【００３８】操作時、手動でアップ・シフト及びダウン
・シフトを選択する場合、運転者は、適宜、ボタン120
またはボタン124 を押し下げることになる。これによ
り、選択されたボタンは、選択されたシフトが実施され
るか、あるいは、選択がキャンセルされるまで、点灯さ
れていることになる。
【００３９】代わりに、所定のエンジン速度（例えば、
1700RPM 以上のような）において、アップ・シフト・ボ
タンが点灯し、該ボタンを押して、アップ・シフトが選
択されるまで点灯した状態を保つようにすることが可能
である。
【００４０】選択されたシフトを実施するため、マニホ
ルド112 にプリセレクションを施して、アクチュエータ
70を付勢し、主変速セクション12をニュートラルにシフ
トする。これは、運転者が、手動で、瞬間的に、エンジ
ンに対する燃料の供給を増加及び／又は減少させ、及び
／又は主クラッチＣを手動で離脱し、トルクを逆にする
ことによって実施される。変速機をニュートラルにシフ
トし、ＥＣＵによってニュートラルであることが確認さ
れると（ニュートラルの検知は、1.5 秒といった時間の
間で行われる）、ニュートラル状態表示ボタン116 が点
灯する。選択されたシフトが、複合シフト、すなわち、
図２に示すような、４速から５速へのシフトといった、
主セクション12とレンジ・セクション14の両方のシフト
である場合、前方ボックスにおいてニュートラルを検知
した後、ＥＣＵは、マニホルド112 に対して指令出力信
号を送り出し、補助セクション・アクチュエータ96にレ
ンジ・シフトを完了させる。
【００４１】レンジ補助セクションが適正な変速比で係
合すると、ＥＣＵは、検知した出力軸（自動車）の速
度、及び、係合すべき変速比に基づいて、使用可能なレ
ンジまたはバンドの入力軸速度を計算し、あるいは、別
様に求めて、更新を続けることになり、この結果、係合
すべき変速比による係合が、許容し得る程度に同期して
行われることになる。運転者は、スロットルの操作及び
／又は入力シフト・ブレーキの使用によって、入力軸速
度を許容可能なレンジ内に納まるようにするので、ＥＣ
Ｕ106 は、マニホルド112 に対して指令出力信号を送り
出し、アクチュエータ70が係合すべき変速比で主セクシ
ョンを係合させるようにする。アクチュエータは、極め
て迅速に応答するので、運転者が、延長された時間にわ
たって、入力軸速度を許容可能なレンジ内に維持する必
要がなくなる。
【００４２】変速機のニュートラルへのシフトを選択す
るため、選択ボタン126 が押される。表示灯116 は、Ｅ
ＣＵによって、ニュートラルが得られると確認されるま
で、点いており、その時点から、変速機がニュートラル
に留まる間は、点灯状態を継続する。
【００４３】点灯するプッシュ・ボタン122 を用いて選
択される自動プリセレクション・モードによる操作の場
合、ＥＣＵは、記憶されている論理規則、現在係合して
いる変速比（入力軸と出力軸の速度を比較することによ
って計算することができる）、及び、出力軸または自動
車の速度に基づいて、アップ・シフトとダウン・シフト
のいずれが必要かを判定し、それをプリセレクションと
する。運転者には、アップ・シフトまたはダウン・シフ
トのプリセレクションが行われ、点灯式プッシュ・ボタ
ン120 または点灯式プッシュ・ボタン124 を発光させる
ＥＣＵからの指令出力信号、及び／又は、可聴シフト警
告信号によって半自動的に実施されることが知らされ
る。運転者は、上述のように、自動的にあらかじめ選択
されたシフトの半自動による実施を開始させることもで
きるし、あるいは、プッシュ・ボタン122 を押し下げる
ことによって、自動モード及びそれによってあらかじめ
選択されたシフトをキャンセルすることも可能である。
【００４４】低速によるコーナリング及び／又は高速運
転による斜面の下降といった自動車の運転条件下におい
て、自動的にシフトのプリセレクションが行われ、意図
せずに実施してしまうことによって、既に係合している
ギヤからニュートラルへと予期せぬシフトを生じる可能
性がある。これを阻止するため、出力軸の回転速度によ
って検知される、25MPH 未満あるいは45MPH を超えると
いった、あらかじめ選択された車速より低くなるか、あ
るいは、これを超えることになると、運転者が手動でシ
フト開始許可信号を送り出すまで、ＥＣＵ106 の論理規
則によって、あらかじめ選択されたシフトの開始を禁止
することができる。このために、クラッチ・ペダルＰを
踏むことによって作動するスイッチ150 が設けられてい
る。あらかじめ選択されたシフトの実施を解除可能に禁
止するための手段は米国特許第4,555,959 号等の先行技
術により公知であり、参考としてここに含まれている。
【００４５】運転者がクラッチ・ペダルＰを単に踏むだ
けでシフト許可信号を送り出せるようにすることによっ
て、運転者は、ステアリング・ホイールにおいた両手を
使うことができ、さらに、例えば、コーナリングといっ
た低速運転時には、予期されるシフトだけを行えること
になる。
【００４６】代わりに、自動車のブレーキがかけられた
場合、リターダが働いた場合及び／又は手動スロットル
がアイドル状態の場合は、ＥＣＵ106 の論理規則によっ
て、自動的にあらかじめ選択されたシフトの始動を禁止
することが可能である。勿論、センサ152 を追加する必
要がある。
【００４７】また、選択的に、ニュートラル状態表示灯
116 を除去し、ニュートラル選択プッシュ・ボタン126
の代わりに点灯式プッシュ・ボタンを用いることも可能
である。
【００４８】図４において、代わりのドライバ制御及び
表示コンソール130 が示されている。ジョイ・スティッ
ク132 は、図示のように、それぞれ、上方、下方、左、
または、右に動かすことによって、その中心位置から弾
性バイアスに逆らって移動させ、アップ・シフト、ダウ
ン・シフト、ニュートラルまたは自動プリセレクション
へのシフトを選択することができる。表示灯134 及び13
6 が点灯すると、それぞれ、アップ・シフトまたはダウ
ン・シフトがあらかじめ選択されたことが表示される。
表示灯138 及び140 が、それぞれ、点灯すると、それぞ
れ、自動車の前進または後退操作モードであることが表
示される。表示灯142 が点灯したままの場合は、変速機
がニュートラル状態にあることを示しており、閃光を発
する場合は、あらかじめ選択されているが、まだニュー
トラル状態の確認が行われていないことを表している。
表示灯144 が点灯すると、システム104 が自動プリセレ
クション操作モードで機能していることが表示される。
【００４９】上述のように、通常のシフト状態の場合、
変速機は、自動車の運転者が、同期した状態を生じさせ
るまで、ニュートラルに保持されることになる。1989年
６月19日に提出された上述の同時係属出願第368,492 号
に開示されたように、選択された変速比の実施を開始す
るのに十分な同期状態を構成するエンジン速度のバンド
は、時間が経過するにつれて拡大する可能性がある。
【００５０】自動車が、エンジン・ブレーキが望ましい
かなりの斜面を下降している時に、不注意な運転者及び
／又は未熟な運転者が、ニュートラル状態から選択され
た変速比の係合をたやすく行うことができなくなるとい
う可能性を防止するため、本発明の再係合制御ルーチン
が提供される。本発明の再係合制御ルーチン200 につい
ては、図５に示すフローチャートにより理解することが
できる。
【００５１】自動車が走行中の場合、目標変速比へのシ
フトを選択すると、変速機がニュートラルになり、ルー
チン200 が開始される。ニュートラルの検知後、変速機
が所定の時間 (REF2) 内に係合しない場合、また、通常
は、出力シャフト速度の時間導関数(dOS/dt)として検知
される自動車の加速が、所定の値(REF1 ) を超えると、
システムの介入を表す状態が生じるものと考えられる。
システムＥＣＵは、検知した車速(OS)に基づいて、最低
の係合可能な変速比を求め、連係するジョー・クラッチ
との間における非同期状態の可能性には関係なく、その
変速比で係合されることになる。さらに、システム104
が、自動プリセレクション・モードにある場合、自動プ
リセレクションによるシフトが、所定の時間(REF3)にわ
たって、禁止されることになる。
【００５２】実際、目標変速比へのシフトが選択されて
いるにもかかわらず、また、自動車が、少なくとも0.5
〜2.0 ft/sec2 で加速しているにもかかわらず、自動車
が、2.5 〜5.0 秒を超えてニュートラルに留まる場合、
これは、システムの介入を必要とする、危険の生じる可
能性のある状態を表している。比較的低い変速比は、利
用可能なエンジン・ブレーキが最大になることを保証す
る。システムの介入が開始され、該システムが、自動プ
リセレクション・モードになると、これ以後の自動プリ
セレクションの実施は、介入から5.0 〜15.0秒に等しい
時間にわたって禁止される（すなわち、REF3＝REF1＋5.
0 〜15.0秒）。ルーチン200 は、結果として、係合が粗
雑になる可能性があるが、テストで明らかになったよう
に、同期を39％外れた係合でも、バックアップ不履行ル
ーチンにとって受け入れられないとか、あるいは、それ
を損なうといったことはない。また、注目されるのは、
優秀なまたは平均的なドライバには、自動車を普通に運
転し、スロットルを適切に操作して、下り坂でシフトを
完了する場合、このルーチンが存在することさえ分から
ないであろうという点である。しかし、このルーチン
は、必要になれば、係合を確実なものにするために存在
している。
【００５３】従って、明らかなように、再係合制御ルー
チンは、部分的に自動化されたシフトを実施する半自動
機械式変速システムのために提供されるものである。例
えば、車速が所定の値を超えているのに、選択された目
標のギヤとの係合を試みるニュートラルの期間が長引く
といった、所定の条件下において、変速機は、ほぼ同期
した状態の有無に関係なく、比較的低い係合可能な変速
比（車速に基づく）に自動的にシフトされる。
【００５４】本発明はある程度特定してその説明がなさ
れたが、もちろん、特許請求の範囲に示すような本発明
の精神及び範囲を逸脱することなく、形態及び細部につ
いてさまざまな変更を加えることが可能であることは理
解される。
【００５５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による、選択されたシフトを半自動で実施する自動車用
機械式変速装置の再係合制御方法及び装置において、シ
フトを実施するにあたり、変速機が所定基準値より長く
ニュートラル状態にあり、車両の加速度が所定基準値よ
り大きい場合、係合可能な変速比のひとつにシフトさせ
るようにしたことにより、変速機が長い時間の間ニュー
トラルにある望ましくない状態を回避することができる
ので、特に、そのような状態が起こりやすい重量車両の
下り坂走行時における変速装置の操作性を改善すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置によって部分的に自動化された自
動車用機械式変速装置の概略図である。
【図２】図１の変速装置のシフト・パターンの概略図で
ある。
【図３】本発明の機械式変速装置のための自動プリセレ
クション及び半自動シフト実施装置を示す概略図であ
る。
【図４】図３の装置のための他の制御コンソールを示す
概略図である。
【図５】本発明による制御装置／方法のフローチャート
である。
【符号の説明】
Ｃ 主クラッチ Ｅ エンジン Ｈ ハウジング 10 複合変速機 16 入力シャフト 70 シャフト・ハウジング・アセンブリ 90 出力シャフト 96 レンジ・セクション・アクチュエータ 98 入力シャフト・速度センサ 100 出力シャフト・速度センサ 106 電子制御装置 112 ソレノイド・マニホルド 120 プッシュ・ボタン 124 プッシュ・ボタン 132 ジョイ・スティック

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料スロットル制御式エンジン（Ｅ）
    と、多段速度変速形機械式変速機（10）と、前記エンジ
    ンと前記変速機との間に駆動的に介装された手動制御式
    主摩擦クラッチ（Ｃ）と、前記変速機の入力軸（16）の
    回転速度を示す第１の入力信号を準備する第１のセンサ
    （98）と、前記変速機の出力軸（90）の回転速度を示す
    第２の入力信号を準備する第２のセンサ（100 ）と、前
    記変速機のシフトを制御する非手動制御式変速機アクチ
    ュエータ（112,70,96 ）と、現在係合の変速比から、又
    は、ニュートラルから選択された変速比へのアップ・シ
    フト又はダウン・シフトを手動で選択し、前記選択を示
    す第３の入力信号を準備する手段（120,124/132 ）を含
    む制御装置と、前記第１、第２及び第３の入力信号を受
    信し、所定の論理規則に従って、これに処理を施し、指
    令出力信号を発する中央演算処理装置（106 ）とを有
    し、該中央演算処理装置は、 （ａ）現在の係合比からの変速機のシフト選択に応答し
    て、前記アクチュエータに指令出力信号を発し、変速機
    をニュートラルにシフトする手段と、 （ｂ）（ｉ）現在の係合比から選択された変速比へのシ
    フト選択及び（ii）変速機のニュートラル状態の確認に
    応答し、（ｉ）変速機が同期したことを検知し、（ii）
    次に、前記アクチュエータに対して指令出力信号を発し
    て、変速機を選択された変速比にシフトする手段とを含
    む、選択されたシフトを半自動で実施する自動車用機械
    式変速装置の再係合制御方法であって、 （ａ）自動車の加速度を示す値を決定し、かつ車速の関
    数として１つ以上の係合可能な変速比を決定し、 （ｂ）（ｉ）選択された変速比へのシフト選択及び（i
    i）計時装置の始動による変速機のニュートラル状態の
    確認に応答し、 （ｃ）次に、（ｉ）所定の基準時間（REF2) より長く変
    速機がニュートラル状態にあり、又、（ii）所定の加速
    基準値（REF1) を超える自動車の加速度に応答して、す
    ぐに、前記アクチュエータに対して指令出力信号を発
    し、前記変速機を前記係合可能な変速比の１つにシフト
    させることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 １つ以上の変速比が係合可能と決定され
    る場合、係合される１つの変速比は、係合可能な変速比
    のうちで最も高いものではないということを特徴とする
    請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記エンジンが、手動操作のスロットル
    制御装置によって制御されることを特徴とする請求項１
    又は２の方法。
  4. 【請求項４】 前記変速機が、自動シフト・プリセレク
    ション操作モードを有することを特徴とする請求項１な
    いし３うちいずれかの方法。
  5. 【請求項５】 さらに、（ｄ）前記アクチュエータに指
    令出力信号を送り出して、すぐに、前記係合可能な変速
    比のうちの１つを係合した後、所定時間(REF3)の間、自
    動プリセレクションによるシフトを禁止することを特徴
    とする請求項４の方法。
  6. 【請求項６】 前記所定の基準時間が、2.5 〜5.0 秒の
    範囲内であることを特徴とする請求項１ないし５のうち
    いずれかの方法。
  7. 【請求項７】 前記所定の加速基準値が、0.0 〜3.0 ft
    /sec2 の範囲内であることを特徴とする請求項１ないし
    ５のうちいずれかの方法。
  8. 【請求項８】 前記所定の時間期間が、5.0 〜15.0秒の
    範囲内であることを特徴とする請求項１ないし５の方
    法。
  9. 【請求項９】 燃料スロットル制御式エンジン（Ｅ）
    と、多段速度変速形機械式変速機（10）と、前記エンジ
    ンと前記変速機との間に駆動的に介装された手動制御式
    主摩擦クラッチ（Ｃ）と、前記変速機の入力軸（16）の
    回転速度を示す第１の入力信号を準備する第１のセンサ
    （98）と、前記変速機の出力軸（90）の回転速度を示す
    第２の入力信号を準備する第２のセンサ（100 ）と、前
    記変速機のシフトを制御する非手動制御式変速機アクチ
    ュエータ（112,70,96 ）と、現在係合の変速比から、又
    は、ニュートラルから選択された変速比へのアップ・シ
    フト又はダウン・シフトを手動で選択し、前記選択を示
    す第３の入力信号を準備する手段（120,124/132 ）を含
    む制御装置と、前記第１、第２及び第３の入力信号を受
    信し、所定の論理規則に従って、これに処理を施し、指
    令出力信号を発する中央演算処理装置（106 ）とを有
    し、該中央演算処理装置は、 （ａ）現在の係合比からの変速機のシフト選択に応答し
    て、前記アクチュエータに指令出力信号を発し、変速機
    をニュートラルにシフトする手段と、 （ｂ）（ｉ）現在の係合比から選択された変速比へのシ
    フト選択及び（ii）変速機のニュートラル状態の確認に
    応答し、（ｉ）変速機が同期したことを検知し、（ii）
    次に、前記アクチュエータに対して指令出力信号を発し
    て、変速機を選択された変速比にシフトする手段とを含
    む、選択されたシフトを半自動で実施する自動車用機械
    式変速装置の再係合制御装置であって、更に、 （ａ）自動車の加速度を示す値を決定し、かつ車速の関
    数として１つ以上の係合可能な変速比を決定する手段
    と、 （ｂ）（ｉ）選択された変速比へのシフト選択及び（i
    i）計時装置の始動による変速機のニュートラル状態の
    確認に応答する手段と、 （ｃ）次に、（ｉ）所定の基準時間（REF2) より長く変
    速機がニュートラル状態にあり、又、（ii）所定の加速
    基準値（REF1) を超える自動車の加速度に応答して、す
    ぐに、前記アクチュエータに対して指令出力信号を発
    し、前記変速機を前記係合可能な変速比の１つにシフト
    させる手段とを有することを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】 １つ以上の変速比が係合可能と決定さ
    れる場合、係合される１つの変速比は、係合可能な変速
    比のうちで最も高いものではないということを特徴とす
    る請求項９の装置。
  11. 【請求項１１】 前記エンジンが、手動操作のスロット
    ル制御装置によって制御されることを特徴とする請求項
    ９又は10の装置。
  12. 【請求項１２】 前記変速機が、自動シフト・プリセレ
    クション操作モードを有することを特徴とする請求項９
    又は10の装置。
  13. 【請求項１３】 さらに、（ｄ）前記アクチュエータに
    指令出力信号を送り出して、すぐに、前記係合可能な変
    速比のうちの１つを係合した後、所定時間(REF3)の間、
    自動プリセレクションによるシフトを禁止することを特
    徴とする請求項12の装置。
JP4219778A 1991-07-26 1992-07-27 自動シフトを行う機械式変速装置の再係合制御方法及びその装置 Pending JPH05203031A (ja)

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US07/736,141 US5444623A (en) 1991-07-26 1991-07-26 Reengagement control/method for mechanical transmission system with automatic shift implementation

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