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10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速とが得られるようになっている。
前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に対向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、前記ケース21とタービン23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、前記タービン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が配置されている。
一方、前記歯車変速機構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ヤ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、前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ともに、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ともに、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の回転が伝動ギヤ2,3,4および差動機構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、前記各クラッチやブレーキ等の摩擦要素41〜45およ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レンジでのみ締結されることを示す。
次に、前記各摩擦要素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、前記摩擦要素のうち、バンドブレーキでなる2速および4速用の2−4ブレーキ44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、および両室44a,44bとも作動圧が供給されているときに、2−4ブレーキ44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り換え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およ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、前記オンオフ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はオンのときに上、下流側の油路を連通させる。また、デューティSV121〜123はオフのとき、即ちデューティ率(1オン−オフ周期におけるオン時間の比率)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、オンのとき、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ともに、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。
前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を介して前記マニュアルバルブ102に供給されるとともに、前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、該バルブ107によって減圧されて一定圧とされた上で、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がオンのときには、ライン203を介して前記リレーバルブ108に供給されるとともに、該リレーバルブ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の一端の制御ポート104aにパイロット圧として供給され、該バイパスバルブ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の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がオンのときには、前記レデューシングバルブ107からの一定圧は、ライン206を介してバイパスバルブ104に供給されるとともに、該バイパスバルブ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コントロールバルブ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、該コントロールバルブ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を介して前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、前記ライン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、前記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、前記メインライン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および第3出力ライン213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、前記第1出力ライン211は第1デューティSV121に導かれ、該第1デューティSV121に制御元圧としてライン圧を供給する。この第1デューティSV121の下流側は、ライン214を介してローリバースバルブ103に導かれているとともに、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、前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、前記ライン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、前記第2出力ライン212は、第2デューティSV122および第3デューティSV123に導かれ、これらのデューティSV122,123に制御元圧としてライン圧をそれぞれ供給するとともに、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、ライン218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、前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に通じるとともに、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前記第2デューティSV122の下流側は、ライン222を介して前記リレーバルブ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ともに、前記ライン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ともに、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、前記ライン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ともに、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、前記ライン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、前記ライン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とが前記オリフィス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3デューティSV123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、前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、この一定圧は、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には、前述のライン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、また、前記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に供給されるようになっている。
ここで、ロックアップクラッチ26は、フロント室26aに前記一定圧が供給されることにより解放されるとともに、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は、前記第3デューティSV123で生成された作動圧がフロント室26a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っている。
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、前記マニュアルバルブ102から導かれて、D,S,Lおよび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、前記D,S,Lおよび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3に示すように、この油圧制御回路100における前記第1、第2オンオフSV111,112、第1〜第3デューティSV121〜123およびリニア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302、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ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、作動油の油温を検出する油温センサ307等からの信号が入力され、これらのセンサおよびスイッチ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、前記オンオフSV111,112、デューティSV121〜123およびリニアSV131の作動を制御するようになっている。
次に、この第1、第2オンオフSV111,112および第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および第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についてはオン、デューティSV121〜123についてはオフであって、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についてはオフ、デューティSV121〜123についてはオンであって、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3デューティSV123についての(×(デューティ))は、下流側をドレンし、または下流側にデューティ制御で作動圧を生成させることを示す。
以上の変速段のうち、本件特徴部分を4速を例に説明する。
表2及び図4に示すように、4速においては、第1デューティSV121が作動し、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バルブ103に供給されるが、この時点では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、2−4ブレーキ44が締結される。
なお、前記ライン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、前記サーボアプライ圧の供給ないし2−4ブレーキ44の締結が緩やかに行われる。
また、この状態に加えて第2デューティSV122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およびライン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2デューティSV122で生成された作動圧は、前記ライン224からオリフィス151を介してライン225に導入されて3−4シフトバルブ105に導かれる。また、前記ライン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、前記作動圧は該ライン226によりバイパスバルブ104に導かれるとともに、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。
なお、前記のように第2デューティSV122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。
さらに、第1オンオフSV111の作動により、ライン201からの一定圧がライン203を介してリレーバルブ108に供給されることになるが、前記のように、このリレーバルブ108のスプールは左側に移動しているから、前記一定圧がライン205を介して3−4シフトバルブ105の制御ポート105aに供給されることになり、該バルブ105のスプールが右側に移動する。
そのため、2−4ブレーキ44のリリース室44bに通じるライン221と、フォワードクラッチ41に通じるライン219から分岐されたライン220とが該3−4シフトバルブ105を介して接続され、2−4ブレーキ44のリリース室44bとフォワードクラッチ41の油圧室とが連通する。
そして、前記のように第3デューティSV123が作動圧の生成を停止して下流側をドレン状態とすることにより、前記2−4ブレーキ44のリリース室44bとフォワードクラッチ41の油圧室内の作動圧が、ロックアップシフトバルブ106およびライン228を介して該第3デューティSV123でドレンされることになる。これにより、2−4ブレーキ44が再び締結されるとともに、フォワードクラッチ41が解放される。
4速の状態でロックアップクラッチ26が締結される場合は、表2および図5に示すように、前記4速の状態に対して、まず第2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およびライン207を介してロックアップシフトバルブ106の制御ポート106aに供給され、該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。
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。
さらに、第3デューティSV123が作動圧の生成を停止する一方、第1オンオフSV111が作動する。これによって、3−4シフトバルブ105のスプールが右側に位置していることにより、フォワードクラッチ41に通じるライン219と、2−4ブレーキ44のリリース室44bに通じるライン221とがライン220を介して連通した状態で、前記ロックアップシフトバルブ106に導かれるが、これらのライン219,221は、前記のように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ことにより、さらにライン218を介して前記3−4シフトバルブ105に導かれ、該バルブ105のドレンポート105bに連通する。
したがって、4速の状態でロックアップクラッチ26が締結されるときには、フォワードクラッチ圧およびサーボリリース圧は第3デューティSV123によって排圧されている状態から、3−4シフトバルブ105のドレンポート105bからドレンされる状態に切り換わることになり、これにより、フォワードクラッチ41の解放状態および2−4ブレーキ44の締結状態が保持されることになる。
ところで、前記ソレノイドバルブ111,112,121〜123は、コントローラ300からオンオフ信号やデューティ信号が正常に供給されているにも拘らず、機能故障、即ち異物の噛み込み等によるプランジャのスティックやリーク、或はスプリングの折損によるプランジャの作動不良等の機械的な故障により、摩擦要素に対する油圧の給排動作や調圧動作が制御信号通りに行われないことがあり、この場合、運転状態等に応じて出力される指令通りのギヤ段が得られず、或はロックアップクラッチのオン(締結)、オフ(解放)の状態が指令通りにならず、或はNレンジ等の非走行レンジからDレンジ等の走行レンジへの切り換え操作時における摩擦要素のエンゲージ動作が指令通りに行われなくなるおそれが生じる。
そこで、コントローラ300は、ギヤ段が指令と一致しているか否か、或はロックアップクラッチ26の状態が指令と一致しているか否か、或はエンゲージ動作が指令通りに行われているか否か等を判別し、指令通りでない場合に、その異常の態様から、各ソレノイドバルブ111,112,121〜123のうち、どのソレノイドバルブについて、どのような機能故障を生じているかを判定するとともに、その判定結果に応じて適切なフェールセーフ制御を行うようになっているのである。
ここで、ソレノイドバルブの機能故障と、これによって生じるギヤ段およびロックアップクラッチ26の異常との関係をまとめると、次の表3に示すようになる。
なお、この表3中、各ソレノイドバルブについての「オフ故障」とは、信号がオンであるのにオフの状態となる機能故障であって、オンオフSV111,112については、油圧源側から摩擦要素側へ作動圧が供給されない状態になることであり、デューティSV121〜123については、油圧源側から摩擦要素側へ作動圧が供給される状態になることである。また、「オン故障」とは、信号がオフであるのにオンの状態となる機能故障であって、オンオフSV111,112については、油圧源側から摩擦要素側へ作動圧が供給される状態になることであり、デューティSV121〜123については、油圧源側から摩擦要素側へ作動圧が供給されない状態になることである。
また、以下の説明では、例えばギヤ段を4速、ロックアップクラッチ26をオフとする指令を「4速指令」、ギヤ段を4速、ロックアップクラッチ26をオンとする指令を「4速ロックアップ指令」等といい、また、実際のギヤ段が指令と異なるギヤ段になったりニュートラルになったりする異常を「ギヤエラー故障」、ロックアップクラッチ26がオンの指令に対してオフとなる異常を「ロックアップオフ故障」、オフの指令に対してオンとなる異常を「ロックアップオン故障」といい、さらに、エンゲージ動作が指令通りに行われない異常を「エンゲージ故障」という。
表3に示すように、第2オンオフSV112のオン故障時には、4速指令時にロックアップクラッチ26が締結されるロックアップオン故障が発生する。
つまり、図4に示す4速の状態において、第2オンオフSVがオンとなると、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の制御ポート106aにパイロット圧が供給され、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ことになる。そのため、ライン233からの一定圧が該ロックアップシフトバルブ106及びライン234を介してロックアップクラッチ26のリヤ室26bに供給されると同時に、フロント室26aの作動圧は、ライン229、ロックアップシフトバルブ106及びライン228を介して第3デューティSV123からドレンされることになる。その結果、ロックアップクラッチ26は、指令とは異なる締結状態となるのである。なお、4速ロックアップオン故障における油圧回路の状態は、図5に示した4速ロックアップ状態と同様である。
次に、このような4速ロックアップオン故障の判定制御について図6のフローチャートに基いて説明する。なお、この判定制御が請求項1、2に記載の発明の趣旨に相当する。
図7に示すように、制御マップは、低スロットル開度側の変速ラインに隣接してスリップ領域が設定されている。なお、以下に説明する4速ロックアップオン故障の判定は、一定のアクセル踏込み量以上が検出されているときに行われるようになっている。
まず、ステップS1で車両が停車中であるか否かを判定する。車両停車中でなければステップS2に進み、フラグFRAG1がゼロか否かを判定する。そして、フラグFRAG1がゼロのときは、ステップS3に進み、フラグFRAG2がゼロか否かを判定する。フラグFRAG2がゼロのときは、ステップS4に進み、運転状態が4速ロックアップオフ領域内にあるか否かを判定する。
そして、ステップS4で運転状態が4速ロックアップオフ領域内にあると判定されたときは、ステップS5で予備的故障判定を行う。この予備的故障判定においては、エンジン回転数とタービン回転数との差が50rpm以下の状態が0.5sec継続したときに予備的故障判定条件が満足されるようになっている。なお、後述の正規の故障判定においては、エンジン回転数とタービン回転数との差が30rpm以下の状態が1sec継続したときに故障判定条件が満足されるようになっているが、これに対して予備的故障判定条件は比較的故障を検出し易い。このとき、予備的故障判定条件を、回転差30rpm以下の状態が0.5sec継続したとき、或いは回転差が50rpm以下の状態が1sec継続したときに満足されるように設定することによって、正規の故障判定条件に対して回転差或いは継続時間の片方だけが異なるように構成してもよい。
そして、予備的故障判定条件が満足されたときは、ステップS6に進み、故障発生の判定としてフラグFRAG1を1に設定し、ステップS7で4速ロックアップオフ領域を拡大する。なお、予備的故障判定における故障発生とは、条件が比較的満足されやすいから信頼度は低く、実際に故障が発生している可能性は比較的低く、故障の予兆が検出されるに止まる。
また、ロックアップオフ領域の拡大は、図8に示すように、該ロックアップオフ領域内に設けられているスリップ領域を縮小させ、又はスリップ領域を消滅させることにより実現される。その結果、図7の制御マップに示すように、判定領域Xに比べて広い判定領域X′が確保される。
次に、ステップS8で正規の故障判定を行う。この故障判定においては、エンジン回転数とタービン回転数との差が30rpm以下の状態が1sec継続したときに故障判定条件が満足されるようになっている。そして、故障判定条件が満足されたときは、ステップS9に進み、故障発生の判定としてフラグFRAG2を1に設定し、ステップS10で故障警告及び所定のフェールセーフ制御を行う。なお、故障判定における故障発生は、前記予備的故障判定よりも厳しい条件であるから信頼度は高く、実際に故障が発生している可能性が極めて高い。
一方、ステップS1で車両が停止していると判定されたときは、ステップS11に進み、フラグFRAG1をゼロにリセットし、ステップS12において、前記ステップS7で4速ロックアップ領域が拡大されている場合は、この領域を拡大前の領域に初期化する。
また、ステップS2でフラグFRAG1がゼロでないと判定されたとき、即ち予備的故障判定条件が既に満足されている場合は、ステップS8に進み、正規の故障判定を行う。
そして、ステップS3でフラグFRAG2がゼロでないと判定されたとき、即ち故障判定条件が既に満足されている場合は、ステップS10に進み、故障警告及びフェールセーフ制御を続行する。つまり、ステップS9で一度でもFRAG2が1にセットされた場合は、この判定制御においてフラグFRAG2はゼロにリセットされることはなく故障警告及びフェールセーフ制御を繰り返し、フラグFRAG2は故障箇所の修理等が行われたときにリセットされるようになっている。
一方、ステップS4で運転状態が4速ロックアップオフ領域内にないときは、ステップS1に戻る。なお、変速中のときも、ギヤ比が安定しないので予備的故障判定を行わずにステップS1に戻るようになっている。
また、ステップS5で予備的故障判定条件が満足されなかったとき、ステップS8で故障判定条件が満足されなかったときは、いずれもステップS1に戻るようになっている。
なお、前記ステップS5が請求項5,6に記載の発明の趣旨に相当し、前記ステップS11,12が請求項7に記載の発明の趣旨に相当する。
次に、ギヤエラー故障の判定制御について図9のフローチャートに基いて説明する。なお、この判定制御が請求項1、3に記載の発明の趣旨に相当する。
ここでは、図10の変速マップのように、3速の変速指令が出されている場合のギヤエラー故障を判定する場合について説明する。なお、このギヤエラー故障の判定は、油温が適温であること、所定値以上のタービン回転数が正常に検出されていること、変速中でないという条件が満たされているときに行われるようになっている。
まず、ステップS21で車両が停車中であるか否かを判定する。車両停車中でなければステップS22に進み、フラグFRAG1がゼロか否かを判定する。そして、フラグFRAG1がゼロのときは、ステップS23に進み、フラグFRAG2がゼロか否かを判定する。フラグFRAG2がゼロのときは、ステップS24に進み、運転状態が3速領域内にあるか否かを判定する。
そして、ステップS24で運転状態が3速領域内にあると判定されたときは、ステップS25で予備的故障判定を行う。この予備的故障判定においては、変速歯車機構の入力側と出力側との回転差に基いて計算された実ギヤ比が目標変速段のギヤ比に対して5%以上の誤差を有する状態が0.5sec継続したときに予備的故障判定条件が満足されるようになっている。なお、後述の正規の故障判定においては、10%以上の誤差を有する状態が1sec継続したときに故障判定条件が満足されるようになっているが、これに対して予備的故障判定条件は比較的故障を検出し易い。このとき、予備的故障判定条件を、10%以上の誤差を有する状態が1sec継続したとき、或いは5%以上の誤差を有する状態が0.5sec継続したときに満足されるように設定することによって、正規の故障判定条件に対して許容範囲或いは継続時間の片方だけが異なるように構成してもよい。
そして、予備的故障判定条件が満足されたときは、ステップS26に進み、故障発生の判定としてフラグFRAG1を1に設定し、ステップS27で3速領域を拡大する。なお、予備的故障判定における故障発生とは、条件が比較的満足されやすいから信頼度は低く、実際に故障が発生している可能性は低く、故障の予兆が検出されるに止まる。
また、3速領域の拡大は、図11に示すように、3−4変速ラインを高速化することにより実現される。その結果、図10の制御マップに示すように、判定領域Yに比べて広い判定領域Y′が確保される。
次に、ステップS28で正規の故障判定を行う。この故障判定においては、実ギヤ比が目標変速段のギヤ比に対して10%以上の誤差を有する状態が1sec継続したときに故障判定条件が満足されるようになっている。そして、故障判定条件が満足されたときは、ステップS29に進み、故障発生の判定としてフラグFRAG2を1に設定し、ステップS30で故障警告及び所定のフェールセーフ制御を行う。なお、故障判定における故障発生は、前記予備的故障判定よりも厳しい条件であるから信頼度は高く、実際に故障が発生している可能性が極めて高い。
一方、ステップS21で車両が停止していると判定されたときは、ステップS31に進み、フラグFRAG1をゼロにリセットし、ステップS32において、前記ステップS27で3速領域が拡大されている場合は、この領域を拡大前の領域になるように初期化する。
また、ステップS22でフラグFRAG1がゼロでないと判定されたとき、即ち予備的故障判定条件が既に満足されている場合は、ステップS28に進み、正規の故障判定を行う。
そして、ステップS23でフラグFRAG2がゼロでないと判定されたとき、即ち故障判定条件が既に満足されている場合は、ステップS30に進み、故障警告及びフェールセーフ制御を行う。つまり、ステップS29で一度でもFRAG2が1にセットされた場合は、この判定制御においてフラグFRAG2はゼロにリセットされることはなく、故障警告及びフェールセーフ制御を繰り返し、FRAG2は故障箇所の修理等が行われたときにリセットされるようになっている。
一方、ステップS24で運転状態が3速領域内にないときは、ステップS21に戻る。なお、変速中も、ギヤ比が安定しないので予備的故障判定を行わずにステップS21に戻るようになっている。
また、ステップS25で予備的故障判定条件が満足されなかったとき、ステップS28で故障判定条件が満足されなかったときは、いずれもステップS21に戻るようになっている。
なお、前記ステップS25が請求項5,6に記載の発明の趣旨に相当し、前記ステップS31,32が請求項7に記載の発明の趣旨に相当する。
以上のようなロックアップオン故障及びギヤエラー故障の判定制御によれば、最初に予備的故障判定手段により故障判定が行われる。このときの予備的故障判定条件は、故障発生の判定をし易く設定されているので、故障の予兆が確実に検出される。そして、故障の予兆が検出されたときに、制御マップの判定領域が拡大されると共に、故障判定手段により正規の故障判定が行われる。この故障判定手段においては、正規の故障判定条件により故障判定が行われるが、制御マップの判定領域が拡大されているので、判定のための十分な時間が確保され、故障を看過することが防止される。
一方、運転状態が低負荷領域にあるときは、使用頻度の高い市街地走行モードに相当するので、精度の高い故障検出が要望される。これは判定に使用できる領域が広く確保することができる高負荷領域において精度の良い故障判定を行っても、この領域を使用する頻度は低いため、故障の検出が遅れるからである。
これに対して、運転状態が使用頻度の高い低負荷領域にあるときに、前述の故障判定制御が行われるので、低負荷領域において精度の良い故障の判定が行われ、故障発生の判定がなされたときに、迅速に故障警告やフェールセーフ制御などの対応をとることができる。また、例えばスロットル開度が所定値以下のときに限って前述の2段階の故障判定を行うようにした場合、スロットル開度が所定値以上のときは、正規の故障判定のみを行えばよいので、制御の簡素化を図ることができる。
また、予備的故障条件においては、判定時間及び/又は判定閾値が正規の故障判定に比べて故障発生の判定をし易く設定されているので、故障発生の予兆が確実に検出されることになる。具体的には、予備的故障条件では、判定時間は短く、判定閾値は正常値側になるように設定されているので、異常の状態が短時間でも検出されたときに故障発生の判定がされると共に、検出値が判定閾値を超える確率が高くなって異常の状態と判定され易い。
一方、正規の故障判定条件においては、前記予備的故障判定条件に比べて、判定時間は長く、判定閾値は異常値側に設定されているので、異常の状態が長時間継続し、及び/又は検出値が明らかな異常のものであるときに故障発生の判定されることになって、この正規の故障判定条件を満たしたときは、実際に故障が生じている可能性が極めて高い。しかも、このような正規の故障判定条件で狭い判定領域のまま判定を行えば、故障を看過する可能性が高くなるが、判定領域が拡大されているので、確実に故障発生を検出することができる。
一方、停車時に、予備的故障判定条件を満たした結果拡大された判定領域を拡大前の領域に戻すことにより、変更した制御マップで長時間運転が行われることが回避される。特に停車時にこれを行うので、運転中に突然制御マップが変更されることによる違和感の発生が防止される。なお、前述のロックアップオン故障及びギヤエラー故障の判定においては、停車時に限ってフラグFRAG1をゼロにリセットすると共に、制御マップの判定領域をリセットするようになっているが、正規の故障判定による故障発生の判定、つまりフラグFRAG2が1のときにリセットするように制御してもよい。この場合、故障発生の判定が確定しているため、変更した制御マップを使用する必要がないからである。
また、本発明の他の実施の形態として、前記実施の形態で示した4速の自動変速機10(以下、「主変速機」という)に副変速機を加えた構成の自動変速機の場合の故障判定について説明する。
このような自動変速機の場合、例えば5速を達成するときは、主変速機は4速と同様の状態で、該主変速機の出力を副変速機により変速して5速を達成するように構成されることがある。そのため、5速ロックアップオン故障の判定を行う場合は、前述の4速ロックアップオン故障の判定と同様の方法により判定することができる。
また、このような5速や6速への変速機の多段化に伴って、制御マップの各変速領域が狭くなる。図12に示すように、6速の自動変速機の場合において、3速の特に低スロットル開度側の判定領域Zは狭い。しかし、予備的故障判定条件を満たす場合は、3−4変速ラインを高速化することによって、図13に示すように、判定領域が拡大(Z→Z′)される。その結果、判定のための十分な時間が確保され、効果的に故障判定が行われることになる。