JPH0613007Y2 - 車両用自動変速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は車速検出手段、メインギヤ回転速度検出手段お
よびセレクタからの検出信号に基づき走行状態を判定し
てシフトチェンジを行うとともに選択的に排気ブレーキ
を連動させることができる制御ユニットを備えた車両用
自動変速に関し、特にシフトアップ所要時間を短縮する
ために排気ブレーキを連動させた場合の制御に関する。

［従来技術］ イージードライブと省燃費を両立させるオートマチック
システムとして、従来のメカニカルクラッチ、トランス
ミッションにエンジン回転数検出手段すなわちエンジン
回転センサ、車速検出手段すなわち車速センサ等のセン
サとクラッチおよびトランスミッションを操作するアク
チュエータを付加して、これらを制御ユニットにより電
子的に制御するメカニカルオートマチックシステムが知
られている。更に、発進時のクラッチ操作だけはマニュ
アルで行い、他の変速操作をすべてオートマチックに行
うセミオートマチックシステムも知られている。このシ
ステムにおいて、走行中の変速はドライバがセレクタレ
バーで希望するレンジを指定するだけで、あとのクラッ
チ、トランスミッションの操作はすべて電子制御により
最適に行い変速を行うようにしている。また、オートレ
ンジ指定のときは、車速の増加に伴ってあらかじめ記憶
されたマップに従ってシフトアップを行う機能もあわせ
持っている。更に、マップ書替えボタンをオンにした状
態でセレクタによりシフト段を指定してシフトアップを
行う場合に、メモリにシフトアップ時の車速を読込んで
マップを書替える学習回路を備えた車両用自動変速装置
が本出願人により提案されている（実願昭５９−７０６
１０号）。

前記セミオートマチックシステムにおいては、コストを
低減するためシンクロメッシュ機構を廃し、メインギヤ
回転速度と車速を検出し両者がシンクロした時点でギヤ
セットを行う方式をとっている。また変速時間の短縮と
変速時のショックを軽減するため、クラッチは変速機を
ニュートラルにセットする間のみＯＦＦし、あとはすべ
てＯＮすなわちギヤセットもクラッチＯＮのまま行う方
式をとっている。従って変速所要時間はメインギヤ回転
が車速にシンクロするのを待つ時間が占める割合が高
く、シフトアップ時にはエンジンブレーキの大きさがこ
れを左右する。更にこの時間を短縮するため、適宜排気
ブレーキを連動させてメインギヤの回転を早く落下させ
る方式が提案されている（本出願人による実願昭５８−
１６０５３２号）。この方式ではメインギヤ回転速度の
落下度合が大きいため、ギヤセットを起動をしても、ギ
ヤセットの起動をかけてから、実際にギヤがセットされ
るまでの間の応答遅れおよびスリーブの移動する間のメ
インギヤ回転速度の落下が大きいため、円滑にギヤセッ
トをすることが困難である。

また、特開昭５８−１７４７４９号公報には変速ショッ
クを軽減するために、強制的にエンジン回転速度を低下
させる目的で、エンジン吸気量を制限する技術が開示さ
れている。しかしながら、かかる公知技術では排気ブレ
ーキを有する車両には適用できない。さらに、特公昭５
１−１２８９０号公報には、排気ブレーキを変速機の同
期回転のために作動させる技術が記載されている。しか
しながら、かかる公知技術ではシンクロ回転機の判断が
適正でないために必ずしも円滑なギヤセットすることが
できない。

その他の従来技術としては、特開昭５７−２０４３５９
号公報には、エンジン回転数が目標エンジン回転数より
若干大きい場合に排気ブレーキを作動させる技術が示さ
れている。また、実願昭５８−１６０５３２号（実開昭
６０−６９８５３号）のマイクロフィルムには、メイン
ギヤ回転速度とシンクロ回転速度を比較し、シンクロ回
転速度になるまで排気ブレーキを作動させた技術が示さ
れている。しかし、これ等の公知技術においては、排気
ブレーキ連動時であるか非連動時であるかに起因してギ
ヤセットのタイミングを変化させている訳ではないの
で、ギヤセットの円滑化が困難である。

［解決する課題］ したがって本考案の目的は、排気ブレーキを連動したシ
フトアップ時に、円滑にギヤセットをすることができる
車両用自動変速装置を提供するにある。

［課題を解決する手段］ 本考案の車両用自動変速装置は、車速検出手段、メイン
ギヤ回転速度検出手段およびセレクタからの検出信号に
基づき走行状態を判定してシフトチェンジを行うととも
に選択的に排気ブレーキを連動させることができる制御
ユニットを備えた車両用自動変速装置において、該制御
ユニットは、シフトチェンジ判定回路と、シンクロ判定
回路とクラッチ断続制御回路とアクセル制御回路と変速
機制御回路と排気ブレーキ制御回路とを有し、そして該
制御ユニットは、シフトアップ要求が発生すると、シフ
トチェンジ判定回路がアクセル制御回路に制御信号を出
力してアクセルを全閉とし、次いでクラッチ断続制御回
路からの信号でクラッチをオフし、変速機制御回路から
の信号でニュートラルにセットし、その後クラッチをオ
ンし、排気ブレーキ連動がされている場合はシンクロ判
定回路が、セットしようとするシフト段のメインギヤ回
転速度がシンクロ回転速度より大きいことを判定したと
きに、排気ブレーキ制御回路が排気ブレーキを連動し、
再び前記メインギヤ回転速度がシンクロ回転速度より若
干大きいか否かを判断し、大きい場合に排気ブレーキを
止める機能を有しており、その後、引続いて排気ブレー
キが連動している場合には非連動時よりも相対回転速度
が大きい条件でギヤセットを行うように構成されてい
る。

［考案の作用］ したがって、アクセルを全閉とした後にメインギヤの回
転速度は低下するが、クラッチオンの信号が出力される
と排気ブレーキが作動するので、メインギヤの回転数が
比較的にすみやかに低下し、ギヤセット開始規定相対回
転速度になる。ここでギヤセットを行えば円滑にギヤセ
ットができる。しかもシンクロ回転速度よりも若干大き
い（＋ΔＮ１）値で排気ブレーキをやめて、その後ギヤ
セット開始規定相対回転数（＋ΔＮ２）でギヤセットを
行うので、短時間でギヤセットを完了することができ
る。

このように、短時間で円滑にギヤセットできるので、メ
カニカルクラッチと排気ブレーキとを有する車両の自動
変速装置としては、極めて好適である。

その後、引続いて排気ブレーキが連動している場合には
非連動時よりも相対回転速度が大きい条件でギヤセット
を行うように構成されており、排気ブレーキ連動時にお
いて、ギヤセットの起動タイミングはギヤの相対回転速
度がより大きい瞬間としているので、ギヤセットが円滑
且つ効率良く行われる。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の実施例の全体構成図、第２図は制御ブ
ロックを示す。図において、エンジン１０にはメカニカ
ルクラッチ２０を介してノンシンクロ式の変速機３０が
取付けられ、その出力軸はプロペラシャフト３１を介し
て図示されないリアアクスルに連結されている。

前記エンジン１０には排気ブレーキを作動させる排気ブ
レーキアクチュエータ１１と、燃料噴射ポンプ１２のラ
ックの位置を検出するアクセル開度センサ１４と、メカ
ニカルガバナ１３を制御するアクセルレバー制御装置５
０が設けられ、該装置５０にはアクセル全閉バルブ５１
とアクセル全開バルブ５２が設けられている。

前記クラッチ２０には、クラッチの断続状態を検出する
クラッチ位置センサ２１と、クラッチを断接するクラッ
チアクチュエータ２２が設けられている。

前記変速機３０には、メインギヤの回転速度Ｎｇを検出
するカウンタシャフト回転センサ３２と、メインシャフ
トの回転速度を検出する車速センサ３３と、変速機のシ
フト位置を検出するシフト位置センサ３４と、変速機を
シフト操作するシフトチェンジアクチュエータ３５が設
けられている。

一方、図示されない運転室に設けられたアクセルペダル
１５はアクセルレバー制御装置５０の一部に連結されて
いる。１６はシフトチェンジの際にシフト段を指定する
セレクタで、シフトレバー１６ａでリバースＲ、１速か
ら６速までの６レンジ、ニュートラルＮを指定でき、内
部には各レンジに対応するスイッチを備えている。１７
はオート（Ａ）レンジを指定するオートボタン、１８は
排気ブレーキの連動を指定する排気ブレーキボタンであ
る。そして、これらセンサ機器類１１、１４、１６、１
７、１８、２１、２２、３２、３３、３４、３５、５１
および５２は制御ユニット４０に接続されている。

制御ユニット４０には、車速センサ３３とアクセル開度
センサ１４とシフト位置センサ３４からの検出信号に基
づいてシフトチェンジすべきか否かを判定するシフトチ
ェンジ判定回路４１と、この判定回路４１の出力により
カウンタシャフト回転センサ３２と車速センサ３３から
の検出信号に基づいてメインギヤとメインシャフトの回
転速度が同期したか否かを判定し、判定に際し、排気ブ
レーキ連動をさせたシフトアップ時にギヤセット開始規
定相対回転速度ΔＮ２を排気ブレーキ非連動時のギヤセ
ット開始規定相対回転速度ΔＮ３より大きく、すなわち
メインギヤ回転速度の落下度合に応じてΔＮ２＞ΔＮ３
となって判定するシンクロ判定回路４２と、クラッチ位
置センサ２１の検出信号に基づいてクラッチアクチュエ
ータ２２を制御するクラッチ断続制御回路４３、アクセ
ル全閉バルブ５１とアクセル全開バルブ５２を制御する
アクセル制御回路４４、シフト位置センサ３４の検出信
号に基づいてシフトチェンジアクチュエータを制御する
変速機制御回路４５および排気ブレーキアクチュエータ
１１を制御する排気ブレーキ制御回路４６が設けられて
いる。

次に主として第３図以下の図面を参照して作用を説明す
る。

第３図には、セミオートマチックシステムの基本制御フ
ローが示されている。

まず、シフトチェンジ判定回路４１はセレクタ１６から
の信号によりニュートラルか否かを判定し（ステップＳ
１）、ＹＥＳだったら変速機制御回路４５から制御信号
をシフトチェンジアクチュエータ３５に出力して変速機
３０をニュートラルにセットして制御を終わる（ステッ
プＳ２）。ステップＳ１でＮＯの場合は、セレクタ１６
がリバースか否かを判定し（ステップＳ３）、ＹＥＳだ
ったら変速機３０をリバースにセットし制御を終る。ス
テップＳ３でＮＯの場合は、オートボタン１７からの信
号によりオートレンジ指定か否かを判定する（ステップ
Ｓ５）。ＹＥＳだったら、車速センサ３３、アクセル開
度センサ１４からの信号により車速、アクセル開度に対
応した目標シフト段を決定し（ステップＳ６）、ＮＯの
場合はドライバのセレクタ１６の指定による目標シフト
段を決定し（ステップＳ７）、ともにステップＳ８に移
る。ステップＳ８において、シフトチェンジ判定回路４
１は変速が必要か否かを判定し（ステップＳ８）、ＮＯ
の場合は制御を終り、ＹＥＳだったらシフトアップか否
かを判定する（ステップＳ９）、そしてＹＥＳだったら
シフトアップ制御を行って制御を終り（ステップＳ1
0）、ＮＯの場合はシフトダウン制御を行って制御を終
る（ステップＳ11）。第４図には前記ステップＳ10の詳
細フローがまた第５図および第６図には排気ブレーキ連
動および非連動時の制御タイミングチャートがそれぞれ
示されている。

シフトアップ要求が発生すると、シフトチェンジ判定回
路４１はアクセル制御回路４４から制御信号をアクセル
全閉バルブ５１に出力してアクセル全閉バルブ５１を開
き（ステップＳ100、タイムｔ１）。次いでクラッチ断
続制御回路４３から制御信号をクラッチアクチュエータ
２２に出力してクラッチをＯＦＦする（ステップＳ10
1、タイムｔ２）。次いで変速機制御回路４５から制御
信号をシフトチェンジアクチュエータ３５に出力して変
速機をニュートラルにセットしたのち（ステップＳ10
2、タイムｔ３）、クラッチをＯＮする（ステップＳ10
3、タイムｔ４）、次いで、排気ブレーキボタン１８が
ＯＮか否かを判定し（ステップＳ104）、ＮＯの場合
は、シンクロ判定回路４２はカウンタシャフト回転速度
センサ３２、車速センサ３３からの信号に基づき、セッ
トしようとするシフト段のメインギヤ回転速度Ｎｇが車
速から換算したシンクロ回転速度Ｎｓｙｃと前述の排気
ブレーキ非連動時のギヤセット開始規定相対回転速度Δ
Ｎ３との和より小さいか、すなわちＮｇ＜Ｎｓｙｃ＋Δ
Ｎ３か否かを判定する（ステップＳ105）、ＮＯの場合
はステップＳ105に戻り、ＹＥＳになったら（タイムｔ
６）、変速機制御回路４５から制御信号をシフトチェン
ジアクチュエータ３５に出力して変速機をギヤシフト
し、同時に制御信号を出力してアクセル全閉バルブ５１
を閉じて制御を終る（ステップＳ111およびＳ112、タイ
ムｔ７）。

ステップＳ104でＹＥＳの場合、すなわち排気ブレーキ
連動が指定されている場合は、シンクロ判定回路４２で
Ｎｓｙｃ＋ΔＮ１＜Ｎｇか否かを判定する。ここでΔＮ
１は排気ブレーキ解除の規定相対回転速度である（ステ
ップＳ106）、ＮＯの場合はステップＳ105に移り、ＹＥ
Ｓだったら、排気ブレーキ制御回路４６から制御信号を
排気ブレーキアクチュエータ１１に出力して排気ブレー
キを連動する（ステップＳ107、タイムｔ５）。次いで
再びＮｓｙｃ＋ΔＮ１＜Ｎｇか否かを判定し（ステップ
Ｓ108）、ＹＥＳだったらステップＳ107に戻り、ＮＯに
なったら排気ブレーキの連動を止める（ステップＳ10
9、タイムｔ５１）。次いで、メインギヤ回転速度Ｎｇ
がシンクロ回転速度Ｎｓｙｃと前述の排気ブレーキ連動
時のギヤセット開始規定相対回転速度ΔＮ２との和より
小さいか、すなわちＮｇ＜Ｎｓｙｃ＋ΔＮ２か否かを判
定する（ステップＳ110）。ＮＯの場合はステップＳ110
に戻り、Ｎｇが落下してＹＥＳになったら（タイムｔ６
１）、変速機制御回路４５から制御信号をシフトチェン
ジアクチュエータ３５に出力して変速機をギヤシフト
し、同時に制御信号を出力してアクセル全閉バルブ５１
を閉じて制御を終る（ステップＳ111およびＳ112、タイ
ムｔ71）。

このようにして、ギヤシフト所要時間をタイムｔ７から
ｔ71に大幅に短縮し、また排気ブレーキ連動時は非連動
時より早めにギヤセットを起動し、その結果、ギヤセッ
トを円滑に行うことができる。

［考案の効果］ 以上の如く、本考案によれば、下記のすぐれた効果を奏
する。

（ｉ）シフトアップ要求時に、ギヤセット開始規定相対
回転速度を排気ブレーキ非連動時のギヤセット開始規定
相対回転速度より大きくとってシンクロ状態を判定する
ので、排気ブレーキを連動させたギヤシフト時には、排
気ブレーキを連動させない場合より早くギヤセットを行
うことができる。

（ii）排気ブレーキを連動させたギヤシフト時には、排
気ブレーキを連動させない場合よりも、相対回転速度
（ギヤセット開始規定相対回転速度）を大きく或いは早
くギヤセットを起動するので、ギヤセットを円滑に行う
ことができる。そして、この様な制御は、引続き排気ブ
レーキが連動している場合には、特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体構成図、第２図は
制御ブロック図、第３図はセミオートマチックシステム
の基本制御フロチャートの図、第４図は本考案の制御フ
ローチャートの図、第５図および第６図は排気ブレーキ
非連動時および連動時の制御タイミングチャートの図で
ある。 ΔＮ２……排気ブレーキ連動時のギヤセット開始規定相
対回転速度、ΔＮ３……排気ブレーキ非連動時のギヤセ
ット開始規定相対回転速度、１１……排気ブレーキアク
チュエータ、１６……セレクタ、１７……排気ブレーキ
ボタン、３２……カウンタシャフト回転センサ、３３…
…車速センサ、４０……制御ユニット、４１……シフト
チェンジ判定回路、４２……シンクロ判定回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車速検出手段、メインギヤ回転速度検出手
   段およびセレクタからの検出信号に基づき走行状態を判
   定してシフトチェンジを行うとともに選択的に排気ブレ
   ーキを連動させることができる制御ユニットを備えた車
   両用自動変速装置において、該制御ユニットは、シフト
   チェンジ判定回路と、シンクロ判定回路とクラッチ断続
   制御回路とアクセル制御回路と変速機制御回路と排気ブ
   レーキ制御回路とを有し、そして該制御ユニットは、シ
   フトアップ要求が発生すると、シフトチェンジ判定回路
   がアクセル制御回路に制御信号を出力してアクセルを全
   閉とし、次いでクラッチ断続制御回路からの信号でクラ
   ッチをオフし、変速機制御回路からの信号でニュートラ
   ルにセットし、その後クラッチをオンし、排気ブレーキ
   連動がされている場合はシンクロ判定回路が、セットし
   ようとするシフト段のメインギヤ回転速度がシンクロ回
   転速度より大きいことを判定したときに、排気ブレーキ
   制御回路が排気ブレーキを連動し、再び前記メインギヤ
   回転速度がシンクロ回転速度より若干大きいか否かを判
   断し、大きい場合に排気ブレーキを止める機能を有して
   おり、その後、引続いて排気ブレーキ連動時は非連動時
   よりも相対回転速度が大きい条件でギヤセットを行うよ
   うに構成されていることを特徴とする車両用自動変速装
   置。