JPS61285142A - 自動変速装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は車輌の自動変速機に係り、特に常時噛み合い式
変速機を自動的に変速させる制御手段を有する自動変速
機構に関する。

〔発明の背景〕

車輌に用いられる常時噛み合い式の有段変速機を自動的
に変速する手段としては、従来から下記の２種類が提案
されている。その１つはニスエイイーペーパ（Ｓ　Ａ　
Ｅ　−Ｐａｐｅｒ　）　８４０５５で示されているよう
に、変速機中にシンクロ機構を設け、ギヤシフト時にお
けるエンジンとメインシャフトのそれぞれのギヤの回転
数のずれをシンクロ機構の滑りで吸収し、ギヤの同期を
とって変速する方法である。他の１つは自動車技術会学
術講演会前刷集８２２で示されているように、シンクロ
機構を設けることなく、前記２つのギヤの回転数を測定
して各段毎のギヤの相対回転数差を算出して、回転数差
がなくなったときにギヤセットを行なう方法である。

上述したような従来の自動変速機によると、前者はシン
クロ機構を必要とするため高価になり、後者においては
変速時間を短縮するために、エンーンンの回転数をいか
に急速に所定の回転域にまで′変゛化させるかが問題と
なる。特に登板時などの高負荷時に変速する場合、変速
し始めた瞬間にエンジンの発生動力が伝達されなくなる
ため急速に車速か低下し始め、この速度の低下分を補な
うためにさらにエンジン回転数を下げる必要が生ずる。

通常、エンジン回転数の変化はスロットル弁の応答速度
とエンジンの慣性とにより決定され一定しており、従来
の自動変速機では車速の低下分の補償はできず、このた
め変速時間が長くなるとし）う問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は−Ｌ述した点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、車輌の走行状態にかかわらず一定の
短かい時間で変速できる自動変速装置を提供するにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、それぞれ固有のギヤ比をもつ複数対のギヤか
らなる有段のギヤ列と、これらのギヤ列の選択を行なう
複数個のドッグクラッチと、これらのドッグクラッチの
係合を行なう能動素子と。

前記ギヤ列の入力と出力の回転数をそれぞれ検知する検
出器と、これらの検出器による測定値を入力して前記能
動素子を駆動する制御装置とを具備した自動変速装置に
おいて、前記ギヤ列の出力側にトルク値検出手段を設け
るとともに、このトルク値検出手段による測定値により
エンジン回転数を下降させる制動装置を設けることによ
り、所期の目的を達成するようになしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る自動変速装置の一実施例を図面を参
照して説明する。

第１図に本発明の一実施例による変速機（以下Ｔ／Ｍと
称する）の概略構造を示す。図示せぬエンジンの回転は
クラッチ１を介してインプットシャフト２に伝達され、
さらに１対のギヤ３　ａ　＋３ｂを介してカウンタシャ
フト１０に伝達される。

このカウンタシャフト１０には６個のギヤ４８〜９ａが
固設されており、これらのギヤ４８〜９ａにそれぞれ固
有のギヤ比をもった噛合するギヤ４ｂ〜９ｂが、前記イ
ンプットシャフト２と同軸」二に設けられたメインシャ
フト１１−Ｌに回転自在に支承されている。前記カウン
タシャフト１０の回転数を検知する検出器である第１の
ピックアップ１２は、ギヤ９ａの外周に対向する位置に
設けられている。前記メインシャフト１１と一体に回転
し、かつ左右にシフト可能な４個のドッグクラッチ１３
，１４．１５及び１６が、それぞれギヤ３ｂ−４ｂ、５
ｂ−６ｂ、６ｂ−７ｂ及び８ｂ−９ｂ間に設けられてお
り、これらのドッグクラッチ１３〜１６のうちいずれか
１つをシフトして、これらのドッグクラッチ１３〜１６
にそれぞれ設けられたスリーブ１３ａ〜１６ａを介して
、ギヤ３ｂ〜９ｂのうち所望のギヤ比の１つのギヤ詮選
択係合して、前記カウンタシャフト１０の回転を所望の
ギヤ比で前記メインシャフト１１に伝達するようになっ
ている。前記スリーブ１．３　ａ〜１６ａのシフトは、
シフトバルブ１−７によりシフトシャフト１８を介して
、このシフトシャフト１８に設゛）。わぉ、ヶ。ヤ、、
７９ウッ□９〜２２□工□シフトバルブ１７との組合せ
により行なわれる。

これらのシフトバルブ１７とセレクトバルブ１９〜２２
の駆動はそれぞれ後述する制御回路２３において行われ
る。

一方メインシャフト１２の出力端には図示せぬ車輪を駆
動するプロペラシャフト２４が直結されており、このメ
インシャフト１１のギヤ９ｂ側の出力端とプロペラシャ
フト２４との結合端の近くには、所定の間隔をもってそ
れぞれギヤ２５及び２６が固設されており、これらのギ
ヤ２５及び２６の外周に対向する位置に、メインシャフ
ト１１の回転数を検知するそれぞれ第２．第３のピック
アップ２７及び２８が設けられている。

上述のように構成された本実施例につき、以下にその動
作を説明する。クラッチ１を入れることによりエンジン
の回転はインプットシャフト２に伝達され、ギヤ３ｂ、
３ａを介してカウンタシャフト１０を回転させ、すべて
のギヤ４ａ〜９ａ及び４ｂ〜９ｂをそれぞれ固有のギヤ
比をもった回転させる。このときのカウンタシャフト１
０の回転数はギヤ９ａの外周に歯数をカウントする第１
のピックアップ１２により計測される。

一方、後述する制御回路２３からの指示によりシフトバ
ルブ１７が作動し、シフトシャツ１−１８を図中で左右
に移動させて、セレクトバルブ１９〜２２のうち何れか
１つをシフトシャツ１−１８に結合させると、この結合
されたセレクトバルブ自体が左右に移動され、このセレ
クトバルブに一体的に固設されたスリーブ１３ａ〜ｉ６
ａのうち１つを動かしてギヤ対４〜９の選択を行なう。

すなわちシフｌ−バルブ１７とセレクトバルブ１９〜２
２を組合せることで、所定のギヤ比髪得ることができる
。例えばスリーブ１６ａを図中右側へ移動させればドッ
グクラッチ１６がギヤ９ｂと係合し、このギヤ９ｂの回
転をメインシャフト１１に伝達する。この結果エンジン
の回転はギヤ対９のギヤ比によってメインシャフト１１
に伝達される。

第２図はメインシャフト１１の回転数を計測する第２．
第３のピックアップ２７．２８の出力信号を示している
。これらのピックアップ２７゜２８にそれぞれ対向する
ギヤ２５．２６の歯数が等しい場合は、１回転で発生す
るパルス数は等しく、さらにこれらのギヤ２５．２６は
メインシャフト１１に一体に固設されているため、無負
荷の場合は歯と歯の位置関係も変化しないが、メインシ
ャフト１１にトルクを加えると、シャフトのねじれ角分
だけ歯と歯の位置関係、すなわち発生パルスの位相差が
変化する。

いま無負荷のときの位相差をＰ。□〜Ｐｏ。とし、ギヤ
２５．２６の歯数をＴとすれば、１回転での積算した位
相差Ｑ。は となる。また実質負荷時の位相差をＰ□〜Ｐ。とすると
、 Ｔパ１ となり、第３図に示すように位相差の増加菫Ｑ−Ｑ、に
よりメインシャフト１１の負荷トルクを算出することが
できる。

第４図は制御回路２３への入出力要素を示すブロック図
であり、この制御回路２３では、次に変速すべきシフト
位置指示信号を受けると、現在のシフトバルブ】７のシ
フト位置とセレクトバルブ１９〜２２のセレクト位置よ
り判断し、かつメインシャフト１１の回転数とカウンタ
シャフト１０の回転数により、ドッグクラッチ１．３−
１．６のシンクロ状態を検知し、シフトバルブ１７Ａ、
１７Ｂ、セレクトバルブ１９〜２２及びアクセル全開、
アクセル全閉、さらに排気ブレーキを指示、駆動する。

第５図は制御の方法を示すフローチャートである。判定
３１においては、Ｔ／Ｍのギヤ位置が次に変速しようと
する位置、すなわち目的位置にあるときには、処理３５
でピックアップ２７．２８の位相差、つまり前述したＱ
の値を測定する。

判定３１でＴ／Ｍのギヤ位置が目的位置にないときは、
変速動作を始めるため判定３２に分岐する。

判定３２においては、Ｔ／Ｍをまずニュートラル位置に
するために、ニュートラル位置にない場合は処理３６で
ギヤ位置をニュートラルヘセットする。Ｔ／Ｍがニュー
トラル位置になったときには、判定３３を通過する。判
定３３では、セレクト位置が目的位置と一致していない
ときは、処理３８で目的位置のセレクトバルブを駆動し
、さらに処理３９で無負荷時のトルク値、すなわちＱ。

測定する。

次に判定３４でドッグクラッチのシンクロ状態を検知し
判定する。ここにおいて、次に変速するギヤ段の変速比
をｉとし、メインシャフト１１の回転数をＮ、２、カウ
ンタシャフト１０の回転数をＮ１とすると、変速が完了
した後の回転数には次の関係がある。

Ｎ、＝ｊＮ□ この関係はシフトバルブ１７を動作させる瞬間、すなわ
ちドッグクラッチ１３〜１６においてドッグスリーブｉ
　３　ａ〜１．６　ａを移動させる瞬間において成立し
ていなければ、ドッグクラッチ１３〜１６に異常な力が
加わり、係合することが困鐙となる。

ここで、Ｎ、、。＝ｊ−Ｎ、、とすると、ドッグクラッ
チ１３〜１６を係合させることのできるカウンタシャフ
ト１０の回転領域は、 Ｎ、ｙ。−／ＩＮ１＜Ｎ、＜Ｎ、、。＋４Ｎ２　　・・
・（１）である。ただし、Ａ　Ｎ１　、Ａ　Ｎ２はあら
かじめ設定される値である。

判定３４では、カウンタシャフト］０の回転数Ｎ５が（
１）式を満足していればドッグクラッチを係合すること
ができるので、処理４０でギヤのセット、すなわちシフ
トバルブ１７を駆動する。判定３４で、Ｎ５が（１）式
を満足しないときには、処理３７でアクセル及び排気ブ
レーキを使用してエンジンの回転数を制御する。

このエンジン回転数制御を行う処理３７の詳細なフロー
チャートを第　図に示す。また処理３７によるアクセル
全開、アクセル全閉及び排気ブレーキの動作を第６図に
示す。

処理３７では、すでに７７Ｍがニュートラルであるため
、エンジンの回転数は車体の状態にかかわらずアクセル
の開度で与えられる。まず判定４１で、Ｎ　ｔ　＞　ｎ
　ｔ　＋Ａ　Ｎ　４であれば判定４２へ進み、Ｑ−Ｑ、
　、つまり走行状態での実負荷トルクが所定値以１−な
らば、排気ブレーキをＯＮとしてエンジンの負荷を増大
させ、エンジンの回転数の下降速度を増加させる。Ｎ、
≦Ｎ、＋　Ａ　Ｎ４あるいはＱ−Ｑ、が所定値以下であ
るときには、処理４３で排気ブレーキをＯＦＦとする。

判定４５から４６では、Ｎ、＞Ｎ、、、＋　ＩＩ　Ｎａ
のときに処理４７でアクセル全開を指示し、Ｎ、＜Ｎ、
、ｃ−１Ｎ５のときに処理４９でアクセル全開を指示し
、Ｎ、、。−ＡＮ、≦Ｎ、≦Ｎ、、。＋ＡＮｊのときに
、処理４９でアクセルを運転者のアクセルペダル踏込鼠
に対応した開度に復帰させる。

すなわち、エンジン、カウンタシャフト１０の回転数に
応じて排気ブレーキ及びアクセル操作を行ない、エンジ
ン回転数をＮ、、、に到達するようコントロールするの
である。

第７図は７７Ｍの動作を時系列に示したものである。破
線は低負荷時、実線は高負荷時を示している。低負荷時
には処理４２で排気ブレーキを使用しないように選択さ
れているため、カウンタシャフト１０の回転数、すなわ
ちエンジン回転数の低下が、排気ブレーキの使用時に比
較してゆるやかである。

低負荷時において変速を開始すると、７７Ｍがまずニュ
ートラルにされ、カウンタシャフト１０の回転数Ｎ５が
回転数Ｎ、１、にシンクロするのを待つが、回転数Ｎ１
がＮ、、。＋ＩＮ３以下になるｃｏの時点でアクセル全
開を止め、Ｎ　ｔ　＜　Ｎ　−ｙ。＋ＡＮ２となる。ｄ
ｏの時点でシフトバルブＡの駆動を１にめでギヤをシフ
トする。シフト完了と同時にｅ。の時点でシフトバルブ
Ｂの駆動を止める。

低負荷時には変速中の車速の低下が少なく、図中のＮ、
、ｃの破線の値もほぼ一定値をとる。しかし登板時など
の高負荷時には、変速中にはエンジントルクがなくなる
ため車速が急速に低下し、図中のＮ、、ｅの値も急激に
下がりはじめる。しかしエンジンの下降速度は破線の勾
配でしか下がらないため、Ｎ、、。の値の急激な下降は
変速時間の増大を生む。従がって車両が高負荷時には、
より速くエンジンの回転数を下げる必要があるが、処理
３７ではこれを判断し、Ｎ、＜Ｎ、、、＋　Ａ　Ｎ、の
領域で排気ブレーキを作動させ、排気圧を上昇させてエ
ンジン負荷を見かけ」―大きくして回転数の下降速度を
速めている。

この場合１図中変速始めａからｂの時点までＮ、＞Ｎ、
、、十’／ＩＮ４であり、排気ブレーキが作動しエンジ
ンの下降速度が大きくなり、より速くＮ、、ｃに到達し
ようとする。Ｃの時点でのアクセル全閉を解除し、ｄの
時点でシフトバルブＡの駆動を止めてギヤをシフトし、
シフト完了と同時にｅの時点でシフトバルブＢの駆動を
止める。

−１−述したように、本実施例によれば、メインシャフ
ト１１の実トルク値を検出して、走行状態が高負荷であ
るか低負荷であるかを判断し、高負荷時には排気ブレー
キを有効に働かせることで変速時間の短縮ができるよう
になった。

〔発明の効果〕

−１−述したように、本発明によれば、シンクロ機構の
ない自動変速装置に、出力側のトルク値を検出する手段
を設け、この検出値により高負荷時には排気ブレーキを
用いてエンジンの回転数を急速に下降させて、変速時間
を短縮したものであるから、走行状態にかかわらず一定
の短い時間で変速を行うことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動変速装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図は本実施例におけるメインシャフトに
設けられた２つのピックアップの位相差を示すタイムチ
ャート、第３図はこの位相差の増加量とメインシャフト
のトルクとの関係を示すグラフ、第４図は本実施例にお
ける制御回路への入出力要素を示すブロック図、第５図
及び第６図は本実施例の制御の方法を示すフローチャー
ト、第７図は本実施例の動作を時系列に示すタイミング
チャートである。 ３〜９・・・ギヤ対、１０・・・カウンタシャフト、１
１・・・メインシャフト、１２，２７，２８・・・ピッ
クアップ、１３〜１６・・・ドッグクラッチ、１７・・
・シフトバルブ、１８・・・シフトシャフト、１９〜２
２・・・セレクトバルブ、２３・・・制御回路、２５．
２６・・・ギヤ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれ固有のギヤ比をもつ複数対のギヤからなる
   有段のギヤ列と、これらのギヤ列の選択を行なう複数個
   のドツグクラツチと、これらのドツグクラツチの係合を
   行う能動素子と、前記ギヤ列の入力と出力の回転数をそ
   れぞれ検知する検出器と、これらの検出器による測定値
   を入力して前記能動素子を駆動する制御装置とを具備し
   た自動変速装置において、前記ギヤ列の出力側にトルク
   値検出手段を設けるとともに、このトルク値検出手段に
   よる測定値によりエンジン回転数を下降させる制動手段
   を設けたことを特徴とする自動変速装置。
2. ２．前記制動手段は、排気ブレーキであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の自動変速装置。
3. ３．前記トルク値検出手段は、前記ギヤ列の出力側のメ
   インシヤフトにある間隔をもつて設けられたパルス信号
   を発する１対のギヤ及びこの信号を検知するピツクアツ
   プであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の自動変速装置。