(57)【要約】【課題】キャブをフレームに支持するサスペンションスプリングを備える車両の変速装置において、人為操作に基づく変速要求の発生後、早いタイミングで変速の完了感が得られるようにする。【解決手段】人為操作に基づくシフト要求を発生する手段、トランスミッションのシフト位置を検出する手段、クラッチのストローク位置を検出する手段、これらの検出信号に基づいて人為操作に基づくシフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフトを遂行するようにクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段（図４、参照）、人為操作に基づくシフト要求の発生後かつシフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフト制御が実際に完了する前の所定時期にギヤシフト制御の完了を予報する擬似的な揺れをキャブに与える手段(S13，S14)、を備える。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャブをフレームに支持するサスペンションスプリングを備える車両において、歯車式のトランスミッションをギヤシフト駆動するギヤシフトアクチュエータ、メカニカルなクラッチを断続駆動するクラッチアクチュエータ、人為操作に基づくシフト要求を発生する手段、トランスミッションのシフト位置を検出する手段、クラッチのストローク位置を検出する手段、これらの検出信号に基づいて人為操作に基づくシフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフトを遂行するようにクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段、人為操作に基づくシフト要求の発生後かつシフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフト制御が実際に完了する前の所定時期にギヤシフト制御の完了を予報する擬似的な揺れをキャブに与える手段、を備えることを特徴とする車両の変速装置。
【請求項２】
シフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフト制御により発生する実際のショックに伴うキャブの揺れを抑える手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る車両の変速装置。
【請求項３】
シフト要求に対応するシフト位置を表示する手段、その表示の切り替えをギヤシフト制御の完了を予報する擬似的な揺れの起動に同期させるように制御する手段、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２の記載に係る車両の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の変速装置に係るものであり、詳しくはキャブをフレームに支持するエアスプリングを備える車両に搭載される変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のキャブサスペンションとして、キャブをフレームに支持するコイルスプリングの代わりにエアスプリングを採用するものが開示される（特許文献１，特許文献２、参照）。このような車両についても、変速操作の負担を軽減するため、従前の機械的な変速機構に代えて、歯車式のトランスミッションをギヤシフト駆動するギヤシフトアクチュエータ、メカニカルなクラッチを断続駆動するクラッチアクチュエータ、人為操作に基づくシフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフトを遂行するようにクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段、を備えることが考えられる（特許文献３、参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５８７６４号公報
【特許文献２】
特開平０９−１０９９２１号公報
【特許文献３】
特開２００２−２９５６６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような変速装置においては、運転室にシフトレバーユニット（人為操作に基づくシフト要求を発生する手段）が配置され、シフトレバーのポジション信号を出力する。この信号により、シフト要求が発生すると、その要求に対応するシフト位置へのギヤシフトを遂行するようにクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータが制御されるのである。
【０００５】
クラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータの制御は、運転者のシフトレバー操作後（レバー位置の確定後）に開始されるのであり、従前のメカニカルな変速機構による手動変速の場合よりも、変速の完了が遅く車両の空走感も長いような違和感を運転者に与える可能性が考えられる。クラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータの制御による自動変速の場合、シフトレバー操作後にトランスミッションのギヤシフトが開始されるのに対し、従前のメカニカルな変速機構による手動変速の場合、運転者のクラッチ操作およびシフトレバー操作に伴ってトランスミッションのギヤシフトが進行するのであり、変速の完了がシフトレバー操作の終了と共に実感される。運転者は、自己のシフトレバー操作を基準に変速時間を捉えやすく、自動変速の方が実際の変速時間は短いのに拘わらず、変速の完了が遅いという不安感に駆られるようである。
【０００６】
この発明は、キャブをフレームに支持するサスペンションスプリングを備える車両の変速装置において、このような自動変速に伴う違和感を解消するための有効な対策手段の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、キャブをフレームに支持するサスペンションスプリングを備える車両の変速装置において、歯車式のトランスミッションをギヤシフト駆動するギヤシフトアクチュエータ、メカニカルなクラッチを断続駆動するクラッチアクチュエータ、人為操作に基づくシフト要求を発生する手段、トランスミッションのシフト位置を検出する手段、クラッチのストローク位置を検出する手段、これらの検出信号に基づいて人為操作に基づくシフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフトを遂行するようにクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータを制御する手段、人為操作に基づくシフト要求の発生後かつシフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフト制御が実際に完了する前の所定時期にギヤシフト制御の完了を予報する擬似的な揺れをキャブに与える手段、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明においては、第１の発明に係る車両の変速装置において、シフト要求に対応するシフト位置へのギヤシフト制御により発生する実際のショックに伴うキャブの揺れを抑える手段、を備えることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明に係る車両の変速装置において、シフト要求に対応するシフト位置を表示する手段、その表示の切り替えをギヤシフト制御の完了を予報する擬似的な揺れの起動に同期させるように制御する手段、を備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
第１の発明においては、人為操作に基づくシフト要求が発生すると、その要求に対応するシフト位置へのギヤシフトを遂行するようにクラッチアクチュエータおよびギヤシフトアクチュエータが制御される一方、シフト要求の発生後かつその要求に対応するシフト位置へのギヤシフト制御が実際に完了する前の所定時期にギヤシフト制御の完了を予報する擬似的な揺れがキャブに与えられる。この疑似的な揺れにより、シフト要求の人為操作後の早いタイミングで恰も変速が完了したかのような走行感を生じさせるのである。つまり、メカニカルな変速機構による手動変速よりも、変速の完了が遅いという不安感の払拭が図れるようになる。
【００１１】
第２の発明においては、実際に発生するショックに伴うキャブの揺れが抑えられ、運転者に違和感を与えかねない、揺れの繰り返し（擬似的な揺れと実際の揺れとの重複）が避けられる。
【００１２】
第３の発明においては、シフト位置表示の切り替えは、擬似的な揺れの起動に同期するよう制御されるので、ギヤシフト制御の完了を予報する疑似的な揺れの信憑性が高められ、シフト要求の人為操作後の早いタイミングで恰も変速が完了したかのような走行感を確実に生じさせることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１において、１はトラックのキャブであり、フレーム２にエアサスペンション装置５を介して支持される。５１は歯車式のトランスミッション、５２はメカニカルなクラッチであり、これらは変速装置５０の制御対象となる。
【００１４】
キャブ１のエアサスペンション装置５は、図２のように構成される。１０ａ〜１０ｄはキャブ１の前後左右を支持するダンパ（ショックアブソーバ）、１１ａ，１１ｂはキャブ１の前部左右を支持するエアスプリング、１１ｃ，１１ｄは同じく後部左右を支持するエアスプリングである。エアスプリング１１ａ〜１１ｄ毎にサブタンク１３ａ〜１３ｄが設けられ、これらサブタンク１３ａ〜１３ｄはそれぞれ対応するエアスプリング１１ａ〜１１ｄに配管３０を介して接続される。各配管３０の途中に第１電磁弁１２ａ〜１２ｄが介装される。第１電磁弁は１２ａ〜１２ｄはソレノイド２１への通電がOFFのときは通路を連通する一方、ソレノイド２１への通電がONすると通路を遮断する。
【００１５】
エアスプリング１１ａ〜１１ｄは前後に分けて左右を１組としてエアリザーバに配管３１を介して接続される。各配管３１の合流部分にレベリングバルブ１４ａ，１４ｂが介装される。レベリングバルブ１４ａ，１４ｂはキャブ１の高さ一定の水平状態に維持するよう、エアスプリング１１ａ〜１１ｄのエアを給排気するものであり、フレームとの間でキャブの上下への動きに伴ってレベリングバルブ１４ａ，１４ｂをメカニカルに切り替えるセンシング機構１５が設けられる。
【００１６】
レベリングバルブ１４ａ，１４ｂにそのレベリング機能を一時的に停止するためのソレノイド２２が付加される。レベリングバルブ１４ａ，１４ｂはソレノイド２２への通電がONすると、エアの給排気を遮断する中立位置に保持される一方、ソレノイド２２への通電がOFFすると、センシング機構１５との連動状態（レベリング機能の作動状態）へ復帰する。
【００１７】
キャブ１後部のエアスプリング１１ｃ，１１ｄについては、レベリングバルブ１４ｂと並列な配管３２が設けられ、エアスプリング１１ｃ，１１ｄをエアリザーバ１６に第２電磁弁１７および絞り１８を介して接続する。第２電磁弁１７はソレノイド２３への通電がOFFのときは通路を遮断する一方、ソレノイド２３への通電がONすると通路を連通する。
【００１８】
第１電磁弁１２ａ〜１２ｄのソレノイド２１およびレベリングバルブ１４ａ，１４ｂのソレノイド２２は、ブレーキが作動状態のときにONするブレーキスイッチ１９を介して電源に配線される。第２電磁弁１７のソレノイド２３は、ブレーキスイッチ１９およびこれと直列のリミットスイッチ２０を介して電源に配線される。リミットスイッチ２０は、ある程度を超えるノーズダイブを検知するためのものであり、この例ではキャブ１後部のエアスプリング１１ｃ，１１ｄが伸び側へ所定値以上にストロークするとONする。２４はエアコンプレッサである。
【００１９】
ブレーキスイッチ１９およびリミットスイッチ２０がOFFのとき（通常時）は、第１電磁弁１２ａ〜１２ｄとレベリングバルブ１４ａ，１４ｂおよび第２電磁弁１７はそれぞれソレノイド２１〜２３への通電がOFFされる。エアスプリング１１ａ〜１１ｄは第１電磁弁１２ａ〜１２ｄを介してサブタンク１３ａ〜１３ｄに連通され、ばね定数の小さい開放状態でキャブ１をソフトに支持する。
【００２０】
キャブの揺れや傾きに対しては、レベリングバルブ１４ａ，１４ｂがメカニカルに切り替わり、エアスプリング１１ａ〜１１ｄのエアを給排気することにより、キャブ１の高さを一定の水平状態に維持するように機能する。第２電磁弁１７はレベリングバルブ１４ｂと並列な配管３２を遮断状態に保持するため、既述のレベリング機能を損なうことはない。
【００２１】
走行中にブレーキをかけると、前方への慣性力により、キャブ１前部が沈み込もうとする。このとき、ブレーキスイッチ１９のONにより、第１電磁弁１２ａ〜１２ｄのソレノイド２１およびレベリングバルブのソレノイド２２は通電されるのである。これにより、第１電磁弁１２ａ〜１２ｄは通路を遮断し、レベリングバルブ１４ａ，１４ｂは中立位置を保持する。エアスプリング１１ａ〜１１ｂはサブタンク１３ａ〜１３ｄと遮断され、ばね定数の大きな密閉状態でキャブ１のノーズダイブを抑制する。そのため、ノーズダイブ後の揺れ戻しも小さくなる。
【００２２】
ノーズダイブに伴ってキャブ１後部は上方へ突き上げられる。キャブ１後部のエアスプリング１１ｃ，１１ｄは、はじめ密閉状態で膨らむが、そのストロークが所定値以上に達すると、ブレーキスイッチ１９に加えてリミットスイッチ２０のONにより、第２電磁弁１７のソレノイド２３が通電される。これにより、エアリザーバ１６から第２電磁弁１７および絞り１８を介してキャブ後部の膨らむエアスプリング１１ｃ，１１ｄへエアが供給されるため、エアスプリング１１ｃ，１１ｄは内圧が高い状態でノーズダイブ後の揺れ戻しを受ける。この揺れ戻しにより、エアスプリング１１ｃ，１１ｄは、エアを押し出しながら圧縮されるが、その過程において、ブレーキスイッチ１９がONであっても、リミットスイッチ２０のOFFにより、エアリザーバ１６との連通が第２電磁弁１７で遮断されるため、揺れ戻しの勢いが弱められ、底付きを発生しないようになる。
【００２３】
ノーズダイブ後の揺れ戻し時において、第２電磁弁１７がエアリザーバ１６への通路を遮断するまでの間、エアスプリング１１ｃ，１１ｄから押し出されるエアに絞り１８が働くため、揺れ戻しの勢いを効果的に減衰できるのである。その後、ブレーキスイッチ１９のOFFにより、通常状態に復帰し、エアスプリング１１ａ〜１１ｄは、第１電磁弁１２ａ〜１２ｄを介してサブタンク１３ａ〜１３ｄに連通され、レベリングバルブ１４ａ，１４ｂがエアスプリング１２ａ〜１２ｂのエアを給排気することにより、キャブ１の高さが一定の水平状態に戻される。
【００２４】
図示しないが、後述の変速制御において、変速ショックの発生を予報する疑似的な揺れをキャブに与える手段および実際に発生する変速ショックに伴うキャブ１の揺れを抑える手段、を構成するアクチュエータ（ａ）が設けられる。アクチュエータ（ａ）としては、レベリングバルブ１４ａ，１４ｂのセンシング機構１５にそのロッド１５ａの長さを積極的に伸縮させる油圧シリンダが組み付けられる。油圧シリンダが伸びると、ロッド１５ａの長さが大きくなり、レべリングバルブ１４ａ、１４ｂがエアシリンダ１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄのエアを排気する一方、油圧シリンダが縮むと、ロッド１５ａの長さが小さくなり、レベリングバルブ１４ａ，１４ｂがエアをエアシリンダ１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄへ給気するのである。したがって、前後の油圧シリンダを逆方向へ同時に作動させる制御により、前部のエアスプリング１１ａ，１１ｂと後部のエアシリンダ１１ｃ，１１ｂが互い違いに収縮・膨張するようになり、変速の完了を予報する疑似的な揺れまたは実際のショックに伴うキャブ１の揺れを抑える逆位相の揺れをキャブ１に与えられるのである。
【００２５】
アクチュエータ（ａ）については、キャブ１前部のエアスプリング１１ａ，１１ｂをエアリザーバ１６に接続する別系統の配管、キャブ１後部のエアスプリング１１ｃ，１１ｄをエアリザーバ１６に接続する別系統の配管、を設ける一方、これら別系統の配管にそれぞれエアスプリング１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄのエアを排気する電磁弁と同じく給気する電磁弁を並列に介装する、ような構成も考えられる。
【００２６】
図３は、トランスミッション５１およびクラッチ５２を制御対象に含む変速装置５０の概要構成を表すものであり、トランスミッション５１の出力軸はプロペラシャフト（図示せず）を介してリヤアクスルに連結される。クラッチ５２はトランスミッション５１とエンジン５３（ディーゼルエンジン）との間に介装される。クラッチ５２にその断続を駆動するクラッチブースタ５５（クラッチアクチュエータ）、トランスミッション５１にそのギヤシフト機構を駆動するギヤシフトユニット５６（ギヤシフトアクチュエータ）、が設けられる。５８はエアリザーバであり、クラッチブースタ５５およびギヤシフトユニット５６へのエア（作動圧）を供給する。５７はクラッチブースタ５５の制御バルブである。
【００２７】
車両の変速制御に必要な検出手段として、クラッチ５２のストローク位置を検出するクラッチストロークセンサ６０、トランスミッション５１のシフト位置を検出するギヤポジションセンサ（ギヤシフトユニット５６に内蔵される）、が設けられる。トランスミッション５１の変速操作手段として運転室にシフトレバーユニット６１が備えられ、シフトレバー６２のポジション信号（シフトアップ信号，シフトダウン信号，ホールド信号，ニュートラル信号，リバース信号）を出力する。運転室には、トランスミッション５１の現在段（シフト位置）などを表示するディスプレイユニット６３、が設けられる。
【００２８】
変速制御を司るのがトランスミッション（T/M）コントロールユニット７０であり、T/Mコントロールユニット７０は、シフトレバー６２のポジション信号に基づく変速要求が発生すると、その要求位置へのギヤシフトを遂行するべく、クラッチブースタ５５，ギヤシフトユニット５６、を制御する。７１はエンジンコントロールユニットであり、燃料噴射ポンプ６５の燃料噴射量を要求に応じて増減するように電子ガバナ装置６６を制御する。６８はエンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ、６７はアクセルペダル６４の踏み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサであり、これら検出信号はエンジンコントロールユニット７１に入力される。T/Mコントロールユニット７０とエンジンコントロールユニット７１との間は、互いの情報を交換しえるよう、シリアル通信(LAN)が構築される。
【００２９】
T/Mコントロールユニット７０は、キャブサスペンション装置５のアクチュエータ（ａ）を制御する機能が備えられる。アクチュエータ（ａ）に対する制御特性（ギヤシフト制御の完了を予報する擬似的な揺れモード，実際のショックに伴う揺れを抑える逆位相の揺れモード）がメモリに設定され、シフトレバーユニット６１がシフトアップ信号またはシフトダウン信号を発生すると、クラッチ５２の断続に伴う実際の揺れを抑える逆位相の揺れおよびギヤシフト制御（変速）の完了する前の所定時期に変速の完了を予報する疑似的な揺れをキャブに与えるよう、アクチュエータ（ａ）を制御するのである。ディスプレイユニット６３のシフト位置表示についても、その切り替えを変速の完了を予報する擬似的な揺れの起動に同期させるように制御する機能が設定される。
【００３０】
図４は、T/Mコントロールユニット７０の変速制御を説明するフローチャートであり、変速指示の処理(S1)、クラッチ断の処理(S2)、ギヤ抜きの処理(S3)、ギヤ入れの処理(S4)、ギヤ入れ完了判定の処理(S5)、ギヤポジション表示の処理(S6)、クラッチ接の処理(S7)、の順に進行する。
【００３１】
S1の処理においては、シフトレバーユニット６１からシフトアップ信号またはシフトダウン信号が入力すると、シフト位置センサの検出信号に基づいて、ギヤシフトの目標段を確定する。S2の処理においては、クラッチストロークセンサ６０の検出信号に基づいて、クラッチブースタ５５をクラッチ５２の断位置へ制御する。
【００３２】
S3の処理においては、クラッチ断の確認（クラッチストロークセンサ６０の検出信号に拠る）後、シフト位置センサの検出信号に基づいて、ギヤシフトユニット５６をトランスミッション５１のニュートラル位置へ制御する。S4の処理においては、シフト位置センサの検出信号に基づいて、ニュートラルセットの確認後、目標段へギヤ入れするべくギヤシフトユニット５１を制御する。
【００３３】
S5の処理においては、シフト位置センサの検出信号に基づいて、目標段へのギヤ入れが完了かどうかを判定する。S5の判定がyesのときは、S6へ進む一方、S5の判定がnoのときは、S4へリターンする。S5の処理においては、トランスミッション５１のギヤ入れ段を現在段として表示するようディスプレイユニット６３を制御する。S7の処理においては、クラッチストロークセンサ６０の検出信号に基づいて、クラッチ５２の接側へクラッチブースタ５５をクラッチ接の確認が得られるまで制御する。
【００３４】
図５は、変速処理（図４、参照）に付随（同時進行）する制御内容を説明するフローチャートであり、S11の処理においては、変速指示の処理（図４のS1、参照）により、目標段が確定すると、S12へ進む。S12の処理においては、クラッチ断の処理（図４のS2、参照）により、クラッチ５２が断となる際のショックに伴うキャブ１の揺れを抑える逆位相の揺れをキャブ１に与えるようにキャブサスペンション装置５のアクチュエータ（ａ）を制御する。
【００３５】
S13の処理においては、クラッチ断の時点からの所定時間が経過かどうかを判定する。S13の判定がyesのときは、S14へ進む一方、S13の判定がnoのときは、所定時間の経過を待機する。S14の処理においては、変速の完了を予報する擬似的な揺れをキャブ１に与えるようにキャブサスペンション装置５のアクチュエータ（ａ）を制御するのである。S15の処理においては、変速の完了を予報する擬似的な揺れの起動に合わせて目標段を表示するようにディスプレイユニット６３を制御する。この表示は、S6の処理（図４、参照）に継続されるのである。S16においては、クラッチ接の処理（図４のS7、参照）により、クラッチ５２が接となる際のショックに伴うキャブ１の揺れを抑える逆位相の揺れをキャブ１に与えるようにキャブサスペンション装置５のアクチュエータ（ａ）を制御する。
【００３６】
このような構成により、シフトレバーユニット６１のレバー操作により、シフトアップ信号またはシフトダウン信号が発生すると、これに対応する目標段へのギヤシフトを遂行するようにクラッチブースタ５５およびギヤシフトユニット５６が制御される。この変速制御の過程において、目標段へのギヤシフト制御が実際に完了する前の所定時期に変速の完了を予報する擬似的な揺れがキャブ１に与えられるのである。この疑似的な揺れにより、シフトレバーユニット６１のレバー操作後の早いタイミングで恰も変速が完了したかのような走行感を生じさせることが可能となり、従前の手動変速よりも変速の完了が遅いという不安感を払拭しえるようになる。
【００３７】
クラッチ５２の断続に伴う実際のショックによるキャブ１の揺れは、キャブ１に与えられる逆位相の揺れにより抑えられ、揺れの繰り返し（擬似的な揺れと実際の揺れとの重複）が避けられ、運転者に違和感を与えるようなこともない。また、ディスプレイユニット６３のシフト位置表示についても、変速の完了を予報する擬似的な揺れに合わせて切り替わるため、変速の完了を予報する疑似的な揺れの信憑性が高められ、シフトレバーユニット６１のレバー操作後の早いタイミングで変速の完了感を確実に得られるようになる。
【００３８】
変速の完了を予報する擬似的な揺れは、クラッチ断から所定時間が経過すると起動する設定になるが、これに限定されるものでなく、シフトレバーユニット６１のレバー操作後から変速がクラッチ接で実際に完了するに至るまでの適宜なタイミングに設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表す全体構成の概要図である。
【図２】同じくキャブのエアサスペンション装置に係る構成の説明図である。
【図３】同じく変速装置に係る構成の説明図である。
【図４】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【図５】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  キャブ
２  フレーム
５  キャブサスペンション装置
１１ａ〜１１ｄ  エアスプリング
１４ａ，１４ｂ  レベリングバルブ
１５  センシング機構
１５ａ  ロッド
５０  変速装置
５１  トランスミッション
５２  クラッチ
５５  クラッチブースタ
５６  ギヤシフトユニット
６１  シフトレバーユニット
６３  ディスプレイユニット
７０  T/Mコントロールユニット
【図１】
2004211733.tif 000003
【図２】
2004211733.tif 000004
【図３】
2004211733.tif 000005
【図４】
2004211733.tif 000006
【図５】
2004211733.tif 000007