JP5233274B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続された入力軸と車軸側に接続された出力軸とを有し変速段の変更を伴って前記入力軸に入力された動力を変速して前記出力軸に出力可能な有段変速機と、操作者の出力要求に基づく動力により走行するよう前記内燃機関と前記有段変速機とを制御する制御手段とを備える車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、油圧制御装置により駆動され、エンジンからの動力を変速して出力する自動変速機を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３６６７３号公報

ところで、油圧制御装置の何らかの異常により変速機がニュートラルの状態に至った場合、エンジンからのトルクによって変速機の入力軸に吹きが生じるため、変速機の出力側の回転数と入力側の回転数との比と対象の減速比とを比較することにより変速機の異常を判定することができる。この判定では、その誤判定を防止するために、入力軸の吹きが所定時間以上継続したときに変速機の異常の確定が行われるのが通常であるが、入力軸の吹きの程度によっては変速機の回転体（遊星歯車機構）が耐性を超えて過回転する場合が生じる。こうした場合に対して、回転体を耐久性のあるものとすることも考えられるが、重量が増加すると共に変速機全体が大型化してしまう。

本発明の車両およびその制御方法は、有段変速機の異常をより適正に判定することを主目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸に接続された入力軸と車軸側に接続された出力軸とを有し、変速段の変更を伴って前記入力軸に入力された動力を変速して前記出力軸に出力可能な有段変速機と、
操作者の出力要求に基づく動力により走行するよう前記内燃機関と前記有段変速機とを制御する制御手段と、
前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
前記検出された入力軸回転数と前記検出された出力軸回転数との回転数関係が前記有段変速機の異常を判定するための所定の回転数関係の範囲を超えるとき、該回転数関係が該所定の回転数関係の範囲を超えると共に前記入力軸の回転数が所定の上限回転数を超えない範囲で前記出力要求に対して前記内燃機関の出力を制限する出力制限手段と、
前記回転数関係が前記所定の回転数関係の範囲を超えている状態が第１所定時間以上継続したときに前記有段変速機に異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、入力軸の回転数である入力軸回転数と出力軸の回転数である出力軸回転数との回転数関係が有段変速機の異常を判定するための所定の回転数関係の範囲を超えるとき、回転数関係が所定の回転数関係の範囲を超えると共に入力軸の回転数が所定の上限回転数を超えない範囲で出力要求に対して内燃機関の出力を制限し、回転数関係が所定の回転数関係の範囲を超えている状態が第１所定時間以上継続したときに有段変速機に異常が生じていると判定する。したがって、入力軸に吹きが生じることによる有段変速機の二次的な不具合を防止しながら、回転数関係に基づいて有段変速機の異常を適正に判定することができる。また、「前記異常判定手段」は、前記有段変速機を駆動するアクチュエータの異常を判定する手段であるものとすることもできる。

こうした本発明の車両において、前記出力制限手段は、前記回転数関係が前記所定の回転数関係を超える場合として前記検出された入力軸回転数と対象の変速段の減速比と前記検出された出力軸回転数とを乗じたものとの偏差が第１所定値以上のとき、前記偏差が前記第１所定値よりも大きな第２所定値以上のときに前記内燃機関の出力制限を開始し、前記偏差が前記第２所定値よりも小さく且つ前記第１所定値よりも大きな第３所定値未満のときに前記内燃機関の出力制限を解除する手段であり、前記異常判定手段は、前記偏差が前記第１所定値以上となっている状態が前記第１所定時間以上継続したときに前記有段変速機に異常が生じていると判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理により入力軸に吹きが生じることによる有段変速機の二次的な不具合を防止することができる。ここで、「出力制限」には、値０のトルクに制限するものや負のトルクに制限するものが含まれる。この場合、前記出力制限手段は、前記偏差が前記第２所定値以上となっている状態が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間以上継続したときに前記内燃機関の出力制限を開始する手段であるものとすることもできる。こうすれば、原動機の出力制限が過剰に行われるのを抑制することができる。

また、本発明の車両において、前記出力制限手段は、前記内燃機関の上限トルクを設定する手段であり、前記制御手段は、前記設定された上限トルクの範囲内で操作者による出力要求としての要求トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続された入力軸と車軸側に接続された出力軸とを有し変速段の変更を伴って前記入力軸に入力された動力を変速して前記出力軸に出力可能な有段変速機とを備え、操作者の出力要求に基づく動力により走行するよう前記内燃機関と前記有段変速機とを制御する車両の制御方法であって、
（ａ）前記入力軸の回転数である入力軸回転数と前記出力軸の回転数である出力軸回転数との回転数関係が前記有段変速機の異常を判定するための所定の回転数関係の範囲を超えるとき、該回転数関係が該所定の回転数関係の範囲を超えると共に前記入力軸の回転数が所定の上限回転数を超えない範囲で前記出力要求に対して前記内燃機関の出力を制限し、
（ｂ）前記回転数関係が前記所定の回転数関係の範囲を超えている状態が第１所定時間以上継続したときに前記有段変速機に異常が生じていると判定する
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法によれば、入力軸の回転数である入力軸回転数と出力軸の回転数である出力軸回転数との回転数関係が有段変速機の異常を判定するための所定の回転数関係の範囲を超えるとき、回転数関係が所定の回転数関係の範囲を超えると共に入力軸の回転数が所定の上限回転数を超えない範囲で出力要求に対して内燃機関の出力を制限し、回転数関係が所定の回転数関係の範囲を超えている状態が第１所定時間以上継続したときに有段変速機に異常が生じていると判定する。したがって、入力軸に吹きが生じることによる有段変速機の二次的な不具合を防止しながら、回転数関係に基づいて有段変速機の異常を適正に判定することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、変速機３０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図１に示すように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の爆発燃焼により動力を出力する内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２４に取り付けられたトルクコンバータ２８と、このトルクコンバータ２８の出力側に入力軸３６が接続されると共にデファレンシャルギヤ４２を介して駆動輪４４ａ，４４ｂに出力軸３８が接続され入力軸３６に入力された動力を変速して出力軸３８に伝達する有段の変速機３０と、車両全体をコントロールする車両用電子制御ユニット５０と、を備える。

エンジン２２は、クランクシャフト２４に取り付けられたクランクポジションセンサなどのエンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの検出値を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという。）２６によりアクセル開度に基づいて必要な吸気がなされるようスロットルバルブ２３を駆動するスロットルモータを制御する吸入空気量調節制御や、吸入空気量に対して必要な燃料が噴射されるよう燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御，点火プラグの点火タイミングを制御する点火制御などを受けて動力を出力する。

トルクコンバータ２８は、エンジン２２のクランクシャフト２４側に接続されたポンプインペラ２８ａと、変速機３０の入力軸３６側に接続されたタービンランナ２８ｂと、ポンプインペラ２８ａとタービンランナ２８ｂとの間に介在するステータ２８ｃとを備え、内部に充填されている油を介してトルクの増幅を伴ってエンジン２２のクランクシャフト２４と変速機３０の入力軸３６との動力の伝達を行なう。

変速機３０は、図２に示すように、油圧回路４０からの油圧を用いて駆動される５速の有段変速機として構成されており、ダブルピニオン式の遊星歯車機構３０ａとシングルピニオン式の二つの遊星歯車機構３０ｂ，３０ｃと三つのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と四つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と三つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２，Ｆ３とを備える。ダブルピニオン式の遊星歯車機構３０ａは、外歯歯車としてのサンギヤ３１ａと、このサンギヤ３１ａと同心円上に配置された内歯歯車としてのリングギヤ３２ａと、サンギヤ３１ａに噛合する複数の第１ピニオンギヤ３３ａと、この第１ピニオンギヤ３３ａに噛合すると共にリングギヤ３２ａに噛合する複数の第２ピニオンギヤ３４ａと、複数の第１ピニオンギヤ３３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ３４ａとを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア３５ａとを備え、サンギヤ３１ａはクラッチＣ３を介して入力軸３６に接続されると共にワンウェイクラッチＦ２を介して接続されたブレーキＢ３のオンオフによりその回転を自由にまたは一方向に規制できるようになっており、リングギヤ３２ａはブレーキＢ２のオンオフによりその回転を自由にまたは固定できるようになっており、キャリア３５ａはワンウェイクラッチＦ１によりその回転を一方向に規制されると共にブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは固定できるようになっている。シングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂは、外歯歯車のサンギヤ３１ｂと、このサンギヤ３１ｂと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２ｂと、サンギヤ３１ｂに噛合すると共にリングギヤ３２ｂに噛合する複数のピニオンギヤ３３ｂと、複数のピニオンギヤ３３ｂを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５ｂとを備え、サンギヤ３１ｂはクラッチＣ１を介して入力軸３６に接続されており、リングギヤ３２ｂはダブルピニオン式の遊星歯車機構３０ａのリングギヤ３２ａに接続されると共にブレーキＢ２のオンオフによりその回転を自由にまたは固定できるようになっており、キャリア３５ｂはクラッチＣ２を介して入力軸３６に接続されると共にワンウェイクラッチＦ３によりその回転を一方向に規制できるようになっている。また、シングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｃは、外歯歯車のサンギヤ３１ｃと、このサンギヤ３１ｃと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２ｃと、サンギヤ３１ｃに噛合すると共にリングギヤ３２ｃに噛合する複数のピニオンギヤ３３ｃと、複数のピニオンギヤ３３ｃを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５ｃとを備え、サンギヤ３１ｃはシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのサンギヤ３１ｂに接続されており、リングギヤ３２ｃはシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのキャリア３５ｂに接続されると共にブレーキＢ４のオンオフによりその回転を自由にまたは固定できるようになっており、キャリア３５ｃは出力軸３８に接続されている。

変速機３０は、図３の作動表に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ３のオンオフとブレーキＢ１〜Ｂ４のオンオフにより前進１速〜５速と後進とニュートラルとを切り替えることができるようになっている。前進１速の状態、即ち入力軸３６の回転を最も大きな減速比で減速して出力軸３８に伝達する状態は、クラッチＣ１をオンとすると共にクラッチＣ２，Ｃ３とブレーキＢ１〜Ｂ４とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、シングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｃのリングギヤ３２ｃはワンウェイクラッチＦ３によりその回転が一方向に規制（前進方向の回転が固定）されるため、入力軸３６からクラッチＣ１を介してサンギヤ３１ｃに入力される動力は大きな減速比で減速してキャリア３５ｃ即ち出力軸３８に出力される。１速の状態では、エンジンブレーキ時には、ブレーキＢ４をオンとすることにより、ワンウェイクラッチＦ３に代えてリングギヤ３２ｃの回転が固定される。前進２速の状態は、クラッチＣ１とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２，Ｃ３とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ４とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、ワンウェイクラッチＦ２によりダブルピニオン式の遊星歯車機構３０ａのサンギヤ３１ａはその回転が一方向に規制（前進方向の回転が固定）されると共にワンウェイクラッチＦ１によりキャリア３５ａはその回転が一方向に規制（前進方向の回転が固定）されるため、リングギヤ３２ａおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのリングギヤ３２ｂもその回転が一方向に規制（前進方向の回転が固定）され、入力軸３６からクラッチＣ１を介してサンギヤ３１ｂに入力される動力はリングギヤ３２ｂの固定により減速してキャリア３５ｂおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｃのリングギヤ３２ｃに出力され、入力軸３６からクラッチＣ１を介してサンギヤ３１ｃに入力される動力はリングギヤ３２ｃの回転状態に応じて前進１速よりも若干小さな減速比で減速してキャリア３５ｃ即ち出力軸３８に出力される。２速の状態では、エンジンブレーキ時には、ブレーキＢ２をオンとすることにより、ワンウェイクラッチＦ１およびワンウェイクラッチＦ２に代えてリングギヤ３０ａおよびリングギヤ３０ｂの回転が固定される。前進３速の状態は、クラッチＣ１，Ｃ３とブレーキＢ３とをオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ４とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、ワンウェイクラッチＦ１によりダブルピニオン式の遊星歯車機構３０ａのキャリア３５ａはその回転が一方向に規制（前進方向の回転が固定）されるため、入力軸３６からクラッチＣ３を介してサンギヤ３１ａに入力される動力は減速してリングギヤ３２ａおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのリングギヤ３２ｂに出力され、入力軸３６からクラッチＣ１を介してサンギヤ３１ｂに入力される動力はリングギヤ３２ｂの回転状態により減速してキャリア３５ｂおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｃのリングギヤ３２ｃに出力され、入力軸３６からクラッチＣ１を介してサンギヤ３１ｃに入力される動力はリングギヤ３２ｃの回転状態に応じて前進２速よりも若干小さな減速比で減速してキャリア３５ｃ即ち出力軸３８に出力される。３速の状態では、エンジンブレーキ時には、ブレーキＢ１をオンとすることにより、ワンウェイクラッチＦ１に代えてキャリア３５ａの回転が固定される。前進４速の状態は、クラッチＣ１〜Ｃ３とブレーキＢ３とをオンとすると共にブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ４をオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸３６はクラッチＣ１を介してシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのサンギヤ３１ｂおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｃのサンギヤ３１ｃに接続されると共にクラッチＣ２を介してキャリア３５ｂおよびリングギヤ３２ｃに接続されるため、シングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂ，３０ｃのすべての回転要素は一体回転し、入力軸３６と出力軸３８とが直結された状態となり、入力軸３６から入力される動力は値１．０の減速比で動力が伝達される。前進５速の状態、即ち入力軸３６の回転を最も小さな減速比で減速（増速）して出力軸３８に伝達する状態は、クラッチＣ２，Ｃ３とブレーキＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ２〜Ｂ４とをオフとすることにより形成することができ、ブレーキＢ１によりダブルピニオン式の遊星歯車機構３０ａのキャリア３５ａはその回転が固定されるため、入力軸３６からクラッチＣ３を介してサンギヤ３１ａに入力される動力は減速してリングギヤ３２ａおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのリングギヤ３２ｂに出力され、入力軸３６からクラッチＣ２を介してキャリア３５ｂに入力される動力はリングギヤ３２ｂの回転状態により増速してサンギヤ３１ｂおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｃのサンギヤ３１ｃに出力され、入力軸３６からクラッチＣ２を介してリングギヤ３２ｃに入力される動力はサンギヤ３１ｃの回転状態に応じて最も小さな減速比で増速してキャリア３５ｃ即ち出力軸３８に出力される。なお、この変速機３０では、図３の作動表から解るように、１速〜４速の変速はクラッチＣ１〜Ｃ３やブレーキＢ１〜Ｂ４のつかみ替えは生じないが、４速と５速との間の変速はクラッチＣ１とブレーキＢ１とのつかみ替えが生じる。

また、変速機３０では、ニュートラルの状態、即ち入力軸３６と出力軸３８との切り離しは、すべてのクラッチＣ１〜Ｃ３とブレーキＢ１〜Ｂ４とをオフとすることにより行なうことができる。また、後進の状態は、クラッチＣ３とブレーキＢ４とをオンとすると共にクラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１〜Ｂ３をオフとすることにより形成することができ、この状態では、ワンウェイクラッチＦ１によりダブルピニオン式の遊星歯車機構３０ａのキャリア３５ａはその回転が一方向に規制（前進方向の回転が固定）されるため、入力軸３６からクラッチＣ３を介してサンギヤ３１ａに入力される動力は減速してリングギヤ３２ａおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのリングギヤ３２ｂに出力され、ブレーキＢ４によりシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｂのキャリア３５ｂおよびシングルピニオン式の遊星歯車機構３０ｃのリングギヤ３２ｃはその回転が固定されるため、リングギヤ３２ａに出力される動力は回転が反転してキャリア３５ｃ即ち出力軸３８に出力される。後進の状態では、エンジンブレーキ時には、ブレーキＢ１をオンとすることにより、ワンウェイクラッチＦ１に代えてキャリア３５ａの回転が固定される。

変速機３０は、オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＡＴＥＣＵという）３９により油圧回路４０が備える各種ソレノイドを駆動制御することにより駆動する。ＡＴＥＣＵ３９には、変速機３０の入力軸３６即ちトルクコンバータ２８のタービンランナ２８ｂ側に取り付けられた回転数センサ３６ａからのタービン回転数Ｎｔｕｒや変速機３０の出力軸３８に取り付けられた回転数センサ３８ａからの出力軸回転数Ｎｏｕｔなどが入力されている。

車両用電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、時間を計時するタイマ５８と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。車両用電子制御ユニット５０には、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。車両用電子制御ユニット５０は、エンジンＥＣＵ２６やＡＴＥＣＵ３９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２６やＡＴＥＣＵ３９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

次に、こうして構成された実施例の自動車２０の動作、特に変速機３０の異常を判定する際の動作について説明する。説明の都合上、まず、自動車２０の運転制御について説明し、その後に、変速機３０の異常を判定する処理について説明する。図４は、車両用電子制御ユニット６０により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

運転制御ルーチンが実行されると、車両用電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ６６からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ６８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅなどの制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクシャフト２４に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからのクランク角に基づいてエンジンＥＣＵ２６により演算されたものを通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の目標スロットル開度ＴＨ＊を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、目標スロットル開度ＴＨ＊の設定は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとエンジン２２の回転数Ｎｅと目標スロットル開度ＴＨ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとエンジン２２の回転数Ｎｅとが与えられるとマップから対応する目標スロットル開度ＴＨ＊を導出して行なうものとした。目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると、設定した目標スロットル開度ＴＨ＊と車速Ｖと予め設定された変速マップとに基づいて目標変速段ｎ＊を設定する（ステップＳ１２０）。

続いて、エンジン２２の出力制限フラグＦｅｌｉｍの値を調べる（ステップＳ１３０）。ここで、出力制限フラグＦｅｌｉｍは、エンジン２２から出力するトルクを制限するためのものであり、後述する異常判定処理ルーチンにより設定されたものを入力して用いるものとした。出力制限Ｆｅｌｉｍが値０のときには、エンジン２２から出力するトルクを制限する必要はないと判断し、ステップＳ１１０で設定した目標スロットル開度ＴＨ＊をそのまま実行スロットル開度ＴＨに設定し（ステップＳ１４０）、出力制限Ｆｅｌｉｍが値１のときには、エンジン２２が出力するトルクを制限すべきと判断し、ステップＳ１１０で設定した目標スロットル開度ＴＨ＊と制限値ＴＨｌｉｍとのうち小さい方を実行スロットル開度ＴＨに設定する（ステップＳ１５０）。ここで、制限値ＴＨｌｉｍは、変速機３０の入力軸３６（タービンランナ２８ｂ）の吹き（回転上昇）を抑制するために制限すべきスロットル開度（エンジントルク）の上限を定めるものであり、実施例では、値０のトルクとなるよう設定するものとした。勿論、入力軸３６の吹きを抑制することができる限り若干のトルクの出力を許容するものとしても構わないし、目標スロットル開度ＴＨ＊に関係なく負のトルクに制限するものとしても構わない。

こうして実行スロットル開度ＴＨと目標変速段ｎ＊とを設定すると、実行スロットル開度ＴＨについてはエンジンＥＣＵ２６に送信し、目標変速段ｎ＊についてはＡＴＥＣＵ３９に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。実行スロットル開度ＴＨを受信したエンジンＥＣＵ２６は、実行スロットル開度ＴＨでスロットルモータを駆動制御すると共に吸入空気量に基づいて燃料が噴射されるよう燃料噴射弁を制御し、所定のタイミングで点火されるよう点火プラグを制御する。また、目標変速段ｎ＊を受信したＡＴＥＣＵ３９は、変速機３０の変速段が目標変速段ｎ＊となるよう油圧回路４０のソレノイドを制御する。

次に、油圧回路４０のソレノイドの異常を判定する図５の異常判定処理ルーチンについて説明する。図５の異常判定処理ルーチンでは、車両用電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖ，タービン回転数Ｎｔｕｒ，出力軸回転数Ｎｏｕｔなどのデータを入力する（ステップＳ２００）。ここで、タービン回転数Ｎｔｕｒと出力軸回転数Ｎｏｕｔは、それぞれ回転数センサ３６ａ，３８ａにより検出されたものをＡＴＥＣＵ３９から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、変速機３０の状態を判定するための閾値Ｎｒｅｆ１，Ｎｒｅｆ２，Ｎｒｅｆ３をそれぞれ次式（１），式（２），式（３）により演算する（ステップＳ２１０）。ここで、式（１）〜式（３）の減速比γｓｅｔは前進４速の減速比（実施例では１．０）を示し、式（１）中の所定回転数Ｎａと式（２）中の所定回転数Ｎｂと式（３）中の所定回転数Ｎｃは、Ｎｂ＞Ｎｃ＞Ｎａの関係が成り立つようそれぞれ例えば５００ｒｐｍ，１５００ｒｐｍ，１２５０ｒｐｍなどのように定めるものとした。閾値Ｎｒｅｆ１は、前述したように４速と５速との間の変速はクラッチＣ１とブレーキＢ１とのつかみ替えが生じることから、４速と５速との間で変速する際に変速機３０の油圧回路４０に異常（例えば、ソレノイドの断線やソレノイドバルブのバルブスティックなどの異常）が生じると入力軸３６と出力軸３８とが切り離された状態（ニュートラルの状態）となるため、この状態を判定するためのものである。また、閾値Ｎｒｅｆ２は、変速機３０の回転要素に過回転が生じない入力軸３６の回転数領域の上限値Ｎｍａｘよりも若干低い回転数として定められるものであり、閾値Ｎｒｅｆ３は、閾値Ｎｒｅｆ１よりも高く閾値Ｎｒｅｆ２よりも低い中間値として定められるものである。閾値Ｎｒｅｆ２と閾値Ｎｒｅｆ３を設ける理由については後述する。

Nref1=γset×Nout+Na (1)
Nref2=γset×Nout+Nb (2)
Nref3=γset×Nout+Nc (3)

こうして閾値Ｎｒｅｆ１，Ｎｒｅｆ２，Ｎｒｅｆ３を演算すると、タービン回転数Ｎｔｕｒと閾値Ｎｒｅｆ１とを比較し（ステップＳ２２０）、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１未満のときには変速機３０に異常は生じていないと判断して何もせずに本ルーチンを終了し、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上のときにはタイマ５８を用いてその状態が所定時間Ｔａに亘って継続しているか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ここで、所定時間Ｔａは、変速機３０の異常を確定するための時間であり、例えば５００ｍｓｅｃなどのように定められている。タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上の状態が所定時間Ｔａ以上に亘って継続していると判定されると、変速機３０の異常を確定して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。こうして変速機３０の異常が確定すると、異常判定フラグＦａに値１が設定され、異常により使用不能となった変速段への変速を禁止し、使用可能な変速段のみを用いて走行することになる。使用可能な変速段のみを用いた変速は、例えば、図４の運転制御ルーチンのステップＳ１２０で使用可能な変速段のみを用いて予め作成された変速マップを設定し、この変速マップに基づいて目標変速段ｎ＊を設定することにより行なうことができる。

一方、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上であるがその状態が所定時間Ｔａ以上に亘って継続していないときには、タービン回転数Ｎｔｕｒと閾値Ｎｒｅｆ２とを比較し（ステップＳ２５０）、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上のときにはタイマ５８を用いてその状態が所定時間Ｔｂ以上に亘って継続しているか否かを判定する（ステップＳ２６０）。ここで、所定時間Ｔｂは、変速機３０の回転要素に過回転が生じる可能性を判定するための時間であり、例えば３０ｍｓｅｃなどのように定められている。タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上の状態が所定時間Ｔｂ以上に亘って継続していると判定されると、エンジン２２の出力制限フラグＦｅｌｉｍに値１を設定して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。出力制限フラグＦｅｌｉｍが値１に設定されると、図４の運転制御ルーチンでは、目標スロットル開度ＴＨ＊を制限値ＴＨｌｉｍで制限したものが実行スロットル開度ＴＨに設定されるから、これにより、エンジン２２からのトルクは制限される。したがって、変速機３０の入力軸３６の吹きは解消され、変速機３０の回転要素に過回転は生じない。なお、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上の状態が所定時間Ｔｂ以上に亘って継続していないと判定されると何もせずに本ルーチンを終了する。

タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２未満と判定されると、さらにタービン回転数Ｎｔｕｒと閾値Ｎｒｅｆ３とを比較し（ステップＳ２８０）、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ３以上のときには出力制限フラグＦｅｌｉｍを変更することなく本ルーチンを終了し、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ３未満のときには出力制限フラグＦｅｌｉｍに値０を設定して（ステップＳ２９０）、本ルーチンを終了する。これにより、エンジン２２からのトルクの制限は解除されるから、運転者がアクセルペダル６３を踏み戻さない限り再び変速機３０の入力軸３６の回転数（タービン回転数Ｎｔｕｒ）は上昇する。この際、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上となってその状態が所定時間Ｔｂに亘って継続すると、再度出力制限Ｆｅｌｉｍに値１が設定され、エンジン２２からのトルクが制限されることになる。このように、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１と上限値Ｎｍａｘとの間で推移するよう閾値Ｎｒｅｆ２と閾値Ｎｒｅｆ３とを用いてエンジン２２からのトルクの制限とその解除とを繰り返すことにより、タービン回転数Ｎｔｕｒに基づいて油圧回路４０のアクチュエータの異常を判定するために十分な時間を確保して異常の誤判定を防止すると共にタービン回転数Ｎｔｕｒが上限値Ｎｍａｘを超えて回転するのを防止しているのである。

図６は、アクセル開度Ａｃｃと変速機３０の変速段とタービン回転数Ｎｔｕｒとエンジン２２の出力制限フラグＦｅｌｉｍと変速機３０の異常判定フラグＦａの時間変化の様子を示す。図示するように、走行中に前進４速から前進５速に変速する際に油圧回路４０のアクチュエータに異常が生じて時刻ｔ１にタービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上となり、時刻ｔ２にタービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上となってその状態が所定時間Ｔｂに亘って継続すると（時刻ｔ３）、エンジン２２の出力制限フラグＦｅｌｉｍに値１が設定されてエンジン２２からのトルクが制限される。これにより、タービン回転数Ｎｔｕｒは低下する。時刻ｔ４にタービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ３未満となると、再び出力制限フラグＦｅｌｉｍに値０が設定されてエンジン２２のトルクの制限が解除され、タービン回転数Ｎｔｕｒは上昇する。こうしてエンジン２２のトルクの制限とその解除とを繰り返しながらタービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上の状態が所定時間Ｔａに亘って継続すると（時刻ｔ５）、変速機３０の異常を確定する。なお、図６では、走行中に前進４速から前進５速に変速する際の様子を示したが、前進５速から前進４速に変速する際も同様の処理として考えることができる。

以上説明した実施例の自動車２０によれば、タービン回転数Ｎｔｕｒが変速機３０を駆動する油圧回路４０のアクチュエータの異常を判定するための閾値Ｎｒｅｆ１以上のとき、タービン回転数Ｎｔｕｒが変速機３０の回転要素に過回転が生じない入力軸３６の回転数領域の上限値Ｎｍａｘよりも低い閾値Ｎｒｅｆ２以上のときには出力制限フラグＦｅｌｉｍに値１を設定してエンジン２２のトルクの制限を開始し、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１よりも大きく閾値Ｎｒｅｆ２よりも小さい閾値Ｎｒｅｆ３未満のときにはエンジン２２のトルクの制限を解除し、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上の状態が所定時間Ｔａに亘って継続したときに油圧回路４０のアクチュエータの異常を確定するから、タービン回転数Ｎｔｕｒに基づいて油圧回路４０のアクチュエータの異常を判定するために十分な時間を確保して異常の誤判定を防止すると共にタービン回転数Ｎｔｕｒが上限値Ｎｍａｘを超えて回転するのを防止することができる。

実施例の自動車２０では、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上の状態が所定時間Ｔｂ以上に亘って継続したときにエンジン２２のトルクを制限するものとしたが、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上となったときに直ちにエンジン２２のトルクを制限するものとしても構わない。

実施例の自動車２０では、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ２以上となったときに所定の制限値ＴＨｌｉｍを用いてエンジン２２のトルクの制限を開始しタービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ３未満となったときにエンジン２２のトルクの制限を解除するものとしたが、これに限定されるものではなく、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上で上限値Ｎｍａｘ未満の範囲内とする制限値を設定するものであれば、例えば、所定回転数で維持するために必要なトルクに相当するスロットル開度を制限値ＴＨｌｉｍに設定するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、図５の異常判定処理ルーチンを４速と５速との間で変速する際の処理として用いるものとしたが、変速機の仕様によっては他の変速段の間で変速する際の処理として用いるものとしても構わない。

実施例の自動車２０では、変速機３０として油圧駆動の５速の有段変速機を用いるものとしたが有段変速機であれば５速に限定されるものではなく、４速や６速など如何なる変速段を有するものとしても構わない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、変速機３０が「有段変速機」に相当し、回転数センサ３６ａが「入力軸回転数検出手段」に相当し、回転数センサ３８ａが「出力軸回転数検出手段」に相当し、タービン回転数Ｎｔｕｒが変速機３０を駆動する油圧回路４０のアクチュエータの異常を判定するための閾値Ｎｒｅｆ１以上のとき、その状態が所定時間Ｔａが継続するまではタービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１よりも大きい閾値Ｎｒｅｆ２以上のときには出力制限フラグＦｅｌｉｍに値１を設定しタービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１よりも大きく閾値Ｎｒｅｆ２よりも小さい閾値Ｎｒｅｆ３未満のときには出力制限フラグＦｅｌｉｍに値０を設定する図５の異常判定処理ルーチンのステップＳ２５０〜Ｓ２９０の処理を実行する車両用電子制御ユニット５０が「出力制限手段」に相当し、タービン回転数Ｎｔｕｒが閾値Ｎｒｅｆ１以上の状態が所定時間Ｔｂに亘って継続したときに油圧回路４０のアクチュエータの異常を確定する図５の異常判定処理ルーチンのステップＳ２００〜Ｓ２４０の処理を実行する車両用電子制御ユニット５０が「異常判定手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 変速機３０の構成の概略を示す構成図である。 変速機３０の作動表を示す説明図である。 車両用電子制御ユニット５０により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 車両用電子制御ユニット５０により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 アクセル開度Ａｃｃと変速機３０の変速段とタービン回転数Ｎｔｕｒとエンジン２２の出力制限フラグＦｅｌｉｍと変速機３０の異常判定フラグＦａの時間変化の様子を示す説明図である。

符号の説明

２０ 自動車、２２ エンジン、２３ スロットルバルブ、２４ クランクシャフト、２６ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２８ トルクコンバータ、２８ａ ポンプインペラ、２８ｂ タービンランナ、２８Ｃ ステータ、３０ 変速機、３０ａ ダブルピニオン式の遊星歯車機構、３０ｂ，３０ｃ シングルピニオン式の遊星歯車機構、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ サンギヤ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ リングギヤ、３３ａ 第１ピニオンギヤ、３３ｂ，３３ｃ ピニオンギヤ、３４ａ 第２ピニオンギヤ、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ キャリア，３６ 入力軸、３６ａ 回転数センサ、３８ 出力軸、３８ａ 回転数センサ、３９ オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（ＡＴＥＣＵ）、４０ 油圧回路、５０ 車両用電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、５８ タイマ、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ。

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   該内燃機関の出力軸に接続された入力軸と車軸側に接続された出力軸とを有し、変速段の変更を伴って前記入力軸に入力された動力を変速して前記出力軸に出力可能な有段変速機と、
   操作者の出力要求に基づく動力により走行するよう前記内燃機関と前記有段変速機とを制御する制御手段と、
   前記入力軸の回転数である入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
   前記出力軸の回転数である出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
   前記検出された入力軸回転数と前記検出された出力軸回転数との回転数関係が前記有段変速機の異常を判定するための所定の回転数関係の範囲を超えるとき、該回転数関係が該所定の回転数関係の範囲を超えると共に前記入力軸の回転数が所定の上限回転数を超えない範囲で前記出力要求に対して前記内燃機関の出力を制限する出力制限手段と、
   前記有段変速機の異常を判定する異常判定手段と、
   を備え、
   前記出力制限手段は、前記内燃機関の出力の制限と該制限の解除とを繰り返す手段であり、
   前記異常判定手段は、前記出力制限手段により前記内燃機関の出力の制限と該制限の解除とを繰り返しながら前記回転数関係が前記所定の回転数関係の範囲を超えている状態が第１所定時間以上継続したときに前記有段変速機に異常が生じていると判定する手段である
   ことを特徴とする車両。
2. 請求項１記載の車両であって、
   前記出力制限手段は、前記回転数関係が前記所定の回転数関係を超える場合として前記検出された入力軸回転数と対象の変速段の減速比と前記検出された出力軸回転数とを乗じたものとの偏差が第１所定値以上のとき、前記偏差が前記第１所定値よりも大きな第２所定値以上のときに前記内燃機関の出力制限を開始し、前記偏差が前記第２所定値よりも小さく且つ前記第１所定値よりも大きな第３所定値未満のときに前記内燃機関の出力制限を解除する手段であり、
   前記異常判定手段は、前記偏差が前記第１所定値以上となっている状態が前記第１所定時間以上継続したときに前記有段変速機に異常が生じていると判定する手段である
   車両。
3. 前記出力制限手段は、前記偏差が前記第２所定値以上となっている状態が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間以上継続したときに前記内燃機関の出力制限を開始する手段である請求項２記載の車両。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載の車両であって、
   前記出力制限手段は、前記内燃機関の上限トルクを設定する手段であり、
   前記制御手段は、前記設定された上限トルクの範囲内で操作者による出力要求としての要求トルクが前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御する手段である
   車両。
5. 前記異常判定手段は、前記有段変速機を駆動するアクチュエータの異常を判定する手段である請求項１ないし４いずれか１項に記載の車両。
6. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸に接続された入力軸と車軸側に接続された出力軸とを有し変速段の変更を伴って前記入力軸に入力された動力を変速して前記出力軸に出力可能な有段変速機とを備え、操作者の出力要求に基づく動力により走行するよう前記内燃機関と前記有段変速機とを制御する車両の制御方法であって、
   （ａ）前記入力軸の回転数である入力軸回転数と前記出力軸の回転数である出力軸回転数との回転数関係が前記有段変速機の異常を判定するための所定の回転数関係の範囲を超えるとき、該回転数関係が該所定の回転数関係の範囲を超えると共に前記入力軸の回転数が所定の上限回転数を超えない範囲で前記出力要求に対して前記内燃機関の出力を制限して、前記内燃機関の出力の制限と該制限の解除とを繰り返し
   （ｂ）前記内燃機関の出力の制限と該制限の解除とを繰り返しながら前記回転数関係が前記所定の回転数関係の範囲を超えている状態が第１所定時間以上継続したときに前記有段変速機に異常が生じていると判定する
   車両の制御方法。

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