JP2004316848A

JP2004316848A - 自動変速機の作動油温度推定装置

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Publication number: JP2004316848A
Application number: JP2003114442A
Authority: JP
Inventors: Shuji Mori; 修司森; Masaharu Jiba; 正晴地場; Masao Saito; 正雄斉藤; Kenji Suzuki; 研司鈴木
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】油温センサに代わる作動油温度推定を自動変速機が通常備える手段を用いて可能にする。
【解決手段】自動変速機２は、作動油に接する環境下にソレノイド弁２２〜２７を備える。電子制御ユニット３内のプログラムとしての作動油温度推定装置は、ソレノイド弁のコイルへの印加電圧値とコイルを流れる電流値に基づき抵抗値から作動油の温度を算出する。これにより、自動変速機に本来搭載されているソレノイド弁を用いて、その制御のための電気信号から作動油の温度を推定することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機に関し、特に、自動変速機の作動油の温度を推定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機は、その変速機構の油圧による制御と機構各部の潤滑及び冷却のために自動変速機作動油（ＡＴＦ：オートマチックトランスミッションフルイド、以下、作動油と略記する）の循環環境下で運転される。作動油は温度により粘性が変化し、それによる流動性の変化が自動変速機の作動に影響するため、自動変速機は、作動油の温度を検出すべく、通常サーミスタを検出素子とする油温センサを変速機ケース内で循環する作動油と接する（多くの場合、作動油に浸る）環境下に内蔵している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動変速機の油温センサは、−４０°Ｃ〜１５０°Ｃの温度範囲を高精度に検出可能であることを要するところ、油温センサの温度に対する出力特性は、図６の特性図に示すように、低温域と高温域で温度変化に対する出力変化が小さなものとなっている。この温度範囲中の低温域におけるセンサ出力電圧は、油温センサへの配線が断線又はバッテリ線とショートした異常時の電圧範囲と重なる関係にある。こうした事情から、油温センサによる作動油の温度検出の異常は、検出電圧のみでは判定できず、車両の走行等により自動変速機が一定時間運転されることで作動油温度がある程度上昇するまで判定不可能であった。
【０００４】
本発明は、こうした事情に鑑み案出されたものであり、油温センサに代わる作動油温度推定手段を確保することを主たる目的とする。また、本発明は、自動変速機が通常備える手段を用いて作動油温度を推定可能とすることを更なる目的とする。更に、本発明は、低温域における油温検出異常の速やかな判定を可能とすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の作動油温度推定装置は、作動油に接する環境下にソレノイド弁を備える自動変速機において、前記ソレノイド弁のコイルへの印加電圧値とコイルを流れる電流値に基づき作動油の温度を算出することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の作動油温度推定装置は、作動油に接する環境下にソレノイド弁を備える自動変速機において、前記ソレノイド弁のコイルの抵抗値を温度に換算して作動油の温度を算出することを特徴とする。
【０００７】
上記の構成において、前記作動油の温度の算出は、自動変速機を制御する電子制御ユニットによる演算処理によりなされる。また、前記抵抗値は、ソレノイド弁の電流フィードバック制御に用いるコイル抵抗の学習値とすることができる。また、前記自動変速機が、作動油の温度を検出する油温センサを備える場合、算出された作動油の温度は、前記油温センサによる作動油温度検出の異常時に、油温として用いられる。また、前記自動変速機は、算出された作動油の温度を制御情報として制御されるものとすることができる。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
前記請求項１に記載の構成では、自動変速機に本来搭載されているソレノイド弁を用いて、その制御のための電気信号から作動油の温度を推定することができる。
【０００９】
次に、請求項２に記載の構成では、自動変速機に本来搭載されているソレノイド弁を用いて、そのソレノイドコイルの抵抗値から作動油の温度を推定することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の構成では、作動油温度の推定を電子制御ユニットのプログラム上で実現することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の構成では、在来の電子制御ユニットがソレノイドコイルの抵抗値を学習データとして保持することから、コイル抵抗の算出を在来の電子制御ユニット内の最適化されたデータを利用して行うことができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の構成では、油温センサを搭載した自動変速機における油温検出の異常を、格別の機構上の付加的手段を要することなく判定することができる。
【００１３】
また、請求項６に記載の構成では、自動変速機に油温センサを搭載せずに、あるいは、油温センサを搭載した自動変速機における油温検出の異常時に、自動変速機が通常搭載するソレノイド弁を用いた適正な油温の推定によるガレージシフトショックや変速ショック、更にはロックアップショックの悪化を防いだ円滑な自動変速制御が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。まず図１は、本発明の適用に係る一般的自動変速機の構成を概念的に示す。エンジン（Ｅ／Ｇ）１に機構的に連結される自動変速機（Ａ／Ｔ）２は、そのケース内に配置されて作動油に接する環境下に置かれるバルブボディ２１に付設された複数のソレノイド弁２２〜２７を備え、各ソレノイド弁は、電気的結線で電子制御ユニット（ＥＣＵ）３に接続されている。例示の形態に係る自動変速機２では、油圧回路のライン圧を調圧するレギュレータ弁にライン圧調圧用のスロットル圧を印加するスロットルリニアソレノイド弁２２と、トルクコンバータをロックアップするクラッチを制御するロックアップ制御用のリニアソレノイド弁２３と、変速用の各クラッチ及びブレーキのサーボ油圧を直接制御すべく各クラッチ及びブレーキに対応するサーボ圧制御用のリニアソレノイド弁２４〜２７がソレノイド弁として付設されている。なお、図の符号２８は、油温センサを示す。
【００１５】
このようにバルブボディ２１に付設された各ソレノイド弁は、全て同一構成とされ、図２に断面構造を示すように、リニアソレノイドＡとスプール弁Ｂとで構成される。リニアソレノイドＡは、そのケースａ内に配置された電磁石を構成する鉄心ｂと、それに巻装された励磁コイルｃと、鉄心ｂ内に挿通されたブランジャｄと、その吸引部ｅとで構成される。リニアソレノイドＡが固定されたスプール弁Ｂは、その弁本体ｆの弁孔ｇ内に摺動可能に嵌挿され両端にランドを有するスプールｈと、弁孔ｇに形成された複数の溝に通じるインポートｉ、アウトポートｊ、ドレンポートｋ及びフィードバックポートｍを有し、スプールｈの一端がブランジャｄと整列する配置とされ、スプールｈの他端に当接配置されたリターンスプリングｎにより、スプールｈはブランジャｄと当接関係に置かれる。
【００１６】
こうした構成からなるリニアソレノイド弁は、アウトポートｊとドレンポートｋに対するインポートｉの連通度合を各ポートに対するスプールｈのランドによる開閉で制御する３ポートスプール形調圧弁として作動する。すなわち、リニアソレノイドＡのコイルｃへの信号の印加で、スプリング荷重負荷に抗するプランジャ荷重負荷を増加させることで、スプールｈは出力油圧を増す方向に移動し、プランジャ荷重負荷を減少させることで、スプールｈは出力油圧を減じる方向に移動する。この作動の際に、スプールｈのソレノイド側径差部にフィードバックポートｍを経て印加されるアウトポート側のフィードバック油圧は、出力油圧を減少させる方向に作用する。このようにリニアソレノイドＡは、例えば、定電圧でコイルｃに流す電流をデューティサイクルで制御することによりプランジャｄにかかる磁気的荷重負荷を制御するものとされる。したがって、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）３は、コイルｃに流す制御信号としての電流値をフィードバック制御で調節することで磁気的荷重負荷を制御する。
【００１７】
ところで、リニアソレノイドＡのコイルｃの抵抗値は、該コイルの温度により変化する。次に示す図３は、この抵抗値と温度の関係を示す。この場合の抵抗値は、ソレノイドＡの指令電圧とフィードバック電流により求めたものである。図示するように、リニアソレノイドのコイルの抵抗値は、該コイルの温度変化に対して正比例関係に変化する。本発明はこの比例関係に着目し、逆に温度変化を電圧を一定としたときの電流変化として検出し、延いてはこれを抵抗値の変化として推定することで油温を割出そうとするものである。
【００１８】
すなわち、自動変速機２は、作動油に接しあるいは浸る環境下にソレノイド弁２２〜２７を備えており、ソレノイド弁のコイルｃの温度は、作動油の温度を反映することになることから、コイルｃへの印加電圧値とコイルｃを流れる電流値に基づき作動油の温度を推定することを特徴とする。このことは、換言すれば、ソレノイド弁のコイルｃの抵抗値を温度に換算して作動油の温度を推定することともいえる。
【００１９】
具体的には、作動油の温度の推定は、自動変速機２を制御する電子制御ユニット３による演算処理によりなされる。本発明の適用対象としての自動変速機２は、原則として、先に例示したように油温センサ２８を備えるものでも、備えないものでもよいが、以下の説明においては、油温センサ２８を備える従来の自動変速機２における油温検出フェール時の油温推定のバックアップを行う場合について説明する。
【００２０】
次に示す図４は、電子制御ユニット３が実施する油温センサ異常判定プログラムをフローチャートで示す。このプログラムの制御処理は、ステップＳ１の油温フェール検出許可条件成立（通常、一定時間間隔を置いてこの条件を成立させるものとする）判断を当初のステップとし、この判断の成立（Ｙ）時に、次のステップＳ２により、リニアソレノイドの正常判断を行う。そして、これら両判断が成立（Ｙ）すると、ステップＳ３によりリニアソレノイドによる推定油温算出（＝ｏｔＫＲ）を行うとともに、ステップＳ４により油温センサ値算出（＝ｏｔ）を行う。こうして得られた両算出値を次のステップＳ５により比較判定する。すなわち、このフェール判断は、油温センサ値（ｏｔ）と推定油温（ｏｔＫＲ）の差を絶対値でみて、この値が予め設定した判定値より大きいときに、この判断を成立（Ｙ）とする。こうしてフェール判断が成立すると、ステップＳ６によりフェールセーフ処理を実行する。
【００２１】
前記フローにおけるステップＳ３のリニアソレノイドによる推定油温算出は、先述のように、コイルへの印加電圧値とコイルを流れる電流値に基づきなされる。より具体的には、電圧、電流及び抵抗の関係を定めるオームの法則を用いてなされる。例えば、本来の変速制御のためにコイルに指令信号として印加される一定電圧での指令電流の印加に対して、電子制御ユニットにフィードバックされる実際の電流値を基に抵抗値が算出される。こうして得られた抵抗値は、本来の変速制御のために予め電子制御ユニットのメモリに記憶された油温対コイル抵抗のマップデータ（このデータは、学習制御で逐次更新されている）を参照して油温に換算することができる。この意味において、本発明は、ソレノイド弁の電流フィードバック制御に用いるコイル抵抗の学習値から抵抗値を得ているということもできる。
【００２２】
また、ステップＳ６のフェールセーフ処理の内容は、油温センサからの情報による値算出（＝ｏｔ）をリニアソレノイドによる推定油温（＝ｏｔＫＲ）に置換える処理である。
【００２３】
こうして得られた油温は、図５に示すように自動変速機の各制御に反映される。すなわち、従来から油温センサの温度情報を補正要素として含むトルクコンバータのロックアップ（Ｌ−ｕｐ）制御、各変速段を達成するクラッチ及びブレーキのサーボ油圧を制御する変速制御、前進と後進を繰り返すガレージ制御、及び前記フェール検出がこれらに該当する。
【００２４】
ところで、自動変速機は同種の複数のリニアソレノイドを備えることから、フェール検出や油温の推定にどのソレノイド弁のリニアソレノイドを利用するかが問題となるが、基本的には、いずれのリニアソレノイドを利用してもよい。ただ、一般的にいって、得られる推定油温（ｏｔＫＲ）を油温センサ値（ｏｔ）に極めて近い値で推定可能とすること、すなわちフェール検出の正確を期する意味では、油温センサの配置位置に最も近い位置のリニアソレノイドを利用するのが有効である。また、信号取得の継続性、すなわちリニアソレノイドを油温センサに代わるものとして用いることに主眼を置く場合は、発進時から前進段達成のために常時係合状態とされるクラッチ用のリニアソレノイドの場合、クラッチ係合中は安定した１００％信号負荷状態にあることから、これを利用するのが有効であり、このリニアソレノイドが全ての変速段達成時に係合されないものである場合は、他の変速段達成時に係合されるクラッチ用のリニアソレノイドと適宜切換え利用するのが有効である。実測によれば、油温センサによる油温センサ値（ｏｔ）と推定油温（ｏｔＫＲ）との温度誤差は、最も温度較差の大きいリニアソレノイドを選択した場合についても、最大６．３°Ｃという結果が確認された。
【００２５】
以上詳述したように、前記実施形態によれば、作動油の実際の温度が上がる時間を待たずに油温センサの検出異常を判断することができる。また、油温センサのフェール時の油温の取得をソレノイド弁を用いた油温算出でバックアップすることができるため、油温センサ故障時に、変速ショックの悪化を最小限に抑えることができる。
【００２６】
以上、本発明を一実施形態に基づき詳説したが、本発明はこの実施形態に限るものではなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体的構成を変更して実施することができる。例えば、先述したように、油温センサを自動変速機に実装することなく、油温検出を行う構成を採ることができる。更に、その油温検出により油温補正を取入れた変速制御やロックアップ制御を行う構成を採ることもできる。また、油温センサを実装する場合についても、実施形態におけるステップＳ５の判断を、自動変速機の運転開始時には行わないようにして、油温センサの異常を検出不可能な低温時に限ってリニアソレノイドによる油温推定値を優先使用することで、油温センサの故障によるガレージシフトショックや変速ショックの悪化を事前に防ぐようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用に係る一般的自動変速機を概念的に示す模式図である。
【図２】自動変速機のソレノイドの構成を示す断面図である。
【図３】自動変速機のリニアソレノイドのコイル温度と抵抗値の関係を示すグラフである。
【図４】電子制御ユニットが実施する油温センサ異常判定プログラムの実施形態を示すフローチャートである。
【図５】フェールセーフ処理で影響を及ぼす制御内容を示すブロック図である。
【図６】油温センサの温度−出力電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２自動変速機
２１〜２７ソレノイド弁
２８油温センサ
３電子制御ユニット

Claims

作動油に接する環境下にソレノイド弁を備える自動変速機において、
前記ソレノイド弁のコイルへの印加電圧値とコイルを流れる電流値に基づき作動油の温度を算出することを特徴とする自動変速機の作動油温度推定装置。
作動油に接する環境下にソレノイド弁を備える自動変速機において、
前記ソレノイド弁のコイルの抵抗値を温度に換算して作動油の温度を算出することを特徴とする自動変速機の作動油温度推定装置。
前記作動油の温度の推定は、自動変速機を制御する電子制御ユニットによる演算処理によりなされる、請求項１又は２記載の自動変速機の作動油温度推定装置。
前記抵抗値は、ソレノイド弁の電流フィードバック制御に用いるコイル抵抗の学習値である、請求項２又は３記載の自動変速機の作動油温度推定装置。
前記自動変速機は、作動油の温度を検出する油温センサを備え、
算出された作動油の温度は、前記油温センサによる作動油温度検出の異常時に、油温として用いられる、請求項１〜４のいずれか１項記載の自動変速機の作動油温度推定装置。
前記自動変速機は、算出された作動油の温度を制御情報として制御される、請求項１〜５のいずれか１項記載の自動変速機の作動油温度推定装置。