特許 6598976 自動変速機の故障箇所検出装置及びこれを備えた自動変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6598976

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】自動変速機の故障箇所検出装置及びこれを備えた自動変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/12 20100101AFI20191028BHJP

   F16H 59/70 20060101ALI20191028BHJP

   F16H 61/68 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   F16H61/12

   F16H59/70

   F16H61/68

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-502995(P2018-502995)

(86)(22)【出願日】2017年2月10日

(86)【国際出願番号】JP2017004840

(87)【国際公開番号】WO2017150137

(87)【国際公開日】20170908

【審査請求日】2018年7月6日

(31)【優先権主張番号】特願2016-42489(P2016-42489)

(32)【優先日】2016年3月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】遠山 裕

(72)【発明者】

【氏名】永島 史貴

(72)【発明者】

【氏名】河口 高輝

(72)【発明者】

【氏名】山本 英晴

(72)【発明者】

【氏名】濱野 正宏

【審査官】 西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８６０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０２４７９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２４２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ５９／００ − ６１／１２

Ｆ１６Ｈ ６１／１６ − ６１／２４

Ｆ１６Ｈ ６１／６６ − ６１／７０

Ｆ１６Ｈ ６３／４０ − ６３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の摩擦係合要素の選択的な係合により複数の変速段を達成し、変速段切替の際には、二組以上の摩擦係合要素の掛け替えにより変速段切替を行う場合がある車両用の自動変速機において、前記複数の摩擦係合要素の何れかに係合不能又は解放不能の故障態様による故障が生じたときに、当該故障が生じた摩擦係合要素を特定する自動変速機の故障箇所検出装置であって、
前記自動変速機の変速前後の変速段を監視する変速段監視手段と、
前記故障に応じて発生する前記車両の挙動から前記故障態様を検知する故障検知手段と、
前記変速前後の変速段の組み合わせによる変速態様と前記故障態様とに基づいて、故障が生じた摩擦係合要素を限定する故障箇所限定手段と、
を備え、
前記故障箇所限定手段は、二組以上の摩擦係合要素の掛け替えによる変速段切替の場合に、前記変速態様により当該変速時に作動制御される摩擦係合要素を把握し、把握した摩擦係合要素の中から故障が生じた摩擦係合要素を一部の摩擦係合要素に限定し、
さらに、前記複数の摩擦係合要素のうちの所定の摩擦係合要素の係合・解放の作動状態を検知可能な作動状態検知手段を備え、
前記故障箇所限定手段は、前記変速に前記所定の摩擦係合要素が関与している場合、当該変速の変速態様と、前記故障態様と、前記所定の摩擦係合要素の作動状態とに基づいて、前記把握した摩擦係合要素の中から故障が生じた摩擦係合要素を一部の摩擦係合要素に限定するものである、自動変速機の故障箇所検出装置。

【請求項2】

前記故障箇所限定手段は、前記変速態様により当該変速時に作動制御される摩擦係合要素を把握し、把握した摩擦係合要素の中から故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定するものである請求項１に記載の自動変速機の故障箇所検出装置。

【請求項3】

前記故障態様と前記変速態様とに応じて、故障が生じた摩擦係合要素を特定するマップが記憶された記憶手段を備え、
前記故障箇所限定手段は、前記故障態様と、前記変速態様とから、前記マップを用いて故障が生じた摩擦係合要素を限定するものである請求項１または２に記載の自動変速機の故障箇所検出装置。

【請求項4】

車両に搭載され、複数の摩擦係合要素のうちの何れかの摩擦係合要素の架け替えによって変速段の切り替えを行なう有段式の自動変速機であって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動変速機の故障箇所検出装置と、
前記故障箇所検出装置により故障が生じた摩擦係合要素が特定されたら、特定された故障摩擦係合要素に基づいて、故障対応変速段を決定し、前記故障対応変速段への変速段の切り替えを行なう変速制御手段と、
を備えている自動変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有段式の自動変速機のいずれかの摩擦係合要素に故障が生じたときに、故障が生じた摩擦係合要素を特定する自動変速機の故障箇所検出装置及びこれを備えた自動変速機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

有段式の自動変速機（有段変速機、以下、単に自動変速機という）では、複数の摩擦係合要素のうちの一部の摩擦係合要素を係合させて所定の変速段を達成する。しかし、このとき、いずれかの摩擦係合要素の係合状態を制御するソレノイドバルブ等のハード構成に故障が生じて、摩擦係合要素の係合や解放を制御することができなくなる機能故障が生じることが考えられる。

【0003】

例えば、係合対象の摩擦係合要素が係合できなくなる故障（係合不能又は誤解放）が生じると、自動変速機はニュートラル状態となる。また、係合対象ではない摩擦係合要素が解放できなくなるい故障（解放不能又は誤係合）が生じると、本来同時に係合されることのない摩擦係合要素が係合操作される、いわゆるインターロック状態（インターロックに向かう状態）となる。

【0004】

誤解放が生じた場合は、自動変速機はニュートラル状態となるので、車両の走行駆動力が失われ、指令変速段のギア比と実際のギア比とにずれが生じると共に、駆動源にとっては負荷が失われるため、駆動源がエンジン（内燃機関）の場合、エンジンに空吹けが発生する。したがって、エンジンに空吹けが発生したり、指令変速段のギア比と実際のギア比とにずれが生じたりしたならば、いずれかの摩擦係合要素に誤解放が生じたものと判定することができる。

【0005】

また、誤係合が生じた場合は、自動変速機はインターロック状態となるので、自動変速機の出力回転が停止に向かって減速すると共に、指令変速段のギア比と実際のギア比とにずれが生じる。したがって、減速操作をしていないにもかかわらず車速の急低下が発生したり、指令変速段のギア比と実際のギア比とにずれが生じたりしたならば、いずれかの摩擦係合要素に誤係合が生じたものと判定することができる。このような技術が例えば特許文献１に開示されている。

【0006】

このように、摩擦係合要素に誤解放或いは誤係合の故障が生じると、この故障の影響を回避して車両の走行性（リンプホーム機能）を確保することが必要になる。このためには、故障の種別（誤解放か誤係合）と、故障が生じている摩擦係合要素とを特定することが必要であり、故障の種別は車両の挙動から判定でき、故障摩擦係合要素の特定は、従来は以下の（ａ）〜（ｄ）に手順を示すような手法で行なっていた。

【0007】

（ａ）まず、エンジンにオーバーレブが発生せず且つ車両に急減速が発生しない変速段（例えば、現変速段の付近で低速側の変速段）を暫定リンプホーム変速段に設定するか、変速機をニュートラルに設定して、変速段を実行する。
（ｂ）次に、安全に本リンプホーム状態に移行できるように車両を停車させる。
（ｃ）この停止状態から、選択可能な変速段を選んで、この変速段を達成するように、各摩擦係合要素を係合又は解放操作して、車両の走行を試みる。支障なく走行できればその変速段を達成する摩擦係合要素は正常であり、車両を発進できなければその変速段を達成する摩擦係合要素のいずれかが故障していると判定でき、この試行を繰り返して故障摩擦係合要素を特定する（この制御を「探り制御」と呼ぶ）。
（ｄ）故障摩擦係合要素を特定できたら、達成可能な変速段から、修理工場まで車両を安全に走行できるような変速段（リンプホーム変速段）を選択し、この変速段を用いて車両を走行させる。

【0008】

しかしながら、上記のように「探り制御」を使用する場合、ギア比を変えても安全なように一回停車後、探りを行って故障部位を特定していた。その分、リンプホーム変速段の特定に時間がかかり、速やかにリンプホーム変速段に移行することができないという課題がある。

【0009】

また、いずれかの摩擦係合要素に故障が生じていることが判明してから、探り制御を開始するまでの間、ドライバの意図に関わらず、エンジンにオーバーレブが発生せず且つ車両に急減速が発生しない変速段に変速するか、若しくはニュートラルに移行させている。このため、ドライバビリティが著しく損なわれ、例えば加速要求しているドライバに対して加速不良感を与えるなど、ドライバに対して大きなストレスを与えてしまうことにもなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００８−２３２３５５号公報

【発明の概要】

【0011】

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、走行中に速やかに故障部位を限定することができ、ドライバに大きなストレスを与えないようにする手段を講じることができるようにした、自動変速機の故障箇所検出装置及びこれを備えた自動変速機を提供することを目的としている。

【0012】

（１）本発明の自動変速機の故障箇所検出装置は、複数の摩擦係合要素の選択的な係合により複数の変速段を達成し、変速段切替の際には、二組以上の摩擦係合要素の掛け替えにより変速段切替を行う場合がある車両用の自動変速機において、前記複数の摩擦係合要素のいずれかに係合不能又は解放不能の故障態様による故障が生じたときに、当該故障が生じた摩擦係合要素を特定する自動変速機の故障箇所検出装置であって、前記自動変速機の変速前後の変速段を監視する変速段監視手段と、前記故障に応じて発生する前記車両の挙動から前記故障態様を検知する故障検知手段と、前記変速前後の変速段の組み合わせによる変速態様と前記故障態様とに基づいて、故障が生じた摩擦係合要素を限定する故障箇所限定手段と、を有している。

【0013】

その上で、前記故障箇所限定手段は、二組以上の摩擦係合要素の掛け替えによる変速段切替の場合に、前記変速態様により当該変速時に作動制御される摩擦係合要素を把握し、把握した摩擦係合要素の中から故障が生じた摩擦係合要素を一部の摩擦係合要素に限定するものである。

【0014】

（２）前記故障箇所限定手段は、前記変速態様により当該変速時に作動制御される摩擦係合要素を把握し、把握した摩擦係合要素の中から故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定することが好ましい。

【0015】

（３）前記複数の摩擦係合要素のうちの所定の摩擦係合要素の係合・解放の作動状態を油検知可能な作動状態検知手段をさらに備え、前記故障箇所限定手段は、前記変速に前記所定の摩擦係合要素が関与している場合、当該変速の変速態様と、前記故障態様と、前記所定の摩擦係合要素の作動状態とに基づいて、故障が生じた摩擦係合要素を一部の摩擦係合要素に限定することが好ましい。

【0016】

（４）前記故障態様と前記変速態様とに応じて、故障が生じた摩擦係合要素を限定するマップが記憶された記憶手段を備え、前記故障箇所限定手段は、前記故障態様と、前記変速態様とから、前記マップを用いて故障が生じた摩擦係合要素を限定することが好ましい。

【0017】

（５）本発明の自動変速機は、車両に搭載され、複数の摩擦係合要素のうちのいずれかの摩擦係合要素の架け替えによって変速段の切り替えを行なう有段式の自動変速機であって、（１）〜（４）のいずれか１つに記載の自動変速機の故障箇所検出装置と、前記故障箇所検出装置により故障が生じた摩擦係合要素が特定されたら、特定された故障摩擦係合要素に基づいて、故障対応変速段を決定し、前記故障対応変速段への変速段の切り替えを行なう変速制御手段と、を有している。

【0018】

本発明によれば、変速によりいずれかの摩擦係合要素の故障の発生が検知されたら、故障箇所限定手段が、当該変速の前後の変速段の組み合わせによる変速態様と、故障検知手段により検知された故障態様とに基づいて、故障が生じた摩擦係合要素を限定するので、速やかに故障部位を特定して、故障対応変速段（リンプホーム変速段）を決定してこれに移行することができるようになる。これにより、ドライバビリティの低下を抑制してドライバに対して大きなストレスを与えないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両のパワートレーンをその制御系（自動変速機の故障箇所検出装置を含む）と共に示す全体システム構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る有段式の自動変速機の構成を示すスケルトン図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る有段式の自動変速機の変速段ごとの各摩擦係合要素の係合作動表である。

【図4】本発明の一実施形態に係る有段式の自動変速機の変速線図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る故障箇所検出に適用される特定の変速種を示す表である。

【図6】本発明の一実施形態に係る故障箇所検出に用いるマップを示す図であり、（ａ）はマップ全体を、（ｂ）はマップ細部を示す。

【図7】本発明の一実施形態に係る故障箇所検出の処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することや適宜組み合わせることが可能である。

【0021】

［１．全体システム構成］
図１に示すように、本実施形態に係る車両のパワートレーンは、駆動源であるエンジン１と、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２及び有段式の自動変速機構３からなる有段式の自動変速機（有段変速機、以下、単に自動変速機という）４と、自動変速機４の出力軸と駆動輪６との間に設けられた動力伝達機構５と、を備えている。

【0022】

有段式の自動変速機構３は、ロックアップクラッチ２０を備えたトルクコンバータ２を介してエンジン１と接続され、種々の摩擦係合要素（クラッチ又はブレーキ）を備え、これらの摩擦係合要素を係合又は解放することにより各変速段が達成される。種々の摩擦係合要素の係合又は解放やトルクコンバータ２のロックアップクラッチの係合状態は、油圧回路ユニット７に設けられた所定のソレノイドバルブを制御して油の供給状態を切り替えることによって行なう。

【0023】

このような油圧回路ユニット７を制御するために、自動変速機コントローラ（変速機制御手段）１０が設けられ、また、エンジン１を制御するために、エンジンコントローラ１００が設けられている。自動変速機コントローラ１０では種々のセンサ類１１〜１５からの情報に基づいて油圧回路ユニット７を制御する。なお、自動変速機コントローラ１０とエンジンコントローラ１００とは、互いに情報伝達できるように接続されており、自動変速機４とエンジン１とを連携して制御できるようになっている。

【0024】

［２．自動変速機の構成］
図２に示すように、自動変速機構３は、第１プラネタリギヤ機構（ＰＧ１）３１、第２プラネタリギヤ機構（ＰＧ２）３２、第３プラネタリギヤ機構（ＰＧ３）３３、第４プラネタリギヤ機構（ＰＧ４）３４の４つのプラネタリギヤ機構が、同軸上に直列に配置され、第１速〜第９速の前進９段及び後退段の変速段を有している。なお、各プラネタリギヤ機構３１〜３４は、サンギヤ（第１構成要素）３１Ｓ〜３４Ｓ、キャリア（第２構成要素）３１Ｃ〜３４Ｃ、リングギヤ（第３構成要素）３１Ｒ〜３４Ｒを備えて構成される。

【0025】

自動変速機構３は、トルクコンバータ２を介してエンジン１から回転が入力される入力軸３０Ａと、動力伝達機構５を介して駆動輪へ回転を出力する出力軸３０Ｂと、プラネタリギヤ機構３１〜３４の特定の要素間を連結する中間軸３０Ｃ，３０Ｄとを備えている。各プラネタリギヤ機構３１〜３４の所定の要素が選択的に組み合わされることにより、所定の動力伝達経路が構成され対応する変速段が達成される。

【0026】

つまり、自動変速機構３の入力軸３０Ａには、第１プラネタリギヤ機構３１のサンギヤ３１Ｓ及び第４プラネタリギヤ機構３４のキャリア３４Ｃが直接結合されている。したがって、第１プラネタリギヤ機構３１のサンギヤ３１Ｓ及び第４プラネタリギヤ機構３４のキャリア３４Ｃは、入力軸３０Ａと常に一体回転する。また、自動変速機構３の入力軸３０Ａには、第２クラッチＫ８１を介して第１プラネタリギヤ機構３１のキャリア３１Ｃが連結されている。なお、一体に回転する入力軸３０Ａ、サンギヤ３１Ｓ及びキャリア３４Ｃを第１回転メンバーＭ１と呼ぶ。

【0027】

自動変速機構３の出力軸３０Ｂには、第３プラネタリギヤ機構３３のキャリア３３Ｃが直接連結されている。したがって、第３プラネタリギヤ機構３３のキャリア３３Ｃは、出力軸３０Ｂと常に一体回転する。また、自動変速機構３の出力軸３０Ｂには、第１クラッチＫ２７を介して第４プラネタリギヤ機構３４のリングギヤ３４Ｒが連結されている。なお、一体に回転する出力軸３０Ｂ及びキャリア３３Ｃを第２回転メンバーＭ２と呼ぶ。

【0028】

第２プラネタリギヤ機構３２のリングギヤ３２Ｒ、第３プラネタリギヤ機構３３のサンギヤ３３Ｓ及び第４プラネタリギヤ機構３４のサンギヤ３４Ｓはいずれも中間軸３０Ｃに直接連結されている。したがって、第２プラネタリギヤ機構３２のリングギヤ３２Ｒと第３プラネタリギヤ機構３３のサンギヤ３３Ｓと第４プラネタリギヤ機構３４のサンギヤ３４Ｓとは常に一体回転する。なお、一体に回転する中間軸３０Ｃ、リングギヤ３２Ｒ、サンギヤ３３Ｓ及びサンギヤ３４Ｓを第３回転メンバーＭ３と呼ぶ。

【0029】

第１プラネタリギヤ機構３１のリングギヤ３１Ｒ及び第２プラネタリギヤ機構３２のキャリア３２Ｃはいずれも中間軸３０Ｄに直接連結されている。したがって、第１プラネタリギヤ機構３１のリングギヤ３１Ｒと第２プラネタリギヤ機構３２のキャリア３２Ｃとは常に一体回転する。なお、一体に回転する中間軸３０Ｄ、リングギヤ３１Ｒ及びキャリア３２Ｃを第４回転メンバーＭ４と呼ぶ。

【0030】

第１プラネタリギヤ機構３１のキャリア３１Ｃには連結軸３０Ｈが一体回転するように連結され、キャリア３１Ｃは、この連結軸３０Ｈ及び第３クラッチＫ３８を介して中間軸３０Ｃに連結されている。さらに、第１プラネタリギヤ機構３１のキャリア３１Ｃは、この連結軸３０Ｈ及び第１ブレーキＢ０８を介してトランスミッションケース３Ａに連結されている。

【0031】

また、第２プラネタリギヤ機構３２のサンギヤ３２Ｓには連結軸３０Ｅが一体回転するように連結され、サンギヤ３２Ｓはこの連結軸３０Ｅ及び第３ブレーキＢ０５を介してトランスミッションケース３Ａに連結されている。

【0032】

また、第３プラネタリギヤ機構３３のリングギヤ３３Ｒには連結軸３０Ｆが一体回転するように連結され、リングギヤ３３Ｒは連結軸３０Ｆ及び第２ブレーキＢ０６を介してトランスミッションケース３Ａに連結されている。

【0033】

また、第４プラネタリギヤ機構３４のリングギヤ３４Ｒには連結軸３０Ｇが一体回転するように連結され、リングギヤ３４Ｒは連結軸３０Ｇを介して第１クラッチＫ２７の一方に連結されている。

【0034】

そして、一体に回転する連結軸３０Ｅ及びサンギヤ３２Ｓを第５回転メンバーＭ５と呼び、一体に回転する連結軸３０Ｆ及びリングギヤ３３Ｒを第６回転メンバーＭ６と呼び、一体に回転する連結軸３０Ｇ及びリングギヤ３４Ｒを第７回転メンバーＭ７と呼び、一体に回転する連結軸３０Ｈ及びキャリア３１Ｃを第８回転メンバーＭ８と呼ぶ。

【0035】

また、入力軸３０Ａと出力軸３０Ｂとの間に配置される第３〜８回転メンバーＭ３〜Ｍ８については、中間回転要素とも呼ぶ。

【0036】

このように構成された自動変速機構３においては、第１クラッチＫ２７、第２クラッチＫ８１、第３クラッチＫ３８、第１ブレーキＢ０８、第２ブレーキＢ０６、第３ブレーキＢ０５といった各摩擦係合要素の係合の組み合わせによって、第１速〜第９速の前進９段及び後退段のうちのいずれかの変速段が達成される。

【0037】

図３は自動変速機構３について変速段ごとの各摩擦係合要素の係合状態を示す係合作動表である。図３において、○印は当該摩擦係合要素が係合状態となることを示し、空欄は当該摩擦係合要素が解放状態となることを示す。段数の１〜９は前進第１速〜第９速を示し、段数のＲｅｖは後退段を示す。

【0038】

図３に示すように、第１速を達成するには、第２ブレーキＢ０６、第３ブレーキＢ０５、第３クラッチＫ３８を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。第２速を達成するには、第２ブレーキＢ０６、第２クラッチＫ８１、第３クラッチＫ３８を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。第３速を達成するには、第２ブレーキＢ０６、第３ブレーキＢ０５、第２クラッチＫ８１を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。

【0039】

第４速を達成するには、第２ブレーキＢ０６、第３ブレーキＢ０５、第１クラッチＫ２７を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。第５速を達成するには、第３ブレーキＢ０５、第１クラッチＫ２７、第２クラッチＫ８１を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。第６速を達成するには、第１クラッチＫ２７、第２クラッチＫ８１、第３クラッチＫ３８を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。

【0040】

また、第７速を達成するには、第３ブレーキＢ０５、第１クラッチＫ２７、第３クラッチＫ３８を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。第８速を達成するには、第１ブレーキＢ０８、第１クラッチＫ２７、第３クラッチＫ３８を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。第９速を達成するには、第１ブレーキＢ０８、第３ブレーキＢ０５、第１クラッチＫ２７を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。後退段を達成するには、第１ブレーキＢ０８、第２ブレーキＢ０６、第３ブレーキＢ０５を係合し、他の摩擦係合要素は解放する。

【0041】

［３．自動変速機の変速制御］
このような自動変速機構３の各摩擦係合要素の係合や解放による変速制御は自動変速機コントローラ１０によって行なわれる。図４はＤレンジ選択時に変速制御に用いられる変速線図である。図４において実線はアップシフト線を、破線はダウンシフト線を示している。なお、図１に示すように、自動変速機コントローラ１０には、アクセル開度センサ１１、エンジン回転センサ１２、インヒビタスイッチ１３、タービン回転センサ（入力軸回転センサ）１４、出力軸回転センサ（車速センサ）１５からの各情報が入力される。

【0042】

自動変速機コントローラ１０は、自動変速機構３を制御する変速制御部（変速制御手段）１０Ａと、自動変速機４のいずれかの摩擦係合要素に故障が生じたときにいずれの摩擦係合要素に故障が生じたかを検出する故障箇所検出部（故障箇所検出手段）１０Ｂと、を備えている。

【0043】

変速制御部１０Ａでは、インヒビタスイッチ１３のレンジ選択情報からレンジの選択を判断し、Ｄレンジ選択時には、出力軸回転センサ１５からの変速機出力軸回転数Ｎｏ（変速機出力軸回転速度ω_２）から得られる車速ＶＳＰと、アクセル開度センサ１１からのアクセル開度ＡＰＯとに基づき決まる運転点が、変速線図上において存在する位置を検索する。そして、運転点が動かない、あるいは、運転点が動いても図４の変速線図上で１つの変速段領域内に存在したままであれば、そのときの変速段をそのまま維持する。

【0044】

一方、運転点が動いて図４の変速線図上でアップシフト線を横切ると、横切る前の運転点が存在する領域が示す変速段から横切った後の運転点が存在する領域が示す変速段へのアップシフト指令を出力する。また、運転点が動いて図４の変速線図上でダウンシフト線を横切ると、横切る前の運転点が存在する領域が示す変速段から横切った後の運転点が存在する領域が示す変速段へのダウンシフト指令を出力する。

【0045】

上記のように、自動変速機では、複数の摩擦係合要素のうちの一部の摩擦係合要素を係合させて所定の変速段を達成するが、いずれかの摩擦係合要素の係合状態を制御するソレノイドバルブ等のハード構成に故障が生じて、摩擦係合要素の係合や解放を制御することができなくなる機能故障が生じることが考えられる。これに対処するには、いずれの摩擦係合要素がどのような態様で故障しているかを検出することが必要になり、故障箇所検出装置によってこれらの状態を検出するようになっている。

【0046】

［４．故障箇所検出装置］
本実施形態に係る故障箇所検出装置は、自動変速機コントローラ１０内の機能要素（故障箇所検出部１０Ｂ）として設けられる。図１に示すように、故障箇所検出部１０Ｂには、変速段監視部（変速段監視手段）１０ｃと、故障検知部（故障検知手段）１０ｄと、故障箇所限定部（故障箇所限定手段）１０ｅと、を有している。

【0047】

変速段監視部１０ｃは、変速制御部１０Ａによる指令変速段から自動変速機４の変速（変速段切替）とこのときの変速前後の変速段を監視する。

【0048】

故障検知部１０ｄは、摩擦係合要素の故障に応じて発生する車両の挙動から、故障の発生とその故障の形態とを検知する。つまり、いずれかの摩擦係合要素に故障が発生すると、指令変速段のギア比（変速比）と実際のギア比（変速比）とにずれが生じる。

【0049】

なお、このときの指令変速段の情報は変速段監視部１０ｃの監視情報から得られる。また、実際のギア比の情報は、タービン回転センサ１４及び出力軸回転センサ１５の検出情報から得られる。

【0050】

この故障が、係合しようとする摩擦係合要素の係合が不可能になる故障（係合不能又は誤解放）である場合には、変速機のギア比の指令値と実際値との間にずれが生じると共に、エンジンが空吹け状態となりエンジン回転が急上昇する。このときのエンジン回転情報はエンジン回転センサ１２から得られる。

【0051】

また、この故障が、本来同時に係合されることのない摩擦係合要素が係合操作される、いわゆるインターロック状態（インターロックに向かう状態）となる故障（解放不能又は誤係合）であれば、ギア比にずれが生じると共に、車速が急減速する。このときの車速情報はエンジン回転センサ１２と出力軸回転センサ１５との検出情報から得られる。

【0052】

故障箇所限定部１０ｅは、変速段監視部１０ｃ及び故障検知部１０ｄからの情報に基づいて、変速段の切り替え（単に、変速、又は、変速段切替とも言う）により摩擦係合要素の故障の発生が検知されたら、この変速段切替の前後の変速段組み合わせと、故障検知部１０ｄにより検知された故障の態様、即ち、誤解放であるか誤係合であるかと、に基づいて、故障が生じた摩擦係合要素を限定する。なお、この限定には、故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定する場合と、一部の複数のものに限定する場合とがある。

【0053】

この故障箇所限定部１０ｅによる故障が生じた摩擦係合要素を特定或いは限定する手法を説明する。
図３に示すように、本実施形態では、第１クラッチＫ２７、第２クラッチＫ８１、第３クラッチＫ３８、第１ブレーキＢ０８、第２ブレーキＢ０６、第３ブレーキＢ０５といった６つの摩擦係合要素のうちのいずれか３つを係合させて他を解放することにより所望の変速段が達成される。

【0054】

変速段切替の際には、係合中の３つの摩擦係合要素のうちのいずれか１つ以上を解放に切り替え、解放中の３つの摩擦係合要素のうちのいずれか１つ以上を係合に切り替える。つまり、一組の摩擦係合要素の掛け替え（一重掛け替え）により変速段切替を行なう場合と、二組の摩擦係合要素の掛け替え（二重掛け替え）により変速段切替を行なう場合と、三組の摩擦係合要素の掛け替え（三重掛け替え）により変速段切替を行なう場合と、がある。

【0055】

本実施形態に係る自動変速機４の場合、図５に示す変速段切替が一重掛け替えによって行なわれる。この一重掛け替えによる変速段切替は、隣の変速段にアップシフト又はダウンシフトする１段変速と、離れた変速段にアップシフト又はダウンシフトする段飛び変速とがある。

【0056】

一重掛け替えによる変速段切替の場合に、係合中の３つの摩擦係合要素のうちのいずれか１つを解放に切り替え、解放中の３つの摩擦係合要素のうちのいずれか１つを係合に切り替える。したがって、変速段切替によって、もしも誤解放が発生したことが検知されれば、解放から係合に切り替え指令された摩擦係合要素が誤解放状態であると特定することができる。

【0057】

また、変速段切替によって誤解放や誤係合が発生する場合、この切り替え指令を受けた摩擦係合要素に誤解放や誤係合が発生する確率が高いことが判明している。したがって、一重掛け替えによる変速段切替の場合に、変速段切替によってもしも誤係合が発生したことが検知されれば、係合から解放に切り替え指令された摩擦係合要素が誤係合状態であると特定することができる。

【0058】

二重掛け替えによる変速段切替の場合に、係合中の３つの摩擦係合要素のうちのいずれか２つを解放に切り替え、解放中の３つの摩擦係合要素のうちのいずれか２つを係合に切り替える。したがって、変速段切替によって、もしも誤解放が発生したことが検知されれば、解放から係合に切り替え指令された２つの摩擦係合要素のいずれかが誤解放状態であると限定することができる。ただし、誤解放状態の摩擦係合要素を２つに絞ることはできるが、１つに特定することはできない。

【0059】

二重掛け替えによる変速段切替の場合に、変速段切替によって、もしも誤係合が発生したことが検知されれば、係合から解放に切り替え指令された２つの摩擦係合要素のいずれかが誤係合状態であると特定することができる。この場合も、誤解放状態の摩擦係合要素を２つに絞ることはできるが、１つに特定することはできない。

【0060】

また、二重掛け替えによる変速段切替の場合であっても、掛け替えに係る摩擦係合要素のいずれか１つの状態を把握できる場合は、二重掛け替えによる変速段切替であっても、解放から係合に切り替え指令された２つの摩擦係合要素のいずれが誤解放状態であるかを特定することや、係合から解放に切り替え指令された２つの摩擦係合要素のいずれが誤係合状態であるかを特定することができる。

【0061】

本実施形態の場合、図示しないがクラッチＫ３８（所定の摩擦係合要素）については、作動状態検知手段としての油圧センサによって係合状態か解放状態かが検知可能であるため、その状態が正常であるか、誤解放状態であるか、誤係合状態であるかを把握できるようになっている。したがって、二重掛け替えによる変速段切替であって、誤解放状態又は誤係合状態である摩擦係合要素が２つに絞られていて、この２つの摩擦係合要素の一方がクラッチＫ３８である場合には、誤解放状態又は誤係合状態である摩擦係合要素を１つに特定することができる。

【0062】

同様に、三重掛け替えによる変速段切替の場合であっても、掛け替えに係る摩擦係合要素のいずれか１つの状態（ここでは、クラッチＫ３８）を把握できる場合は、三重掛け替えによる変速段切替であっても、誤解放状態又は誤係合状態である摩擦係合要素を２つに絞ることができる。

【0063】

故障箇所検出装置は、このような故障の形態と変速段の切り替え態様（変速段切替前後の変速段の組み合わせである変速態様）とに応じて、故障が生じた摩擦係合要素を特定するマップがマップ記憶部（記憶手段）１０ｆに記憶されており、故障箇所特定部１０ｅでは、故障の形態と、変速段の切り替え態様とから、このマップを用いて故障が生じた摩擦係合要素を特定する。

【0064】

図６（ａ）はこのマップを示す図であり、縦方向の１〜９は変速段切替前の変速段を示し、横方向の１〜９は変速段切替後の変速段を示し、変速段切替はこれらの組み合わせとしてマトリックス状に表されている。マトリックスの各要素には、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの符号を付すが、Ａは一重掛け替えによる変速段切替を示し、Ｂ、Ｃは二重掛け替えによる変速段切替を示し、Ｄ、Ｅは三重掛け替えによる変速段切替を示す。

【0065】

二重掛け替えのＢ、Ｃのうち、Ｂは掛け替えに係る２つの摩擦係合要素のいずれか１つの状態（ここでは、クラッチＫ３８）を把握できる場合であり、Ｃはこれを把握できない場合である。また、三重掛け替えのＤ、Ｅのうち、Ｄは掛け替えに係る２つの摩擦係合要素のいずれか１つの状態（ここでは、クラッチＫ３８）を把握できる場合であり、Ｅはこれを把握できない場合である。

【0066】

なお、このようなマップは、誤解放状態判定用のものと誤係合状態判定用のものとの２つが記憶されている。

【0067】

Ａは一重掛け替えによる変速段切替の場合であり、上記のように誤解放状態又は誤係合状態である摩擦係合要素を１つに特定することができる。例えば、４速から３速への変速段切替時にいずれかの摩擦係合要素が誤解放状態であることが検知された場合、図６（ａ）にＡと記すように、一重掛け替えによる変速段切替であり、具体的には、クラッチＫ２７を係合状態から解放状態に切り替え、クラッチＫ８１を解放状態から係合状態に切り替える（図３参照）。したがって、解放状態から係合状態に切り替えたクラッチＫ８１が誤解放状態であると特定でき、マップ内の該当するマトリックス要素Ａには、図６（ｂ）に示すように、クラッチＫ８１が誤解放である旨が記載されている。

【0068】

Ｂは二重掛け替えによる変速段切替であるが、掛け替えに係る２つの摩擦係合要素のいずれか１つの状態（ここでは、クラッチＫ３８）を把握できるので、マップ内の該当するマトリックス要素Ｂには、誤解放である摩擦係合要素が１つ記載されている。

【0069】

Ｃは二重掛け替えによる変速段切替であり、掛け替えに係る２つの摩擦係合要素のいずれかを把握できないので、マップ内の該当するマトリックス要素Ｃには、誤解放である摩擦係合要素の候補が２つ記載されている。

【0070】

Ｄは三重掛け替えによる変速段切替であるが、掛け替えに係る３つの摩擦係合要素のいずれか１つの状態（ここでは、クラッチＫ３８）を把握できるので、マップ内の該当するマトリックス要素Ｄには、誤解放である摩擦係合要素の候補が２つに絞られて記載されている。

【0071】

Ｅは三重掛け替えによる変速段切替であり、掛け替えに係る３つの摩擦係合要素のいずれかを把握できないので、マップ内の該当するマトリックス要素Ｅには、誤解放である摩擦係合要素の候補が３つ記載されている。

【0072】

このようにして、本故障箇所検出装置により、故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定することができなかった場合には、３つ以下に限定された故障摩擦係合要素の候補のみを対象に、以下の（ａ）〜（ｃ）に示す探り制御を適用して、故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定する。

【0073】

（ａ）まず、エンジンにオーバーレブが発生しないで、車両に急減速が発生しない変速段を暫定リンプホーム変速段に設定するか、変速機をニュートラル段に設定して、この変速段に移行する。
（ｂ）次に、安全に本リンプホーム状態に移行できるように車両を停車させる。
（ｃ）この停止状態から、選択可能な変速段を選んで、この変速段を達成するように、各摩擦係合要素を係合又は係合操作して、車両の走行を試みる。支障なく走行できればその変速段を達成する摩擦係合要素は正常であり、車両を発進できなければその変速段を達成する摩擦係合要素の何れかが故障していると判定でき、この試行を繰り返して故障摩擦係合要素を特定する。

【0074】

そして、故障の形態と故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定できたら、変速制御部１０Ａでは、特定された故障摩擦係合要素と、現状の変速段とに基づいてリンプホーム変速段（故障対応変速段）を決定し、リンプホーム変速段への変速段の切り替えを行なう。

【0075】

［５．作用及び効果］
本発明の一実施形態に係る自動変速機の故障箇所検出装置及び自動変速機は、上述のように構成されているので、例えば、図７に示すように、故障箇所の検出及び退避操作を行なうことができる。

【0076】

つまり、まず、常時、変速状態をモニタ（監視）しながら、変速段切替時には、現ギア段（現変速段）と現ギア段に至る前のギア段とを記憶する（ステップＳ１０）。

【0077】

変速段切替時に、異常検知、即ち、いずれかの摩擦係合要素に誤解放又は誤係合の故障が生じたか否かを、ギア比の異常等から判定する（ステップＳ２０）。異常検知がなければリターンし、次の制御周期で再びステップＳ１０を実施する。

【0078】

異常検知があれば、故障部位（故障が生じた摩擦係合要素）の特定を行なう（ステップＳ３０）。この特定は、故障形態（誤解放か誤係合か）と変速種（何速段から何速段への変速段切替か）に基づいて、図６（ａ）に示すマップを用いて行なう。
このとき、マップに示すＣ〜Ｅの状態では、故障部位の特定ができないが、この場合には、探り制御を利用して、故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定する。

【0079】

故障の形態と故障が生じた摩擦係合要素を１つに特定できたら、特定された故障摩擦係合要素と現状の変速段とに基づいてリンプホーム変速段を決定し、リンプホーム変速段への変速段の移行を行なう（ステップＳ４０）。

【0080】

このようにして、本故障箇所検出装置によれば、走行中における変速段の切替時に、いずれかの摩擦係合要素に故障が生じたら、故障形態（誤解放か誤係合か）と故障した摩擦係合要素を１つに特定できる場合があり、この場合、車両を走行させたままで速やかに故障部位を特定して、速やかにリンプホーム変速段を決定してこれに移行することができるようになる。特に、本実施形態では、故障が生じた摩擦係合要素を、マップを用いて瞬時に特定できる。

【0081】

また、故障した摩擦係合要素を１つに特定できない場合にも、故障した摩擦係合要素の候補を絞ることができ、探り制御を効率よく短時間で実施することができる。これにより、ドライバビリティが向上し、ドライバに対して大きなストレスを与えないようにすることができる。

【0082】

［６．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明にかかる故障箇所検出装置は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記の実施形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上記の実施形態では図２に示す前進９段の変速機構３を例に説明したが、本発明は、複数のギア機構を組み合わされて構成されると共に複数の摩擦係合要素の選択的な係合によって変速段を達成する種々の有段式の自動変速機構を有する自動変速機に適用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】