JP2008008351A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速ギヤが前進または後退に設定された状態で、本来断状態にあるべきクラッチが接状態の方向に制御される事象が発生したときに、車両が発進することがないように、自動的に安全な方向に制御される装置を提供する。
【解決手段】変速装置に何らかのギヤが設定され、前記クラッチを断に制御している状態で、クラッチの位置検出手段から到来するクラッチ位置信号があらかじめ設定された所定値より接側に移動したと検出したときに、他の制御命令に優先して前記変速装置を強制的にニュートラル位置に制御する独立のハードウエア手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車その他内燃機関を主動力とする車両の変速装置に利用する。とくに車両にプログラム制御装置を搭載し、運転者の細かい変速操作を必要とすることなく、そのプログラム制御装置の制御にしたがって、クラッチを接断制御し、変速ギヤの組み合わせを自動的に変更する自動変速装置の改良に関する。本発明はクラッチ系統に関するプログラム制御装置またはその制御出力系に、予期できない何らかの異常な状態が発生したときに、意図しない急発進等の防止のために、運転者の操作にかかわらず自動的に作動する安全制御に関する。本発明は、大型車両に適する装置として開発されたものであるが、大型車両にかかわらず、広く車両の自動変速装置に利用することができる。

車両の走行中に運転者がこまかい変速操作を行う必要がなくなるように、自動的に計測される車速および運転者が操作するアクセル・ペダルの踏込み量にしたがって、最適なギヤを自動的に選択設定するプログラム制御装置の制御による自動変速装置が広く利用されるようになった。自動変速装置をさらに積載量の大きい大型車両に装備するように、また既存の自動変速装置をさらに高性能化することが求められている。

このような自動変速装置では、これを制御するプログラム制御装置が高度に利用される。プログラム制御装置は、実装されるソフトウエアによりその動作を原則的にいかようにも設計することができる。そしてプログラム制御装置を搭載した車両は、製品として完成したときに、プログラム制御装置の動作に異常がないことを確認するために所定の試験が実行される。しかしプログラム制御装置は、その制御形態または論理の進行過程を人が細部にわたって詳しく認識することは事実上困難であるから、きわめて注意深く設計され、繰り返し動作試験が行われた装置であっても、実際の運用場面で、設計者の意図した動作以外の動作が偶発的に実行されることを皆無にすることを実質的に保証するとはできない。

したがって、かりに運転者が意図しない動作が実行され、その結果車両が無用な振る舞いをする危険が発生したときに、運転者はその制御にオーバライドして運転操作を実行することができるように設計することが求められている。しかしさらに無用な振る舞いが発生し、これが運転者に認識されない可能性も皆無ではない。また、ハードウェアの故障のため、運転者の意図しない挙動が場合によっては発生することがあり、特に急発進については防止することが求められている。このような特定の制御について異常な振る舞いを初期の段階で自動的に制圧する制御手段を設けることが望ましいことになる。

特開２００２−１９２９９１（ルーク・ラメレン） 特開２００３−１３９２４２（日野） 特開２００３−２５４３５６（トヨタ）

本発明はこのような背景に行われたものであって、変速動作が運転者の具体的な操作によらずに、車速情報およびアクセル・ペダルの踏込み量を含む情報を取込み、プログラム制御回路により自動的に演算制御される形態の自動変速装置について、ハードウエアの動作に特定の矛盾を含む状態が検出されるときに、それにつづくプログラム制御を中断させて、変速装置を強制的に安全な状態に設定制御することができる装置を提供することを目的とする。本発明は、クラッチ系統のハードウェアが失陥し、制御ではクラッチを断にするように制御しているにもかかわらず、接方向に移動していることが検出されたとき、変速装置が安全な状態に制御することを目的とする。さらに具体的には、変速ギヤが前進または後退に設定された状態で、本来開状態にあるべきクラッチが接状態の方向に移動していることが検出される事象が発生したときに、車両が発進することがないように、自動的に安全な方向に制御される装置を提供することを目的とする。

本発明は、クラッチの開閉および変速装置の有効なギヤの設定をプログラム制御装置の出力信号に基づいて制御する手段を備えた自動変速装置において、前記プログラム制御装置は、前記変速装置に何らかのギヤが設定され、前記クラッチを断に制御している状態で、クラッチの位置検出手段から到来するクラッチ位置信号があらかじめ設定された所定値より接側に移動していると検出されたとき、他の制御命令に優先して前記変速装置を強制的にニュートラル位置に制御する手段を設けたことを特徴とする。

前記クラッチ位置検出手段およびそのクラッチ位置検出手段から前記プログラム制御装置に至る信号通路は、前記プログラム制御装置によらない独立のハードウエア手段により設けられた構成とすることが望ましい。

クラッチ系統のハードウェアが異常となったとしても、本発明により、運転者が意識していない、あるいは運転操作により対応できない状態の車両発進を抑制することができる。

図１は本発明実施例装置のブロック構成図である。変速装置１は大型車両の駆動系に挿入される変速装置である。図の左端に示すクラッチ２から回転動力が入力し、この変速装置１はその回転動力の回転速度を変換して、図の右側に連結されることになる（図外の）プロペラ軸に伝達する。クラッチ２はクラッチ・ブースタ３により制御されるクラッチ・レバー４により機械的に接断制御される。クラッチ・ブースタ３はクラッチ制御装置５から供給される、または図外の運転席に装備されたクラッチ・ペダルから供給される流体圧（液圧または気圧）により制御される。すなわちクラッチ制御装置５には、二つの電動モータ６および７の駆動力により発生された流体圧、または運転席に設けられたクラッチ・ペダルから発生される流体圧が供給され、この流体圧によりその「接」または「断」が制御される。二つの電動モータ６および７にはモータ駆動回路８から駆動電流が供給される。モータ駆動回路８はプログラム制御回路９により制御される。

この構造はよく知られた構造であるが、簡単にその動作を説明すると、二つの電動モータ６および７はその出力回転軸が直結されている。この電動モータ６および７の回転出力により、リザーバ・タンク１２から取込まれる流体を利用して流体圧を発生し、その流体圧をクラッチ・ブースタ３に供給する。この流体圧によりクラッチ・ブースタ３に図の左右方向に機械的なストロークを発生し、これによりクラッチ・レバー４を駆動する。このクラッチ・レバー４の動きによりクラッチ２が接または断することになり接断制御される。いっぽう運転席に設けられたクラッチ・ペダルが運転者により踏み込まれると、これによってもクラッチ・ブースタ３に流体圧が供給されて、クラッチ２が接断制御される。すなわちクラッチ・ペダルにより、通常のクラッチ２の接断制御に対して割り込み制御することができる。

電動モータ６および７がその回転軸を直結されて２基用いられているのは、電気装置は他の機械部品に比べてその信頼性が劣ることから二重化されているものである。この装置では電動モータ６または７の一方が出力を失うと、プログラム制御回路９が電流のアンバランスを検出し警報を発生し、保守を促すように構成されている。すなわち電動モータの故障がただちにシステムの故障にならないように設計されている。

変速装置1には、シフト方向およびセレクト方向の機械的制御入力が設けられているが、この図１にはシフト制御装置１０のみを図示する。シフト方向制御装置１０はプログラム制御回路９の出力にしたがって、シフト・レバー１１を図の左右方向に機械的に移動制御する。この構造もよく知られた構造であるので、ここでは詳しい説明を省略する。図１でプログラム制御回路９からモータ駆動回路８に４本の制御線が接続されているが、これはそれぞれ二つの電動モータ６および７の接または断を制御する信号通路である。

ここで本発明の特徴はこの装置の動作にある。図２を参照してこれを説明すると、図２は（１）クラッチ制御装置（図１の図面符号５）のストローク、（２）クラッチ・ブースタ（図面符号３）、および（３）変速装置（図面符号１）の動作状態を共通の時間軸上に表示する図である。すなわち、図２（３）に表示されているように、変速装置が「ギヤイン」の状態にあるときに、図２（１）に示すようにクラッチ制御装置５が供給する流体圧が「完全接続」（図面には「完接」と表示されている）に対応する圧力から「完全遮断」（同じく「完断」と表示されている）に対応する圧力に制御され変化されたものとする。そうすると図２（２）に示すように、クラッチ・ストロークは完全接続から完全遮断に切り替わる。ここまでは正常な動作である。

その後に何らかの不都合により、時間軸Ｘからクラッチ・ブースタ３のストロークが完全断の正常な状態を離脱して、接続方向に変位したものとする。これは装置が正常でなくなりクラッチ・ブースタ３が失陥状態になってフロートしたものとの仮定である。例えば油圧系統の破損により流体圧が低くなる状態になったと考えてもよい。そうすると、本発明の装置では、クラッチ・ブースタ３のストロークが、図２（２）に一点鎖線で示すレベルａに達したときに、すなわち時間軸上でＹ点に達したときに、変速装置を強制的に「ニュートラル」位置に変更する動作を実行させる。レベルａは、まだ車両が発進状態に至らないレベルに選ばれる。これにより、何らかの誤動作により車両が運転者が意識しない状態で急発進するような重大な不都合を回避することができる。

上記例は出願人が製造販売する大型車両について説明したが、この異常動作に対する安全確保手段は車両の大小を問わずに実施することができる。

本発明実施例装置のブロック構成図。 本発明実施例装置の動作タイムチャート。 本発明実施例装置の動作を説明する要部フローチャート。

符号の説明

１ 変速装置
２ クラッチ
３ クラッチ・ブースタ
４ クラッチ・レバー
５ クラッチ制御装置
６ 電動モータ
７ 電動モータ
８ モータ駆動回路
９ プログラム制御回路
１０ シフト制御装置
１１ シフト・レバー
１２ リザーバ・タンク

Claims (2)

1. クラッチの開閉および変速装置の有効なギヤの設定をプログラム制御装置の出力信号に基づいて制御する手段を備えた自動変速装置において、
   前記プログラム制御装置は、前記変速装置に何らかのギヤが設定され、前記クラッチを断に制御している状態で、クラッチの位置検出手段から到来するクラッチ位置信号があらかじめ設定された所定値より接側に移動したことを検出したときに、他の制御命令に優先して前記変速装置を強制的にニュートラル位置に制御する手段を設けたことを特徴とする自動変速装置。
2. 前記クラッチ位置検出手段およびそのクラッチ位置検出手段から前記プログラム制御装置に至る信号通路は、独立のハードウエア手段により設けられた請求項１記載の自動変速装置。

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