JP2006046568A - 変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧切換手段の故障を迅速に検出して変速機の機構を保護することができる変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】 流体伝動装置のスリップ量を制御するロックアップクラッチと、所定の変速段で締結される所定の摩擦締結要素と、油圧を制御してロックアップクラッチ及び所定の摩擦締結要素の作動状態を制御する単一のソレノイドバルブと、該バルブによる油圧をロックアップクラッチ又は所定の摩擦締結要素のに切り換える油圧切換手段とを有する変速機の制御装置であって、ソレノイドバルブによる油圧の上昇に対して、ロックアップクラッチの締結力は弱くなり、所定の摩擦締結要素の締結力は強くなるように設定し、非変速時かつスリップ制御の際に、ソレノイドバルブによる油圧をロックアップクラッチに供給し、かつ該バルブは比較的小さな油圧を生成し、非変速時かつスリップ制御の際に、変速比の状態に応じて故障判定を行う故障判定手段を備えた。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、トルクコンバータに設けられるロックアップクラッチの故障検出に際し、迅速な故障検出を行って変速機の機構を保護するようにした変速機の制御装置の技術分野に属する。

周知のように、自動車等の車両に搭載される自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機構とを組み合わせ、この変速歯車機構の動力伝達経路をクラッチやブレーキ等の複数の摩擦締結要素を選択的に締結して切り換えることにより、運転状態に応じてギヤ段を自動的に設定するように構成されたもので、上記トルクコンバータには、そのトルク増大作用を必要としない運転領域で入力側と出力側とを直結することにより燃費性能を向上させたり、入力側と出力側との相対回転（スリップ）を制御してトルク増大機能及びトルク変動吸収機能を確保する等の目的で、ロックアップクラッチが備えられることがある（特許文献１参照）。

この場合、油圧制御回路により、上記各摩擦締結要素とロックアップクラッチとに供給される作動圧を制御してギヤ段の制御及びロックアップクラッチの締結、解放の制御を行うように構成されるが、この油圧制御回路には、上記作動圧の生成、給排、調圧等を行う各種のシフトバルブやソレノイドバルブが備えられ、電気的な制御信号によってこれらのソレノイドバルブの作動を制御することにより、上記摩擦締結要素やロックアップクラッチに供給される作動圧を制御するようになっている。そして、ロックアップクラッチのスリップ制御時には、所定のスリップ量を実現するためにロックアップクラッチのフロント室に所定の作動圧が供給されることになる。

ところで、特許文献２に記載の技術においては、単一のソレノイドバルブを利用して変速機の制御とロックアップ制御とを行うように油圧制御回路が構成されている。つまり、上記ソレノイドバルブは、ロックアップクラッチのフロント室に供給される作動圧、又は３速以下のギヤ段で締結されて４速で解放される特定の摩擦締結要素（フォワードクラッチ）に供給される作動圧を生成し、作動圧をそれらのいずれかに切り換えるロックアップシフトバルブと、該シフトバルブにパイロット圧を供給してスプールを移動させるオンオフソレノイドバルブとが備えられている。

そして、例えば３速のロックアップクラッチ解放時には、上記オンオフソレノイドバルブは、ロックアップシフトバルブのスプールを所定方向に移動させて、ロックアップクラッチのフロント室に高圧のライン圧を供給して該クラッチを解放させると共に、上記ソレノイドバルブは比較的高い作動圧を生成し、フォワードクラッチに作動圧が供給されて３速が達成される。一方、３速のロックアップクラッチのスリップ制御時には、上記オンオフソレノイドバルブは、シフトバルブのスプールを上記所定方向の反対方向に移動させて、上記ソレノイドバルブはスリップ制御用の比較的低い作動圧を生成し、ロックアップクラッチのフロント室に該作動圧が供給されると共に、フォワードクラッチには別系統から高圧のライン圧が供給されるように制御される。

ところで、上記各種バルブが故障すると、運転状態に応じて出力される変速指令に対して所定の摩擦締結要素が締結されず或は解放されないため指令どおりのギヤ段が得られず、或はロックアップクラッチの締結、解放が指令通りに行われないことになる。すなわち、上記各種バルブは、プランジャのスティックや異物の噛み込みによるシール不良等の所謂機能故障により正しく作動しなくなる場合があり、この場合、ギヤ段が指令とは異なるギヤ段になったり、ロックアップクラッチが指令とは異なる状態になる等、変速制御や、ロックアップ制御が正しく行えないことになる。

この問題に対しては、運転状態に応じて出力される変速指令およびロックアップ指令に対し、実際のギヤ段やロックアップクラッチの状態がどのようになっているかを検出し、その検出結果に基いてシフトバルブやソレノイドバルブの機能故障を判定して、所定のフェールセーフ制御を実行することが考えられている。

そして、上記機能故障を検出する方法として、例えば特許文献３〜５においては、ロックアップクラッチの入力側と出力側のスリップ量を求め、これらの機能故障の有無を判断する技術が開示されている。特に、特許文献３の技術においては、上記スリップ量が一定量以上検出された状態が所定時間経過すると、機能故障の判断を行うようにしている。

特開平８−１０５５３６号公報 特開平８−３２６９０２号公報 特開昭５７−１６３７３１号公報 特許２７９３２１１号明細書 特許３１０１７８９号明細書

ところで、上記特許文献２に記載の構成において、ロックアップクラッチのスリップ制御に切換えられる際に、ロックアップシフトバルブやオンオフソレノイドバルブ等に機能故障が生じ、ロックアップシフトバルブのスプールがロックアップ開放制御時の所定方向に固定されている場合には、フォワードクラッチにソレノイドバルブからスリップ制御用の低い作動圧が供給されることになる。このとき、フォワードクラッチには該クラッチを締結するための十分な作動圧が供給されておらず、半クラッチ状態になる。そして、この状態でスロットルバルブが開制御されてエンジントルクが増加された場合、クラッチフェイシングが摩擦で焼けてしまうという事態が生じ、該クラッチフェイシングの磨耗粉が油路に混入してさらなる機能故障を招くことになる。

一方、このような場合には、スリップ制御の指令がされているにも拘らずロックアップクラッチが解放されているので、所望のスリップ量が得られないことで故障判定を行えばよいと考えられるが、このとき変速機はフォワードクラッチが締結状態にないニュートラルに近い状態であるから、ロックアップクラッチの出力側（タービン側）に掛かる負荷が軽減されることになってロックアップクラッチのスリップ量が減少し、スリップ制御時に得るべきスリップ量が実現され、正常であると誤判定されることがある。

その結果、上記特許文献３に記載のように、スリップ量が一定量以上検出された状態が一定時間持続することによって故障判定を行う場合には、上記誤判定により故障判定が行われるまでに長い時間を要し、クラッチフェイシングの摩損が大きくなる。

そこで、本発明は、上記のような機能故障を迅速に検出して変速機の機構を保護することができる変速機の制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、流体伝動装置と、該流体伝動装置のスリップ量を制御するロックアップクラッチと、所定の変速段で締結される所定の摩擦締結要素と、油圧を制御することにより上記ロックアップクラッチ及び所定の摩擦締結要素の作動状態を制御する単一のソレノイドバルブと、該ソレノイドバルブによる油圧を上記ロックアップクラッチ及び所定の摩擦締結要素のいずれかに供給するように切り換える油圧切換手段とを有する変速機の制御装置であって、上記ソレノイドバルブによる油圧の上昇に対して、ロックアップクラッチの締結力は弱くなり、所定の摩擦締結要素の締結力は強くなるように設定されていると共に、非変速時かつ上記ロックアップクラッチのスリップ制御の際に、上記油圧切換手段は、ソレノイドバルブによる油圧をロックアップクラッチに供給し、かつソレノイドバルブはロックアップクラッチがスリップ状態となるようにロックアップクラッチが解放状態となる油圧よりも小さな油圧を生成するように構成されており、非変速時かつ上記ロックアップクラッチのスリップ制御の際に、変速比の状態が通常とは異なる所定の異常状態になったことを検出したときは、上記油圧切換手段の故障が発生しているものと判定する故障判定手段が備えられていることを特徴とする。

次に、請求項２に記載の発明は、所定の異常状態は、変速比が所定の許容範囲外になった状態であることを特徴とする。

次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載の変速機の制御装置において、所定の異常状態は、変速比の変化速度が所定の変速比の変化速度以上になった状態であることを特徴とする。

次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項１から請求項３のいずれかに記載の変速機の制御装置において、スロットル開度が所定のスロットル開度以上のときに、変速比がハイギヤ比側に変化するときは、故障判定を中止することを特徴とする。

次に、請求項５に記載の発明は、上記請求項１から請求項３のいずれかに記載の変速機の制御装置において、スロットル開度が所定のスロットル開度以下のときに、変速比が所定変速比範囲に対してローギヤ比側に範囲外であるときには、故障判定を中止することを特徴とする。

次に、請求項６に記載の発明は、上記請求項１から請求項５のいずれかに記載の変速機の制御装置において、故障判定時には、スリップ制御を禁止してロックアップクラッチ解放制御に切り換える第１対策手段が備えられていることを特徴とする。

そして、請求項７に記載の発明は、上記請求項１から請求項５のいずれかに記載の変速機の制御装置において、故障判定時には、所定の摩擦締結要素の締結力が強くなるようにソレノイド油圧を制御する第２対策手段が備えられていることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、スリップ制御の際の油圧切換手段の機能故障を流体伝動装置のスリップ量ではなく、変速比の状態に基いて判定するので、誤判定を生ずることなく迅速な故障判断が実現される。すなわち、スリップ制御の際に、油圧切換手段に機能故障が生じていれば、ロックアップクラッチに供給すべき小さな油圧が所定の摩擦締結要素に供給されうるので、変速機が上記所定の摩擦締結要素が締結状態にないニュートラルに近い状態になったときには、変速比に異常が生じるので、これを検出することによって、迅速かつ正確に故障判定を行うことができる。その結果、所定の摩擦締結要素の摩損を回避することができる。

次に、請求項２に記載の発明によれば、変速比が所定の許容範囲外になった状態であるときに故障判定を行うようにしている。例えば加速時において所定の摩擦締結要素が半クラッチ状態により動力が伝達されないときには変速比が許容範囲のローギヤ比側に逸脱する一方、減速時において同様のときには変速比が許容範囲のハイギヤ比側に逸脱するので、これを検出したときに故障判定を行うことによって、迅速かつ正確な故障判定が実現される。

次に、請求項３に記載の発明によれば、変速比の変化速度が所定の許容変化速度以上になったときに故障判定を行うようにしている。例えば加速時において変速比がローギヤ比側に急激に変化したときや、減速時において変速比がハイギヤ比側に急激に変化したときを検出して故障判定を行うことによって、上記請求項２による故障検出以前にこれを検出することができ、故障検出の一層の迅速化を図ることができる。

次に、請求項４に記載の発明によれば、スロットル開度が所定のスロットル開度以上のとき、すなわち加速時に、変速比がハイギヤ比側に変化する場合は、所定の摩擦締結要素が半クラッチ状態にある結果の現象ではなく、油圧切換手段とは別の箇所が故障していると考えられるので、このときは故障判定を行わないようにして、不適切な故障判定を防止することができる。

次に、請求項５に記載の発明によれば、スロットル開度が所定のスロットル開度以下のとき、すなわち減速時に、変速比が所定変速比範囲に対してローギヤ比側に範囲外である場合は、所定の摩擦締結要素が半クラッチ状態にある結果の現象ではなく、油圧切換手段とは別の箇所が故障していると考えられるので、故障判定を行わないようにして不適切な故障判定を防止することができる。

次に、請求項６に記載の発明によれば、故障判定がされたときには、スリップ制御を禁止し、つまりロックアップクラッチが解放状態になるように制御することによって、ロックアップクラッチの解放用の高い油圧が所定の摩擦締結要素に供給されることになるので、所定の摩擦締結要素の半クラッチ状態を解消することができ、該摩擦締結要素の摩損を防止することができる。

そして、請求項７に記載の発明によれば、故障判定がされたときには、所定の摩擦締結要素の締結力を増大するようにソレノイドバルブにより供給される油圧を高い油圧に制御することによって、該摩擦締結要素の半クラッチ状態を解消することができ、該摩擦締結要素の摩損を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１により、この実施の形態に係る自動変速機の機械的構成を説明する。

この自動変速機１０は、主たる構成要素として、トルクコンバータ２０と、該トルクコンバータ２０の出力により駆動される変速歯車機構３０と、該機構３０の動力伝達経路を切り換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素４１〜４５およびワンウェイクラッチ４６とを有し、これらによりＤ，Ｓ，Ｌレンジ等の前進レンジにおける１〜４速と、Ｒレンジにおける後退側とが得られるようになっている。

上記トルクコンバータ２０は、エンジン出力軸１に連結されたケース２１内に固設されたポンプ２２と、該ポンプ２２に対抗状に配置されて該ポンプ２２により作動油を介して駆動されるタービン２３と、該ポンプ２２とタービン２３との間に介設され、かつ変速機ケース１１にワンウェイクラッチ２４を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ２５と、上記ケース２１とタービンとの間に設けられ、該ケース２１を介してエンジン出力軸１とタービン２３とを直結するロックアップクラッチ２６とで構成されている。そして、上記タービン２３の回転がタービンシャフト２７を介して変速歯車機構３０側に出力されるようになっている。

ここで、このトルクコンバータ２０の反エンジン側には、該トルクコンバータ２０のケース２１を介してエンジン出力軸１に駆動されるオイルポンプ１２が配設されている。

一方、上記歯車変速機構３０は、それぞれ、サンギヤ３１ａ，３２ａと、これらのサンギヤ３１ａ，３２ａに噛み合った複数のピニオン３１ｂ，３２ｂと、これらのピニオン３１ｂ，３２ｂを支持するピニオンキャリア３１ｃ，３２ｃと、ピニオン３１ｂ，３２ｂに噛み合ったインターナルギヤ３１ｄ，３２ｄとを有する第１、第２遊星歯車機構３１，３２で構成されている。

そして、上記タービンシャフト２７と第１遊星歯車機構３１のサンギヤ３１ａとの間にフォワードクラッチ４１が、同じくタービンシャフト２７と第２遊星歯車機構３２のサンギヤ３２ａとの間にリバースクラッチ４２が、また、タービンシャフト２７と第２遊星歯車機構３２のピニオンキャリヤ３２ｃとの間に３−４クラッチ４３がそれぞれ介設されていると共に、第２遊星歯車機構３２のサンギヤ３２ａを固定する２−４ブレーキ４４が配置されている。

さらに、第１遊星歯車機構３１のインターナルギヤ３１ｄと第２遊星歯車機構３２のピニオンキャリヤ３２ｃとが連結されて、これらと変速機ケース１１との間にローリバースブレーキ４５とワンウェイクラッチ４６とが並列に配置されていると共に、第１遊星歯車機構３１のピニオンキャリヤ３１ｃと第２遊星歯車機構３２のインターナルギヤ３２ｄとが連結されて、これらに出力ギヤ１３が接続されている。そして、この出力ギヤ１３の回転が伝導ギヤ２，３，４及び作動機構５を介して左右の車軸６，７に伝達されるようになっている。

ここで、上記各クラッチやブレーキ等の摩擦要素４１〜４５及びワンウェイクラッチ４６の作動状態とギヤ段との関係をまとめると、次の表１に示すようになる。なお、この表１において、（○）は当該摩擦要素が締結されている場合を示す。また、ローリバースブレーキ４５の欄における（◎）はＬレンジのみで締結されることを示す。

次に、上記各摩擦要素４１〜４５に設けられた油圧室に対して作動圧を給排する油圧制御回路１００について説明する。

ここで、上記摩擦要素４１〜４５のうち、バンドブレーキである２速及び４速用の２−４ブレーキは、作動圧が供給される油圧室としてアプライ室４４ａとリリース室４４ｂとを有し、アプライ室４４ａのみに作動圧が供給されているときに該２−４ブレーキ４４が締結され、リリース室４４ｂのみに作動圧が供給されているとき、両室４４ａ，４４ｂとも作動圧が供給されていないとき、及び両室４４ａ，４４ｂとも作動圧が供給されているときに、２−４ブレーキが解放されるようになっている。また、その他の摩擦要素４１〜４３、４５は単一の油圧室を有し、その油圧室に作動圧が供給されているときに、当該摩擦要素が締結されるようになっている。

図２に示すように、この油圧制御回路１００には、主たる構成要素として、ライン圧を生成するレギュレータバルブ１０１と、手動操作によってレンジの切換を行うためのマニュアルバルブ１０２と、変速時に作動して各摩擦要素４１〜４５に通じる油路を切り換えるローリバースバルブ１０３、バイパスバルブ１０４、３−４シフトバルブ１０５及びロックアップシフトバルブ１０６と、これらのバルブ１０３〜１０６を作動させるための第１、第２オンオフソレノイドバルブ（以下「オンオフＳＶ」と記す）１１１，１１２と、これらのオンオフＳＶ１１１，１１２に供給される元圧を生成するソレノイドレデューシングバルブ（以下「レデューシングバルブ」と記す）１０７と、第１オンオフＳＶ１１１からの作動圧の供給先を切り換えるソレノイドリレーバルブ（以下「リレーバルブ」と記す）１０８と、各摩擦要素４１〜４５の油圧室に供給される作動圧の生成、調整、排出等の制御を行う第１〜第３デューティソレノイドバルブ（以下「デューティＳＶ」と記す）１２１，１２２，１２３等が備えられている。

ここで、上記オンオフＳＶ１１１，１１２およびデューティＳＶ１２１〜１２３はいずれも３方弁であって、上、下流側の油路を連通させた状態と、下流側の油路をドレンさせた状態とが得られるようになっている。そして、後者の場合、上流側の油路が遮断されるので、ドレン状態で上流側からの作動油を徒に排出することがなく、オイルポンプ１２の駆動ロスが低減される。

なお、オンオフＳＶ１１１，１１２はＯＮのときに上、下流側の通路を連通させる。また、デューティＳＶ１２１〜１２３はＯＦＦのとき、即ちデューティ率（１ＯＮ−ＯＦＦ周期におけるＯＮ時間の比率）が０％のときに全開となって、上、下流側の油路を完全に連通させ、ＯＮのとき、即ちデューティ率が１００％のときに、上流側の油路を遮断して下流側の油路をドレン状態とすると共に、その中間のデューティ率では、上流側の油圧を元圧として、下流側にそのデューティ率に応じた値に調整した油圧を生成するようになっている。

上記レギュレータバルブ１０１は、オイルポンプ１２から吐出された作動油の圧力を所定のライン圧に調整する。そして、このライン圧は、メインライン２００を介して上記マニュアルバルブ１０２に供給させると共に、上記レデューシングバルブ１０７と３−４シフトバルブ１０５とに供給される。

このレデューシングバルブ１０７に供給されたライン圧は、ライン２０１，２０２を介して第１、第２オンオフＳＶ１１１，１１２に供給される。

そして、この一定圧は、第１オンオフＳＶ１１１がＯＮのときには、ライン２０３を介して上記リレーバルブ１０８のスプールが図面上（以下同様）右側に位置するときは、さらにライン２０４を介してバイパスバルブ１０４のスプールを左側に付勢する。また、この一定圧は、リレーバルブ１０８にスプールが左側に位置するときは、ライン２０５を介して３−４シフトバルブ１０５の一端の制御ポート１０５ａにパイロット圧として供給され、該３−４シフトバルブ１０５のスプールを右側に付勢する。

また、第２オンオフＳＶ１１２がＯＮのときには、上記レデューシングバルブ１０７からの一定圧は、ライン２０６を介してロックアップシフトバルブ１０６の一端の制御ポート１０６ａにパイロット圧として供給され、該シフトバルブ１０６のスプールを左側に付勢する。また、バイパスバルブ１０４のスプールが右側に位置するときは、さらにライン２０７を介してロックアップシフトバルブ１０６のスプールを左側に付勢する。また、バイパスバルブ１０４のスプールが左側に位置するときは、ライン２０８を介してローリバースバルブ１０３の一端の制御ポート１０３ａにパイロット圧として供給され、該ローリバースバルブ１０３のスプールを左側に付勢する。

さらに、レデューシングバルブ１０７からの一定圧は、ライン２０９を介して上記レギュレータバルブ１０１の調圧ポート１０１ａにも供給される。その場合に、この一定圧は、上記ライン２０９に備えられたリニアソレノイドバルブ（以下「リニアＳＶ」と記す）１３１により例えばエンジン負荷等に応じて調整され、したがって、レギュレータバルブ１０１によってライン圧がエンジン負荷等に応じて調整されることになる。

なお、上記３−４シフトバルブ１０５に導かれたメインライン２００は、該バルブ１０５のスプールが右側に位置するときに、ライン２１０を介して第１アキュムレータ１４１に通じ、該アキュムレータ１４１にライン圧を導入する。

一方、上記メインライン２００からマニュアルバルブ１０２に供給されるライン圧は、Ｄ，Ｓ，Ｌの各前進レンジでは第１出力ライン２１１および第２出力ライン２１２に、Ｒレンジでは第１出力ライン２１１に、また、Ｎレンジでは第３出力ライン２１３にそれぞれ導入される。

そして、上記第１出力ライン２１１は第２デューティＳＶ１２２に導かれ、該第２デューティＳＶ１２２に制御元圧としてライン圧を供給する。この第２デューティＳＶ１２２の下流側は、ライン２１４を介してローリバースバルブ１０３に導かれていると共に、該バルブ１０３のスプールが右側に位置するときには、さらにライン２１５を介して２−４ブレーキ４４のアプライ室４４ａに導かれ、また、上記ローリバースバルブ１０３のスプールが左側に位置するときには、さらにライン２１６を介してローリバースブレーキ４５の油圧室に導かれる。ここで、上記ライン２１４からはライン２１７が分岐され、第２アキュムレータ１４２に導かれている。

また、上記第２出力ライン２１２は、第１デューティＳＶ１２１及び第３デューティＳＶ１２３に導かれ、これらのでデューティＳＶ１２１，１２３に制御元圧としてライン圧をそれぞれ供給すると共に、３−４シフトバルブ１０５にも導かれている。この３−４シフトバルブ１０５に導かれたライン２１２は、該バルブ１０５のスプールが左側に位置するときに、さらにライン２１９を介してフォワードクラッチ４１の油圧室に導かれる。

ここで、上記フォワードクラッチライン２１９から分岐されたライン２２０は３−４シフトバルブ１０５に導かれ、該バルブ１０５のスプールが左側に位置するときに、前述のライン２１０を介して第１アキュムレータ１４１に通じると共に、該バルブ１０５のスプールが右側に位置するときには、ライン２２１を介して２−４ブレーキ４４のリリース室４４ｂに通じる。

また、第２出力ライン２１２から制御元圧が供給される上記第３デューティＳＶ１２３の下流側は、ライン２２２を介して上記リレーバルブ１０８の一端の制御ポート１０８ａに導かれてパイロット圧を供給し、該リレーバルブ１０８のスプールを左側に付勢すると共に、上記ライン２２２から分岐されたライン２２３はローリバースバルブ１０３に導かれ、該バルブ１０３のスプールが右側に位置するときに、さらにライン２２４に通じる。

このライン２２４からは、オリフィス１５１を介してライン２２５が分岐されていると共に、この分岐されたライン２２５は３−４シフトバルブ１０５に導かれ、該３−４シフトバルブ１０５のスプールが左側に位置するときに、ライン２２１を介して２−４ブレーキ４４のリリース室４４ｂに導かれる。

また、上記ライン２２４からオリフィス１５１を介して分岐されたライン２２５からは、さらにライン２２６が分岐されていると共に、このライン２２６はバイパスバルブ１０４に導かれ、該バルブ１０４のスプールが右側に位置するときに、ライン２２７を介して３−４クラッチ４３の油圧室に導かれる。

さらに、上記ライン２２４は直接バイパスバルブ１０４に導かれ、該バルブ１０４のスプールが左側に位置するときに、上記ライン２２６を介してライン２２５に通じる。つまり、ライン２２４とライン２２５とが上記オリフィス１５１をバイパスして通じることになる。

また、第２出力ライン２１２から制御元圧が供給される第１デューティＳＶ１２１の下流側は、ライン２２８を介してロックアップシフトバルブ１０６に導かれ、該バルブ１０６のスプールが右側に位置するときに、上記フォワードクラッチライン２１９に連通する。また、該ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが左側に位置するときには、ライン２２９を介してロックアップクラッチ２６のフロント室２６ａに通じる。

さらに、マニュアルバルブ１０２からの第３出力ライン２１３はローリバースバルブ１０３に導かれ、該バルブ１０３にライン圧を供給する。そして、該バルブ１０３のスプールが左側に位置するときに、ライン２３０を介してリバースクラッチ４２の油圧室に導かれる。

また、同じく第３出力ライン２１３から分岐されたライン２３１はバイパスバルブ１０４に導かれ、該バルブ１０４のスプールが右側に位置するときに、前述のライン２０８を介してローリバースバルブ１０３の制御ポート１０３ａにパイロット圧としてライン圧を供給し、該ローリバースバルブ１０３のスプールを左側に付勢する。

以上の構成に加え、この油圧制御回路１００には、コンバータリリーフバルブ１０９が備えられている。このバルブ１０９は、レギュレータバルブ１０１からライン２３２を介して供給される作動圧を一定圧に調圧した上で、これをライン２３３を介してロックアップシフトバルブ１０６に供給する。

そして、図３に示すように、３速ロックアップクラッチ解放時においては、ライン２０７の油圧が第２オンオフＳＶ１１２のドレンポートからドレンされ、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが右側に位置することになり、上記一定圧は、ライン２２９を介してロックアップクラッチ２６のフロント室２６ａに供給される。

また、図４に示すように、３速ロックアップクラッチ締結時においては、ライン２０７の油圧が第２オンオフＳＶ１１２の供給ポートから供給されて、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが左側に位置することになり、上記一定圧は、ライン２３４を介してロックアップクラッチ２６のリヤ室２６ｂに供給されると共に、フロント室２６ａの油圧は第１デューティＳＶ１２１のドレンポートからドレンされる。

ここで、ロックアップクラッチ２６は、フロント室２６ａに上記一定圧が供給することにより解放されると共に、リヤ室２６ｂに一定圧が供給されたときに締結されるようになっているが、この締結時において、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが左側に位置するときには、上記第１デューティＳＶ１２１で生成された作動圧がフロント圧２６に供給されることにより、この作動圧に応じた締結力が得られるようになり、所定のスリップ量を実現するスリップ制御が行われる。

また、この油圧制御回路１００においては、前述のように、レギュレータバルブ１０１によって調整されるライン圧を、リニアＳＶ１３１からの制御圧により、例えばエンジン負荷に応じた油圧に制御されるが、レンジに応じたライン圧の制御も行われるようになっている。つまり、上記マニュアルバルブ１０２から導かれて、Ｄ，Ｓ，Ｌ及びＮレンジでメインライン２００に通じるライン２３５が、レギュレータバルブ１０１の減圧ポート１０１ｂに接続されており、上記Ｄ，Ｓ，Ｌ及びＮレンジでは、Ｒレンジよりライン圧の調圧値を低くするようになっている。

一方、図５に示すように、この油圧制御回路１００における上記第１、第２オンオフＳＶ１１１，１１２、第１〜第３デューティＳＶ１２１〜１２３及びリニアＳＶ１３１を制御するコントローラ３００が備えられている。

このコントローラ３００には、当該車両の車速を検出する車速センサ３０１、エンジン負荷としてのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ３０３、運転者によって選択されたレンジを検出するインヒビタスイッチ３０４、変速歯車機構３０への入力回転数であるタービンシャフト２７の回転数を検出するタービン回転数センサ３０５、変速歯車機構３０の出力回転数を検出する出力回転数センサ３０６等からの信号が入力され、これらのセンサ及びスイッチ３０１〜３０７からの信号が示す当該車両ないしエンジンの運転状態等に応じて、上記オンオフＳＶ１１１，１１２、デューティＳＶ１２１〜１２３及びリニアＳＶ１３１の作動を制御するようになっている。

コントローラ３００は、図６に示すマップに基いて、車速とスロットル開度とに応じて予め設定された制御特性に従って目標変速段を設定し、その目標変速段が達成されるように、油圧制御回路１００に備えられたオンオフＳＶ１１１，１１２、デューティＳＶ１２１〜１２３及びリニアＳＶなどに制御信号を出力し、油圧制御回路１００の油路を切換えたり各摩擦要素４１〜４５に供給する制御油圧を生成する。

また、コントローラ３００は、図７に示すマップに基いて、車速とスロットル開度とに応じて予め設定された制御特性に従ってロックアップクラッチ２６の締結状態を制御する。すなわち、相対的に低負荷高回転領域は４速ロックアップ領域及び３速ロックアップ領域に設定されている。車両の運転状態が、このロックアップ領域にある間は、第１デューティＳＶ１２１のデューティ率を大きくしてロックアップクラッチを完全締結状態とする。また、相対的に高負荷低回転領域はコンバータ領域に設定されている。車両の運転状態が、このコンバータ領域にある間は、第１デューティＳＶ１２１のデューティ率を小さくして完全解放状態とする。

また、低負荷中回転領域は、加速スリップ領域に設定されている一方、スロットル開度がゼロ（全閉）のパワーオフ領域（減速領域）のうち相対的に高・中回転側は減速スリップ領域に設定されている。車両の運転状態が、これらのスリップ領域にある間は、第１デューティＳＶ１２１のデューティ率を中庸の値に制御してロックアップクラッチ２６をスリップ状態とする。

そして、車両の運転状態がコンバータ領域からスリップ領域へ移行したときは、コントローラ３００は、トルクコンバータ２０の入力要素（エンジン出力軸１）と出力要素（タービンシャフト２７）との間のスリップ量が所定の目標スリップ量に収束するようにロックアップクラッチ２６の締結力を制御するスリップ制御を行う。

次に、この第１、第２オンオフＳＶ１１１，１１２及び第１〜第３デューティＳＶ１２１〜１２３の作動状態と各摩擦要素４１〜４５の油圧室に対する作動圧の給排状態の関係を説明する。ここで、第１、第２オンオフＳＶ１１１，１１２及び第１〜第３デューティＳＶ１２１〜１２３の各変速段ごとの作動状態の組み合わせ（ソレノイドパターン）は、次の表２に示すように設定されている。

この表２中、（○）は、オンオフＳＶ１１１，１１２についてはＯＮ、デューティＳＶ１２１〜１２３についてはＯＦＦであって、いずれも、上流側の油路を下流側の油路に連通させて元圧をそのまま下流側に供給する状態を示す。また、（×）は、オンオフＳＶ１１１，１１２についてはＯＦＦ、デューティＳＶ１２１〜１２３についてはＯＮであって、いずれも、上流側の油路を遮断して、下流側の油路をドレンさせた状態を示す。さらに、第１デューティＳＶ１２１についての（△）は、スリップ制御の際の中間圧を生成するためにデューティ制御されている状態を示す。

次に、上記自動変速機の３速ロックアップクラッチ解放時及び３速スリップ制御時の第１、第２オンオフＳＶ１１１，１１２及び第１〜第３デューティＳＶ１２１〜１２３の作動状態と各摩擦要素４１〜４５の油圧室に対する作動圧の給排状態の関係について説明する。

まず、３速でロックアップクラッチ解放時は、表２及び図８に示すように、第１デューティＳＶ１２１が作動して、第１出力ライン２１２からのライン圧を元圧として作動圧を生成しており、この作動圧がライン２２８を介してロックアップシフトバルブ１０６に供給される。そして、該ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが右側に位置することにより、上記作動圧は、さらにライン２１９を介してフォワードクラッチ４１の油圧室にフォワードクラッチ圧として供給され、これにより該フォワードクラッチ４１が締結される。

ここで、上記ライン２１９から分岐されたライン２２０が３−４シフトバルブ１０５及びライン２１０を介して第１アキュムレータ１４１に通じていることにより、上記フォワードクラッチ圧の供給が緩やかに行われる。

一方、第２デューティＳＶ１２１も作動し、第１出力ライン２１１からのライン圧を元圧として作動圧を生成する。この作動圧は、ライン２１４を介してローリバースブレーキ４５に供給されるが、この時点で該ローリバースバルブ１０３のスプールが右側に位置することにより、さらにライン２１５に導入され、２−４ブレーキ４４のアプライ室４４ａにサーボアプライ圧として供給される。これにより、上記フォワードクラッチ４１に加えて２−４ブレーキ４４が締結される。

なお、上記ライン２１４はライン２１７を介して第２アキュムレータ１４２に通じているから、上記サーボアプライ圧の供給ないし２−４ブレーキ４４の締結が緩やかになる。そして、このアキュムレータ１４２に蓄えられた作動油は、Ｌレンジの１速への変速に際してローリバースバルブ１０３のスプールが左側に移動したときに、ライン２１６からローリバースブレーキ４５の油圧室にプリチャージされる。

また、第３デューティＳＶ１２３も作動し、第２出力ライン２１２からのライン圧を元圧として作動圧を生成する。この作動圧は、ライン２２２及びライン２２３を介してローリバースバルブ１０３に供給されるが、この時点では該バルブ１０３のスプールが右側に位置することにより、さらにライン２２４に導入される。

そして、この第３デューティＳＶ１２３で生成された作動圧は、上記ライン２２４からオリフィス１５１を解してライン２２５に導入されて３−４シフトバルブ１０５に導かれるが、この時点では該３−４シフトバルブ１０５のスプールが左側に位置することにより、さらにライン２２１を介して２−４ブレーキ４４のリリース室４４ｂにサーボリリース圧として供給される。これにより、２−４ブレーキ４４が解放される。

また、上記ライン２２４からオリフィス１５１を介して分岐されたライン２２５からはさらにライン２２６が分岐されているから、上記作動圧は該ライン２２６によりバイパスバルブ１０４に導かれると共に、この時点では該バイパスバルブ１０４のスプールが右側に位置することにより、さらにライン２２７を介して３−４クラッチ４３の油圧室に３−４クラッチ圧として供給される。従って、３速では、フォワードクラッチ４１と３−４クラッチ４３とが締結される一方、２−４ブレーキ４４が解放されることになる。

なお、この３速の状態では、上記のように第３デューティＳＶ１２３が作動圧を生成し、これがライン２２２を介してリレーバルブ１０８の制御ポート１０８ａに供給されることにより、該リレーバルブ１０８のスプールが左側に移動する。

また、この３速の状態でロックアップクラッチ２６がスリップ制御される場合は、表２及び図９に示すように、上記３速ロックアップクラッチ解放の状態に対して、まず第３オンオフＳＶ１１２が作動することにより、レデューシングバルブ１０７（図２参照）からの一定圧が該第２オンオフＳＶ１１２、ライン２０６、バイパスバルブ１０４及びライン２０７を介してロックアップシフトバルブ１０６のスプールを左側に移動させる。このとき、フォワードクラッチ４１の油圧室には、ライン２１２からの作動圧が３−４シフトバルブ１０５及びライン２１８等を介して供給され、該フォワードクラッチ４１が締結状態に保持される。

また、このとき、ロックアップクラッチ２６においては、リヤ室２６ｂにライン２３３，２３４を介してコンバータリリーフバルブ１０９（図２参照）からの一定圧が供給された状態で、第３デューティＳＶ１２３により、フロント室２６ａ内の作動圧が排出もしくはデューティ制御により調整される。これにより該ロックアップクラッチ２６が締結状態もしくはスリップ状態に制御される。

ところで、図１０は、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールを左側に移動させるための元圧を発生させる第２オンオフＳＶ１１２に故障が発生し、第１デューティＳＶが常にフォワードクラッチ４１に接続されているときの状態を示す。このとき、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールは右側に位置するので、第１デューティＳＶ１２１からロックアップクラッチ２６のフロント室２６ａに供給されるべき作動圧がフォワードクラッチ４１に供給されることになる。しかしながら、図４に示したように、スリップ制御が実行されると第１デューティＳＶ１２１がドレンポートを解放するよう制御されるので、このとき第１デューティＳＶ１２１で生成される作動圧はフォワードクラッチ４１を完全に締結できる圧力はなく、フォワードクラッチ４１は半クラッチ状態になる。一方、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが右側に位置するときは、ライン２３３を介してロックアップクラッチ２６のフロント室２６ａに解放用の油圧が供給される。

このような状態において、スロットル開度が増大されると、半クラッチ状態のフォワードクラッチ４１に滑りが生じてクラッチフェイシングの摩損が生じることになる。また、ロックアップクラッチ２６は解放状態であるので、スリップ制御時よりもスリップ量が大きくなる異常によって上記故障を検出する場合、変速機１０はニュートラル状態になっているので、タービンシャフト２７に掛かる負荷が軽減され、スリップ量は減少することになる。その結果、スリップ制御時のスリップ量が実現されて、正常であるとの誤判定が生じ、上記故障の検出が遅れることになる。

なお、上記のようなロックアップシフトバルブ１０６のスプールが右側に固定される故障の原因は、第２オンオフＳＶ１１２の故障だけでなく、この第２オンオフＳＶ１１２による油圧供給経路上のいずれかに生じる故障や、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールの噛み込みの故障などによっても発生する。

このようなロックアップシフトバルブ１０６のスプールが右側に固定される故障に対して、本発明においては、このような故障判定をタービン回転数センサ３０５と出力回転数センサ３０６による検出値により算出した変速比を用いて故障判定を行うようにしている。すなわち、加速時においてフォワードクラッチ４１が半クラッチ状態のときは、出力側の回転数に対して入力側の回転数が上昇しギヤ比が増える一方、減速比においては出力側の回転数に対して入力側の回転数が減少してギヤ比は減少するので、このとき、３速変速段において許容されるギヤ比の範囲を逸脱したとき、故障判定を行うようにしている。

次に、この故障判定について図１１のフローチャート及び図１２のマップを用いて説明する。

まず、ステップＳ１で変速中か否かを検出し、変速中のときは以下の故障判断を行わないようにしてリターンする。そして、ステップＳ１で変速中でないときは、ステップＳ２でスリップ制御中か否かを検出する。スリップ制御中でないときはリターンし、スリップ制御中のときはステップＳ３で図１１に示すマップに基いてギヤ比が所定範囲（Ｇｍｉｎ〜Ｇｍａｘ）内にあるか否かを検出する。このとき、ギヤ比が上記所定範囲（Ｇｍｉｎ〜Ｇｍａｘ）内にあるときは、故障は生じていないものと判断してリターンし、ギヤ比が上記所定範囲（Ｇｍｉｎ〜Ｇｍａｘ）内から逸脱しているときは、ステップＳ４に進んでギヤ比が上記所定範囲（Ｇｍｉｎ〜Ｇｍａｘ）内から逸脱している積算時間を検出する。そして、逸脱した状態が所定時間Ｔ経過すると、ステップＳ５でロックアップシフトバルブ１０６のスプールが常に右側に位置する故障が発生しているものと判断して、ステップ６でスリップ制御を禁止する。このときスリップ制御を禁止するとは、スリップ制御から図３に示すロックアップクラッチ２６を完全に解放する制御に切換えてフォワードクラッチ４１に高い作動圧を供給するようにすることである。

以上のように、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが右側に固定される故障をロックアップクラッチ２６のスリップ量ではなく、変速比の状態に基いて判定するので、スリップ量の減少に基く誤判定が生じることがなくなり、その結果、迅速な故障判断が実現されて、フォワードクラッチ４１の摩損の回避することができる。

また、変速比が所定の許容範囲外になった状態であるとき、つまり、例えば加速時においてフォワードクラッチ４１が半クラッチ状態であることに起因して動力が伝達されないときには変速比が許容範囲のローギヤ比側に逸脱する状態である一方、減速時において同様のときには変速比が許容範囲のハイギヤ比側に逸脱する状態であるので、これを検出することによって故障判定を行うことによって、迅速かつ正確に故障判定を行うことができる。このとき、図１３に示すように変速比の変化速度が所定の許容変化速度ΔＧ以上になったとき、すなわち、加速時において変速比がローギヤ比側に急激に変化したときや、減速時において変速比がハイギヤ比側に急激に変化したときを検出することによって故障判定を行うことによって、上記の図１２に示した変速比が許容範囲（Ｇｍｉｎ〜Ｇｍａｘ）から逸脱する以前に故障を検出することができ、故障検出の一層の迅速化を図ることができる。

一方、スロットル開度が所定のスロットル開度以上のとき、すなわち加速時に、変速比がハイギヤ比側に変化する場合は、フォワードクラッチ４１が半クラッチ状態にある結果の現象ではなく、ロックアップシフトバルブ１０６のスプールが固定される故障とは別の箇所が故障していると考えられるので、このときは故障判定を行わないようにして、不適切な故障判定を防止することができる。

また、スロットル開度が所定のスロットル開度以下のとき、すなわち減速時に、変速比が所定変速比範囲に対してローギヤ比側に範囲外である場合は、同様にフォワードクラッチ４１が半クラッチ状態にある結果の現象ではないので、故障判定を行わないようにして不適切な故障判定を防止することができる。

そして、故障判定がされたときには、スリップ制御を禁止し、つまりロックアップクラッチ２６が解放状態になるように制御することによって、ロックアップクラッチ２６の解放用の高い作動圧がフォワードクラッチ４１に供給されることになるので、フォワードクラッチ４１の半クラッチ状態を解消することができ、該クラッチ４１の摩損を防止することができる。

また、故障判定がされたときには、フォワードクラッチ４１の締結力を増大するように第１デューティＳＶ１２１により生成される作動圧が高い圧力になるように制御するようにしてもよい。このとき、同様にフォワードクラッチ４１の半クラッチ状態を解消することができ、該クラッチ４１の摩損を防止することができる。

なお、本実施の形態においては、ギヤ段が３速のときの例について示したが、別の油圧制御回路の構成においても、単一のデューティソレノイドバルブによりロックアップクラッチのフロント室及びいずれかの摩擦要素に供給する作動圧を生成するように構成されているときは、スリップ制御用の比較的低い油圧が摩擦要素に供給され、半クラッチ状態となりうるので、本発明は、本実施の形態で示した油圧制御回路及び３速時に限らず適用可能である。

本発明は、油圧切換手段の機能故障を迅速に検出して変速機の機構を保護することができる変速機の制御装置を提供する。本発明は、トルクコンバータに設けられるロックアップクラッチの故障検出に際し、迅速な故障検出を行って変速機の機構を保護するようにした変速機の制御装置の技術分野に広く好適である。

本発明の実施の形態に掛かる自動変速機の機械的構成を示すスケルトン図である。 同自動変速機の油圧制御回路図である。 ３速ロックアップクラッチ解放時におけるロックアップクラッチと油圧制御回路との関係図である。 ３速ロックアップクラッチ締結時におけるロックアップクラッチと油圧制御回路との関係図である。 油圧制御回路に備えられた各ソレノイドバルブに対する制御システム図である。 変速段の制御マップである。 ロックアップクラッチの制御マップである。 ３速ロックアップクラッチ解放の状態を示す油圧制御回路の要部拡大図である。 ３速スリップ制御時の状態を示す油圧制御回路の要部拡大図である。 第２オンオフＳＶＯＦＦ故障時の３速スリップ制御時の状態を示す油圧制御回路の要部拡大図である。 故障判定手順を示すフローチャートである。 変速比が許容範囲外になったときに故障判定を行うときの説明図である。 変速比の変化速度が所定以上になったときに故障判定を行うときの説明図である。

符号の説明

１０ 自動変速機（変速機）
２０ トルクコンバータ（流体伝動装置）
２６ ロックアップクラッチ
４１ フォワードクラッチ（所定の摩擦締結要素）
１０６ ロックアップシフトバルブ（油圧切換手段）
１１２ 第２オンオフＳＶ（油圧切換手段）
１２１ 第１デューティＳＶ（単一のソレノイドバルブ）
３００ コントローラ（制御装置、故障判定手段、第１対策手段、第２対策手段）

Claims (7)

1. 流体伝動装置と、該流体伝動装置のスリップ量を制御するロックアップクラッチと、所定の変速段で締結される所定の摩擦締結要素と、油圧を制御することにより上記ロックアップクラッチ及び所定の摩擦締結要素の作動状態を制御する単一のソレノイドバルブと、該ソレノイドバルブによる油圧を上記ロックアップクラッチ及び所定の摩擦締結要素のいずれかに供給するように切り換える油圧切換手段とを有する変速機の制御装置であって、上記ソレノイドバルブによる油圧の上昇に対して、ロックアップクラッチの締結力は弱くなり、所定の摩擦締結要素の締結力は強くなるように設定されていると共に、非変速時かつ上記ロックアップクラッチのスリップ制御の際に、上記油圧切換手段は、ソレノイドバルブによる油圧をロックアップクラッチに供給し、かつソレノイドバルブはロックアップクラッチがスリップ状態となるようにロックアップクラッチが解放状態となる油圧よりも小さな油圧を生成するように構成されており、非変速時かつ上記ロックアップクラッチのスリップ制御の際に、変速比の状態が通常とは異なる所定の異常状態になったことを検出したときは、上記油圧切換手段の故障が発生しているものと判定する故障判定手段が備えられていることを特徴とする変速機の制御装置。
2. 所定の異常状態は、変速比が所定の許容範囲外になった状態であることを特徴とする請求項１に記載の変速機の制御装置。
3. 所定の異常状態は、変速比の変化速度が所定の許容変化速度以上になった状態であることを特徴とする請求項１に記載の変速機の制御装置。
4. 故障判定手段は、スロットル開度が所定のスロットル開度以上のときに、変速比がハイギヤ比側に変化する場合は、故障判定を中止することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の変速機の制御装置。
5. 故障判定手段は、スロットル開度が所定のスロットル開度以下のときに、変速比がローギヤ比側に変化する場合は、故障判定を中止することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の変速機の制御装置。
6. 故障判定時には、スリップ制御を禁止してロックアップクラッチ解放制御に切り換える第１対策手段が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の変速機の制御装置。
7. 故障判定時には、所定の摩擦締結要素の締結力が強くなるようにソレノイド油圧を制御する第２対策手段が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の変速機の制御装置。
   

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