JPH0636356Y2 - 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、車両用自動変速装置に係り、特にシフトチェ
ンジを指令するシフトタワーの操作に応じエンジン回転
及びクラッチ，トランスミッションを制御し、シフトチ
ェンジ指令に基づいたギアシフトを行う車両用自動変速
装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、乗用車等では、通常トルクコンバータを備えた
自動変速装置が使われている。しかし、トラック，バス
等の商用車においては、トルクコンバータを多く備えた
タイプの自動変速装置は、燃費の問題から乗用車のよう
に普及していない。

そこで、商用車においてはロスの少ない省燃費の自動変
速装置として、通常のメカニカルクラッチ及びトランス
ミッションにそれぞれセンサ及び操作用アクチュエータ
を付加して自動変速を行うフルオートマチックシステム
を構成したものが出現してきており、この種の技術につ
いては、本出願人により既に提案している（実願昭57-1
77192号等）。

一般に自動変速装置のシフトタワーは、第７図のように
なっており、ボックス２に直線上に１速,2速，オートド
ライブレンジ（Ｄレンジ），ニュートラルN,リバースＲ
等のレンジが設けられており、シフトレバー１をオート
ドライブレンジにすることにより、自動変速が行われ
る。

しかし、メカニカルクラッチ及びメカニカルトランスミ
ッションを電子制御する前記フルオートマチックシステ
ムの自動変速装置では、来るべき状況を見越して自動的
にシフトアップ又はシフトダウンさせるなど、いろいろ
な走行状況に対応した制御をコンピータを使って全て行
うとすると、制御装置が複雑で高価なものとなり、また
信頼性の問題等も生じてくる。

そこで、実願昭59-41629号（実開昭60-154650号公報）
のように直線路、平坦路からカーブ走行、登坂走行への
移行を運転者の指示で行うものを本出願人により提案し
ている。

一方、クラッチ操作の負荷の軽減を目的に、第８図に示
すボックス２の櫛歯状に切り欠いた各ポジションにシフ
トレバー１を操作するだけで変速操作を行うセミオート
マチックのシステムがあるが、このシステムの自動化を
進めフルオートマチックシステムほど制御が複雑になら
ない自動変速装置として、本出願人は実願昭60-46728号
を考案した。

ところが、前記装置においては、発進時から順次シフト
アップを行うとき、或いは途中からシフトダウンして行
くときには、シフトチェンジ指令に従ったギアシフト制
御を円満に行うことはできるが、減速走行中、一旦ニュ
ートラルにして再びギヤセットを行い再加速する場合に
は、減速走行時の車速によってはシフトチェンジ指令を
何度も発しなければならず、又オーバランせずにギヤセ
ットできると判断してギアをセットしても、このときの
回転数が最大回転数に近いところだとギヤセットができ
ず、加速するためにもう一段高いギアにセットするため
のシフトチェンジ指令を発しなければならないという不
具合があった。

尚、前記装置においては、減速走行中、エンジンストッ
プを防止し、かつ、頻繁なシフトダウンを行われないよ
うにするため，ギアをニュートラルにセットするように
している。

前記のような減速走行状態としては、例えば、赤信号等
でアクセルペダルを離し、ブレーキング操作をして減速
するような時には、トランスミッションのシフト位置を
ニュートラルにして減速走行するが、その途中信号が青
になり、再び加速する場合には、ニュートラルから数段
離れた目標のギア段に迅速かつ確実にシフトアップさせ
ることができなかった。

本考案は上記に鑑みてなされたもので、その目的は、減
速走行中にトランスミッションのシフト位置をニュート
ラルにした後、再びギヤセットをする場合、運転者の意
思にしたがってシフトアップ，シフトダウンの選択によ
るマニュアルシフト操作が可能で、ニュートラルから数
段離れた目標ギア段に迅速かつ確実にシフトアップ，シ
フトダウンさせることができる車両用自動変速装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本考案は、シフトタワーの操
作に応答してエンジン回転，クラッチ及びトランスミッ
ションを制御し、シフトタワーの操作に基づいたギアシ
フトを行う車両用自動変速装置において、ニュートラル
（Ｎ），シフトアップ（Ｕ），シフトダウン（Ｄ）の指
定ポジションを備えたシフトタワーと、シフトタワーの
指定ポジション検出手段と、トランスミッションのシフ
ト位置検出手段と、車速検出手段とを備え、シフトタワ
ーの操作により指定ポジション検出手段からシフトチェ
ンジ指令が発せられたとき、シフトチェンジ指令がシフ
トアップ及びシフトダウンのどちらか一方で、シフト位
置検出手段からの出力がニュートラルであるとき、シフ
トチェンジ発生時の車速検出手段からの車速出力を取り
込んでシフトチェンジ可能な暫定目標ギア段を選択する
選択手段と、選択手段で選択された暫定目標ギア段の中
からシフトチェンジ指令に適合する目標ギア段を、その
シフトチェンジ指令がシフトアップ（Ｕ）指令のときに
は高い段を目標ギア段として設定し、そのシフトチェン
ジ指令がシフトダウン（Ｄ）指令のときには低い段を目
標ギア段として設定する設定手段と、設定手段からの出
力により目標ギア段のシフトセットをトランスミッショ
ンアクチュエータに指令するシフトセット制御手段とを
備えたトランスミッション制御手段を有することを特徴
とする。

〔作用〕

上記構成によれば、運転者の意思によるシフトタワーの
操作によって指定ポジション検出手段からシフトチェン
ジ指令が発せられたときには、シフト位置検出手段から
の出力がニュートラルであれば、トランスミッション制
御手段の選択手段により、シフトチェンジ発生時の車速
検出手段からの車速出力を取り込んでシフトチェンジ可
能な暫定目標ギア段が選択され、設定手段により選択さ
れた暫定目標ギア段の中からシフトチェンジ指令に適合
する目標ギア段を、シフトチェンジ指令がシフトアップ
指令のときには高い段が目標ギア段として設定され、シ
フトチェンジ指令がシフトダウン指令のきには低い段が
目標ギア段として設定される。

そして、設定手段からの出力に基づき、トランスミッシ
ョン制御手段のシフトセット制御手段により、トランス
ミッションアクチュエータに指令して目標ギア段にシフ
トセットされる。

従って、減速走行中にトランスミッションのシフト位置
をニュートラルにした後、再びギヤセットをする場合、
運転者の意思にしたがってシフトアップ，シフトダウン
の指定ポジションの選択によるマニュアルシフト操作が
可能であり、然もニュートラルから数段離れた目標ギア
段に迅速かつ確実にシフトアップ，シフトダウンさせる
ことができる。

〔実施例〕

以下、本考案の好適な実施例を、図面に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図は、本考案の車両用自動変速装置の全
体を示すハードウェア構成及び制御ブロック図である。

図において、11はエンジンで、エンジン11には機械式の
クラッチ12を介してトランスミッション13が取付られて
いる。そのトランスミッション13の出力軸には、プロペ
ラシャフト14を介して図示しないリヤアクスルに連結さ
れている。また、エンジン11には、燃料噴射ポンプ15が
設けられている。

前記クラッチ12には、そのストローク量からクラッチの
断，接、即ち第３図のＡの範囲（接続状態）に入った
か、Ｃの範囲（断状態）に入ったかを検出するクラッチ
ストロークセンサ16と、例えばバルブを備えたクラッチ
駆動用のクラッチアクチュエータ17が装着されている。
尚、第３図中Ｂの範囲は、半クラッチ状態である。

また、前記トランスミッション13には、そのカウンタシ
ャフトの回転速度を検出するカウンタシャフト回転セン
サ18と、出力軸の回転速度を検出する車速センサ19と、
トランスミッション13をシフトするトランスミッション
アクチュエータ20及びそのトランスミッション13のシフ
ト位置を検出するシフト位置センサ21が設けられてい
る。

22はクラッチペダル23の位置を検出するクラッチペダル
位置センサ、24はアクセルペダル、25はアクセル切替装
置である。

以上は、本考案の適用する車両用自動変速装置の一般的
な事柄であり、本考案の車両用自動変速装置のポイント
となるシフトタワー26は、以下のようになっている。

シフトタワー26は、第４図に示すように、ガイドボック
ス26bの上部に略十字状の切り欠き部26cを設け、その切
り欠き部26cの縦方向にシフトアップU,シフトダウンＤ
の指定ポジションを設け、横方向に自動変速A,ニュート
ラルＮの指定ポジションを設けている。シフトレバー26
aには、リバースボタン26dが設けられている。

ガイドボックス26bの内部には、図示しないが、前記シ
フトアップU,シフトダウンD,自動変速Ａ及びニュートラ
ルＮの指令ポジションに対応してその指定ポジションを
検出する指定ポジション検出手段（センサ）、即ち検出
スイッチが設けられている。

前記縦方向のシフトアップU,シフトダウンＤは、シフト
レバー26aを手で押した時のみ信号を出し、手を離すと
シフトレバー26aは前記切り欠き部26cの中央部に戻り信
号は停止する。また、横方向の自動変速Ａ及びニュート
ラルＮは、シフトレバー26aを操作してセットすると、
セットされたままになり、元に戻すにはシフトレバー26
aを手で切り欠き部26cの中央部に戻さなければならな
い。

更に、リバースボタン26dを押した場合には、シフトア
ップＵ及びシフトダウンＤのどちらかの方向に信号を送
っても、リバースギアにセットする方を優先させるよう
になっている。

一方、クラッチ12及びトランスミッション13をコントロ
ールするコントロールユニット27は、シフトタワー26,
クラッチペダル位置センサ22からの信号に基づいてシフ
トチェンジ要求条件が満足されたとき（シフト指定操作
等が正常に行われたとき）にシフトチェンジ指令を発す
るシフトチェンジ制御部28と、そのシフトチェンジ制御
部28からシフトチェンジ指令が出力されたときにシフト
位置センサ21からの信号に基づきトランスミッション13
の車速センサ19からの入力により、指定されたシフト段
でのシンクロ速度を算出すると共に、その演算値とカウ
ンタシャフト回転速度センサ18で計測された回転速度
（現在の回転速度）と比較してシンクロ状態を判定する
シンクロ判定部29と、そのシンクロ判定部29からのシン
クロ検出信号を受けてトランスミッションアクチュエー
タ20へリレーボックス30を介して駆動信号を発するトラ
ンスミッション制御部31と、前記シフトチェンジ制御部
28からの指令に基づきクラッチアクチュエータ17の駆動
を制御するクラッチ断接制御部32と、シフトチェンジ指
令が出力されたときアクセル切替装置25を制御してアク
セル操作をマニュアルからオートに切り替えるエンジン
制御部33とが設けられている。

本考案の構成としては、シフトレバー26aのポジション
位置、即ちニュートラルN,シフトアップU,シフトダウン
D,自動変速Ａを検出する指定ポジション検出手段と、ト
ランスミッション13がニュートラルか否かを検出するニ
ュートラル検出手段（シフト位置検出手段）と、トラン
スミッション13の出力軸の回転速度を検出する車速検出
手段と、車速出力を取り込んでシフトチェンジ可能な暫
定目標ギア段を選択する選択手段と、選択された暫定目
標ギア段の中からシフトチェンジ指令に適合する目標ギ
ア段を、シフトアップＵ指令のときには高い目標ギア段
として設定し、シフトダウンＤ指令のときには低い目標
ギア段を設定する設定手段と、目標ギア段のシフトセッ
トをトランスミッションアクチュエータ20に指令するシ
フトセット制御手段とを備えたトランスミッション制御
手段を有するものとなっている。

尚、その他にシフトチェンジ制御部28は、シフトチェン
ジ操作において誤動作が生じたときに、トランスミッシ
ョンエラーランプ34、或いはクラッチエラーランプ35に
警報信号を出力するようになっている。

また、シフトチェンジ制御部28は、シフトチェンジ操作
が完了した場合、シフト完了ランプ37に、クラッチ操作
及びアクセル操作がマニュアルに切り替わった際、ダブ
ルクラッチ指令ランプ38に、シフト完了及びダブルクラ
ッチ指示の場合、ブザー36にそれぞれ信号を送る。

更に、39,40は、それぞれトランスミッション13のシン
クロを早く得るために使用する排気ブレーキのONリレ
ー、及びマニュアルで排気ブレーキを作動させている間
にシフトチェンジ操作を行う場合、一時的にこれらを解
除するためにエキブレOFFリレー、41はトランスミッシ
ョン13のポジションを表示するトランスミッションポジ
ション表示器、42は前記シフト完了ランプ37及びブザー
36等をリセットさせるリセットボタンである。

本考案の実施例は、以上の構成からなり、次にその作用
を、第５図のフローチャートに基づいて説明する。

まず、クロックによりコントロールユニット27が起動す
ると、シフトタワー26のシフトレバー26aの操作による
シフトタワーの指定ポジションの検出が行われる（ステ
ップ100）。即ち、シフトレバー26aの操作に従った指定
ポジションがニュートラル（Ｎ），リバース（Rev），
自動変速（AUTO），シフトアップ（UP），シフトダウン
（DOWN）か否かの判定が行われる（ステップ102,104,10
6,108,110）。

ステップ102でYESと判定されたときには、ステップ112
に移り、トランスミッション制御部31からの指令により
トランスミッションアクチュエータ20を作動し、トラン
スミッション13をニュートラルにセットする制御が行わ
れる。また、ステップ104でYESと判定されたときには、
車速センサ19の出力を取り込み（ステップ114）、検出
車速Ｖがリバースギアセット上限車速Voよりも小さいか
否かの判定を行い（ステップ116）、このステップでYES
と判定されたときには、ステップ118に移り、トランス
ミッション制御部31からの指令によってトランスミッシ
ョンアクチュエータ20を作動し、トランスミッション13
のリバースギアセット制御を行ってこのルーチンでの処
理を終了する。

また、ステップ106でYESと判定されたときには、車速セ
ンサ19の出力を取り込み（ステップ120）、車速データ
の読み込みを行う（ステップ122）。この後、ステップ1
24に移り、変速の必要があるか否かの判定を行い、NOと
判定されたときには、このルーチンでの処理を終了し、
YESと判定されたときには、ステップ126に移り、シフト
アップを行うか否かの判定を行う。このステップでYES
と判定されたときには、シフトアップ制御に移行し（ス
テップ128）、NOと判定されたときには、シフトダウン
制御に移行する（ステップ130）。

ここまでは、従前（実願昭60-46728号）と同じ操作であ
り、以下は本考案の車両用自動変速装置のポイント部分
である。

一方、ステップ108及びステップ110でそれぞれYESと判
定されたときには、ステップ132,134の処理にそれぞれ
移り、現在のトランスミッション13がニュートラルか否
かを判定する。各ステップ132,134でそれぞれYESと判定
されたときには、ステップ136の処理に移る。ステップ1
36では、車速センサ19の出力を取り込み、ステップ138
の車速データによるシフト可能なギア段の選択処理に移
る。

ステップ138の処理においては、第６図に示される車速
データを基にシフト可能なギア段の選択を行う。例え
ば、20Km/h走行時では、暫定目標ギア段に３速と４速と
が選択される。尚、第６図中のギア段選定範囲とは、同
一車速で見た場合、同時に３つ以上のシフト段ができな
いように（最高２つのシフト段まで）エンジン回転数の
範囲を定めたものである。

ステップ138の後は、ステップ140の処理に移り、車速を
基にギアシフトチェンジ可能なギア段があるか否かの判
定を行い、YESと判定されたときには、ステップ142に移
り、ギア段の選択段数が１つか否かの判定を行う。この
ステップ142でNOと判定されたときには、ステップ144に
移り、２つ選択された暫定目標ギア段に対してシフトア
ップ指令のときには高い方の段を、シフトダウン指令の
ときには低い段をそれぞれ目標ギア段に設定し、ステッ
プ146の処理に移る。

また、ステップ142でYESと判定されたときには、ステッ
プ146に移り、目標段へのシフトセット制御を実行し、
トランスミッションアクチュエータ20に指令を送り、こ
のルーチンでの処理を全て終了し、本考案の操作が完了
する。

また、ステップ140でNOと判定されたときには、ステッ
プ148の処理に移り、クラッチストロークセンサ16の出
力を基にクラッチがOFFか否かの判定を行う。このステ
ップでNOと判定されたときには、エラー処理を行い（ス
テップ150）、YESと判定されたときには、ステップ152
の処理に移る。ステップ152で変速操作中か否かの判定
を行い、NOと判定されたときには、ステップ154に移
り、１速のギアシフト制御を行い、このルーチンでの処
理を終了する。

ステップ152でYESと判定されたときには、ステップ156
の処理に移る。ステップ156では、目標シフト段の変更
を行い、ステップ158の処理に移る。ステップ158では、
目標段へのシフトセット制御を行い、このルーチンでの
処理を全て終了する。

また、ステップ132でNOと判定されたときには、ステッ
プ160の処理に移り、現在のシフト段が最高段か否かの
判定を行う。このステップで最高段にシフトされている
ときには、このルーチンでの処理を終了し、最高段にシ
フトされてないときには、ステップ162の処理に移る。
ステップ162では、変速操作中か否かの判定を行い、NO
と判定されたときには、ステップ164の処理に移り、シ
フトアップ制御を実行する。

一方、ステップ162でYESと判定されたときには、最高段
への変速中か否かの判定を行い（ステップ166）、この
ステップでNOと判定されたときには、変速目標段を変更
する処理を行い（ステップ168）、ステップ168の処理に
移る。

また更に、ステップ134でNOと判定されたときには、ス
テップ170の処理に移り、現在のシフト段が最低段か否
かの判定を行い、YESと判定されたときには、このルー
チンでの処理を終了し、NOと判定されたときには、ステ
ップ172の処理に移り、変速操作中か否かの判定を行
う。

このステップでYESと判定されたときには、ステップ174
に移り、最低段への変速中か否かの判定を行う。そし
て、このステップでNOと判定されたときには、変速目標
段の変速処理を行い（ステップ176）、YESと判定された
ときには、ステップ178の処理に移り、シフトダウン制
御を実行する。尚、ステップ172でNOと判定されたとき
にも、ステップ178の処理に移り、シフトダウン制御を
実行する。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、減速走行中にトラ
ンスミッションのシフト位置をニュートラルにした後、
再びギヤセットを行なう場合、シフトタワーのシフトレ
バー操作により直接操作され、そのシフトレバーにより
シフトアップ又はシフトダウンが指令されると、車速に
したがった暫定目標ギア段が選択され、シフトチェンジ
指令がシフトアップ指令のときには高い目標ギア段とし
て設定され、シフトチェンジ指令がシフトダウン指令の
ときには低い目標ギア段として設定され、設定された目
標ギア段にギアがセットされるため、減速走行中にトラ
ンスミッションのシフト位置をニュートラルにした後、
再びギヤセットする場合、運転者の意思にしたがったシ
フトアップ，シフトダウンの指定ポジションの選択によ
るマニュアルシフト操作が可能となり、然も目標ギア段
に迅速かつ確実にシフトアップ，シフトダウンすること
ができ、操作性の向上を図ることができる。

従って、例えば、赤信号等で減速走行中、トランスミッ
ションのシフト位置をニュートラルにした時信号が青に
なり、再び加速する場合でも、ニュートラルから数段離
れたシフト位置に直ちにシフトアップすることができる
等、操作性の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の車両用自動変速装置の全体を示すハー
ドウェア構成図、第２図は、第１図のブロック構成図、
第３図はクラッチストロークセンサの動作特性を示す
図、第４図は本考案の車両用自動変速装置のシフトタワ
ーの斜視図、第５図は本考案に係る装置の作用を説明す
るためのフローチャート、第６図は車速とエンジン回転
数との関係を示す線図、第７図及び第８図はそれぞれ従
来のシフトタワーの外観を示す斜視図である。 11……エンジン,12……クラッチ,13……トランスミッシ
ョン,16……クラッチストロークセンサ,17……クラッチ
アクチュエータ,18……カウンタシャフトセンサ,19……
車速センサ,20……トランスミッションアクチュエータ,
21……シフト位置センサ,26……シフトタワー,27……コ
ントロールユニット,28……シフトチェンジ制御部,29…
…シンクロ判定部,31……トランスミッション制御部,32
……クラッチ断続制御部,33……エンジン制御部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シフトタワーの操作に応答してエンジン回
   転，クラッチ及びトランスミッションを制御し、シフト
   タワーの操作に基づいたギアシフトを行う車両用自動変
   速装置において、 ニュートラル（Ｎ），シフトアップ（Ｕ），シフトダウ
   ン（Ｄ）の指定ポジションを備えたシフトタワーと、 シフトタワーの指定ポジション検出手段と、 トランスミッションのシフト位置検出手段と、 車速検出手段とを備え、 シフトタワーの操作により指定ポジション検出手段から
   シフトチェンジ指令が発せられたとき、 シフトチェンジ指令がシフトアップ及びシフトダウンの
   どちらか一方で、 シフト位置検出手段からの出力がニュートラルであると
   き、 シフトチェンジ発生時の車速検出手段からの車速出力を
   取り込んでシフトチェンジ可能な暫定目標ギア段を選択
   する選択手段と、 選択手段で選択された暫定目標ギア段の中からシフトチ
   ェンジ指令に適合する目標ギア段を、そのシフトチェン
   ジ指令がシフトアップ（Ｕ）指令のときには高い段を目
   標ギア段として設定し、 そのシフトチェンジ指令がシフトダウン（Ｄ）指令のと
   きには低い段を目標ギア段として設定する設定手段と、 設定手段からの出力により目標ギア段のシフトセットを
   トランスミッションアクチュエータに指令するシフトセ
   ット制御手段と を備えたトランスミッション制御手段を 有することを特徴とする車両用自動変速装置。