JP2006283904A - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサのフェールでクラッチツークラッチ変速を適切に行うことができない場合でも、第２速ギヤ段および第３速ギヤ段の両方で走行できるようにする。
【解決手段】 通常はブレーキＢ１を解放するとともにクラッチＣ０を係合するクラッチツークラッチ変速で第２速ギヤ段から第３速ギヤ段へアップシフトするが、その制御に必要な回転速度センサ等に異常が生じた場合には、ブレーキＢ１を解放して一方向クラッチＦ１を係合させるクラッチツー一方向クラッチ変速により一旦第１速ギヤ段へダウンシフトした後、クラッチＣ０を係合させて一方向クラッチＦ１を解放する一方向クラッチツークラッチ変速により第３速ギヤ段へアップシフトするため、クラッチツークラッチ変速を行うことなく第１速ギヤ段の他に第２速ギヤ段、第３速ギヤ段を共に成立させて走行することができる。
【選択図】 図８

Description

本発明は車両用自動変速機の変速制御装置に係り、特に、回転速度センサ等のフェールでクラッチツークラッチ変速が不可となった場合の変速制御に関するものである。

(a) 一方向クラッチの係合に基づいて成立させられる第１のギヤ段から、それよりも高速側の第２のギヤ段への変速は、第１摩擦係合装置を係合させて前記一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速で、(b) 前記第２のギヤ段から、それよりも更に高速側の第３のギヤ段への変速は、複数の摩擦係合装置を係合および解放するクラッチツークラッチ変速である車両用自動変速機が知られている。特許文献１に記載の自動変速機はその一例で、(a) 一方向クラッチＦ２の係合に基づいて成立させられる第１速ギヤ段「１ｓｔ」から第２速ギヤ段「２ｎｄ」への変速は、ブレーキＢ３を係合させて一方向クラッチＦ２を解放する一方向クラッチツークラッチ変速で、(b) 第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」への変速は、ブレーキＢ３を解放するとともにブレーキＢ２を係合させるクラッチツークラッチ変速である。

また、かかる特許文献１では、制御系に異常が生じてクラッチツークラッチ変速を適切に行うことができない場合に、上記第２速ギヤ段「２ｎｄ」を禁止し、第１速ギヤ段「１ｓｔ」の状態からブレーキＢ２を係合させて一方向クラッチＦ２を解放する一方向クラッチツークラッチ変速を行うことにより、直接第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ変速するようになっている。すなわち、一方の摩擦係合装置を解放しつつ他方の摩擦係合装置を係合させるクラッチツークラッチ変速では、両者のタイミングがずれると駆動力が大きく変化したりエンジン吹きが生じたりするため、入力側および出力側の回転速度変化に基づいて解放および係合のタイミングや係合トルクなどを厳密に管理する必要があり、回転速度センサ等が故障すると適切な変速制御を行うことができなくなるのである。また、変速比が小さい方が高車速走行が可能となるため、一般には変速比が小さい高速側のギヤ段（特許文献１では第３速ギヤ段「３ｒｄ」）を成立させるのである。
特開平６−３４１５４０号公報

しかしながら、このように第２速ギヤ段「２ｎｄ」を飛ばして第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ変速すると、第２速ギヤ段「２ｎｄ」での走行に適した２ｎｄ運転領域で第３速ギヤ段「３ｒｄ」を用いることになるため、所定の駆動力が得られなくなって走行性能が低下する。一方、第３速ギヤ段「３ｒｄ」を中止して第２速ギヤ段「２ｎｄ」を成立させれば、上記２ｎｄ運転領域で所定の駆動力が得られるようになるものの、第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ変速することができないため、動力源の回転速度が高くなり過ぎて高車速走行が不可になり、何れの場合も必ずしも十分に満足できない。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、回転速度センサ等のフェールでクラッチツークラッチ変速を適切に行うことができない場合でも、前記第２のギヤ段（特許文献１の第２速ギヤ段「２ｎｄ」）および第３のギヤ段（特許文献１の第３速ギヤ段「３ｒｄ」）の両方で走行できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 一方向クラッチの係合に基づいて成立させられる第１のギヤ段から、それよりも高速側の第２のギヤ段への変速は、第１摩擦係合装置を係合させて前記一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速で、(b) 前記第２のギヤ段から、それよりも更に高速側の第３のギヤ段への変速は、複数の摩擦係合装置を係合および解放するクラッチツークラッチ変速であるが、前記第１のギヤ段からその第３のギヤ段への変速は、第２摩擦係合装置を係合させて前記一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速である車両用自動変速機の変速制御装置において、(c) 前記クラッチツークラッチ変速が不可か否かを判断するフェール判断手段と、(d) そのフェール判断手段によってクラッチツークラッチ変速が不可と判断された場合に、前記第２のギヤ段よりも高速側のギヤ段へ変速する際には、前記第１摩擦係合装置を解放して前記一方向クラッチを係合させるクラッチツー一方向クラッチ変速により前記第１のギヤ段を成立させた後、前記第２摩擦係合装置を係合させてその一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速により前記第３のギヤ段を成立させるフェール時変速手段と、を有することを特徴とする。

ここで、高速側のギヤ段とは、相対的に変速比が小さいギヤ段のことで、変速比が小さい程出力回転速度（車速）に対する入力回転速度が低くなるため、動力源の回転速度が低くなって高車速走行が可能となる。

このような車両用自動変速機の変速制御装置においては、回転速度センサ等の異常でクラッチツークラッチ変速が不可と判断された場合に、第２のギヤ段よりも高速側のギヤ段へ変速する際には、第１摩擦係合装置を解放して一方向クラッチを係合させるクラッチツー一方向クラッチ変速により第１のギヤ段を成立させた後、第２摩擦係合装置を係合させてその一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速により第３のギヤ段を成立させるため、クラッチツークラッチ変速を行うことなく第１のギヤ段の他に第２のギヤ段（前記特許文献１の第２速ギヤ段「２ｎｄ」）、第３のギヤ段（前記特許文献１の第３速ギヤ段「３ｒｄ」）を共に成立させて走行することができる。このため、適切な駆動力で走行できる運転領域が拡大するとともに、変速比が小さい高速側の第３のギヤ段により高車速で走行することが可能で、フェール時の走行性能が向上して運転し易くなる。

ここで、前記自動変速機は、複数の摩擦係合装置の係合、解放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式、平行軸式等の有段の自動変速機で、摩擦係合装置としては、油圧によって係合させられる油圧式摩擦係合装置すなわちクラッチやブレーキが広く用いられている。油圧式以外の電磁式等の摩擦係合装置を採用することもできる。

第１のギヤ段、第２のギヤ段、第３のギヤ段は、その順番で変速比が小さくなるが、必ずしも通常の変速制御で連続して切り換えられるものである必要はなく、それ等のギヤ段の間に中間の変速比のギヤ段が存在しても差し支えない。また、第２のギヤ段や第３のギヤ段は、通常の変速制御で用いられるものでも良いが、フェール時のみ成立させられるものでも良い。第２のギヤ段および第３のギヤ段の何れか一方は通常の変速制御で用いられ、他方はフェール時のみ用いられるものでも良い。

第２のギヤ段から第３のギヤ段への変速は、例えば第１摩擦係合装置を解放するとともに第２摩擦係合装置を係合させるクラッチツークラッチ変速であるが、３つ以上の摩擦係合装置の係合、解放状態を切り換えて変速するクラッチツークラッチ変速であっても良い。

フェール判断手段は、クラッチツークラッチ変速を適切に行うことができないか否かを判断するもので、例えばクラッチツークラッチ変速時の制御に必要な所定部位の回転速度を検出するための検出装置の異常の有無を判断するように構成される。検出装置は、例えば自動変速機の入力回転速度および出力回転速度を検出する回転速度センサや、そのセンサに接続された電気回路等であるが、自動変速機の構成によっては変速の中間段階の回転速度を検出して変速制御を行う場合もあり、その場合はその中間段階の回転速度を検出する回転速度センサ等も対象となる。検出装置の異常は、センサの機械的な故障だけでなく、電気回路の断線やショート、コネクタ外れなど、制御装置が正確な回転速度を取り込むことができない種々の異常が対象である。

摩擦係合装置の係合力を制御する油圧制御装置等の変速制御系に異常が発生することによりクラッチツークラッチ変速が不可となっても、一方向クラッチツークラッチ変速やクラッチツー一方向クラッチ変速が可能であれば、本発明を適用することが可能で、そのような異常もフェール判断手段によって判断できるようにしても良い。

前記回転速度センサ等がフェールしても、エンジン回転速度等の動力源回転速度や車輪速センサなどを用いて、第１のギヤ段、第２のギヤ段、および第３のギヤ段を用いた変速判断を行うことができる。エンジン回転速度や車輪速は入力回転速度や出力回転速度に対応するが、必ずしも高い精度で一致するものではないため、変速判断に用いることはできても、クラッチツークラッチ変速時の摩擦係合装置のきめ細かな係合、解放制御に利用できる程の精度は一般に得られない。

本発明では、フェール時であっても第１のギヤ段、第２のギヤ段、および第３のギヤ段を用いて走行することができるが、一方向クラッチを２つ以上備えている場合など、自動変速機の構成によっては、フェール時においてもクラッチツークラッチ変速を行うことなく４速以上のギヤ段を用いて走行できるように構成することもできる。

フェール時の変速制御でも、異常無しの通常の変速条件（変速マップなど）に従って変速を行うことができるが、第２のギヤ段から第３のギヤ段へ変速する場合に一旦第１のギヤ段へダウンシフトするため、一方向クラッチツークラッチ変速で第１のギヤ段から第３のギヤ段へ変速する際には、入力回転速度の変化幅が通常よりも大きくなって第２摩擦係合装置に掛かる負担が大きくなる。このため、その負担が軽くなるように、通常よりも例えば低車速側で第３のギヤ段へのアップシフト判断が為されるように、変速条件を補正などで変更することも可能である。

本発明は、走行用の動力源として、燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関等のエンジンを備えている車両に好適に適用されるが、電動モータやモータジェネレータを備えている電気自動車やハイブリッド車両にも適用され得る。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型の車両用駆動装置の骨子図で、燃料の燃焼で動力を発生するガソリンエンジン等のエンジン１０の出力は、トルクコンバータ１２、自動変速機１４、差動歯車装置１６を経て図示しない駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。トルクコンバータ１２は、エンジン１０のクランク軸１８と連結されているポンプ翼車２０と、自動変速機１４の入力軸２２に連結されたタービン翼車２４と、一方向クラッチ２６を介して非回転部材であるハウジング２８に固定されたステータ３０と、図示しないダンパを介してクランク軸１８と入力軸２２とを直結するロックアップクラッチ３２とを備えており、ロックアップクラッチ３２は、係合側油室と解放側油室の流体の差圧によって摩擦係合させられるようになっている。ポンプ翼車２０にはギヤポンプ等の機械式のオイルポンプ２１が連結されており、エンジン１０によりポンプ翼車２０と共に回転駆動されて変速用や潤滑用などの油圧を発生するようになっている。上記エンジン１０は走行用の動力源で、トルクコンバータ１２は流体式動力伝達装置である。

自動変速機１４は、入力軸２２と同軸に配設されるとともにキャリアとリングギヤとがそれぞれ相互に連結されることにより所謂ＣＲ−ＣＲ結合の遊星歯車機構を構成するシングルピニオン型の一対の第１遊星歯車装置４０および第２遊星歯車装置４２と、前記入力軸２２と平行なカウンタ軸４４と同軸に配置された１組の第３遊星歯車装置４６と、そのカウンタ軸４４の軸端に固定されて差動歯車装置１６と噛み合う出力ギヤ４８とを備えている。上記遊星歯車装置４０，４２，４６の各構成要素すなわちサンギヤ、リングギヤ、それらに噛み合う遊星ギヤを回転可能に支持するキャリアは、４つのクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によって相互に或いは入力軸２２に選択的に連結され、３つのブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３によって非回転部材であるハウジング２８に選択的に連結されるようになっている。また、２つの一方向クラッチＦ１、Ｆ２によってその回転方向により相互に若しくはハウジング２８と係合させられるようになっている。なお、差動歯車装置１６は軸線（車軸）に対して対称的に構成されているため、下側を省略して示してある。

上記入力軸２２と同軸上に配置された一対の第１遊星歯車装置４０，第２遊星歯車装置４２、クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、および一方向クラッチＦ１により前進４段且つ後進１段の主変速部ＭＧが構成され、上記カウンタ軸４４上に配置された１組の遊星歯車装置４６、クラッチＣ３、ブレーキＢ３、一方向クラッチＦ２によって副変速部すなわちアンダードライブ部Ｕ／Ｄが構成されている。主変速部ＭＧにおいては、入力軸２２はクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２を介して第２遊星歯車装置４２のキャリアＫ２、第１遊星歯車装置４０のサンギヤＳ１、第２遊星歯車装置４２のサンギヤＳ２にそれぞれ連結されている。第１遊星歯車装置４０のリングギヤＲ１と第２遊星歯車装置４２のキャリアＫ２との間、第２遊星歯車装置４２のリングギヤＲ２と第１遊星歯車装置４０のキャリアＫ１との間はそれぞれ連結されており、第２遊星歯車装置４２のサンギヤＳ２はブレーキＢ１を介して非回転部材であるハウジング２８に連結され、第１遊星歯車装置４０のリングギヤＲ１はブレーキＢ２を介して非回転部材であるハウジング２８に連結されている。また、第２遊星歯車装置４２のキャリアＫ２と非回転部材であるハウジング２８との間には、一方向クラッチＦ１が設けられている。そして、第１遊星歯車装置４０のキャリアＫ１に固定された第１カウンタギヤＧ１は、第３遊星歯車装置４６のリングギヤＲ３に固定された第２カウンタギヤＧ２と噛み合わされ、主変速部ＭＧとアンダードライブ部Ｕ／Ｄとの間で動力が伝達される。アンダードライブ部Ｕ／Ｄにおいては、第３遊星歯車装置４６のキャリアＫ３とサンギヤＳ３とがクラッチＣ３を介して相互に連結され、そのサンギヤＳ３と非回転部材であるハウジング２８との間には、ブレーキＢ３と一方向クラッチＦ２とが並列に設けられている。

上記クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやバンドブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路９８（図３参照）のリニアソレノイドＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬＴ、およびソレノイドＤＳＬ、Ｓ４、ＳＲの励磁、非励磁やマニュアルバルブによって油圧回路が切り換えられることにより、例えば図２に示すように係合、解放状態が切り換えられ、シフトレバー７２（図３参照）の操作位置（ポジション）に応じて前進５段、後進１段、ニュートラルが成立させられる。図２の「１ｓｔ」〜「５ｔｈ」は変速比が異なる複数の前進ギヤ段で、「○」は係合、「×」は非係合を意味している。シフトレバー７２は、例えば図４に示すシフトパターンに従って駐車ポジション「Ｐ」、後進走行ポジション「Ｒ」、ニュートラルポジション「Ｎ」、前進走行ポジション「Ｄ」、「４」、「３」、「２」、「Ｌ」へ操作されるようになっており、「Ｐ」および「Ｎ」ポジションでは動力伝達を遮断するニュートラルが成立させられるが、「Ｐ」ポジションでは図示しないメカニカルパーキングブレーキによって機械的に駆動輪の回転が阻止される。

ここで、第１速ギヤ段「１ｓｔ」は、クラッチＣ１およびブレーキＢ３の係合と一方向クラッチＦ１の係合とに基づいて成立させられる第１のギヤ段である。第２速ギヤ段「２ｎｄ」は、第１速ギヤ段「１ｓｔ」よりも変速比（入力回転速度Ｎ_IN／出力回転速度Ｎ_OUT ）が小さい高速側の第２のギヤ段で、第１速ギヤ段「１ｓｔ」から第２速ギヤ段「２ｎｄ」への変速は、ブレーキＢ１を係合させて一方向クラッチＦ１を解放する一方向クラッチツークラッチ変速であり、ブレーキＢ１は第１摩擦係合装置に相当する。第３速ギヤ段「３ｒｄ」は、第２速ギヤ段「２ｎｄ」よりも更に変速比が小さい高速側の第３のギヤ段で、第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」への変速は、ブレーキＢ１を解放するとともにクラッチＣ０を係合させるクラッチツークラッチ変速である。また、第１速ギヤ段「１ｓｔ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ直接変速する場合は、クラッチＣ０を係合させて一方向クラッチＦ１を解放する一方向クラッチツークラッチ変速となり、クラッチＣ０は第２摩擦係合装置に相当する。

図３は、図１のエンジン１０や自動変速機１４などを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図で、アクセルペダル５０の操作量Ａ_CCがアクセル操作量センサ５１により検出されるようになっている。アクセルペダル５０は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Ａ_CCは出力要求量に相当する。エンジン１０の吸気配管には、スロットルアクチュエータ５４によってアクセル操作量Ａ_CCに応じた開き角（開度）θ_THとされる電子スロットル弁５６が設けられている。また、エンジン１０の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５８、エンジン１０の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ６０、吸入空気の温度Ｔ_A を検出するための吸入空気温度センサ６２、上記電子スロットル弁５６の全閉状態（アイドル状態）およびその開度θ_THを検出するためのアイドルスイッチ付スロットルセンサ６４、車速Ｖに対応するカウンタ軸４４の回転速度（出力回転速度）Ｎ_OUT を検出するための車速センサ６６、エンジン１０の冷却水温Ｔ_W を検出するための冷却水温センサ６８、常用ブレーキ用のブレーキペダルの踏込み操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ７０、シフトレバー７２のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するためのレバーポジションセンサ７４、タービン回転速度ＮＴ（＝入力回転速度Ｎ_IN）を検出するためのタービン回転速度センサ７６、油圧制御回路９８内の作動油の温度であるＡＴ油温Ｔ_OIL を検出するためのＡＴ油温センサ７８、第１カウンタギヤＧ１の回転速度ＮＣを検出するためのカウンタ回転速度センサ８０などが設けられており、それらのセンサから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度Ｔ_A 、スロットル弁開度θ_TH、車速Ｖ、エンジン冷却水温Ｔ_W 、常用ブレーキの作動状態ＢＫ、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SH、タービン回転速度ＮＴ、ＡＴ油温Ｔ_OIL 、カウンタ回転速度ＮＣなどを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。

電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン１０の出力制御や自動変速機１４の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用と変速制御用とに分けて構成される。エンジン１０の出力制御は、スロットルアクチュエータ５４により電子スロットル弁５６を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射弁９２を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置９４を制御する。電子スロットル弁５６の制御は、基本的に実際のアクセル操作量Ａ_CCに基づいてスロットルアクチュエータ５４を駆動し、アクセル操作量Ａ_CCが増加するほどスロットル弁開度θ_THを増加させる。

自動変速機１４の変速制御に関しては、図５に示すようにフェール判断手段１０２、変速制御手段１０４、およびフェール時変速手段１０６を機能的に備えており、図６に示すフローチャートに従って信号処理を実行する。図６のステップＳ１はフェール判断手段１０２によって実行され、ステップＳ２〜Ｓ７はフェール時変速手段１０６によって実行され、ステップＳ８は変速制御手段１０４によって実行される。

図６は前進走行時、すなわちシフトレバー７２が前進走行ポジション「Ｄ」、「４」、「３」、「２」、または「Ｌ」へ操作された場合に実行されるもので、ステップＳ１では、クラッチツークラッチ変速時の制御に必要なタービン回転速度ＮＴ、カウンタ回転速度ＮＣを検出するためのタービン回転速度センサ７６、カウンタ回転速度センサ８０の少なくとも一方が異常か否かを判断する。この異常判断は、センサの機械的な故障だけでなく、それ等に接続された電気回路の断線やショート、コネクタ外れなど、正確な回転速度ＮＴ、ＮＣを取り込むことができない全ての異常が対象で、タービン回転速度ＮＴ、カウンタ回転速度ＮＣを表す信号の供給の有無や変化、エンジン回転速度ＮＥ、車速Ｖとの比較、或いはダイアグノーシスなどから判断できる。タービン回転速度センサ７６およびカウンタ回転速度センサ８０や、それ等に接続された電気回路等が検出装置を構成している。

そして、上記タービン回転速度センサ７６およびカウンタ回転速度センサ８０が何れも異常でない場合は、ステップＳ８で通常の変速制御を実行する。これは、例えば図７に示す予め記憶された変速マップ（変速条件）から実際のスロットル弁開度θ_THおよび車速Ｖに基づいて自動変速機１４のギヤ段を決定し、この決定されたギヤ段を成立させるように油圧制御回路９８のソレノイドＤＳＬ、Ｓ４、ＳＲのＯＮ（励磁）、ＯＦＦ（非励磁）を切り換えたり、リニアソレノイドＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬＴの励磁状態をデューティ制御などで連続的に変化させたりする。図７の実線はアップシフト線で、破線はダウンシフト線であり、車速Ｖが低くなったりスロットル弁開度θ_THが大きくなったりするに従って、変速比が大きい低速側のギヤ段に切り換えられるようになっている。なお、図中の「１」〜「５」は、第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第５速ギヤ段「５ｔｈ」を意味している。

また、前記「Ｄ」ポジションでは総ての前進ギヤ段で変速制御が行われるが、「４」、「３」、「２」の各ポジションではそれぞれ第４速ギヤ段「４ｔｈ」以下、第３速ギヤ段「３ｒｄ」以下、第２速ギヤ段「２ｎｄ」以下で変速され、「Ｌ」ポジションでは第１速ギヤ段「１ｓｔ」に固定される。したがって、例えば降坂路などで「Ｄ」ポジションの第５速ギヤ段「５ｔｈ」での走行中にシフトレバー７２が「４」、「３」、「２」ポジションへ順番に操作されると、自動変速機１４は第５速ギヤ段「５ｔｈ」から第４速ギヤ段「４ｔｈ」、第３速ギヤ段「３ｒｄ」、第２速ギヤ段「２ｎｄ」へ順次ダウンシフトされて、エンジンブレーキが段階的に増大させられる。なお、「Ｌ」ポジションへ操作された場合の第１速ギヤ段「１ｓｔ」では、ブレーキＢ２を係合させてエンジンブレーキが効くようにすることも可能である。

ここで、図８の(a) に示すように、第１速ギヤ段「１ｓｔ」から第２速ギヤ段「２ｎｄ」、第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ順次アップシフトする場合、第１速ギヤ段「１ｓｔ」から第２速ギヤ段「２ｎｄ」への変速は、ブレーキＢ１を係合させるだけの一方向クラッチツークラッチ変速であるため、制御が比較的容易であるが、第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」への変速は、ブレーキＢ１を解放するとともにクラッチＣ０を係合するクラッチツークラッチ変速となる。このようなクラッチツークラッチ変速においては、クラッチＣ０を係合させるタイミングが早かったりブレーキＢ１を解放するタイミングが遅かったりして両方の摩擦係合装置がダブルロックすると、自動変速機１４が回転不能となって駆動力が低下し、変速ショックを生じる一方、逆にクラッチＣ０を係合させるタイミングが遅かったりブレーキＢ１を解放するタイミングが早かったりすると、自動変速機１４がニュートラル状態になって駆動力が低下したりエンジン１０が吹き上がったりするとともに、その後のクラッチＣ０の係合で急に駆動力が発生して変速ショックを生じる。図８の「ＯＷＣ」は、一方向クラッチ（ワンウェイクラッチ）のことである。

このため、本実施例では例えば図９に示すようにタービン回転速度ＮＴおよびカウンタ回転速度ＮＣに基づいて、それ等のブレーキＢ１の油圧Ｐ_B1、およびクラッチＣ０の油圧Ｐ_C0を制御することにより、変速ショックを抑制しつつ円滑に変速が行われるようになっている。図９は、アクセルペダル５０が踏込み操作されたパワーＯＮ時の２→３アップシフトに関するもので、時間ｔ₁ は、第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ変速する２→３アップシフトの変速指令が出力された時間で、ブレーキＢ１の油圧Ｐ_B1は変速指令に伴って低下させられる。時間ｔ₂ は、例えば変速指令（時間ｔ₁ ）から所定時間経過した時間で、クラッチＣ０の油圧Ｐ_C0が低圧待機圧まで上昇させられるとともに、ブレーキＢ１の油圧Ｐ_B1が所定の変化率で徐々に低下させられる。時間ｔ₃ は、イナーシャ相の開始に伴って油圧Ｐ_C0を低圧待機圧から徐々に増加させる時間で、イナーシャ相が始まったか否かはタービン回転速度ＮＴやカウンタ回転速度ＮＣ、第２速ギヤ段「２ｎｄ」の変速比から判断できる。時間ｔ₄ は、変速の終了に伴って油圧Ｐ_C0の終了制御を行う時間で、変速が終了したか否かは、タービン回転速度ＮＴやカウンタ回転速度ＮＣ、第３速ギヤ段「３ｒｄ」の変速比から判断できる。なお、この油圧制御はあくまでも一例で、他の種々の制御方法を採用できる。また、第４速ギヤ段「４ｔｈ」以上の変速においても、同様にクラッチツークラッチ変速が行われる。

図６に戻って、ステップＳ１の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわちタービン回転速度センサ７６およびカウンタ回転速度センサ８０の少なくとも一方が異常であると判断した場合には、ステップＳ２でフェール時の変速ギヤ段を設定し、本実施例では第３速ギヤ段「３ｒｄ」を上限として第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第３速ギヤ段「３ｒｄ」で変速が行われるようにする。変速判断は、例えば前記図７に示す通常時の変速マップをそのまま用いて行われ、第４速ギヤ段「４ｔｈ」以上への変速が禁止されるが、通常時とは異なるフェール時用の変速マップを用意することも可能である。本実施例では、フェール時に第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ変速する場合、図８の(b) に示すように一旦第１速ギヤ段「１ｓｔ」へダウンシフトし、その後第３速ギヤ段「３ｒｄ」へアップシフトするため、その時のタービン回転速度ＮＴの変化量は通常時よりも大きくなり、クラッチＣ０に掛かる負担が大きくなる。このため、その負担が軽くなるように、例えば図７の「２→３」アップシフト線を低車速側へずらしたフェール時用の変速マップを用いることも可能である。変速判断は、例えば車速センサ６６を用いて行うことができるため、タービン回転速度センサ７６やカウンタ回転速度センサ８０がフェールであっても、図７の変速マップ等に従って変速制御を行うことができる。

次のステップＳ３では、上記変速マップに従って変速判断が為されたか否かを判断し、変速判断が為されたらステップＳ４で変速中でないか否かを判断する。そして、変速中でなければ直ちにステップＳ５を実行し、変速中の場合は、その変速が終了するのを待ってステップＳ５を実行する。ステップＳ５では、ステップＳ３で為された今回の変速がクラッチツークラッチ変速のアップシフトか否か、具体的には第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」へのアップシフト（２→３変速）か否かを判断し、２→３変速でなければ直ちにステップＳ７を実行してその変速を行うが、２→３変速の場合はステップＳ６を実行する。

ステップＳ６では、厳密な油圧制御が要求されるクラッチツークラッチ変速を回避するため、図８の(b) に示すように変速先を第１速ギヤ段「１ｓｔ」に変更し、ブレーキＢ１を解放して一方向クラッチＦ１を係合させるクラッチツー一方向クラッチ変速により、第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第１速ギヤ段「１ｓｔ」へダウンシフトする。そして、その後ステップＳ７を実行し、最終変速段である第３速ギヤ段「３ｒｄ」へアップシフトするために、クラッチＣ０を係合させて一方向クラッチＦ１を解放する一方向クラッチツークラッチ変速を行い、第１速ギヤ段「１ｓｔ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ変速する。これにより、クラッチツークラッチ変速を行うことなく、運転状態に応じて第１速ギヤ段「１ｓｔ」、第２速ギヤ段「２ｎｄ」、および第３速ギヤ段「３ｒｄ」の各前進ギヤ段でそれぞれ走行することができる。

このように、本実施例の変速制御装置は、クラッチツークラッチ変速時の制御に必要なタービン回転速度ＮＴやカウンタ回転速度ＮＣを検出するタービン回転速度センサ７６、カウンタ回転速度センサ８０に異常が生じた場合に、第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」へアップシフトする２→３変速判断が為された場合には、ブレーキＢ１を解放して一方向クラッチＦ１を係合させるクラッチツー一方向クラッチ変速により一旦第１速ギヤ段「１ｓｔ」へダウンシフトした後、クラッチＣ０を係合させて一方向クラッチＦ１を解放する一方向クラッチツークラッチ変速により第３速ギヤ段「３ｒｄ」へアップシフトするため、クラッチツークラッチ変速を行うことなく第１速ギヤ段「１ｓｔ」の他に第２速ギヤ段「２ｎｄ」、第３速ギヤ段「３ｒｄ」を共に成立させて走行することができる。このため、適切な駆動力で走行できる運転領域が拡大するとともに、変速比が小さい高速側の第３速ギヤ段「３ｒｄ」により高車速で走行することが可能で、フェール時の走行性能が向上して運転し易くなる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用された車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１の自動変速機の各ギヤ段を成立させるためのクラッチおよびブレーキの係合、解放状態を説明する図である。 図１の車両用駆動装置のエンジン制御や変速制御を行う制御系統を説明するブロック線図である。 図３のシフトレバーのシフトパターンの一例を示す図である。 変速制御に関して図３の電子制御装置が備えている各種の機能を説明するブロック線図である。 変速制御に関して図５の各機能によって実行される信号処理の内容を具体的に説明するフローチャートである。 図５の変速制御手段による変速制御で用いられる変速マップの一例を示す図である。 第１速ギヤ段から第３速ギヤ段までアップシフトする際の手順を、通常時とフェール時とで比較して示す図である。 クラッチツークラッチ変速により第２速ギヤ段から第３速ギヤ段へアップシフトする際の油圧制御を、各部の回転速度変化と関連付けて説明するタイムチャートの一例である。

符号の説明

１４：自動変速機 ９０：電子制御装置 １０２：フェール判断手段 １０６：フェール時変速手段 Ｆ１：一方向クラッチ Ｂ１：ブレーキ（第１摩擦係合装置） Ｃ０：クラッチ（第２摩擦係合装置） １ｓｔ：第１速ギヤ段（第１のギヤ段） ２ｎｄ：第２速ギヤ段（第２のギヤ段） ３ｒｄ：第３速ギヤ段（第３のギヤ段）

Claims (1)

1. 一方向クラッチの係合に基づいて成立させられる第１のギヤ段から、それよりも高速側の第２のギヤ段への変速は、第１摩擦係合装置を係合させて前記一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速で、
   前記第２のギヤ段から、それよりも更に高速側の第３のギヤ段への変速は、複数の摩擦係合装置を係合および解放するクラッチツークラッチ変速であるが、前記第１のギヤ段から該第３のギヤ段への変速は、第２摩擦係合装置を係合させて前記一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速である
   車両用自動変速機の変速制御装置において、
   前記クラッチツークラッチ変速が不可か否かを判断するフェール判断手段と、
   該フェール判断手段によってクラッチツークラッチ変速が不可と判断された場合に、前記第２のギヤ段よりも高速側のギヤ段へ変速する際には、前記第１摩擦係合装置を解放して前記一方向クラッチを係合させるクラッチツー一方向クラッチ変速により前記第１のギヤ段を成立させた後、前記第２摩擦係合装置を係合させて該一方向クラッチを解放する一方向クラッチツークラッチ変速により前記第３のギヤ段を成立させるフェール時変速手段と、
   を有することを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。

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