JP2841278B2 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の変速制御装置に
関し、特に、非常用変速制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、車両の変速制御装置として、
変速機（トランスミッション）へのシフト要求を発生す
る変速指示を、シフトアップ、シフトダウン、ホール
ド、リバース、ニュートラルの５操作に単純化したシフ
トレバーを使用すると共に、前記シフトレバーからの信
号に基づき、マイクロコンピュータを内蔵した制御装置
で変速機に設けられたアクチュエータを駆動制御し、変
速を行うように構成されたものが知られている（実開平
２−６６７６０号公報、実開平４−１００７８号公報参
照）。

【０００３】また、変速制御系に故障が発生したときに
備え、通常の変速制御系とは別に、故障が発生したとき
に非常時の変速制御を行う非常シフト系を備えたものが
あることが知られている（実開平３−１１０２５６号公
報参照）。当該非常シフト系は、前・後進１段のみ変速
が可能なものや全段へ変速可能なもの等があり、多くは
通常のシフトレバーとは別に非常シフト用変速指示スイ
ッチ（ロータリースイッチ等）、制御装置、アクチュエ
ータ等を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多段変速機
としては、図２に示すものがある。この変速機には、主
変速機（以下、メインギヤ段と称する）１４の入力側に
副変速機（以下、スプリットギヤ段と称する）１５を、
出力側に副変速機（以下、レンジギヤ段と称する）１６
が夫々設けられている。メインギヤ段１４は、メインギ
ヤＺｍ１〜Ｚｍ３、Ｚｃ１〜Ｚｃ３、ＺｍＲ、ＺｃＲ、
ＺｍＲ１（前進３段、後進１段）より構成され、スプリ
ットギヤ段１５は、変速比の小さいスプリットギヤＺｍ
４〜Ｚｍ５、Ｚｃ４〜Ｚｃ５（高、低）より構成され、
レンジギヤ段１６は、変速比の大きいレンジギヤＺｒ１
〜Ｚｒ２、Ｚｃｒ１〜Ｚｃｒ２（高、低）より構成され
ている。この場合、レンジギヤ段１６及びメインギヤ段
１４の組み合わせにより、６段のギヤレシオを構成し、
更に、スプリットギヤ段１５の切り換えにより、１２段
のギヤレシオを構成する。

【０００５】なお、変速機の変速段と選択ギヤの組み合
わせを示したものが図３である。ここで、前記多段変速
機を用いた変速制御系の非常シフト系においては、レン
ジギヤ段の切り換えを行う電磁弁（以下、レンジ電磁弁
と称する）に故障が発生すると、変速指示位置と実際の
変速位置が一致しない場合やシフトアップ指示をしたの
にシフトダウンしてしまうという問題点が発生する場合
がある。

【０００６】例えば、ギヤの切り換えを行う電磁弁はメ
インギア段の変速を行うギアシフトユニット（ＧＳＵ）
のみ二重化され、レンジ電磁弁は通常用と共用になって
いる構成において、レンジギヤ段が低速（Ｌ）側のとき
にレンジ高速（Ｈ）側切換電磁弁が故障した場合、Ｒ
（リバース）、１、２速は正常に変速できるが、３速を
指示するとレンジギヤ段を高速（Ｈ）側に切り換えるこ
とができず、結果としてメインギヤ段の組み合わせが同
一である１速にギアが入ってしまい、シフトアップすべ
きところでシフトダウンしてしまうという問題点がある
（図３参照）。

【０００７】また、レンジギヤ段を高速（Ｈ）側に切り
換えることができなければ、３速以上の変速段が使用で
きず、２速までで走行しなければならないので低速走行
となり、他の車両の迷惑になる可能性がある。そこで、
本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、車両の変速
装置に故障が発生した場合に使用する非常シフト系にお
いて、例えば、レンジ電磁弁に故障があった場合でも、
走行に支障をきたさないようにシフト制御を行うことを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、変速機の変速要素を切り換える複数の常用ア
クチュエータと、運転者が変速指示を行う常用変速指示
手段と、常用変速指示手段からの信号に基づき前記各常
用アクチュエータの駆動制御を行う常用変速制御手段
と、前記常用アクチュエータ、常用変速指示手段又は常
用変速制御手段の故障時に切り換えられる、変速機の変
速要素を切り換える複数の非常用アクチュエータと、運
転者が変速指示を行う非常用変速指示手段と、非常用変
速指示手段からの信号に基づき前記各非常用アクチュエ
ータの駆動制御を行う非常用変速制御手段と、を含んで
構成される車両の変速制御装置において、前記非常用変
速制御手段は、非常用変速指示手段からの信号が変速不
可能な変速信号であるときには、代替可能な変速段に変
速を行う構成とした。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記非常用変速制
御手段は、非常用変速指示手段からの信号が変速不可能
な変速信号であり、かつ、代替可能な変速段が存在しな
いときには、指示された変速段への変速を禁止する構成
とした。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、通常のシフト制
御系に故障が発生し、非常用シフト系に切り換えた場合
であって、指定した変速段に変速不可能なときには、代
替可能な変速段に変速が行われる。従って、シフト可能
な変速段が少なく低速でしか走行できないということが
なくなり、走行に支障をきたさない制御が行われる。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、非常用シフ
ト系において、指定した変速段に変速不可能であり、か
つ、代替可能な変速段が存在しないときには、指示され
た変速段への変速が禁止される。従って、例えば、シフ
トアップ命令を発したにもかかわらずシフトダウンして
しまうということがなくなり、走行に支障をきたさない
変速制御が行われる。

【００１２】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１は、本発明の一実施例の全体システム構成
を示す。エンジン１０には、機械式クラッチ１１を介し
て多段変速機（トランスミッション）１２が取り付けら
れ、その出力軸はプロペラシャフト１３を介して図示し
ないリヤアクスルに連結している。

【００１３】このトランスミッション１２は、主変速機
（以下、メインギヤ段と称する）１４の入力側に副変速
機（以下、スプリットギヤ段と称する）１５を、出力側
に副変速機（以下、レンジギヤ段と称する）１６を夫々
備えたものである。また、トランスミッション１２に
は、出力軸の回転数から図示しないスピードメータギア
を介して車速を検出する車速センサ１７と、トランスミ
ッション１２のメインギヤ段１４を操作する電磁弁及び
メインギヤ段１４の位置を検出するポジションスイッチ
より構成されるギヤシフトユニット（ＧＳＵ）１８と、
スプリットギヤ段１５を操作するスプリッタ電磁弁１９
と、レンジギヤ段１６を操作するレンジ電磁弁２０、及
びスプリットギヤ段１５、レンジギヤ段１６のシフト位
置を検出するスプリッタポジションスイッチ２１、レン
ジポジションスイッチ２２が装着されている。

【００１４】２３は、運転室内に設けられてシフトチェ
ンジの際にシフト段を指定するため、シフトタワー２４
に設けられたシフトレバーである。また、モードスイッ
チ２５は、当該変速機を使用するに際し、６段変速とし
て使用するか１２段変速として使用するかを切り換える
スイッチである。一方、トランスミッションコントロー
ルユニット２６は、シフトタワー２４からの電気的なシ
フト位置指定信号に基づいて、トランスミッション１２
に装着されたギヤシフトユニット（ＧＳＵ）１８、スプ
リッタ電磁弁１９、レンジ電磁弁２０を駆動制御する。

【００１５】以上の構成に加えて本発明では、通常のシ
フト回路に故障が発生したときの非常シフト回路とし
て、非常シフト回路に切り換えるための非常メインスイ
ッチ２７と、電気的なシフト位置指定信号を発生する非
常用変速指示手段としてのロータリースイッチ２８と、
ギヤシフトユニット（ＧＳＵ）１８においてメインギヤ
段１４を操作する電磁弁を二重化した非常用アクチュエ
ータとしての非常用電磁弁２９と、その非常用電磁弁２
９を操作する非常用変速制御手段としてのサブコントロ
ールユニット３０を備えている。

【００１６】図２は、トランスミッション１２の構成を
示している。当該トランスミッション１２の説明は、発
明が解決しようとする課題で既に説明済であるので、こ
こでは省略する。図３は、前記トランスミッション１２
のスプリットギヤ段１５の切り換えを考慮せず、レンジ
ギヤ段１６及びメインギヤ段１４のみの構成による、前
進６段後進１段のトランスミッションにおけるギヤの組
み合わせを示したものである。

【００１７】図４は、本発明に係る一実施例の変速制御
回路のブロック図を示している。変速制御を行う変速制
御装置３１は、各種スイッチからの信号を入力する入力
手段３１ａと、通常の変速制御を行うトランスミッショ
ンコントロールユニット２６と、非常時の変速制御を行
うサブコントロールユニット３０と、前記トランスミッ
ションコントロールユニット２６及びサブコントロール
ユニット３０の信号を各種アクチュエータの駆動信号に
変換する出力手段３１ｂと、から構成されており、トラ
ンスミッションコントロールユニット２６とサブコント
ロールユニット３０とは、夫々有する通信機能により互
いに通信を行なっている。

【００１８】非常シフト回路に切り換えるための非常メ
インスイッチ２７の信号は、入力手段３１ａを介してト
ランスミッションコントロールユニット２６及びサブコ
ントロールユニット３０に夫々入力される。また、非常
時の変速指示を行うロータリースイッチ２８の信号は、
入力手段３１ａを介してサブコントロールユニット３０
に入力される。

【００１９】一方、トランスミッションコントロールユ
ニット２６の出力は、出力手段３１ｂを介してギヤシフ
トユニット１８、スプリッタ電磁弁１９、レンジ電磁弁
２０を駆動制御する。また、サブコントロールユニット
３０の出力は、出力手段３１ｂを介してギヤシフトユニ
ット１８の電磁弁を二重化した非常用電磁弁２９を駆動
制御する。

【００２０】通常の変速制御においては、トランスミッ
ションコントロールユニット２６により変速機に設けら
れたギヤシフトユニット１８、スプリッタ電磁弁１９及
びレンジ電磁弁２０を駆動制御するが、非常時の変速制
御においては、トランスミッションコントロールユニッ
ト２６とサブコントロールユニット３０が通信を行いな
がら共同して、レンジ電磁弁２０及びギヤシフトユニッ
ト１８の電磁弁を二重化した非常用電磁弁２９を駆動制
御する。

【００２１】図５〜図８は、本発明に係る一実施例の通
常のシフト回路及び非常シフト回路の制御内容を示すフ
ローチャートである。ステップ１（図では、Ｓ１と略記
する。以下同様）では、非常メインスイッチ２７の状態
を調べ、スイッチがオン、すなわち非常シフト回路を使
用する場合は、ステップ２３へ進み非常シフト制御を行
い、スイッチがオフ、すなわち通常のシフト回路を使用
する場合は、ステップ２へ進み通常のシフト制御を行
う。

【００２２】まず、ステップ２へ進んだ場合の通常のシ
フト回路における制御について説明する。ステップ２で
は、シフトアップ操作（Ｕｐ操作）か否か判断し、シフ
トアップ操作であればステップ３へ進み、シフトアップ
操作でなければステップ１０に進む。

【００２３】ステップ３では、現在の変速段を調べ、変
速段がニュートラル又はリバースであればステップ４へ
進み、前進段であればステップ７へと進む。ステップ４
では、車両が走行中か否か判断し、走行中であればステ
ップ５において車速に応じた変速段に切り換え、走行中
でなければ（すなわち、停車中）ステップ６において発
進段（３Ｌ）に切り換えた後、リターンする。また、変
速段が前進段である場合のステップ７では、モードスイ
ッチ２５を調べ、スイッチがオン、すなわち１２段変速
モードであればステップ８において１段シフトアップ
（例えば、３Ｈ→４Ｌ）を行い、スイッチがオフ、すな
わち６段変速モードであればステップ９において２段シ
フトアップ（例えば、３Ｈ→４Ｈ）を行った後、リター
ンする。すなわち、ステップ３〜ステップ９において
は、シフトアップ制御を行っている。

【００２４】ステップ２において、シフトアップ操作で
なかった場合のステップ１０では、シフトダウン操作
（Ｄｎ操作）か否か判断し、シフトダウン操作であれば
ステップ１１へ進み、シフトダウン操作でなければステ
ップ１８へ進む。ステップ１１では、現在の変速段を調
べ、変速段がニュートラル又はリバースであればステッ
プ１２へ進み、前進段であればステップ１５へと進む。
ステップ１２では、車両が走行中か否か調べ、走行中で
あればステップ１３において車速に応じた変速段に切り
換え、走行中でなければ（すなわち、停車中）ステップ
１４において発進段（２Ｌ）に切り換えた後、リターン
する。また、変速段が前進段であるステップ１５では、
モードスイッチ２５を調べ、スイッチがオン、すなわち
１２段変速モードであればステップ１６において１段シ
フトダウン（例えば、４Ｌ→３Ｈ）を行い、スイッチが
オフ、すなわち６段変速モードであればステップ１７に
おいて２段シフトダウン（例えば、４Ｌ→３Ｌ）を行っ
た後、リターンする。すなわち、ステップ１１〜ステッ
プ１７においては、シフトダウン制御を行っている。

【００２５】ステップ１０においてシフトダウン操作で
なかった場合のステップ１８では、リバース操作（Ｒ操
作）か否か判断し、リバースであればステップ１９へ進
み、リバースでなければステップ２１へ進む。ステップ
１９では、車両が停車中か否か判断し、停車中であれば
ステップ２０において変速段をリバースに切り換え、リ
ターンする。また、停車中でないとき（すなわち、走行
中）であれば何もせずにリターンする。すなわち、ステ
ップ１９〜ステップ２０においては、リバース制御を行
っている。

【００２６】ステップ１８においてリバースでなかった
場合のステップ２１では、ニュートラル操作（Ｎ操作）
か否か判断し、ニュートラルであれば、ステップ２２に
おいてニュートラルに切り換え、リターンする。また、
ニュートラルでなければ何もせずにリターンする。次
に、ステップ２３へ進んだ場合の非常シフト回路におけ
る制御について説明する。

【００２７】ステップ２３では、レンジ電磁弁２０が正
常か否か調べ、正常であればステップ２４において、ロ
ータリースイッチ２８に応じたトランスミッション１２
の変速段に切り換え、リターンする。また、レンジ電磁
弁２０が正常でなければ、ステップ２５へと進む。ステ
ップ２５では、現状のレンジギヤ段が高速（Ｈ）側であ
るか否か判断し、高速側であればステップ２６へ進み、
高速側でなければステップ３９へと進む。

【００２８】ステップ２６では、ロータリースイッチ２
８の指示が１速又は２速か否か判断し、１速又は２速で
あれば変速指示を無視する。この処理が、請求項２記載
の発明に相当する。また、１速又は２速でなければステ
ップ２７において、シフト操作がリバースか否か判断
し、リバースであればステップ２８において、レンジギ
ヤ段を高速（Ｈ）側のままでメインギヤ段をリバースに
切り換える（図１０参照）。このギヤの組み合わせは、
正規のものではないが、レンジギヤ段を切り換えること
ができないので、該組み合わせで使用する。この代替処
理が、請求項１記載の発明に相当する。次に、ステップ
２９〜ステップ３８では、シフト操作に応じた変速段
（３速〜６速、ニュートラル）にメインギヤ段を切り換
える。以上の各制御を行った後、リターンする。すなわ
ち、ステップ２６〜ステップ３８においては、レンジ電
磁弁２０に何らかの故障が発生したとき、レンジギヤ段
を高速（Ｈ）側に固定した非常シフト制御を行ってい
る。

【００２９】ステップ３９では、現状のレンジギヤ段が
低速（Ｌ）側であるか否か判断し、低速側であればステ
ップ４０へ進み、低速側でなければステップ５３へと進
む。ステップ４０では、ロータリースイッチ２８の指示
が５速又は６速か否か判断し、５速又は６速であれば変
速指示を無視する。この処理が、請求項２記載の発明に
相当する。また、５速又は６速でなければステップ４１
において、シフト操作がリバースか否か判断し、リバー
スであればステップ４２において、メインギヤ段をリバ
ースに切り換える。次に、ステップ４３〜ステップ４６
では、シフト操作に応じた変速段（１速〜２速）にメイ
ンギヤ段を切り換える。また、ステップ４７〜ステップ
５０では、ロータリースイッチ２８の指示が３速又は４
速であるが、レンジギヤ段が低速（Ｌ）側であるので、
シフト操作に応じた正規の変速段（３、４速）へ切り換
え不可能であるため、レンジギヤ段を低速側のままメイ
ンギヤ段を５又は６速に切り換え、代替のギヤ段として
の３’又は４’速とする（図１１参照）。この代替処理
が、請求項１記載の発明に相当する。ステップ５１で
は、シフト操作がニュートラルであれば、ステップ５２
において、メインギヤ段をニュートラルに切り換える。
以上の各制御を行った後、リターンする。すなわち、ス
テップ４０〜ステップ５２においては、レンジ電磁弁２
０に何らかの故障が発生したとき、レンジギヤ段を低速
（Ｌ）側に固定した非常シフト制御を行っている。

【００３０】ステップ５３では、レンジ電磁弁２０の高
速（Ｈ）側の電磁弁を作動させ、作動した場合は、ステ
ップ５４においてレンジギヤ段を高速側に切り換え、ス
テップ２７へ進みレンジギヤ段が高速（Ｈ）側のときに
おける非常シフト制御を行う。一方、作動しなかった場
合は、ステップ５５でレンジ電磁弁２０の低速（Ｌ）側
の電磁弁を作動させ、作動した場合は、ステップ５６に
おいてレンジギヤ段を低速側に切り換え、ステップ４１
へ進みレンジギヤ段が低速（Ｌ）側のときにおける非常
シフト制御を行う。また、作動しなかった場合は、レン
ジ電磁弁２０の低速側及び高速側の両方の電磁弁が異常
であるので、ステップ２７へと進み、レンジギヤ段が低
速側の場合の非常シフト制御を行う。すなわち、ステッ
プ５３〜ステップ５６では、現レンジギヤ段が不明の場
合、高速側及び低速側の電磁弁を動作させ、正常に動作
したときは、その側における非常シフト制御を行い、両
方とも異常であれば、とにかく車両を走行させなければ
ならないので、レンジギヤ段が高速側と仮定しレンジギ
ヤ段が高速側における非常シフト制御を行っている。

【００３１】図９〜図１１は、非常シフト制御におけ
る、ロータリースイッチ２８の指示に応じた実際のトラ
ンスミッション１２の変速段及び変速の動作シーケンス
を示したものである。図９は、レンジ電磁弁２０が正常
に動作するとき、すなわち、非常シフト制御の内容を示
す図７のフローチャートにおける、ステップ２４の制御
内容を示している。

【００３２】図１０は、レンジ電磁弁２０の高低切換機
構の少なくとも一方に故障があり、現在のレンジギヤ段
が高速（Ｈ）側にある場合、すなわち、非常シフト制御
の内容を示す図７のフローチャートにおける、ステップ
２６〜ステップ３８の制御内容を示している。この図１
０において、Ｒ’と記載された変速段は正規の組み合わ
せではないが、ギヤ比は正規のものとほぼ同一であるの
で、走行に支障はない。

【００３３】図１１は、レンジ電磁弁２０の高低切換機
構の少なくとも一方に故障があり、現在のレンジギヤ段
が低速（Ｌ）側にある場合、すなわち、非常シフト制御
の内容を示す図８のフローチャートにおける、ステップ
４０〜ステップ５２の制御内容を示している。この図１
１において、３’、４’と記載された変速段は正規の組
み合わせではないが、ギヤ比は正規のものとほぼ同一で
あるので、走行に支障はない。

【００３４】以上の実施例によれば、車両の多段変速機
において、通常のシフト制御系に何らかの故障が発生し
非常シフト系に切り換えたときでも、走行に支障のある
シフト操作を無視或いは他の変速ギヤの組み合わせで代
替することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、例えば、指示した変速段がレンジ電磁弁の
故障により変速不可能なときには、代替え可能なギヤの
組み合わせを使用するので、シフト可能な変速段が少な
く低速でしか走行できないということがなくなり、他の
車両に迷惑をかけることが少なくなり、走行に支障をき
たさないシフト制御を行うことができる。

【００３６】また、請求項２記載の発明によれば、非常
用シフト系において、指定した変速段に変速不可能であ
り、かつ、代替可能な変速段が存在しないときには、指
示された変速段への変速が禁止される。従って、例え
ば、シフトアップ命令を発したにもかかわらずシフトダ
ウンしてしまうということがなくなり、エンジンのオー
バーレブ等の不具合の発生を防止でき、走行に支障をき
たさないシフト制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の全体システム構成図

【図２】 同上実施例で使用する変速機の構成図

【図３】 同上実施例で使用する変速機の変速段と選択
ギヤの組み合わせ図

【図４】 同上実施例の変速制御ブロック図

【図５】 同上実施例の変速制御内容を示すフローチャ
ート

【図６】 同上実施例の変速制御内容を示すフローチャ
ート

【図７】 同上実施例の非常変速制御内容を示すフロー
チャート

【図８】 同上実施例の非常変速制御内容を示すフロー
チャート

【図９】 同上実施例の非常変速動作シーケンス（レン
ジ電磁弁正常）

【図１０】 同上実施例の非常変速動作シーケンス（レ
ンジ電磁弁Ｈ側）

【図１１】 同上実施例の非常変速動作シーケンス（レ
ンジ電磁弁Ｌ側）

【符号の説明】

１２ トランスミッション（Ｔ／Ｍ） １８ ギヤシフトユニット（ＧＳＵ） １９ スプリッタ電磁弁 ２０ レンジ電磁弁 ２３ シフトレバー ２６ トランスミッションコントロールユニット ２８ ロータリースイッチ ２９ 非常用電磁弁 ３０ サブコントロールユニット

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変速機の変速要素を切り換える複数の常用
   アクチュエータと、運転者が変速指示を行う常用変速指
   示手段と、常用変速指示手段からの信号に基づき前記各
   常用アクチュエータの駆動制御を行う常用変速制御手段
   と、前記常用アクチュエータ、常用変速指示手段又は常
   用変速制御手段の故障時に切り換えられる、変速機の変
   速要素を切り換える複数の非常用アクチュエータと、運
   転者が変速指示を行う非常用変速指示手段と、非常用変
   速指示手段からの信号に基づき前記各非常用アクチュエ
   ータの駆動制御を行う非常用変速制御手段と、を含んで
   構成される車両の変速制御装置において、 前記非常用変速制御手段は、非常用変速指示手段からの
   信号が変速不可能な変速信号であるときには、代替可能
   な変速段に変速を行うことを特徴とする車両の変速制御
   装置。
2. 【請求項２】前記非常用変速制御手段は、非常用変速指
   示手段からの信号が変速不可能な変速信号であり、か
   つ、代替可能な変速段が存在しないときには、指示され
   た変速段への変速を禁止する構成である請求項１記載の
   車両の変速制御装置。