JP5099179B2

JP5099179B2 - 車両用動力伝達装置

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Publication number: JP5099179B2
Application number: JP2010139290A
Authority: JP
Inventors: 一能吉水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: JP2012002313A; US20110313632A1; US8447490B2

Description

本発明は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを備える車両用動力伝達装置に関する。

近年では、自動変速機のトルクコンバータに、その入力側と出力側とを直結するためのロックアップクラッチが装備されている。

例えば特許文献１に係る従来例では、ロックアップクラッチを係合（ロックアップオン）または解放（ロックアップオフ）させるために、油圧制御回路によりトルクコンバータの係合側油室と解放側油室との差圧（ロックアップ差圧）を制御するようにしている。

この従来例の油圧制御回路は、ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブでロックアップコントロールバルブと呼ばれるスプールバルブをオン、オフさせることにより、トルクコンバータの係合側油室と解放側油室とに入力する作動油圧を制御している。通常、車両発進後において車速が所定のロックアップオン判定値以上になると、ロックアップクラッチを係合（ロックアップオン）させるようにしている。

ここで、前記デューティーソレノイドバルブのソレノイドがオン状態のまま故障するようなことが発生すると、記デューティーソレノイドバルブから出力される制御油圧が前記ロックアップコントロールバルブに入力され続けるので、ロックアップクラッチが係合したままの状態になってしまう。このような異常が発生している状態で車両を停車させると、次の車両発進時にエンジンがストールすることになる。

そこで、車両発進時にエンジンがストールすることを回避するために、発進開始時点から所定速度に到達するまで、ロックアップクラッチを強制的に解放させるためのフェールセーフ制御を行うようにしている。

このフェールセーフ制御では、前記油圧制御回路に備えるクラッチアプライコントロールバルブと呼ばれるスプールバルブから前記ロックアップコントロールバルブにロックアップオフ用の制御油圧を入力することにより、前記デューティーソレノイドバルブから前記ロックアップコントロールバルブにオン用の制御油圧が入力され続けていても、それに関係なく、ロックアップクラッチを強制的に解放させるようにしている。

ところで、自動変速機の制御装置に装備される車載故障診断機能（ＯＢＤ：オンボードダイアグノーシスシステム）の診断項目は、多数あるが、例えば前記デューティーソレノイドバルブのソレノイドオン故障が発生しているか否かを調べて、この故障発生を検出したときに故障内容を履歴として適宜のメモリに記憶するといったことが提案されている。

ここで、この診断項目つまりデューティーソレノイドバルブのソレノイドオン故障の診断形態としては、前記フェールセーフ制御を実行した状態で車両発進した場合において、車速が所定のフェールセーフオフ判定値以上になったときに、前記フェールセーフ制御の実行解除指令を行い、トルクコンバータのスリップ量を調べるようにしている。

このような状況でフェールセーフ制御の実行を解除すると、デューティーソレノイドバルブが正常な場合にはロックアップクラッチが解放（ロックアップオフ）されたままになるので、前記フェールセーフ制御の実行解除時点からトルクコンバータのスリップ量が漸増するようになるが、デューティーソレノイドバルブのソレノイドがオン故障している場合にはロックアップクラッチが係合（ロックアップオン）されてしまうので、トルクコンバータのスリップ量が低下してゼロになる。

このトルクコンバータのスリップ量がゼロになったことを検出すれば、デューティーソレノイドバルブのソレノイドオン故障が発生していると判定できる。しかしながら、その現象が一時的な現象か否かを見極めるために、前記スリップ量のゼロ状態が所定時間にわたって継続されているか否かを調べることが好ましい。この処理は故障診断精度を高めるために必要である。

なお、前記フェールセーフオフ判定値は、前記のような状況でスリップ量変化を調べるという故障診断の性格上、前記ロックアップオン判定値よりも小さい値（低い車速値）に設定する必要がある。このフェールセーフオフ判定値と前記ロックアップオン判定値との差が小さくなるほど、前記故障診断精度を高めるための処理を行う時間、つまり故障診断時間が不足することになる。そこで、本願出願人は、前記故障診断時間を十分に確保するために、前記のように車速がロックアップオン判定値に到達したときに、ロックアップオン指令を即座に出力せずに、所定時間遅延させて出力させるように対処することを考えている。

この他、特許文献２，３に係る従来例には、ロックアップ機構の制御が正常に行われているか否かを検出するにあたって、故障判定に加えて、予備的な故障判定を行うことが記載されている。

特開２００８−５１３１６号公報（段落００６１−００６７参照）特開２００６−３００２８５号公報特開２００８−１８５０８８号公報

上記特許文献１に係る従来例では、ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブのソレノイドオン故障を判定することが可能であるが、次のようなことが指摘される。

近年では、前記車載故障診断機能（ＯＢＤ）における診断項目の１つとして、前記ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブが正常作動する状態での車両発進時において、当該デューティーソレノイドバルブのソレノイドオン故障を診断するための前提条件（実行可能条件）が成立する確率を高めることが要求されている。しかしながら、上記特許文献１に係る従来例では、前記のような要求を満たすための技術思想や具体構成についての記載はない。ここに改良の余地がある。

ところで、前記デューティーソレノイドバルブが正常作動する状態での車両発進時において、前記ソレノイドオン故障を診断するための前提条件を成立させるためには、その前提条件に前記したような故障診断精度を向上するための対処内容も加える必要がある。しかしながら、その場合、前記デューティーソレノイドバルブが正常作動するにもかかわらず、ロックアップオン指令の出力を遅延させなければならないので、ロックアップオンの開始タイミングが目標に対して遅れることになるなど、燃費の低下につながる可能性がある。このような理由により、前記デューティーソレノイドバルブが正常作動する状態での車両発進時において、前記ソレノイドオン故障を診断するための前提条件を成立させることを実現しにくいと言えるので、前記前提条件が成立する確率を高めることは困難であった。

なお、上記特許文献２，３に係る従来例には、前記車載故障診断機能に対する前記要求を満たすための技術思想や具体構成についての記載はない。

このような事情に鑑み、本発明は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを備える車両用動力伝達装置において、ロックアップ制御用のソレノイドバルブの正常作動時に、そのソレノイドオン故障を診断するときの前提条件（実行可能条件）が成立する確率を向上可能にすることを目的としている。

本発明は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、ロックアップクラッチを係合または解放させるための油圧制御回路と、油圧制御回路の油圧供給経路を制御するための制御装置とを備える車両用動力伝達装置であって、前記油圧制御回路は、ロックアップクラッチに係合用油圧を入力するための第１状態または解放用油圧を入力するための第２状態に切り換えられるスプールバルブと、このスプールバルブにその状態切り換え用の制御油圧を入力するためのソレノイドバルブと、ソレノイドバルブから前記スプールバルブへの状態切り換え用制御油圧の入力に関係なく前記スプールバルブにそれを強制的に第２状態にするための制御油圧を入力するためのフェールセーフバルブとを備え、前記制御装置は、車速がロックアップオン判定値以上になったことを検出したときに前記ソレノイドバルブに前記スプールバルブを第１状態にさせるためのロックアップオン指令を出力する切り換え制御と、前記フェールセーフバルブを作動させることにより前記ロックアップクラッチを強制解放させるフェールセーフ制御と、前記フェールセーフ制御を実行した状態で車両発進した場合に前記ソレノイドバルブのソレノイドがオン故障しているか否かを判定するための故障診断制御と、前記フェールセーフ制御を実行しない状態で車両発進した場合に前記故障診断制御の実行可能条件と同じ条件を模擬的に再現し、この再現回数に基づいて前記故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を求めるとともに、この確率を情報記憶手段に記憶するレートモニタ制御とを実行するものであり、前記故障診断制御は、前記車両発進後に車速が前記ロックアップオン判定値より小さな値に設定されるフェールセーフオフ判定値以上になったことを検出したときに前記フェールセーフ制御の実行を解除させるためのフェールセーフオフ指令を出力する処理と、前記フェールセーフオフ指令の出力に伴い前記トルクコンバータのスリップ量が所定以下に低下したことを検出しかつ当該低下検出時点から前記低下状態が所定時間継続したことを検出したときに、前記ソレノイドバルブのソレノイドがオン故障していると判定する処理と、前記オン故障の判定前において、前記車速が前記ロックアップオン判定値以上になったことを検出したときに、前記切り換え制御においてロックアップオン指令を出力するタイミングを所定時間遅延させることによって前記故障判定時間を延長させる処理とを行う、ことを特徴としている。

この構成では、要するに、前記フェールセーフ制御を実行しない状態（ソレノイドバルブが正常作動する状態）で車両発進した場合に、レートモニタ制御を実行することにより、前記ソレノイドバルブのソレノイドがオン故障しているか否かを判定するための前提条件つまり故障診断制御の実行可能条件と同じ条件を模擬的に再現させるようにしている。これにより、前記ソレノイドオン故障が発生していない正常走行中において前記故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を高めることが可能になる。また、レートモニタ制御では、前記確率を情報記憶手段に記憶させるようにしているから、この記憶情報を後から読み出すことにより、故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を向上できていることを例えば車両整備者などが目視にて確認できるようになる。

また、前記故障診断制御においては前記故障判定時間を延長させる処理を行うようにしているから、前記故障判定時間を十分に確保することが可能になる。

好ましくは、前記レートモニタ制御は、前記車両発進後に車速が前記ロックアップオン判定値以上になったことを検出したときに、前記切り換え制御と並行して、当該切り換え制御にて出力する実際のロックアップオン指令と同じ仮想ロックアップオン指令を前記実際のロックアップオン指令の出力時点から所定時間遅延させて出力することによって前記時間延長処理を模擬的に再現する処理と、前記再現処理の実行回数の積算値を、車両の発進から停車までを走行１回とした場合の走行回数の積算値で除算することにより前記確率を求めるとともに、この確率を情報記憶手段に記憶する処理とを行う。

この構成では、レートモニタ制御の形態を特定している。この特定により、前記故障診断制御の時間延長処理を模擬的に再現する処理が、前記ソレノイドオン故障を判定するための前提条件（実行可能条件）に相当していることが明らかになる。

好ましくは、前記車両発進時にフェールセーフ制御を実行するか否かは、当該車両発進の前回発進時に、該車両用動力伝達装置に駆動力を入力するためのエンジンのストールが検出されているか否かに応じて決定され、エンジンストールが検出されている場合にフェールセーフ制御を実行する一方、エンジンストールが検出されていない場合にフェールセーフ制御を非実行とする。

この構成では、フェールセーフ制御の実行条件を特定している。この特定に至った背景を説明する。そもそも、車両発進時にエンジンがストールする原因としては、ロックアップクラッチが係合したままの状態で故障していることが挙げられる。そこで、車両発進時にフェールセーフ制御を実行することによってロックアップクラッチを強制的に解放させるようにすれば、前記ロックアップクラッチの故障が発生していても車両発進時にエンジンがストールすることを回避できるようになる。このようにして発進させてから、前記しているように車速がフェールセーフオフ判定値以上になったときに、フェールセーフ制御の実行を解除させるようにすれば、ロックアップクラッチが正常な場合と係合したまま故障している場合とで、トルクコンバータのスリップ量が異なることになり、その現象を調べることで故障診断が容易になる。

本発明に係る車両用動力伝達装置では、ロックアップ制御用のソレノイドバルブの正常作動時に、そのソレノイドオン故障を診断するときの前提条件（実行可能条件）が成立する確率を高めることが可能になる。また、前記情報記憶手段に記憶させている記憶情報（確率）を後から読み出すことにより、故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を向上できていることを例えば車両整備者などが目視にて確認できるようになる。

本発明に係る車両用動力伝達装置の一実施形態で、その概略構成を示すスケルトン図である。図１の油圧制御回路においてロックアップクラッチの制御に関係する部分を示す図である。図２に示すロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブが正常作動する状態における動作説明に用いるタイミングチャートである。図２に示すロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブの故障診断制御を説明するためのタイミングチャートである。図２に示すロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブの正常作動時に行うレートモニタ制御を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図５に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、本発明に係る車両用動力伝達装置として、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両に搭載されるトランスアクスルを例に挙げている。

図中、１はトランスアクスル、２は駆動源の一例としてのエンジンを示している。トランスアクスル１は、トルクコンバータ１０、前後進切換機構２０、ベルト式無段変速機３０、減速歯車機構４０、デファレンシャル５０、油圧制御回路１００、制御装置２００などを備えている。

このトランスアクスル１では、エンジン２の出力がトルクコンバータ１０に入力され、このトルクコンバータ１０から前後進切換機構２０、ベルト式無段変速機３０ならびに減速歯車機構４０を介してデファレンシャル５０に伝達され、左右の駆動輪（図示省略）へ分配される。

トルクコンバータ１０は、入力側のポンプインペラ１１、出力側のタービンランナ１２、トルク増幅機能を発現するステータ１３などを備えており、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間で流体を介して動力伝達を行う。ポンプインペラ１１はエンジン２のクランクシャフト２ａに連結されている。タービンランナ１２はタービンシャフト１４を介して前後進切換機構２０に連結されている。

このトルクコンバータ１０には、当該トルクコンバータ１０の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ１５が設けられている。ロックアップクラッチ１５は、係合側油室１６内の油圧と解放側油室１７内の油圧との差圧（ロックアップ差圧＝係合側油室１６内の油圧−解放側油室１７内の油圧）を制御することにより、解放（ロックアップオフ）または係合（ロックアップオン）される。なお、係合時には、ショック低減のために適宜に油圧がコントロールされる。

ロックアップクラッチ１５を完全係合させると、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２とが一体回転する。また、ロックアップクラッチ１５を所定のスリップ状態（係合過渡状態）で係合させると、駆動時には所定のスリップ量でタービンランナ１２がポンプインペラ１１に追随して回転する。一方、ロックアップ差圧を負に設定すると、ロックアップクラッチ１５が解放状態になる。なお、トルクコンバータ１０にはポンプインペラ１１に連結して駆動される機械式のオイルポンプ（油圧発生源）１８が設けられている。

前後進切換機構２０は、ダブルピニオンタイプの遊星歯車機構２１、前進用クラッチＣ１、後進用ブレーキＢ１などを備えている。

遊星歯車機構２１のサンギヤ２１ａがタービンシャフト１４に、また、遊星歯車機構２１のキャリア２１ｂがベルト式無段変速機３０のプライマリシャフト３１にそれぞれ連結されている。前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１を制御することにより、タービンシャフト１４から入力される駆動力を、前進駆動力（正方向駆動力）あるいは後進駆動力（逆方向駆動力）として出力する。

ベルト式無段変速機３０は、プライマリプーリ（駆動プーリ）３３とセカンダリプーリ（従動プーリ）３４とに、ベルト３５を巻き掛けた構成になっている。

プライマリプーリ３３は、入力軸（駆動軸）となるプライマリシャフト３１の外径側に設けられており、また、セカンダリプーリ３４は、出力軸（従動軸）となるセカンダリシャフト３２の外径側に設けられている。プライマリプーリ３３およびセカンダリプーリ３４は、共に、固定シーブ３３ａ，３４ａと可動シーブ３３ｂ，３４ｂとを組み合わせた構成である。

プライマリプーリ３３は、プライマリシャフト３１の外周に一体に形成される固定シーブ３３ａと、プライマリシャフト３１の外周に軸方向スライド可能に装着される可動シーブ３３ｂとを組み合わせた構成である。油圧サーボ３６により可動シーブ３３ｂをスライドさせることにより、固定シーブ３３ａと可動シーブ３３ｂとで形成するＶ溝の幅を大小調整して、プライマリプーリ３３に対するベルト３５の巻き掛け径を変更する。

セカンダリプーリ３４は、セカンダリシャフト３２の外周に一体に形成される固定シーブ３４ａと、セカンダリシャフト３２の外周に軸方向変位可能に装着される可動シーブ３４ｂとを組み合わせた構成である。油圧サーボ３７により可動シーブ３４ｂをスライドさせることにより、固定シーブ３４ａと可動シーブ３４ｂとで形成するＶ溝の幅を大小調整して、セカンダリプーリ３４に対するベルト３５の巻き掛け径を変更する。

なお、プライマリプーリ３３の可動シーブ３３ｂを固定シーブ３３ａから遠ざけることによりＶ溝の幅を大きくしてベルト３５の巻き掛け径を小さくするとともに、セカンダリプーリ３４の固定シーブ３４ａと可動シーブ３４ｂとで形成するＶ溝の幅を小さくしてベルト３５の巻き掛け径を大きくするほど、減速比が大きくなる。

逆に、プライマリプーリ３３の可動シーブ３３ｂを固定シーブ３３ａに近づけることによりＶ溝の幅を小さくしてベルト３５の巻き掛け径を大きくするとともに、セカンダリプーリ３４の固定シーブ３４ａと可動シーブ３４ｂとで形成するＶ溝の幅を大きくしてベルト３５の巻き掛け径を小さくするほど、減速比が小さくなる。

減速歯車機構４０は、ベルト式無段変速機３０から出力された駆動力を減速しながらデファレンシャル５０に伝達するもので、リダクションドライブギヤ４１、リダクションドリブンギヤ４２、デファレンシャルドライブギヤ４３などを備えている。

リダクションドライブギヤ４１の中心軸４４は、ベルト式無段変速機３０のセカンダリシャフト３２に同軸で一体回転可能に連結されている。リダクションドリブンギヤ４２およびデファレンシャルドライブギヤ４３は、セカンダリシャフト３２とほぼ平行に配置されたシャフト４５に軸方向隣り合わせに一体に形成されている。リダクションドライブギヤ４１は、リダクションドリブンギヤ４２に噛み合わされており、デファレンシャルドライブギヤ４３は、デファレンシャル５０のファイナルリングギヤ５１に噛み合わされている。

デファレンシャル５０は、前記減速歯車機構４０から入力される駆動力を左右一対のアクスルシャフト５２，５３に連結される駆動輪（図示省略）に適宜の比率で分配して伝達する。

油圧制御回路１００は、図２に示すように、ロックアップクラッチ１５の切り換え制御に関係する構成要素として、少なくともクラッチアプライコントロールバルブ１１２、ロックアップコントロールバルブ１２２、ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブＤＳＵなどを備えている。なお、クラッチアプライコントロールバルブ１１２が、請求項に記載のフェールセーフバルブに相当し、ロックアップコントロールバルブ１２２が、請求項に記載のスプールバルブに相当し、デューティーソレノイドバルブＤＳＵが請求項に記載のソレノイドバルブに相当している。

なお、ライン油圧Ｐ_Lは、エンジン２により駆動されるオイルポンプ１８から出力（発生）される油圧を元圧として、図示していないライン油圧調圧弁（例えばリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ）によりエンジン負荷等に応じた値に調圧される。また、第２ライン油圧Ｐ_L2は、前記ライン油圧調圧弁によるライン油圧Ｐ_Lの調圧のために当該ブライン油圧調圧弁から排出される油圧を元圧として、図示していない第２ライン油圧調圧弁（例えばリリーフ型のセカンダリレギュレータバルブ）により調圧される。出力油圧Ｐ_LM2は、ライン油圧Ｐ_Lを元圧として、例えばライン圧モジュレータNO.2バルブ１２４により調圧される。さらに、モジュレータ油圧Ｐ_Mは、変速制御用デューティーソレノイドバルブＤＳ１，ＤＳ２から出力される制御油圧Ｐ_DS1，Ｐ_DS2と、ロックアップ制御用デューティーソレノイドバルブＤＳＵから出力される制御油圧Ｐ_DSUとの元圧になるものであって、ライン油圧Ｐ_Lを元圧としてモジュレータバルブ１２６により一定圧に調圧される。

ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブＤＳＵは、リニアソレノイドバルブからなり、励磁（ＯＮ）された状態において制御油圧Ｐ_DSUを出力してロックアップコントロールバルブ１２２の油室１２２ｄに入力することによりロックアップコントロールバルブ１２２を図２のＯＮ位置にする一方で、非励磁（ＯＦＦ）の状態において制御油圧Ｐ_DSUの出力を停止してロックアップコントロールバルブ１２２を図２のＯＦＦ位置にする。

ロックアップコントロールバルブ１２２は、スプールバルブからなり、スプール弁子１２２ａ、圧縮コイルスプリング１２２ｂ、油室１２２ｃ、油室１２２ｄ、フィードバック油室１２２ｅ、入力ポート１２２ｉ、入出力ポート１２２ｊ、入出力ポート１２２ｋ、入力ポート１２２ｍ、ドレンポートＥＸ、ドレンポートＥＸ２などを備えている。

スプール弁子１２２ａは、圧縮コイルスプリング１２２ｂにより図２の左半分に示すＯＦＦ位置側に向かって付勢されている。油室１２２ｃには、クラッチアプライコントロールバルブ１１２の出力ポート１１２ｕから出力された制御油圧Ｐ_DS2が供給される。油室１２２ｄには、デューティーソレノイドバルブＤＳＵから出力される制御油圧Ｐ_DSUが供給される。フィードバック油室１２２ｅには、入出力ポート１２２ｊから出力されるロックアップ係合油圧Ｐ_APPLYが供給されるようになっており、このフィードバック油室１２２ｅにロックアップ係合油圧Ｐ_APPLYが供給されると、スプール弁子１２２ａをＯＦＦ位置側に付勢する。

このロックアップコントロールバルブ１２２の基本的な動作を説明する。

まず、制御装置２００から出力されるロックアップ差圧指示値Ｐ_Dに従ってデューティーソレノイドバルブＤＳＵが励磁（ＯＮ）されることによって制御油圧Ｐ_DSUが油室１２２ｄに入力されると、スプール弁子１２２ａがその制御油圧Ｐ_DSUに応じた推力により圧縮コイルスプリング１２２ｂの付勢力に抗して図２の右半分に示すＯＮ位置側へ移動させられることになる。

このＯＮ位置では、入力ポート１２２ｉに入力される第２ライン圧Ｐ_L2を元圧とする作動油がロックアップ係合油圧Ｐ_APPLYとして入出力ポート１２２ｊから出力されてロックアップクラッチ１５の係合側油室１６に入力されるとともに、解放側油室１７内の作動油が入出力ポート１２２ｋを介してドレンポートＥＸから排出される。これにより、ロックアップクラッチ１５が係合される（ロックアップオン）。このようにスプール弁子１２２ａをＯＮ位置に移動させた状態が請求項に記載の第１状態に相当する。

このロックアップクラッチ１５の係合状態は、完全係合状態だけでなく係合過渡状態も含んでいる。つまり、制御装置２００から出力されるロックアップ差圧指示値Ｐ_Dに従ってデューティーソレノイドバルブＤＳＵの励磁電流が連続的に変化させられる一方で、ロックアップコントロールバルブ１２２のフィードバック油室１２２ｅにロックアップ係合油圧Ｐ_APPLYが供給されているので、制御油圧Ｐ_DSUとロックアップ係合油圧Ｐ_APPLYおよび圧縮コイルスプリング１２２ｂの付勢力とが釣り合うようにスプール弁子１２２ａが移動する。このように、ロックアップ差圧指示値Ｐ_Dに従う制御油圧ＰＤＳＵに応じて、ロックアップ係合油圧Ｐ_APPLYとロックアップ解放油圧Ｐ_RELEASEとの差圧つまりロックアップクラッチ１５の係合側油室１６内の油圧と解放側油室１７内の油圧との差圧を連続的に制御することが可能になるので、その差圧に応じてロックアップクラッチ１５を所定の係合過渡状態に制御することができる。

一方、デューティーソレノイドバルブＤＳＵの励磁が停止（ＯＦＦ）されることによって油室１２２ｄへの制御油圧Ｐ_DSUの入力が停止されると、スプール弁子１２２ａが圧縮コイルスプリング１２２ｂの付勢力によってＯＦＦ位置に移動される。

このＯＦＦ位置では、入力ポート１２２ｍに入力される第２ライン圧Ｐ_L2を元圧とする作動油がロックアップ解放油圧Ｐ_RELEASEとして入出力ポート１２２ｋから出力されてロックアップクラッチ１５の解放側油室１７に入力されるとともに、係合側油室１６内の作動油が入出力ポート１２２ｊを介してドレンポートＥＸ２から排出される。これにより、ロックアップクラッチ１５が解放される（ロックアップオフ）。このようにスプール弁子１２２ａをＯＦＦ位置に移動させた状態が請求項に記載の第２状態に相当する。

クラッチアプライコントロールバルブ１１２は、スプールバルブからなり、スプール弁子１１２ａ、圧縮コイルスプリング１１２ｂ、油室１１２ｃ、径差部１１２ｄ、入力ポート１１２ｉ、入力ポート１１２ｊ、入力ポート１１２ｋ、入力ポート１１２ｍ、出力ポート１１２ｓ、出力ポート１１２ｔ、出力ポート１１２ｕ、ドレンポートＥＸなどを備えている。

このクラッチアプライコントロールバルブ１１２は、スプール弁子１１２ａが圧縮コイルスプリング１１２ｂにより上方に向かって付勢されることにより図２の左半分に示す第１状態（ノーマルポジション）とされており、油室１１２ｃに所定圧以上の制御油圧Ｐ_DS1が、また、入力ポート１１２ｍに所定圧以上の制御油圧Ｐ_DS2が共に入力されると、スプール弁子１１２ａが前記第１状態から図２の右半分に示す第２状態（コントロールポジション）に移動させられる。そして、油室１１２ｃへの制御油圧Ｐ_DS1および入力ポート１１２ｍへの制御油圧Ｐ_DS2の少なくともいずれか一方の入力が停止されると、スプール弁子１１２ａが前記第２状態から第１状態に移動させられる。

なお、例えば車両停止時においてシフトレバー（図示省略）がニュートラルポジションＮからドライブポジションＤあるいはリバースポジションＲへ操作されると、所定圧以上の制御油圧Ｐ_DS1が油室１１２ｃへ供給されるとともに所定圧以上の制御油圧Ｐ_DS2が入力ポート１１２ｍへ供給される。

前記第１状態では、入力ポート１１２ｋに出力油圧Ｐ_LM2が入力されると、この出力油圧Ｐ_LM2が出力ポート１１２ｓから出力されてマニュアルバルブ（図示省略）を介して前進用クラッチＣ１のみに係合油圧Ｐ_Aとして供給されるので、前進用クラッチＣ１のみが係合される。

前記第２状態では、入力ポート１１２ｉに制御油圧Ｐ_SLTが入力されると、この制御油圧Ｐ_SLTが出力ポート１１２ｓから出力されてマニュアルバルブ（図示省略）を介して後進用ブレーキＢ１のみに係合油圧Ｐ_Aとして供給されるので、後進用ブレーキＢ１のみが係合される。

この他、前記第２状態において、入力ポート１１２ｍに制御油圧Ｐ_DS2が入力されていると、この制御油圧Ｐ_DS2が出力ポート１１２ｕから出力されてロックアップコントロールバルブ１２２の油室１２２ｃに入力されることになるので、制御油圧Ｐ_DSUがロックアップコントロールバルブ１２２の油室１２２ｄに入力されていてもスプール弁子１２２ａが強制的にＯＦＦ位置に保持されることになり、それによってロックアップクラッチ１５が強制的に解放される（ロックアップオフ）。この状態は、フェールセーフ制御が実行されている状態である。このように、クラッチアプライコントロールバルブ１１２は、ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドオン故障によりロックアップクラッチ１５が係合したままになっている場合に、ロックアップクラッチ１５を強制解放させるためのフェールセーフバルブとして使用することができる。

なお、フェールセーフ制御を実行解除するために前記第２状態から第１状態に切り換えられると、ロックアップコントロールバルブ１２２の油室１２２ｃに供給された制御油圧Ｐ_DS2が出力ポート１１２ｕを経てドレンポートＥＸから排出される。これにより、油室１２２ｃに供給された制御油圧Ｐ_DS2の残圧によりロックアップクラッチ１５の係合制御が影響を受けずに済む。

制御装置２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭならびにバックアップＲＡＭなどを互いに接続した構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とされている。ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはエンジン２の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

この制御装置２００は、各種センサ（図示省略）から入力される情報（例えばエンジン回転数ＮＥ、スロットルバルブ開度θｔｈ、エンジン水温Ｔｗ、タービンシャフト１４の回転数ＮＴ、車速Ｖ、アクセルペダル開度Ａｃｃ、フットブレーキ踏み込み量、シフトレバーポジションなど）に基づいて、例えばベルト式無段変速機３０の変速制御やロックアップクラッチ１５の切り換え制御などを実行する。

なお、ロックアップクラッチ１５の基本的な切り換え制御については、例えば入力トルクに対応するスロットルバルブ開度θｔｈ及び車速Ｖをパラメータとして予め作成されてＲＯＭに記憶される制御マップ（係合、解放の切り換え条件）と、車両状態（実際のスロットルバルブ開度θｔｈや車速Ｖ）とに基づいて、行うようにしている。

例えばロックアップクラッチ１５が解放されている状態から、車速Ｖが高車速側に変化したり、スロットルバルブ開度θｔｈが低開度側に変化して制御マップの係合切換線（図示省略）を横切ったりした場合には、ロックアップクラッチ１５の係合要求（ロックアップオン指令）を油圧制御回路２００に出力して、ロックアップクラッチ１５の係合側油室１６および解放側油室１７に対する油圧供給量を制御することにより、ロックアップクラッチ１５を係合させる。一方、ロックアップクラッチ１５が係合している状態から、車速Ｖが低車速側に変化したり、スロットルバルブ開度θｔｈが高開度側に変化して制御マップの解放切換線（図示省略）を横切ったりした場合には、ロックアップクラッチ１５の解放要求（ロックアップオフ指令）を油圧制御回路２００に出力して、ロックアップクラッチ１５の係合側油室１６および解放側油室１７に対する油圧供給量を制御することにより、ロックアップクラッチ１５を解放させる。

この制御装置２００は、さらに、フェールセーフ制御、故障診断制御、レートモニタ制御などを実行する。

フェールセーフ制御は、油圧制御回路２００のフェールセーフバルブとしてのクラッチアプライコントロールバルブ１１２を作動させることによりロックアップクラッチ１５を強制解放させる制御である。

故障診断制御は、車載故障診断機能（ＯＢＤ：オンボードダイアグノーシスシステム）の診断項目の１つに対応するものであり、前記フェールセーフ制御を実行した状態で車両発進した場合に油圧制御回路２００のデューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障しているか否かを判定するための制御である。

レートモニタ制御は、車載故障診断機能（ＯＢＤ）の診断項目の１つに対応するものであり、前記フェールセーフ制御を実行しない状態で車両発進した場合に前記故障診断制御の実行可能条件と同じ条件を模擬的に再現し、この再現回数に基づいて前記故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を求めるとともに、この確率を情報記憶手段（例えば前記バックアップＲＡＭなどに相当）に記憶する制御である。

以下、前記した切り替え制御、フェールセーフ制御、故障診断制御、レートモニタ制御について、図３から図５を参照して詳しく説明する。以下の説明では、制御装置２００の制御動作を主体にして説明している。

まず、図３のタイミングチャートを参照して、ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動する場合のロックアップクラッチ１５の切り換え制御を説明する。

つまり、デューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動する場合には、車両発進時にフェールセーフ制御を実行しない。そこで、車両発進に伴いエンジントルクがトランスアクスル１を介して駆動輪（図示省略）に伝達されることによって、図３（ａ）に示すように車速が漸増することになる。この車速が時刻ｔ１において所定速度（ロックアップオン判定値ＬＵ_ON）以上になると、図３（ｂ）に示すようにロックアップオン指令を出力することにより、ロックアップクラッチ１５を係合させる。このようにデューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動する場合には、図３（ｃ）に示すようにソレノイドオン故障が検出されない。

次に、図４のタイミングチャートを参照して、デューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障している場合の各種制御を説明する。

つまり、デューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障している場合には、デューティーソレノイドバルブＤＳＵから出力される制御油圧Ｐ_DSUがロックアップコントロールバルブ１２２の油室１２２ｃに入力され続けるので、ロックアップコントロールバルブ１２２が図２のＯＮ状態のまま保持されてしまうことになり、ロックアップクラッチ１５が係合（ロックアップオン）したままの状態になってしまう。

このようにロックアップクラッチ１５がロックアップオンしたままの状態で例えば車両を発進させると、エンジン２がストールしてしまう。そこで、この実施形態では、エンジンストールが発生したことを検出すると、制御装置２００はデューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障していると認識し、その後で車両を再発進させるときに、フェールセーフ制御を実行することにより、エンジンストールを回避させるようにしている。このフェールセーフ制御は、前記したが、クラッチアプライコントロールバルブ１１２によりロックアップクラッチ１５を強制的に解放させる制御のことである。

そこで、図４（ｂ）に示すように前記フェールセーフ制御を実行している状態（ロックアップクラッチ１５が強制解除されている状態）で車両を発進させると、その発進時にエンジン２がストールすることが回避されることになって、デューティーソレノイドバルブＤＳＵの正常作動時と同様、図４（ａ）に示すように車速が円滑に漸増するようになる。

この車速の漸増に伴い、時刻ｔ１１において車速が所定速度（フェールセーフオフ判定値ＦＳ_OFF）以上になると、図４（ｂ）に示すように前記フェールセーフ制御の実行を解除（フェールセーフオフ）させるための指令を出力する。このフェールセーフの実行解除は、クラッチアプライコントロールバルブ１１２からロックアップコントロールバルブ１２２の油室１２２ｃに対する制御油圧Ｐ_DS2の入力を停止させることにより行う。なお、前記フェールセーフオフ判定値ＦＳ_OFFは、ソレノイドオン故障の診断開始車速に設定される。

このフェールセーフ制御の実行を解除すると、デューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動する場合にはロックアップクラッチ１５が解放（ロックアップオフ）されることになって、前記フェールセーフの解除時点からトルクコンバータ１０のスリップ量が徐々に増加するようになるが、デューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障している場合にはロックアップクラッチ１５が係合（ロックアップオン）されることになってしまうので、図４（ｄ）に示すようにフェールセーフ制御の実行を解除した時刻ｔ１１からトルクコンバータ１０のスリップ量が低下し始める。

このようにトルクコンバータ１０のスリップ量が低下してゼロになると、デューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障していると推定できるが、それが一時的な現象か否かを見極めるために、スリップ量がゼロになった状態が所定時間Ｔ_Sにわたって継続されたか否かを調べる。

ここで、図４（ｄ）に示すようにスリップ量がゼロになった時点から所定時間Ｔ_Sにわたって継続された場合には、図４（ｅ）に示すように、時刻ｔ１３においてデューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障していてロックアップクラッチ１５が係合したままの異常状態になっていると判定する。

ところで、前記フェールセーフオフ判定値ＦＳ_OFFは、図４（ａ）に示すように、前記切り換え制御におけるロックアップオン判定値ＬＵ_ONよりも小さい値（低い車速値）に設定される。しかも、これら両方の判定値ＦＳ_OFF，ＬＵ_ONの差（ＬＵ_ON−ＦＳ_OFF）を小さく設定している場合、通常、時刻ｔ１１でフェールセーフオフ指令を出力してから直ぐの時刻ｔ１２においてロックアップオン指令を出力することになってしまうために、前記したようなデューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドオン故障を判定するための時間つまり故障診断時間Ｔ_Tが不足する結果になってしまう。

そこで、この故障診断時間Ｔ_Tを十分に確保するために、車速が前記ロックアップオン判定値ＬＵ_ON以上になった時刻ｔ１２で即座にロックアップオン指令を出力せずに、前記時刻ｔ１２から所定時間Ｔ_L遅延させた時刻ｔ１４においてロックアップオン指令を出力させるようにする。このようにロックアップオン指令の出力を遅延させることにより、前記故障診断時間Ｔ_Tを必要十分に確保するようにしている。

次に、図５のタイミングチャートを参照して、レートモニタ制御を説明する。このレートモニタ制御は、ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動する状態において、そのソレノイドがオン故障しているか否かを判定するための前提条件つまり前記故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を高めるための制御である。

つまり、レートモニタ制御は、ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動する状態つまり図５（ｂ）に示すように前記フェールセーフ制御を実行していない状態で車両を発進させる場合に実行するようにしている。

そこで、車両が発進すると、車両発進に伴いエンジントルクがトランスアクスル１を介して駆動輪（図示省略）に伝達されることによって、図５（ａ）に示すように車速が漸増することになる。この車速漸増過程では、前記したようにフェールセーフ制御を実行していないので、時刻ｔ１１において車速がフェールセーフオフ判定値ＬＵ_OFF以上になっても、図５（ｂ）に示すようにフェールセーフオフ指令を出力しない。

さらに車速が漸増してロックアップオン判定値ＬＵ_ON以上になると、図５（ｃ）に示すようにロックアップオン指令を出力することにより、ロックアップクラッチ１５を係合させる（切り換え制御）。このとき、デューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動するので、従来例のようにロックアップオンの開始タイミングが目標に対して遅れることがない。したがって、燃費が低下することがない。

そして、前記切り換え制御と並行して、当該切り換え制御にて出力する実際のロックアップオン指令と同じ図５（ｄ）に示す仮想ロックアップオン指令を前記実際のロックアップオン指令の出力時点ｔ１２から所定時間Ｔ_L遅延させて出力することによって図４に示す故障診断時間Ｔ_Tの延長処理を模擬的に再現する。

この後、前記再現処理の実行回数カウンタを図５（ｅ）に示すようにカウントアップする。そして、この実行回数の積算値Ｘを、車両の発進から停車までを走行１回とした場合の走行回数の積算値Ｙで除算することにより前記確率を求めるとともに、この確率（実行回数の積算値Ｘ／走行回数の積算値Ｙ）を情報記憶手段（制御装置２００のバックアップＲＡＭなど）に記憶する。

このようなレートモニタ制御を実行すると、前記故障診断制御を実際に実行していないが、前記したような仮想ロックアップオン指令を作成することによって、フェールセーフ制御を実行した状態で車両発進する場合に実行する前記故障診断制御を模擬的に再現できたことになるのである。

以上説明したように本発明を適用した実施形態では、フェールセーフ制御を実行しない状態（ロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブＤＳＵが正常作動する状態）で車両発進した場合に、レートモニタ制御を実行することにより、デューティーソレノイドバルブＤＳＵのソレノイドがオン故障しているか否かを判定するための前提条件つまり故障診断制御の実行可能条件と同じ条件を模擬的に再現させるようにしている。これにより、前記ソレノイドオン故障が発生していない正常走行中において前記故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を高めることが可能になる。また、レートモニタ制御では、前記確率（Ｘ／Ｙ）を情報記憶手段（制御装置２００のバックアップＲＡＭなど）に記憶させるようにしているから、この記憶情報を後から読み出すことにより、故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を向上できていることを例えば車両整備者などが目視にて確認できるようになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。

（１）上記実施形態では、本発明に係る車両用動力伝達装置としてＦＦ方式の車両に搭載されるトランスアクスル１を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図示していないが、例えばＦＲ（フロントエンジン、リアドライブ）方式やその他の方式の車両に搭載される自動変速機にも適用可能である。但し、この自動変速機は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを備える構成になっていることが必須である。

（２）上記実施形態では、ベルト式無段変速機３０を備えるトランスアクスル１を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図示していないが、例えば遊星歯車式変速機とトルクコンバータ１０とを組み合わせた自動変速機にも適用可能である。なお、前記遊星歯車式変速機は、遊星歯車機構と複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）とを備える構成とされる。

１トランスアクスル
２エンジン
１０トルクコンバータ
１５ロックアップクラッチ
１６係合側油室
１７解放側油室
１００油圧制御回路
１１２クラッチアプライコントロールバルブ
１２２ロックアップコントロールバルブ
ＤＳＵロックアップ制御用のデューティーソレノイドバルブ
ＤＳ１変速制御用デューティーソレノイドバルブ
ＤＳ２変速制御用デューティーソレノイドバルブ
２００制御装置

Claims

ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、ロックアップクラッチを係合または解放させるための油圧制御回路と、油圧制御回路の油圧供給経路を制御するための制御装置とを備える車両用動力伝達装置であって、
前記油圧制御回路は、ロックアップクラッチに係合用油圧を入力するための第１状態または解放用油圧を入力するための第２状態に切り換えられるスプールバルブと、このスプールバルブにその状態切り換え用の制御油圧を入力するためのソレノイドバルブと、ソレノイドバルブから前記スプールバルブへの状態切り換え用制御油圧の入力に関係なく前記スプールバルブにそれを強制的に第２状態にするための制御油圧を入力するためのフェールセーフバルブとを備え、
前記制御装置は、車速がロックアップオン判定値以上になったことを検出したときに前記ソレノイドバルブに前記スプールバルブを第１状態にさせるためのロックアップオン指令を出力する切り換え制御と、
前記フェールセーフバルブを作動させることにより前記ロックアップクラッチを強制解放させるフェールセーフ制御と、
前記フェールセーフ制御を実行した状態で車両発進した場合に前記ソレノイドバルブのソレノイドがオン故障しているか否かを判定するための故障診断制御と、
前記フェールセーフ制御を実行しない状態で車両発進した場合に前記故障診断制御の実行可能条件と同じ条件を模擬的に再現し、この再現回数に基づいて前記故障診断制御の実行可能条件が成立する確率を求めるとともに、この確率を情報記憶手段に記憶するレートモニタ制御とを実行するものであり、
前記故障診断制御は、前記車両発進後に車速が前記ロックアップオン判定値より小さな値に設定されるフェールセーフオフ判定値以上になったことを検出したときに前記フェールセーフ制御の実行を解除させるためのフェールセーフオフ指令を出力する処理と、
前記フェールセーフオフ指令の出力に伴い前記トルクコンバータのスリップ量が所定以下に低下したことを検出しかつ当該低下検出時点から前記低下状態が所定時間継続したことを検出したときに、前記ソレノイドバルブのソレノイドがオン故障していると判定する処理と、
前記オン故障の判定前において、前記車速が前記ロックアップオン判定値以上になったことを検出したときに、前記切り換え制御においてロックアップオン指令を出力するタイミングを所定時間遅延させることによって前記故障判定時間を延長させる処理とを行う、ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、
前記レートモニタ制御は、前記車両発進後に車速が前記ロックアップオン判定値以上になったことを検出したときに、前記切り換え制御と並行して、当該切り換え制御にて出力する実際のロックアップオン指令と同じ仮想ロックアップオン指令を前記実際のロックアップオン指令の出力時点から所定時間遅延させて出力することによって前記時間延長処理を模擬的に再現する処理と、
前記再現処理の実行回数の積算値を、車両の発進から停車までを走行１回とした場合の走行回数の積算値で除算することにより前記確率を求めるとともに、この確率を情報記憶手段に記憶する処理とを行う、ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置において、
前記車両発進時にフェールセーフ制御を実行するか否かは、当該車両発進の前回発進時に、該車両用動力伝達装置に駆動力を入力するためのエンジンのストールが検出されているか否かに応じて決定され、エンジンストールが検出されている場合にフェールセーフ制御を実行する一方で、エンジンストールが検出されていない場合にフェールセーフ制御を非実行とする、ことを特徴とする車両用動力伝達装置。