JP2006336669A - 自動変速機の故障時制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動変速機の摩擦要素の故障解放発生時、エンジン回転の吹き上がりを防止しながら、故障解放の摩擦要素を回避した変速段に切り替える。
【解決手段】 ロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃを締結させる第４速において故障解放が発生し、どちらのクラッチが故障解放したのか特定できない場合、車両停止後それぞれのクラッチと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結指令を同時に出力する。この締結指令は摩擦要素が正常であれば互いにインターロックするが、ロー／ハイクラッチの一方が故障解放していれば、正常な他方のクラッチと３−５リバースクラッチの締結組み合わせにより、第３速または第５速のいずれか一方が即座に確立される。これにより、複数の変速段を順次に指令し直す場合に生じるエンジン回転の吹き上がりを招かずに走行を開始できる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、車両用の自動変速機の故障時制御装置、とくに摩擦要素の作動油圧を制御するバルブ等の故障が発生した場合の制御装置に関する。

従来の車両用自動変速機の制御装置においては、油圧制御回路におけるソレノイドやセンサ類の電気的故障を検知して、その故障状態に応じた制御が実行されるようになっている。
しかし、自動変速機の故障には上記電気的な故障だけでなく、摩擦要素の作動油圧を制御するバルブにおいて弁体のスティックや異物の噛み込み等が発生してバルブが作動不良となる故障もある。

このようなバルブの作動不良によって、締結されるべき摩擦要素が解放状態になると、指令された変速段とは異なる変速段が成立したり、変速段がニュートラルになってしまうニュートラルフェールで車両停止後の再発進不能となるなどの現象を招く。
このような故障の発生自体は比較的容易に検知されるが、しかし電気的な故障の場合と異なり、どの摩擦要素にかかわる故障であるのかまでを特定することは困難である。

そこでこの対策として、特開２００３−２９６９０２号公報には、ニュートラルフェールなどの故障が検出されたときには一旦車両を停止させ、その後に、緊急走行用として低速段に属する第３速で締結されるべき摩擦要素を締結させる指令を発生する制御が提案されている。
この制御においては、上記第３速用の摩擦要素を締結させる指令を発生させても例えばニュートラル状態のままであれば、次には高速段の第５速で締結されるべき摩擦要素を締結させる指令を発生し直すものとしている。これにより、どの摩擦要素にかかわる故障であるのかの特定はできなくても、とりあえずいずれかの変速段で再度走行可能にしようとするものである。
特開２００３−２９６９０２号公報

上記従来例によれば、故障が高速段側で締結されるべき摩擦要素にかかわるものであって、低速段側で締結されるべき摩擦要素は正常であった場合には、車両停止後の締結指令によって第３速の変速段をすぐに達成することができ、発進ができる。
しかしながら、もし故障しているのが低速段側でも締結されるべき摩擦要素であった場合には、指令した第３速は実現されず、次の第５速の変速段が達成される前にエンジン回転が吹き上がってしまうこととなるので、乗員に大きな違和感を感じさせるという問題がある。

したがって本発明は、この問題点にかんがみ、エンジン回転の吹き上がりを防止して、違和感を感じさせない自動変速機の故障時制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明は、摩擦要素の締結組み合わせにより複数の変速段を実現する自動変速機において、現在の変速段において締結されるべき摩擦要素の故障解放の発生を検知する故障発生検知手段と、故障解放が発生した摩擦要素を特定する特定手段と、故障解放が発生した摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて故障時点の変速段とは異なる他の変速段を成立させるように、変速段指令を出力する指令出力手段とを有し、さらに、故障時点の変速段が当該変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない所定の変速段であって、上記特定手段で故障解放が発生した摩擦要素を特定できないときは、指令出力手段は、故障時点の変速段で締結されるべき各摩擦要素と、当該故障時点の変速段では解放されるべき他の摩擦要素との締結組み合わせに対応する複数の変速段指令を同時に出力して、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のうち故障解放していない摩擦要素と他の摩擦要素との組み合わせによる変速段が成立するように構成されたものとした。

本発明によれば、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて他の変速段を実現できる場合には、指令出力手段が当該他の変速段の変速段指令を出力するから、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれが故障解放しているのか特定できなくても、動力を伝達することができる。
そして、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない場合でも、指令出力手段は故障時点の変速段で締結されるべき各摩擦要素と他の摩擦要素との締結組み合わせで実現できる複数の変速段指令を同時に出力するから、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のうち故障解放していない方の摩擦要素と他の摩擦要素との組み合わせによる変速段が直ちに成立する。したがって、複数の変速段を順次に指令し直す場合と異なり、エンジン回転の吹き上がりを起こさないので、違和感を感じさせない。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態を適用した自動変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。
この自動変速機は、単純な遊星歯車組Ｇ１とラビニヨ型の遊星歯車組Ｇ２を備える。遊星歯車組Ｇ１は、第１サンギヤＳ１と、第１キャリアＣ１と、第１リングギヤＲ１とを有している。遊星歯車組Ｇ２は、第２サンギヤＳ２と、第２キャリアＣ２と、第３サンギヤＳ３と、第３リングギヤＲ３とを有している。

図示しないエンジンおよびトルクコンバータを介してエンジン駆動力が入力される入力軸ＩＮが、第１メンバＭ１を介して、第１リングギヤＲ１に直結されている。入力軸ＩＮはまた、第２メンバＭ２およびハイクラッチＨ／Ｃを介して、第２キャリアＣ２に連結されている。
第１キャリアＣ１は、第３メンバＭ３とロークラッチＬＯＷ／Ｃと第５メンバＭ５を介して、第３サンギヤＳ３に連結されている。第１キャリアＣ１はまた、第３メンバＭ３と３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃと第６メンバＭ６を介して第２サンギヤＳ２に連結されている。そして、第６メンバＭ６は、２−６ブレーキ２−６／Ｂを介して変速機ケースＴＣに固定および固定解除可能となっている。

第１サンギヤＳ１は、第４メンバＭ４を介して変速機ケースＴＣに固定されている。第２キャリアＣ２は、第７メンバＭ７と、並列配置のローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／ＢおよびローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣを介して、変速機ケースＴＣに対して一方向に回転可能に支持されているとともに、その回転を規制（固定）および規制解除可能とされている。
第３リングギヤＲ３は、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴに連結されている。

以上のように構成された自動変速機は、図２に示す各摩擦要素の締結、解放の組み合わせにより、前進６速（１ｓｔ〜６ｔｈ）、後退１速（Ｒｅｖ）の変速段を実現する。図２において、○印は締結、無印は解放、○に×の印は締結であるがエンジンブレーキ時に作動、塗潰しの○はエンジン駆動時にのみ機械的に締結作動（回転規制）することを示す。
そして、Ｄレンジ位置において、車速とスロットル開度に基づいて設定された変速スケジュールにしたがって上記前進６速の自動変速制御が行われる。また、Ｄレンジ位置からＲレンジ位置へのセレクト操作により、後退１速の変速制御が行われる。
ここでは、前進変速段のうち低速段の第１速〜第３速ではすべてロークラッチＬＯＷ／Ｃが締結され、高速段の第４速〜第６速ではすべてハイクラッチＨ／Ｃが締結されるようになっている。

つぎに、図１と図２を参照して、各変速段の回転伝達経路を説明する。
第１速（１ｓｔ）は、ロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結とローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／ＢまたはローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣの締結により達成される。
エンジン回転は入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速され、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を経て第３サンギヤＳ３に入力される。それから、遊星歯車組Ｇ２において、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２キャリアＣ２からの反力を受けながら、第３リングギヤＲ３が減速回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは最大減速比による減速回転が出力される。なお、エンジンブレーキ時には、空転するローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣに代ってローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂが反力を受ける。

第２速（２ｎｄ）は、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を介して第３サンギヤＳ３に入力される。遊星歯車組Ｇ２において、２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２サンギヤＳ２により反力を受けながら、第３リングギヤＲ３が減速回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは第１速よりも小さい減速比による減速回転が出力される。

第３速（３ｒｄ）は、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を経て第３サンギヤＳ３に入力される。また第３メンバＭ３からは３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃおよび第６メンバＭ６を介して第２サンギヤＳ２にも入力される。
この結果、ラビニヨ型の遊星歯車組Ｇ２は直結状態となるため、両サンギヤＳ２，Ｓ３と同じ回転で第３リングギヤＲ３が回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは第２速よりも小さい減速比による減速回転が出力される。

第４速（４ｔｈ）は、ロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を経て第３サンギヤＳ３に入力される。
入力軸ＩＮからはさらに第２メンバＭ２およびハイクラッチＨ／Ｃを経て入力軸ＩＮと同じ回転が第２キャリアＣ２に入力される。
遊星歯車組Ｇ２ではこれら２つの入力回転の中間の回転により第３リングギヤＲ３が回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは入力回転よりも僅かに減速された減速回転が出力される。

第５速（５ｔｈ）は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３から３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃおよび第６メンバＭ６を経て第２サンギヤＳ２に入力される。
入力軸ＩＮからはさらに第２メンバＭ２およびハイクラッチＨ／Ｃを経て入力軸ＩＮと同じ回転が第２キャリアＣ２に入力される。
遊星歯車組Ｇ２ではこれら２つの入力回転により拘束されて第３リングギヤＲ３が回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは入力回転よりも僅かに増速された回転が出力される。

第６速（６ｔｈ）は、ハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第２メンバＭ２、ハイクラッチＨ／Ｃを経て入力軸ＩＮと同じ回転が第２キャリアＣ２にのみ入力される。
遊星歯車組Ｇ２では、２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２サンギヤＳ２により反力を受けながら、第３リングギヤＲ３が増速回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは第５速よりもさらに増速された回転が出力される。

後退（Ｒｅｖ）は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３から３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃおよび第６メンバＭ６を経て第２サンギヤＳ２に入力される。
ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２キャリアＣ２により反力を受けながら第３リングギヤＲ３が逆転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは減速した逆回転が出力される。

次に、図３は上記変速制御を実行するための油圧回路および電子変速制御系を示す。
ロークラッチＬＯＷ／Ｃ、ハイクラッチＨ／Ｃ、２−６ブレーキ２−６／Ｂ、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃ、ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂは、それぞれの締結ピストン室１〜５にＤレンジ圧あるいはＲレンジ圧である締結圧を供給することで締結され、また、この締結圧を抜くことで解放される。
なお、Ｄレンジ圧とは、後述するマニュアルバルブを介したライン圧であり、Ｄレンジ選択時のみ発生する。Ｒレンジ圧とは、マニュアルバルブを介したライン圧であり、Ｒレンジ選択時のみ発生し、Ｒレンジ以外では図示しないドレンポートへの切り替えにより圧力は発生しない。

ロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結ピストン室１への締結圧（ロークラッチ圧）は第１油圧制御弁６が制御する。
ハイクラッチＨ／Ｃの締結ピストン室２への締結圧（ハイクラッチ圧）は第２油圧制御弁７が制御する。
２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結ピストン室３への締結圧（２−６ブレーキ圧）は第３油圧制御弁８が制御する。
３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結ピストン室４への締結圧（３−５リバースクラッチ圧）は第４油圧制御弁９が制御する。
ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結ピストン室５への締結圧（ローアンドリバースブレーキ圧）は第５油圧制御弁１０が制御する。

第１油圧制御弁〜第３油圧制御弁６〜８には、マニュアルバルブ１６からのＤレンジ圧がＤレンジ圧油路２１により供給される。マニュアルバルブ１６にはライン圧油路１９を介してライン圧ＰＬが供給されている。
第４油圧制御弁９にはライン圧ＰＬが直接供給されるとともに、マニュアルバルブ１６からのＲレンジ圧がＲレンジ圧油路２２により供給される。
第５油圧制御弁１０にはライン圧ＰＬが直接供給される。
また、ライン圧ＰＬをパイロット弁１７で調圧したパイロット圧が、パイロット圧油路２０により各油圧制御弁６〜１０に供給される。

第１油圧制御弁６は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第１デューティソレノイド６ａと、Ｄレンジ圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧としてロークラッチ圧を調圧する第１調圧弁６ｂとにより構成されている。
第１デューティソレノイド６ａは、デューティ比に応じて制御されており、具体的には、ソレノイドＯＦＦ時にロークラッチ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほどロークラッチ圧を高くする。

第２油圧制御弁７は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第２デューティソレノイド７ａと、Ｄレンジ圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧としてハイクラッチ圧を調圧する第２調圧弁７ｂとにより構成されている。
第２デューティソレノイド７ａは、ソレノイドＯＮ時（１００％ＯＮデューティ比）にハイクラッチ圧をゼロとし、ＯＮデューティ比が減少するほどハイクラッチ圧を高くし、ソレノイドＯＦＦ時にハイクラッチ圧を最大圧とする。

第３油圧制御弁８は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第３デューティソレノイド８ａと、Ｄレンジ圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧として２−６ブレーキ圧を調圧する第３調圧弁８ｂとにより構成されている。
第３デューティソレノイド８ａは、ソレノイドＯＦＦ時に２−６ブレーキ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほど２−６ブレーキ圧を高くする。

第４油圧制御弁９は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第４デューティソレノイド９ａと、Ｄレンジ選択時は、ライン圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧とを作動信号圧として３−５リバースクラッチ圧を調圧し、Ｒレンジ選択時には、Ｒレンジ圧を作動信号圧としてＲレンジ圧であるライン圧をそのまま３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃに供給する第４調圧弁９ｂとにより構成されている。
第４デューティソレノイド９ａは、ソレノイドＯＮ時（１００％ＯＮデューティ比）に３−５リバースクラッチ圧をゼロとし、ＯＮデューティ比が減少するほど３−５リバースクラッチ圧を高くし、ソレノイドＯＦＦ時に３−５リバースクラッチ圧を最大圧とする。

第５油圧制御弁１０は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第５デューティソレノイド１０ａと、ライン圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧としてローアンドリバースブレーキ圧を調圧する第５調圧弁１０ｂにより構成されている。
第５デューティソレノイド１０ａは、ソレノイドＯＦＦ時にローアンドリバースブレーキ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほどローアンドリバースブレーキ圧を高くする。

第１油圧制御弁６と締結ピストン室１を結ぶロークラッチ圧油路２４には、第１圧力スイッチ１１が設けられている。
第２油圧制御弁７と締結ピストン室２を結ぶハイクラッチ圧油路２５には、第２圧力スイッチ１２が設けられている。
第３油圧制御弁８と締結ピストン室３を結ぶ２−６ブレーキ圧油路２６には、第３圧力スイッチ１３が設けられている。
第４油圧制御弁９と締結ピストン室４を結ぶ３−５リバースクラッチ圧油路２７には、第４圧力スイッチ１４が設けられている。
第５油圧制御弁１０と締結ピストン室５を結ぶローアンドリバースブレーキ圧油路２８には、第５圧力スイッチ１５が設けられている。
第１〜第５圧力スイッチ１１〜１５は、それぞれ締結圧ありでＯＮ、締結圧なしでＯＦＦのスイッチ信号を出力する。

電子変速制御系は、車速センサ４１、スロットルセンサ４２、エンジン回転センサ４３、タービン回転センサ４４、インヒビタスイッチ４５、油温センサ４６からの各信号が入力されるＡ／Ｔコントロールユニット４０で構成される。Ａ／Ｔコントロールユニット４０には各圧力スイッチ１１〜１５からのスイッチ信号も入力される。
Ａ／Ｔコントロールユニット４０は、これらの入力信号と予め設定された変速制御則やフェールセーフ制御則等に基づいて演算処理を行い、第１〜第５デューティソレノイド６ａ〜１０ａに対して演算処理結果に沿った締結指令あるいは解放指令としてソレノイド駆動信号を出力する。

Ａ／Ｔコントロールユニット４０では、さらに故障判定を並行して実行する。
そして、バルブ等の不具合により締結されるべき摩擦要素が解放状態となる故障が発生したと判定したとき、Ａ／Ｔコントロールユニット４０は故障した摩擦要素を特定可能かどうかをチェックし、１つに特定できない場合にはさらに、故障していない摩擦要素を用いて他の変速段を実現できるかどうかをチェックして、それぞれのチェック結果に応じた変速段指令を出力するよう構成されている。
なお、摩擦要素が解放状態となる故障とは、指令された変速段で期待される変速比が得られないという不具合の観点から、完全に動力伝達が不可能となった状態のみでなく、締結指令にもかかわらず摩擦要素の完全締結が行われない状態を含み、以後、これを故障解放と呼ぶ。

以下、Ａ／Ｔコントロールユニット４０における上記故障解放時にかかる制御の流れを説明する。図４はそのメインフローチャートである。
ステップ１００において、まず摩擦要素の故障解放自体を検知可能な状態にあるかどうかをチェックする。
ここでは、各センサ、スイッチ類やソレノイド等、電気的な電子変速制御系が正常であること、非変速中であること、およびセレクトレバーがＰ（パーキング）、Ｎ（ニュートラル）、Ｒ（後退）以外の位置にあることの条件が満たされていれば、検知可能と判断する。
故障解放を検知できる状態になければ、本制御は終了する。

故障解放を検知可能な状態であるときは、ステップ１０１において、具体的に故障解放が生じているかどうかをチェックする。
前進変速段において想定される故障解放パターンは、図２の締結表に基づいて、図５に示されるものとなる。
図５において、○は正常締結、▲は故障解放、×は正常解放を示している。また、故障時の変速段の状態は、正常締結されている摩擦要素のみの組み合わせで得られる変速段を示し、故障解放時にはいずれもＮ（ニュートラル）または１（第１速）となっている。
ニュートラルでは動力が伝達されないし、第１速も発進は別として一般道路で他の車両に混じって走行するには実用とならない。

ここで、例えば第４速で故障が発生したときには、図５に示されるように締結解放の組み合わせ上、第１速またはニュートラルとなるから、変速比をチェックすることで第１速相当の変速比ならハイクラッチＨ／Ｃが故障し、ニュートラルならばロークラッチＬＯＷ／Ｃが故障している旨特定できそうに見える。
しかし、上記第１速は、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣを締結して達成される第１速であるため、実際の変速比は第１速の変速比以下の値で安定しない。つまり、例えば高速走行中に摩擦要素が解放状態になっても、第１速の変速比になるまでエンジン回転数が上昇しないと、実際には第１速状態なのかニュートラルなのかは判明しない。そして、エンジン回転数が第１速の変速比に対応する値まで上昇することは機械的に不可能な場合もあるので、結局正確な特定は困難である。

このため、ステップ１０１では、故障時点の変速段に設定された変速比に対して実際の変速比が所定値以上大きい方向にずれているとき、故障解放とする。
より具体的には、車速センサ４１、スロットルセンサ４２、タービン回転センサ４４からの信号を読み込んで、車速Ｎｓ、スロットル開度、タービン回転数Ｎｔのいずれもがそれぞれに設定された所定値以上であり、かつ
Ｎｔ／Ｎｓ≧Ｉ＋α
（ただし、Ｉは現在の変速段で得られるべき設定変速比、αは所定値である）
の関係が所定時間継続した場合、故障解放が生じたと判定する。
Ｎｔ／Ｎｓは実際の変速比である。
故障解放が生じていなければ、本制御は終了する。

故障解放が生じているときは、つぎのステップ１０２において、故障解放している摩擦要素を特定することが可能かどうかをチェックする。
ここで、例えば締結されるべき摩擦要素がロークラッチＬＯＷ／Ｃのみである第１速で故障解放したときは、故障解放しているのは当該ロークラッチＬＯＷ／Ｃであることを特定できる。このように故障解放している摩擦要素を特定することが可能なときは、ステップ２００へ進む。なお、図５において、故障解放している摩擦要素を特定することが可能な変速段は第１速だけである。
ステップ２００では、第１の異常時制御を実行する。

一方、第４速で走行中のように、締結されるべき摩擦要素がロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃの２つである場合には、同時に両方が故障することは想定しないとしても、ハイクラッチＨ／Ｃが故障解放でロークラッチＬＯＷ／Ｃは正常に締結されているのか、それとも、ハイクラッチＨ／Ｃは正常締結でロークラッチＬＯＷ／Ｃが故障解放しているのかは、判断できない。このように故障解放している摩擦要素を特定することができないときは、ステップ１０２からステップ１０３へ進む。

ステップ１０３では、故障解放発生時点の変速段が第４速であったかどうかをチェックする。
故障解放発生時点の変速段が第４速であるときは、ステップ３００へ進み、第２の異常時制御を実行する。
故障解放発生時点の変速段が第４速でない場合はステップ４００へ進み、第３の異常時制御を実行する。

図６はステップ２００の第１の異常時制御の詳細を示すフローチャートである。
ここでは、ステップ２０１において、車速とスロットル開度に基づいて自動変速制御を実行しながら、ステップ２０２で車速が所定値よりも小さくなったかにより車両が停止したかをチェックする。すなわち、車両が停止するまで通常の自動変速制御を継続する。
なお、ここでの自動変速制御は変速段指令のレベルであって、実際には故障解放によりニュートラルフェール状態であっても、ブレーキ操作により車両を停止させることはできる。

車両が走行停止すると、ステップ２０３において、ロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結を行わずに済む変速段のなかで最も変速比の大きい第５速を実現する指令、すなわちハイクラッチＨ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結指令を出力する。
これにより、再発進は故障解放しているロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結を必要としない回避変速段として、第５速を即座に確立して行われるから、エンジン回転の吹き上がりを招かない。また、回避変速段として可能な複数の変速段の中で最も変速比が大きくて最大の発進トルクが得られる第５速を成立させるので、発進も容易である。

つぎにステップ３００の第２の異常時制御に関しては、第４速では前述のように、ロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃのどちらが故障解放しているのかは特定できない。
しかし、第１速〜第６速のうち第４速を除く各変速段は、図２の締結表から明らかなように、いずれかが故障と推定されるロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃのどちらも締結させないでは実現できない。すなわち、低速段の第１速〜第３速では必ずロークラッチＬＯＷ／Ｃを締結させ、高速段の第４速〜第６速では必ずハイクラッチＨ／Ｃを締結させなければならない。
第４速は、発明における当該変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない所定の変速段に該当し、ロークラッチＬＯＷ／Ｃは第１の摩擦要素、ハイクラッチＨ／Ｃは第２の摩擦要素に該当する。

そこで、第２の異常時制御は図７のフローチャートに示すように行われる。
ステップ３０１、３０２において、ステップ２０１、２０２と同様に、車両が停止するまで通常の自動変速制御を継続する。
そして、車両の停止を待って、ステップ３０３において、ロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃそれぞれと組み合わせて第３速または第５速の変速段を実現できる３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃを選択して、ロークラッチＬＯＷ／ＣおよびハイクラッチＨ／Ｃとともに３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃを同時に締結する指令を出力する。換言すれば、第３速および第５速の変速段指令を出力する。

このロークラッチＬＯＷ／Ｃ、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣおよびハイクラッチＨ／Ｃの同時締結の指令は、摩擦要素が正常であれば互いにインターロックしてしまう組み合わせであるが、どちらか一方が故障解放しているはずのロークラッチＬＯＷ／ＣまたはハイクラッチＨ／Ｃのうちの正常な方との締結組み合わせで第３速または第５速の一方を成立させようとするものである。
これにより、ハイクラッチＨ／Ｃが故障解放しているならば、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結による第３速、またはロークラッチＬＯＷ／Ｃが故障解放しているならば、ハイクラッチＨ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結による第５速が、車両の停止後即座に確立されることになる。したがってエンジン回転の吹き上がりを招くことなく走行開始することができる。

図８はステップ４００の第３の異常時制御の詳細を示すフローチャートである。
ステップ４０１、４０２において、ステップ２０１、２０２と同様に、車両が停止するまで通常の自動変速制御を継続する。
そして、車両の停止を待って、ステップ４０３において、故障解放発生時点の変速段に応じた所定の変速段用の指令を出力する。

ここで対象とする故障解放発生時点の変速段は、第１、第４速を除いた第２速、第３速、第５速および第６速である。
これらの変速段においても、図５の故障パターンから明らかなように、故障解放を生じた摩擦要素を１つに特定できない。しかし、故障解放発生時点の変速段で締結されるべき摩擦要素は締結しないで、他の摩擦要素を締結させる変速段は存在する。そこで、第２速、第３速、第５速または第６速で故障解放が発生したときは、上記他の摩擦要素を締結させる変速段を回避変速段として選択するものとする。

具体的には、故障解放発生の変速段が第２速（ロークラッチＬＯＷ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂ締結）のときは、第５速指令、すなわち３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃの締結指令を出力して再発進する。
故障解放発生の変速段が第３速（ロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃ締結）のときは、第６速指令、すなわちハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結指令を出力する。

また、故障解放発生の変速段が第５速（３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃ締結）のときは、第２速指令、すなわちロークラッチＬＯＷ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結指令を出力する。
故障解放発生の変速段が第６速（ハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂ締結）のときは、第３速指令、すなわちロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結指令を出力する。
これにより、故障解放の摩擦要素を利用しない回避変速段を車両の停止後即座に確立でき、したがってエンジン回転の吹き上がりを招くことなく走行開始することができる。

図９は、以上の第１〜第３の異常時制御による停車後の締結指令パターンをまとめて示すものである。
上記図４のフローにおけるステップ１００は発明の故障発生検知手段を構成し、ステップ１０３は特定手段を構成している。また、ステップ２００、３００および４００が指令出力手段を構成している。

本実施例は以上のように構成され、摩擦要素の故障解放の発生を検知した場合において、故障解放が発生した摩擦要素を特定できるときは、故障解放が発生した摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて故障時点の変速段とは異なる他の変速段を成立させ、また、故障解放が発生した摩擦要素を特定できなくても、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて、同様に他の変速段を成立させる。
そしてさらに、故障解放が発生した摩擦要素を特定できず、しかも故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない場合には、故障時点の変速段で締結されるべき各摩擦要素と、当該故障時点の変速段では解放されるべき他の摩擦要素との締結組み合わせに対応する複数の変速段指令を同時に出力するものとした。これにより、指令が出力された複数の変速段のうち、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のうち故障解放していない摩擦要素と上記他の摩擦要素との組み合わせによる変速段が成立する。

したがって、摩擦要素のいずれが故障解放しているのか特定できてもできなくなくても、動力を伝達可能な変速段により走行することができる。
そして、故障時点の変速段で故障解放している可能性のある摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない場合でも、故障解放していない方の摩擦要素を締結させた変速段が直ちに成立するから、複数の変速段を順次に指令し直す場合と異なり、エンジン回転の吹き上がりを起こさないので、違和感を感じさせない。（請求項１に対応する効果）
とくに低速段の全てで締結するロークラッチＬＯＷ／Ｃと、高速段の全てで締結するハイクラッチＨ／Ｃとの締結で達成される変速段（第４速）において故障が発生した場合には、複数の変速指令を同時に出力することで、確実にエンジン回転の吹き上がりを防止できる。（請求項２に対応する効果）

また、例えば第１速で１つだけ締結されるロークラッチＬＯＷ／Ｃが故障解放したときは、摩擦要素を締結させて第５速と第６速とが可能であるが、最も変速比の大きい第５速を成立させる変速段指令を出力するので、大きな発進トルクにより車両停止後の再発進が容易である。（請求項４に対応する効果）

さらに、故障解放が発生した摩擦要素を上記のように回避した変速段の指令は、車両の停止まで待ってから出力されるので、例えば故障解放が発生した第５速での高速走行中に低速段の第２速へ急にダウンシフトが行われて急制動がかかるような事態が防止される。（請求項３に対応する効果）

なお、実施の形態では、故障時点の変速段の設定変速比に対して実際の変速比が所定値以上大きい方向にずれているとき、故障解放が発生したものと判定しているが、これは一例に過ぎず、故障解放の検出には他の様々な手段を採用することができる。
また、実施の形態は図１のギヤトレインの自動変速機に適用した例で示したが、本発明は他の種々のギヤトレインの自動変速機に適用することができる。また、前進変速段の例について説明したが、後退変速段を複数備えている場合にも、本発明を適用することができる。

本発明が適用される自動変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。 摩擦要素の締結組み合わせを示す図である。 自動変速機の油圧回路および電子変速制御系を示す図である。 故障解放時にかかる制御の流れを示すメインフローチャートである。 故障解放パターンを示す図である。 異常時制御の詳細を示すフローチャートである。 異常時制御の詳細を示すフローチャートである。 異常時制御の詳細を示すフローチャートである。 異常時制御による締結指令パターンを示す図である。

符号の説明

１、２、３、４、５ 締結ピストン室
６ 第１油圧制御弁
６ａ 第１デューティソレノイド
６ｂ 第１調圧弁
７ 第２油圧制御弁
７ａ 第２デューティソレノイド
７ｂ 第２調圧弁
８ 第３油圧制御弁
８ａ 第３デューティソレノイド
８ｂ 第３調圧弁
９ 第４油圧制御弁
９ａ 第４デューティソレノイド
９ｂ 第４調圧弁
１０ 第５油圧制御弁
１０ａ 第５デューティソレノイド
１０ｂ 第５調圧弁
１１ 第１圧力スイッチ
１２ 第２圧力スイッチ
１３ 第３圧力スイッチ
１４ 第４圧力スイッチ
１５ 第５圧力スイッチ
１６ マニュアルバルブ
１７ パイロット弁
４０ Ａ／Ｔコントロールユニット
４１ 車速センサ
４２ スロットルセンサ
４３ エンジン回転センサ
４４ タービン回転センサ
４５ インヒビタスイッチ
４６ 油温センサ
ＩＮ 入力軸
ＯＵＴ 出力ギヤ
Ｇ１、Ｇ２ 遊星歯車組
Ｈ／Ｃ ハイクラッチ
ＬＯＷ／Ｃ ロークラッチ
Ｌ＆Ｒ／Ｂ ローアンドリバースブレーキ
ＬＯＷ／ＯＷＣ ローワンウェイクラッチ
２−６／Ｂ ２−６ブレーキ
３−５Ｒ／Ｃ ３−５リバースクラッチ
ＴＣ 変速機ケース

Claims (4)

1. 摩擦要素の締結組み合わせにより複数の変速段を実現する自動変速機において、
   現在の変速段において締結されるべき摩擦要素の故障解放の発生を検知する故障発生検知手段と、
   故障解放が発生した摩擦要素を特定する特定手段と、
   故障解放が発生した摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて故障時点の変速段とは異なる他の変速段を成立させるように、変速段指令を出力する指令出力手段とを有し、
   さらに、故障時点の変速段が当該変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない所定の変速段であって、前記特定手段で故障解放が発生した摩擦要素を特定できないときは、前記指令出力手段は、故障時点の変速段で締結されるべき各摩擦要素と、当該故障時点の変速段では解放されるべき他の摩擦要素との締結組み合わせに対応する複数の変速段指令を同時に出力して、
   故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のうち故障解放していない摩擦要素と前記他の摩擦要素との組み合わせによる変速段が成立するように構成されたことを特徴とする自動変速機の故障時制御装置。
2. 自動変速機の前進変速段が低速段と高速段の２グループに分割され、
   前記所定の変速段は、低速段のすべてで締結されるべき第１の摩擦要素と、高速段のすべてで締結されるべき第２の摩擦要素とを締結して実現される変速段であることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の故障時制御装置。
3. 自動変速機が車両に搭載されたものであって、
   前記指令出力手段は、車両が走行停止するのを待って、前記変速段指令を出力するものであることを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機の故障時制御装置。
4. 前記指令出力手段は、故障解放が発生した摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて実現される変速段が複数あるとき、最も変速比の大きい変速段を成立させる変速段指令を出力することを特徴とする請求項３記載の自動変速機の故障時制御装置。

Images