JP2001041318A - 変速装置の制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械式変速装置の慣性ブレーキを、発熱及び
摩耗から保護する。 【解決手段】 機械式変速装置14において、慣性ブレー
キ19による減速無しには、予め設定された時間内にアッ
プシフトを実行できなくなったときにのみ、慣性ブレー
キ19を使用する。また、低減速度となる使用では予め設
定された時間内にアップシフトを完了することができな
いときにのみ、高減速度で使用することで、慣性ブレー
キ19を発熱及び摩耗からから保護する。更に、慣性ブレ
ーキ温度のシミュレート値を規定し、当該シミュレート
値が第１の基準値よりも低い場合に限り慣性ブレーキ19
を作動させる。又、当該シミュレート値が第２の基準値
よりも低い場合に限り、慣性ブレーキ19を高減速度で作
動させる。なお、前記第１の基準値は、前記第２の基準
値よりも大きい値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも部分的
に自動化された、慣性ブレーキを含む機械式変速装置の
アップシフト機能を高める技術に関するものである。特
に、本発明は、マスタークラッチの係合を解除すること
なく変速を行うことを可能とするための、慣性ブレーキ
の制御方法及び制御装置であって、保護ロジックの不備
による、慣性ブレーキの摩耗や損傷を回避する技術に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】機械式多段変速機を備える車両用ドライ
ブトレーンであって、前記変速機が通常は副変速機を備
える複式変速機であり、又は、単式の変速機に複数速減
速型のドライブアクスルを組合せたものであり、前進
５,６,７,９,10,13,16,18段又はそれ以上の速度比を有
する形式のものは良く知られている。特に、重量型車両
用の変速装置であって、米国特許第5,370,013号、第5,5
27,237号及び第4,754,665号に開示されている内容は、
参考文献として本説明に含まれる。

【０００３】全自動又は部分的に自動化された機械式変
速装置は、従来技術として良く知られており、当該技術
について米国特許第4,361,060号、第4,595,986号及び第
4,648,290号に開示されている内容は、参考文献として
本説明に含まれる。なお、米国特許第4,361,060号に
は、アップシフト又はダウンシフトの際の制御ロジック
が開示されている。

【０００４】全自動又は部分的に自動化された機械式変
速装置であって、マスタークラッチの係合状態を維持し
た状態で動的に変速を行うものは、従来技術として良く
知られており、当該技術について米国特許第4,850,236
号、第5,435,212号及び第5,735,771号に開示されている
内容は、参考文献として本説明に含まれる。

【０００５】入力軸ブレーキ及びアップシフトブレーキ
と称される車両用の慣性ブレーキは、従来技術として良
く知られており、当該技術について米国特許第5,528,95
0号及び5,713,445号に開示されている内容は、参考文献
として本説明に含まれる。

【０００６】アップシフトを完了させ、又はアップシフ
トの時間を短縮するために、入力軸ブレーキ及びエンジ
ンブレーキの少なくとも一方が用いられている自動変速
装置は、従来技術として良く知られており、当該技術に
ついて米国特許第5,425,689号及び第5,655,407号に開示
されている内容は、参考文献として本説明に含まれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、保護ロジッ
クを備えない慣性ブレーキに過度の摩耗や損傷を被る可
能性が増大するような、マスタークラッチが係合された
状況下でも、慣性ブレーキの使用を可能とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る変速装置の制御方法は、燃料制御型エン
ジン（12）と、該エンジンに対し連結手段（16）によっ
て連結される入力軸（18）を有する機械式多段変速機
（14）と、前記入力軸の回転速度を減速させる慣性ブレ
ーキ（19）と、前記変速機のシフト操作のために、エン
ジン速度（ＥＳ）、係合ギヤ比（ＧＲ）及び車両速度
（ＯＳ）の少なくとも一つを含む入力信号（24）を受取
り、該入力信号を所定のロジックに則って処理し、変速
機アクチュエータ（44）を含むシステムアクチュエータ
へと指令出力信号（28）を出力する制御装置（26）と、
前記慣性ブレーキを操作するための慣性ブレーキアクチ
ュエータ（19Ｃ）と、を含む車両の機械式自動変速装置
（10）における自動アップシフト制御方法であって、
(ａ)現在の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが要
求されているか否かを決定し、(ｂ) 現在の係合ギヤ比
（ＧＲ）からのアップシフトが要求されている場合に
は、(i)前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるア
ップシフトを実行可能であるか否かを決定し、(ii)前記
慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップシフトを
実行可能であると判断された場合には、前記慣性ブレー
キを操作すること無く、要求されるアップシフトを実行
し、(iii) 前記慣性ブレーキの操作無しに、要求される
アップシフトを実行不可能であると判断された場合に
は、前記慣性ブレーキを操作することで、要求されるア
ップシフトを実行可能であるか否かを決定し、(iv) 前
記慣性ブレーキを操作しても、要求されるアップシフト
を実行不可能であると判断された場合には、要求される
アップシフトを開始せず、(ｃ)要求されるアップシフト
は前記慣性ブレーキを操作することで実行可能となる
が、前記慣性ブレーキの操作無しには実行不可能である
と判断された場合には、(i)前記慣性ブレーキの温度の
シミュレート値（Ｔ_SIM）を求め、(ii)該シミュレート
値を所定の基準値と比較し、前記シミュレート値が前記
基準値を上回るとき、要求されるアップシフトを開始せ
ず、前記基準値が前記シミュレート値を上回るとき、要
求されるアップシフトを実行する、ことを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係る変速装置の制御方法
は、前記連結手段（16）は、マスター摩擦クラッチであ
り、該マスター摩擦クラッチの係合を解除することなく
前記変速機の変速操作をするものである。

【００１０】また、本発明に係る変速装置の制御方法
は、前記慣性ブレーキを、低減速度である第１の減速度
及び高減速度である第２の減速度で作動させるものであ
る。

【００１１】さらに、本発明に係る変速装置の制御方法
では、前記(ｃ) (i)ステップは、前記慣性ブレーキの作
動時には前記シミュレート値を増加させ、前期慣性ブレ
ーキの非作動時には前期シミュレート値を減少させるス
テップを含むものである。

【００１２】また、本発明に係る変速装置の制御方法
は、燃料制御型エンジン（12）と、該エンジンに対し連
結手段（16）によって連結される入力軸（18）を有する
機械式多段変速機（14）と、前記入力軸の回転速度を減
速させる慣性ブレーキ（19）と、前記変速機のシフト操
作のために、エンジン速度（ＥＳ）、係合ギヤ比（Ｇ
Ｒ）及び車両速度（ＯＳ）の少なくとも一つを含む入力
信号（24）を受取り、該入力信号を所定のロジックに則
って処理し、変速機アクチュエータ（44）を含むシステ
ムアクチュエータへと指令出力信号（28）を出力する制
御装置（26）と、前記慣性ブレーキを、低減速度である
第１の減速度及び高減速度である第２の減速度で作動す
るように操作するための、慣性ブレーキアクチュエータ
（19Ｃ）と、を含む車両の機械式自動変速装置（10）に
おける自動アップシフト制御方法であって、(ａ)現在の
係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが要求されてい
るか否かを決定し、(ｂ) 現在の係合ギヤ比（ＧＲ）か
らのアップシフトが要求されている場合には、(i)前記
慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップシフトを
実行可能であるか否かを決定し、(ii)前記慣性ブレーキ
の操作無しに、要求されるアップシフトを実行可能であ
ると判断された場合には、前記慣性ブレーキを操作する
こと無く、要求されるアップシフトを実行し、(iii) 前
記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップシフト
を実行不可能であると判断された場合には、前記慣性ブ
レーキを操作することで、要求されるアップシフトを実
行可能であるか否かを決定し、(iv) 前記慣性ブレーキ
を低減速度となるように操作しても、要求されるアップ
シフトを実行不可能であると判断された場合には、前記
慣性ブレーキを高減速度となるように操作することで、
要求されるアップシフトを実行可能であるか否かを決定
し、(ｖ) 前記慣性ブレーキを高減速度となるように操
作しても、要求されるアップシフトを実行不可能である
と判断された場合には、要求されるアップシフトを開始
せず、(ｃ)要求されるアップシフトは前記慣性ブレーキ
を低減速度となるように操作することで実行可能となる
が、前記慣性ブレーキの操作無しには実行不可能である
と判断された場合には、(i)前記慣性ブレーキの温度の
シミュレート値（Ｔ_SIM）を求め、(ii)該シミュレート
値を第１の基準値と比較し、前記シミュレート値が前記
基準値を上回るとき、要求されるアップシフトを開始せ
ず、前記基準値が前記シミュレート値を上回るとき、要
求されるアップシフトを実行し、(ｄ) 要求されるアッ
プシフトは前記慣性ブレーキを高減速度となるように操
作することで実行可能となるが、前記慣性ブレーキを低
減速度となるように操作しても実行不可能であると判断
された場合には、(i)前記慣性ブレーキの温度のシミュ
レート値（Ｔ_SIM）を求め、(ii)該シミュレート値を、
前記第１の基準値より小さい第２の基準値（ＲＥＦ₁＞
ＲＥＦ₂）と比較し、前記シミュレート値が前記第２の
基準値を上回るとき、要求されるアップシフトを開始せ
ず、前記第２の基準値が前記シミュレート値を上回ると
き、要求されるアップシフトを実行するものである。

【００１３】また、本発明に係る変速装置の制御方法
は、前記連結手段（16）は、マスター摩擦クラッチであ
り、該マスター摩擦クラッチの係合を解除することなく
前記変速機の変速操作をするものである。

【００１４】更に、上記課題を解決するための、本発明
に係る制御装置は、燃料制御型エンジン（12）と、該エ
ンジンに対し連結手段（16）によって連結される入力軸
（18）を有する機械式多段変速機（14）と、前記入力軸
の回転速度を減速させる慣性ブレーキ（19）と、前記変
速機のシフト操作のために、エンジン速度（ＥＳ）、係
合ギヤ比（ＧＲ）及び車両速度（ＯＳ）の少なくとも一
つを含む入力信号（24）を受取り、該入力信号を所定の
ロジックに則って処理し、変速機アクチュエータ（44）
を含むシステムアクチュエータへと指令出力信号（28）
を出力する制御装置（26）と、前記慣性ブレーキを操作
するための慣性ブレーキアクチュエータ（19Ｃ）と、を
含む車両の機械式自動変速装置（10）における自動アッ
プシフト制御装置であって、前記ロジックは、(ａ)現在
の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが要求されて
いるか否かを決定し、(ｂ) 現在の係合ギヤ比（ＧＲ）
からのアップシフトが要求されている場合には、(i)前
記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップシフト
を実行可能であるか否かを決定し、(ii)前記慣性ブレー
キの操作無しに、要求されるアップシフトを実行可能で
あると判断された場合には、前記慣性ブレーキを操作す
ること無く、要求されるアップシフトを実行し、(iii)
前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップシフ
トを実行不可能であると判断された場合には、前記慣性
ブレーキを操作することで、要求されるアップシフトを
実行可能であるか否かを決定し、(iv) 前記慣性ブレー
キを操作しても、要求されるアップシフトを実行不可能
であると判断された場合には、要求されるアップシフト
を開始せず、(ｃ)要求されるアップシフトは前記慣性ブ
レーキを操作することで実行可能となるが、前記慣性ブ
レーキの操作無しには実行不可能であると判断された場
合には、(i)前記慣性ブレーキの温度のシミュレート値
（Ｔ_SIM）を求め、(ii)該シミュレート値を所定の基準
値と比較し、前記シミュレート値が前記基準値を上回る
とき、要求されるアップシフトを開始せず、前記基準値
が前記シミュレート値を上回るとき、要求されるアップ
シフトを実行する制御ロジックを備えることを特徴とす
る。

【００１５】また、本発明に係る制御装置では、前記連
結手段（16）は、マスター摩擦クラッチであり、該マス
ター摩擦クラッチの係合を解除することなく前記変速機
の変速操作をするものである。

【００１６】また、本発明に係る制御装置では、前記慣
性ブレーキは、低減速度である第１の減速度及び高減速
度である第２の減速度で作動することを特徴としてい
る。

【００１７】さらに、本発明に係る制御装置では、前記
(ｃ) (i)ステップは、前記慣性ブレーキの作動時には前
記シミュレート値を増加させ、前期慣性ブレーキの非作
動時には前期シミュレート値を減少させることを特徴と
する。

【００１８】以上の構成によれば、変速装置においてマ
スタークラッチを係合した状態で変速を行う際に、慣性
ブレーキを使用するための制御ロジックを提供すること
で、慣性ブレーキの摩耗や損傷といった、従来技術の欠
点を解消することができる。

【００１９】この慣性ブレーキの制御ロジックは、温度
シミュレーションに関するロジックを含み、慣性ブレー
キの制御手段からの情報に基づき慣性ブレーキの作動温
度をシミュレートする。そして、当該作動温度のシミュ
レート値が所定値以下である場合にのみ、慣性ブレーキ
は、好ましくは様々な減速度が得られるように、操作さ
れる。さらに、アップシフトの完了の可能性、又は、所
定時間内でこれを完了させる可能性について評価を行
い、慣性ブレーキの操作なくては要求されるアップシフ
トが実行されない場合にに限り、慣性ブレーキを用い
る。

【００２０】すなわち、本発明は、自動変速装置におい
て、マスタークラッチを係合させた状態でシフトを実行
する際の、アップシフトにおける慣性ブレーキの機能的
価値を高め、かつ、マスタークラッチを損傷等から保護
することを目的とするものである。

【００２１】本発明の、上記及びその他の目的及び利点
は、本発明の詳細な説明の好ましい実施の形態及び添付
図面を参照することにより、明らかとなるであろう。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分
または相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明は省略する。

【００２３】図１には、本発明の実施の形態に係る機械
式自動変速装置10を示している。機械式自動変速装置10
は、ディーゼルエンジン等周知の燃料制御型内燃機関12
（以下、「エンジン」という。）、機械式多段変速機14
（以下、「変速機」という。）、及び、エンジン12と変
速機14とを駆動連結するための連結手段である摩擦カッ
プリング16（以下、「クラッチ」という。）を含むもの
である。ここで、クラッチ16には、トルクコンバータ若
しくは摩擦係合式マスタークラッチ等が用いられてい
る。変速機14は、さらに、車両のドライブアクスル22を
駆動するための、出力軸20を備える。ドライブアクスル
22は、単段型または複数速減速型のものが用いられる。

【００２４】変速機14は周知の機械式変速機であって、
入力軸速度(IS)と出力軸速度(OS)との比を変更する際、
選択されたギヤを変速機の軸に係合するために、噛合い
式のジョークラッチが用いられている。この形式の変速
機は、米国特許第4,764,665号、第5,385,056号、第5,39
0,561号および第5,416,698号に開示されている。

【００２５】クラッチ16は、運転者によりクラッチペダ
ル16Ａで操作され、好ましくは、車両が発進するとき及
び停止するときにのみ係合解除されるものである（米国
特許第4,850,236号参照）。

【００２６】機械式自動変速装置10は、マイコンベース
の制御装置26へと種々の入力信号24を出力する複数のセ
ンサを含む。また、制御装置26は、所定のロジックに則
って入力信号24を処理し、後述するエンジン制御装置4
0、アクチュエータ42、変速機アクチュエータ44等、種
々のアクチュエータを含むシステムアクチュエータへ
と、指令出力信号28を出力するものである。

【００２７】速度センサ30,32,34は、各々、エンジン速
度(ES)、変速機入力軸速度(IS)、変速機出力軸速度（O
S）を示す入力信号を、制御装置26へと出力するために
設けられている。センサ36は、運転者によって設定され
るスロットルペダル開度を示す信号を出力するために設
けられている。制御コンソール38は、運転者による運転
モードの選択を可能とし、かつ、選択されたギヤ比(GR)
を示す入力信号を、制御装置26へと出力するために設け
られている。

【００２８】エンジン制御装置40は、好ましくはマイコ
ンベースであり、エンジンへの燃料供給量を制御し、デ
ータリンクDLに対しエンジン制御パラメータを示す信号
を提供するために設けられている。好ましくは、データ
リンクDLは、SAE J-1939等の周知のプロトコルに準拠し
ていることが望ましい。変速機アクチュエータ44は、変
速機14を操作し、係合ギヤ比、他の変速機制御パラメー
タ等を示す信号を制御装置26へと出力するために設けら
れている。なお、前記係合ギヤ比は、入力軸速度と出力
軸速度との比(IS／OS)から算出されるものである。

【００２９】ところで、本説明において、また、自動車
工業界では一般的に、「パワートレーン」の用語はエン
ジン12、カップリング16、変速機14およびドライブアク
スル22を含む部分の総称であるのに対し、「ドライブト
レーン」の用語は、カップリング16、変速機14およびド
ライブアクスル22を含む部分の総称である。

【００３０】機械式自動変速装置10は、さらに、アップ
シフトブレーキと称される慣性ブレーキ19を備えてい
る。この慣性ブレーキ19は、入力軸18の回転速度を減速
させて、所望のアップシフトの完了の可能性を高め、シ
フト完了までの時間を短縮するために用いられる。この
慣性ブレーキ19は、好ましくは、入力軸18に二以上の減
速度を与えるように作動する慣性ブレーキアクチュエー
タ19Ｃを含み、制御装置26からの指令出力信号によって
制御される。

【００３１】慣性ブレーキ19は、比較的低容量の摩擦装
置であって、自動的に若しくはクラッチペダルの踏込み
量によって操作されるものである。慣性ブレーキの例と
して、米国特許第5,528,950号及び第5,713,445号にその
詳細が開示されている。

【００３２】前進10段の、レンジ及びスプリッタタイプ
の同期型変速機14の具体的な構造を、図２に該略図で示
している。かかる一般的な形式の変速機は、米国特許第
5,000,060号、第5,370,013号、第5,390,561号にその詳
細が開示されている。

【００３３】変速機14は、非同期式の主変速部14Ａ及び
副変速部14Ｂを備え、何れも、クラッチハウジングによ
って画定される前端壁14Ｃと後端壁14Ｄを含むが（本発
明の実施の形態では）中間隔壁は含まない、一つのハウ
ジング内に収められている。

【００３４】入力軸18には、入力ギヤ76が一体回転可能
に固定されている。主軸82には、同期クラッチ84,86お
よび主軸スプリッタクラッチ88が設けられている。同期
クラッチ84,86にはシフトフォーク（図示省略）が設け
られており、かかるシフトフォークは、シフト組立体に
よって駆動されるシフトレバーで制御される。主軸82
は、入力軸18及び出力軸20に対し独立して回転するもの
であり、好ましくは、軸方向の移動が制限された状態で
回転自在となっている。

【００３５】周知のごとく、同期クラッチ84,86は、選
択された主変速部のギヤ比を得るために、中立位置から
前方及び後方へと移動可能な二方向作動機構を備える。
例えば、第1のジョークラッチ84Ａには、同期クラッチ8
4の図２における左側端部に第1列クラッチ歯84Ｂが形成
されており、かかる第1列クラッチ歯84Ｂは、入力ギヤ7
6に形成された第２列クラッチ歯84Ｃと係合可能であ
る。

【００３６】主変速部14Ａは、ほぼ共通した構成を有す
る二つのカウンタ軸組立体94を備えている。カウンタ軸
組立体94は、カウンタ軸ギヤ98,100,102,104及び106が
固定されたカウンタ軸96を含む。対をなすカウンタ軸ギ
ヤ98,102,104及び106は、各々、入力ギヤ76、主軸ギヤ1
08,110およびアイドルギヤ（図示省略）と常時噛み合っ
ている。なお、前記アイドルギヤは、後退用主軸ギヤ11
2と常時噛み合っている。カウンタ軸ギヤ100は、ＰＴＯ
（動力取り出し装置）を駆動するために設けられてい
る。

【００３７】変速機14の副変速部14Ｂは、スプリッタ部
14Ｅ及びレンジ部14Ｆを備える。また、副変速部14Ｂ
は、ほぼ共通した構成を有する二つのカウンタ軸組立体
114を備えている。各カウンタ軸組立体114は、カウンタ
軸ギヤ118,120及び122が一体回転可能に固定されたカウ
ンタ軸116を含む。

【００３８】対をなすカウンタ軸ギヤ118,120及び122
は、各々、スプリッタギヤ124、スプリッタ／レンジギ
ヤ126およびレンジギヤ128と常時噛み合っている。主軸
82に固定された主軸スプリッタクラッチ88は、スプリッ
タギヤ124又はスプリッタ／レンジギヤ126のいずれか一
方と選択的に係合・離脱する。一方、出力軸20に固定さ
れた同期式レンジクラッチ130は、スプリッタ／レンジ
ギヤ126又はレンジギヤ128のいずれか一方と選択的に係
合・離脱する。

【００３９】主軸スプリッタクラッチ88（スプリッタジ
ョークラッチ）は双方向クラッチであり、図２における
右側又は左側の位置へと選択的に移動して、スプリッタ
／レンジギヤ126又はスプリッタギヤ124の各々に対し係
合する。そして、中間位置では何れも非係合であるスプ
リッタギヤ124又はスプリッタ／レンジギヤ126を、主軸
82へとクラッチ係合させる。主軸スプリッタクラッチ88
は、ピストンアクチュエータ等の三位置アクチュエータ
によって制御されるシフトフォーク198により、軸方向
の位置決めがなされる。なお、前記三位置アクチュエー
タは、制御装置26（米国特許第5,661,998号）からの制
御信号に応答するものである。

【００４０】同期式レンジクラッチ130は、二位置クラ
ッチであり、図２における右側又は左側の位置へと選択
的に移動して、スプリッタ／レンジギヤ126又はレンジ
ギヤ128の各々を出力軸20に対し選択的に係合・離脱す
る。同期式レンジクラッチ130は、二位置ピストンアク
チュエータにより操作されるシフトフォーク（図示省
略）によって、位置決めされる。なお、上記のピストン
アクチュエータは、同一の機能を奏する他のアクチュエ
ータ、例えば、ボールスクリューアクチュエータ,ボー
ルランプアクチュエータ等に替えることも可能である。

【００４１】主軸スプリッタクラッチ88及びレンジクラ
ッチ130双方の軸方向位置を、前方又は後方へと選択的
に移動させることで、主軸82から出力軸20へと動力伝達
を行う際に、四つの異なる減速比を得ることができる。
副変速部14Ｂは、レンジタイプ及びスプリッタタイプ複
合型の三相の副変速部であって、入力（主軸82）と出力
（出力軸20）との間で、四つの選択可能な速度又は減速
比を得ることができる。主変速部14Ａには、後退及び三
つの選択的な前進速度が与えられている。しかしなが
ら、選択可能なギヤ比の一つであるローギヤ比（主軸ギ
ヤ110との係合によって得られる）は、高いギヤ比を得
る際には用いられない。すなわち、変速機14は、「（２
＋１）×（２×２）」型の変速機と称される変速機であ
り、妥当性及び実用性を考慮して低いギヤの段間比を設
定し、前進９段又は10段としたものである。

【００４２】さて、クラッチの離脱を行うことなくトル
クロックを回避して、所望のギヤ比への同期係合を行う
ために、エンジンへ正確な燃料供給を行う技術は、米国
特許第4,850,236号及び第5,105,357号に詳細に開示され
ている。

【００４３】なお、本発明の実施の形態に係る複合型変
速機は、中間隔壁を備えないものとして図示されている
が、係る中間隔壁を備える変速機は、米国特許第4,754,
665号、第5,193,410号、第5,368,145号に開示されてお
り、これらの変速機を本願発明に用いることも可能であ
る。

【００４４】主軸スプリッタクラッチ88は、ピストンア
クチュエータ組立体46のピストンロッドに取り付けられ
たシフトフォーク198によって駆動される。ピストンア
クチュエータ組立体46は、一般的な三位置アクチュエー
タ（米国特許第5,054,591号参照のこと。その記載内容
は参考文献として本説明に含まれる。）若しくは米国特
許第5,682,790号又は第5,661,998号（これらの記載は、
参考文献として本説明に含まれる。）であって、シフト
フォーク198の三箇所（Ｌ,Ｎ,Ｈ）の位置出しを正確に
行うために、ピストン室への加圧及び減圧を選択的にパ
ルス幅変調させるものが用いられる。

【００４５】好ましくは、スプリッタクラッチアクチュ
エータ44（変速機アクチュエータ）は、作動圧力をパル
ス幅変調させ、可変力として与える機能を有するもので
ある。そして、当該作動圧力は、クラッチの非係合時や
同期状態が確認されていない時には、最大値未満の力が
付与される。

【００４６】慣性ブレーキ19は、カウンタ軸ギヤ100と
常時噛み合うギヤ19Ａを有し、また、入力軸18の各ギヤ
との係合の際には、ギヤ19Ａの回転を減速させるため、
選択的にフリクションリターダ19Ｂを働かせ、慣性ブレ
ーキアクチュエータ19Ｃをギヤ19Ａに連結させることが
できる。なお、好ましくは、慣性ブレーキの少なくとも
一部は、変速機のオイルサンプ内に設けられているもの
とする。

【００４７】本発明の実施の形態では、慣性ブレーキ19
は、エンジン12、クラッチ16、入力軸18およびこれらと
組み合わされているギヤの回転速度を、毎秒850ＲＰＭ
で減速させる第１の減速度、又は、毎秒1250ＲＰＭで減
速させる第２の減速度で、減速させることができる。

【００４８】この慣性ブレーキは、クラッチ16が係合し
た状態で操作され、相当な発熱及び摩耗を被るものであ
る。特に、必要とされていないときにも使用する場合、
頻繁に使用する場合、若しくは過度の減速度を得るよう
な使用をする場合には、かかる不具合は顕著となる。

【００４９】そこで、本発明の実施の形態では、慣性ブ
レーキ19による減速無しには、予め設定された時間内に
アップシフトを実行できなくなったときにのみ、慣性ブ
レーキ19を使用し、また、低減速度となる使用では予め
設定された時間内にアップシフトを完了することができ
ないときにのみ、高減速度で使用することで、慣性ブレ
ーキ19を、発熱及び摩耗からから保護するものである。
なお、変化するエンジンの減速度に応じたアップシフト
の実行可能性を判断するロジックは、米国特許第5,335,
566号、第5,425,689号及び第5,655,407号に開示されて
おり、参考文献として本説明に含まれる。一般的には、
段間比の小さい場合よりも段間比の大きい場合に、より
大きな減速度が要求される。

【００５０】慣性ブレーキ19の保護機能を更に高めるた
め、本発明の実施の形態に係る制御ロジックは、慣性ブ
レーキ温度のシミュレート値Ｔ_SIMを規定し、慣性ブレ
ーキ温度のシミュレート値が第１の基準値よりも低い場
合（Ｔ_SIM＜ＲＥＦ₁）に限り慣性ブレーキ19を作動さ
せ、当該シミュレート値が第２の基準値よりも低い場合
（Ｔ_SIM＜ＲＥＦ₂）に限り、慣性ブレーキ19を高減速度
で作動させるものとする。なお、第１の基準値は、第２
の基準値よりも大きい値（ＲＥＦ₁＞ＲＥＦ₂）とする。

【００５１】例えば、フリクションリターダの温度のシ
ミュレート値を、制御パラメータとして算出する技術
は、米国特許第4,576,263号に開示されており、参考文
献として本説明に含まれる。また、本発明の実施の形態
の例では、シミュレートされた慣性ブレーキ19の温度が
90℃以上である場合には、高減速度での慣性ブレーキ19
の作動を禁止し、シミュレートされた慣性ブレーキ19の
温度が124℃以上であるときは、低減速度での慣性ブレ
ーキ19の作動も禁止する。

【００５２】ここで、慣性ブレーキ19の温度のシミュレ
ート値（Ｔ_SIM）を求める手順の一例を、以下に説明す
る。

【００５３】(ａ) 慣性ブレーキ19の温度のシミュレー
ト値（Ｔ_SIM）は、慣性ブレーキ19に毎秒850ＲＰＭの減
速度を発生させてアップシフトを行う毎に、変速機のオ
イルサンプ温度（Ｔ_SUMP）に53℃（レベル１）を加えた
値とする。また、慣性ブレーキ19に毎秒1250ＲＰＭの減
速度を発生させてアップシフトを行う毎に、変速機のオ
イルサンプ温度（Ｔ_SUMP）に86℃（レベル２）を加えた
値とする。

【００５４】(ｂ) この、各シフト毎に変速機のオイル
サンプ温度に所定値を加え、慣性ブレーキ19の温度のシ
ミュレート値（Ｔ_SIM）を求める作業は、約１秒で実行
される。また、アップシフト完了から最初の１秒の後、
シミュレート値から22℃を差し引き、それ以後は、毎秒
４℃の割合で、温度（Ｔ_SUMP）を減少させる（代わり
に、オイルサンプ温度を、毎秒22℃から毎秒４℃の間の
一定温度で、減少させることも可能である。）。

【００５５】(ｃ) なお、変速機のオイルサンプ温度
（Ｔ_SUMP）は、変速機のオイルに浸ったコイル（慣性ブ
レーキのソレノイド駆動コイル等）の抵抗値から概算す
る。コイルの抵抗値が既知である場合には、銅線に関す
る以下の方程式によって、変速機のオイルサンプ温度を
算出することができる。 Ｔ₂＝（Ｒ₂÷Ｒ₁）＊（234+Ｔ₁）−234 なお、Ｔ_n（℃）かつＲ_n（Ω）である。

【００５６】室温での抵抗値（Ｔ₁及びＲ₁）は既知であ
る。Ｒ₂は、測定されるコイルの電流値と、既知の電圧
値と、Ｒ＝Ｖ／Ｉの関係（Ｖは、与えられた電圧値と等
しく、Ｉは増幅回路の電流値と等しい。）より算出する
ことができる。この、オイルサンプ温度を概算するため
の銅線に関するロジックは、オイルサンプ温度を仮定す
ること（約93℃と仮定）によって省略可能である。な
お、当然ながら上記各値は、ある特定の実施の形態にお
いて経験的に求められたものである。

【００５７】図３及び図４には、本発明の実施の形態に
係る制御手順の一例を、フローチャートで示している。

【００５８】以上のごとく、本発明の一例を実施の形態
に基き説明したが、本発明の特許請求の範囲を越えない
限りにおいて種々の変更が可能であることは、当業者に
も理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る機械式自動変速装置
を含む、車両用パワートレーンを示す模式図である。

【図２】図１に示す自動変速装置の該略図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るフローチャートであ
る。

【図４】本発明の実施の形態に係るフローチャートであ
る。

【符号の説明】

10 機械式自動変速装置 12 エンジン 14 変速機 16 カップリング 18 入力軸 19 慣性ブレーキ 19Ａ ギヤ 19Ｂ フリクションリターダ 19Ｃ 慣性ブレーキアクチュエータ 20 出力軸 22 ドライブアクスル 24 入力信号 26 制御装置 28 指令出力信号 30,32,34 速度センサ 36 センサ 38 制御コンソール 40 エンジン制御装置 42 アクチュエータ 44 変速機アクチュエータ 46 ピストンアクチュエータ組立体 76 入力ギヤ 82 主軸 84 同期クラッチ 84Ａ 第1のジョークラッチ 84Ｂ 第1列クラッチ歯 84Ｃ 第2列クラッチ歯 86 同期クラッチ 88 主軸スプリッタクラッチ 94 カウンタ軸組立体 98,100,102,104,106 カウンタ軸ギヤ 108,110 主軸ギヤ 112 後退用主軸ギヤ 114 カウンタ軸組立体 118,120,122 カウンタ軸ギヤ IS 入力軸速度 OS 出力軸速度 DL データリンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 59:78 63:20 (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ダグラス クライグ グーチ アメリカ合衆国，ミシガン 49083，リッ チランド，ノース ヨークビル レーン 8086 (72)発明者 ジェラルド エドワード ガンスキー アメリカ合衆国，ミシガン 49065，ロー トン，スプリング ヘブン コート 60100 (72)発明者 ドナルド ジェームス ロッツィー アメリカ合衆国，ミシガン 49068，マー シャル，ノース マジソン ストリート 315 (72)発明者 エドワード フランシス ハンドレー アメリカ合衆国，ミシガン 49008，カラ マズー，エッジモール アベニュー 731

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料制御型エンジン（12）と、 該エンジンに対し連結手段（16）によって連結される入
   力軸（18）を有する機械式多段変速機（14）と、 前記入力軸の回転速度を減速させる慣性ブレーキ（19）
   と、 前記変速機のシフト操作のために、エンジン速度（Ｅ
   Ｓ）、係合ギヤ比（ＧＲ）及び車両速度（ＯＳ）の少な
   くとも一つを含む入力信号（24）を受取り、該入力信号
   を所定のロジックに則って処理し、変速機アクチュエー
   タ（44）を含むシステムアクチュエータへと指令出力信
   号（28）を出力する制御装置（26）と、 前記慣性ブレーキを操作するための慣性ブレーキアクチ
   ュエータ（19Ｃ）と、を含む車両の機械式自動変速装置
   （10）における自動アップシフト制御方法であって、 (ａ)現在の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが要
   求されているか否かを決定し、 (ｂ) 現在の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが
   要求されている場合には、 (i)前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップ
   シフトを実行可能であるか否かを決定し、 (ii)前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップ
   シフトを実行可能であると判断された場合には、前記慣
   性ブレーキを操作すること無く、要求されるアップシフ
   トを実行し、 (iii) 前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアッ
   プシフトを実行不可能であると判断された場合には、前
   記慣性ブレーキを操作することで、要求されるアップシ
   フトを実行可能であるか否かを決定し、 (iv) 前記慣性ブレーキを操作しても、要求されるアッ
   プシフトを実行不可能であると判断された場合には、要
   求されるアップシフトを開始せず、 (ｃ)要求されるアップシフトは前記慣性ブレーキを操作
   することで実行可能となるが、前記慣性ブレーキの操作
   無しには実行不可能であると判断された場合には、 (i)前記慣性ブレーキの温度のシミュレート値（Ｔ_SIM）
   を求め、 (ii)該シミュレート値を所定の基準値と比較し、前記シ
   ミュレート値が前記基準値を上回るとき、要求されるア
   ップシフトを開始せず、前記基準値が前記シミュレート
   値を上回るとき、要求されるアップシフトを実行する、
   ことを特徴とする変速装置の制御方法。
2. 【請求項２】 前記連結手段（16）は、マスター摩擦ク
   ラッチであり、該マスター摩擦クラッチの係合を解除す
   ることなく前記変速機の変速操作をすることを特徴とす
   る請求項１記載の変速装置の制御方法。
3. 【請求項３】 前記慣性ブレーキを、低減速度である第
   １の減速度及び高減速度である第２の減速度で作動させ
   ることを特徴とする請求項１記載の変速装置の制御方
   法。
4. 【請求項４】 前記(ｃ) (i)ステップは、前記慣性ブレ
   ーキの作動時には前記シミュレート値を増加させ、前期
   慣性ブレーキの非作動時には前期シミュレート値を減少
   させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の
   変速装置の制御方法。
5. 【請求項５】 燃料制御型エンジン（12）と、 該エンジンに対し連結手段（16）によって連結される入
   力軸（18）を有する機械式多段変速機（14）と、 前記入力軸の回転速度を減速させる慣性ブレーキ（19）
   と、 前記変速機のシフト操作のために、エンジン速度（Ｅ
   Ｓ）、係合ギヤ比（ＧＲ）及び車両速度（ＯＳ）の少な
   くとも一つを含む入力信号（24）を受取り、該入力信号
   を所定のロジックに則って処理し、変速機アクチュエー
   タ（44）を含むシステムアクチュエータへと指令出力信
   号（28）を出力する制御装置（26）と、 前記慣性ブレーキを、低減速度である第１の減速度及び
   高減速度である第２の減速度で作動するように操作する
   ための、慣性ブレーキアクチュエータ（19Ｃ）と、を含
   む車両の機械式自動変速装置（10）における自動アップ
   シフト制御方法であって、 (ａ)現在の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが要
   求されているか否かを決定し、 (ｂ) 現在の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが
   要求されている場合には、 (i)前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップ
   シフトを実行可能であるか否かを決定し、 (ii)前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップ
   シフトを実行可能であると判断された場合には、前記慣
   性ブレーキを操作すること無く、要求されるアップシフ
   トを実行し、 (iii) 前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアッ
   プシフトを実行不可能であると判断された場合には、前
   記慣性ブレーキを操作することで、要求されるアップシ
   フトを実行可能であるか否かを決定し、 (iv) 前記慣性ブレーキを低減速度となるように操作し
   ても、要求されるアップシフトを実行不可能であると判
   断された場合には、前記慣性ブレーキを高減速度となる
   ように操作することで、要求されるアップシフトを実行
   可能であるか否かを決定し、 (ｖ) 前記慣性ブレーキを高減速度となるように操作し
   ても、要求されるアップシフトを実行不可能であると判
   断された場合には、要求されるアップシフトを開始せ
   ず、 (ｃ)要求されるアップシフトは前記慣性ブレーキを低減
   速度となるように操作することで実行可能となるが、前
   記慣性ブレーキの操作無しには実行不可能であると判断
   された場合には、 (i)前記慣性ブレーキの温度のシミュレート値（Ｔ_SIM）
   を求め、 (ii)該シミュレート値を第１の基準値と比較し、前記シ
   ミュレート値が前記基準値を上回るとき、要求されるア
   ップシフトを開始せず、前記基準値が前記シミュレート
   値を上回るとき、要求されるアップシフトを実行し、 (ｄ) 要求されるアップシフトは前記慣性ブレーキを高
   減速度となるように操作することで実行可能となるが、
   前記慣性ブレーキを低減速度となるように操作しても実
   行不可能であると判断された場合には、 (i)前記慣性ブレーキの温度のシミュレート値（Ｔ_SIM）
   を求め、 (ii)該シミュレート値を、前記第１の基準値より小さい
   第２の基準値（ＲＥＦ₁＞ＲＥＦ₂）と比較し、前記シミ
   ュレート値が前記第２の基準値を上回るとき、要求され
   るアップシフトを開始せず、前記第２の基準値が前記シ
   ミュレート値を上回るとき、要求されるアップシフトを
   実行する、ことを特徴とする変速装置の制御方法。
6. 【請求項６】 前記連結手段（16）は、マスター摩擦ク
   ラッチであり、該マスター摩擦クラッチの係合を解除す
   ることなく前記変速機の変速操作をすることを特徴とす
   る請求項５記載の変速装置の制御方法。
7. 【請求項７】 燃料制御型エンジン（12）と、 該エンジンに対し連結手段（16）によって連結される入
   力軸（18）を有する機械式多段変速機（14）と、 前記入力軸の回転速度を減速させる慣性ブレーキ（19）
   と、 前記変速機のシフト操作のために、エンジン速度（Ｅ
   Ｓ）、係合ギヤ比（ＧＲ）及び車両速度（ＯＳ）の少な
   くとも一つを含む入力信号（24）を受取り、該入力信号
   を所定のロジックに則って処理し、変速機アクチュエー
   タ（44）を含むシステムアクチュエータへと指令出力信
   号（28）を出力する制御装置（26）と、 前記慣性ブレーキを操作するための慣性ブレーキアクチ
   ュエータ（19Ｃ）と、を含む車両の機械式自動変速装置
   （10）における自動アップシフト制御装置であって、前
   記ロジックは、 (ａ)現在の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが要
   求されているか否かを決定し、 (ｂ) 現在の係合ギヤ比（ＧＲ）からのアップシフトが
   要求されている場合には、 (i)前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップ
   シフトを実行可能であるか否かを決定し、 (ii)前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアップ
   シフトを実行可能であると判断された場合には、前記慣
   性ブレーキを操作すること無く、要求されるアップシフ
   トを実行し、 (iii) 前記慣性ブレーキの操作無しに、要求されるアッ
   プシフトを実行不可能であると判断された場合には、前
   記慣性ブレーキを操作することで、要求されるアップシ
   フトを実行可能であるか否かを決定し、 (iv) 前記慣性ブレーキを操作しても、要求されるアッ
   プシフトを実行不可能であると判断された場合には、要
   求されるアップシフトを開始せず、 (ｃ)要求されるアップシフトは前記慣性ブレーキを操作
   することで実行可能となるが、前記慣性ブレーキの操作
   無しには実行不可能であると判断された場合には、 (i)前記慣性ブレーキの温度のシミュレート値（Ｔ_SIM）
   を求め、 (ii)該シミュレート値を所定の基準値と比較し、前記シ
   ミュレート値が前記基準値を上回るとき、要求されるア
   ップシフトを開始せず、前記基準値が前記シミュレート
   値を上回るとき、要求されるアップシフトを実行する制
   御ロジックを備えることを特徴とする制御装置。
8. 【請求項８】 前記連結手段（16）は、マスター摩擦ク
   ラッチであり、該マスター摩擦クラッチの係合を解除す
   ることなく前記変速機の変速操作をすることを特徴とす
   る請求項７記載の制御装置。
9. 【請求項９】 前記慣性ブレーキは、低減速度である第
   １の減速度及び高減速度である第２の減速度で作動する
   ことを特徴とする請求項７記載の制御装置。
10. 【請求項１０】 前記(ｃ) (i)ステップは、前記慣性ブ
    レーキの作動時には前記シミュレート値を増加させ、前
    期慣性ブレーキの非作動時には前期シミュレート値を減
    少させるステップを含むことを特徴とする請求項７記載
    の制御装置。