JP4816330B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、摩擦係合要素を係合してギヤ段を形成する自動変速機を備えた車両を制御する技術に関する。

従来より、摩擦係合要素を係合してギヤ段を形成する自動変速機を搭載した車両が知られている。このような自動変速機においては、摩擦係合要素が制御通りのタイミングで係合しない場合があり得る。この場合、変速中において、一時的にニュートラル状態になった後、摩擦係合要素が係合してギヤ段が形成され得る。そのため、ニュートラル状態である間に駆動源の出力軸回転数、すなわち自動変速機の入力軸回転数が過大になった後に摩擦係合要素が係合し得る。したがって、摩擦係合要素が係合する際に発生するショックが大きくなる。そこで、大きなショックが発生することを抑制する技術が提案されている。

特開２００３−２３２４３８号公報（特許文献１）は、エンジンからの回転が入力される変速機構と、車両を発進するときに係合される発進用の摩擦係合要素と、ソレノイド弁に供給される電気信号に応じた出力油圧を給排して摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボ装置と、エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出装置とを備えた自動変速機の制御装置を開示する。この制御装置は、摩擦係合要素を係合する指令に応じた出力油圧が供給されていないと判断したとき、エンジンが所定の高負荷状態であるか否か判定し、所定の高負荷状態の場合は摩擦係合要素を解放する指令を送出し、高負荷状態から所定の低負荷状態になったとき摩擦係合要素を係合する指令を送出する制御装置を含む。

この公報に記載の制御装置によると、発進用の摩擦係合要素を係合する指令が送出されると、ソレノイド弁が作動して油圧サーボ装置が出力油圧を摩擦係合要素の油圧駆動部に給排して摩擦係合要素を係合する。このとき、ソレノイド弁の弁体が、例えばスティックして油圧サーボ装置が出力油圧を出力しなくて発進用の摩擦係合要素が係合しないと、エンジン回転数が増大して摩擦係合要素の入力側回転数が高くなる。その状態でソレノイド弁の弁体のスティックがはずれて油圧サーボ装置が油圧を摩擦係合要素の油圧駆動部に供給すると、摩擦係合要素が急に係合されて大きなショックを発生する。そこで、発進用の摩擦係合要素を係合する指令に応じた出力油圧が供給されていないとき、エンジンが所定の高負荷状態である場合、摩擦係合要素を解放する指令が送出される。そのため、エンジンが高負荷状態で発進用の摩擦係合要素が急に係合されて大きなショックを発生することを防止することができる。
特開２００３−２３２４３８号公報

ところで、自動変速機においては、摩擦係合要素を制御通りに係合することができない場合、すなわちギヤ段を形成できない場合において、たとえばソレノイドバルブなどにより調圧されない油圧を摩擦係合要素に供給して強制的に摩擦係合要素を係合するフェールセーフが行なわれるものがある。フェールセーフを行なって摩擦係合要素を係合する場合においても係合時にショックが発生し得る。そのため、特開２００３−２３２４３８号公報に記載の制御装置をフェールセーフに応用して、高負荷時にはフェールセーフを行なわず、低負荷時にフェールセーフを行なうようにすることが考えられる。ところが、フェールセーフにおいては、油圧が調圧されずに摩擦係合要素に供給される場合があるため、低負荷時にフェールセーフを行なっても大きなショックが発生する場合がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大きなショックが発生することを抑制することができる車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、動力源と、動力源に連結され、摩擦係合要素を係合させることでギヤ段を形成する自動変速機とを備えた車両の制御装置である。この制御装置は、自動変速機において摩擦係合要素が係合しない故障を判断するための手段と、動力源の負荷に関する第１の条件を満たすか否かを判断するための手段と、第１の条件を満たすと判断された場合は故障が判断された場合に摩擦係合要素を係合するフェ−ルセーフを許可するための手段と、フェールセーフが許可された場合にフェールセーフを行なうように自動変速機を制御するための手段と、自動変速機に入力されるトルクに関する第２の条件を満たすか否かを判断するための手段と、フェールセーフが許可されてからの経過時間が予め定められた時間よりも短い状態において第２の条件を満たすと判断された場合、フェールセーフを中止するように自動変速機を制御するための手段とを含む。

第１の発明によると、自動変速機において摩擦係合要素が係合しない故障が判断される。動力源の負荷に関する第１の条件を満たすか否かが判断される。たとえば、動力源としての内燃機関に吸入される空気量を調整する調整機構の作動量が予め定められた作動量よりも小さく、かつ内燃機関の回転数が予め定められた回転数よりも低いという条件、すなわち、動力源の負荷が低いといえる条件を満たすか否かが判断される。第１の条件を満たすと判断された場合は故障が判断された場合に摩擦係合要素を係合するフェ−ルセーフが許可される。フェールセーフが許可された場合にフェールセーフが行なわれる。これにより、動力源の負荷が低い状態でフェールセーフを行なってギヤ段を形成することができる。さらに、自動変速機に入力されるトルクに関する第２の条件を満たすか否かが判断される。たとえば、アクセル開度が予め定められた開度より大きく、かつ自動変速機の入力軸回転数が、ギヤ段が形成された場合における同期回転数よりも高いという条件、すなわち、自動変速機に入力されるトルクが大きいといえる条件を満たすか否かが判断される。フェールセーフが許可されてからの経過時間が予め定められた時間、たとえばフェールセーフが許可されてから摩擦係合要素が係合するまでの時間よりも短い状態において第２の条件を満たすと判断された場合、フェールセーフが中止される。これにより、自動変速機に入力されるトルクが大きい状態でフェールセーフが行なわれることを抑制することができる。そのため、摩擦係合要素が係合することにより大きなショックが発生することを抑制することができる。その結果、大きなショックが発生することを抑制することができる車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、予め定められた時間は、フェールセーフが許可されてから摩擦係合要素が係合するまでの時間である。

第２の発明によると、フェールセーフが許可されてから摩擦係合要素が係合するまでの時間よりも短い状態において第２の条件を満たすと判断された場合、フェールセーフが中止される。これにより、動変速機に入力されるトルクが大きい状態で摩擦係合要素が係合することにより大きなショックが発生することを抑制することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、動力源は、内燃機関である。第１の条件は、内燃機関に吸入される空気量を調整する調整機構の作動量が予め定められた作動量よりも小さく、かつ内燃機関の回転数が予め定められた回転数よりも低いという条件である。第２の条件は、アクセル開度が予め定められた開度より大きく、かつ自動変速機の入力軸回転数が、ギヤ段が形成された場合における同期回転数よりも高いという条件である。

第３の発明によると、動力源としての内燃機関に吸入される空気量を調整する調整機構の作動量が予め定められた作動量よりも小さく、かつ内燃機関の回転数が予め定められた回転数よりも低いという条件、すなわち、動力源の負荷が低いといえる条件を満たすと判断された場合はフェ−ルセーフが許可される。アクセル開度が予め定められた開度より大きく、かつ自動変速機の入力軸回転数が、ギヤ段が形成された場合における同期回転数よりも高いという条件、すなわち、自動変速機に入力されるトルクが大きいといえる条件を満たすと判断された場合、フェールセーフが中止される。これにより、動力源の負荷が低く、かつ自動変速機に入力されるトルクが小さい状態でのみフェールセーフを行なうことができる。そのため、摩擦係合要素が係合する際に大きなショックが発生することを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、トルクコンバータ２１００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、プロペラシャフト５０００と、デファレンシャルギヤ６０００と、後輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＥＣＵ８０００のＲＯＭ（Read Only Memory）８００２に記録されたプログラムを実行することにより実現される。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。エンジン１０００の駆動力により、オルタネータおよびエアコンディショナーなどの補機１００４が駆動される。なお、エンジン１０００の代わりにもしくは加えて、動力源にモータを用いるようにしてもよい。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ２１００を介してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。

オートマチックトランスミッション２０００から出力された駆動力は、プロペラシャフト５０００およびデファレンシャルギヤ６０００を介して、左右の後輪７０００に伝達される。

ＥＣＵ８０００には、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、ブレーキペダル８０１２の踏力センサ８０１４と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、油温センサ８０２６と、水温センサ８０２８とがハーネスなどを介して接続されている。

シフトレバー８００４の位置（ポジション）は、ポジションスイッチ８００６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。踏力センサ８０１４は、ブレーキペダル８０１２の踏力（運転者がブレーキペダル８０１２を踏む力）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量（エンジン１０００の出力）が調整される。

なお、電子スロットルバルブ８０１６の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更することにより、エンジン１０００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（トルクコンバータ２１００のタービン回転数ＮＴ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

油温センサ８０２６は、オートマチックトランスミッション２０００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

水温センサ８０２８は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、踏力センサ８０１４、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４、油温センサ８０２６、水温センサ８０２８などから送られてきた信号、ＲＯＭ８００２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

本実施の形態において、ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、前進１速〜８速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。前進１速〜８速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション２０００は後輪７０００に駆動力を伝達し得る。なおＤレンジにおいて、８速ギヤ段よりも高速のギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして実験等により予め作成された変速線図に基づいて決定される。

また、ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＲ（リバース）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトレンジにＲ（リバース）レンジが選択された場合、後進１速または２速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。なお、後進ギヤ段の数は２つに限らない。

図１に示すように、ＥＣＵ８０００は、エンジン１０００を制御するエンジンＥＣＵ８１００と、オートマチックトランスミッション２０００を制御するＥＣＴ（Electronic Controlled Transmission）＿ＥＣＵ８２００とを含む。

エンジンＥＣＵ８１００とＥＣＴ＿ＥＣＵ８２００とは、互いに信号を送受信可能であるように構成される。本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ８１００からＥＣＴ＿ＥＣＵ８２００に、アクセル開度を表わす信号が送信される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ８２００からエンジンＥＣＵ８１００には、エンジン１０００が出力すべきトルクとして定められるトルク要求量を表わす信号が送信される。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸２１０２を有するトルクコンバータ２１００に接続されている。

プラネタリギヤユニット３０００は、フロントプラネタリ３１００と、リアプラネタリ３２００と、Ｃ１クラッチ３３０１と、Ｃ２クラッチ３３０２と、Ｃ３クラッチ３３０３と、Ｃ４クラッチ３３０４と、Ｂ１ブレーキ３３１１と、Ｂ２ブレーキ３３１２と、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０とを含む。

フロントプラネタリ３１００は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構である。フロントプラネタリ３１００は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２と、１対の第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４と、キャリア（ＣＡ）３１０６と、リングギヤ（Ｒ）３１０８とを含む。

第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２および第１リングギヤ（Ｒ）３１０８と噛合っている。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４が公転および自転可能であるように支持している。

第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２は、回転不能であるようにギヤケース３４００に固定される。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、プラネタリギヤユニット３０００の入力軸３００２に連結される。

リアプラネタリ３２００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。リアプラネタリ３２００は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２と、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４と、リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６と、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８と、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と、第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２とを含む。

第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２と噛合っている。第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４に加えて、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と噛合っている。

リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２が公転および自転可能であるように支持している。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０に連結される。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、１速ギヤ段の駆動時（エンジン１０００から出力された駆動力を用いた走行時）に回転不能となる。リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８は、プラネタリギヤユニット３０００の出力軸３００４に連結される。

ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０は、Ｂ２ブレーキ３３１２と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０のアウターレースはギヤケース３４００に固定され、インナーレースはリアキャリア（ＲＣＡ）３２０６に連結される。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、前進１速〜８速のギヤ段と、後進１速および２速のギヤ段が形成される。

図４を参照して、油圧回路４０００の要部について説明する。なお、油圧回路４０００は、以下に説明するものに限られない。

油圧回路４０００は、オイルポンプ４００４と、プライマリレギュレータバルブ４００６と、マニュアルバルブ４１００と、ソレノイドモジュレータバルブ４２００と、ＳＬ１リニアソレノイド（以下、ＳＬ（１）と記載する）４２１０と、ＳＬ２リニアソレノイド（以下、ＳＬ（２）と記載する）４２２０と、ＳＬ３リニアソレノイド（以下、ＳＬ（３）と記載する）４２３０と、ＳＬ４リニアソレノイド（以下、ＳＬ（４）と記載する）４２４０と、ＳＬ５リニアソレノイド（以下、ＳＬ（５）と記載する）４２５０と、ＳＬＴリニアソレノイド（以下、ＳＬＴと記載する）４３００とを含む。

さらに、油圧回路４０００は、Ｂ２コントロールバルブ４５００と、ＳＬＵリニアソレノイド４５０２と、Ｃ４コントロールバルブ４５１０と、ＳＬソレノイド４５１２とを含む。

オイルポンプ４００４は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ４００４が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ４００４で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６により調圧され、ライン圧が生成される。

プライマリレギュレータバルブ４００６は、ＳＬＴ４３００により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路４０１０を介してマニュアルバルブ４１００に供給される。

マニュアルバルブ４１００は、ドレンポート４１０５を含む。ドレンポート４１０５から、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の油圧が排出される。マニュアルバルブ４１００のスプールがＤポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＤレンジ圧油路４１０２とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２に油圧が供給される。このとき、Ｒレンジ圧油路４１０４とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＲポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＲレンジ圧油路４１０４とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４に油圧が供給される。このとき、Ｄレンジ圧油路４１０２とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションにある場合、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の両方と、ドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧およびＲレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

Ｄレンジ圧油路４１０２に供給された油圧は、最終的には、Ｃ１クラッチ３３０１、Ｃ２クラッチ３３０２およびＣ３クラッチ３３０３に供給される。Ｒレンジ圧油路４１０４に供給された油圧は、最終的には、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給される。

ソレノイドモジュレータバルブ４２００は、ライン圧を元圧とし、ＳＬＴ４３００に供給する油圧（ソレノイドモジュレータ圧）を一定の圧力に調圧する。

ＳＬ（１）４２１０は、Ｃ１クラッチ３３０１に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（２）４２２０は、Ｃ２クラッチ３３０２に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（３）４２３０は、Ｃ３クラッチ３３０３に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（４）４２４０は、Ｃ４クラッチ３３０４に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（５）４２５０は、Ｂ１ブレーキ３３１１に供給される油圧を調圧する。

ＳＬＴ４３００は、アクセル開度センサ８０１０により検出されたアクセル開度に基づいたＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、ＳＬＴ油路４３０２を介して、プライマリレギュレータバルブ４００６に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６のパイロット圧として利用される。

ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０、ＳＬ（５）４２５０およびＳＬＴ４３００は、ＥＣＵ８０００から送信される制御信号により制御される。

Ｂ２コントロールバルブ４５００は、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４のいずれか一方からの油圧を選択的に、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給する。Ｂ２コントロールバルブ４５００に、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４が接続されている。Ｂ２コントロールバルブ４５００は、ＳＬＵリニアソレノイド４５０２から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。

ＳＬＵリニアソレノイド４５０２がオンの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において左側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、ＳＬＵリニアソレノイド４５０２から供給された油圧をパイロット圧として、Ｄレンジ圧を調圧した油圧が供給される。

ＳＬＵリニアソレノイド４５０２がオフの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において右側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、Ｒレンジ圧が供給される。

Ｃ４コントロールバルブ４５１０は、ＳＬ（４）４２４０およびＲレンジ圧油路４１０４のいずれか一方からの油圧を選択的に、Ｃ４クラッチ３３０４に供給する。Ｃ４コントロールバルブ４５１０に、ＳＬ（４）４２４０およびＲレンジ圧油路４１０４が接続されている。Ｃ４コントロールバルブ４５１０は、ＳＬソレノイド４５１２から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。

ＳＬソレノイド４５１２がオンの場合、Ｃ４コントロールバルブ４５１０は、図４において左側の状態となる。この場合、Ｃ４クラッチ３３０４には、ＳＬ（４）４２４０により調圧された油圧が供給される。

ＳＬソレノイド４５１２がオフの場合、Ｃ４コントロールバルブ４５１０は、図４において右側の状態となる。この場合、Ｃ４クラッチ３３０４には、Ｒレンジ圧が供給される。

本実施の形態においては、後進ギヤ段を形成する際においてＳＬ（４）４２４０またはＳＬＵリニアソレノイド４５０２が故障しているためにＣ４クラッチ３３０４またはＢ２ブレーキ３３１２を係合することができないニュートラル故障時において、ＳＬソレノイド４５１２をオフにしてＣ４クラッチ３３０４を係合するフェールセーフが行なわれる。なお、フェールセーフにより形成されるギヤ段は後進ギヤ段に限らない。また、フェールセーフにより係合される摩擦係合要素はＣ４クラッチ３３０４に限らない。

図５を参照して、ＥＣＵ８０００についてさらに説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ８０００の機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。

ＥＣＵ８０００のエンジンＥＣＵ８１００は、トルク制御部８１１０を含む。トルク制御部８１１０は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ８２００から出力されるトルク要求量を受け、このトルク要求量に対応したトルクがエンジン１０００から出力されるように、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度およびイグニッションプラグによる点火時期などを制御する。

ＥＣＵ８０００のＥＣＴ＿ＥＣＵ８２００は、トルク要求部８２１０と、車速検出部８２２０と、変速制御部８２３０と、故障判断部８２４０と、第１条件判断部８２５０と、許可部８２５２と、フェールセーフ実行部８２６０と、計測部８２７０と、経過時間判断部８２７２と、第２条件判断部８２８０と、フェールセーフ中止部８２８２とを含む。

トルク要求部８２１０は、アクセル開度などに基づいて、エンジン１０００に要求するトルクであるトルク要求量を設定する。

車速検出部８２２０は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯから車速を算出（検出）する。

変速制御部８２３０は、図６に示すように、車速およびアクセル開度をパラメータとした変速線図にしたがって、アップシフトまたはダウンシフトを行なう。変速線図においては、変速の種類（変速前のギヤ段と変速後のギヤ段の組合わせ）毎にアップシフト線およびダウンシフト線が設定される。変速が行なわれると、通常時は、前述した図３の作動表に記載の組合わせで摩擦係合要素が係合される。

故障判断部８２４０は、後進ギヤ段を形成する際においてＳＬ（４）４２４０またはＳＬＵリニアソレノイド４５０２が故障しているためにＣ４クラッチ３３０４またはＢ２ブレーキ３３１２を係合することができないニュートラル故障であるか否かを判断する。

故障判断部８２４０は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（タービン回転数ＮＴ）から出力軸回転数ＮＯとギヤ比との積、すなわち同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（１）より大きいと、ニュートラル故障であると判断する。なお、ニュートラル故障であるか否かを判断する方法はこれに限らない。

第１条件判断部８２５０は、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低いという条件、すなわち、エンジン１０００が低負荷時であるといえる条件を満たすか否かを判断する。

許可部８２５２は、ニュートラル故障であると判断された状態において、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低いという条件を満たすと判断された場合、ＳＬソレノイド４５１２をオフにしてＣ４クラッチ３３０４を係合するフェールセーフを許可する。

フェールセーフ実行部８２６０は、フェールセーフが許可された場合にフェールセーフを行なう。すなわち、ＳＬソレノイド４５１２がオフになるように制御する。

計測部８２７０は、フェールセーフが許可されてからの経過時間、すなわち、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低いという条件が満たされてからの経過時間を計測する。

経過時間判断部８２７２は、フェールセーフが許可されてからの経過時間がしきい値Ｔ（０）より短いか否かを判断する。しきい値Ｔ（０）は、フェールセーフが許可されてからＣ４クラッチ３３０４が係合するまでの時間である。しきい値Ｔ（０）は、予め実験やシミュレーションなどによりフェールセーフが許可されてからＣ４クラッチ３３０４が係合するまでの時間を計測することにより定められる。なお、しきい値Ｔ（０）を定める方法はこれに限らない。

第２条件判断部８２８０は、アクセル開度がしきい値ＰＡ（０）より大きく、かつタービン回転数ＮＴから同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（２）より大きいという条件、すなわち、オートマチックトランスミッション２０００の入力トルクが大きいといえる条件を満たすか否かを判断する。

フェールセーフ中止部８２８２は、フェールセーフが許可されてからの経過時間がしきい値Ｔ（０）より短い状態において、アクセル開度がしきい値ＰＡ（０）より大きく、かつタービン回転数ＮＴから同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（２）より大きいという条件を満たすと判断された場合にフェールセーフを中止する。すなわち、ＳＬソレノイド４５１２がオンになるように制御する。

図７および図８を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００が後進ギヤ段を形成する場合に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、入力軸回転数センサ８０２２から送信された信号に基づいてタービン回転数ＮＴ（入力軸回転数ＮＩ）を検出するとともに、出力軸回転数センサ８０２４から送信された信号に基づいて出力軸回転数ＮＯを検出する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、ニュートラル故障であるか否かを判断する。ニュートラル故障であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、スロットル開度センサ８０１８から送信された信号に基づいてスロットル開度を検出するとともに、エンジン回転数センサ８０２０から送信された信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを検出する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８０００は、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低いという条件を満たすか否かを判断する。

スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低いという条件を満たすと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８０００は、ＳＬソレノイド４５１２をオフにしてＣ４クラッチ３３０４を係合するフェールセーフを許可する。Ｓ１２２にて、ＥＣＵ８０００は、フェールセーフが許可されてからの経過時間の計測を開始する。Ｓ１２４にて、ＥＣＵ８０００は、フェールセーフを開始する。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８０００は、フェールセーフが許可されてからの経過時間がしきい値Ｔ（０）より短いか否かを判断する。経過時間がしきい値Ｔ（０）より短いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３２に移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１３２にて、ＥＣＵ８０００は、アクセル開度センサ８０１０から送信された信号に基づいてアクセル開度を、入力軸回転数センサ８０２２から送信された信号に基づいてタービン回転数ＮＴを、出力軸回転数センサ８０２４から送信された信号に基づいて出力軸回転数ＮＯを検出する。

Ｓ１３４にて、ＥＣＵ８０００は、アクセル開度がしきい値ＰＡ（０）より大きく、かつタービン回転数ＮＴから同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（２）より大きいという条件を満たすか否かを判断する。

アクセル開度がしきい値ＰＡ（０）より大きく、かつタービン回転数ＮＴから同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（２）より大きいという条件を満たすと（Ｓ１３４にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０に移される。もしそうでないと（Ｓ１３４にてＮＯ）、処理はＳ１３０に戻される。Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８０００は、フェールセーフを中止する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００の動作について説明する。

後進ギヤ段を形成する場合、入力軸回転数センサ８０２２から送信された信号に基づいてタービン回転数ＮＴが検出されるとともに、出力軸回転数センサ８０２４から送信された信号に基づいて出力軸回転数ＮＯが検出される（Ｓ１００）。

タービン回転数ＮＴから出力軸回転数ＮＯとギヤ比との積、すなわち同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（１）より大きいと、後進ギヤ段が形成されておらず、オートマチックトランスミッション２０００がニュートラル状態であるといえる。この場合、ニュートラル故障であると判断される（Ｓ１０２にてＹＥＳ）。

ニュートラル故障であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、スロットル開度センサ８０１８から送信された信号に基づいてスロットル開度を検出するとともに、エンジン回転数センサ８０２０から送信された信号に基づいてエンジン回転数ＮＥが検出される（Ｓ１１０）。

スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低い場合、エンジン１０００の負荷が低いといえる。そのため、フェールセーフを実行してＣ４クラッチ３３０４を係合しても、発生するショックが小さいといえる。

したがって、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低いという条件を満たすと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、ＳＬソレノイド４５１２をオフにしてＣ４クラッチ３３０４を係合するフェールセーフが許可される（Ｓ１２０）。その後、フェールセーフが許可されてからの経過時間の計測が開始される（Ｓ１２４）。また、フェールセーフが開始される（Ｓ１２４）。

ところで、フェールセーフを開始した時点でのエンジン１０００の負荷が低くても、フェールセーフの開始後に運転者がアクセル操作するなどして、Ｃ４クラッチ３３０４が実際に係合する際のオートマチックトランスミッション２０００の入力トルクが大きくなる場合がある。この場合、ショックが大きくなるため、フェールセーフを中止することが好ましい。

したがって、フェールセーフが許可されてからの経過時間がしきい値Ｔ（０）より短いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、すなわち、Ｃ４クラッチ３３０４が係合していないと、入力トルクの大きさを判断するために、アクセル開度、タービン回転数ＮＴ、および出力軸回転数ＮＯが検出される（Ｓ１３２）。

アクセル開度がしきい値ＰＡ（０）より大きく、かつタービン回転数ＮＴから同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（２）より大きい場合、オートマチックトランスミッション２０００の入力トルクが大きいといえる。

したがって、アクセル開度がしきい値ＰＡ（０）より大きく、かつタービン回転数ＮＴから同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（２）より大きいという条件を満たすと（Ｓ１３４にてＹＥＳ）、フェールセーフが中止される（Ｓ１４０）。これにより、大きなショックが発生することを抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００によれば、ニュートラル故障時に、スロットル開度がしきい値ＴＨＡ（０）より小さく、かつエンジン回転数ＮＥがしきい値ＮＥ（０）より低いという条件を満たすと、ＳＬソレノイドをオフにしてＣ４クラッチを係合するフェールセーフが許可される。フェールセーフが許可されると、フェールセーフが開始される。フェールセーフが許可されてからの経過時間がしきい値Ｔ（０）より短い状態で、アクセル開度がしきい値ＰＡ（０）より大きく、かつタービン回転数ＮＴから同期回転数を減算した値が、しきい値ΔＮ（２）より大きいという条件を満たすと、フェールセーフが中止される。これにより、オートマチックトランスミッションへの入力トルクが大きい状態でＣ４クラッチが係合されることを抑制することができる。そのため、大きなショックが発生することを抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

車両のパワートレーンを示す概略構成図である。 オートマチックトランスミッションのプラネタリギヤユニットを示すスケルトン図である。 オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。 オートマチックトランスミッションの油圧回路を示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 変速線図を示す図である。 ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示す図（その１）である。 ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示す図（その２）である。

符号の説明

１０００ エンジン、２０００ オートマチックトランスミッション、２１００ トルクコンバータ、３０００ プラネタリギヤユニット、３３０１ Ｃ１クラッチ、３３０２ Ｃ２クラッチ、３３０３ Ｃ３クラッチ、３３０４ Ｃ４クラッチ、３３１１ Ｂ１ブレーキ、３３１２ Ｂ２ブレーキ、４０００ 油圧回路、４５１０ Ｃ４コントロールバルブ、４５１２ ＳＬソレノイド、８０００ ＥＣＵ、８００２ ＲＯＭ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ ブレーキペダル、８０１４ 踏力センサ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０２６ 油温センサ、８０２８ 水温センサ、８１００ エンジンＥＣＵ、８１１０ トルク制御部、８２００ ＥＣＴ＿ＥＣＵ、８２１０ トルク要求部、８２２０ 車速検出部、８２３０ 変速制御部、８２４０ 故障判断部、８２５０ 条件判断部、８２５２ 許可部、８２６０ フェールセーフ実行部、８２７０ 計測部、８２７２ 経過時間判断部、８２８０ 条件判断部、８２８２ フェールセーフ中止部。

Claims (3)

1. 動力源と、前記動力源に連結され、摩擦係合要素を係合させることでギヤ段を形成する自動変速機とを備えた車両の制御装置であって、
   前記自動変速機において前記摩擦係合要素が係合しない故障を判断するための手段と、
   前記動力源の負荷に関する第１の条件を満たすか否かを判断するための手段と、
   前記第１の条件を満たすと判断された場合は前記故障が判断された場合に前記摩擦係合要素を係合するフェ−ルセーフを許可するための手段と、
   前記フェールセーフが許可された場合に前記フェールセーフを行なうように前記自動変速機を制御するための手段と、
   前記自動変速機に入力されるトルクに関する第２の条件を満たすか否かを判断するための手段と、
   前記フェールセーフが許可されてからの経過時間が予め定められた時間よりも短い状態において前記第２の条件を満たすと判断された場合、前記フェールセーフを中止するように前記自動変速機を制御するための手段とを含む、車両の制御装置。
2. 前記予め定められた時間は、前記フェールセーフが許可されてから前記摩擦係合要素が係合するまでの時間である、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記動力源は、内燃機関であって、
   前記第１の条件は、前記内燃機関に吸入される空気量を調整する調整機構の作動量が予め定められた作動量よりも小さく、かつ前記内燃機関の回転数が予め定められた回転数よりも低いという条件であり、
   前記第２の条件は、アクセル開度が予め定められた開度より大きく、かつ前記自動変速機の入力軸回転数が、前記ギヤ段が形成された場合における同期回転数よりも高いという条件である、請求項１または２に記載の車両の制御装置。

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