JP2013083330A

JP2013083330A - 自動変速機

Info

Publication number: JP2013083330A
Application number: JP2011224764A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Kasai; 建佑笠井; Masayuki Tanaka; 将之田中; Yoshie Miyazaki; 剛枝宮崎
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-05-09

Abstract

【課題】入力軸回転数センサが故障しても、別の正常なセンサ等を使用して、車両の走行を継続できるようにした自動変速機を提供する。
【解決手段】第１入力軸回転数センサ９３ａおよび第２入力軸回転数センサ９３ｂの故障を検出する故障検出部（Ｓ１００）と、故障検出部によって入力軸回転数センサの一方の故障が検出された場合には、シフト機構７１〜７４によるギヤチェンジ中におけるシフトアクチュエータ８０に加えた電流値より求められる入力軸３１ａ、３１ｂの回転数変化速度ΔＮｉに基づいて、入力軸の回転数を算出する回転数算出手段（Ｓ３１２）とを備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、入力軸回転数センサが故障しても、別の正常なセンサ等を使用して、車両の走行を継続できるようにした自動変速機に関するものである。

車両用変速機の一種に、２つのクラッチをもつデュアルクラッチと、これらクラッチに接続された２つの入力軸と、一方の入力軸に伝達された回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させるとともに、他方の入力軸に伝達された回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させるシフト機構とを備えたデュアルクラッチ式自動変速機がある。かかる自動変速機は、２つのクラッチで係合切替を操作することによりトルクが途切れないようにして変速操作を行えるという利点がある。この種のデュアルクラッチ式自動変速機として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２０１０−１９６７４５号公報

ところで、デュアルクラッチ式自動変速機においては、２つの入力軸の回転数を検出する２つの回転数センサが設けられ、変速時にエンジンの回転数が入力軸の回転数に等しくなると、一方のクラッチが係合制御されるようになっている。このため、入力軸の回転数を検出する回転数センサの１つでも故障すると、変速制御が行えなくなり、走行ができなくなる。

本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、回転数センサが故障しても、別の正常なセンサ等を使用して、車両の走行を継続できるようにした自動変速機を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、同心に配置された第１入力軸および第２入力軸と、原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチと、前記第１入力軸の回転数を検出する第１入力軸回転数センサ、および前記第２入力軸の回転数を検出する第２入力軸回転数センサと、シフトアクチュエータを有し、前記第１入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させるとともに、前記第２入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させるシフト機構と、前記第１入力軸回転数センサおよび前記第２入力軸回転数センサの故障を検出する故障検出部と、前記故障検出部によって前記入力軸回転数センサの一方の故障が検出された場合には、前記シフト機構によるギヤチェンジ中における前記シフトアクチュエータに加えた電流値より求められる前記入力軸の回転数変化速度に基づいて、前記入力軸の回転数を算出する回転数算出手段とを備えたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、車両に搭載された原動機と、前記原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して前記車両の駆動輪に伝達する変速装置と、前記原動機の駆動軸と前記変速装置の入力軸とを係脱するクラッチと、前記入力軸の回転数を検出する入力軸回転数センサと、前記車両の速度を検出する車速検出手段と、シフトアクチュエータを有し、前記入力軸に伝達された回転を変速して複数の変速段を成立させるシフト機構と、前記入力軸回転数センサの故障を検出する故障検出部と、前記故障検出部によって前記入力軸回転数センサの故障が検出された場合には、前記シフト機構によるギヤチェンジ中における前記シフトアクチュエータに加えた電流値より求められる前記入力軸の回転数変化速度に基づいて、前記入力軸の回転数を算出する回転数算出手段とを備えたことである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記回転数算出手段は、前記入力軸の回転数変化速度に基づいて、一定時間毎に回転数を予測し、この予測値に、前記正常な入力軸回転数センサあるいは前記車速検出手段を用いて算出したシフト開始時の前記入力軸の回転数を加算して、前記入力軸の回転数を算出するようにしたことである。

請求項１に係る発明によれば、第１入力軸回転数センサおよび第２入力軸回転数センサの故障を検出する故障検出部と、故障検出部によって入力軸回転数センサの一方の故障が検出された場合には、シフト機構によるギヤチェンジ中におけるシフトアクチュエータに加えた電流値より求められる入力軸の回転数変化速度に基づいて、入力軸の回転数を算出する回転数算出手段を備えている。

この構成により、デュアルクラッチ式自動変速機における２つの入力軸の回転数を検出する２つの入力軸回転数センサの一方が故障した場合でも、ギヤチェンジ中における故障側の入力軸の回転数を、回転数変化速度に基づいて予測することができ、入力軸の回転数を算出することができる。

従って、例えば、３速変速段で走行している状態において、４速変速段にプレシフトされ、その状態で、３速から５速変速段にギヤチェンジする場合においても、シフト開始時における故障センサ側の入力軸の回転数を、正常な入力軸回転数センサを用いてギヤ比を考慮して算出し、かつギヤチェンジ中における故障側の入力軸の回転数を、その回転数変化速度に基づいて予測することにより、シフト開始時に算出した入力軸の回転数と、ギヤチェンジ中に予測した入力軸の回転数を加算して、ギヤチェンジ中における入力軸の回転数を算出することができる。これにより、一方の入力軸回転数センサが故障していても、故障センサ側の入力軸と変速段ギヤとを同期できるようになり、センサ故障時においても車両の走行を継続させることができる。

請求項２に係る発明によれば、入力軸回転数センサの故障を検出する故障検出部と、故障検出部によって入力軸回転数センサの故障が検出された場合には、シフト機構によるギヤチェンジ中におけるシフトアクチュエータに加えた電流値より求められる入力軸の回転数変化速度に基づいて、入力軸の回転数を算出する回転数算出手段を備えている。

この構成により、ＡＭＴのような自動変速機における１つの入力軸の回転数を検出する入力軸回転数センサが故障した場合においても、ギヤチェンジ中における入力軸の回転数を、回転数変化速度に基づいて予測することにより、入力軸の回転数を算出することができる。

従って、シフト開始時における故障側の入力軸の回転数を、車速検出手段を用いてギヤ比を考慮して算出し、かつギヤチェンジ中における入力軸の回転数を、回転数変化速度に基づいて予測することにより、シフト開始時に算出した入力軸の回転数と、ギヤチェンジ中に予測した入力軸の回転数を加算して、ギヤチェンジ中における入力軸の回転数を算出することができ、入力軸と変速段ギヤとを同期させることができる。

請求項３に係る発明によれば、回転数算出手段は、入力軸の回転数変化速度に基づいて、一定時間毎に回転数を予測し、この予測値に、正常な入力軸回転数センサあるいは車速検出手段を用いて算出したシフト開始時の入力軸の回転数を加算して、入力軸の回転数を算出するようにしたので、入力軸回転数センサが故障した場合には、デュアルクラッチ式自動変速機においては、正常な入力軸回転数センサを用いて、また、ＡＭＴのような自動変速機においては、車速検出手段を用いて、入力軸と変速段ギヤとを同期させることができる。

本発明の実施の形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機を搭載した車両を示す図である。本発明の実施の形態を示すデュアルクラッチ式自動変速機の全体構造を示すスケルトン図である。ギヤシフトクラッチを示す断面図である。シフトアクチュエータ機構を示す概略図である。変速時のタイムチャートを示す図である。ギヤチェンジのフローチャートを示す図である。図６のステップＳ３００の詳細を示すフローチャートである。本発明の別の実施の形態に係るギヤチェンジのフローチャートを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、自動変速機の一例としてのデュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）１０を、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプの車両に適用したブロック図である。当該車両は、デュアルクラッチ式自動変速機１０の他、原動機の一例であるガソリンの燃焼によって駆動されるエンジン１１と、差動装置（ディファレンシャル）１３と、左右駆動軸１５ａ、１５ｂと、駆動輪としての左右前輪１６ａ、１６ｂなどを備えている。

エンジン１１の回転数Ｎｅは、エンジン１１の駆動軸１２に近接して設けられたエンジン回転数センサ９０によって検出される。アクセルペダル９１を踏み込んだときのアクセル操作量は、アクセル開度センサ９２によってアクセル開度として検出される。エンジン１１の作動を制御するＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１４は、エンジン回転数Ｎｅの情報、アクセル開度の情報、および自動変速機１０を変速制御するＴＣＵ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）２３からの各種情報を取得し、これらの情報に基づいて、アクセル開度や燃料噴射量を制御することにより、エンジン制御部１４ａによって、エンジン回転数Ｎｅやエンジントルクを制御する。

自動変速機１０は、エンジン１１と差動装置１３の間の動力伝達経路上に配設され、第１および第２入力軸３１ａ、３１ｂの回転を複数段の変速比に変速して左右前輪１６ａ、１６ｂに伝達する変速装置１７と、エンジン１１の駆動軸１２と変速装置１７の各入力軸３１ａ、３１ｂとを係脱するクラッチ２０を備えている。クラッチ２０は、エンジン１１から出力される駆動軸１２の駆動トルクを、第１入力軸３１ａに伝達する第１クラッチ２０ａと、第２入力軸３１ｂに伝達する第２クラッチ２０ｂを有するデュアルクラッチにて構成されている。

第１入力軸３１ａおよび第２入力軸３１ｂの回転数Ｎｉ１、Ｎｉ２は、第１入力軸回転数センサ９３ａおよび第２入力軸回転数センサ９３ｂによってそれぞれ検出される。左右の前輪１６ａ、１６ｂおよび左右の後輪（図示せず）の車輪速度は、車輪速センサ９４ａ、９４ｂによって検出され、これらの情報は、ＴＣＵ２３に送られる。車輪速センサ９４ａ、９４ｂによって検出された各車輪の回転速度に基づいて、車速（車両速度）が算出される。

また、ドライバがシフトレバー９５を操作したときシフト位置の情報は、シフト位置センサ９６によって検出される。ＥＣＵ１４とＴＣＵ２３は、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信によって相互に情報を交換可能となっている。ＴＣＵ２３は、変速制御部２３ａを備えている。変速制御部２３ａは、シフト位置センサ９６によって検出されたシフト位置の情報、ＥＣＵ１４からの変速指令や取得した車両情報などに基づいて、複数の変速ギヤ段を切替えるとともに、第１クラッチ２０ａおよび第２クラッチ２０ｂを係脱して、自動変速機１０の変速制御を行う。

デュアルクラッチ２０の第１および第２クラッチ２０ａ，２０ｂは、乾式摩擦クラッチからなっている。第１クラッチ２０ａは、モータを駆動源とする第１のクラッチアクチュエータ２５ａによって係合制御されるようになっており、第２クラッチ２０ｂは、モータを駆動源とする第２のクラッチアクチュエータ２５ｂによって係合制御されるようになっている。第１および第２のクラッチアクチュエータ２５ａ、２５ｂは、クラッチアクチュエータ２５ａ、２５ｂのストローク量をそれぞれ検出するストロークセンサ２６ａ、２６ｂを有している。第１および第２クラッチ２０ａ，２０ｂのクラッチトルクＴｃは、クラッチアクチュエータ２５ａ、２５ｂのストローク量に応じて制御される。

デュアルクラッチ式自動変速機１０は、図２に示すように、前進７速、後進１速のギヤトレーンを備えている。デュアルクラッチ式自動変速機１０は、デュアルクラッチ２０と、第１入力軸３１ａおよび第２入力軸３１ｂと、第１副軸３５および第２副軸３６を備えている。第１入力軸３１ａは棒状とされ、第２入力軸３１ｂは筒状とされて、同軸的に回転可能に配置されている。第１入力軸３１ａの図中左側はデュアルクラッチ２０の第１クラッチ２０ａに連結され、第２入力軸３１ｂの図中左側はデュアルクラッチ２０の第２クラッチ２０ｂに連結されている。第１入力軸３１ａと第２入力軸３１ｂは、独立してトルクが伝達され、異なる回転数で回転可能となっている。第１副軸３５は、入力軸３１ａ、３１ｂと並行して、図中下側に配置され、第２副軸３６は、入力軸３１ａ、３１ｂと並行して、図中上側に配置されている。

第１入力軸３１ａには、複数の奇数変速段駆動ギヤである１速駆動ギヤ５１、３速駆動ギヤ５３、５速駆動ギヤ５５および７速駆動ギヤ５７が直接形成または別体で固定して設けられている。第２入力軸３１ｂには、複数の偶数変速段駆動ギヤである２速駆動ギヤ５２、４−６速駆動ギヤ５４が直接形成または別体で固定して設けられている。

第１副軸３５には、１速、３速、４速従動ギヤ６１、６３、６４がそれぞれ遊転可能に設けられ、１速従動ギヤ６１は１速駆動ギヤ５１に、３速従動ギヤ６３は３速駆動ギヤ５３に、４速従動ギヤ６４は４−６速駆動ギヤ５４に、それぞれ噛合されている。

第２副軸３６には、２速、５速、６速、７速従動ギヤ６２、６５、６６、６７がそれぞれ遊転可能に設けられ、２速従動ギヤ６２は２速駆動ギヤ５２に、５速従動ギヤ６５は５速駆動ギヤ５５に、６速従動ギヤ６６は４−６速駆動ギヤ５４に、７速従動ギヤ６７は７速駆動ギヤ５７に、それぞれ噛合されている。

また、第１副軸３５には、後進ギヤ７０が遊転可能に設けられ、後進ギヤ７０は、２速従動ギヤ６２の小径ギヤ６２ｂに常時噛合されている。

第１副軸３５および第２副軸３６上には、シンクロメッシュ機能を有する第１、第２、第３、第４ギヤシフトクラッチ７１〜７４が設けられ、これらギヤシフトクラッチ７１〜７４は、ＴＣＵ２３の変速制御部によって選択的に作動される。

第１ギヤシフトクラッチ７１は、第１副軸３５上に設けられ、１速従動ギヤ６１のシンクロギヤ部と３速従動ギヤ６３のシンクロギヤ部との間に配設されている。第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブを軸方向にスライドすることにより、１速従動ギヤ６１および３速従動ギヤ６３の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６１、６３とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。

同様にして、第１副軸３５上に設けられた第２ギヤシフトクラッチ７２は、４速従動ギヤ６４のシンクロギヤ部と後進ギヤ７０のシンクロギヤ部との間に配設され、第２ギヤシフトクラッチ７２のスリーブを軸方向にスライドすることにより、４速従動ギヤ６４および後進ギヤ７０の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結される。第２副軸３６上に設けられた第３ギヤシフトクラッチ７３は、７速従動ギヤ６７のシンクロギヤ部と５速従動ギヤ６５のシンクロギヤ部との間に配設され、第３ギヤシフトクラッチ７３のスリーブを軸方向にスライドすることにより、７速従動ギヤ６７および５速従動ギヤ６５の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結される。さらに、第２副軸３６上に設けられた第４ギヤシフトクラッチ７４は、６速従動ギヤ６６のシンクロギヤ部と２速従動ギヤ６２のシンクロギヤ部との間に配設され、第４ギヤシフトクラッチ７４のスリーブを軸方向にスライドすることにより、６速従動ギヤ６６および２速従動ギヤ６２の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結される。

第１副軸３５および第２副軸３６には、それぞれ最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９が固定され、これら最終減速駆動ギヤ５８、５９は、差動装置１３（図１参照）に連結された軸３３上の減速従動ギヤ７７に常時噛合されている。これにより、最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９を介して左右前輪１６ａ、１６ｂが駆動される。

上記したギヤシフトクラッチ７１〜７４は、図３の第１ギヤシフトクラッチ７１の例で示すように、クラッチハブ７１ａと、第１速係合部材７１ｂと、第３速係合部材７１ｃと、一対のシンクロナイザリング７１ｄ、７１ｄと、スリーブ７１ｆとにより構成されている。クラッチハブ７１ａは、１速従動ギヤ６１と３速従動ギヤ６３との軸方向間において第１副軸３５にスプライン係合により固定されている。第１速係合部材７１ｂおよび第３速係合部材７１ｃは、１速従動ギヤ６１および３速従動ギヤ６３のそれぞれに圧入等によって固定されている。スリーブ７１ｆは、クラッチハブ７１ａの外周に軸方向移動自在にスプライン係合されている。シンクロナイザリング７１ｄ、７１ｄは、クラッチハブ７１ａと第１速係合部材７１ｂおよび第３速係合部材７１ｃとの各間にそれぞれ配置されている。シンクロナイザリング７１ｄ、７１ｄの内周にはテーパ面が形成され、このテーパ面に対応した傾斜面が第１速係合部材７１ｂおよび第３速係合部材７１ｃの外周に形成されている。そして、いずれか一方のシンクロナイザリング７１ｄが軸方向にシフトされて、第１速係合部材７１ｂあるいは第３速係合部材７１ｃに押付けられることにより、テーパ面が傾斜面に接触し、同期トルクが伝達されるようになっている。

第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブ７１ｆは、図３に示す中立位置では第１速係合部材７１ｂおよび第３速係合部材７１ｃの何れにも係合されていない。スリーブ７１ｆの外周に形成された環状溝に係合するシフトフォーク７１ｇにより、スリーブ７１ｆが１速従動ギヤ６１側にシフトされれば、スリーブ７１ｆはまずシンクロナイザリング７１ｄにスプライン係合して、第１副軸３５と１速従動ギヤ６１の回転を同期させ、次いで、スリーブ７１ｆは第１速係合部材７１ｂの外周の外歯スプラインと係合し、第１副軸３５と１速従動ギヤ６１を一体的に連結して１速変速段を形成する。また、シフトフォーク７１ｇにより、スリーブ７１ｆが３速従動ギヤ６３側にシフトされれば、同様にして第１副軸３５と３速従動ギヤ６３の回転を同期させた後、この両者を一体的に連結して３速変速段を形成する。

図４に示すように、シフトフォーク７１ｇを軸方向にシフトさせるシフトアクチュエータ８０は、ウォームギヤ８１を回転するモータ８２、ウォームギヤ８１に噛合するウォームホイール８３、ウォームホイール８３に一体的に連結されたピニオンギヤ８４、ピニオンギヤ８４に噛合するラック軸８５を備えており、ラック軸８５上に上記したシフトフォーク７１ｇが設けられている。これにより、シフトアクチュエータ８０のモータ８２を回転することで、そのモータ８２に連結されたシフトフォーク７１ｇが軸方向にシフトされる。シフトフォーク７１ｇのストローク量は、シフトストロークセンサ８７によって検出される。

これにより、シフトストロークセンサ８７にて検出されるシフトストロークに基づいて、ギヤシフトクラッチ７１〜７４の各スリーブ７１ｆが、ボーク点（スリーブ７１ｆとシンクロナイザリング７１ｄとの噛合い開始点）Ｐ１（図５参照）およびストッパ点（ストロークエンド）Ｐ３に到達したことを検出できる。

第２ギヤシフトクラッチ７２〜第４ギヤシフトクラッチ７４についても、前記したと同様に構成されているので、説明を省略する。

上記した第１および第３ギヤシフトクラッチ７１、７３により、エンジン１１の駆動軸１２より第１入力軸３１に伝達された回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させるシフト機構を構成し、第２および第４ギヤシフトクラッチ７２、７４により、同じく第２入力軸３１ｂに伝達された回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させるシフト機構を構成している。

第１および第２入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂによって検出された第１および第２入力軸３１ａ、３１ｂの回転数は、ＴＣＵ２３によって常時モニタリングされ、第１および第２入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂが故障すると、後述する故障検出部によってセンサ故障が検出されるようになっている。なお、センサ故障は、入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂ自体の故障の他、信号線の断線あるいは短絡等を含む。

上記した自動変速機１０の変速装置１７およびデュアルクラッチ２０は、アクセル開度、エンジン１１の駆動軸１２の回転数Ｎｅ、自動変速機１０の両入力軸３１ａ、３１ｂの回転数Ｎｉ１、Ｎｉ２、車速などの車両の走行状態に応じて、ＴＣＵ２３の変速制御部２３ａからの指令に基づいて作動される。車両の停止状態においては、変速装置１７の第１〜第４ギヤシフトクラッチ７１〜７４は中立位置にあり、デュアルクラッチ２０の第１および第２クラッチ２０ａ、２０ｂの係合は共に解除されている。

今、例えば、３速変速段で走行している状態において、４速変速段にプレシフトされ、その後、アクセル開度が増大するなどして車両の走行状況が５速走行に適した状態になると、ＴＣＵ２３の変速制御部２３ａは、３速から５速変速段にギヤチェンジする指令を自動変速機１０に送る。

これに基づいて、第１ギヤシフトクラッチ７１のシフトアクチュエータ８０によって、スリーブ７１ｆが図２の右方向に作動され、３速従動ギヤ６３と第１副軸３５との連結が解除されるとともに、第１クラッチ２０ａが切り離される。同時に、第３ギヤシフトクラッチ７３のシフトアクチュエータ８０によって、スリーブ７１ｆが図２の左方向に作動され、５速従動ギヤ６５を第２副軸３６に連結するように作動する。この際、第１入力軸３１ａの回転数を検出する第１入力軸回転数センサ９３ａが故障していると、ギヤチェンジ中における第１入力軸３１ａの回転数を検出することができなくなるため、車輪１６ａ、１６ｂ側より３速変速段に応じた回転数で回転されている第２副軸３６と、５速従動ギヤ６５との同期をとれなくなる。

そこで、本実施の形態においては、図５のタイムチャートで示すように、ギヤチェンジ中における第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を予測することにより、第２副軸３６（スリーブ７１ｆ）と５速従動ギヤ６５との同期をとれるようにしている。

すなわち、今、４速にプレシフトされている状態において、３速から５速への変速指令が発せられたとすると、第３ギヤシフトクラッチ７３のシフトアクチュエータ８０のモータ８２に一定の電流値Ｉｍ１が供給され、シフトフォーク７１ｇによってスリーブ７１ｆが図２の左方向にシフトされる。この際、第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を検出する第１入力軸回転数センサ９３ａがたとえ故障していても、４速へのプレシフトによって、４速従動ギヤ６４が第１副軸３５に連結され、これによって、第２入力軸３１ｂが第１入力軸３１ａの回転に連動して回転されているため、シフト開始時の第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１は、第２入力軸回転数センサ９３ｂによって検出された第２入力軸３１ｂの回転数Ｎｉ２に、所定のギヤ比を掛けることによって計算で求めることができる。

第３ギヤシフトクラッチ７３のスリーブ７１ｆが所定量シフトされると、シフトストロークセンサ８７によって検出されるシフトストロークに基づいて、ボーク点Ｐ１（図５参照）に到達したことが検出される。ボーク点Ｐ１に到達すると、スリーブ７１ｆがシンクロナイザリング７１ｄに押付けられ、シンクロナイザリング７１ｄを介して５速従動ギヤ６５に同期トルクが伝達される結果、モータ８２に作用する押付け荷重（トルク）が増大するとともに、惰性で回転している５速従動ギヤ６５、延いては第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１は急激に低下する。

ここで、モータ８２に作用するトルク（押付力荷重）Ｔ０は、慣性の法則より、式Ｔ０＝Ｉｎ・ΔＮｉで求められる。なお、Ｉｎは、第１入力軸３１ａのイナーシャトルク、ΔＮｉは、第１入力軸３１ａの回転数を微分した回転数変化速度である。

上記式より、回転数変化速度ΔＮｉは、モータ８２に作用するトルクＴ０をイナーシャトルクＩｎで除算する（ΔＮｉ＝Ｔ０／Ｉｎ）ことによって求めることができるため、回転数変化速度ΔＮｉは、モータ８２に作用するトルクＴ０に応じた値となる。すなわち、図５における第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１の変化速度（勾配ΔＮｉ）は、モータ８２に加えた電流値Ｉｍ１に応じたものとなる。

このため、シフト開始時の第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１が第２入力軸回転数センサ９３ｂを用いて予め算出されているため、ギヤチェンジ中の第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を、回転数変化速度ΔＮｉに基づいて一定時間Δｔ経過毎に予測し、これにシフト開始時の回転数Ｎｉ１を加算することにより、現在の第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を算出（推定）することができる。具体的には、前回算出した回転数Ｎｉｂに、回転数変化速度ΔＮｉから求めた一定時間Δｔ後の回転数の増分（ΔＮｉ×Δｔ）を加算（Ｎｉｂ＋ΔＮｉ×Δｔ）して、第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を算出する。

このようにして求めた第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１が、５速変速段に応じた回転数まで低下され、第１入力軸３１ａの回転が車輪１６ａ、１６ｂ側より回転される第２副軸３６の回転数に同期する（図５のＰ２点）と、スリーブ７１ｆが５速従動ギヤ６５側に噛合うことで、相対回転はなくなり、同期が終了されたことになる。

なお、第１入力軸３１ａと第２副軸３６の回転が同期した状態で、シフトアクチュエータ８０のモータ８２に加える電流値を増大することにより、シフト操作を迅速かつ確実に行えるようにしている。

次に、第１および第２入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂのいずれか一方が故障した場合のシフト操作の制御プログラムを、図６および図７のフローチャートに基づいて説明する。以下においては、第１入力軸回転数センサ９３ａが故障し、かつ車両が３速で走行中に４速へプレシフトされ、その状態で５速にギヤチェンジする場合の動作について説明する。

図６において、ステップＳ１００では、第１入力軸回転数センサ９３ａおよび第２入力軸回転数センサ９３ｂのいずれか一方が故障しているか否かが判定される。両入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂが共に正常であると判定された場合には、ステップＳ２００に移行し、第１および第２入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂで検出した回転数Ｎｉ１、Ｎｉ２に基づいて、ギヤチェンジする処理を実行する。

一方、ステップＳ１００において、例えば、第１入力軸回転数センサ９３ａが故障していると判定された場合には、ステップＳ３００に移行し、正常な第２入力軸回転数センサ９３ｂを用いて第１入力軸３１ａの回転数を算出して、ギヤチェンジする処理を実行する。

ステップＳ２００の処理は従来と同じであるので、説明を省略し、以下、ステップＳ３００の処理について、図７を参照して説明する。

まず、ステップＳ３０２において、５速への変速が指令されたか否かが判定される。ステップＳ３０２において、５速への変速が指令されたことが判定されると、第１ギヤシフトクラッチ７１のシフトアクチュエータ８０（図３参照）によって、スリーブ７１ｆが図２の右方向に作動され、スリーブ７１ｆと３速従動ギヤ６３との連結が解除されるとともに、第１クラッチ２０ａが切り離される。同時に、第３ギヤシフトクラッチ７３のシフトアクチュエータ８０のモータ８２に所定の電流値Ｉｍ１が加えられ、スリーブ７１ｆが５速従動ギヤ６５に向かって図２の左方向にシフトされる。

このようにして、ステップＳ３０４において、変速のためのシフトが開始されたことが判定されると、次いで、ステップＳ３０６において、スリーブ７１ｆがボーク点（同期動作の開始点）Ｐ１に到達したか否かが判定される。スリーブ７１ｆがボーク点Ｐ１に到達したか否かは、シフトストロークセンサ８７によって検出されるシフトストロークに基づいて判断される。ボーク点Ｐ１に到達すると、スリーブ７１ｆがシンクロナイザリング７１ｄに押付けられ、シンクロナイザリング７１ｄを介して５速従動ギヤ６５を介して第１入力軸３１ａに同期トルクが伝達されるため、第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１は急激に低下する。

次いで、ステップＳ３０８において、モータ８２に加えた電流値Ｉｍ１より、荷重（モータトルク）Ｔ０を算出するとともに、続くステップＳ３１０において、加えた電流値Ｉｍ１より第１入力軸３１ａの回転数変化速度ΔＮｉを、上記した式（ΔＮｉ＝Ｔ０／Ｉｎ）に基づいて算出する。

すなわち、モータ８２に加えた電流値Ｉｍ１に応じたモータトルクＴ０によって、第１入力軸３１ａが、図５に示すように、ステップＳ３１０で算出された回転数変化速度（加減速度）ΔＮｉで減速される。次いで、ステップＳ３１２において、前回算出した回転数Ｎｉｂに、回転数変化速度ΔＮｉから求めた一定時間Δｔ後の回転数の増分（ΔＮｉ×Δｔ）を加算（Ｎｉｂ＋ΔＮｉ×Δｔ）して、第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を算出する。言い換えれば、シフト開始時に第２入力軸回転数センサ９３ｂを用いて算出した第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１に、Δｔ時間毎に予測した第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を加算して、第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１を算出（推定）する。

次いで、ステップＳ３１４において、ステップＳ３１２で算出された第１入力軸３１ａの回転数Ｎｉ１が、３速によって走行されていた車両速度に応じた回転速度で回転される第２副軸３６の回転数に同期した（図５のＰ２点）か否かが判定される。同期していない場合には、上記したステップＳ３０８に戻り、ステップＳ３０８〜ステップＳ３１４の処理を繰り返す。

そして、ステップＳ３１４で同期したことが判定されると、ステップＳ３１６に移行し、シフトアクチュエータ８０のモータ８２に加える電流値が増大されて、スリーブ７１ｆが５速従動ギヤ６５に噛合され、同期動作が終了される。

次いで、ステップＳ３１４において、シフトストロークがストッパ点Ｐ３に到達したか否かが判定され、ストッパ点Ｐ３に到達したことが判定されると、シフト操作が完了する。

上記したステップＳ１００により、入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂの故障を検出する故障検出部を構成し、上記したステップＳ３１２により、入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂの一方の故障が検出された場合に、正常な入力軸回転数センサを用いて、入力軸の回転数を算出する回転数算出手段を構成している。

上記においては、第１入力軸回転数センサ９３ａが故障した場合について説明したが、第２入力軸回転数センサ９３ｂが故障した場合においても、例えば、２速変速段で走行している状態において、３速変速段にプレシフトされ、その状態で、２速から４速変速段にギヤチェンジする場合においても、ギヤチェンジ中の第２入力軸３１ｂの回転数変化速度ΔＮｉに基づいて第２入力軸３１ｂの回転数を予測することができるので、上記した同様なギヤチェンジが可能となる。

なお、所定の変速段から１段上の変速段にシフトアップされる場合や、反対に所定の変速段から１段下の変速段にシフトダウンされる場合には、切断状態にあるクラッチ側の入力軸の回転が通常停止されているため、一方の入力軸回転数センサが故障していても、シフト開始時の回転数を０にして、上記したと同様にギヤチェンジ中における故障側の入力軸の回転数を予測できるようになる。

上記した実施の形態によれば、２つの入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂの一方、例えば、第１入力軸回転数センサ９３ａが故障した場合に、ギヤチェンジ中における第１入力軸３１ａの回転数変化速度に基づいて、第１入力軸３１ａの回転数を算出する回転数算出手段（ステップＳ３１２）を有している。

これにより、例えば、３速変速段で走行している状態において、４速変速段にプレシフトされ、その状態で、３速から５速変速段にギヤチェンジする場合においても、シフト開始時における故障側の第１入力軸３１ａの回転数を、正常な第２入力軸回転数センサ９３ｂを用いてギヤ比を考慮して算出することができ、かつギヤチェンジ中における第１入力軸３１ａの回転数を、第１入力軸３１ａの回転数変化速度に基づいて予測することができる。

従って、シフト開始時に算出した第１入力軸３１ａの回転数と、ギヤチェンジ中に予測した第１入力軸３１ａの回転数を加算することにより、ギヤチェンジ中における第１入力軸３１ａの回転数を算出することができる。この結果、第１入力軸回転数センサ９３ａが故障していても、第１入力軸３１ａ（副軸３６）と５速変速段ギヤ（５速従動ギヤ６５）とを同期させることができるようになり、センサ故障時においても車両の走行を継続させることができる。

上記した実施の形態においては、デュアルクラッチ式自動変速機１０の２つの入力軸回転数センサ９３ａ、９３ｂの一方が故障した場合に、他方の正常なセンサを用いて、故障した側の入力軸の回転数を予測しながら、シフトチェンジするようにしたが、自動変速機１０はデュアルクラッチ式自動変速機に限定されるものではなく、例えば、特開２００８−７５８１４号公報に記載されているように、既存のマニュアルトランスミッションにアクチュエータを取付け、運転者の意思、若しくは車両状態によって、変速操作（クラッチの断接、ギヤシフト、およびセレクト）を自動的に行なう自動変速機（ＡＭＴ（オートメイテッドマニュアルトランスミッション））に適用することも可能である。

図８は、ＡＭＴに適用した場合のフローチャートを示すもので、この場合には、単一のクラッチに連結された入力軸の回転数を検出する入力軸回転数センサが故障した場合、車速情報を用いて、上記したと同様に、入力軸の回転数を予測することができる。

すなわち、ギヤシフトクラッチの変速段が成立されている状態においては、車輪１６ａ、１６ｂ側と入力軸とが変速段ギヤを介して連結されるため、各変速段ギヤのギヤ比を考慮すれば、車速情報に基づいて入力軸の回転数を算出することが可能である。従って、入力軸回転数センサが故障した場合には、図８のフローチャートのステップＳ３００ａで示すように、ギヤチェンジ中、車速検出手段にて検出された車速情報を用いて、上記したと同様に、入力軸の回転数変化速度に基づいて入力軸の回転数を予測することにより、ギヤチェンジ中における入力軸と変速段ギヤとの回転数が同期したことを推定できるようになる。なお、車速検出手段は、車輪速センサ９４ａ、９４ｂによって検出された各車輪の回転速度に基づいて算出するようにしても、あるいはセンサによって直接検出するようにしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、ＦＦタイプの車両に好適な自動変速機１０を例にして説明したが、ＦＲ（フロントエンジンリヤドライブ）タイプの車両にも適用することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明に係る自動変速機は、原動機の駆動軸と変速装置の入力軸とを係脱するクラッチと、入力軸の回転数を検出する入力軸回転数センサを有する自動変速機を備えた車両に用いるのに適している。

１０…自動変速機、１１…原動機（エンジン）、１７…変速装置、２０…クラッチ、２５…クラッチアクチュエータ、３１…入力軸、７１〜７４…シフト機構、９３ａ…第１入力軸回転数センサ、９３ｂ…第２入力軸回転数センサ、Ｓ１００、Ｓ１００…故障検出部、Ｓ３１２…回転数算出部。

Claims

同心に配置された第１入力軸および第２入力軸と、
原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチと、
前記第１入力軸の回転数を検出する第１入力軸回転数センサ、および前記第２入力軸の回転数を検出する第２入力軸回転数センサと、
シフトアクチュエータを有し、前記第１入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させるとともに、前記第２入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させるシフト機構と、
前記第１入力軸回転数センサおよび前記第２入力軸回転数センサの故障を検出する故障検出部と、
前記故障検出部によって前記入力軸回転数センサの一方の故障が検出された場合には、前記シフト機構によるギヤチェンジ中における前記シフトアクチュエータに加えた電流値より求められる前記入力軸の回転数変化速度に基づいて、前記入力軸の回転数を算出する回転数算出手段と、
を備えたことを特徴とする自動変速機。
車両に搭載された原動機と、
前記原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して前記車両の駆動輪に伝達する変速装置と、
前記原動機の駆動軸と前記変速装置の入力軸とを係脱するクラッチと、
前記入力軸の回転数を検出する入力軸回転数センサと、
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
シフトアクチュエータを有し、前記入力軸に伝達された回転を変速して複数の変速段を成立させるシフト機構と、
前記入力軸回転数センサの故障を検出する故障検出部と、
前記故障検出部によって前記入力軸回転数センサの故障が検出された場合には、前記シフト機構によるギヤチェンジ中における前記シフトアクチュエータに加えた電流値より求められる前記入力軸の回転数変化速度に基づいて、前記入力軸の回転数を算出する回転数算出手段と、
を備えたことを特徴とする自動変速機。
請求項１または請求項２において、前記回転数算出手段は、前記入力軸の回転数変化速度に基づいて、一定時間毎に回転数を予測し、この予測値に、前記正常な入力軸回転数センサあるいは前記車速検出手段を用いて算出したシフト開始時の前記入力軸の回転数を加算して、前記入力軸の回転数を算出するようにした自動変速機。