自動変速機
【課題】クラッチ異常と判断されたとき、原動機の駆動トルクを抑制するフェールセーフ機能を備えた自動変速機を提供する。
【解決手段】クラッチアクチュエータ２５が、最大トルク伝達できる位置にあるときに、原動機１１の駆動軸１２の回転と変速装置１７の入力軸３１の回転とが同期できないときは、クラッチ２０の異常と判断するクラッチ異常判断部（Ｓ１０６）と、クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部（Ｓ１１２、Ｓ１１４）とを有する。
【解決手段】クラッチアクチュエータ２５が、最大トルク伝達できる位置にあるときに、原動機１１の駆動軸１２の回転と変速装置１７の入力軸３１の回転とが同期できないときは、クラッチ２０の異常と判断するクラッチ異常判断部（Ｓ１０６）と、クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部（Ｓ１１２、Ｓ１１４）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機と変速装置との間に設けられたクラッチの係脱をクラッチアクチュエータによって制御する自動変速機に関し、特に、クラッチ異常時のフェールセーフ機能を備えた自動変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを駆動源とする車両において、例えば、特許文献１に記載されているように、既存のマニュアルトランスミッションにアクチュエータを取付け、運転者の意思、若しくは車両状態によって、変速操作（クラッチの断接、ギヤシフト、およびセレクト）を自動的に行なう自動変速機（以下、ＡＭＴ（オートメイテッドマニュアルトランスミッション）という）や、例えば、特許文献２に記載されているように、２つのクラッチおよび２つの入力軸を有し、プレシフトを可能にしたデュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）が知られている。
【０００３】
この種のＤＣＴあるいはＡＭＴにおいては、クラッチを係合する際には、エンジンの回転数Ｎｅと自動変速機の入力軸回転数Ｎｔとを同期させるために、クラッチアクチュエータによってクラッチトルクＴｃを、図６に示すように、エンジントルクＴｅに対して＋αだけ大きなトルクに制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７５８１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９６７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、クラッチあるいはクラッチシステムに何らかの異常が発生した場合、例えば、異物の噛み込みやクラッチディスクの摩耗等によって、クラッチアクチュエータを所定量ストロークさせても、図６に示すように、クラッチトルクＴｃが目標とするクラッチトルクＴｃｔまで上昇せず、エンジントルクＴｅよりも小さなトルクＴｃｚしか得られないことが生ずる。このために、エンジン回転数Ｎｅが、同図の実線で示すように、入力軸回転数Ｎｔに同期することができなくなり、変速制御をスムーズに行えなくなる。
【０００６】
このような場合には、クラッチトルクＴｃを目標トルクまで増大させるべく、クラッチアクチュエータの作動が継続されて無理な加重操作が繰り返されることになり、そのような状態で、変速、走行が行われると、クラッチが破損する恐れがでてくる。
【０００７】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、クラッチ異常と判断されたときは、原動機の駆動トルクを抑制するフェールセーフ機能を備えた自動変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、車両に搭載された原動機と、前記原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して前記車両の駆動輪に伝達する変速装置と、前記原動機の駆動軸と前記変速装置の入力軸とを係脱するクラッチと、前記クラッチのクラッチトルクを制御するクラッチアクチュエータと、前記クラッチアクチュエータが、最大トルク伝達できる位置にあるときに、前記原動機の駆動軸の回転と前記変速装置の入力軸の回転とが同期できないときは、前記クラッチの異常と判断するクラッチ異常判断部と、前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部とを有することである。
【０００９】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチがトルク伝達できないトルクより低い前記クラッチが伝達可能なトルク未満まで低減するようになっていることである。
【００１０】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチの滑り量が所定以下となるまで、所定量ずつ漸減させるようになっていることである。
【００１１】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の回転数変化速度に基づいて、前記クラッチが伝達可能な伝達可能トルクを算出する伝達可能トルク算出部を有し、前記原動機の駆動トルクを前記トルク抑制制御部によって、前記伝達可能トルク算出部によって算出された伝達可能トルク未満まで低減するようにしたことである。
【００１２】
請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか1項において、前記クラッチは、前記原動機の駆動トルクを、奇数変速段側に連結される第１入力軸に伝達する第１クラッチと、偶数変速段側に連結される第２入力軸に伝達する第２クラッチとからなるデュアルクラッチによって構成されていることである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、クラッチアクチュエータが、最大トルク伝達できる位置にあるときに、原動機の駆動軸の回転と変速装置の入力軸の回転とが同期できないときは、クラッチの異常と判断するクラッチ異常判断部と、クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部とを有している。
【００１４】
この構成により、クラッチ異常時には、原動機の駆動トルクを抑制制御するフェールセーフ機能が発揮され、クラッチを破損に至らせることなく、エンジン回転数を入力軸回転数に同期させることが可能となり、クラッチ異常時においても、車両を安全に走行させることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、トルク抑制制御部は、原動機の駆動トルクを、クラッチがトルク伝達できないトルクより低いクラッチが伝可能なトルク未満まで低減するようになっているので、原動機の駆動トルクをクラッチが伝達可能なトルク未満まで低減することによって、エンジン回転数を入力軸回転数に確実に同期させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、トルク抑制制御部は、原動機の駆動トルクを、クラッチの滑り量が所定以下となるまで、所定量ずつ漸減させるようになっているので、クラッチの滑り量を監視しながら、原動機の駆動トルクを必要なレベルまで正確に低減させることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、原動機の回転数変化速度に基づいて、クラッチが伝達可能な伝達可能トルクを算出する伝達可能トルク算出部を有し、原動機の駆動トルクをトルク抑制制御部によって、伝達可能トルク算出部によって算出された伝達可能トルク未満まで低減するようにしたので、簡単な制御によって、原動機の駆動トルクを伝達可能トルク未満まで迅速に低減することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、クラッチは、原動機の駆動トルクを、奇数変速段側に連結される第１入力軸に伝達する第１クラッチと、偶数変速段側に連結される第２入力軸に伝達する第２クラッチとからなるデュアルクラッチによって構成されているので、デュアルクラッチ式自動変速機における第１クラッチおよび第２クラッチの異常時に的確に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動変速機を搭載した車両を示す図である。
【図２】デュアルクラッチ式自動変速機の全体構造を示すスケルトン図である。
【図３】クラッチのトルク伝達特性を示す図である。
【図４】クラッチ異常が発生した場合の、エンジントルク抑制制御を示すフローチャートである。
【図５】エンジントルク抑制制御を示すフローチャートの変形図である。
【図６】従来におけるクラッチ係合時のタイムチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る自動変速機を、図面に基づいて説明する。図１は、自動変速機の一例としてのデュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）１０を、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプの車両に適用したブロック図である。当該車両は、デュアルクラッチ式自動変速機１０の他、原動機の一例であるガソリンの燃焼によって駆動されるエンジン１１と、差動装置（ディファレンシャル）１３と、左右駆動軸１５ａ、１５ｂと、駆動輪としての左右前輪１６ａ、１６ｂなどを備えている。
【００２１】
エンジン１１の回転数Ｎｅは、エンジン１１の駆動軸１２に近接して設けられたエンジン回転数センサ９０によって検出される。アクセルペダル９１を踏み込んだときのアクセル操作量は、アクセル開度センサ９２によってアクセル開度として検出される。エンジン１１の作動を制御するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４は、エンジン回転数Ｎｅの情報、アクセル開度の情報、および自動変速機１０を変速制御するＴＣＵ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２３からの各種情報を取得し、これらの情報に基づいて、アクセル開度や燃料噴射量を制御することにより、エンジン制御部１４ａによって、エンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅを制御する。
【００２２】
自動変速機１０は、エンジン１１と差動装置１３の間の動力伝達経路上に配設され、第１および第２入力軸３１ａ、３１ｂ（以下、３１ａ、３１ｂを総称したものを、単に入力軸３１と称す）の回転を複数段の変速比に変速して左右前輪１６ａ、１６ｂに伝達する変速装置１７と、エンジン１１の駆動軸１２と変速装置１７の入力軸３１とを係脱するクラッチ２０を備えている。クラッチ２０は、エンジン１１から出力される駆動軸１２の駆動トルクを、第１入力軸３１ａに伝達する第１クラッチ２０ａと、第２入力軸３１ｂに伝達する第２クラッチ２０ｂを有するデュアルクラッチにて構成されている。
【００２３】
第１入力軸３１ａおよび第２入力軸３１ｂの回転数Ｎｔは、第１入力軸回転数センサ９３ａおよび第２入力軸回転数センサ９３ｂによってそれぞれ検出される。左右の前輪１６ａ、１６ｂおよび左右の後輪（図示せず）の車輪速度は、車輪速センサ９４ａ、９４ｂによって検出され、これらの情報は、ＴＣＵ２３に送られる。車輪速センサ９４ａ、９４ｂによって検出された各車輪の回転速度に基づいて、車速（車両速度）が算出される。
【００２４】
また、ドライバがシフトレバー９５を操作したときシフト位置の情報は、シフト位置センサ９６によって検出される。ＥＣＵ１４とＴＣＵ２３は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信によって相互に情報を交換可能となっている。ＴＣＵ２３の変速制御部２３ａは、シフト位置センサ９６によって検出されたシフト位置の情報、ＥＣＵ１４からの変速指令や取得した車両情報などに基づいて、複数の変速ギヤ段を切替えるとともに、第１クラッチ２０ａおよび第２クラッチ２０ｂを係脱して、自動変速機１０の変速制御を行う。
【００２５】
デュアルクラッチ２０の第１および第２クラッチ２０ａ，２０ｂは、乾式摩擦クラッチからなっている。第１クラッチ２０ａは、モータを駆動源とする第１のクラッチアクチュエータ２５ａによって係合制御されるようになっており、第２クラッチ２０ｂは、モータを駆動源とする第２のクラッチアクチュエータ２５ｂによって係合制御されるようになっている。第１および第２のクラッチアクチュエータ２５ａ、２５ｂ（以下、２５ａ、２５ｂを総称したものを、単にクラッチアクチュエータ２５と称す）は、クラッチアクチュエータ２５のストローク量Ｓをそれぞれ検出するストロークセンサ２６ａ、２６ｂ（以下、２６ａ、２６ｂを総称したものを、単にストロークセンサ２６と称す）を有している。第１および第２クラッチ２０ａ，２０ｂのクラッチトルクＴｃは、クラッチアクチュエータ２５のストローク量Ｓに応じて制御される。
【００２６】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、図２に示すように、前進７速、後進１速のギヤトレーンを備えている。デュアルクラッチ式自動変速機１０は、デュアルクラッチ２０と、第１入力軸３１ａおよび第２入力軸３１ｂと、第１副軸３５および第２副軸３６を備えている。第１入力軸３１ａは棒状とされ、第２入力軸３１ｂは筒状とされて、同軸的に回転可能に配置されている。第１入力軸３１ａの図中左側はデュアルクラッチ２０の第１クラッチ２０ａに連結され、第２入力軸３１ｂの図中左側はデュアルクラッチ２０の第２クラッチ２０ｂに連結されている。第１入力軸３１ａと第２入力軸３１ｂは、独立してトルクが伝達され、異なる回転数で回転可能となっている。第１副軸３５は、入力軸３１（第１および第２入力軸３１ａ、３１ｂ）と並行して、図中下側に配置され、第２副軸３６は、入力軸３１と並行して、図中上側に配置されている。
【００２７】
第１入力軸３１ａには、複数の奇数変速段駆動ギヤである１速駆動ギヤ５１、３速駆動ギヤ５３、５速駆動ギヤ５５および７速駆動ギヤ５７が直接形成または別体で固定して設けられている。第２入力軸３１ｂには、複数の偶数変速段駆動ギヤである２速駆動ギヤ５２、４−６速駆動ギヤ５４が直接形成または別体で固定して設けられている。
【００２８】
第１副軸３５には、１速、３速、４速従動ギヤ６１、６３、６４がそれぞれ遊転可能に設けられ、１速従動ギヤ６１は１速駆動ギヤ５１に、３速従動ギヤ６３は３速駆動ギヤ５３に、４速従動ギヤ６４は４−６速駆動ギヤ５４に、それぞれ噛合されている。
【００２９】
第２副軸３６には、２速、５速、６速、７速従動ギヤ６２、６５、６６、６７がそれぞれ遊転可能に設けられ、２速従動ギヤ６２は２速駆動ギヤ５２に、５速従動ギヤ６５は５速駆動ギヤ５５に、６速従動ギヤ６６は４−６速駆動ギヤ５４に、７速従動ギヤ６７は７速駆動ギヤ５７に、それぞれ噛合されている。
【００３０】
また、第１副軸３５には、後進ギヤ７０が遊転可能に設けられ、後進ギヤ７０は、２速従動ギヤ６２の小径ギヤ６２ｂに常時噛合されている。
【００３１】
第１副軸３５および第２副軸３６上には、シンクロメッシュ機能を有する第１、第２、第３、第４ギヤシフトクラッチ７１〜７４が設けられ、これらギヤシフトクラッチ７１〜７４は、ＴＣＵ２３の変速制御部によって選択的に作動される。
【００３２】
第１ギヤシフトクラッチ７１は、第１副軸３５上に設けられ、１速従動ギヤ６１のシンクロギヤ部と３速従動ギヤ６３のシンクロギヤ部との間に配設されている。第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブを軸方向にスライドすることにより、１速従動ギヤ６１および３速従動ギヤ６３の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６１、６３とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３３】
同様にして、第１副軸３５上に設けられた第２ギヤシフトクラッチ７２は、４速従動ギヤ６４のシンクロギヤ部と後進ギヤ７０のシンクロギヤ部との間に配設され、第２ギヤシフトクラッチ７２のスリーブを軸方向にスライドすることにより、４速従動ギヤ６４および後進ギヤ７０の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結される。第２副軸３６上に設けられた第３ギヤシフトクラッチ７３は、７速従動ギヤ６７のシンクロギヤ部と５速従動ギヤ６５のシンクロギヤ部との間に配設され、第３ギヤシフトクラッチ７３のスリーブを軸方向にスライドすることにより、７速従動ギヤ６７および５速従動ギヤ６５の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結される。さらに、第２副軸３６上に設けられた第４ギヤシフトクラッチ７４は、６速従動ギヤ６６のシンクロギヤ部と２速従動ギヤ６２のシンクロギヤ部との間に配設され、第４ギヤシフトクラッチ７４のスリーブを軸方向にスライドすることにより、６速従動ギヤ６６および２速従動ギヤ６２の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結される。
【００３４】
上記した第１および第３ギヤシフトクラッチ７１、７３により、第１入力軸３１に伝達された回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構を構成し、第２および第４ギヤシフトクラッチ７２、７４により、第２入力軸３２に伝達された回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構を構成している。
【００３５】
第１副軸３５および第２副軸３６には、それぞれ最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９が固定され、これら最終減速駆動ギヤ５８、５９は、差動装置１３（図１参照）に連結された軸３３上の減速従動ギヤ８０に常時噛合されている。これにより、最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９を介して左右前輪１６ａ、１６ｂが駆動される。
【００３６】
図３は、クラッチ２０（第１および第２クラッチ２０ａ、２０ｂ）のトルク伝達特性の一例を示す図で、横軸はクラッチアクチュエータ２５のストロークＳ、縦軸は伝達可能なクラッチトルクＴｃを示している。クラッチ２０は、ストロークＳ＝０で切断状態となるクラッチであり、ストロークＳが増加するにしたがってクラッチトルクＴｃが増加する特性を有している。
【００３７】
クラッチ２０は、予め実験等によって、クラッチアクチュエータ２５のストロークＳとクラッチトルクＴｃとの関係が、図３の特性線図Ａ１となるように設定され、例えば、特性マップとしてＴＣＵ２３に記憶されている。そして、目標とするクラッチトルクＴｃが定められると、特性線図Ａ１に基づいて、それに必要なストロークＳが演算されるようになっており、最大ストロークＳｍａｘにおいては、必要伝達トルクＴｒよりも大きな最大クラッチトルクＴｃ１が得られるようになっている。
【００３８】
ところが、クラッチ２０あるいはクラッチアクチュエータ２５に異物が噛み込んだり、クラッチディスクが必要以上に摩耗したりすると、ストロークＳとクラッチトルクＴｃとの関係が、例えば、特性線図Ａ２のように推移し、クラッチアクチュエータ２５が最大ストロークＳｍａｘ作動されても、必要伝達トルクＴｒよりも小さなクラッチトルクＴｃ２しか得られない状態が起こる。そして、この状態においては、クラッチ係合時におけるクラッチ２０の滑り量（エンジン１１の駆動軸１２と変速装置１７の入力軸３１の回転差）が大きくなり、図６に示すように、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転させることができなくなる。
【００３９】
従って、クラッチアクチュエータ２５が、最大トルクを伝達できる位置までストロークされているにも、初期のクラッチトルクＴｃが得られず、このために、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔを同期させることができない場合には、後述するようにクラッチ異常と判断する。
【００４０】
なお、クラッチ異常は、上記した異物の噛み込みやクラッチディスクの摩耗の他、クラッチ２０およびクラッチアクチュエータ２５を制御するシステム等の異常による場合も含む。
【００４１】
このようなクラッチ異常が発生すると、図６に示すように、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転させるために、エンジントルクＴｅより所定量αだけ大きなクラッチトルクＴｃを与えるように、クラッチアクチュエータ２５を制御しても、予定されたクラッチトルクＴｃが得られないために、図６に示すエンジン回転数変化速度ΔＮｅが変動し、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転できなくなる。
【００４２】
次に、クラッチ異常が発生した場合に、エンジントルクＴｅを抑制制御する制御プログラムを、図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】
まず、ステップＳ１００において、車両が発進中あるいは変速中であるか否かが判断される。車両が発進中あるいは変速中である場合（Ｙ）には、制御プログラムはリターンされ、車両が発進中あるいは変速中でない場合（Ｎ）には、ステップＳ１０２に移行される。ステップＳ１０２においては、エンジン回転数Ｎｅと入力軸３１（第１入力軸３１ａもしくは第２入力軸３１ｂ）の回転数Ｎｔとの差が、予め定められた所定回転数差（例えば、２００ｒｐｍ）より小さいか否かが判断される。
【００４４】
エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が２００ｒｐｍ（所定回転数差）以下の場合（Ｙ）には、クラッチ（第１クラッチ２１）がほとんど滑りを生じていないため、ステップＳ１０４に移行されて、通常制御が実行される。すなわち、クラッチアクチュエータ２５によって、クラッチトルクＴｃがエンジントルクＴｅの＋αとなるように制御されることにより、図６の２点鎖線に示すように、エンジン回転数Ｎｅが低下され、入力軸回転数Ｎｔに同期回転される。
【００４５】
一方、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が２００ｒｐｍ以上の場合（Ｎ）、すなわち、クラッチトルクＴｃがエンジントルクＴｅを吸収できておらず、クラッチ２０に必要以上の滑りを生じている場合には、ステップＳ１０６に移行される。ステップＳ１０６においては、クラッチアクチュエータ２５がストロークエンドに到達しているか否かが判断され、未だストロークエンドに到達していない場合（Ｎ）には、ステップＳ１０８において、クラッチ２０の滑りを減少させるべく、クラッチトルクＴｃを所定量増大させるようにクラッチアクチュエータ２５を制御し、その後、前記ステップＳ１０４に進む。
【００４６】
これに対し、ステップＳ１０６における判断結果がＹの場合（クラッチアクチュエータ２５がストロークエンド（Ｓｍａｘ）に到達している）には、ステップＳ１１０において、ドライバに対してクラッチ異常が発生したことが異常警告される。次いで、ステップＳ１１２以降において、エンジントルクＴｅを抑制するフェールセーフ処理が実行される。
【００４７】
すなわち、ステップＳ１１２において、ＥＣＵ１４に対してエンジントルクＴｅを予め定められた所定トルクだけ低減させる指令が発せられ、エンジン制御部１４ａによって、アクセル開度や燃料噴射量が制御されることにより、エンジントルクＴｅを所定トルクだけ低減させる制御が実行される。続いて、ステップＳ１１４において、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差（例えば、２００ｒｐｍ）より小さくなったか否かが判断され、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転差より小さくなっていない場合には、前記ステップＳ１１２に戻って、エンジントルクＴｅをさらに所定トルクだけ低減させる制御が継続される。
【００４８】
このようにして、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差より小さくなるまで、言い換えれば、クラッチ２０がトルク伝達できないトルクより低い、クラッチ２０が伝達可能なトルク未満になるまで、エンジントルクＴｅを低下させる制御が実行され、エンジントルクＴｅが抑制される。そして、ステップＳ１１４において、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差より小さくなったことが判別されると、ステップＳ１１６に移行され、車両を安全な位置まで退避走行させる退避走行指令が発せられる。
【００４９】
このように、クラッチ２０の滑り量を監視しながら、クラッチ２０の滑り量が所定以下となるまで、エンジントルクＴｅを所定量ずつ漸減させるようにしたので、エンジン１１の駆動トルクを必要なレベルまで正確に低減させることが可能となる。
【００５０】
この場合、ステップＳ１１４において、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差より小さくなるまで、エンジントルクＴｅを抑制制御する代わりに、エンジントルクＴｅが出力の５０％より小さくなるまで、エンジントルクＴｅを抑制制御するようにしてもよい。
【００５１】
このようなエンジントルクＴｅの抑制制御により、エンジン１１の性能をフルに発揮できなくなるが、異常状態にあるクラッチ２０を破損に至らせることなく、安全な場所まで車両を退避走行させるために、エンジン回転数Ｎｅを入力軸回転数Ｎｔに同期させるフェールセーフ機能が発揮され、車両を安全に走行させることが可能となる。
【００５２】
上記したステップＳ１０６により、クラッチ２０の異常と判断するクラッチ異常判断部を構成しており、また、ステップＳ１１２およびステップＳ１１４により、エンジン１１の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部を構成している。
【００５３】
このように本実施の形態においては、クラッチアクチュエータ２５がストロークエンドに到達しているにも拘らず、クラッチ２０の滑り量（エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差）が、予め定められた値よりも大きく、変速時に、エンジン回転数Ｎｅを入力軸回転数Ｎｔに同期させることができない場合には、クラッチ異常と判断する。そして、クラッチ異常と判断された場合は、クラッチ２０の滑り量が予め定められた値よりも小さくなるまでエンジントルクＴｅを抑制するフェールセーフによって、クラッチ２０を破損させることなく、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転させることができ、車両を安全に走行させることが可能となる。
【００５４】
図５は、本発明の変形例を示すもので、先に述べた実施の形態と異なる点は、クラッチ異常時におけるエンジントルクＴｅを、エンジン回転数変化速度ΔＮｅ（図６参照）に基づいて算出される伝達可能トルクまで抑制するようにしたことである。
【００５５】
すなわち、クラッチ正常時には、図３の特性線図Ａ１に示すように、ストロークセンサ２６によって検出されるクラッチアクチュエータ２５のストロークが、例えばＳ１であったとすれば、クラッチトルクＴｃは、トルクＴｃａとなるはずである。しかるに、クラッチ異常時には、クラッチアクチュエータ２５のストロークがＳ１であるにも係らず、クラッチトルクＴｃは、例えば、トルクＴｃ１よりも小さなＴｃｂとなる。
【００５６】
そこで、クラッチトルクＴｃとエンジントルクＴｅとの関係式「Ｔｃ−Ｔｅ＝Ｉｅ・ΔＮｅ」（ただし、Ｉｅは、エンジン１１のイナーシャトルク、ΔＮｅは、エンジン回転数を微分したエンジン回転数変化速度）より、クラッチ作動時のエンジン回転数変化速度ΔＮｅに基づいて、実際上のクラッチトルクＴｃを算出する（Ｔｃ＝Ｉｅ・ΔＮｅ＋Ｔｅ）。そして、算出したクラッチトルクＴｃが、図３に示すように、トルクＴｃｂであったとすると、理論上のトルクＴｃａと実際のＴｃｂとの差分を求めることにより、クラッチ２０特性線図が図３のＡ１から、矢印方向にＳａ量だけ平行移動したＡ２に変化していることが分かる。
【００５７】
その結果、特性線図Ａ２に基づいて、最大ストロークＳｍａｘ時における最大クラッチトルク、すなわち、クラッチ２０が伝達し得る伝達可能トルクＴｃ２を算出することができる。従って、エンジン回転数変化速度ΔＮｅに基づいて算出した伝達可能トルクＴｃ２未満にエンジントルクＴｅを抑制することにより、上記した実施の形態で述べたと同様に、クラッチ２０の破損を防止することができるようになる。
【００５８】
具体的には、図５のフローチャートで示すように、ステップＳ２００において、クラッチ異常が警告されると、次いで、ステップＳ２０２において、上記したように、エンジン回転数変化速度ΔＮｅに基づいて、クラッチ２０が伝達可能な伝達可能トルクＴｃ２が算出され、続くステップＳ２０４において、エンジントルクＴｅを、算出された伝達可能トルクＴｃ２未満に抑制制御する。しかる後、ステップＳ２０６において、車両を安全な位置まで退避走行させる退避走行指令が発せられる。
【００５９】
上記した変形例によれば、クラッチ異常時に、エンジン１１の回転数変化速度ΔＮｅに基づいて、クラッチ２０が伝達可能な伝達可能トルクＴｃ２を算出し、この伝達可能トルクＴｃ２までエンジン１１のエンジントルクＴｅを低減することにより、エンジン１１を必要なエンジントルクＴｅまで迅速に制御できるようになる。
【００６０】
上記した実施の形態においては、自動変速機１０を、デュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）に適用したことにより、デュアルクラッチ２０（第１および第２クラッチ２０ａ、２０ｂ）の異常時に的確に対応することができるようになるが、自動変速機１０はデュアルクラッチ式自動変速機に限定されるものではなく、自動制御式マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）に適用することもできる。また、従来のマニュアルトランスミッションのクラッチ操作のみを自動化した変速機に適用することもできる。
【００６１】
また、実施の形態においては、ＦＦタイプの車両に適用した自動変速機１０を例にして説明したが、自動変速機１０をＦＲタイプ（フロントエンジン・リアドライブ）タイプの車両に装備することもできる。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る自動変速機は、原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して車両の駆動輪に伝達する変速装置と、クラッチアクチュエータによって制御され、原動機の駆動軸と変速装置の入力軸とを係脱するクラッチとを備えた車両に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００６４】
１０…自動変速機、１１…原動機（エンジン）、１６ａ、１６ｂ…駆動輪（左右前輪）、１７…変速装置、２０…クラッチ、２５…クラッチアクチュエータ、３１…入力軸、Ｓ１０６…クラッチ異常判断部、Ｓ１１２、Ｓ１１４…トルク抑制制御部、Ｔｅ…エンジントルク、Ｔｃ…クラッチトルク、Ｎｅ…エンジン回転数、Ｎｔ…入力軸回転数。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機と変速装置との間に設けられたクラッチの係脱をクラッチアクチュエータによって制御する自動変速機に関し、特に、クラッチ異常時のフェールセーフ機能を備えた自動変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを駆動源とする車両において、例えば、特許文献１に記載されているように、既存のマニュアルトランスミッションにアクチュエータを取付け、運転者の意思、若しくは車両状態によって、変速操作（クラッチの断接、ギヤシフト、およびセレクト）を自動的に行なう自動変速機（以下、ＡＭＴ（オートメイテッドマニュアルトランスミッション）という）や、例えば、特許文献２に記載されているように、２つのクラッチおよび２つの入力軸を有し、プレシフトを可能にしたデュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）が知られている。
【０００３】
この種のＤＣＴあるいはＡＭＴにおいては、クラッチを係合する際には、エンジンの回転数Ｎｅと自動変速機の入力軸回転数Ｎｔとを同期させるために、クラッチアクチュエータによってクラッチトルクＴｃを、図６に示すように、エンジントルクＴｅに対して＋αだけ大きなトルクに制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７５８１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９６７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、クラッチあるいはクラッチシステムに何らかの異常が発生した場合、例えば、異物の噛み込みやクラッチディスクの摩耗等によって、クラッチアクチュエータを所定量ストロークさせても、図６に示すように、クラッチトルクＴｃが目標とするクラッチトルクＴｃｔまで上昇せず、エンジントルクＴｅよりも小さなトルクＴｃｚしか得られないことが生ずる。このために、エンジン回転数Ｎｅが、同図の実線で示すように、入力軸回転数Ｎｔに同期することができなくなり、変速制御をスムーズに行えなくなる。
【０００６】
このような場合には、クラッチトルクＴｃを目標トルクまで増大させるべく、クラッチアクチュエータの作動が継続されて無理な加重操作が繰り返されることになり、そのような状態で、変速、走行が行われると、クラッチが破損する恐れがでてくる。
【０００７】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、クラッチ異常と判断されたときは、原動機の駆動トルクを抑制するフェールセーフ機能を備えた自動変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、車両に搭載された原動機と、前記原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して前記車両の駆動輪に伝達する変速装置と、前記原動機の駆動軸と前記変速装置の入力軸とを係脱するクラッチと、前記クラッチのクラッチトルクを制御するクラッチアクチュエータと、前記クラッチアクチュエータが、最大トルク伝達できる位置にあるときに、前記原動機の駆動軸の回転と前記変速装置の入力軸の回転とが同期できないときは、前記クラッチの異常と判断するクラッチ異常判断部と、前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部とを有することである。
【０００９】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチがトルク伝達できないトルクより低い前記クラッチが伝達可能なトルク未満まで低減するようになっていることである。
【００１０】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチの滑り量が所定以下となるまで、所定量ずつ漸減させるようになっていることである。
【００１１】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の回転数変化速度に基づいて、前記クラッチが伝達可能な伝達可能トルクを算出する伝達可能トルク算出部を有し、前記原動機の駆動トルクを前記トルク抑制制御部によって、前記伝達可能トルク算出部によって算出された伝達可能トルク未満まで低減するようにしたことである。
【００１２】
請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか1項において、前記クラッチは、前記原動機の駆動トルクを、奇数変速段側に連結される第１入力軸に伝達する第１クラッチと、偶数変速段側に連結される第２入力軸に伝達する第２クラッチとからなるデュアルクラッチによって構成されていることである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、クラッチアクチュエータが、最大トルク伝達できる位置にあるときに、原動機の駆動軸の回転と変速装置の入力軸の回転とが同期できないときは、クラッチの異常と判断するクラッチ異常判断部と、クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部とを有している。
【００１４】
この構成により、クラッチ異常時には、原動機の駆動トルクを抑制制御するフェールセーフ機能が発揮され、クラッチを破損に至らせることなく、エンジン回転数を入力軸回転数に同期させることが可能となり、クラッチ異常時においても、車両を安全に走行させることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、トルク抑制制御部は、原動機の駆動トルクを、クラッチがトルク伝達できないトルクより低いクラッチが伝可能なトルク未満まで低減するようになっているので、原動機の駆動トルクをクラッチが伝達可能なトルク未満まで低減することによって、エンジン回転数を入力軸回転数に確実に同期させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、トルク抑制制御部は、原動機の駆動トルクを、クラッチの滑り量が所定以下となるまで、所定量ずつ漸減させるようになっているので、クラッチの滑り量を監視しながら、原動機の駆動トルクを必要なレベルまで正確に低減させることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、原動機の回転数変化速度に基づいて、クラッチが伝達可能な伝達可能トルクを算出する伝達可能トルク算出部を有し、原動機の駆動トルクをトルク抑制制御部によって、伝達可能トルク算出部によって算出された伝達可能トルク未満まで低減するようにしたので、簡単な制御によって、原動機の駆動トルクを伝達可能トルク未満まで迅速に低減することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、クラッチは、原動機の駆動トルクを、奇数変速段側に連結される第１入力軸に伝達する第１クラッチと、偶数変速段側に連結される第２入力軸に伝達する第２クラッチとからなるデュアルクラッチによって構成されているので、デュアルクラッチ式自動変速機における第１クラッチおよび第２クラッチの異常時に的確に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動変速機を搭載した車両を示す図である。
【図２】デュアルクラッチ式自動変速機の全体構造を示すスケルトン図である。
【図３】クラッチのトルク伝達特性を示す図である。
【図４】クラッチ異常が発生した場合の、エンジントルク抑制制御を示すフローチャートである。
【図５】エンジントルク抑制制御を示すフローチャートの変形図である。
【図６】従来におけるクラッチ係合時のタイムチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る自動変速機を、図面に基づいて説明する。図１は、自動変速機の一例としてのデュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）１０を、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプの車両に適用したブロック図である。当該車両は、デュアルクラッチ式自動変速機１０の他、原動機の一例であるガソリンの燃焼によって駆動されるエンジン１１と、差動装置（ディファレンシャル）１３と、左右駆動軸１５ａ、１５ｂと、駆動輪としての左右前輪１６ａ、１６ｂなどを備えている。
【００２１】
エンジン１１の回転数Ｎｅは、エンジン１１の駆動軸１２に近接して設けられたエンジン回転数センサ９０によって検出される。アクセルペダル９１を踏み込んだときのアクセル操作量は、アクセル開度センサ９２によってアクセル開度として検出される。エンジン１１の作動を制御するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４は、エンジン回転数Ｎｅの情報、アクセル開度の情報、および自動変速機１０を変速制御するＴＣＵ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２３からの各種情報を取得し、これらの情報に基づいて、アクセル開度や燃料噴射量を制御することにより、エンジン制御部１４ａによって、エンジントルクＴｅおよびエンジン回転数Ｎｅを制御する。
【００２２】
自動変速機１０は、エンジン１１と差動装置１３の間の動力伝達経路上に配設され、第１および第２入力軸３１ａ、３１ｂ（以下、３１ａ、３１ｂを総称したものを、単に入力軸３１と称す）の回転を複数段の変速比に変速して左右前輪１６ａ、１６ｂに伝達する変速装置１７と、エンジン１１の駆動軸１２と変速装置１７の入力軸３１とを係脱するクラッチ２０を備えている。クラッチ２０は、エンジン１１から出力される駆動軸１２の駆動トルクを、第１入力軸３１ａに伝達する第１クラッチ２０ａと、第２入力軸３１ｂに伝達する第２クラッチ２０ｂを有するデュアルクラッチにて構成されている。
【００２３】
第１入力軸３１ａおよび第２入力軸３１ｂの回転数Ｎｔは、第１入力軸回転数センサ９３ａおよび第２入力軸回転数センサ９３ｂによってそれぞれ検出される。左右の前輪１６ａ、１６ｂおよび左右の後輪（図示せず）の車輪速度は、車輪速センサ９４ａ、９４ｂによって検出され、これらの情報は、ＴＣＵ２３に送られる。車輪速センサ９４ａ、９４ｂによって検出された各車輪の回転速度に基づいて、車速（車両速度）が算出される。
【００２４】
また、ドライバがシフトレバー９５を操作したときシフト位置の情報は、シフト位置センサ９６によって検出される。ＥＣＵ１４とＴＣＵ２３は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信によって相互に情報を交換可能となっている。ＴＣＵ２３の変速制御部２３ａは、シフト位置センサ９６によって検出されたシフト位置の情報、ＥＣＵ１４からの変速指令や取得した車両情報などに基づいて、複数の変速ギヤ段を切替えるとともに、第１クラッチ２０ａおよび第２クラッチ２０ｂを係脱して、自動変速機１０の変速制御を行う。
【００２５】
デュアルクラッチ２０の第１および第２クラッチ２０ａ，２０ｂは、乾式摩擦クラッチからなっている。第１クラッチ２０ａは、モータを駆動源とする第１のクラッチアクチュエータ２５ａによって係合制御されるようになっており、第２クラッチ２０ｂは、モータを駆動源とする第２のクラッチアクチュエータ２５ｂによって係合制御されるようになっている。第１および第２のクラッチアクチュエータ２５ａ、２５ｂ（以下、２５ａ、２５ｂを総称したものを、単にクラッチアクチュエータ２５と称す）は、クラッチアクチュエータ２５のストローク量Ｓをそれぞれ検出するストロークセンサ２６ａ、２６ｂ（以下、２６ａ、２６ｂを総称したものを、単にストロークセンサ２６と称す）を有している。第１および第２クラッチ２０ａ，２０ｂのクラッチトルクＴｃは、クラッチアクチュエータ２５のストローク量Ｓに応じて制御される。
【００２６】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、図２に示すように、前進７速、後進１速のギヤトレーンを備えている。デュアルクラッチ式自動変速機１０は、デュアルクラッチ２０と、第１入力軸３１ａおよび第２入力軸３１ｂと、第１副軸３５および第２副軸３６を備えている。第１入力軸３１ａは棒状とされ、第２入力軸３１ｂは筒状とされて、同軸的に回転可能に配置されている。第１入力軸３１ａの図中左側はデュアルクラッチ２０の第１クラッチ２０ａに連結され、第２入力軸３１ｂの図中左側はデュアルクラッチ２０の第２クラッチ２０ｂに連結されている。第１入力軸３１ａと第２入力軸３１ｂは、独立してトルクが伝達され、異なる回転数で回転可能となっている。第１副軸３５は、入力軸３１（第１および第２入力軸３１ａ、３１ｂ）と並行して、図中下側に配置され、第２副軸３６は、入力軸３１と並行して、図中上側に配置されている。
【００２７】
第１入力軸３１ａには、複数の奇数変速段駆動ギヤである１速駆動ギヤ５１、３速駆動ギヤ５３、５速駆動ギヤ５５および７速駆動ギヤ５７が直接形成または別体で固定して設けられている。第２入力軸３１ｂには、複数の偶数変速段駆動ギヤである２速駆動ギヤ５２、４−６速駆動ギヤ５４が直接形成または別体で固定して設けられている。
【００２８】
第１副軸３５には、１速、３速、４速従動ギヤ６１、６３、６４がそれぞれ遊転可能に設けられ、１速従動ギヤ６１は１速駆動ギヤ５１に、３速従動ギヤ６３は３速駆動ギヤ５３に、４速従動ギヤ６４は４−６速駆動ギヤ５４に、それぞれ噛合されている。
【００２９】
第２副軸３６には、２速、５速、６速、７速従動ギヤ６２、６５、６６、６７がそれぞれ遊転可能に設けられ、２速従動ギヤ６２は２速駆動ギヤ５２に、５速従動ギヤ６５は５速駆動ギヤ５５に、６速従動ギヤ６６は４−６速駆動ギヤ５４に、７速従動ギヤ６７は７速駆動ギヤ５７に、それぞれ噛合されている。
【００３０】
また、第１副軸３５には、後進ギヤ７０が遊転可能に設けられ、後進ギヤ７０は、２速従動ギヤ６２の小径ギヤ６２ｂに常時噛合されている。
【００３１】
第１副軸３５および第２副軸３６上には、シンクロメッシュ機能を有する第１、第２、第３、第４ギヤシフトクラッチ７１〜７４が設けられ、これらギヤシフトクラッチ７１〜７４は、ＴＣＵ２３の変速制御部によって選択的に作動される。
【００３２】
第１ギヤシフトクラッチ７１は、第１副軸３５上に設けられ、１速従動ギヤ６１のシンクロギヤ部と３速従動ギヤ６３のシンクロギヤ部との間に配設されている。第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブを軸方向にスライドすることにより、１速従動ギヤ６１および３速従動ギヤ６３の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６１、６３とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３３】
同様にして、第１副軸３５上に設けられた第２ギヤシフトクラッチ７２は、４速従動ギヤ６４のシンクロギヤ部と後進ギヤ７０のシンクロギヤ部との間に配設され、第２ギヤシフトクラッチ７２のスリーブを軸方向にスライドすることにより、４速従動ギヤ６４および後進ギヤ７０の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結される。第２副軸３６上に設けられた第３ギヤシフトクラッチ７３は、７速従動ギヤ６７のシンクロギヤ部と５速従動ギヤ６５のシンクロギヤ部との間に配設され、第３ギヤシフトクラッチ７３のスリーブを軸方向にスライドすることにより、７速従動ギヤ６７および５速従動ギヤ６５の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結される。さらに、第２副軸３６上に設けられた第４ギヤシフトクラッチ７４は、６速従動ギヤ６６のシンクロギヤ部と２速従動ギヤ６２のシンクロギヤ部との間に配設され、第４ギヤシフトクラッチ７４のスリーブを軸方向にスライドすることにより、６速従動ギヤ６６および２速従動ギヤ６２の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結される。
【００３４】
上記した第１および第３ギヤシフトクラッチ７１、７３により、第１入力軸３１に伝達された回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構を構成し、第２および第４ギヤシフトクラッチ７２、７４により、第２入力軸３２に伝達された回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構を構成している。
【００３５】
第１副軸３５および第２副軸３６には、それぞれ最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９が固定され、これら最終減速駆動ギヤ５８、５９は、差動装置１３（図１参照）に連結された軸３３上の減速従動ギヤ８０に常時噛合されている。これにより、最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９を介して左右前輪１６ａ、１６ｂが駆動される。
【００３６】
図３は、クラッチ２０（第１および第２クラッチ２０ａ、２０ｂ）のトルク伝達特性の一例を示す図で、横軸はクラッチアクチュエータ２５のストロークＳ、縦軸は伝達可能なクラッチトルクＴｃを示している。クラッチ２０は、ストロークＳ＝０で切断状態となるクラッチであり、ストロークＳが増加するにしたがってクラッチトルクＴｃが増加する特性を有している。
【００３７】
クラッチ２０は、予め実験等によって、クラッチアクチュエータ２５のストロークＳとクラッチトルクＴｃとの関係が、図３の特性線図Ａ１となるように設定され、例えば、特性マップとしてＴＣＵ２３に記憶されている。そして、目標とするクラッチトルクＴｃが定められると、特性線図Ａ１に基づいて、それに必要なストロークＳが演算されるようになっており、最大ストロークＳｍａｘにおいては、必要伝達トルクＴｒよりも大きな最大クラッチトルクＴｃ１が得られるようになっている。
【００３８】
ところが、クラッチ２０あるいはクラッチアクチュエータ２５に異物が噛み込んだり、クラッチディスクが必要以上に摩耗したりすると、ストロークＳとクラッチトルクＴｃとの関係が、例えば、特性線図Ａ２のように推移し、クラッチアクチュエータ２５が最大ストロークＳｍａｘ作動されても、必要伝達トルクＴｒよりも小さなクラッチトルクＴｃ２しか得られない状態が起こる。そして、この状態においては、クラッチ係合時におけるクラッチ２０の滑り量（エンジン１１の駆動軸１２と変速装置１７の入力軸３１の回転差）が大きくなり、図６に示すように、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転させることができなくなる。
【００３９】
従って、クラッチアクチュエータ２５が、最大トルクを伝達できる位置までストロークされているにも、初期のクラッチトルクＴｃが得られず、このために、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔを同期させることができない場合には、後述するようにクラッチ異常と判断する。
【００４０】
なお、クラッチ異常は、上記した異物の噛み込みやクラッチディスクの摩耗の他、クラッチ２０およびクラッチアクチュエータ２５を制御するシステム等の異常による場合も含む。
【００４１】
このようなクラッチ異常が発生すると、図６に示すように、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転させるために、エンジントルクＴｅより所定量αだけ大きなクラッチトルクＴｃを与えるように、クラッチアクチュエータ２５を制御しても、予定されたクラッチトルクＴｃが得られないために、図６に示すエンジン回転数変化速度ΔＮｅが変動し、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転できなくなる。
【００４２】
次に、クラッチ異常が発生した場合に、エンジントルクＴｅを抑制制御する制御プログラムを、図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】
まず、ステップＳ１００において、車両が発進中あるいは変速中であるか否かが判断される。車両が発進中あるいは変速中である場合（Ｙ）には、制御プログラムはリターンされ、車両が発進中あるいは変速中でない場合（Ｎ）には、ステップＳ１０２に移行される。ステップＳ１０２においては、エンジン回転数Ｎｅと入力軸３１（第１入力軸３１ａもしくは第２入力軸３１ｂ）の回転数Ｎｔとの差が、予め定められた所定回転数差（例えば、２００ｒｐｍ）より小さいか否かが判断される。
【００４４】
エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が２００ｒｐｍ（所定回転数差）以下の場合（Ｙ）には、クラッチ（第１クラッチ２１）がほとんど滑りを生じていないため、ステップＳ１０４に移行されて、通常制御が実行される。すなわち、クラッチアクチュエータ２５によって、クラッチトルクＴｃがエンジントルクＴｅの＋αとなるように制御されることにより、図６の２点鎖線に示すように、エンジン回転数Ｎｅが低下され、入力軸回転数Ｎｔに同期回転される。
【００４５】
一方、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が２００ｒｐｍ以上の場合（Ｎ）、すなわち、クラッチトルクＴｃがエンジントルクＴｅを吸収できておらず、クラッチ２０に必要以上の滑りを生じている場合には、ステップＳ１０６に移行される。ステップＳ１０６においては、クラッチアクチュエータ２５がストロークエンドに到達しているか否かが判断され、未だストロークエンドに到達していない場合（Ｎ）には、ステップＳ１０８において、クラッチ２０の滑りを減少させるべく、クラッチトルクＴｃを所定量増大させるようにクラッチアクチュエータ２５を制御し、その後、前記ステップＳ１０４に進む。
【００４６】
これに対し、ステップＳ１０６における判断結果がＹの場合（クラッチアクチュエータ２５がストロークエンド（Ｓｍａｘ）に到達している）には、ステップＳ１１０において、ドライバに対してクラッチ異常が発生したことが異常警告される。次いで、ステップＳ１１２以降において、エンジントルクＴｅを抑制するフェールセーフ処理が実行される。
【００４７】
すなわち、ステップＳ１１２において、ＥＣＵ１４に対してエンジントルクＴｅを予め定められた所定トルクだけ低減させる指令が発せられ、エンジン制御部１４ａによって、アクセル開度や燃料噴射量が制御されることにより、エンジントルクＴｅを所定トルクだけ低減させる制御が実行される。続いて、ステップＳ１１４において、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差（例えば、２００ｒｐｍ）より小さくなったか否かが判断され、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転差より小さくなっていない場合には、前記ステップＳ１１２に戻って、エンジントルクＴｅをさらに所定トルクだけ低減させる制御が継続される。
【００４８】
このようにして、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差より小さくなるまで、言い換えれば、クラッチ２０がトルク伝達できないトルクより低い、クラッチ２０が伝達可能なトルク未満になるまで、エンジントルクＴｅを低下させる制御が実行され、エンジントルクＴｅが抑制される。そして、ステップＳ１１４において、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差より小さくなったことが判別されると、ステップＳ１１６に移行され、車両を安全な位置まで退避走行させる退避走行指令が発せられる。
【００４９】
このように、クラッチ２０の滑り量を監視しながら、クラッチ２０の滑り量が所定以下となるまで、エンジントルクＴｅを所定量ずつ漸減させるようにしたので、エンジン１１の駆動トルクを必要なレベルまで正確に低減させることが可能となる。
【００５０】
この場合、ステップＳ１１４において、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差が、所定回転数差より小さくなるまで、エンジントルクＴｅを抑制制御する代わりに、エンジントルクＴｅが出力の５０％より小さくなるまで、エンジントルクＴｅを抑制制御するようにしてもよい。
【００５１】
このようなエンジントルクＴｅの抑制制御により、エンジン１１の性能をフルに発揮できなくなるが、異常状態にあるクラッチ２０を破損に至らせることなく、安全な場所まで車両を退避走行させるために、エンジン回転数Ｎｅを入力軸回転数Ｎｔに同期させるフェールセーフ機能が発揮され、車両を安全に走行させることが可能となる。
【００５２】
上記したステップＳ１０６により、クラッチ２０の異常と判断するクラッチ異常判断部を構成しており、また、ステップＳ１１２およびステップＳ１１４により、エンジン１１の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部を構成している。
【００５３】
このように本実施の形態においては、クラッチアクチュエータ２５がストロークエンドに到達しているにも拘らず、クラッチ２０の滑り量（エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとの差）が、予め定められた値よりも大きく、変速時に、エンジン回転数Ｎｅを入力軸回転数Ｎｔに同期させることができない場合には、クラッチ異常と判断する。そして、クラッチ異常と判断された場合は、クラッチ２０の滑り量が予め定められた値よりも小さくなるまでエンジントルクＴｅを抑制するフェールセーフによって、クラッチ２０を破損させることなく、エンジン回転数Ｎｅと入力軸回転数Ｎｔとを同期回転させることができ、車両を安全に走行させることが可能となる。
【００５４】
図５は、本発明の変形例を示すもので、先に述べた実施の形態と異なる点は、クラッチ異常時におけるエンジントルクＴｅを、エンジン回転数変化速度ΔＮｅ（図６参照）に基づいて算出される伝達可能トルクまで抑制するようにしたことである。
【００５５】
すなわち、クラッチ正常時には、図３の特性線図Ａ１に示すように、ストロークセンサ２６によって検出されるクラッチアクチュエータ２５のストロークが、例えばＳ１であったとすれば、クラッチトルクＴｃは、トルクＴｃａとなるはずである。しかるに、クラッチ異常時には、クラッチアクチュエータ２５のストロークがＳ１であるにも係らず、クラッチトルクＴｃは、例えば、トルクＴｃ１よりも小さなＴｃｂとなる。
【００５６】
そこで、クラッチトルクＴｃとエンジントルクＴｅとの関係式「Ｔｃ−Ｔｅ＝Ｉｅ・ΔＮｅ」（ただし、Ｉｅは、エンジン１１のイナーシャトルク、ΔＮｅは、エンジン回転数を微分したエンジン回転数変化速度）より、クラッチ作動時のエンジン回転数変化速度ΔＮｅに基づいて、実際上のクラッチトルクＴｃを算出する（Ｔｃ＝Ｉｅ・ΔＮｅ＋Ｔｅ）。そして、算出したクラッチトルクＴｃが、図３に示すように、トルクＴｃｂであったとすると、理論上のトルクＴｃａと実際のＴｃｂとの差分を求めることにより、クラッチ２０特性線図が図３のＡ１から、矢印方向にＳａ量だけ平行移動したＡ２に変化していることが分かる。
【００５７】
その結果、特性線図Ａ２に基づいて、最大ストロークＳｍａｘ時における最大クラッチトルク、すなわち、クラッチ２０が伝達し得る伝達可能トルクＴｃ２を算出することができる。従って、エンジン回転数変化速度ΔＮｅに基づいて算出した伝達可能トルクＴｃ２未満にエンジントルクＴｅを抑制することにより、上記した実施の形態で述べたと同様に、クラッチ２０の破損を防止することができるようになる。
【００５８】
具体的には、図５のフローチャートで示すように、ステップＳ２００において、クラッチ異常が警告されると、次いで、ステップＳ２０２において、上記したように、エンジン回転数変化速度ΔＮｅに基づいて、クラッチ２０が伝達可能な伝達可能トルクＴｃ２が算出され、続くステップＳ２０４において、エンジントルクＴｅを、算出された伝達可能トルクＴｃ２未満に抑制制御する。しかる後、ステップＳ２０６において、車両を安全な位置まで退避走行させる退避走行指令が発せられる。
【００５９】
上記した変形例によれば、クラッチ異常時に、エンジン１１の回転数変化速度ΔＮｅに基づいて、クラッチ２０が伝達可能な伝達可能トルクＴｃ２を算出し、この伝達可能トルクＴｃ２までエンジン１１のエンジントルクＴｅを低減することにより、エンジン１１を必要なエンジントルクＴｅまで迅速に制御できるようになる。
【００６０】
上記した実施の形態においては、自動変速機１０を、デュアルクラッチ式自動変速機（ＤＣＴ）に適用したことにより、デュアルクラッチ２０（第１および第２クラッチ２０ａ、２０ｂ）の異常時に的確に対応することができるようになるが、自動変速機１０はデュアルクラッチ式自動変速機に限定されるものではなく、自動制御式マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）に適用することもできる。また、従来のマニュアルトランスミッションのクラッチ操作のみを自動化した変速機に適用することもできる。
【００６１】
また、実施の形態においては、ＦＦタイプの車両に適用した自動変速機１０を例にして説明したが、自動変速機１０をＦＲタイプ（フロントエンジン・リアドライブ）タイプの車両に装備することもできる。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る自動変速機は、原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して車両の駆動輪に伝達する変速装置と、クラッチアクチュエータによって制御され、原動機の駆動軸と変速装置の入力軸とを係脱するクラッチとを備えた車両に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００６４】
１０…自動変速機、１１…原動機（エンジン）、１６ａ、１６ｂ…駆動輪（左右前輪）、１７…変速装置、２０…クラッチ、２５…クラッチアクチュエータ、３１…入力軸、Ｓ１０６…クラッチ異常判断部、Ｓ１１２、Ｓ１１４…トルク抑制制御部、Ｔｅ…エンジントルク、Ｔｃ…クラッチトルク、Ｎｅ…エンジン回転数、Ｎｔ…入力軸回転数。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された原動機と、
前記原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して前記車両の駆動輪に伝達する変速装置と、
前記原動機の駆動軸と前記変速装置の入力軸とを係脱するクラッチと、
前記クラッチのクラッチトルクを制御するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチアクチュエータが、最大トルク伝達できる位置にあるときに、前記原動機の駆動軸の回転と前記変速装置の入力軸の回転とが同期できないときは、前記クラッチの異常と判断するクラッチ異常判断部と、
前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部と、
を有することを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチがトルク伝達できないトルクより低い前記クラッチが伝達可能なトルク未満まで低減するようになっている自動変速機。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチの滑り量が所定以下となるまで、所定量ずつ漸減させるようになっている自動変速機。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の回転数変化速度に基づいて、前記クラッチが伝達可能な伝達可能トルクを算出する伝達可能トルク算出部を有し、前記原動機の駆動トルクを前記トルク抑制制御部によって、前記伝達可能トルク算出部によって算出された伝達可能トルク未満まで低減するようにした自動変速機。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか1項において、前記クラッチは、前記原動機の駆動トルクを、奇数変速段側に連結される第１入力軸に伝達する第１クラッチと、偶数変速段側に連結される第２入力軸に伝達する第２クラッチとからなるデュアルクラッチによって構成されている自動変速機。
【請求項１】
車両に搭載された原動機と、
前記原動機の駆動軸によって回転される入力軸の回転を複数段の変速比に変速して前記車両の駆動輪に伝達する変速装置と、
前記原動機の駆動軸と前記変速装置の入力軸とを係脱するクラッチと、
前記クラッチのクラッチトルクを制御するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチアクチュエータが、最大トルク伝達できる位置にあるときに、前記原動機の駆動軸の回転と前記変速装置の入力軸の回転とが同期できないときは、前記クラッチの異常と判断するクラッチ異常判断部と、
前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の駆動トルクを低減するトルク抑制制御部と、
を有することを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチがトルク伝達できないトルクより低い前記クラッチが伝達可能なトルク未満まで低減するようになっている自動変速機。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記トルク抑制制御部は、前記原動機の駆動トルクを、前記クラッチの滑り量が所定以下となるまで、所定量ずつ漸減させるようになっている自動変速機。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記クラッチ異常判断部によってクラッチ異常と判断されたとき、前記原動機の回転数変化速度に基づいて、前記クラッチが伝達可能な伝達可能トルクを算出する伝達可能トルク算出部を有し、前記原動機の駆動トルクを前記トルク抑制制御部によって、前記伝達可能トルク算出部によって算出された伝達可能トルク未満まで低減するようにした自動変速機。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか1項において、前記クラッチは、前記原動機の駆動トルクを、奇数変速段側に連結される第１入力軸に伝達する第１クラッチと、偶数変速段側に連結される第２入力軸に伝達する第２クラッチとからなるデュアルクラッチによって構成されている自動変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５３７３２（Ｐ２０１３−５３７３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４０６４（Ｐ２０１１−１９４０６４）
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
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