JP4283295B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、低温時の自動変速機の変速制御に関する。

有段の自動変速機は遊星歯車機構と複数の摩擦締結要素（クラッチ、ブレーキ）から構成され、複数の摩擦締結要素の締結、解放の組み合わせを変更することで、複数の変速段を達成している。

自動変速機の中には、ワンウェイクラッチが締結することで、最Ｌｏ変速段（最も変速比が大きい変速段）を達成するものがある。しかしながら、ワンウェイクラッチがローラ式ワンウェイクラッチである場合、作動油温が低いと、セレクトレバーをＮあるいはＲレンジからＤレンジに操作しても、車両が発進できない場合があった。これは、作動油温が低いとローラとインナーレースの間の油膜の剪断抵抗力が大きいために、ローラが油膜を剪断してインナーレースと金属接触することができず、ワンウェイクラッチを締結することができないからである。

そこで、特許文献１に記載の自動変速機では、作動油温が低いときはワンウェイクラッチと並列に設けられているブレーキを締結し、車両が発進不能になるのを回避するようにしている。
特開２００６−１８３７０５公報

上記ワンウェイクラッチと並列に設けられているブレーキは、本来、低速段におけるエンジンブレーキ時、マニュアルモード走行時、後進時に締結される摩擦締結要素であるため、大きなトルクを伝達できるようトルク容量を大きくする必要がある。ブレーキのトルク容量を大きくするには、ブレーキを構成する摩擦板の枚数を増やす方法と、摩擦板を押すピストンの断面積（ピストン室の受圧面積）を大きくする方法があるが、前者は変速機の軸長方向の寸法が増大するので、後者の方法が採られる傾向にある。

しかしながら、後者の方法でトルク容量を大きくすると、ブレーキを締結するのに必要な作動油量が増大する。このため、ワンウェイクラッチが締結不良を起こすような低温時は、作動油の流動性の悪さからブレーキへの作動油の供給が遅れ、ブレーキがワンウェイクラッチと同様に滑ってしまい、特許文献１記載の方法では、依然として車両が発進不能になる可能性があった。

なお、上記問題は発進時に限らず、低温時に走行中、最Ｌｏ変速段以外の変速段から最Ｌｏ変速段に変速しようとした場合にも生じる。この場合、エンジンからの動力を伝達できなくなり、運転者が意図した駆動力が得られなくなる。

本発明は、このような従来の技術的課題を鑑みてなされたもので、低温時における車両の発進、走行性能を向上させることを目的とする。

本発明は、作動油の供給を受けて締結する複数の摩擦締結要素を有し、少なくとも前記複数の摩擦締結要素の一つである最Ｌｏ摩擦締結要素が締結されることで変速比が最も大きな最Ｌｏ変速段を達成する自動変速機の変速制御装置において、前記変速機の作動油温が前記最Ｌｏ摩擦締結要素の締結不良を引き起こす所定の極低温よりも低いとき、前記最Ｌｏ変速段の使用を禁止し、前記最Ｌｏ摩擦締結要素を解放したまま達成できる前記最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用する変速制御手段と、前記変速機のインヒビタスイッチの異常を判定する手段と、前記変速機の入力軸と前記最Ｌｏ摩擦締結要素の間に配置され、前記最Ｌｏ変速段を達成する際に締結され、前記インヒビタスイッチが異常であると判定されたときには締結速度が増大される上流側摩擦締結要素と、を備え、前記変速制御手段は、前記インヒビタスイッチが異常であると判定されたときは、前記作動油温が前記所定の極低温よりも高い所定の低温よりも低いときであっても、前記最Ｌｏ変速段の使用を禁止し、前記最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用する。

本発明によれば、作動油温が所定の極低温よりも低いときは、最Ｌｏ変速段の使用が禁止され、最Ｌｏ変速段以外の変速段が使用される。これにより、発進時であれば発進不能となるのを回避し、走行中であれば、動力伝達不能になって走行性能が低下するのを回避することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は前進６速後退１速の自動変速機１の概略構成を示している。図示するように、トルクコンバータ３に入力されたエンジン２の動力は、回転軸Ｓ１を介してダブルピニオン型遊星歯車機構４のキャリヤ５に入力される。

ダブルピニオン型遊星歯車機構４は、変速機ケース６に固定されたサンギヤ７と、サンギヤ７と噛み合う内側ピニオンギヤ８と、内側ピニオンギヤ８と噛み合う外側ピニオンギヤ９と、外側ピニオンギヤ９と噛み合いサンギヤ７と同軸上に配置されたリングギヤ１０と、内側ピニオンギヤ８及び外側ピニオンギヤ９を軸支するキャリヤ５とで構成される。リングギヤ１０は、回転軸Ｓ１の外周を覆い後述する出力ギヤ１７の内側を通ってエンジン２側へ伸びる回転軸Ｓ２に接続される。キャリヤ５は、ハイクラッチＨ／Ｃを介して回転軸Ｓ２の外周を覆いエンジン２側へ伸びる回転軸Ｓ３に接続される。

回転軸Ｓ３のハイクラッチＨ／Ｃが接続された側と反対側の端部は、シングルピニオン型遊星歯車機構１１のピニオンギヤ１３を支持するキャリヤ１６に接続される。キャリヤ１６は並列配置されたロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ及びローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣを介して変速機ケース６に接続される。ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣはキャリヤ１６に接続されるインナーレースＩＲと、変速機ケース６に固定されるアウターレースＯＲと、両レースの間に配置される複数のローラとで構成されるローラ式ワンウェイクラッチである。これにより、キャリヤ１６は変速機ケース６に対して一方向に回転可能に支持されるとともに、回転を規制（固定）及び規制解除可能とされる。

シングルピニオン型遊星歯車機構１１は、ピニオンギヤ１３が、エンジン２側に配置された第２サンギヤ１４と、エンジン２側と反対側に配置された第１サンギヤ１２とに噛み合うとともに、リングギヤ１５と噛み合うように構成される。第１サンギヤ１２は、エンジン２と反対側方向に伸び、回転軸Ｓ３の外周を覆う回転軸Ｓ４に連結され、回転軸Ｓ４は２−６ブレーキ２−６／Ｂを介して変速機ケース６に接続される。これにより、回転軸Ｓ４は２−６ブレーキ２−６／Ｂを介して変速機ケース６に対して固定及び固定解除可能に構成される。第２サンギヤ１４は、出力ギヤ１７の内側を通ってエンジン２側に伸び、かつ回転軸Ｓ２の外周を覆う回転軸Ｓ５に連結され、回転軸Ｓ５は３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃを介して回転軸Ｓ２に接続されると共に、ロークラッチＬＯＷ／Ｃ（上流側摩擦締結要素）を介してシングルピニオン型遊星歯車機構１８のリングギヤ２１に接続される。

シングルピニオン型遊星歯車機構１８は、回転軸Ｓ５の外周側において、出力ギヤ１７と３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃとの間に配設される。シングルピニオン型遊星歯車機構１８は、回転軸Ｓ５に連結されたサンギヤ１９と、サンギヤ１９の外側に配置されたリングギヤ２１と、サンギヤ１９およびリングギヤ２１に噛み合い、キャリヤ２２に支持されるピニオンギヤ２０とにより構成される。キャリヤ２２は、回転軸Ｓ５の外周側を覆うとともに出力ギヤ１７の内側を通る回転軸Ｓ６を介して、シングルピニオン型遊星歯車機構１１のリングギヤ１５に連結される。

シングルピニオン型遊星歯車機構１１とシンゲルピニオン型遊星歯車機構１８との間には、ベアリングサポート部３０が配設される。ベアリングサポート部３０は、隔壁状の部材であり、変速機ケース６に一体に形成されると共に、回転軸Ｓ６に沿って伸びる円筒形状のベアリング支持部３１を有している。

ベアリング支持部３１の外周にはベアリング３２が嵌め込まれ、ベアリング３２の外周部（アウターレース）にリングギヤ１５に連結された出力ギヤ１７が当接している。ベアリング支持部３１の内側は、回転軸Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５及びＳ６が重なって同軸状に配置された多層構造となっている。

そして、自動変速機１では、セレクトレバーがＤレンジにあるときは、車速及びスロットル開度から決まる運転点と所定の変速マップとに基づき前進用の６つの変速段の中から目標変速段を選択、設定し、変速段を目標変速段にする自動変速制御が行われる。また、セレクトレバーがＲレンジにあるときは、変速段を後退段とする変速制御が行われる。

この場合、ハイクラッチＨ／Ｃ、２−６ブレーキ２−６／Ｂ、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ（ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣ）、ロークラッチＬＯＷ／Ｃ及び３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結、解放の組み合わせにより、いずれかの変速段が達成され、エンジン２の出力回転速度が変速段の変速比に応じて変速され、出力ギヤ１７からカウンター軸２３及びデファレンシャルギヤ２４を介して図示しない車両の駆動輪へと伝達される。

図２は、自動変速機の各変速段と各摩擦締結要素の締結、解放状態との関係を示すテーブルである。図２において、○印は締結、無印は解放を示す。○内に×の印はエンジンブレーキ時、マニュアルモード走行時に締結すること、色つきの○印はエンジン駆動時に締結することを示す。

１速（１ＳＴ、最Ｌｏ変速段）は、上流側摩擦締結要素であるロークラッチＬＯＷ／Ｃが締結され、最Ｌｏ摩擦締結要素であるロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／ＢまたはローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣが締結されることにより達成される。Ｄレンジの場合、入力軸（回転軸Ｓ１）からダブルピニオン型遊星歯車機構４を経て減速された回転が、回転軸Ｓ２からロークラッチＬＯＷ／Ｃ及びシングルピニオン型遊星歯車機構１８のリングギヤ２１を介してキャリヤ２２に入力される。キャリヤ２２に入力された回転は、回転軸Ｓ６を介してシングルピニオン型遊星歯車機構１１のリングギヤ１５に伝達されるが、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣの締結により変速機ケース６に固定されたキャリヤ１６により反力を受けるためリングギヤ１５は減速回転し、出力ギヤ１７からは最大減速比による減速回転が出力される。エンジンブレーキ時、マニュアルモード走行時には、空転するローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣに代わってロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂが締結され反力を受ける。

２速（２ＮＤ）は、ロークラッチＬＯＷ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂとを締結することにより得られる。２速において、入力軸（回転軸Ｓ１）からダブルピニオン型遊星歯車機構４を経て減速された回転が、回転軸Ｓ２からロークラッチＬＯＷ／Ｃ及びシングルピニオン型遊星歯車機構１８のリングギヤ２１を介してキャリヤ２２に入力される。一方、２−６ブレーキ２−６／Ｂを締結することにより、第１サンギヤ１２及びピニオンギヤ１３が変速機ケース６に対して固定される。また、ピニオンギヤ１３と第２サンギヤ１４とが噛み合っていることにより、第２サンギヤ１４に連結された回転軸Ｓ５が変速機ケース６に対して固定される。

３速（３ＲＤ）は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとロークラッチＬＯＷ／Ｃが締結されることにより得られる。４速（４ＴＨ）はハイクラッチＨ／ＣとロークラッチＬＯＷ／Ｃが締結されることにより得られる。５速（５ＴＨ）は、ハイクラッチＨ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃが締結されることにより得られる。６速（６ＴＨ）は、ハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂが締結されることにより得られる。２速と同様に２−６ブレーキ２−６／Ｂを締結することにより回転軸Ｓ５が固定される。

後退（ＲＥＶ）は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃとロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂが締結されることにより得られる。

次に、自動変速機１の油圧回路及び電子変速制御系について説明する。

図３は、自動変速機１の油圧回路及び電子変速制御系を示す。図中、符号１０１はロークラッチＬＯＷ／Ｃの締結ピストン室、符号１０２はハイクラッチＨ／Ｃの締結ピストン室、符号１０３は２−６ブレーキ２−６／Ｂの締結ピストン室、符号１０４は３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結ピストン室、符号１０５はロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結ピストン室を示す。

ロークラッチＬＯＷ／Ｃ、ハイクラッチＨ／Ｃ、２−６ブレーキ２−６／Ｂ、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃ、及びロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂは、それぞれの締結ピストン室１０１〜１０５に、ライン圧ＰＬ、Ｄレンジ圧又はＲレンジ圧を供給することで締結され、また、これらの締結圧を抜くことで解放される。

Ｄレンジ圧とは、マニュアルバルブ１１６を介したライン圧ＰＬであり、Ｄレンジ選択時のみ発生する。Ｒレンジ圧とは、マニュアルバルブ１１６を介したライン圧ＰＬであり、Ｒレンジ選択時のみ発生し、Ｒレンジ以外では、ドレンポートと接続しており、Ｒレンジ圧は発生しない。

図３において、符号１０６はロークラッチＬＯＷ／Ｃへの締結圧（ロークラッチ圧）を制御する第１油圧制御弁、符号１０７はハイクラッチＨ／Ｃへの締結圧（ハイクラッチ圧）を制御する第２油圧制御弁、符号１０８は２−６ブレーキ２−６／Ｂへの締結圧（２−６ブレーキ圧）を制御する第３油圧制御弁、符号１０９は３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃへの締結圧（３−５リバースクラッチ圧）を制御する第４油圧制御弁、符号１１０はロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂへの締結圧（ロー＆リバースブレーキ圧）を制御する第５油圧制御弁、符号１３２はライン圧ＰＬを制御するライン圧制御弁を示す。

第１油圧制御弁１０６は、パイロット圧を元圧としてソレノイド圧を作り出す第１デューティソレノイド１０６ａと、第１デューティソレノイド１０６ａからのソレノイド圧を作動信号圧としてＤレンジ圧をロークラッチ圧に調圧するとともに、このロークラッチ圧がフィードバック圧として作用する第１調圧弁１０６ｂとにより構成される。第１デューティソレノイド１０６ａはデューティ比に応じて制御され、具体的には、ソレノイドＯＦＦ時にロークラッチ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほどロークラッチ圧を高くする。

第２油圧制御弁１０７は、パイロット圧を元圧としてソレノイド圧を作り出す第２デューティソレノイド１０７ａと、第２デューティソレノイド１０７ａからのソレノイド圧を作動信号圧としてＤレンジ圧をハイクラッチ圧に調圧するとともに、このハイクラッチ圧がフィードバック圧として作用する第２調圧弁１０７ｂとにより構成される。第２デューティソレノイド１０７ａは、ソレノイドＯＮ時（１００％ＯＮデューティ比）にハイクラッチ圧をゼロとし、ＯＮデューティ比が減少するほどハイクラッチ圧を高くし、ソレノイドＯＦＦ時にハイクラッチ圧を最大圧とする。

第３油圧制御弁１０８は、パイロット圧を元圧としてソレノイド圧を作り出す第３デューティソレノイド１０８ａと、第３デューティソレノイド１０８ａからのソレノイド圧を作動信号圧としてＤレンジ圧を２−６ブレーキ圧に調圧するとともに、この２−６ブレーキ圧がフィードバック圧として作用する第３調圧弁１０８ｂとにより構成される。第３デューティソレノイド１０８ａは、ソレノイドＯＦＦ時に２−６ブレーキ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほど２−６ブレーキ圧を高くする。

第４油圧制御弁１０９は、パイロット圧を元圧としてソレノイド圧を作り出す第４デューティソレノイド１０９ａと、第４調圧弁１０９ｂとにより構成される。第４調圧弁１０９ｂは、Ｄレンジ選択時は、第４デューティソレノイド１０９ａからのソレノイド圧を作動信号圧としてＤレンジ圧を３−５リバースクラッチ圧に調圧するとともに、フィードバック圧としてこの３−５リバースクラッチ圧の作用を受ける。また、Ｒレンジ選択時は、Ｒレンジ圧を３−５リバースクラッチ圧に調圧する。第４デューティソレノイド１０９ａは、ソレノイドＯＮ時（１００％ＯＮデューティ比）に３−５リバースクラッチ圧をゼロとし、ＯＮデューティ比が減少するほど３−５リバースクラッチ圧を高くし、ソレノイドＯＦＦ時に３−５リバースクラッチ圧を最大圧とする。第４油圧制御弁１０９に供給される油圧回路上には、２方向型切り換え用ボール弁であるシャトルボール１０９ｃが設けられる。シャトルボール１０９ｃは、Ｄレンジ圧もしくはＲレンジ圧の一方のみを第４油圧制御弁１０９に出力するように切り換える。

第５油圧制御弁１１０は、パイロット圧を元圧としてソレノイド圧を作り出す第５デューティソレノイド１１０ａと、第５デューティソレノイド１１０ａからのソレノイド圧を作動信号圧としてライン圧ＰＬをロー＆リバースブレーキ圧に調圧するとともに、このロー＆リバースブレーキ圧がフィードバック圧として作用する第５調圧弁１１０ｂにより構成される。第５デューティソレノイド１１０ａは、ソレノイドＯＦＦ時にロー＆リバースブレーキ圧をゼロとし、ソレノイドＯＮ時にはＯＮデューティ比が増大するほどロー＆リバースブレーキ圧を高くする。

ライン圧制御弁１３２は、パイロット圧を元圧としてソレノイド圧を作り出す三方比例電磁弁であるリニアソレノイド１３２ａと、このリニアソレノイド１３２ａからのソレノイド圧を作動信号圧としてオイルポンプＯ／Ｐの吐出圧をドレンすることによりライン圧ＰＬに調圧し、ライン圧ＰＬがフィードバック圧として作用するライン圧調圧弁１３２ｂとにより構成される。リニアソレノイド１３２ａは、電流ＯＦＦ時にライン圧を最大とし、電流が増加するほどライン圧ＰＬを減少させる。ライン圧調圧弁１３２からドレンされた油は、第１ドレンとしてトルクコンパータ３へコンバータ圧として出力され、第２ドレンとしてオイルポンプ０／Ｐの吸入ポートへ戻される。

図３において、符号１１１〜１１５は第１〜第５圧力スイッチ、符号１１６はマニュアルバルブ、符号１１７はパイロット弁、符号１１９はライン圧油路、符号１２０はパイロット圧油路、符号１２１はＤレンジ圧油路、符号１２２はＲレンジ圧油路、符号１２４はロークラッチ庄油路、符号１２５はハイクラッチ圧油路、符号１２６は２−６ブレーキ圧油路、符号１２７は３−５リバースクラッチ圧油路、符号１２８はロー＆リバースブレーキ圧油路を示す。

ロークラッチ圧油路１２４と、ハイクラッチ圧油路１２５と、２−６ブレーキ圧油路１２６と、３−５リバースクラッチ圧油路１２７と、ロー＆リバースブレーキ圧油路１２８とのそれぞれの油路に、締結圧の有無をスイッチ信号（締結圧有りでＯＮ、締結圧無しでＯＦＦ）により検出する第１〜第５圧力スイッチ１１１〜１１５が設けられる。

図３において、符号４０はＡ／Ｔコントロールユニット、符号４１は車速Ｖを検知する車速センサ、符号４２はスロットル開度を検知するスロットルセンサ、符号４３はエンジン２の回転速度を検知するエンジン回転センサ、符号４４はトルクコンバータ３のタービン回転速度を検知するタービン回転センサ、符号４５はセレクトレバーの位置を検知するインヒビタスイッチ、符号４６は自動変速機１のオイルパン内の作動油温Ｔ_ATFを検知する油温センサを示しており、これらにより電子変速制御系を構成する。

Ａ／Ｔコントロールユニット４０においては、各圧力スイッチ１１１〜１１５からのスイッチ信号および各センサ・スイッチ類４１〜４６からの信号が入力され、これらの入力情報と予め設定された変速制御則やフェールセーフ制御則に基づいて演算処理を行い、第１〜第５デューティソレノイド１０６ａ〜１１０ａと、リニアソレノイド１３２ａとに対して演算処理結果に沿ったソレノイド駆動信号を出力する。

第１〜第５調圧弁１０６ｂ〜１１０ｂの構造を図４、図５に基づき説明する。

図４、図５は、第１調圧弁１０６ｂの軸方向断面図である。基本的に、第１調圧弁１０６ｂは、元圧ポートから出力ポートへ油の流入量と、出力ポートからドレンポートへの油の流出量との２つの油量の割合を制御することにより、締結圧を目標の油圧に制御する。なお、以下に述べるように、第１調圧弁１０６ｂは、（出力ポートから出力される）締結圧の最大値と（元圧ポートから入力される）ライン圧ＰＬの最大値とが等しくなるよう設定される。

バルブスプールの軸方向にｘ軸を設定し、スプリングが設けられる側を負方向とする。ｘ軸正方向から順に、作動信号圧としてのソレノイド圧、ドレン、出力（ロークラッチ圧）、元圧（ライン圧ＰＬ）、出力フィードバック圧のポートが設けられる。

第１デューティソレノイド１０６ａからのソレノイド圧が作動信号圧としてスプールをｘ軸負方向に押す力と、スプリング力及びロークラッチ圧油路１２４からのフィードバック圧がスプールをｘ軸正方向に押す力とのバランスにより、元圧ポートと出力ポートとの連通状態、及び出力ポートとドレンポートとの連通状態が制御されて、締結圧が目標の油圧に制御される。

第１デューティソレノイド１０６ａのソレノイドＯＮ時には作動信号圧であるソレノイド圧は最大となる。例えば、この作動信号圧が出力された時にこの最大のソレノイド圧に対応する油圧（締結圧の最大値）よりもライン圧ＰＬが低い場合には、図４の断面図下半分に示すように、スプールはｘ軸負方向に最大限変位して元圧ポートと出力ポートとが連通し、かつ元圧ポートが最大限開く。よって、出力（ロークラッチ圧）は最大となり、元圧（ライン圧ＰＬ）と一致する。

一方、第１デューティソレノイド１０６ａのソレノイドＯＦＦ時にはソレノイド圧は最小となる。このとき、図５に示すように、スプールはｘ軸正方向に最大限変位して出力ポートとドレンポートとが連通し、かつドレンポートが最大限開く。すなわち出力（ロークラッチ圧）は最小となり、ゼロとなる。

なお、他の調圧弁１０７ｂ〜１１０ｂについては第１調圧弁１０６ｂと略同様の構造であるので説明を省略する。

続いてＡ／Ｔコントロールユニット４０が行う低温時制御について説明する。

自動変速機１は、上記の通り、ロークラッチＬＯＷ／Ｃが締結されるとともに、最Ｌｏ摩擦締結要素としてロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／ＢまたはローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣが締結されることで１速を達成する。

しかしながら、作動油温Ｔ_ATFが所定の極低温Ｔ₂よりも低いと作動油の粘性が高く、油膜の剪断抵抗力が大きいため、１速を達成しようとしても、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣにおいてローラが油膜を剪断してインナーレースＩＲと金属接触することができず、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣが滑る可能性がある。また、エンジンブレーキ時、マニュアルモード走行時等で、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣに代えて、これと並列に設けられているロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを締結して１速を達成する場合においても、作動油温Ｔ_ATFが低く作動油の流動性が悪いと、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂへの作動油の供給が遅れ、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂが滑る可能性がある。

また、インヒビタスイッチ異常時は、現在のセレクトレバー位置を把握できない。このため、セレクトレバー位置を推定して変速制御を行うことになるが、摩擦締結要素の締結遅れを防止するために、摩擦締結要素を締結する際には供給油圧の増大速度（締結速度）を正常時に比べて増大し、締結当初から最大圧を供給するフェールセーフ制御を行っている。

したがって、インヒビタスイッチ異常時にセレクトレバーがＮあるいはＲレンジからＤレンジに操作され、変速段を１速にするときには、ロークラッチＬＯＷ／Ｃへの供給油圧が締結動作の開始当初から最大圧まで高められる。すなわち、第１デューティソレノイド１０６ａがＯＮとなって作動信号圧であるソレノイド圧は最大となり、元圧ポートと出力ポートとが連通し、ロークラッチ圧が最大となる。この結果、ロークラッチＬＯＷ／Ｃが急締結され、エンジン２の回転がローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣのインナーレースＩＲに急に伝達される。

しかしながら、これによりインナーレースＩＲが急に回転を始めると、作動油温Ｔ_ATFが所定の極低温Ｔ₂ほど低くなくても作動油の粘性が比較的高い低温時であれば、ローラが油膜を剪断してインナーレースＩＲと金属接触することができず、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣが滑る可能性がある。ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを締結する場合であっても、低温時の制御性の悪さから締結のタイミングがずれ、ショックが発生する可能性がある。

そこで、Ａ／Ｔコントロールユニット４０は、作動油温Ｔ_ATFが所定の極低温Ｔ₂よりも低いとき、インヒビタスイッチが異常かつ作動油温Ｔ_ATFが所定の低温Ｔ₁（＞Ｔ₂）よりも低いとき、いずれの場合であっても１速の使用を禁止し、車速及びスロットル開度から決まる運転点と変速マップとに基づき目標変速段が１速に設定されても、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣいずれも解放したまま達成できる変速段のなかで変速比の最も大きな変速段である２速を使用する低温時制御を行う。

図６はＡ／Ｔコントロールユニット４０が行う低温時制御の内容を示しており、この処理は所定時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）ごとに繰り返し実行される。

これによると、まず、ステップＳ１０で、作動油温Ｔ_ATF、車速Ｖ、インヒビタスイッチの故障フラグを読み込む。Ａ／Ｔコントロールユニット４０は図示しないルーチンでインヒビタスイッチを構成する複数のスイッチの導通状態に基づきインヒビタスイッチ異常判定を行っており、ここではその判定結果を示す故障フラグを読み込んでいる。

ステップＳ２０では１速の使用が禁止されているか判定する。１速の使用が禁止されている場合はステップＳ３０に進み、許可されている場合はステップＳ７０に進む。判定の初期値は許可判定に設定されているため、本ルーチンを初めて実行したときはステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では１速の使用を禁止するか否かの１速禁止判定を行う。この判定は図７に示すフローチャートに従って行われ、これについては後で説明する。

ステップＳ８０では、ステップＳ７０での１速禁止判定の結果、１速の使用が禁止されたか判定する。１速の使用が禁止されている場合はステップＳ９０に進み、運転点と変速マップとに基づき設定される目標変速段が１速以外のときは変速段が目標変速段となるように変速制御を行い、目標変速段が１速である場合は、変速段が２速となるように変速制御を行う。

許可されている場合はステップＳ１００に進み、変速段が運転点と変速マップとに基づき設定される目標変速段となるように変速制御を行い、目標変速段として１速が設定された場合には１速への変速も行う。

一方、ステップＳ２０で１速の使用が禁止されていた場合はステップＳ３０に進み、１速の使用を許可するか否かの１速許可判定を行う。この判定は図８に示すフローチャートに従って行われ、これについては後で説明する。

ステップＳ４０では、ステップＳ３０での１速許可判定の結果、１速の使用が許可されたか判定し、許可されている場合はステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、変速段が運転点と変速マップとに基づき決定される目標変速段となるように変速制御を行い、目標変速段として１速が設定された場合は１速への変速も行う。

禁止されている場合はステップＳ６０に進み、運転点と変速マップとに基づき設定される目標変速段が１速以外のときは変速段が目標変速段となるように変速制御を行い、目標変速段が１速である場合は２速となるように変速制御を行う。

したがって、この低温時制御では、１速の使用が禁止されているときは、１速を使用しない変速制御が行われ、発進時には変速段を２速として発進が行われる。また、このとき１速許可判定が繰り返し行われる。１速許可判定を繰り返し行うのは、作動油温Ｔ_ATFがその後上昇し、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣの滑りが起こらなくなった場合には、１速を使用する変速制御に速やかに移行し、車両の走行性能を高めるためである。

逆に、１速の使用が許可されているときは、１速を使用する通常の変速制御が行われ、発進時には１速を使用しての発進が行われる。また、１速禁止判定が繰り返し行われる。１速禁止判定を繰り返し行うのは、１速の使用が許可されている場合であっても、外気温によっては作動油温Ｔ_ATFが下がる、インヒビタスイッチが故障する等により、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣが滑りうる状況に再びなる可能性があり、その様な状況になった場合には速やかに１速の使用を禁止するためである。

図７は、ステップＳ７０で行われる１速禁止判定の内容を示したフローチャートである。

これによると、ステップＳ７１ではインヒビタスイッチの故障フラグに基づきインヒビタスイッチが異常か判定し、インヒビタスイッチが異常である場合はステップＳ７２に進む。ステップＳ７２では、作動油温Ｔ_ATFが所定の低温Ｔ₁よりも低いか判定し、所定の低温Ｔ₁よりも低いときはステップＳ７３に進んで１速の使用を禁止する。所定の低温Ｔ₁は、作動油の粘性が比較的高く、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣのインナーレースＩＲが締結方向に急回転した場合に、ローラが油膜を剪断できずにローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣが滑る作動油温Ｔ_ATFの上限であり、例えば−５℃に設定される。

一方、インヒビタスイッチが正常である場合はステップＳ７４に進み、作動油温Ｔ_ATFが所定の極低温Ｔ₂よりも低いか判定し、所定の極低温Ｔ₂よりも低いときはステップＳ７５に進んで１速の使用を禁止する。所定の極低温Ｔ₂は、作動油の粘性が高く、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣのインナーレースＩＲがゆっくり締結方向に回転したとしても、ローラが油膜を剪断できず、ローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣが滑る作動油温Ｔ_ATFの上限であり、例えば−３０℃に設定される。

したがって、１速の使用が禁止される条件をまとめると、１速の使用が禁止されるのは、次の２つの条件：
・作動油温Ｔ_ATF＜所定の低温Ｔ₁、かつ、インヒビタスイッチが異常
・作動油温Ｔ_ATF＜所定の極低温Ｔ₂
のうちいずれかが成立したときである。

また、図８は、ステップＳ３０で行われる１速許可判定の内容を示したフローチャートである。

これによると、ステップＳ３１では、車速Ｖが所定車速Ｖ₁よりも高いか判定する。所定車速Ｖ₁は変速マップの１−２アップ変速線の最大車速であり、例えば、３５ｋｍ／ｈに設定される。

車速Ｖが所定車速Ｖ₁よりも低いときは、１速の使用判定が禁止から許可に変更されると、それまで２速で走行していたのが突然１速へのシフトダウンが行われ、車両挙動を不安定にする可能性がある。このルーチンでは、車速Ｖが所定車速Ｖ₁よりも高いときのみステップＳ３２以降の処理を行うようにし、このような突発的なシフトダウンを回避するようにしている。

ステップＳ３２では、インヒビタスイッチの故障フラグに基づきインヒビタスイッチが異常か判定し、インヒビタスイッチが異常である場合はステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では作動油温Ｔ_ATFが所定温度Ｔ₃よりも高いか判定し、所定温度Ｔ₃よりも高い場合はステップＳ３４に進み、１速の使用を許可する。所定温度Ｔ₃は所定の低温Ｔ₁よりも若干高めの温度、例えば、０℃に設定され、１速の使用判定が許可と禁止の間でハンチングするのを防止する。

インヒビタスイッチが異常でない場合はステップＳ３５に進み、作動油温Ｔ_ATFが所定温度Ｔ₄よりも高いか判定し、所定温度Ｔ₄よりも高い場合はステップＳ３６に進み、１速の使用を許可する。所定温度Ｔ₄は所定の極低温Ｔ₂よりも若干高めの温度、例えば、−２５℃に設定され、１速の使用判定が許可と禁止の間でハンチングするのを防止する。

したがって、１速の使用が許可される条件をまとめると、１速の使用が許可されるのは、車速Ｖが所定車速Ｖ₁以上であることに加え、次の２つの条件：
・作動油温Ｔ_ATF≧所定温度Ｔ₃
・作動油温Ｔ_ATF≧所定温度Ｔ₄、かつ、インヒビタスイッチが正常
のうちいずれかが成立したときである。

続いてＡ／Ｔコントロールユニット４０が上記低温時制御を行うことによる作用効果について説明する。

Ａ／Ｔコントロールユニット４０は、自動変速機１の作動油温Ｔ_ATFが、最Ｌｏ摩擦締結要素の締結不良（作動油の高粘性に起因する締結不能、締結遅れ）を引き起こす所定の極低温Ｔ₂よりも低いときは最Ｌｏ変速段（１速）の使用を禁止し（Ｓ７４、Ｓ７５）、最Ｌｏ変速段に代えて、最Ｌｏ摩擦締結要素を解放したまま達成できる最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用する（Ｓ６０、Ｓ９０）（請求項１に記載の発明）。最Ｌｏ摩擦締結要素は、上記実施形態においては、ローラ式ワンウェイクラッチであるローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣ（請求項２に記載の発明）、あるいは、これと並列に設けられるロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂである（請求項３に記載の発明）。

このような制御を行うことにより、作動油温Ｔ_ATFが所定の極低温Ｔ₂よりも低い極低温時には、最Ｌｏ変速段の使用が禁止され、最Ｌｏ変速段以外の変速段が使用されるので、最Ｌｏ摩擦締結要素が締結できずに車両が発進不能になったり、あるいは、走行中、他の変速段から最Ｌｏ変速段に変速しようとして動力伝達不能になって、運転者が期待した駆動力が得られなくなったりするのを防止できる。

また、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを締結して最Ｌｏ変速段を達成する場合、極低温時は作動油の粘性が高く制御性が悪いため、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結のタイミングがずれ、ショックが生じる可能性がある。さらに、最Ｌｏ変速段を達成している状態から他の変速段に変速する場合には、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結圧を抜き、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを解放する必要があるが、極低温時はこの締結圧がなかなか抜けず、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの引きずりが発生する可能性がある。しかしながら、上記制御によれば、極低温時にはそもそも最Ｌｏ変速段の使用が禁止され、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂが締結されることがないので、このような問題が生じることもない。

また、Ａ／Ｔコントロールユニット４０は、インヒビタスイッチの異常を判定し、インヒビタスイッチが異常であると判定したとき、自動変速機１の入力軸と最Ｌｏ摩擦締結要素の間に配置され、最Ｌｏ変速段を達成する際に締結される上流側摩擦締結要素（ロークラッチＬＯＷ／Ｃ）の締結速度を増大するフェールセーフ制御を行う。このフェールセーフ制御が行われている場合は、作動油温Ｔ_ATFが所定の極低温Ｔ₂ほど低くない低温時であっても、最Ｌｏ摩擦締結要素がローワンウェイクラッチＬＯＷ／ＯＷＣであると、上流側摩擦締結要素の急締結によるインナーレースとアウターレースの回転速度差の急増を受けて、滑ってしまう可能性がある。最Ｌｏ摩擦締結要素がロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂであっても、低温時の制御性の悪さから、締結のタイミングがずれてショックが生じる可能性がある。

そこで、Ａ／Ｔコントロールユニット４０は、インヒビタスイッチが異常であると判定され（Ｓ７１）、かつ、作動油温Ｔ_ATFが所定の低温Ｔ₁（＞Ｔ₂）よりも低いときには、極低温時と同様に最Ｌｏ変速段の使用を禁止し（Ｓ７２、Ｓ７３）、最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用するようにする（Ｓ６０、Ｓ９０）（請求項４に記載の発明）。

このような制御を行うことにより、極低温時でなくても、インヒビタスイッチ異常時かつ低温時で最Ｌｏ摩擦締結要素が滑りやすい状況において、最Ｌｏ変速段で発進しようとして発進不能になったり、また、最Ｌｏ変速段以外の変速段から最Ｌｏ変速段に変速しようとして動力伝達不能になったりするのを防止できる。

なお、上記実施形態では、最Ｌｏ変速段の使用を禁止するか判断するにあたり、作動油温Ｔ_ATFに対して２つの温度しきい値Ｔ₁、Ｔ₂を設けているが、温度しきい値を一つにまとめ、最Ｌｏ摩擦締結要素が最も滑りやすい、作動油温Ｔ_ATFが当該一つの温度しきい値を下回っており、かつ、インヒビタスイッチが異常である場合において、最Ｌｏ変速段の使用を禁止するようにしても良い（請求項５に記載の発明）。この場合、当該一つの温度しきい値が特許請求の範囲における「極低温」に対応し、例えば、上記Ｔ₁とＴ₂の間の値に設定される。当該一つの温度しきい値は上記Ｔ₁あるいはＴ₂に等しく設定しても良い。

さらに、最Ｌｏ変速段の使用が禁止されているときに使用される最Ｌｏ変速段以外の変速段としては、最Ｌｏ摩擦締結要素を解放したまま達成できる最Ｌｏ変速段以外の変速段のうち最も変速比の大きな変速段（上記実施形態では２速）を選択するようにしたので（請求項６に記載の発明）、最Ｌｏ変速段を使用しないことによる発進性能、走行性能の低下を最小限に留めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

自動変速機の概略構成図である。 自動変速機の各変速段と各摩擦締結要素の締結、解放状態との関係を示すテーブルである。 自動変速機の油圧回路及び電子変速制御系を示す図である。 第１調圧弁の軸方向断面図である。 同じく第１調圧弁の軸方向断面図である。 Ａ／Ｔコントロールユニットが行う低温時制御の内容を示したフローチャートである。 Ａ／Ｔコントロールユニットが行う１速禁止判定の内容を示したフローチャートである。 Ａ／Ｔコントロールユニットが行う１速許可判定の内容を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 自動変速機
４０ Ａ／Ｔコントロールユニット（変速制御手段）
４５ インヒビタスイッチ
４６ 油温センサ
ＬＯＷ／ＯＷＣ ローワンウェイクラッチ（最Ｌｏ摩擦締結要素）
Ｌ＆Ｒ／Ｂ ロー＆リバースブレーキ（最Ｌｏ摩擦締結要素）
ＬＯＷ／Ｃ ロークラッチ（上流側摩擦締結要素）

Claims (3)

1. 作動油の供給を受けて締結する複数の摩擦締結要素を有し、少なくとも前記複数の摩擦締結要素の一つである最Ｌｏ摩擦締結要素が締結されることで変速比が最も大きな最Ｌｏ変速段を達成する自動変速機の変速制御装置において、
   前記変速機の作動油温が前記最Ｌｏ摩擦締結要素の締結不良を引き起こす所定の極低温よりも低いとき、前記最Ｌｏ変速段の使用を禁止し、前記最Ｌｏ摩擦締結要素を解放したまま達成できる前記最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用する変速制御手段と、
   前記変速機のインヒビタスイッチの異常を判定する手段と、
   前記変速機の入力軸と前記最Ｌｏ摩擦締結要素の間に配置され、前記最Ｌｏ変速段を達成する際に締結され、前記インヒビタスイッチが異常であると判定されたときには締結速度が増大される上流側摩擦締結要素と、
   を備え、前記変速制御手段は、前記インヒビタスイッチが異常であると判定されたときは、前記作動油温が前記所定の極低温よりも高い所定の低温よりも低いときであっても、前記最Ｌｏ変速段の使用を禁止し、前記最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 作動油の供給を受けて締結する複数の摩擦締結要素を有し、少なくとも前記複数の摩擦締結要素の一つである最Ｌｏ摩擦締結要素が締結されることで変速比が最も大きな最Ｌｏ変速段を達成する自動変速機の変速制御装置において、
   前記変速機の作動油温が前記最Ｌｏ摩擦締結要素の締結不良を引き起こす所定の極低温よりも低いとき、前記最Ｌｏ変速段の使用を禁止し、前記最Ｌｏ摩擦締結要素を解放したまま達成できる前記最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用する変速制御手段と、
   前記変速機のインヒビタスイッチの異常を判定する手段と、
   前記変速機の入力軸と前記最Ｌｏ摩擦締結要素の間に配置され、前記最Ｌｏ変速段を達成する際に締結され、前記インヒビタスイッチが異常であると判定されたときには締結速度が増大される上流側摩擦締結要素と、
   を備え、前記変速制御手段は、前記インヒビタスイッチが異常であると判定され、かつ、前記作動油温が前記所定の極低温より低いときに、前記最Ｌｏ変速段の使用を禁止し、前記最Ｌｏ変速段以外の変速段を使用することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
3. 前記最Ｌｏ変速段以外の変速段は、前記最Ｌｏ摩擦締結要素を解放したまま達成できる前記最Ｌｏ変速段以外の変速段のうち最も変速比の大きな変速段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機の変速制御装置。