(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主変速機の出力側に副変速機を組み合わせる歯車式のトランスミッション、
トランスミッションとエンジンとの間に介装される機械的なクラッチ、
を備える自動変速装置において、
車速を検出する手段、
副変速機のギヤ回転数を検出する手段、
主変速機がニュートラルの走行中に人為操作に基づく変速指示の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車速の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、
同じく人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると副変速機のギヤ回転数の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、
車速の検出値に基づく換算値と副変速機のギヤ回転数の検出値に基づく換算値との差が所定値以上のときは変速制御を禁止する手段、
同じく差が所定値未満のときは所定のマップに基づいて車速の検出値に応じた目標段を設定する手段、
目標段への変速を遂行するべくクラッチの断続およびトランスミッションのギヤシフトを制御する手段、を備え、
前記換算値との差が所定値以上のときは変速制御を禁止する手段は、所定の禁止時間が経過すると所定のマップに基づいて高い方の換算値に応じた目標値を設定することを特徴とする自動変速装置。
【請求項２】
主変速機の出力側に副変速機を組み合わせる歯車式のトランスミッション、
トランスミッションとエンジンとの間に介装される機械的なクラッチ、
を備える自動変速装置において、
車速を検出する手段、
副変速機のギヤ回転数を検出する手段、
主変速機がニュートラルの走行中に人為操作に基づく変速指示の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車速の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、
同じく人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると副変速機のギヤ回転数の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、
車速の検出値に基づく換算値と副変速機のギヤ回転数の検出値に基づく換算値との差が所定値以上のときは所定のマップに基づいて人為操作に基づく変速指示がシフトダウン信号のときに高い方の換算値に応じた目標値を、人為操作に基づく変速指示がシフトアップ信号のときに低い方の換算値に応じた目標値を設定する手段、
同じく差が所定値未満のときは所定のマップに基づいて車速の検出値に応じた目標段を設定する手段、
目標段への変速を遂行するべくクラッチの断続およびトランスミッションのギヤシフトを制御する手段、
を備えることを特徴とする自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される自動変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の自動変速装置として従来から、歯車式のトランスミッションのギヤシフト機構を駆動するギヤシフトアクチュエータと、機械的なクラッチを断続するクラッチアクチュエータと、人為操作に基づく変速指示信号（シフトアップ信号，シフトダウン信号、ニュートラル信号，など）が発生すると、トランスミッションをその変速指示信号に応じた目標位置へシフト操作するべくこれらアクチュエータを制御するコントロールユニットと、を備えるものが開示される（特許文献１  参照）。
【０００３】
このような自動変速装置においても、主変速機に副変速機を組み合わせる多段トランスミッションの適用が拡大しつつある。副変速機としては、主変速機の入力側に配置されるフロントスプリット方式のほか、主変速機の出力側に配置されるレンジ切り替え方式があり、これらの併用により効率よく多段化したトランスミッションの搭載例もよく見られる。
【特許文献１】実開平６−８８２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示のような自動変速装置を搭載する車両においては、路面の起伏など走行状況により、人為操作に基づく変速指示に基づいて、トランスミッションをニュートラルに維持しつつ惰力で走行させることもある。そのような走行から人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると、トランスミッションはニュートラルのため、トランスミッションの現在段（ギヤ段）からシフトダウン要求またはシフトアップ要求に対応する目標段を確定しえない。そのため、トランスミッションがニュートラルのときに人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると、車速をパラメータに設定されるマップから車速に応じた目標段を求め、目標段への変速（ギヤ入れ）を遂行するべく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設けることが考えられるのである。
【０００５】
目標段は、車速から一義的に確定されるため、車速を検出する回転センサにノイズが載ったりすると、実際の車速に適合するギヤ段への変速が図れない。例えば、人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号に対し、車速の検出値がノイズの影響等により実際の車速よりも低めにカウントされると、シフトダウン後のエンジン回転がオーバランを生じかねないのである。
【０００６】
この発明は、このような課題に対処するため、車速の検出に係る信頼性を高めようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、主変速機の出力側に副変速機を組み合わせる歯車式のトランスミッション、トランスミッションとエンジンとの間に介装される機械的なクラッチ、を備える自動変速装置において、車速を検出する手段、副変速機のギヤ回転数を検出する手段、主変速機がニュートラルの走行中に人為操作に基づく変速指示の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車速の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、同じく人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると副変速機のギヤ回転数の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、車速の検出値に基づく換算値と副変速機のギヤ回転数の検出値に基づく換算値との差が所定値以上のときは変速制御を禁止する手段、同じく差が所定値未満のときは所定のマップに基づいて車速の検出値に応じた目標段を設定する手段、目標段への変速を遂行するべくクラッチの断続およびトランスミッションのギヤシフトを制御する手段、を備え、前記換算値との差が所定値以上のときは変速制御を禁止する手段は、所定の禁止時間が経過すると所定のマップに基づいて高い方の換算値に応じた目標値を設定することを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、主変速機の出力側に副変速機を組み合わせる歯車式のトランスミッション、トランスミッションとエンジンとの間に介装される機械的なクラッチ、を備える自動変速装置において、車速を検出する手段、副変速機のギヤ回転数を検出する手段、主変速機がニュートラルの走行中に人為操作に基づく変速指示の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車速の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、同じく人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると副変速機のギヤ回転数の検出値を副変速機の出力回転数に換算する手段、車速の検出値に基づく換算値と副変速機のギヤ回転数の検出値に基づく換算値との差が所定値以上のときは所定のマップに基づいて人為操作に基づく変速指示がシフトダウン信号のときに高い方の換算値に応じた目標値を、人為操作に基づく変速指示がシフトアップ信号のときに低い方の換算値に応じた目標値を設定する手段、同じく差が所定値未満のときは所定のマップに基づいて車速の検出値に応じた目標段を設定する手段、目標段への変速を遂行するべくクラッチの断続およびトランスミッションのギヤシフトを制御する手段、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、主変速機がニュートラルの走行中において、人為操作に基づく変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると、車速の検出値が副変速機の出力回転数、副変速機のギヤ回転数の検出値が副変速機の出力回転数に換算され、これら換算値の比較により、双方の差が所定値以上のときは、何れか一方の検出値に異常のある可能性が高いと判断しえるため、変速制御が禁止されるのである。双方の差が所定値未満のときは、車速の検出値も正常範囲にあると判断しえるため、所定のマップに基づいて、車速の検出値に応じた目標段が求められ、目標段への変速（ギヤ入れ）が遂行される。この結果、車速の異常な検出値に基づく、実際の車速に適合しない目標段への変速が避けられ、エンジン回転のオーバランなどを防止することができる。
【００１２】
この場合、車速の検出値に基づく換算値と副変速機のギヤ回転数の検出値に基づく換算値との差が所定値以上のときに変速制御が禁止され、所定の禁止時間が経過すると、高い方の換算値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段が求められ、目標段への変速（ギヤ入れ）が遂行される。この結果、エンジン回転のオーバランを防止しつつ、車両の走行を継続させることができる。
【００１３】
第２の発明によれば、車速の検出値に基づく換算値と副変速機のギヤ回転数の検出値に基づく換算値との差が所定値以上のときは、人為操作に基づく変速指示がシフトダウン信号のときに高い方の換算値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段が求められ、人為操作に基づく変速指示がシフトアップ信号のときに低い方の換算値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段が求められる。従って、双方の換算値との差が所定値以上のときにおいても、目標段への変速（ギヤ入れ）が遂行され、エンジン回転のオーバランや失速（エンスト）を防止しつつ、車両の走行を継続させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１において、１はエンジン（ディーゼルエンジン）、２は摩擦クラッチ、３は同期噛合式トランスミッションであり、トランスミッション３の出力軸はプロペラシャフト（図示せず）を介して駆動軸（たとえば、リヤアクスル）に連結される。燃料噴射ポンプにその燃料噴射量（ラック位置）を制御する電子ガバナ装置１Ａ、クラッチ２にその断続を操作するクラッチブースタ２Ａ、トランスミッション３にこれをギヤシフトさせるギヤシフトユニット３Ａ、が設けられる。２７はクラッチブースタ２Ａの制御バルブ、３１はエアタンクであり、ギヤシフトユニット３Ａおよびクラッチブースタ２Ａへの作動圧（圧縮空気）を供給する。
【００１５】
トランスミッション３は、図２,図３のように主変速機３３のメインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４，ＺｍＲ−ＺｃＲ（前進４速後退１速）、その前側に配置される副変速機３４のスプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４，Ｚｍ５−Ｚｃ５（Ｌ，Ｈ）、同じく後側に配置される副変速機３５のレンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１，Ｚｒ２−Ｚｃｒ２（Ｈ，Ｌ）、を備えるものであり、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４の切り替えと、スプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４，Ｚｍ５−Ｚｃ５の切り替えと、さらにレンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１，Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の切り替えと、により前進１２段（１Ｌ〜６Ｈ）に変速可能に構成される。３６はメインカウンタシャフト、３７はレンジカウンタシャフトである。
【００１６】
車両の変速制御に必要な検出手段として、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ２９、アクセルペダル７の踏み量（アクセル開度の要求量）を検出するアクセル開度センサ２８、クラッチ２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２２、トランスミッション３のシフト位置（スプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４，Ｚｍ５−Ｚｃ５の選択位置，メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４，ＺｍＲ−ＺｃＲの選択位置，レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１，Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の選択位置）を検出するギヤポジションスイッチ（ギヤシフトユニット３Ａに内蔵される）、トランスミッション３の出力軸に連結するプロペラシャフト回転数を検出する車速センサ２１、トランスミッション３のメインギヤＺｍ１の回転数を検出するメインギヤ回転センサ２３、トランスミッション３のレンジギヤＺｒ１の回転数を検出するレンジギヤ回転センサ１７、が備えられる。
【００１７】
クラッチ２の自動制御と運転者のマニュアル操作に基づく手動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ペダルスイッチ２４，２５が設けられる。トランスミッション３の変速指示手段として運転室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（シフトアップ信号，シフトダウン信号，ニュートラル信号，リバース信号，現在段を保持するためのホールド信号）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、運転状態に応じて自動的に行われるオート変速モードと、を選択するためのスイッチ５（モード選択スイッチ）がシフトレバー４Ａの握り部（ノブ）に設けられる。運転室には、トランスミッション３のシフト位置などを表示するディスプレイユニット１３と、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、が備えられる。１３Ａは警報手段（たとえば、ブザー）である。
【００１８】
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１１およびエンジンコントロールユニット１２であり、これらの間は双方向の通信回線（ＬＡＮ）で結ばれ、互いの制御に必要な情報を交換しえるようになっている。T/Mコントロールユニット１１において、モード選択スイッチ５がマニュアル変速モードのときは、シフトレバーユニット４の変速指示信号がトランスミッション３のギヤ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。モード選択スイッチ５がオート変速モードのときは、アクセル開度センサ２８の検出信号および車速センサ２１の検出信号から変速マップに基づいて目標段を求め、この目標段がトランスミッション３のギヤ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。
【００１９】
これらシフト要求の発生により変速制御が起動され、T/Mコントロールユニット１１およびエンジンコントロールユニット１２において、そのときの目標位置へのギヤシフトを円滑に遂行すべく、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。図２において、スプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４，Ｚｍ５−Ｚｃ５は、トランスミッション３が１段毎に変速する都度、ＬからＨまたはＨからＬに切り替わる一方、レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１,Ｚｒ２−Ｚｃｒ２は、トランスミッション３が１Ｌ〜２Ｈから３Ｌ〜６Ｈまたはその逆方向へ変速するときにのみ、ＬからＨまたはＨからＬに切り替わるのである。
【００２０】
変速制御については、レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１,Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の切り替えを伴わない場合、変速指令（シフト要求）が発生すると、エンジン１のアクセル開度（燃料噴射ポンプのラック位置）を無負荷状態へ絞ると共に、クラッチ２を切断する。クラッチ２の切断が検出されると、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４をニュートラルへセット（ギヤ抜き）すると同時にスプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４，Ｚｍ５−Ｚｃ５の切り替えを行う。変速指令に対応するメインギヤＺｍ１〜Ｚｍ４がシンクロ領域に入ると、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４へのギヤ入れを行う。その後、このギヤ入れが完了したら、クラッチ２を接続すると共にエンジン回転の制御をアクセル開度に応じた通常の制御に切り替える。
【００２１】
レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１,Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の切り替えを伴う変速制御については、変速指令が発生すると、エンジン１のアクセル開度（燃料噴射ポンプのラック位置）を無負荷状態へ絞ると共に、クラッチ２を切断する。クラッチ２の切断が検出されると、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４をニュートラルへセット（ギヤ抜き）すると同時にスプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４，Ｚｍ５−Ｚｃ５の切り替えを行う。トランスミッション３のギヤポジションスイッチ信号から主変速機３３のニュートラルへのセットが判定されると、レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１,Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の切り替えを行う。その後、変速指令に対応するメインギヤＺｍ１〜Ｚｍ４がシンクロ領域に入ると、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４へのギヤ入れを行う。このギヤ入れが完了したら、クラッチ２を接続すると共にエンジン回転の制御をアクセル開度に応じた通常の制御に切り替えるのである。
【００２２】
モード選択スイッチ５がマニュアル変速モードのときは、路面の起伏など走行状況に応じてシフトレバーユニット４の変速指示により、トランスミッション３（主変速機３３）をニュートラルに維持しつつ惰力で走行させることもある。そのような走行において、シフトレバーユニット４から変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると、主変速機３３はニュートラルのため、トランスミッション３の現在段（ギヤ段）からシフトダウン要求またはシフトアップ要求に対応する目標段を確定しえない。このため、車速をパラメータに設定されるマップから車速センサ２１の検出信号に応じた目標段を求め、目標段への変速を遂行する機能が備えられる。
【００２３】
図４は、その制御機能を説明するフローチャートであり、マニュアル変速モードの変速制御と平行かつ同期的に動作する。S1〜S5においては、車速センサ２１の検出値、レンジギヤ回転センサ１７の検出値、ギヤポジションスイッチからメインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ４−Ｚｃ４，ＺｍＲ−ＺｃＲの選択位置，レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１，Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の選択位置、シフトレバーユニット４の変速指示信号、を読み込む。
【００２４】
S6においては、ギヤポジションスイッチから主変速機３３がニュートラルかどうかを判定する。S6の判定がnoのときは、S1へ戻る一方、S6の判定がyesのときは、S7へ進む。S7においては、シフトレバーユニット４が変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号を発生かどうかを判定する。S7の判定がnoのときは、S1へ戻る一方、S7の判定がyesのときは、S8へ進む。つまり、S6の判定がyesかつS7の判定がyesのとき（主変速機３３がニュートラルかつシフトレバーユニット４が変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号を発生する場合）にS8以降の処理が実行されるのである。
【００２５】
S8においては、車速センサ２１の検出値（プロペラシャフト回転数）をそのときのレンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１，Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の選択位置に応じたギヤ比に基づいてレンジカウンタシャフト回転数（副変速機３５の出力回転数に相当する）に換算する。S9においては、レンジギヤ回転センサ１７の検出値をそのときのレンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１，Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の選択位置に応じたギヤ比に基づいてレンジカウンタシャフト回転数（副変速機３５の出力回転数に相当する）に換算する。
【００２６】
S10においては、車速センサ２１の検出値に基づく換算値とレンジギヤ回転センサ１７の検出値に基づく換算値との差（絶対値）が所定値以下かどうかを判定する。S10の判定がnoのときは、双方の換算値の差が大きく、何れかの検出値に異常がある可能性が高いと判断しえるため、S13へ飛ぶ一方、S10の判定がyesのときは、双方の換算値の差が小さく、何れの検出値も正常範囲にあると判断しえるため、S11へ進むのである。
【００２７】
S11においては、車速センサ２１の検出値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段を求める。S12においては、目標段への変速（ギヤ入れ）のシフト要求を発生する。S13においては、S10の判定がnoの時点から起動されるタイマが所定時間（変速制御の禁止時間）を経過かどうかが判定される。S13の判定がnoのときは、S15へ飛び、変速制御の起動を禁止する。その後、S1へ戻る。S13の判定がyesのときは、S14へ進み、変速制御の禁止を解除すると共に車速センサ２１の検出値に基づく換算値とレンジギヤ回転センサ１７の検出値に基づく換算値とのうち、高い方の換算値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段を求め、S12へ進むのである。
【００２８】
このような制御により、トランスミッション３（主変速機３３）がニュートラルの走行中において、シフトレバーユニット４から変速指示のシフトダウン信号またはシフトアップ信号が発生すると、車速センサ２１の検出値がレンジカウンタシャフト回転数に換算され、レンジギヤ回転センサ１７の検出値がレンジカウンタシャフト回転数に換算され、これら換算値の比較により、双方の差が所定値未満のときは、車速センサ２１の検出値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段が求められ、目標段への変速（ギヤ入れ）が遂行されるが、双方の差が所定値以上のときは、所定時間が経過するまでの間、変速制御が禁止されるのである。そのため、車速の異常な検出値に基づく、実際の車速に適合しない目標段への変速（ギヤ入れ）が避けられ、エンジン回転のオーバランなどを防止することができる。
【００２９】
図示の場合、変速制御の禁止は所定時間が経過すると解除され、高い方の換算値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段が求められ、目標段への変速（ギヤ入れ）が遂行されるため、エンジン回転のオーバランを防止しつつ、車両の走行を継続できるようになる。
【００３０】
図３において、S10の判定がnoのときは、S13〜S15の代替手段として、シフトレバーユニット４の変速指示がシフトダウン信号のときに高い方の換算値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段を求める一方、シフトレバーユニット４の変速指示がシフトアップ信号のときに低い方の換算値に基づいて所定のマップから車速に応じた目標段を求め、S12へ移行する処理を設定することも考えられる。
【００３１】
その場合、車速センサ２１の検出値に基づく換算値とレンジギヤ回転センサ１７の検出値に基づく換算値との差が所定値以上のときは、所定のマップに基づいて、シフトレバーユニット４の変速指示がシフトダウン信号のときに高い方の換算値に基づく目標段への変速（ギヤ入れ）が遂行され、シフトレバーユニット４の変速指示がシフトアップ信号のときに低い方の換算値に基づく目標段への変速（ギヤ入れ）が遂行される。このため、エンジン回転のオーバランや失速（エンスト）を防止しつつ、車両の走行を継続することができるのである。
【００３２】
レンジギヤ回転センサ１７については、その検出対象をレンジギヤＺｒ１からレンジギヤＺｒ２へ変えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】自動変速装置の構成に係る概要図である。
【図２】トランスミッションの構成に係る概要図である。
【図３】トランスミッションの変速段に係る説明図である。
【図４】T/Mコントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ  電子ガバナ装置
２Ａ  クラッチブースタ
３Ａ  ギヤシフトユニット
４  シフトレバーユニット
５  モード選択スイッチ
１１  トランスミッション(T/M)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
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  メインギヤ回転センサ
２８  アクセル開度センサ
２９  エンジン回転センサ
３３  主変速機
３４  フロントスプリット方式の副変速機
３５  レンジ切り替え方式の副変速機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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