JP5463620B2 - 自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段式や有段式の自動変速機、そして、マニュアルトランスミッションを自動変速可能にして成る自動マニュアルトランスミッションなど、任意の型式の自動変速機を搭載した車両の、シフトバイワイヤ故障時における制御装置に関するものである。

自動変速機は、変速形態を定めた駐車（P）レンジ、後退走行（R）レンジ、停車（N）レンジ、前進自動変速（D）レンジなどを、この順番に配列して有し、これらレンジ間での運転者による手動セレクト操作にマニュアルバルブを応動させて、当該マニュアルバルブを選択レンジ対応位置にすることで、選択レンジ対応の変速形態を実現する。

上記のごとくレンジ間でのセレクト操作にマニュアルバルブを応動させるに際しては従来、運転者が選択レンジを指令するためのシフトレバーとマニュアルバルブとの間をリンク機構やワイヤなどで機械的に連結し、この機械的な手段によりマニュアルバルブをセレクト操作に応動させるのが普通である。

ところで、上記したリンク機構やワイヤなどで機械的手段は大きな配索スペースを必要とし、今日の電子制御化要求や、車両の小型化の流れもあって、マニュアルバルブを運転者によるセレクト操作に電子制御下に応動させるようにした、所謂シフトバイワイヤ式の自動変速機が提案されている。
このシフトバイワイヤシステムは、シフトレバーによるセレクト操作を電子的に検知し、検知信号に応動するアクチュエータによりマニュアルバルブをセレクト操作対応のレンジ位置に変位させるもので、
今日の電子制御化要求に符合するだけでなく、上記リンク機構やワイヤなどで機械的手段用の大きな配索スペースが不要になることから、車両の小型化に関する要求にも良くマッチして大いに有利である。

しかしてシフトバイワイヤシステムは、マニュアルバルブをセレクト操作に電子制御下に応動させることから、上記アクチュエータ自身の故障や、その電子制御系の故障などで、マニュアルバルブがセレクト操作に応動し得なくなる不測の事態に備えたフェールセーフ対策が不可欠である。
このフェールセーフ対策としては従来、例えば特許文献1に記載のごとく、マニュアルバルブがセレクト操作に応動し得なくなった故障が走行中に発生したらエンジン出力を低下させ、故障が停車中に発生したらエンジンの運転を停止させるようにしたフェールセーフ対策が提案されている。
特開平０６−２１３０２５号公報

しかし、かかるフェールセーフ対策では、マニュアルバルブがセレクト操作に応動し得なくなった故障時は、いずにしても停車すると無条件にエンジンを運転停止させるものであるため、車両が走行不能に陥ってしまう。
そのため、修理工場や自宅、或いは安全な駐車場まで車両を自走させようとしても、停車位置から自力で待避走行することができず、レッカー移動に頼るしかないという問題を生ずる。

本発明は、上記の故障により作動不能になったマニュアルバルブの現状レンジ位置から得られる車両走行方向に、運転者がセレクト操作により意図する車両進行方向が一致していれば、出力制限下で車両を待避走行させても、これによる車両進行方向が運転者のセレクト操作による意図（車両進行方向）と同じであって違和感にならないとの観点から、
このような場合は、たとえ停車中であってもエンジンを運転停止させず、上記の待避走行が可能な範囲で出力制限するにしても当該出力を発生させ続けるようになし、これにより車両を停車位置から自力で待避走行させることができるようにした自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明による自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置は、請求項１に記載のごとく、
自動変速機の変速形態を定めたレンジ間での運転者によるセレクト操作に電子制御下に応動して対応するレンジ位置となることにより所定の変速形態を実現するようにしたマニュアルバルブを具えるシフトバイワイヤ式自動変速機を搭載し、該自動変速機を経て出力される原動機からの出力により走行可能な車両を要旨構成の基礎前提とし、
前記マニュアルバルブがセレクト操作に応動し得なくなるシフトバイワイヤの故障状態であって、前記セレクト操作により運転者が意図する車両進行方向と、マニュアルバルブの現状レンジ位置から得られる車両進行方向とが、共に前進方向または後退方向である進行方向一致故障であるのか、これら車両進行方向が一致していない進行方向不一致故障であるのかを検知するシフトバイワイヤ故障検知手段と、
該手段によりシフトバイワイヤの前記進行方向一致故障が検知される場合、前記原動機を車両の待避走行が可能な範囲で出力制限する原動機出力制限手段と、
前記シフトバイワイヤ故障検知手段により前記シフトバイワイヤの進行方向不一致故障が検知される場合、車両を走行不能にする変速機出力低下手段とを具備し、
前記マニュアルバルブが隣り合うレンジ位置間の中間位置にあって、前記所定の変速形態を実現し得ないときは、前記原動機出力制限手段および変速機出力低下手段の双方を非作動にして、シフトバイワイヤ故障時制御を行わないよう構成したことを特徴とするものである。

本発明による自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置によれば、シフトバイワイヤの故障状態であって、セレクト操作時に運転者が意図する車両進行方向と、マニュアルバルブの現状レンジ位置から得られる車両進行方向とが、共に前進方向または後退方向である進行方向一致故障であるのか、これら車両進行方向が一致していない進行方向不一致故障であるのかを検知し、シフトバイワイヤの故障状態が進行方向一致故障であれば、原動機出力制限手段により原動機を、車両の待避走行が可能な範囲で出力制限して当該出力を発生させ続け得るよう構成したため、
車両を一旦停車後もその停車位置から修理工場や自宅、或いは安全な駐車場まで自力で待避走行させることができ、シフトバイワイヤの故障時は何れにしても車両が停車位置で走行不能になるという従来装置の前記問題を解消することができる。
しかも本発明によれば、セレクト操作により運転者が意図する車両進行方向と、マニュアルバルブの現状レンジ位置から得られる車両進行方向とが、共に前進方向である進行方向一致故障であるだけでなく、これら車両進行方向が共に後退方向である進行方向一致故障である場合においても、車両が停車位置で走行不能になるという従来装置の前記問題を解消することができる。

更に本発明によれば、上記待避走行の方向（故障により作動不能になったマニュアルバルブの現状レンジ位置から得られる車両走行方向）と、運転者がセレクト操作により意図する車両進行方向とが一致している進行方向一致故障時に限り上記の待避走行を可能にすることから、車両進行方向が運転者のセレクト操作による意図（車両進行方向）と同じであって違和感になることがない。
加えて本発明によれば、セレクト操作により運転者が意図する車両進行方向と、マニュアルバルブの現状レンジ位置から得られる車両進行方向とが、相互に逆向きである進行方向不一致故障時は、変速機出力低下手段により車両が走行不能になるよう構成したため、
上記の作用・効果を達成し得るといえども、運転者がセレクト操作により意図する車両進行方向と逆方向へ車両が走行することは決してなく、セレクト操作と逆方向へ車両が走行する違和感をなくすことができる。
また本発明では、マニュアルバルブが隣り合うレンジ位置間の中間位置にあって所定の変速形態を実現し得ないときは、上記原動機出力制限手段および変速機出力低下手段の双方を非作動にして、上記のシフトバイワイヤ故障時制御を行わないよう構成したため、
当該変速形態実現不能時にシフトバイワイヤ故障時制御が無駄に行われるのを防止しつつ、当該無駄なシフトバイワイヤ故障時制御が行われて、このシフトバイワイヤ故障時制御が行われなかった場合よりも悪い影響が及ぶのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例になるシフトバイワイヤ故障時制御装置を具えた自動変速機搭載車のパワートレーンを、その制御系と共に示し、
1は、原動機としてのエンジン、2は自動変速機であり、これらにより自動変速機搭載車のパワートレーンを構成する。

自動変速機2は、エンジン1からの回転を選択変速比に応じ変速して出力するもので、周知のＶベルト式無段変速機とし、エンジン1からの回転をロックアップ式トルクコンバータT/Cを経て入力される入力軸3と、前後進切り替え機構4と、Ｖベルト伝動機構5と、出力軸6とで構成する。
前後進切り替え機構4は、ダブルピニオン型遊星歯車組7を具え、前進クラッチ8の締結により入力軸3の回転をそのままＶベルト伝動機構5に伝達することができ、後退ブレーキ9の締結により入力軸3の回転を逆転してＶベルト伝動機構5に伝達することができ、
前進クラッチ8および後退ブレーキ9を共に解放することにより、入力軸3の回転をＶベルト伝動機構5に伝達しなくなるものとする。

Ｖベルト伝動機構5は、前後進切り替え機構4からの回転を入力される駆動側のプライマリプーリ10と、出力軸6上に結合した従動側のセカンダリプーリ11と、これらプーリ10，11間に掛け渡したＶベルト12とで構成する。
プライマリプーリ10およびセカンダリプーリ11はそれぞれ、一方のフランジ10a，11aを他方のフランジと共に回転するが、軸線方向へ変位可能な可動フランジとし、これら可動フランジ10a,11aの位置をシリンダ室10b,11b内の圧力差により制御可能とする。

Ｖベルト伝動機構5は、プライマリプーリ10への回転をＶベルト12を介してセカンダリプーリ11および出力軸6に順次伝達する。
この伝動中、セカンダリプーリシリンダ室11bに、変速機入力トルクに応じた変速制御元圧であるライン圧を供給し、プライマリプーリシリンダ室10bに、このライン圧を元圧として変速制御弁が決定した変速制御圧を供給し、セカンダリプーリシリンダ室11bのライン圧に対するプライマリプーリシリンダ室10bにおける変速制御圧の比により、可動フランジ10a,11aの軸線方向位置を制御して、両プーリ10，11に対するＶベルト12の巻掛け円弧径、つまり、プーリ間伝動比（変速比）を制御する。

よってＶベルト伝動機構5は、変速制御圧（プライマリプーリ圧 ）を上昇させることで、変速比を最低速変速比から連続的に高速側変速比に向けて無段階に変化（アップシフト）させることができ、
変速制御圧（プライマリプーリ圧）を低下させることで、変速比を逆に連続的に最低速変速比へ向けて無段階に変化（ダウンシフト）させることができる。

Ｖベルト伝動機構5から出力軸6への回転は、図示せざるディファレンシャルギヤ装置に入力され、このディファレンシャルギヤ装置は、同じく図示せざる車両の左右駆動輪を差動下に駆動して車両を走行させるものとする。

エンジン1はガソリンエンジンであるが、その出力決定用のスロットルバルブ13を運転者が操作するアクセルペダル14とは機械的に連結させず、これらから切り離してスロットルアクチュエータ15により電子制御下に開度変更させるようになし、
従ってエンジン1は、スロットルバルブ13の開度（スロットル開度TVO）を電子制御可能なスロットルバイワイヤ式ガソリンエンジンとする。

スロットルアクチュエータ15はエンジンコントローラ16からのスロットル開度（TVO）指令に応動する。
エンジンコントローラ16は当該スロットル開度（TVO）指令を、基本的にはアクセルペダル14の踏み込み量（アクセル開度）APOに応じた値となるよう決定し、従って、アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ17を設ける。
エンジンコントローラ16は当該センサ17で検出したアクセル開度APOから予定のマップをもとにアクセル開度対応のスロットル開度（TVO）指令を求め、これをスロットルアクチュエータ15に指令して、スロットルバルブ13の開度（スロットル開度TVO）を基本的にはアクセル開度APOに応じた値となるよう電子制御するが、
所要に応じスロットル開度（TVO）指令、従ってスロットルバルブ13の開度（スロットル開度TVO）を、本発明が狙いとする後述のシフトバイワイヤ故障時制御のためにアクセルペダル操作以外の因子によっても制御可能とする。

前記したＶベルト式無段変速機2は、便宜上これから切り離して図1に示すごとく、その変速形態を運転者が手動操作（セレクト操作）により選択して指令するためのセレクトレバー2aを具える。
このセレクトレバー2aは、車体フロアトンネル（図示せず）に貫通させて運転席の近傍に位置させ、運転者が操作パターン21に沿って手動操作することにより、変速形態を選択して指令するものとする。

セレクトレバー2aの操作パターン21には、
Ｖベルト式無段変速機1を駐車(P)レンジにするPレンジ位置と、
Ｖベルト式無段変速機1を後退走行(R)レンジにするRレンジ位置と、
Ｖベルト式無段変速機1を停車(N)レンジにするNレンジ位置と、
Ｖベルト式無段変速機1を前進自動変速(D)レンジにするDレンジ位置とを設定する。
Pレンジ位置、Rレンジ位置、Nレンジ位置、およびDレンジ位置をこの順にして一直線に配置する。

そして、セレクトレバー2aがPレンジ位置にあるときPレンジ信号を発するPレンジスイッチ22pと、
セレクトレバー2a がRレンジ位置にあるときRレンジ信号を発するRレンジスイッチ22rと、
セレクトレバー2a がNレンジ位置にあるときNレンジ信号を発するNレンジスイッチ22nと、
セレクトレバー2a がDレンジ位置にあるときDレンジ信号を発するDレンジスイッチ22dとをセレクトレバー操作パターン21に設ける。

図1のＶベルト式無段変速機1内における前進クラッチ8および後退ブレーキ9の締結・解放制御を司る油圧回路を図2に基づき以下に説明する。
図2において、41はマニュアルバルブを示し、このマニュアルバルブ41は、セレクトレバー2aによるレンジ切り替え操作（セレクト操作）に応動するが、これらマニュアルバルブ41およびセレクトレバー2a間を機械的に連結せず、マニュアルバルブ41を、詳しくは後述するごとく電子制御下でセレクトレバー2aによるセレクト操作に応動させるようにした、シフトバイワイヤ式に構成する。

このためマニュアルバルブ41には、駐車(P)レンジ位置と、後退走行(R)レンジ位置と、停車(N)レンジ位置と、前進自動変速(D)レンジ位置とを順次、隣り合わせに配列して設定し、
マニュアルバルブ41のスプール41aを、電子制御下でセレクトアクチュエータ42により、これらレンジ位置へ変位させるようにする。

マニュアルバルブ41には、Ｖベルト式無段変速機2の変速制御元圧であるライン圧PLが供給されているライン圧回路43と、前進クラッチ8への前進圧回路44と、後退ブレーキ9への後進圧回路45とを接続し、
ライン圧回路43の接続部を挟んで、マニュアルバルブ軸線方向両側に、前進圧回路44の接続部および後進圧回路45の接続部を配置する。

マニュアルバルブ41は、図示の停車(N)レンジ位置で、ライン圧回路43をスプール41aの両端ランド間における閉空間に通じさせて閉じきると共に、前進圧回路44および後進圧回路45をドレンポート41b,41cに通じさせて前進クラッチ8の締結圧である前進クラッチ圧Pfおよび後退ブレーキ9の締結圧である後退ブレーキ圧Prをドレンポート41b,41c から排除することで、前進クラッチ8および後退ブレーキ9を共に解放してＶベルト式無段変速機2を動力伝達不能な中立状態にするものとする。

またマニュアルバルブ41は、前進自動変速(D)レンジ位置で、前進圧回路44をドレンポート41bから遮断すると共にライン圧回路43に通じさせてライン圧PLを前進クラッチ8に向かわせ、該クラッチ8の締結圧である前進クラッチ圧Pfの発生により前進クラッチ8を締結させるが、
後進圧回路45をドレンポート41cに通じさせ続けて後退ブレーキ9の締結圧である後退ブレーキ圧Prをドレンポート41c から排除することで後退ブレーキ9を解放させ、
これらによりＶベルト式無段変速機2を前進回転動力の伝達が可能な状態にするものとする。

更にマニュアルバルブ41は、後退走行(R)レンジ位置で、後進圧回路45をドレンポート41cから遮断すると共にライン圧回路43に通じさせてライン圧PLを後退ブレーキ9に向かわせ、該ブレーキ9の締結圧である後退ブレーキ圧Prの発生により後退ブレーキ9を締結させるが、
前進圧回路44をドレンポート41bに通じさせ続けて前進クラッチ8の締結圧である前進クラッチ圧Pfをドレンポート41b から排除することで前進クラッチ8を解放させ、
これらによりＶベルト式無段変速機2を後退回転動力の伝達が可能な状態にするものとする。

マニュアルバルブ41のスプール41aを、上記の後退走行(R)レンジ位置よりも更に図2の右方へ変位させて駐車(P)レンジ位置にすると、図2においてスプール41aの左方におけるランドがライン圧回路43を塞ぐと共に、前進圧回路44および後進圧回路45をドレンポート41b,41cに通じさせて前進クラッチ8の締結圧である前進クラッチ圧Pfおよび後退ブレーキ9の締結圧である後退ブレーキ圧Prをドレンポート41b,41c から排除することで、前進クラッチ8および後退ブレーキ9を共に解放してＶベルト式無段変速機2を動力伝達不能な中立状態にするものとする。

マニュアルバルブ41のスプール41aをセレクトアクチュエータ42により上記のごとくストロークさせる時、スプール41aをP,R,N,Dレンジ位置に位置決めするためのディテント機構46を設ける。
このディテント機構46は、スプール41aにそのストローク方向と直交する向きにバネ47で押し付けたディテントボール48と、該ディテントボール48との共働によりスプール41aをP,R,N,Dレンジ位置に位置決めするようスプール41aに設けた三角形切り欠き41p,41r,41n,41dとで構成する。
この目的のため三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの配列順は、スプール41aに設定したP,R,N,Dレンジ位置の配列順に対応させ、また、三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの配列ピッチは、スプール41aに設定したP,R,N,Dレンジ位置の配列ピッチと同じにすること勿論である。

従って、スプール41aに設けた三角形切り欠き41p,41r,41n,41dは、ディテントボール48が図2に例示するごとくこれら三角形切り欠きの谷に完全に陥入している時、マニュアルバルブ41（スプール41a）を対応するレンジ位置に正確に位置決めして、前記した所定の変速形態を実現するよう機能する。
しかし、図3に例示するごとくディテントボール48が三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの谷に完全に陥入せず、該三角形切り欠きの途中斜面に乗っている時、マニュアルバルブ41（スプール41a）が対応するレンジ位置に非ず、前記した所定の変速形態を実現し得ない。

なお、かようにディテントボール48が三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの途中斜面に乗る時、セレクトアクチュエータ42が非作動状態（故障時も含む）であれば、基本的にディテントボール48はバネ47のバネ力を受けて、図3に矢印で示すごとく対応する三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの谷に完全に陥入する。
この時、ディテントボール48は三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの途中斜面との共働によるカム作用でスプール41aに対応するストローク方向の分力を付与し、本来ならスプール41aを対応するレンジ位置に正確に位置決めする。
しかし、ディテントボール48と、三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの斜面との間の摩擦係数が大きい等の理由によって上記のカム作用が得られず、ディテントボール48が三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの途中斜面に乗ったままになり、スプール41aが正確に対応するレンジ位置にならないことがあるのも事実であり、この場合、マニュアルバルブ41は所定の変速形態を実現し得ない。

図2に示すように、本発明によるシフトバイワイヤ故障時制御を可能にするため、前進圧回路44および後進圧回路45にそれぞれ、遮断弁51,52を挿置する。
これら遮断弁51,52はそれぞれ、常態でバネ51a,52aにより図2に示すごとく、対応する前進圧回路44および後進圧回路45を非遮断状態となして、前記したマニュアルバルブ41によるフォワードクラッチ8および後退ブレーキ9の締結・解放を可能にするが、
ソレノイド51b,52bのON時は、対応する前進圧回路44および後進圧回路45を遮断状態にすると共に、前進クラッチ圧Pfおよび後退ブレーキ圧Prを排除して、マニュアルバルブ41の選択レンジ位置に関係なくフォワードクラッチ8および後退ブレーキ9を解放させ、Ｖベルト式無段変速機2を動力伝達不能な中立状態にするものとする。

上記した図2に示す、前進クラッチ8および後退ブレーキ9の締結・解放を司る油圧回路は、Ｖベルト式無段変速機2に係わるその他の変速制御油圧回路およびロックアップ制御油圧回路と共に、図1に示すコントロールバルブボディー2bに内蔵させる。
ただし図1では簡便のため、コントロールバルブボディー2b内に、前記したマニュアルバルブ41用のセレクトアクチュエータ42、前進圧回路44用の遮断弁51（ソレノイド51b）、後進圧回路45用の遮断弁52（ソレノイド52b）、および、プライマリプーリシリンダ室10b（図1参照）内の変速制御圧を決定して前記した変速制御を司る変速制御弁（図示せず）用のシフトソレノイド53のみを表示した。

セレクトアクチュエータ42、前進圧回路用遮断弁ソレノイド51b、および後進圧回路用遮断弁ソレノイド52bを介したフォワードクラッチ8および後退ブレーキ9の締結・解放制御は、シフトソレノイド53を介したＶベルト式無段変速機2の変速制御と共に、図1の変速機コントローラ23によりこれらを遂行する。
このため変速機コントローラ23には、前記したセレクトレバー操作パターン21からの上記各セレクトレバー位置（セレクト操作）信号Drを入力するほか、
車速VSPを検出する車速センサ24からの信号と、
エンジンコントローラ16からスロットルアクチュエータ15に向かうスロットル開度指令より判るスロットル開度TVOに関する情報と、
マニュアルバルブ41のレンジ位置Tmを検出するマニュアルバルブレンジ位置センサ25からの信号とを入力する。

変速機コントローラ23は、これら入力情報をもとにコントロールバルブボディー2bを介して、フォワードクラッチ8および後退ブレーキ9の締結・解放制御を含むＶベルト式無段変速機2の変速制御、および、本発明が狙いとするシフトバイワイヤ故障時制御を以下のように行う。
先ず前者の変速制御を概略説明するに変速機コントローラ23は、セレクトレバー2aのセレクト操作位置（P,R,N,D）に応じ、対応するレンジスイッチ22p,22r,22n,22dからのセレクトレバー位置信号Drをもとに、セレクトアクチュエータ42を駆動してマニュアルバルブ41のスプール41aを、対応する駐車(P)レンジ位置、後退走行(R)レンジ位置、停車(N)レンジ位置、前進自動変速(D)レンジ位置へと変位させる。

かかるシフトバイワイヤ制御のために変速機コントローラ23は、図4に示すようにシフトバイワイヤ制御部23aを具え、該シフトバイワイヤ制御部23a内のアクチュエータ制御ユニット23bは、セレクトレバー位置Dr（運転者が指令したレンジ）と、センサ25で検出したマニュアルバルブ41の現状レンジ位置Tmとを対比する。
セレクトレバー位置Dr（指令レンジ）とマニュアルバルブ41の現状レンジ位置Tmとが同じであれば、アクチュエータ制御ユニット23bはソレノイドスイッチ23cをソレノイド23dの非通電によりOFFしてアクチュエータ駆動回路23eを非作動とし、これによりセレクトアクチュエータ42を非作動にしてマニュアルバルブ41を現状レンジ位置Tmのままに保つ。

セレクトレバー2aによるセレクト操作（レンジ切り替え）があって、セレクトレバー位置Dr（指令レンジ）とマニュアルバルブ41の現状レンジ位置Tmとが異なることとなった時、アクチュエータ制御ユニット23bはソレノイドスイッチ23cをソレノイド23dの通電によりONしてアクチュエータ駆動回路23eを作動させ、セレクトアクチュエータ42を駆動する。
ところで、この時セレクトアクチュエータ42の回転方向および回転量がマニュアルバルブ41を現状レンジ位置Tmからセレクトレバー位置Dr（指令レンジ）に対応した位置へとストロークさせる回転方向および回転量となるようアクチュエータ駆動回路23eを作動制御する。
以上によりマニュアルバルブ41を、セレクトレバー2aによるセレクト操作（レンジ切り替え）に電子制御下に応動させ、運転者が指令したレンジ位置へとストロークさせることができる。

マニュアルバルブ41が図2に示すように停車(N)レンジ位置にある間、ライン圧回路43はスプール41aの両端ランド間における閉空間に通じてライン圧PLのドレンを防止され、また、前進圧回路44および後進圧回路45はそれぞれドレンポート41b,41cに通じて、前進クラッチ8の締結圧（前進クラッチ圧）Pfおよび後退ブレーキ9の締結圧（後退ブレーキ圧）Prをドレンポート41b,41c から排除することにより、前進クラッチ8および後退ブレーキ9を共に解放してＶベルト式無段変速機2を動力伝達不能な中立状態にする。

マニュアルバルブ41が前進自動変速(D)レンジ位置にある間、前進圧回路44はドレンポート41bから遮断されると共にライン圧回路43に連通されてライン圧PLを前進クラッチ8に向かわせ、該クラッチ8の締結圧Pfの発生により前進クラッチ8を締結させる。
他方で後進圧回路45はドレンポート41cに連通され続け、後退ブレーキ9の締結圧Prをドレンポート41c から排除することで後退ブレーキ9を解放させ続け、
後退ブレーキ9の解放と前進クラッチ8の締結とによりＶベルト式無段変速機2を前進回転動力の伝達が可能な状態にする。

マニュアルバルブ41が後退走行(R)レンジ位置にある間、後進圧回路45はドレンポート41cから遮断されると共にライン圧回路43に連通されてライン圧PLを後退ブレーキ9に向かわせ、該ブレーキ9の締結圧Prの発生により後退ブレーキ9を締結させる。
他方で前進圧回路44はドレンポート41bに通じされ続けて前進クラッチ8の締結圧Pfをドレンポート41b から排除することで前進クラッチ8を解放させ続け、
前進クラッチ8の解放と後退ブレーキ9の締結とによりＶベルト式無段変速機2を後退回転動力の伝達が可能な状態にする。

マニュアルバルブスプール41aを、後退走行(R)レンジ位置よりも更に図2の右方へ変位させて、マニュアルバルブ41を駐車(P)レンジ位置にする間、図2においてスプール41aの左方におけるランドがライン圧回路43を塞ぐと共に、前進圧回路44および後進圧回路45をドレンポート41b,41cに通じさせて前進クラッチ8の締結圧Pfおよび後退ブレーキ9の締結圧Prをドレンポート41b,41c から排除することで、前進クラッチ8および後退ブレーキ9を共に解放してＶベルト式無段変速機2を動力伝達不能な中立状態にする。

セレクトレバー2aをDレンジ位置にしていることで、変速機コントローラ23がマニュアルバルブ41を上記した電子制御下で対応するDレンジ位置にしている間、つまり、Ｖベルト式無段変速機2が前進クラッチ9の締結と後退ブレーキ9の解放とで前進回転動力伝達状態にされている間、
変速機コントローラ23は更に、センサ24で検出した車速VSP、および、エンジンコントローラ16で求めたスロットル開度TVOから、予定の変速マップをもとに現在の運転状態において好ましい目標入力回転数（目標変速比）を求め、
この目標入力回転数が達成されるような変速指令をシフトソレノイド53に供給することで、現在の変速機入力回転数が目標入力回転数に向かうような無段変速を行わせる。

セレクトレバー21aをRレンジ位置にしていることで、変速機コントローラ23がマニュアルバルブ41を上記した電子制御下で対応するRレンジ位置にしている間、つまり、Ｖベルト式無段変速機2が前進クラッチ9の解放と後退ブレーキ9の締結とで後退回転動力伝達状態にされている間、
変速機コントローラ23は、最ロー変速比に対応した後退用入力回転数が達成されるような変速指令をシフトソレノイド53に供給することで、Ｖベルト式無段変速機1を固定回転比のもと後退回転が伝達される状態となす。

ところで、セレクトアクチュエータ42自身の故障や、図4におけるシフトバイワイヤ制御部23aの故障などで、マニュアルバルブ41がセレクトレバー2aによるセレクト操作に応動し得なくなったシフトバイワイヤシステムの故障時は、変速機コントローラ23が当該故障を周知の自己診断により検知して、図5の制御プログラムを実行することにより、以下のようなシフトバイワイヤ故障時制御を遂行する。

このため変速機コントローラ23内に図4に示すごとく、シフトバイワイヤ故障時制御部23fを設定し、このシフトバイワイヤ故障時制御部23fでシフトバイワイヤの上記した故障を自己診断すると共に、当該故障の発生時に図5のシフトバイワイヤ故障時制御を実行するようになす。
つまり変速機コントローラ23（シフトバイワイヤ故障時制御部23f）は、先ず図5のステップＳ11において、セレクトレバー2aの位置信号（セレクト操作位置信号）Dr、および、マニュアルバルブ41の現状レンジ位置信号Tmを読み込む。

次の、シフトバイワイヤ故障検知手段に相当するステップＳ12において変速機コントローラ23（シフトバイワイヤ故障時制御部23f）は、図4に示すごとくシフトバイワイヤ制御部23aからの情報を取り込み、これら情報をもとにシフトバイワイヤシステム（SBW）の故障を自己診断し、マニュアルバルブ41がシフトレバー2aのセレクト操作に応動し得なくなるような故障がシフトバイワイヤシステム（SBW）に生じているか否かをチェックする。
ステップＳ12でシフトバイワイヤシステム（SBW）が上記の故障状態でなければ、図5のシフトバイワイヤ故障時制御は不要であるから、制御をそのまま終了して図5の制御プログラムから抜ける。

ステップＳ12でシフトバイワイヤシステム（SBW）が上記の故障状態であると判定する間は、図5のシフトバイワイヤ故障時制御が必要であるため、ステップＳ13において、マニュアルバルブ41の現状レンジ位置信号Tmから、マニュアルバルブ41が正確にレンジ（P,R,N,D）割り付け位置にあるか否かをチェックする。

ここでマニュアルバルブ41のレンジ（P,R,N,D）割り付け位置は、図2に例示するごとくディテントボール48が三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの谷に完全に陥入したマニュアルバルブ41（スプール41a）の各ストローク位置を意味し、
マニュアルバルブ41が正確にレンジ（P,R,N,D）割り付け位置にある場合、マニュアルバルブ41はレンジ位置ごとに前記した所定の変速形態を実現し得る。
しかし、マニュアルバルブ41が正確にレンジ（P,R,N,D）割り付け位置にない場合、図3に例示するごとくディテントボール48が三角形切り欠き41p,41r,41n,41dの谷に完全に陥入せず、該三角形切り欠きの途中斜面に乗っている状態であり、マニュアルバルブ41はレンジ位置ごとの所定の変速形態を実現し得ない。

従って、ステップＳ13でマニュアルバルブレンジ位置信号Tmから、マニュアルバルブ41が正確なレンジ（P,R,N,D）割り付け位置にないと判定した場合は、マニュアルバルブ41がレンジ位置ごとの所定の変速形態を実現し得ない故に、シフトバイワイヤ故障時制御を行うと、当該制御を行わなかった場合よりも悪影響が及ぶ虞があるためや、また、シフトバイワイヤ故障時制御が無駄に行われるのを防止するため、制御をそのまま終了して図5の制御プログラムから抜ける。

ステップＳ13でマニュアルバルブ41が正確なレンジ（P,R,N,D）割り付け位置にあると判定した場合は、シフトバイワイヤ故障時制御を行っても上記の悪影響が及ぶ懸念がないため、また、シフトバイワイヤ故障時制御が無駄になることがないため、制御をステップＳ14に進め、
このステップＳ14でセレクトレバー位置（セレクト操作）信号Drをもとに、走行レンジ（D,Rレンジ）を指令しているか否かをチェックする。
ステップＳ14でセレクトレバー位置（セレクト操作）信号Drをもとに、走行レンジ（D,Rレンジ）を指令していないと判定する場合は、運転者が走行を希望していないことから、図5のシフトバイワイヤ故障時制御を行うべきでなく、従って制御をそのまま終了することにより図5の制御プログラムから抜ける。

ステップＳ14でセレクトレバー位置（セレクト操作）信号Drをもとに、走行レンジ（D,Rレンジ）を指令していると判定した場合は、運転者が走行を希望していることから、今度はステップＳ15において、シフトバイワイヤの故障でストローク不能となったマニュアルバルブ41の現状レンジ位置Tmによる車両走行方向と、セレクトレバー位置（セレクト操作）信号Drにより運転者が意図する車両走行方向とが異なっているか否かをチェックする。

ステップＳ15でマニュアルバルブレンジ位置Tmによる車両走行方向と、セレクトレバー位置（セレクト操作）信号Drにより運転者が意図する車両走行方向とが異なっていると判定する場合は、かかる状態にもかかわらず車両のシフトバイワイヤ故障時待避走行を行わせると、車両が運転者の意図する車両走行方向と逆方向へ移動して違和感を生ずるから、制御を変速機出力低下手段としてのステップＳ16に進め、車両を走行不能にさせるフェールセーフ(FS)処置を行う。

車両を走行不能にさせるフェールセーフ(FS)処置としては、図1,4に示す信号経路を経て変速機コントローラ23（シフトバイワイヤ故障時制御部23f）が前進圧回路用遮断弁51（ソレノイド51b）および後進圧回路用遮断弁52（ソレノイド52b）へON信号を送り、これにより図2につき前述したごとく前進クラッチ圧Pfおよび後退ブレーキ圧Prを排除することによって、マニュアルバルブ41のレンジ位置に関係なく前進クラッチ8および後退ブレーキ9を解放させることでＶベルト式無段変速機2を動力伝達不能な中立状態にする処置がある。

車両を走行不能にさせるフェールセーフ(FS)処置としてはその他に、図1,4に示す信号経路を経て変速機コントローラ23（シフトバイワイヤ故障時制御部23f）からエンジンコントローラ16へ、スロットル開度TVOを全閉にする信号を送り、これによりエンジン1の出力を最低値にする処置もある。
これら何れのフェールセーフ(FS)処置を行っても、車両を走行不能にすることができ、車両が運転者の意図する車両走行方向と逆方向へ移動する違和感の解消を、シフトバイワイヤ故障時待避走行の実現よりも優先させることができる。

ステップＳ15でマニュアルバルブレンジ位置Tmによる車両走行方向と、セレクトレバー位置（セレクト操作）信号Drにより運転者が意図する車両走行方向とが同じであると判定する場合は、車両のシフトバイワイヤ故障時待避走行を行わせても、車両が運転者の意図する車両走行方向と同じ方向へ移動することから上記の違和感を生じないことから、制御を原動機出力制限手段としてのステップＳ17に進め、車両を自力で待避走行させ得る程度のエンジン出力を残してエンジン1を出力制限するリンプホーム(LH)処置を行う。

車両が待避走行可能となるようエンジン1を出力制限するリンプホーム(LH)処置としては、図1,4に示す信号経路を経て変速機コントローラ23（シフトバイワイヤ故障時制御部23f）からエンジンコントローラ16へ、スロットル開度TVOの上限開度を上記のエンジン出力制限が達成される開度（例えば1/8開度）に制限するようになす指令を送り、これによりエンジン1の上記の出力制限を行う処置がある。
ただし当該リンプホーム(LH)処置では、前進圧回路用遮断弁51（ソレノイド51b）および後進圧回路用遮断弁52（ソレノイド52b）をOFFのままとし、マニュアルバルブ41のレンジ位置に応じて前進クラッチ8または後退ブレーキ9を締結させることで、Ｖベルト式無段変速機2を前進回転動力伝達可能状態または後進回転動力伝達可能状態にする。

以上のリンプホーム(LH)処置により、シフトバイワイヤシステムが故障した車両を停車位置から修理工場や自宅、或いは安全な駐車場まで自力で待避走行させることができ、停車位置で走行不能になるという前記した従来装置の問題を解消することができる。
なお、かかる待避走行による走行方向が運転者の意図する車両走行方向と同じであるため、また、この待避走行がエンジン出力制限下での微速走行であることから、運転者は違和感を持つことなく、しかも安全に当該待避走行を行わせることができる。

上記した本実施例のシフトバイワイヤ故障時制御によれば、図6,7に網掛けを付して示したシフトバイワイヤ故障状態において、従来は上記したフェールセーフ(FS)処置により車両が全く走行不能になっていたのに、上記したリンプホーム(LH)処置により車両を停車位置から修理工場や自宅、或いは安全な駐車場まで自力で待避走行させることができることとなる。

図6,7に示したケース1〜6のシフトバイワイヤ故障状態につき代表的に説明する。
図6に示したケース1は、運転者がDレンジからRレンジへのD→Rセレクト操作を行った時、マニュアルバルブ41（M/V）が正常にDレンジ位置からRレンジ位置へストロークしてＶベルト式無段変速機2（T/M）がDレンジ状態からRレンジ状態へ移行したものの、その後シフトバイワイヤの故障でマニュアルバルブ（M/V）をRレンジ位置からストロークさせ得なくなった場合のシフトバイワイヤ故障時制御で、
従来は、運転者がD→Rセレクト操作により意図した車両走行方向と、マニュアルバルブ（M/V）のRレンジ位置固定による車両走行方向とが同じで、車両を待避走行させても前記の違和感を生じないのに、前記したフェールセーフ(FS)処置により車両を全く走行不能にしていたのに、
本実施例においては前記したリンプホーム(LH)処置を行うことから、前記の違和感なしに車両を停車位置から安全な駐車位置まで自力で待避走行させることができる。

図6に示したケース2は、運転者がDレンジからRレンジへのD→Rセレクト操作を行っても、マニュアルバルブ41（M/V）を正常にDレンジ位置からRレンジ位置へストロークさせ得ないシフトバイワイヤの故障で、Ｖベルト式無段変速機2（T/M）がDレンジ状態のままに保たれる場合のシフトバイワイヤ故障時制御で、
本実施例においては、運転者がD→Rセレクト操作により意図した車両走行方向と、マニュアルバルブ（M/V）のDレンジ位置固定による車両走行方向との不一致に呼応して、前記したフェールセーフ(FS)処置により車両を走行不能にさせることにより、運転者の意図する車両走行方向と逆の方向へ車両が走行する違和感をなくすことを優先させたシフトバイワイヤ故障時制御を実現することができる。

図7に示したケース3は、運転者がRレンジからDレンジへのR→Dセレクト操作を行った時、マニュアルバルブ41（M/V）が正常にRレンジ位置からDレンジ位置へストロークしてＶベルト式無段変速機2（T/M）がRレンジ状態からDレンジ状態へ移行したものの、その後シフトバイワイヤの故障でマニュアルバルブ（M/V）をDレンジ位置からストロークさせ得なくなった場合のシフトバイワイヤ故障時制御で、
従来は、運転者がR→Dセレクト操作により意図した車両走行方向と、マニュアルバルブ（M/V）のDレンジ位置固定による車両走行方向とが同じで、車両を待避走行させても前記の違和感を生じないのに、前記したフェールセーフ(FS)処置により車両を全く走行不能にしていたのに、
本実施例においては前記したリンプホーム(LH)処置を行うことから、前記の違和感なしに車両を停車位置から安全な駐車位置まで自力で待避走行させることができる。

図7に示したケース4は、運転者がRレンジからDレンジへのR→Dセレクト操作を行っても、マニュアルバルブ41（M/V）を正常にRレンジ位置からDレンジ位置へストロークさせ得ないシフトバイワイヤの故障で、Ｖベルト式無段変速機2（T/M）がRレンジ状態のままに保たれる場合のシフトバイワイヤ故障時制御で、
本実施例においては、運転者がR→Dセレクト操作により意図した車両走行方向と、マニュアルバルブ（M/V）のRレンジ位置固定による車両走行方向との不一致に呼応して、前記したフェールセーフ(FS)処置により車両を走行不能にさせることにより、運転者の意図する車両走行方向と逆の方向へ車両が走行する違和感をなくすことを優先させたシフトバイワイヤ故障時制御を実現することができる。

図7に示したケース5は、運転者がNレンジからDレンジへのN→Dセレクト操作を行った時、マニュアルバルブ41（M/V）が正常にNレンジ位置からDレンジ位置へストロークしてＶベルト式無段変速機2（T/M）がNレンジ状態からDレンジ状態へ移行したものの、その後シフトバイワイヤの故障でマニュアルバルブ（M/V）をDレンジ位置からストロークさせ得なくなった場合のシフトバイワイヤ故障時制御で、
従来は、運転者がN→Dセレクト操作により意図した車両走行方向と、マニュアルバルブ（M/V）のDレンジ位置固定による車両走行方向とが同じで、車両を待避走行させても前記の違和感を生じないのに、前記したフェールセーフ(FS)処置により車両を全く走行不能にしていたのに、
本実施例においては前記したリンプホーム(LH)処置を行うことから、前記の違和感なしに車両を停車位置から安全な駐車位置まで自力で待避走行させることができる。

図7に示したケース6は、運転者がNレンジからDレンジへのN→Dセレクト操作を行っても、マニュアルバルブ41（M/V）を正常にNレンジ位置からDレンジ位置へストロークさせ得ず、マニュアルバルブ41（M/V）が逆方向のRレンジ位置にストロークされたシフトバイワイヤの故障で、Ｖベルト式無段変速機2（T/M）がRレンジ状態にされる場合のシフトバイワイヤ故障時制御で、
本実施例においては、運転者がN→Dセレクト操作により意図した車両走行方向と、マニュアルバルブ（M/V）のRレンジ位置による車両走行方向との不一致に呼応して、前記したフェールセーフ(FS)処置により車両を走行不能にさせることにより、運転者の意図する車両走行方向と逆の方向へ車両が走行する違和感をなくすことを優先させたシフトバイワイヤ故障時制御を実現することができる。

なお図示例では自動変速機が、Ｖベルト式無段変速機2である場合について述べたが、本発明の着想はその他、遊星歯車組式有段自動変速機や、自動マニュアルトランスミッションなどに適用しても同様な作用効果を達成することができる。
ちなみに、遊星歯車組式有段自動変速機の場合、発進用摩擦要素が前進第1速を選択するための摩擦要素および後退変速段を選択するための摩擦要素であり、また、自動マニュアルトランスミッションの場合、前進第1速を選択するための自動クラッチおよび後退変速段を選択するための自動クラッチであることから、
図2における遮断弁51,52はそれぞれ、遊星歯車組式有段自動変速機の場合、前進第1速を選択するための摩擦要素および後退変速段を選択するための摩擦要素の締結圧回路中に挿置し、また、自動マニュアルトランスミッションの場合、前進第1速を選択するための自動クラッチおよび後退変速段を選択するための自動クラッチの締結圧回路中に挿置するのは言うまでもない。

本発明の一実施例になるシフトバイワイヤ故障時制御装置を具えたＶベルト式無段変速機搭載車のパワートレーンを、その制御系と共に示す概略系統図である。 図1におけるＶベルト式無段変速機の前後進切り替え機構に係わる油圧制御系をマニュアルバルブおよびそのアクチュエータと共に示す油圧経路図である。 図2に示すマニュアルバルブのディテント機構を、マニュアルバルブがレンジ位置間の中間位置にある状態で示す作用説明図である。 図1における変速機コントローラの、シフトバイワイヤ故障時制御に係わる部分、および、シフトバイワイヤ制御部分を示す機能別ブロック線図である。 図1における変速機コントローラ23が実行する、シフトバイワイヤ故障時制御プログラムを示すフローチャートである。 図5に示すシフトバイワイヤ故障時制御による制御内容を、シフトバイワイヤの故障形態ごとに示す説明図である。 図5に示すシフトバイワイヤ故障時制御による制御内容を、シフトバイワイヤの他の故障形態ごとに示す説明図である。

符号の説明

１ エンジン（原動機）
２ Ｖベルト式無段変速機（自動変速機）
2a セレクトレバー
2b コントロールバルブボディー
３ 入力軸
４ 前後進切り替え機構
５ Ｖベルト伝動機構
６ 出力軸
８ 前進クラッチ
９ 後退ブレーキ
10 プライマリプーリ
10a 可動フランジ
10b プライマリプーリシリンダ室
11 セカンダリプーリ
11a 可動フランジ
11b セカンダリプーリシリンダ室
12 Ｖベルト
13 スロットルバルブ
14 アクセルペダル
15 スロットルアクチュエータ
16 エンジンコントローラ
17 アクセル開度センサ
21 セレクトレバー操作パターン
23 変速機コントローラ
23a シフトバイワイヤ制御部
23f シフトバイワイヤ故障時制御部
24 車速センサ
25 マニュアルバルブレンジ位置センサ
41 マニュアルバルブ
42 セレクトアクチュエータ
43 ライン圧回路
44 前進圧回路
45 後進圧回路
46 ディテント機構
51 前進圧遮断弁
52 後進圧遮断弁
53 シフトソレノイド

Claims (4)

1. 自動変速機の変速形態を定めたレンジ間での運転者によるセレクト操作に電子制御下に応動して対応するレンジ位置となることにより所定の変速形態を実現するようにしたマニュアルバルブを具えるシフトバイワイヤ式自動変速機を搭載し、該自動変速機を経て出力される原動機からの出力により走行可能な車両において、
   前記マニュアルバルブがセレクト操作に応動し得なくなるシフトバイワイヤの故障状態であって、前記セレクト操作により運転者が意図する車両進行方向と、マニュアルバルブの現状レンジ位置から得られる車両進行方向とが、共に前進方向または後退方向である進行方向一致故障であるのか、これら車両進行方向が一致していない進行方向不一致故障であるのかを検知するシフトバイワイヤ故障検知手段と、
   該手段によりシフトバイワイヤの前記進行方向一致故障が検知される場合、前記原動機を車両の待避走行が可能な範囲で出力制限する原動機出力制限手段と、
   前記シフトバイワイヤ故障検知手段により前記シフトバイワイヤの進行方向不一致故障が検知される場合、車両を走行不能にする変速機出力低下手段とを具備し、
   前記マニュアルバルブが隣り合うレンジ位置間の中間位置にあって、前記所定の変速形態を実現し得ないときは、前記原動機出力制限手段および変速機出力低下手段の双方を非作動にして、シフトバイワイヤ故障時制御を行わないよう構成したことを特徴とする自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置。
2. 請求項1に記載の自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置において、
   前記変速機出力低下手段は、前記シフトバイワイヤ故障検知手段によりシフトバイワイヤの前記進行方向不一致故障が検知される場合、前記自動変速機からの出力を禁止するものであることを特徴とする自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置。
3. 請求項2に記載の自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置において、
   前記変速機出力低下手段は、前記進行方向不一致故障の検知時に前記原動機の出力を最低値にするものであることを特徴とする自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置。
4. 請求項2に記載の自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置において、
   前記変速機出力低下手段は、前記進行方向不一致故障の検知時に前記自動変速機を動力伝達不能な中立状態にするものであることを特徴とする自動変速機搭載車のシフトバイワイヤ故障時制御装置。

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