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JPS61125935A - 半自動機械式ギア変速機の制御方法 - Google Patents

半自動機械式ギア変速機の制御方法

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Publication number
JPS61125935A
JPS61125935A JP60162762A JP16276285A JPS61125935A JP S61125935 A JPS61125935 A JP S61125935A JP 60162762 A JP60162762 A JP 60162762A JP 16276285 A JP16276285 A JP 16276285A JP S61125935 A JPS61125935 A JP S61125935A
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JP
Japan
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gear ratio
transmission
manual
clutch
speed
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Application number
JP60162762A
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English (en)
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ミハエル　ウイリアム　ダンクレイ
ジヨン　アーネスト　ステイントン
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=10564311&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS61125935(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of JPS61125935A publication Critical patent/JPS61125935A/ja
Publication of JPH0653470B2 publication Critical patent/JPH0653470B2/ja
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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、手動シフト選択器および表示装置とを具え、
車両の変速機ギヤ比の切換またはシフトを自動的にシフ
トし、しかも、車輛の運転者またはオペレーターも幾ら
かの制御を行ない得るよう構成した制御系に関するもの
である。
特に、本発明は、自動的に決定して表示した許容し得る
運転者選択変速機ギヤ比のシフトを自動的に行なうため
の装置および、停止状態からの発進を除き、車両主クラ
ッチの全ての制御を自動的に行ない得る半自動機械的変
速制御方法と変速機の制御表示装置に関するものである
。
（従来の技術） 重荷重トラックのよう々重荷型皿両用および自動車用の
完全自動動力伝達系で、スロットル開口または位置、車
速、エンジン速度等を検知し、これらの検知にしたがっ
て車両変速機を自動的に７フトするものは従来既知であ
る。このような完全自動切換歯車変速機は、加圧流体を
利用して１個以上の部材を他の部材または地■に摩擦噛
合させて選択したギヤ比に切換えるよう構成され、電子
およびまたはニエー→チック論理およびアクチ為エータ
を利用して機械的（すなわち確動）クラッチを入切して
所望のギヤ比にする自動機械的変速機として既知である
。
このような変速機の例として米国特許第５９６１５４６
号、第４０１３１０６５号および第４５６１０６０号明
細書を参照することができる。
（発明が解決しようとする問題点） このような完全自動切換歯車変速機は、特に。
典型的に、大量に販売されない最も大型の重荷重車両に
とって受は入れることのできない程高価となる。さらに
、これらの加圧流体およびまたはトルクコンバーターを
利用する自動切換歯車変速機は、入力および出力軸間で
動力が消費されるため相対的に効率が低い。さらにまた
、多くの車両オペレーターは、特に、道路の前方の状１
Ｍおよびまたは積載している荷を知シ得るから、ギヤ比
の選択を制御し九がる。重荷重車両は、しばしば、低速
度で、限られ九空間内で正確に動くことが必要でらり、
この場合、完全自動変速機は予定の低ギヤだけが噛合す
る傾向がある。特に、車両系統において一時的にしばし
ば起るようく、エンジンへの燃料供給が不完全である場
合には、車両の運転者は、手動クラッチ制御ペダルを備
えていない完全自動変速機では、左足によって車両ブレ
ーキを利用しない限り、細かい動きを行なわせることが
困難である。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、手動燃料スロットル制御装置と。
燃料スロットル制御エンジンと、多段速度切換歯車機械
的変速機と、エンジンと変速機との聞く介挿された摩擦
主クラッチと、この主クラッチを選択的く入切する手動
クラッチ制御装置と。
アップシフトを選択するよう中心位置から第１方向く可
動でおるとともに現在噛合しているギヤ比からダウンシ
フトを選択するよう中心位置から第２方向に可動の手動
シフト選択レバーと、変速機入力軸および出力軸の回転
速度と前記シフト選択レバーの作動を示す入力を受取り
、これらの入力を予定の論理則にしたがって処理して指
令信号をクラッチオペレーター、燃料スロットル制御オ
ペレーターおよび変速機オペシータ−を含む非手動制御
オペレーターに送出する中央プロセッシングユニットと
を具える半自動機械的切換歯！動力伝達系を制御する方
法において、 前記手動シフト選択レバーの動作方向および予定時間内
に〉ける前記手動シフト選択レバーＯ前記中心位置から
の変位回数を含む前記手動シフト選択レバーの作動を検
知し、 前記シフト選択レバーの予定方向における中心位置から
の変位の各繰返しが前記方向における１１！の附加的連
続ギヤ比の切換のオペレーター選択を示すと仮定して現
在噛合しているギヤ比から直接にシフトされるべくオペ
レーターによって選択される変速機ギヤ比を決定すると
いうものである。
本発明の目的は、予定のギヤ比からのアップシフトおよ
びダウンシフトを許容し得るかどうかを自動的に決定し
、これを好ましくは自動的に表示し、また、車両運転者
がこのような許容し得るギヤ比の切換を手動選択する際
に、自動的く切換え得るよう構成したｆｒ規かつ改曳さ
れた半自動機械的変速機を提供しようとするにある。
（作用・効果） 本発明によれば、完全自動切換歯車変速機の利点のほと
んどを具え、しかも、完全自動変速機制御系で通寒得ら
れるオーバーライドまたはキックダウン手Ｒｔこえ九運
転者のｌ！ｌ′ＩＩ御を許す半自動機械的変速機制御を
行なうこと（より従来技術の欠点を最小にし、または除
去する。
これがため、本発明によれば、半自動機械的変速機制御
を行なうに当）、複数のギヤ地間の自動的切換えを設け
、特定のギヤ比の切換えを行なう場合に、通常、運転者
に、亘ちく連続的にギヤ比を上げまたは下げるか、また
に、１個以上のギヤ比をスキップさせるかを選択させ、
また、低ギヤまたは流しギヤにおいて、車両の主クラッ
チをスリップ、すなわち、完全ＶＣ噛合させない場合を
選択させる。さら（、本発明による半自動制御系は、運
転者が選択した高い側のギヤ比の噛合、すなわち、アッ
プシフトを防止し、これによプエンジン速度がアイドル
速度よ）低下してエンジンの停止およびまたはエンジン
の低速度で過大な応力がかかるのを防止し、また、低ギ
ヤ比の噛合、すなわちダウンシフトを防止し、かかるダ
ウンシフトくよって生じるエンジンの過速を防止してい
る。手動機械的変速機では、エンジン速度を調速エンジ
ン回転数より加速されないよう調速することができても
、不適当なダウンシフト（よって工ンジ／の過速が生じ
得る。
本発明の他の特徴くよれば、機械的（不利なギヤ比の選
択を防止するばかりでなく、特定のアップシフトおよび
またはダウンシフトを予定の噛合ギヤ比での予定の走行
速度の状態から許容し得るかどうかを指示するため表示
装置を設ける。
本発明による半自動機械的変速機は、停止状態から発進
中に車両運転者によって操作し得る手動車両主クラッチ
を具え、これくより自動機械的変速系の制御を簡単にし
、低速移動状態において運転者がクラッチを滑らすこと
ができるようにする。
（実施例） 次に、本発明の好適実施例を図ｆにつき説明する。
好適実施例の説明において使用する用語は説明のための
ものであり、本発明はこれらの用語によって制限される
ものではない。「上方」、「下方」、「右方」および「
左方」の用語は参照図面での方向を示すものでらる。ま
た、「内方」および「外方」の用語は説明する装置また
はその部分の幾何学的中心に向かう方向および遠去かる
方向を示すものである。以上に具体的く述べた用語およ
び同様の意味の用語の派生語に上述したことは適用する
。
「簡単な変速機」なる用語は複数の単一ギヤ比の一つを
運転者が選択することができる変速機を示す九用いられ
る。「複合変速機」なる用語は主変速機部分とこれに直
列に連結された副変速機部分とを有し、これに動くこと
によつて主変速機部分における選択したギヤ比ｔ−副変
速機部分における他の選択したギヤ比を複合することが
できる変速機を示すに用いられる。「スプリッター型複
合変速機」なる用＃！Ｆは、ｗＪ変速機部分を用いて主
変速機部分において選択されたギヤ比を再分割するため
の種々の選択可能段を設けた複合変速機を示すく用いら
れる。スズリッター型複合変速機においては、典型的に
、主変速機部分く相対的に＠の広い変速段が設けられ、
これらの変速段は副変速機部分によって分割される。
「アップシフト」々る用語は、低い側の速度のギヤ比か
ら高いｌＩＯ速度のギヤ比にシフトすることを意味する
。「ダウンシフト」なる用語は、高い側の速度のギヤ比
から低い側の速度のギヤ比にシフトすることを意味する
。「低速ギヤ」、「低ギヤ」およびまたは「冨１ギヤ」
とは、変速機または変速機部分における最も低い前進速
度操作の丸めに用いられるギヤ比、すなわち、変速機の
入力軸に対して相対的に最も高い減速比を有する歯車組
を全て意味する。
シフト操作の「選択方向」とは、特定のギヤ比から単一
または多段アップシフトまたはダウンシフト操作するこ
とを意味する。ギヤ地間の「変位」とは２個のギヤ地間
の選択可能のギヤ比の数を意味し、例えば、第３速また
はギヤ比は第４＞よび第５速から１個ンよび２償のギヤ
比だけそれぞれダウンシフト方向に変位されたものであ
る。
「ブーツフレ念変速機」または「ブロックした変速機部
分」とに、チェンジギヤが常時噛合の変速機または変速
機部分を意味し、かかる変速機または変速機部分におい
ては、軸線方向に可動の複数個のギヤのうちの選択した
１個のギヤが中立位置から噛合位置に軸線方向に動くこ
とによって選択ギヤは軸に対して回転しないよう結合さ
れ、弾性的に附勢された確動りラッチＯ部材が実質的に
同期的回転状態に表るまで、上述した噛合を阻止するた
めブロッカ−が用いられ、上述の同期状態は変速機の入
力およびまたは出力軸の手動およびまたは自動操作によ
って両者間に同期状態の交さが生じることによって達成
されるが、クラッチ部材の１万およびこれに関連する装
置を他方のクラッチ部材と一緒に回転させるに十分な選
択クラッチ部材の摩擦接触によっては、典形的に、達成
されない。プロックした変速機およびまたは変速機部分
は、米国特許第５７９９００２号、第３９２４４８４号
、第４１９２１９６号および第４４００３７号く示され
ており、これらの全ての開示を本明細−ｆＦ′ｉ参照し
ている。
本発明は、原理的く云りて、電気−空気制御装置に出力
信号を出力し、ま九、この制御装置から指令信号を受取
るよう構成された全ての形式の機械的変速機の半自動制
御に応用することができる。しかし、本発明による半自
動制御系は、特に、ブロックしたスリッター形式の副変
速機部分に直列に連結された非同期化の非ブロツク型主
変速機部分を有する形式のスリッター型複合変速機に有
利に応用される。このような変速機は、従来既知であり
、半ブロツク変速機と称せられ、１９８３年２月９日公
告された（ＥＰ−人−００７１３５３）ヨーロッパ特許
！［ｇ８２３０３５８６．２号および１９８４年９月５
日公告された（ＢＰ−人−０１１７３４２）Ｅｌ−ａｙ
パ特許Ｈ第Ｂ５５Ｑ７０６１，８号（開示されており、
これらの公報の開示を本明細書において参照している。
第１図を参照して、運転者操作スロットル２４の始点位
置はセンナ−２２で検知され、その検知信号は中央プロ
セッシングユニット３８に送られ、このプロセッシング
ユニットはセンサー２８からエンジン速度を、およびま
たは、センナ−３２から変速機入力軸速度を、センサー
３６から変速機出力軸速度を、運転者のギヤシフトレバ
−または後述する操作レバー１の正または負作動をも入
力として受取る。エンジン速度は変速機入力軸速度を示
し、特に、クラッチ１６がスリップすることなく噛合し
ている場合には。
変速機入力軸速度がエンジン速度を示すと理屏される。
第１および２図に示すような動力伝達系１００制＠論理
ロ路、七／ｆ−およびアクチェエータは米国特許第４３
６１０６Ｑ号明細書に開示されてシり、この開示を参照
することができる。具体的に云えば、中央プロセッシン
グユニット３８は入力を受け取り、これを予定の論理則
にしたがって処理して指令出力信号を、空気およびまｆ
ｃは電気的アクチェエータに供給して急速アップシフト
のために排気ブレーキ１７およびまたは入力軸ブレーキ
１８を制御し、また自動燃料制御装置２６に供給してエ
ンジン１４への燃料の供給を「グリップ」してクラッチ
オペレーター５０を経てダウンシフトクラッチ制御装置
および変速機オペレーター３４を経てシフト中のギヤ比
を制御して急速同期回転させるようにしている。中央プ
ロセッシングユニットは、まな、指令出力信号を後述す
る表示装置２にも送る。
半自動動力伝達系１０Ｖｉ、附加的に、普通の尼踏みク
ラッチペダル３を具え、これを停止シよびま之は低速徐
行状態からスタートする場合にのみ使用するようにして
いる。半自動機械的動力伝達系１ａは、また、電気およ
びまたは空気動力源（図示せず）をも含んで＾る。
本明細書において使用している「グリップ」なる用語は
、エンジン１４への燃料の供給が一時的に増大すること
を意味し、他方、「ディップ」唸る用語に、エンジンへ
の燃料の供給が一時的に減少することｔ−意央する。用
語「グリップ」および「ディップ」は、足踏スーツトル
ペダル２４の運転者選択位置とは無Ｖｉ係に、エンジン
への燃料の供給を増大および減少させるよう自動；ント
ローラーに指令する場合に普通に用いられている。
好ましくは、第３図に示すように、中央プロセッシング
ユニット３８を箱または外匣３８Ａ内に入れ、外匣１ｃ
表示パネル２を取付け、この表示パネルにアップシフト
指示表示２′、タウンシフト指示表示２″、使用中のギ
ヤ比表示２″′、シフト選択レバー１、任意可逆ボタ／
１人を中央グロセッシングユニット電子回路３５１Ｂと
ともに設ける。
半自動機械的動力伝達系１０の制御系ｔ−第２図に線図
的に示している。
第３Ｂ図に示すように、表示装置２はアップシフト指示
部分２′、ダウンシフト指示部分２′および現在噛合中
のギヤ比指示部分２“′を有する。
図示のように、現在噛合中のギヤ比指示部分２″は現在
「６」と表示されており、これは、車両の変速機が第６
ギヤで作動していることを示している。アップシフト表
示部分２′は、３本の線を有し、これらの線は、検知エ
ンジンまたは入力軸速度および検知出力軸速度のようく
予定の論理則またはプログラムに動くことによつて処理
され念検知入カバラメーターにしたがって許容される許
容連続アップシフトの最大数を示している。現在の状態
では、３本ＯＳは、１段、２段または３段アップシフト
が可能であることを示している。したがって、運転者は
、許容シフトを第７゜第８または第９速に直接に選択す
ることができる。ダウンシフト表示部分２′は２本の線
を有し、これらの線は、予定の論理則またはプログラム
によって処理された検知パラメーターによ）許容される
許容連続ダウンシフトの最大数を示す。
現在の状態では、表示部分２′における２本の線は変速
機を第５ｔたは第４ギヤにダウンシフトすることが可能
であることを示している。
簡単に云って、可能なアップシフトまたはダウンシフト
を許容するかどうかは、実質的に一定の車速で、マスタ
ークラッチが完全く噛合した状態で、アップシフトまた
はダウンシフトし終った時点で予想されるエンジン速度
を最高および最低許容エンジン速度の固定範囲と比較し
て決定される。中央プロセッシングユニット３８は選択
した許容できないギヤ比への切換えを行なうような指令
信号は出さない。好ましくは、中央プロセッシングユニ
ットは、運転者が選択したギヤ比に最も近い許容し得る
ギヤ比への切換を行なわせる。例えば、表示装置２によ
って指示された状態が第３Ｂ図に示されているような場
合に、運転者が第３ギヤへのダウンシフトを選択した場
合に：は、こ６ようなダウンシフトは、許容することが
できないとして、中央プーセッシングエニット３８によ
って実行されない。
しかし、好適実施例では、中央プ一−ツシングユニット
３８が７ｇ６ギヤから第４ギでへの２段　　　１ダウン
シフトの指令出力信号を出す。許容することができない
ギヤ比切換えが拒否されるばかりでなく、運転者は表示
装置２によってそのギヤ比が決して企てられまたは選択
されるべきでなかったことを通常既に知らされている。
選択したギヤ比への切換えが許容されまたは許容するこ
とができないかを決定するための規準は、現在噛合して
いるギヤ比と選択ギヤ比への瞬間的切換えが行なわれ九
場合に得られる一定出力速度のエンジン速度とだけに基
づく。
表示装置２は、アップシフトおよびダウンシフトが許さ
れるものであるという指示およびアップシフトおよびダ
ウンシフトが許容することができないものであるという
指示を運転者に与える。万一、運転者が警告をよく聞か
ない場合には、中央プロセッシングユニット３８は、機
械的ジ曹−クラッチ素子の同期化が系によって得られな
くても、許容することができないシフト指令を発生しな
い。
アップシフト指示表示２′が空白である場合、アップシ
フトは許容されず、運転者は多分極低経済二ノジン速度
で駆動している。これとは逆に、ダウンシフト指示表示
τが２白である場合、すなわち、水平のＡ！が表示され
ない場合、ダウンシフトは許容されず、最大トルク、加
速または登板の走行が現在の噛合ギヤ比で系において既
に多分野なうことができる。ギヤシフトは常に、運転者
の機械的足踏クラッチペダル３による主クラッチ１６の
手動入切操作なしに達成され、足踏クラッチペダルは停
止状態、後進状態、または倉庫内での作業状態等から、
車両クラッチが慣習的に用いられているように゛、スタ
ートするためにのみ通常用いられる。
変速機１２をシフトするため、運転者がレノ（−１を前
方（アップシフトのため）および後方（ダウンシフトの
ため）に第２および３図に示す位置から動かす。１段ア
ップシフト、すなわち第７ギヤにシフトすることｔ−選
択するためには、運転者はレバー１ｔ−前方に一度動か
し、次に、レバーを中位または中心位置に押し動かして
戻す。図面に示すように第６ギヤにおいて、運転者はレ
バーを前方に３回迅速に休止位置に毎回戻して屓次に動
かす場合、２個のギヤを有効にスキラグし、はぼ瞬間的
に第９速に直接（スキップシフトする（すなわち、第７
および第８速は噛合しない）。したがって、多段または
スキップシフトを本発明の半自動制御装置を用いること
によって指令することができる。選択ギヤ比に関連した
主クラッチ１６の切離シよび選択ジ璽−クラッチ部材の
同期化は自動スロットルおよびクラッチ制御および入力
軸およびまたはエンジンの制御によって自動的に、迅速
に達成される。制御系は半自動であり、運転者は、アッ
プシフトかまたはダウンシフトを行なう時期、およびア
ップシフトまたはダウンシフトするギヤ比を決定する必
要があるが、ギヤシフトレバ−、スロットルペダルおよ
びクラッチの操作を合わせる必要はない。運転者が、一
度、許容ギヤ比を選択すれば、スロットルはプリラグさ
れてダウンシフト中に必要な同期化が得られ、あるいは
、アップシフト中に必要な同期化が行なわれるようディ
ップされ、これらの全てが中央グロセッシングユニット
３８によって運転者に対して自動的に行なわれる。操作
の逆モードは停止位置で二島−トラルからのみ行々われ
、次に、制御レバー１を現在噛合の二為−トラル位置か
ら後方ζ動かすことによって行なわれる。
ダウンシフトが逆に突然動くのを防止するため、リバー
スボタン１人を設け、このリバースボタンを押すことに
よって初めて中央グロセッシングユニットカ二為−トラ
ル位置ｆのレバース操作に対する要望に際し制御レバー
１を後方に動かすことができるようにすることができる
。
主変速機部分および副変速機部分の両方を含むアップシ
フトおよびまたはダウンシフト、すなわち、複合シフト
は、運転者にとって等しく簡単に行をうことができ、こ
の理由はこれらは副変速機部分だけ、すなわちスプリッ
トシフトだけを含むからでｂる。多段レバースギヤ比を
設けたこれらの変速機にお＾ては、制御レバーを指示通
りに前後に動かすことくよって変速機をさらに低いレバ
ースギヤ比にダウンシフトすることができ、また、さら
に高いレバースギヤ比にアップシフトすることができる
。当然のこととして、シフトレバ−の端に設は得る任意
の形式のトラブルスイッチまたはボタンをレバースボタ
ン１人の代シに用いることができる。
予定の方向に前後に動いて操作のフォワードおよびレバ
ースモードを選択した後、横方向に動いて１段または多
段のアップシフトおよびダウンシフトを選択し得る単一
制御レバーが米国特許第４４４２７５０号明細書に開示
されており、かかる制御レバーを図示の制御レバー１０
代りに用いることもできる。
本発明の半自動制御系の他の重要で有利な特徴として、
車両を完全に停止させた後、クラッチ１６を足踏みペダ
ル３によって外し、レバー１をダウンシフト方向に一度
動かすことＫより、制御装置が変速機１２を最高の許容
し得るスタートギヤ比に自動的にシフトし、これを多数
の中間ギヤ比を越えてスキップシフトすることができる
。例えば、１２段の前進速度変速機においては、最高の
許容し得るスタートギヤ比は第５ギヤとすることができ
る。ダウンシフト方向における他のレバーの動きは変速
機をさらに迅速またはゆり〈シと上シ坂発進等を行なわ
せるようシフトする。運転者は、停止時または移動中、
許容し得るギヤ比から成る一つのギヤ比を常に選択する
ことができる。手動クラッチは停止準備の九め用いられ
るだけで、これにより変速機を外ずし、任意の許容し得
るスタートギヤ比で停止状態から発進して＾る間に失速
するのを防止する。半自動シフト中に、運転者が手動ク
ラッチを操作する場合には、そのギヤの切換えは中断さ
れ、手動クラッチの再噛合に際してのみ連続する。
選択的特徴として、道路における障害物を避ける際に、
運転者が手動クラッチを外ずすことなしＫＮ、両を停止
させるというよう次緊急−５態においては、甑低速度が
センサーに動くことによつて倹知され、クラッチ１６．
は自動的に外ずされる。このような自動的クラッチ外ず
し作動はエンジンの失速を防止し、これによりステアリ
ングその他のエンジンによって駆動される動力による機
能を保持する二とができる。車両を再び動かすには、運
転者、・、【手でクラッチ１６を外ずし、ギヤレバー１
をダウンシフト方向に動かして最高Ｏ許容し得るスター
トギヤ比を再び選択する。
付加選択的なノ１微として、仮シ（、運転者が乗用機関
の回転数を許容トルクレベル以下に下げる場合（例えば
、典、盟約な重量を有する乗用ディーゼル機関において
、８００〜１２ｏｏｒｐｍ以下く下げたような場合）、
交通が渋滞している場合でもよいが、レバー１のみを下
方に動かすと、電流が運転状態を検知している間、トラ
ンスミッシ嘗ンは、自動的に許容最小ギヤ比ベシフトダ
ウンする。したがって、レバー１のみの下方への移動に
応答して有効を最大加速が自動的に得られることになる
。
第４Ａ図を参照するに、変速機１２の主または画側変速
機部分はどちらかと言えば幅の広い４個の選択可能の前
進駆動ギヤ比を有する。同期装置またはブロッカ−はな
く、主クラッチ１６を経て変速機入力軸からエンジンを
切り離して通常シフトされる。主変速機部分の出力軸６
８は慣性を最小くするためできるだけ軽くされ、したが
って副変速機部分の正確な同期は要求され−６い。主変
速機部分は２本のカウンターシャフトを有し、これらの
カウンターシャフト上の歯車７４および７６は主軸上の
歯車８０および８２と絶えず噛合し、これらの主軸上の
歯車はジ■−クラッチ９６によって主軸６Ｂにいづれ務
一方だけが選択的にクラッチ結合される。
ｇ４Ｂ図を参照するに、同様の対のカウンターシャフト
機構が設けられており、ただ、２個の条件が既に満足さ
れていなければ、各主軸歯車の選択が阻止されるよう構
成されている。第１に、主またに前側部分が二為−トラ
ル状態（あって、慣性が最小の状態であり、第２に、関
連するジ１−クラッチ部材のそれぞれの同期化が少なく
とも瞬間的に自じ、すなわち、同期化が交差している状
態で６ることが条件でらる。
ｌｌａｌ部分の各主軸ｔＲ箪１５４上のブロッカ−１７
２は機械的に達成されている。ブロッカ−１７２はジ言
−クラッチ部材１６４に６る装置の相対回転で回転する
よう取付けられている。ジ１−クツッチ部材１６４は主
軸６１３にスプライン結合畜九でいる。摩擦部品２３２
および２５４のひきずシに動くことによつて、ブロッカ
−１７２は主軸歯車（カウンターシャフト歯車と絶えず
噛合）と−緒に回転する傾向があり、また、ジ１−クラ
ッチ部材６４との間に許容された相対的回転の範囲内で
ジ璽−クラッチ部材６４に対して相対的に回転する。
交差同期化においてのみ、ブロッカ−はジｗ−クラッチ
部材に対して相対的に回転して位置決めされ、選択した
、または、予め選択された主軸歯車と実際に噛合するこ
とができる。ブロッカ−にはテーパー付表面２１８，２
２０が設けられ、ジ冒−クラッチ部材２１２にはテーパ
ー付表面２２２．２２４が設けられ、これにより相対的
小さな範囲内での非同期化を許容し、既に、二へ−トラ
ル状悪に主部分があることＫより慣性が最小Ｖｔ−なる
。
変速機１２の構造および変速機１２の副変速機部分に用
いられるブロックしたジ１−クラッチ部材の構造は従来
既知のものでらり、上述した米５４？許第３７９９００
２号、第３９２１４６９号。
第３９２４８４８号、第４１９４４１０号、第４４４０
０５７号明細書および公開ヨークツバ特許ＪｉＢＰ−人
一０（１７１３５３＞よびＥＰ−人−１１７３４２ＶＣ
詳［Ｋ記載されている。この構造は、第５〜８図にも示
されており、さらく詳細な記Ｉｌ！は省略する。
典量的な許容ギヤ比決定方法および本発明制御系のギヤ
比切換操作につき次にさらに説明する。
半自動変速機の機能および構成部品は、ギヤ比切換選択
スイッチまたはレバー１、表示パネル２、制御箱３８、
速度センサー３２．３６、エンジン（燃料）制御装置２
６、スロットルおよびクラッチセン？−２２，３（運転
者がこれらを押ｆことを検出する）、シフト、クラッチ
オヨびブレーキ（必要（応じ、エンジンマニホルドハキ
ニームをバキュームチーボーフロアート−緒に使用）の
電子−空気制御装置、入力ブレーキ１７およびまたは１
８ならびにそれぞれのアクチュエータ、制御ケーブルお
よびクラッチアクチュエータ３ａである。
１／／＜−１、表示パネルおよび中央制御ユニット５８
には運転者の切換要求を入力し、運転者にどのギヤが入
りているかを知らせ、任意の瞬間に、他のギヤ比を運転
者は選択することができ、ギヤシフトを、１段またはス
キップで、完了させるに必要なエンジンおよび車輛の状
態を検知する。レバー１を１回または多数回、アップシ
フトのため前方に、ダウンシフトのため後方に動かして
シフト操作を行なう。ギヤシフトレバ−はスプリングに
よって休止または垂直位置に戻るよう附勢されており、
レバーｔ−１回動かすことによって１つのシフト制御を
行なう。
エンジンの制御は燃料制御袋！２６によって行表われ、
この制御装置は２個のソレノイド弁を有し、一方のソレ
ノイド弁はエンジン「ディッピング」に関連し、他方の
ソレノイド弁はエンジン「プリッピング」に関連する。
ディッピングはアップチェンジに用いられるばかりでな
く、ダウンチェンジを行うための準備作動としてトルク
ラインを切離す之めにも用いられる。
背面を対向させた複働型二ニーマチックピストンをソレ
ノイド弁に関連して設けて、所要に応じ、運転者の感覚
なしに、サーボポンプを操作させるよう構成している。
これらのユニットは電子パネルからの信号に応答する。
「フライ−パイ−ワイヤー」型スロットル制御装置また
は全電子エンジン制御を制御系によって行なうことがで
きる。
制御系を正しく機能させるため、全クラッチおよび部分
スロットル作動を識別することが必要であり、これは、
運転者の足踏みペダルからのクラッチおよび最初のアク
セルの動きの少をくとも全量をスイッチ（マイクロスイ
ッチまたは近接スイッチ）によって行々う。
変速機オペレーター３４には電子二為−マチック（ｇｐ
）マニホルドが設けられ、これは好ましくはｚ４の素子
に分割される。第１の素子は前側の箱に関連し、Ｋ２の
素子は後側の箱に関連する。ＢＰマニホルドはソレノイ
ド弁によって制御されるマニホルドでらり、シフトピス
トンのシリンダーく関連して設けられる。
オペレーター５４ＶＣＦｉ、また、シフトユニットが設
けられ、このユニットは、電子制御箱３８からの信号に
より作動される適当なＥＰ弁のサーボ作動によって動か
される空気ピストンを具える。
運転者は以下のように指示することができる。
車両が静止しており、空気圧力が正しいレベルにちり、
手動ブレーキがかかっており、クラッチが外れており、
加速がアイドル回転状態である。ニエートラルであるこ
とが表示ユニットに指示されている。運転者はギヤレバ
ーを一旦前方に動かし、これによりュニットを最も低い
ギヤ比で発進するよう予め設定する。クラッチはまだ入
っていない。クラッチペダルを押し下げ、所定の押し下
げ量でマイクロスイッチが作動する。
第１ギヤを入れ、クラッチペダルを釈放し、手動ブレー
キを外ずす際に、スロットルを操作し、車両は発進し、
正常に加速する。所望速度で、運転者は次の最高ギヤ比
をギヤレバーの前方への１回の操作で選択する。零速度
において、レバーを１回動かすことによりギャボックス
は車両が停止する状態から発進用ギヤに戻る。
このような位置において、可視的指示により、運転者は
注意を道路の前方から完全にそらすこと々しに適当なギ
ヤが示され、また、シフトを完全にするために必要な速
度をも指示する。
電子パネルはＣＰ（Ｊｓａを具え、運転者の指令をギヤ
選択ユニットから受は取り、速度信号をギヤボックス入
力および出力軸から受は取り、指令ｔ−ＥＰマニホルド
、シフトユニット、アップシフト慣性ブレーキ、エンジ
ンおよびクラブチ制御装置に送る。パネルは半自動７フ
ト作動を行なうための入力信号を記憶するよう構成され
ている。
速度センサーからも信号が入力され、速度センサーは入
カシよび出力軸の両方の回転速度を感知し、エンジン回
転数４００（アイドル）ないし２６ｏｏＲＰＭ（制御さ
れた最高速）の範囲くわ九シ正確に速度を検知する。
エンジンの制御は２つの素子によって行なわれる。電子
回路は変速機の入力および出力軸速度間の状態を検査し
、アップシフトが可能な場合には、スロットル、クラッ
チおよびアップシフトブレーキ制御装置を自動的に作動
して第２ギヤの所定の同期化および噛合を行なわせる。
第２ギヤが噛合し九後、アップシフトブレーキを解放し
く所要に応じ、前の解放を開始することができる）、ク
ラッチおよびエンジン制御装置を所定の状態に戻す。自
動で６るから、シーケンスは迅速であって東両のパーフ
ォーマンスの損失は最小でろり、また、車両を「ゴー」
の状態から「ノーゴー」の状態に動かすことは殆んど不
可能でろる。スロットルの操作は運転者にまかせられて
いる。このシーケンスは、最高ギヤ比に達するまで、状
態が許容するままに。
ギヤボックスを経て繰返される。
負荷と道路との状態が悪くなって工ンジ／および車両速
度が低下する際、ダウンシフトが要求され、また、ダウ
ンシフトは任意の時期に求められる。しかし、ダウンシ
フトは同期化させるに十分なエンジン速度範囲が得られ
る場合にのみ行なうことができる。状！ｌ！４が定常で
ある場合、２つのジ−タンスのうちの一方が生じる。
このシーケンスはギヤ切換えが後側ボックスだけで行な
われるか、または前後の両ボックスで行なわれる複合シ
フトであるかによって左右される。
分割シフト−副変速機部分のみ 単一後方ボックスシフト信号によって、後方ボックス内
のギヤが選択され、「スロットルティップ」　（燃料ポ
ンプがアイドル運転に向かう）クーケンスがトルクライ
ンｔ−破夛、噛合を外さぜるに十分な時間で開始する。
クラッチも、また、外された後、再び噛合される。「ス
ロットルディップ」シーケンスが終ると、「スロットル
グリップ」　（燃料ポンプがフルスロットルに向かう）
の期間が始まる。同期状態を検出する際、スズリッター
機構が作動して下段ギヤを噛合させ、「スロットルプリ
ップ」期間がｌＳｂ。
スロットルは運転者によって要求された状態に戻る。
複合シフト−主および副変速機部分 複合（主〉よび副変速機部分の両方が切換えられる）シ
フトでは、シーケンスは限界的に相違するだけである。
最初にクラッチが釈放される以前におけるシーケンスは
同じである。次に、以下のシーケンスが確集に生じる。
前方ボックスではニエートラルが選、択され、この際、
クラッチは適当な時間外れたままでちる。次に、り′　
　ラッチは再び噛合され、「スロットルディップ」信号
が除去され、スロットルグリップが作動される。同期状
態の検出に際し、スロットルプリップは終り、適当な遅
延時間後、前方ボックスの噛合が行なわれる。
上述したジ−タンスを第１０〜１５図のフローチャート
に示す。
シフト外匣、エンジン速度、クラッチおよび慣性ブレー
キオペレーターく対する二１−マチック制御ラインを制
御するために電子回路が用いられる。この電子回路は、
また、許容することのできないギヤ切換を禁止し、現在
の噛合ギヤおよびシフトすべきギヤを表示する。ギヤレ
バー要求信号、入力軸速度、出力軸速度、スロットル開
始位置およびクラッチペダル位置（押し下げるか否か）
を入力として電子回路は応動する。
第９図は電子回路をブロック線図で示す。道路走行速度
信号周波数の実際の値を測定し、それぞれの値を２進数
で設定し、全てのギヤで得られる最高速度を表わす。す
なわち、２進数１は１１になるまで第１ギヤの最高速度
で生じ、２進数１１は第１２ギヤで得られる最高速度で
ある。
この実際の道路走行２進数に２進数５が加えられ、この
加えた値と実際の速度２進数の両方を２個の２進比較器
に入力し、他の入力として現在の実際のギヤ（関する信
号を入力する。各比較器への他の入力は一致噛合ギャ比
に対応し、それぞれのセット値最高速度２進数で供給さ
れる。この効果として任意の実際の道路走行速度で得ら
れるギヤの「ウィンドウ」を生じる。
「要求された」ギヤがこのウィンドウ外にある場合には
、その選択はゲートによって、後述するように、無効に
される。２つの実施例では、零の実際の速度では、ギヤ
１，２：ｔ？よび３だけが得られる。例えば、第２ギヤ
における最高実際速度において、ギヤ３．４および５だ
けが得られる。
「現在」　（または実際の）ギヤ選択２進数は２方向４
ビツトカクンターの出力から得られる。
アップシフト要求（よってカウンターは増大し、ダウン
シフト要求によってカウンターは減小する。「要求」ギ
ヤが窓外にある場合に、入力ゲートは閉じる。ダウンシ
フト要求に対して速度が低すぎるために、要求された選
択ギヤ比がウィンドウ外にある場合、車両は最高の許容
し得るギヤにさらに切換えられる。
各アップシフトも、ｉた、スロットルディップ（ＴＤ）
を開始し、各下方への切換えはスロットルブリップ（Ｔ
Ｂ）を生じる。これらはエンジンが道路走行速度と同期
するまで続き、次に、それぞれのＴＤまたはＴＢを切シ
取り、次のギヤを選択する。この点についても前述の７
０−チャートを参照することができる。
これがため、好適実施例におけるギヤ切換は、トルクを
組入れることができるが、トルクに依存しない。ギヤ切
換は、発進および最終速度および実際に噛゛合している
ギヤおよび可能な選択ギヤ比にのみ依存して許容される
。
本発明による半自動変速機は、従来の全自動変速機に比
べて、運転者の判断による制御が可能でろり、これがた
め、柩めて低速度において、また、前方の地形または道
路状態が走行上困難でろる場合Ｋ特に有利である。運転
者は、停止状態から発進する場合、または、狭い場所で
の切かえし運転の場合以外にはスロットルシよびクラッ
チペダルを操作してギヤ比を変える必要はない。一定速
度での走行時における制御またＦ′ｉ調速したトップ走
行速度を制御ボックス３８内に容易に設定してシくこと
もできる。運転者は、スロットルがシフトのため作動さ
れる際に、この作動されている状態′ｔ−尼に感する。
シフトは槙めて迅速に行なわれ、したがって、許容し得
るシフトの表示状態（例えば、アップシフト時に２個の
ギヤ比をとび越える）は短時間のシフト中に変わらず、
車速はほとんど゛低下しない。
普通のシンクロメッシ為または非同期機械的切換歯車は
、選択すべきギヤ比の判断を誤り、しかもギヤを完全に
切換え終りた後のアイドル速度でのエンジンの空転ず々
わち空ふかしに対する保護対策が講じられていない。
本発明の好適実施例につ＠説明したが、本発明はこれら
の実施例に限られることなく、本発明の範囲内で種々の
変更を加えて笑施することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による半自動機械的変速動力伝達系の概
略線図、 第２図は本発明による半自動変速機の制御系の系統線図
、 ｉｇ３図は手動シフト制御および表示装置の斜視図、 第３Ｂ図はに３図に示す表示部の拡大図、第４Ａ図は本
発明の制御系によって半自動的に制御されるスプリッタ
ー型複合機械的変速機の主変速部分の部分断面図、 第４Ｂ図は副変速部分の部分断面図、 第５〜８図は本発明のブロックしたスズリッター型複合
変速機の補助部分の詳細図、第９図は半自動変速機の論
理および制御電子回路のブロック線図、 第１０図は複合アップシフトのシフト論理フローチャー
ト、 第１１図はアップシフトだけのスズリッターグツトの７
フト論理フローチヤート、 第１２図はダウンシフトだけのスズリッターグツトのシ
フト論理フローチャート、 第１３図は複合ダウンシフトのシフト論理フローチャー
トである。 １・・・シフト選択レバー　　２・・・制御表示装置５
−クラッチ制御装置　１２−・・変速機１４・・・ｆｉ
Ｒｃｅｔットル制御エンジン１６−摩擦主クラッチ ２４−手動燃料スロットル制御装置 ２８．５２・・・変速機入力軸　３６−・出力輪３０・
−クラッチオペレーター ３４−・変速機オペレーター （外１名） ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、　　５ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、８ 手続補正書　（方式） 昭和６０年１１月２Ｂ日 昭和６０年　特　許　ｉｌｌ　　第１６２７６２号２、
発明の名称 半自動機械的変速機制御方法と変速機の制御表示装置 ３、補正する者 事件との関係　　特許出願人 名称　イートン　コーポレーション ４、代理人 住所　東京都千代田区神田駿河台ｌの６主婦の友ビル

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）手動燃料スロットル制御装置と、燃料スロットル
    制御エンジンと、多段速度切換歯車機械的変速機と、エ
    ンジンと変速機との間に介挿された摩擦主クラッチと、
    この主クラッチを選択的に入切する手動クラッチ制御装
    置と、アップシフトを選択するよう中心位置から第１方
    向に可動であるとともに現在噛合しているギヤ比からダ
    ウンシフトを選択するよう中心位置から第２方向に可動
    。手動シフト選択レバーと、変速機入力軸および出力軸
    の回転速度と前記シフト選択レバーの作動を示す入力を
    受取り、これらの入力を予定の論理則にしたがって処理
    して指令信号をクラッチオペレーター、燃料スロットル
    制御オペレーターおよび変速機オペレーターを含む非手
    動制御オペレーターに送出する中央プロセッシングユニ
    ットとを具える半自動機械的切換歯車動力伝達系を制御
    する方法において、 前記手動シフト選択レバーの動作方向およ び予定時間内における前記手動シフト選択レバーの前記
    中心位置からの変位回数を含む前記手動シフト選択レバ
    ーの作動を検知し、 前記シフト選択レバーの予定方向における 中心位置からの変位の各繰返しが前記方向における１個
    の附加的連続ギヤ比の切換のオペレーター選択を示すと
    仮定して現在噛合しているギヤ比から直接にシフトされ
    るべくオペレーターによって選択される変速機ギヤ比を
    決定することを特徴とする半自動機械的切換歯車動力伝
    達系の制御方法。
  2. （２）前記入力信号を処理して前記変速機の現在噛合し
    ている歯車比を決定するとともに検知した車両作動状態
    下で前記変速機の許容し得る噛合ギヤ比を決定し、 指令出力信号を送出して現在の噛合ギヤ比 からオペレーター選択ギヤ比の現在の噛合ギヤ比から最
    小変位ギヤ比に、または選択したシフト方向において許
    容し得るギヤ比の現在の噛合ギヤ比から最大変位ギヤ比
    に自動的にアップシフトまたはダウンシフトさせ、前記
    指令出力信号によって前記変速機を前記現在の噛合ギヤ
    比から前記最小変位ギヤ比に直接にシフトさせることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）許容し得る噛合ギヤ比の指示を表示することを特
    徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方
    法。
  4. （４）現在の噛合ギヤ比を表示するとともに許容し得る
    噛合ギヤ比をも表示することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項または第２項に記載の方法。
  5. （５）前記表示が、 現在の噛合ギヤ比を指示するための第１表 示部分を設け、 前記現在の噛合ギヤ比から許容し得る連続 のアップシフトの最大数を指示するための第２表示部分
    を設け、 前記現在の噛合ギヤ比から許容し得る連続 のダウンシフトの最大数を指示するための第３表示部分
    を設けてなることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
    記載の方法。
  6. （６）前記第１表示部分が前記第２および第３表示部分
    間に設けられ、前記第２表示部分が前記第１表示部分か
    ら前記第１方向に変位され、前記第３表示部分が前記第
    １表示部分から前記第２方向に変位され、前記第１部分
    が数的表示を設け、前記第２および第３表示部分が許容
    される予定方向における連続ギヤチエンジ０，１，２ま
    たは３のそれぞれの最大に対応する０，１，２または３
    の表示を設けることを特徴とする特許請求の範囲第５項
    に記載の方法。
  7. （７）前記中央プロセッシングユニットが前記主クラッ
    チの作動を示す入力をも受け取り、 予定の車両速度より高い速度からの車両の 停止を検知し、 次いで、ダウンシフト方向におけるシフト 選択レバーの単一の動きと主クラッチの手動による釈放
    の両方を検知する際に、前記変速機を最高の許容し得る
    発進ギヤ比に自動的にシフトさせることを特徴とする特
    許請求の範囲第１，２，４項のいづれか１項に記載の方
    法。
  8. （８）前記主クラッチが前記変速機のシフト中にのみ前
    記中央プロセッシングユニットによって自動的に作動さ
    れ、前記手動クラッチ制御が前記非手動制御を割込み制
    御して前記主クラッチを前記中央プロセッシングユニッ
    トによって設定された釈放度合より大きな釈放度合で釈
    放することを特徴とする特許請求の範囲第１，２または
    ４項のいづれか１項に記載の方法。
  9. （９）手動燃料スロットル制御装置と、燃料スロットル
    制御エンジンと、多段速度切換歯車機械的変速機と、エ
    ンジンと変速機との間に介挿された摩擦主クラッチと、
    この主クラッチを選択的に入切する手動クラッチ制御装
    置と、アップシフトを選択するよう中心位置から第１方
    向に可動であるとともに現在の噛合ギヤ比からダウンシ
    フトを選択するよう中心位置から第２方向に可動の手動
    シフト選択レバーと、変速機入力軸および出力軸の回転
    速度とシフト選択レバーの作動を示す入力を受取り、こ
    れらの入力を予定の論理則にしたがって処理して指令信
    号をクラッチオペレーター、燃料スロットル制御オペレ
    ーターおよび変速機オペレーターを含む非手動制御オペ
    レーターに送出する中央プロセッシングユニットとを具
    える半自動的機械的切換歯車動力伝達系を制御する方法
    において、 前記手動シフト選択レバーの動作方向およ び予定時間内における手動シフト選択レバーの前記中心
    位置からの変位回数を含む手動シフト選択レバーの作動
    を検知し、 予定車両速度を超える速度からの車両の停 止を検知し、 次いで、ダウンシフト方向におけるシフト 選択レバーの単一の動きと主クラッチの手動による釈放
    の両方を検知する際に、前記変速機を最高の許容し得る
    発進ギヤ比に自動的にシフトさせることを特徴とする半
    自動機械的切換歯車動力伝達系の制御方法。
  10. （１０）エンジンの回転速度を表示する入力信号を検知
    または演算し、該入力信号と予め選択された最小エンジ
    ン回転速度に対応する基準信号とを比較し、エンジン速
    度の入力信号がエンジン速度基準信号よりも小さい場合
    には、シフト選択レバーのみのシフトダウン方向への移
    動に応答してトランスミッションを最小噛合ギヤ比にシ
    フトダウンすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    、２項、５項または９項に記載の方法。
  11. （１１）切換歯車変速機の制御表示装置が、現在の噛合
    ギヤ比を指示する情報を表示す る第１部分と、 最高の許容し得る噛合ギヤ比を指示する情 報を表示する第２表示部分と、 最低の現在の噛合ギヤ比を指示する情報を 表示する第３表示部分とを具えることを特徴とする変速
    機の制御表示装置。
  12. （１２）前記第１部分が現在の噛合ギヤ比速度の数に対
    応するアルファ数字を表示し、前記第２表示部分が現在
    の噛合ギヤ比から許容し連続のアップシフトの最大数が
    ０，１，２または３のそれぞれであることを指示する０
    ，１，２または３を表示し、前記第２表示部分が現在の
    噛合ギヤ比からの連続的ダウンシフトの最大数が０，１
    ，２または３のそれぞれであることを示す０，１，２ま
    たは３を表示していることを特徴とする特許請求の範囲
    第１０項に記載の制御表示装置。
  13. （１３）前記変速機が半自動の機械的変速機であり、前
    記制御装置が外匣に取付けられ、この外匣に通常は中心
    位置に押圧されていて第１方向に動くことによって現在
    の噛合ギヤ比からアップシフトを選択し、第２方向に動
    くことによって現在の噛合ギヤ比からダウンシフトを選
    択し得る手動シフト選択スイッチも設けられており，前
    記第１表示部分が前記第２および第３表示部分間に位置
    し、前記第２表示部部が第１表示部分から前記第１方向
    に変位され、前記第３表示部分が前記第１表示部分から
    前記第２方向に変位されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１０項に記載の制御表示装置。
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