JP4418477B2 - 自動変速機 - Google Patents

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Description

本発明は有段式自動変速機においてインターロックが生じたことを検知する制御に関する。
自動変速機は、複数の摩擦要素を選択的に締結又は解放しており、摩擦要素の締結解放状態の組み合わせによって所定の変速段を達成している。
しかし、摩擦要素を締結方向に駆動するアクチュエータとしてのバルブがスティックしたり、摩擦要素が締結したまま固着したりすると、同時に締結されることのない摩擦要素が締結されることとなる。これにより、いわゆるインターロックが発生して運転者の意図しない急減速が生じる。
そこで、各摩擦要素の作動油圧回路に油圧センサを設けて、油圧を供給すべき信号が出力されていないのに、油圧が供給されている場合に、インターロックが生じたと判定する技術が特許文献１に開示されている。また、変速中に車両の前後加速度の変化量が所定値以上となった場合に異常が発生したと判定することも考えられる。
特開昭６１−１６５０５６号公報
しかし、各摩擦要素の油圧回路に油圧センサを設けると、部品点数が増加し、油圧制御装置が大形化する。特に変速段の多段化によって摩擦要素の数が増加すると、この問題はさらに顕著となる。また、油圧振動の影響で油圧スイッチがＯＮ作動してしまい、インターロックが発生したと頻繁に誤判定される。
一方、車両の前後加速度の変化量からインターロックを検知するには、例えば出力軸回転速度の単位時間当たりの変化量から前後加速度を検出することが考えられるが、駆動輪がスリップ状態から急にグリップ状態に遷移すると、出力軸回転速度が急激に低下するので、見かけ上急減速が発生したと判断してインターロックと誤判定される。また、前後加速度を検知するセンサを用いなくても、車両が走行中に急に登坂路となったり（特に牽引車）、水たまりに進入したりしたときには、車両の走行抵抗が急激に増大して急減速が生じるので、インターロックが発生したと誤判定される可能性がある。
本発明は、自動変速機のインターロックの誤判定を防止して、確実にインターロックが発生したことを判定することを目的とする。
本発明は、遊星歯車と、複数の摩擦要素とを備え、締結指令に基づいて複数の摩擦要素の締結状態又は解放状態を切り換えることで指令変速段を達成する自動変速機において、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、自動変速機の実際のギア比を検出するギア比検出手段と、指令変速段において、複数の摩擦要素のうち、締結指令が出力されていない１つ以上の摩擦要素が締結状態となるインターロックが発生したか否かを判定するインターロック判定手段とを備え、インターロック判定手段は、自動変速機の非変速時に、車両の減速度、及び指令変速段と実際のギア比との関係に基づいて、インターロックが発生したか否かを判定する。
本発明によれば、締結指令が出力されていない１つ以上の摩擦要素が締結状態となるインターロックが発生した場合には、自動変速機の内部のバランスが崩れるということに着目して、車両の減速度、及び指令変速段と実際のギア比との関係に基づいて、インターロックが発生したか否かを判定するので、摩擦要素に供給される油圧回路中にセンサを設けることなくインターロックを検知することができ、部品点数を削減することができる。また、車両の減速度に加えて指令変速段と実際のギア比との関係に基づいてインターロックを判断するので、車両が水溜まりに入った場合や牽引時などに、誤判定することを防止して、精度よくインターロックの発生を検知することができる。
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。
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から図示しない車輪へ出力される。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、出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度を直接検出して車速を演算する第１車速センサ５（第１の回転速度検出手段）、車輪の回転速度を直接検出して車速を演算する第２車速センサ８（第２の回転速度検出手段）、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、及び図示しない車輪のブレーキの作動状態を検知するために、ブレーキペダルが所定量以上踏み込まれた場合にＯＦＦからＯＮするブレーキスイッチ９Ａとサイドブレーキレバーを所定量以上操作した場合にＯＦＦからＯＮするサイドブレーキスイッチ９Ｂ（ブレーキ操作検知手段）が接続され、Ｄレンジにおいて車速Ｖｓｐとスロットル開度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。
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。
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Ｂ２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。
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。
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。
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。
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、摩擦要素の締結指令に対して、指令されていない余分な摩擦要素が締結されることにより、変速機の入力軸Ｉｎｐｕｔ又は出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転がロックされる故障であるインターロックが発生すると、車両に急減速が生じて走行性が悪化する。
そこで、インターロックを的確に判断するためにＡＴＣＵ２０において行われる制御について図５のフローチャートを参照しながら説明する。図５は、本実施形態における自動変速機のインターロック判定制御を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、タイマ及びフラグをリセットする。なお、タイマ及びフラグについては後述する。
ステップＳ２では、制御開始条件を満足しているか否かを判定する。制御開始条件を満足していればステップＳ３へ進み、満足していなければステップＳ１へ戻る。
制御開始条件は、第１車速センサ５、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が正常であること、車速が所定車速より高いこと、タービン回転速度が所定回転より高いこと、レンジ位置がＰ、Ｒ、Ｎレンジ以外であること、非変速時であること、変速終了後所定時間経過していること、ＤレンジからＭレンジにシフトした場合にはＭレンジにシフトしてから所定時間経過していること、ブレーキスイッチ９Ａ及びサイドブレーキスイッチ９ＢがＯＦＦであることであり、これらをすべて満たすとき制御開始条件が満足される。
第１車速センサ５、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が異常であればインターロックを正確に判定することができないので、第１車速センサ５、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が正常であることが条件とされる。
車速及びタービン回転速度が低いとインターロックの判定精度が落ちるので、車速が所定速度より高いこと、及びタービン回転速度が所定回転より高いことが条件とされる。
レンジ位置がＰ、Ｒ、Ｎレンジにあるときはインターロックが生じないので、レンジ位置がＰ、Ｒ、Ｎレンジ以外であることが条件とされる。
変速時はギア比が不安定であり、加速度変化も大きいので、これが余分な摩擦要素の締結によるインターロックによるものなのか、変速特性によるものなのかを判断することが困難であり、誤判定を防止するため、非変速時であることが条件とされる。
変速終了直後は油圧の立ち上がり遅れによりギア比が完全には変化していないことがあり得、及びＤレンジからＭレンジにシフトした直後は、Ｄレンジでギア比が不定状態だった場合にはシフトした直後にはギア比が安定していないこともあり得るので、変速終了後所定時間経過していること、及びＤレンジからＭレンジにシフトした場合にはＭレンジにシフトしてから所定時間経過していることが条件とされる。
ブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９ＢがＯＮであるときは車輪に付与される制動力によって加速度が変化するので、ブレーキスイッチ９Ａ及びサイドブレーキスイッチ９ＢがＯＦＦであることが条件とされる。
なお、所定車速は例えば１０ｋｍ／ｈ、所定回転は例えば３００ｒｐｍ、所定時間は例えば０．５ｓに設定される。
ステップＳ３では、ブレーキスイッチ９Ａ及びサイドブレーキスイッチ９Ｂが正常であるか否かを判定する。ブレーキスイッチ９Ａ及びサイドブレーキスイッチ９Ｂが正常であればステップＳ５へ進み、異常であればステップＳ４へ進む。ここで、これらのスイッチはＯＦＦ状態からＯＮ状態へ又はＯＮ状態からＯＦＦ状態へ遷移したとき、正常と判定する。また、車速が所定車速以上でブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９ＢのＯＮ状態が所定の時間だけ継続したとき、それぞれブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９Ｂの異常が発生したと判断される（車速が出ているにも関わらずＯＮ状態で所定の時間継続するのは有り得ない状態のため）。なお、その後ブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９ＢがＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化したとき、それぞれ異常は解消されたと判断される。また、ブレーキスイッチ９Ａ及びサイドブレーキスイッチ９Ｂが正常であるか異常であるか判定不能の場合（イグニッションＯＮ後に一度も上記遷移が生じていない場合）には、異常であるとみなしてステップＳ４へ進む。
ステップＳ４では、ステップＳ３で異常であるとしたブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９ＢがＯＦＦであるとして制御を継続する。本来はブレーキ操作が行われていないにも関わらずブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９ＢがＯＮとなるＯＮ異常の場合には、制御開始条件が満足されなくなるので、インターロック判定制御を行うことができなくなり、運転者の意図しない急減速を回避することができなくなる。そこで、ブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９Ｂが異常のときは、ブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９ＢがＯＦＦであるとして制御を継続する。
ステップＳ５では、第２車速センサ８が正常であるか否かを判定する。第２車速センサ８が正常であればステップＳ７へ進み、異常であればステップＳ６へ進む。第２車速センサ８は、検出値が第１車速センサ５の検出値と乖離しているとき、異常であると判断される。
ステップＳ６では、第２車速センサ８は使用しないこととして、第１車速センサ５のみを使用して制御を継続する。第２車速センサ８が異常であると、インターロックの発生を正確に検知することができないので、第２車速センサ８が異常であるときは第１車速センサ５の検出値のみを用いて制御を継続する。
ステップＳ７（減速度検出手段）では、第１の車速センサ５の検出値に基づいて演算される第１の減速度と、第２の車速センサ８の検出値に基づいて演算される第２の減速度とが、ともに所定減速度以上であるか否かを判定する。第１の減速度及び第２の減速度が所定減速度以上であればステップＳ８へ進み、所定減速度より小さければステップＳ１へ戻る。所定減速度は、インターロックが発生したことを確実に検知できるように、例えば０．３５Ｇに設定される。ここで、減速度が０．３５Ｇ以上というのは加速度が−０．３５Ｇ以下ということである。また、ステップＳ６において第２車速センサ８は使用しないこととしているときは、第１の減速度が所定減速度以上であるか否かのみを判定する。
ステップＳ８では、減速度判定タイマをカウントアップする。
ステップＳ９では、減速度判定タイマが、減速度判定時間（第１の所定時間）からギア比判定時間（第２の所定時間）を減算した時間だけ経過しているか否かを判定する。経過していればステップＳ１０へ進み、経過していなければステップＳ２へ戻る。減速度判定時間は例えば０．５ｓに設定され、ギア比判定時間は例えば０．１ｓに設定される。
ステップＳ１０（ギア比演算手段）では、ギア比が所定範囲外であるか否かを判定する。ギア比が所定範囲外であればステップＳ１１へ進み、所定範囲内であればステップＳ１２へ進む。ギア比の所定範囲は、現在指令されている変速段に相当するギア比を中心に設定され、例えば±６％に設定される。また、ギア比は出力軸Ｏｕｔｐｕｔの回転速度から入力軸Ｉｎｐｕｔの回転速度を除算することで演算される。
ステップＳ１１では、フラグＡを１にセットする。
ステップＳ１２では、フラグＢを１にセットする。
ステップＳ１３では、減速度判定タイマが減速度判定時間だけ経過したか否かを判定する。減速度判定タイマが減速度判定時間だけ経過していればステップＳ１４へ進み、経過していなければステップＳ２へ戻る。本ステップの条件を満たすことで、第１の減速度及び第２の減速度が所定減速度以上であることを、減速度判定時間だけ継続して判定したことになり、ギア比が所定範囲外であるか否かを、ギア比判定時間だけ継続して判定したことになる。
このように、ギア比が所定範囲外であるか否かを減速度判定タイマの終了直前に判定することで、ギア比が変化してから、ある程度時間が経過したところでギア比の乖離を判定することができ、ギア比の一時的な変化によってギア比が所定範囲内にあると誤検知されることを防止することができる。
ステップＳ１４（インターロック判定手段）では、フラグＡ＝１で、かつフラグＢ＝０であるか否かを判定する。この条件を満たすときは、自動変速機の内部のバランスが崩れたことによるインターロックが発生したと判断してステップＳ１５へ進み、フラグＡ＝０及びフラグＢ＝１の少なくとも一方を満たすとき、インターロックではなく車両の走行条件などの外的要因によって減速が生じたと判断してステップＳ１へ戻る。
ステップＳ１５では、暫定リンプホーム制御として、現在の指令変速段に応じた制御が実行され、所定減速度以上の走行状態を解消する。すなわち、現在の指令変速段が１速〜３速であるときは、すべての摩擦要素を解放状態とすることでニュートラル状態とする。また、現在の指令変速段が４速〜７速のときは図６の表に従って変速段ごとに異なる制御が行われる。
すなわち図６に示すように、指令変速段が４速のときは２３４６ブレーキＢ３を解放する。これにより、インプットクラッチＣ１が誤締結している場合には５速が実現され、フロントブレーキＢ１が誤締結している場合には２．５速が実現される。
指令変速段が５速のときはダイレクトクラッチＣ２を解放する。これにより、２３４６ブレーキＢ３が誤締結している場合には６速が実現され、フロントブレーキＢ１が誤締結している場合には７速が実現される。
指令変速段が６速のときは２３４６ブレーキＢ３を解放する。これにより、ダイレクトクラッチＣ２が誤締結している場合には５速が実現され、フロントブレーキＢ１が誤締結している場合には７速が実現される。
指令変速段が７速のときはフロントブレーキＢ１を解放する。これにより、２３４６ブレーキＢ３が誤締結している場合には６速が実現され、ダイレクトクラッチＣ２が誤締結している場合には５速が実現される。
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。
以上のインターロック判定制御の概要を図７を参照して説明する。図７は、インターロック判定制御の概要を示すタイムチャートであり、（ａ）はギア比、（ｂ）は減速度、（ｃ）は減速度判定タイマ、（ｄ）はインターロック判定、（ｅ）はフラグＡ、（ｆ）はフラグＢをそれぞれ示す。
時刻ｔ１において、減速度が所定減速度を上回ると、減速度判定タイマがカウントアップを開始する。
時刻ｔ２において、減速度判定タイマが、減速度判定時間（ｔ３−ｔ１）からギア比判定時間（ｔ３−ｔ２）を減算した時間（ｔ２−ｔ１）だけ経過すると、ギア比が所定範囲外であるか否かの判定を開始し、ギア比が所定範囲外であるのでフラグＡは１となる。
時刻ｔ３において、減速度判定タイマが減速度判定時間だけ経過すると、フラグＡ＝１、かつフラグＢ＝０であるので、インターロックが発生したと判定する。
以上のインターロック判定制御では、インターロックが発生したことを車両の減速度とギア比とによって判定しており、ギア比が乖離していることだけを見るギア比異常の判定制御とは異なっており、ギア比異常の判定制御はインターロック判定制御と並行して以下のように同時に行われている。図８はギア比異常の判定制御を示すフローチャートである。
ステップＳ２１では、タイマ及びフラグをリセットする。なお、タイマ及びフラグについては後述する。
ステップＳ２２では、制御開始条件を満足しているか否かを判定する。制御開始条件を満足していればステップＳ２３へ進み、満足していなければステップＳ２１へ戻る。制御開始条件は、図５のステップＳ２と同一である。
ステップＳ２３では、ギア比が所定範囲外であるか否かを判定する。ギア比が所定範囲外であればステップＳ２４へ進み、所定範囲内であればステップＳ２１へ戻る。ギア比の所定範囲は、現在指令されている変速段に相当するギア比を中心に設定され、例えば±６％に設定される。
ステップＳ２４では、タイマをカウントアップする。
ステップＳ２５では、タイマが所定時間（第３の所定時間＞第１の所定時間、第２の所定時間）だけ経過したか否かを判定する。タイマが所定時間以上経過していればステップＳ２６へ進み、経過していなければステップＳ２２へ戻る。
ステップＳ２６では、暫定リンプホーム制御として、いずれの摩擦要素も締結又は解放することなく、現在の状態（変速段）を保持する。
ステップＳ２７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Ｓ２８へ進み、車両が停止していなければ再度ステップＳ２７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Ｓ２８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Ｓ２９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Ｓ２８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。
このようなギア比異常の判定制御によって、ギア比が指令変速段に相当するギア比から乖離していることは検知できるが、インターロックが発生したことは検知できない。
ここで、昨今の多段化された自動変速機においては、単に故障の発生を検知するだけでは、リンプホーム制御を行っている間に走行性を著しく悪化させる可能性があるので、故障状態を特定して故障状態に応じた適切なリンプホーム制御を行う必要がある。特に上記インターロックが発生したときには、運転者の意図しない急減速を招く可能性があるので、故障の種別を特定することが特に重要となる。従って、ギア比異常の判定制御とは別に図５に示される上述のインターロック判定制御を設けている。
以上のように本実施形態では、締結指令が出力されていない１つ以上の摩擦要素が締結状態となるインターロックが発生した場合には、自動変速機の内部のバランスが崩れるということに着目して、車両の減速度、及び指令変速段と実際のギア比との関係に基づいて、インターロックが発生したか否かを判定するので、摩擦要素に供給される油圧回路中にセンサを設けることなくインターロックを検知することができ、部品点数を削減することができる（請求項１に対応）。
また、車両の減速度に加えて指令変速段と実際のギア比との関係に基づいてインターロックを判断するので、自動変速機の内部のバランスが崩れることがない、車両が水溜まりに入った場合や牽引時などに、誤判定することを防止して、精度よくインターロックの発生を検知することができる（請求項１に対応）。
さらに、非変速時であることをインターロック判定制御の制御開始条件としているので、変速中であって、変速特性によってギア比が変動したこと、また加速度変化が大きくなったことにより、摩擦要素の故障によるインターロックが発生したと誤判定することを防止することができる（請求項１に対応）。
さらに、車両の減速度が所定減速度以上である状態が減速度判定時間継続し、かつ実際のギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にある状態がギア比判定時間継続したとき、インターロックが発生したと判定する。ここで、インターロックが発生した場合には、締結すべきでない摩擦要素のクラッチ容量やバルブのスティック状態などに応じてギア比が変化するが、ギア比が指令変速段のギア比より大きくなるか小さくなるかは、例えばバルブのスティックした位置やどの摩擦要素が締結状態となるのかによって大きく変化し、言い換えると、どのようなギア比の変化が生じるかは故障が生じるまで不明である。そこで、上述のようにギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にあること、すなわち乖離していることを判定することで、確実にインターロックを判定することができる（請求項２に対応）。
さらに、インターロックが発生したときには、指令変速段に応じて１つ以上の摩擦要素を解放するので、インターロックを回避して運転者の意図しない急減速の発生を確実に防止することができる。また、車両の減速度が所定減速度未満であり、ギア比が乖離しただけであるギア比異常のときは、インターロックが発生したときとは異なる制御を行うので、走行性を確保することができる（請求項３、７に対応）。
さらに、ブレーキスイッチ９Ａ及びサイドブレーキスイッチ９Ｂが正常であることをインターロック判定制御の制御開始条件とし、ブレーキスイッチ９Ａ又はサイドブレーキスイッチ９Ｂが異常であるとき又は正常か異常か不明であるときはブレーキが非作動状態であるとして制御を行うので、判定精度を向上させることができるとともに、ブレーキスイッチ９Ａ及びサイドブレーキスイッチ９Ｂの故障時であっても確実にインターロックが発生したことを検知することができる（請求項４に対応）。
さらに、第１の車速センサ５及び第２の車速センサ８に基づいて車両の減速度を演算しており、第２の車速センサ８が異常であるときは第１の車速センサ５のみを用いて減速度を演算するので、複数の車速センサの検出値に基づいてインターロックを判定することで判定精度を向上させることができるとともに、いずれかの車速センサに異常が生じた場合でもインターロックが発生したことを確実に検知することができる（請求項５に対応）。
さらに、車両の減速度が所定減速度以上であると検知されてから、減速度判定時間だけ検知を継続し、減速度判定時間が経過するよりギア比判定時間だけ前から、ギア比判定時間が経過するまでの間、実際のギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にあるか否かを判定して、所定範囲外にあると判定されたとき、インターロックが生じたと判定するので、減速度が所定減速度以上となった直後ではなく、所定の時間だけ経過してからギア比が乖離しているか否かを判定でき、減速度が所定減速度以上となった直後であってギア比の変化が小さいために、インターロックが発生していないと誤判定されることを防止して、確実にインターロックの発生を検知することができる（請求項６に対応）。
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。
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。 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。 本実施形態においてＡＴＣＵが行うインターロック判定制御を示すフローチャートである。 インターロック検知後の暫定リンプホーム制御において、解放する摩擦要素を変速段ごとに示す表である。 インターロック判定制御の概要を示すタイムチャートである。 本実施形態においてＡＴＣＵが行うギア比異常判定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
Ｂ３ ２３４６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
Ｃ３ Ｈ＆ＬＲクラッチ
Ｉｎｐｕｔ 入力軸
Ｏｕｔｐｕｔ 出力軸
５ 第１車速センサ（第１の回転速度検出手段）
８ 第２車速センサ（第２の回転速度検出手段）
９Ａ ブレーキスイッチ（ブレーキ操作検知手段）
９Ｂ サイドブレーキスイッチ（ブレーキ操作検知手段）
２０ ＡＴＣＵ

Claims (7)

  1. 遊星歯車と、複数の摩擦要素とを備え、締結指令に基づいて前記複数の摩擦要素の締結状態又は解放状態を切り換えることで指令変速段を達成する自動変速機において、
    車両の減速度を検出する減速度検出手段と、
    前記自動変速機の実際のギア比を検出するギア比検出手段と、
    前記指令変速段において、前記複数の摩擦要素のうち、締結指令が出力されていない１つ以上の摩擦要素が締結状態となるインターロックが発生したか否かを判定するインターロック判定手段とを備え、
    前記インターロック判定手段は、前記自動変速機の非変速時に、前記車両の減速度、及び前記指令変速段と前記実際のギア比との関係に基づいて、インターロックが発生したか否かを判定することを特徴とする自動変速機。
  2. 前記インターロック判定手段は、前記車両の減速度が所定減速度以上である状態が第１の所定時間継続し、かつ前記実際のギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にある状態が第２の所定時間継続したとき、インターロックが発生したと判定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
  3. 前記インターロック判定手段によってインターロックが発生したと判定されたとき、すべての摩擦要素を解放状態とする指令を行う第１のリンプホーム制御手段と、
    前記車両の減速度が所定減速度未満であり、かつ前記実際のギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にある状態が第３の所定時間継続したとき、前記複数の摩擦要素のそれぞれの締結状態と解放状態とを維持する指令を行う第２のリンプホーム制御手段と、
    を備え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。
  4. 運転者によるブレーキ操作の有無を検知するブレーキ操作検知手段を備え、
    前記インターロック判定手段は、前記自動変速機の非変速時であって、前記ブレーキ操作が行われていないときにインターロックが発生したか否かを判定しており、前記ブレーキ操作検知手段が異常であるとき、又は正常であるか異常であるか判断できないとき、前記ブレーキ操作は行われていないものとしてインターロックが発生したか否かを判定することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の自動変速機。
  5. 前記自動変速機の出力軸の回転速度を検出する第１の回転速度検出手段と、
    前記車両の回転部材であって、前記出力軸以外の回転部材の回転速度を検出する第２の回転速度検出手段とを備え、
    前記減速度検出手段は、前記第１の回転速度検出手段及び前記第２の回転速度検出手段の検出値に基づいて、前記車両の減速度を演算しており、前記第２の回転速度検出手段が異常であるとき、前記第１の回転速度検出手段の検出値のみに基づいて、車両の減速度を演算することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の自動変速機。
  6. 遊星歯車と、複数の摩擦要素とを備え、締結指令に基づいて前記複数の摩擦要素の締結状態又は解放状態を切り換えることで指令変速段を達成する自動変速機のインターロック判定方法において、
    車両の減速度が所定減速度以上であることを検知することと、
    前記車両の減速度が所定減速度以上であると検知されてから、第１の所定時間が経過するまで検知を継続することと、
    前記検知を継続中に、前記自動変速機の実際のギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にあるか否かを第２の所定時間継続して判定することと、
    前記自動変速機の実際のギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にあると前記第２の所定時間継続して判定されたとき、インターロックが生じたと判定することと、
    を備えることを特徴とする自動変速機のインターロック判定方法。
  7. インターロックが生じたと判定されたとき、すべての摩擦要素を解放状態とする指令を行うことと、
    前記車両の減速度が前記所定減速度以上であると検知されることなく、前記実際のギア比が指令変速段のギア比に対して所定範囲外にあると判定されたとき、前記複数の摩擦要素のそれぞれの締結状態と解放状態とを維持する指令を行うことと、
    を備えることを特徴とする請求項６に記載の自動変速機のインターロック判定方法。
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