JP2020070844A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】係合要素の係合異常が発生した場合に、故障部位に応じたフェイルセーフ制御を適切に行うことができる、自動変速機の制御装置を提供する。【解決手段】クラッチＣ２を定常的に係合させる定常係合制御状態において、クラッチＣ２の係合異常が判定された場合、再係合制御が行われ、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンにされ、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４からクラッチＣ２を係合させるＳＬ２圧が出力される。再係合制御中にクラッチＣ２が係合した場合には、フェイルセーフ制御により、ＳＲスイッチバルブがオフにされて、ＳＬ２ソレノイドバルブから最大圧が出力される。一方、再係合制御によりクラッチＣ２が係合しない場合には、フェイルセーフ制御により、フェイルセーフバルブ１０８から自己保持バルブ１０６および１０７に油圧が供給されて、自己保持バルブが自己保持状態にされ、ＳＬ２ソレノイドバルブを経由しない油圧がクラッチＣ２に供給される。【選択図】図６

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関する。

自動車などの車両では、たとえば、エンジンからの動力が変速機に入力され、変速機で変速された動力が駆動輪に伝達される。変速機としては、車両の走行状況に応じて変速比が自動的に変化する自動変速機が広く用いられている。

自動変速機は、変速比が段階的に変更されるＡＴ（Automatic Transmission）と、変速比が無段階で連続的に変更されるＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）とに大別される。ＡＴには、複数の変速段を選択的に構成するために係合／解放される係合要素（クラッチ、ブレーキ）が備えられている。ＣＶＴにおいても、相対的に変速比が大きいローモードと相対的に変速比が小さいハイモードとを切替可能な構成のものには、そのモードの切り替えのために選択的に係合される係合要素が備えられている。

係合要素に油圧を供給する油圧回路には、たとえば、係合要素を係合させる機能として、リニアソレノイドバルブから出力される油圧により係合要素を係合させる機能と、この機能による係合要素の係合後に、リニアソレノイドバルブを経由しない油圧を係合要素に供給することにより係合要素の係合状態を保持する機能とを有するものがある。これらの機能を切り替えるために、その油圧回路には、自己保持バルブおよびスイッチバルブが備えられている。スイッチバルブのオンにより、自己保持バルブがリニアソレノイドバルブから出力される油圧を係合要素に供給可能な状態となる。したがって、その状態では、リニアソレノイドバルブへの通電を制御して、リニアソレノイドバルブから出力される油圧を増減させることにより、係合要素に供給される油圧を増減させることができ、係合要素の係合／解放を切り替えることができる。係合要素の係合後、スイッチバルブがオンからオフに切り替えられると、自己保持バルブがリニアソレノイドバルブを経由しない油圧を係合要素に供給可能な状態となり、係合要素の係合状態が保持される。

特開２００６−２０７６９９号公報

かかる油圧回路では、係合要素を係合させる制御状態で係合要素の滑りが発生した場合に、車両の走行性能（リンプホーム性能）を確保するためには、その滑りの発生がリニアソレノイドバルブの故障によるものか、スイッチバルブの故障によるものかを特定し、故障部位に応じたフェイルセーフ制御を適切に行う必要がある。

本発明の目的は、係合要素の係合異常が発生した場合に、故障部位に応じたフェイルセーフ制御を適切に行うことができる、自動変速機の制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る自動変速機の制御装置は、係合要素の係合により車両を走行させる動力を出力するように構成された機構と、係合要素の係合／解放を制御する油圧を出力する制御バルブと、オン／オフに応じて油圧を出力／停止するスイッチバルブと、過渡状態と自己保持状態とに切り替わる自己保持バルブと、フェイルセーフバルブとを含み、スイッチバルブのオンにより、自己保持バルブが過渡状態となり、制御バルブから出力される油圧が係合要素に供給され、係合要素が係合した状態でスイッチバルブがオンからオフに切り替わると、自己保持バルブが自己保持状態となり、制御バルブを経由しない油圧が係合要素に供給され、スイッチバルブがオンであってもフェイルセーフバルブから自己保持バルブに油圧が供給されることにより、自己保持バルブが自己保持状態となるように構成された油圧回路とを備える自動変速機の制御装置であって、係合要素の係合／解放を制御する通常制御手段と、通常制御手段が係合要素を定常的に係合させる制御状態において、係合要素の係合が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、異常判定手段が係合要素の係合の異常を判定した場合に、スイッチバルブをオンにして、制御バルブから係合要素を係合させる油圧を出力させる再係合制御を行う再係合制御手段と、再係合制御中に係合要素が係合した場合には、スイッチバルブをオフにして、制御バルブから最大圧を出力させ、係合要素が係合しない場合には、フェイルセーフバルブから自己保持バルブに油圧を供給させて、自己保持バルブを自己保持状態にするフェイルセーフ制御手段とを含む。

この構成によれば、スイッチバルブがオンの状態では、自己保持バルブが過渡状態であり、制御バルブから出力される油圧が係合要素に供給される。そのため、制御バルブから出力される油圧の制御により、係合要素を係合させることができる。係合要素が係合した状態でスイッチバルブがオンからオフに切り替えられると、自己保持バルブが自己保持状態となり、制御バルブを経由しない油圧が係合要素に供給されることにより、係合要素の係合状態が保持される。

係合要素を定常的に係合させる制御状態において、係合要素の係合の異常（滑り）が判定された場合、再係合制御が行われて、スイッチバルブがオンにされ、制御バルブから係合要素を係合させる油圧が出力される。

再係合制御中に係合要素が係合した場合には、制御バルブの出力による係合機能は正常であり、自己保持バルブの出力による係合保持機能が損失している可能性があると判断できる。この場合、フェイルセーフ制御により、スイッチバルブがオフにされて、制御バルブから最大圧が出力される。これにより、係合要素に入力されるトルクが係合要素の伝達トルク以下であれば、係合要素の係合が維持されて、自動変速機から車両を走行させる動力が出力される。その結果、車両の走行性能を確保することができる。

一方、再係合制御により係合要素が係合しない場合には、制御バルブの出力による係合機能が損失している可能性があると判断できる。この場合、フェイルセーフ制御により、フェイルセーフバルブから自己保持バルブに油圧が供給されて、自己保持バルブが自己保持状態にされ、制御バルブを経由しない油圧が係合要素に供給される。これにより、係合要素が係合し、自動変速機から車両を走行させる動力が出力される。その結果、車両の走行性能を確保することができる。

本発明によれば、係合要素の係合異常が発生した場合に、故障部位に応じたフェイルセーフ制御を適切に行うことができ、車両の走行性能（リンプホーム性能）を確保することができる。

車両の駆動系の構成を示すスケルトン図である。 変速機に備えられる各係合要素の状態を示す図である。 変速機に備えられる遊星歯車機構のサンギヤ、キャリヤおよびリングギヤの回転数の関係を示す共線図である。 変速機に備えられる無段変速機構のプーリ比と変速機全体のユニット変速比との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御系の構成を示す図である。 変速機に備えられる油圧回路の構成を示す回路図である。 フェイル処理の流れを示すフローチャート（その１）である。 フェイル処理の流れを示すフローチャート（その２）である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の駆動系＞
図１は、車両１の駆動系の構成を示すスケルトン図である。

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。

エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン２には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。エンジン２の動力は、トルクコンバータ３および変速機４を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達され、デファレンシャルギヤ５から左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介してそれぞれ左右の駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。

エンジン２は、Ｅ／Ｇ出力軸１１を備えている。Ｅ／Ｇ出力軸１１は、エンジン２が発生する動力により回転される。

トルクコンバータ３は、フロントカバー２１、ポンプインペラ２２、タービンランナ２３およびロックアップ機構２４を備えている。フロントカバー２１には、Ｅ／Ｇ出力軸１１が接続され、フロントカバー２１は、Ｅ／Ｇ出力軸１１と一体に回転する。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１に対するエンジン２側と反対側に配置されている。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１と一体回転可能に設けられている。タービンランナ２３は、フロントカバー２１とポンプインペラ２２との間に配置されて、フロントカバー２１と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。

ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５を備えている。ロックアップピストン２５は、フロントカバー２１とタービンランナ２３との間に設けられている。ロックアップ機構２４は、ロックアップピストン２５とフロントカバー２１との間の解放油室２６の油圧とロックアップピストン２５とポンプインペラ２２との間の係合油室２７の油圧との差圧により、ロックアップオン（係合）／オフ（解放）される。すなわち、解放油室２６の油圧が係合油室２７の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１から離間し、ロックアップオフとなる。係合油室２７の油圧が解放油室２６の油圧よりも高い状態では、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー２１に押し付けられて、ロックアップオンとなる。

ロックアップオフの状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、ポンプインペラ２２が回転する。ポンプインペラ２２が回転すると、ポンプインペラ２２からタービンランナ２３に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ２３で受けられて、タービンランナ２３が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ２３には、Ｅ／Ｇ出力軸１１のトルクよりも大きなトルクが発生する。

ロックアップオンの状態では、Ｅ／Ｇ出力軸１１が回転されると、Ｅ／Ｇ出力軸１１、ポンプインペラ２２およびタービンランナ２３が一体となって回転する。

変速機４は、インプット軸３１およびアウトプット軸３２を備え、インプット軸３１に入力される動力を２つの経路に分岐してアウトプット軸３２に伝達可能に構成された、いわゆる動力分割式（トルクスプリット式）変速機である。２つの動力伝達経路を構成するため、変速機４は、無段変速機構３３、前減速ギヤ機構３４、遊星歯車機構３５およびスプリット変速機構３６を備えている。

インプット軸３１は、トルクコンバータ３のタービンランナ２３に連結され、タービンランナ２３と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

アウトプット軸３２は、インプット軸３１と平行に設けられている。アウトプット軸３２には、出力ギヤ３７が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ３７は、デファレンシャルギヤ５（デファレンシャルギヤ５のリングギヤ）と噛合している。

無段変速機構３３は、公知のベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構３３は、プライマリ軸４１と、プライマリ軸４１と平行に設けられたセカンダリ軸４２と、プライマリ軸４１に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ４３と、セカンダリ軸４２に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ４４と、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とに巻き掛けられたベルト４５とを備えている。

プライマリプーリ４３は、プライマリ軸４１に固定された固定シーブ５１と、固定シーブ５１にベルト４５を挟んで対向配置され、プライマリ軸４１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ５２とを備えている。可動シーブ５２に対して固定シーブ５１と反対側には、プライマリ軸４１に固定されたシリンダ５３が設けられ、可動シーブ５２とシリンダ５３との間に、油圧室５４が形成されている。

セカンダリプーリ４４は、セカンダリ軸４２に固定された固定シーブ５５と、固定シーブ５５にベルト４５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸４２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ５６とを備えている。可動シーブ５６に対して固定シーブ５５と反対側には、セカンダリ軸４２に固定されたシリンダ５７が設けられ、可動シーブ５６とシリンダ５７との間に、油圧室５８が形成されている。回転軸線方向において、固定シーブ５５と可動シーブ５６との位置関係は、プライマリプーリ４３の固定シーブ５１と可動シーブ５２との位置関係と逆転している。

無段変速機構３３では、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８に供給される油圧がそれぞれ制御されて、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の各溝幅が変更されることにより、変速比（プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比）が連続的に無段階で変更される。

具体的には、変速比が小さくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ４３の可動シーブ５２が固定シーブ５１側に移動し、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ４３に対するベルト４５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が小さくなる。

変速比が大きくされるときには、プライマリプーリ４３の油圧室５４に供給される油圧が下げられる。これにより、セカンダリプーリ４４の推力（セカンダリ推力）に対するプライマリプーリ４３の推力（プライマリ推力）の比である推力比が小さくなり、セカンダリプーリ４４の固定シーブ５５と可動シーブ５６との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ５１と可動シーブ５２との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比が大きくなる。

一方、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４の推力は、プライマリプーリ４３およびセカンダリプーリ４４とベルト４５との間で滑り（ベルト滑り）が生じない大きさを必要とする。そのため、ベルト滑りを生じない必要十分な挟圧が得られるよう、プライマリプーリ４３の油圧室５４およびセカンダリプーリ４４の油圧室５８に供給される油圧が制御される。

前減速ギヤ機構３４は、インプット軸３１に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸４１に伝達する構成である。具体的には、前減速ギヤ機構３４は、インプット軸３１に相対回転不能に支持されるインプット軸ギヤ６１と、インプット軸ギヤ６１よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸４１にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されて、インプット軸ギヤ６１と噛合するプライマリ軸ギヤ６２とを含む。

遊星歯車機構３５は、サンギヤ７１、キャリヤ７２およびリングギヤ７３を備えている。サンギヤ７１は、セカンダリ軸４２にスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。キャリヤ７２は、アウトプット軸３２に相対回転可能に外嵌されている。キャリヤ７２は、複数個のピニオンギヤ７４を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ７４は、円周上に配置され、サンギヤ７１と噛合している。リングギヤ７３は、複数個のピニオンギヤ７４を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ７４にセカンダリ軸４２の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ７３には、アウトプット軸３２が接続され、リングギヤ７３は、アウトプット軸３２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

スプリット変速機構３６は、スプリットドライブギヤ８１と、スプリットドライブギヤ８１と噛合するスプリットドリブンギヤ８２とを含む平行軸式歯車機構である。

スプリットドライブギヤ８１は、インプット軸３１に相対回転可能に外嵌されている。

スプリットドリブンギヤ８２は、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ８２は、スプリットドライブギヤ８１よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ８１よりも少ない歯数を有している。

また、変速機４は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１を備えている。

クラッチＣ１は、油圧により、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

クラッチＣ２は、油圧により、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とを直結（一体回転可能に結合）する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。

ブレーキＢ１は、油圧により、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２を制動する係合状態と、キャリヤ７２の回転を許容する解放状態とに切り替えられる。

＜動力伝達モード＞
図２は、車両１の前進時および後進時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１の状態を示す図である。図３は、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１、キャリヤ７２およびリングギヤ７３の回転数（回転速度）の関係を示す共線図である。図４は、無段変速機構３３によるベルト変速比（プーリ比）と変速機４の全体での減速比（ユニット変速比）との関係を示す図である。

図２において、「○」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１が解放状態であることを示している。

車両１の車室内には、運転者が操作可能な位置に、シフトレバー（セレクトレバー）が配設されている。シフトレバーの可動範囲には、たとえば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、Ｓ（スポーツ）ポジションおよびＢ（ブレーキ）ポジションがこの順に一列に並べて設けられている。

シフトレバーがＰポジションに位置する状態では、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のすべてが解放され、パーキングロックギヤ（図示せず）が固定されることにより、変速機４の変速レンジの１つであるＰレンジが構成される。また、シフトレバーがＮポジションに位置する状態では、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のすべてが解放されて、パーキングロックギヤが固定されないことにより、変速機４の変速レンジの１つであるＮレンジが構成される。クラッチＣ１およびブレーキＢ１の両方が解放された状態では、エンジン２の動力がセカンダリ軸４２まで伝達されて、セカンダリ軸４２が回転するが、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１およびピニオンギヤ７４が空転し、エンジン２の動力は駆動輪７Ｌ，７Ｒに伝達されない。

シフトレバーがＤポジション、ＳポジションまたはＢポジションに位置する状態では、変速機４の変速レンジの１つである前進レンジが構成される。この前進レンジでの動力伝達モードには、ベルトモードおよびスプリットモードが含まれる。ベルトモードとスプリットモードとは、クラッチＣ１が係合している状態とクラッチＣ２が係合している状態との切り替え（クラッチＣ１，Ｃ２の掛け替え）により切り替えられる。

ベルトモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１およびブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ２が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２がフリー（自由回転状態）になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結される。

インプット軸３１に入力される動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１およびプライマリプーリ４３を回転させる。プライマリプーリ４３の回転は、ベルト４５を介して、セカンダリプーリ４４に伝達され、セカンダリプーリ４４およびセカンダリ軸４２を回転させる。遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが直結されているので、セカンダリ軸４２と一体となって、サンギヤ７１、リングギヤ７３およびアウトプット軸３２が回転する。したがって、ベルトモードでは、図３および図４に示されるように、変速機４の減速比（ユニット変速比）が無段変速機構３３のベルト変速比（プライマリプーリ４３とセカンダリプーリ４４とのプーリ比）に前減速比（インプット軸３１の回転数／プライマリ軸４１の回転数）を乗じた値と一致する。

スプリットモードでは、図２に示されるように、クラッチＣ１が係合され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が解放される。これにより、インプット軸３１とスプリットドライブギヤ８１とが結合されて、インプット軸３１の回転がスプリットドライブギヤ８１およびスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリヤ７２に伝達可能になり、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離される。

インプット軸３１に入力される動力は、スプリットドライブギヤ８１からスプリットドリブンギヤ８２を介して遊星歯車機構３５のキャリヤ７２に増速されて伝達される。キャリヤ７２に伝達される動力は、キャリヤ７２からサンギヤ７１およびリングギヤ７３に分割して伝達される。サンギヤ７１の動力は、セカンダリ軸４２、セカンダリプーリ４４、ベルト４５、プライマリプーリ４３およびプライマリ軸４１を介してプライマリ軸ギヤ６２に伝達され、プライマリ軸ギヤ６２からインプット軸ギヤ６１に伝達される。そのため、ベルトモードでは、インプット軸ギヤ６１が駆動ギヤとなり、プライマリ軸ギヤ６２が被動ギヤとなるのに対し、スプリットモードでは、プライマリ軸ギヤ６２が駆動ギヤとなり、インプット軸ギヤ６１が被動ギヤとなる。

スプリットドライブギヤ８１とスプリットドリブンギヤ８２とのギヤ比は一定で不変（固定）であるので、スプリットモードでは、インプット軸３１に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２の回転が一定速度に保持される。そのため、変速比が上げられると、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１の回転数が下がるので、図３に破線で示されるように、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３（アウトプット軸３２）の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、図４に示されるように、無段変速機構３３のベルト変速比が大きいほど、変速機４の減速比が小さくなり、ベルト変速比に対する減速比の感度（ベルト変速比の変化量に対する減速比の変化量の割合）がベルトモードと比べて低い。

ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒおよび駆動輪７Ｌ，７Ｒが前進方向に回転する。

なお、シフトレバーがＤポジション、ＳポジションまたはＢポジションのいずれに位置する状態であっても、前進レンジでは、変速比を自動的かつ連続的に無段階で変化させる変速制御が行われる。ただし、シフトレバーがＳポジションに位置する状態（Ｓレンジ）では、シフトレバーがＤポジションに位置する状態（Ｄレンジ）と比較して、エンジン回転数が高めに維持されるように変速比が変更される。これにより、Ｓレンジでは、Ｄレンジと比較して、運転者がスポーティな走行を楽しむことができ、また、減速時に強いエンジンブレーキが得られる。シフトレバーがＢポジションに位置する状態（Ｂレンジ）では、Ｓレンジよりもエンジン回転数がさらに高めに維持されるように変速比が変更され、減速時にＳレンジよりもさらに強いエンジンブレーキが得られる。

シフトレバーがＲポジションに位置する状態では、変速機４の変速レンジの１つである後進レンジが構成される。後進レンジでは、図２に示されるように、クラッチＣ１，Ｃ２が解放され、ブレーキＢ１が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ８１がインプット軸３１から切り離され、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１とリングギヤ７３とが切り離され、遊星歯車機構３５のキャリヤ７２が制動される。

インプット軸３１に入力される動力は、前減速ギヤ機構３４により逆転かつ減速されて、無段変速機構３３のプライマリ軸４１に伝達され、プライマリ軸４１からプライマリプーリ４３、ベルト４５およびセカンダリプーリ４４を介してセカンダリ軸４２に伝達され、セカンダリ軸４２と一体に、遊星歯車機構３５のサンギヤ７１を回転させる。遊星歯車機構３５のキャリヤ７２が制動されているので、サンギヤ７１が回転すると、遊星歯車機構３５のリングギヤ７３がサンギヤ７１と逆方向に回転する。このリングギヤ７３の回転方向は、前進時（ベルトモードおよびスプリットモード）におけるリングギヤ７３の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ７３と一体に、アウトプット軸３２が回転する。アウトプット軸３２の回転は、出力ギヤ３７を介して、デファレンシャルギヤ５に伝達される。これにより、車両１のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒおよび駆動輪７Ｌ，７Ｒが後進方向に回転する。

＜車両の制御系＞
図５は、車両１の制御系の構成を示すブロック図である。

車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）９１が備えられている。図５には、１つのＥＣＵ９１のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ９１と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ９１を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。

ＥＣＵ９１は、エンジン２の始動、停止および出力調整などのため、エンジン２に設けられた電子スロットルバルブ、インジェクタおよび点火プラグなどを制御する。また、トルクコンバータ３のロックアップ制御および変速機４の変速制御などのため、トルクコンバータ３および変速機４を含むユニットの各部に油圧を供給するための油圧回路９２に含まれる各種のバルブを制御する。

ＥＣＵ９１には、制御に必要な各種のセンサが接続されており、それらのセンサから検出信号が入力される。ＥＣＵ９１に接続されているセンサには、たとえば、アウトプット軸３２の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するアウトプット回転センサ９３と、セカンダリ軸４２の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力するセカンダリ回転センサ９４と、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４（図６参照）に供給される電流を検出するＳＬ２電流センサ９５と、シフトレバーのポジションに応じた検出信号（レンジ接点信号）を出力するシフトポジションセンサ９６とが含まれる。

＜油圧回路＞
図６は、油圧回路９２の構成を示す回路図である。

油圧回路９２には、マニュアルバルブ１０１、リレーバルブ１０２、ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４、ＳＲスイッチバルブ１０５、Ｃ１カットバルブ１０６、Ｃ２カットバルブ１０７、フェイルセーフバルブ１０８およびＳＬＰソレノイドバルブ１０９が含まれる。

マニュアルバルブ１０１は、シフトレバーのポジションに対応して油圧を出力するバルブである。

リレーバルブ１０２は、マニュアルバルブ１０１から選択的に出力されるＤ圧およびＲ圧をＳＬ１ソレノイドバルブ１０３に供給し、ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３から出力されるＳＬ１圧の出力先をクラッチＣ１とブレーキＢ１とに切り替えるためのバルブである。マニュアルバルブ１０１には、クラッチ元圧が入力され、Ｄ圧およびＲ圧は、そのクラッチ元圧である。

ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３は、ノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブである。ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３は、電磁コイルへの通電が制御されることにより、リレーバルブ１０２から入力されるクラッチ元圧の調圧により得られるＳＬ１圧（制御圧）を出力する。

ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４は、ノーマルクローズタイプのリニアソレノイドバルブである。ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４には、マニュアルバルブ１０１からＤ圧が入力される。ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４は、電磁コイルへの通電が制御されることにより、クラッチ元圧であるＤ圧の調圧により得られるＳＬ２圧（制御圧）を出力する。

ＳＲスイッチバルブ１０５は、ノーマルクローズタイプのオン／オフソレノイドバルブである。ＳＲスイッチバルブ１０５は、電磁コイルへの通電によりオン（開成）し、電磁コイルへの通電の遮断によりオフ（閉成）する。

Ｃ１カットバルブ１０６は、スプールの位置がＣ１位置（過渡位置）とＣ２位置とに切り替わるバルブである。

Ｃ２カットバルブ１０７は、スプールの位置がＣ１位置とＣ２位置（過渡位置）とに切り替わるバルブである。

フェイルセーフバルブ１０８は、スプールの位置が通常位置（Ｐ，Ｎ，Ｄ，Ｒ過渡位置）とフェイル位置（Ｒ位置）とに切り替わるバルブである。

ＳＲスイッチバルブ１０５がオンの状態では、ＳＲスイッチバルブ１０５から出力される油圧がＣ１カットバルブ１０６およびＣ２カットバルブ１０７に入力される。これにより、Ｃ１カットバルブ１０６は、スプールの位置がＣ１位置となり、Ｃ２カットバルブ１０７は、スプールの位置がＣ２位置となる。この状態では、ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３から出力されるＳＬ１圧がＣ２カットバルブ１０７を経由してＣ１カットバルブ１０６に入力され、そのＳＬ１圧がＣ１カットバルブ１０６からクラッチＣ１に供給される。また、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４から出力されるＳＬ２圧がＣ２カットバルブ１０７を経由してＣ１カットバルブ１０６に入力され、そのＳＬ２圧がＣ１カットバルブ１０６からクラッチＣ２に供給される。したがって、ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３およびＳＬ２ソレノイドバルブ１０４への通電を制御して、ＳＬ１圧およびＳＬ２圧を増減させることにより、クラッチＣ１，Ｃ２に供給される油圧を増減させることができ、クラッチＣ１，Ｃ２の係合／解放を切り替えることができる。

また、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンの状態では、ＳＲスイッチバルブ１０５から出力される油圧がフェイルセーフバルブ１０８に入力される。これにより、フェイルセーフバルブ１０８は、スプールの位置がフェイル位置となる。そのため、マニュアルバルブ１０１からＲ圧が出力されるときには、Ｒ圧がフェイルセーフバルブ１０８に入力され、フェイルセーフバルブ１０８からブレーキＢ１にＲ圧が供給される。これにより、ブレーキＢ１が係合する。

クラッチＣ１がＳＬ１圧によって係合し、クラッチＣ２が解放されている状態で、ＳＲスイッチバルブ１０５がオフされた場合には、Ｃ２カットバルブ１０７のスプールがＣ２位置からＣ１位置に移動する。一方、Ｃ１カットバルブ１０６のスプールは、Ｃ１カットバルブ１０６に内蔵されているスプリングの付勢力により、Ｃ１位置に保持される。これにより、マニュアルバルブ１０１から出力されるＤ圧がＣ２カットバルブ１０７に入力され、そのＤ圧がＣ２カットバルブ１０７からＣ１カットバルブ１０６に入力され、Ｃ１カットバルブ１０６からクラッチＣ１にＤ圧が供給される。そのため、ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３からのＳＬ１圧の出力が停止されても、クラッチＣ１の係合状態が保持される。

クラッチＣ２がＳＬ２圧によって係合し、クラッチＣ１が解放されている状態で、ＳＲスイッチバルブ１０５がオフされた場合には、Ｃ２カットバルブ１０７に内蔵されているスプリングの付勢力により、Ｃ２カットバルブ１０７のスプールがＣ２位置に保持される。一方、Ｃ１カットバルブ１０６のスプールは、ＳＬ２圧により、Ｃ１位置からＣ２位置に移動する。これにより、マニュアルバルブ１０１から出力されるＤ圧がＣ２カットバルブ１０７内を通らずにＣ１カットバルブ１０６に入力され、Ｃ１カットバルブ１０６からクラッチＣ２にＤ圧が供給される。そのため、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４からのＳＬ２圧の出力が停止されても、クラッチＣ２の係合状態が保持される。

また、ＳＲスイッチバルブ１０５がオフの状態では、フェイルセーフバルブ１０８のスプールの位置が通常位置となる。そのため、マニュアルバルブ１０１からＲ圧が出力されるときには、リレーバルブ１０２を経由してＳＬ１ソレノイドバルブ１０３に入力され、ＳＬ１ソレノイドバルブ１０３からのＳＬ１圧がリレーバルブ１０２を経由してフェイルセーフバルブ１０８に入力され、フェイルセーフバルブ１０８からブレーキＢ１にＳＬ１圧が供給される。これにより、ブレーキＢ１が係合する。

ＳＬＰソレノイドバルブ１０９は、たとえば、ノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブである。ＳＲスイッチバルブ１０５がオンであり、フェイルセーフバルブ１０８のスプールの位置がフェイル位置である状態において、ＳＬＰソレノイドバルブ１０９から出力される油圧がフェイルセーフバルブ１０８に入力されると、その油圧がフェイルセーフバルブ１０８からＣ１カットバルブ１０６に入力される。これにより、Ｃ１カットバルブ１０６にＳＬ２圧が入力されていなくても、Ｃ１カットバルブ１０６のスプールがＣ２位置に保持され、Ｃ１カットバルブ１０６からクラッチＣ２にＤ圧が供給されて、クラッチＣ２が係合する。

＜フェイル処理＞
図７Ａおよび図７Ｂは、フェイル処理の流れを示すフローチャートである。

変速機４では、たとえば、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４またはＳＲスイッチバルブ１０５に故障が発生すると、クラッチＣ２の係合が異常（係合不良）となり、クラッチＣ２の滑りが発生するおそれがある。

そこで、車両１の走行中、ＥＣＵ９１により、フェイル処理が繰り返し実行される。フェイル処理では、まず、ＥＣＵ９１によりクラッチＣ２を定常的に係合させる定常係合制御が行われている状態、つまりクラッチＣ２に供給されるＰＬ２圧の指示値が最大値に設定される制御状態またはＳＲスイッチバルブ１０５をオフにする制御状態であるときに、クラッチＣ２が解放しているか否かが判定される（Ｓ１１）。たとえば、クラッチＣ２に生じている差回転が閾値以上である場合、クラッチＣ２が解放し、クラッチＣ２に滑りが発生していると判定される。クラッチＣ２に生じる差回転は、アウトプット軸３２の回転とセカンダリ軸４２の回転との差である。ＥＣＵ９１では、アウトプット回転センサ９３の検出信号からアウトプット軸３２の回転数が算出され、セカンダリ回転センサ９４の検出信号からセカンダリ軸４２の回転数が算出される。

クラッチＣ２が解放していないと判定される場合（ステップＳ１１のＮＯ）、つまりクラッチＣ２が係合している場合は、フェイル処理は次に進まず、クラッチＣ２が解放しているか否かが繰り返し判定される。

クラッチＣ２が解放していると判定された場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、クラッチＣ２を再係合させる再係合制御が開始される（ステップＳ１２）。再係合制御では、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンにされて、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４への通電が制御されることにより、係合過渡制御および定常係合制御がこの順に続けて行われる。係合過渡制御では、クラッチＣ２に供給されるＰＬ２圧の指示値が最小値（たとえば、０）から最大値まで漸増される。定常係合制御では、前述したように、クラッチＣ２に供給されるＰＬ２圧の指示値が最大値に設定される。

再係合制御中もクラッチＣ２の係合／解放が繰り返し判定されており、係合過渡制御中にクラッチＣ２の係合が判定された場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、自己保持制御が開始される（ステップＳ１４）。自己保持制御では、ＳＲスイッチバルブ１０５がオフにされて、クラッチＣ２に供給されるＰＬ２圧の指示値が最大値に設定される。これにより、ＳＲスイッチバルブ１０５が正常にオフになれば、Ｃ１カットバルブ１０６からクラッチＣ２にＤ圧が供給される。一方、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンで固着する故障が発生している場合には、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４から出力される最大のＰＬ２圧がクラッチＣ２に供給される。

その後、公知の演算方法により、クラッチＣ２に入力される入力トルクと、最大のＰＬ２圧が供給されている状態でのクラッチＣ２の伝達トルク容量とが算出され、その入力トルクが伝達トルク容量よりも大きいか否かが判定される（図７ＢのステップＳ１５）。

クラッチＣ２の入力トルクが伝達トルク容量よりも大きい場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、自己保持制御中にクラッチＣ２が解放したか否かが判定される（ステップＳ１６）。

クラッチＣ２の入力トルクが伝達トルク容量を超えているにもかかわらず、クラッチＣ２が係合している場合（ステップＳ１６のＮＯ）、ＳＲスイッチバルブ１０５が正常にオフになり、Ｃ１カットバルブ１０６からクラッチＣ２にＤ圧が供給されているので、クラッチＣ２の係合が保持されていると考えられる。この場合、Ｃ１カットバルブ１０６およびＣ２カットバルブ１０７で構成される自己保持バルブによるクラッチＣ２の係合保持機能が正常であると判定されて（ステップＳ１７）、フェイル処理が終了される。

クラッチＣ２の入力トルクが伝達トルク容量を超えている状態でクラッチＣ２が解放した場合には（ステップＳ１６のＹＥＳ）、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンで固着する故障が発生しているために、自己保持バルブによるクラッチＣ２の係合保持機能が損失していると判定される（ステップＳ１８）。この場合、フェイルセーフ制御として、エンジン２のトルクを低減させるエンジントルクダウン制御が開始されて（ステップＳ１９）、フェイル処理が終了される。エンジントルクダウン制御では、クラッチＣ２の入力トルクが伝達トルク容量を超えないように、エンジントルクが抑えられる。

クラッチＣ２の入力トルクが伝達トルク容量を超えていない状況においても（ステップＳ１５のＮＯ）、自己保持制御中にクラッチＣ２が解放したか否かが判定される（ステップＳ２１）。クラッチＣ２が係合している場合（ステップＳ２１のＮＯ）、クラッチＣ２の入力トルクが伝達トルク容量よりも大きいか否かが再び判定される（ステップＳ１５）。

クラッチＣ２の入力トルクが伝達トルク容量を超えていないにもかかわらず、クラッチＣ２が解放したと判定された場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４の故障が発生しているために、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４から出力されるＳＬ２圧によるクラッチＣ２の係合機能が損失していると判定される（ステップＳ２２）。この場合、フェイルセーフ制御として、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンされて、フェイルセーフバルブ１０８のスプールの位置がフェイル位置である状態において、ＳＬＰソレノイドバルブ１０９から出力される油圧がフェイルセーフバルブ１０８に入力される。その結果、前述したように、Ｃ１カットバルブ１０６のスプールがＣ２位置に保持され、Ｃ１カットバルブ１０６からクラッチＣ２にＤ圧が供給されて、クラッチＣ２が係合する。フェイルセーフ制御の開始後、フェイル処理が終了される。

一方、再係合制御が行われても、クラッチＣ２の係合が判定されない場合には（ステップＳ１３のＮＯ）、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４の故障が発生しているために、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４から出力されるＳＬ２圧によるクラッチＣ２の係合機能が損失していると判定される（ステップＳ２２）。この場合にも、フェイルセーフ制御が開始され、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンされて、ＳＬＰソレノイドバルブ１０９から出力される油圧がフェイルセーフバルブ１０８に入力される（ステップＳ２３）。フェイルセーフ制御の開始後、フェイル処理が終了される。

＜作用効果＞
以上のように、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンの状態では、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４から出力されるＳＬ２圧がクラッチＣ２に供給される。そのため、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４から出力されるＳＬ２圧の制御により、クラッチＣ２を係合させることができる。クラッチＣ２が係合した状態でＳＲスイッチバルブ１０５がオンからオフに切り替えられると、Ｃ１カットバルブ１０６およびＣ２カットバルブ１０７で構成される自己保持バルブが自己保持状態となり、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４を経由しないＤ圧がクラッチＣ２に供給されることにより、クラッチＣ２の係合状態が保持される。

クラッチＣ２を定常的に係合させる定常係合制御状態において、クラッチＣ２の係合の異常（滑り）が判定された場合、再係合制御が行われて、ＳＲスイッチバルブ１０５がオンにされ、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４からクラッチＣ２を係合させるＳＬ２圧が出力される。

再係合制御中にクラッチＣ２が係合した場合には、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４の出力による係合機能は正常であり、自己保持バルブの出力による係合保持機能が損失している可能性があると判断できる。この場合、フェイルセーフ制御により、ＳＲスイッチバルブ１０５がオフにされて、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４から最大圧が出力される。これにより、クラッチＣ２に入力されるトルクがクラッチＣ２の伝達トルク以下であれば、クラッチＣ２の係合が維持されて、変速機４から車両１を走行させる動力が出力される。その結果、車両１の走行性能を確保することができる。

一方、再係合制御によりクラッチＣ２が係合しない場合には、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４の出力による係合機能が損失している可能性があると判断できる。この場合、フェイルセーフ制御により、フェイルセーフバルブから自己保持バルブに油圧が供給されて、自己保持バルブが自己保持状態にされ、ＳＬ２ソレノイドバルブ１０４を経由しない油圧がクラッチＣ２に供給される。これにより、クラッチＣ２が係合し、変速機４から車両を走行させる動力が出力される。その結果、車両１の走行性能を確保することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、単一のＥＣＵ９１により、エンジン２ならびにトルクコンバータ３およびＣＶＴ４の油圧回路９２が制御されるとしたが、エンジン２と油圧回路９２とは、別々のＥＣＵによって制御されてもよい。

また、変速機４として、動力分割式（トルクスプリット式）の変速機を取り上げたが、本発明は、動力分割式の変速機に限らず、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）や有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）など、種々の形式の自動変速機に適用することができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：車両
４：変速機
９１：ＥＣＵ（制御手段）
９２：油圧回路
１０４：ＳＬ２ソレノイドバルブ（制御バルブ）
１０５：ＳＲスイッチバルブ（スイッチバルブ）
１０６：Ｃ１カットバルブ（自己保持バルブ）
１０７：Ｃ２カットバルブ（自己保持バルブ）
１０８：フェイルセーフバルブ
Ｃ２：クラッチ（係合要素）

Claims (1)

1. 係合要素の係合により車両を走行させる動力を出力するように構成された機構と、
   前記係合要素の係合／解放を制御する油圧を出力する制御バルブと、オン／オフに応じて油圧を出力／停止するスイッチバルブと、過渡状態と自己保持状態とに切り替わる自己保持バルブと、フェイルセーフバルブとを含み、前記スイッチバルブのオンにより、前記自己保持バルブが前記過渡状態となり、前記制御バルブから出力される油圧が前記係合要素に供給され、前記係合要素が係合した状態で前記スイッチバルブがオンからオフに切り替わると、前記自己保持バルブが前記自己保持状態となり、前記制御バルブを経由しない油圧が前記係合要素に供給され、前記スイッチバルブがオンであっても前記フェイルセーフバルブから前記自己保持バルブに油圧が供給されることにより、前記自己保持バルブが前記自己保持状態となるように構成された油圧回路とを備える自動変速機の制御装置であって、
   前記係合要素の係合／解放を制御する通常制御手段と、
   前記通常制御手段が前記係合要素を定常的に係合させる制御状態において、前記係合要素の係合が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段が前記係合要素の係合の異常を判定した場合に、前記スイッチバルブをオンにして、前記制御バルブから前記係合要素を係合させる油圧を出力させる再係合制御を行う再係合制御手段と、
   前記再係合制御中に前記係合要素が係合した場合には、前記スイッチバルブをオフにして、前記制御バルブから最大圧を出力させ、前記係合要素が係合しない場合には、前記フェイルセーフバルブから前記自己保持バルブに油圧を供給させて、前記自己保持バルブを前記自己保持状態にするフェイルセーフ制御手段とを含む、制御装置。

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