JP2943633B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

自動変速機の変速制御装置

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    • Y10S477/906—Means detecting or ameliorating the effects of malfunction or potential malfunction

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車に用いられる自
動変速機の変速制御装置に係り、詳しくはパワーオンオ
フ判定手段の故障時におけるエンジンの吹き上がりや変
速不能を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用の自動変速機では、一般にプラ
ネタリギヤによる変速機構が用いられており、油圧式の
湿式多板クラッチや油圧式のバンドブレーキ等の油圧摩
擦係合要素によりサンギヤやプラネタリキャリヤ等の係
合あるいは解放を行って所望の変速段を得るようにして
いる。
【０００３】通常、自動変速機の油圧摩擦係合要素はエ
ンジンのクランクシャフトと共に回転する油圧ポンプが
発生するライン圧を駆動源としており、電子制御式のも
のでは、その駆動制御を電磁式油圧制御弁（以下、電磁
弁と記す）により行っている。すなわち、ＴＣＵ（トラ
ンスミッションコントロールユニット）が油圧摩擦係合
要素に対して作動油の給排を行う電磁弁をデューティ制
御し、供給する制御油圧を所定の割合で増減させて油圧
クラッチや油圧ブレーキを係合あるいは解放する。そし
て、変速は、作動する油圧クラッチや油圧ブレーキの切
り換え、つまり、一方の油圧摩擦係合要素を解放しなが
ら他方の油圧摩擦係合要素を係合させることにより行
う。例えば、４速段から３速段にシフトダウンさせる場
合には、４速段を確立させる油圧摩擦係合要素（解放側
係合要素）の係合を解除すると共に、３速段を確立させ
る油圧摩擦係合要素（結合側係合要素）を係合させる。
この油圧摩擦係合要素の掴み換え操作により、エンジン
トルクの伝達経路が切り換えられ、シフトダウンが完了
する。
【０００４】また、電子制御式自動変速機では、変速段
の選択に車速Ｖ（トランスファドライブギヤ回転数ＮO
）とスロットル開度θTHとをパラメータとするシフト
マップが用いられ、このシフトマップから、ＴＣＵが、
現在の運転状態に最適な変速段（目標変速段）を選択す
ると共に、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）か
らの負荷情報等によりパワーオン状態であるかパワーオ
フ状態であるかを判定し、その判定結果に基づき制御プ
ログラムを切り換えて、油圧摩擦係合要素に対する制御
油圧の給排を行っている。
【０００５】例えば、パワーオン状態においては、解放
側係合要素を解放することにより、入力軸回転速度が上
昇する。したがって、ダウンシフトの際には、解放側係
合要素を解放して入力軸回転速度を上昇させ、これが目
標変速段の同期回転速度に一致するのを待って結合側係
合要素を係合させるが、アップシフトの際には、解放側
係合要素の解放と結合側係合要素の係合との開始タイミ
ングを合せた後、結合側係合要素により入力軸回転速度
を目標変速段の同期回転速度まで引き下げる必要があ
る。
【０００６】また、パワーオフ状態においては、解放側
係合要素を解放することにより、入力軸回転速度が低下
する。したがって、アップシフトの際には、解放側係合
要素を解放して入力軸回転速度を低下させ、これが目標
変速段の同期回転速度に一致するのを待って結合側係合
要素を係合させるが、ダウンシフトの際には、解放側係
合要素の解放と結合側係合要素の係合との開始タイミン
グを合せた後、結合側係合要素により入力軸回転速度を
目標変速段の同期回転速度まで引き上げる必要がある。
【０００７】尚、パワーオン状態のアップシフトおよび
パワーオフ状態のダウンシフトにおける、解放側係合要
素の解放と結合側係合要素の係合との開始タイミング
は、学習制御等を行うことによって正確に設定される。
また、結合側係合要素の係合時には、入力軸回転速度の
変化率が目標変化率に一致するように、フィードバック
制御が行なわれる。
【０００８】エンジンがパワーオン状態であるかパワー
オフ状態であるかを判定する負荷情報としては、一般
に、ＥＣＵから入力した一吸気行程あたりの吸気量（吸
気量情報）Ａ／Ｎやスロットル開度θTH等とエンジン回
転速度Ｎｅとが用いられる。そして、図６のマップに示
したように、ダウンシフト用のパワーオンオフ判定線
（実線で示す）は比較的高負荷域にあり、アップシフト
用のパワーオンオフ判定線（破線で示す）は比較的低負
荷域にある。これは、パワーオンオフが曖昧な低負荷領
域（図６中で、両パワーオンオフ判定線に挟まれた領
域）において、ダウンシフトはパワーオフと判断させて
確実にシフトを完了させ、アップシフトはパワーオンと
判断させてエンジンの吹き上がりを防止するためであ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン側
の負荷情報センサの故障やＥＣＵとＴＣＵとの間の通信
線の断線等が起こると、負荷情報に基づくパワーオンオ
フ判定が正しく行えなくなり、以下に述べるような不具
合が発生する。例えば、アップシフトの際に、パワーオ
ン状態にも拘わらずパワーオフであると判定した場合、
結合側係合要素が係合し始める前に解放側係合要素が解
放されてしまい、変速機構が一時的にニュートラル状態
となる。その結果、エンジンの吹き上がりにより入力軸
回転数が急上昇し、結合側係合要素が係合した瞬間に大
きなショックが発生して変速フィーリングが著しく悪化
する。一方、ダウンシフトの際に、パワーオフ状態にも
拘わらずパワーオンであると判定した場合、解放側係合
要素を解放しても、入力軸回転速度は上昇しない（逆に
低下する）。そのため、制御を続けても入力軸回転速度
が目標変速段の同期回転速度に達せず、結合側係合要素
の係合（すなわち、変速）が行えなくなってしまう。
【００１０】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、パワーオンオフ判定手段の故障時におけるエンジン
の吹き上がりや変速不能を防止した自動変速機の変速制
御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、この目的を達成
するために、本発明の請求項１では、内燃機関に連結さ
れ、当該内燃機関のパワーオン状態とパワーオフ状態と
にそれぞれ対応した変速制御則に従ってアップシフト制
御あるいはダウンシフト制御を行う自動変速機の変速制
御装置において、前記内燃機関がパワーオン状態にある
かパワーオフ状態にあるかを判定するパワーオンオフ判
定手段と、このパワーオンオフ判定手段の故障を診断す
る故障診断手段とを備え、前記故障診断手段が当該パワ
ーオンオフ判定手段を故障と診断した場合、アップシフ
ト制御はパワーオン状態でなされたものとみなして行う
一方、ダウンシフト制御はパワーオフ状態でなされたも
のとみなして行うものを提案する。
【００１２】また、本発明の請求項２では、前記内燃機
関の負荷を検出する負荷情報センサを更に備え、前記故
障診断手段は、当該負荷情報センサの出力に基づいて、
前記パワーオンオフ判定手段の故障を診断するものを提
案する。
【００１３】
【作用】本発明の請求項１では、故障診断手段がパワー
オンオフ判定手段を故障と診断した場合、アップシフト
制御は全てパワーオン状態でなされたものとみなして行
い、ダウンシフト制御は全てパワーオフ状態でなされた
ものとみなして行う。したがって、例えば、油圧制御を
行うにあたっては、解放側係合要素の解放と結合側係合
要素の係合との開始タイミングを合せた後、入力軸回転
速度の変化率が目標変化率に一致するように結合側係合
要素をフィードバック制御し、入力軸回転速度が目標変
速段の同期回転速度に一致した時点で結合側係合要素を
完全に係合する。
【００１４】また、本発明の請求項２では、故障診断手
段は、例えば、信号ケーブルの断線や負荷情報センサの
故障に起因して、負荷情報が得られなかったり、各負荷
情報間に不整合が生じた場合、パワーオンオフ判定手段
が故障であると診断する。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
詳細に説明する。図１は、本発明に係る自動変速機の変
速制御装置を適用したパワープラントの概略構成図であ
る。図１において、１は自動車用のガソリンエンジン
（以下、単にエンジンと記す）であり、その後端には自
動変速機２が接続され、この自動変速機２を介して出力
が図示しない駆動輪に伝達される。自動変速機２は、ト
ルクコンバータ３，変速機本体４，油圧コントローラ５
から構成されている。変速機本体４は複数組のプラネタ
リギヤの他、油圧クラッチや油圧ブレーキ等の油圧摩擦
係合要素を内蔵している。また、油圧コントローラ５に
は、一体に形成された油圧回路の他、油圧制御用の複数
の電磁弁が収納されている。エンジン１と自動変速機２
とは、それぞれ図示しない入出力装置，多数の制御プロ
グラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡ
Ｍ等），中央処理装置（ＣＰＵ），タイマカウンタ等を
具えた、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）６と
ＴＣＵ（トランスミッションコントロールユニット）７
とにより駆動制御される。
【００１６】ＥＣＵ６の入力側には、エンジン回転速度
Ｎe や各気筒のクランク角度を検出するためのクランク
角センサ８，冷却水温ＴW を検出する水温センサ９，吸
気流量ＱA を検出するエアフローセンサ１０，スロット
ル開度θTHを検出するスロットルセンサ１１，スロット
ル弁の全閉状態を検出するアイドルスイッチ１２等の
他、図示しない各種のセンサやスイッチ類が接続してい
る。一方、ＴＣＵ７の入力側には、トルクコンバータ４
のタービンシャフトの回転数（入力軸回転数）ＮT を検
出するＮT センサ１３，車速Ｖに代えてトランスファド
ライブギヤ回転数ＮO を検出するＮO センサ１４の他、
油温センサやインヒビタスイッチ等、種々のセンサやス
イッチ類が接続されている。また、ＥＣＵ６とＴＣＵ７
とは信号ケーブル１５により接続されており、シリアル
通信により互いに情報を交換するようになっている。そ
して、ＥＣＵ６は、各種の入力情報に基づいて、燃料噴
射量や点火時期等、エンジン１の総合的な制御を行う。
また、ＴＣＵ７も、入力情報に基づき、油圧コントロー
ラ５を介して変速機本体４内の油圧摩擦係合要素を駆動
し、自動変速機２の変速制御を行う。
【００１７】以下、図２〜図４のフローチャートおよび
図５，図６のマップを用いて、本実施例における変速制
御の手順を説明する。運転者がイグニッションキーをＯ
Ｎにしてエンジン１がスタートすると、ＴＣＵ７は所定
の演算インターバルで、図２〜図４のフローチャートに
示したタービン回転速度検出サブルーチンを繰り返し実
行する。
【００１８】このサブルーチンを開始すると、ＴＣＵ７
は、先ず、ステップＳ１で上述した各種センサやＥＣＵ
６からの入力情報をＲＡＭに読み込んだ後、ステップＳ
３でパワーオンオフ判定の基礎となる負荷情報が失陥し
ているか否かを判定する。尚、この判定は、例えば、信
号ケーブル１５内での断線等により吸気量情報Ａ／Ｎ等
が全く入力しなかったり、アイドルスイッチ１２がＯＮ
であるにも拘わらず、スロットルセンサ１０が全開に近
い検出値を出力していたり、逆にアイドルスイッチ１２
がＯＦＦであるにも拘わらず、スロットルセンサ１０が
全閉に近い検出値を出力していた場合等にＹes（肯定）
となる。
【００１９】ステップＳ３の判定がＮｏ、すなわち、負
荷情報が正常であった場合、ＴＣＵ７は、ステップＳ５
で、現在のトランスファドライブギヤ回転数ＮO とスロ
ットル開度θTHとに基づき、図５のシフトマップから目
標変速段を検索し、これを現在の変速段と比較してアッ
プシフトを行うか否かを判定する。そして、この判定が
Ｙesであれば、ステップＳ７で、エンジン回転速度Ｎe
とＥＣＵ６からの吸気量情報Ａ／Ｎとにより、図６のマ
ップからエンジン１がパワーオン状態であるか否か（す
なわち、現在の運転状態がアップシフト用パワーオンオ
フ判定線より上の領域にあるか否か）を判定する。そし
て、この判定がＹesであれば、ステップＳ９でパワーオ
ンアップシフト制御を実行し、Ｎｏであれば、ステップ
Ｓ１１でパワーオフアップシフト制御を実行する。
【００２０】本実施例の場合、パワーオンアップシフト
制御を開始すると、ＴＣＵ７は、油圧制御用の電磁弁を
デューティ駆動して、解放側係合要素から作動油を排出
して解放する一方で、結合側係合要素に全圧を供給して
がた詰めを行う。この際、解放側係合要素がスリップし
始めるタイミングと、結合側係合要素が係合し始めるタ
イミングとは、学習制御を行って一致させておく。しか
る後、ＴＣＵ７は、解放側係合要素を完全に解放する一
方で、入力軸回転速度の変化率が目標変化率に一致する
ように結合側係合要素の係合をフィードバック制御し、
徐々に入力軸回転速度を低下させてゆく。そして、入力
軸回転速度が目標変速段の同期回転速度に一致した時点
で、結合側係合要素を全圧で係合させて変速を終了す
る。
【００２１】一方、パワーオフアップシフト制御を開始
すると、ＴＣＵ７は、油圧制御用の電磁弁をデューティ
駆動して、解放側係合要素から作動油を排出して完全に
解放する一方で、結合側係合要素に全圧を供給してがた
詰めを行う。しかる後、ＴＣＵ７は、入力軸回転速度の
変化率が目標変化率に一致するように結合側係合要素の
係合をフィードバック制御し、徐々に入力軸回転速度を
低下させてゆく。そして、入力軸回転速度が目標変速段
の同期回転速度に一致した時点で、結合側係合要素を全
圧で係合させて変速を終了する。
【００２２】また、ステップＳ５の判定がＮｏの場合、
ＴＣＵ７は、図３のステップＳ１３で目標変速段と現在
の変速段と比較してダウンシフトを行うか否かを判定す
る。尚、この判定がＮｏもあれば、変速を行う必要がな
いため、ＴＣＵ７は、そのままスタートに戻る。また、
ステップＳ１３の判定がＹesの場合、ＴＣＵ７は、ステ
ップＳ１５で、エンジン回転速度Ｎe とＥＣＵ６からの
吸気量情報Ａ／Ｎとにより、図６のマップからエンジン
１がパワーオン状態であるか否か（すなわち、現在の運
転状態がダウンシフト用パワーオンオフ判定線より上の
領域にあるか否か）を判定する。そして、この判定がＹ
esであれば、ステップＳ１７でパワーオンダウンシフト
制御を実行し、Ｎｏであれば、ステップＳ１９でパワー
オフダウンシフト制御を実行する。
【００２３】本実施例の場合、パワーオンダウンシフト
制御を開始すると、ＴＣＵ７は、油圧制御用の電磁弁を
デューティ駆動して、解放側係合要素から作動油を排出
して完全に解放する一方で、結合側係合要素に全圧を供
給してがた詰めを行う。しかる後、ＴＣＵ７は、入力軸
回転速度の変化率が目標変化率に一致するように結合側
係合要素の係合をフィードバック制御し、徐々に入力軸
回転速度を上昇させてゆく。そして、入力軸回転速度が
目標変速段の同期回転速度に一致した時点で、結合側係
合要素を全圧で係合させて変速を終了する。
【００２４】一方、パワーオフダウンシフト制御を開始
すると、ＴＣＵ７は、油圧制御用の電磁弁をデューティ
駆動して、解放側係合要素から作動油を排出して解放す
る一方で、結合側係合要素に全圧を供給してがた詰めを
行う。この際、パワーオンアップシフト制御と同様に、
解放側係合要素がスリップし始めるタイミングと、結合
側係合要素が係合し始めるタイミングとは、学習制御を
行って一致させておく。しかる後、ＴＣＵ７は、解放側
係合要素を完全に解放する一方で、入力軸回転速度の変
化率が目標変化率に一致するように結合側係合要素の係
合をフィードバック制御し、徐々に入力軸回転速度を上
昇させてゆく。そして、入力軸回転速度が目標変速段の
同期回転速度に一致した時点で、結合側係合要素を全圧
で係合させて変速を終了する。
【００２５】さて、負荷情報が失陥し、ステップＳ３の
判定がＮｏとなった場合、ＴＣＵ７は、図４のステップ
Ｓ２１で現在のトランスファドライブギヤ回転数ＮO と
スロットル開度θTHとに基づき、図５のシフトマップか
ら目標変速段を検索し、これを現在の変速段と比較して
アップシフトを行うか否かを判定する。そして、この判
定がＹesであれば、ステップＳ２３でパワーオンアップ
シフト制御を実行する。すなわち、ＴＣＵ７は、解放側
係合要素がスリップし始めるタイミングと結合側係合要
素が係合し始めるタイミングとを一致させた後、解放側
係合要素を完全に解放する一方で、入力軸回転速度の変
化率が目標変化率に一致するように結合側係合要素の係
合をフィードバック制御する。そして、入力軸回転速度
が低下して目標変速段の同期回転速度に一致した時点
で、結合側係合要素を全圧で係合させて変速を終了す
る。これにより、実際の運転状態がパワーオン状態であ
った場合には当然に、また、実際の運転状態がパワーオ
フ状態であった場合にも、変速は問題なく行われる。
【００２６】また、ステップＳ２１の判定がＮｏであっ
た場合、ＴＣＵ７は、ステップＳ２５で目標変速段を現
在の変速段と比較してダウンシフトを行うか否かを判定
し、この判定もＮｏもあれば、変速を行う必要がないた
め、そのままスタートに戻る。そして、ステップＳ２５
の判定がＹesであれば、ＴＣＵ７は、ステップＳ２７で
パワーオフダウンシフト制御を実行する。すなわち、Ｔ
ＣＵ７は、解放側係合要素がスリップし始めるタイミン
グと結合側係合要素が係合し始めるタイミングとを一致
させた後、解放側係合要素を完全に解放する一方で、入
力軸回転速度の変化率が目標変化率に一致するように結
合側係合要素の係合をフィードバック制御する。そし
て、入力軸回転速度が上昇して目標変速段の同期回転速
度に一致した時点で、結合側係合要素を全圧で係合させ
て変速を終了する。これにより、実際の運転状態がパワ
ーオフ状態であった場合には当然に、また、実際の運転
状態がパワーオン状態であった場合にも、変速は問題な
く行われる。
【００２７】このように、本実施例の変速制御装置で
は、パワーオンオフ判定手段を故障と診断した場合、Ｔ
ＣＵ７が、アップシフトはパワーオン状態でなされたも
のとみなす一方、ダウンシフトはパワーオフ状態でなさ
れたものとみなして、油圧摩擦係合要素への作動油の給
排を行うようにしたため、誤判定によるエンジンの吹き
上がりや変速不能が完全に防止されるようになった。
尚、故障を検出した場合、パワーオフ状態でのアップシ
フトやパワーオフ状態でのダウンシフトの際には、変速
制御が過剰に行われることになるが、変速不良等の弊害
は生じない。
【００２８】本発明の態様は上記実施例に限られるもの
ではない。例えば、上記実施例は本発明を油圧摩擦係合
要素を備えた自動変速機に適用したものであるが、機械
式係合要素や電磁式係合要素等を備えたものに適用して
もよい。また、上記実施例では負荷情報として吸気量情
報Ａ／Ｎの他、アイドルスイッチやスロットルセンサの
出力値を用いたが、スロットル開度の変化率等を用いる
ようにしてもよい。更に、制御の具体的な手順について
は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可
能である。
【００２９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
請求項１の変速制御装置によれば、内燃機関に連結さ
れ、当該内燃機関のパワーオン状態とパワーオフ状態と
にそれぞれ対応した変速制御則に従ってアップシフト制
御あるいはダウンシフト制御を行う自動変速機の変速制
御装置において、前記内燃機関がパワーオン状態にある
かパワーオフ状態にあるかを判定するパワーオンオフ判
定手段と、このパワーオンオフ判定手段の故障を診断す
る故障診断手段とを備え、前記故障診断手段が当該パワ
ーオンオフ判定手段を故障と診断した場合、アップシフ
ト制御はパワーオン状態でなされたものとみなして行う
一方、ダウンシフト制御はパワーオフ状態でなされたも
のとみなして行うようにしたため、例えば、油圧制御を
行うものにおいては、解放側係合要素の解放と結合側係
合要素の係合との開始タイミングを合せた後に、結合側
係合要素の係合をフィードバック制御することになり、
アップシフト時におけるエンジンの吹き上がりや、ダウ
ンシフト時における変速不能が完全に防止される。
【００３０】また、請求項２の変速制御装置によれば、
前記内燃機関の負荷を検出する負荷情報センサを更に備
え、前記故障診断手段は、当該負荷情報センサの出力に
基づいて、前記パワーオンオフ判定手段の故障を診断す
るようにしたため、信号ケーブルの断線や負荷情報セン
サの故障に起因して、負荷情報が得られなかったり、各
負荷情報間に不整合が生じた場合には、パワーオンオフ
判定手段の故障が確実に診断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変速制御装置が適用されるパワー
プラントの概略構成図である。
【図２】実施例における変速制御手順を示したフローチ
ャートである。
【図３】実施例における変速制御手順を示したフローチ
ャートである。
【図４】実施例における変速制御手順を示したフローチ
ャートである。
【図５】実施例に用いられたシフトマップである。
【図６】実施例に用いられたパワーオンオフ判定用のマ
ップである。
【符号の説明】
１ エンジン ２ 変速機 ５ コントローラ ６ ＥＣＵ ７ ＴＣＵ ８ Ｎｅセンサ １０ エアフローセンサ １１ スロットルセンサ １２ アイドルスイッチ １３ ＮT センサ １４ ＮO センサ １５ 信号ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−307532（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112058（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−196124（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−74329（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16H 59/00 - 63/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関に連結され、当該内燃機関のパ
    ワーオン状態とパワーオフ状態とにそれぞれ対応した変
    速制御則に従ってアップシフト制御あるいはダウンシフ
    ト制御を行う自動変速機の変速制御装置において、 前記内燃機関がパワーオン状態にあるかパワーオフ状態
    にあるかを判定するパワーオンオフ判定手段と、 このパワーオンオフ判定手段の故障を診断する故障診断
    手段とを備え、 前記故障診断手段が当該パワーオンオフ判定手段を故障
    と診断した場合、アップシフト制御はパワーオン状態で
    なされたものとみなして行う一方、ダウンシフト制御は
    パワーオフ状態でなされたものとみなして行うことを特
    徴とする自動変速機の変速制御装置。
  2. 【請求項２】 前記内燃機関の負荷を検出する負荷情報
    センサを更に備え、 前記故障診断手段は、当該負荷情報センサの出力に基づ
    いて、前記パワーオンオフ判定手段の故障を診断するこ
    とを特徴とする請求項１記載の自動変速機の変速制御装
    置。
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