JP2010180967A

JP2010180967A - 車両用自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2010180967A
Application number: JP2009025670A
Authority: JP
Inventors: Akio Murasugi; 明夫村杉; Masakazu Owatari; 正和尾渡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】燃費を向上させつつ変速の異常を好適に検出し得る車両用自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】複数の変速段を選択的に成立させる有段式の自動変速機１０に関して、その自動変速機１０の変速後の回転速度異常状態が予め定められた所定時間ｔ０以上継続した場合に変速異常を判定する車両用自動変速機１０の制御装置であって、その時点における変速に関して異常兆候が検出された場合には、次回の変速出力を遅延させるものであることから、早めのアップシフトによる燃費の向上効果を確保しつつ、その時点における変速段の故障等の異常を好適に判定することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用自動変速機の制御装置に関し、特に、燃費を向上させつつ変速の異常を好適に検出するための改良に関する。

複数の変速段を選択的に成立させる有段式の自動変速機が各種車両に用いられている。また、斯かる自動変速機に関して変速の異常を検出する制御装置が開発されている。例えば、特許文献１に記載された自動変速機の変速制御装置がそれである。この技術によれば、自動変速機の変速が異常であったか否かを判定し、異常であった場合には次回の変速における変速パターンを、変速点が低めに設定された変速パターン側に強制変更することで、変速の異常を速やかに検出すると共に装置の耐久性を確保することができる。

特公平６−１１０３号公報

ところで、近年の自動変速機においては、燃費の向上を意図してアップシフトが早めにすなわち比較的低車速に対応して行われるように設定される傾向にあるが、前述したような従来の技術では、そのように早めのアップシフトに際して変速の異常を確定するのに要する時間が確保できないため、必ずしも燃費を向上させる変速点に設定できないという問題点があった。すなわち、燃費を向上させつつ変速の異常を好適に検出し得る車両用自動変速機の制御装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、燃費を向上させつつ変速の異常を好適に検出し得る車両用自動変速機の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、複数の変速段を選択的に成立させる有段式の自動変速機に関して、その自動変速機の変速後の回転速度異常状態が予め定められた所定時間以上継続した場合に変速異常を判定する車両用自動変速機の制御装置であって、その時点における変速に関して異常兆候が検出された場合には、次回の変速出力を遅延させることを特徴とするものである。

このようにすれば、複数の変速段を選択的に成立させる有段式の自動変速機に関して、その自動変速機の変速後の回転速度異常状態が予め定められた所定時間以上継続した場合に変速異常を判定する車両用自動変速機の制御装置であって、その時点における変速に関して異常兆候が検出された場合には、次回の変速出力を遅延させるものであることから、早めのアップシフトによる燃費の向上効果を確保しつつ、その時点における変速段の故障等の異常を好適に判定することができる。すなわち、燃費を向上させつつ変速の異常を好適に検出し得る車両用自動変速機の制御装置を提供することができる。

ここで、好適には、変速の開始から終了までの時間が予め定められた閾値より長い場合にその変速に関して前記異常兆候を検出するものである。このようにすれば、その時点における変速段の故障等の異常を実用的な態様で好適に判定することができる。

本発明が好適に適用される車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。図１の自動変速機において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。図１の自動変速機の制御系統を説明する図である。図１の自動変速機の変速制御を行うために記憶装置に記憶された関係の一例を示す図である。図３の電子制御装置による変速出力遅延制御の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両用自動変速機１０の構成を説明する骨子図であり、図２は、その自動変速機１０において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。この自動変速機１０は、ＦＦ車両等に好適に用いられる横置き型の装置であり、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１６及びシングルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体としてラビニヨ型に構成されている第２変速部２０とを同軸線上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力回転部材２４から出力する。上記入力軸２２は入力部材に相当するものであり、本実施例では車両の動力を発生させるための内燃機関であるエンジン２８によって回転駆動されるトルクコンバータ３０のタービン軸である。また、上記出力回転部材２４は上記自動変速機１０の出力部材に相当するものであり、図示しない差動歯車装置に動力を伝達するためにそのデフドリブンギヤ（大径歯車）と噛み合う出力歯車すなわちデフドライブギヤとして機能している。上記エンジン２８の出力は、トルクコンバータ３０、自動変速機１０、差動歯車装置、及び駆動軸としての１対の車軸を介して１対の駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。なお、この自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１ではその中心線の下半分が省略されている。以下の説明において同じである。

上記エンジン２８は、走行用の駆動力を発生させる駆動源（主動力源）であり、燃料の燃焼によって車両の駆動力を発生させるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ３０は、上記エンジン２８のクランク軸に連結されたポンプ翼車３０ａと、上記自動変速機１０の入力軸２２に連結されたタービン翼車３０ｂと、一方向クラッチを介して上記自動変速機１０のハウジング（変速機ケース）２６に連結されたステータ翼車３０ｃとを備えており、上記エンジン２８により発生させられた動力を上記自動変速機１０へ流体を介して伝達する流体伝動装置である。また、上記ポンプ翼車３０ａ及びタービン翼車３０ｂの間には、直結クラッチであるロックアップクラッチ３２が設けられており、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは解放状態とされるようになっている。このロックアップクラッチ３２が完全係合状態とされることにより、上記ポンプ翼車３０ａ及びタービン翼車３０ｂが一体回転させられる。

図２の作動表は、前記自動変速機１０により成立させられる各変速段とクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「◎」はエンジンブレーキ時のみ係合、空欄は解放をそれぞれ表している。前記自動変速機１０に備えられたクラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、図３に示す油圧制御回路４２に備えられたリニアソレノイド弁の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられると共に係合、解放時の過渡油圧などが制御されるようになっている。

前記自動変速機１０では、前記第１変速部１４及び第２変速部２０の各回転要素（サンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリアＣＡ１〜ＣＡ３、リングギヤＲ１〜Ｒ３）の連結状態の組み合わせに応じて第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の６つの前進変速段が成立させられると共に、後進変速段「Ｒ」の後進変速段が成立させられる。図２に示すように、例えば前進ギヤ段では、クラッチＣ１及びブレーキＢ２の係合により第１速ギヤ段「１ｓｔ」が、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の係合により第２速ギヤ段「２ｎｄ」が、クラッチＣ１及びブレーキＢ３の係合により第３速ギヤ段「３ｒｄ」が、クラッチＣ１及びクラッチＣ２の係合により第４速ギヤ段「４ｔｈ」が、クラッチＣ２及びブレーキＢ３の係合により第５速ギヤ段「５ｔｈ」が、クラッチＣ２及びブレーキＢ１の係合により第６速ギヤ段「６ｔｈ」が、それぞれ成立させられるようになっている。また、ブレーキＢ２及びブレーキＢ３の係合により後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられ、クラッチＣ、ブレーキＢのいずれもが解放されることによりニュートラル状態となるように構成されている。本実施例の自動変速機１０では、第１変速段「１ｓｔ」を成立させるブレーキＢ２には並列に一方向クラッチＦ１が設けられているため、発進時（加速時）には必ずしもブレーキＢ２を係合させる必要は無いのである。また、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、及び第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。

図３は、前記自動変速機１０の制御系統を説明する図である。この図３に示すように、前記自動変速機１６には、その変速制御をはじめとする各種制御を行うための電子制御装置４０が備えられている。この電子制御装置４０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記自動変速機１６の変速制御及び後述する変速出力遅延制御等を実行する。また、前記自動変速機１０には、上記電子制御装置４０による各種制御に用いられる関係を記憶する記憶装置４４が備えられており、その電子制御装置４０は、斯かる記憶装置４４に記憶された関係から車両の走行状態等に基づいて上記各種制御を実行する。また、前記自動変速機１０の変速制御等を行うために、上記電子制御装置４０からの指令に応じて所定の油圧を調圧する油圧制御回路４２が備えられている。

また、図３に示すように、上記電子制御装置４０には、車両の各部に設けられてその車両の状態を示す各種センサからの信号が入力されるようになっている。すなわち、車速センサ４６により検出された前記自動変速機１６の出力回転速度に対応する車速Ｖを表す車速信号、アクセル開度センサ４８により検出されたアクセルペダルの操作量（踏込量）に対応するアクセル開度Ａ_CCを表すアクセル開度信号、及び入力回転速度センサ５０により検出された前記自動変速機１０の入力回転速度すなわち前記トルクコンバータ３０のタービン翼車３０ｂの回転速度に対応する入力回転速度Ｎ_INを表す入力回転速度信号等が供給されるようになっている。

また、前記電子制御装置４０は、前記油圧制御回路４２を介して前記自動変速機１０の変速制御を実行する。例えば、予め定められて前記記憶装置４４に記憶された図４に示すような関係（変速線図）から、前記車速センサ４６により検出される車速Ｖ及びアクセル開度センサ４８により検出されるアクセル開度Ａ_CCに基づいて、前記自動変速機１０において成立させられるべき変速段を判定し、その変速段が成立させられるように前記油圧制御回路４２における電磁制御弁を介して前記自動変速機１０におけるクラッチＣ及びブレーキＢの係合状態を制御するための油圧を発生させる。

また、前記電子制御装置４０は、前記自動変速機１０の変速異常を判定する。すなわち、その自動変速機１０の変速後の回転速度異常状態が予め定められた所定時間ｔ０以上継続した場合に変速異常を判定する。具体的には、前記自動変速機１０の変速後におけるエンジン回転速度Ｎ_Eが通常より低下している時間が予め定められた所定時間ｔ０以上継続した場合には、前記自動変速機１０の変速異常を判定（肯定）する。

また、前記電子制御装置４０は、上述のようにして前記自動変速機１０の変速異常が判定（肯定）された場合には、その変速異常が判定されなかった場合よりもアップシフト変速が低車速に対応して実行されるように設定する。換言すれば、図４に示すような通常の変速パターンよりも変速点が低めに設定された変速パターン側に強制変更する。このように、前記自動変速機１０の変速異常が判定された場合には、次回の変速に係る変速パターンを変速点が低めに設定された変速パターン側に強制変更することで、変速が通常より早めに（車速が低いうちに、すなわちエンジンのイナーシャトルクが小さいうちに）実行されるようになり、それだけ前記自動変速機１０の摩擦係合装置にかかるエネルギが少なくなるため、その分それら摩擦係合装置の耐久性を向上させることができるようになり、且つ変速特性が悪化するのを好適に防止することができる。

また、本実施例の電子制御装置４０は、前記自動変速機１０の変速に際してその変速の異常兆候を検出する。好適には、対象となる変速の開始から終了までの時間が予め定められた閾値（実験的に求められた正常値）ｔ１より長い場合にその変速に関して異常兆候を検出（すなわち異常兆候があると判定）する。この変速の異常兆候とは、必ずしも前述のようにして判定される変速異常と同一ではなく、その変速異常が判定される蓋然性が高い状態をいうものである。

また、本実施例の電子制御装置４０は、その時点における変速に関して異常兆候が検出された場合には、次回の変速出力をその異常兆候が検出されなかった場合よりも遅延させる変速出力遅延制御を実行する。例えば、対象となる変速が判定されてから所定時間ｔ２が経過（継続）するまでは前記自動変速機１０の変速動作すなわち前記油圧制御回路４２における油圧制御を開始せず、その所定時間ｔ２が経過して初めて斯かる変速制御すなわち前記油圧制御回路４２における油圧制御を開始（出力）する。燃費の向上を意図してアップシフトが早めにすなわち比較的低車速に対応して行われるように設定された変速線図では、必要十分な時間が確保できないことで故障時に変速終了が正しく判定できないおそれがあるが、変速異常の兆候が検出された場合にこのように変速出力を遅延させることで、斯かる変速異常の判定のために必要十分な時間を確保することができるのである。

図５は、前記電子制御装置４０による変速出力遅延制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記自動変速機１０の変速段を変更する判断（変速判定）が行われたか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、直前（先回）の変速に要した時間すなわち変速開始から終了までの時間が予め定められた所定値ｔ１以上であるか否かが判断される。このＳ２の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、その時点（現在）における変速段（Ｓ１における変速判定に係る変速後の変速段）継続時間が予め定められた所定値ｔ２以上であるか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、Ｓ１における変速判定に係る変速が出力された後、本ルーチンが終了させられる。

このように、本実施例によれば、複数の変速段を選択的に成立させる有段式の自動変速機１０に関して、その自動変速機１０の変速後の回転速度異常状態が予め定められた所定時間ｔ０以上継続した場合に変速異常を判定すると共に、その変速異常が判定された場合にはその変速異常が判定されなかった場合よりもアップシフト変速が低車速に対応して実行されるように設定する車両用自動変速機１０の制御装置であって、その時点における変速に関して異常兆候が検出された場合には、次回の変速出力を遅延させるものであることから、早めのアップシフトによる燃費の向上効果を確保しつつ、その時点における変速段の故障等の異常を好適に判定することができる。すなわち、燃費を向上させつつ変速の異常を好適に検出し得る車両用自動変速機１０の制御装置を提供することができる。

また、変速の開始から終了までの時間が予め定められた閾値ｔ１より長い場合にその変速に関して前記異常兆候を検出するものであるため、その時点における変速段の故障等の異常を実用的な態様で好適に判定することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記電子制御装置４０は、変速の異常兆候が検出された場合には、対象となる変速が出力されてから所定時間ｔ２が経過（継続）するまでは前記自動変速機１０の変速動作すなわち前記油圧制御回路４２における油圧制御を開始せず、その所定時間ｔ２が経過して初めて斯かる変速制御すなわち前記油圧制御回路４２における油圧制御を開始することで変速を遅延させるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、変速の異常兆候が検出された場合に、例えば図４に示すような変速線図において、通常の変速線に所定回転速度を加えて異常兆候時の変速線とすることで変速を遅延させるものであってもよい。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：車両用自動変速機

Claims

複数の変速段を選択的に成立させる有段式の自動変速機に関して、該自動変速機の変速後の回転速度異常状態が予め定められた所定時間以上継続した場合に変速異常を判定する車両用自動変速機の制御装置であって、
その時点における変速に関して異常兆候が検出された場合には、次回の変速出力を遅延させることを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。
変速の開始から終了までの時間が予め定められた閾値より長い場合に該変速に関して前記異常兆候を検出するものである請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。