JPH05157169A - 自動機械式変速装置のシフト制御方法およびその装置 - Google Patents

自動機械式変速装置のシフト制御方法およびその装置

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JPH05157169A
JPH05157169A JP4144831A JP14483192A JPH05157169A JP H05157169 A JPH05157169 A JP H05157169A JP 4144831 A JP4144831 A JP 4144831A JP 14483192 A JP14483192 A JP 14483192A JP H05157169 A JPH05157169 A JP H05157169A
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James M Irwin
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速機の主部シフトを実行できない状態の
時、補助部シフトで車両を道路外へ退去するかあるいは
修理する場所まで運ぶことを可能にすること。 【構成】 変速機の補助部シフトではなくて変速機の主
部シフトを継続することを望まないようにする装置故障
を示す状態の存在を感知し、前記状態の存在の感知に応
答して、前記主部を選択された歯車比に連結させ、その
後、前記主部を前記選択比の連結状態に保持するととも
に、前記補助部だけをシフトさせるコマンド出力信号を
発生する。これにより、変速機の補助部シフトだけで緊
急時のシフトを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、好ましくはエンジン、
トルクコンバータ、ロックアップ／切断クラッチアセン
ブリと、レンジ型複合機械式変速機を設けた形式の自動
機械式変速装置の作動を制御するための制御装置及び制
御方法に関するものである。
【０００２】特に、本発明は、主変速部のシフトアクチ
ュエータの故障を感知する場合に、主変速部が連結され
かつ特定の歯車比を維持して、補助レンジ部のみがシフ
トされ、車両が家まで何とかたどり着くか、道路外へ何
とか退去できるようにする退却作動モードを与えるよう
にした自動変速装置の故障を許容する制御装置および制
御方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】複合レンジ、スプリッタまたはレンジ−
スプリッタ組合せ形の機械式変速装置は従来より公知で
あって、例えば米国特許第４，７８８，８８９号、第
４，７５４，６６５号及び第４，７３５，１０９号に記
載されている。
【０００４】機械式変速機及び制御装置と、それらを自
動的にシフトする、通常は感知された入力及び所定の論
理規則に従って電子的に制御されたアクチュエータとを
有している自動機械式変速装置は公知である。そのよう
な装置の例が、米国特許第４，６４８，２９０号、第
４，５９５，９８６号、第４，５２７，４４７号、４，
７１１，１４１号、第４，６４２，７７１号、第４，７
９２，９０１号、第４，３６１，０６０号、第４，１４
０，０３１号及び第４，０８１，０６５号に記載されて
いる。
【０００５】このような装置は、「自動機械式変速機制
御装置(AUTOMATED MECHANICAL TRANSMISSION CONTROL
S)」と題するＳＡＥ論文Ｎｏ．８３１７７６にも記載さ
れている。また、自動変速機用の故障許容論理ルーチン
が公知であり、例えば米国特許第４，９２２，４２５
号、第４，８４９，８９９号及び第４，８９９，２７９
号に記載されている。
【０００６】駆動エンジン及び機械式チェンジギヤ変速
機間に駆動的に介在させたトルクコンバータ及び／また
はトルクコンバータバイパスまたはロックアップ装置を
設けた自動変速装置も公知であって、例えば米国特許第
３，５９３，５９６号、第４，２６１，２１６号、第
４，２７１，７２４号、第４，３５１，２０５号及び第
４，３７５，１７１号に記載されている。
【０００７】動力シンクロナイザ装置、すなわちエンジ
ン速度に無関係に入力軸の制動及び加速を行い、エンジ
ン速度を操作しないで変速機ジョークラッチ部材を同期
化する装置を用いた自動機械式変速装置が従来より公知
である。そのような装置は、例えば米国特許第３，４７
８，８５１号、第４，０２３，４４３号、第４，１４
０，０３１号及び第４，６１４，１２６号に記載されて
いる。
【０００８】動力シンクロナイザを設けており、さらに
駆動エンジン及び変速機入力軸間に駆動的に介在させた
トルクコンバータ及びトルクコンバータロックアップ／
切断クラッチアセンブリを設けた自動機械式変速装置が
公知である。そのような装置の例が、米国特許第４，７
８４，０１９号及び第４，８６０，８６１号と、「イー
トン・クリーマット(Eaton Creemat) （コンバータで改
善された電子制御形自動変速機）(CONVERTER ENHANCED
ELECTRONICALLY MANAGED AUTOMATIC TRANSMISSION)」と
題するＳＡＥ論文Ｎｏ．８８１３０とに記載されてい
る。
【０００９】このような変速装置は、手動操作用の変速
機の構造と同一かほぼ同一の構造の機械式チェンジギヤ
変速機を用いた自動機械式変速装置であり、車両始動に
対してトルクコンバータの利点を与え、高い車速／歯車
比でエンジンと変速機との間を非スリップ状態で連結で
きる利点を与えると共に、変速機確動ジョークラッチを
比較的迅速に同期化することができる。
【００１０】手動変速装置に用いられるものと同じかほ
ぼ同じ機械式チェンジギヤ変速機に基づいた自動機械式
変速装置の提供によって、製造、保管及びメンテナンス
コストの削減が達成される。必要に応じて、ソレノイド
等によって自動制御できるシフト機構が変速機に追加さ
れる。このようなシフト機構の例が、例えば前述の米国
特許第４，３６１，０６０号及び第４，８９９，６０７
号、及び米国特許第４，８７３，８８１号、第４，７２
２，２３７号及び第４，４４５，３９３号に記載されて
いる。上記米国特許第４，６１４，１２６号、第３，４
７８，８５１号または第４，０２３，４４３号に開示さ
れている動力シンクロナイザ機構も、変速機確動ジョー
クラッチを同期化させるために付け加えられる。
【００１１】トルクコンバータを駆動エンジンと変速機
との間に駆動介在させる。トルクコンバータで駆動され
る部材すなわちタービンを変速機入力軸に連結するた
め、及びトルクコンバータ入力部すなわちインペラ（す
なわちエンジン出力部）を変速機入力軸に連結するた
め、それぞれ第１及び第２の独立的に作動する個別のク
ラッチ、好ましくは摩擦クラッチを有するトルクコンバ
ータロックアップ及び切断クラッチ構造体が設けられて
いる。
【００１２】第１クラッチが連結し、第２クラッチが切
り離されている時だけ、トルクコンバータがエンジン及
び変速機間に駆動連結されるようになっている。第２ク
ラッチが連結している場合、トルクコンバータはロック
アップされる、すなわちタービンがエンジンによって直
接的に駆動される。第１クラッチと同時に第２クラッチ
も連結している場合はいつも、変速機がエンジンによっ
て直接的に駆動される。
【００１３】第２カップリングの状態に無関係に第１カ
ップリングが切り離されている時、変速機入力軸はエン
ジントルクから切断され、またトルクコンバータの慣性
及び第２カップリングの慣性からも切断されるため、ジ
ョークラッチは簡単に切り離されて、入力軸に作用する
慣性が比較的低いことから動力シンクロナイザ機構が迅
速に作用でき、また停止中及び走行状態の車両で選択歯
車を事前連結することができる。
【００１４】運転者によるスロットルペダルの設定に無
関係に所望のエンジン速度が得られるようにエンジンへ
の供給燃料を調節できるようにする電子式及び他のエン
ジン燃料制御装置が従来より公知である。このような装
置は、例えば前述の米国特許第４，０８１，０６５号、
第４，３６１，０６０号及び第４，７９２，９０１号、
及びＳＡＥ Ｊ１９２２電子エンジン制御基準及び関連
のＳＡＥ Ｊ１７０８、Ｊ１５８７及びＪ１８４３基準
に記載されている。
【００１５】上記の自動変速装置において、主部のシフ
トが好ましくないある故障を感知した場合に、補助レン
ジ部のみをシフトして車両の「道路外へ何とか退去する
(limp-off-road) 」または「家まで何とかたどり着く(l
imp-home) 」能力を与えることが望ましい。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明は、従来の欠点を克服もしくは最小化するた
め、補助レンジ部のシフトのみを維持して、修理するた
めに道路外へ何とか退去するかあるいは修理する場所ま
で運ぶことができるように、主部のシフトを実行できな
いような状態／故障を感知するのに有効な故障許容作動
モードを備えた、自動機械式変速装置における制御方法
／制御装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動機械式変速装置は、複合レンジ型の機
械式チェンジギヤ変速機をベースにして、自動制御に適
したシフト機構、前述の米国特許第４，６１４，１２６
号に記載されているような動力シンクロナイザ機構、ト
ルクコンバータ、トルクコンバータロックアップ及び切
断クラッチ構造体を含み、このクラッチ構造体はトルク
コンバータで駆動される部材すなわちタービンを変速機
入力軸に連結するため、及びトルクコンバータ入力部す
なわちインペラ（すなわちエンジン出力）を変速機入力
軸に連結するため、それぞれ第１及び第２の独立的に作
動する個別のクラッチ、好ましくは摩擦クラッチを有し
ている。
【００１８】補助部のシフト機構には影響を与えない
で、主部のシフトを継続するが望ましくない状態を感知
するのに有効で、主部を連結させかつ特定の歯車比に保
持して補助レンジ部のみのシフトを許し、シフト論理規
則に従って、修正する論理規則を備えている。この論理
規則は、変速機の補助部シフトではなくて変速機の主部
シフトを継続することを望まないようにする装置故障を
示す状態の存在を感知する規則と、前記状態の存在の感
知に応答して、前記主部を選択された歯車比に連結させ
る規則と、その後、前記主部を前記選択比の連結状態に
保持するとともに、前記補助部だけをシフトさせるコマ
ンド出力信号を発生する規則とを有している。
【００１９】
【作用】上記構成により、ある特定の故障状態では、主
部を特定の歯車比に必要に応じてシフトしてから維持す
るとともに補助部だけをシフトする、故障許容モードを
作動させて、車両を「道路外へ何とか退去する」または
「家まで何とかたどり着く」ようにする機能を持たせる
ことができる。
【００２０】
【実施例】以下の説明において、便宜上一定の用語を用
いるが、それらは参考にすぎず、制限的なものではな
い。「上方」「下方」「右方向」及び「左方向」は、参
照している図面上での方向を示している。「内向き」及
び「外向き」は、装置または指定部品の構造中心に対し
てそれぞれ向かう方向及び離れる方向を示している。以
上の定義は、上記用語及びそれの派生語及び類似語に適
用される。
【００２１】本発明によるトルクコンバータロックアッ
プ及び切断クラッチアセンブリ１０及びそれを用いた自
動機械式変速装置１２が、図１、２及び３に概略的に示
されている。ここで言う「自動機械式変速装置」とは、
少なくともスロットル装置制御形ヒートエンジン１６、
多速ジョークラッチ形チェンジギヤ変速機１４、マスタ
ー摩擦クラッチ等の非確動カップリング装置、及び／ま
たはエンジンと変速機との間に配置された流体カップリ
ング１０／２０、及びこれらを自動的に制御する制御ユ
ニット５０を有している装置のことである。そのような
装置にはもちろん、制御ユニットへ入力信号を送信及び
／またはそれから出力信号を受信するセンサ及び／また
はアクチュエータが設けられている。
【００２２】本発明は、トルクコンバータロックアップ
／切断クラッチを設けていないトルクコンバータを備え
た変速装置に組み合わせて用いることもできる。本発明
の自動機械式変速装置１２は、重量形トラック等の陸上
車両に使用するためのものであるが、そのような用途に
制限されることはない。
【００２３】図示の自動機械式変速装置１２には、流体
カップリングまたはトルクコンバータアセンブリ２０を
介してスロットル制御形エンジン１６（例えばディーゼ
ルエンジン）によって駆動される自動多速機械式チェン
ジギヤ変速機１４が設けられている。自動変速機１４の
出力部は、公知のように車両の適当な動力伝達系統の部
材、例えば駆動車軸のディファレンシャル、トランスフ
ァーケース等に駆動連結される出力軸２２である。
【００２４】以下に詳細に説明するように、トルクコン
バータロックアップ／切断クラッチアセンブリ１０に
は、独立的に連結可能な２つの個別のクラッチ、好まし
くは摩擦クラッチが、すなわちトルクコンバータ切断ク
ラッチ２４及びトルクコンバータロックアップまたはバ
イパスクラッチ２６が設けられている。変速機１４に
は、変速機操作機構２８が設けられ、これは好ましくは
前述の米国特許第４，４４５，３９３号に記載されてい
る形式の加圧流体作動式シフトアセンブリである。変速
機にはさらに動力シンクロナイザアセンブリ３０を設け
ることが好ましく、これは前述の米国特許第３，４７
８，８５１号、第４，０２３，４４３号または第４，６
１４，１２６号に記載されている形式のものでよい。
【００２５】本発明は、動力シンクロナイザを用いない
自動機械式変速装置に用いることもできる。
【００２６】上記の動力伝達系列部材は、それぞれにつ
いて以下に詳細に説明する公知の幾つかの装置の作用を
受けてそれらによって監視される。これらの装置には、
運転者が操作する車両スロットルペダルまたは他の燃料
絞り装置の位置を感知するスロットル位置監視アセンブ
リ３２、エンジンへの燃料供給を制御するスロットル制
御装置３４、エンジンの回転速度を感知するエンジン速
度センサアセンブリ３６、トルクコンバータ切断及びロ
ックアップクラッチを作動させるトルクコンバータ切断
クラッチ及びロックアップクラッチオペレータ４０、変
速機入力軸速度センサ４２、シフトフォーク一センサア
センブリ４３、変速機出力軸速度センサ４４、変速機シ
フト機構２８の作動を制御する変速機シフト機構オペレ
ータ４６、及び／または動力シンクロナイザ機構３０の
作動を制御する動力シンクロナイザ機構アクチュエータ
４８が含まれる。
【００２７】スロットル制御装置３４は、コントローラ
から送られたコマンド出力信号に応答して、運転者が定
めたスロットルペダルの位置に無関係に所定レベルまた
は可変レベルの燃料をエンジンへ供給する。上記のＳＡ
Ｅ Ｊ１９２２または同様な基準に合った電子制御エン
ジンにおける制御装置の場合、所望のエンジン速度の達
成及び／または維持を行うために必要に応じてエンジン
への燃料供給を変化させることができる。
【００２８】上記装置は、電子中央処理装置（ＥＣＵ）
５０へ情報を供給及び／またはそれからコマンドを受け
取る。中央処理装置すなわちコントローラ５０は、デジ
タルマイクロプロセッサをベースにしていることが好ま
しいが、それの特定の形状及び構造は本発明を構成して
いない。中央処理装置５０は、運転者が車両の後進
（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）またはいくつかの前進ドラ
イブ（Ｄ、ＤL ）作動モードを選択できるようにするシ
フト制御またはモードセレクタアセンブリ５２からも情
報を受け取る。一般的に、Ｄ作動モードは舗装道路走行
用であり、ＤL 作動モードはオフロード走行用である。
【００２９】一般的に、本装置には、センサ及び／また
はアクチュエータの故障を感知して反応する様々なセン
サ、回路及び／または論理ルーチンが設けられている。
【００３０】公知のように、中央処理装置５０は様々な
センサ及び／または作動装置から入力を受け取る。これ
らの直接的入力部に加えて、入力信号を微分して様々な
監視装置の変化率を表す計算信号を発生する回路及び／
または論理装置、入力信号を比較する手段、及び／また
は一定の入力信号を、例えば最終シフトの方向を記憶す
るメモリ手段、及び所定の事象の発生時にメモリを消去
する手段が中央処理装置５０に設けられている。上記機
能を実施できる特定の回路は従来から公知であり、その
一例が前述の米国特許第４，３６１，０６０号及び第
４，５９５，９８６号、及び／または第２０回輸送電子
工学国際会議と題するＩＥＥＥ／ＳＡＥ合同会議の議事
録公報である「機械式変速機の自動化(THE AUTOMATION
OF MECHANICAL TRANSMISSIONS)」と題する技術論文、Ｉ
ＥＥＥカタログＮｏ．８４ＣＨ１９８８ー５に記載され
ている。
【００３１】電子制御ユニット、特にマイクロプロセッ
サベースのＥＣＵの作動／機能で公知であるように、ハ
ード配線された個別の論理装置または単一の論理装置に
よって制御装置論理規則（すなわちソフトウェア）のそ
れぞれの部分すなわちサブルーチンに基づいて様々な論
理機能が実行される。
【００３２】エンジン１６及び自動チェンジギヤ変速機
１４間に駆動介在させたトルクコンバータ２０及びトル
クコンバータロックアップ及び切断クラッチアセンブリ
１０の詳細な概略図が図１に示されている。トルクコン
バータアセンブリ２０は、シュラウド（覆い）５８を介
してエンジン出力部すなわちクランク軸５６によって駆
動されるインペラ５４と、インペラによって油圧駆動さ
れるタービン６０と、ハウジング６４に接地されている
軸６８に取り付けられた一方向ローラクラッチ６６を介
してハウジング６４に接地されるステータまたはランナ
ー６２とを有している。
【００３３】シュラウド５８はまた、トルクコンバータ
の加圧、変速機の潤滑、変速機シフト機構２８及び／ま
たは動力シンクロナイザ機構３０の選択的な加圧、及び
／または切断クラッチ２４及びバイパスクラッチ２６の
作動を行うポンプ７０を駆動する。ポンプ７０は公知の
構造にすることができ、例えば公知の三日月形歯車ポン
プでもよい。
【００３４】変速機１４の入力軸７２は、トルクコンバ
ータ２０及び／またはロックアップ及び切断クラッチア
センブリ１０を介してエンジン１６によって駆動され
る。変速機入力軸７２には、連結部材７４がそれと共転
可能に取り付けられている。連結部材７４には、トルク
コンバータ切断クラッチ２４に対応した部分７６と、入
力軸と連動するようにスプラインが付けられている第２
ハブ部分７８とが設けられている。
【００３５】以下に詳細に説明するように、トルクコン
バータ切断クラッチ２４は、ロックアップクラッチ２６
の連結、切り離しに無関係にトルクコンバータタービン
６０及びロックアップクラッチ２６に対応した連結部材
７９を連結部材７４の部分７６を介して変速機入力軸７
２に対して摩擦的に連結または切り離すことができる。
切断クラッチ２４の連結、切り離しに無関係に、トルク
コンバータロックアップクラッチ２６を摩擦的に連結ま
たは切り離すことによって、エンジンクランク軸５６及
びそれによって駆動されるシュラウド５８を連結部材７
９に摩擦係合させることができる。
【００３６】トルクコンバータロックアップクラッチ２
６が連結すると、トルクコンバータ切断クラッチ２４の
連結、切り離し状態に無関係に、エンジンクランク軸５
６がシュラウド５８を介して直接的に連結部材７９と摩
擦連結するため、トルクコンバータ２０をロックアップ
させて、切断クラッチ２４が連結している場合には変速
機１４をエンジン１６から直接的に駆動する有効ロック
アップが得られる。また、トルクコンバータロックアッ
プ速度以上の速度では、クラッチ２４の切り離しによっ
て連結部材７９の慣性が入力軸７２から切断されるの
で、シフト時にロックアップクラッチ２６の連結及び切
り離しを行う必要がない。
【００３７】トルクコンバータバイパスまたはロックア
ップクラッチ２６が切り離されており、トルクコンバー
タ切断クラッチが連結している場合、公知のように変速
機１４はトルクコンバータ流体カップリングを介してエ
ンジン１６によって駆動される。ロックアップクラッチ
２６の状態に無関係にトルクコンバータ切断クラッチ２
４が切り離されている場合、変速機入力軸７２は、エン
ジンから供給される駆動トルクまたはトルクコンバー
タ、エンジン及びクラッチ２６によって供給される慣性
ドラグから駆動的に切り離されている。
【００３８】変速機入力軸７２をエンジン、クラッチ２
６及び／またはトルクコンバータの慣性影響から切断す
ることによって、クラッチ２６及び／またはトルクコン
バータは、入力軸７２及びそれに駆動連結している全て
の変速機歯車の回転速度を変速機動力シンクロナイザ機
構３０によって迅速に加速または減速させて、変速機の
ダウンシフトまたはアップシフト時に同期を迅速に達成
できるようにすると共に、動力シンクロナイザ３０が入
力軸７２を制御エンジン速度よりも高速の回転速度で回
転させることを可能にする。
【００３９】モードセレクタがドライブまたはオフロー
ドドライブモードである状態で車両が停止している時、
切断クラッチ２４が連結し、ロックアップクラッチ２６
が切り離されて、公知の利点を備えたトルクコンバータ
始動が得られる。所定の車両速度及び／または歯車比以
上では、トルクコンバータ作動の利点が不必要になり、
駆動エンジンと変速機との間の直接駆動の効率を高める
必要がある。
【００４０】これらの状態では、トルクコンバータロッ
クアップクラッチ２６が連結状態に維持されて、切断ク
ラッチ２４が連結している時には変速機入力軸７２がエ
ンジンからトルクコンバータシュラウド５８及び連結部
材７９を介して直接的に駆動される。
【００４１】前述したように、先に連結していた歯車か
らニュートラルにシフトするためにクラッチ２４を切り
離して、動力シンクロナイザ３０が連結すべき歯車のジ
ョークラッチ部材を同期させて、連結すべき歯車の同期
したジョークラッチを連結させることができるようにす
る。
【００４２】所望の歯車比の選択及びトルクコンバータ
切断またはロックアップクラッチの必要な連結または切
り離しの選択は、様々なクラッチ及び変速機オペレータ
へのコマンド信号の発信と共に、公知のようにして中央
処理装置５０によって実行されるもので、例えば前述の
米国特許第４，３６１，０６０号及び第４，５９５，９
８６号に詳細に記載されている。
【００４３】複合形変速機１４が図３に詳細に示されて
おり、これは主部副軸９０が補助部副軸９２と同軸的に
配列されている形式である。変速機１４は、比較的標準
的な設計であり、主部９４及び補助部９６のそれぞれの
副軸の一方だけが図示されているが、２副軸形であるこ
とが好ましい。主部及び補助部の副軸を同軸配列したそ
のような変速機の例が、例えば米国特許第３，１０５，
３９５号及び第３，１３８，９６５号に記載されてい
る。
【００４４】変速機１４の入力軸７２に部材７８が共転
可能に固定されており、またそれには入力歯車９８が非
回転状態で取り付けられている。主部副軸９０は主軸１
００とほぼ平行であり、副軸歯車１０２、１０４、１０
６、１０８、１１０及び１１２がそれと共転可能に固定
されている。比歯車とも呼ばれる複数の主軸歯車１１
４、１１６、１１８及び１２０が主軸を包囲しており、
一度に１つが両側確動ジョークラッチカラー１２２、１
２４及び１２６によって主軸に選択的にクラッチ連結可
能である。ジョークラッチカラー１２２はまた、入力軸
７２を直接的に主軸１００にクラッチ連結する一方、ク
ラッチカラー１２６は後進主軸歯車１２８を主軸にクラ
ッチ連結する。
【００４５】主軸歯車１１４、１１６、１１８及び１２
０は主軸を取り囲んでおり、対応対の副軸歯車１０４、
１０６、１０８及び１１０と継続的に噛み合い係合し
て、好ましくはそれらによって支持されており、この取
付け手段及びそれから得られる特別な利点は、前述の米
国特許出願第３，１０５，３９５号及び第３，３３５，
６１６号に詳細に説明されている。後進主軸歯車１２８
は、従来形の中間アイドラ歯車（図示せず）を介して副
軸歯車１１２と継続的に噛み合い係合している。最も前
方の副軸歯車１０２は入力歯車９８と継続的に噛み合い
係合しており、入力歯車９８が回転駆動される時にはい
つも、入力歯車９８によって駆動されて副軸９０を回転
させる。
【００４６】クラッチカラー１２２に設けられた確動ジ
ョークラッチ歯９８ｂ及び１１４ｂがそれぞれクラッチ
歯９８ａ及び１１４ａと噛み合うことによって、それぞ
れ確動ジョークラッチ９８ｃ及び１１４ｃを形成する。
クラッチカラー１２４に設けられた確動ジョークラッチ
歯１１６ｂ及び１１８ｂがそれぞれクラッチ歯１１６ａ
及び１１８ａと噛み合うことによって、それぞれ確動ジ
ョークラッチ１１６ｃ及び１１８ｃを形成する。ジョー
クラッチカラー１２６に設けられたジョークラッチ歯１
２０ｂ及び１２８ｂがそれぞれジョークラッチ歯１２０
ａ及び１２８ａと噛み合うことによって、それぞれ確動
ジョークラッチ１２０ｃ及び１２８ｃを形成する。
【００４７】従来から公知のように、クラッチカラーの
各々は、直接的または間接的に主軸にスプライン連結し
て、それと共転可能であると共にそれに対して軸方向移
動できるようにすることが好ましい。クラッチカラーに
対する他の取付け手段も公知であり、それらは本発明の
範囲に含まれるものである。クラッチカラー１２２、１
２４及び１２６の各々には、それぞれシフトフォークま
たはシフトヨーク１３０、１３２及び１３４を受け取る
手段が設けられており、これにより、アクチュエータ２
８によって一度に１つのクラッチカラーを図３に示され
ている位置から軸方向移動させることができる。
【００４８】補助変速部９６には、好ましくは入力軸７
２及び主軸１００と同軸的な出力軸２２が設けられて、
軸受によって変速機ハウジング内に回転可能に支持され
ている。補助部には、軸受によって変速機ハウジング内
に回転可能に支持されている補助部副軸９２も設けられ
ている。主軸１００と共転可能に補助部駆動歯車１３６
が固定されている。
【００４９】補助部副軸９２には、それと共転可能に補
助部副軸歯車１３８及び１４０が取付けられている。補
助部副軸歯車１３８は補助部入力歯車１３６と常時噛み
合っている一方、補助部副軸歯車１４０は、出力軸２２
を包囲している出力歯車１４２と常時噛み合っている。
【００５０】従来形の個別に同期するジョークラッチ構
造の同期化クラッチ構造体１４４を用いることによっ
て、主軸１００及び補助駆動歯車１３６を直接的に出力
軸２２に選択的にクラッチ連結して、主軸と出力軸との
間を直接駆動連結するか、出力歯車１４２を出力軸２２
にクラッチ連結して、公知のようにして主軸１００から
副軸９２を介して出力軸２２を減速駆動することができ
る。同期化クラッチ構造体１４４は、アクチュエータ２
８が軸方向移動させるシフトフォーク１４６によって制
御される。
【００５１】変速機１４は、補助部の比段階が、全ての
範囲に見られる主部比の合計比範囲よりも大きいレンジ
形式である。そのような変速機は公知であり、例えば米
国特許第４，７５４，６６５号に記載されている。
【００５２】動力シンクロナイザアセンブリ３０には、
駆動エンジン１６の回転速度には無関係に出力軸２２に
よって駆動される遊星加速歯車組が設けられており、選
択的に作動して、入力軸７２によって駆動される変速機
部材の回転速度を加速することによって、連結すべき歯
車比に対応したジョークラッチ部材を同期回転させるこ
とができる。動力シンクロナイザアセンブリ３０には、
入力軸によって駆動される変速機部材を減速する手段も
備えることが好ましい。入力軸によって駆動される変速
機部材の減速は、中央処理装置５０に制御されることが
望ましい入力軸及び／またはエンジン制動装置によって
行うこともできる。
【００５３】動力シンクロナイザアセンブリ３０は、直
接的または間接的に出力軸２２によって駆動される車両
通し歯車１４２によって駆動されるようになっており、
このため、補助部が係合していない時には動力シンクロ
ナイザは主部副軸９０を加速することができない。
【００５４】動力シンクロナイザアセンブリ３０の構造
及び作用の詳細は、前述の米国特許第４，６１４，１２
６号に詳細に記載されている。
【００５５】装置１２の変速機１４の単段のシフトを行
うシフトシーケンスが図４に示されている。第２速から
第３速へのシフト（すなわち単段のアップシフト）が必
要であるとＥＣＵ５０が決定したとすると、ＥＣＵはス
ロットルペダル３２の位置に無関係に燃料コントローラ
３４によってエンジンへの燃料供給を減少させる（すな
わち下方傾斜させる）。エンジンへの燃料供給が減少し
ている間、切断クラッチ（またはマスタークラッチ）２
４が切り離されて、主部９４をニュートラルへシフトさ
せる。
【００５６】エンジンへの燃料供給減少、切断クラッチ
の切り離し及び主部の切り離しが行われる時、動力シン
クロナイザが作動して、主軸歯車（本例では第３速主軸
歯車１１４）を出力軸速度及び補助部９６の比によって
決定された目標速度すなわち主軸１００に対してほぼ同
期した速度で回転させる。出力軸速度はセンサ４４で感
知されるのに対して、それぞれの主軸歯車の速度は、セ
ンサ４２で感知された入力軸７２の速度の既知倍数であ
る。
【００５７】主部の切り離し後ではいつでもレール選択
機能を実施でき、動力シンクロナイザが連結歯車を目標
速度に近づけていくと、新しい比に主部を再連結する時
に達する。もちろん、アップシフトでは、動力シンクロ
ナイザは通常は入力軸及び関連歯車の速度を減速する必
要がある。
【００５８】適当な主部比に連結した時、切断クラッチ
が再連結され、エンジンに燃料が再供給される。
【００５９】一般的に、単段のシフトは約０．７０〜
０．８０秒で、切断（すなわちトルク遮断）時間は約
０．５０秒である。
【００６０】前述したように、本発明の自動機械式変速
装置１２に関連した様々なセンサ及びアクチュエータの
故障を感知するために、ＥＣＵ論理ルーチン、論理回路
及び／またはセンサが設けられている。例えば、速度セ
ンサ故障検出論理が、上記米国特許第４，８４９，８９
９号に記載されている。アクチュエータ故障は、シフト
レール位置センサが命令されたシフトを確認できないこ
と、及び／または電気制御アクチュエータ装置、一般的
にソレノイド制御式弁等では回路が開路及び／または閉
路故障を示すことによって感知されることが多い。故障
状態には、実際の故障が感知される状況と、正確な感知
または作動を十分に立証できない状態とが含まれる。
【００６１】ある特定の故障の感知によって、変速機の
補助部９６はそうでないが主部９４のシフトを継続する
ことが望ましくない、及び／または可能であることを立
証できない状態が存在することが表わされる。そのよう
な状態では、車両の「道路外へ何とか退去する(limp-of
f-road) 」または「家まで何とかたどり着く(limp-hom
e) 」能力を維持するため、主部を特定の歯車比に、必
要に応じてシフトしてから、維持する一方、補助部だけ
をシフトする故障許容モードで作動することが望まし
い。これにはもちろん、段が大きく、主部がニュートラ
ルにシフトされない等の点から、変更されたシフト論理
が必要である。そのような作動モードは補助部シンクロ
ナイザ（１４４）に負担をかける恐れがあるので、時間
制限があったり、そのモードが車両エンジンを切るまで
しか使用できない場合もある。
【００６２】補助部はそうでないが主部のシフト継続を
実施できないように作用するそのような故障の例に、動
力シンクロナイザが作動不能であること、または主部シ
フトアクチュエータまたはセンサの特定のものが故障す
ることを感知することが含まれる。例えば米国特許第
４，８９９，６０７号及び第４，８７３，８８１号に見
られるようなＸ−Ｙ形主部シフトアクチュエータの場
合、特定のレール（Ｌ−Ｒ、２／６−１／５、または４
／８−３／７）の選択または特定の連結動作（前方、後
方またはニュートラル）に関連したアクチュエータ及び
／またはセンサが故障することがある。
【００６３】そのような故障を感知した時、感知された
故障の性質に従って、主部は現在の連結された主部の歯
車比に保持されるか、望ましい連結可能な歯車比へシフ
トされる。そして、主部はその連結歯車比に維持され
て、補助部のシフトだけが実行される。
【００６４】補助部だけをシフトする作動モードでは、
可能であれば主部を最高歯車比（第３または第４）に維
持することが好ましい、すなわち３−７及び７−３また
は４−８及び８−４シフトが最も有効である（問題が最
も小さい）。従って、前方シフトが不可能な場合、３／
７が連結し、後方シフトが不可能な場合、４／８が連結
する。動力シンクロナイザ３０が故障するか、入力軸速
度センサ４２または出力軸センサ４４が故障した場合、
完全連結時にエンジン速度、入力軸速度及び主軸速度が
一致する直結駆動になる（ただし非オーバドライブ変速
機であるとする）４／８が選択されるのが一般的であ
る。他の様々な感知故障では、主部のシフトが望ましく
ないために、現在の連結比が維持されたり、現在のレー
ルでの最高歯車比に連結する場合等がある。これらには
一般的に、レール選択またはニュートラル感知アクチュ
エータ及び／またはセンサの感知に関する故障が含まれ
る。
【００６５】そのような故障を感知すると、ＥＣＵ５０
は、主部がシフトすべき正確な歯車比を決定して、主部
をその歯車比に連結させて維持するコマンド信号を発生
する。その後、状態が補正されてＥＣＵがリセットされ
るまで、レンジシフトだけが試みられる（すなわち１−
５及び５−１、または２−６及び６−２、または３−７
及び７−３、または４−８及び８−４）。
【００６６】一実施例では、そのような状態を感知した
時、ＥＣＵは運転者に装置故障の存在を知らせ、また好
ましくはその故障を識別して、レンジシフトだけが可能
であることを表示して、装置の修理を運転者に指示す
る。
【００６７】
【発明の効果】従って、本発明によれば、変速機の補助
部シフトではなくて変速機の主部シフトを実行できない
ように作用する故障を感知した時に、故障許容作動モー
ドにより、車両が家まで何とかたどり着くか、道路外へ
何とか退去できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトルクコンバータ及びトルクコンバー
タ切断及びバイパスクラッチ構造を示す概略図である。
【図２】本発明の自動機械式変速装置の概略図である。
【図３】本発明の自動機械式変速装置の部分断面図であ
る。
【図４】図２の変速機での典型的なシフトシーケンスの
グラフ図である。
【図５】図３の変速機の場合のシフトパターンの記号説
明図である。
【符号の説明】
１０ カップリング １２ 変速装置 １４ 変速機 １６ エンジン ２０ トルクコンバータ ２８ 変速機操作機構 ３２ スロットル制御装置 ３４ 燃料制御装置 ３６ 速度センサアセンブリ ４０ 切断クラッチ ４２ 入力軸速度センサ ４４ 出力軸速度センサ ５０ 中央処理装置 ７２ 変速機入力軸 ９４ 主部 ９６ 補助部

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多段歯車比の主部（９４）を多段歯車比
    の補助部（９６）に直列接続した複合機械式変速機（１
    ４）と、燃料制御エンジン（１６）と、エンジン及び変
    速機間に駆動介在させた非確動カップリング（１０）
    と、変速装置の状態を表す複数の装置センサ（３６、４
    ２、４４、２８）からの入力信号を受け取って、論理規
    則に従ってそれらを処理して、複数の装置アクチュエー
    タ（４０、２８、４８）へコマンド出力信号を送る中央
    制御ユニット（５０）とを有している形式の自動機械式
    変速装置（１２）のシフト制御方法であって、 変速機の補助部シフトではなくて変速機の主部シフトを
    継続することを望まないようにする装置故障を示す状態
    の存在を感知する段階と、 前記状態の存在の感知に応答して、前記主部を選択され
    た歯車比に連結させる段階と、 その後、前記主部を前記選択比の連結状態に保持すると
    ともに、前記補助部だけをシフトさせるコマンド出力信
    号を発生する段階とを有していることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】 前記複合変速機はレンジ形変速機である
    ことを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記補助部は、前記補助部をシフトする
    ための同期ジョークラッチ（１４４）を含んでいる請求
    項２の方法。
  4. 【請求項４】 前記中央制御ユニットは、マイクロプロ
    セッサベースの制御ユニットであることを特徴とする請
    求項３の方法。
  5. 【請求項５】 前記自動機械式変速装置は、前記主部
    （９４）のジョークラッチ部材（９８ｃ、１１４ｃ、１
    １６ｃ、１１８ｃ）を同期化する動力シンクロナイザア
    センブリ（３０）を含み、前記感知された状態が前記動
    力シンクロナイザに関連した故障を表している場合、前
    記選択比は現在の連結歯車比であることを特徴とする請
    求項１ないし４のいずれかの方法。
  6. 【請求項６】 前記自動機械式変速装置は、エンジン及
    び変速機に連動する軸（７２、２２）の回転速度を表す
    信号を発生するセンサ（３６、４２、４４）を含み、前
    記感知された状態が前記センサの１つに関連した故障を
    表している場合、前記選択比は前記主部の直結駆動歯車
    比（第４速）であることを特徴とする請求項１ないし４
    のいずれかの方法。
  7. 【請求項７】 前記アクチュエータは、前記主部をシフ
    トするためのアクチュエータアセンブリ（２８）を含
    み、前記感知された状態が１つまたは複数のアクチュエ
    ータ部材に関連した故障を表している場合、前記選択比
    は、故障している可能性があるアクチュエータ部材に関
    連していない最高速度比であることを特徴とする請求項
    １ないし４のいずれかの方法。
  8. 【請求項８】 前記選択比は、前記感知された装置故障
    の識別の関数として選択されることを特徴とする請求項
    １ないし４のいずれかの方法。
  9. 【請求項９】 多段歯車比の主部（９４）を多段歯車比
    の補助部（９６）と直列に接続した複合機械式変速機
    （１４）と、燃料制御エンジン（１６）と、エンジン及
    び変速機間に駆動介在させた非確動カップリング（１
    ０）と、変速装置の状態を表す複数の装置センサ（３
    ６、４２、４４、２８）からの入力信号を受け取って、
    論理規則に従ってそれらを処理して、複数の装置アクチ
    ュエータ（４０、２８、４８）へコマンド出力信号を送
    る中央制御ユニット（５０）とを有している形式の自動
    機械式変速装置（１２）のシフト用制御装置であって、 前記論理規則が、 変速機の補助部シフトではなくて変速機の主部シフトを
    継続することを望まないようにする装置故障を示す状態
    の存在を感知する規則と、 前記状態の存在の感知に応答して、前記主部を選択され
    た歯車比に連結させる規則と、 その後、前記主部を前記選択比の連結状態に保持すると
    ともに、前記補助部だけをシフトさせるコマンド出力信
    号を発生する規則とを有していることを特徴とする制御
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記複合変速機はレンジ形変速機であ
    ることを特徴とする請求項９の制御装置。
  11. 【請求項１１】 前記補助部は、前記補助部をシフトす
    るための同期ジョークラッチ（１４４）を含んでいるこ
    とを特徴とする請求項１０の制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記中央制御ユニットは、マイクロプ
    ロセッサベースの制御ユニットであることを特徴とする
    請求項１１の制御装置。
  13. 【請求項１３】 前記自動機械式変速装置は、前記主部
    （９４）のジョークラッチ部材（９８ｃ、１１４ｃ、１
    １６ｃ、１１８ｃ）を同期化する動力シンクロナイザア
    センブリ（３０）を含み、前記感知された状態が前記動
    力シンクロナイザに関連した故障を表している場合、前
    記選択比は現在の連結歯車比であることを特徴とする請
    求項９ないし１２のいずれかの制御装置。
  14. 【請求項１４】 前記自動機械式変速装置は、エンジン
    及び変速機に連動する軸（７２、２２）の回転速度を表
    す信号を発生するセンサ（３６、４２、４４）を含み、
    前記感知された状態が前記センサの１つに関連した故障
    を表している場合、前記選択比は前記主部の直結駆動比
    （第４速）であることを特徴とする請求項９ないし１２
    のいずれかの制御装置。
  15. 【請求項１５】 前記アクチュエータは、前記主部をシ
    フトするためのアクチュエータアセンブリ（２８）を含
    み、前記感知された状態が１つまたは複数のアクチュエ
    ータ部材に関連した故障を表している場合、前記選択比
    は、故障している可能性があるアクチュエータ部材に関
    連していない最高速度比であることを特徴とする請求項
    ９ないし１２のいずれかの制御装置。
  16. 【請求項１６】 前記選択比は、前記感知された装置故
    障の識別の関数として選択されることを特徴とする請求
    項９ないし１２のいずれかの制御装置。
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