(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に設置された複数のギア列から構成される主変速機と、
少なくとも高速側と低速側のギア比となるギア列を備え、前記主変速機で設定された回転速度を選択的に高速側と低速側のギア比で変速するための副変速機と、
前記副変速機のギア列を運転状態に応じて、駆動輪に接続する第１出力軸に選択的に係合させる制御手段と、
前記主変速機がニュートラルであることを検出する主変速機ギア位置検出手段と、
前記制御手段により前記第１出力軸に係合された前記副変速機のギア列を検出する副変速機ギア位置検出手段と、
車速に応じて回転速度が変化する前記副変速機の回転軸の回転速度を検出する副変速機ギア回転速度検出手段と、
前記変速機を搭載した車両の速度を検出する車速検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記主変速機がニュートラルで、かつ前記副変速機のギア比が高速側のギア比である場合であって、検出された車速が所定値より低く、かつ前記回転軸の回転速度が前記所定値より低い場合にのみ、前記副変速機のギア比を高速側のギア比から低速側のギア比に切り換えることを特徴とする自動変速装置。
【請求項２】
前記副変速機は、
前記主変速機の第２出力軸に連結する第１ギアと、
この第１ギアと噛合する第１カウンタギアと、
この第１カウンタギアと、前記第２出力軸と平行に設置された前記回転軸としてのカウンタ軸を介して連結する第２カウンタギアと、
この第２カウンタギアと噛合する第２ギアと、
前記第２ギアが遊転自由に配置され、駆動輪に接続する前記第１出力軸と、
前記第１出力軸に設置され、前記第１出力軸と前記第１ギアまたは前記第２ギアとを選択的に接続する同期噛み合い手段と、から構成され、
前記副変速機ギア回転速度検出手段は、前記第２ギアまたは前記カウンタ軸の回転速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の自動変速装置。
【請求項３】
前記第１ギアの歯数は、前記第２ギアの歯数より少ないことを特徴とする請求項２に記載の自動変速装置。
【請求項４】
前記カウンタ軸の回転速度は、前記第２ギアの回転速度から換算できることを特徴とする請求項２に記載の自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速装置、特に主変速機に副変速機を組み合わせた変速機の変速操作を電気信号により電気的に変速するようにした自動変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械式クラッチと同期噛合歯車式変速機とを電子制御することで、走行状態に応じた走行段に自動変速する自動変速機が提案されている（特許文献１参照）。自動変速機では、エンジンから駆動輪までの駆動力伝達系に流体クラッチ（トルクコンバータ）が介在されないので、駆動力伝達効率が高く、燃費向上を図ることができる。また、流体クラッチ特有のスリップ感がないため、ドライバビリティも向上させることができる。
【特許文献１】実開２００４−１２５００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の自動変速機においては、変速段を多数とするために副変速機を備えることが多く、副変速機を備えた自動変速機では、高車速走行状態から停車状態に移行する際に高車速走行に対応する副変速機のギア比から低速、特に発進に対応する副変速機のギア比に切り換える制御（この制御のことをレンジプリロー制御という）を行う。この切り換わる条件を車速が所定速度以下となった時に切り換わるようにしている。このため、車速を検出する車速センサが故障あるいはノイズを混入した信号等の異常信号を出力した場合には、実際に車速が高車速状態であるにもかかわらず、低車速と判断し、副変速機のギア比を低車速に対応したギア比に切り換えてしまう恐れが生じる。低速に対応したギア比に切り換えられると、副変速機の回転速度が過回転となり、副変速機の耐久性を低下させる可能性がある。
【０００４】
そこで本発明は、車速センサの検出状態に係わらず、レンジプリロー制御を適切に実施する自動変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
同軸上に設置された複数のギア列から構成される主変速機と、少なくとも高速側と低速側のギア比となるギア列を備え、前記主変速機で設定された回転速度を選択的に高速側と低速側のギア比で変速するための副変速機と、前記副変速機のギア列を運転状態に応じて、駆動輪に接続する第１出力軸に選択的に係合させる制御手段と、前記主変速機がニュートラルであることを検出する主変速機ギア位置検出手段と、前記制御手段により前記第１出力軸に係合された前記副変速機のギア列を検出する副変速機ギア位置検出手段と、車速に応じて回転速度が変化する前記副変速機の回転軸の回転速度を検出する副変速機ギア回転速度検出手段と、前記変速機を搭載した車両の速度を検出する車速検出手段とを備え、前記制御手段は、前記主変速機がニュートラルで、かつ前記副変速機のギア比が高速側のギア比である場合であって、検出された車速が所定値より低く、かつ前記回転軸の回転速度が前記所定値より低い場合にのみ、前記副変速機のギア比を高速側のギア比から低速側のギア比に切り換えることを特徴とする自動変速装置である。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、前記副変速機が、前記主変速機の第２出力軸に連結する第１ギアと、この第１ギアと噛合する第１カウンタギアと、この第１カウンタギアと、前記第２出力軸と平行に設置された前記回転軸としてのカウンタ軸を介して連結する第２カウンタギアと、この第２カウンタギアと噛合する第２ギアと、前記第２ギアが遊転自由に配置され、駆動輪に接続する前記第１出力軸と、前記第１出力軸に設置され、前記第１出力軸と前記第１ギアまたは前記第２ギアとを選択的に接続する同期噛み合い手段と、から構成され、前記副変速機ギア回転速度検出手段は、前記第２ギアまたは前記カウンタ軸の回転速度を検出することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第２の発明において、前記第１ギアの歯数が、前記第２ギアの歯数より少ないことを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第２の発明において、前記カウンタ軸の回転速度が、前記第２ギアの回転速度から換算できることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
したがって、本発明では、主変速機がニュートラルで、副変速機の係合ギアが高速側のギア比である場合であって、検出された車速が所定値より低く、かつカウンタ軸の回転速度が前記所定値より低い場合に、副変速機のギア比を高速側のギア比から低速側のギア比に切り換えることとしたので、車速を検出するための車速検出手段が故障または出力信号にノイズが混入したような場合であっても、レンジプリロー制御の判定を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１において、１はエンジン、２は摩擦クラッチ、３は同期噛合式自動変速機であり、自動変速機３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。エンジン１には、エンジンに供給される燃料の噴射量を制御する電子ガバナ装置１Ａが設けられ、またエンジン１と自動変速機３との間に設置され、これらの動力の伝達を制御するクラッチ２には、その断接操作を行うクラッチブースタ２Ａが設置される。また、自動変速機３に目標ギヤ段への変速を行うギヤシフトユニット３Ａがそれぞれ設けられる。
【００１１】
自動変速機３は、後述するように、さらに主変速機としての主変速ギア列４０Ａと副変速機としてのスプリッタギア列４０Ｂ及びレンジギア列４０Ｃとから構成され、前述のギアシフトユニット３Ａがこれらの変速を司り、目標変速段となるギア列の組み合わせとなるようにギア列を選択する。なお、２７はクラッチブースタ２Ａやギアシフトユニット３Ａを構成するアクチュエータなどの作動圧（圧縮エア）を制御する給排バルブである。
【００１２】
車両の変速制御に必要な運転情報の検出手段として、エンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ２９と、アクセルペダル７の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ２８と、クラッチ２のストローク量を検出するクラッチストロークセンサ２２と、自動変速機３の主変速ギア列４０Ａ、スプリッタギア列４０Ｂ及びレンジギア列４０Ｃの選択されたギア位置を検出するギヤポジションセンサ６０、６２、６４と、そのアウトプットシャフト５０の回転速度を検出する車速センサ２１と、メインシャフト４６上を遊転する主変速ギア列４０Ａのギヤ（実施形態では１速ギヤＺｍ１）の回転速度（＝カウンタシャフト４８の回転速度）を検出するメインギヤ回転センサ２３が設けられる。
【００１３】
さらにクラッチ２の自動変速制御と運転者のマニュアル操作に基づくマニュアル変速制御を切り替えるため、クラッチペダルの初期位置（解放状態）と作動位置（踏込状態）を検出するクラッチスイッチ２４、２５が設けられる。自動変速機３の変速操作手段として運転席にシフトレバーユニット４が備えられ、シフトレバー４Ａのシフト位置に応じた変速指示信号（ニュートラル指示信号も含む）を出力する。また、車両の変速が運転者の変速指示に応じて行われるマニュアル変速モードと、車両の運転状態に応じて自動的に変速制御されるオート変速モードと、を選択するためのモード切換スイッチ５がシフトレバー４Ａのノブに設けられる。運転席には、ブレーキペダル（図示せず）の踏込みを検出するブレーキペダルスイッチ２６と、自動変速機３の現在の変速段などを表示するディスプレイユニット（モニタ）１３と、シフトダウンの自動制御を選択するためのシフトダウン連動スイッチ３１と、シフトダウンの自動制御を警報するブザー１３Ａと、が設けられる。
【００１４】
ギアシフトユニット３Ａに制御信号を出力し変速を制御するトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）１１が設置され、エンジンの運転を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１２とシリアル通信（ＬＡＮ）で結ばれる。ＴＣＵ１１において、モード切換スイッチ５がマニュアル変速モードを選択したときは、シフトレバーユニット４の変速指示信号が変速機３のギアポジションスイッチに基づくシフト位置と一致しない時に変速指示信号に対応する目標位置へのシフト要求（変速指令）を発生する。モード切換スイッチがオート変速モードを選択したときは、アクセル開度センサ２８の検出信号及び車速センサ２１の検出信号等の運転状態検出信号から予め設定の変速マップに基づいて目標段を求め、この目標段が変速機３のギアポジションスイッチに基づくシフト位置と一致しないときに目標段へのシフト要求（変速指令）を発生する。
【００１５】
これらＴＣＵ１１、ＥＣＵ１２は、シフトレバーユニット４の変速指示信号に基づく変速要求が発生すると、その要求位置への変速操作を遂行するべく、電子ガバナ装置１Ａとクラッチブースタ２Ａとギヤシフトユニット３Ａとを制御する。すなわちクラッチ２を切断してから、自動変速機３がニュートラルでないときはギヤ抜きを行う。その後、クラッチ２を接続し、エンジン回転速度を制御しながら、主変速ギア列４０Ａのギヤ回転速度が同期領域に入ると、自動変速機３のギヤ入れを行うのである。
【００１６】
自動変速機３は、図２に示すように、主変速ギア列４０Ａの入力側及び出力側に、副変速機としてのスプリッタギア列４０Ｂ及びレンジギア列４０Ｃが夫々連結された構成を有する。以下、自動変速機３の構成について説明する。
【００１７】
エンジン１の出力を入力するインプットシャフト４２には、スプリッタギア列４０Ｂを高速段に切り換えるスプリッタギヤＺｍ５が遊転自由に配置されると共に、その先端部にシンクロメッシュ機構４４を構成するシンクロナイザハブ４４Ａが固定される。インプットシャフト４２と同軸上に配置されたメインシャフト（第２出力軸）４６には、主変速ギア列４０Ａの各変速段を構成するドライブギヤＺｍ４、３速ギヤＺｍ３、２速ギヤＺｍ２、１速ギヤＺｍ１及びリバースギヤＺｍＲが夫々遊転自由に配置されると共に、その先端部にレンジギア列４０Ｃを高速段に切り換えるレンジハイギヤ（第１ギア）Ｚｒ１が固定される。ドライブギヤＺｍ４及び３速ギヤＺｍ３、２速ギヤＺｍ２及び１速ギヤＺｍ１、並びに、１速ギヤＺｍ１及びリバースギヤＺｍＲの間のメインシャフト４６には、夫々、シンクロメッシュ機構４４を構成するシンクロナイザハブ４４Ａが固定される。
【００１８】
一方、インプットシャフト４２及びメインシャフト４６と平行に配置されたメインカウンタシャフト４８には、スプリッタギヤＺｍ５、ドライブギヤＺｍ４、３速ギヤＺｍ３、２速ギヤＺｍ２及び１速ギヤＺｍ１と常時噛合う、カウンタスプリッタギヤＺｃ５、カウンタドライブギヤＺｃ４、カウンタ３速ギヤＺｃ３、カウンタ２速ギヤＺｃ２及びカウンタ１速ギヤＺｃ１が固定される。また、メインカウンタシャフト４８には、リバースアイドラギヤＺｍＲ１を介して、リバースギヤＺｍＲと常時噛合うカウンタリバースギヤＺｃＲが固定される。
【００１９】
メインシャフト４６と同軸上に配置され、図示しないプロペラシャフトに接続するアウトプットシャフト（第１出力軸）５０には、レンジギア列４０Ｃを低速段に切り換えるレンジローギヤ（第２ギア）Ｚｒ２が遊転自由に配置されると共に、その一端部にシンクロメッシュ機構４４を構成するシンクロナイザハブ４４Ａが固定される。アウトプットシャフト５０と平行に配置されたレンジカウンタシャフト（回転軸＝カウンタ軸）５２には、レンジハイギヤＺｒ１及びレンジローギヤＺｒ２と常時噛合う、レンジカウンタハイギヤ（第１カウンタギア）Ｚｃｒ１及びレンジカウンタローギヤ（第２カウンタギア）Ｚｃｒ２が夫々固定される。
【００２０】
かかる構成の自動変速機３では、主変速ギア列４０Ａ及びレンジギア列４０Ｃにより６段の変速段が構成され、この各変速段をスプリッタギア列４０Ｂにより半段ずらすことで、前進１２段かつ後進２段の変速段が構成される。
【００２１】
また、自動変速機３のギアシフトユニット３Ａは、マイクロコンピュータを内蔵したＴＣＵ１１により開閉制御される給排バルブ２７を介して、主変速ギア列４０Ａ、スプリッタギア列４０Ｂ及びレンジギア列４０Ｃのギアを空気圧で切り換えるメインアクチュエータ、スプリッタアクチュエータ及びレンジアクチュエータから構成される。また、自動変速機３には、主変速ギア列４０Ａ、スプリッタギア列４０Ｂ及びレンジギア列４０Ｃの変速段を検出する、具体的にはシンクロメッシュ機構４４により各シャフト４２、４６、５０に接続するギアを検出するメインポジションセンサ６０、スプリッタポジションセンサ６２及びレンジポジションセンサ６４が夫々取り付けられる。さらに、自動変速機３には、アウトプットシャフト（＝プロペラシャフト）５０の回転速度から車速を検出する車速センサ（車速検出手段）２１と、メインカウンタシャフト４８の回転速度を検出するメイン回転速度センサ２３と、レンジカウンタシャフト５２の回転速度を検出するためのレンジ回転速度センサ１７と、が取り付けられる。
【００２２】
本発明を適用する自動変速機３は以上のように構成され、次に図３に示すブロック図を用いて、本発明のレンジプリロー制御を実施するＴＣＵ１１の構成について説明する。
【００２３】
ＴＣＵ１１には、自動変速機３の運転状態が各センサから入力される。具体的には、主変速ギア列４０Ａのメインシャフト４６に固定されたギア位置がポジションセンサ６０から入力され、レンジギア列４０Ｃのレンジカウンタシャフト５２に固定されたギア位置がポジションセンサ６４から入力される。また、レンジカウンタシャフト５２の回転速度がレンジ回転速度センサ１７から入力され、シフト位置がシフトレバーユニット４から入力され、車速が車速センサ２１から入力される。
【００２４】
各入力された信号に基づいて、ＴＣＵ１１はレンジギア列４０ＣのレンジハイギヤＺｒ１固定からレンジローギヤＺｒ２固定への切り換えやクラッチ２の断接を制御する。
【００２５】
図４は、主変速ギア４０Ａがニュートラル状態において、高車速から車速が低下して、所定車速以下となった場合に、アウトプットシャフト５０に固定するギアをレンジハイギヤＺｒ１かレンジローギヤＺｒ２に切り換える、レンジプリロー制御について説明するフローチャートである。なお、ニュートラル状態の選択は、自動変速機のオート変速モードによる選択であっても、運転者によるマニュアル変速モードによる選択であっても良い。
【００２６】
まずステップＳ１で車速センサ２１から車速が入力される。ステップＳ２では、レンジギア列４０Ｃのギアの回転速度がレンジ回転速度センサ１７から入力され、ステップＳ３では、ポジションセンサ６４からレンジカウンタシャフト５２に固定されたレンジギア列４０Ｃのギア位置が入力される。さらにステップＳ４、ステップＳ５では、ポジションセンサ６０からメインシャフト４６に固定された主変速ギア列４０Ａのギア位置が入力され、シフト位置がシフトレバーユニット４から入力される。
【００２７】
ステップＳ６で、検出された主変速ギア列４０Ａのギア位置がニュートラルかどうかを判定し、ニュートラルであればステップＳ７に進み、それ以外ではステップＳ１に戻る。ステップＳ７では、運転者がシフトレバーの操作を行っていないかどうかをステップＳ５の入力されたシフト位置から判定し、シフトレバー４Ａが操作されていなければステップＳ８に進み、操作された場合には、ステップＳ１に戻り、制御を繰り返す。
【００２８】
続くステップＳ８では、レンジギア列４０Ｃのギア位置がレンジハイギヤＺｒ１であるかどうかを判定し、レンジハイギヤＺｒ１であればステップＳ９に進み、それ以外ではステップＳ１に戻る。
【００２９】
ステップＳ９では、検出されたレンジギア列４０ＣのレンジハイギヤＺｒ１の回転速度をレンジカウンタシャフト５２の回転速度Ｘに換算する。次にステップＳ１０で、ステップＳ１で車速センサ２１から検出された車速が、所定値以下かどうかを判定し、所定値以下であればステップＳ１１に進み、所定値を超えていればステップＳ１２に進み、レンジギア列４０ＣのレンジハイギヤＺｒ１からレンジローギヤＺｒ２へ切り換えるレンジプリロー制御を行わない。
【００３０】
ステップＳ１１では、ステップＳ９で演算した回転速度Ｘが所定値以下であるかどうかを判定し、所定値以下であればステップＳ１３に進み、レンジプリロー制御を実施し、副変速機のギア比を高速側から低速側へ切り換える。所定値を超えていればステップＳ１２に進む。ステップＳ１２に進んだ後はステップＳ１に進む。尚、レンジカウンタシャフトの回転速度Ｘをセンサを用いて直接検出しても良い。
【００３１】
このように本発明においては、レンジプリロー制御の実施判定条件を車速が所定値以下に達したことに加え、レンジカウンタシャフト５２の回転速度が所定値以下となることの両条件が成立することとしたので、車速を検出するための車速センサ２１が故障または出力信号にノイズが混入したような場合であっても、レンジプリロー制御の判定を確実に行うことができる。つまり、車両が実際には高車速で走行している時に、不適切な車速センサ２１の出力に基づいてＴＣＵ１１がレンジプリロー制御を実施し、レンジカウンタシャフト５２が過回転となる恐れが生じるが、本発明においては、前述の通り、レンジカウンタシャフトの回転速度に基づいてレンジプリロー制御の実施判断を行うため、レンジカウンタシャフト５２が過回転を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
副変速機を備えた自動変速装置において、レンジプリロー制御をより確実に実施することができ、車両、特に貨物用車両に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施形態を表す全体構成図である。
【図２】自動変速機の構成図である。
【図３】本発明のＴＣＵの構成を説明するブロック図である。
【図４】本発明のレンジプリロー制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１  エンジン
１Ａ  電子ガバナ装置
２  クラッチ
２Ａ  クラッチブースタ
３  変速機
３Ａ  ギヤシフトユニット
４  シフトレバーユニット
４Ａ  シフトレバー
１１  トランスミッションコントロールユニット
１２  エンジンコントロールユニット
１３  ディスプレイユニット
１３Ａ  ブザー
１７  レンジギヤ回転センサ
２１  車速センサ
２２  クラッチストロークセンサ
２３  ギヤ回転センサ
２４、２５  クラッチスイッチ
２６  ブレーキペダルスイッチ
２８  アクセル開度センサ
２９  エンジン回転センサ
３２  レンジカウンタシャフト
４０Ａ  主変速機
４０Ｂ  スプリッタ
４０Ｃ  レンジ（副変速機）
４２  インプットシャフト
４４  シンクロメッシュ機構
４４Ａ  シンクロナイザハブ
４６  メインシャフト
４８  メインカウンタシャフト
５０  アウトプットシャフト
６０  メインポジションセンサ
６２  スプリッタポジションセンサ
６４  レンジポジションセンサ
【図１】
0004778208.tif 000002
【図２】
0004778208.tif 000003
【図３】
0004778208.tif 000004
【図４】
0004778208.tif 000005