JPH06307533A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前進状態で後進段を設定することによる過大
な負荷を未然に防止する。 【構成】 車速センサー２がフェールした場合に、これ
をバックアップするセンサー４では車速を検出すること
のできない変速段が設定されていれば、後進段禁止手段
７によって後進段を設定することを一律に禁止する。し
たがってある程度以上の車速で前進走行している状態か
ら後進段に切換えられることがなくなり、エンジンや自
動変速機Ａに過大な負荷がかかることを未然に防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用の自動変速機
における変速を制御するための装置に関し、特に所定の
条件が成立することによって後進段を禁止する制御を行
う変速制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用の自動変速機は、パーキング
（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドイブ
（Ｄ）などの各レンジ（走行形態）をシフトレバーによ
って選択するように構成されている。その選択操作は、
手動によって任意に行うことができるため、実際の走行
状態に適さないレンジにシフトレバーを移動させること
も可能であるが、一般には、シフト装置にディテント機
構を設けて、誤操作を防ぐようにしている。また特に、
前進走行中にリバースレンジを設定するとすれば、エン
ジンや自動変速機にかかるダメージが大きくなるおそれ
があるため、例えば特開平４−２４４６６７号公報に記
載された発明では、一定車速以上で走行している状態で
は、後進段が設定されることを禁止することとしてい
る。すなわちマニュアルバルブがリバースレンジに設定
されていることをレンジ判定手段が判定するとともに、
車速が所定値以上であることを車速判定手段が判定する
と、リバース阻止手段がリバースレンジを阻止する。具
体的には、リバースレンジとならないようにソレノイド
バルブを制御する。

【０００３】

【発明が解決しようする課題】停止状態に近い低車速で
リバース状態を設定しても、特に支障は生じない。その
ため上記の装置では、リバース阻止制御を行うか否かを
車速に基づいて判断している。しかるに車速センサーの
フェールなどによって車速を検出できなくなった場合に
は、上記の後進段を禁止する制御を実行できなくなる。
このような不都合を解消するために、主たる車速センサ
ーをバックアップする第２の車速センサーを設けてお
き、主たる車速センサーにフェールが生じた場合には、
第２の車速センサーで検出される車速に基づいて上記の
後進段禁止制御を行うことが考えられる。

【０００４】しかしながら主たる車速センサーは、走行
時に必ず回転する出力軸の回転数から車速を検出するよ
うに構成されるが、これをバックアップする第２の車速
センサーは、出力軸以外の回転部材の回転数から車速を
検出するように構成されることが多い。そのため、第２
の車速センサーで回転数をピックアップする回転部材
が、特定の変速段で固定されてしまう歯車列を有する自
動変速機においては、その特定の変速段においては車速
を検出できないので、このときに限って前述した後進段
禁止制御を行えなくなる。

【０００５】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、走行状態に基づいて後進段の達成を防止すること
のできる自動変速機の変速制御装置を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、図１に示す構成としたことを特徴と
するものである。すなわちこの発明は、出力軸１の回転
から車速を検出する第１の車速センサー２と出力軸１以
外の他の回転部材３の回転から車速を検出する第２の車
速センサー４とを備え、これらの車速センサー２，４で
検出された車速が予め定めた車速以上のときに後進段の
達成を禁止する自動変速機Ａの変速制御装置において、
前記第１の車速センサー２による車速の検出が不可能な
ことを検出するフェール検出手段５と、前記第２の車速
センサーによる車速の検出が不可能な変速段が達成され
ていることを判断する変速段判断手段６と、第１の車速
センサー２による車速の検出が不可能なことをフェール
検出手段５が検出するとともに前記第２の車速センサー
による車速の検出が不可能な変速段が達成されているこ
とを変速段判断手段６が検出した場合に後進段の達成を
禁止する後進段禁止手段７とを備えていることを特徴と
するものである。

【０００７】

【作用】この発明で対象とする自動変速機Ａは、出力軸
１の回転から車速を検出する第１の車速センサー２と、
クラッチドラムやブレーキドラムなどの所定の回転部材
３の回転から車速を検出する第２の車速センサー４とを
備えており、これらのうち第１の車速センサー２によっ
て車速を検出できない事態になった場合には、これをフ
ェール検出手段５が検出する。この場合、その第２の車
速センサー４によって他の回転部材３の回転から車速を
検出することになるが、その回転部材３を固定する変速
段が設定されていると、その変速段を変速段判断手段６
が判断し、その結果、後進段禁止手段７が後進段の達成
されることを禁止する。すなわち車速センサー２のフェ
ールにより車速を検出できない変速段で走行していれ
ば、この変速段から後進段への変速が生じることはな
い。

【０００８】

【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明する。図２はこの発明の一実施例の基本的な構成を示
すブロック図であって、ここに示す自動変速機１０は、
トルクコンバータ１１と、副変速部１２と、主変速部１
３とを備えている。副変速部１２は、オーバードライブ
用の変速部であって、高速段と低速段との二段の変速を
行うようになっており、また主変速部１３は、複数の前
進段と後進段とを設定するようになっている。これらの
各変速部１２，１３の具体例は後述する。

【０００９】各変速部１２，１３での変速は、クラッチ
やブレーキなどの摩擦係合装置を適宜に係合もしくは解
放させることにより行われ、そのための油圧制御装置１
４が設けられている。この油圧制御装置１４による油圧
の給排の切換えは、第１ないし第４の四つのソレノイド
バルブＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 と、ロックアップクラッ
チ１１を制御するリニアソレノイドバルブＳLUと、アキ
ュームレータ背圧制御用のリニアソレノイドバルブＳLN
と、ライン圧制御用のリニアソレノイドバルブＳLTとに
よって行うようになっている。これらのうち第１ソレノ
イドバルブＳ1は副変速部１２における高速段（ハイ）
と低速段（ロー）との切換えを行うものである。また第
２ソレノイドバルブＳ2 は主変速部１３での第１速と第
２速との変速を実行し、第３ソレノイドバルブＳ3 は第
２速と第３速との変速を実行し、第４ソレノイドバルブ
Ｓ4 は第３速と第４速との変速を実行するようになって
いる。

【００１０】上記の各ソレノイドバルブＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 ，Ｓ4 ，ＳLU，ＳLN，ＳLTを制御する電子制御装置
（ＥＣＵ）１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と記憶
装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェー
ス１６を主体とするものであって、入力される信号に基
づいて各変速部１２，１３での変速および油圧の制御を
行うようになっている。すなわちこの電子制御装置１５
には、シフト装置１７によって選択したパーキング
（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル
（Ｎ）レンジあるいはドライブ（Ｄ）レンジなどのシフ
トレバー１７ａによって選択したポジションに対応する
シフトポジション信号Ｓp 、出力軸の回転数に基づく車
速Ｖに応じた信号、スロットル開度θに応じた信号、Ｎ
（ノーマル）モードあるいはＰ（パワー）モードに応じ
た走行モード信号、エンジン水温Ｔw に応じた信号、エ
ンジン回転数Ｎe に応じた信号、副変速部１２のクラッ
チＣ0 の回転数に基づく回転数信号等の信号が入力され
ている。そして車速Ｖおよびスロットル開度θならびに
選択された走行モードに対応する変速マップ（変速線
図）に従って設定すべき変速段を選択し、その変速段を
達成するよう第１ないし第４のソレノイドバルブＳ1 ，
〜Ｓ4 のいずれかに信号を出力し、また必要に応じてリ
ニアソレノイドバルブＳLU，ＳLN，ＳLTに信号を出力す
るようになっている。

【００１１】上述した自動変速機１０における歯車列の
具体的な一例を図３にスケルトン図で示す。ここに示す
自動変速機１０におけるトルクコンバータ１１は、ロッ
クアップクラッチＬc を備えており、このロックアップ
クラッチＬc は、ポンプインペラ２６に一体化させてあ
るフロントカバー２７とタービンランナ２８を一体に取
付けた部材（ハブ）２９との間に設けられている。エン
ジンのクランクシャフト（それぞれ図示せず）はフロン
トカバー２７に連結され、またタービンランナ２８を連
結してある入力軸３０は、副変速部１２を構成するオー
バードライブ用遊星歯車機構３１のキャリヤ３２に連結
されている。この遊星歯車機構３１におけるキャリヤ３
２とサンギヤ３３との間には、多板クラッチＣ0 と一方
向クラッチＦ0 とが設けられている。なお、この一方向
クラッチＦ0 はサンギヤ３３がキャリヤ３２に対して相
対的に正回転（入力軸３０の回転方向の回転）する場合
に係合するようになっている。またサンギヤ３３の回転
を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。
そしてこの副変速部１２の出力要素であるリングギヤ３
４が、主変速部１３の入力要素である中間軸３５に接続
されている。したがって副変速部１２は、多板クラッチ
Ｃ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊
星歯車機構３１の全体が一体となって回転するため、中
間軸３５が入力軸３０と同速度で回転し、低速段とな
る。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ３３の回転
を止めた状態では、リングギヤ３４が入力軸３０に対し
て増速されて正回転し、高速段となる。

【００１２】他方、主変速部１３は三組の遊星歯車機構
４０，５０，６０を備えており、それらの回転要素が以
下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構
４０のサンギヤ４１と第２遊星歯車機構５０のサンギヤ
５１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機
構４０のリングギヤ４３と第２遊星歯車機構５０のキャ
リヤ５２と第３遊星歯車機構６０のキャリヤ６２との三
者が連結され、かつそのキャリヤ６２に出力軸７０が連
結されている。さらに第２遊星歯車機構５０のリングギ
ヤ５３が第３遊星歯車機構６０のサンギヤ６１に連結さ
れている。

【００１３】この主変速部１３の歯車列では後進段と前
進側の変速段とを設定することができ、そのためのクラ
ッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先
ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第
２遊星歯車機構５０のリングギヤ５３および第３遊星歯
車機構６０のサンギヤ６１と中間軸３５との間に第１ク
ラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第１遊星
歯車機構４０のサンギヤ４１および第２遊星歯車機構５
０のサンギヤ５１と中間軸３５との間に第２クラッチＣ
2 が設けられている。

【００１４】つぎにブレーキについて述べると、第１ブ
レーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機
構４０および第２遊星歯車機構５０のサンギヤ４１，５
１の回転を止めるように配置されている。またこれらの
サンギヤ４１，５１とケーシング７１との間には、第１
一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキ
Ｂ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッ
チＦ1 はサンギヤ４１，５１が逆回転（入力軸３５の回
転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合する
ようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ
3 は第１遊星歯車機構４０のキャリヤ４２とケーシング
７１との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構
６０のリングギヤ６３の回転を止めるブレーキとして多
板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッ
チＦ2 とがケーシング７１との間に並列に配置されてい
る。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ６
３が逆回転しようとする際に係合するようになってい
る。

【００１５】さらに上記の歯車列には、出力軸７０の回
転から車速を検出する車速センサー７２が設けられてお
り、またこのセンサー７２をバックアップするセンサー
として、クラッチＣ0 の回転数を検出するＣ0 センサー
７３が設けられている。そしてこれらの車速センサー７
２およびＣ0 センサー７３は電子制御装置１５に接続さ
れている。

【００１６】上記の自動変速機１０では、各クラッチお
よびブレーキを図４の係合作動表に示すように係合もし
くは解放させることにより、前進５段・後進１段の変速
段を設定することができる。なお、図４において○印は
係合状態、●印はエンジンブレーキ時に係合状態、空欄
は解放状態をそれぞれ示す。またニュートラルレンジで
は、ブレーキＢ0 を係合させてもよい。

【００１７】上述した自動変速機では、車速センサー７
２もしくはＣ0 センサー７３を介して検出した車速に基
づいて、前進走行状態からの後進段へのシフトを禁止す
る制御を行っている。すなわち前記シフト装置１７にお
けるシフトレバー１７ａのシフト路は、図５に示すよう
にジグザグ路に近似した形状に形成されており、パーキ
ングレンジとリバースレンジとの間、リバースレンジと
ニュートラルレンジとの間、ドライブレンジと“４”レ
ンジとの間、“３”レンジと“２”レンジとの間、
“２”レンジとＬレンジとの間で、シフトレバーの移動
方向を車両の前後方向に対して傾斜もしくは交差させる
ことにより、これらのレンジの間で切換える際の節度感
を持たせるようにしている。しかしながらこれらのレン
ジの間での切換えを通常は特に禁止するようには構成し
てないので、ドライブレンジからリバースレンジにシフ
トレバーが移動してしまうことが考えられる。そこで、
一定車速以上の前進走行状態からの後進段への切換えを
禁止するために、前記車速センサー７２もしくはＣ0 セ
ンサー７３で得られた車速を後進段禁止制御に使用して
いる。

【００１８】また車速センサー７２自体のフェールなど
によって出力軸７０の回転から車速を検出できない場合
には、これをバックアップしているＣ0 センサー７３の
出力信号に基づいて車速を検出している。しかしながら
図４の係合作動表から知られるように、ブレーキＢ0 は
前進第５速と後進段とで係合してクラッチＣ0 を固定す
るから、これらの変速段では、Ｃ0 センサー７３からの
信号によって車速を求めることができない。そこで上記
の変速制御装置は、車速センサー７２がフェールした場
合、前進走行時の後進段の禁止制御を以下のように行
う。

【００１９】図６は後進段の禁止制御を行うか否かを判
定するためのルーチンを示すフローチャートであって、
まずステップ１で入力信号の処理を行い、ついで車速セ
ンサー７２がフェールしているか否かを判定する（ステ
ップ２）。その判断結果が“ノー”であれば、特に制御
を行わずにリターンし、また“イエス”であれば、Ｃ0
センサー７３により車速を検出するバックアップ処理を
行う（ステップ３）。

【００２０】ついでエンジンブレーキを効かせるための
摩擦係合装置の係合制御を実行する（ステップ４）。具
体的には、第１速においては第４ブレーキＢ4 、第２速
においてはクラッチＣ0 、第３速においては第１ブレー
キＢ1 を、それぞれ新たに係合させる。すなわちエンジ
ンブレーキが効かない状態であれば、コースト状態で一
方向クラッチが解放して、Ｃ0 センサー７３の検出対象
部材であるクラッチＣ0 の回転速度が車速と対応しなく
なり、その結果、車速センサー７２をバックアップして
いるＣ0 センサー７３による車速の検出精度が低下する
からである。

【００２１】またステップ５では、Ｃ0 センサー７３に
よっては車速を検出することのできない前進段が設定さ
れているか否か、すなわち図３の歯車列を有している自
動変速機では、第５速が設定されているか否かを判断す
る。その判断結果が“イエス”であれば、フラグＦを
“１”にセットし（ステップ６）、また“ノー”であれ
ば、フラグＦを“０”にセットする（ステップ７）。

【００２２】つぎに後進段の設定を禁止する制御につい
て説明すると、図７において、まず入力信号の処理を行
った後（ステップ１０）、ドライブレンジもしくはニュ
ートラルレンジからリバースレンジに切換えられたか否
かを判断する（ステップ１１）。その判断結果が“ノ
ー”であれば、特に制御を行うことなくリターンし、ま
た“イエス”であれば、フラグＦが“０”か否かを判断
する（ステップ１２）。このフラグＦは、前述した図６
に示す制御ルーチンにおけるステップ６およびステップ
７で“０”もしくは“１”にセットされるフラグであ
り、“０”であれば、バックアップ用の車速センサーで
あるＣ0 センサー７３によって車速を検出することので
きる第１速ないし第４速が設定されていることになり、
また“１”であれば、このＣ0 センサー７３では車速を
検出することのできない第５速が設定されていることに
なる。したがってこのステップ１２の判断結果が“ノ
ー”であれば、すなわちフラグＦが“１”であれば、ス
テップ１３に進んで後進段の禁止制御を実行する。これ
は、具体的には、油圧制御装置に通常設けられているリ
バースインヒビットバルブを動作させて後進段を禁止し
てニュートラル状態とし、あるいはシフト装置に適当な
アクチュエータを設けて、このアクチュエータによって
シフトレバーのリバースレンジ位置への移動を阻止す
る。

【００２３】他方、ステップ１２の判断結果が“イエ
ス”の場合、すなわちＣ0 センサー７３によって車速を
検出することができる状態であれば、車速Ｖが予め定め
た基準値ＶA 以下か否かを判断し（ステップ１４）、そ
の基準値ＶA 以下であれば、後進段を設定する（ステッ
プ１５）。すなわちブレーキＢ0 と第２クラッチＣ2 と
第４ブレーキＢ4 とを係合させる。また車速Ｖが基準値
ＶA より速いためにステップ１４の判断結果が“ノー”
となった場合には、ステップ１３に進んで後進段の禁止
制御を実行する。このステップ１４を経たステップ１５
もしくはステップ１３の制御は、従来の車速に基づいた
後進段の許可・禁止制御と同様である。

【００２４】したがって上述した制御によれば、車速を
検出できない場合には、後進段への切換えが行われな
い。

【００２５】ところで上述した例は、車速センサー７２
をバックアップするＣ0 センサー７３では、車速を検出
できない変速段が設定されているとき、後進段への切換
えを禁止する制御例であるが、これとは反対に、Ｃ0 セ
ンサー７３で車速を検出できない変速段に設定すること
を禁止しても、上記の例と同様に、車速を知り得ない前
進段から後進段への切換えを防止することができる。そ
の例を以下に示す。

【００２６】図８においてステップ２０で入力信号の処
理を行い、これに続けて車速センサー７２がフェールし
ているか否かを判断する（ステップ２１）。車速センサ
ー７２が正常に機能していれば、特に制御を行うことな
くリターンし、またフェールしていれば、ステップ２２
に進んでＣ0 センサー７３により車速を検出するバック
アップ処理を行う（ステップ２３）。ついで変速パター
ンの変更を行う（ステップ２４）。すなわち、通常、ド
ライブレンジでは図９の（Ａ）に示すような前進５段ま
での変速が可能な変速パターンが使用されるが、第５速
での車速はＣ0センサー７３では検出することができな
いので、車速センサー７２のフェール時には第５速の設
定領域のない図９の（Ｂ）に示すような変速パターンに
変更する。すなわち第５速を禁止する。

【００２７】そしてエンジンブレーキを効かせるための
摩擦係合装置の係合制御を実行した後（ステップ２
４）、フラグＦを“０”にセットすることにより、図７
に示した通常の車速に基づいた後進段の禁止制御を行
う。

【００２８】なお、上述した実施例では、車速センサー
をバックアップするセンサーとして、クラッチＣ0 の回
転数を検出するＣ0 センサー７３を設けた例を採って説
明したが、この発明は上記の実施例に限定されないので
あって、車速センサーがフェールした場合にこれをバッ
クアップするセンサーは、要は出力軸以外の回転部材の
回転から車速を検出するものであればよい。またこの発
明で対象とする自動変速機は図３に示す歯車列以外の歯
車列を備えた自動変速機であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の変速制御
装置によれば、車速センサーがフェールしてバックアッ
プ用のセンサーで車速を検出している場合には、車速を
知り得ない変速段から後進段への変速が生じないので、
エンジンや自動変速機に過大な負荷がかかることを未然
に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な構成を機能的手段で示すブ
ロック図である。

【図２】この発明の一実施例を模式的に示すブロック図
である。

【図３】この発明の一実施例で対象とする自動変速機の
歯車列の一例を示すスケルトン図である。

【図４】その自動変速機で各変速段を設定するための係
合作動表を示す図である。

【図５】シフト装置における各レンジ位置の配列を示す
図である。

【図６】後進段禁止制御の実行形態を判断するための制
御ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】後進段禁止制御の制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図８】車速センサーのフェール時に車速を検出できな
い変速段を禁止するための制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図９】第５速までの変速段領域を設定してある変速パ
ターンと第５速を禁止する変速パターンとを示す変速線
図である。

【符号の説明】

１ 出力軸 ２ 第１の車速センサー ３ 他の回転部材 ４ 第２の車速センサー ５ フェール検出手段 ６ 変速段検出手段 ７ 後進段禁止手段 Ａ 自動変速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐川 正人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安藤 雅彦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 山本 義久 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 深津 彰 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力軸の回転から車速を検出する第１の
   車速センサーと出力軸以外の他の回転部材の回転から車
   速を検出する第２の車速センサーとを備え、これらの車
   速センサーで検出された車速が予め定めた車速以上のと
   きに後進段の達成を禁止する自動変速機の変速制御装置
   において、 前記第１の車速センサーによる車速の検出が不可能なこ
   とを検出するフェール検出手段と、前記第２の車速セン
   サーによる車速の検出が不可能な変速段が達成されてい
   ることを判断する変速段判断手段と、第１の車速センサ
   ーによる車速の検出が不可能なことをフェール検出手段
   が検出するとともに前記第２の車速センサーによる車速
   の検出が不可能な変速段が達成されていることを変速段
   判断手段が判断した場合に後進段の達成を禁止する後進
   段禁止手段とを備えていることを特徴とする自動変速機
   の変速制御装置。