JPS584226B2 - 副変速機付手動変速機の副変速機切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は副変速機付手動変速機の副変速機切換装置に係
り、特に燃料経済性と動力性能の観点からエンジンが最
適運転状態にて運転されるよう副変速機のシフトチェン
ジを自動的に行う副変速機切換装置に係る。

手動式の歯車変速機に加えて二段切換式の副変速機を有
し、歯車変速機、即ち主変速機のシフトチェンジとは個
別に副変速機のシフトチェンジを行えるように構成され
た車輌用副変速機付手動変速機が知られている。

この副変速機付手動変速機は主変速機が前進４段の場合
、２×４段、即ち８段になり、きめ細い変速を行うこと
ができ、主変速機と副変速機の各々のシフトチェンジが
運転者の手操作によりエンジンの運転状態に応じて適切
に行われていれば、エンジンは優れた燃料経済性或は動
力性能を示すようになる。

このような副変速機付手動変速機を装備した車輌の場合
は、主変速機のシフトチェンジを行うためのシフトレバ
ーと副変速機のシフトチェンジを行うためのシフトレバ
ーとが設けられており、該変速機を有効に利用するには
運転者は前記二つのシフトレバーを操作する必要があり
、そのためかかる副変速機付手動変速機を備えた車輌に
於ては、変速操作に際する運転者に対する負担が大きく
、又実際には運転者の技量によって燃料経済性と動力性
能の観点からエンジンが最適運転状態にて運転されるよ
うに副変速機のシフトチェンジを行うことはむずかしく
、相当の熟練度を必要とする。

本発明は副変速機付手動変速機に於る上述した如き問題
に鑑み、副変速機のシフトチェンジを自動的に行うよう
に構成された副変速機切換装置を提供することを目的と
しており、特に本発明はスロットル開度を代表する値と
車速を代表する値とを検出してそれに応じて適切に判断
して副変速機のアップシフト又はダウンシフトを自動的
に行うように構成された副変速機切換装置を提供するこ
とを目的としている。

かかる目的は、本発明によれば、副変速機の切換を行う
アクチュエータと、主変速機の変速段を検出しシフトポ
ジション信号を発生するシフトポジションセンサと、エ
ンジンの吸気系のスロットル開度を代表する値を検出し
スロツトル信号を発生するスロットルセンサと、車速を
代表する値を検出し車速信号を発生する車速センサと、
最適運転を行うためのスロットル開度と車速との関係を
主変速機の変速段毎に記憶しいづれか一方から他方の目
標値を与える記憶装置と、前記スロットル信号又は車速
信号のいづれか一方とシフトポジション信号とを入力信
号として前記記憶装置より読出された前記目標値と前記
他方の信号とを比較し前記アクチュエータに副変速機の
アップシフト又はダウンシフトの指令を選択的に出力す
る比較装置とを備えている如き副変速機付手動変速機の
副変速機切換装置によって達成される。

以下に添付の図を用いて本発明を実施例について詳細に
説明する。

添付の第１図は本発明による副変速機切換装置の一つの
実施例を示す線図である。

同図に於て、符号１０はエンジンを示しており、このエ
ンジン１０のクランク軸より取出される回転力は機械式
のクラッチ装置１１を経て副変速機１２へ伝達され、こ
れより更に主変速機１３へ伝達され、この主変速機１３
の出力軸より図には示されていない車輌の車軸に伝達さ
れるようになっている。

副変速機１２はそれ自身周知の歯車式二段変速装置によ
って構成されていて良く、又主変速機１３は、例えば歯
車によって４段変速を行うように構成されていて良く、
前記副変速機１２が前記主変速機１３の各変速段に於て
切換られるよう構成されていれば、この車輌の変速段は
８段になる。

副変速機切換装置はシフトポジションセンサ２０とスロ
ットルセンサ２１と車速センサ２２とを含んでいる。

シフトポジションセンサ２０は前記主変速機１３の変速
段を検出し、電気的なシフトポジション信号を発生する
ようになっている。

スロットルセンサ２１はエンジンの吸気系のスロットル
開度を代表する値、例えばスロットルバルブの開度や吸
気管負圧を検出し、それに応じて電気的なスロットル信
号を発生するようになっている。

又、前記車速センサ２２は前記主変速機１３の出力軸の
回転数などを検出し、それに応じて電気的な車速信号を
発生するようになっている。

この場合、車速信号は、第２図のグラフに示されている
如く、車速に比例した電圧信号Ｖｓである。

又、副変速機切換装置はリードオンリメモリの如き記憶
装置２３を備えており、この記憶装置２３はアップシフ
ト用記憶装置２４とダウンシフト用記憶装置２５とを含
んでいる。

アップシフト用記憶装置２４は各スロツトル開度に対応
した最適車速の上限目標値を、又前記ダウンシフト用記
憶装置２５は前記アップシフト用記憶装置２４と同様に
各スロツトル開度に対応した最適車速の下限目標値を各
々前記主変速機１３の変速段毎に記憶している。

第３図は各変速段毎の最適車速の上限目標値の一例を示
しており、又第４図は各変速段毎の最適車速の下限目標
値の一例を示している。

前記アップシフト用記憶装置２４とダウンシフト用記憶
装置２５は、各々シフトポジションセンサ２０が発生す
るシフトポジション信号とスロットルセンサ２１が発生
するスロットル信号とを与えられ、このうちアップシフ
ト用記憶装置２４はそのシフトポジション信号とスロッ
トル開度とによって選択された前記上限目標値に相当す
る電圧信号ＶＵをアップシフト指令用比較器２６のマイ
ナス端子に、又前記ダウンシフト用記憶装置２５は同じ
く前記シフトポジション信号とスロットル開度とによっ
て選択された前記下限目標値に相当する電圧信号ＶＤを
ダウンシフト指令用比較器２７のプラス端子に出力する
ようになっている。

前記アップシフト指令用比較器２６のプラス端子とダウ
ンシフト指令用比較器２７のマイナス端子は前記車速セ
ンサ２２が発生した車速信号Ｖｓを与えられ、このうち
アップシフト指令用比較器２６はそのプラス端子の電圧
がマイナス端子の電圧より大きいとき“１”信号を出力
し、これに対し前記プラス端子の電圧が前記マイナス端
子の電圧より小さいとき“０”信号を出力するようにな
っている。

即ち、この場合、実際の車速を表す電圧信号Ｖｓが最適
車速の上限値を表す電圧信号ＶＵより太きいとき“１”
信号を出力するようになっている。

又ダウンシフト指令用比較器２７はそのマイナス端子の
電圧がプラス端子の電圧より小さいとき“１”信号を出
力し、これに対し前記マイナス端子の電圧が前記プラス
端子の電圧より大きいとき“０”信号を出力するように
なっている。

即ち、この比較器２７は実際の車速を表す電圧信号Ｖｓ
が最適車速の下限目標値を表す電圧信号ＶＤより小さい
とき“１”信号を出力するようになっている。

前記アツプシフト指令用比較器２６の出力信号はインヒ
ビツトＡＮＤゲート２８の一つの入力端子に、又前記ダ
ウンシフト指令用比較器２７の出力信号はＡＮＤゲート
２９の一方の入力端子に各各入力される。

前記インヒビットＡＮＤゲート２８及びＡＮＤゲート２
９の各々の出力信号は、共にＯＲゲート３０に入力され
、このＯＲゲート３０の出力信号は反転回路３１の入力
端子に入力される。

反転回路３１は、例えばトリガフリップフロツプ回路に
よって構成され、その入力端子に“１”信号が入力され
る度にセット状態からリセット状態へ、或はリセット状
態からセット状態へ反転する。

即ち、反転回路３１は“１″信号を入力される度にその
出力信号が“１”のときは“０”へ、又“０”のときは
“１”へ反転する。

反転回路３１の出力信号は増幅器３２へ入力され、ここ
で増幅された後、副変速機切換用アクチュエータ３３へ
入力される。

副変速機切換用アクチュエータ３３は、例えばソレノイ
ド装置によって構成され、“１”信号を入力されている
とき、換言すれば通電時には副変速機１２を高速段に、
これに対し“０”信号が入力されているとき、即ち非通
電時には前記副変速機１２を低速段に切換えるようにな
っている。

又前記反転回路３１の出力信号は遅延回路３４を経て前
記インヒビットＡＮＤゲート２８のインヒビット入力端
子及び前記ＡＮＤゲート２９の他方の入力端子に各々入
力されている。

遅延回路３４は前記反転回路３１の出力信号が切換って
から前記副変速機１２が実際にシフトチェンジされるま
での時間遅れに相当する時間のタイムデイレイをとるよ
うに構成されている。

次に第５図を参照して上述した如き構成からなる副変速
機切換装置の作動を説明する。

第５図に於て、実線は主変速機の各変速段に於る副変速
段のアップシフト時期を示しており、破線は同じくそれ
のダウンシフト時期を示しており、又Ｓ１〜Ｓ３は運転
者が主変速機の変速段をアップシフトした時期を示して
いる。

車輌の運転中に於て、今、主変速機１３が第１速に、副
変速機１２が低速段にあり、又スロットル開度が比較的
小さいθ１であり、第５図に於てＰ１点にてエンジンが
運転されているとする。

このときの主変速機１３のシフトポジションとエンジン
吸気系のスロットル開度に応じてアップシフト用記憶装
置２４は上限目標値を表す電圧信号ＶＵをアツプシフト
指令用比較器２６に、又ダウンシフト用記憶装置２５は
下限目標値を表す電圧信号ＶＤをダウンシフト指令用比
較器２７に各々出力する。

このとき、車速センサ２２より前記アップシフト指令用
比較器２６及びダウンシフト指令用比較器２７に与えら
れる実際の車速に相当する電圧の電圧信号Ｖｓが上限目
標値及び下限目標値を表す電圧信号ＶＵ，ＶＤより小さ
いからアツプシフト指令用比較器２６は“０”信号を出
力し、又ダウンシフト指令用比較器２７は“１”信号を
出力する。

このとき副変速機１２は低速段にあり、反転回路３１は
“０”信号を出力しているから、前記ダウンシフト指令
用比較器２７が“１”信号をＡＮＤゲート２９の一方の
入力端子に出力してもそのＡＮＤゲート２９の他方の入
力端子には“０”信号が入力されているので、このＡＮ
Ｄゲート２９は“０”を出力している状態を維持する。

従って、副変速機の切換は行われない。

スロツトル開度が同じ状態で車速がＰ１点からＰ２点に
て示す値にまで上昇すると、車速センサ２２が出力する
電圧信号Ｖｓがアツプシフト用記憶装置２４が出力する
最適車速の上限目標値に相当した電圧信号ＶＵより大き
くなるためアップシフト指令用比較器２６が“１”信号
をインヒビットＡＮＤゲート２８の一つの入力端子に出
力するようになる。

このときそのインヒビットＡＮＤゲート２８のインヒビ
ツト入力端子には“０”信号が入力されているから、該
インヒビツトＡＮＤゲート２８はＯＲゲート３０に“１
”信号を出力するようになる。

これによりＯＲゲート３０は“１”信号を反転回路３１
に出力するようになる。

かくして反転回路３１に“１”信号が入力されると、該
反転回路３１は増幅器３２に“１”信号を出力するよう
になり、そのため副変速機切換用アクチュエータ３３に
通電が行われるようになる。

これによりアクチュエータ３３は副変速機１２を低速段
より高速段に切換えるようになる。

このようにして副変速機１２が低速段から高速段に切換
えられると、それによる減速比の減少に基き、エンジン
は副変速機のシフトチェンジ前に比して低回転数にて運
転されるようになり、この結果、エンジンはシフトチェ
ンジ前に比べて経済運転されるようになる。

車速がＰ３点にて示す車速になり、運転者により主変速
機１３が第１速より第２速にアップシフトされると、そ
れと同時にアツプシフト用記憶装置２４及びダウンシフ
ト用記憶装置２５は各々第２速に於る最適車速の上限目
標値及び下限目標値に相当した電圧信号ＶＵ、ＶＤを各
々アップシフト指令用比較器２６及びダウンシフト指令
用比較器２７に出力するようになる。

すると、車速センサ２２よりアップシフト指令用比較器
２６及びダウンシフト指令用比較器２７に与えられる実
際の車速に相当する電圧の電圧信号Ｖｓが上限目標値に
相当する電圧の電圧信号ＶＵ及び下限目標値に相当する
電圧の電圧信号ＶＤより小さくなり、アップシフト指令
用比較器２６は“０”信号を、又ダウンシフト指令用比
較器２７は“１”信号を出力するようになる。

このダウンシフト指令用比較器２７の“１”信号はＡＮ
Ｄゲート２９の一方の入力端子に入力される。

このとき、副変速機１２が高速段にシフトチェンジされ
ていることから、前記ＡＮＤゲート２９の他方の入力端
子に“１”信号が入力されており、従ってこのＡＮＤゲ
ート２９は“１”信号をＯＲゲート３０に出力するよう
になる。

これによりＯＲゲート３０は再び“１”信号を反転回路
に出力するようになる。

かくして、反転回路３１に再び“１”信号が入力される
と、該反転回路３１は増幅器３２に“０″信号を出力す
るようになり、そのため副変速機切換用アクチュエータ
３３の通電が停止されるようになる。

これによりアクチュエータ３３は副変速機１２を高速段
から低速段に切換えるようになる。

以下このようにして各変速段毎に予め定められた目標値
に基き副変速機１２の切換が自動的に行われる。

スロットル開度が比較的大きいθ２の場合には、車速が
Ｐ１′点よりＰ２′点に上昇しても、その間に主変速機
１３が第１速より第２速にアップシフトされていてもい
なくても、Ｐ２′点に於てはそのときの車速は第１速時
或いは第２速時に於けるいづれの最適車速の上限目標値
よりも小さいところにあるので、副変速機１２はシフト
チェンジされず、低速段に切換えられた状態に維持され
る。

このように、本発明は、運転者が手にて任意に切換を行
う主変速機の切換設定によって定まるスロットル開度と
エンジン回転速度との間の関係を、燃料経済性と動力性
能の観点からエンジンが最適運転されるためのスロット
ル開度とエンジン回転速度との間の理想的関係と比較し
、スロットル開度とエンジン回転速度の間の関係を常に
理想的な関係に近付けるべく副変速機の自動切換制御を
行い、車輌の全運転期間に於ける燃料経済性さ動力性能
をより好ましい状態に近付けるものである。

以上の如く本発明によれば、副変速機が記憶装置に記憶
された目標値に従って各変速段毎に自動的に切換られる
ので、運転者は主変速機のシフトチェンジのみを行えば
よく、又記憶装置に記憶させる目標値を適宜に設定して
おくことにより燃料経済性と動力性能の向上を図ること
ができる。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれに限られるものではなく、本発明
の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の副変速機切換装置を示すブロック図、
第２図は車速センサが出力する電圧信号と車速との関係
を示すグラフ、第３図はアップシフト用記憶装置が出力
する電圧信号とスロットル開度との関係を示すグラフ、
第４図はダウンシフト用記憶装置が出力する電圧信号と
スロットル開度との関係を示すグラフ、第５図は車速と
スロットル開度との関係に於て主変速機と副変速機との
切換時期を示すグラフである。 １０・・・・・・エンジン、１１・・・・・・機械式の
クラッチ装置、１２・・・・・・副変速機、１３・・・
・・・主変速機、２０・・・・・・シフトポジションセ
ンサ、２１・・・・・・スロットルセンサ、２２・・・
・・・車速センサ、２３・・・・・・記憶装置、２４・
・・・・・アップシフト用記憶装置、２５・・・・・・
ダウンシフト用記憶装置、２６・・・・・・アップシフ
ト指令用比較器、２７・・・・・・ダウンシフト指令用
比較器、２８・・・・・・インヒビットＡＮＤゲート、
２９・・・・・・ＡＮＤゲート、３０・・・・・・ＯＲ
ゲート、３１・・・・・・反転回路、３２・・・・・・
増幅器、３３・・・・・・副変速機切換用アクチュエー
タ、３４・・・・・・遅延回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 副変速機の切換を行うアクチュエータと、主変速機
   の変速段を検出しシフトポジション信号を発生するシフ
   トポジションセンサと、エンジンの吸気系のスロットル
   開度を代表する値を検出しスロットル信号を発生するス
   ロットルセンサと、車速を代表する値を検出し車速信号
   を発生する車速センサと、最適運転を行うためのスロッ
   トル開度と車速との関係を主変速機の変速段毎に記憶し
   いづれか一方から他方の目標値を与える記憶装置と前記
   スロットル信号又は車速信号のいづれか一方とシフトポ
   ジション信号とを入力信号として前記記憶装置より読出
   された前記目標値と前記他方の信号とを比較し前記アク
   チュエータに副変速機のアツプシフト又はダウンシフト
   の指令を選択的に出力する比較装置とを備えていること
   を特徴とする副変速機付手動変速機の副変速機切換装置
   。