JPH05126246A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩擦係合装置のフェイル時にその耐久性を低
下させず走行を確保する。 【構成】 複数の摩擦係合装置の係合および解放の組合
わせに応じて複数の変速段に設定される自動変速機Ａの
変速制御装置であって、車速やエンジン負荷などの走行
状態に基づいて設定すべき変速段を判断する変速段判断
手段１と、この変速段判断手段１によって判断された設
定すべき変速段の設定の可否を判断するフェイル判断手
段２と、このフェイル判断手段２が前記設定すべき変速
段を設定できないことを判断した場合に設定可能な他の
変速段への変速を指令する変速指令手段３と、この変速
指令手段３が前記他の変速段への変速を指令した場合に
入力トルクを低減させる指令を出力する入力トルク低減
指令手段４とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用の自動変速機に
おいて変速を制御するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように従来一般の有段式の自動変
速機は、クラッチやブレーキあるいは一方向クラッチな
どの摩擦係合装置を適宜に係合および解放し、それらの
係合・解放の組合わせに応じてそれぞれ所定の変速段に
設定するよう構成されている。そしてそれらの摩擦係合
装置は、作用することが想定されているトルクより若干
大きい伝達トルク容量を有するよう構成することによ
り、装置の不必要な大型化を防ぎ、また油圧を過剰に高
くすることによる燃費の悪化などを防止している。

【０００３】しかるにいずれかの摩擦係合装置が、摩擦
材の劣化や油圧の低下などによって必要な伝達トルク容
量を持ち得なくなった場合、換言すればフェイルが生じ
た場合、その摩擦係合装置を係合させる変速段を設定で
きなくなる。一般に設定すべき変速段は、車速およびエ
ンジン負荷などの走行状態に基づいて判断しているか
ら、その判断された変速段が必要な伝達トルク容量を持
ち得なくなった摩擦係合装置を係合させる変速段であっ
た場合、その変速段を設定することができず、車両とし
ては走行し得なくなってしまう。そこで本出願人は、こ
のような不都合を未然に回避することのできる装置を既
に特願平２−４０５２１号によって提案した。

【０００４】この特願平２−４０５２１号の制御装置
は、摩擦係合装置を係合させ得ない状態すなわちフェイ
ル状態を判定し、その判定されたフェイル状態に基づい
て設定可能な変速段を選択して走行を確保するよう構成
した装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように自動変
速機での各変速段は車速やスロットル開度などの走行状
態に基づいて判断され、またその変速段を設定するため
の摩擦係合装置は、その走行状態に適した伝達トルク容
量を持つようにしている。しかるに上述した装置は、走
行状態から判断した変速段を設定し得ないことに伴っ
て、止むを得ず他の変速段に設定するものであるから、
設定された変速段は必ずしも走行状態に適したものとは
ならず、またその変速段を設定するために係合している
摩擦係合装置には想定していたトルク以上のトルクが負
荷されるおそれがある。したがって上記従来の装置で
は、いずれかの摩擦係合装置のフェイル時の走行を確保
するために他の変速段を設定した場合に、摩擦係合装置
に過大なトルクが作用して滑りが生じ、その結果、摩擦
係合装置の耐久性が低下するおそれがあった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、摩擦係合装置のフェイル時の走行を確保する
とともに摩擦係合装置の耐久性の低下を防止することの
できる変速制御装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、図１に示す構成としたことを特徴と
するものである。すなわち図１はこの発明を原理的に示
すブロック図であり、この発明の装置は、複数の摩擦係
合装置の係合および解放の組合わせに応じて複数の変速
段に設定される自動変速機Ａの変速制御装置であって、
車速やエンジン負荷などの走行状態に基づいて設定すべ
き変速段を判断する変速段判断手段１と、この変速段判
断手段１によって判断された設定すべき変速段の設定の
可否を判断するフェイル判断手段２と、このフェイル判
断手段２が前記設定すべき変速段を設定できないことを
判断した場合に設定可能な他の変速段への変速を指令す
る変速指令手段３と、この変速指令手段３が前記他の変
速段への変速を指令した場合に入力トルクを低減させる
指令を出力する入力トルク低減指令手段４とを具備して
いることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】この発明で対象とする自動変速機Ａは、複数の
摩擦係合装置を適宜に係合および解放させることによっ
て複数の変速段に設定することのできるものであって、
設定すべき変速段は、変速段判断手段１が車速やエンジ
ン負荷などの走行状態に基づいて判断する。一方、この
設定すべき変速段を設定し得るか否か、すなわちその変
速段の設定の可否をフェイル判断手段２が行い、前記設
定すべき変速段を設定できないことが判断された場合に
は、変速指令手段３は変速判断手段１で判断された変速
段とは異なる他の変速段を設定するよう変速指令を出力
する。またこれと併せて、入力トルク低減指令手段４が
自動変速機Ａへの入力トルクを低減させる指令を出力す
る。この入力トルクは、特に歯車変速装置への入力トル
クであり、したがってその入力トルクは、エンジンの出
力トルクを低減させることによって低減しても良く、あ
るいはトルクコンバータでのトルク増幅作用を減じるこ
とによって低減しても良い。

【０００９】

【実施例】つぎにこの発明の実施例について説明する
と、図２はこの発明の一実施例を示すブロック図であっ
て、ここに示す自動変速機Ａはロックアップクラッチ付
きトルクコンバータ１０および前進４段・後進１段の変
速段を設定することのできる歯車列１１を備えている。
この歯車列１１は第１および第２の遊星歯車機構１２，
１３と複数のクラッチおよびブレーキを有しており、そ
の第１遊星歯車機構１２のキャリヤ１４と第２遊星歯車
機構１３のリングギヤ１５とが連結され、また第１遊星
歯車機構１２のリングギヤ１６と第２遊星歯車機構１３
のキャリヤ１７とが連結されている。

【００１０】トルクコンバータ１０におけるタービンラ
ンナ１０ａに連結された入力軸１８が、これらの遊星歯
車機構１２，１３の中心軸線に沿って配置されており、
この入力軸１８と第１遊星歯車機構１２におけるサンギ
ヤ１９と間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また入力軸
１８と第２遊星歯車機構１３におけるキャリヤ１７との
間に第２クラッチＣ2 が設けられている。さらに入力軸
１８と第２遊星歯車機構１３のサンギヤ２０との間に第
３クラッチＣ3 が設けられている。また一方、第２遊星
歯車機構１３におけるキャリヤ１７とサンギヤ２０との
間に互いに直列に配列された第４クラッチＣ4 および第
１一方向クラッチＦ1 が設けられている。この第１一方
向クラッチＦ1 は、第４クラッチＣ4 のクラッチドラム
の回転方向すなわち第４クラッチＣ4 が係合している状
態でのサンギヤ２０の回転方向が、キャリヤ１７に対し
て正回転方向（入力軸１８の回転方向と同一の回転方
向）である場合に係合するようになっている。この第４
クラッチＣ4 のクラッチドラムとケーシング２１との間
には、そのクラッチドラムが逆回転（入力軸１８とは反
対方向の回転）しようとする際に係合する第２一方向ク
ラッチＦ2 が設けられている。

【００１１】そしてブレーキ手段として、第４クラッチ
Ｃ4 のクラッチドラムの外周にバンドブレーキである第
１ブレーキＢ1 が設けられ、また互いに連結された第１
遊星歯車機構１２のリングギヤ１６および第２遊星歯車
機構１３のキャリヤ１７の回転を止める第２ブレーキＢ
2 が設けられている。したがって第１ブレーキＢ1 は、
第４クラッチＣ4 あるいは第１一方向クラッチＦ1 を介
して、第２遊星歯車機構１３におけるキャリヤ１７の回
転とサンギヤ２０の回転とを選択的に止めるようになっ
ている。

【００１２】上記のクラッチＣ1 ，〜Ｃ4 およびブレー
キＢ1 ，Ｂ2 は油圧制御装置２２で制御される油圧によ
って係合および解放されるようになっており、またこの
油圧制御装置２２は電子制御装置（ＥＣＵ）２３によっ
て制御するようになっている。この電子制御装置２３は
中央演算処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯ
Ｍ）、入出力インターフェースを主体とするものであっ
て、予め定めたプログラムに従って油圧制御装置２２に
指令信号を出力して変速やロックアップクラッチ（図示
せず）の係合・解放の制御を行い、さらに入力される信
号に基づいて摩擦係合装置のフェイルを検出し、摩擦係
合装置のフェイルが検出された場合にはその摩擦係合装
置を係合させない変速段もしくはその摩擦係合装置にか
かるトルクが小さくなる変速段を選択し、そしてまた入
力トルクを低減させる指令信号を出力するようになって
いる。そしてこの電子制御装置２３には、車速Ｖ、スロ
ットル開度θ、エンジン水温などのその他の信号に加え
て、タービン回転数センサー２４および出力軸回転数セ
ンサー２５からの出力信号が入力されている。

【００１３】図２に示す歯車列においては、各クラッチ
Ｃ1 ，〜Ｃ4 およびブレーキＢ1 ，Ｂ2 を図３の作動表
に示すように係合させることにより前進第１速ないし第
４速および後進段を設定することができる。なお、図３
の作動表で○印は係合状態を示し、空欄は解放状態を示
し、さらに◎印はエンジンブレーキ時に係合させること
を示す。

【００１４】つぎに上述した装置の作用を、第１クラッ
チＣ1 の伝達トルク容量が不足するフェイルが生じた場
合を例に採って説明する。図４は第１クラッチＣ１のフ
ェイルの判断およびそれに伴う変速制御のルーチンを示
すフローチャートであって、先ずステップ１では設定さ
れている走行レンジがＤ（ドライブ）レンジであるか否
かを判断し、その判断結果が“ノー“であれば制御プロ
セスはリターンし、また“イエス”であればステップ２
に進んで、現在の変速段が第１速もしくは第２速である
か否かを判断する。すなわち入力トルクを第１クラッチ
Ｃ1 のみによって伝達する変速段であるか否かを判断
し、その判断結果が“ノー”であれば、制御プロセスは
リターンし、また“イエス”であればステップ３に進ん
でパワーオン状態であるか否かを判断する。

【００１５】このステップ３の判断過程は、第１クラッ
チＣ1 にかかるトルクが大きくなる状態か否かを判断す
るプロセスであって、その判断結果が“ノー”であれば
制御プロセスはリターンし、また“イエス”であればス
テップ４に進んで実際に達成されている変速比が第２速
の変速比から大きくずれているか否かを判断する。これ
は具体的には、タービン回転数Ｎt と出力回転数Ｎo と
の比（Ｎt ／Ｎo ）として実際に達成されている変速比
を求めるとともにその算出した値と第２速の変速比ρ2
との差（Ｎt ／Ｎo −ρ2 ）の絶対値が予め定めた値γ
2 より大きいか否かを判断する。その判断結果が“ノ
ー”であれば、実際に達成されている変速比が第２速の
変速比から大きく外れていないことになるので、第１ク
ラッチＣ1が所期の伝達トルク容量を有していることに
なり、したがって制御プロセスはリターンする。また判
断結果が“イエス”であれば、第１クラッチＣ1 に異常
があることにより実際に達成されている変速比が第２速
の変速比から大きく外れていると判断されるので、ステ
ップ５に進んで実際に達成されている変速比が第１速の
変速比から大きくずれているか否かを判断する。

【００１６】これは具体的には、ステップ４での判断と
同様に、タービン回転数Ｎt と出力回転数Ｎo との比
（Ｎt ／Ｎo ）として実際に達成されている変速比を求
めるとともにその算出した値と第１速の変速比ρ1 との
差（Ｎt ／Ｎo −ρ1 ）の絶対値が予め定めた値γ1 よ
り大きいか否かを判断する。その判断結果が“ノー”で
あれば、実際に達成されている変速比が第１速の変速比
から大きく外れていないことになるので、第１クラッチ
Ｃ1 が所期の伝達トルク容量を有していることになり、
したがって制御プロセスはリターンする。また判断結果
が“イエス”であれば、第１クラッチＣ1 に異常がある
ことにより実際に達成されている変速比が第１速の変速
比から大きく外れていると判断されるので、その場合は
ステップ６に進み、第１速あるいは第２速に替えて第３
速を設定する変速信号を出力する。またステップ７で入
力トルクを低減させる指令信号を出力する。

【００１７】したがって第１クラッチＣ1 に異常がある
と判断された場合には、第１クラッチＣ1 のみによって
入力トルクを伝達する第１速もしくは第２速に替えて、
第１クラッチＣ1 と第２クラッチＣ2 とを係合させる第
３速が設定され、また同時に入力トルクが低減される。
その結果、これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 にかかるトルク
が小さくなるので、たとえ第１クラッチＣ1 の伝達トル
ク容量が小さくなっていても過剰な滑りを生じることな
く第３速を設定することができ、クラッチの耐久性を低
下させることなく走行を確保できる。

【００１８】なお、入力トルクを低減させる手段として
は、具体的には、エンジンの点火時期を遅らせる手段、
燃料噴射量を少なくする手段、トルクコンバータでのト
ルク増幅作用を減じる手段などを採用することができ
る。

【００１９】また上記の実施例では、第１クラッチＣ1
のフェイルを検出して第３速を設定する場合を例に採っ
て説明したが、この発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、第２クラッチＣ2 のフェイルを上記の実施
例におけると同様にして検出し、その検出結果に基づい
て第４速もしくは第３速に替えて第２速を設定し、同時
に入力トルクを低減することとしてもよい。さらに入力
クラッチ以外の摩擦係合装置のフェイルを検出してその
摩擦係合装置を係合する変速段に替えて他の変速段を設
定し、同時に入力トルクを低減することとしてもよい。

【００２０】そしてまたこの発明の変速制御装置は、上
記の実施例に限定されないのであって、図２に示す歯車
列以外の歯車列を備えた自動変速機を対象とする変速制
御装置にも適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の変速制御装置によれば、摩擦係合装置にフェイルがあ
る場合には、走行状態から判断される変速段に替えて、
その摩擦係合装置にかかるトルクが零もしくは小さくな
る他の変速段を設定し、同時に入力トルクを低下させる
ので、走行を確保することができるうえに、摩擦係合装
置にかかるトルクを小さくしてその過剰な滑りを防止
し、摩擦係合装置の耐久性の低下を未然に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の変速制御装置を原理的に示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の一実施例を模式的に示すブロック図
である。

【図３】図２の示す自動変速機の作動表である。

【図４】第１クラッチにフェイルが生じた場合の制御ル
ーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 変速判断手段 ２ フェイル判断手段 ３ 変速指令手段 ４ 入力トルク低減手段 Ａ 自動変速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 隆史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の摩擦係合装置の係合および解放の
   組合わせに応じて複数の変速段に設定される自動変速機
   の変速制御装置において、 車速やエンジン負荷などの走行状態に基づいて設定すべ
   き変速段を判断する変速段判断手段と、この変速段判断
   手段によって判断された設定すべき変速段の設定の可否
   を判断するフェイル判断手段と、このフェイル判断手段
   が前記設定すべき変速段を設定できないことを判断した
   場合に設定可能な他の変速段への変速を指令する変速指
   令手段と、この変速指令手段が前記他の変速段への変速
   を指令した場合に入力トルクを低減させる指令を出力す
   る入力トルク低減指令手段とを具備していることを特徴
   とする自動変速機の変速制御装置。