JP2008223941A

JP2008223941A - 自動変速機

Info

Publication number: JP2008223941A
Application number: JP2007065207A
Authority: JP
Inventors: Takateru Kawaguchi; 高輝河口; Shinya Mochiyama; 真也持山; Fumitaka Nagashima; 史貴永島; Yoshihide Shinso; 良秀新祖
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: KR101455862B1; EP1970600B1; KR20080084598A; US7901315B2; EP1970600A3; US20080227580A1; EP1970600A2; CN101265972A; CN101265972B; JP4358248B2

Abstract

【課題】自動変速機内部の回転部材が所定値以上の高回転となることを防止する。
【解決手段】本発明は、複数の回転要素を有する複数の遊星歯車と、回転要素の回転を選択的に停止させる、又は回転要素間を締結状態にする複数の摩擦要素とを備え、指令変速段に基づいて複数の摩擦要素の締結解放状態を切り換えることで複数の変速段を実現し、入力軸の回転速度を変速して出力軸から出力する自動変速機において、複数の回転要素のうち、入力軸及び出力軸以外である所定の回転要素の回転速度を演算し（Ｓ１２）、この回転速度が所定回転速度より高いと判定されたとき（Ｓ１３）、複数の摩擦要素をすべて解放状態にする（Ｓ１５）。
【選択図】図６

Description

本発明は有段式自動変速機のいずれかの摩擦要素に過回転が生じることを防止する制御に関する。

自動変速機を搭載した車両において、エンジン回転速度又はタービン回転速度が所定の回転速度を上回ったとき、変速段をアップシフトさせることでエンジンの回転速度の上昇を抑え、エンジンを保護する技術が特許文献１に開示されている。
特開平９−８９０９８号公報

自動変速機の摩擦要素が故障した場合、特に解放故障した場合には、入力回転速度はそれほど高回転ではないにもかかわらず、入力軸以外の回転部材が遊星歯車の歯数比に応じて増速されて非常に高回転となる場合がある。

そこで、摩擦要素が故障した場合に高回転となると推定される回転部材に、推定される回転速度に耐えうるだけの強度を持たせることが考えられるが、強度を上げると自動変速機全体としての重量が増加し、サイズが大型化するという問題がある。

本発明は、自動変速機内部の摩擦要素が故障したりしても、重量やサイズを大型化することなく回転部材が所定の回転速度以上の高回転となることを防止することを目的とする。

本発明は、複数の回転要素を有する複数の遊星歯車と、回転要素の回転を選択的に停止させる、又は回転要素間を締結状態にする複数の摩擦要素とを備え、指令変速段に基づいて複数の摩擦要素の締結解放状態を切り換えることで複数の変速段を実現し、入力軸の回転速度を変速して出力軸から出力する自動変速機において、複数の回転要素のうち、入力軸及び出力軸以外である所定の回転要素の回転速度を検出する回転速度検出手段と、所定の回転要素の回転速度が所定回転速度より高いと判定されたとき、複数の摩擦要素をすべて解放状態にする摩擦要素解放手段とを備える。

本発明によれば、入力軸及び出力軸以外である所定の回転要素の回転速度を検出し、所定の回転要素の回転速度が所定回転速度より高いとき、すべての摩擦要素を解放状態とするようにした。これにより、自動変速機の重量やサイズを大型化することなく、入力軸や出力軸の回転速度からは正確に判断できない、遊星歯車の回転要素における所定回転速度以上の高回転の発生を正確に判断できるとともに、すべての摩擦要素の解放によって変速機を完全ニュートラル状態とすることで、遊星歯車の回転要素が歯数比によって増速されて所定回転速度以上の高速回転となることを防止することができる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。

（第１実施形態）
図１は本実施形態における自動変速機の構成を示すスケルトン図である。本実施形態における自動変速機は、前進７速後退１速の有段式自動変速機であり、エンジンＥｇの駆動力がトルクコンバータＴＣを介して入力軸Ｉｎｐｕｔから入力され、４つの遊星ギアと７つの摩擦要素とによって回転速度が変速されて出力軸Ｏｕｔｐｕｔから出力される。また、トルクコンバータＴＣのポンプインペラと同軸上にオイルポンプＯＰが設けられ、エンジンＥｇの駆動力によって回転駆動され、オイルを加圧する。

また、エンジンＥｇの駆動状態を制御するエンジンコントローラ（ＥＣＵ）１０と、自動変速機の変速状態等を制御する自動変速機コントローラ（ＡＴＣＵ）２０と、ＡＴＣＵ２０の出力信号に基づいて各締結要素の油圧を制御するコントロールバルブユニット（ＣＶＵ）３０とが設けられている。なお、ＥＣＵ１０とＡＴＣＵ２０とは、ＣＡＮ通信線等を介して接続され、相互にセンサ情報や制御情報を通信により共有している。

ＥＣＵ１０には、運転者のアクセルペダル操作量を検出するＡＰＯセンサ１、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２、及びスロットル開度を検出するスロットルセンサ７が接続されている。ＥＣＵ１０は、エンジン回転速度やアクセルペダル操作量に基づいて燃料噴射量やスロットル開度を制御し、エンジンの回転速度及びトルクを制御する。

ＡＴＣＵ２０には、第１キャリアＰＣ１の回転速度を検出する第１タービン回転速度センサ３（第１の回転センサ）、第１リングギアＲ１の回転速度を検出する第２タービン回転速度センサ４（第２の回転センサ）及び運転者のシフトレバー操作状態を検出するインヒビタスイッチ６が接続され、Ｄレンジにおいて車速Ｖｓｐとアクセルペダル操作量ＡＰＯとに基づく最適な指令変速段を選択し、コントロールバルブユニットＣＶＵに指令変速段を達成する制御指令を出力する。また、ＡＴＣＵ２０は第１タービン回転速度センサ３及び第２タービン回転速度センサ４の検出値に基づいて、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度を演算する。入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度の演算方法については後述する。

次に、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転を変速しながら出力軸Ｏｕｔｐｕｔへと伝達する変速ギア機構について説明する。変速ギア機構には入力軸Ｉｎｐｕｔ側から軸方向出力軸Ｏｕｔｐｕｔ側に向けて、順に第１遊星ギアセットＧＳ１及び第２遊星ギアセットＧＳ２が配置されている。また、摩擦要素として複数のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が配置され、さらに複数のワンウェイクラッチＦ１、Ｆ２が配置されている。

第１遊星ギアＧ１は、第１サンギアＳ１と、第１リングギアＲ１と、両ギアＳ１、Ｒ１に噛み合う第１ピニオンＰ１を支持する第１キャリアＰＣ１と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。第２遊星ギアＧ２は、第２サンギアＳ２と、第２リングギアＲ２と、両ギアＳ２、Ｒ２に噛み合う第２ピニオンＰ２を支持する第２キャリアＰＣ２と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。第３遊星ギアＧ３は、第３サンギアＳ３と、第３リングギアＲ３と、両ギアＳ３、Ｒ３に噛み合う第３ピニオンＰ３を支持する第３キャリアＰＣ３と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。第４遊星ギアＧ４は、第４サンギアＳ４と、第４リングギアＲ４と、両ギアＳ４、Ｒ４に噛み合う第４ピニオンＰ４を支持する第４キャリアＰＣ４と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

入力軸Ｉｎｐｕｔは、第２リングギアＲ２に連結され、エンジンＥｇからの回転駆動力をトルクコンバータＴＣ等を介して入力する。出力軸Ｏｕｔｐｕｔは、第３キャリアＰＣ３に連結され、出力回転駆動力をファイナルギア等を介して駆動輪に伝達する。

第１連結メンバＭ１は、第１リングギアＲ１と第２キャリアＰＣ２と第４リングギアＲ４とを一体的に連結するメンバである。第２連結メンバＭ２は、第３リングギアＲ３と第４キャリアＰＣ４とを一体的に連結するメンバである。第３連結メンバＭ３は、第１サンギアＳ１と第２サンギアＳ２とを一体的に連結するメンバである。

第１遊星ギアセットＧＳ１は、第１遊星ギアＧ１と第２遊星ギアＧ２とを、第１連結メンバＭ１と第３連結メンバＭ３とによって連結して、４つの回転要素から構成される。また、第２遊星ギアセットＧＳ２は、第３遊星ギアＧ３と第４遊星ギアＧ４とを、第２連結メンバＭ２によって連結して、５つの回転要素から構成される。

第１遊星ギアセットＧＳ１では、トルクが入力軸Ｉｎｐｕｔから第２リングギアＲ２に入力され、入力されたトルクは第１連結メンバＭ１を介して第２遊星ギアセットＧＳ２に出力される。第２遊星ギアセットＧＳ２では、トルクが入力軸Ｉｎｐｕｔから直接第２連結メンバＭ２に入力されるとともに、第１連結メンバＭ１を介して第４リングギアＲ４に入力され、入力されたトルクは第３キャリアＰＣ３から出力軸Ｏｕｔｐｕｔに出力される。

インプットクラッチＣ１は、入力軸Ｉｎｐｕｔと第２連結メンバＭ２とを選択的に断接するクラッチである。ダイレクトクラッチＣ２は、第４サンギアＳ４と第４キャリアＰＣ４とを選択的に断接するクラッチである。

Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３は、第３サンギアＳ３と第４サンギアＳ４とを選択的に断接するクラッチである。また、第３サンギアＳ３と第４サンギアＳ４との間には、第２ワンウェイクラッチＦ２が配置されている。これにより、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３が解放され、第３サンギアＳ３よりも第４サンギアＳ４の回転速度が大きい時、第３サンギアＳ３と第４サンギアＳ４とは独立した回転速度を発生する。よって、第３遊星ギアＧ３と第４遊星ギアＧ４が第２連結メンバＭ２を介して接続された構成となり、それぞれの遊星ギアが独立したギア比を達成する。

フロントブレーキＢ１は、第１キャリアＰＣ１の回転を選択的に停止させるブレーキである。また、フロントブレーキＢ１と並列に第１ワンウェイクラッチＦ１が配置されている。ローブレーキＢ２は、第３サンギアＳ３の回転を選択的に停止させるブレーキである。２３４６ブレーキＢ３は、第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２を連結する第３連結メンバＭ３の回転を選択的に停止させるブレーキである。リバースブレーキＢ４は、第４キャリアＰＣ４の回転を選択的に停止させるブレーキである。

ここで、ＡＴＣＵ２０（入力軸回転推定手段）において演算される入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度であるタービン回転速度の演算方法について説明する。タービン回転速度は、第１タービン回転速度センサ３の検出値である第１キャリアＰＣ１の回転速度と、第２タービン回転速度センサ４の検出値である第２キャリアＰＣ２の回転速度とに基づいて、以下の（１）式に従って演算される。

Ｎ_Input＝（１＋λ₁／λ₁）Ｎ_PC2−（１／λ₁）Ｎ_PC1 ・・・（１）
Ｎ_Inputは入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度、Ｎ_PC1は第１キャリアＰＣ１の回転速度、Ｎ_PC2は第２キャリアＰＣ２の回転速度、λ₁は歯数比をそれぞれ示す。歯数比λ₁は以下の（２）式に示すように第２リングギアＲ２の歯数Ｚ_R2と第１ピニオンＰ１の歯数Ｚ_P1との比である。
λ₁＝Ｚ_R2／Ｚ_P1 ・・・（２）

次に図２を参照しながらＣＶＵ３０の油圧回路について説明する。図２はＣＶＵの油圧回路を表す回路図である。

油圧回路には、エンジンにより駆動された油圧源としてのオイルポンプＯＰと、運転者のシフトレバー操作と連動して、ライン圧ＰＬを供給する油路を切り換えるマニュアルバルブＭＶと、ライン圧を所定の一定圧に減圧するパイロットバルブＰＶとが設けられる。

また、ローブレーキＢ２の締結圧を調圧する第１調圧弁ＣＶ１と、インプットクラッチＣ１の締結圧を調圧する第２調圧弁ＣＶ２と、フロントブレーキＢ１の締結圧を調圧する第３調圧弁ＣＶ３と、Ｈ＆ＲＬクラッチＣ３の締結圧を調圧する第４調圧弁ＣＶ４と、２３４６ブレーキＢ３の締結圧を調圧する第５調圧弁ＣＶ５と、ダイレクトクラッチＣ２の締結圧を調圧する第６調圧弁ＣＶ６とが設けられる。

また、ローブレーキＢ及びインプットクラッチＣ１への供給油路のうち、どちらか一方のみを連通状態に切り換える第１切換弁ＳＶ１と、ダイレクトクラッチＣ２に対しＤレンジ圧及びＲレンジ圧の供給油路のうち、どちらか一方のみを連通状態に切り換える第２切換弁ＳＶ２と、リバースブレーキＢ４に対して供給する油圧を第６調圧弁ＣＶ６からの供給油圧とＲレンジ圧からの供給油圧との間で切り換える第３切換弁ＳＶ３と、第６調圧弁ＣＶ６から出力された油圧を油路１２３と油路１２２との間で切り換える第４切換弁ＳＶ４とが設けられる。

また、ＡＴＣＵ２０からの制御信号に基づいて、第１調圧弁ＣＶ１に対し調圧信号を出力する第１ソレノイドバルブＳＯＬ１と、第２調圧弁ＣＶ２に対し調圧信号を出力する第２ソレノイドバルブＳＯＬ２と、第３調圧弁ＣＶ３に対し調圧信号を出力する第３ソレノイドバルブＳＯＬ３と、第４調圧弁ＣＶ４に対し調圧信号を出力する第４ソレノイドバルブＳＯＬ４と、第５調圧弁ＣＶ５に対し調圧信号を出力する第５ソレノイドバルブＳＯＬ５と、第６調圧弁ＣＶ６に対し調圧信号を出力する第６ソレノイドバルブＳＯＬ６と、第１切換弁ＳＶ１及び第３切換弁ＳＶ３に対し切り換え信号を出力する第７ソレノイドバルブＳＯＬ７とが設けられる。

エンジンにより駆動されるオイルポンプＯＰの吐出圧は、ライン圧に調圧された後、油路１０１及び油路１０２に供給される。油路１０１には、運転者のシフトレバー操作に連動して作動するマニュアルバルブＭＶと接続された油路１０１ａと、フロントブレーキＢ１の締結圧の元圧を供給する油路１０１ｂと、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３の締結圧の元圧を供給する油路１０１ｃとが接続される。

マニュアルバルブＭＶには、油路１０５と、後退走行時に選択されるＲレンジ圧を供給する油路１０６が接続され、シフトレバー操作に応じて油路１０５と油路１０６とを切り換える。

油路１０５には、ローブレーキＢ２の締結圧の元圧を供給する油路１０５ａと、インプットクラッチＣ１の締結圧の元圧を供給する油路１０５ｂと、２３４６ブレーキＢ３の締結圧の元圧を供給する油路１０５ｃと、ダイレクトクラッチＣ２の締結圧の元圧を供給する油路１０５ｄと、後述する第２切換弁ＳＶ２の切り換え圧を供給する油路１０５ｅとが接続される。

油路１０６には、第２切換弁ＳＶ２の切り換え圧を供給する油路１０６ａと、ダイレクトクラッチＣ２の締結圧の元圧を供給する油路１０６ｂと、リバースブレーキＢ４の締結圧を供給する油路１０６ｃとが接続される。

油路１０２にはパイロットバルブＰＶを介してパイロット圧を供給する油路１０３が接続される。油路１０３には、第１ソレノイドバルブＳＯＬ１にパイロット圧を供給する油路１０３ａと、第２ソレノイドバルブＳＯＬ２にパイロット圧を供給する油路１０３ｂと、第３ソレノイドバルブＳＯＬ３にパイロット圧を供給する油路１０３ｃと、第４ソレノイドバルブＳＯＬ４にパイロット圧を供給する油路１０３ｄと、第５ソレノイドバルブＳＯＬ５にパイロット圧を供給する油路１０３ｅと、第６ソレノイドバルブＳＯＬ６にパイロット圧を供給する油路１０３ｆと、第７ソレノイドバルブＳＯＬ７にパイロット圧を供給する油路１０３ｇとが設けられる。

次に、図３、図４を参照しながら変速ギア機構の作動について説明する。図３は、変速段ごとの各締結要素の締結状態を示す締結表であり、○印は当該締結要素が締結状態となることを示し、（○）印はエンジンブレーキが作動するレンジ位置が選択されているときに当該締結要素が締結状態となることを示す。図４は、各変速段における各回転部材の回転状態を示す共線図である。

１速では、ローブレーキＢ２のみが締結され、第１ワンウェイクラッチＦ１及び第２ワンウェイクラッチＦ２が係合する。またエンジンブレーキ作用時は、フロントブレーキＢ１及びＨ＆ＬＲクラッチＣ３がさらに締結される。

第１ワンウェイクラッチＦ１が係合することで、第１キャリアＰＣ１の回転が制止されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔから第２リングギアＲ２に入力された回転は、第１遊星ギアセットＧＳ１によって減速され、この回転は第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に出力される。また、ローブレーキＢ２が締結され、第２ワンウェイクラッチＦ２が係合することで、第３サンギアＳ３及び第４サンギアＳ４の回転が制止されるので、第４リングギアＲ４に入力された回転は、第２遊星ギアセットＧＳ２により減速され、第３キャリヤＰＣ３から出力される。

すなわち、図４の共線図に示すように、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１遊星ギアセットＧＳ１で減速され、さらに第２遊星ギアセットＧＳ２で減速され、出力軸Ｏｕｔｐｕｔから出力される。

２速では、ローブレーキＢ２及び２３４６ブレーキＢ３が締結され、第２ワンウエイクラッチＦ２が係合する。またエンジンブレーキ作用時は、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３がさらに締結される。

２３４６ブレーキＢ３が締結されることで、第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２の回転が制止されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔから第２リングギアＲ２に入力された回転は、第２遊星ギアＧ２のみによって減速され、この回転は第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に出力される。また、ローブレーキＢ２が締結され、第２ワンウェイクラッチＦ２が係合することで、第３サンギアＳ３及び第４サンギアＳ４の回転が制止されるので、第４リングギアＲ４に入力された回転は、第２遊星ギアセットＧＳ２によって減速され、第３キャリヤＰＣ３から出力される。

３速では、ローブレーキＢ２、２３４６ブレーキＢ３及びダイレクトクラッチＣ２が締結される。

２３４６ブレーキＢ３が締結されることで、第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２の回転が制止されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔから第２リングギアＲ２に入力された回転は、第２遊星ギアＧ２により減速され、この回転が第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に出力される。また、ダイレクトクラッチＣ２が締結されることで、第４遊星ギアＧ４は一体となって回転する。従って、第４遊星ギアＧ４はトルク伝達に関与するが減速作用には関与しない。また、ローブレーキＢ２が締結されることで、第３サンギアＳ３の回転が制止されるので、第４リングギアＲ４と一体に回転する第４キャリヤＰＣ４から第２連結メンバＭ２を介して第３リングギアＲ３に入力された回転は、第３遊星ギアＧ３により減速され、第３キャリヤＰＣ３から出力される。

すなわち、図４の共線図に示すように、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１遊星ギアセットＧＳ１で減速され、さらに第２遊星ギアセットＧＳ２のうち第３遊星ギアＧ３で減速され、出力軸Ｏｕｔｐｕｔから出力される。

４速では、２３４６ブレーキＢ３、ダイレクトクラッチＣ２及びＨ＆ＬＲクラッチＣ３が締結される。

２３４６ブレーキＢ３が締結されることで、第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２の回転が制止されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔから第２リングギアＲ２に入力された回転は、第２遊星ギアＧ２のみによって減速され、この回転は第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に出力される。また、ダイレクトクラッチＣ２及びＨ＆ＬＲクラッチＣ３が締結されることで、第２遊星ギアセットＧＳ２は一体で回転するので、第４リングギアＲ４に入力された回転は、そのまま第３キャリヤＰＣ３から出力される。

すなわち、図４の共線図に示すように、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１遊星ギアセットＧＳ１で減速され、第２遊星ギアセットＧＳ２では減速されることなく、出力軸Ｏｕｔｐｕｔから出力される。

５速では、インプットクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２及びＨ＆ＬＲクラッチＣ３が締結される。

インプットクラッチＣ１が締結されることで、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第２連結メンバＭ２に直接入力される。また、ダイレクトクラッチＣ２及びＨ＆ＬＲクラッチＣ３が締結されることで、第２遊星ギアセットＧＳ２は一体で回転するので、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は、そのまま第３キャリアＰＣ３から出力される。

すなわち、図４の共線図に示すように、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１遊星ギアセットＧＳ１及び第２遊星ギアセットＧＳ２で減速されることなく、そのまま出力軸Ｏｕｔｐｕｔから出力される。

６速では、インプットクラッチＣ１、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３及び２３４６ブレーキＢ３が締結される。

インプットクラッチＣ１が締結されることで、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第２リングギアに入力されると共に、第２連結メンバＭ２に直接入力される。また、２３４６ブレーキＢ３が締結されることで、第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２の回転は制止されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第２遊星ギアＧ２により減速され、第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に出力される。

また、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３が締結されることで、第３サンギアＳ３及び第４サンギアＳ４は一体回転するので、第２遊星ギアセットＧＳ２は、第４リングギアＲ４の回転と、第２連結メンバＭ２の回転とによって規定される回転を第３キャリヤＰＣ３から出力する。

すなわち、図４の共線図に示すように、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転の一部は第１遊星ギアセットＧＳ１において減速され、第２遊星ギアセットＧＳ２においては増速されて、出力軸Ｏｕｔｐｕｔから出力される。

７速では、インプットクラッチＣ１、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３及びフロントブレーキＢ１が締結され、第１ワンウェイクラッチＦ１が係合する。

インプットクラッチＣ１が締結されることで、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第２リングギアＲ２に入力されると共に、第２連結メンバＭ２に直接入力される。また、フロントブレーキＢ１が締結されることで、第１キャリアＰＣ１の回転は制止されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１遊星ギアセットＧＳ１により減速され、この回転は第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に出力される。

後退速では、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３、フロントブレーキＢ１及びリバースブレーキＢ４が締結される。

フロントブレーキＢ１が締結されることで、第１キャリアＰＣ１の回転は制止されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１遊星ギアセットＧＳ１により減速され、この回転が第１連結メンバＭ１から第４リングギアＲ４に出力される。

また、Ｈ＆ＬＲクラッチＣ３が締結されることで、第３サンギアＳ３及び第４サンギアＳ４は一体的に回転し、リバースブレーキＢ４が締結されることで、第２連結メンバＭ２の回転は制止されるので、第２遊星ギアセットＧＳ２では、第４リングギアＲ４の回転が第４サンギアＳ４、第３サンギアＳ３、第３キャリアＰＣ３と、反転しながら伝達され、第３キャリヤＰＣ３から出力する。

すなわち、図４の共線図に示すように、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１遊星ギアセットＧＳ１において減速され、第２遊星ギアセットＧＳ２において反転されて、出力軸Ｏｕｔｐｕｔから出力される。

自動変速機は以上のように構成され、車速及びスロットル開度に基づいて設定される変速線に従って、１速〜７速の間で所望の変速段に切り換えられる。このとき、いずれかの摩擦要素に、解放したまま締結できない解放故障が生じると、特定の回転部材が摩擦要素が正常に作動している場合に比べて回転速度が非常に高速となり、とくに入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度や出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度の上限値よりも高くなり、この回転部材の耐久性が低下する可能性がある。

所定の回転部材が高速回転となる場合について図５を参照しながら説明する。変速段が５速のとき、インプットクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２及びＨ＆ＬＲクラッチＣ３が締結されており、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は増速又は減速されることなく出力軸Ｏｕｔｐｕｔに伝達される。この状態でダイレクトクラッチＣ２が解放したまま締結できない解放故障した場合には、入力軸Ｉｎｐｕｔからの動力が出力軸Ｏｕｔｐｕｔから伝達されず、かつエンジンも駆動輪側から逆駆動されないニュートラル状態となる。このため、第２遊星ギアセットＧＳ２では、第４リングギアＲ４と、第３サンギアＳ３及び第４サンギアＳ４の回転速度は、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度（第３リングギアＲ３）と出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度（第３キャリアＰＣ３）によって規定されることになる。そして、この状態で、例えばアクセルペダルが踏み込まれたりすると、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度よりも出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度が低くなる。また、第３サンギアＳ３及び第４サンギアＳ４の回転速度は、出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度よりも更に低下して場合によっては逆回転となる。また、これに伴って第４リングギアＲ４の回転速度が入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度よりも歯数比で増幅されてさらに高回転に上昇する。一方、第１遊星ギアセットＧＳ１では、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度（第２リングギアＲ２）と第１リングギアＲ１及び第２キャリアＰＣ２とによって、第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２に連結される第３連結メンバＭ３の回転速度が規定されることになる。したがって、第４リングギアＲ４に連結される第２キャリアＰＣ２の回転速度も歯数比で増幅されて入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度よりも高回転となり、これに伴って第１サンギアＳ１及び第２サンギアＳ２に連結される第３連結メンバＭ３の回転速度についても、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度に対して歯数比で増幅されて、摩擦要素が正常であれば取り得ないような高速回転となる。なお、図４にあるように、第３連結メンバＭ３の回転速度は、摩擦要素が正常であれば、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度よりも高速回転となることはない。

また、変速段が５速のとき、インターロックを誤検知した場合にも上記したのと同様に摩擦要素が正常であれば取り得ないような高速回転が生じる。すなわち、５速でインターロックによる急減速が発生するのは、２３４６ブレーキＢ３又はフロントブレーキＢ１が誤締結した場合であるので、このときダイレクトクラッチＣ２を解放することで、２３４６ブレーキＢ３の誤締結の場合には６速、フロントブレーキＢ１の誤締結の場合には７速へシフトさせ、急減速を回避するように制御される。従って、インターロックを誤検知した場合には、誤締結している摩擦要素はないにもかかわらずダイレクトクラッチＣ２を解放するので、前述のようにダイレクトクラッチＣ２が解放故障した場合と同様に、第３連結メンバＭ３が、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度に対して歯数比で増幅されて、摩擦要素が正常であれば取り得ないような高速回転が生じる。

そこで、上記のような高速回転が生じた場合にＡＴＣＵ２０において行う制御について図６のフローチャートを参照しながら説明する。図６は、本実施形態における自動変速機の過回転防止制御を示すフローチャートである。なお、本実施形態では第３連結メンバＭ３に摩擦要素が正常であれば取り得ないような高速回転が生じた場合について説明するが、その他の連結メンバに摩擦要素が正常であれば取り得ないような高速回転が生じた場合も以下の制御を適用することが可能である。

ステップＳ１１では、第１タービン回転速度センサ３及び第２タービン回転速度センサ４が正常であるか否かを判定する。第１タービン回転速度センサ３及び第２タービン回転速度センサ４がいずれも正常であればステップＳ１２へ進み、一方でも正常でなければ再度ステップＳ１１を実行する。第１タービン回転速度センサ３及び第２タービン回転速度センサ４の異常は、例えばエンジンがアイドル回転のときに、各変速段における各センサ３、４の検出回転速度が所定値より低いか否かによって判断され、検出回転速度が所定値より低いとき、当該センサ３、４が異常であると判定される。

ステップＳ１２（回転速度演算手段）では、第３連結メンバＭ３（所定の回転要素）の回転速度を演算する。第３連結メンバＭ３の回転速度は、第１タービン回転速度センサ３の検出値である第１キャリアＰＣ１の回転速度と、第２タービン回転速度センサ４の検出値である第１リングギアの回転速度とに基づいて、以下の（３）式に従って演算される。

Ｎ_M3＝（１＋λ₂／λ₂）Ｎ_PC1−（１／λ₂）Ｎ_R1 ・・・（３）
Ｎ_M3は第３連結メンバＭ３の回転速度、Ｎ_PC1は第１キャリアＰＣ１の回転速度、Ｎ_R1は第１リングギアＲ１の回転速度、λ₂は歯数比をそれぞれ示す。歯数比λ₂は以下の（４）式に示すように第１サンギアＳ１の歯数Ｚ_S1と第１リングギアＲ１の歯数Ｚ_R1との比である。
λ₂＝Ｚ_S1／Ｚ_R1 ・・・（４）

ステップＳ１３では、第３連結メンバＭ３の回転速度が所定回転速度より高いか否かを判定する。第３連結メンバＭ３の回転速度が所定回転速度より高ければステップＳ１４へ進み、所定回転速度以下であればステップＳ１１へ戻る。所定回転速度は、ＡＴＣＵ２０によって指令される指令変速段と、実際に達成されるギア比に対応する変速段とが一致している場合、すなわち正常に変速制御が行われているときに、第３連結メンバＭ３がとり得る回転速度の最高値より高い回転速度であり、例えば第３連結メンバＭ３の耐久性を考慮して８０００ｒｐｍに設定される。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３において第３連結メンバＭ３の回転速度が所定回転速度より高いと判定されてから、所定時間経過したか否かを判定する。所定時間が経過していればステップＳ１５へ進み、経過していなければステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１５（摩擦要素解放手段）では、現時点で複数の摩擦要素が締結している可能性があるが、暫定リンプホーム制御として、全ての摩擦要素を解放状態とする。これにより変速機は完全ニュートラル状態となる。

ステップＳ１６では、車両が停止したか否かを判定する。車両が停止していればステップＳ１７へ進み、車両が停止していなければ再度ステップＳ１６を実行する。なお、車両が停止したか否かは車速が所定車速（例えば５ｋｍ／ｈ）以下になったか否かによって判定する。

ステップＳ１７では、探り制御を行う。探り制御は、指令変速段を１速から３速まで順次移行させ、指令変速段と、各指令変速段のときの実ギア比から推定される実際の変速段との関係から、故障している摩擦要素の特定及び当該摩擦要素の故障形態の特定を行うように制御される。なお、故障形態としては、締結指令を出力した摩擦要素が完全締結することなく解放したままとなる解放故障と、解放指令を出力した摩擦要素が解放することなく締結したままとなる締結故障とがある。

ステップＳ１８では、本リンプホーム制御を行う。本リンプホーム制御は、ステップＳ１７において特定された故障部位及び故障形態に基づいて、摩擦要素が締結故障したのであればこの摩擦要素を使用する変速段、摩擦要素が解放故障したのであればこの摩擦要素を使用しない変速段をそれぞれ選択して変速制御を行うものであり、これにより車両の走行性の悪化を防止することができる。

以上のように本実施形態では、入力軸Ｉｎｐｕｔや出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度が低回転だからといって、例えば摩擦要素が故障した場合などは、高速の回転要素の有無を正確に判断できない。そこで、入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力軸Ｏｕｔｐｕｔ以外である第３連結メンバＭ３の回転速度を間接的に検出するとともに、入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力軸Ｏｕｔｐｕｔ以外である第３連結メンバＭ３の回転速度が所定回転速度より高いとき、すべての摩擦要素を解放状態とするので、第３連結メンバＭ３における所定回転速度以上の発生を正確に判断でき、かつすべての摩擦要素の解放によって変速機を完全ニュートラル状態とすることで、摩擦要素が故障した場合などに第３連結メンバＭ３が遊星歯車によって増速されることを防止することができる（請求項１に対応）。

また、所定回転速度は、ＡＴＣＵ２０によって指令される指令変速段と、実際に達成されるギア比に対応する変速段とが一致している正常時に、第３連結メンバＭ３がとり得る回転速度の最高値より高い回転速度に設定されるので、変速機が異常状態でないにもかかわらず、すべての摩擦要素が解放されるといった過剰な制御を防止することができる（請求項２に対応）。

さらに、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度を演算するのに使用している第１タービン回転速度センサ３及び第２タービン回転速度センサ４の検出値と歯数比とに基づいて、第３連結メンバＭ３の回転速度を演算して推定するので、入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度からは正確に判断できない第３連結メンバＭ３の回転速度を正確に推定することができ、また第３連結メンバＭ３の回転を検知するために新たにセンサを設ける必要がないので、部品の増加によるコストの増加や重量の更なる増大を回避することができる（請求項３に対応）。

（第２実施形態）
本実施形態では新たに第３タービン回転速度センサ３Ａを設けているところが第１実施形態と異なる。本実施形態では図７に示すように、第３タービン回転速度センサ３Ａは第３連結メンバＭ３の近傍に設けられ、第３連結メンバＭ３の回転速度を直接検出する。

次に、ＡＴＣＵ２０において行う制御について図８のフローチャートを参照しながら説明する。図８は、本実施形態における自動変速機の過回転防止制御を示すフローチャートである。

ステップＳ２１は、第１実施形態と同一である。

ステップＳ２２（回転速度演算手段）では、第３タービン回転速度センサ３Ａによって検出された第３連結メンバＭ３の回転速度を読み込む。なお、本実施形態では第３連結メンバＭ３の回転速度を直接検出しているので推定する必要はない。

ステップＳ２３では、第３タービン回転速度センサ３Ａによって検出された第３連結メンバＭ３の回転速度が所定回転速度より高いか否かを判定する。第３連結メンバＭ３の回転速度が所定回転速度より高ければステップＳ２４へ進み、所定回転速度以下であればステップＳ２１へ戻る。

ステップＳ２４〜Ｓ２８までは第１実施形態と同一である。

以上のように本実施形態では、第１タービン回転速度センサ３によって直接第３連結メンバＭ３の回転速度を検出するので、第３連結メンバＭ３の回転速度を推定する必要がなく、正確な検出値によって、より確実に過回転の発生を防止することができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。

第１実施形態における自動変速機の構成を示すスケルトン図である。ＣＶＵの油圧回路を表す回路図である。変速段ごとの各締結要素の締結状態を示す締結表である。各変速段における各回転部材の回転状態を示す共線図である。５速において過回転が発生した場合の共線図の変化を表す共線図である。第１実施形態においてＡＴＣＵが行う過回転防止制御を示すフローチャートである。第２実施形態における自動変速機の構成を示すスケルトン図である。第２実施形態においてＡＴＣＵが行う過回転防止制御を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｇ１第１遊星ギア
Ｇ２第２遊星ギア
Ｇ３第３遊星ギア
Ｇ４第４遊星ギア
Ｂ１フロントブレーキ
Ｂ２ローブレーキ
Ｂ３２３４６ブレーキ
Ｂ４リバースブレーキ
Ｃ１インプットクラッチ
Ｃ２ダイレクトクラッチ
Ｃ３Ｈ＆ＬＲクラッチ
Ｉｎｐｕｔ入力軸
Ｏｕｔｐｕｔ出力軸
３第１タービン回転速度センサ
４第２タービン回転速度センサ
２０ＡＴＣＵ

Claims

複数の回転要素を有する複数の遊星歯車と、前記回転要素の回転を選択的に停止させる、又は前記回転要素間を締結状態にする複数の摩擦要素とを備え、指令変速段に基づいて前記複数の摩擦要素の締結解放状態を切り換えることで複数の変速段を実現し、入力軸の回転速度を変速して出力軸から出力する自動変速機において、
前記複数の回転要素のうち、前記入力軸及び前記出力軸以外である所定の回転要素の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記所定の回転要素の回転速度が所定回転速度より高いと判定されたとき、前記複数の摩擦要素をすべて解放状態にする摩擦要素解放手段と、
を備えることを特徴とする自動変速機。
前記所定回転速度は、前記指令変速段と実現される変速段とが一致している正常時において、前記所定の回転要素がとり得る回転速度の最高値より高く設定されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
前記複数の回転要素のうち、前記入力軸及び前記出力軸以外であって、前記所定の回転要素以外である２つの回転要素の回転速度をそれぞれ検出する第１の回転センサ及び第２の回転センサと、
前記第１の回転センサ及び前記第２の回転センサの検出値と前記遊星歯車の歯数比とに基づいて、前記入力軸の回転速度を推定する入力軸回転推定手段とをさらに備え、
前記回転速度検出手段は、前記第１の回転センサ及び前記第２の回転センサの検出値と前記遊星歯車の歯数比とに基づいて前記所定の回転要素の回転速度を推定することにより検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機。
前記複数の回転要素のうち、前記所定の回転要素の回転速度を直接検出する第３の回転センサを備え、
前記回転速度検出手段は、前記第３の回転センサによって前記所定の回転要素の回転速度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機。