JP4192790B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用自動変速機の変速制御装置に係り、特に、手動切換モードで変速レンジやギヤ段を１つずつ切り換えたり一度に２つ以上ずつ切り換えたりすることができる変速制御装置の改良に関するものである。

(a) 自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、手動で切り換えるために、運転者によってＯＮ操作される第１シフトスイッチと、(b) 前記変速レンジまたはギヤ段を手動で切り換えるために、運転者によってＯＮ操作される第２シフトスイッチと、(c) 前記第１シフトスイッチがＯＮ操作される毎に前記変速レンジまたはギヤ段を電気的に１つずつ切り換え、前記第２シフトスイッチがＯＮ操作される毎にその変速レンジまたはギヤ段を電気的に２つ以上ずつ切り換える切換手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置が、例えば特許文献１に記載されている。このような変速制御装置によれば、変速レンジやギヤ段を多様に切り換えることができるため、変速操作性が向上する。

特開平１０−７８１１６号公報

しかしながら、このような変速制御装置において第１シフトスイッチが故障すると、変速レンジやギヤ段を１つずつ段階的に切り換えることができなくなるため、所望の走行性能やエンジンブレーキ性能などが得られなくなる可能性があり、第１シフトスイッチが故障した場合の車両性能を確保する上で未だ改善の余地があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、変速レンジやギヤ段を１つずつ切り換える第１シフトスイッチと一度に２つ以上ずつ切り換える第２シフトスイッチとを備えている変速制御装置において、第１シフトスイッチが故障した場合でも、その第１シフトスイッチの操作で可能な所望の車両性能が得られるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、手動で切り換えるために、運転者によって共通のシフトレバーを用いて互いに排他的にＯＮ操作される第１シフトスイッチおよび第２シフトスイッチと、(b) 前記第１シフトスイッチがＯＮ操作される毎に前記変速レンジまたはギヤ段を電気的に１つずつ切り換え、前記第２シフトスイッチがＯＮ操作される毎にその変速レンジまたはギヤ段を電気的に２つ以上ずつ切り換える切換手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、(c) 前記第１シフトスイッチの故障を検出するフェール検出手段と、(d) そのフェール検出手段によって前記第１シフトスイッチの故障が検出された場合は、前記第２シフトスイッチがＯＮ操作される毎に前記変速レンジまたはギヤ段を１つずつ切り換えるフェール時切換手段と、を有することを特徴とする。

このような車両用自動変速機の変速制御装置においては、通常は第１シフトスイッチがＯＮ操作されると変速レンジやギヤ段が１つずつ切り換えられ、第２シフトスイッチがＯＮ操作されると２つ以上ずつ切り換えられるため、変速レンジやギヤ段を多様に切り換えることが可能で優れた変速操作性が得られる一方、変速レンジやギヤ段を１つずつ切り換える第１シフトスイッチが故障した場合には、第２シフトスイッチがＯＮ操作された場合でも変速レンジやギヤ段が１つずつ切り換えられるようになるため、２つ以上ずつの切換操作は不可になるものの走行性能やエンジンブレーキ性能など車両性能については通常時と同様の性能が確保され、第１シフトスイッチの故障に拘らず変速レンジやギヤ段を１つずつ切り換えて所望の車両性能を得ることができる。

本発明の車両用自動変速機の変速制御装置は、例えば遊星歯車式や平行軸式等の有段の自動変速機に好適に適用されるが、変速範囲が異なる複数の変速レンジを有するベルト式、トロイダル型等の無段変速機にも適用され得る。無段変速機については、有段変速機と同様に複数の前進ギヤ段で段階的に変速比を変化させる態様で使用することも可能である。自動的に変速が行なわれる変速レンジの変速範囲は、通常は変速比が最も大きい最低速前進ギヤ段や最低速変速比は同じで、最高速前進ギヤ段や最高速変速比が異なるだけである。

有段変速機の場合、７段或いは８段以上の多段変速機に好適に適用されるが、６段以下の有段変速機に適用することもできる。また、一般には単一のギヤ列が設定されるが、少なくとも一部の変速比が異なる２種類以上のギヤ列や、ギヤ段の数が異なる２種類以上のギヤ列を成立させることが可能で、運転者の選択操作や車両の走行状態などに応じて自動的に所定のギヤ列が設定される有段変速機にも本発明は適用され得る。

手動切換制御としては、変速レンジを切り換えるレンジ切換タイプと、ギヤ段を直接切り換えるギヤ段切換タイプがあるが、本発明はそのどちらの切換タイプにも適用され得る。

第１シフトスイッチおよび第２シフトスイッチは、例えば運転席の横や運転席前方のインストルメントパネルなどに設けられたシフトレバー操作でＯＮ、ＯＦＦされるように設けられる。

第１シフトスイッチおよび第２シフトスイッチは、例えば変速比を大きくするダウンシフト用および変速比を小さくするアップシフト用の一対のスイッチをそれぞれ備えて構成されるが、ダウンシフトの時だけ１つずつ或いは２つ以上ずつ切り換え、アップシフトについては別のスイッチ等で一気に最上位の変速レンジまで切り換えるなど、アップシフトおよびダウンシフトの何れか一方のみを行うものでも良い。

第２シフトスイッチがＯＮ操作された場合の切換態様は、例えば変速レンジやギヤ段を１つ或いは２つ以上飛び越して切り換えるように構成されるが、複数の変速レンジやギヤ段を順番に２つ以上連続して切り換えるものでも良い。

変速レンジやギヤ段を切り換える切換手段は、切換後のエンジン回転速度や車両の挙動を安定させるように制御するＶＳＣ（Vehicle Stability Control)等の判断により、その切換或いは変速を制限する切換制限手段を備えていることが望ましい。切換制限手段は、ギヤ段切換えやレンジ切換えを完全に中止するものでも良いが、可能な範囲でギヤ段切換えやレンジ切換えを行なうものが望ましい。

フェール検出手段は、第１シフトスイッチのＯＮ、ＯＦＦ切換が実質的に不可であることを検出するもので、第１シフトスイッチの機械的な故障だけでなく電気系統も含めて故障を検出するように構成され、例えば第１シフトスイッチから出力される電気信号のＯＮ、ＯＦＦ状態から故障の有無を判定することができる。

フェール時切換手段は、前記切換手段に優先して第２シフトスイッチに基づいて変速レンジやギヤ段を１つずつ切り換えるものでも良いが、例えば第２シフトスイッチがＯＮ操作された場合でも変速レンジまたはギヤ段が１つずつ切り換えられるように前記切換手段による切換態様を変更する切換態様変更手段を有して構成され、その場合は、その切換態様変更手段および前記切換手段によってフェール時切換手段が構成される。

前記フェール検出手段によって第１シフトスイッチの故障が検出された場合は、その第１シフトスイッチによる切換が不可になるとともに第２シフトスイッチに従って変速レンジやギヤ段が１つずつ切り換えられるため、その旨を表示装置に表示することがが望ましい。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用される車両用自動変速機１０の一例を説明する骨子図で、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６、ダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８、シングルピニオン型の第４遊星歯車装置２０、および第５遊星歯車装置２２を主体として構成されている第２変速部２４とを有し、入力軸２６の回転を変速して出力歯車２８から出力する。入力軸２６は入力部材に相当するもので、トルクコンバータ３２のタービン軸であり、走行用駆動源としてのエンジン（内燃機関）３０のクランク軸３１からトルクコンバータ３２を介して回転が入力される一方、出力歯車２８は出力部材に相当するもので、差動歯車装置などを介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この車両用自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。

上記第１変速部１４を構成している第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１は入力軸２６に連結されて回転駆動され、サンギヤＳ１は回転不能にケース３４に一体的に固定され、リングギヤＲ１は中間出力部材として入力軸２６の回転を減速して第２変速部２４へ出力する。このように入力軸２６から第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１、そのキャリアＣＡ１に配設されたピニオンギヤ、および中間出力部材としてのリングギヤＲ１を経て第２変速部２４へ伝達する経路が第２入力経路ＰＡ２で、第１遊星歯車装置１２のギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１に応じて定められる一定の変速比１／（１−ρ１）で減速される。また、上記第２入力経路ＰＡ２とは別に、第１変速部１４の第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１を経由して、入力軸２６の回転を変速比１．０でそのまま第２変速部２４へ伝達する第１入力経路ＰＡ１が設けられている。

前記第２変速部２４は主変速部に相当するもので、第２遊星歯車装置１６は、ピニオンギヤが大径部および小径部を有する段付ピニオン３６にて構成されており、その小径部が第２遊星歯車装置１６のピニオンギヤとして機能している一方、大径部には第５遊星歯車装置２２のリングギヤＲ５が噛み合わされている。また、第２遊星歯車装置１６、第３遊星歯車装置１８のキャリアＣＡ２およびＣＡ３、サンギヤＳ２およびＳ３は、それぞれ共通の部材にて構成されているとともに、第２遊星歯車装置１６のピニオンギヤ（段付ピニオン３６の小径部）は第３遊星歯車装置１８の第１ピニオンギヤ（サンギヤＳ３と噛み合うピニオンギヤ）を兼ねている。

そして、第２変速部２４を構成している第２遊星歯車装置１６、第３遊星歯車装置１８、第４遊星歯車装置２０、および第５遊星歯車装置２２は、一部が互いに連結されることによって６つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ６が構成されており、具体的には、第４遊星歯車装置２０のサンギヤＳ４によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２によって第２回転要素ＲＭ２が構成され、第５遊星歯車装置２２のリングギヤＲ５によって第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置１６のキャリアＣＡ２および第３遊星歯車装置１８のキャリアＣＡ３が互いに連結されて第４回転要素が構成され、第３遊星歯車装置１８のリングギヤＲ３および第４遊星歯車装置２０のキャリアＣＡ４が互いに連結されて第５回転要素ＲＭ５が構成され、第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２、第３遊星歯車装置１８のサンギヤＳ３、および第４遊星歯車装置２０のリングギヤＲ４が互いに連結されて第６回転要素ＲＭ６が構成されている。

また、上記第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ４）は第１ブレーキＢ１によってケース３４に選択的に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２）は第２ブレーキＢ２によってケース３４に選択的に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）は第３ブレーキＢ３によってケース３４に選択的に連結されて回転停止させられ、第６回転要素ＲＭ６（サンギヤＳ２、Ｓ３、およびリングギヤＲ４）は第１クラッチＣ１を介して中間出力部材である前記第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１すなわち第２入力経路ＰＡ２に選択的に連結され、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ４）は第２クラッチＣ２を介して同じくリングギヤＲ１すなわち第２入力経路ＰＡ２に選択的に連結され、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２）は第３クラッチＣ３を介して第１入力経路ＰＡ１すなわち入力軸２６に選択的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ５）は第４クラッチＣ４を介して第１入力経路ＰＡ１すなわち入力軸２６に選択的に連結され、第５回転要素ＲＭ５（リングギヤＲ３およびキャリアＣＡ４）は前記出力歯車２８に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第１ブレーキＢ１〜第３ブレーキＢ３、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。

図２の(a) は、上記第１変速部１４および第２変速部２４の各回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図であり、下の横線が回転速度「０」で、上の横線が回転速度「１．０」すなわち入力軸２６と同じ回転速度である。また、第１変速部１４の各縦線は、左側から順番にサンギヤＳ１、リングギヤＲ１、キャリアＣＡ１を表しており、それ等の間隔は第１遊星歯車装置１２のギヤ比ρ１に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ１＝０．４２７の場合である。第２変速部２４の６本の縦線は、左側から順番に第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ４）、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２）、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ５）、第４回転要素ＲＭ４（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）、第５回転要素ＲＭ５（リングギヤＲ３およびキャリアＣＡ４）、第６回転要素ＲＭ６（サンギヤＳ２、Ｓ３、およびリングギヤＲ４）を表しており、それ等の間隔は第２遊星歯車装置１６のギヤ比ρ２、第３遊星歯車装置１８のギヤ比ρ３、第４遊星歯車装置２０のギヤ比ρ４、第５遊星歯車装置２２のギヤ比ρ５に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ２＝０．３４９、ρ３＝０．４１９、ρ４＝０．３０１、ρ５＝０．２６２の場合である。なお、第２変速部２４の丸付きの数字「１」〜「６」はそれぞれ第１回転要素ＲＭ１〜第６回転要素ＲＭ６を表している。

そして、この共線図から明らかなように、第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第４回転要素ＲＭ４が回転停止させられると、出力歯車２８に連結された第５回転要素ＲＭ５は「１ｓｔ」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比（＝入力軸２６の回転速度／出力歯車２８の回転速度）の第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」が成立させられる。第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられると、出力歯車２８に連結された第５回転要素ＲＭ５は「２ｎｄ」で示す回転速度で回転させられ、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」よりも変速比が小さい第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第５回転要素ＲＭ５は「３ｒｄ」で示す回転速度で回転させられ、第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」よりも変速比が小さい第３速前進ギヤ段「３ｒｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合させられて、第２変速部２４が第１変速部１４を介して一体的に減速回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「４ｔｈ」で示す回転速度すなわち第１変速部１４のリングギヤＲ１と同じ回転速度で回転させられ、第３速前進ギヤ段「３ｒｄ」よりも変速比が小さい第４速前進ギヤ段「４ｔｈ」が成立させられる。

第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「５ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第４速前進ギヤ段「４ｔｈ」よりも変速比が小さい第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」が成立させられる。この第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」は、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４を係合させて成立させることもできる。第３クラッチＣ３および第４クラッチＣ４が係合させられて、第２変速部２４が入力軸２６と一体回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「６ｔｈ」で示す回転速度すなわち入力軸２６と同じ回転速度で回転させられ、第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」よりも変速比が小さい第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」が成立させられる。この第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」の変速比は１．０である。第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「７ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」よりも変速比が小さい第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」が成立させられる。第３クラッチＣ３および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられるとともに第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第５回転要素ＲＭ５は「８ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」よりも変速比が小さい第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」が成立させられる。

また、第２クラッチＣ２および第２ブレーキＢ２が係合させられると、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられることにより、第５回転要素ＲＭ５は「Ｒｅｖ」で示す回転速度で逆回転させられ、後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられる。なお、第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３を係合させ、第１回転要素ＲＭ１を第１変速部１４を介して減速回転させるとともに第４回転要素ＲＭ４を回転停止させることにより、上記後進ギヤ段「Ｒｅｖ」よりも変速比が大きい後進ギヤ段を成立させることも可能で、どちらの後進ギヤ段を採用しても良いし、必要に応じて２段で変速することも可能である。

図２の(b) は、上記各ギヤ段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ３の作動状態との関係をまとめて示す作動表で、「○」は係合、空欄は解放を表しており、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ３の何れか２つを掴み替えるだけで、連続する各前進ギヤ段の変速を行うことができる。また、各前進ギヤ段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、第３遊星歯車装置１８、第４遊星歯車装置２０の各ギヤ比ρ１〜ρ４によって適宜定められ、例えばρ１＝０．４２７、ρ２＝０．３４９、ρ３＝０．４１９、ρ４＝０．３０１とすれば、図２(b) に示す変速比が得られ、変速比ステップが略一定で適切な値であるとともに、トータルの変速比幅（＝４．１６９／０．６０２）も６．９２１程度と大きく、後進ギヤ段「Ｒｅｖ」の変速比も適当で、全体として適切な変速比特性が得られる。

なお、上記第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」および第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」は、第３クラッチＣ３を係合させる代わりに第４クラッチＣ４を係合させ、第３回転要素ＲＭ３を入力軸２６と一体回転させることによっても成立させることが可能で、それ等の変速比は、図２(a) における第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ５）の位置すなわち第５遊星歯車装置２２のギヤ比ρ５に応じて適宜定められる。すなわち、上記車両用自動変速機１０は、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」および第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の変速比が異なる２種類のギヤ列を成立させることが可能で、運転者の選択などで何れかのギヤ列が設定されるようになっている。

図３は、上記自動変速機１０やエンジン３０などを制御するために車両に設けられた制御系統の概略を説明するブロック線図で、アクセルペダル５０の操作量Ａccがアクセル操作量センサ５１により検出されるようになっている。アクセルペダル５０は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Ａccは出力要求量に相当する。エンジン３０の吸気配管には、スロットルアクチュエータ５４によってアクセル操作量Ａccに応じた開き角（開度）θ_THとされる電子スロットル弁５６が設けられている。また、アイドル回転速度制御のために上記電子スロットル弁５６をバイパスさせるバイパス通路５２には、エンジン３０のアイドル回転速度ＮＥ_IDL を制御するために電子スロットル弁５６の全閉時の吸気量を制御するＩＳＣ（アイドル回転速度制御）バルブ５３が設けられている。この他、エンジン３０の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５８、エンジン３０の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ６０、上記電子スロットル弁５６の全閉状態（アイドル状態）およびその開度θ_THを検出するためのアイドルスイッチ付スロットル弁開度センサ６２、車速Ｖ（出力歯車２８の回転速度Ｎout に対応）を検出するための車速センサ６４、タービン回転速度ＮＴ（＝入力軸２６の回転速度Ｎin）を検出するためのタービン回転速度センサ６６、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ６８、シフトレバー７２のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するためのレバーポジションセンサ７４、Ｍモードスイッチ７６、第１シフトスイッチ８０、第２シフトスイッチ８２などから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、スロットル弁開度θ_TH、車速Ｖ、タービン回転速度ＮＴ、ブレーキ操作の有無、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SH、Ｍモード（手動切換モード）の選択の有無を表す信号や、変速レンジのアップダウンを要求する第１シフト要求信号ＳＲ１、第２シフト要求信号ＳＲ２、などが電子制御装置９０に供給されるようになっている。

電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン３０の出力制御や自動変速機１０の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用と変速制御用とに分けて構成される。電子制御装置９０にはまた、インストルメントパネル等に設けられたＭモードインジケータ１００、レンジインジケータ１０２、ギヤ段インジケータ１０４が接続されており、Ｍモードインジケータ１００に手動切換モードが選択されている旨を表示し、レンジインジケータ１０２に変速レンジを表示し、ギヤ段インジケータ１０４にギヤ段を表示する。

上記電子制御装置９０によるエンジン３０の出力制御は、スロットルアクチュエータ５４により電子スロットル弁５６を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射装置９２を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置９４を制御し、アイドル回転速度制御のためにＩＳＣバルブ５３を制御する。電子スロットル弁５６の制御は、アクセル操作量Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ５４を駆動し、アクセル操作量Ａccが増加するほどスロットル弁開度θ_THを増加させる。また、エンジン３０の始動時には、スタータ（電動モータ）９６によってエンジン３０のクランク軸３１をクランキングする。

自動変速機１０の変速制御は、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SHに応じて行われる。シフトレバー７２は運転席の近傍（実施例では左横）に配設され、図４に示すシフトパターン１１０に従って移動操作されるようになっており、シフトパターン１１０は、車両の前後方向と平行に略一直線に設けられた主レバー通路１１２と、その両側に略並列に設けられた一対の副レバー通路１１４および１１６とを備えている。主レバー通路１１２には５つのレバーポジション「Ｐ（パーキング）」、「Ｒ（リバース）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライブ）」、および「Ｍ（マニュアル）」が設けられており、シフトレバー７２はその何れかのレバーポジションへ択一的に操作される。一対の副レバー通路１１４および１１６は、主レバー通路１１２の後端部すなわちレバーポジション「Ｍ」の両側に設けられているとともに、その両端すなわち車両の前後方向の両端部にはそれぞれ「＋」位置および「−」位置が設けられている。また、それ等の副レバー通路１１４、１１６は、車両の幅方向に設けられた連通路１１８を介して略Ｈ形状を成すように接続されているとともに、その連通路１１８の中央部分で主レバー通路１１２に連結されており、シフトレバー７２がそれ等の間を行き来できるようになっている。なお、図４の１２０は運転席シートで、１２２はステアリングホイールであるが、それ等の位置関係を正確に示したものではなく、右ハンドル車両の運転席シート１２０の左横にシフトレバー７２が配置され、図の上方が車両の前方側であることを示すものである。

上記レバーポジション「Ｐ」は駐車位置で、自動変速機１０は動力伝達遮断状態とされるとともに、例えばシフトレバー７２の移動操作に従ってパーキングロック機構などにより機械的に出力歯車２８、すなわち駆動輪が回転不能に固定される。レバーポジション「Ｒ」は後進走行を行なう後進走行位置で、例えばシフトレバー７２の移動操作に従って油圧制御回路９８（図３参照）のマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機１０は前記後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられる。レバーポジション「Ｎ」は動力伝達遮断位置で、例えばシフトレバー７２の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機１０はクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ３の全部または一部が解放されて動力伝達遮断状態とされる。これらのレバーポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」へシフトレバー７２が操作されると、そのことがレバーポジションセンサ７４によって検出され、レンジインジケータ１０２にそれ等のポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」である旨が表示される。

レバーポジション「Ｄ」は、自動変速機１０の前進ギヤ段を自動的に切り換えて前進走行する前進走行位置で、例えばシフトレバー７２の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、総ての前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「８ｔｈ」を成立させることが可能とされ、それ等の総ての前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「８ｔｈ」を用いて自動的に変速する最上位のＤレンジが成立させられる。すなわち、シフトレバー７２がレバーポジション「Ｄ」へ操作されると、そのことをレバーポジションセンサ７４の信号から判断してＤレンジを電気的に成立させ、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の総ての前進ギヤ段を用いて変速制御を行う。具体的には、油圧制御回路９８に設けられた複数のソノレイド弁やリニアソレノイド弁のＡＴソレノイド９９の励磁、非励磁を制御することにより油圧回路を切り換え、図２(b) に示すようにクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ３の作動状態を変化させて、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の何れかの前進ギヤ段を成立させるのである。この変速制御は、例えば車速Ｖおよびスロットル弁開度θ_THをパラメータとして予め記憶された変速マップ（変速条件）に従って行われ、車速Ｖが低くなったりスロットル弁開度θ_THが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の前進ギヤ段を成立させる。このレバーポジション「Ｄ」では、レバーポジションセンサ７４からの信号に基づいてＤレンジであることがレンジインジケータ１０２に表示されるとともに、変速制御によって逐次切り換えられる実際の前進ギヤ段がギヤ段インジケータ１０４に表示される。

レバーポジション「Ｍ」は、図５に示す８つの変速レンジを手動操作で切り換えることができる手動切換ポジションで、シフトレバー７２がそのレバーポジション「Ｍ」へ移動操作されたことをＭモードスイッチ７６からのＯＮ信号によって判断し、シフトレバー７２が更に副レバー通路１１４または１１６の「＋」位置または「−」位置へ操作されることにより変速レンジを電気的にアップダウンすることができる手動切換モードに設定するとともに、その旨を前記Ｍモードインジケータ１００に表示する。図５は、本実施例で電気的に設定される変速レンジとその変速範囲を示した図で、ギヤ段の欄の数字「１」〜「８」は第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」を表しており、変速比が最も大きい最低速前進ギヤ段は何れも第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」で、最高速前進ギヤ段が１つずつ変化している。また、各変速レンジでは、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」からその最高速前進ギヤ段までの範囲で、前記Ｄレンジと同じ変速マップに従って自動的に変速が行なわれる。なお、レバーポジション「Ｍ」へ操作されて手動切換モードが設定された時の初期レンジは、本実施例ではレバーポジション「Ｄ」と同じＤレンジであるが、レバーポジション「Ｍ」への操作は変速意思を表していると見做して、Ｄレンジより１つ低い７レンジを初期レンジとして設定することもできる。

前記「＋」位置はアップシフト位置で、「−」位置はダウンシフト位置であり、シフトレバー７２がそれ等の「＋」位置または「−」位置へ移動操作されると、運転席シート１２０に近い副レバー通路１１４側では前記第１シフトスイッチ８０によってその移動操作が検出され、第１シフト要求信号ＳＲ１が前記電子制御装置９０に出力されるとともに、その第１シフト要求信号ＳＲ１に従って変速レンジが電気的に１つずつアップダウンされる。副レバー通路１１６側では、前記第２シフトスイッチ８２によって上記移動操作が検出され、第２シフト要求信号ＳＲ２が電子制御装置９０に出力されるとともに、その第２シフト要求信号ＳＲ２に従って変速レンジが電気的に一度に２つずつアップダウンされる。第１シフトスイッチ８０、第２シフトスイッチ８２は、それぞれ「＋」位置に配置されたアップシフトスイッチ８０ａ、８２ａ、および「−」位置に配置されたダウンシフトスイッチ８０ｂ、８２ｂを備えて構成されている。

上記「＋」位置および「−」位置は何れも不安定位置で、シフトレバー７２はばね等の付勢手段により自動的に中間位置１２４、１２６へ戻されるようになっている。また、前記Ｍモードスイッチ７６は、シフトレバー７２がレバーポジション「Ｍ」へ操作されている場合は勿論、副レバー通路１１４、１１６或いは連通路１１８内に位置している間もＯＮ信号を出力するようになっており、レバーポジション「Ｄ」へ戻されるまでＯＮ状態を継続して手動切換モードが維持される。

図６は、電子制御装置９０によって行なわれる変速制御に関する一連の信号処理のうち、上記手動切換モードで実施される手動切換制御に関する部分を説明する機能ブロック線図で、レンジ切換手段１３０、変速手段１３２、フェール検出手段１３４、切換態様変更手段１３６を備えており、図７および図８に示すフローチャートに従って信号処理を行う。図７は手動切換制御の基本部分で、主としてレンジ切換手段１３０によって実行され、そのうちのステップＳ５、Ｓ１０を実行する部分はエンジン３０のオーバーランなどを防止するための切換制限手段として機能している。また、図８は、第１シフトスイッチ８０や第２シフトスイッチ８２の故障に伴って図７の手動切換制御を部分的に制限したり変更したりする部分で、ステップＲ２、Ｒ５、Ｒ９はフェール検出手段１３４によって実行され、ステップＲ３、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１０は切換態様変更手段１３６によって実行される。レンジ切換手段１３０は切換手段に相当し、そのレンジ切換手段１３０および切換態様変更手段１３６によってフェール時切換手段が構成されている。

図７のステップＳ１では、Ｍモードスイッチ７６がＯＮの手動切換モードか否かを判断し、手動切換モードであればステップＳ２を実行する。ステップＳ２では第２シフトスイッチ８２から第２シフト要求信号ＳＲ２が供給されているか否かを判断し、第２シフト要求信号ＳＲ２がアップダウン共にＯＦＦの場合は、ステップＳ３において第１シフトスイッチ８０から第１シフト要求信号ＳＲ１が供給されているか否かを判断する。そして、第１シフト要求信号ＳＲ１がアップダウン共にＯＦＦの場合は、ステップＳ６を実行して現在の変速レンジをそのまま維持する。

第１シフトスイッチ８０から第１シフト要求信号ＳＲ１が供給されている場合は、ステップＳ３に続いてステップＳ４を実行し、その第１シフト要求信号ＳＲ１がダウンシフトを要求するもの（ダウンシフトスイッチ８０ｂからの信号）か否かを判断する。ダウンシフトを要求するものでない場合、すなわちアップシフトを要求するもの（アップシフトスイッチ８０ａからの信号）である場合は、ステップＳ８で１つだけ上位の変速レンジへ切り換えるとともに、前記変速マップのアップシフト条件に従って必要に応じて変速手段１３２により自動変速機１０のギヤ段をアップシフトする。これにより、通常は変速レンジの切換に伴ってギヤ段が１つアップシフトされ、その切換後の変速レンジやギヤ段がレンジインジケータ１０２、ギヤ段インジケータ１０４に表示される。

上記第１シフト要求信号ＳＲ１がダウンシフトを要求するものである場合は、ステップＳ４に続いてステップＳ５を実行し、切換制限手段の機能により１レンジだけ下位の変速レンジへ切り換えることが可能か否かを判断する。具体的には、１レンジだけ下位の変速レンジへの切換に伴ってその変速範囲内の最高速ギヤ段（例えばＬレンジの場合は第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」）へダウンシフトしても、エンジン３０がオーバーランしたり車両の挙動が不安定になったりしないか否かを、その時の運転状態（エンジン回転速度ＮＥなど）に基づいてＶＳＣ等を用いて判断する。そして、その下位レンジへの切換が可能であれば、ステップＳ７を実行してその下位レンジへ切り換えるとともに、必要に応じて変速手段１３２により自動変速機１０のギヤ段をダウンシフトする。これにより、通常は変速レンジの切換に伴ってギヤ段が１つダウンシフトされ、その切換後の変速レンジやギヤ段がレンジインジケータ１０２、ギヤ段インジケータ１０４に表示される。下位レンジへの切換が不可の場合は、ステップＳ６を実行して現在の変速レンジをそのまま維持するとともに、その切換が不可である旨がレンジインジケータ１０２等に表示される。

一方、前記ステップＳ２の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわち第２シフトスイッチ８２から第２シフト要求信号ＳＲ２が供給されている場合は、ステップＳ２に続いてステップＳ９を実行し、その第２シフト要求信号ＳＲ２がダウンシフトを要求するもの（ダウンシフトスイッチ８２ｂからの信号）か否かを判断する。ダウンシフトを要求するものでない場合、すなわちアップシフトを要求するもの（アップシフトスイッチ８２ａからの信号）である場合は、ステップＳ１２で２つ上位の変速レンジになるように１レンジ飛び越して切り換えるとともに、前記変速マップのアップシフト条件に従って必要に応じて変速手段１３２により自動変速機１０のギヤ段をアップシフトする。これにより、通常は変速レンジの飛越し切換に伴ってギヤ段が２つアップされ、その切換後の変速レンジやギヤ段がレンジインジケータ１０２、ギヤ段インジケータ１０４に表示される。

上記第２シフト要求信号ＳＲ２がダウンシフトを要求するものである場合は、ステップＳ９に続いてステップＳ１０を実行し、切換制限手段の機能により２レンジだけ下位の変速レンジへ切り換えることが可能か否かを判断する。具体的には、２レンジだけ下位の変速レンジへの切換に伴ってその変速範囲内の最高速ギヤ段へダウンシフトしても、エンジン３０がオーバーランしたり車両の挙動が不安定になったりしないか否かを、その時の運転状態に基づいてＶＳＣ等を用いて判断する。そして、その下位レンジへの切換が可能であれば、ステップＳ１１を実行してその下位レンジへ１レンジ飛び越して切り換えるとともに、必要に応じて変速手段１３２により自動変速機１０のギヤ段をダウンシフトする。これにより、通常は変速レンジの飛越し切換に伴ってギヤ段が１つ飛び越してダウンシフトされ、その切換後の変速レンジやギヤ段がレンジインジケータ１０２、ギヤ段インジケータ１０４に表示される。２レンジ下位の変速レンジへの切換が不可の場合は、前記ステップＳ５以下を実行し、ステップＳ７で１レンジだけ下位の変速レンジへ切り換えるとともに必要に応じてダウンシフトするか、ステップＳ６で現在の変速レンジをそのまま維持し、何れの場合も、要求通りの切換が不可である旨がレンジインジケータ１０２等に表示される。

次に、第１シフトスイッチ８０や第２シフトスイッチ８２の故障に伴って、上記図７の手動切換制御を部分的に制限したり変更したりする図８のフローチャートを説明する。図８のステップＲ１では、Ｍモードスイッチ７６がＯＮの手動切換モードか否かを判断し、手動切換モードの場合には、ステップＲ２において第１シフトスイッチ８０、第２シフトスイッチ８２が何れも故障か否かを判断する。この故障判断は、機械的な故障だけでなく電気系統も含めて判断できるように、例えば各シフトスイッチ８０、８２から出力される電気信号ＳＲ１、ＳＲ２のＯＮ、ＯＦＦ状態から判定することができる。また、各シフトスイッチ８０、８２を構成している一対のアップシフトスイッチ８０ａ、８２ａおよびダウンシフトスイッチ８０ｂ、８２ｂのうち何れか一方でも故障の場合は、そのシフトスイッチ８０または８２は故障であると判断する。そして、第１シフトスイッチ８０および第２シフトスイッチ８２が何れも故障の場合はステップＲ３を実行し、前記図７のフローチャートによる手動切換制御を禁止するとともに、ステップＲ４で、前記Ｍモードインジケータ１００或いは別個に設けられたフェール表示装置などに、手動切換制御が不可である旨を表示する。

前記ステップＲ２の判断がＮＯ（否定）の場合には、ステップＲ５を実行し、第１シフトスイッチ８０が故障か否かをステップＲ２と同様にして判断する。そして、第１シフトスイッチ８０が故障の場合には、ステップＲ６を実行し、第２シフトスイッチ８２については作動を継続するが第１シフトスイッチ８０については作動を停止するとともに、ステップＲ７において、その第２シフトスイッチ８２から供給される第２シフト要求信号ＳＲ２に基づいて、変速レンジが１つずつ切り換えられるように、前記図７の手動切換制御による変速レンジの切換態様を変更する。具体的には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわち第２シフトスイッチ８２から第２シフト要求信号ＳＲ２が供給されている場合には、そのステップＳ２に続いてステップＳ４以下の各ステップが実行されるようにする。これにより、第２シフトスイッチ８２から第２シフト要求信号ＳＲ２が供給された場合でも、変速レンジが１つずつアップダウンされるようになり、続くステップＲ８では、第１シフトスイッチ８０側すなわち運転席シート１２０に近い副レバー通路１１４内のシフトレバー操作による手動切換が不可で、反対側の副レバー通路１１６内のシフトレバー操作による手動切換のみが可能であり、且つ１回の操作で１つずつレンジ切換が行われる旨の表示を、Ｍモードインジケータ１００或いは別個に設けられたフェール表示装置などに表示する。

前記ステップＲ５の判断がＮＯ（否定）の場合には、ステップＲ９を実行し、第２シフトスイッチ８２が故障か否かをステップＲ２と同様にして判断する。そして、第２シフトスイッチ８２が故障の場合には、ステップＲ１０を実行し、第１シフトスイッチ８０については作動を継続するが第２シフトスイッチ８２については作動を停止するとともに、ステップＲ１１において、その第２シフトスイッチ８２側すなわち運転席シート１２０から遠い副レバー通路１１６内のシフトレバー操作による手動切換が不可である旨の表示を、Ｍモードインジケータ１００或いは別個に設けられたフェール表示装置などに表示する。また、上記ステップＲ９の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわち第１シフトスイッチ８０および第２シフトスイッチ８２が何れも正常の場合は、ステップＲ１２を実行し、両シフトスイッチ８０、８２の作動を維持したまま図７のフローチャートに従って手動切換制御が行われることを許容する。

このように本実施例の変速制御装置においては、通常は第１シフトスイッチ８０がＯＮ操作されると変速レンジが１つずつ切り換えられ、第２シフトスイッチ８２がＯＮ操作されると一度に２つずつ切り換えられるため、変速レンジを多様に切り換えることが可能で優れた変速操作性が得られる一方、変速レンジを１つずつ切り換える第１シフトスイッチ８０が故障した場合には、ステップＲ７で第２シフトスイッチ８２から供給される第２シフト要求信号ＳＲ２に基づいて、変速レンジが１つずつ切り換えられるように図７の手動切換制御が変更され、第２シフトスイッチ８２がＯＮ操作された場合でも変速レンジが１つずつ切り換えられるようになる。このため、一度に２つずつ切り換える操作は不可になるものの、走行性能やエンジンブレーキ性能など車両性能については通常時と同様の性能が確保され、第１シフトスイッチ８０の故障に拘らず変速レンジを１つずつ切り換えて所望の車両性能を得ることができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が好適に適用される車両用自動変速機の一例を説明する骨子図である。 図１の車両用自動変速機の共線図および作動表を示す図である。 図１の自動変速機が備えている車両の制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図３のシフトレバーの配設位置およびシフトパターンを説明する概略図である。 シフトレバー操作で切り換えられる変速レンジとその変速範囲を説明する図である。 変速レンジの手動切換換制御に関して、図３の電子制御装置が備えている機能を説明するブロック線図である。 図６のレンジ切換手段によって実施される基本的な手動切換制御を具体的に説明するフローチャートである。 図６のフェール検出手段および切換態様変更手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。

符号の説明

１０：車両用自動変速機 ７２：シフトレバー ８０：第１シフトスイッチ ８２：第２シフトスイッチ ９０：電子制御装置 １３０：レンジ切換手段（切換手段、フェール時切換手段） １３４：フェール検出手段 １３６：切換態様変更手段（フェール時切換手段）
ステップＳ１〜Ｓ１２：レンジ切換手段
ステップＲ２、Ｒ５、Ｒ９：フェール検出手段
ステップＲ３、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１０：切換態様変更手段

Claims (1)

1. 自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、手動で切り換えるために、運転者によって共通のシフトレバーを用いて互いに排他的にＯＮ操作される第１シフトスイッチおよび第２シフトスイッチと、
   前記第１シフトスイッチがＯＮ操作される毎に前記変速レンジまたはギヤ段を電気的に１つずつ切り換え、前記第２シフトスイッチがＯＮ操作される毎に該変速レンジまたはギヤ段を電気的に２つ以上ずつ切り換える切換手段と、
   を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、
   前記第１シフトスイッチの故障を検出するフェール検出手段と、
   該フェール検出手段によって前記第１シフトスイッチの故障が検出された場合は、前記第２シフトスイッチがＯＮ操作される毎に前記変速レンジまたはギヤ段を１つずつ切り換えるフェール時切換手段と、
   を有することを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。

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