JP7115448B2 - 変速比制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に適用される変速比制御装置に関する。

特許文献１の車両の変速比制御装置は、内燃機関の触媒温度に応じて変速機構の変速比の切り替えを制限している。具体的には、この車両の変速比制御装置は、触媒温度が低いほど、変速機構の高ギア段側へのシフトアップを制限する。したがって、特許文献１の車両においては、触媒温度以外の他の条件が同じであっても、触媒温度が低いときに決定される変速比が、触媒温度が高いときに決定される変速比よりも低ギア段側になることがある。

特開２００７－３０９２６４号公報

特許文献１の変速比制御装置のように、内燃機関の状態を示す特定のパラメータに応じて、変速機構の変速比の制御態様を切り替える場合、上記特定のパラメータに応じて設計どおりに変速比の制御態様が切り替わっているのかどうかを確認したいことがある。しかしながら、特許文献１の変速比制御装置では、変速比の制御態様の切り替え検出について何ら着目していない。

上記課題を解決するための変速比制御装置は、内燃機関の状態に応じて変速機構に対する要求変速比を算出する変速比算出部と、前記要求変速比に基づいて、前記変速機構を動作させるための動作機構に制御信号を出力する変速比指令部と、前記変速機構の変速比の異常の有無を判定する異常判定部とを備えた変速比制御装置であって、前記変速比算出部は、内燃機関の状態を示す特定パラメータが第１条件を満たす場合に第１変速比マップを用いて前記要求変速比を算出し、前記特定パラメータが前記第１条件と同時に満たされることのない第２条件を満たす場合に前記第１変速比マップとは異なる第２変速比マップを用いて前記要求変速比を算出し、前記異常判定部は、前記特定パラメータが前記第１条件を満たしている場合に、前記第１条件を満たしている状況と前記特定パラメータを除く前記内燃機関の状態が同一で前記特定パラメータが前記第２条件を満たしていると仮定して、前記第２変速比マップを用いて仮想変速比を算出し、前記要求変速比、前記制御信号に対応する指令変速比、前記変速機構において実現されている実変速比のうちの少なくとも１つの変速比と前記仮想変速比との比較結果に基づいて、前記変速機構の変速比における異常の有無を判定する。

上記構成によれば、第１変速比マップを用いて要求変速比を算出するべき状況であっても、仮想的に第２変速比マップを用いて仮想変速比を算出し、この仮想変速比に基づいて変速比の異常を判定する。すなわち、変速比を算出する際に用いるべきマップが第１変速比マップから第２変速比マップへと切り替わった状況を仮想的に生成して、それぞれの変速比を比較する。そのため、第１変速比マップ及び第２変速比マップの切り替えが設計どおりに行われているのかを、変速比の異常として判定できる。

上記構成において、前記異常判定部は、前記要求変速比、前記指令変速比のうちの少なくとも１つの変速比と前記仮想変速比との比較結果に基づいて、前記変速機構の変速比における異常の有無を判定してもよい。

上記構成によれば、要求変速比や指令変速比の異常という変速比制御装置内部の電子的なエラーを変速比の異常として判定できる。このように電子的なエラーに起因する変速比の異常を検出することは、機械的な点検やメンテナンス等では発見が困難な異常を判定できるという点で好適である。

上記構成において、前記変速比算出部が算出した前記要求変速比をモニタリングするモニタ部を備え、前記モニタ部は、前記特定パラメータが第１条件を満たしている場合に、前記第１条件を満たしている状況と前記特定パラメータを除く前記内燃機関の状態が同一で前記特定パラメータが前記第２条件を満たしていると仮定して、前記第２変速比マップを用いて仮想変速比を算出し、前記特定パラメータが第１条件を満たしている場合に算出された前記要求変速比と前記仮想変速比とが予め定められた第１基準値以上異なる場合に、変速比の異常を判定するための前提条件が満たされたと判定し、前記異常判定部は、前記前提条件が満たされた場合に、前記仮想変速比を改めて算出し、前記要求変速比、前記指令変速比、前記実変速比のうちの少なくとも１つの変速比と改めて算出した前記仮想変速比との差が予め定められた第２基準値未満である場合に、前記変速機構の変速比に異常があると判定してもよい。

上記構成において、第１変速比マップを用いた場合と第２変速比マップを用いた場合とで算出される要求変速比に違いがない場合には、仮に第１変速比マップ及び第２変速比マップの切り替えに異常があっても、事実上の問題は生じにくい。一方、第１変速比マップを用いた場合と第２変速比マップを用いた場合とで、変速比に第１基準値以上の違いがある場合には、仮に第１変速比マップ及び第２変速比マップの切り替えに異常があると、算出されるべき要求変速比とは異なる変速比が算出されてしまう。

上記構成によれば、第１変速比マップを用いた場合と第２変速比マップを用いた場合とで算出される要求変速比に違いがあるという前提条件を満たしたときに、異常判定部が変速機構の変速比の異常の有無を判定する。したがって、事実上の問題が生じにくいときにまで一連の異常判定を行って、無用に処理負担を増加させることは抑制できる。

車両の概略構成図。 変速比制御のフローチャート。 前提条件判定制御のフローチャート。 変速比異常判定制御のフローチャート。

以下、本発明の実施形態を図１～図４にしたがって説明する。先ず、車両１００の概略構成について説明する。
図１に示すように、車両１００は、燃料が燃焼する燃焼室が区画された内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の燃焼室には、燃焼室に吸気を導入するための吸気通路１１が接続されている。吸気通路１１の途中には、当該吸気通路１１内を流通する吸気量ＧＡを検出するエアフロメータ７７が取り付けられている。また、内燃機関１０の燃焼室には、燃焼室からの排気を排出するための排気通路１６が接続されている。排気通路１６の途中には、排気を浄化するための触媒１７が配置されている。この触媒１７は、いわゆる三元触媒であり、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化する。

内燃機関１０のクランクシャフトには、トルクコンバータ３１の入力軸が接続されている。トルクコンバータ３１は、内部に図示しないロックアップクラッチを備えていて、ロックアップクラッチが係合した状態では、トルクコンバータ３１の入力側と出力側とが一体的に回転する。また、ロックアップクラッチが係合していない状態では、トルクコンバータ３１内の作動油を介して入力軸側から出力軸側へのトルク伝達を行う。すなわち、トルクコンバータ３１は、流体継手としての機能を有している。

トルクコンバータ３１の出力軸には、変速比を切り替えるための有段式の変速機構３６の入力軸が連結されている。変速機構３６は、複数の遊星歯車機構、係合状態及び解放状態を切り替え可能な摩擦係合要素であるクラッチ及びブレーキを複数備えている。変速機構３６は、摩擦係合要素のうちで係合状態にする要素と解放状態にする要素とを変更することにより変速段を変更する。そして、変速段が変更されることにより、変速機構３６の変速比が変更される。変速機構３６の出力軸には、ディファレンシャルギア４０を介して車両１００の左右の駆動輪４５に接続されている。

変速機構３６には、作動油が充填された油圧機構５０が取り付けられている。油圧機構５０は、変速機構３６に供給する作動油を制御することにより、変速機構３６の変速段を変更する。

変速機構３６には、変速機構３６の入力軸の回転速度である入力側回転速度Ｎ１を検出する入力側回転速センサ７４が取り付けられている。また、変速機構３６には、当該変速機構３６の出力軸の回転速度である出力側回転速度Ｎ２を検出する出力側回転速センサ７５が取り付けられている。

内燃機関１０には、当該内燃機関１０を冷却するための冷却水の水温ＴＷを検出する水温センサ７６が取り付けられている。上記の水温センサ７６は、内燃機関１０に区画されたウォータジャケットの下流端に取り付けられている。

車両１００には、運転者の操作により非走行位置や走行位置に切り替え操作されるシフトレバー６２が設けられている。ここで、非走行位置とは、車両１００が走行しない位置であり、例えばパーキング位置（Ｐ位置）やニュートラル位置（Ｎ位置）である。シフトレバー６２が非走行位置になっている場合には、変速機構３６において非走行用の変速段形成が行われる。また、走行位置とは、車両１００が走行する位置であり、例えば前進走行位置（Ｄ位置）や後進走行位置（Ｒ位置）である。シフトレバー６２が走行位置になっている場合には、変速機構３６において走行用の変速段形成が行われる。なお、本実施形態では、シフトレバー６２が前進走行位置になっている場合には、変速機構３６においては「１速」～「１０速」の１０個の変速段が成立可能である。シフトレバー６２の近傍には、当該シフトレバー６２の操作位置であるレバー位置ＬＰを検出するレバーポジションセンサ７２が取り付けられている。

車両１００には、当該車両１００の走行速度である車速ＳＰを検出する車速センサ７３が取り付けられている。また、車両１００には、運転者が操作するアクセルペダル６１の操作量であるアクセル操作量ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ７１が取り付けられている。

上記の各種センサからの信号は、車両１００に搭載されている制御装置８０に入力される。具体的には、制御装置８０には、アクセル操作量ＡＣＣを示す信号がアクセル開度センサ７１から入力される。また、制御装置８０には、レバー位置ＬＰを示す信号がレバーポジションセンサ７２から入力される。制御装置８０には、車速ＳＰを示す信号が車速センサ７３から入力される。また、制御装置８０には、水温ＴＷを示す信号が水温センサ７６から入力される。制御装置８０には、入力側回転速度Ｎ１を示す信号が入力側回転速センサ７４から入力される。また、制御装置８０には、出力側回転速度Ｎ２を示す信号が出力側回転速センサ７５から入力される。制御装置８０には、吸気量ＧＡを示す信号がエアフロメータ７７から入力される。

制御装置８０は、内燃機関１０の状態に応じて変速機構３６に対する要求値である要求変速段Ｘ１を算出する変速比算出部８１を備えている。変速比算出部８１は、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰに基づいて、変速機構３６の要求変速段Ｘ１を算出する。また、制御装置８０は、要求変速段Ｘ１に基づいて、変速機構３６を動作させるための油圧機構５０に制御信号Ｓを出力する変速比指令部８５を備えている。変速比指令部８５は、変速機構３６の変速段が要求変速段Ｘ１になるように変速機構３６を制御する。

制御装置８０は、変速比算出部８１が算出した要求変速段Ｘ１をモニタリングするモニタ部８２を備えている。モニタ部８２は、変速比算出部８１が算出した要求変速段Ｘ１に基づいて、触媒１７の温度に応じて、算出される変速段に違いが生じ得る状況であるか否かを判定する。また、制御装置８０は、変速機構３６における異常を判定する異常判定部８３を備えている。異常判定部８３は、変速比算出部８１が算出した変速段が、実際に変速機構３６において実現されているか否かを判定することにより、異常の有無を判定する。

制御装置８０の記憶部８４には、変速機構３６における変速段を決定するための変速比マップが予め記憶されている。変速比マップは、変速機構３６が設定すべき変速段を、車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣと対応付けて表したマップである。本実施形態の変速比マップでは、車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣを座標軸とする直交座標系において変速段が定められている。変速比マップには、変速段を切り替えるための変速線が、変速段の数に応じて複数設定されている。

記憶部８４に記憶されている変速比マップでは、同一のアクセル操作量ＡＣＣであれば、車速ＳＰが大きいほど高変速段が選択される。また、同一の車速ＳＰであれば、アクセル操作量ＡＣＣが大きいほど低変速段が選択される。

記憶部８４に記憶されている変速比マップには、エミッションを優先したエミッション優先マップと、ドライバビリティを優先したドラビリ優先マップとがある。ここで、一般的な特性として、比較的に低変速段側の変速段が利用されるときにはクランクシャフトの回転数が上昇して燃焼室内の燃焼温度が上昇する。燃焼室内の燃焼温度が上昇すると、それに伴う高温な排気が触媒１７に流入するようになる。このことから、比較的に低変速段側の変速段が利用されると、触媒１７の暖機が促進される。こうした点を鑑みて、エミッション優先マップでは、触媒１７の暖機促進を考慮した変速段が設定されている。具体的には、エミッション優先マップでは、ドラビリ優先マップに比べて、それぞれの変速線が高車速側に寄っていて、尚且つ、隣り合う変速線同士の距離が離れている。したがって、エミッション優先マップでは、ドラビリ優先マップよりも、変速段がアップシフトし難くなっている。

また、制御装置８０の記憶部８４には、エミッション優先マップ及びドラビリ優先マップのいずれとも異なる変速比マップとして退避走行マップが記憶されている。この退避走行マップでは、アクセル操作量ＡＣＣ、車速ＳＰに拘わらず、一定の変速段、例えば「５速」が選択されるようになっている。

制御装置８０の変速比算出部８１は、内燃機関１０の水温ＴＷと、内燃機関１０が始動してからの吸気量ＧＡの積算値とに基づいて触媒１７の温度である触媒温度ＴＣを算出する。吸気量ＧＡの積算値は、内燃機関１０が始動してから増加し続ける。したがって、変速比算出部８１は、概ね内燃機関１０の運転継続時間が長いほど、触媒温度ＴＣを大きく算出する。また、変速比算出部８１は、水温ＴＷが大きいほど、触媒温度ＴＣを大きく算出する。

制御装置８０の変速比算出部８１は、通常走行時には、変速機構３６の変速段を制御するための上記の複数の変速比マップのうち、エミッション優先マップ及びドラビリ優先マップのいずれかを選択するとともに、当該選択した変速比マップに基づいて要求変速段Ｘ１を算出する。ここで、制御装置８０の変速比算出部８１は、触媒温度ＴＣに応じて、選択する変速比マップを切り替える。このように、触媒温度ＴＣは、選択する変速比マップを切り替えるための切替パラメータとなっている。したがって、本実施形態では、触媒温度ＴＣが内燃機関１０の状態を示す特定パラメータである。

一方、制御装置８０の変速比算出部８１は、水温ＴＷが沸騰判定値Ｂ以上である場合には、上記の複数の変速比マップのうちの退避走行マップを選択するとともに、当該選択した変速比マップに基づいて要求変速段Ｘ１を算出する。ここで、制御装置８０の変速比算出部８１は、水温ＴＷが沸騰判定値Ｂ以上である場合には、触媒温度ＴＣに拘らず退避走行マップを選択する。

なお、上記の制御装置８０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成し得る。なお、制御装置８０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

次に、制御装置８０の変速比算出部８１及び変速比指令部８５が実行する変速比制御について説明する。
制御装置８０の変速比算出部８１は、シフトレバー６２が前進走行位置である場合であって、且つ車速ＳＰが０［ｋｍ／ｈｒ］よりも大きいことを条件に、すなわち車両１００が前進走行中であることを条件に変速比制御を行う。変速比算出部８１は、車両１００が前進走行を継続している場合には、変速比制御を所定の制御周期で繰り返し実行する。なお、変速比算出部８１は、変速比制御を前回実行したときに参照した各センサからの検出値を、次に変速比制御を実行するときまで記憶している。また、変速比算出部８１は、バックグラウウンドで触媒温度ＴＣを繰り返し算出している。

図２に示すように、変速比算出部８１は、一連の変速比制御を開始すると、ステップＳ１０の処理を実行する。ステップＳ１０において、変速比算出部８１は、水温ＴＷが予め定められた沸騰判定値Ｂ未満であるか否かを判定する。沸騰判定値Ｂは、例えば９５度に定められている。ステップＳ１０において、水温ＴＷが予め定められた沸騰判定値Ｂ以上であると判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、変速比算出部８１は、処理をステップＳ１４に進める。ステップＳ１４において、変速比算出部８１は、変速機構３６の変速段を制御するための変速比マップとして、退避走行マップを選択する。

一方、ステップＳ１０において、水温ＴＷが予め定められた沸騰判定値Ｂ未満であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、変速比算出部８１は、処理をステップＳ１１に進める。ステップＳ１１において、変速比算出部８１は、触媒温度ＴＣが低い状態、すなわち触媒冷間時であるか否かを判定する。具体例としては、変速比算出部８１は、触媒温度ＴＣが予め定められた暖機判定温度未満である場合に触媒冷間時であると判定し、触媒温度ＴＣが予め定められた暖機判定温度以上である場合に触媒温度ＴＣが高い状態、すなわち触媒温間時であると判定する。ここで、暖機判定温度としては、３００℃である。

ステップＳ１１において、触媒冷間時であると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、変速比算出部８１は、処理をステップＳ１２に進める。ステップＳ１２において、変速比算出部８１は、変速機構３６の変速段を制御するための変速比マップとして、エミッション優先マップを選択する。

一方、ステップＳ１１において、触媒温間時であると判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、変速比算出部８１は、処理をステップＳ１３に進める。ステップＳ１３において、変速比算出部８１は、変速機構３６の変速段を制御するための変速比マップとして、ドラビリ優先マップを選択する。

ステップＳ１２、ステップＳ１３、又はステップＳ１４の後、変速比算出部８１は、処理をステップＳ１５に進める。ステップＳ１５において、変速比算出部８１は、要求変速段Ｘ１を算出する。ステップＳ１５では、ステップＳ１２～ステップＳ１４のいずれかで選択された変速比マップを参照する。そして、その変速比マップにおいて現在の車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣに対応する変速段を、現時点の要求変速段Ｘ１として算出する。なお、上述のとおり、ステップＳ１４を経てステップＳ１５に至った場合、退避走行マップを参照して変速段を算出する。そのため、アクセル操作量ＡＣＣ、車速ＳＰ、及び触媒温度ＴＣに拘わらず、現時点の要求変速段Ｘ１として「５速」が算出される。その後、変速比算出部８１は、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６において、変速比指令部８５は、算出した要求変速段Ｘ１に応じて制御信号Ｓを生成し、その制御信号Ｓを油圧機構５０に対して出力する。その後、一連の変速比制御は終了し、再びステップＳ１０の処理が実行される。また、ステップＳ１６において出力された制御信号Ｓに応じて、油圧機構５０が変速機構３６に供給する作動油を制御する。その結果、変速機構３６において要求変速段Ｘ１に応じた変速段が実現される。

次に、制御装置８０のモニタ部８２が実行する前提条件判定制御について説明する。
モニタ部８２は、シフトレバー６２が前進走行位置である場合であって、且つ車速ＳＰが０［ｋｍ／ｈｒ］よりも大きいことを条件に、すなわち車両１００が前進走行中であることを条件に前提条件判定制御を行う。モニタ部８２は、制御装置８０への電力供給が開始されて動作し始めたときから制御装置８０への電力供給が途絶えて動作を終了するまでの１トリップ内で、前提条件判定制御を所定の制御周期で繰り返し行う。ただし、モニタ部８２は、１トリップ内で前提条件が成立したことを示す前提条件成立フラグがＯＮとなった場合には、次の１トリップが開始するまで前提条件判定制御を中止する。なお、制御装置８０が動作を開始した時点では、前提条件成立フラグがＯＦＦになっている。

図３に示すように、制御装置８０のモニタ部８２は、一連の前提条件判定制御を開始すると、ステップＳ３１の処理を実行する。ステップＳ３１において、モニタ部８２は、水温ＴＷが予め定められた沸騰判定値Ｂ未満であるか否かを判定する。なお、このステップＳ３１において参照される沸騰判定値Ｂは、上述した変速比制御におけるステップＳ１０の沸騰判定値Ｂと同じ値である。ステップＳ３１において、水温ＴＷが予め定められた沸騰判定値Ｂ以上であると判定した場合、すなわち、退避走行マップが選択される状況であると判定された場合（Ｓ３１：ＮＯ）、モニタ部８２は、処理をステップＳ４５に進める。一方、ステップＳ３１において、水温ＴＷが予め定められた沸騰判定値Ｂ未満であると判定した場合、すなわち、エミッション優先マップ又はドラビリ優先マップが選択される状況であると判定された場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、モニタ部８２は、処理をステップＳ３２に進める。

ステップＳ３２において、モニタ部８２は、現時点における要求変速段Ｘ１を取得する。具体的には、モニタ部８２は、変速比算出部８１が実行する変速比制御において算出された要求変速段Ｘ１のうちの最新の要求変速段Ｘ１を、現時点の要求変速段Ｘ１として読み込む。その後、モニタ部８２は、処理をステップＳ３３に進める。

ステップＳ３３において、モニタ部８２は、ステップＳ３２で取得した要求変速段Ｘ１を算出したときの内燃機関１０の各種センサの検出値を読み込む。そして、モニタ部８２は、触媒温度ＴＣを除く内燃機関１０の状態がステップＳ３２の実行時点と同一で、触媒温度ＴＣが上述した暖機判定温度よりも高い温度、例えば４００度であると仮定した場合の仮想要求変速段Ｘ２を算出する。したがって、ステップＳ３３において、モニタ部８２は、ステップＳ３２で取得した要求変速段Ｘ１を算出したときと触媒温度ＴＣを除く内燃機関１０の状態が同一で触媒温間時であると仮定した場合の要求変速段として、ドラビリ優先マップを用いて仮想要求変速段Ｘ２を算出する。その後、モニタ部８２は、処理をステップＳ３４に進める。

ステップＳ３４において、モニタ部８２は、ステップＳ３２で読み込んだ要求変速段Ｘ１と、ステップＳ３３で算出した仮想要求変速段Ｘ２とが異なるか否かを判定する。ステップＳ３４において、ステップＳ３２で読み込んだ要求変速段Ｘ１と、ステップＳ３３で算出した仮想要求変速段Ｘ２とが一致していると判定した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、モニタ部８２は、処理をステップＳ４５に進める。

一方、ステップＳ３４において、ステップＳ３２で読み込んだ要求変速段Ｘ１と、ステップＳ３３で算出した仮想要求変速段Ｘ２とが異なっていると判定した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、モニタ部８２は、処理をステップＳ４１に進める。

ステップＳ４１において、モニタ部８２は、計時時間Ｔが計時中であるか否かを判定する。ステップＳ４１において、計時時間Ｔが計時中であると判定した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、モニタ部８２は、処理をステップＳ４３に進める。一方、ステップＳ４１において、計時時間Ｔが計時中でないと判定した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、モニタ部８２は、処理をステップＳ４２に進める。

ステップＳ４２において、モニタ部８２は、ステップＳ３４が肯定判定されてからの経過時間を示す計時時間Ｔの計時を開始する。その後、モニタ部８２は、処理をステップＳ４３に進める。

ステップＳ４３において、モニタ部８２は、計時時間Ｔが予め定められた基準時間Ｔｘよりも大きいか否かを判定する。基準時間Ｔｘとしては、例えば数秒から数十秒である。ステップＳ４３において、計時時間Ｔが予め定められた基準時間Ｔｘ以下であると判定した場合（Ｓ４３：ＮＯ）、モニタ部８２は、今回の前提条件判定制御を終了する。一方、ステップＳ４３において、計時時間Ｔが予め定められた基準時間Ｔｘよりも大きいと判定した場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、モニタ部８２は、処理をステップＳ４４に進める。

ステップＳ４４において、モニタ部８２は、前提条件成立フラグをＯＮにする。なお、本実施形態では、ステップＳ４４において前提条件成立フラグをＯＮとすることが、内燃機関１０の状態を示す特定パラメータである触媒温度ＴＣに応じて変速比に違いがある状況下であると判定することに相当する。その後、モニタ部８２は、今回の前提条件判定制御を終了する。

また、上述したように、ステップＳ３１で否定判定された場合や、ステップＳ３４で否定判定された場合には、モニタ部８２は、処理をステップＳ４５に進める。ステップＳ４５において、モニタ部８２は、計時時間Ｔの計時を終了し、その計時時間Ｔをリセットする。なお、計時時間Ｔが計時中でない場合、その状態が維持される。その後、モニタ部８２は、今回の前提条件判定制御を終了する。

次に、制御装置８０の異常判定部８３が実行する変速比異常判定制御について説明する。
制御装置８０の異常判定部８３は、シフトレバー６２が前進走行位置である場合であって、且つ車速ＳＰが０［ｋｍ／ｈｒ］よりも大きいことを条件に、すなわち車両１００が前進走行中であることを条件に変速比異常判定制御を行う。異常判定部８３は、車両１００が前進走行を継続している場合には、変速比異常判定制御を所定の制御周期で繰り返し実行する。

図４に示すように、異常判定部８３は、変速比異常判定制御を開始すると、ステップＳ５１の処理を実行する。ステップＳ５１において、異常判定部８３は、上述した前提条件判定制御において判断される前提条件成立フラグがＯＮであるか否かを判定する。ステップＳ５１において、前提条件成立フラグがＯＦＦであると判定した場合（Ｓ５１：ＮＯ）、異常判定部８３は、今回の変速比異常判定制御を終了する。一方、ステップＳ５１において、前提条件成立フラグがＯＮであると判定した場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、異常判定部８３は、処理をステップＳ５２に進める。

ステップＳ５２において、異常判定部８３は、当該ステップＳ５２実行時点における制御信号Ｓを取得する。そして、取得した制御信号Ｓを指令変速段Ｙに変換する。すなわち、変速比制御のステップＳ１６において要求変速段Ｘ１に応じて制御信号Ｓを生成したのと逆の処理を行うことにより変速段を算出し、その変速段を指令変速段Ｙとする。その後、異常判定部８３は、処理をステップＳ５３に進める。

ステップＳ５３において、異常判定部８３は、入力側回転速度Ｎ１及び出力側回転速度Ｎ２に基づいて、変速機構３６の実際の変速段である実変速段Ｚを算出する。ここで、入力側回転速度Ｎ１と出力側回転速度Ｎ２との比が、変速機構３６における変速比である。そこで、異常判定部８３は、変速機構３６における複数の変速段のうち、入力側回転速度Ｎ１及び出力側回転速度Ｎ２の比に最も近い変速比を実現できる変速段を、実変速段Ｚとして算出する。その後、異常判定部８３は、ステップＳ５４に進める。

ステップＳ５４において、異常判定部８３は、ステップＳ５２で算出した指令変速段Ｙと、ステップＳ５３で算出した実変速段Ｚとが一致するか否かを判定する。ステップＳ５４において、指令変速段Ｙと実変速段Ｚとが異なると判定した場合（Ｓ５４：ＮＯ）、異常判定部８３は、処理をステップＳ８２に進める。一方、ステップＳ５４において、指令変速段Ｙと実変速段Ｚとが一致すると判定した場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）、異常判定部８３は、処理をステップＳ６１に進める。

ステップＳ６１において、異常判定部８３は、現時点における要求変速段Ｘ１を取得する。具体的には、異常判定部８３は、変速比算出部８１が実行する変速比制御において算出された要求変速段Ｘ１のうちの最新の要求変速段Ｘ１を、現時点の要求変速段Ｘ１として読み込む。その後、異常判定部８３は、処理をステップＳ６２に進める。

ステップＳ６２において、異常判定部８３は、ステップＳ５２で算出した指令変速段Ｙと、ステップＳ６１で取得した要求変速段Ｘ１とが一致するか否かを判定する。ステップＳ６２において、指令変速段Ｙと要求変速段Ｘ１とが異なると判定した場合（Ｓ６２：ＮＯ）、異常判定部８３は、処理をステップＳ８２に進める。一方、ステップＳ６２において、指令変速段Ｙと要求変速段Ｘ１とが一致していると判定した場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）、異常判定部８３は、処理をステップＳ７１に進める。

ステップＳ７１において、異常判定部８３は、ステップＳ５２で制御信号Ｓを取得したときの内燃機関１０の各種センサの検出値を読み込む。そして、異常判定部８３は、触媒温度ＴＣを除く内燃機関１０の状態が上記各種センサの検出値を読み込んだときと同一で、触媒温度ＴＣが上述した暖機判定温度よりも高い温度、例えば４００度であると仮定した場合の仮想要求変速段Ｘ３を算出する。したがって、ステップＳ７１において、異常判定部８３は、触媒温間時であると仮定した場合の要求変速段として、ドラビリ優先マップを用いて仮想要求変速段Ｘ３を算出する。すなわち、異常判定部８３は、モニタ部８２が算出した仮想要求変速段Ｘ２とは別に、触媒温間時の仮想要求変速段Ｘ３を改めて算出する。その後、異常判定部８３は、処理をステップＳ７２に進める。

ステップＳ７２において、異常判定部８３は、ステップＳ５２で算出した指令変速段Ｙと、ステップＳ７１で算出した仮想要求変速段Ｘ３とが異なるか否かを判定する。ステップＳ７２において、指令変速段Ｙと仮想要求変速段Ｘ３とが一致していると判定した場合（Ｓ７２：ＮＯ）、異常判定部８３は、処理をステップＳ８２に進める。一方、ステップＳ７２において、指令変速段Ｙと仮想要求変速段Ｘ３とが異なっていると判定した場合（Ｓ７２：ＹＥＳ）、異常判定部８３は、処理をステップＳ８１に進める。

ステップＳ８１において、異常判定部８３は、変速機構３６の変速比が正常であると判定する。また、異常判定部８３は、前提条件成立フラグをＯＦＦにする。その後、異常判定部８３は、今回の変速比異常判定制御を終了する。

また、上述したように、ステップＳ５４で否定判定された場合、ステップＳ６２で否定判定された場合、ステップＳ７２で否定判定された場合、異常判定部８３は、処理をステップＳ８２に進める。

ステップＳ８２において、異常判定部８３は、変速機構３６の変速比が異常であると判定する。また、異常判定部８３は、前提条件成立フラグをＯＦＦにする。その後、異常判定部８３は、今回の変速比異常判定制御を終了する。

本実施形態の作用について説明する。
触媒温度ＴＣは、内燃機関１０の水温ＴＷと、内燃機関１０が始動してからの吸気量ＧＡの積算値とに基づいて算出され、その触媒温度ＴＣが、例えば制御装置８０に内蔵されている揮発性のメモリに一時記憶される。そして、変速比算出部８１によって記憶されている触媒温度ＴＣが読み出され、その触媒温度ＴＣに応じて変速比マップが選択される。

上述のようにして算出された触媒温度ＴＣが暖機判定温度よりも高い場合、すなわち触媒温間時には、触媒温度ＴＣに応じてドラビリ優先マップが選択されて、そのドラビリ優先マップに従って要求変速段Ｘ１が算出される。そして、その要求変速段Ｘ１に応じて油圧機構５０及び変速機構３６が制御される。また、触媒温度ＴＣが暖機判定温度以下である場合、すなわち触媒冷間時には、触媒温度ＴＣに応じてエミッション優先マップが選択されて、そのエミッション優先マップに従って要求変速段Ｘ１が算出される。そして、その要求変速段Ｘ１に応じて油圧機構５０及び変速機構３６が制御される。

ここで、上述したように、エミッション優先マップでは、ドラビリ優先マップよりも、変速段がアップシフトし難くなっている。そのため、エミッション優先マップを用いて算出される要求変速段Ｘ１は、車速ＳＰ及びアクセル操作量ＡＣＣが同一であったとしても、ドラビリ優先マップを用いて算出される要求変速段Ｘ１よりも低ギア段側になることがある。具体例としては、ドラビリ優先マップを用いて算出される要求変速段Ｘ１として「４速」が算出されるときであっても、エミッション優先マップを用いて算出される要求変速段Ｘ１として「３速」が算出されることがある。このように触媒冷間時の要求変速段Ｘ１が、触媒温間時の要求変速段Ｘ１に比べて低ギア段側になりやすくすることで、触媒冷間時においてクランクシャフトの回転数が上昇しやすくなり、それに伴い燃焼室内の燃焼温度も上昇しやすくなる。その結果、高温な排気が触媒１７に流入しやすくなり、触媒１７の暖気が促進される。

本実施形態の効果について説明する。
（１）上記実施形態では、触媒冷間時にはエミッション優先マップを用いて要求変速段Ｘ１が算出されるはずである。しかしながら、例えば、電子的なエラーによって、触媒冷間時に誤ってドラビリ優先マップを用いて要求変速段Ｘ１を算出してしまう可能性も捨てきれない。仮に、このような事態が生じると、触媒冷間時において、ドラビリ優先マップを用いたときとは異なる要求変速段Ｘ１が算出されるべきところ、誤ってドラビリ優先マップを用いたときと同じ要求変速段Ｘ１が算出されてしまうことがある。

上記実施形態の変速比異常判定制御によれば、触媒冷間時、すなわちエミッション優先マップを用いて要求変速段Ｘ１を算出するべき状況においても、仮想的にドラビリ優先マップを用いて仮想要求変速段Ｘ３を算出する。すなわち、要求変速段Ｘ１を算出する際に用いるべき変速比マップがエミッション優先マップからドラビリ優先マップへと切り替わった状況を仮想的に生成する。そして、実際の要求変速段Ｘ１と仮想的な仮想要求変速段Ｘ３を比較して変速比の異常を判定する。そのため、正常であれば、実際の要求変速段Ｘ１と仮想的な仮想要求変速段Ｘ３とが異なっているところ、両者が一致していることに基づいて、変速比の異常を判定できる。

（２）上記実施形態において、変速機構３６の実変速段Ｚに異常が発生していることの原因として、変速比マップの切り替えに起因するもの以外にも、電子的なエラー等を原因とするものがあり得る。例えば、上記実施形態の変速比制御において、変速比算出部８１によって算出された要求変速段Ｘ１は、例えば制御装置８０に内蔵されている揮発性のメモリに一時記憶される。そして、変速比指令部８５によって記憶されていた要求変速段Ｘ１が読み出され、その要求変速段Ｘ１に基づく制御信号Ｓが変速比指令部８５から出力される。一連の変速比制御が正常に行われていれば、要求変速段Ｘ１及び制御信号Ｓを変換した指令変速段Ｙが一致するはずである。しかし、変速比算出部８１により算出された要求変速段Ｘ１を揮発性のメモリに書き込んだり読み出したりする際にエラーが生じることがある。また、揮発性のメモリに書き込まれている要求変速段Ｘ１が外的なノイズを受けて改変される可能性もある。このような制御装置８０における電子的なエラーが生じると、エラーが生じた後の要求変速段Ｘ１に基づいて制御信号Ｓが生成される。そのため、制御信号Ｓに対応する指令変速段Ｙや、制御信号Ｓに応じて制御される実変速段Ｚが、正しい要求変速段Ｘ１に一致しない。

上記実施形態によれば、一連の変速比制御における指令変速段Ｙと、仮想的に算出した触媒温間時の仮想要求変速段Ｘ３とを比較する。そして、指令変速段Ｙと仮想要求変速段Ｘ３とが異なっているべき状況で指令変速段Ｙと仮想要求変速段Ｘ３とが一致する場合には、制御装置８０における電子的なエラーを、変速比の異常として判定できる。このような制御装置８０における電子的なエラーに起因する変速比の異常は、油圧機構５０や変速機構３６についての機械的な点検やメンテナンス等では発見が困難であるため、上記のような判定によって電子的なエラーに起因する変速比の異常を判定することは好適である。

（３）上記実施形態の変速比制御において、内燃機関１０の状態によっては、エミッション優先マップとドラビリ優先マップとを切り替えたとしても、算出される要求変速段Ｘ１が一致することがある。このような場合には、触媒冷間時において誤ってドラビリ優先マップを用いて要求変速段Ｘ１が算出されたとしても、エミッション優先マップを用いて要求変速段Ｘ１を算出したときとで変速機構３６において実現される実変速段Ｚに違いはない。

そこで、上記実施形態の前提条件判定制御では、触媒冷間時に、触媒温度ＴＣが暖機判定温度以上の触媒温間時であると仮定して、仮想要求変速段Ｘ２を算出する。そして、要求変速段Ｘ１と仮想要求変速段Ｘ２とが異なっている状況を、触媒冷間時と触媒温間時とで実変速段Ｚに違いが生じ得る状況であると判定し、これを変速比異常判定制御を実行するための前提条件としている。そのため、変速比異常判定制御では、事実上の問題が生じないときに変速比の異常の有無が判定されることに伴って、無用な処理負担が増加することを抑制できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態の変速比異常判定制御において、比較する変速比の組み合わせを変更してもよい。具体例として、ステップＳ７２において、仮想要求変速段Ｘ３との比較対象は、指令変速段Ｙに代えて、又は加えて、要求変速段Ｘ１や実変速段Ｚであってもよい。そして、仮想要求変速段Ｘ３と、比較した変速段とが一致することを条件に変速機構３６の変速比が正常であると判定し、仮想要求変速段Ｘ３と、比較した変速段とが異なる場合に変速機構３６の変速比が異常であると判定すればよい。

このように、ステップＳ７２においては、要求変速段Ｘ１、指令変速段Ｙ、実変速段Ｚのうちの少なくとも１つの変速段と、仮想要求変速段Ｘ３とを比較して、変速比の正常・異常を判定すればよい。また、比較の組み合わせを複数組採用する場合、これら変速段の組み合わせのうち、いずれか１つでも異なっている場合に変速比に異常があると判定すればよい。

・また、上記実施形態の変速比異常判定制御において、少なくともステップＳ７２の判定処理を行うのであれば、ステップＳ５４及びステップＳ６２の判定処理を省略しても、変速機構３６の変速比の異常の有無を判定できる。

・上記実施形態の変速比異常判定制御において、単に変速比に異常があると判定するだけでなく、その種別まで判定してもよい。例えば、図４に示すステップＳ７２のように、指令変速段Ｙと仮想要求変速段Ｘ３とを比較する判定処理において、指令変速段Ｙと仮想要求変速段Ｘ３とが一致していると判定された場合には、電子的なエラーに基づく変速比の異常であると判定してもよい。このように、電子的なエラーに基づく変速比の異常として判定できれば、修理やメンテナンスの対象部品等を絞り込みやすい。

・上記実施形態において、触媒温度ＴＣの算出態様は変更できる。例えば、内燃機関１０を循環する循環油の温度、油圧機構５０に充填された作動油の温度等は、概ね触媒温度ＴＣと同じように変化する。そこで、内燃機関１０の水温ＴＷ、及び内燃機関１０が始動してからの吸気量ＧＡの積算値に代えて、又は加えて、内燃機関１０を循環する循環油の温度、油圧機構５０に充填された作動油の温度に基づいて、触媒温度ＴＣを算出してもよい。

・また、例えば、内燃機関１０の水温ＴＷ、内燃機関１０が始動してからの吸気量ＧＡの積算値、内燃機関１０を循環する循環油の温度、及び油圧機構５０に充填された作動油の温度のうちの１つの値に基づいて、触媒温度ＴＣを算出してもよい。

・上記実施形態において、特定パラメータは変更できる。例えば、触媒温度ＴＣに代えて、内燃機関１０の水温ＴＷ、内燃機関１０が始動してからの吸気量ＧＡの積算値、内燃機関１０を循環する循環油の温度、及び油圧機構５０に充填された作動油の温度等を、内燃機関１０の状態を示す特定パラメータとしてもよい。

・上記実施形態では、触媒温度ＴＣに応じて、エミッション優先マップ及びドラビリ優先マップのいずれかを選択して要求変速段Ｘ１を算出したが、要求変速段Ｘ１の算出態様は変更できる。例えば、触媒温度ＴＣに拘わらずエミッション優先マップ及びドラビリ優先マップの双方で変速段を算出し、算出された２つの変速段の中から触媒温度ＴＣに基づき調停して、２つの変速段のうちの１つの変速段を、要求変速段Ｘ１として選択するようにしてもよい。このような技術によれば、エミッション優先マップを用いて算出された変速段を読み出すべきところ、誤ってドラビリ優先マップを用いて算出された変速段を読み出してしまうといった電子的なエラーも生じ得る。上記実施形態の異常判定制御処理によれば、このような電子的なエラーも、変速機構３６の変速比の異常として判定できる。

・上記実施形態において、制御装置８０の変速比算出部８１は、触媒温度ＴＣに応じて、エミッション優先マップ及びドラビリ優先マップの２つの変速マップのうちの１つを選択したが、３つ以上の変速マップから、触媒温度ＴＣに応じて１つの変速マップを選択するようにしてもよい。

・上記実施形態において、エミッション優先マップ及びドラビリ優先マップのいずれとも異なる変速比マップとして、退避走行マップに加えて、又は代えて、他の変速マップを採用してもよい。また、この他の変速マップにおいて、触媒温度ＴＣに拘らずに要求変速段Ｘ１が算出されるのであれば、上記実施形態の退避走行マップが選択された場合と同様に、前提条件判定制御の一部や変速比異常判定制御が行われないようにすればよい。

・上記実施形態において、前提条件判定制御におけるステップＳ４３の基準時間Ｔｘは変更できる。具体的には、触媒１７の種類や大きさ、排気通路１６における触媒１７の配置等によって、触媒温度ＴＣの変化度合いが異なることがある。したがって、ステップＳ４３の基準時間Ｔｘは、触媒温度ＴＣに関する車両の構成に合わせて変更すればよい。

・上記実施形態において、前提条件判定制御におけるステップＳ４３の処理は省略してもよい。
・上記実施形態において、前提条件判定制御におけるステップＳ３１の処理は省略してもよい。具体的には、水温ＴＷが予め定められた沸騰判定値Ｂ以上となって退避走行マップが選択される可能性は低い。そのため、車両１００においては、エミッション優先マップ又はドラビリ優先マップが選択されている可能性が高い。そこで、この車両１００では、ステップＳ３１の処理を省略し、エミッション優先マップ又はドラビリ優先マップが選択されているものとして前提条件成立フラグをＯＮにしてもよい。

・上記実施形態において、前提条件判定制御を省略してもよい。例えば、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰを一定として、触媒冷間時に選択されるエミッション優先マップを用いて算出される要求変速段Ｘ１と、触媒温間時に選択されるドラビリ優先マップを用いて算出される要求変速段Ｘ１とを比べたときに、２つの変速段が略全ての領域で異なるのであれば、前提条件判定制御を省略しても影響は小さい。なお、この場合にはモニタ部８２を省略できる。

・また、前提条件判定制御を省略する場合には、エミッション優先マップを用いたときとドラビリ優先マップを用いたときとで算出される要求変速段Ｘ１に違いが生じるアクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰの領域を予め求めておき、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰがその領域内にあることを条件に、変速比異常判定制御を実行してもよい。

・上記実施形態において、変速機構の構成は変更できる。例えば、変速機構としては、有段式の変速機構３６に代えて、連続可変式の変速機構を採用してもよい。なお、このように連続可変式の変速機構を採用する場合においては、上記の技術における２つの変速段の比較構成を、２つの変速比の比較構成とするように変更すればよい。具体的には、上記実施形態の前提条件判定制御では、ステップＳ３４の判定処理において比較対象となった２つの変速段が異なっていれば、２つの変速比が第１基準値以上異なっているとみなしていた。そこで、連続可変式の変速機構の場合には、比較対象となった２つの変速比の一方の変速比と、２つの変速比の他方の変速比とが予め定められた第１基準値以上異なるときに両変速比が異なっていると判定すればよい。また、上記実施形態の変速比異常判定制御では、ステップＳ７２の判定処理において比較対象となった２つの変速段が一致していれば、２つの変速比の差が第２基準値未満になっているとみなしていた。そこで、連続可変式の変速機構の場合には、比較対象となった２つの変速比の差が予め定められた第２基準値未満であるときに両変速比が一致していると判定すればよい。なお、前提条件判定制御において変速比に違いが生じることを判定した後に、変速比異常判定制御において変速比の異常の有無を判定する構成では、前提条件判定制御における第１基準値と、変速比異常判定制御における第２基準値とが同じ値になっていることが好ましい。さらに、上記実施形態の変速比異常判定制御では、ステップＳ５４及びステップＳ６２の判定処理を、上記と同様に、２つの変速比の比較構成に変更すればよい。

ＡＣＣ…アクセル操作量、Ｂ…沸騰判定値、ＧＡ…吸気量、ＬＰ…レバー位置、Ｎ１…入力側回転速度、Ｎ２…出力側回転速度、Ｓ…制御信号、ＳＰ…車速、Ｔ…計時時間、ＴＣ…触媒温度、ＴＷ…水温、Ｔｘ…基準時間、Ｘ１…要求変速段、Ｘ２…仮想要求変速段、Ｘ３…仮想要求変速段、Ｙ…指令変速段、Ｚ…実変速段、１０…内燃機関、１１…吸気通路、１６…排気通路、１７…触媒、３１…トルクコンバータ、３６…変速機構、４０…ディファレンシャルギア、４５…駆動輪、５０…油圧機構、６１…アクセルペダル、６２…シフトレバー、７１…アクセル開度センサ、７２…レバーポジションセンサ、７３…車速センサ、７４…入力側回転速センサ、７５…出力側回転速センサ、７６…水温センサ、７７…エアフロメータ、８０…制御装置、８１…変速比算出部、８２…モニタ部、８３…異常判定部、８４…記憶部、８５…変速比指令部、１００…車両。

Claims (3)

1. 内燃機関の状態に応じて変速機構に対する要求変速比を算出する変速比算出部と、
   前記要求変速比に基づいて、前記変速機構を動作させるための動作機構に制御信号を出力する変速比指令部と、
   前記変速機構の変速比の異常の有無を判定する異常判定部と
   を備えた変速比制御装置であって、
   前記変速比算出部は、
   内燃機関の状態を示す特定パラメータが第１条件を満たす場合に第１変速比マップを用いて前記要求変速比を算出し、前記特定パラメータが前記第１条件と同時に満たされることのない第２条件を満たす場合に前記第１変速比マップとは異なる第２変速比マップを用いて前記要求変速比を算出し、
   前記異常判定部は、
   前記特定パラメータが前記第１条件を満たしている場合に、
   前記第１条件を満たしている状況と前記特定パラメータを除く前記内燃機関の状態が同一で前記特定パラメータが前記第２条件を満たしていると仮定して、前記第２変速比マップを用いて仮想変速比を算出し、
   前記要求変速比、前記制御信号に対応する指令変速比、前記変速機構において実現されている実変速比のうちの少なくとも１つの変速比と前記仮想変速比との比較結果に基づいて、前記変速機構の変速比における異常の有無を判定する
   変速比制御装置。
2. 前記異常判定部は、
   前記要求変速比、前記指令変速比のうちの少なくとも１つの変速比と前記仮想変速比との比較結果に基づいて、前記変速機構の変速比における異常の有無を判定する
   請求項１に記載の変速比制御装置。
3. 前記変速比算出部が算出した前記要求変速比をモニタリングするモニタ部を備え、
   前記モニタ部は、
   前記特定パラメータが第１条件を満たしている場合に、前記第１条件を満たしている状況と前記特定パラメータを除く前記内燃機関の状態が同一で前記特定パラメータが前記第２条件を満たしていると仮定して、前記第２変速比マップを用いて仮想変速比を算出し、前記特定パラメータが第１条件を満たしている場合に算出された前記要求変速比と前記仮想変速比とが予め定められた第１基準値以上異なる場合に、変速比の異常を判定するための前提条件が満たされたと判定し、
   前記異常判定部は、
   前記前提条件が満たされた場合に、前記仮想変速比を改めて算出し、
   前記要求変速比、前記指令変速比、前記実変速比のうちの少なくとも１つの変速比と改めて算出した前記仮想変速比との差が予め定められた第２基準値未満である場合に、前記変速機構の変速比に異常があると判定する
   請求項１又は請求項２に記載の変速比制御装置。

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