JP2000193706A

JP2000193706A - 故障検出システム

Info

Publication number: JP2000193706A
Application number: JP11368321A
Authority: JP
Inventors: Paul Alexander Randy; ポールアレクサンダーランディー; David L Wadas; レオナードワァイダスデビッド; D Wang Iei; ディーワングイェイ
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2000-07-14
Also published as: KR100479373B1; DE69928367T2; CN1229244C; US6307376B1; EP1022494A3; CN1261589A; KR20000048218A; DE69928367D1; ES2252909T3; EP1022494B1; BR9907346A; EP1022494A2

Abstract

(57)【要約】【課題】ソレノイド制御アクチュエータアセンブリに
おいて、ソレノイドに関連する故障を検出する。【解決手段】ソレノイド制御アクチュエータ故障検出
システムは、ソレノイドを選択的に励磁および非励磁す
るソレノイドドライバ回路を制御する処理回路、ソレノ
イドの電流を検出するための電流検出回路およびソレノ
イドドライバ回路の電源電圧を選択的に接続および遮断
する電源スイッチング回路を含む。処理回路は、ソレノ
イドの電流を検出し、この検出電流が所定時間の間に所
定電流値を越えたとき、電源電圧をソレノイドドライバ
回路から遮断し、ソレノイドドライバ回路の電圧減衰速
度を測定して、断線故障または短絡故障のいずれが存在
するのかを判断する故障検出論理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、故障ソレノイドを
検出するための制御システムおよび方法に関するもので
ある。本発明は、特に、車両用全自動または半自動歯車
変速システムのソレノイド制御アクチュエータのソレノ
イドにおける故障を検出するための制御システムおよび
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機械式歯車変速機は、米国特許第3,105,
395 号、第3,335,616 号、第4,428,469 号、第4,754,66
5 号、第4,920,815 号、第4,944,197 号、第5,086,897
号、第5,370,013 号および第5,390,561 号に参照される
ように、従来技術において周知であり、これらの特許の
開示内容は、参考として本説明に含まれる。２位置およ
び３位置流体作動アクチュエータピストンアセンブリお
よびこれに関連するアクチュエータ装置も、米国特許第
4,899,607 号、第4,928,544 号、第4,936,156 号、第5,
054,591 号、第5,193,410 号、第5,263,379 号、第5,27
2,441 号、第5,329,826 号、第5,651,292 号および第5,
661,998 号に参照されるように、従来技術において周知
であり、これらの特許の開示内容は、参考として本説明
に含まれる。

【０００３】個々に参考となる変速システムは、以下の
特許出願に開示されており、これらの開示内容は、参考
として本説明に含まれる。「３位置変速機シフトアクチ
ュエータアセンブリのロバスト制御」と題する1998年10
月22日提出の特許出願第09／053,089 号、「レンジシフ
ト制御」と題する1998年４月１日提出の特許出願第08／
053,089号、「適合性ニュートラル検出」と題する1998
年４月１日提出の特許出願第08／053,090 号、「スプリ
ッタ型変速システムの手動シフトを補助するためのジョ
ークラッチ結合制御」と題する1998年４月１日提出の特
許出願第08／035,091 号、「コントローラ補助手動シフ
ト変速機においてシフトを達成するためのエンジン燃料
制御」と題する1998年４月１日提出の特許出願第08／03
5,092 号、「適合性アップシフトジョークラッチ結合制
御」と題する1998年４月１日提出の特許出願第08／035,
093 号、「動的レンジシフト作動」と題する1998年４月
１日提出の特許出願第08／035,095 号、「適合性スプリ
ッタアクチュエータ結合力制御」と題する1998年４月１
日提出の特許出願第08／035,181 号、「一部自動化され
たレバーシフト機械式変速システム」と題する1997年８
月７日提出の特許出願第08／902,603 号、および、「補
助付レバーシフト変速機」と題する1997年12月15日提出
の特許出願第08／990,678 号。

【０００４】故障検出システムおよび／または方法を含
む自動および半自動変速システムの制御は、米国特許第
4,595,986 号、第4,702,127 号、第4,922,425 号、第4,
888,577 号、第4,849,899 号および第5,272,441 号に参
照されるように、従来技術において公知であり、これら
の特許の開示内容は、参考として本説明に含まれる。

【０００５】ソレノイドに関連する故障は、車両用変速
システムに使用されるソレノイド制御アクチュエータに
おいて、しばしば発生することが知られている。このよ
うな故障が発生したとき、そのような状態を車両運転者
に表示して、復帰ロジックのセーフ状態および／または
臨時モードの作動を開始することが非常に望ましい。こ
れらの動作は、補正動作が必要であることを運転者に警
告し、変速機が機械的損傷を受けたり、誤動作したりす
る可能性を最小限にする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ソレノイドに関連する
故障に適切に対処するためには、信頼性の高い故障検出
システムが実行されなければならない。故障検出システ
ムの例は、従来技術においても見られるが、このような
従来システムは、一般的に複雑で、ソレノイドに関連す
る多様な故障を検出することができず、また、全ての変
速機制御構造において確実に実行することはできない。
従来技術の故障検出システムが有する１つの問題は、ロ
ーサイド(low side)ソレノイドドライバ回路構造におい
て確実には実行できないことであるが、このような構造
は、変速機制御において、より簡単な構造および低コス
トの電子制御ユニットを使用可能とする点で望まれてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の問
題を最小限にまたは解消する改良された故障検出システ
ムおよび方法を提供する。

【０００８】本発明の故障検出システムは、ソレノイド
を励磁および非励磁するためのソレノイドドライバ回路
と、ソレノイドの電流を検出するための電流検出回路
と、ソレノイドドライバ回路の電源電圧を選択的に接続
および遮断するための電源スイッチング回路とを含んで
いる。また、これらのソレノイドドライバ回路、電流検
出回路および電源スイッチング回路に接続されて、これ
らを制御する処理回路を含んでいる。処理回路は、ソレ
ノイドの電流を検出して、その検出電流が所定時間の間
に所定電流値を越えたとき、ソレノイドドライバ回路の
電源電圧を遮断し、ソレノイドドライバ回路の電圧減衰
速度を測定して、断線故障なのか短絡故障なのかを判断
する。

【０００９】本発明の他の目的および利点は、添付図面
に関連した以下の好適な実施形態の説明を読むことによ
って明らかになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

【００１１】以下の詳細な説明において、特定の用語
は、便宜的にのみ使用されており、限定するものではな
い。「上方」、「下方」、「右方」および「左方」とい
う用語は、図面上で参照される方向を示している。「前
方」および「後方」という用語は、それぞれ、通常どお
りに車両に取付けられた変速機の前端側および後端側を
指しており、図２および図３に示す変速機では、左側お
よび右側となっている。「内方」および「外方」という
用語は、それぞれ、当該装置または示された部品の幾何
学的中心へ向かう方向および離れる方向を指している。
上述の用語は、明確に言及された用語、その派生語およ
び類義語を含む。

【００１２】「複式変速機」という用語は、直列に連結
された主変速部と、補助変速部等の補助動力伝達ユニッ
トとを有し、主変速部で選択された減速ギヤ比をさらに
補助変速部で選択された減速ギヤ比と組み合わせること
ができる多段歯車変速機を表すために使用されている。
「アップシフト」という用語は、ここでは、より低速の
ギヤ比からより高速のギヤ比へのシフトを意味するもの
として使用されており、また、「ダウンシフト」という
用語は、ここでは、より高速のギヤ比からより低速のギ
ヤ比へのシフトを意味するものとして使用されている。
「ロースピードギヤ」または「ローギヤ」という用語
は、ここでは、当該変速機において、比較的低速前進運
転のために利用されるギヤ（すなわち、入力軸速度に対
する出力軸速度の減速比が高いギヤの組合せ）を表すも
のとして使用される。

【００１３】「同期クラッチアセンブリ」および同様の
意味の用語は、噛み合いクラッチによって、選択された
ギアを軸に共転するように結合させるために用いられ、
クラッチの噛み合いが、クラッチの部材がほぼ同期回転
するまで阻止されるようにしたクラッチアセンブリを示
しており、これは、比較的大容量の摩擦手段がクラッチ
部材と共に用いられて、クラッチ係合が開始されると、
クラッチ部材およびそれらと共に回転するすべての部材
をほぼ同期速度で回転させることができるようになって
いる。

【００１４】図１に示す本発明に係る流体作動３位置シ
フトアクチュエータ装置10およびそれに利用される３位
置アクチュエータピストンアセンブリは、図２ないし図
４に示す複式変速機 110においてスプリッタクラッチア
クチュエータとして特に好適に利用することができる。

【００１５】図２および図３に示すように、変速機 110
は、主変速部 112および補助変速部11を含み、これらは
両方ともハウジング 116内に組み込まれている。ハウジ
ング116は、前端壁116Aおよび後端壁116Bを含んでいる
が、中間壁は有していない。

【００１６】入力軸 118は、入力ギヤ 120をこれと共転
するように固定して支持しており、後端部が開口して出
力軸 158の縮径延長部158Aを案内するポケット118Aを形
成している。ポケット118Aすなわち有底ボア内には、滑
動ブッシュ118Bまたはこれと同様なものが設けられてい
る。入力軸 118の前端は、前端壁116Aで軸受118Cによっ
て支持されているのに対して、出力軸の後端158Cは、後
端壁116Bで軸受158Dによって支持されている。軸受158D
は、図３に示すように、一対のテーパベアリングまたは
単一のローラ若しくはボールベアリングとすることがで
きる。

【００１７】主軸 146は、主軸クラッチ 148，150 およ
び主軸スプリッタクラッチ 180を支持しており、外側ス
プラインが設けられた外周面146Bおよび出力軸 158を挿
通させるための軸方向に延びる貫通ボア146Cを有する略
管状体146Aの形をとっている。シフトフォーク 152およ
び 154は、それぞれクラッチ 148および 150をシフトす
るために設けられている。主軸 146は、入力軸 118およ
び出力軸 158に対して独立して回転することができ、好
ましくは、それらに対する制限された径方向の移動が許
容されている。

【００１８】主変速部 112は、２つのほぼ同一の主部副
軸アセンブリ 122を含んでおり、これらのそれぞれが、
副軸ギヤ 130， 132， 134， 136および 138を固定して
支持した副軸 124を備えている。ギヤ対偶をなす各ギヤ
130， 132， 134， 136および 138は、それぞれ入力ギ
ヤ 118、主軸ギヤ 140，142 および後退主軸ギヤに噛み
合うアイドラギヤ 157に常時噛み合わされている。

【００１９】主部副軸 124は、後方に補助変速部内へ延
ばされ、その後端124Aがハウジングの後端壁116Bに直接
的または間接的に支持されている。

【００２０】補助変速部 114は、２つのほぼ同一の補助
部副軸アセンブリ 160を含んでおり、これらのそれぞれ
が、補助部副軸ギヤ 168， 170および 172を共転するよ
うに支持した補助部副軸 162を含んでいる。ギヤ対偶を
なす各補助部副軸ギヤ 168，170および 172は、それぞ
れスプリッタギヤ 174、スプリッタ／レンジギヤ 176お
よびレンジギヤ 178に常時噛み合わされている。スプリ
ッタクラッチ 180が主軸 146に固定されて、ギヤ 174ま
たは 176のいずれかに選択的にクラッチ結合するのに対
して、同期レンジクラッチ 182は、出力軸 158に固定さ
れて、ギヤ 176または 178のいずれかに選択的にクラッ
チ結合する。好ましくは、スプリッタクラッチ 180は、
本発明に係るアクチュエータ装置10によって制御される
シフトフォーク180Aによって軸方向に位置決めされる。

【００２１】補助部副軸 162は、主部副軸 124の後方延
長部を受入れる貫通ボア162Aを形成するように略管状の
形をとっている。軸受またはブッシュ162B，162Cは、主
部副軸 124上で補助部副軸 162を回転可能に支持してい
る。軸受162Dは、後端壁116Bで副軸 124， 162の後端部
を直接的または間接的に支持している。

【００２２】複動ジョークラッチカラー 180の構造およ
び機能は、主変速部 112において利用される摺動クラッ
チカラー 148， 150の構造および機能とほぼ同じであ
り、また、複動同期クラッチアセンブリ 182の構造およ
び機能は、例えば米国特許第4,462,489 号、第4,125,17
9 号および第2,667,955 号に参照される従来技術の複動
同期クラッチアセンブリの構造および機能とほぼ同じで
あり、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含
まれる。図示の同期クラッチアセンブリ 182は、、前記
米国特許第4,462,489 号に記載されたピン形式のもので
ある。

【００２３】本発明に係るアクチュエータ装置10と関連
して使用するときは、スプリッタジョークラッチ 180
は、３位置クラッチアセンブリであり、主軸 146に対し
てギヤ176またはギヤ 174をそれぞれ連結させる最右方
（直結）位置（第１連結位置）または最左方（オーバー
ドライブ）位置（第２連結位置）、あるいは、中間の非
連結（中立）位置に選択的に位置決めすることができ
る。中立位置とは、主軸 146に対してギヤ 174またはギ
ヤ 176のいずれも連結させないクラッチ 180の中間位置
の範囲のことである。

【００２４】図２ないし図４に参照されるように、スプ
リッタクラッチ 180およびレンジクラッチ 182の両方を
その軸方向において前後に選択的に位置決めすることに
よって、４つの異なる出力軸に対する入力軸の回転比を
得ることができる。したがって、補助変速部 114は、入
出力間（主軸 146と出力軸 158との間）で、選択可能な
４速すなわち４つの駆動比を提供する３層のレンジ／ス
プリッタ結合型補助変速部である。主変速部 112は、後
退および潜在的に選択可能な前進３速を提供する。しか
しながら、選択可能な主変速部の前進ギヤ比の１つ、す
なわち、主軸ギヤ 142に関係するロースピードギヤ比
は、高レンジにおいては利用されない。このため、変速
機 110は、このロースピードギヤ比の分割の望ましさお
よび実用性から、正確には選択可能な前進９速または10
速を提供する「（２＋１）×（２×２）」形式の変速機
として表される。

【００２５】変速機 110のシフトパターンが図４に概略
的に示されている。Ｈパターンの３／４および５／６区
間からＨパターンの７／８および９／10区間への水平方
向の移動が変速機の低レンジから高レンジへのシフトを
意味しているのに対して、各ギヤレバー位置における垂
直方向の区分はスプリッタシフトを意味している。上記
のことから、図４に示されるように、レンジクラッチシ
フトの操作がシフトパターンの中央と最右方との間のギ
ヤシフトレバーの移動に自動的に応答するのに対して、
スプリッタシフトは、一般にシフトレバーのノブに配置
されるボタン、すなわち、車両運転者が操作するスプリ
ッタボタンのようなものによる通常の方法によって達成
される。この一般的な形式のレンジシフト装置は、従来
技術において知られており、また、米国特許第3,429,20
2 号、第4,455,883 号、第4,561,325 号、第4,663,725
号および第4,974,468 号に参照されており、これらの特
許の開示内容は参考として本説明に含まれる。

【００２６】再度図４を参照し、変速機がほぼ等しい段
間比を有することが望ましいと仮定すると、スプリッタ
段間比は、主部段間比の平方根にほぼ等しくし、かつ、
レンジ段間比は、全てのレンジで生じる主部の段数をＮ
としたとき（すなわち「（２＋１）×（２×２）」変速
機 110ではＮ＝２）、主部段間比のＮ乗にほぼ等しくす
べきである。所望の理想的なギヤ比が与えられると、こ
れらのギヤ比に近似したギヤ比が得られるように各ギヤ
が選択される。上記の例では、レンジ段間比が約 316％
であるのに対して、スプリッタ段間比は約33.3％であ
り、1.78（主部段間比約78％）の平方根が約1.33に等し
く、かつ、1.78の２乗（すなわちＮ＝２）が約3.16に等
しいことから、約78％の段間比を有する「２＋１」主変
速部にほぼ当てはまることになる。

【００２７】図２ないし図４に示す変速機 110と同様な
機械式変速機を少なくとも一部自動化された機械式変速
装置に利用するためには、特定の作動状態下において
は、スプリッタジョークラッチ 180をその中立位置へ移
動させて保持し、また、シフトフォーク180Aおよびクラ
ッチ 180に作用させる力を変化させることが望ましい。
本発明に係るシフトアクチュエータピストンアセンブリ
12およびアクチュエータ装置10は、比較的簡単で、安価
で、かつ、信頼できる手段を提供し、所望のスプリッタ
クラッチ制御特性を提供する。

【００２８】図１に示すように、流体作動３位置アクチ
ュエータピストンアセンブリ12は、本体ピース14A およ
び端部キャップ14B からなる２ピースのシリンダボディ
14（本体）を含んでいる。シリンダボディ14は、有底ボ
ア16を形成し、この有底ボア16から延びるピストン軸18
がシフトフォーク180A等のシフトアクチュエータを支持
してこれと共に軸方向に移動する。有底ボア16は、拡径
部16A 、縮径部16B およびこれらの間の中間径部16C を
含んでいる。肩部16D および16E は、それぞれ拡径部16
A と中間径部16C および中間径部16C と縮径部16B の境
界を形成している。一例として、大型（高容量）変速機
用の場合、拡径部16A 、縮径部16B および中間径部16C
の直径16F 、16H および16G は、それぞれ約2.203 イン
チ(55.96mm) 、約1.197 インチ(30.40mm) および約1.85
0 インチ(46.99mm) とすることができる。

【００２９】拡径面積差ピストン部材20は、拡径部16A
内に摺動可能かつ気密的に嵌装されており、また、ピス
トン軸18にこれとともに軸方向に移動するように固定さ
れている。面積差ピストン部材20は、左方に臨む大受圧
面20A および右方に臨む小受圧面20B を形成している。

【００３０】ピストン軸18は、縮径部16B 内に摺動可能
かつ気密的に嵌装されており、また、その外周面18A 上
に環状の中空ピストン22を支持している。環状の中空ピ
ストン22は、軸部18の外周面に摺動可能かつ気密的に支
持される内周面22A および中間径部16C 内に摺動可能か
つ気密的に嵌装される外周面22B を形成している。この
中空ピストン22も左方に臨むピストン面（受圧面）22C
を形成している。なお、中空ピストン22の受圧面22C の
有効面積は、面積差ピストンの小受圧面20B の有効面積
よりも小さくなっている。また、一般に、小受圧面20B
の有効面積を大受圧面20A の有効面積の約65％ないし75
％とし、また、中空ピストン22の受圧面22C の有効受圧
面を小受圧面20B の有効面積の約50％ないし60％とする
とよい。

【００３１】ピストン軸18は、シフトフォーク（ヨー
ク）180Aと関連して示されているが、これは、米国特許
第4,920,815 号に示される形式のシフト機構等の他の装
置を駆動するために利用されることもでき、この特許の
開示内容は参考として本説明に含まれる。

【００３２】環状の中空ピストン22のピストン軸18に対
する軸方向左方への移動が拡径ピストン部材20の受圧面
20B によって制限されているのに対して、右方への移動
は、ストップ部材24によって制限されている。中空ピス
トン22のボア16およびシリンダボディ14に対する軸方向
右方への移動は、肩部16E によって制限されている。受
圧面20A および拡径部16A が第１室26を形成し、通路28
によって第１室26が選択的に加圧および排出可能な流体
導管Ａに接続されているのに対して、受圧面20B 、拡径
部16A および中空ピストン22の左方の受圧面22C は、第
２室30を形成しており、通路32によって第２室30が常時
一定加圧状態の導管Ｂに接続されている。

【００３３】ピストン軸18およびシフトヨーク180Aの軸
方向位置を表す入力信号を提供するために位置センサ34
を設けることができる。図に示すように、シフトヨーク
180Aは、完全に左側へ変位してオーバードライブスプリ
ッタ比ODに連結（すなわち、ギヤ 174が主軸 146に連
結）し、完全に右側に変位して直結スプリッタ比Ｄに連
結（すなわち、ギヤ 174が主軸 146に連結）し、また、
中央の中立位置（主軸 146がギヤ 174， 176のいずれに
も連結しない）領域Ｎに位置決めされる。

【００３４】マイクロプロセッサベースのコントローラ
（すなわち電子制御ユニット（ＥＣＵ））36を設け、こ
れによって様々な入力信号38を受信して、これらを所定
の論理規則に従って処理し、第１室26および導管Ａの加
圧および排出を制御するために使用されるパルス幅変調
ソレノイド制御バルブアセンブリ42等の様々なシステム
アクチュエータへコマンド出力信号40を発信するように
してもよい。この形式のコントローラは、米国特許第4,
360,060 号、第4,595,986 号、第5,281,902 号および第
5,445,126 号に参照されるように、従来技術において知
られており、これらの特許の開示内容は、参考として本
説明に含まれる。

【００３５】一般的には車両コンプレッサである調整さ
れフィルタ処理された車載空気圧源44が導管Ｂおよびシ
リンダボディ14の通路32を介して第２室30に常時直接的
に接続されている。第１室26は、導管Ａおよび通路28を
介して、３方（ポート）２位置パルス幅変調ソレノイド
制御バルブアセンブリ42の出口に接続され、ソレノイド
制御バルブ42の位置に応じて、ソレノイド制御バルブ42
の入口に接続された空気圧源44または大気ATMOに選択的
に接続される。一般的な大型車両では、空気圧源44は、
約80psi(551kPa) に調整されている。なお、この調整圧
力は、一般に、約75〜85psi (517〜586kPa) とするとよ
い。

【００３６】このマイクロプロセッサベースのコントロ
ーラ36は、SAE J1922 、SAE J1939およびISO 11898 等
の工業規格プロトコルに規定された電子データリンクか
ら、また、スロットルペダル位置、車両速度、変速機軸
速度、エンジン速度、エンジントルク、シフトレバーお
よびスプリッタセレクタの操作（位置）並びに主クラッ
チ状態等を表すセンサ等の様々なセンサから入力信号を
受信してもよい。また、コントローラ36は、ディスプレ
イ装置、主変速部およびレンジ部アクチュエータ、エン
ジンコントローラ、主クラッチオペレータ並びにドライ
ブラインリターダ等へコマンド出力信号40を発信するよ
うにしてもよい。コントローラ36は、パルス幅変調され
たコマンド出力信号をソレノイド制御バルブアセンブリ
42へ発信することもできる。

【００３７】出力軸 158の回転速度を表す信号（車両速
度をも表す）を得るためにセンサ158E（図３参照）を設
けてもよく、また、シフトレバー64に配置されたスプリ
ッタ選択スイッチ62（スプリッタセレクタ）（図２参
照）の操作を表す信号を得るためにセンサ60を設けるこ
ともできる。

【００３８】ピストン軸18／シフトヨーク180Aが中立位
置にあり、かつ、中空ピストン22がストップ部材24に当
接しているとき（第２室30が常時一定加圧状態にあるこ
との結果として中立位置にある）、中空ピストン22は、
肩部16E と接触していることに注目することが重要であ
る。したがって、ピストン軸18／シフトヨーク180Aがオ
ーバードライブ方向（左方）へ変位すると、中空ピスト
ン22の受圧面22C は、ピストン軸18およびシフトヨーク
180Aに右方への力（この例では約 130ポンド(578N)）を
作用させ、この力は、ピストン軸18およびシフトヨーク
180Aが中立位置へ移動し、または、中立位置から直結方
向（右方）へ移動することによってにわかに消失する。
以下にさらに詳述するように、この特性が３位置アクチ
ュエータ12の位置決め制御に利用される。

【００３９】上記の寸法および 80psi(551kPa)の加圧流
体源（すなわち、16F ＝2.203 インチ(55.96mm) 、16H
＝1.197 インチ(30.40mm) 、16G ＝1.850 インチ(46.99
mm)および空気圧源＝ 80psi(551kPa)）を仮定して、シ
フトヨーク180Aの各位置に対応した様々な程度のパルス
幅変調におけるシフトヨーク180Aに作用する力を図５に
示す。

【００４０】図５において、パルス幅変調の百分率（％
PWM ）の値は０％変調（最大加圧）から 100％変調（加
圧せず）までで、正の力が直結方向（右方）への力を示
しているのに対して負の力はオーバードライブ方向（左
方）への力を示している。曲線50は、シフトヨーク180A
が中立位置に対してオーバドライブ側（左側）へ変位し
ている場合にシフトヨーク180Aに作用する力を表してい
るのに対して、曲線52は、シフトヨーク180Aが中立位置
に対して直結側（右側）へ変位している場合にシフトヨ
ーク180Aに作用する力を表している。ソレノイド制御バ
ルブ42によって与えられるいかなるパルス幅変調のレベ
ルにおいても、すなわち、それに応答した結果の導管Ａ
のいかなる加圧状態においても、曲線50と曲線52との差
は、右方へのおおよそ 130ポンドの力であり、これは、
シフトヨーク180Aが中立位置に対して左側（オーバード
ライブ側）に配置されているときに中空ピストン22が付
与する力である。

【００４１】一例として、オーバードライブに連結され
た状態でソレノイド制御バルブ42の０％変調（すなわち
最大加圧）が指令された場合、シフトヨーク180Aは、中
立位置に到達するまでは、オーバードライブ位置から中
立位置へ向かって約 220ポンド(979N)の力で付勢され
（曲線50参照）、その後、中立位置から直結位置までは
約90ポンド(400N)の力で付勢される（曲線52参照）。同
様に、20％変調（すなわち、ソレノイド制御バルブ42に
よる80％加圧）では、シフトヨーク180Aは、中立位置へ
向かって約 170ポンド(756N)の力で駆動され、その後、
中立位置から直結位置へ約40ポンドの力で駆動される。

【００４２】線分54で示されるように、約38％変調（す
なわち、ソレノイド制御バルブ42による62％加圧）の場
合は、シフトヨーク180Aの位置にかかわらず、シフトヨ
ーク180Aは、約65ポンド(289N)の力で中立位置へ向かっ
て付勢され、その後、中立位置で急に停止する。理論的
には、28％変調（破線56）から約52％変調（破線58）の
間では、シフトヨーク180Aは、様々な大きさの力で中立
位置へ付勢され、中立位置またはその付近で保持され
る。

【００４３】したがって、本発明に係る３位置アクチュ
エータ装置10を使用し、ソレノイド制御バルブアセンブ
リ42によって制御される単一のパルス幅変調のみを必要
として、選択および維持可能な３位置および選択的に駆
動力を変化させることができるアクチュエータを得るこ
とができる。

【００４４】図示された装置では、０％から約28％の変
調の結果として、アクチュエータは直結位置へシフト
し、約28％から約52％の変調の結果として、アクチュエ
ータは中立位置へシフトし、また、約52％から 100％の
変調の結果として、アクチュエータはオーバードライブ
位置へシフトする。この代わりに、０psi(０Pa) から80
psi(551kPa) の間で選択的に変化させることができる可
変空気圧源を用いて、単純に可変空気圧源から導管Ａへ
の供給圧力を変化させることによっても同様の結果を得
ることができる。アクチュエータ装置10の作動特性は、
ピストンの受圧面20A ，20B ，22C の相対的な有効面積
を変化させることによって、要求に応じて変化させるこ
とができる。

【００４５】バルブアセンブリ42は、２位置バルブ部材
42B の位置決めを制御するためのソレノイド42A を含ん
でいる。ＥＣＵ36からのコマンド信号40によって作動さ
れるソレノイドコントローラ42C は、バッテリまたはオ
ルタネータ等の車載電力源（図示せず）からソレノイド
42A を選択的に励起および励起解除する。コントローラ
42C の全部または一部は、ＥＣＵ32と一体とすることも
できる。このバルブは、前述の米国特許第5,661,998 号
に示される構造とすることもできる。

【００４６】ソレノイドバルブ42に加えられる電圧Ｖ
は、バルブ応答時間、すなわち、中立状態を得るＰＷＭ
制御値に直接影響する。このバルブ応答時間は、一般的
な車載システムが作動される直流９〜18Ｖの範囲で２倍
を越えて変化される。システム電圧Ｖは、コントローラ
42C によって検出され、ＥＣＵ36に供給されて、スプリ
ッタが中立状態を達成するようにバルブＰＷＭ制御値を
調整する。このようにして、ソレノイド42A の制御は、
このソレノイドに加えられた検出電圧Ｖに応じてなされ
る。特に、応答時間（したがって、必要なリードタイ
ム）は、検出電圧に逆比例して変化する。

【００４７】バルブ閉弁の応答時間は、コイルの最大電
流によって直接影響される。回路46が、ＥＣＵおよび／
またはコントローラ42に設けられて、ソレノイドのコイ
ルの電流をその電圧にかかわらず、より低い一定値に引
き下げる。いつでも同じポイントからスタートすること
により、バルブ閉弁時間は、非常に一定して、コイル電
流レベルの変動の影響は、大いに減少される。

【００４８】スプリッタロッド18すなわちピストン20の
ノッチ50に嵌め込むばね荷重されたプランジャ48（ディ
テント部材）は、スプリッタピストン20を中立に保持す
るために使用される。このばね荷重されたプランジャす
なわちディテントは、中立状態から移動させるために付
加力を要求することにより、スプリッタを中立状態に保
持するＰＷＭ制御値の範囲を増大させる。このディテン
トは、ＰＷＭ制御中の中立でピストンを保持するための
付加的な力を与えるが、ピストンが中立からギヤ係合位
置へ移動する際に応答時間を遅らせる大きな力を与えな
いように設計される。

【００４９】バルブおよび／または導管の流量オリフィ
スを大きくするほど、スプリッタピストンを中立状態と
するＰＷＭの範囲は小さくなる。これは、より大きなオ
リフィスは、多くの空気を流すので、バルブは、シリン
ダ内の圧力がスプリッタが中立を通って移動する値に上
昇するまでに、非常に短時間しか開弁できないからであ
る。

【００５０】スプリッタピストンに使用される同様のバ
ルブ42B は、レンジピストン（要求されれば高流量を必
要とする）にも使用することができるので、この状況を
推進するために、オリフィスすなわち絞り52がスプリッ
タソレノイドバルブ42B とスプリッタピストン室26との
間に追加されている。これは、中立を達成するためのＰ
ＷＭ範囲を非常に増大させて、スプリッタおよびレンジ
ピストンに共通のバルブを使用できるようにする。

【００５１】ソレノイド制御バルブアセンブリ42は、ス
プリッタクラッチ 180のシフトフォーク180Aを制御する
ための流体作動３位置アクチュエータピストンアセンブ
リ12に関連して以上に説明されている。同様なバルブア
センブリをレンジクラッチ 182のシフトフォークを制御
するためのレンジピストンアセンブリに関連して利用す
ることもできる。このようなバルブアセンブリおよびレ
ンジピストンアセンブリの好適な実施形態の例が図６に
示されている。

【００５２】図６は、流体作動シフトアクチュエータシ
ステム10′およびこれに利用されるアクチュエータピス
トンアセンブリ12′を示している。システム10′および
アセンブリ12′の構造は、図１に関連して上述したシス
テム10およびアセンブリ12とほぼ同様である。しかしな
がら、ピストン軸18′は、（これとともに軸方向に移動
して）レンジクラッチ 182を軸方向に位置決めするシフ
トフォーク182A等のシフトアクチュエータを担持してい
る。また、システム10′は、図１のノッチ50およびプラ
ンジャ48等のノッチまたはばね付勢プランジャを含まな
い。さらに、（高流量用の）システム10′は、好ましく
は図１の絞り52等の絞りを含まない。

【００５３】図６は、また、好ましくはＥＣＵ36と同様
のＥＣＵ36′によって制御されるソレノイド制御バルブ
アセンブリ42′を示している。バルブアセンブリ42′
は、それぞれソレノイド 42A′によって位置決め制御さ
れる２つの２位置バルブ部材 42B′を含んでいる。各ソ
レノイド 42A′は、それぞれがＥＣＵ36′からの指令信
号40′によって作動されるソレノイドコントローラ 42
C′によって選択的に励磁および非励磁される。それぞ
れのソレノイドコントローラ 42C′の全部または一部
は、ＥＣＵ36′と一体にすることができる。バルブ部材
42B′は、好ましくは図１のスプリッタピストンアセン
ブリに関連して上述したバルブ部材42B と同じ構造であ
る。

【００５４】ＥＣＵ36′は、様々な入力信号38′を受
け、これを所定の論理規則にしたがって処理して、指令
出力信号40′をソレノイド制御バルブアセンブリ42′へ
発信して、導管Ａ′（およびピストン室26′）および導
管Ｂ′（およびピストン室30′）の両方の加圧および排
気を制御する。特に、室26′は、一方のバルブ材 42B′
の位置に応じて、導管Ａ′および通路28′によって加圧
空気源44′（好ましくは図１の加圧空気源44と同じ）ま
たは大気(ATMO)に選択的に接続される。室30′は、他方
のバルブ部材 42B′の位置に応じて、導管Ｂ′および通
路32′によって加圧空気源44′または大気(ATMO)に選択
的に接続される。当業者には公知のようにして、室26′
および室30′の加圧および排気がピストン軸18′および
シフトフォーク182Aの移動を制御し、これによってレン
ジクラッチ 182の位置を制御する。

【００５５】図７は、「低電位側(low side)ソレノイド
ドライバ」回路として特徴づけられるソレノイドコント
ローラ回路 300の好適な実施形態を示す。以下に説明す
るように、この回路は、好ましくは図１のソレノイドコ
ントローラ42C および図６のソレノイドコントローラ 4
2C′に使用される。回路 300は、そのドレインが電源30
2に接続されたＭＯＳＦＥＴQ10 を含んでおり、好適な
実施形態においては電源 302は、一般的に12〜14ボルト
の電圧の車両バッテリである。増幅器A1は、接続 304を
介して電子制御ユニット（好ましくはＥＣＵ36およびＥ
ＣＵ36′の両方として設けられる）からの電源制御信号
を受け、その信号をＭＯＳＦＥＴQ10 のゲートへ送る。
ＭＯＳＦＥＴQ10 がそのゲートの適当な電圧信号によっ
て駆動（オン）されたとき、電源電圧が点P1に供給され
る。点P1は、ＥＣＵのデジタル入力に接続されるテスト
点T1を有する抵抗R17 、抵抗R18 からなる分圧器に電気
的に接続されている。この分圧器は、点P1における電源
電圧をテスト点T1における０〜５ボルトの電圧に変換し
て、ＥＣＵによってデジタル入力で電圧信号として読み
込めるように機能する。点P1には、また、図１のソレノ
イド42A または図６のソレノイド 42A′の一方とするこ
とができるソレノイドSOL が電気的に接続されている。
このソレノイドSOL には、抵抗R132と直列のダイオード
D32 が並列に接続されている。

【００５６】また、回路 300は、ソレノイドドライバＭ
ＯＳＦＥＴQ13 を含み、このＭＯＳＦＥＴQ13 は、その
ゲートの適当な電圧信号によって駆動（オン）されたと
き、ソレノイドを励磁して（電源 302からの電源電圧が
ソレノイドSOL に供給されるとする）、そのソレノイド
電流を抵抗R9を介して接地へ流す。ＭＯＳＦＥＴQ13と
抵抗R9との間にテスト点T2が設けられ、このテスト点T2
は、増幅器A2に電気的に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ
Q13 がオンで、かつ、ソレノイドSOL が励磁されている
とき、増幅器A2に入力される電圧（抵抗R9を通って降下
するテスト点T2における電圧）は、ソレノイドSOL を流
れる電流に比例する。以下に述べる理由から、当業者に
は公知の手段によってスケール処理およびフィルタ処理
された後、この電圧信号は、接続 306によってＥＣＵの
アナログ入力に供給される。接続306は、また、この電
圧信号（ソレノイド電流を表す）をソレノイド電流制御
増幅器A3にフィードバックし、この増幅器A3は、これを
ＥＣＵから接続 308を介して受信されるソレノイド電流
レベル要求信号（適当にアナログ電圧信号にスケール処
理されている）と組み合わせる。増幅器A3の出力電圧信
号は、制御回路 310に供給され、この制御回路 310は、
ＥＣＵから接続 312を介してソレノイドドライバオン／
オフ要求信号をも受信する。制御回路 310は、ＭＯＳＦ
ＥＴQ13 が駆動されるかどうか、また、これにより、
（電源 302からの電源電圧がソレノイドに供給されると
して）ソレノイドが励磁されるかどうかを決定する。増
幅器A3からの電圧信号は、制御回路 310によって利用さ
れるＰＷＭ（パルス幅変調）制御として機能して、ソレ
ノイド電流のレベルを制御する。

【００５７】好適な実施形態では、制御回路 310はＮＯ
Ｒゲートである。また、この好適な実施形態では、抵抗
R17 は3920オーム、抵抗R18 は5111オーム、抵抗R132は
３オーム、R9は0.1 オームの抵抗である。

【００５８】以下に説明する好適な実施形態では、ソレ
ノイドコントローラ回路 300は、図１のソレノイドコン
トローラ42C （ソレノイド42A 、バルブ42B および結果
的にはスプリッタクラッチ 180の制御に関連して使用さ
れる）の中、および、図６の２つのソレノイドコントロ
ータ 42C′（ソレノイド 42A′、バルブ 42B′および結
果的にはレンジクラッチ 182の制御に関連して使用され
る）の中に設けられる。１つの共通の電源 302、ＭＯＳ
ＦＥＴQ10 および増幅器A1は、好ましくは３つの全ての
ソレノイドコントローラ回路 300に使用されるように設
けられて、１つのトランジスタが３つの全てのソレノイ
ド（ソレノイド42A および２つのソレノイド42A ′）へ
の電力の供給を制御する。しかしながら、他の実施形態
においては、各ソレノイドコントローラ回路 300は、完
全に独立させることができ、それぞれに独立した電源32
を有する。このような実施形態は、単一の電源 302のも
のに対して高コストであるという観点から、あまり好ま
しくない。上述の共通部品に加えて、１つの共通の電圧
ドライバ（抵抗R17 および抵抗R18 とこれらの間のテス
ト点T1からなる）が３つの全ての回路 300に使用される
のが好ましい。

【００５９】ＥＣＵは、ソレノイドコントローラ回路 3
00に関連して実行されてソレノイド42A またはソレノイ
ド 42A′の故障を検出する本発明の故障検出論理がプロ
グラムされている。図８および図９は、本発明の故障検
出ロジックを実行するＥＣＵのプログラムのフローチャ
ートの好適な例を示す。容易化のため、フローチャート
は、３つのソレノイドのうちの１つのみについて故障の
検出を指令する。もちろん、好適な実施形態において
は、この故障検出論理は、他の２つのソレノイドにも同
様に適用される。

【００６０】はじめに図８を参照して、故障検出論理
は、ＥＣＵプログラムの通常の作動中に実行されるブロ
ック 398で開始する。ブロック 398において、このプロ
グラムは、初期化すべき「カウンタ１」をゼロにして、
以下のプログラム実行に使用する準備をする。そして、
このプログラムは、ブロック 400を実行して、（図７に
関連して上述したように、）ソレノイドSOL の電流がＥ
ＣＵによってそのソレノイドコントローラ回路 300の接
続 306を介して周期的に抽出される。故障がチェックさ
れるソレノイドが初期励磁されていない場合（故障検出
論理が実行されたとき）、ブロック 400は、ＥＣＵにソ
レノイドを短時間励磁させ（適当なドライブ信号をＭＯ
ＳＦＥＴQ13 のゲートに供給する）、電流が流れて電流
を表す電圧信号が接続 306を介してＥＣＵに供給される
ようにする。当業者には公知のように、このような励磁
の期間は、最小限とされて、ソレノイドに関連するバル
ブが意に反して作動されないようにする。

【００６１】プログラムは、ブロック 402を実行して、
抽出されたソレノイド電流が所定時間よりも長い間、異
常に「低い」（所定の電流値を下回る）かどうかを判断
する。好適な実施形態においては、この所定の電流値
（ソレノイド電流が比較される）は、作動状態において
通常見込まれるソレノイド電流の約半分の値である。例
えば、一実施形態では、通常のソレノイド電流（初期励
磁ソレノイドのための）は、１〜1.3 アンペアの範囲で
あり、所定の電流値（実際の電流値が比較される）は、
約500 ミリアンペアである。所定時間は、ソレノイドが
初期励磁されるかどうか、または、（上述のように、）
電流を抽出するために、短時間励磁されていたかどうか
による。ソレノイドが初期励磁された場合、所定時間
は、好ましくは約 100ミリ秒である。ソレノイドが初期
励磁されない場合、所定時間は、好ましくは約 300ミリ
秒である。

【００６２】抽出されたソレノイド電流が所定時間を越
えて所定の電流値を下回らないことをブロック 402が決
定したとき（「ノー」）、ソレノイド故障の可能性は
（おそらくは）表示されず、プログラムは、ＥＣＵプロ
グラムの他の部分を実行する。

【００６３】しかしながら、抽出されたソレノイド電流
が所定時間を越えて所定の電流値を下回ったことをブロ
ック 402が決定したとき（「イエス」）、ソレノイドが
故障状態である可能性がある。表示される故障は、(1)
ソレノイドコイルの巻線の断線、(2) ソレノイドコイル
の巻線の短絡、(3) ソレノイドの低電位側の電力供給線
の接地への短絡、および、(4) ソレノイドの電力供給線
の断線を含む。プログラムは、さらに、ブロック 406を
実行して、図９に示される実行すべき診断手順を実行さ
せる。この診断手順は、以下に詳細に説明するが、「不
確定な」結果である「断線故障」（上記の故障(1) また
は(4) のいずれかに対応する）または「短絡故障」（上
記の故障(2) または(3) のいずれかに対応する）の結果
をリターンする。プログラムは、さらにブロック 408を
実行して、いずれかの故障の結果をリターンしたかどう
かを決定する。リターンしていれば（「イエス」）、プ
ログラムは、ブロック 410を実行し、ソレノイドに故障
があるのにもかかわらず、ＥＣＵによって変速機を適当
な「フォールバック」モードで作動させて、変速機の損
傷あるいは望ましくない変速機の作動を防止する。適当
なフォールバックモードの選択方法は、故障が検出され
たときの変速機の状態はもちろんのこと、少なくとも一
部において、故障の結果が「断線故障」か「短絡故障」
かにもよる。ブロック 410は、好ましくは、ＥＣＵが検
出された故障を車両の運転者に示すようにする。好まし
くは、運転者のシフトノブ上の警告灯がその目的に使用
され、そして、好ましくは、そのソレノイドに特有の点
滅速度の点滅を実行することにより（点滅コード）、故
障ソレノイドを認識する。

【００６４】しかしながら、ブロック 408は、故障の結
果（「断線」または「短絡」）がリターンされていない
こと（「ノー」）を判断すると、「不確定な」結果をリ
ターンしなければならず、そして、プログラムはブロッ
ク 412を実行する。ソレノイド電流が異常に低下した
が、診断手順がソレノイド故障を検出できないとき、
「不確定な」結果が生じる。このような「不確定な」結
果は、機器の変化によって生じ、特にＥＭＩ（電磁妨
害）事象が車両に生じたとき顕著である。ＥＭＩ事象は
ＥＣＵへのアナログ入力ラインを「ロー(low) 」状態と
し、結果的に誤ってソレノイド電流の「ロー」を読み込
んで、ソレノイド故障診断手順を発動させる。通常、Ｅ
ＭＩ事象は短時間であるから、車両は、ＥＣＵのアナロ
グ入力ラインが通常状態に復帰して、抽出された電流の
読み込みが再び正確になるまで、そのような事象を「や
り過ごす(ride through)」ことができる。ブロック 412
は、そのような「やり過ごし」の実行を容易にする。ブ
ロック 412は、「カウンタ１」が６に等しいかどうかを
判断する。等しくない場合（「ノー」）、プログラム
は、ブロック 414を実行して、カウンタ１に１を加え、
プログラムは、ブロック 400へ帰還して、再びソレノイ
ド電流を抽出し、これによって、別周期の故障検出論理
サイクルになる。ブロック 412および 414によって、プ
ログラムは、故障検出論理サイクルを（好適な実施形態
の場合）７回反復し、これにより、ＥＭＩ事象（あるい
は、他の「不確定な」結果の原因）をやり過ごすように
試みる。これらの７回のサイクル中に、「不確定な」結
果の原因が消失して、抽出される電流が通常レベルに復
帰すれば、ブロック 402は、プログラムを故障検出論理
から脱出させて、ＥＣＵのプログラムの他の部分を実行
させる。しかしながら、この７回のサイクルが満了した
場合には、ブロック 402は、異常な低電流があることを
継続して判断して、「不確定な」結果は、引き続き診断
手順からリターンされ、ブロック 412は、結果的にカウ
ンタ１が６をカウントしたことを判断し（「イエ
ス」）、プログラムはブロック 416を実行する。そし
て、ブロック 416は、ＥＣＵに変速機を適当なフォール
バックモードで作動させて、検出された「不確定な故
障」を（好ましくは、ブロック 410に関連して上述した
方法で）車両の運転者に表示する。この状態では、ソレ
ノイドについて問題があるが、これは診断手順が認識で
きなかった問題である。

【００６５】図９を参照すると、図８のブロック 406に
よって実行される診断手順が示されている。この手順
は、ブロック 450で２つのカウンタ「カウンタ２」およ
び「カウンタ３」をゼロに初期化してこれらを以下のプ
ログラムに使用する準備をする。次のブロック 452は、
ソレノイドコイルの巻線の断線またはソレノイドの電力
供給線の断線等の「断線故障」の存在可能性の検出を目
的とする「断線ソレノイドテスト」である。好適な実施
形態では、ブロック 452は、他の２つのソレノイド（現
在、故障検出論理の対象ではない）非励磁状態とする
（または、非励磁状態を維持する）。この非励磁の目的
は、故障の可能性があるソレノイドを絶縁して（好適な
実施形態では、３つの全てのソレノイドは、１つの共通
の電源 302を共有する）、以下に説明する「減衰テス
ト」に、故障の可能性があるソレノイドのみをが影響さ
せるためである。非励磁は、ＥＣＵから各ソレノイドの
ソレノイドコントローラ回路 300の制御回路 310への適
当の制御信号によって実行され、これによって、各ソレ
ノイドのソレノイドドライバＭＯＳＦＥＴQ13 がオフさ
れる。ブロック 452は、また、故障の可能性があるソレ
ノイドをそのドライバＭＯＳＦＥＴQ13 への適当なドラ
イバ信号によって励磁する（または、励磁状態を維持す
る）。

【００６６】プログラムは、ブロック 454を実行し、Ｅ
ＣＵに電源ＭＯＳＦＥＴQ10 をオフさせて、もはや電源
電圧が回路 300（図７）の点P1に供給されないようにす
る。「減衰テスト」がなされている間、点P1の電圧は、
一定速度で減衰する。電圧が減衰すると、回路 300の電
圧ドライバは、減衰した電圧をテスト点T1における０〜
５ボルトの電圧に変換する。所定時間（好適な実施形態
では約40ミリ秒）経過後、ブロック 454は、ＥＣＵにデ
ジタル入力電圧としてテスト点T1の電圧を読み込ませ
る。点P1の電圧が、（40ミリ秒の間に）変換されたテス
ト点T1における電圧が（好適な実施形態では）約0.8 ボ
ルトを下回る程度に低下したとき、ＥＣＵは、テスト点
T1の電圧値をロー論理状態としてデジタル的に読み込
む。一方、テスト点T1の電圧が0.8 ボルト以上のとき、
ＥＣＵは、テスト点T1の電圧をハイ論理状態としてデジ
タル的に読み込む。（上述の回路 300のコンポーネント
値を使用する好適な実施形態では、テスト点T1における
0.8ボルトの電圧が点P1における 1.4ボルトの電圧に対
応する。）テスト点T1の論理状態がＥＣＵによって読み
込まれた後、ブロック 454は、ＥＣＵに電源ＭＯＳＦＥ
ＴQ10 をオンさせて、電源電圧が再び回路 300の点P1に
供給されるようにし、また、３つの全てのソレノイドを
それらの本来の励磁または非励磁状態に切り換えさせ
る。この電源電圧の再接続およびソレノイドのそれら本
来の状態への切り換えは、変速機の作動に影響する望ま
れないバルブ切り換えを防止するため、一定の時間内に
実行されなければならない。ブロック 454が上述の復帰
を実行する適当な時間は、経験的に約90ミリ秒と決定さ
れている。

【００６７】ブロック 454の後、プログラムは、ブロッ
ク 456を実行して、ＥＣＵによってテスト点T1において
読み込まれた論理状態がハイがどうかを判断する。ハイ
であれば（「イエス」）、ソレノイドは、「断線故障」
を有していると考えられ、プログラムは、ブロック 458
を実行する。この仮定の理由は、励磁されたソレノイド
は、「断線故障」を除いて、エネルギの速い放電を起こ
し、これにより、テスト点T1の論理状態がローとして読
み込まれるからである。このような速い放電が起こらな
かったという事実は、「断線故障」の存在を強く表す。
しかしながら、「断線故障」が事実として受け入れられ
る前に、好適な実施形態においては、「断線ソレノイド
テスト」を反復して結果を確認することが望ましい。ブ
ロック 458は、そのような確認を容易にしている。ブロ
ック 458は、「カウンタ２」が２に等しいかどうかを判
断する。等しくなければ（「ノー」）、プログラムは、
ブロック 460を実行して、カウンタ２に１を加え、そし
て、プログラムは、ブロック 452へ帰還して、次回の
「断線ソレノイドテスト」を開始する。ブロック 458お
よびブロック 460によって、プログラムは、（好ましい
実施形態では）テストを３回反復する。これら３回のテ
ストサイクル中に、テスト点T1における論理状態がロー
として読み込まれれば、確認は達成されず、ブロック 4
56は、テストを終了する。しかしながら、ブロック 456
が連続する３回のテストサイクルの間に論理状態がハイ
であることを決定すれば、確認は達成されて、ブロック
458は、結果的にカウンタ２が２をカウントした（「イ
エス」）と判断する。プログラムは、ブロック 462を実
行して、診断手順が「断線故障」の結果を図８のブロッ
ク406にリターンするようにさせる。

【００６８】好適な実施形態においては、故障の可能性
のあるソレノイドが図１のソレノイド42A （スプリッタ
ピストンアセンブリ12の作動に使用される）であると
き、「断線故障」の仮定は、他の方法によって確認する
ことができ、また、（故障検出論理が開始されたと
き、）故障の可能性があるソレノイドは本来的に励磁さ
れている。これらの状況では、スプリッタシフトフォー
ク180Aが中立へ滑り込んだとき、「断線故障」が存在す
る高い蓋然性がある。このため、（しかるべき状況にあ
る場合、）ＥＣＵによるそのような滑り込みの検出は、
「断線故障」の確認として役立てることができ、また、
これは、好適な実施形態では、ブロック 458（あるいは
他の部分）の論理に含まれる。上述の滑り込みは、非常
に望ましくないから、そのような論理を含むことは、こ
れらの状況における故障の認識を迅速化する点で特に好
ましい。

【００６９】ブロック 456へ戻って、テスト点T1におい
てＥＣＵによって読み込まれる論理状態がハイでない場
合（「ノー」）、プラグラムはブロック 464を実行す
る。ブロック 464は、「短絡ソレノイドテスト」であっ
て、その目的は、ソレノイドコイルの巻線の短絡または
ソレノイドの低電位側の電力供給線が接地へ短絡した場
合等の「短絡故障」の存在の可能性を検出することであ
る。ブロック 452と同様に、好適な実施形態では、ブロ
ック 464は、上述の目的のため、他の２つのソレノイド
（現在、故障検出論理の対象となっていない）を非励磁
とする（または、非励磁状態を維持する）。しかしなが
ら、ブロック 464は、また、故障の可能性があるソレノ
イドをそのドライバＭＯＳＦＥＴQ13 をオフすることに
よって非励磁とする（あるいは、非励磁を維持する）。

【００７０】プログラムは、ブロック 466を実行して、
上述のブロック 454と同様の操作を行う。ブロック 466
の後、プログラムは、ブロック 468を実行して、テスト
点T1においてＥＣＵによって読み込まれた論理状態がロ
ーかどうかを判断する。ローであれば（「イエス」）、
ソレノイドは、「短絡故障」を有すると考えられ、プロ
グラムはブロック 470を実行する。この仮定の理由は、
非励磁されたソレノイドは、「短絡故障」を除いて、結
果的に（「減衰テスト」中に、）エネルギをゆっくり放
電することになり、これにより、テスト点T1における論
理状態は、ハイとして読み込まれる。代わりに速い放電
が起こるという事実は、「短絡故障」の存在を強く表し
ている。しかしながら、この「短絡故障」の仮定が事実
として受け入れられる前に、好適な実施形態では、「短
絡ソレノイドテスト」を反復して結果を確認することが
望ましい。ブロック 458および 460に関連して上述した
のと同様に、ブロック 470および 472は、（好適な実施
形態において、）そのテストを３回反復することによっ
て、そのような確認を容易にしている。これのらの３回
のテストサイクル中に、テスト点T1における論理状態が
ハイとして読み込まれれば、確認は達成されず、ブロッ
ク 468がテストを終了する。しかしながら、ブロック 4
68が、連続する３回のテストサイクルの間に論理状態が
ローであることを決定すると、確認が達成されて、結果
的にブロック 470がカウンタ３が２をカウントしたこと
を決定する（「イエス」）。プラグラムは、ブロック 4
74を実行して、診断手順に「短絡故障」の結果を図８の
ブロック 406へリターンさせる。

【００７１】好適な実施形態では、故障の可能性がある
ソレノイドがソレノイド42A （スプリッタピストンアセ
ンブリ12の作動に使用される）である場合、「短絡故
障」の仮定は他の方法によって確認することができ、ま
た、（故障検出論理が開始されたとき、）故障の可能性
のあるソレノイドは本来的に非励磁されている。これら
の状況では、スプリッタシフトフォーク180Aが中立へ滑
り込んだとき、「短絡故障」が存在する高い蓋然性があ
る。このため、（しかるべき状況にある場合、）ＥＣＵ
によるそのような滑り込みの検出は、「短絡故障」の確
認として役立てることができ、また、これは、好適な実
施形態では、ブロック 470（あるいは他の部分）の論理
に含まれ、これによって、それらの状況における過度の
認識を有利に迅速化する。

【００７２】ブロック 468へ戻って、テスト点T1におい
てＥＣＵによって読み込まれる論理状態がローでない
（「ノー」）ことが決定されたると、プログラムは、ブ
ロック476を実行する。ブロック 476は、診断手順に
「不確定な」結果を図８のブロック 406へリターンさせ
る。

【００７３】以上に低電位側ソレノイドドライバ回路に
関連して本発明の好適な実施形態が説明されているが、
本発明の故障検出論理は、もちろん他の適当の回路構造
のいて実行することができる。さらに、本発明は、変速
機のいかなる部分に使用されるソレノイドの故障の検出
のために実行することができ、同様に、変速機以外の他
のシステムに関連して実行することもできる。

【００７４】以上に本発明の好適な実施形態をある程度
特定化して述べたが、特許請求の範囲に示される本発明
の技術的思想から逸脱することなく、形状および詳細に
ついて様々な変更を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に関連して使用される流体
作動３位置シフトアクチュエータシステムの概略図であ
る。

【図２】図１のアクチュエータ装置を有利に利用するこ
とができる複式変速機の概略図である。

【図３】図２の変速機の好適な実施形態の縦断面図であ
る。

【図４】図２の変速機のための一般的なシフトパターン
および一般的なギヤ比を示す図である。

【図５】単一の供給制御弁の変化可能なパルス幅変調、
すなわち、これによって第１室へ供給される可変流体圧
力に応答して、本発明のアクチュエータアセンブリによ
って発生される力を示すグラフ図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る変速機のレンジクラ
ッチ用の流体作動シフトアクチュエータシステムの概略
図である。

【図７】本発明の一実施形態に係るソレノイドコントロ
ーラの概略回路図である。

【図８】本発明の一実施形態に係る故障検出論理を実行
する電子制御ユニットのプログラムのフローチャートで
ある。

【図９】本発明の一実施形態に係る故障検出論理の診断
手順を実行する電子制御ユニットのプログラムのフロー
チャートである。

【符号の説明】

36 ＥＣＵ 42A ソレノイド 42A ′ソレノイド 42C ソレノイドコントローラ 42C ′ソレノイドコントローラ 300 ソレノイドコントローラ回路 302 電源 310 制御回路 Q10 電源ＭＯＳＦＥＴ Q13 ソレノイドドライバＭＯＳＦＥＴ SOL ソレノイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 ＥａｔｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者デビッドレオナードワァイダスアメリカ合衆国，ミシガン 49004−9000, カラマズー，ウィローブルックドライブ 6300 (72)発明者イェイディーワングアメリカ合衆国，ミシガン 49001−4938, カラマズー，レイクウェイアベニュー 1240

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソレノイド制御アクチュエータアセンブ
リのソレノイドに関連する故障を検知するための故障検
出システムであって、電源電圧を供給する電源と、前記ソレノイドを選択的に励磁および非励磁するための
ソレノイドドライバ回路と、前記ソレノイドの電流を検出するための電流検出回路
と、前記ソレノイドドライバ回路の電源電圧を選択的に接続
および遮断するための電源スイッチング回路と、前記ソレノイドドライバ回路、前記電流検回路および前
記電源スイッチング回路に接続されて、これらを制御す
る処理回路とを備え、該処理回路は、前記ソレノイドの電流を検出して、前記
検出電流が所定時間の間に所定電流値を超えたとき、前
記ソレノイドドライバ回路の電源電圧を遮断し、前記ソ
レノイドドライバ回路における電圧減衰速度を測定し
て、断線故障または短絡故障のいずれが存在するのかを
判断する故障検出論理を実行することを特徴とする故障
検出システム。