JPS61232932A - 自動変速装置の変速制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、エンジンと変速機との間に介装された摩擦ク
ラッチをアクチュエータを介して電子制御すると共に変
速機の噛み合い位置をギヤ位置切換手段を介して電子制
御する自動変速装置の変速制御方法に関し、特に車両発
進時の微動制御に関する。

〈従来の技術〉 近年、大型貨物自動車や乗合自動車等における運転者の
運転操作の負担を軽減する目的で、車両の走行条件に応
じたギヤ位置を自動的に選択でき兎ようにした自動変速
装置が考えられている。

従来の自動変速装置は、専ら小型の乗用車を対象とした
ものであり、エンジンと遊星歯車式変速機との間にトル
クコンバータ等の流体継手を介在させ、圧油を制御媒体
とした遊星歯車式変速機のギヤ位置切換手段を具えた型
式のものが一般的である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 大型貨物自動車等を対象とした自動変速装置を開発する
上で重要なことは、車両の生産台数が乗用車と較べて著
しく少ないことから、高価なトルクコンバータ等を新た
に設計することはコストの点で極めて不利となり、従来
からある生産設備を含めて摩擦クラッチや変速機等の駆
動系をそのまま用いることが望ましい。

本発明はかかる知見に基づき、従来からの駆動系をその
まま使って電子制御により円滑な変速操作を自動的に達
成できる自動変速装置の変速割部方法を提供することを
目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 接続しも歯車式変速機と、この歯車式変速機のギヤ位置
を切換えるギヤ位置切換手段と、運転者の意志と車両の
走行条件とに基づいて前記クラッチ用アクチュエータ及
び前記ギヤ位置切換手段の作動を制御する制御装置とを
具えた自動変速装置において、車両の発進時に車速が規
定値に満たない低速状態で、アクセル開度に対応゛して
目標値となる前記クラッチ板の回転数を予め設定してお
き、実際のクラッチ板回転数が前記目標値に一致すると
きには前記摩擦クラッチの接続状態をそのままの状態に
保持する一方、実際のクラッチ板回転数が前記目標値を
上回るときには前記摩擦クラッチが徐々に遮断される側
へ前記クラッチ用アクチュエータを作動させ、実際のク
ラッチ板回転数が前記目標値に満たないときには前記摩
擦クラッチが徐々に接続される側へ前記クラッチ用アク
チュエータを作動させることを特徴とする。

く作　　　用〉 Ｔｓ擦クラッチは制御装置によりクラッチ用アクチュエ
ータを介して操作され、エンジンから歯車式変速機への
駆動力の伝達成いは遮断がなされる。又、制御装置はク
ラッチ用アクチュエータの作動特性を制御して変速ショ
ックの少ない駆動力の伝達を行うが、摩擦クラッチの作
動に連動して制御装置によりギヤ位置切換手段が作動し
、最適のギヤ位置が自動的に選択されるようになってい
る。この変速操作は、運転者の意志と予め設定された車
両の走行条件とに基づいて行なわれる。

また、発進時に車両を微動させる場合、アクセル開度に
対応して予め設定された目標値となるクラッチ板回転数
に実際のクラッチ板回転数を追従させ、これによって、
クラッチ板回転数と対応する車速を、例えばアクセル開
度２０％では２ｋｍ／ｈ、アクセル開度３０％では３１
ｏ＋＋／ｈとなるといったように、アクセル開度に応じ
て制御し、円滑且つ微妙な微動操作を実現する。

く実　施　例〉 本発明方法を実現する自動変速装置の一実施例の概念を
表す第１図に示すように、この自動変速装置はディーゼ
ルエンジン（以後、単にエンジンと記す）３０とその出
力軸３０ａの回転力を摩擦クラッチ３１を介して受ける
歯車式変速機３２とに亘って取り付けられる。

エンジン３０にはその出力軸３０ａの回転の１／２の回
転速度で回転する入力軸３３を備えた燃料噴射ポンプ（
以後、単に噴射ポンプと記す）３４が取付けられており
、このポンプ３４のコントロールラック３５にはリンク
３６を介しアクセルペダル３７及びこれと並列的に電磁
アクチュエータ３８がそれぞれ連結され、入力軸３３に
はエンジン３０の出力軸３０ａの回転数信号を発するエ
ンジン回転センサ３９が付設される。摩擦クラッチ３１
ばフライホイール４０に対してクラッチ板４１を図示し
ない周知の挟持手段により圧接させ、クラッチ用アクチ
ュエータとしてのエアシリンダ４２が非作動状態から作
動状態に移行すると前記挟持手段が解除方向に作動し、
クラッチ３１は接続状態から遮断状態に変化する（第１
図では遮断状態を示している）。なお、このクラッチ３
１にはクラッチ３１の遮断状態或いは接続状態をＯＮ１
０　Ｆ　Ｆ作動により検出するクラッチエアセンサ７０
が取付けられているが、これに代えてクラッチタッチセ
ンサ４３を付設しても良い。又、歯車式変速機３２の入
力軸４４にはこの入力軸４４の回転数、すなわちクラッ
チ板４１の回転数（以後、これをクラッチ回転数と記す
）信号を発するクラッチ回転数センサ４５が付設される
。

エアシリンダ４２のエア室４６にはエア通路４７が接続
し、これが高圧エア源としてのエアタンク４８に連結さ
れている。エア通路４７の途中には、作動エアの供給を
制御する開閉手段としての電磁式のカット弁４９が取付
けられ、更にエア室４６を大気開放するためのデユーテ
ィ制御される常時閉塞型の電磁弁５０が取付けられる。

なお、エアシリンダ４２には内部エア圧がクラッチ３１
の遮断状態となる規定値以上になるとＯＮ信号を出力す
る前述したクラッチエアセンサ７０が取付けられ、更に
エアタンク４８には内部エア圧が規定値以下になるとＯ
Ｎ信号を出力するエアセンサ７２が取付けられている。

それぞれの変速段を達成する歯車゛式変速機３２のギヤ
位置を切換えるには、例えば第２図に示すようなシフト
パターンに対応した変速位置にチェンジレバー５４を運
転者が操作することにより、変速段選択スイッチ５５を
切換えて得られる変速信号に基づきギヤ位置切換手段と
してのギヤシフトユニット５１を操作し、シフトパター
ンに対応した目標変速段にギヤ位置を切換えるようにし
ている。ここで、Ｒは後進段を示し、Ｎはニュートラル
、１．２．３はそれぞれの指定変速段を示し、Ｄｐ、Ｄ
ｅは２速から７速までの任意の自動変速段を示しており
、”ｐ”ｔ−レンジを選択すると後述の最適変速段決定
処理により２速〜７速が車両の走行条件に基づいて自動
的に決定される。なお、パワフル自動変速段であるＤｐ
とエコノミー自動変速段であるＤＥとの変速領域を表す
第３図に示す如く、点線で表わすＤ５レンジ及び実線で
表わすＤ２レンジにおける２速〜７速の変速時期は、車
両の高負荷時等に対処するためＤＰレンジの方が高速側
に設定されている。前記ギヤシフトユニット５１はコン
トロールユニット５２からの作動信号により作動する複
数個の電磁弁（第１図では１つのみ示している）５３と
、これら電磁弁５３を介してエアタンク４８から高圧の
作動エアが供給されて歯車式変速機３２の図示しないセ
レクトフォーク及びシフトフォークを作動させる一対の
図示し１ないパワーシリンダとを有し、上記電磁弁５３
に与えられる作動信号によりそれぞれパワーシリンダを
操作し、セレクト、シフトの順で歯車式変速機３２の噛
み合い態様を変えるよう作動する。更に、ギヤシフトユ
ニット５１は各ギヤ位置を検出するギヤ位置センサとし
てのギヤ位置スイッチ５６が付設され、これらギヤ位置
スイッチ５６からのギヤ位置信号がコントロールユニッ
ト５２に出力される。又、歯車式変速機３２の出力軸５
７には車速信号を発する車速センサ５８が付設され、更
にアクセルペダル３７にはその踏み込み量、すなわちア
クセル開度に応じた抵抗変化を電圧値として生じさせ、
これをＡ／Ｄ変換器５９でデジタル信号化して出力する
アクセル負荷センサ６０が取付けられている。ブレーキ
ペダル６１にはこれが踏込まれた時にハイレベルのブレ
ーキ信号を出力するブレーキセンサ６２が取付けられて
おり、前記エンジン３０にはフライホイール４０の外周
のリングギヤに適時噛み合ってエンジン３０をスタート
させるスタータ６３が取付けられ、そのスタータリレー
６４はコントロールユニット５２に接続されている。な
お、図中の符号で６５はコントロールユニット５２とは
別途に車両に取付けられて車両の各種制御を行なうマイ
クロコンピュータを示しており、図示しない各センサか
らの入力信号を受けてエンジン３０の駆ＩＨＩＪ御等を
行う。このマイクロコンピュータ６５は噴射ポンプ３４
の電磁アクチュエータ３８　（電子ガバナ）に作動信号
を与え、燃料増減操作によりエンジン３０の出力軸３０
ａの回転数（以後、これをエンジン回転数と記す）の増
減を制御できるが、コントロールユニット５２からのエ
ンジン回転増減信号としての出力信号（Ｉ２似出力信号
電圧）を、リンク３６を介したアクセルペダル３７の踏
み込み量に対し優先して受けることができ、この出力信
号に応じてエンジン回転数が増減される。

コントロールユニット５２は自動変速装置専用のマイク
ロコンピュータであり、マイクロプロセッサ（以後、こ
れをＣＰＵと記す）６６及びメモリ６７及び入力信号処
理回路としてのインターフェース６８とで構成される。

インターフェース６８のインプットボート６９には、上
述の変速段選択スイッチ５５とブレーキセンサ６２とア
クセル負荷センサ６０とエンジン回転センサ３９とクラ
ッチ回転数センサ４５とギヤ位置スイッチ５６と車速セ
ンサ５８とクラッチタッチセンサ４３　（摩擦クラッチ
３１の遮断状態或いは接続状態をクラッチエアセンサ７
０に代えて検出する時に用いる）とクラッチエアセンサ
７０とエアセンサ７２とから各出力信号が入力される。

一方、アウトプットポート７４は上述のマイクロコンピ
ュータ６５とスタータリレー６４と電磁弁５０，５３と
カット弁４９とにそれぞれ接続してこれらに出力信号を
送出できる。なお、図中の符号で７５はエアタンク４８
のエア圧が設定値に達しない場合、図示しない駆動回路
から出力を受・けて点灯するエアウオーニングランプで
あり、７６は摩擦クラッチ３１の摩耗量が規定値を越え
た場合に出力を受けて点灯するクラッチウオーニングラ
ンプである。

メモリ６７は第５図〜第８図にフローチャートとして示
すプログラムやデータを書込んだ読み出し専用のＲＯＭ
と書込み読み出し兼用のＲＡＭとで構成される。即ち、
ＲＯＭには上記プログラムの外にアクセル負荷信号の値
に対応した電磁弁５０のデユーティ率ａを予め第４図に
示すようなマツプとして記憶させておき、適宜このマツ
プを参照して該当する値を読み出す。上述した変速段選
択スイッチ５５は変速信号としてのセレクト信号及びシ
フト信号を出力するが、この両信号の一対の組合わせに
対応した変速段位置を予めデータマツプとして記憶させ
ておき、セレクト信号及びシフト信号を受けた際にこの
マツプを参照して該当する出力信号をギヤシフトユニッ
ト５１の各電磁弁５３に出力し、変速信号に対応した目
標変速段にギヤ位置を合わせる。

この場合、ギヤ位置スイッチ５６からのギヤ位置信号は
変速完了により出力され、セレクト信号及びシフト信号
に対応した各ギヤ位置信号が全て出力されたか否かを判
断し、噛み合いが正常か異常かの信号を発するのに用い
ろ。更に、ＲＯＭにはへレンジ或いはＤ５レンジにおい
て目標変速段が存在する時、車速及びアクセル負荷及び
エンジン回転の各信号に基づき、最適変速段を決定する
ためのマツプも記憶させている。

ここで、第５図〜第８図に基づき本実施例の変速制御手
順について説明する。

第５図（ａｌ、　（ｂｌに示すように、プログラムがス
タートするとコントロールユニット５２は始動処理に入
り、始動処理完了後に車速信号を入力させ、その値が規
定値（例えば、Ｏｋ虹ｈ〜３　ｋ＋ｎ／ｈ　）以下では
発進処理を、規定値以上では変速処理を行う。ただし、
エンジン回転数Ｎを計算して発進処理を行う前のエンジ
ン回転数Ｎ６が規定値（例えばアイドル回転）以下の場
合にはオイルポンプが停止か否かを判断し、停止の場合
はエンジン停止とみなして再度始動処理を行う。オイル
ポンプが停止していない場合や前記エンジン回転数Ｎ６
が規定値を越えている場合には発進処理中か否かを判断
し、発進処理中ではない場合にはアクセルの踏み込み量
（以後、これをアクセル負荷信号と記す）を規定値と比
較して運転者に発進の意志があるか否かを判断する。前
記発進処理中及びアクセル負荷信号が規定値以下の場合
にはエンジン回転数Ｎ、と第一のエンジンストップ（以
後、単にエンストと記す〕防止回転数Ｎ５９□と比較し
、エンジン回転数町が第一のエンスト防止回転数’Ｅ６
ＴＩ以下の場合は摩擦クラッチ３１を切って発進処理を
行う。一方、アクセル負荷信号が規定値を越える場合に
はエンジン回転数町と前記第一エンスト防止回転数ＮＥ
ｓＴｌより高い第二のエンスト防止回転数ＮＥ５１Ｔ２
とを比較し、エンジン回転数Ｎ、が第二のエンスト防止
回転数Ｎ、１２以下の場合はクラッチを切って発進処理
を行い、エンジン回転数Ｎ）：が第二のエンスト防止回
転数ＮＥｌｌ工。を越える場合や前記エンジン回転数町
が第一のエンスト防止回転数Ｎｌ’ｌＴｌを越える場合
は発進処理に移る。

第６図に示す始動処理ではエンジン回転数Ｎｔの信号を
入力させ、その値がエンジン３０の停止域内にあるか否
かを判断し、エンジン３０の停止の場合はクラッチ接続
信号を出力すると共にタイムラグをとり、摩擦クラッチ
３１を正規の圧力及び正規の状態でつなぐ。

ＷＩ！擦クチクラッチ３１規の圧力及び正規の状態で接
続すると、この位置からある程度Ｉｌ［擦クラッチ３１
が切られて車両の駆動輪が回転状態から停止状態に移行
する半クラツチ状態の位置（以後、これをＬＥ点と記す
）を摩擦クラッチ３１のフェーシングの摩耗状態や積載
物の有無等に応じて補正する。つま）ＪＬＥ点から摩擦
クラッチ３１が完全につながれるまでのクラッチ板４１
のストロークが常にほぼ一定となり、車両の状態にかか
わらずスムースにｊＩ［擦クラッチ３１がつながれるの
である。ＬＥ点が補正されると、チェンジレバー５４の
位置とギヤ位置とが同じか否か、即ち、変速信号とギヤ
位置信号とが同じとなって変速段スイッチ５５で指示し
た目標変速段（塊。

Ｄ２レンジを選択している場合、予め例えば２速と設定
しておく）に歯車式変速機３２のギヤ位置が整列してい
るか否かを判断する。チェンジレバー５４の位置とギヤ
位置とが違っている場合にはメインタンクであるエアタ
ンク４８内のエアが規定圧に達しているか否かを判断し
、規定圧に達している場合は摩擦クラッチ３１を切って
エアタンク４８内のエアで図示しないアクチュエータを
作動させ、チェンジレバー５４の位置に対してギヤ位置
を自動的に一致させ、ＩｉＩ擦クワクラッチ３］続する
と共にメインタンクであるエアタンク４８と図示しない
サブタンクとの切換用電磁弁をＯＦＦにしたのち、再び
チェンジレバー５４の位置とギヤ位置とが同じか否かを
判断する。

又、エアタンク４８内のエアが規定圧に達していない場
合にはサブタンク内のエアが規定圧に達しているか否か
を判断し、規定圧に達している場合は前記切換用電磁弁
をＯＮにして摩擦クラッチ３１を切り、サブタンク内の
エアで前記パワーシリンダを作動させてチェンジレバー
５４の位置に対応したギヤ位置を自動的に選択する。サ
ブタンクのエアが規定圧に達していない場合はエアウオ
ーニングランプ７５を点灯させて運転者にエアタンク４
８及びサブタンクのエアが規定圧以下であることを知ら
せる。一方、チェンジレバー５４の位置とギヤ位置とが
同じ場合はスタータ可能用のリレーを出力する。スター
タ可能用のリレーが出力されるとスタータ６３を始動さ
せてエンジン３０をかけることができるので、Ｔンジン
３０が作動しｔこか否かを判断し、エンジン３０が始動
した場合はスタータ可能用のリレーをＯＦＦにし、エン
ジン３０が始動しなかった場合は再びチェンジレバー５
４の位置とギヤ位置とが同じか否かを判断する。スター
タ可能用のリレーがＯＦＦにされると、エアタンク４８
及びサブタンク内のエアが規定圧に達しているが否かを
チェックし、規定圧に達していない場合はエアウオーニ
ングランプ７５を点灯してエアが規定圧に達するまで判
断を繰り返し、規定圧に達した場合はエアウオーニング
ランプ７５を消灯して始動処理を完了する。

始動処理完了後に車速信号を読取り、これが規定値を下
回っていると発進処理に入る。

第７図（ａｔ　、　（ｂｌ　、　（ｃ）に示すように、
まずＣＰＵ６６は摩擦クラッチ３１を切るべくカット弁
４９にＯＮ信号を出力し、摩擦クラッチ３１を切ると共
に、電磁アクチュエータ　（電子がバナ）３８にエンジ
ンをアイドリング回転させるアイドル電圧ＶＡＩｏＬを
擬似信号電圧ＶＡｃとして出力する。次に、チェンジレ
バー５４の位置とギヤ位置とが同じか否かの判断を行い
、ＮＯの場合はギヤ位置を目標変速段に合わせる。チェ
ンジレバー５４の位置とギヤ位置とが同じになると、再
び車速が規定値より小さいか否かの判断を行い、車速が
規定値を上回っているＮＯの場合は後述の擬似信号電圧
Ｖを解除した後、アクセル負荷信号検出のステップへ進
む。一方、そうでない場合は次に目標変速段に達したギ
ヤ位置がニュートラルか否かを変速信号により読み取り
、ＹＥＳの場合は擬似信号電圧ＶＡｃを解除した後、再
びＬＥ点補正を行う。

又、ギヤ位置がニュートラル以外であるＮＯの場合は摩
擦クラッチ３１をＬＥ点まで接続させる。次に、アクセ
ル負′荷信号値が規定値（運転者が発進の意志を示す程
度の低い電圧）すなわち、本実施例ではアクセル開度が
１０％を上回ったか否かを判断し、発進の意志が無いと
判断されるＮｏの場合は前述の各ステップを繰返す。一
方、発進の意志が有ると判断されるＹＥＳの場合は本実
施例では、上記アクセル開度が５０％を下回っているか
否かを判断し、アクセル開度が１０％〜５０％であるＹ
ＥＳの場合には、車速が低速の状態においてアクセル開
度に対応して予め設定されたクラッチ回転数の目標値を
第１３図に示すマツプから読み取る。そして、得られた
目標値と実際のクラッチ回転数とを比較して、両者が一
致する場合にはそのままの状態で摩擦クラッチ３１をホ
ールドする。一方、実際のクラッチ回転数が目標値を上
回っている場合には電磁弁５０をオフデユーティ−制御
してエアシリンダ４２を作動させ、摩擦クラッチ３１を
徐々に切ってクラッチ板４１のフライホイール４０への
圧接力を弱め、これとは逆に、実際のクラッチ回転数が
目標値を下回っている場合には電磁弁５０をデユーティ
−制御してエアシリンダ４２を作動させ、摩擦クラッチ
３１を徐々に接続させてクラッチ板４１のフライホイー
ル４０への圧接力を強める。

この結果、所望の車速を実現する回転数より若干高い回
転数で回転しているエンジンの出力軸３０ａから半クラ
ツチ状態で回転力を受けるクラッチ板４１の回転数は所
望の車速を実現する目標値に追従することとなり、この
クラッチ板４１の回転数に対応する所望の車速か第１３
図に示すマツプに従ってアクセル開度により実現される
こととなる。従って、例えばアクセル開度２０％で目標
値２００ｒｐｍ。

アクセル開度３０％で目標値３００　ｒｐｍといったよ
うにマツプを設定すれば、車速もそれぞれ２　ｋｎ＋／
ｈ、　３　ｋｍ／ｈといったように達成され、発進時の
微動がアクセル開度により円滑に実現される。尚、本実
施例ではアクセル開度を１０％〜５０％の範囲に設定し
たが、この範囲はエンジン出力、車両の特性等に応じて
種々設定し得るものである。更に、このアクセル開度の
範囲は０％〜１００％の全域に設定することも勿論可能
であるが、エンジン回転数が大きい時に半クラツチ状態
を達成させて摩擦クラッチの寿命を短くしないよう上記
のように範囲を設定しておくのが好ましい。

この微動制御に加え、本実施例では実際のエンジン回転
数と上記目標値とを比較してエンスト防止も図っている
。実際のエンジン回転数が上記目標値より成る一定の正
の値にだけ大きい場合、すなわちクラッチ板４−１が適
当に滑って半クラツチ状態となっている場合には、エン
ジン回転を制御する電磁アクチュエータ（電子ガバナ）
３８への作動信号電圧Ｖをそのままにホールドする。一
方、実際のエンジン回転数が目標値に値Ｋを加えたもの
より大きい場合には電圧■を減少させてエンジン回転数
を下げ、これとは逆に、実際のエンジン回転数が目標値
に値Ｋを加えたものより小さい場合には電圧ｖＡ０を増
大させてエンジン回転数を上げる。尚、前者の場合で電
圧ｖＡ０がアイドル電圧Ｖ　以下のとき、また後者の＾
１ＯＬ 場合で電圧ｖＡ０がエンジンをフル回転させるフル電圧
■ＦＵＬＬ以上のときには、それぞれ電圧ｖＡ。

の減少、増大を行わない。

このようなエンスト防止制御により、例えば登り板等の
高負荷状態での微動時にあっても、エンストを生ずるこ
となく円滑な微動が達成される。

上記した一連の微動制御及びエンスト防止制御がなされ
ると、後述するＬＥＯＦＦルーチンが実行され、その後
に車速が規定値より大きいか否かの判断を行って、車速
が規定値より大きいＹＥＳの場合には通常の発進フロー
を続行し、一方ＮＯの場合には再びアクセル開度を判別
して、アクセル開度が５０％以下のときには上記微動及
びエンスト防止制御を繰り返す。

上記発進フローにおいて、アクセル開度が５０％を上回
っている場合には、通常の発進であると判断され、擬似
信号電圧ｖＡｏを解除してエンジン回転がアクセル操作
（アクセル負荷信号）により制御されるようにする。そ
して、アクセル負荷信号値を検出し、更にこの値に対応
する最適デユーティ率αを第４図のマツプから読み取る
。そして、得られた最適デユーティ率αのパルス信号が
電磁弁５０に出力され、摩擦クラッチ３１を徐々に接続
する。ＣＰＵ６６はこの時点でエンジン回転数人の信号
の入力を続けるようインプットボート６９に選択信号を
出しており、このエンジン回転数Ｎ、Ｏ信号に基づく経
時的なエンジン回転数人がメモリ６７内のＲＡＭに順次
記憶処理され、エンジン回転数人及びクラッチ回転数Ｎ
。Ｌの変化の一例を表す第９図に示すように、そのピー
ク点Ｍを求めるべく演算処理し、ピーク点Ｍを検出する
まではＮＯに進んでアクセル負荷信号検出ステップから
繰り返す。

一方、ピーク点Ｍが検出されるとこのＴ１時より電磁弁
５０はＯＮのままホールドされる。

なお、ピーク点Ｍはエンジン３０の出力軸３（Ｌａが摩
擦クラッチ３１を介して歯車式変速機３２の入力軸４４
の回転として駆動輪側へ動力が伝達され始めることによ
り低下するために生じるものである。

次に、ＬＥＯＦＦルーチンが実行される。

乙のＬＥＯＦＦルーチンは、発進時に半クラッチのまま
微動させるような場合に摩擦クラッチ３１を一気に切っ
てしまうことにより生ずるショックを未然に防止するも
のであり、ＬＥＯＦＦルーチンではまず車速か規定値よ
り大きいか否かの判断を行い、車速が規定値より大きい
ＹＥＳの場合は通常の発進であると判断され、ＬＥＯＦ
Ｆルーチンは終了この発進のフローに戻る。一方、ＮＯ
の場合は次にアクセルペダル３７が踏み込まれているか
否かの判断を行い、ＹＥＳの場合は同様にＬＥＯＦＦル
ーチンは終了し、ＮＯの場合は続けてＬＥ点に到達する
まで電磁弁５０をオフデユーティして徐々に摩擦クラッ
チ３１を切る。なお、その間にアクセルペダル３７が踏
み込まれているか否かの判断も行われ、アクセルペダル
３７が踏み込まれた時は前述のアクセル負荷信号検出ス
テップに戻る。又、摩擦クラッチ３１がＬＥ点まで後退
した後は前述のチェンジレバー５４の位置とギヤ位置と
の判断ステップに戻る。

ＬＥＯＦＦルーチンが終了して通常の発進と判断される
と、摩擦クラッチ３１をＬＥ点の半クラツチ状態からク
ラッチミートまでつなげて行くが、この時ピーク点Ｍを
過ぎた後のエンジン回転数Ｎ−よ歯車式変速機３２の入
力軸４４の回転に相当するクラッチ回転数Ｎ。Ｌの増大
に伴って徐々に低下して行くことに鑑み、このエンジン
回転数人の低下率が所定の範囲内に収まって変速シ曹ツ
クが小さくなるように制御する。即ち、まず所定時間毎
のエンジン回転低下率Δ町が第１０図に示す第一の設定
値１ｘ１１以下か否かを判断する。ＹＥＳの場合は前述
のＬＥＯＦＦルーチンを実行した後、再びアクセル負荷
信号を検出してこの値に対応する最適なデユーティ率α
を決定し、このデユーティ率αにより摩擦クラッチ３１
を徐々に接続する。この後、エンジン回転低下率ΔＮＥ
が第二の設定値ＩＸ、ｌ　（ＩＸ、ｌ　＜　１×２１）
以下か否かを判断し、ＮＯの場合は前述のＬＥＯＦＦル
ーチンの前まで戻ってエンジン回転低下率ΔＮ諌一定に
保つループを繰り返す。一方、エンジン回転低下率ΔＮ
ｌ：が１ｘ１１より大きかった場合にはこのエンジン回
転低下率ΔＮ、が第三の設定値１ｙ２１　（１ｘ２１　
＜　１ｙ２１　）以上か否かを判断する。ここでＹＥＳ
の時はＬＥＯＦＦルーチンを実行した後、オフデユーテ
ィにより摩擦クラッチ３１を徐々に切る。その後、エン
ジン回転低下率ΔＮ５が第四の設定値１ｙ１１　　（Ｉ
ｙ、ｌ　＜　１ｙ２１　）以下か否かを判断し、Ｎｏの
場合は摩擦クラッチ３１を遮断するループを繰り返す。

ＹＥＳの場合や或いは前述のエンジンの回転低下率ΔＮ
ｌ：が１ｙ２１以下か否かの判断ステップにおいてＮｏ
の場合、エンジン回転低下率Δ町がｌｘ２＋以上か否か
の判断ステップにおいてＹＥＳの場合はこの時点でエン
ジン回転低下率ΔＮ−才はぼ第１０図の斜線で示す領域
内に入る。従って、摩擦クラッチ３１を半クラツチ状態
により変速ショックを伴うことなく、シかも過度に変速
時間を長引かせることなく接続状態に切換える条件が整
ったことになるため、摩擦クラッチ３１のエア圧を現状
にホールドする。この後、ＣＰＵ６６はエンジン回転数
Ｎとクラッチ回転数Ｎ。Ｌとの差が規定値（例えばＩＮ
ｌ：ＮｏＪ　＝１　Ｏｒｐｍ程度）以下か否かを判断し
、ＮＯの場合は前述のループを繰り返す一方、ＹＥＳの
時点となるＴ２で所定時間のタイムラグをおいた後、電
磁弁５０を全開させてクラッチミートを行う。この後、
エンジン回転数Ｎがアイドル回転数以上であることを条
件に所定のタイムラグをおいた後、ＣＰＵ６６は摩擦ク
ラッチ３１のスリップ率（エンジン回転数Ｎｔクラッチ
回転数Ｎ。Ｌとの差／エンジン回転数ＮＥ）を算出して
この値と規定値とを比較ｔ、、ａ定ｍ以下ではメインの
フローに戻る。

一方、スリップ率が規定値以上の時は摩擦クラッチ３１
の摩耗量が大であるとの判断によリフラッチウオーニン
グランプ７６に対してクラッチ摩耗信号としてのＯＮ信
号をアウトプットボート７４及び図示しない駆動回路を
介し出力し、クラッチウオーニングランプ７６を点灯さ
せる。

始動処理完了後、ＣＰＵ６６は車速信号を読み取ってこ
れが規定値を上回っていると変速処理に入る。第８図（
ａｌ、（ｂｌに示すように、まずインプットボート６９
に選択信号を与丸でブレーキフェイルか否かを調べ、ブ
レーキに故障があるＹＥＳの場合は後述のように車両を
停止させるために１段づつシフトダウンを行う。一方、
ブレーキフェイルがＮｏの場合は成る一定値以上の減速
度をもった急ブレーキをかけている状態か否かを例えば
加速度センサを用いて調べ、ＹＥＳであれば後述の変速
操作を行うと制動距離が長くなってしまうため、メイン
のフローに戻って変速操作を一時阻止する。但し、急ブ
レーキをかけている状態であっても摩擦クラッチ３１が
切れている場合には、変速の途中であると判断されるた
め、変速操作を完了して摩擦クラッチ３１を接続させて
しまう。

一方、急ブレーキ操作がなかったり或いは急ブレーキ時
でも上述したように摩擦クラッチ３１が遮断されている
時にはチェンジレバー５４の位置を読み取り、これがＤ
Ｐ、ＤＩ：以外の１．２，３の指定変速段の区分かＤＰ
、ＤＥの自動変速段の区分かＲ段の区分かＮ段の区分か
を判断する。

１．２．３の指定変速段の場合にはチェンジレバー５４
の位置とギヤ位置とが同じか否かの判断をし、ＹＥＳで
メインのフローに戻り、ＮＯで次のステップに進む。こ
のステップでは、目標変速段１，２，３の内の−っにチ
ェンジレバー５４が位置しており、変速前の現在のギヤ
位置がＤＰ、Ｄ、：レンジにあってここからのシフトダ
ウンに相当するか否かを判断する。ＹＥＳの場合はエン
ジン３０の回転がオーバーランすることなくシフトダウ
ンを行えるか否かを判断し、ＮＯの場合は次のステップ
に進んでリバースウオーニングブザーにより運転者にオ
ーバーランの警告を行い、変速操作を行わずにメインの
フローに戻る。

上記オーバーランか否かの判断がＹＥＳの場合は、次の
ように現在のギヤ位置から１段だけシフトダウン操作を
行う。このシフトダウン操作の作動概念を表す第１１図
に示すように、アウトプットポート７４及びマイクロコ
ンピュータ６５を介して電磁アクチュエータ３８にコン
トロールラック３５の制御信号を出力し、エンジン回転
数Ｎ６をそのままの状態にホールドする。そして、アウ
トプットポート７４を介してカット弁４９に所定時間Ｏ
Ｎ信号を出力して摩擦クラッチ３１を切り、ギヤシフト
ユニット５１の各電磁弁５３に制御信号を出力して変速
前のギヤ位置より１段下のギヤ位置にダウンシフトを行
う。次いで、アウトプットポート７４及びマイクロコン
ピュータ６５を介して電磁アクチュエータ３８にエンジ
ン回転数Ｎを増加させるクラッチ回転数Ｎ。Ｌと同一回
転となるような電圧信号をアクセル擬似信号として出力
し、変速後のクラッチ回転数ＮｃＬとエンジン回転数Ｎ
Ｅ＆を合致させてエアシリンダ４２からエアを抜いて摩
擦クラッチ３１をＬＥ点の半クラツチ状態まで移動させ
る。次いで、アクセル負荷信号に対応した最適デユーテ
ィ率αにより摩擦クラッチ３１を接続して行き、エンジ
ン回転数Ｎｔクラッチ回転数Ｎとの差を各変速段毎に予
め設定された規定値と比較し、ｌＮ−Ｎ１　が規定値以
下となるまで上記デユーティ率αによる摩擦クラッチ３
１の接続操作を繰返し行う。

そして　ｌＮ−Ｎ１　が規定値以下となった後、クラッ
チ接続信号を出力して所定時間のタイムラグをもって摩
擦クラッチ３１の接続を完了し、上記アクセル擬似信号
を解除してメインのフローに戻る。なお、上記操作にお
いてクラッチ回転数Ｎ。Ｌが規定値を上回ってしまう場
合には、摩擦クラッチ３１の摩耗が進んでいるものとし
て摩擦クラッチ３１を接続させずに第５図（ａｌ中の１
の結合子に進んでＬＥ点補正を行う。

一方、前記ＤＰ、Ｄ、レンジからのシフトダウンに相当
するか否かの判断の結果、ＮＯの場合にはシフトアップ
か否かの判断を行う。そして、これがＹＥＳの場合には
次のようにシフトアップ操作を行ってメインのフローに
戻る。このシフトアップ操作の作動概念を表す第１２図
に示すように、アウトプットポート７４及びマイクロコ
ンピュータ６５を介して電磁アクチユエータ３８にコン
トロールラック３５の制御信号を出力し、エンジン回転
数ＮＥ＋アイドル回転に戻す。そして摩擦クラッチ３１
を切った後、ギヤ位置を指定変速段としての１．２．３
の内の−っである目標変速段と一致するようにアウトプ
ットポート７４を介して各電磁弁５３に出力する。この
後、前記シフトダウン操作のアクセル擬似信号出力以降
の操作を行って、変速後のクラッチ回転数Ｎ。Ｌに対し
てエンジン回転数Ｎ諌合致させ、摩擦クラッチ３１の接
続を完了してメインのフローに戻る。なお、上記シフト
アップか否かの判断の結果、ＮＯの場合にはオーバーラ
ン内であるか否かを判断し、これがＹＥＳの場合にはエ
ンジン回転数Ｎ、Ｑそのままの状態にホールドし、摩擦
クラッチ３１を切ってギヤ位置を指定変速段である１、
２．３の内の一つの目標変速段に合わせ、前記シフトダ
ウン操作のアクセル擬似信号出力以降の操作を行ってメ
インのフローに戻る。又、上記オーバーラン内であるか
否かの判断の結果がＮ。

であればウオーニングブザーにより警告を行う。

上記の操作は、前記チェンジレバー５４の位置の判断の
結果、１，２，３の指定変速段である場合について行わ
れるものであるが、このチェンジレバー５４の位置の判
断の結果が猪、への自動変速段の所であった場合には、
次のような操作がなされる。即ち、車速及びアクセルペ
ダル３７の踏み込み量を検出すると共にチェンジレバー
５４がＤｐシリンダあるかｑレンジにあるかを判断し、
第３図に示すように予め設定されたマツプから朋又は猪
の各レンジにおける目標変速段とみなされる最適変速段
を決定する。この後、最適変速段にギヤ位置が合ってい
るか否かの判断を行い、ＹＥＳの場合はメインのフロー
に戻り、ＮＯの場合はシフトアップか否かのステップに
移行して前述と同様な変速操作が行なわれる。

又、前記チェンジレバー５４の位置の判断の結果がＲ段
の場合には、ＣＰＵ６６が目標変速段としてＲ段にギヤ
位置が合っているが否かの判断を行い、現在後退作動中
であるＹＥＳの場合はメインのフローに戻り、誤操作と
なるＮｏの場合は前述と同様にしてエンジン回転数Ｎ、
Ｑアイドル回転にすると共に摩擦クラッチ３１を切る。

そして、ギヤ位置をニュートラルに戻すべくアウトプッ
トポート７４を介して各電磁弁５３に出力し、変速ミス
を知らせるリバースウオーニングランプを点灯させな後
、摩擦クラッチ３１を接続させてメインのフローに戻る
。

更に、前記チェンジレバー５４の位置の判断の結果がＮ
段の場合には、所定時間内にチェンジレバー５４が移動
したか否が、つまり運転者による変速操作の途中でＮ段
を通過したにすぎないか否かを判断する。この判断の結
果、変速操作の途中であるＹＥＳの場合は前述したよう
にチェンジレバー５４の位置とギヤ位置との判断を行っ
て、そのままメインのフローに戻るか或いはシフトアッ
プ、シフトダウンを行ってメインのフローに戻るかの操
作がなされる。しかし、Ｎ段が選択されているＮｏの場
合はエンジン回転数Ｎをアイドリング回転まで下げ、摩
擦クラッチ３１を切ってギヤ位置をニュートラルにした
後、再び摩擦クラッチ３１を接続させてメインのフロー
に戻る。

なお、本実施例では車両に備え付けのエアタンク４８か
らのエア圧を利用して摩擦クラッチ３１作動用のエアシ
リンダ４２を駆動するようにしたが、油圧を制御媒体と
して使うことも当然可能である。但し、この場合には新
たにオイルポンプ等の油圧発生源を増設しなければなら
ず、コスト高となる虞がある。

又、本実施例で示した変速制御手順やシフトパターン等
は必要に応じて細かな所で適宜変更が可能であることは
云うまでもなく、本発明はガソリンエンジンを搭載した
車両にも適用することができる。更に、手動変速装置か
ら乗り換える運転者のためにクラッチペダルをダミーで
取付けるようにしても良く、この場合Ｒ段や１，２．３
の指定変速段ではクラッチペダルがエアシリンダ４２に
優先して機能するように設定することも可能である。

〈発明の効果〉 本発明の自動変速装置の変速制御方法によると、一般的
な摩擦クラッチや歯車式変速機等の駆動系をそのまま用
い、車両に備え付けのエアタンクからのエアを制御媒体
として摩擦クラッチのアクチュエータやギヤ位置切換手
段のパワーシリンダを作動させ、変速操作を行うように
したので、従来からの車両の生産設備を大幅に改善する
ことなく低コストの自動変速装置を得ることができる。

また、発進時に車両を微動させる場合、アクセル開度に
対応して予め設定された目標値となるクラッチ板回転数
、すなわち目標車速となるよう摩擦クラッチの接続状態
が自動的に制御され、運転者が成るアクセル開度を定め
ることにより、車両を所望の速度にて円滑に微動させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る自動変速装置の概略構
成図、第２図はそのシフトパターンの一例を表す概念図
、第３図はそのり、レンジと痔レンジとの変速特性の一
例を表すグラフ、第４図はそのデユーティ率決定のため
のマツプの一例を表すグラフ、第５図（ａｌ、（ｂｌ〜
第８図（ａ）。 ［ｂ）はその制御プログラムの一例を表す流れ図、第９
図はその変速時におけるエンジン回転数及びクラッチ回
転数の経時変化の一例を示すグラフ、第１０図はその変
速時のエンジン回転数の変化率の領域を示すグラフ、第
１１図はシフトダウン操作時の作動概念図、第１２図は
シフトアップ操作時の作動概念図、第１３図はアクセル
開度に対応した目標値決定のためのマツプの一例を表す
グラフである。 図面中、 ３０はエンジン、 ３０ａはエンジンの出力軸、 ３１は摩擦クラッチ、 ３２は歯車式変速機、 ３４は燃料噴射ポンプ、 ３５はコントロールラック、 ３７はアクセルペダル、 ３８は電磁アクチュエータ、 ４０はフライホイール、 ４１はクラッチ板、 ４２はエアシリンダ、 ４４は歯車式変速機の入力軸、 ４５はクラッチ回転数センサ、 ４８はエアタンク、 ５０は電磁弁、 ５１ばギヤシフトユニット、 ５２はコントロールユニット、 ５４はチェンジレバー、 ６０はアクセル負荷センサ、 ６５はマイクロコンピュータで・あう。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの出力軸に接続するクラッチ板を有した摩擦ク
   ラッチと、この摩擦クラッチを操作するクラッチ用アク
   チュエータと、前記クラッチ板に入力軸が接続した歯車
   式変速機と、この歯車式変速機のギヤ位置を切換えるギ
   ヤ位置切換手段と、運転者の意志と車両の走行条件とに
   基づいて前記クラッチ用アクチュエータ及び前記ギヤ位
   置切換手段の作動を制御する制御装置とを具えた自動変
   速装置において、車両の発進時に車速が規定値に満たな
   い低速状態で、アクセル開度に対応して目標値となる前
   記クラッチ板の回転数を予め設定しておき、実際のクラ
   ッチ板回転数が前記目標値に一致するときには前記摩擦
   クラッチの接続状態をそのままの状態に保持する一方、
   実際のクラッチ板回転数が前記目標値を上回るときには
   前記摩擦クラッチが徐々に遮断される側へ前記クラッチ
   用アクチュエータを作動させ、実際のクラッチ板回転数
   が前記目標値に満たないときには前記摩擦クラッチが徐
   々に接続される側へ前記クラッチ用アクチュエータを作
   動させることを特徴とする自動変速装置の変速制御方法
   。