JP5605504B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は車両用駆動装置の制御装置に係り、特に、動力伝達経路に設けられた摩擦係合装置の異常判定に関するものである。

動力源出力が流体式伝動装置から摩擦係合装置を介して無段変速機に入力され、その無段変速機により変速されて駆動輪側へ伝達される車両用駆動装置が知られている。特許文献1に記載の装置はその一例で、摩擦係合装置として油圧式のクラッチおよびブレーキが用いられ、前後進が切り換えられるようになっているとともに、無段変速機としてベルト式無段変速機が採用されている。また、ベルト式無段変速機の入力回転速度および出力回転速度を検出し、その出力回転速度すなわち車速に基づいて入力回転速度に関する目標回転速度を設定するとともに、入力回転速度がその目標回転速度となるようにベルト式無段変速機の変速制御が行われる。

特開2005−114069号公報

ところで、未だ公知ではないが、前後進切換用等の摩擦係合装置が完全係合状態であることを前提として、その摩擦係合装置の入力回転速度を用いて無段変速機の変速制御を行うことが考えられる。その場合に、完全係合状態であるべき摩擦係合装置がスリップしたり解放したりすると、変速制御を適切に行うことができなくなったり耐久性が低下したりするが、例えばその無段変速機の目標変速比と摩擦係合装置の入力回転速度とを比較することにより、その摩擦係合装置の異常判定を行うことが可能で、その摩擦係合装置の異常に対するフェールセーフを実施することができる。しかしながら、摩擦係合装置の異常がスリップ状態なのか完全解放状態なのか判別できないため、フェールセーフを適切に実施することが難しく、過剰なフェールセーフによってリンプホーム性能が低下するなどの問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、動力源出力が流体式伝動装置から摩擦係合装置を介して無段変速機に入力される車両用駆動装置において、摩擦係合装置が完全解放状態か或いはスリップ状態である旨の異常判定が為された場合に、その異常が完全解放状態なのかスリップ状態なのかを判別できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第1発明は、動力源出力が流体式伝動装置から摩擦係合装置を介して無段変速機に入力され、その無段変速機により変速されて駆動輪側へ伝達される車両用駆動装置の制御装置において、(a) 前記摩擦係合装置が完全解放状態か或いはスリップ状態である旨の異常判定を行う異常検出手段と、(b) その異常検出手段によって前記異常判定が為された場合に、前記流体式伝動装置の入出力回転速度差が予め定められたスリップ判定値以上の時には前記スリップ状態であると判断し、そのスリップ判定値未満の時には前記完全解放状態であると判断する異常判別手段と、を有することを特徴とする。

第2発明は、第1発明の車両用駆動装置の制御装置において、(a) 前記摩擦係合装置の入力回転速度を検出し、その摩擦係合装置が完全係合状態であることを前提としてその入力回転速度および所定の目標変速比に基づいて前記無段変速機の変速制御を行う変速制御手段を備えており、(b) 前記異常検出手段は、前記入力回転速度および前記目標変速比に基づいて前記異常判定を行うことを特徴とする。

第3発明は、第2発明の車両用駆動装置の制御装置において、(a) 前記無段変速機はベルト式無段変速機で、(b) 前記異常検出手段は、前記摩擦係合装置が完全解放状態であるかスリップ状態であるか或いは前記ベルト式無段変速機がスリップ状態である旨の異常判定を行い、(c) 前記異常判別手段は、前記流体式伝動装置の入出力回転速度差が前記スリップ判定値以上の時に前記摩擦係合装置または前記ベルト式無段変速機がスリップ状態であると判断することを特徴とする。

第4発明は、第1発明〜第3発明の車両用駆動装置の制御装置において、(a) 前記摩擦係合装置は、油圧によって係合させられる油圧式摩擦係合装置で、(b) 油圧制御弁によって調圧されるガレージシフト油圧を前記油圧式摩擦係合装置に供給する第1供給位置と、伝達トルクに応じて高低2段階で制御されるハイロー油圧をその油圧式摩擦係合装置に供給する第2供給位置とを有し、その油圧式摩擦係合装置を解放状態から係合状態へ切り換える際には前記第1供給位置へ切り換えられ、その油圧式摩擦係合装置の完全係合時には前記第2供給位置へ切り換えられるリレーバルブを備えており、(c) 前記油圧式摩擦係合装置の完全係合時に前記リレーバルブが前記第1供給位置となるフェールによってその油圧式摩擦係合装置は前記完全解放状態となり、前記ハイロー油圧が高圧時に低圧状態となるフェールによって前記油圧式摩擦係合装置は前記スリップ状態となることを特徴とする。

第5発明は、第4発明の車両用駆動装置の制御装置において、(a) 前記異常判別手段によって前記スリップ状態と判断された場合には、前記油圧式摩擦係合装置に入力される入力トルクを低下させる一方、(b) 前記異常判別手段によって前記完全解放状態と判断された場合には、異常時用ソレノイドバルブによって前記リレーバルブを前記第2供給位置へ切り換え、前記ハイロー油圧によって前記油圧式摩擦係合装置を完全係合させることを特徴とする。

このような車両用駆動装置の制御装置においては、異常検出手段によって摩擦係合装置が完全解放状態か或いはスリップ状態である旨の異常判定が為された場合に、異常判別手段により流体式伝動装置の入出力回転速度差が予め定められたスリップ判定値以上か否かによってスリップ状態か完全解放状態かを判別する。すなわち、スリップ状態の時には、そのスリップによる伝達トルクで流体式伝動装置の出力側回転速度が影響を受け、入出力回転速度差が大きくなる一方、完全解放状態の場合には流体式伝動装置の入出力回転速度差は略0であるため、その入出力回転速度差に基づいて摩擦係合装置がスリップ状態か完全解放状態かを判別できるのである。そして、このように摩擦係合装置がスリップ状態か完全解放状態かを判別できると、その後のフェールセーフを個別に適切に実施できるようになり、過剰なフェールセーフによってリンプホーム性能が低下するといった問題が解消する。

第2発明は、摩擦係合装置が完全係合状態であることを前提としてその入力回転速度および所定の目標変速比に基づいて無段変速機の変速制御が行われる場合で、無段変速機の入力回転速度そのものを検出する回転速度センサが必ずしも必要なく、安価に構成できる。また、完全係合状態であるべき摩擦係合装置がスリップ状態になったり完全解放状態になったりすると、その摩擦係合装置の入力回転速度に基づく無段変速機の変速制御を適切に行うことができなくなるため、その摩擦係合装置の入力回転速度と無段変速機の目標変速比とを比較することによって、摩擦係合装置が完全解放状態か或いはスリップ状態である旨の異常判定を行うことができる。

第3発明は、無段変速機がベルト式無段変速機の場合で、異常検出手段は、摩擦係合装置が完全解放状態であるかスリップ状態であるか或いはベルト式無段変速機がスリップ状態(ベルト滑り)である旨の異常判定を行い、異常判別手段は、流体式伝動装置の入出力回転速度差がスリップ判定値以上の時に摩擦係合装置またはベルト式無段変速機がスリップ状態であると判断する。すなわち、第2発明のように摩擦係合装置の入力回転速度および目標変速比に基づいて異常判定を行う場合、摩擦係合装置がスリップ状態であってもベルト式無段変速機がスリップ状態であっても、摩擦係合装置の入力回転速度の変化傾向は同じであるため、摩擦係合装置の完全解放状態およびスリップ状態だけでなくベルト式無段変速機のスリップ状態についても同時に判別することができるのである。

第4発明は、摩擦係合装置が油圧式摩擦係合装置で、その油圧式摩擦係合装置を解放状態から係合状態へ切り換える際にはガレージシフト油圧を油圧式摩擦係合装置に供給する第1供給位置へ切り換えられ、油圧式摩擦係合装置の完全係合時にはハイロー油圧を油圧式摩擦係合装置に供給する第2供給位置へ切り換えられるリレーバルブを備えている場合で、油圧式摩擦係合装置の完全係合時にリレーバルブが第1供給位置となるフェールによって油圧式摩擦係合装置は完全解放状態となり、ハイロー油圧が高圧時に低圧状態となるフェールによって油圧式摩擦係合装置はスリップ状態となる。すなわち、このような油圧制御回路の場合、リレーバルブの供給位置を切り換える切換バルブの故障などで油圧式摩擦係合装置が完全解放状態になったりスリップ状態となったりするフェールを生じる可能性があるが、前記異常検出手段および異常判別手段が設けられることにより、その油圧式摩擦係合装置が完全解放状態であるかスリップ状態であるかを適切に判別できる。

第5発明では、上記第4発明において異常判別手段によりスリップ状態と判断された場合には、油圧式摩擦係合装置に入力される入力トルクを低下させるため、油圧式摩擦係合装置のスリップが抑制されて耐久性が確保されるとともに、無段変速機としてベルト式無段変速機が用いられている場合に、そのベルト式無段変速機がスリップ状態の場合でもそのスリップが抑制される。また、完全解放状態と判断された場合には、異常時用ソレノイドバルブによってリレーバルブを第2供給位置へ切り換え、ハイロー油圧によって油圧式摩擦係合装置を完全係合させるため、車両の走行が可能となってリンプホームできるようになる。

本発明が適用された車両用駆動装置を説明する骨子図である。 図1の車両用駆動装置が備えている制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図2の油圧制御回路の中の前進用クラッチおよび後進用ブレーキに関係する部分を具体的に説明する油圧回路図である。 前後進切換を含む変速制御に関して図2の電子制御装置が備えている機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 ベルト式無段変速機の変速制御において目標回転速度Nint を求める際に用いられる変速マップの一例を説明する図である。 図4の異常検出手段、異常判別手段、およびフェールセーフ手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。 完全係合状態であるべき前進用クラッチが完全解放状態またはスリップ状態となった時の各部の回転速度および変速比の変化を示すタイムチャートの一例である。

動力源は、燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関等のエンジンや電動モータなどで、流体式伝動装置としてはトルクコンバータやフルードカップリングが好適に用いられる。また、摩擦係合装置としては、油圧によって摩擦係合させられる単板式や多板式等の油圧式のクラッチやブレーキが好適に用いられる。無段変速機としては、例えば一対の可変プーリに伝動ベルトが巻き掛けられたベルト式無段変速機が広く用いられているが、トロイダル型等の他の無段変速機を採用することもできる。

無段変速機の変速比γ(=無段変速機の入力回転速度Nin/無段変速機の出力回転速度Nout )を制御する変速制御手段は、例えばアクセル操作量等の運転者の出力要求量および車速をパラメータとして定められた変速マップ等の変速条件に従って目標回転速度Nint を算出し、入力回転速度Ninがその目標回転速度Nint となるように変速制御を行うように構成される。変速比γは、〔入力回転速度Nin/出力回転速度Nout 〕で、出力回転速度Nout は車速によって定まり短期間的には一定であるため、入力回転速度Ninを制御することによって変速比γを制御することができるのである。変速比γそのものを変速マップ等の変速条件に従って算出し、その変速比γとなるように入力回転速度Ninを制御するようにしても結果的に同じである。第2発明では、摩擦係合装置が完全係合状態であることを前提として、その摩擦係合装置の入力回転速度NFinが上記入力回転速度Ninの代わりに用いられる。摩擦係合装置が後進用ブレーキで、摩擦係合装置の入力回転速度NFinと出力回転速度NFout とが一致しない場合は、遊星歯車装置等の逆転機構のギヤ比等に基づいて定められる換算式に従って摩擦係合装置の入力回転速度NFinを無段変速機の入力回転速度Nin(=NFout )に換算すれば良い。なお、ベルト式無段変速機の場合、プライマリ側可変プーリおよびセカンダリ側可変プーリの推力比で変速比γを制御することも可能である。

第2発明では、摩擦係合装置の入力回転速度NFinおよび目標変速比γt(上記目標回転速度Nint に対応)に基づいて、例えば前進用クラッチの場合は入力回転速度NFinと目標回転速度Nint との差ΔN(=NFin−Nint )が予め定められた異常判定値ΔNs以上になった場合に、摩擦係合装置が完全解放状態か或いはスリップ状態である旨の異常判定を行うように構成される。後進用ブレーキの場合は、入力回転速度NFinを入力回転速度Ninに換算することにより、上記と同様にして異常判定を行うことができる。第1発明では、例えば摩擦係合装置の入力回転速度NFinおよび出力回転速度NFout をそれぞれ検出し、前進用クラッチの場合はそれ等の回転速度差ΔNF(=NFin−NFout )が予め定められた異常判定値ΔNFs以上になったか否かによって摩擦係合装置の異常判定を行うこともできる。後進用ブレーキの場合は、入力回転速度NFinおよび出力回転速度NFout の回転速度比を遊星歯車装置等の逆転機構のギヤ比と比較することで異常判定を行うことができる。異常判定値ΔNs、ΔNFsは一定値であっても良いし、目標変速比γt等の車両状態をパラメータとして定められるようにしても良い。なお、動力源ブレーキ走行時には上記差ΔNやΔNFが負になるため、それ等の差ΔNやΔNFの絶対値を用いるようにしても良いし、正負で異なる判定値が定められても良い。

流体式伝動装置の入出力回転速度差が予め定められたスリップ判定値以上の時にスリップ状態であると判断する異常判別手段も、駆動走行時と動力源ブレーキ走行時とでは、流体式伝動装置の入出力回転速度差の正負が逆になるため、その入出力回転速度差の絶対値を用いるようにしても良いし、正負で異なるスリップ判定値が定められても良い。スリップ判定値は一定値であっても良いし、動力源回転速度等の車両状態をパラメータとして定められるようにしても良い。

第2発明では、摩擦係合装置が完全係合状態であることを前提としてその入力回転速度NFinおよび所定の目標変速比γtに基づいて無段変速機の変速制御が行われるため、無段変速機の入力回転速度Ninそのものを検出する回転速度センサが必ずしも必要ないが、必要に応じてベルト式無段変速機の入力回転速度Ninを検出する回転速度センサを設けることができる。第1発明の実施に際しては、そのベルト式無段変速機の入力回転速度Ninおよび目標変速比γtに基づいて無段変速機の変速制御を行うようにしても良い。

無段変速機としてベルト式無段変速機を有する第3発明では、流体式伝動装置の入出力回転速度差がスリップ判定値以上の時に摩擦係合装置またはベルト式無段変速機がスリップ状態であると判断するだけで、摩擦係合装置がスリップ状態であるかベルト式無段変速機がスリップ状態であるかまでは判別できないが、必要であればベルト式無段変速機の入力回転速度Ninを検出し、例えばその入力回転速度Ninと摩擦係合装置の入力回転速度NFinとを比較することにより、摩擦係合装置がスリップ状態なのか或いはベルト式無段変速機がスリップ状態なのかを判別できる。

第4発明の油圧制御回路はあくまでも一例であり、他の発明の実施に際しては、流体式伝動装置と無段変速機との間に配設された摩擦係合装置が、完全係合状態であるべき時に完全解放状態およびスリップ状態となるフェールを生じる種々の油圧制御回路に適用され得る。第4発明の油圧制御回路に関し、第5発明ではスリップ状態と判断された場合に油圧式摩擦係合装置に入力される入力トルクを低下させるが、これは例えば動力源の出力を制限すれば良い。入力トルクを低下させる他に、例えばハイロー油圧の元圧となるライン油圧PLを上昇させてハイロー油圧を底上げしたり、異常時用ソレノイドバルブによってリレーバルブを第1供給位置へ切り換え、ガレージシフト油圧を油圧式摩擦係合装置に供給するとともに、油圧制御弁でガレージシフト油圧を制御したりすることにより、油圧式摩擦係合装置のスリップを抑制することができるなど、油圧制御回路に応じて種々のフェールセーフ手段を採用できる。

第5発明ではまた、異常判別手段によって完全解放状態と判断された場合に、異常時用ソレノイドバルブによってリレーバルブを第2供給位置へ切り換え、ハイロー油圧によって油圧式摩擦係合装置を完全係合させるが、例えば第1供給位置とされたリレーバルブのフェールを維持したまま、油圧制御弁でガレージシフト油圧を制御して油圧式摩擦係合装置を完全係合させることもできるなど、油圧制御回路に応じて種々のフェールセーフ手段を採用できる。異常時用ソレノイドバルブは、摩擦係合装置の異常時のみに用いられるものでも良いが、その他の目的で設けられた既存のソレノイドバルブを利用することも可能である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用された車両用駆動装置10の構成を説明する骨子図である。この車両用駆動装置10は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に好適に採用されるものであり、走行用の動力源としてエンジン12を備えている。エンジン12は、燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関で、そのエンジン12の出力は、流体式伝動装置としてのトルクコンバータ14から前後進切換装置16、ベルト式無段変速機(CVT)18、減速歯車装置20を介して差動歯車装置22に伝達され、左右の駆動輪24L、24Rへ分配される。

トルクコンバータ14は、エンジン12のクランク軸に連結されたポンプ翼車14p、およびタービン軸34を介して前後進切換装置16に連結されたタービン翼車14tを備えており、流体を介して動力伝達を行うようになっている。また、それ等のポンプ翼車14pおよびタービン翼車14tの間にはロックアップクラッチ26が設けられており、油圧制御回路90(図2参照)内のロックアップコントロールバルブ等によって係合側油室および解放側油室に対する油圧供給が切り換えられることにより、係合または解放されるようになっている。ポンプ翼車14pには、ベルト式無段変速機18を変速制御したりベルト挟圧力を発生させたり、ロックアップクラッチ26を係合解放制御したり、或いは各部に潤滑油を供給したりするための油圧を発生する機械式のオイルポンプ28が連結されている。

前後進切換装置16は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置を主体として構成されており、トルクコンバータ14のタービン軸34はサンギヤ16sに一体的に連結され、ベルト式無段変速機18の入力軸36はキャリア16cに一体的に連結されている一方、キャリア16cとサンギヤ16sは前進用クラッチC1を介して選択的に連結され、リングギヤ16rは後進用ブレーキB1を介してハウジングに選択的に固定されるようになっている。前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1は動力伝達を接続遮断する断接装置に相当するもので、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。

そして、前進用クラッチC1が係合させられるとともに後進用ブレーキB1が解放されると、前後進切換装置16は一体回転状態とされてタービン軸34が入力軸36に直結され、前進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、前進方向の駆動力がベルト式無段変速機18側へ伝達される。また、後進用ブレーキB1が係合させられるとともに前進用クラッチC1が解放されると、後進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、入力軸36はタービン軸34に対して逆方向へ回転させられるようになり、後進方向の駆動力がベルト式無段変速機18側へ伝達される。また、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1が共に解放されると、前後進切換装置16は動力伝達を遮断するニュートラル(遮断状態)になる。

ベルト式無段変速機18は、入力軸36に設けられた入力側部材である有効径が可変、すなわち溝幅が可変のプライマリ可変プーリ42と、出力軸44に設けられた出力側部材である有効径が可変、すなわち溝幅が可変のセカンダリ可変プーリ46と、それ等の可変プーリ42、46に巻き掛けられた伝動ベルト48とを備えており、可変プーリ42、46と伝動ベルト48との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。

一対の可変プーリ42および46は、入力軸36および出力軸44にそれぞれ固定された入力側固定回転体42aおよび出力側固定回転体46aと、入力軸36および出力軸44に対して軸まわりの相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設けられた入力側可動回転体42bおよび出力側可動回転体46bと、それらの間のV溝幅を変更する推力を付与する油圧アクチュエータとしての入力側油圧シリンダ42cおよび出力側油圧シリンダ46cとを備えて構成されている。そして、入力側油圧シリンダ42cへ供給されるプライマリ油圧PINが油圧制御回路90によって制御されることにより、両可変プーリ42、46のV溝幅が変化して伝動ベルト48の掛かり径(有効径)が変更され、変速比γ(=入力回転速度Nin/出力回転速度Nout )が連続的に変化させられる。入力回転速度Ninは入力軸36の回転速度で、出力回転速度Nout は出力軸44の回転速度である。また、出力側油圧シリンダ46cの油圧(セカンダリ油圧Pd)が油圧制御回路90によって調圧制御されることにより、伝動ベルト48が滑りを生じないようにベルト挟圧力が制御される。

図2は、図1の車両用駆動装置10に備えられている制御系統の要部を説明するブロック線図である。電子制御装置50は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン12の出力制御やベルト式無段変速機18の変速制御およびベルト挟圧力制御、ロックアップクラッチ26のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用やベルト式無段変速機18およびロックアップクラッチ26の油圧制御用等に分けて構成される。

電子制御装置50には、エンジン回転速度センサ52により検出されたエンジン12の回転速度(エンジン回転速度)NEを表す信号、タービン回転速度センサ54により検出されたタービン軸34の回転速度(タービン回転速度)NTを表す信号、車速センサ58により検出されたベルト式無段変速機18の出力回転速度(出力軸44の回転速度)Nout すなわち車速Vに対応する回転速度を表す信号、スロットルセンサ60により検出されたエンジン12の吸気配管32(図1参照)に備えられた電子スロットル弁30のスロットル弁開度θthを表すスロットル弁開度信号、冷却水温センサ62により検出されたエンジン12の冷却水温Tw を表す信号、CVT油温センサ64により検出されたベルト式無段変速機18等の作動油温度(油温)Tcvt を表す信号、アクセル操作量センサ66により検出されたアクセルペダル68の操作量であるアクセル操作量Accを表すアクセル操作量信号、フットブレーキスイッチ70により検出された常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無Bonを表すブレーキ操作信号、レバーポジションセンサ72により検出されたシフトレバー74のレバーポジション(操作位置)Pshを表す操作位置信号などが供給されている。上記エンジン回転速度NEはトルクコンバータ14の入力側回転速度に相当し、タービン回転速度NTはトルクコンバータ14の出力側回転速度で且つ前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1の入力回転速度NFinに相当する。

上記シフトレバー74は、例えば運転席の近傍に配設され、順番に設けられた4つのレバーポジション「P」、「R」、「N」、および「D」のうちの何れかへ手動操作されるようになっている。「P」ポジションは車両用駆動装置10の動力伝達が遮断されるニュートラル状態(中立状態)とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力軸44の回転を阻止(ロック)するための駐車ポジション(位置)であり、「R」ポジションは出力軸44の回転方向を逆回転とするための後進走行ポジション(位置)であり、「N」ポジションは車両用駆動装置10の動力伝達が遮断されるニュートラル状態とするための中立ポジション(位置)であり、「D」ポジションはベルト式無段変速機18を自動的に変速しつつ前進走行する自動変速モードを成立させる前進走行ポジション(位置)である。

一方、電子制御装置50からは、エンジン12の出力制御の為に、例えば電子スロットル弁30の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータ76を駆動するスロットル信号や燃料噴射装置78から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、点火装置80によるエンジン12の点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。また、油圧制御回路90に設けられたソレノイドバルブやリニアソレノイドバルブによって油路を切り換えたり油圧を制御したりすることにより、ベルト式無段変速機18の変速比γに関与する前記プライマリ油圧PINを制御するとともに、ベルト挟圧力に関与する前記セカンダリ油圧Pdを制御し、更に、前記ロックアップコントロールバルブを制御してロックアップクラッチ26の係合解放制御を行う。

上記油圧制御回路90はまた、前記前後進切換装置16の前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1の係合解放制御に関して図3に示す回路を備えている。図3において、ハイローコントロールバルブ100は、ソレノイドバルブSLから出力される切換油圧によりライン油圧PLを高圧Hiおよび低圧Loの2種類の油圧に切り換えて出力するもので、その高圧Hiまたは低圧Loのハイロー油圧Hi/Loはリレーバルブ102に供給される。ハイロー油圧Hi/Loは、上記前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1を完全係合状態に維持するためのもので、ソレノイドバルブSLは、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1の伝達トルク、例えばスロットル弁開度θth等に応じて高圧Hiと低圧Loとを切り換えるように、電子制御装置50から供給される駆動信号に従って切換油圧の出力が制御される。リレーバルブ102にはまた、モジュレータ油圧PMがリニアソレノイドバルブSLUによって調圧されたガレージシフト油圧PGが供給されるようになっている。ガレージシフト油圧PGは、前記シフトレバー74のN→D操作時やN→R操作時、或いはP→R操作時に前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1を係合させる際に用いられるもので、その油圧はシフトショックを抑制するようにリニアソレノイドバルブSLUによって連続的に制御される。リニアソレノイドバルブSLUは、ガレージシフト油圧PGを調圧する油圧制御弁である。

リレーバルブ102は、ソレノイドバルブSCから出力される切換油圧によって、上記ガレージシフト油圧PGを出力する第1供給位置と、ハイロー油圧Hi/Loを出力する第2供給位置とへ切り換えられるようになっている。ソレノイドバルブSCは切換バルブに相当し、シフトレバー74のN→D操作やN→R操作、P→R操作が検出された時にリレーバルブ102を第2供給位置から第1供給位置へ切り換えてガレージシフト油圧PGが出力されるようにする一方、それ以外はリレーバルブ102を第2供給位置に保持してハイロー油圧Hi/Loが出力されるように、電子制御装置50から供給される駆動信号に従って切換油圧の出力が制御される。このリレーバルブ102と前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1との間にはマニュアルバルブ104が配設されており、シフトレバー74の操作位置Pshに応じて機械的に或いは電気的にマニュアルバルブ104が切り換えられることにより、「D」ポジションへ操作された時にはリレーバルブ102の出力油圧が前進用クラッチC1へ供給され、「R」ポジションへ操作された時にはリレーバルブ102の出力油圧が後進用ブレーキB1へ供給される。

このような油圧制御回路90においては、前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1を完全係合させるべき前進走行時や後進走行時などに、例えばソレノイドバルブSCの故障等によってリレーバルブ102が第1供給位置へ切り換えられると、ガレージシフト油圧PGがそれ等の前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1へ供給されるが、ガレージシフト油圧PGは通常は0であるため、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1は完全解放状態になって動力伝達が遮断され、走行不能となる。このフェール対策として異常時用ソレノイドバルブSFが設けられており、その異常時用ソレノイドバルブSFから出力される切換油圧がリレーバルブ102に供給されると、ソレノイドバルブSCの故障時でもリレーバルブ102を第2供給位置へ切り換えることができるようになっており、ハイロー油圧Hi/LoによってクラッチC1やブレーキB1が完全係合させられることによりリンプホームが可能となる。なお、例えばリニアソレノイドバルブSLUによってガレージシフト油圧PGを調圧することができる場合には、第1供給位置へ切り換えられたリレーバルブ102のフェールを維持したまま、そのリニアソレノイドバルブSLUでガレージシフト油圧PGを制御して前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1を完全係合させるようにしても良い。

また、前進走行時や後進走行時にハイロー油圧Hi/Loとして高圧Hiが前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1に供給されて完全係合させられている時に、ソレノイドバルブSLの故障等によってハイローコントロールバルブ100が低圧Loを出力する状態に切り換えられると、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1は係合トルクが不足してスリップ状態になる場合がある。このフェール対策としては、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1に入力される入力トルクを低下させれば良く、例えば前記エンジン12の出力を制限することによりスリップを抑制(完全係合を含む)することができる。なお、可能であれば、ハイロー油圧Hi/Loの元圧であるライン油圧PLを上昇させてハイロー油圧Hi/Loを底上げしたり、異常時用ソレノイドバルブSFによってリレーバルブ102を第1供給位置へ切り換え、ガレージシフト油圧PGが前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1に供給されるようにするとともに、リニアソレノイドバルブSLUによりガレージシフト油圧PGを制御したりして、それ等の前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1のスリップを抑制することも考えられる。

一方、前記電子制御装置50は、前記ベルト式無段変速機18の変速制御や上記前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1の係合解放制御に関して、図4に示すように変速制御手段110、ガレージシフト手段112を機能的に備えている。変速制御手段110は、シフトレバー74が「D」ポジションへ操作された前進走行の自動変速モード時に、ベルト式無段変速機18の入力回転速度Ninの目標回転速度Nint を、例えば図5に示すようにアクセル操作量Accおよび車速Vをパラメータとして予め設定された変速マップから求め、変速制御用リニアソレノイドバルブをフィードバック制御するなどして、実際の入力回転速度Ninが目標回転速度Nint と一致するようにプライマリ油圧PINを制御する。本実施例ではベルト式無段変速機18の入力回転速度Ninを検出するセンサを備えていないため、前進用クラッチC1が完全係合状態であることを前提として、その前進用クラッチC1の入力回転速度NFinであるタービン回転速度NTが目標回転速度Nint と一致するようにベルト式無段変速機18の変速制御が行われる。以下、このタービン回転速度NTを出力回転速度Nout で割り算した変速比をγfとする。この変速比γfは、前進用クラッチC1が完全係合していればベルト式無段変速機18の実際の変速比γと一致する。

上記変速比γは〔入力回転速度Nin/出力回転速度Nout 〕で、出力回転速度Nout は車速Vに対応して短時間的には一定であるため、目標回転速度Nint はその時の車速Vを基準とする目標変速比γtに対応し、タービン回転速度NTが目標回転速度Nint と一致するように制御することにより、実質的に変速比γおよびγfが目標変速比γtとなるように制御される。前記図5の変速マップは、アクセル操作量Accすなわち運転者の出力要求量が小さい程、また車速Vが高い程、車速Vに対する目標回転速度Nint の比率が小さくなって目標変速比γtが小さくなるように定められている。なお、後進用ブレーキB1が完全係合させられる後進走行時にも、タービン回転速度NTおよび目標回転速度Nint に基づいてベルト式無段変速機18の変速制御が行われ、その場合はタービン回転速度NTを前後進切換装置16のギヤ比によりベルト式無段変速機18の入力回転速度Ninに換算して目標回転速度Nint と一致させるようにすれば良い。

ガレージシフト手段112は、シフトレバー74のN→D操作やN→R操作、或いはP→R操作が検出された時に、ソレノイドバルブSCによりリレーバルブ102を第2供給位置から第1供給位置へ切り換えてガレージシフト油圧PGが出力されるようにする。また、そのガレージシフト油圧PGをリニアソレノイドバルブSLUにより所定の変化パターンに従って調圧することにより、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1が係合させられる際のシフトショックを抑制する。なお、シフトレバー74のN→D操作時やN→R操作時、P→R操作時以外は、リレーバルブ102が第2供給位置に保持されてハイロー油圧Hi/Loが出力され、「D」ポジションへ操作された前進走行時にはそのハイロー油圧Hi/Loによって前進用クラッチC1が完全係合させられ、「R」ポジションへ操作された後進走行時にはハイロー油圧Hi/Loによって後進用ブレーキB1が完全係合させられる。

図4に戻って、電子制御装置50はまた、異常検出手段120、異常判別手段122、およびフェールセーフ手段124を機能的に備えており、図6のフローチャートに従って信号処理を実行することにより、前記前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1が完全係合状態であるべき時にスリップ状態または完全解放状態になったり、或いはベルト式無段変速機18がスリップ状態(ベルト滑り)になったりするフェールを検出するとともに、所定のフェールセーフを実施する。図6のステップS1は異常検出手段120に相当し、ステップS2、S3、S5は異常判別手段122に相当し、ステップS4、S6はフェールセーフ手段124に相当する。

図6のステップS1は、シフトレバー74が「D」ポジションへ操作された前進走行時、または「R」ポジションへ操作された後進走行時に、完全係合状態であるべき前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1がスリップ状態であるか完全解放状態であるか、或いはベルト式無段変速機18がスリップ状態である異常判定行う。具体的には、例えば前進駆動走行時の場合、本実施例では前進用クラッチC1が完全係合状態であることを前提としてタービン回転速度NTが目標回転速度Nint と一致するようにベルト式無段変速機18の変速制御が行われるが、前進用クラッチC1やベルト式無段変速機18がスリップ状態になったり、前進用クラッチC1が完全解放状態になったりすると、変速制御に拘らずタービン回転速度NTが目標回転速度Nint から乖離するため、それ等の差ΔN(=NT−Nint )が予め定められた異常判定値ΔNs以上になったか否かによって異常判定を行うことができる。異常判定値ΔNsは一定値であっても良いが、目標回転速度Nint や目標変速比γt等の車両状態をパラメータとして定められるようにしても良い。また、ベルト式無段変速機18の変速過渡時にはスリップ等が無い正常時でも差ΔNが大きくなるため、変速過渡時か否かによって異常判定値ΔNsを切り換えることもできる。なお、エンジンブレーキによる被駆動走行時には上記差ΔNが負になるため、その差ΔNの絶対値を用いるようにしても良いし、正負で異なる判定値が定められても良い。後進用ブレーキB1が完全係合させられる後進走行時にも、タービン回転速度NTを入力回転速度Ninに換算して上記と同様に異常判定を行うことができる。

図7の(a) は、前進駆動走行時に前進用クラッチC1が完全解放状態になるフェールが発生した場合の各部の回転速度NE、NT、Nint や変速比γf、γtの変化を示すタイムチャートの一例で、前進用クラッチC1の完全解放でタービン回転速度NTは目標回転速度Nint よりも上昇し、タービン回転速度NTと目標回転速度Nint との間に所定の差ΔN(=NT−Nint )が発生する。図7の(b) は、前進駆動走行時に前進用クラッチC1またはベルト式無段変速機18がスリップ状態になるフェールが発生した場合の各部の回転速度NE、NT、Nint や変速比γf、γtの変化を示すタイムチャートの一例で、前進用クラッチC1またはベルト式無段変速機18のスリップでタービン回転速度NTが目標回転速度Nint よりも上昇し、タービン回転速度NTと目標回転速度Nint との間に所定の差ΔN(=NT−Nint )が発生する。この場合は、前進用クラッチC1またはベルト式無段変速機18のスリップによる伝達トルクでタービン回転速度NTの上昇が制約されるため、(a) の完全解放の場合に比較して差ΔNは小さい。このようにタービン回転速度NTが目標回転速度Nint から乖離すると、変速比γf(=NT/Nout )も目標変速比γtから乖離するため、これ等の変速比γfと目標変速比γtとを比較して異常判定を行うこともできる。なお、図7の(a) 、(b) の時間t1は何れも異常発生時間である。

上記ステップS1の判断がYES(肯定)の場合、すなわちスリップや完全解放の異常判定が為された場合には、ステップS2を実行し、トルクコンバータ14の入出力回転速度の乖離に基づいて、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1またはベルト式無段変速機18がスリップ状態であるスリップフェールか、或いは前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1が完全解放状態である完全解放フェールかを判別する。すなわち、スリップフェールの場合には、そのスリップによる伝達トルクでトルクコンバータ14の出力側回転速度であるタービン回転速度NTが影響を受け、駆動走行時であれば入出力回転速度差δN(=NE−NT)が大きくなる一方、完全解放状態の場合にはタービン回転速度NTの負荷が略0で入出力回転速度差δNが略0になるため、その入出力回転速度差δNが予め定められたスリップ判定値δNs以上であればスリップフェールと判断でき、δN<δNsの場合は完全解放フェールと判断できる。スリップ判定値δNsは一定値であっても良いが、エンジン回転速度NEやスロットル弁開度θth等の車両状態をパラメータとして定められるようにしても良い。また、エンジンブレーキによる被駆動走行時には、上記入出力回転速度差δNが負になるため、その入出力回転速度差δNの絶対値を用いるようにしても良いし、正負で異なる判定値が定められても良い。

前進駆動走行時に前進用クラッチC1が完全解放状態になる完全解放フェールが発生した場合の前記図7(a) のタイムチャートでは、異常発生後のタービン回転速度NTの負荷が略0になるため、NE≒NTになって入出力回転速度差δN(=NE−NT)≒0になる。これに対し、前進用クラッチC1またはベルト式無段変速機18がスリップ状態になるスリップフェールが発生した場合の図7(b) のタイムチャートでは、前進用クラッチC1またはベルト式無段変速機18のスリップによる伝達トルクでタービン回転速度NTの上昇が制約されるため、(a) の完全解放の場合に比較してタービン回転速度NTは低く、所定の入出力回転速度差δN(=NE−NT)が残存する。

上記ステップS2の判断がYESの場合、すなわち入出力回転速度差δNがスリップ判定値δNs以上の場合には、ステップS3で前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、またはベルト式無段変速機18がスリップ状態であるスリップフェールと判定する。そして、次のステップS4では、スリップフェール時のフェールセーフを実行する。具体的には、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1に入力される入力トルクが低下するように、前記エンジン12の出力を制限する。これにより、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1のスリップが抑制(完全係合を含む)されるとともに、ベルト式無段変速機18のスリップについても入力トルクの低下によって抑制される。

前記ステップS2の判断がNO(否定)の場合、すなわち入出力回転速度差δNがスリップ判定値δNsより小さい場合は、ステップS5で前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1が完全解放状態である完全解放フェールと判定する。そして、次のステップS6では、完全解放フェール時のフェールセーフを実行する。具体的には、この完全解放フェールは、ソレノイドバルブSCの故障等によってリレーバルブ102が第1供給位置へ切り換えられ、ガレージシフト油圧PGが前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1へ供給されることによって発生するため、前記異常時用ソレノイドバルブSFによってリレーバルブ102を第2供給位置へ切り換えることにより、そのリレーバルブ102からハイロー油圧Hi/Loが出力されるようにする。これにより、クラッチC1やブレーキB1がハイロー油圧Hi/Loによって完全係合させられ、リンプホームが可能となる。

このように本実施例の車両用駆動装置10においては、ステップS1で前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、またはベルト式無段変速機18がスリップ状態となるスリップフェールか、或いは前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1が完全解放状態となる完全解放フェールである旨の異常判定が為された場合に、ステップS2でトルクコンバータ14の入出力回転速度差δNが予め定められたスリップ判定値δNs以上か否かを判断し、δN≧δNsの時にはステップS3でスリップフェールと判定し、δN<δNsの時にはステップS5で完全解放フェールと判定する。これにより、その後のフェールセーフをステップS4またはS6で個別に適切に実施できるようになり、過剰なフェールセーフによるリンプホーム性能の低下等が抑制される。

また、本実施例では、前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1が完全係合状態であることを前提として、タービン回転速度NTおよび目標回転速度Nint に基づいてベルト式無段変速機18の変速制御が行われるため、ベルト式無段変速機18の入力回転速度Ninを検出する回転速度センサが不要で安価に構成される。この場合、完全係合状態であるべき前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1がスリップ状態になったり完全解放状態になったりすると、タービン回転速度NTに基づくベルト式無段変速機18の変速制御を適切に行うことができなくなるため、そのタービン回転速度NTと目標回転速度Nint とを比較することによって、前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1がスリップ状態や完全解放状態である旨の異常判定を適切に行うことができる。

また、本実施例では、ステップS1で前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1がスリップ状態であるか完全解放状態であるか、或いはベルト式無段変速機18がスリップ状態である旨の異常判定が行われ、ステップS2では、トルクコンバータ14の入出力回転速度差δNがスリップ判定値δNs以上の時に、前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1がスリップ状態である場合の他、ベルト式無段変速機18がスリップ状態である場合を含めてスリップフェールと判別される。すなわち、タービン回転速度NTおよび目標回転速度Nint に基づいて異常判定を行うため、前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1がスリップ状態であってもベルト式無段変速機18がスリップ状態であっても、それ等のスリップに起因するタービン回転速度NTの変化傾向は同じであるため、前進用クラッチC1または後進用ブレーキB1の完全解放フェールやスリップフェールだけでなく、ベルト式無段変速機18のスリップフェールについても同時に判別することができるのである。

また、本実施例では、前進用クラッチC1および後進用ブレーキB1の係合解放制御に関して図3の油圧制御回路を備えており、ソレノイドバルブSCの故障等でリレーバルブ102が第1供給位置となるフェールによって前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1が完全解放状態になり、ソレノイドバルブSLの故障等でハイロー油圧Hi/Loが低圧Loとなるフェールによって前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1がスリップ状態になるが、図6のフローチャートに従って信号処理が行われることにより、その前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1が完全解放状態になるフェールとスリップ状態になるフェールとが適切に判別され、フェールセーフを個別に適切に行うことができる。

すなわち、ステップS3でスリップフェールと判定された場合には、ステップS4で前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1に入力される入力トルクが低下するように、エンジン12の出力が制限されるため、前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1のスリップが抑制されるとともに、ベルト式無段変速機18のスリップについても入力トルクの低下によって抑制され、それ等の耐久性が向上する。また、ステップS5で完全解放フェールと判定された場合には、異常時用ソレノイドバルブSFによってリレーバルブ102を第2供給位置へ切り換え、ハイロー油圧Hi/Loによって前進用クラッチC1や後進用ブレーキB1を完全係合させるため、車両の走行が可能となってリンプホームできるようになる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

10:車両用駆動装置 12:エンジン(動力源) 14:トルクコンバータ(流体式伝動装置) 16:前後進切換装置 18:ベルト式無段変速機 50:電子制御装置 102:リレーバルブ 110:変速制御手段 120:異常検出手段 122:異常判別手段 C1:前進用クラッチ(油圧式摩擦係合装置) B1:後進用ブレーキ(油圧式摩擦係合装置) NT:タービン回転速度(摩擦係合装置の入力回転速度) Nint :目標回転速度(目標変速比) δN:トルクコンバータの入出力回転速度差 PG:ガレージシフト油圧 Hi/Lo:ハイロー油圧 SLU:リニアソレノイドバルブ(油圧制御弁) SF:異常時用ソレノイドバルブ

Claims (5)

  1. 動力源出力が流体式伝動装置から摩擦係合装置を介して無段変速機に入力され、該無段変速機により変速されて駆動輪側へ伝達される車両用駆動装置の制御装置において、
    前記摩擦係合装置が完全解放状態か或いはスリップ状態である旨の異常判定を行う異常検出手段と、
    該異常検出手段によって前記異常判定が為された場合に、前記流体式伝動装置の入出力回転速度差が予め定められたスリップ判定値以上の時には前記スリップ状態であると判断し、該スリップ判定値未満の時には前記完全解放状態であると判断する異常判別手段と、
    を有することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記摩擦係合装置の入力回転速度を検出し、該摩擦係合装置が完全係合状態であることを前提として該入力回転速度および所定の目標変速比に基づいて前記無段変速機の変速制御を行う変速制御手段を備えており、
    前記異常検出手段は、前記入力回転速度および前記目標変速比に基づいて前記異常判定を行う
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記無段変速機はベルト式無段変速機で、
    前記異常検出手段は、前記摩擦係合装置が完全解放状態であるかスリップ状態であるか或いは前記ベルト式無段変速機がスリップ状態である旨の異常判定を行い、
    前記異常判別手段は、前記流体式伝動装置の入出力回転速度差が前記スリップ判定値以上の時に前記摩擦係合装置または前記ベルト式無段変速機がスリップ状態であると判断する
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記摩擦係合装置は、油圧によって係合させられる油圧式摩擦係合装置で、
    油圧制御弁によって調圧されるガレージシフト油圧を前記油圧式摩擦係合装置に供給する第1供給位置と、伝達トルクに応じて高低2段階で制御されるハイロー油圧を該油圧式摩擦係合装置に供給する第2供給位置とを有し、該油圧式摩擦係合装置を解放状態から係合状態へ切り換える際には前記第1供給位置へ切り換えられ、該油圧式摩擦係合装置の完全係合時には前記第2供給位置へ切り換えられるリレーバルブを備えており、
    前記油圧式摩擦係合装置の完全係合時に前記リレーバルブが前記第1供給位置となるフェールによって該油圧式摩擦係合装置は前記完全解放状態となり、前記ハイロー油圧が高圧時に低圧状態となるフェールによって前記油圧式摩擦係合装置は前記スリップ状態となる
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  5. 前記異常判別手段によって前記スリップ状態と判断された場合には、前記油圧式摩擦係合装置に入力される入力トルクを低下させる一方、
    前記異常判別手段によって前記完全解放状態と判断された場合には、異常時用ソレノイドバルブによって前記リレーバルブを前記第2供給位置へ切り換え、前記ハイロー油圧によって前記油圧式摩擦係合装置を完全係合させる
    ことを特徴とする請求項4に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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