JP2009041602A - 自動変速機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
自動ＭＴシステムにおいて、構成部品毎の故障検出と故障した構成部品毎のフェールセーフ制御を実行したとき、故障部位特定の誤判定等により故障部位の拡大が懸念される。また、構成部品毎のフェールセーフ制御を備えることは、制御仕様の複雑化，開発工数の増大を招く。
【解決手段】
構成部品の故障状態を判定するｎ個の故障判定手段と、故障部位から想定される周辺・関連部位の故障発生であっても、暴走・エンスト・急減速が発生せず、また２重故障へ起因しない運転状態を確保することが可能な予め統合化，グループ化されたｎ個の故障判定手段よりも少ないｍ個のフェールセーフモード実行手段を備え、故障発生が検出・判定されたときに、ｍ個のフェールセーフモードのうち、故障部位に対応するフェールセーフモードを選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車における自動変速機制御システムの構成デバイスの故障時に発動するフェールセーフ制御方法及びその制御装置に関する。

手動変速機の自動車はトルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費がすぐれており、最近では、手動変速機の機構を用いてクラッチとギアチェンジを自動化したシステムである自動ＭＴ（自動化マニュアルトランスミッション）が開発されている。従来型の手動変速機と同様にエンジンと変速機との間に駆動力を断・接可能な摩擦クラッチを１つ有する初期の自動ＭＴ（自動化マニュアルトランスミッション）では、アップシフト，ダウンシフトといった変速段切替の際に、上記摩擦クラッチの解放・締結操作を伴うため、加速度変動が発生し、乗員に違和感を与えることがある。そこで、従来の自動ＭＴ（自動化マニュアルトランスミッション）に対して、変速中のトルク伝達を行うための第２の摩擦式クラッチ（アシストクラッチ）を、変速機の入力軸と出力軸との間に設けた自動変速機が提案されている（特許文献１参照）。このアシストクラッチを設けた自動ＭＴ（自動化マニュアルトランスミッション）における変速時の制御では、変速開始時に噛合い式クラッチが締結されている状態からアシストクラッチを押し付けることでアシストクラッチが滑りながらトルク伝達を行い、所定のトルク伝達が実現した状態で、噛合い式クラッチを解放する。このように、変速動作の開始において噛合い式クラッチからアシストクラッチに変更することで変速中のトルク伝達を実現している。

また、エンジンからの駆動力伝達軸に対し、複数の入力軸を持つとともに摩擦式クラッチを有し、各軸に設けた噛合い式クラッチにより締結された変速ギア段によりトルク伝達を行う所謂ツインクラッチ自動ＭＴが近年実用化され始めている。

このツインクラッチ自動ＭＴでは、例えば各軸に奇数ギア段，偶数ギア段が割付けられており、所定ギア段にて走行中は所定ギア段に該当する軸の摩擦式クラッチ及び噛合い式クラッチが締結することでトルク伝達を行う。所定ギア段に該当しない軸は摩擦式クラッチが解放状態であり他方の軸にてトルク伝達している状態においても拘束されることなく噛合い式クラッチの操作（選択ギア段の切替）を行うことができる。よって変速開始前に予め予測されるギア段を選択しておくことが可能となり、変速中は噛合い式クラッチは締結させたまま、所望のタイミングにより、これまで締結していた摩擦式クラッチを解放するとともに、解放状態にあった摩擦式クラッチを締結させて伝達トルクの架け替えを行うことにより、トルク伝達を行いながら変速（ギア段切替）を実現するものである。

特開２０００−６５１９９号公報

これらの自動ＭＴシステムは、従来運転者が行っていた変速・発進時の変速機操作（クラッチ解放・締結，ギアシフトレバー切替等）を自動化し、更に運転フィーリングを向上させるため、複数のセンサ，アクチュエータ，メカリンク機構等が追加となり、従来手動変速機に比べ、部品点数は必然的に増えてしまう。部品点数が増加することで、安全性の面では、構成部品の故障発生確率が増加するため、個々のセンサ・アクチュエータ，メカ機構といった構成部品に対し、それぞれに故障検出手段（診断制御）及び故障発生時のフェールセーフ制御を個々に備える必要がある。

センサ，アクチュエータ，メカ機構といった構成部品点数の増加に伴い、故障発生確率及び故障モード（故障部位）が増大するため、個々の構成部品・故障モードに対して故障検出手段が必要となってくる。例えばセンサの場合、センサからの入力電圧値が所定電圧範囲外の状態が継続すれば、センサ故障及びセンサハーネス系の断線・ショート故障と判定することができる。また、アクチュエータにおいては指令要求に対する実動作状態をセンサ値等で間接的に検出し、期待値と実値を比較することにより機能故障を判定することができる。

このように部品点数増加に伴い故障モードが増加するため、個々のセンサ，アクチュエータ，メカ機構に対して故障検出手段を備える必要があり、更には故障検出（発生）時における車両挙動，運転性を確保するため、一般的には各故障部位に対応したフェールセーフ制御・動作を備える。例えば、故障部位が特定ギア段のシンクロ締結ができない故障状態であれば、そのギア段以外のギア段を用いて、変速・発進を行うことが考えられるように、故障部位以外の正常なセンサ・アクチュエータ，メカ機構で出来る限りの運転性を維持することが可能である。しかし、故障部位と同数のフェールセーフ制御が必要となるため、変速機制御を構築する面からみれば、制御仕様の複雑化，開発・確認工数の増大に起因するため望ましくない。

また、特定ギア段のシンクロ締結ができない状態を故障と判定した場合、真に特定ギア段のシンクロメッシュ機能が磨耗・故障している状態とは限定できない場合も考えられる。例えば上述のツインクラッチ自動ＭＴにおいては、シンクロ締結できない軸に備えられたエンジン出力軸と変速機入力軸間の摩擦クラッチが締結状態で故障しており、エンジン駆動力が入力軸に付加されているため、シンクロメッシュ機能による回転数同期ができない状況にある可能性も考えられる。この場合、クラッチの故障検出手段により正常状態であることが確定できる状態にあれば、真にシンクロ機能故障等の故障部位限定が可能となるが、限られたセンサ検出値、及び車両運転状況下においては、各部品が正常である事が同一タイミング・運転状態では判断できず、故障部位の特定には至らないことが考えられる。クラッチが故障しているためにギア締結ができない状態にも関わらず、特定ギア段のシンクロ故障として、上述のような特定ギア段以外のギア段で走行維持とするフェールセーフ制御を実行すると、故障判定したギア段と同一軸に存在するギア段を選択・締結操作を行った際に、クラッチ締結状態にあるためエンスト・急減速が発生してしまう可能性がある。また、故障部位の誤判定状態にも関わらず、上記のフェールセーフ制御を継続することで、その他部位・部品の故障いわゆる２重故障を引き起こすことが懸念される。

本発明の目的は、構成部品点数の増加に伴い、故障部位の特定が困難または誤判定が懸念されることに鑑みてなされ、故障検出（発生）時にエンスト・急減速・暴走の発生を回避し、また２重故障といった故障部位の拡大を抑制する自動変速機のフェールセーフ制御方法を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明の自動変速機のフェールセーフ制御方法は、変速機に入力される各センサ検出値，運転状態情報から構成部品の故障状態を判定するｎ個の故障判定手段，故障部位から想定される周辺・関連部位の故障発生であっても、暴走・エンスト・急減速が発生せず、また２重故障へ起因しない運転状態を確保することが可能な予め統合化，グループ化された前記ｎ個の故障判定手段よりも少ないｍ個のフェールセーフモード実行手段を備え、前記故障判定手段により故障発生が検出・判定されたときに、故障部位毎に予め設定されたｍ個のフェールセーフモードのうち、故障判定された故障部位に対応するフェールセーフモードを選択するフェールセーフ選択手段を有し、選択されたフェールセーフモードに応じて、クラッチ・シフト・潤滑動作を実現する各アクチュエータを駆動する。

特定した故障部位によらず、その故障部位周辺・関連の部位故障から想定される車両への影響度合いから予め統合化・グループ化されたフェールセーフモードを実行することにより、フェールセーフモード実行中における暴走・エンスト・急減速を回避し、また２重故障等の故障部位拡大を抑制することが可能となる。さらには、ｎ個の故障判定手段毎の異なるフェールセーフ制御を備える場合に比べ、制御仕様の簡略化，開発・動作確認工数の低減が実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に係る自動変速機のフェールセーフ制御置の一実施の形態を示す。パワートレーン制御ユニット１００内には、変速機に入力される各センサ検出値，運転状態情報から構成部品の故障状態を判定する１〜ｎ個の故障判定手段（ａ１〜ａ３），故障部位から想定される周辺・関連部位の故障発生であっても、暴走・エンスト・急減速が発生せず、また２重故障へ起因しない運転状態を確保することが可能な予め統合化，グループ化された前記ｎ個の故障判定手段よりも少ないｍ個のフェールセーフモードＡ〜Ｄ実行手段（ａ５〜ａ８にて代表）を備え、前記故障判定手段（ａ１〜ａ３）により故障発生が検出・判定されたときに、故障部位毎に予め設定されたｍ個のフェールセーフモードのうち、故障判定された故障部位に対応するフェールセーフモードを選択するフェールセーフ選択手段（ａ８）を有し、選択されたフェールセーフモードに応じて、各クラッチ・シフト・潤滑動作を実現する変速機構成アクチュエータ群（ａ９）を駆動する。

これにより、特定した故障部位によらず、その故障部位周辺・関連の部位故障から想定される車両への影響度合いから予め統合化・グループ化されたフェールセーフモードを実行することにより、フェールセーフモード実行中における暴走・エンスト・急減速を回避し、また２重故障等の故障部位拡大を抑制することが可能となる。

さらには、ｎ個の故障判定手段毎の異なるフェールセーフ制御を備える場合に比べ、制御仕様の簡略化，開発・動作確認工数の低減が実現できる。

ここでは、フェールセーフ実行手段として、モードＡ〜Ｄの４つに統合化された実行手段を例としたが、ｎ個の診断判定手段よりも少ないｍ個の範囲での故障部位に関連・関係する部位を想定した車両への影響度合いより統合化，グループ化される形態であればよい。

図７に図１のフェールセーフモード選択手段の処理フローチャートの一例を示す。

図１の故障判定手段（ａ１〜ａ３）が故障判定処理ｃ１に該当する。故障判定処理ｃ１において故障発生（検出）したか否かをｃ２処理にて判定を行い、未検出状態のときは、ｃ８処理によりフェールセーフモード未選択として処理を終了する。ｃ２処理にて故障検出時には、処理ｃ３において、故障部位毎に予め設定された選択フェールセーフモード表に従い、未選択も含めた何れかのフェールセーフモードを選択する（処理ｃ５〜ｃ８）。この処理フローにより故障検出時に予め故障部位毎に設定されたフェールセーフモードが選択され、選択されたフェールセーフモードに応じて、各アクチュエータ駆動が開始される。図５に故障部位毎の選択フェールセーフモード表の一例を示す。

故障部位（診断項目）毎にその部位故障が発生した際に実行するフェールセーフモードを予め設定しておき、パワートレーン制御ユニット１００内に有する不揮発性メモリ等に記憶し、故障発生時において図７のフェールセーフモード選択処理ｃ３では、本表のデータを検索することによりフェールセーフモードを選択する。予め設定されるフェールセーフモード表はその記憶値に限定するものではなく、演算式により、同様の選択が実現できる構成であればよい。

図５では診断（故障）項目による選択フェールセーフモード表を一例としたが、項目のパラメータはフェールセーフモードを選択・設定する上で最良の項目であればよい。

図２に、本発明に係る制御装置の一実施の形態を示すシステム構成例のスケルトン図を示す。

駆動力源であるエンジン７，エンジン７の回転数を計測するエンジン回転数センサ（図示しない），エンジントルクを調節する電子制御スロットル（図示しない），吸入空気量に見合う燃料量を噴射するための燃料噴射装置（図示しない）が設けられており、エンジン制御ユニット１０１により、吸入空気量，燃料量，点火時期等を操作することで、エンジン７のトルクを高精度に制御することができるようになっている。燃料噴射装置には、燃料が吸気ポートに噴射される吸気ポート噴射方式あるいはシリンダ内に直接噴射される筒内噴射方式があるが、エンジンに要求される運転域（エンジントルク，エンジン回転数で決定される領域）を比較して燃費が低減でき、かつ排気性能が良い方式のエンジンを用いるのが有利である。駆動力源としては、ガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジン，天然ガスエンジンや、電動機などでも良い。

自動変速機５１には、第１クラッチ２０８，第２クラッチ２０９，変速機第１入力軸２４１，変速機第２入力軸２４３，変速機出力軸２４２，第１ドライブギア２０１，第２ドライブギア２０２，第３ドライブギア２０３，第４ドライブギア２０４，第５ドライブギア２０５，第１ドリブンギア２１１，第２ドリブンギア２１２，第３ドリブンギア２１３，第４ドリブンギア２１４，第５ドリブンギア２１５，第１噛合い伝達機構２２１，第２噛合い伝達機構２２２，第３噛合い伝達機構２２３，回転センサ３１，回転センサ３２，回転センサ３３が設けられている。

本構成例はツインクラッチで構成している変速機を示している。

すなわち、第１クラッチ２０８の係合によって、エンジン７のトルクを変速機第１入力軸２４１に伝達し、また第２クラッチ２０９の係合によって、エンジン７のトルクを変速機第２入力軸２４３に伝達する。変速機第２入力軸２４３は中空になっており、変速機第１入力軸２４１は、変速機第２入力軸２４３の中空部分を貫通し、変速機第２入力軸２４３に対し回転方向への相対運動が可能な構成となっている。

変速機第２入力軸２４３には、第１ドライブギア２０１と第３ドライブギア２０３と第５ドライブギア２０５が固定されており、変速機第１入力軸２４１に対しては、回転自在となっている。また、変速機第１入力軸２４１には、第２ドライブギア２０２と第４ドライブギア２０４が固定されており、変速機第２入力軸２４３に対しては、回転自在となっている。

第１クラッチ２０８の係合，解放は、第１クラッチアクチュエータ２５４によって行われ、第２クラッチ２０９の係合，解放は、第２クラッチアクチュエータ２５５によって行われる。

また、変速機第１入力軸２４１の回転数を検出する手段として、センサ３１が設けられており、変速機第２入力軸２４３の回転数を検出する手段として、センサ３３が設けられている。

一方、変速機出力軸２４２には、第１ドリブンギア２１１，第２ドリブンギア２１２，第３ドリブンギア２１３，第４ドリブンギア２１４，第５ドリブンギア２１５が設けられている。第１ドリブンギア２１１，第２ドリブンギア２１２，第３ドリブンギア２１３，第４ドリブンギア２１４，第５ドリブンギア２１５は変速機出力軸２４２に対して回転自在に設けられている。

また、変速機出力軸２４２の回転数を検出する手段として、センサ３２が設けられている。

また、第１ドリブンギア２１１と第３ドリブンギア２１３の間には、第１ドリブンギ２１１を変速機出力軸２４２に係合させたり、第３ドリブンギア２１３を変速機出力軸２４２に係合させる、第１噛合い伝達機構２２１が設けられている。

また、第２ドリブンギア２１２と第４ドリブンギア２１４の間には、第２ドライブギア２１２を変速機出力軸２４２に係合させたり、第４ドリブンギア２１４を変速機出力軸２４２に係合させる、第３噛合い伝達機構２２３が設けられている。

また、第５ドリブンギア２１５には、第５ドリブンギア２１５を変速機出力軸２４２に係合させる、第２噛合い伝達機構２２２が設けられている。

ここで、前記噛合い伝達機構２２１，２２２，２２３は、摩擦伝達機構を備え、摩擦面を押しつけることによって回転数を同期させて噛合いを行う同期噛合い式を用いることが望ましい。

シフトアクチュエータ２５１によって、第１噛合い伝達機構２２１の位置を移動し、第１ドリブンギア２１１または、第３ドリブンギア２１３と係合させることで、変速機第２入力軸２４３の回転トルクを、第１噛合い伝達機構２２１を介して変速機出力軸２４２へと伝達することができる。

また、シフトアクチュエータ２５３によって、第３噛合い伝達機構２２３の位置を移動し、第２ドリブンギア２１２または、第４ドリブンギア２１４と係合させることで、変速機第１入力軸２４１の回転トルクを、第３噛合い伝達機構２２３を介して変速機出力軸２４２へと伝達することができる。

また、シフトアクチュエータ２５２によって、第２噛合い伝達機構２２２の位置を移動し、第５ドリブンギア２１５と係合させることで、変速機第２入力軸２４３の回転トルクを、第２噛合い伝達機構２２２を介して変速機出力軸２４２へと伝達することができる。

このように第１ドライブギア２０１，第２ドライブギア２０２，第３ドライブギア２０３，第４ドライブギア２０４，第５ドライブギア２０５から、第１ドリブンギア２１１，第２ドリブンギア２１２，第３ドリブンギア２１３，第４ドリブンギア２１４，第５ドリブンギア２１５を介して変速機出力軸２４２に伝達された変速機第１入力軸２４１，変速機第２入力軸２４３の回転トルクは、変速機出力軸２４２に連結されたディファレンシャルギア（図示しない）を介して車軸（図示しない）に伝えられる。

第１クラッチ２０８の係合，解放動作により伝達トルクを制御する第１クラッチアクチュエータ２５４，第２クラッチ２０９の係合，解放動作により伝達トルクを制御する第２クラッチアクチュエータ２５５は、モータ制御ユニット１０４によって、各アクチュエータに設けられたモータ（図示せず）の電流を制御することで各クラッチの伝達トルクの制御を行っている。

また、モータ制御ユニット１０４によって、シフトアクチュエータ２５１，２５２，２５３に設けられたモータ（図示せず）の電流を制御することによって、第１噛合い伝達機構２２１，第２噛合い伝達機構２２２，第３噛合い伝達機構２２３のいずれかを動作させる荷重またはストローク位置（シフト位置）を制御できるようになっている。

そして、モータ制御ユニット１０４とエンジン制御ユニット１０１は、パワートレーン制御ユニット１００によってコントロールされている。パワートレーン制御ユニット１００，エンジン制御ユニット１０１，モータ制御ユニット１０４は、通信手段１０３によって相互に情報を送受信する。

また本実施例においては、第１クラッチアクチュエータ２５４，第２クラッチアクチュエータ２５５，シフトアクチュエータ２５１，２５２，２５３にはモータアクチュエータを用いているが、油圧源と油圧シリンダ及び電磁弁等により構成する油圧アクチュエータによって構成してもよい。同様にモータ制御ユニット１０４も油圧制御ユニットに置き換わることになる。

第１クラッチ２０８，第２クラッチ２０９が湿式クラッチで構成されるときにはパワートレーン制御ユニット１００により駆動される電動潤滑油ポンプ２６０から第１クラッチ２０８，第２クラッチ２０９に潤滑油が供給される。ここでは電動ポンプにより供給する方式を図示したが、供給及び流量制御方式を限定するものではなく、エンジン駆動ポンプ，流量レギュレータ等でもよく、湿式クラッチに潤滑油を供給可能であればよい。

図３に、本実施例の電気的制御系統を説明するブロック図の一例である。本例では自動変速機制御装置として、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０１，パワートレーン制御ユニット（ＥＣＵ）１００の２つのＥＣＵで構成されており、各ＥＣＵ間は通信回線を介して必要な情報をやり取りする。これらのＥＣＵ１００，１０１は、何れもマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。なお、記憶機能に書換え可能なＲＯＭを使用し、必要に応じて書き換えながら使用することも可能である。
エンジン用ＥＣＵ１０１には、イグニッションスイッチ７１，エンジン回転数センサ７２，出力軸回転数センサ７３，アクセル開度センサ７４，空気量センサ７５，吸気温センサ７６，冷却水温センサ７７，ブレーキスイッチ７８などが接続され、それぞれイグニッションスイッチ７１の操作位置，エンジン回転数Ｎｅ，出力軸回転数Ｎｏ，アクセル開度ＡＰＳ，吸入空気量Ｑ，吸気温Ｔａ ，エンジン冷却水温Ｔｗ ，ブレーキスイッチ７８の操作位置などを表す信号が供給されるようになっており、それ等の信号に従ってスタータ７９を回転駆動してエンジン７を始動したり、燃料噴射弁８０の燃料噴射量や噴射時期を制御したり、イグナイタ８１により点火プラグの点火時期を制御したり、また変速機用ＥＣＵ１００から必要な信号を取り込むことにより、スロットルアクチュエータ８２を駆動してスロットル開度を制御したりする。

変速機用ＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ７１，シフトレバースイッチ８６，オートモードスイッチ８７，アップダウンスイッチ８８，ブレーキスイッチ７８，クラッチ回転数センサ３１，３３，シフト位置センサ９１などが接続させる。

そして、それ等の信号や前記エンジン制御用ＥＣＵ１０１から必要な信号を取り込むことにより、前述の湿式クラッチ及びシフトアクチュエータに該当するモータアクチュエータ２５１〜２５５を制御し変速制御を実現している。

上記のような構成からなるツインクラッチ自動ＭＴにおいて、統合化・グループ化されるフェールセーフモードの一例を図４に示す。故障部位から想定される故障影響度に応じたモードを示している。
（１）車両として回避不可能なシステム欠陥・機能欠落・故障が発生したとき、シフト・クラッチ等の各アクチュエータへの駆動要求を抑制し、車両を停止させる（自力走行を停止し惰性走行のみ）車両停止モード、
（２）アップシフト・ダウンシフトといった変速ギア段の切替を禁止し、現ギア段での走行状態を維持する走行変速段固定モード、
（３）図２の変速機第１入力軸２４１または、変速機第２入力軸２４３上に独立して配置されるギア配列のみに限定し、例えば変速機第１入力軸２４１を奇数軸としたとき、当該軸上に配置される１，３，５速ギア段のみを用いた変速動作を行う片軸走行モード、
（４）検出された故障発生部位では、直接的に変速・発進操作に与える影響度合いは少ないが、正常状態での運転領域・操作を継続すると、故障部位拡大へ起因する可能性があるときなど、変速機に入力されるエンジントルクの上限制限、運転者による変速指令の制限（運転者が変速ギア段を意図的に選択可能なマニュアル変速モードの禁止等）を行う走行制限モード、
（５）運転者への故障発生の報知を異常警告灯，車両状態表示パネルで行う警告モード、
を一例として示す。

これは、統合化されたフェールセーフモードは、構成部品・センサ・アクチュエータに応じて、最良のグループ分けがされればよい。

一例として、定常走行状態において、図２のシフトアクチュエータ２５１によって、第１噛合い伝達機構２２１の位置を移動し、第３ドリブンギア２１３と係合できない故障が発生したとき、その故障部位はシフトアクチュエータ２５１の指令異常，第１噛合い伝達機構２２１の動作不良，第３ドリブンギア２１３の破損，第２クラッチ２０９の解放不良による変速機第２入力軸２４３への負荷トルク等々があげられ、故障部位特定は困難な状況にある。仮に上記第３ドライブギア２０３と第３ドリブンギア２１３の組合せが３速ギア段としたとき、３速ギア段のみを使用不可とするフェールセーフモードを実行した場合、本当故障部位は第２クラッチ２０９であるにも関わらず、３速ギア段以外の変速機第２入力軸上２４３上のギア段を使用するため、エンスト，急減速、あるいはクラッチ２０９解放不良によるクラッチ発熱・焼損といった２重故障に至る可能性がある。このように故障部位が限定できない状態において、その周辺・関連部位の故障であっても、フェールセーフ走行が維持できる統合化モードとして、上記の片軸走行モードを選択し、変速機第２入力軸２４３から変速機出力軸２４２に回転トルクを伝達する経路を使用しないようにすることで、前記のクラッチ発熱・焼損，及び運転者が危険にさらされる方向の車両挙動を回避することが可能となる。

図６には、統合化されたフェールセーフモード実行時のタイムチャートの一例を示す。

時間Ｔ０にて故障が発生し、予め設定された統合化フェールセーフモードが実行される。時間Ｔ２にてイグニッションスイッチ（ＩＧＮＳＷ）がＯＦＦとなり、制御ユニットへの電源供給が遮断されたとする。次回イグニッションスイッチがＯＮ時には、前回時間Ｔ０同様に故障発生（検出）時をトリガとして、フェールセーフモードを実行することになるが、システム的故障影響度合いが大きい場合などは、本例のように前回のフェールセーフモードの実行履歴を制御ユニット内に有する記憶装置等に記憶しておき、時間Ｔ３に示す次回イグニッションスイッチＯＮ後も前回実行のフェールセーフモードを継続的に実行するように構成することも可能である。

図８は、本発明に係る自動変速機を備えた自動車の制御装置一実施の形態を示す第２のシステム構成例スケルトン図である。なお、図２と同一符号は、同一部分を示している。

自動変速機５０には、入力軸クラッチ８，アシストクラッチ９，変速機入力軸４１，変速機出力軸４２，第１ドライブギア１，第２ドライブギア２，第３ドライブギア３，第４ドライブギア４，第５ドライブギア５、および第６ドライブギア６，第１ドリブンギア１１，第２ドリブンギア１２，第３ドリブンギア１３，第４ドリブンギア１４，第５ドリブンギア１５、および第６ドリブンギア１６，第１噛合い伝達機構２１，第２噛合い伝達機構２２，第３噛合い伝達機構２３，回転センサ３１，回転センサ３２、が設けられている。

エンジン７には、入力軸クラッチ入力ディスク８ａが連結されており、入力軸クラッチ入力ディスク８ａと入力軸クラッチ出力ディスク８ｂを係合，開放することで、エンジン７のトルクを変速機入力軸４１に伝達，遮断することが可能である。入力軸クラッチ８には、一般に乾式単板クラッチが用いられるが、湿式多板クラッチや電磁クラッチなどすべてのクラッチを用いることが可能である。入力軸クラッチ入力ディスク８ａと入力軸クラッチ出力ディスク８ｂ間の押付け力（入力軸クラッチトルク）の制御には、電動機（モータ）によって駆動する作動装置（アクチュエータ）２０１１が用いられており、この押付け力（入力軸クラッチトルク）を調節することで、エンジン７の出力を入力軸４１へ伝達、遮断を行うことができるようになっている。

入力軸４１には、第１ドライブギア１，第２ドライブギア２，第３ドライブギア３，第４ドライブギア４，第５ドライブギア５、および第６ドライブギア６が設けられている。第１ドライブギア１，第２ドライブギア２は変速機入力軸４１に固定されており、第３ドライブギア３，第４ドライブギア４，第５ドライブギア５，第６ドライブギア６は、変速機入力軸４１に対して回転自在に設けられている。また、変速機入力軸４１の回転数である、入力軸回転数を検出する手段として、回転センサ３１が設けられている。

一方、変速機出力軸４２には、第１ドリブンギア１１，第２ドリブンギア１２，第３ドリブンギア１３，第４ドリブンギア１４，第５ドリブンギア１５、および第６ドリブンギア１６が設けられている。第１ドリブンギア１１，第２ドリブンギア１２は変速機出力軸４２に対して回転自在に設けられており、第３ドリブンギア１３，第４ドリブンギア１４，第５ドリブンギア１５，第６ドリブンギア１６は変速機出力軸４２に固定されている。

また、変速機出力軸４２の回転数を検出する手段として、回転センサ３２が設けられている。

第１ドライブギア１と、第１ドリブンギア１１とが、第２ドライブギア２と、第２ドリブンギア１２とが、第３ドライブギア３と、第３ドリブンギア１３とが、第４ドライブギア４と、第４ドリブンギア１４とが、第５ドライブギア５と、第５ドリブンギア１５とが、第６ドライブギア６と、第６ドリブンギア１６とが、それぞれ噛合している。

そして、入力軸４１には、摩擦伝達機構の一方式であるアシストクラッチ９が備えられており、アシストクラッチ９の伝達トルクを制御することによって、エンジン７のトルクを変速機出力軸４２に伝達することが可能である。

アシストクラッチ９の伝達トルクの制御には、モータによって駆動するアクチュエータ２０１４が用いられており、この伝達トルク（アシストクラッチトルク）を調節することで、エンジン７の出力を伝達することができるようになっている。

ここで、摩擦伝達機構は、摩擦面の押し付け力によって摩擦力を発生させてトルクを伝達する機構であり、代表的なものとして、乾式単板クラッチ，乾式多板クラッチ，湿式多板クラッチ等がある。本実施例ではアシストクラッチには湿式多版クラッチを用いている。

また、第１ドリブンギア１１と第２ドリブンギア１２の間には、第１ドリブンギア１１を変速機出力軸４２に係合させたり、第２ドリブンギア１２を変速機出力軸４２に係合させる第１噛合い伝達機構２１が設けられている。したがって、第１ドライブギア１から第１ドリブンギア１１へ、または第２ドライブギア２から第２ドリブンギア１２へと伝達された回転トルクは、第１噛合い伝達機構２１を介して変速機出力軸４２に伝達されることになる。

また、第３ドライブギア３と第４ドライブギア４の間には、第３ドライブギア３を変速機入力軸４１に係合させたり、第４ドライブギア４を変速機入力軸４１に係合させる、第２噛合い伝達機構２２が設けられている。したがって、第３ドライブギア３、または第４ドライブギア４に伝達された回転トルクは、第２噛合い伝達機構２２を介して第３ドリブンギア１３または第４ドリブンギア１４に伝達され、変速機出力軸４２に伝達されることになる。

また、第５ドライブギア５には、第５ドライブギア５を変速機入力軸４１に係合させる、第３噛合い伝達機構２３が設けられている。したがって、第５ドライブギア５に伝達された回転トルクは、第３噛合い伝達機構２３を介して第５ドリブンギア１５に伝達され、変速機出力軸４２に伝達されることになる。

ここで、前記噛合い伝達機構２１，２２，２３は、常時噛合い式を用いても良いし、摩擦伝達機構を備え、摩擦面を押しつけることによって回転数を同期させて噛合いを行う同期噛合い式を用いても良い。

このように、変速機入力軸４１の回転トルクを、変速機出力軸４２に伝達するためには、第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のうちいずれか一つを変速機入力軸４１もしくは変速機出力軸４２の軸方向に移動させ、第１ドリブンギア１１，第２ドリブンギア１２，第３ドライブギア３，第４ドライブギア４，第５ドライブギア５のいずれか一つと係合する必要がある。セレクトアクチュエータ２０１３によって、シフト／セレクト機構２４を動作させ、第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のいずれを移動させるかを選択し、シフトアクチュエータ２０１２によって、シフト／セレクト機構２４を動作させることによって、前記第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のうち、選択されたいずれか一つの噛合い伝達機構の位置を移動し、第１ドリブンギア１１，第２ドリブンギア１２，第３ドライブギア３，第４ドライブギア４，第５ドライブギア５のいずれか一つに係合させ、変速機入力軸４１の回転トルクを、第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のいずれか一つを介して変速機出力軸４２へと伝達することができる。

このように第１ドライブギア１，第２ドライブギア２，第３ドライブギア３，第４ドライブギア４，第５ドライブギア５，第６ドライブギア６から、第１ドリブンギア１１，第２ドリブンギア１２，第３ドリブンギア１３，第４ドリブンギア１４，第５ドリブンギア１５，第６ドリブンギア６を介して変速機出力軸４２に伝達された変速機入力軸４１の回転トルクは、変速機出力軸４２に連結されたディファレンシャルギア（図示しない）を介して車軸（図示しない）に伝えられる。

入力軸クラッチ８の伝達トルクを制御する入力軸クラッチアクチュエータ２０１１，アシストクラッチ９の伝達トルクを制御するアシストクラッチアクチュエータ２０１４は、モータ制御ユニット１０４によって、各アクチュエータに設けられたモータ（図示せず）の電流を制御することで各クラッチの伝達トルクの制御を行っている。入力軸クラッチアクチュエータ２０１１は、モータと、モータの回転運動を直線運動に変換する機構部分から構成され、ウォームギアおよびアームや、ボールネジといった部品で構成される。

また、モータ制御ユニット１０４によって、セレクトアクチュエータ２０１３に設けられたモータ（図示せず）の電流を制御することによって、第１噛合い伝達機構２１，第２噛合い伝達機構２２，第３噛合い伝達機構２３のいずれを移動するか選択するためのセレクトレバー（図示しない）のストローク位置である、セレクト位置を移動し、第１噛合い伝達機構２１，第２噛合い伝達機構２２，第３噛合い伝達機構２３のいずれを移動するか選択している。

また、モータ制御ユニット１０４によって、シフトアクチュエータ２０１２に設けられたモータ（図示せず）の電流を制御することによって、セレクトアクチュエータ２０１３によって選択された、第１噛合い伝達機構２１，第２噛合い伝達機構２２，第３噛合い伝達機構２３のいずれかを動作させる荷重またはストローク位置（シフト位置）を制御できるようになっている。

セレクトアクチュエータ２０１３を制御してセレクト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１を移動することを選択し、シフトアクチュエータ２０１２を制御してシフト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１と第１ドリブンギア１１が噛合して第１速段となる。

セレクトアクチュエータ２０１３を制御してセレクト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１を移動することを選択し、シフトアクチュエータ２０１２を制御してシフト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１と第２ドリブンギア１２が噛合して第２速段となる。

なお、第１噛合い伝達機構２１，第２噛合い伝達機構２２，第３噛合い伝達機構２３を動作させるシフト／セレクト機構２４としては、セレクトレバーおよびシフトフォークなどによって構成しても良いし、ドラム式など、噛合い伝達機構２１，２２，２３を移動させるための他の機構を用いても構成可能である。

なお、摩擦伝達機構の一方式であるアシストクラッチの連結する前記第６ドライブギアおよび第６ドリブンギアの減速比は、第３ドライブギア３および第３ドリブンギア１３によって構成される第３速段の減速比と、第４ドライブギア４および第４ドリブンギア１４によって構成される第４速段の減速比との間に設定しても良いし、第４速段と第５速段の間の減速比としても良いし、第３速段相当としても良いし、第４速段相当としても良いし、最高速段相当としても良い。また、例えば第５速段相当として、第５ドライブギア５および第５ドリブンギア１５および第３噛合い伝達機構のかわり用いるなど、所定の変速段として設けられた噛合い伝達機構のかわりに摩擦伝達機構を設置することも可能である。さらには複数の摩擦伝達機構を用いて、複数の変速段へ設置することも可能である。

このような変速機においても、フェールセーフモードの統合化・グループ化は適用可能であり、上記変速機では、ツインクラッチ自動ＭＴでの片軸走行モードに代わり、アシストクラッチを用いた変速制御を禁止し、従来シングルクラッチ変速動作のみとするシングル変速走行モードなどを備えることができる。

本発明に係る自動変速機のフェールセーフ制御方法の一実施の形態。 本発明に係る制御装置の一実施の形態を示すシステム構成例のスケルトン図。 本実施例の電気的制御系統を説明するブロック図の一例。 図１のフェールセーフモードを示す統合化フェールセーフモードの一例。 故障部位毎の選択フェールセーフモード表の一例。 フェールセーフモード実行時のタイムチャート一例。 図１のフェールセーフモード選択手段の処理フローチャートの一例。 本発明に係る制御装置の一実施の形態を示すシステム構成例のスケルトン図。

符号の説明

ａ１ 故障判定手段１
ａ４ フェールセーフモード選択手段
ａ５ フェールセーフモードＡ実行手段
ａ９ 変速機構成アクチュエータ群
１００ パワートレーン制御ユニット
１０１ エンジン制御ユニット

Claims (12)

1. 駆動力発生源の出力軸から歯車式変速機の変速機出力軸との間に駆動力を伝達・遮断する複数の摩擦伝達機構と、前記摩擦伝達機構にそれぞれ連結される複数の変速機入力軸と、前記複数の変速機入力軸と前記変速機出力軸との間を複数の同期噛合い機能の選択によって選択的に連結する複数の歯車列とを有する自動変速機の制御装置において、
   変速機を構成する各センサ・アクチュエータ・デバイス・メカ機構の故障検出時にその故障部位によらず、その故障部位周辺・関連の部位故障から想定される車両への影響度合いに応じて統合化・グループ化したフェールセーフ制御を実行することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、
   実行されるフェールセーフ制御は、予め故障部位に応じて選択可能とすることを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 請求項１に記載の自動変速機のフェールセーフ制御方法及び装置において、
   統合化・グループ化されたフェールセーフ制御の数・パターンは、故障部位に応じて備えた故障検出手段よりも少ないことを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 請求項１に記載の自動変速機のフェールセーフ制御方法及び装置において、
   統合化・グループ化されたフェールセーフ制御として、少なくとも車両の自力走行を禁止し、車両停止に至るフェールセーフモードを備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
5. 請求項１に記載の自動変速機のフェールセーフ制御方法及び装置において、
   統合化・グループ化されたフェールセーフ制御として、少なくとも現在選択された歯車列での走行を維持するフェールセーフモードを備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
6. 請求項１に記載の自動変速機のフェールセーフ制御方法及び装置において、
   変速機を構成する各センサ・アクチュエータ・デバイス・メカ機構の故障検出により統合化・グループ化されたフェールセーフ制御実行を開始したとき、前記故障検出結果の状態に関わらず、前記開始したフェールセーフ制御を継続して実行することを特徴とする自動変速機のフ制御装置。
7. 駆動力発生源の出力軸から歯車式変速機の変速機出力軸との間に駆動力を伝達・遮断する複数の摩擦伝達機構と、前記摩擦伝達機構にそれぞれ連結される複数の変速機入力軸と、前記複数の変速機入力軸と前記変速機出力軸との間を複数の同期噛合い機能の選択によって選択的に連結する複数の歯車列とを有する自動変速機の制御方法において、
   変速機を構成する各センサ・アクチュエータ・デバイス・メカ機構の故障検出時にその故障部位によらず、その故障部位周辺・関連の部位故障から想定される車両への影響度合いに応じて統合化・グループ化したフェールセーフ制御を実行することを特徴とする自動変速機の制御方法。
8. 請求項７に記載の自動変速機のフェールセーフ制御方法において、
   実行されるフェールセーフ制御は、予め故障部位に応じて選択可能とすることを特徴とする自動変速機の制御方法。
9. 請求項７に記載の自動変速機のフェールセーフ制御方法及び装置において、
   統合化・グループ化されたフェールセーフ制御の数・パターンは、故障部位に応じて備えた故障検出手段よりも少ないことを特徴とする自動変速機の制御方法。
10. 請求項７に記載の自動変速機の制御方法において、
    統合化・グループ化されたフェールセーフ制御として、少なくとも車両の自力走行を禁止し、車両停止に至るフェールセーフモードを備えることを特徴とする自動変速機の制御方法。
11. 請求項７に記載の自動変速機の制御装置において、
    統合化・グループ化されたフェールセーフ制御として、少なくとも現在選択された歯車列での走行を維持するフェールセーフモードを備えることを特徴とする自動変速機の制御方法。
12. 請求項７に記載の自動変速機のフェールセーフ制御方法及び装置において、
    変速機を構成する各センサ・アクチュエータ・デバイス・メカ機構の故障検出により統合化・グループ化されたフェールセーフ制御実行を開始したとき、前記故障検出結果の状態に関わらず、前記開始したフェールセーフ制御を継続して実行することを特徴とする自動変速機のフェールセーフ制御方法及び装置。

Images