JP4291807B2 - 自動変速機の故障時制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の自動変速機の故障時制御装置、とくに摩擦要素の作動油圧を制御するバルブ等の故障が発生した場合の制御装置に関する。

従来の車両用自動変速機の制御装置においては、油圧制御回路におけるソレノイドやセンサ類の電気的故障を検知して、その故障状態に応じた制御が実行されるようになっている。
しかし、自動変速機の故障には上記電気的な故障だけでなく、摩擦要素の作動油圧を制御するバルブにおいて弁体のスティックや異物の噛み込み等が発生してバルブが作動不良となる故障もある。

このようなバルブの作動不良によって、締結されるべき摩擦要素が解放状態になったり、解放されるべき摩擦要素が締結状態のままになると、指令された変速段とは異なる変速段が成立したり、変速段がニュートラルになってしまうニュートラルフェールで車両停止後の再発進不能となるなどの現象を招く。
このような故障の発生自体は比較的容易に検知されるが、しかし電気的な故障の場合と異なり、どの摩擦要素にかかわる故障であるのかまでを特定することは困難である。

そこでこの対策として、特開２０００−２４０７８５号公報には、指令変速段の変速比と実変速比とを比較することにより故障した摩擦要素を１つに特定し、特定した摩擦要素の故障状態に応じた制御を行う例が示されている。
この制御においては、摩擦要素が解放されるべきにもかかわらず締結したままとなる故障締結が発生した場合、当該故障締結が発生した摩擦要素を締結して成立する変速段へ変速し、逆に摩擦要素が締結されるべきにもかかわらず解放のままとなる故障解放が発生した場合には、当該故障解放が発生した摩擦要素を締結しないで成立する変速段へ変速する。
特開２０００−２４０７８５号公報

しかしながら、上記従来例では、走行中の全ての変速段において一律に指令変速段の変速比と実変速比とを比較して故障した摩擦要素を特定するものとしているので、実際には誤判定の可能性を包含している。
例えば、特開２０００−２４０７８５号公報に記載された自動変速機では、第２速は摩擦要素としてロークラッチと２＆４ブレーキを締結して成立するものとなっているが、故障判定時の変速段（指令変速段）がその第２速である場合には、ロークラッチが故障解放した場合と、２＆４ブレーキが故障解放した場合がまず想定される。
この自動変速機の締結表によれば、ロークラッチが故障解放した場合にはニュートラル（Ｎ）になり、２＆４ブレーキが故障解放した場合は第１速になる。
ところが、高車速で走行中にどちらの故障が発生しても、エンジンは第１速相当の回転数まで吹き上がらないで実際のギヤ比を確定することができない。また、走行状態によっては第１速相当の変速比においてエンジントルクが頭打ちとなって、ロークラッチの故障解放にもかかわらず２＆４ブレーキの故障解放と誤判定する可能性がある。
変速比の確定に時間がかかり、したがって故障部位の特定に時間がかかることは、迅速な対応が要求される故障対策には有効でない。

したがって本発明は、上記の問題点にかんがみ、誤判定のおそれなく迅速に故障対応ができるようにした自動変速機の故障時制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明は、複数の摩擦要素のうち２つの締結組み合わせにより変速段を達成するとともに、その締結の組み合せにより複数の変速段を実現する自動変速機において、現在の実変速比を算出する実変速比算出手段と、指令変速段が１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段であるときには、実変速比と各変速段の設定変速比との関係に基づいて故障した摩擦要素を１つに特定し、指令変速段が上記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段でないときには、現在の変速段の設定変速比に対して実変速比が大きくなったか否かに基づいて摩擦要素の故障を判定する故障判定手段と、故障判定時に指令変速段が上記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段であるときには特定された摩擦要素に基づいて動力伝達可能変速段を指令し、指令変速段が１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段でないときには、指令変速段に基づいて動力伝達可能変速段を指令する異常時制御手段とを備えたものとした。

１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段で走行中に摩擦要素の故障が発生した場合、動力伝達されない状態であれば上記１つの摩擦要素が解放状態となっていること、動力伝達される状態であれば解放されるべき他の摩擦要素が締結していることが一義的に定まる。そして、上記１つの摩擦要素と他の摩擦要素が締結された状態ではワンウエイクラッチの締結を要しないで実変速比を確定できる。
これに基づいて、本発明では故障時点の指令変速段が１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段であるときには、故障した摩擦要素を１つにまで特定し、特定された摩擦要素に基づいて決定した動力伝達可能変速段を設定するから、故障内容を正確、詳細に確定して適切に動力伝達可能変速段を設定することができる。
一方、故障時点の指令変速段が１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段以外の変速段であるときは、故障した摩擦要素を１つにまで特定せず、したがって当該指令変速段で締結されるべき摩擦要素すべてが故障とみなして指令変速段に基づいて動力伝達可能変速段を設定するから、誤判定を回避し、しかも迅速に動力伝達可能変速段を設定することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態を適用した自動変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。
この自動変速機は、単純な遊星歯車組Ｇ１とラビニヨ型の遊星歯車組Ｇ２を備える。遊星歯車組Ｇ１は、第１サンギヤＳ１と、第１キャリアＣ１と、第１リングギヤＲ１とを有している。遊星歯車組Ｇ２は、第２サンギヤＳ２と、第２キャリアＣ２と、第３サンギヤＳ３と、第２リングギヤＲ２とを有している。

図示しないエンジンおよびトルクコンバータを介してエンジン駆動力が入力される入力軸ＩＮが、第１メンバＭ１を介して、第１リングギヤＲ１に直結されている。入力軸ＩＮはまた、第２メンバＭ２およびハイクラッチＨ／Ｃを介して、第２キャリアＣ２に連結されている。
第１キャリアＣ１は、第３メンバＭ３とロークラッチＬＯＷ／Ｃと第５メンバＭ５を介して、第３サンギヤＳ３に連結されている。第１キャリアＣ１はまた、第３メンバＭ３と３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃと第６メンバＭ６を介して第２サンギヤＳ２に連結されている。そして、第６メンバＭ６は、２−６ブレーキ２−６／Ｂを介して変速機ケースＴＣに固定および固定解除可能となっている。

第１サンギヤＳ１は、第４メンバＭ４を介して変速機ケースＴＣに固定されている。第２キャリアＣ２は、第７メンバＭ７と、並列配置のローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／ＢおよびローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣを介して、変速機ケースＴＣに対して一方向に回転可能に支持されているとともに、その回転を規制（固定）および規制解除可能とされている。
第２リングギヤＲ２は、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴに連結されている。

以上のように構成された自動変速機は、図２に示す各摩擦要素の締結、解放の組み合わせにより、前進６速（１ｓｔ〜６ｔｈ）、後退１速（Ｒｅｖ）の変速段を実現する。図２において、○印は締結、無印は解放、○に×の印は締結であるがエンジンブレーキ時に作動、塗潰しの○はエンジン駆動時にのみ機械的に締結作動（回転規制）することを示す。
そして、Ｄレンジ位置において、車速とスロットル開度に基づいて設定された変速スケジュールにしたがって上記前進６速の自動変速制御が行われる。また、Ｄレンジ位置からＲレンジ位置へのセレクト操作により、後退１速の変速制御が行われる。
ここでは、前進変速段のうち低速段の第１速〜第３速ではすべてロークラッチＬＯＷ／Ｃが締結され、高速段の第４速〜第６速ではすべてハイクラッチＨ／Ｃが締結されるようになっている。

つぎに、図１と図２を参照して、各変速段の回転伝達経路を説明する。
第１速（１ｓｔ）は、ロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結とローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／ＢまたはローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣの締結により達成される。
エンジン回転は入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速され、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を経て第３サンギヤＳ３に入力される。それから、遊星歯車組Ｇ２において、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２キャリアＣ２からの反力を受けながら、第２リングギヤＲ２が減速回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは最大減速比による減速回転が出力される。なお、エンジンブレーキ時には、空転するローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣに代ってローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂが反力を受ける。

第２速（２ｎｄ）は、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を介して第３サンギヤＳ３に入力される。遊星歯車組Ｇ２において、２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２サンギヤＳ２により反力を受けながら、第２リングギヤＲ２が減速回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは第１速よりも小さい減速比による減速回転が出力される。

第３速（３ｒｄ）は、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を経て第３サンギヤＳ３に入力される。また第３メンバＭ３からは３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃおよび第６メンバＭ６を介して第２サンギヤＳ２にも入力される。
この結果、ラビニヨ型の遊星歯車組Ｇ２は直結状態となるため、両サンギヤＳ２，Ｓ３と同じ回転で第２リングギヤＲ２が回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは第２速よりも小さい減速比による減速回転が出力される。

第４速（４ｔｈ）は、ロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３からロークラッチＬＯＷ／Ｃおよび第５メンバＭ５を経て第３サンギヤＳ３に入力される。
入力軸ＩＮからはさらに第２メンバＭ２およびハイクラッチＨ／Ｃを経て入力軸ＩＮと同じ回転が第２キャリアＣ２に入力される。
遊星歯車組Ｇ２ではこれら２つの入力回転の中間の回転により第２リングギヤＲ２が回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは入力回転よりも僅かに減速された減速回転が出力される。

第５速（５ｔｈ）は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３から３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃおよび第６メンバＭ６を経て第２サンギヤＳ２に入力される。
入力軸ＩＮからはさらに第２メンバＭ２およびハイクラッチＨ／Ｃを経て入力軸ＩＮと同じ回転が第２キャリアＣ２に入力される。
遊星歯車組Ｇ２ではこれら２つの入力回転により拘束されて第２リングギヤＲ２が回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは入力回転よりも僅かに増速された回転が出力される。

第６速（６ｔｈ）は、ハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第２メンバＭ２、ハイクラッチＨ／Ｃを経て入力軸ＩＮと同じ回転が第２キャリアＣ２にのみ入力される。
遊星歯車組Ｇ２では、２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２サンギヤＳ２により反力を受けながら、第２リングギヤＲ２が増速回転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは第５速よりもさらに増速された回転が出力される。

後退（Ｒｅｖ）は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂとの締結により達成される。
入力軸ＩＮから第１メンバＭ１、遊星歯車組Ｇ１を経て減速された回転が、第３メンバＭ３から３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃおよび第６メンバＭ６を経て第２サンギヤＳ２に入力される。
ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結により変速機ケースＴＣに固定された第２キャリアＣ２により反力を受けながら第２リングギヤＲ２が逆転し、第８メンバＭ８を介して出力ギヤＯＵＴからは減速した逆回転が出力される。

次に、図３は上記変速制御を実行するための油圧回路および電子変速制御系を示す。
ロークラッチＬＯＷ／Ｃ、ハイクラッチＨ／Ｃ、２−６ブレーキ２−６／Ｂ、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃ、ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂは、それぞれの締結ピストン室１〜５にＤレンジ圧あるいはＲレンジ圧である締結圧を供給することで締結され、また、この締結圧を抜くことで解放される。
なお、Ｄレンジ圧とは、後述するマニュアルバルブを介したライン圧であり、Ｄレンジ選択時のみ発生する。Ｒレンジ圧とは、マニュアルバルブを介したライン圧であり、Ｒレンジ選択時のみ発生し、Ｒレンジ以外では図示しないドレンポートへの切り替えにより圧力は発生しない。

ロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結ピストン室１への締結圧（ロークラッチ圧）は第１油圧制御弁６が制御する。
ハイクラッチＨ／Ｃの締結ピストン室２への締結圧（ハイクラッチ圧）は第２油圧制御弁７が制御する。
２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結ピストン室３への締結圧（２−６ブレーキ圧）は第３油圧制御弁８が制御する。
３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結ピストン室４への締結圧（３−５リバースクラッチ圧）は第４油圧制御弁９が制御する。
ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結ピストン室５への締結圧（ローアンドリバースブレーキ圧）は第５油圧制御弁１０が制御する。

第１油圧制御弁〜第３油圧制御弁６〜８には、マニュアルバルブ１６からのＤレンジ圧がＤレンジ圧油路２１により供給される。マニュアルバルブ１６にはライン圧油路１９を介してライン圧ＰＬが供給されている。
第４油圧制御弁９にはライン圧ＰＬが直接供給されるとともに、マニュアルバルブ１６からのＲレンジ圧がＲレンジ圧油路２２により供給される。
第５油圧制御弁１０にはライン圧ＰＬが直接供給される。
また、ライン圧ＰＬをパイロット弁１７で調圧したパイロット圧が、パイロット圧油路２０により各油圧制御弁６〜１０に供給される。

第１油圧制御弁６は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第１デューティソレノイド６ａと、Ｄレンジ圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧としてロークラッチ圧を調圧する第１調圧弁６ｂとにより構成されている。
第１デューティソレノイド６ａは、デューティ比に応じて制御されており、具体的には、ソレノイドＯＦＦ時にロークラッチ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほどロークラッチ圧を高くする。

第２油圧制御弁７は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第２デューティソレノイド７ａと、Ｄレンジ圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧としてハイクラッチ圧を調圧する第２調圧弁７ｂとにより構成されている。
第２デューティソレノイド７ａは、ソレノイドＯＮ時（１００％ＯＮデューティ比）にハイクラッチ圧をゼロとし、ＯＮデューティ比が減少するほどハイクラッチ圧を高くし、ソレノイドＯＦＦ時にハイクラッチ圧を最大圧とする。

第３油圧制御弁８は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第３デューティソレノイド８ａと、Ｄレンジ圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧として２−６ブレーキ圧を調圧する第３調圧弁８ｂとにより構成されている。
第３デューティソレノイド８ａは、ソレノイドＯＦＦ時に２−６ブレーキ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほど２−６ブレーキ圧を高くする。

第４油圧制御弁９は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第４デューティソレノイド９ａと、Ｄレンジ選択時は、ライン圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧とを作動信号圧として３−５リバースクラッチ圧を調圧し、Ｒレンジ選択時には、Ｒレンジ圧を作動信号圧としてＲレンジ圧であるライン圧をそのまま３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃに供給する第４調圧弁９ｂとにより構成されている。
第４デューティソレノイド９ａは、ソレノイドＯＮ時（１００％ＯＮデューティ比）に３−５リバースクラッチ圧をゼロとし、ＯＮデューティ比が減少するほど３−５リバースクラッチ圧を高くし、ソレノイドＯＦＦ時に３−５リバースクラッチ圧を最大圧とする。

第５油圧制御弁１０は、パイロット圧を元圧としソレノイド力により変速制御圧を作り出す第５デューティソレノイド１０ａと、ライン圧を元圧とし変速制御圧とフィードバック圧を作動信号圧としてローアンドリバースブレーキ圧を調圧する第５調圧弁１０ｂにより構成されている。
第５デューティソレノイド１０ａは、ソレノイドＯＦＦ時にローアンドリバースブレーキ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほどローアンドリバースブレーキ圧を高くする。

第１油圧制御弁６と締結ピストン室１を結ぶロークラッチ圧油路２４には、第１圧力スイッチ１１が設けられている。
第２油圧制御弁７と締結ピストン室２を結ぶハイクラッチ圧油路２５には、第２圧力スイッチ１２が設けられている。
第３油圧制御弁８と締結ピストン室３を結ぶ２−６ブレーキ圧油路２６には、第３圧力スイッチ１３が設けられている。
第４油圧制御弁９と締結ピストン室４を結ぶ３−５リバースクラッチ圧油路２７には、第４圧力スイッチ１４が設けられている。
第５油圧制御弁１０と締結ピストン室５を結ぶローアンドリバースブレーキ圧油路２８には、第５圧力スイッチ１５が設けられている。
第１〜第５圧力スイッチ１１〜１５は、それぞれ締結圧ありでＯＮ、締結圧なしでＯＦＦのスイッチ信号を出力する。

電子変速制御系は、車速センサ４１、スロットルセンサ４２、エンジン回転センサ４３、タービン回転センサ４４、インヒビタスイッチ４５、油温センサ４６からの各信号が入力されるＡ／Ｔコントロールユニット４０で構成される。Ａ／Ｔコントロールユニット４０には各圧力スイッチ１１〜１５からのスイッチ信号も入力される。
Ａ／Ｔコントロールユニット４０は、これらの入力信号と予め設定された変速制御則やフェールセーフ制御則等に基づいて演算処理を行い、第１〜第５デューティソレノイド６ａ〜１０ａに対して演算処理結果に沿った締結指令あるいは解放指令としてソレノイド駆動信号を出力する。

Ａ／Ｔコントロールユニット４０では、さらに故障判定を並行して実行する。
そして、バルブ等の不具合により締結されるべき摩擦要素が解放状態となる故障解放や解放されるべき摩擦要素が締結状態となる故障締結が発生したと判定したとき、Ａ／Ｔコントロールユニット４０は故障した摩擦要素を特定可能かどうかをチェックし、１つに特定できない場合にはさらに、他の変速段を実現できるかどうかをチェックして、それぞれのチェック結果に応じた変速段指令を出力するよう構成されている。
なお、故障解放は、指令された変速段で期待される変速比が得られないという不具合の観点から、完全に動力伝達が不可能となった状態のみでなく、締結指令にもかかわらず摩擦要素の完全締結が行われない状態を含む。

以下、Ａ／Ｔコントロールユニット４０における上記摩擦要素故障検出および対応制御の流れを説明する。図４はそのメインフローチャートである。
ステップ１００において、まず摩擦要素の故障発生自体を検知可能な状態にあるかどうかをチェックする。
ここでは、各センサ、スイッチ類やソレノイド等、電気的な電子変速制御系が正常であること、非変速中（前回の変速時に変速完了判断が行われている状態）であること、およびセレクトレバーがＰ（パーキング）、Ｎ（ニュートラル）、Ｒ（後退）以外の位置にあることの条件が満たされていれば、検知可能と判断する。
故障を検知できる状態になければ、本制御は終了する。

故障を検知可能な状態であるときは、ステップ１０１において、実変速比を算出する。実変速比は、車速センサ４１、タービン回転センサ４４からの信号を読み込んで、車速Ｎｓ、タービン回転数Ｎｔを用いてＮｔ／Ｎｓで求められる。
つぎのステップ１０２では、指令変速段が第１速であるかどうかをチェックする。指令変速段が第１速であるときはステップ１０３へ進み、第１速以外であるときはステップ１２０へ進む。
ステップ１０３では、ニュートラル故障が発生しているかどうかをチェックする。ここでは、実変速比が第１速の設定変速比よりも所定値以上大きいときに、ニュートラル故障が発生しているものと判定する。すなわち、エンジン側の入力回転数に対して出力側が設定通りの回転数に達しないのは動力が伝達されていない状態を示している。

ここで、前進変速段において想定される故障パターンは、図２の締結表に基づいて、図５に示されるものとなる。図５において、○は正常締結、■は故障締結、▲は故障解放、×は正常解放を示している。なお、複数の摩擦要素が同時に故障することはほとんどなく、ここではいずれか１つの摩擦要素が故障した場合を想定している。
図５から、第１速においてニュートラル（Ｎ）となるのは、ロークラッチＬＯＷ／Ｃが故障解放しているときである。
したがって、ニュートラル故障が発生しているときは、ロークラッチＬＯＷ／Ｃの故障解放と判定してステップ２００へ進み、ロークラッチ（ＬＯＷ／Ｃ）解放異常時制御を実行する。

ステップ１０３のチェック結果がニュートラル故障でないときは、ステップ１０４において、実変速比が第２速相当であるかどうかをチェックする。
図５から、第１速において実変速比が第２速相当となるときは、２−６ブレーキ２−６／Ｂが故障締結しているときである。
したがって、実変速比が第２速相当となっているときは、ロークラッチＬＯＷ／Ｃの故障締結と判定してステップ３００へ進み、２−６ブレーキ（２−６／Ｂ）締結異常時制御を実行する。

ステップ１０４のチェックで実変速比が第２速相当でないときは、ステップ１０５において実変速比が第３速相当であるかどうかをチェックする。
図５から、第１速において実変速比が第３速相当となるときは、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃが故障締結しているときである。
したがって、実変速比が第３速相当となっているときは、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの故障締結と判定してステップ４００へ進み、３−５リバースクラッチ（３−５Ｒ／Ｃ）締結異常時制御を実行する。

ステップ１０５のチェックで実変速比が第３速相当でないときは、ステップ１０６において実変速比が第４速相当であるかどうかをチェックする。
図５から、第１速において実変速比が第４速相当となるときは、ハイクラッチＨ／Ｃが故障締結しているときである。
したがって、実変速比が第４速相当となっているときは、ハイクラッチＨ／Ｃの故障締結と判定してステップ５００へ進み、ハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）締結異常時制御を実行する。
ステップ１０６のチェックで実変速比が第４速相当でないときは、摩擦要素の故障が発生していないものとして終了する。

一方、指令変速段が第１速でないときのステップ１２０では、
Ｎｔ／Ｎｓ＝＞Ｉ＋α （１）
（ただし、Ｉは現在の変速段で得られるべき設定変速比、αは所定値である）
であるかどうかをチェックする。
ここで、例えば第４速で故障が発生したときには、図５に示されるように締結解放の組み合わせ上、第１速またはニュートラルとなるから、変速比をチェックすることで第１速相当の変速比ならハイクラッチＨ／Ｃが故障し、ニュートラルならばロークラッチＬＯＷ／Ｃが故障している旨特定できそうに見える。
しかし、従来の問題点として前述したように、上記第１速は、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣを締結して達成される第１速であるため、実際の変速比は第１速の変速比以下の値で安定しない。つまり、例えば高速走行中に摩擦要素が解放状態になっても、第１速の変速比になるまでエンジン回転数が上昇しないと、実際には第１速状態なのかニュートラルなのかは判明しない。そして、エンジン回転数が第１速の変速比に対応する値まで上昇することは機械的に不可能な場合もあるので、結局正確な特定は困難である。

このため、ステップ１２０のチェックで、故障時点の指令変速段に設定された設定変速比に対して実際の変速比が所定値以上大きい方向にずれて式（１）が成立しているときは、いずれの摩擦要素が故障しているかの特定を行わず、単にニュートラル故障と判定して、ステップ６００へ進む。
ステップ６００では、ニュートラル異常時制御を実行する。
ステップ１２０のチェックで式（１）が成立していないときは、本制御は終了する。

図６はステップ２００のロークラッチ解放異常時制御の詳細を示すフローチャートである。
ここでは、ステップ２０１において、車速とスロットル開度に基づいて自動変速制御を実行しながら、ステップ２０２で車速が所定値よりも小さくなったかにより車両が停止したかをチェックする。すなわち、車両が停止するまで通常の自動変速制御を継続する。
なお、ここでの自動変速制御は変速段指令のレベルであって、実際には故障解放によりニュートラルフェール状態であっても、ブレーキ操作により車両を停止させることができる。

車両が走行停止すると、ステップ２０３において、ロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結を行わずに済む変速段のなかで最も変速比の大きい第５速を回避変速段とする。すなわち、これを実現するためハイクラッチＨ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結指令を出力する。
これにより、再発進は故障解放しているロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結を必要としない第５速を即座に確立して行われるから、エンジン回転の吹き上がりを招かない。また、回避変速段として可能な複数の変速段の中で最も変速比が大きくて最大の発進トルクが得られる第５速を成立させるので、発進も容易である。

ステップ３００の２−６ブレーキ締結異常時制御、ステップ４００の３−５リバースクラッチ締結異常時制御およびステップ５００のハイクラッチ締結異常時制御も、選択する回避変速段が異なるほかはロークラッチ解放異常時制御と同じであるから、そのフローチャートは省略する。
ステップ３００の２−６ブレーキ締結異常時制御では、そのままの状態を保持する。すなわち、２−６ブレーキが故障締結しているときは、第２速状態が可能であるから、第２速を回避変速段とする。これにより、車両停止後の再発進が可能で、変速比も大きくて十分な発進トルクが得られる。

ステップ４００の３−５リバースクラッチ締結異常時制御でも、そのままの状態を保持する。すなわち、３−５リバースクラッチを締結させる第３速を回避変速段とする。
また、ステップ５００のハイクラッチ締結異常時制御でも、そのままの状態を保持する。すなわち、ハイクラッチを締結させる第４速を回避変速段とする。
いずれも、比較的低速段で発進でき、相当の発進トルクが得られる。
また以上の回避変速段の決定は、算出データのチェックだけで行うことができ、複数の回避変速段候補に従い摩擦要素を順次試行していく場合とは異なり、エンジン回転の吹き上がりを招くこともない。

ステップ６００のニュートラル異常時制御も、選択する回避変速段が異なるほかはステップ２００のロークラッチ解放異常時制御と同じであるから、そのフローチャートは省略する。
ここでの回避変速段の設定は以下のように行われる。
故障判定時点の変速段（指令変速段）が第２速、第３速、第５速および第６速の場合は、図５の故障パターンから明らかなように、故障解放を生じた摩擦要素を１つに特定できないが、故障解放発生時点の変速段で締結されるべき摩擦要素は締結しないで、他の摩擦要素を締結させて成立する変速段は存在する。そこで、第２速、第３速、第５速または第６速で故障解放が発生したときは、上記他の摩擦要素を締結させる変速段を回避変速段として指令するものとする。

具体的には、故障解放発生の変速段が第２速（ロークラッチＬＯＷ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂ締結）のときは、第５速指令、すなわち３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃの締結指令を出力して再発進する。
故障解放発生の変速段が第３速（ロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃ締結）のときは、第６速指令、すなわちハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結指令を出力する。

また、故障解放発生の変速段が第５速（３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃ締結）のときは、第２速指令、すなわちロークラッチＬＯＷ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結指令を出力する。
故障解放発生の変速段が第６速（ハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂ締結）のときは、第３速指令、すなわちロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結指令を出力する。
これにより、故障解放の摩擦要素を利用しない回避変速段を車両の停止後即座に確立でき、エンジン回転の吹き上がりを招くことなく、走行開始することができる。

つぎに、図２の締結表から明らかなように、第４速はロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃを締結して成立するが、第１速〜第６速のうち第４速を除く各変速段は、いずれが故障か特定しないロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃのどちらも締結させないでは実現できない。すなわち、低速段の第１速〜第３速では必ずロークラッチＬＯＷ／Ｃを締結させ、高速段の第４速〜第６速では必ずハイクラッチＨ／Ｃを締結させなければならない。
すなわち、第４速は当該変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない変速段である。
そこで、故障解放発生の変速段が第４速の場合、ステップ６０３の回避変速段設定では、ロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃそれぞれと組み合わせて第３速または第５速の変速段を実現できる３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃを選択して、ロークラッチＬＯＷ／ＣおよびハイクラッチＨ／Ｃとともに３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃを同時に締結する指令を出力する。換言すれば、回避変速段として第３速および第５速の変速段指令を出力する。

このロークラッチＬＯＷ／Ｃ、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣおよびハイクラッチＨ／Ｃの同時締結の指令は、摩擦要素が正常であれば互いにインターロックしてしまう組み合わせであるが、どちらか一方が故障解放しているはずのロークラッチＬＯＷ／ＣまたはハイクラッチＨ／Ｃのうちの正常な方との締結組み合わせで第３速または第５速の一方を成立させようとするものである。
これにより、ハイクラッチＨ／Ｃが故障解放しているならば、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結による第３速、またはロークラッチＬＯＷ／Ｃが故障解放しているならば、ハイクラッチＨ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結による第５速が、車両の停止後即座に確立されることになる。
したがって、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結による第３速、ハイクラッチＨ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結による第５速を順次試行する場合の制御遅れによるエンジン回転の吹き上がりを招くことなく走行開始することができる。

図７は、以上の各異常時制御による停車後の締結指令パターンをまとめて示すものである。
上記図４のフローにおけるステップ１０１は発明の実変速比算出手段を構成し、ステップ１０２〜１０６および１２０が故障判定手段を、そしてステップ２００、３００、４００、５００および６００が異常時制御手段を構成している。
ロークラッチＬＯＷ／ＣとローワンウエイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣは、発明における１つの摩擦要素とワンウエイクラッチに該当し、第１速が１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段に対応している。
また、回避変速段は動力伝達可能変速段に該当する。

本実施例は以上のように構成され、故障時点の指令変速段の設定変速比Ｉと実変速比Ｎｔ／Ｎｓを比較して摩擦要素の故障を判定し、これに基づいて動力伝達可能変速段として回避変速段を指令するものとし、とくに、摩擦要素の故障判定は、指令変速段がロークラッチＬＯＷ／Ｃ１つとワンウエイクラッチの締結により成立する第１速であるときのみ、故障した摩擦要素を１つに特定するようにしたから、故障内容を正確、詳細に確定して適切に回避変速段を設定することができる。一方、故障時点の指令変速段が第１速以外の変速段であるときは、故障した摩擦要素を１つにまで特定しないから、誤判定のおそれなく迅速に回避変速段を設定することができる。（請求項１の効果に相当）

すなわち、指令変速段が第１速の場合において、設定変速比と実変速比の比較によりロークラッチＬＯＷ／Ｃ以外の摩擦要素２−６ブレーキ２−６／Ｂ、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣまたはハイクラッチＨ／Ｃが解放指令に対して締結のままであると判定したときは、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと上記解放指令に対して締結のままである摩擦要素の締結で成立する第２速、第３速または第４速を回避変速段として指令するので、確実に動力伝達が可能となる。（請求項３の効果に相当）
なお、指令変速段が第１速の場合において、ロークラッチＬＯＷ／Ｃが締結指令に対して解放のままであると判定したときは、ロークラッチＬＯＷ／Ｃ以外の摩擦要素の締結で成立する第５速を回避変速段として、同じく動力伝達が可能となる。（請求項２の効果に相当）

また、第１速以外の指令変速段においては、締結されるべき複数の摩擦要素のうちいずれかが解放のままである故障が想定されるが、この場合は具体的にいずれが故障解放であるかまでは特定せず、当該指令変速段で締結されるべき摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて成立する他の変速段を回避変速段として設定する。すなわち、走行状態によってはどの変速段に対応する実変速比か確定困難な対比を回避するので、誤判定のおそれなく迅速に回避変速段を設定することができる。（請求項４の効果に相当）

さらに、当該変速段で締結されるべきロークラッチＬＯＷ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃのいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない第４速でいずれかの摩擦要素が故障と判定された場合には、第４速で締結されるべき各摩擦要素と、第４速では解放されるべき他の摩擦要素との締結組み合わせに対応する複数の変速段第３速と第５速指令を同時に出力するものとしたから、これにより、故障時点の変速段で締結されるべき摩擦要素のうち故障解放していない摩擦要素と上記他の摩擦要素との組み合わせによる変速段第３速または第５速のいずれかが直ちに成立するから、複数の変速段を順次に指令し直す場合と異なり、エンジン回転の吹き上がりを起こさない。（請求項５の効果に相当）

さらに、故障解放が発生した摩擦要素を上記のように回避した変速段の新たな指令は、車両の停止まで待ってから出力されるので、例えば故障解放が発生した第５速での高速走行中に低速段の第２速へ急にダウンシフトが行われて急制動がかかるような事態が防止される。（請求項６に対応する効果）

なお、実施の形態では、故障時点の変速段の設定変速比に対して実際の変速比が所定値以上大きい方向にずれているとき、故障解放が発生したものと判定しているが、これは一例に過ぎず、故障解放の検出には他の様々な手段を採用することができる。
また、実施の形態は図１のギヤトレインの自動変速機に適用した例で示したが、本発明は他の種々のギヤトレインの自動変速機に適用することができる。また、前進変速段の例について説明したが、後退変速段を複数備えている場合にも、本発明を適用することができる。

本発明が適用される自動変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。 摩擦要素の締結組み合わせを示す図である。 自動変速機の油圧回路および電子変速制御系を示す図である。 故障判定と故障時制御にかかる制御の流れを示すメインフローチャートである。 故障パターンを示す図である。 故障時制御の詳細を示すフローチャートである。 故障時制御による締結指令パターンを示す図である。

符号の説明

１、２、３、４、５ 締結ピストン室
６ 第１油圧制御弁
６ａ 第１デューティソレノイド
６ｂ 第１調圧弁
７ 第２油圧制御弁
７ａ 第２デューティソレノイド
７ｂ 第２調圧弁
８ 第３油圧制御弁
８ａ 第３デューティソレノイド
８ｂ 第３調圧弁
９ 第４油圧制御弁
９ａ 第４デューティソレノイド
９ｂ 第４調圧弁
１０ 第５油圧制御弁
１０ａ 第５デューティソレノイド
１０ｂ 第５調圧弁
１１ 第１圧力スイッチ
１２ 第２圧力スイッチ
１３ 第３圧力スイッチ
１４ 第４圧力スイッチ
１５ 第５圧力スイッチ
１６ マニュアルバルブ
１７ パイロット弁
４０ Ａ／Ｔコントロールユニット
４１ 車速センサ
４２ スロットルセンサ
４３ エンジン回転センサ
４４ タービン回転センサ
４５ インヒビタスイッチ
４６ 油温センサ
ＩＮ 入力軸
ＯＵＴ 出力ギヤ
Ｇ１、Ｇ２ 遊星歯車組
Ｈ／Ｃ ハイクラッチ
ＬＯＷ／Ｃ ロークラッチ
Ｌ＆Ｒ／Ｂ ローアンドリバースブレーキ
ＬＯＷ／ＯＷＣ ローワンウェイクラッチ
２−６／Ｂ ２−６ブレーキ
３−５Ｒ／Ｃ ３−５リバースクラッチ
ＴＣ 変速機ケース

Claims (6)

1. 複数の摩擦要素のうち２つの締結組み合わせにより変速段を達成するとともに、その締結の組み合せにより複数の変速段を実現する自動変速機において、
   現在の実変速比を算出する実変速比算出手段と、
   指令変速段が１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段であるときには、実変速比と各変速段の設定変速比との関係に基づいて故障した摩擦要素を１つに特定し、前記指令変速段が前記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段でないときには、現在の変速段の前記設定変速比に対して前記実変速比が大きくなったか否かに基づいて摩擦要素の故障を判定する故障判定手段と、
   故障判定時に、指令変速段が前記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段であるときには前記特定された摩擦要素に基づいて動力伝達可能変速段を指令し、指令変速段が前記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段でないときには、前記指令変速段に基づいて前記動力伝達可能変速段を指令する異常時制御手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の故障時制御装置。
2. 前記故障判定手段が、前記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する指令変速段において、前記１つの摩擦要素が締結指令に対して解放のままであると判定したとき、
   前記異常時制御手段は、前記１つの摩擦要素以外の摩擦要素の締結で成立する変速段を前記動力伝達可能変速段として指令するものであることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の故障時制御装置。
3. 前記故障判定手段が、前記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する指令変速段において、前記１つの摩擦要素以外の摩擦要素が解放指令に対して締結のままであると判定したとき、
   前記異常時制御手段は、前記１つの摩擦要素と前記解放指令に対して締結のままである摩擦要素の締結で成立する変速段を前記動力伝達可能変速段として指令するものであることを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機の故障時制御装置。
4. 前記故障判定手段が、前記１つの摩擦要素とワンウエイクラッチの締結により成立する変速段以外の指令変速段において、締結指令に対して解放のままの摩擦要素があると判定したとき、
   前記異常時制御手段は、前記指令変速段で締結されるべき摩擦要素以外の摩擦要素を締結させて成立する他の変速段を前記動力伝達可能変速段として指令するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の自動変速機の故障時制御装置。
5. さらに、指令変速段が当該変速段で締結されるべき摩擦要素のいずれかを締結させなければ他の変速段が成立しない所定の変速段であって、
   前記故障判定手段が、当該指令変速段において、締結指令に対して解放のままの摩擦要素があると判定したとき、
   前記異常時制御手段は、当該指令変速段で締結されるべき各摩擦要素と、当該指令変速段では解放されるべき他の摩擦要素との締結組み合わせに対応する複数の変速段指令を同時に出力して、
   故障時点の指令変速段で締結されるべき摩擦要素のうち解放していない摩擦要素と前記他の摩擦要素との組み合わせによる変速段が前記動力伝達可能変速段として成立するように構成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の自動変速機の故障時制御装置。
6. 自動変速機が車両に搭載されたものであって、
   前記異常時制御手段は、車両が走行停止するのを待って、前記変速段指令を出力するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の自動変速機の故障時制御装置。

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