JP2505423B2 - 電子制御自動変速機の故障診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等に搭載される電子制御自動変速機
の故障診断装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、オートマ（オートマチックトランスミッショ
ン）と称する自動車の自動変速装置は、近年、電子制御
化の傾向にあるが、この制御ユニット自体の故障診断方
法については、従来、効果的な方法がなかった。すなわ
ち電子制御ユニット自体に自己診断機能を持たせ、各種
センサ，アクチュエータ，配線系等の故障を総合的に判
断させる手段、あるいは、故障又は不具合現象を整備員
が観察して総合的に判断し、故障部位を捜し出す等の手
段が取られている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前者、電子制御ユニットに自己診断機
能を持たせて総合的に故障判断を行なわせる方法では、
その故障原因がセンサやアクチュエータ、あるいはコネ
クタを含めた配線系の診断等にある場合は有効である
が、例えば、制御ユニット自身に故障が生じた場合、特
に、外来ノイズ等によって制御ユニット自体が誤動作を
起こした場合には、その原因究明は困難である。

また、後者、整備員が不具合現象を観察して故障箇所
を判断する方法では、整備員に高度な専門知識を習得さ
せる必要があり、教育に多大な費用と時間を費やすばか
りか、故障箇所の究明にも長時間を要するという問題が
ある。

そこで、故障診断によらず、自動変速装置自体の信頼
性を向上させる手段として、例えば３つ以上の複数の電
子制御ユニットを備えさせ、その制御出力の多数結論理
で制御対象を制御する、所謂、冗長化した制御システム
の導入が考えられる。このシステムは、一部航空機等に
採用されているが、自動車用としては費用が掛かり過ぎ
実用的でない。

本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
例えば各種センサからの入力信号異常あるいは電子制御
ユニット自体の誤動作による制御信号異常を、容易に判
断することが可能となる電子制御自動変速機の故障診断
装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］ すなわち本発明に係わる電子制御自動変速機の故障診
断装置は、車速を検出する車速検出手段と、アクセルの
踏込み量を検出するアクセル開度検出手段と、ポジショ
ンセレクタにより選択される変速ポジションを検出する
変速ポジション検出手段と、上記車速検出手段によりに
より検出される車速，上記アクセル開度検出手段により
検出されるアクセル踏込み量，上記変速ポジション検出
手段により検出される変速ポジションに応じて変速機に
変速段切換え信号を出力し変速機の変速段を切換え制御
する電子制御ユニットと、通常有得る全ての変速ポジシ
ョンデータ及び変速段切換えデータを予め記憶するテー
ブルデータ記憶手段と、上記変速ポジション検出手段に
より検出される変速ポジションデータを読込むと共に上
記電子制御ユニットから出力される変速段切換え信号を
変速段切換えデータとして読込み両データに異常データ
が存在するか否かを上記テーブルデータ記憶手段にて記
憶される通常有得る全ての変速ポジションデータ及び変
速段切換えデータに基づき判断する上記電子制御ユニッ
トとは別個に設けられたデータ異常判断手段と、このデ
ータ異常判断手段により異常データ有りと判断された際
にその異常データを始め時間的に対応する車速，アクセ
ル開度，変速ポジション，変速段切換えの各データを記
録する異常時データ記録手段とを具備し、誤動作時の制
御状態が明らかとなるよう構成したものである。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示すもので、同図において、電子
制御自動変速機は１〜11により構成されており、12がそ
の故障診断装置である。まず、電子制御自動変速機につ
いて説明すると、１はトルクコンバータ付遊星歯車式変
速機であり、この変速機11は、駆動力を駆動輪に伝達す
るトルクコンバータ２、駆動輪回転数を変速する遊星歯
車機構３、この遊星歯車機構３の変速位置切換えアクチ
ュエータを作動させる油圧制御部４から構成される。そ
して、このトルクコンバータ付遊星歯車式変速機１を電
子制御自動変速機とするために、電子制御ユニット５、
車速センサ６、アクセルセンサ７、ポジションセレクタ
８、油圧制御電磁弁９、状態表示灯10が設けられる。上
記車速センサ６は、変速機１の出力軸と同軸で回転する
歯車11により、車速に比例する回転パルス信号を得るも
ので、この車速検出信号は電子制御ユニット５に入力さ
れる。アクセルセンサ７は、アクセルペダル（図示せ
ず）と機械的に結合してその踏込み量（アクセル開度）
を検出するもので、このアクセルセンサ７からのアクセ
ル開度検出信号は電子制御ユニット５に入力される。ポ
ジションセレクタ８は、運転者により操作され、例えば
リバースＲ、ニュートラルＮ、ドライブＤ、ローＬはそ
れぞれの変速ポジションを選択指定するもので、このポ
ジションセレクタ８からのポジション選択信号は、電子
制御ユニット５に入力される。電子制御ユニット５は、
上記入力される車速検出信号、アクセル開度検出信号、
及びポジション選択信号に基づき演算・判断動作し、上
記変速機１の最適変速段を決定するもので、この電子制
御ユニット５からの変速段切換え信号は上記油圧制御電
磁弁９に対しその励磁信号として出力される。つまり、
こうして電磁弁９が励磁制御されることで、油圧制御部
４が作用し、変速機１は最適変速段に切換え制御され
る。

ここで、上記ポジションセレクタ８から電子制御ユニ
ット５に送られるポジション選択信号は、複数のスイッ
チのON,OFF組合せ信号で定義されており、第２図はその
変速ポジション（R,N,D,L）に対する各ポジション選択
信号を示す。この場合、スイッチ４個の組合せで、スイ
ッチONを「１」、スイッチOFFを「０」で表わし、Ｒ
（後退：リバース）「0001」、Ｎ（中立：ニュートラ
ル）「0010」、Ｄ（ドライブ）「0100」、Ｌ（低速：ロ
ー）「1000」と必ず１つのスイッチがONすることにな
る。また、電子制御ユニット５からの変速段切換え信号
となる電磁弁切換え信号もON,OFF信号の組合せで定義さ
れ、第３図はその切換え変速レンジ（R,N,1,2,3）に対
する電磁弁励磁信号を示す。この場合、電磁弁９のONを
「１」、OFFを「０」で表わし、Ｒ（後退）「1001」、
Ｎ（中立）「0000」、１（１速）「0001」、２（２速）
「0000」、３（３速）「0100」となる。

なお、状態表示灯10は、電子制御ユニット５がセン
サ、アクチュエータ等の故障状態を自己診断した結果を
表示する。

この電子制御自動変速機の故障診断装置12は、その機
能の中心を果たすマイクロプロセッサ13を備え、このマ
イクロプロセッサ13には、インターフェイス回路14を介
して電子制御ユニット５からの変速段切換え信号が、カ
ウンタ回路15を介して車速センサ６からの車速検出信号
が、アナログデジタル変換回路16を介してアクセルセン
サ７からのアクセル開度検出信号が、インターフェイス
回路17を介してポジションセレクタ８からのポジション
選択信号がそれぞれ入力される。また、このマイクロプ
ロセッサ13には、故障診断結果を表示するディスプレイ
18、その記録を残すための印刷出力を行なうプリンタ1
9、現時刻を計時する時計回路20、制御プログラムの格
納、及び制御データの一時記憶、そして通常有得る全て
の変速ポジションデータと変速段切換えデータとを記憶
するメモリ回路21が接続され、上記各回路に必要な電力
は電源回路22から供給される。

第４図は上記構成の電子制御自動変速機の故障診断装
置の具体的接続使用状態を示すもので、故障診断装置12
は、携帯に便利なトランク型とすることが望ましく、そ
のパネル面にはディスプレイ18及びプリンタ19が配置さ
れる。一方、電子制御ユニット５の信号線接続コネクタ
には、通常、信号ケーブル23,24が直接接続されるが、
故障診断を行なう場合には、その信号ケーブル23,24と
電子制御ユニット５との間に信号分岐ケーブル25,26を
介在接続し、分岐した一方を上記故障診断装置12のパネ
ル面コネクタに接続することで故障診断に必要なデータ
を得るようにする。

次に、上記構成の電子制御自動変速機の故障診断装置
による故障診断動作について、第５図に示すフローチャ
ートを参照して説明する。

同図に示す故障診断制御プログラムは、一定時間（例
えば100mS）毎に繰返し実行される定時割込みルーチン
であり、まず、ステップS1において、マイクロプロセッ
サ13は、現在時刻を時計回路20から読込む。次に、ステ
ップS2に進み、車速センサ６からの車速検出パルス信号
をカウンタ15を介して読込み、ステップS3において、ポ
ジションセレクタ７からのポジション選択信号をインタ
ーフェイス回路17を介して読込む。さらに、ステップS4
に進み、マイクロプロセッサ13は、アクセルペダルの踏
込み量をアクセルセンサ７からのアクセル開度検出信号
としてアナログデジタル変換回路16を介してデジタルデ
ータに変換して読込み、ステップS5においては、電子制
御ユニット５から出力される電磁弁９への変換段切換え
信号をインターフェイス回路14を介して読込む。

この後、ステップS6では、ステップS1乃至ステップS5
において読込んだ各データを、それぞれ異常なデータで
あるか否か判断するもので、例えばポジションセレクタ
７からポジション選択信号が出力されていないとか、電
磁弁９に対する励磁信号としての変速段切換え信号の組
合せが通常有得ないものである等、つまり、読込みデー
タが予めメモリ回路21内に記憶されるテーブルデータ
（第２図及び第３図参照）に存在しない異常データであ
ると判断されると、ステップS7で分岐してステップS9に
進む。また、上記入力データに異常が無い場合には、ス
テップS8に進み、電磁弁９に対する変速段切換え信号が
前回に対し変化したか否かを判断する。ここで、変化無
し、つまり変速動作無いしと判断された場合には、この
制御プログラムを終了する。

一方、このステップS8において電磁弁９への変速段切
換え信号に変化有りと判断された場合、あるいは上記ス
テップS7の判断時点において、読込みデータに異常デー
タ有りと判断された場合にはステップS9に進む。このス
テップS9では、マイクロプロセッサ13にて読込んだ各検
出データ、つまり、時刻データ，車速データ，ポジショ
ン選択データ，アクセル開度データ，及び変速段切換え
データをプリンタ19に出力し、それぞれ予め定めた書式
にて印字記録する。この後、次の定時割込みが入るまで
他のプログラムを実行することになる。

ここで、第６図は上記故障診断を行なった場合にプリ
ンタ19にて印字出力される変速制御データの一例を示す
もので、この印字データは、まず、10時12分40秒に変速
段「１」に変速したことを示している。これは、運転者
がポジションセレクタ８を「Ｎ」→「Ｄ」に変えた結果
である。この時、車速は0km,アクセル開度は０％であ
る。

次に、10時13分26秒に変速段が「１」→「２」に変速
している。これは、アクセル開度が87％、車速が15.3km
に達したことで作用したもので、さらに、10時14分15秒
には、車速が34.7km、アクセル開度が52％に達し、変速
段が「３」に変換したことが示されている。しかし、そ
の直後、10時14分17秒、車速が16km,アクセル開度が53
％で、変速段が「２」に変速しているが、アクセル開度
が上昇したのにも拘らず約２秒間で車速が34.7km→16km
に変化することは通常考えられないので、この場合、例
えば10時14分17秒にカウンタ回路15を介して読込まれる
車速検出信号にノイズが混入し誤動作が生じたことが推
定できる。したがって、このノイズ混入の原因を追求す
れば容易に故障箇所を診断することが可能である。

また、上記第６図における変速制御データにおいて、
13時18分48秒、電子制御ユニット５から出力される変速
段切換え電磁弁励磁信号が「0110」となり、通常有得な
い異常な組合せとなったことが示されている。この場
合、電子制御ユニット５のハードウエア上の不具合、又
はプログラムのバグが予想されるので、この点を重点的
に追求すれば容易に故障箇所の診断が可能である。

さらに、16時５分49秒、ポジションセレクタ８からの
変速ポジション信号が「0110」となり通常有得ない異常
な組合せとなったことが示されている。この場合、ポジ
ションセレクタ８の機能検査及び電子制御ユニット５ま
での信号線を重点的に調査すれば容易に故障箇所の診断
が可能である。

したがって、上記構成の電子制御自動変速機の故障診
断装置によれば、通常有得ない変速制御データが、時間
的に対応するその他の関連データと共に記憶されるの
で、予め異常発生箇所が制御ユニット自身であるか、あ
るいはそれ以外であるかを推定することができ、容易に
故障診断が行なえるようになる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、車速を検出する車速検
出手段と、アクセルの踏込み量を検出するアクセル開度
検出手段と、ポジションセレクタにより選択された変速
ポジションを検出する変速ポジション検出手段と、上記
車速検出手段によりにより検出される車速，上記アクセ
ル開度検出手段により検出されるアクセル踏込み量，上
記変速ポジション検出手段により検出される変速ポジシ
ョンに応じて変速機に変速段切換え信号を出力し変速機
の変速段を切換え制御する電子制御ユニットと、通常有
得る全ての変速ポジションデータ及び変速段切換えデー
タを予め記憶するテーブルデータ記憶手段と、上記変速
ポジション検出手段により検出される変速ポジションデ
ータを読込むと共に上記電子制御ユニットから出力され
る変速段切換え信号を変速段切換えデータとして読込み
両データに異常データが存在するか否かを上記テーブル
データ記憶手段にて記憶される通常有得る全ての変速ポ
ジションデータ及び変速段切換えデータに基づき判断す
る上記電子制御ユニットとは別個に設けられたデータ異
常判断手段と、このデータ異常判断手段により異常デー
タ有りと判断された際にその異常データを始め時間的に
対応する車速，アクセル開度，変速ポジション，変速段
切換えの各データを記録する異常時データ記録手段とを
具備し、誤動作時の変速制御状態が明らかとなるよう構
成したので、例えば各種センサからの入力信号異常ある
いは電子制御ユニット自体の誤動作による制御信号異常
を、容易に判断することが可能となる電子制御自動変速
機の故障診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる電子制御自動変速機
の故障診断装置を示すブロック構成図、第２図は上記第
１図におけるポジションセレクタの各変速ポジションに
対応するポジション選択信号を示す図、第３図は上記第
１図における電子制御ユニットからの各切換え変速レン
ジに対する電磁弁励磁信号を示す図、第４図は上記第１
図における電子制御自動変速機の故障診断装置の具体的
接続使用状態を示す図、第５図は上記第１図における電
子制御自動変速機の故障診断装置による故障診断動作を
示すフローチャート、第６図は上記第５図のフローチャ
ートに基づき故障診断を行なった場合の変速制御データ
の記録状態を示す図である。 １……変速機、５……電子制御ユニット、６……車速セ
ンサ、７……アクセルセンサ、８……ポジションセレク
タ、９……油圧制御電磁弁、12……故障診断装置、13…
…マイクロプロセッサ、14、17……インターフェイス回
路、15……カウンタ回路、16……アナログデジタル変換
回路、18……ディスプレイ、19……プリンタ、20……時
計回路、21……メモリ回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車速を検出する車速検出手段と、 アクセルの踏込み量を検出するアクセル開度検出手段
   と、 ポジションセレクタにより選択される変速ポジションを
   検出する変速ポジション検出手段と、 上記車速検出手段によりにより検出される車速，上記ア
   クセル開度検出手段により検出されるアクセル踏込み
   量，上記変速ポジション検出手段により検出される変速
   ポジションに応じて変速機に変速段切換え信号を出力し
   変速機の変速段を切換え制御する電子制御ユニットと、 通常有得る全ての変速ポジションデータ及び変速段切換
   えデータを予め記憶するテーブルデータ記憶手段と、 上記変速ポジション検出手段により検出される変速ポジ
   ションデータを読込むと共に上記電子制御ユニットから
   出力される変速段切換え信号を変速段切換えデータとし
   て読込み、両データに異常データが存在するか否かを上
   記テーブルデータ記憶手段にて記憶される通常有得る全
   ての変速ポジションデータ及び変速段切換えデータに基
   づき判断する上記電子制御ユニットとは別個に設けられ
   たデータ異常判断手段と、 このデータ異常判断手段により異常データ有りと判断さ
   れた際にその異常データを始め時間的に対応する車速，
   アクセル開度，変速ポジション，変速段切換えの各デー
   タを記録する異常時データ記録手段と、 を具備したことを特徴とする電子制御自動変速機の故障
   診断装置。