JP6922095B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機の制御装置に関する。

従来、自動変速機において摩擦係合要素の油圧を制御するソレノイドの故障を、定常時（非変速時）において段階的に診断するソレノイドの故障診断装置が知られている（特許文献１参照）。この装置は、目標電流と実電流との定常制御偏差に基づいてソレノイドの故障度合いを設定し、故障度合いが閾値を超えたときには、ソレノイドバルブの固着等の故障が発生していると判断し、フェールセーフモードに移行させ、ランプによる警告を行う。

しかしながら、上記従来装置にあっては、電流で故障度合いを判断してため、偏差が閾値を超えた場合には、偏差が閾値を超える程度によって故障の影響に差が生じる。しかし、偏差が閾値を超えると、影響の大小に関わらず一義的にソレノイドを使用しないフェールセーフモードに移行してしまい、運転者に違和感を与えてしまう場合がある、という問題があった。

特開平１１−１１９８２６号公報

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、自動変速機のクラッチソレノイドが故障した際、故障時の走行性能と故障影響が小さいときの違和感防止との両立を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の自動変速機の制御装置は、自動変速機と、コントロールバルブユニットと、変速機コントロールユニットと、を備える。
コントロールバルブユニットの油圧制御回路に、摩擦要素へ供給する油圧を個別に調圧するクラッチソレノイドを有する。
変速機コントロールユニットに、クラッチソレノイドのソレノイド故障を診断するソレノイド故障診断部と、ソレノイド故障モードを対策するフェールセーフ制御部とを有する。ソレノイド故障診断部は、クラッチソレノイドへの指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値以下であると第１故障モードと診断し、実電流がクラッチ滑り閾値を超えていると第２故障モードと診断する。
フェールセーフ制御部は、第１故障モードと診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを使用しない変速段へ移行し、第２故障モードと診断された場合に自動変速機への入力トルクを制限する。

このように、クラッチソレノイドへの実電流が故障により低下した際、将来的にクラッチ破損（焼け）となる懸念が予測されるクラッチ滑り閾値を、実電流の基準値として故障による性能悪化レベルを分け、フェールセーフ制御を異ならせる方策を採用している。この結果、自動変速機のクラッチソレノイドが故障した際、故障時の走行性能と故障影響が小さいときの違和感防止との両立を図ることができる。

実施例１の制御装置が適用された自動変速機を搭載するエンジン車を示す全体システム図である。 実施例１の制御装置が適用された自動変速機の一例を示すスケルトン図である。 実施例１の制御装置が適用された自動変速機での変速用の摩擦要素の各変速段での締結状態を示す締結表図である。 実施例１の制御装置が適用された自動変速機での変速マップの一例を示す変速マップ図である。 実施例１のコントロールバルブユニットとＡＴコントロールユニットの詳細構成を示す制御系構成図である。 実施例１のＡＴコントロールユニットのソレノイド故障診断部及びフェールセーフ制御部にて実行されるクラッチソレノイド故障診断時フェールセーフ制御処理の流れを示すフローチャートである。 最大指示圧によるクラッチ締結中におけるクラッチ圧の大きさと誤解放の発生可能性の影響を示す誤解放発生影響説明図である。 最大指示圧によるクラッチ締結中におけるクラッチソレノイド故障診断での故障モードを示すSOL指示電流に対するSOLモニタ電流の関係特性図である。 実施例１において１速段で第３クラッチを締結する第３クラッチソレノイドの停車中故障診断時（コンタミスティック以外）におけるフェールセーフ制御作用を説明する各特性を示すタイムチャートである。 実施例１において５速段で第３ブレーキを締結する第３ブレーキソレノイドの走行中故障診断時（コンタミスティック以外）におけるフェールセーフ制御作用を説明する各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明の自動変速機の制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

実施例１における制御装置は、前進９速・後退１速の変速段を有する自動変速機を搭載したエンジン車（車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「自動変速機の詳細構成」、「油圧/電子制御系の詳細構成」、「クラッチソレノイド故障診断時フェールセーフ制御処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は実施例１の制御装置が適用された自動変速機を搭載するエンジン車を示す全体システム図である。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。

エンジン車の駆動系には、図１に示すように、エンジン１と、トルクコンバータ２と、自動変速機３と、プロペラシャフト４と、駆動輪５と、を備える。自動変速機３には、変速のためのスプールバルブや油圧制御回路やソレノイドバルブ等によるコントロールバルブユニット６が取り付けられている。このコントロールバルブユニット６に有するアクチュエータ（クラッチソレノイド２０、ライン圧ソレノイド２１、潤滑ソレノイド２２、ロックアップソレノイド２３）は、ＡＴコントロールユニット１０からの制御指令を受けて作動する。ここで、クラッチソレノイド２０は、摩擦要素毎に複数個設けられている。なお、トルクコンバータ２は、締結によりエンジン１のクランク軸と自動変速機３の入力軸INを直結するロックアップクラッチ２ａを内蔵する。

エンジン車の制御系には、図１に示すように、ＡＴコントロールユニット１０と、エンジンコントロールユニット１１と、ＣＡＮ通信線１２と、を備える。なお、ＡＴコントロールユニット１０には、ソレノイド故障診断部１０ａとフェールセーフ制御部１０ｂを有する。

自動変速機３の制御装置であるＡＴコントロールユニット１０は、タービン回転センサ１３、出力軸回転センサ１４、ATF油温センサ１５、インヒビタースイッチ１８、中間軸回転センサ１９、等からの信号を入力する。

タービン回転センサ１３は、トルクコンバータ２のタービン回転数（＝変速機入力軸回転数）を検出し、タービン回転数Ntの信号をＡＴコントロールユニット１０に送出する。出力軸回転センサ１４は、自動変速機３の出力軸回転数（＝車速）を検出し、出力軸回転数No(車速VSP)の信号をＡＴコントロールユニット１０に送出する。ATF油温センサ１５は、ATF（自動変速機用オイル）の温度を検出し、ATF油温ＴATFの信号をＡＴコントロールユニット１０に送出する。インヒビタースイッチ１８は、運転者によるセレクトレバーやセレクトボタン等へのセレクト操作により選択されたレンジ位置を検出し、レンジ位置信号をＡＴコントロールユニット１０に送出する。中間軸回転センサ１９は、中間軸（インターミディエイトシャフト＝第１キャリアC1に連結される回転メンバ）の回転数を検出し、中間軸回転数Nintの信号をＡＴコントロールユニット１０に送出する。

ＡＴコントロールユニット１０では、変速マップ（図４参照）上での車速VSPとアクセル開度APOによる運転点（VSP,APO）の変化を監視することで、
1.オートアップシフト（アクセル開度を保った状態での車速上昇による）
2.足離しアップシフト（アクセル足離し操作による）
3.足戻しアップシフト（アクセル戻し操作による）
4.パワーオンダウンシフト（アクセル開度を保っての車速低下による）
5.小開度急踏みダウンシフト（アクセル操作量小による）
6.大開度急踏みダウンシフト（アクセル操作量大による：「キックダウン」）
7.緩踏みダウンシフト（アクセル緩踏み操作と車速上昇による）
8.コーストダウンシフト（アクセル足離し操作での車速低下による）
と呼ばれる基本変速パターンによる変速制御を行う。

エンジンコントロールユニット１１は、アクセル開度センサ１６、エンジン回転センサ１７、等からの信号を入力する。

アクセル開度センサ１６は、ドライバーのアクセル操作によるアクセル開度を検出し、アクセル開度APOの信号をエンジンコントロールユニット１１に送出する。エンジン回転センサ１７は、エンジン１の回転数を検出し、エンジン回転数Neの信号をエンジンコントロールユニット１１に送出する。

エンジンコントロールユニット１１では、エンジン単体の様々な制御に加え、ＡＴコントロールユニット１０での制御との協調制御によりエンジントルク制限制御等を行う。ＡＴコントロールユニット１０とエンジンコントロールユニット１１は、双方向に情報交換可能なＣＡＮ通信線１２を介して接続されている。よって、エンジンコントロールユニット１１は、ＡＴコントロールユニット１０から情報リクエストが入力されると、リクエストに応じてアクセル開度APOやエンジン回転数NeやエンジントルクTeやタービントルクTtの情報をＡＴコントロールユニット１０に出力する。また、ＡＴコントロールユニット１０から上限トルクによるエンジントルク制限要求が入力されると、エンジントルクを所定の上限トルクにより制限したトルクとするエンジントルク制限制御が実行される。

［自動変速機の詳細構成］
図２は実施例１の制御装置が適用された自動変速機３の一例を示すスケルトン図であり、図３は自動変速機３での締結表であり、図４は自動変速機３での変速マップの一例を示す。以下、図２〜図４に基づいて自動変速機３の詳細構成を説明する。

自動変速機３は、下記の点を特徴とする。
(a) 変速要素として、機械的に係合/空転するワンウェイクラッチを用いていない。
(b) 摩擦要素である第１ブレーキB1、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3、第１クラッチK1、第２クラッチK2、第３クラッチK3は、変速時にクラッチソレノイド２０によってそれぞれ独立に締結/解放が制御される。
(b) 第２クラッチK2と第３クラッチK3は、クラッチピストン油室に作用する遠心力による遠心圧を相殺する遠心キャンセル室を有する。

自動変速機３は、図２に示すように、ギヤトレーンを構成する遊星歯車として、入力軸INから出力軸OUTに向けて順に、第１遊星歯車PG1と、第２遊星歯車PG2と、第３遊星歯車PG3と、第４遊星歯車PG4と、を備えている。

第１遊星歯車PG1は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第１サンギヤS1と、第１サンギヤS1に噛み合うピニオンを支持する第１キャリアC1と、ピニオンに噛み合う第１リングギヤR1と、を有する。

第２遊星歯車PG2は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第２サンギヤS2と、第２サンギヤS2に噛み合うピニオンを支持する第２キャリアC2と、ピニオンに噛み合う第２リングギヤR2と、を有する。

第３遊星歯車PG3は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第３サンギヤS3と、第３サンギヤS3に噛み合うピニオンを支持する第３キャリアC3と、ピニオンに噛み合う第３リングギヤR3と、を有する。

第４遊星歯車PG4は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第４サンギヤS4と、第４サンギヤS4に噛み合うピニオンを支持する第４キャリアC4と、ピニオンに噛み合う第４リングギヤR4と、を有する。

自動変速機３は、図２に示すように、入力軸INと、出力軸OUTと、第１連結メンバM1と、第２連結メンバM2と、トランスミッションケースTCと、を備えている。変速により締結/解放される摩擦要素として、第１ブレーキB1と、第２ブレーキB2と、第３ブレーキB3と、第１クラッチK1と、第２クラッチK2と、第３クラッチK3と、を備えている。

入力軸INは、エンジン１からの駆動力がトルクコンバータ２を介して入力される軸で、第１サンギヤS1と第４キャリアC4に常時連結している。そして、入力軸INは、第２クラッチK2を介して第１キャリアC1に断接可能に連結している。

出力軸OUTは、プロペラシャフト４及び図外のファイナルギヤ等を介して駆動輪５へ変速した駆動トルクを出力する軸であり、第３キャリアC3に常時連結している。そして、出力軸OUTは、第１クラッチK1を介して第４リングギヤR4に断接可能に連結している。

第１連結メンバM1は、第１遊星歯車PG1の第１リングギヤR1と第２遊星歯車PG2の第２キャリアC2を、摩擦要素を介在させることなく常時連結するメンバである。第２連結メンバM2は、第２遊星歯車PG2の第２リングギヤR2と第３遊星歯車PG3の第３サンギヤS3と第４遊星歯車PG4の第４サンギヤS4を、摩擦要素を介在させることなく常時連結するメンバである。

第１ブレーキB1は、第１キャリアC1の回転を、トランスミッションケースTCに対し係止可能な摩擦要素である。第２ブレーキB2は、第３リングギヤR3の回転を、トランスミッションケースTCに対し係止可能な摩擦要素である。第３ブレーキB3は、第２サンギヤS2の回転を、トランスミッションケースTCに対し係止可能な摩擦要素である。

第１クラッチK1は、第４リングギヤR4と出力軸OUTの間を選択的に連結する摩擦要素である。第２クラッチK2は、入力軸INと第１キャリアC1の間を選択的に連結する摩擦要素である。第３クラッチK3は、第１キャリアC1と第２連結メンバM2の間を選択的に連結する摩擦要素である。

図３は、自動変速機３において６つの摩擦要素のうち三つの同時締結の組み合わせによりＤレンジにて前進９速後退１速を達成する締結表を示す。以下、図３に基づいて、各変速段を成立させる変速構成を説明する。

１速段（1st）は、第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第３クラッチK3の同時締結により達成する。２速段（2nd）は、第２ブレーキB2と第２クラッチK2と第３クラッチK3の同時締結により達成する。３速段（3rd）は、第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第２クラッチK2の同時締結により達成する。４速段（4th）は、第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第１クラッチK1の同時締結により達成する。５速段（5th）は、第３ブレーキB3と第１クラッチK1と第２クラッチK2の同時締結により達成する。以上の１速段〜５速段が、ギヤ比が１を超えている減速ギヤ比によるアンダードライブ変速段である。

６速段（6th）は、第１クラッチK1と第２クラッチK2と第３クラッチK3の同時締結により達成する。この第６速段は、ギヤ比＝１の直結段である。

７速段（7th）は、第３ブレーキB3と第１クラッチK1と第３クラッチK3の同時締結により達成する。８速段（8th）は、第１ブレーキB1と第１クラッチK1と第３クラッチK3の同時締結により達成する。９速段（9th）は、第１ブレーキB1と第３ブレーキB3と第１クラッチK1の同時締結により達成する。以上の７速段〜９速段は、ギヤ比が１未満の増速ギヤ比によるオーバードライブ変速段である。

さらに、１速段から９速段までの変速段のうち、隣接する変速段へのアップ変速を行う際、或いは、ダウン変速を行う際、図３に示すように、掛け替え変速により行う構成としている。即ち、隣接する変速段への変速は、三つの摩擦要素のうち、二つの摩擦要素の締結は維持したままで、一つの摩擦要素の解放と一つの摩擦要素の締結を行うことで達成される。

Ｒレンジ位置の選択による後退速段（Rev）は、第１ブレーキB1と第２ブレーキB2と第３ブレーキB3の同時締結により達成する。なお、Ｎレンジ位置及びＰレンジ位置を選択したときは、６つの摩擦要素B1,B2,B3,K1,K2,K3の全てが解放状態とされる。

そして、ＡＴコントロールユニット１０には、図４に示すような変速マップが記憶設定されていて、Ｄレンジの選択により前進側の１速段から９速段までの変速段の切り替えによる変速は、この変速マップに従って行われる。即ち、そのときの運転点（VSP,APO）が図４の実線で示すアップシフト線を横切るとアップシフト変速要求が出される。又、運転点（VSP,APO）が図４の破線で示すダウンシフト線を横切るとダウンシフト変速要求が出される。

［油圧/電子制御系の詳細構成］
図５は、実施例１のコントロールバルブユニット６とＡＴコントロールユニット１０の詳細構成を示す。以下、図５に基づいていて油圧/電子制御系の詳細構成を説明する。

コントロールバルブユニット６は、油圧源としてメカオイルポンプ６１と電動オイルポンプ６２を備える。メカオイルポンプ６１は、エンジン１によりポンプ駆動され、電動オイルポンプ６２は、電動モータ６３によりポンプ駆動される。

コントロールバルブユニット６は、油圧制御回路に設けられる弁としてライン圧ソレノイド２１とライン圧調圧弁６４とクラッチソレノイド２０とロックアップソレノイド２３を備える。さらに、潤滑ソレノイド２２と潤滑調圧弁６５とブースト切換弁６６とＰ-nP切換弁６７とクーラー６８を備える。

ライン圧調圧弁６４は、メカオイルポンプ６１と電動オイルポンプ６２の少なくとも一方からの吐出油を、ライン圧ソレノイド２１からのバルブ作動信号圧に基づいてライン圧PLに調圧する。

クラッチソレノイド２０は、ライン圧PLを元圧とし、摩擦要素B1,B2,B3,K1,K2,K3のそれぞれについて個別に締結圧や解放圧等を制御する。なお、図５において、クラッチソレノイド２０が１個あるように記載している。しかし、摩擦要素B1,B2,B3,K1,K2,K3毎に６個のソレノイド（第１ブレーキソレノイド、第２ブレーキソレノイド、第３ブレーキソレノイド、第１クラッチソレノイド、第２クラッチソレノイド、第３クラッチソレノイド）を有する。

ロックアップソレノイド２３は、ライン圧調圧弁６４によるライン圧PLの調圧時における余剰油を用いてロックアップクラッチ２ａの差圧を制御する。

潤滑ソレノイド２２は、潤滑調圧弁６５へのバルブ作動信号圧と、ブースト切換弁６６への切換圧と、Ｐ-nP切換弁６７へ切換圧とを作り出す。

潤滑調圧弁６５は、潤滑ソレノイド２２からのバルブ作動信号圧によって、摩擦要素とギヤトレーンを含むパワートレーン（PT）へクーラー６８を介して供給する潤滑流量をコントロールすることができる。そして、潤滑調圧弁６５によってPT供給潤滑流量を適正化することでフリクションを低減する。

ブースト切換弁６６は、潤滑ソレノイド２２からの切換圧によって、第２クラッチK2と第３クラッチK3の遠心キャンセル室の供給油量を増加する。このブースト切換弁６６は、遠心キャンセル室の油量が不足しているシーンで一時的に供給油量を増やすときに使用する。

Ｐ-nP切換弁６７は、潤滑ソレノイド２２からの切換圧によって、パーキングモジュールへ供給するライン圧の油路を切り換え、パークロックを行う。

このように、コントロールバルブユニット６は、シフト・バイ・ワイヤ構造が採用され、Ｄレンジ圧油路やＲレンジ圧油路等を切り換えるマニュアルバルブを廃止していること特徴とする。そして、潤滑ソレノイド２２と、潤滑調圧弁６５と、ブースト切換弁６６と、Ｐ-nP切換弁６７という特有のバルブ要素を備える。

ＡＴコントロールユニット１０には、図５に示すように、クラッチソレノイド２０のソレノイド故障を診断するソレノイド故障診断部１０ａと、ソレノイド故障モードを対策するフェールセーフ制御部１０ｂとを有する。ここで、ソレノイド故障診断部１０ａは、ソレノイド駆動回路６９からのSOLモニタ電流（以下、「実電流」という。）と、ＡＴコントロールユニット１０から出力されるSOL指示電流（以下、「指示電流」という。）と、を入力する。なお、ソレノイド駆動回路６９は、実電流が指示電流に追従するように、電流フィードバック制御により電流補正する。

ソレノイド故障診断部１０ａは、クラッチソレノイド２０への指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値以下であると“第１故障モード”と診断する。そして、実電流がクラッチ滑り閾値を超えていると“第２故障モード”と診断する。

ソレノイド故障診断部１０ａは、「クラッチ滑り閾値」を、入力トルクによってクラッチ滑りが発生しない安全率のクラッチ必要容量を計算し、計算したクラッチ必要容量をソレノイド電流値に換算した値に設定する。

ソレノイド故障診断部１０ａは、クラッチソレノイド２０への指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値以下の状態が第１所定時間継続すると“第１故障モード”と診断する。クラッチソレノイド２０への指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値を超えた状態が第２所定時間継続すると“第２故障モード”と診断する。ここで、“第１故障モード”と診断する第１所定時間を、“第２故障モード”と診断する第２所定時間よりも短い時間に設定する。

フェールセーフ制御部１０ｂは、“第１故障モード”と診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを使用しない変速段へ移行し、“第２故障モード”と診断された場合に自動変速機３への入力トルクを制限する。

フェールセーフ制御部１０ｂは、“第１故障モード”と診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを強制オフとし、異常クラッチソレノイドを使用しない変速段の選択を許容する変速制限とする。

フェールセーフ制御部１０ｂは、“第２故障モード”と診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを使用する変速段を含めて通常変速を許容する。そして、異常クラッチソレノイドへの実電流によって油圧締結される摩擦要素のクラッチ容量を演算し、演算されたクラッチ容量に応じて自動変速機３への入力トルク（エンジントルク）を、クラッチ滑りを抑える入力トルク値までに制限する。

［クラッチソレノイド故障診断時フェールセーフ制御処理構成］
図６は、実施例１のＡＴコントロールユニット１０のソレノイド故障診断部１０ａ及びフェールセーフ制御部１０ｂにて実行されるクラッチソレノイド故障診断時フェールセーフ制御処理の流れを示す。以下、図６の各ステップについて説明する。なお、フェールセーフ制御処理は、所定の変速段が選択されている停車中及び走行中において、締結中の摩擦要素への油圧を調圧するクラッチソレノイド２０について実行される。

ステップＳ１では、スタート、或いは、Ｓ４又はＳ９でのNOとの判断に続き、クラッチソレノイド２０（＝変速SOL）の（指示電流−実電流）≧所定電流であるか否かを判断する。YES｛（指示電流−実電流）≧所定電流｝の場合はステップＳ２へ進み、NO｛（指示電流−実電流）＜所定電流｝の場合はステップＳ１３へ進む。

ここで、「所定電流」は、クラッチソレノイド２０が故障であることを判定する電流乖離判定閾値として予め設定された電流値である。また、「指示電流」は、摩擦要素が締結中の場合、MAX圧を得る指示電流である。

ステップＳ２では、Ｓ１での（指示電流−実電流）≧所定電流であるとの判断に続き、クラッチソレノイド２０の実電流がクラッチ滑り閾値以下であるか否かを判断する。YES（実電流≦クラッチ滑り閾値）の場合はステップＳ３へ進み、NO（実電流＞クラッチ滑り閾値）の場合はステップＳ８へ進む。

ステップＳ３では、Ｓ２での実電流≦クラッチ滑り閾値であるとの判断に続き、タイマーをカウントし、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、Ｓ３でのタイマーカウントに続き、（指示電流−実電流）≧所定電流、且つ、実電流≦クラッチ滑り閾値が成立する継続時間を示すタイマーが、第１所定時間以上であるか否かを判断する。YES（タイマー≧第１所定時間）の場合はステップＳ５へ進み、NO（タイマー＜第１所定時間）の場合はステップＳ１へ戻る。

ステップＳ５では、Ｓ４でのタイマー≧第１所定時間であるとの判断に続き、“第１故障モード”であると診断されたクラッチソレノイド２０の異常が確定し（ＯＳ診断領域）、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、Ｓ５での異常確定に続き、異常クラッチソレノイドに対して強制OFFとし、指示電流（＝0mA）を出力し、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、Ｓ６での異常クラッチソレノイドの強制OFFに続き、異常クラッチソレノイドを使用しない変速段を選択する変速制限を行い、エンドへ進む。

ステップＳ８では、Ｓ２での実電流＞クラッチ滑り閾値であるとの判断に続き、タイマーをカウントし、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、Ｓ８でのタイマーカウントに続き、（指示電流−実電流）≧所定電流、且つ、実電流＞クラッチ滑り閾値が成立する継続時間を示すタイマーが、第２所定時間（＞第１所定時間）以上であるか否かを判断する。YES（タイマー≧第２所定時間）の場合はステップＳ１０へ進み、NO（タイマー＜第２所定時間）の場合はステップＳ１へ戻る。

ステップＳ１０では、Ｓ９でのタイマー≧第２所定時間であるとの判断に続き、“第２故障モード”であると診断されたクラッチソレノイド２０の異常が確定し（入力トルク規制）、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０での異常確定に続き、異常が確定したクラッチソレノイド２０への実電流から異常クラッチソレノイドによって締結される摩擦要素のクラッチ容量を演算し、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、Ｓ１１でのクラッチ容量の演算に続き、演算されたクラッチ容量に応じた入力トルクに規制する要求をエンジンコントロールユニット１１に出力し、エンドへ進む。

ステップＳ１３では、Ｓ１での（指示電流−実電流）＜所定電流であり、クラッチソレノイド２０は正常であるとの判断に続き、それまでカウントされていたタイマーをリセットし、エンドへ進む。

次に、実施例１の作用を、「背景技術」、「クラッチソレノイド故障診断時フェールセーフ制御作用」、「停車中のフェールセーフ制御作用」、「走行中のフェールセーフ制御作用」に分けて説明する。

［背景技術］
本発明が対象とする自動変速機ユニットは、変速に関与する摩擦要素のそれぞれをクラッチソレノイドで変速をさせており、故障時対応の検討が必要である。既存の自動変速機ユニットにおいてもクラッチソレノイドの機能異常診断は行っていたが、機能安全要求やシステム差異によって、新規課題があるため、併せて検討する。

そこで、クラッチソレノイドへの指示電流と実電流が乖離しているとき、クラッチソレノイドへの実電流の大きさにより故障による性能悪化レベルを分けるクラッチソレノイド故障診断とフェールセーフ処理を織り込むことにした。以下、(1) システム概要、(2) 指示電流に対する中間ずれの影響分析、(3) 課題明確化、について説明する。

(1) システム概要（既存ユニットとの差異）
本発明が対象とする自動変速機ユニットは、シフト・バイ・ワイヤが採用され、マニュアルバルブが廃止されている。これに対し、既存の自動変速機ユニットは前進/後進をマニュアルバルブでハード保証していたが、その機能がないため新規の故障モードがある。

(2) 指示電流に対する中間ずれの影響分析
クラッチソレノイドへの指示電流に対して実電流がHIGH側に中間ずれとなる場合は、クラッチ解放中、クラッチ圧としてクラッチが接触し出す以上の圧力になると、誤締結が発生する。よって、複数要素同時締結により急減速が発生するリスクがあるため、直ちに故障診断に基づいて退避先の変速段へ移行する等の対策が必要になる。

一方、クラッチソレノイドへの指示電流に対して実電流がLOW側に中間ずれとなる場合は、実電流がHIGH側に中間ずれとなる場合とは異なり、図７に示すように、実電流の大きさによって影響が変化する。
即ち、MAX圧指示によりクラッチ締結中、図７に示すように、クラッチ圧が安全率1.0に相当する実圧以上である間は誤解放に至らない。しかし、クラッチ圧が安全率1.0に相当する実圧未満からクラッチ接触できなくなるまでの間は誤解放が発生する（走行出来るがクラッチ滑りにより走行性能悪化）。さらに、クラッチ圧がクラッチ接触できなくなる圧未満になると、完全誤解放になる（走行不能）。

(3) 課題明確化
上記指示電流に対する中間ずれの影響分析から次のことが明らかになった。クラッチ締結中のクラッチソレノイドへの指示電流（MAX）に対して実電流がLOW側に中間ずれとなる場合、安全率1.0を下回ればクラッチ滑りが発生するが、安全率1.0以上であるとクラッチ滑りが発生しない。よって、影響分析結果から課題を抽出すると、安全率1.0を下回る故障モードであるときの故障時の走行性能確保と、安全率1.0以上の故障モードであるときの違和感防止との両立を図ることが課題となる。

［クラッチソレノイド故障診断時フェールセーフ制御作用］
本発明は、上記(3)課題明確化で抽出した課題に着目してなされたものである。課題を解決する手段として、ＡＴコントロールユニット１０に、クラッチソレノイド２０のソレノイド故障を診断するソレノイド故障診断部１０ａと、ソレノイド故障モードを対策するフェールセーフ制御部１０ｂとを有する。ソレノイド故障診断部１０ａは、クラッチソレノイド２０への指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値以下であると“第１故障モード”と診断する。実電流がクラッチ滑り閾値を超えていると“第２故障モード”と診断する。フェールセーフ制御部１０ｂは、“第１故障モード”と診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを使用しない変速段へ移行する。“第２故障モード”と診断された場合に自動変速機３への入力トルクを制限する手段を採用した（図８）。

つまり、（指示電流−実電流）≧所定電流であり、且つ、実電流≦クラッチ滑り閾値であると、図６のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４へと進む。そして、２つの条件が成立したままで第１所定時間を経過すると、Ｓ４からＳ５→Ｓ６→Ｓ７→エンドへ進む。Ｓ５では、“第１故障モード”による異常確定とされる。Ｓ６では、異常クラッチソレノイドが強制OFFされる。Ｓ７では、異常クラッチソレノイドを使用しない変速段に変速制限される。

一方、（指示電流−実電流）≧所定電流であり、且つ、実電流＞クラッチ滑り閾値であると、図６のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ８→Ｓ９へと進む。そして、２つの条件が成立したままで第２所定時間を経過すると、Ｓ９からＳ１０→Ｓ１１→Ｓ１２→エンドへ進む。Ｓ１０では、“第２故障モード”による異常確定とされる。Ｓ１１では、実電流から異常クラッチソレノイドにより締結されている摩擦要素のクラッチ容量が演算される。Ｓ１２では、演算されたクラッチ容量に応じた入力トルク規制要求が出される。

この結果、自動変速機３のクラッチソレノイド２０が故障した際、故障時の走行性能と故障影響が小さいときの違和感防止との両立を図ることができる。

即ち、クラッチソレノイド２０への実電流が故障により低下した際、将来的に走行性能悪化の懸念があることが予測されるクラッチ滑り閾値を、実電流の基準値として故障モードを、“第１故障モード”と“第２故障モード”とに分けている。そして、“第１故障モード”の場合は、変速段を保っておくと将来的に故障時の走行性能が悪化するのに備えて、異常クラッチソレノイドを使用しない変速段に移行するフェールセーフ処理としている。しかし、“第１故障モード”の場合は、故障影響が小さいことを反映すると共に、将来的にクラッチ滑りが発生するのを防止することを意図し、変速機入力トルクの上限を制限するフェールセーフ処理としている。

［停車中のフェールセーフ制御作用］
図９は、実施例１において１速段で第３クラッチK3を締結する第３クラッチソレノイドの停車中故障診断時（コンタミスティック以外）におけるフェールセーフ制御作用を説明する各特性を示す。以下、図９に示すタイムチャートに基づいて停車中のフェールセーフ制御作用を説明する。

１速段を選択しての停車中、時刻t1にて第３クラッチK3を締結する第３クラッチソレノイドへの指示電流と実電流の差（指示電流−実電流）が所定電流以上となって第３クラッチソレノイド故障が発生したとする。

時刻t2にてアクセル踏み込み操作が行われたことに伴い、時刻t3から停車中の締結摩擦要素の滑りを防止する入力トルク制限が開始され、時刻t3から時刻t4に向かってタービン回転数Ntのかい離判定タイマーが上昇する。

時刻t4にてアクセル踏み込み操作により１速段のままでリンプホームへ移行して発進を開始し、第３クラッチソレノイドへの実電流がクラッチ滑り閾値以下になってから第１所定時間に到達すると第３クラッチソレノイドの異常が確定する。

時刻t4から解放故障SOL推定判定タイマーのカウントが開始され、時刻t5にて解放故障SOL推定判定閾値に到達すると、自動変速機３の変速段が１速段から第３クラッチK3を解放し第２クラッチK2を締結する３速段に切り替えられる（図３参照）。また、時刻t5になると、入力トルク制限もアクセル開度上昇にしたがって復帰させる制御が開始され、時刻t6にて入力トルク制限が解除される。

このように、１速段で第３クラッチK3を締結する第３クラッチソレノイドの停車中故障診断時には、第３クラッチソレノイドの異常が確定し、且つ、解放故障SOL推定判定される時刻t5のタイミングで第３クラッチK3を使用しない３速段に移行する。このフェールセーフ制御が行われることで故障時の走行性（リンプホーム性）が確保される。

［走行中のフェールセーフ制御作用］
図１０は、実施例１において５速段で第３ブレーキB3を締結する第３ブレーキソレノイドの走行中故障診断時（コンタミスティック以外）におけるフェールセーフ制御作用を説明する各特性を示す。以下、図１０に示すタイムチャートに基づいて走行中のフェールセーフ制御作用を説明する。

５速段を選択しての走行中、時刻t1にて第３ブレーキB3を締結する第３ブレーキソレノイドへの指示電流と実電流の差（指示電流−実電流）が所定電流以上となって第３ブレーキソレノイド故障が発生したとする。

時刻t1から上昇していた異常確定タイマーが上昇し、第１所定時間を経過した時刻t2になると第３ブレーキソレノイドの異常が確定する。

そして、時刻t3から解放故障SOL推定判定タイマーのカウントが開始され、時刻t4にて解放故障SOL推定判定閾値に到達すると、自動変速機３の変速段が５速段から第３ブレーキB3を解放し第３クラッチK3を締結する６速段に切り替えられる（図３参照）。よって、時刻t5になると、第３ブレーキB3を使用しない６速段により走行を確保するリンプホームへ移行する。

このように、５速段で第３ブレーキB3を締結する第３ブレーキソレノイドの走行中故障診断時には、第３ブレーキソレノイドの異常が確定し、且つ、解放故障SOL推定判定される時刻t4のタイミングで第３ブレーキB3を使用しない６速段に移行する。このフェールセーフ制御が行われることでリンプホーム性が確保される。

以上述べたように、実施例１の自動変速機３の制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 複数の変速段を実現する自動変速機３と、自動変速機３のギヤトレーンに有する複数の摩擦要素への油圧を調圧するコントロールバルブユニット６と、コントロールバルブユニット６に有する各ソレノイドの制御を行う変速機コントロールユニット（ＡＴコントロールユニット１０）と、を備える。
この自動変速機３の制御装置であって、コントロールバルブユニット６の油圧制御回路に、摩擦要素へ供給する油圧を個別に調圧するクラッチソレノイド２０を有する。
変速機コントロールユニット（ＡＴコントロールユニット１０）に、クラッチソレノイド２０のソレノイド故障を診断するソレノイド故障診断部１０ａと、ソレノイド故障モードを対策するフェールセーフ制御部１０ｂとを有する。
ソレノイド故障診断部１０ａは、クラッチソレノイド２０への指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値以下であると第１故障モードと診断し、実電流がクラッチ滑り閾値を超えていると第２故障モードと診断する。
フェールセーフ制御部１０ｂは、第１故障モードと診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを使用しない変速段へ移行し、第２故障モードと診断された場合に自動変速機への入力トルクを制限する。
このため、自動変速機３のクラッチソレノイド２０が故障した際、故障時の走行性能と故障影響が小さいときの違和感防止との両立を図ることができる。
即ち、クラッチソレノイド２０への実電流が故障により低下した際、将来的に故障時の走行性能悪化の懸念があることが予測されるクラッチ滑り閾値を、実電流の基準値として故障モードを分ける。そして、第１故障モードと診断された場合と第２故障モードと診断された場合とでフェールセーフ制御を異ならせる方策を採用している。

(2) ソレノイド故障診断部１０ａは、クラッチ滑り閾値を、入力トルクによってクラッチ滑りが発生しない安全率のクラッチ必要容量を計算し、計算したクラッチ必要容量をソレノイド電流値に換算した値に設定する。
このため、クラッチソレノイド２０の故障モードを、走行性能悪化に備える第１故障モードと、リンプホームによる走行性能の確保に備える第２故障モードとに切り分けることができる。
即ち、クラッチ滑り閾値が、入力トルクによってクラッチ滑りが発生しない安全率のクラッチ必要容量に相当する値とされる。

(3) ソレノイド故障診断部１０ａは、クラッチソレノイド２０への指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値以下の状態が第１所定時間継続すると第１故障モードと診断し、実電流がクラッチ滑り閾値を超えた状態が第２所定時間継続すると第２故障モードと診断する。
第１所定時間を、第２所定時間よりも短い時間に設定する。
このため、クラッチソレノイド２０の故障モードが走行性能悪化に備える第１故障モードである場合、故障モードが走行性能悪化することのない早期タイミングにてフェールセーフ制御を実行することができる。
即ち、第１故障モードと診断する継続時間を、第２故障モードと診断する継続時間よりも短く設定することで、異常クラッチソレノイドを用いない変速段へ移行するフェールセーフ制御への移行タイミングの早期化を図っている。

(4) フェールセーフ制御部１０ｂは、第１故障モードと診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを強制オフとし、
異常クラッチソレノイドを使用しない変速段の選択を許容する変速制限とする。
このため、クラッチソレノイド２０の故障モードが第１故障モードである場合、故障モードが走行性能悪化することを確実に抑えることができる。
即ち、第１故障モードと診断された場合、異常クラッチソレノイドを強制オフとし、異常クラッチソレノイドを使用しない変速段が選択される。また、実施例１のように、自動変速機３が多数の変速段を有する場合、第１故障モードと診断されても、異常クラッチソレノイドを使用しない変速段が複数残り、残った変速段での変速制御も可能である。

(5) フェールセーフ制御部１０ｂは、第２故障モードと診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを使用する変速段を含めて通常変速を許容し、
異常クラッチソレノイドへの実電流によって油圧締結される摩擦要素のクラッチ容量を演算し、演算されたクラッチ容量に応じて自動変速機３への入力トルクを、クラッチ滑りを抑える入力トルク値までに制限する。
このため、クラッチソレノイド２０の故障モードが第２故障モードである場合、故障モードが走行性能悪化することを確実に抑えることができる。
即ち、第２故障モードに移行した後、異常クラッチソレノイドからの油圧により締結される摩擦要素の滑りが、自動変速機３への入力トルクを適切に制限することで確実に抑えられる。そして、第２故障モードでリンプホームへ移行してもアクセル開度APOや車速VSPに応じた通常の変速制御が許容される。

以上、本発明の自動変速機の制御装置を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、ソレノイド故障診断部１０ａとして、実電流のクラッチ滑り閾値に基づいて第１故障モードと第２故障モードとに区分する例を示した。しかし、ソレノイド故障診断部としては、実電流のクラッチ滑り閾値とクラッチ誤解放閾値に基づいて第１故障モードと第２故障モードと第３故障モードとに区分する例としても良い。

実施例１では、自動変速機として、前進９速後退１速の自動変速機３の例を示した。しかし、自動変速機としては、前進９速後退１速以外の有段変速段を持つ自動変速機の例としても良い。また、実施例１では、エンジン車に搭載される自動変速機の制御装置の例を示したが、エンジン車に限らず、ハイブリッド車や電気自動車等の自動変速機の制御装置としても適用することが可能である。

Claims (5)

1. 複数の変速段を実現する自動変速機と、前記自動変速機のギヤトレーンに有する複数の摩擦要素への油圧を調圧するコントロールバルブユニットと、前記コントロールバルブユニットに有する各ソレノイドの制御を行う変速機コントロールユニットと、を備える自動変速機の制御装置であって、
   前記コントロールバルブユニットの油圧制御回路に、前記摩擦要素へ供給する油圧を個別に調圧するクラッチソレノイドを有し、
   前記変速機コントロールユニットに、前記クラッチソレノイドのソレノイド故障を診断するソレノイド故障診断部と、ソレノイド故障モードを対策するフェールセーフ制御部とを有し、
   前記ソレノイド故障診断部は、前記クラッチソレノイドへの指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流がクラッチ滑り閾値以下であると第１故障モードと診断し、実電流が前記クラッチ滑り閾値を超えていると第２故障モードと診断し、
   前記フェールセーフ制御部は、前記第１故障モードと診断された場合に故障診断された異常クラッチソレノイドを使用しない変速段へ移行し、前記第２故障モードと診断された場合に前記自動変速機への入力トルクを制限する、
   自動変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記ソレノイド故障診断部は、前記クラッチ滑り閾値を、入力トルクによってクラッチ滑りが発生しない安全率のクラッチ必要容量を計算し、計算した前記クラッチ必要容量をソレノイド電流値に換算した値に設定する、
   自動変速機の制御装置。
3. 請求項１又は２に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記ソレノイド故障診断部は、前記クラッチソレノイドへの指示電流から実電流を差し引いた電流差が所定電流以上であるとき、実電流が前記クラッチ滑り閾値以下の状態が第１所定時間継続すると前記第１故障モードと診断し、実電流が前記クラッチ滑り閾値を超えた状態が第２所定時間継続すると前記第２故障モードと診断し、
   前記第１所定時間を、前記第２所定時間よりも短い時間に設定する、
   自動変速機の制御装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記フェールセーフ制御部は、前記第１故障モードと診断された場合に故障診断された前記異常クラッチソレノイドを強制オフとし、
   前記異常クラッチソレノイドを使用しない変速段の選択を許容する変速制限とする、
   自動変速機の制御装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記フェールセーフ制御部は、前記第２故障モードと診断された場合に故障診断された前記異常クラッチソレノイドを使用する変速段を含めて通常変速を許容し、
   前記異常クラッチソレノイドへの実電流によって油圧締結される前記摩擦要素のクラッチ容量を演算し、演算されたクラッチ容量に応じて前記自動変速機への入力トルクを、クラッチ滑りを抑える入力トルク値までに制限する、
   自動変速機の制御装置。

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