JP4872235B2 - 多段式自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、多段式自動変速機を用いて車両に制動力を与える技術に関するものである。

多段式自動変速機の発明としては従来、例えば特許文献１に記載のごときものが知られている。
特許文献１に記載の多段式自動変速機は、２本の入力軸を具え、このうち第１入力軸を中空とし、第２入力軸を第１入力軸内に同軸に挿通し、エンジン駆動軸と同軸に第１入力軸と、第２入力軸を配する。エンジン駆動軸と第１入力軸との間には第１入力クラッチ１を設け、エンジン駆動軸と第２入力軸との間には第２入力クラッチを設ける。第１入力軸には、歯車機構から構成される第２速段と、第４速段と、第６速段の歯車組を設ける。第２入力軸には、歯車機構から構成される後退速段と、第１速段と、第３速段と、第５速段の歯車組を設ける。これら変速段の歯車組は、出力軸側にあるカウンタ軸と連結するための同期装置を具える。
これら第１〜６速および後退速段のうち、１の選択変速段を選択して、ドライブ走行またはエンジンブレーキによるコースト走行を行うには、同期装置を作動させて、選択変速段の歯車組をカウンタ軸に連結するとともに、選択変速段の歯車組に係る第１または第２入力クラッチを締結し、駆動結合の伝達経路を形成する。
特開２０００−２３４６５４号公報

しかし、上記従来のような変速装置にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまりエンジンブレーキによるコースト走行中には、エンジンブレーキだけでは十分な制動力が得られない場合も想定される。
この場合、運転者が油圧式ブレーキを多用するとすれば、ブレーキディスクや作動油の高温化を招き、油圧式ブレーキの効きが低下したり失陥したりする懸念がある。油圧式ブレーキの効きが低下した場合には、バックアップとして作動させるブレーキ装置が装備されていないため、安全性能が損なわれる。

本発明は、上述の実情に鑑み、多段式自動変速機を制御することにより制動力を得ることが可能な多段式自動変速機の変速制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため本発明による多段式自動変速機の変速制御装置は、歯車機構から構成される変速段を複数具え、該複数の変速段の中から選択した１の変速段を用いて、入力軸と出力軸とを駆動結合する多段式自動変速機において、前記複数の変速段を、奇数段の変速段グループと偶数段の変速グループの２つの変速段グループにグループ分けし、一方のグループを構成する複数変速段に共通するシャフトと、他方のグループを構成する複数変速段に共通するシャフトには、クラッチを夫々設けてツインクラッチ式とし、これらクラッチのうち一方のクラッチを完全締結するとともに当該一方のクラッチに係る変速段グループの中から１の変速段を選択して、前記入出力軸間で前記駆動結合の主となる伝達経路を構成する場合に、他方のクラッチをスリップ締結するとともに当該他方のクラッチに係る変速段グループの中から段差が１である次に変速予定のスタンバイ変速段を選択して、別の伝達経路を構成することにより、制動力を発生するようにし、前記主となる伝達経路上で選択された変速段と前記スタンバイ変速段との段差を１にすると、要求される制動力をカバーすることができない場合には、該要求される制動力をカバーするのに充分な段差となるよう前記スタンバイ変速段を変化させることを特徴としたものである。

かかる本発明の構成によれば、トランスミッション内部にインターロックを起こして制動力を発生させることから、エンジンブレーキの作動の如何にかかわらず、連続的に安定した減速度を得ることが可能となる。したがって、長距離降坂中には、バックアップ用ブレーキとしての機能を提供することができる。
また、油圧式ブレーキの作動の如何にかかわらず、制動力を発生させることが可能であるため、油圧式ブレーキの機能低下や失陥が生じた場合であっても、別途新たなブレーキ装置を設けることなく、車両の減速を効果的に実現できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる多段式自動変速機の変速制御装置を具えた駆動系のシステム構成を示す。図２はこの多段式自動変速機の骨子図を示し、図３はこの多段式自動変速機の実体構成図を示す。

まず、全体のシステム構成について説明する。

エンジン101のクランクシャフト2は、ツイン式のクラッチC1,C2を介して、多段式自動変速機102と駆動結合する。多段式自動変速機102は、後で詳述するように２本の入力軸5,6を具え、ツイン式クラッチC1,C2の一方を締結し、他方を開放することにより、エンジン出力を、入力軸5または6に選択的に入力する。
多段式自動変速機102は、図３に示すようにディファレンシャルギヤ装置等の減速機構とともに、フロントエンジン・フロントホイールドライブ車（FF車）に有用なトランスアクスルを構成する。

多段式自動変速機102には、第１入力軸５の回転数を検出する第１回転角センサ42と、第２入力軸６の回転数を検出する第２回転角センサ43と、多段式自動変速機102の出力軸に相当するカウンターシャフト15の回転数を検出する出力回転角センサ44と、同期噛合機構30、37、38の作動のためのトランスミッションアクチュエータ45と、同期噛合機構30、37、38において実際に噛合中の変速段を検出するシフトポジションセンサ46とを設ける。
さらに、クラッチC1の締結および開放を行うクラッチアクチュエータ47と、クラッチC２の締結および開放を行うクラッチアクチュエータ48とを設ける。

クラッチアクチュエータ47は、クラッチC1のクラッチ位置を進行または後退させるモータ47ｍと、実際のクラッチ位置を検出するポジションセンサ47sとを具える。同様にクラッチアクチュエータ48も、クラッチC2のクラッチ位置を進行または後退させるモータ48ｍと、実際のクラッチ位置を検出するポジションセンサ48sとを具える。これらクラッチアクチュエータ47，48は、完全締結または完全開放のオン／オフ的な制御を実行するほか、クラッチ位置を可変に制御し得てスリップ締結を実行し、後述の掛け替え制御およびブレーキ機能を実現するものである。

変速機コントローラ49は、車両速度（車速）等の走行状態に応じ、適切な変速段を判断し、多段式自動変速機102の変速制御を行う。

これがため、変速機コントローラ49には、第１回転角センサ42が検出した入力回転数Ni1と、第２回転角センサ43が検出した入力回転数Ni2と、出力回転角センサ44が検出した出力回転数Noと、シフトポジションセンサ46が検出した噛合中の変速段と、エンジン50の出力を制御するエンジンコントローラ51からのアクセル開度APO、エンジン回転数NeおよびエンジントルクTeとを入力する。

変速機コントローラ49は、上記入力信号に基づき公知の目標変速比マップを参照して目標選択変速段を求め、この目標選択変速段を実行すべく、クラッチアクチュエータ47,48へクラッチ位置指令（完全締結、スリップ締結または完全解放）を、トランスミッションアクチュエータ45へシフト位置指令をそれぞれ出力する。

また、変速機コントローラ49は必要に応じて、第１入力軸5と、第１入力軸6と、カウンターシャフト15との間でインターロックを起こして、多段式自動変速機102にブレーキ機能を与える。これにより、出力軸に相当するカウンターシャフト15の回転数を減速させる。

次に、多段式自動変速機102の構成について、図２，３に基づき説明する。

図中、１は変速機ケースを示し、この変速機ケース１内に収納した後述の歯車変速機構と、エンジン（図３にクランクシャフト２のみを示す）との間には図３のごとく、奇数変速段（第１速、第３速、第５速、後退）用の自動クラッチC1、および、偶数変速段（第２速、第４速、第６速）用の自動クラッチC2を介在させ、所謂ツインクラッチ式の多段式自動変速機とする。
両クラッチC1，C2はドライブプレート３を介して緩衝下にエンジンクランクシャフト２に結合する。

変速機ケース１内に収納した図２に示す歯車変速機構を、図３も併せ参照しつつ以下に説明するに、これは、奇数変速段クラッチC1および偶数変速段クラッチC2を介してドライブプレート３からのエンジン回転を選択的に入力される第１入力軸５および第２入力軸６を具える。
第２入力軸６は中空とし、これを第１入力軸５上に支持するが、両者間の環状スペースには、フロント側ニードルベアリング７およびリヤ側ニードルベアリング８を介在させる。これらニードルベアリング７，８は、潤滑油で潤滑された円滑機構であり、内側の第１入力軸５および外側の第２入力軸６を相互に同心状態で回転自在とする。

上記のごとく相互に回転自在に支持した第１入力軸５および第２入力軸６の、エンジン側における前端を変速機ケース１の前壁1aに貫通して対応するクラッチC1,C2に結合する。
エンジンのクランクシャフト２に近い第２入力軸６の前端外周を、軸受であるボールベアリング９により変速機ケース１の前壁1aに回転自在に支承し、ボールベアリング９を前壁1aの貫通部1ｈで支持する。エンジンのクランクシャフト２から見てボールベアリング９よりも遠い第２入力軸６上には、後述する第２速入力歯車35を、ボールベアリング９に隣接して形成し、以下順に第４速入力歯車33と, 第６速入力歯車31とを形成する。

第１入力軸５を第２入力軸６の後端から突出させ、この突出した第１入力軸５の後端部5ｂをボールベアリング１０により変速機ケース１の後壁1bに回転自在に支承する。第１入力軸５ｂの前側から後端にかけて、後述する第３速入力歯車28と、第５速入力歯車26と、 後退入力歯車23と、第１速入力歯車21とを順次形成する。
第１入力軸５および第２入力軸６と平行にカウンターシャフト15を配して設け、カウンターシャフト15両端をローラベアリング16,17により変速機ケース１の前壁1aおよび後壁1ｂに回転自在に支持する。

カウンターシャフト15の前端部にはカウンターギヤ19を形成し、これと同じ軸直角面内にディファレンシャルギヤ装置20を設ける。ディファレンシャルギヤ装置20は図示せざる左右駆動輪と駆動結合する。

第１入力軸５の後端部5ｂとカウンターシャフト15との間に奇数変速段（第１速、第３速、第５速、後退）グループの歯車組、つまり、エンジンに近いフロント側から順次、第３速歯車組G3、第５速歯車組G5、後退歯車組GR、および第１速歯車組G1を配して設ける。

第１速歯車組G1および後退歯車組GRは、低回転大トルクの出力を伝動するため、第１入力軸５およびカウンターシャフト１５に大きな荷重が作用する。したがってこれらの歯車組G1，GRを、軸受であるボールベアリング１０の近傍およびローラベアリング１７の近傍に配置することが強度上有利である。そこで、カウンターシャフト１５の最後端および後端部５ｂの最後端にはボールベアリング１０およびローラベアリング１７に隣接するよう第１速歯車組G1を配設し、第１速歯車組G1のエンジン側には隣接して後退歯車組GRを配設する。

残りの第３速歯車組G3および第5速歯車組G5は、高回転小トルクの出力を伝動するため、第１入力軸５およびカウンターシャフト１５に小さな荷重が作用する。したがって、これらの歯車組G3，G5については、軸受から遠い後端部５ｂの前側に配設してよい。そこで、後退歯車組GRの前側に隣接するよう第５速歯車組G5を配設し、第５速歯車組G5のエンジン側には隣接して第3速歯車組G3を配設する。

第１速歯車組G1は、第１入力軸５の後端部5ｂに一体成形した第１速入力歯車21と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた第１速出力歯車22とを相互に噛合させて構成する。

後退歯車組GRは、第１入力軸５の後端部5ｂに一体成形した後退入力歯車23と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた後退出力歯車24と、これら歯車23,24に噛合してこれら歯車23,24間を逆転下に駆動結合するリバースアイドラギヤ25とで構成し、リバースアイドラギヤ25を、変速機ケース前壁1ａと後壁1bとの間に架設したリバースアイドラ軸25aにより回転自在に支持する。リバースアイドラギヤ２５はリバースアイドラ軸25a上を、軸線方向に摺動可能とし、常態（非後退時）では、図２に破線、および図３に実線で示すように、エンジン側に位置して、後退入力歯車23と噛合しない。また、後退出力歯車24とも噛合せず、リバースアイドラギヤ25は、いかなる歯車とも噛合しないで自由回転可能の状態にある。一方、後退時には、図２に示す矢の向きにリバースアイドラ軸25a上を摺動して後壁1ｂに隣接する。この位置でリバースアイドラギヤ25は、図２に実線、および図３に破線で示すように、後退入力歯車23に噛合するとともに後退出力歯車24にも噛合する。

第５速歯車組G5は、第１入力軸５の後端部5ｂに一体成形した第５速入力歯車26と、カウンターシャフト15に回転自在に設けた第５速出力歯車27とを相互に噛合させて構成する。

第３速歯車組G3は、第１入力軸５の後端部5ｂに一体成形した第３速入力歯車28と、カウンターシャフト15に駆動結合して設けた第３速出力歯車29とを相互に噛合させて構成する。

カウンターシャフト15には更に、第１速出力歯車22と第５速出力歯車27との間に配して同期噛合機構30を設け、
そのカップリングスリーブ30aを図２に示す中立位置から左行させてクラッチギヤ30bに噛合させるとき、第１速出力歯車22がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第１速を選択可能なものとし、
カップリングスリーブ30aを図２に示す中立位置から右行させてクラッチギヤ30cに噛合させるとき、第５速出力歯車27がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第５速を選択可能なものとする。
カップリングスリーブ30aの上記左行および右行は、カップリングスリーブ30aの外周に設けた外周条溝30gに、図示せざるシフトフォークを係合させて行う。

さらに、カップリングスリーブ30aの外周にはギヤ歯を植設して、後退出力歯車24となす。いずれのクラッチギヤ30ｂ、30ｃにも噛合しない図２に示す中立位置で、前述のとおりリバースアイドラギヤ25を後退出力歯車24に噛合させるとき、後退出力歯車24がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく後退を選択可能なものとする。

なお、後退出力歯車24のギヤ歯は、図２に示すようにカップリングスリーブ30aの外周に設けた外周条溝30gよりも後壁1ｂ側に配置して植設される。

中空の第２入力軸６とカウンターシャフト15との間には、偶数変速段（第２速、第４速、第６速）グループの歯車組、つまり、エンジンのカウンターシャフト２に近いフロント側から順次、第２速歯車組G2、第４速歯車組G4、および第６速歯車組G6を配して設ける。
第2速歯車組G2は変速機ケース１の前壁1aに沿うよう第２入力軸６の前側に配置し、第６速歯車組G6は第２入力軸６の後端に配置し、第４速歯車組G4は第２入力軸4の両端間中央部に配置する。

第６速歯車組G6は、第２入力軸６の外周に一体成形した第６速入力歯車31と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた第６速出力歯車32とを相互に噛合させて構成する。
第４速歯車組G4は、第２入力軸６の外周に一体成形した第４速入力歯車33と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた第４速出力歯車34とを相互に噛合させて構成する。
第２速歯車組G2は、第２入力軸６の外周に一体成形した第２速入力歯車3５と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた第２速出力歯車36とを相互に噛合させて構成する。

カウンターシャフト15には更に、第３速出力歯車29および第６速出力歯車32間に配して同期噛合機構37を設け、
そのカップリングスリーブ37aを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ37bに噛合させるとき、第３速出力歯車29がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第３速を選択可能なものとし、
カップリングスリーブ37aを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ37cに噛合させるとき、第６速出力歯車32がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第６速を選択可能なものとする。

またカウンターシャフト15には、第４速出力歯車34および第２速出力歯車36間に配して同期噛合機構38を設け、
そのカップリングスリーブ38aを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ38bに噛合させるとき、第４速出力歯車34がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第４速を選択可能なものとし、
カップリングスリーブ38aを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ38cに噛合させるとき、第２速出力歯車36がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第２速を選択可能なものとする。

次に、上記の実施例になる多段式自動変速機の変速機能および駆動結合の伝達経路について説明する。

本実施例のクラッチC１，C２はノーマルオープンタイプであり、動力伝達を希望しない中立（Ｎ）レンジや駐車（Ｐ）レンジにおいては、クラッチC1,C2の双方を解放しておく。
前進動力伝達を希望するＤレンジや、後退動力伝達を希望するＲレンジにおいては、以下のごとくに同期噛合機構30,37,38のカップリングスリーブ30a,37a,38a、リバースアイドラギヤ25およびクラッチC1,C2を制御することにより各前進変速段や、後退変速段を選択することができる。

Ｄレンジで第１速を希望する場合、クラッチC1を解放したまま、同期噛合機構30のカップリングスリーブ30aを左行させて歯車22をカウンターシャフト15に駆動結合し、その後クラッチC1を締結する。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸５、第１速歯車組G1、カウンターシャフト15、およびカウンターギヤ19を経てディファレンシャルギヤ装置20に出力され、第１速での動力伝達を行うことができる。
なお、第１速の選択が発進用のものである時は、それ用にクラッチC1の締結進行制御を行うこと、勿論である。

第１速から第２速へのアップシフトに際しては、クラッチC2を解放したまま、同期噛合機構38のカップリングスリーブ38aを右行させて歯車36をカウンターシャフト15に駆動結合し、次に変速予定の第２速に備えておく。そしてクラッチC1を解放しつつクラッチC2を締結すること（いわゆるプリシフトによるクラッチの掛け替え）により第１速から第２速へのアップシフトを行う。
かかるプリシフトによれば、アップシフト操作時にディファレンシャルギヤ装置20に出力されるトルクが中断する、いわゆる変速操作時のトルク切れがないという利点を有する。かかるアップシフト完了後、同期噛合機構30のカップリングスリーブ30aを中立位置に戻して歯車22をカウンターシャフト15から切り離しておく。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第２入力軸６、第２速歯車組G2、カウンターシャフト15、およびカウンターギヤ19を経てディファレンシャルギヤ装置20に出力され、第２速での動力伝達を行うことができる。

第２速から第３速へのアップシフトに際しては、クラッチC1を解放したまま、同期噛合機構37のカップリングスリーブ37aを左行させて歯車29をカウンターシャフト15に駆動結合し、次に変速予定の第３速に備えておく。そしてクラッチC2を解放しつつクラッチC1を締結すること（いわゆるプリシフトによるクラッチの掛け替え）により第２速から第３速へのアップシフトを行う。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構38のカップリングスリーブ38aを中立位置に戻して歯車36をカウンターシャフト15から切り離しておく。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸５、第３速歯車組G3、カウンターシャフト15、およびカウンターギヤ19を経てディファレンシャルギヤ装置20に出力され、第３速での動力伝達を行うことができる。

第３速から第４速へのアップシフトに際しては、クラッチC2を解放したまま、同期噛合機構38のカップリングスリーブ38aを左行させて歯車34をカウンターシャフト15に駆動結合し、次に変速予定の第４速に備えておく。そしてクラッチC1を解放すると共にクラッチC2を締結すること（いわゆるプリシフトによるクラッチの掛け替え）により第３速から第４速へのアップシフトを行う。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構37のカップリングスリーブ37aを中立位置に戻して歯車29をカウンターシャフト15から切り離しておく。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第２入力軸６、第４速歯車組G4、カウンターシャフト15、およびカウンターギヤ19を経てディファレンシャルギヤ装置20に出力され、第４速での動力伝達を行うことができる。

第４速から第５速へのアップシフトに際しては、クラッチC1を解放したまま、同期噛合機構30のカップリングスリーブ30aを右行させて歯車２７をカウンターシャフト15に駆動結合し、次に変速予定の第５速に備えておく。そしてクラッチC2を解放しつつクラッチC1を締結すること（いわゆるプリシフトによるクラッチの掛け替え）により第４速から第５速へのアップシフトを行う。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構38のカップリングスリーブ38aを中立位置に戻して歯車34をカウンターシャフト15から切り離しておく。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸５、第5速歯車組G5、カウンターシャフト15、およびカウンターギヤ19を経てディファレンシャルギヤ装置20に出力され、第５速での動力伝達を行うことができる。

第５速から第６速へのアップシフトに際しては、クラッチC2を解放したまま、同期噛合機構37のカップリングスリーブ37aを右行させて歯車32をカウンターシャフト15に駆動結合し、次に変速予定の第６速に備えておく。そしてクラッチC1を解放しつつクラッチC2を締結すること（いわゆるプリシフトによるクラッチの掛け替え）により第５速から第６速へのアップシフトを行う。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構30のカップリングスリーブ30aを中立位置に戻して歯車27をカウンターシャフト15から切り離しておく。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第２入力軸６、第６速歯車組G6、カウンターシャフト15、およびカウンターギヤ19を経てディファレンシャルギヤ装置20に出力され、第６速での動力伝達を行うことができる。

なお、第６速から順次第１速へとダウンシフトさせるに際しても、上記アップシフトと逆の制御を行うことにより所定のダウンシフトを行わせることができ、ダウンシフト操作時にディファレンシャルギヤ装置20に出力されるトルクが中断する、いわゆる変速操作時のトルク切れがないという利点を有する。

後退動力伝達を希望するＲレンジにおいては、クラッチC1を解放したまま、リバースアイドラギヤ25を左行させて歯車24を第１入力軸５に駆動結合し、その後クラッチC1を締結する。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸５、後退歯車組GR、カウンターシャフト15、およびカウンターギヤ19を経てディファレンシャルギヤ装置20に出力され、この際、後退歯車組GRにより回転方向を逆にされることから、後退変速段での動力伝達を行うことができる。
なお、後退変速段での発進時は、それ用にクラッチC1の締結進行制御を行うこと、勿論である。

この多段式自動変速機102の選択変速段は、変速機コントローラ49の変速制御によって以上に説明した手順で切り換わる。
また、１の選択変速段を保持して走行中には、選択変速段の入力歯車が配設された第１入力軸５または第２入力軸６の一方を、クランクシャフト２と駆動結合しておき、選択変速段に係る同期噛合機構のカップリングスリーブを選択変速段のクラッチギヤに噛合させておく。

これがため変速制御装置は、クラッチＣ１またはＣ２の一方を締結して、上述のように駆動結合の主となる伝達経路を形成する一方、選択変速段とは無関係な他方のクラッチＣ２またはＣ１を完全に解放しておく。
例えば、後退・第１・３・５速変速段のいずれか１を選択中には、クラッチC1を完全締結するとともに、同期噛合機構30または37が、選択変速段に係る歯車（22，27，29のいずれか１つ）とカウンターシャフト15とを駆動結合する。これにより、これらクラッチC1と、第1入力軸５と、選択中の歯車組（後退歯車組GR、第１速歯車組G1、第３速歯車組G3および第５速歯車組G5のいずれか１つ）と、カウンターシャフト15とが伝達経路を構成する。これに対し、他のクラッチC2を完全解放するとともに、同期噛合機構37または38が、選択変速段に係る歯車（22，27，29のいずれか１つ）とカウンターシャフト15とを結合する。

この理由は、同期噛合機構が、第１入力軸５に係る後退・第１・３・５変速段のいずれかを噛合しつつ、第２入力軸６に係る第２・４・６変速段のいずれかを噛合した状態で、両クラッチＣ１およびＣ２を締結することにより、多段式自動変速機102内で、インターロックが生じることを防止するためである。インターロックとは、異なる２の変速段を同時に選択することにより、歯車機構同士が回転不能に噛合して、変速機の入力軸および回転が停止することをいう。
クラッチＣ1，Ｃ2の締結容量について付言すると、両クラッチＣ１およびＣ２を完全に締結するしつつ、第１入力軸５をカウンターシャフトに結合し、第２入力軸６をもカウンターシャフト15に結合するとすれば、これらすべての回転要素5,6,15が全く回転不能となり、駆動輪のロックおよび走行不能を引き起こす。

しかしながら、本実施例の変速制御装置は、必要と認める時に応じて、完全解放中の上記他方のクラッチＣ２またはＣ１を、以下の説明のように適宜スリップ締結することにより、インターロックを利用した制動力を発生させ、カウンターシャフト１５を減速させる。

このインターロックを利用した多段式自動変速機102のブレーキ機能について詳述する。

図４は、多段式自動変速機のブレーキ機能であるインターロックブレーキを構成するシステム概要を示すものである。これらのうち、共通する部分については、図１に示すシステム構成を援用する。
車両の各車輪は、油圧式ディスクブレーキを具え、運転者がブレーキペダル（図略）を踏み込むことにより踏み込み量に応じた制動力を発生する。
このため、コントロールユニット49には、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ（図略）からブレーキストロークLpと、シフトポジションセンサ46から噛合中の変速段情報と、クラッチアクチュエータ47，48からクラッチC1,C2の実際のクラッチ位置Ｃiと、出力回転数Noと、アクセル開度APOとを入力する。

コントロールユニット49は、これら入力情報を基づき図５にフローチャートで示す処理を行い、制御対象となるクラッチC1またはC２をスリップ締結して、多段式自動変速機ブレーキの制御を行う。

図５は、10ｍsec毎の定時割り込みにより繰り返し実行されるもので、まずステップS1において、アクセル開度APOを読み込んで、運転者が操作するアクセルペダルが全閉(OFF)かどうかを判断する。アクセルペダルが前閉でなければ（no）、本制御を終了して、引き続きアクセル開度APOを監視する。アクセルペダルが前閉である場合(yes)、ステップS2へ進む。
ステップS2では、ブレーキストロークLpを読み込み、ブレーキペダルが踏み込まれている(ON)かどうかを判断する。ブレーキペダルが踏み込まれていなければ（no）、本制御を終了して、引き続き監視する。ブレーキペダル踏み込み中である場合(yes)、ステップS4へ進む。

次のステップS3では、出力回転数Noを読み込み、ディファレンシャルギヤ装置20などの減速機構の減速比から車速ＶＳＰを算出する。そして、車速ＶＳＰがインターロックブレーキ最低車速Vo以下であるかどうかを判断する。
車速ＶＳＰがインターロックブレーキ最低車速Vo以下である場合(no)には、本制御を終了して、引き続き監視する。
車速ＶＳＰがインターロックブレーキ最低車速Voよりも大きい場合(yes)には、ステップS4へ進む。

ステップS4では、車速ＶＳＰおよび読み込んだブレーキストロークLpから、予め記憶された図６に示す特性マップを参照して、車速ＶＳＰに応じた目標減速度ΔＢｖを求める。
次のステップS5では、上記S4で得られた車速ＶＳＰの変化から、実際の減速度ΔＢｃを算出し、上記S4で得られた目標減速度ΔＢｖに対する実際の減速度ΔＢｃの不足量である不足減速度偏差ΔＢeを以下の式に基づき算出する。
ΔＢe＝ΔＢｖ−ΔＢｃ ・・・（１）

次のステップS6では、不足減速度偏差ΔＢeが閾値ΔBｏを満足しているかどうかを判断する。不足減速度偏差ΔＢeが閾値ΔBｏ以下であって、制動力が不足しているとはいえない場合(yes)、本制御を終了して、引き続き監視する。不足減速度偏差ΔＢeが閾値ΔBｏよりも大きく、制動力が不足している場合（no）、ステップS7へ進み、インターロックブレーキによる最適な制動力を算出する。

上述のステップS1〜S6は、インターロックブレーキ制御の開始条件である。
そして、以下に説明するステップS7〜S13が、インターロックブレーキ制御の中核部分である。
ステップS7において、噛合中の変速段情報およびクラッチ位置情報を読み込み、現状走行において実際に動力伝達を行っている選択変速段が後退または第１〜６速段のいずれであるかを検出する。
実際に動力伝達を行っている現状の選択変速段とは、クラッチC1またはC2によって完全締結されている第１入力軸５または第２入力軸６の一方であって、同期噛合機構30,37,38に噛合中の変速段であることは言うまでもない。例えば、クラッチC1が完全締結中の場合には、第１入力軸５に係る奇数変速段（第１速、第３速、第５速、後退）グループのいずれか１である。

次のステップS8では、完全締結されていない他方の入力軸に係る変速段グループのうち、同期噛合機構30,37,38に噛合中の変速段、すなわち、前述した変速機能における次に変速予定のスタンバイ変速段を検出する。例えば、クラッチC2が完全締結していない場合には、第２入力軸６に係る偶数変速段（第２速、第４速、第６速）グループのいずれか１である。

ステップS9では、上記ステップS7で検出した現状の選択変速段と、上記ステップS8で検出したスタンバイ変速段とから、図７に示す図表を参照して、完全締結していない他方のクラッチをスリップ締結制御するために用いる勾配Ａ〜Ｅを決定する。
勾配Ａ〜Ｅとは、図８に示すように、スリップ締結中のクラッチ位置と、これにより得られる減速度との関係（特性関数）である。

ここで付言すると、現状の選択変速段とスタンバイ変速段との段差は、原則として１段
であるため、完全締結されていない他方のクラッチの差回転（入力側摩擦要素と出力側摩擦要素の回転差）は小さい。このため、クラッチ位置を大きく進めても得られる減速度は小さく、勾配は図８に示すＤまたはＥのように小さい。勾配が２本ある理由は、第１速と第２速との変速比の差は、第５速と第６速との変速比の差よりも大きいためである。

説明を図５のステップS9に戻すと、上記ステップS9で勾配を決定した後、ステップS10へ進み、完全締結していない他方のクラッチにおける現状のクラッチ位置Ciを検出する。なお、インターロックブレーキが作動していない状態では、クラッチ位置Ciは完全開放の位置である。
次のステップS11では、上記ステップS9で決定した勾配を参照し、上記ステップS5で算出した不足減速度偏差ΔBｅから、完全締結していない他方のクラッチにおける必要クラッチ位置Chを求める。

次のステップS12では、完全締結していない他方のクラッチにおける目標クラッチ位置Ｃtを下式に基づき算出する。
Ｃt ＝ Ci ＋ Cｈ
次のステップS13では、上記ステップS12で算出した目標クラッチ位置Ｃtを実現するよう、完全締結していない他方のクラッチのクラッチアクチュエータ47（または48）のモータ47ｓ（48ｓ）にクラッチモータ制御信号を出力する。
なお、クラッチ位置指令Ｃｔには上限値Cbmaxを設けておき、実際のクラッチ位置が締結側に過大に進み、完全締結していない他方のクラッチが完全締結することを防止する。

次のステップS14では、完全締結していない他方のクラッチを目標クラッチ位置Ｃtまで進めた状態における車速VSPを算出し、当該車速VSPがインターロックブレーキ最低車速Vo以下であるかどうかを判断する。当該車速VSPがインターロックブレーキ最低車速Voよりも大きい場合(no)には、上記ステップS4へ戻り、引き続きインターロックブレーキ制御を続行する。
当該車速VSPがインターロックブレーキ最低車速Voまで低下した場合(yes)には、本制御を終了する。上述のステップS14は、インターロックブレーキ制御の解除条件である。

次に、フローチャートでは示さなかったが、本発明の別の実施例になるインターロックブレーキ制御について説明する。

上記ステップS13において、クラッチ位置指令Ｃｔが上限値Cbmaxを越えた場合、完全締結していない他方のクラッチを目標クラッチ位置に進めることができず、不足減速度偏差Δbeをカバーすることができない。
この場合には、ステップS13に進まず、スタンバイ変速段を変化させて、現状の選択変速段とスタンバイ変速段との段差を３段または５段とする。段差が多くすることにより変速比の差が拡大して、完全締結されていない他方のクラッチの差回転を大きくする。これにより、同じようにクラッチ位置を進めても、得られる減速度は図８に示すA〜Cのように大きくなる。

勾配をA〜Cのように大きく決定した後、制御フローをステップS11へ戻して必要クラッチ位置Chを再計算する。次のステップS12では、目標クラッチ位置Cｔを再計算する。これにより、再計算された目標クラッチ位置Cｔを上限値Cbmax以下にして、次のステップS13以降へ進む。

例えば、完全締結されたクラッチC1によって駆動結合される主となる伝達経路上で選択された現状の選択変速段が第５速であって、スリップ締結されたクラッチC2によって駆動結合される別の伝達経路上で選択されるスタンバイ変速段が第４速段または第６速段であって、不足減速度偏差Δbeが大きい場合には、図７に基づき勾配がEとなり、必要クラッチ位置Chを大きくしても、不足減速度偏差Δbeをカバーすることができない。
この場合には、スタンバイ変速段を第２速段にダウンシフトして、勾配をCにすることで、不足減速度偏差Δbeをカバーすることができる。

次に、フローチャートでは示さなかったが、本発明の更に別の実施例になるインターロックブレーキ制御について説明する。

この実施例では、本発明のインターロックブレーキ制御の開始条件を、図５および前述のステップS1〜S6に代えて、例えば以下のとおりとする。
一例としては、アクセル開度APOが略０であって、カウンターシャフト１５の出力回転数Noが増大する状態が、予め記憶された所定時間を超えた場合には、降坂路を長距離に亘って走行中であると判断し、前述したステップS７に進み、インターロックブレーキを作動させる。これにより、コースト走行中に運転者が油圧式ブレーキを多用することを未然に回避する。

他の例としては、雪道走行時には自動変速制御のシフトパターンを変更するスノーモードスイッチを具えた車両において、スノーモードスイッチがONにされている場合には、路面の摩擦係数が通常よりも低いと判断する。路面の摩擦係数が通常よりも低い場合、運転者がブレーキペダルを強く踏み込むと車輪がスリップするため、前述したステップS７に進み、インターロックブレーキを作動させる。これにより、運転者によるブレーキペダルを強く踏み込む操作を未然に回避して、車輪のスリップ現象を防止することができる。

また、この実施例では、本発明のインターロックブレーキ制御の解除条件を、図５および前述のステップＳ14に代えて、例えば以下のとおりとする。
一例としては、出力回転数Noの時間変化から算出した車両減速度が、所定のしきい値よりも緩やかであるか否かを判断し、車両減速度が急減速であると判断した場合には、ステップＳ7〜Ｓ13の制御を終了し、インターロックブレーキの作動を解除する。これにより、過大な制動力が車輪に作用して、車輪がロックする懸念を低減することができる。

他の例としては、ペダルストロークLpから運転者のブレーキペダル踏み込み量が所定のしきい値以上であるか否かを判断し、運転者が大踏み込み中であると判断した場合には、ステップＳ7〜Ｓ13の制御を終了し、インターロックブレーキの作動を解除する。これにより、過大な制動力が車輪に作用して、車輪がロックする懸念を低減することができる。

更に他の例としては、クラッチC1，C2に温度センサを設け、クラッチC1，C2温度が所定のしきい値以上であると判断した場合には、ステップＳ7〜Ｓ13の制御を終了し、インターロックブレーキの作動を解除する。これによりクラッチC1，C2の焼け付きを回避する。

このように本実施例においては、後退および第１〜６速段を、奇数変速段グループと偶数変速段グループにグループ分けし、
奇数変速段グループを構成する後退、第１，３，５速段に共通する第１入力軸５には、駆動結合を断接するクラッチC1を設け、偶数変速段グループを構成する第2，4，6速段に共通する第２入力軸６には、駆動結合を断接するクラッチC2を設け、
これらクラッチC1，C２のうち一のクラッチ、例えばクラッチC1、を完全締結するとともに、同期噛合機構30,37,38が完全締結されたクラッチC1に係る奇数変速段グループの中から１の変速段を選択して、駆動結合の伝達経路を構成する場合に、
他のクラッチ（例えばクラッチC2のクラッチアクチュエータ48）には、目標クラッチ位置指令Cｔを与えてスリップ締結するとともに、同期噛合機構30,37,38が他のクラッチC2に係る偶数変速段グループの中から１の変速段を選択して、別の伝達経路を構成することから、
多段式自動変速機102内でインターロックを起こし、このインターロックの作用で出力軸に相当するカウンターシャフトを制動することが可能になる。
したがって、エンジンブレーキや油圧式ブレーキの作動の如何にかかわらず、連続的に安定した減速度を得ることが可能となり、長距離降坂中には、バックアップ用ブレーキとしての機能を提供することができる。
また、油圧式ブレーキの機能低下や失陥が生じた場合であっても、別途新たなブレーキ装置を設ける必要なく、車両の減速を効果的に実現できる。

また、本発明のインターロックブレーキは、複数の変速段グループ毎にシャフトを具えた多段式自動変速機であって、このうち１のシャフトを駆動結合の伝達経路としつつ、他のシャフトを別な伝達経路とすることにより、インターロックを起こす構成である。
ここでいう複数の変速段グループおよびこれと同数のシャフトは、本実施例のように、最低限２つの変速段グループにグループ分けし、一方のグループを構成する複数変速段（後退、第１，３，５速）に共通するシャフト５と、他方のグループを構成する複数変速段（第２，４，６速）に共通するシャフト６には、クラッチC1、C2を夫々設けてツインクラッチ式とする。

また本実施例では、クラッチが完全締結された主となる伝達経路上で選択された変速段と、スリップ締結された別の伝達経路上で選択された変速段との差である変速段差を検出する手段（ステップS9）と、
検出した変速段差に応じて勾配A〜Eを選択して、スリップ締結されたクラッチのスリップ位置を制御（ステップS13）することから、
エンジンブレーキおよび油圧式ブレーキの制動力不足を、好適に補填することができる。

また上述した別な実施例では、完全締結された主となる伝達経路上で選択された変速段と、要求される制動力に相当する不足減速度偏差ΔBeとに基づき、この不足減速度偏差Δbeをカバーするのに充分な段差となるよう、スリップ締結された別の伝達経路上で選択する変速段を決定することから、
失陥や何らかの原因によって油圧式ブレーキおよびエンジンブレーキから得られる制動力が極めて小さくなり、本発明のインターロックブレーキに大きく依存しなければならない状況が発生した場合であっても、必要な減速度を得ることが可能となり、本発明が目的とする車両のバックアップブレーキとしての性能を向上させることができる。

また上述した更に別な実施例では、長距離降坂路を走行中であるか否かを判断する手段と、路面の摩擦係数が所定値以上であるか否かを判断する手段とのうち、どちらか一方または双方を具え、これら手段が肯定の判断をした場合には、上記ステップS7〜S13のインターロックブレーキ制御を実行することから、
長距離降坂路を走行中に運転者が油圧式ブレーキを多用することを未然に回避することができる。または、低摩擦路を走行中に運転者によるブレーキペダルの大踏み込も操作を未然に回避して、車輪のスリップを防止することができる。

また上述した更に別な実施例では、車両減速度が所定値よりも急であるか否かを判断する手段と、運転者が操作するブレーキ操作子に所定値以上のブレーキ操作量が入力中か否かを判断する手段と、前記夫々のクラッチの温度が所定値以上であるか否かを判断する手段とのうち少なくとも１つの手段を具え、上記ステップS7〜S13のインターロックブレーキ制御を実行中に、これらの手段が肯定の判断をした場合には、上記ステップS7〜S13のインターロックブレーキ制御を解除することから、
過大な制動力が車輪に作用して、車輪がロックする懸念を低減することができる。または、クラッチC1，C2の焼け付きを回避することができる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。回転数が最終的には１本の出力軸へ伝達される多段式自動変速機であれば、ツインクラッチ式に限らず複数のクラッチと同数の入力軸とを具えたものであればよい。また、２本の入力軸を具えたツインクラッチ式であってもカウンターシャフトが別途、減速段用のカウンターシャフトを複数具え、これら複数のカウンターシャフトへ選択的に回転数を伝達する構成であってもよい。

本発明の一実施例になる多段式自動変速機の変速制御装置を具えた車両駆動系のシステム構成図である。 同車両駆動系に搭載された多段式自動変速機の骨子図である。 同多段式自動変速機の実体構成図である。 インターロックブレーキを構成するシステム概要図である。 インターロックブレーキ制御のフローチャートである。 車速およびブレーキストロークから、目標減速度ΔＢｖを求めるために用いる特性マップである。 現状の選択変速段およびスタンバイ変速段とから、完全締結していない他方のクラッチをスリップ締結制御するために用いる勾配Ａ〜Ｅを決定するために用いる図表である。 スリップ締結中のクラッチ位置と減速度との関係である同勾配Ａ〜Ｅを示す特性図である。

符号の説明

２ エンジンクランクシャフト
C1 奇数変速段クラッチ
C2 偶数変速段クラッチ
５ 第１入力軸
5ｂ 第１入力軸後端部
６ 第２入力軸
15 カウンターシャフト（出力軸）
19 カウンターギヤ
20 ディファレンシャルギヤ装置
GR 後退歯車組
G1 第１速歯車組
G2 第２速歯車組
G3 第３速歯車組
G4 第４速歯車組
G6 第６速歯車組
30 後退・第１速・第５速歯車組の同期噛合機構
37 第３速・第６速歯車組の同期噛合機構
38 第２速・第４速歯車組の同期噛合機構
49 変速機コントローラ
102 多段式自動変速機

Claims (3)

1. 歯車機構から構成される変速段を複数具え、該複数の変速段の中から選択した１の変速段を用いて、入力軸と出力軸とを駆動結合する多段式自動変速機において、
   前記複数の変速段を、奇数段の変速段グループと偶数段の変速グループの２つの変速段グループにグループ分けし、
   一方のグループを構成する複数変速段に共通するシャフトと、他方のグループを構成する複数変速段に共通するシャフトには、クラッチを夫々設けてツインクラッチ式とし、
   これらクラッチのうち一方のクラッチを完全締結するとともに当該一方のクラッチに係る変速段グループの中から１の変速段を選択して、前記入出力軸間で前記駆動結合の主となる伝達経路を構成する場合に、
   他方のクラッチをスリップ締結するとともに当該他方のクラッチに係る変速段グループの中から段差が１である次に変速予定のスタンバイ変速段を選択して、別の伝達経路を構成することにより、制動力を発生するようにし、
   前記主となる伝達経路上で選択された変速段と前記スタンバイ変速段との段差を１にすると、要求される制動力をカバーすることができない場合には、該要求される制動力をカバーするのに充分な段差となるよう前記スタンバイ変速段を変化させることを特徴とする多段式自動変速機の変速制御装置。
2. 請求項１に記載の多段式自動変速機の変速制御装置において、
   長距離降坂路を走行中であるか否かを判断する手段と、路面の摩擦係数が所定値以下であるか否かを判断する手段とのうち少なくとも１つの手段を具え、
   該手段が肯定の判断をした場合には、前記制動力を発生することを特徴とする多段式自動変速機の変速制御装置。
3. 請求項１または２に記載の多段式自動変速機の変速制御装置において、
   車両減速度の絶対値が所定値よりも急であるか否かを判断する手段と、運転者が操作するブレーキ操作子に所定値以上のブレーキ操作量が入力中か否かを判断する手段と、前記夫々のクラッチの温度が所定値以上であるか否かを判断する手段とのうち少なくとも１つの手段を具え、
   前記制動力を発生中に、該手段が肯定の判断をした場合には、該制動力の発生を解除することを特徴とする多段式自動変速機の変速制御装置。

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