JP6942268B2 - 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、エンジンにより駆動されるオイルポンプから吐出されるオイルの油圧を用いた油圧制御回路を構成するバルブの故障を検知する変速機が知られている（特許文献１参照）。
油圧制御回路は、第１オイルポンプから供給されたオイルを、冷却油路、潤滑油路及びクラッチ油路に供給する。油圧制御回路は、レギュレータバルブ、２つのソレノイドバルブ、２つのシフトバルブ及びリリーフバルブを備える。レギュレータバルブはソレノイドによって、第２シフトバルブとリリーフバルブはソレノイドによって、それぞれ状態が切替えられる。電気モータ、クラッチ油路及びオイルパンには、油温センサがそれぞれ設けられる。ＥＣＵは、これらのセンサの出力値に基づいて、バルブの故障を検知する。

上記従来の変速機は、故障を検知した場合、リンプホーム性を確保しながらトルクを制限することが考えられるが、潤滑ソレノイドが故障した場合、走行状態によってはすぐに影響が出ない。このため、故障を検知したのみで変速機入力トルク制限などを実施すると過度な制限となり、運転者を含む乗員に違和感を与える場合がある。一方、潤滑ソレノイドの故障を放置すれば、潤滑ソレノイドが失陥によってクラッチへの供給潤滑流量が低下した場合、クラッチ温度が上昇してしまい、クラッチの熱負荷が大きくなってしまう、という問題があった。

特開２０１４−７７４６１号公報

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、潤滑ソレノイドが故障した際、乗員に違和感を与えることなく、摩擦要素の熱負荷増大を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の自動変速機の制御装置は、その一態様として、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潤滑流量を、発熱を抑える適正な流量に調圧する潤滑ソレノイドを有する。
変速機コントロールユニットに、摩擦要素温度を発熱量と放熱量とから推定する摩擦要素温度推定部と、潤滑ソレノイドの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。
摩擦要素温度推定部は、潤滑ソレノイドが故障すると、連続変速プロテクションでの推定放熱量を潤滑ソレノイドの故障時放熱量に置き換え、置き換えた放熱量により摩擦要素温度を推定する。
フェールセーフ制御部は、潤滑ソレノイドの故障が判定され、且つ、摩擦要素温度推定部からの摩擦要素推定温度が所定温度以上になると、自動変速機による変速を制限する。

このように、潤滑ソレノイドが故障すると、高熱負荷変速パターンである連続変速プロテクションでの推定放熱量に基づいて摩擦要素温度を推定する。そして、摩擦要素の熱対策として、変速機入力トルクを制限する対策ではなく、変速を制限する対策を採用する。この結果、潤滑ソレノイドが故障した際、乗員に違和感を与えることなく、摩擦要素の熱負荷増大を抑制することができる。

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。 潤滑ソレノイドが正常であるときに潤滑弁圧指示を検索する潤滑圧設定マップの一例を示す三次元マップ図である。 潤滑ソレノイドが正常であるときにエンジン回転数（＝ＬＵ状態でのタービン回転数）に対するクーラー流量（潤滑流量）の調整範囲を示すクーラー流量特性図である。 実施例１のＡＴコントロールユニットのフェールセーフ制御部にて実行される潤滑ソレノイドが電気故障になったときの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。 潤滑ソレノイドが電気故障になったときの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」、「潤滑ソレノイド故障時の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、クラッチ温度推定部１０ａ（摩擦要素温度推定部）と、フェールセーフ制御部１０ｂとを有する。

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とを、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に対して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に対して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に対して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って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。

以下の説明で用いる「連続変速プロテクション」とは、同じ摩擦要素を締結／解放するアップシフトとダウンシフトが短い時間間隔にて連続的に繰り返される高熱負荷の変速パターンをいう。この連続変速プロテクションは、アップシフト線とダウンシフト線が隣接する運転点領域にてアクセル開度ＡＰＯや車速ＶＳＰが変動した場合、運転点（ＶＳＰ，ＡＰＯ）が２つのシフト線を繰り返して横切ることで生じる。

［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、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、コントロールバルブユニット６は、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及び電動オイルポンプ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）毎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個あるよう記載しているが、摩擦要素（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）毎に６個の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への切換圧と、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と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て、パークロックを行う。

ここで、潤滑ソレノイド２２について説明する。
潤滑ソレノイド２２は、摩擦要素へ供給する潤滑流量を、発熱を抑える適正な流量に調圧する機能を有する。そして、連続変速プロテクション以外のときに摩擦要素の発熱を抑える最低潤滑流量をメカ保証し、最低潤滑流量に上乗せされる潤滑流量分を調整するソレノイドである。

即ち、潤滑ソレノイド２２の制御は、ソレノイド正常時、例えば、図６に示す潤滑圧設定マップを用い、タービン回転数ＮｔとタービントルクＴｔにより潤滑弁圧指示を検索し、検索された潤滑弁圧指示することで行われる。図６に示す潤滑圧設定マップでは、潤滑ソレノイド２２への潤滑弁圧指示が、例えば、タービン回転数Ｎｔが大きいほど大きな値で、タービントルクＴｔが大きな値とされる。そして、図７に示すように、エンジン回転数Ｎｅ（＝ＬＵ状態でのタービン回転数Ｎｔ）が高くなるほど多くなるクーラー流量（潤滑流量）による最低潤滑流量がメカ保証される。この最低潤滑流量に上乗せされる潤滑流量分を、潤滑ソレノイド２２によるクーラー流量（潤滑流量）の調整範囲としている。

このように、コントロールバルブユニット６は、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とを備え、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。

ＡＴコントロールユニット１０には、図５に示すように、クラッチ温度（摩擦要素温度）を発熱量と放熱量から推定するクラッチ温度推定部１０ａと、潤滑ソレノイド２２の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。

クラッチ温度推定部１０ａは、潤滑ソレノイド２２に電気故障が発生すると、連続変速プロテクションでの推定放熱量を潤滑ソレノイド２２の故障時放熱量に置き換え、この置き換えた放熱量によりクラッチ推定温度を演算する。

ここで、連続変速プロテクションでの推定放熱量は、連続変速プロテクションでの最小放熱量とされ、最小放熱量と発熱量によってクラッチ温度が推定演算される。

フェールセーフ制御部１０ｂは、潤滑ソレノイド２２の電気故障が判定されると、クラッチ温度推定部１０ａからそのときのクラッチ推定温度（摩擦要素推定温度）を読み込み、クラッチ推定温度が変速制限閾値以上になると、自動変速機３による変速を制限する。

ここで、フェールセーフ制御部１０ｂでは、潤滑ソレノイド２２の電気故障（断線、天絡、地絡）が判定されると、潤滑流量を最低潤滑流量とする潤滑ソレノイド２２への指令が出される。「変速制限閾値」は、摩擦要素の締結による走行性能が保証される所定値、つまり、連続変速プロテクション以外の変速ではクラッチ焼け等が発生することがない値に設定される。自動変速機３による変速制限は、連続変速プロテクションによるアップシフトとダウンシフトを繰り返す変速を禁止し、連続変速プロテクション以外の変速を許容する制限とされる。

［潤滑ソレノイド故障時のフェールセーフ制御処理構成］
図８は、実施例１のＡＴコントロールユニット１０のフェールセーフ制御部１０ｂにて実行される潤滑ソレノイド故障時のフェールセーフ制御処理の流れを示す。以下、図８の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、スタートに続き、自己診断により潤滑ソレノイド２２に電気故障（断線、天絡、地絡）が発生したか否かを判断する。ＹＥＳ（潤滑ソレノイド電気故障発生有り）の場合はステップＳ２へ進み、ＮＯ（潤滑ソレノイド電気故障発生無し）の場合は、潤滑ソレノイド２２が正常なときの制御を継続しつつ、ステップＳ１の判断を繰り返す。

ステップＳ２では、ステップＳ１での潤滑ソレノイド故障発生有りとの判断に続き、潤滑ソレノイド２２が故障状態のままで所定時間を経過したか否かを判断する。ＹＥＳ（所定時間経過後）の場合はステップＳ３へ進み、ＮＯ（所定時間経過前）の場合はステップＳ１へ戻る。

ここで、「所定時間」は、潤滑ソレノイド２２が電気故障であることを確定させるために設定した故障状態の継続判定時間である。つまり、正常な潤滑ソレノイド２２が瞬間的に電気故障（断線、天絡、地絡）とみなされる状態になったとき、潤滑ソレノイド２２に電気故障発生有りと誤判断するのを排除するためである。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのＹＥＳであるとの判断、或いは、ステップＳ１０でのＡＴＣＵリセット無しとの判断に続き、潤滑ソレノイド２２に対して最低潤滑圧を得る潤滑指令を出力し、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３での最低潤滑圧を得る潤滑指令の出力に続き、潤滑ソレノイド２２が故障であることを報知し、ステップＳ５へ進む。なお、潤滑ソレノイド２２が故障であることの報知は、故障ランプの点滅表示やモニタ画面への故障表示、音声による故障アナウンス等によりなされる。

ステップＳ５では、ステップＳ４での潤滑ソレノイド２２の故障報知に続き、クラッチ温度推定部１０ａにより推定演算されているそのときのクラッチ推定温度を読み込み、ステップＳ６へ進む。

ここで、クラッチ温度推定部１０ａでは、潤滑ソレノイド２２に電気故障が発生すると、連続変速プロテクションでの最小放熱量を潤滑ソレノイド２２の故障時放熱量に置き換えられる。そして、故障発生タイミングからＡＴＣＵリセットまでの間、置き換えられた最小放熱量と発熱量によりクラッチ温度が推定演算される。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのクラッチ推定温度の読み込みに続き、クラッチ推定温度が変速制限閾値以上であるか否かを判断する。ＹＥＳ（クラッチ推定温度≧変速制限閾値）の場合はステップＳ９へ進み、ＮＯ（クラッチ推定温度＜変速制限閾値）の場合はステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、ステップＳ６における「クラッチ推定温度＜変速制限閾値」であるとの判断に続き、変速制限中であるか否かを判断する。ＹＥＳ（変速制限中）の場合はステップＳ８へ進み、ＮＯ（変速制限無し）の場合はステップＳ１０へ進む。

ステップＳ８では、ステップＳ７での変速制限中であるとの判断に続き、「クラッチ推定温度＜変速制限閾値」になったことに基づいて変速制限を解除し、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ９では、ステップＳ６での「クラッチ推定温度≧変速制限閾値」であるとの判断に続き、自動変速機３による変速を制限し、ステップＳ１０へ進む。

ここで、「自動変速機３による変速制限」は、連続変速プロテクションによるアップシフトとダウンシフトを繰り返す変速は禁止する。つまり、潤滑流量として最低潤滑流量が確保されていることを受け、連続変速プロテクション以外の変速は許容する制限とする。

ステップＳ１０では、ステップＳ９での変速制限、或いは、ステップＳ７での変速制限無しとの判断、或いは、ステップＳ８での変速制限解除に続き、ＡＴコントロールユニット１０がリセットされたか否かを判断する。ＹＥＳ（ＡＴＣＵリセット有り）の場合はエンドへ進み、ＮＯ（ＡＴＣＵリセット無し）の場合はステップＳ３へ戻る。

次に、実施例１の作用を、「背景技術」、「潤滑ソレノイド故障時のフェールセーフ制御作用」に分けて説明する。

［背景技術］
既存の変速機ユニットでは自然潤滑であったが、コントロールバルブユニットに潤滑ソレノイドにより潤滑流量を制御する機能が新規に追加された。そのため、潤滑ソレノイドの故障モードとそれぞれの影響を新規に検討する必要が生じた。

そこで、潤滑ソレノイドの故障モードを明確にして、それに応じた処置を織り込むことにした。以下、（１）自己診断ポリシー、（２）システム概要、（３）潤滑ソレノイドの故障要因／故障モード分析、（４）課題を明確化、について説明する。

（１）自己診断ポリシー
自己診断開発で考慮すべき５つの要求（安全確保、法規対応、誤検知防止、ＰＴ保護、リンプホーム性確保）を達成できるようにする。

（２）システム概要
潤滑ソレノイドが持っている機能は、潤滑調圧弁制御機能（供給潤滑流量を適正化する）と、ブースト切換弁制御機能（遠心キャンセル室への油量を増大し、変速ラグを短縮する）と、Ｐ−ｎＰ切換弁制御機能（パークフックのロック／解放を行う）との３つである。
潤滑ソレノイドの機能毎の油圧の領域は、潤滑ソレノイドの油圧が、低油圧領域を潤滑調圧弁制御機能領域に割り当て、中油圧領域をブースト切換弁制御機能領域に割り当て、高油圧領域をＰ−ｎＰ切換弁制御機能領域に割り当てている。
正常時の潤滑流量マップについては、ＰＴ保護のために潤滑を適切に設定したいが、一方で燃費要求から潤滑量を絞りたいという要求と、潤滑流量を確保することによってトルクコンバータ油温をメカ保証温度以下とする要求と、を満足する設定としている（図６参照）。

（３）潤滑ソレノイドの故障要因／故障モード分析
潤滑ソレノイドの故障要因と故障モードの分析を、機能毎に実施した。
（ａ）潤滑量が指示より低く、連続変速を繰り返す走行シーンでクラッチ滑りからクラッチ焼けによる走行不能が発生する。
（ｂ）連続変速や高負荷走行時に性能保証以上まで油温が上昇する。
（ｃ）上記（ａ），（ｂ）は、電気故障時に挙動が現れる前に検知でき、故障要因も特定できる。
（ｄ）一方、機能故障時に上記（ａ）は他の油圧系失陥（変速系ＳＯＬ、ライン圧ＳＯＬ）と挙動が同じであり、切り分けできないが、クラッチ滑り時点で処置を行えば、安全性、ＰＴ保護、リンプホーム性のマスト要求は達成できる。

（４）課題の明確化
自己診断要求を達成するための課題を以下にまとめる。
・潤滑ｍｉｎかつ連続で変速を繰り返す走行シーンでクラッチ焼けを防止する。
・リンプホーム性をできるだけ悪化させない（即クラッチ焼けとはならないため、その保護のために故障グレードを悪化させない）。

［潤滑ソレノイド故障時のフェールセーフ制御作用］
本発明は、上記（４）課題の明確化において抽出した課題に着目してなされたものである。この課題を解決する手段として、潤滑ソレノイド２２が故障すると、連続変速プロテクションでの推定放熱量を潤滑ソレノイド２２の故障時放熱量に置き換え、置き換えた放熱量によりクラッチ温度を推定するクラッチ温度推定部１０ａを設ける。潤滑ソレノイド２２の故障が判定され、且つ、クラッチ温度推定部１０ａからのクラッチ推定温度が所定温度以上になると、自動変速機３による変速を制限するフェールセーフ制御部１０ｂを採用した。

即ち、クラッチ温度推定部１０ａの放熱係数を、連続変速プロテクションの最低潤滑流量相当に切り替え、クラッチ推定温度に応じて変速を制限することにより、課題であるＰＴ保護とリンプホーム性を確保でき、自己診断ポリシーを満たすことができる。

主な変更点は、下記の通りである。
クラッチ温度推定部１０ａは、以下の３機能で構成されている。
（１）発熱量を演算する機能
（２）放熱量を演算する機能
（３）上記（１）（２）からクラッチ温度を推定する機能
よって、潤滑ソレノイド２２の故障を検知した際、クラッチ温度推定部１０ａの上記（２）の機能に「放熱量を最低潤滑流量相当に切り替える機能」を追加する。なお、最低潤滑流量であっても、連続変速時以外では、クラッチ焼けに対するメカ保証に必要な潤滑流量を確保することができる。

次に、潤滑ソレノイド故障時のフェールセーフ制御処理作用を、図８のフローチャートに基づいて説明する。

潤滑ソレノイド２２に電気故障が発生し、電気故障であると判定されると、図８のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６へと進む。Ｓ３では最低潤滑圧を得る潤滑指令が出力され、Ｓ４では潤滑ソレノイド故障が報知される。Ｓ５ではクラッチ温度推定部１０ａからそのときのクラッチ推定温度が読み込まれ、Ｓ６ではクラッチ推定温度が変速制限閾値以上であるか否かが判断される。

Ｓ６で「クラッチ推定温度＜変速制限閾値」であると判断されている間は、Ｓ６からＳ７へ進み、Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ１０へと進む流れが繰り返されて、潤滑ソレノイド２２が電気故障と判定されても、変速が制限されることが無い。

一方、クラッチ推定温度が上昇し、Ｓ６で「クラッチ推定温度≧変速制限閾値」であると判断されると、Ｓ６からＳ９→Ｓ１０へと進む。Ｓ９では、連続変速プロテクションによるアップシフトとダウンシフトを繰り返す変速を禁止し、連続変速プロテクション以外の変速を許容する変速制限が実行される。Ｓ１０ではＡＴＣＵリセットか否かが判断され、ＡＴＣＵリセットでない間は、Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ９→Ｓ１０へと進む流れが繰り返される。

変速制限が実行されている途中で変速制限によりクラッチ推定温度が低下し、Ｓ６で「クラッチ推定温度＜変速制限閾値」であると判断されると、Ｓ６からＳ７→Ｓ８→Ｓ１０へと進む。Ｓ８では、変速制限が解除される。変速制限が解除された後は、再び、Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ１０へと進む流れが繰り返されることになる。このフェールセーフ制御処理は、ＡＴＣＵをリセットするまで保持されて、ＡＴＣＵリセットになると、Ｓ１０からエンドへ進み、終了する。

次に、潤滑ソレノイド故障時のフェールセーフ制御作用を、図９のタイムチャートに基づいて説明する。

時刻ｔ１から時刻ｔ２の区間は、潤滑ソレノイド２２が正常な区間であり、タービントルクＴｔとタービン回転数Ｎｔに応じた供給潤滑流量が得られる正常時の潤滑制御が実行される。

時刻ｔ２にて潤滑ソレノイド２２に電気故障が発生すると、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、潤滑ソレノイド２２からの実圧や潤滑ソレノイド２２への実電流は、故障したなりの値になる。また、時刻ｔ２にて潤滑ソレノイド２２に電気故障が発生すると、故障発生タイミングからクラッチ温度推定部１０ａにおいて、連続変速プロテクションでの推定放熱量を潤滑ソレノイド２２の故障時放熱量に置き換え、置き換えた放熱量によりクラッチ温度を推定する演算が開始される。よって、時刻ｔ２からのクラッチ推定温度（処置後の実線特性）は、放熱量が抑えられる分、通常の破線特性よりも高くなる。

時刻ｔ２から所定時間を経過した時刻ｔ３になると、潤滑ソレノイド２２が電気故障であると判定され、時刻ｔ３からＡＴＣＵリセット時刻ｔ７までは、潤滑ソレノイド２２への指令電流が、最低潤滑流量とする値とされ、併せて、電気故障判定フラグが立てたままとされる。

フェールセーフ処置を開始する時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、クラッチ推定温度が変速制限閾値未満であるため、変速が制限されない。しかし、時刻ｔ４にてクラッチ推定温度が変速制限閾値以上になると、変速制限が開始される。変速制限が開始されると、上昇していたクラッチ推定温度が時刻ｔ５から下降に転じ、時刻ｔ６にてクラッチ推定温度が変速制限閾値未満になると、変速制限を終了する。時刻ｔ６からＡＴＣＵリセット時刻ｔ７までは、クラッチ推定温度が変速制限閾値未満であるため、変速が制限されない。

このように、潤滑ソレノイド２２の故障判定条件と、クラッチ推定温度が所定温度以上であるクラッチ推定温度条件とが共に成立する区間（時刻ｔ４〜時刻ｔ６）に限って、自動変速機３による変速が制限される。そして、変速制限は、連続変速プロテクションでのクラッチ焼けを防止するという課題を解決するため、連続変速プロテクションによるアップシフトとダウンシフトを繰り返す変速を禁止するものである。そして、リンプホーム性をできるだけ悪化させないという課題を解決するため、連続変速プロテクション以外の変速は許容される。

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潤滑流量を、発熱を抑える適正な流量に調圧する潤滑ソレノイド２２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、摩擦要素温度を発熱量と放熱量とから推定する摩擦要素温度推定部（クラッチ温度推定部１０ａ）と、潤滑ソレノイド２２の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。
摩擦要素温度推定部（クラッチ温度推定部１０ａ）は、潤滑ソレノイド２２が故障すると、連続変速プロテクションでの推定放熱量を潤滑ソレノイド２２の故障時放熱量に置き換え、置き換えた放熱量により摩擦要素温度（クラッチ温度）を推定する。
フェールセーフ制御部１０ｂは、潤滑ソレノイド２２の故障が判定され、且つ、摩擦要素温度推定部（クラッチ温度推定部１０ａ）からのクラッチ推定温度（摩擦要素推定温度）が所定温度以上になると、自動変速機３による変速を制限する。
このため、潤滑ソレノイド２２が故障した際、乗員に違和感を与えることなく、摩擦要素の熱負荷増大を抑制することができる。
即ち、潤滑ソレノイド２２が故障すると、連続変速時にクラッチ焼けが発生するのを防止するため、高熱負荷変速パターンである連続変速プロテクションでの推定放熱量に基づいて摩擦要素温度を推定する。そして、摩擦要素の熱対策として、変速機入力トルクを制限するエンジントルクダウンによる対策ではなく、乗員に違和感を与えない変速を制限する対策を採用する。

（２）摩擦要素温度推定部（クラッチ温度推定部１０ａ）は、連続変速プロテクションでの推定放熱量を、連続変速プロテクションでの最小放熱量とする。
このため、潤滑ソレノイド２２が故障した際、ソレノイド故障状態で連続変速が行われるときにクラッチ滑り等が発生するのを未然に防止することができる。
即ち、クラッチ推定温度を演算する際に用いる放熱量として連続変速プロテクションでの最小放熱量を用いることで、例えば、連続変速プロテクションでの平均放熱量を用いる場合に比べ、クラッチ推定温度の温度上昇勾配が高いものになる。このため、変速制限を開始するタイミングが早期になり、ソレノイド故障状態で連続変速が行われるときに変速制限の開始遅れが防止される。

（３）潤滑ソレノイド２２は、連続変速プロテクション以外のときに摩擦要素の発熱を抑える最低潤滑流量をメカ保証し、最低潤滑流量に上乗せされる潤滑流量分を調整するソレノイドである。
このため、潤滑ソレノイド２２が故障した際、連続変速プロテクション以外のときに摩擦要素の熱負荷増大を抑制することができる。
即ち、潤滑ソレノイド２２は、連続変速プロテクション以外のときに摩擦要素の発熱を抑える最低潤滑流量を保証する機能を有する。よって、連続変速プロテクション以外であれば最低潤滑流量によって摩擦要素の熱負荷増大が抑制される。

（４）フェールセーフ制御部１０ｂは、クラッチ推定温度（摩擦要素推定温度）の所定温度を、摩擦要素の締結による走行性能が保証される変速制限閾値に設定する。
このため、潤滑ソレノイド２２の電気故障した際、連続変速プロテクションであっても摩擦要素の焼き付きにより走行不能が発生するのを防止することができる。
即ち、変速制限閾値を、摩擦要素の締結による走行性能が保証される値とすることで、連続変速プロテクションであっても、クラッチ滑りからのクラッチ焼けによる走行不能が発生する前に変速制限を開始することができる。

（５）フェールセーフ制御部１０ｂは、クラッチ推定温度（摩擦要素推定温度）が変速制限閾値以上になると、連続変速プロテクションによるアップシフトとダウンシフトを繰り返す変速を禁止し、連続変速プロテクション以外の変速を許容する。
このため、潤滑ソレノイド２２の故障によって変速制限された際、パワートレーン保護とリンプホーム性確保を達成することができる。
即ち、連続変速プロテクションが禁止されると、連続変速プロテクション以外の変速に対しては最低潤滑流量によって発熱が抑えられ、パワートレーンが保護される。そして、連続変速プロテクション以外の変速が許容されることで、潤滑ソレノイド２２の故障後にディラーや自宅等まで走行する際、登り坂等でダウンシフトが要求されてもこれに応えることができ、リンプホーム性が確保される。

以上、本発明の自動変速機の制御装置を実施例１に基づいて説明してきた。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、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、クラッチ温度推定部１０ａ及びフェールセーフ制御部１０ｂとして、潤滑ソレノイド２２の電気故障を対象としてフェールセーフ制御を実行する例を示した。しかし、クラッチ温度推定部及びフェールセーフ制御部として、潤滑ソレノイドの機能故障を対象としてフェールセーフ制御を実行する例としても良い。潤滑ソレノイドの機能故障は、ギヤ比の乖離判定が行われると、コントロールバルブユニットに有する各ソレノイドの何れかが故障であると判定し、クラッチ温度推定部において、連続変速プロテクションでの推定放熱量を用いてクラッチ温度を推定する。その後、ライン圧ソレノイドやシフトソレノイドの作動を確認して、ライン圧ソレノイドやシフトソレノイドが正常に作動していることが判定されると、ギヤ比の乖離原因が潤滑ソレノイドにあるとして、潤滑ソレノイドが機能故障であると判定する。

実施例１では、フェールセーフ制御部１０ｂとして、連続変速プロテクションによるアップシフトとダウンシフトを繰り返す変速を禁止し、連続変速プロテクション以外の変速を許容するという、変速制限の一例を示した。しかし、フェールセーフ制御部としては、自動変速機の変速の全てを禁止し、変速段を固定する変速制限にしても良い。

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潤滑流量を、発熱を抑える適正な流量に調圧する潤滑ソレノイドを有し、
   前記変速機コントロールユニットに、摩擦要素温度を発熱量と放熱量とから推定する摩擦要素温度推定部と、前記潤滑ソレノイドの故障モードを対策するフェールセーフ制御部とを有し、
   前記摩擦要素温度推定部は、前記潤滑ソレノイドが故障すると、連続変速プロテクションでの推定放熱量を前記潤滑ソレノイドの故障時放熱量に置き換え、置き換えた放熱量により摩擦要素温度を推定し、
   前記フェールセーフ制御部は、前記潤滑ソレノイドの故障が判定され、且つ、前記摩擦要素温度推定部からの摩擦要素推定温度が所定温度以上になると、前記自動変速機による変速を制限する、
   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、
   前記摩擦要素温度推定部は、前記潤滑ソレノイドに電気故障が発生したときに、前記連続変速プロテクションでの推定放熱量を、前記連続変速プロテクションでの最小放熱量とする、
   自動変速機の制御装置。
   
3. 請求項２に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記潤滑ソレノイドは、前記連続変速プロテクション以外のときに前記摩擦要素の発熱を抑える最低潤滑流量をメカ保証し、前記最低潤滑流量に上乗せされる潤滑流量分を調整するソレノイドである、
   自動変速機の制御装置。
4. 請求項１〜３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、前記摩擦要素推定温度の所定温度を、前記摩擦要素の締結による走行性能が保証される変速制限閾値に設定する、
   自動変速機の制御装置。
5. 請求項４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、前記摩擦要素推定温度が前記変速制限閾値以上になると、前記連続変速プロテクションによるアップシフトとダウンシフトを繰り返す変速を禁止し、前記連続変速プロテクション以外の変速を許容する、
   自動変速機の制御装置。

Images