JP4132805B2

JP4132805B2 - 自動変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP4132805B2
Application number: JP2001382975A
Authority: JP
Inventors: 秀樹関口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: JP2003185011A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンジセレクトスイッチの信号に基づくアクチュエータの制御によってシフトレンジの切り換えを行なう自動変速機の変速制御装置に関し、詳しくは、シフトレンジの切り換えにおけるオーバーシュートの対策技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用自動変速機において、レンジ切換バルブをモータ等のアクチュエータによって複数のレンジ位置に駆動する構成のレンジ切換装置が知られている（実開平５−０５４８６３号公報及び特開平５−２４８５２３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記実開平５−０５４８６３号公報に開示される装置では、レンジ位置のロック機構を備えるようにしているが、前記ロック機構に故障が生じた場合には、レンジ切換バルブを駆動するモータの慣性力で、レンジ位置のオーバーシュートが発生するという問題がある。
【０００４】
特に、運転者がエンジンブレーキ要求からＤレンジ→２レンジのシフト操作を行なったとき、オーバーシュートが発生して１レンジにシフトされると、１レンジ用の変速特性（変速マップ）に従って自動変速が行なわれることで、運転者の意図よりも大きなエンジンブレーキ力が発生してしまう可能性があった。
一方、特開平５−２４８５２３号公報に開示される装置では、レンジセレクトスイッチによるダウンシフト指示に制限を加える構成で、運転者の誤操作に対しては対応できるものの、ダウンシフト指示に対する実際のシフト位置のオーバーシュートには対応することができず、過剰なエンジンブレーキ力の発生を回避することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、レンジ位置のオーバーシュートによって過剰なエンジンブレーキ力が生じることを回避できる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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、レンジセレクトスイッチの信号に基づくアクチュエータの制御によって、複数段の前進走行レンジを含むシフトレンジの切り換えを行なう自動変速機の変速制御装置において、前記複数段の前進走行レンジ間におけるダウンシフト方向のシフト時に、前記自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとが一致しない場合、より高速側のレンジに従って変速を行なうと共に、前記複数段の前進走行レンジ間におけるシフトがダウンシフト方向であって、前記自動変速機の実際のシフトレンジがレンジセレクトスイッチによる指示レンジによりも高速側のレンジであるときに、前記アクチュエータの故障を判定する構成とした。
【０００７】
上記構成によると、レンジセレクトスイッチの信号に基づくアクチュエータの制御によってシフトレンジの切り換えを行なうから、本来であれば、自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとは一致することになるが、ダウンシフト方向のシフト時に、オーバーシュートなどによって両者が一致しない状態になった場合には、両者のうちのより高速側のレンジに従った変速制御によって、より高速側の変速段に自動変速させるようにする。更に、ダウンシフトの指示に対して、実際のレンジが目標よりも高速側であるときには、アクチュエータの故障によってレンジの切り換え動作が行なわれなかったか、途中で切り換え動作が停止したものと推定する。
【０００８】
請求項２記載の発明では、レンジセレクトスイッチの信号に基づくアクチュエータの制御によって、複数段の前進走行レンジを含むシフトレンジの切り換えを行なう自動変速機の変速制御装置において、前記複数段の前進走行レンジ間におけるダウンシフト方向のシフト時に、前記自動変速機の実際のシフトレンジが前記レンジセレクトスイッチによる指示レンジよりも低速レンジである場合、前記指示レンジでの指示変速段を低速側の限界値として、実際のシフトレンジでの指示変速段を決定させる構成とした。上記構成によると、例えば、Ｄレンジから２レンジにマニュアルダウンシフト操作され、指示レンジは２レンジであるのに、オーバーシュートによって実際のレンジが１レンジまでダウンシフトされた場合、指示レンジに対応する変速マップから検索される変速段（２速）を指示変速段の下限（低速側限界値）とし、該下限値に制限されるようにする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記複数段の前進走行レンジ間におけるダウンシフト方向のシフト時に、前記自動変速機の実際のシフトレンジがレンジセレクトスイッチによる指示レンジによりも高速側のレンジであるときに、前記アクチュエータの故障を判定する構成とした。上記構成によると、ダウンシフトの指示に対して、実際のレンジが目標よりも高速側であるときには、アクチュエータの故障によってレンジの切り換え動作が行なわれなかったか、途中で切り換え動作が停止したものと推定する。
【００１０】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記レンジセレクトスイッチの信号の変化から所定遅延時間が経過した時点で、前記自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとを比較する構成とした。上記構成によると、レンジセレクトスイッチの信号が変化すると、該レンジ切り換えの指示から所定遅延時間が経過し、アクチュエータによる必要駆動時間が経過したと推定されてから、自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとが一致するか否かを判断させる。
【００１１】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとが一致しない場合に、警告を発する構成とした。上記構成によると、前記自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとが一致しない場合で、オーバーシュートやアクチュエータ故障の発生が推定されるときには、係る異常の発生を運転者に警告する。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、ダウンシフト方向のシフト時に指示レンジと実際のレンジとが異なるようになると、より高速側のレンジに従って自動変速を行なわせるから、少なくとも指示よりも低速側のレンジに基づき自動変速されて過剰なエンジンブレーキ力が発生することを回避できると共に、指示されるダウンシフトよりも高速側のレンジに留まっている状態から、アクチュエータの故障を的確に判断できるという効果がある。
【００１３】
請求項２記載の発明によると、例えば、Ｄレンジから２レンジにマニュアルダウンシフト操作したときに、オーバーシュートによって実際のレンジが１レンジまで変化しても、比較的高い車速域で１速に変速されることが回避され、運転者の意図しない過剰なエンジンブレーキの発生を防止できるという効果がある。請求項３記載の発明によると、指示されるダウンシフトよりも高速側のレンジに留まっている状態から、アクチュエータの故障を的確に判断できるという効果がある。
【００１４】
請求項４記載の発明によると、アクチュエータによる駆動途中で指示レンジと実際のレンジとが一致しない状態を異常状態として誤判断することを防止できるという効果がある。請求項５記載の発明によると、指示レンジと実際のレンジとが一致しない異常状態を運転者に認識させて、運転者の適切な処理を促すことができるという効果がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における自動変速機の変速制御装置のシステム構成図である。
この図１において、車両用自動変速機１には、後述するレンジ切換バルブを駆動するアクチュエータとしてのモータ２が取り付けられる。
【００１６】
前記モータ２の出力軸には減速機構３が設けられ、該減速機構３を介してレンジ切換シャフト４を回転駆動するよう構成される。
前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４を複数のレンジにそれぞれ対応する角度に位置決めするためのディテント機構５が取り付けられる。
前記ディテント機構５は、図２に示すように、レンジ切換シャフト４に固定されて一体に回転するディテントレバー５Ａ、ディテントレバー５Ａの周縁に各レンジに対応して形成される凹部に係合するローラを支持すると共に、該ローラを切欠きに向けて押圧付勢するディテントスプリング５Ｂから構成される。
【００１７】
そして、上記構成によってレンジ切換シャフト４を、Ｐレンジ（パーキングレンジ），Ｒレンジ（リバースレンジ），Ｎレンジ（ニュートラルレンジ），Ｄレンジ（ドライブレンジ），２レンジ，１レンジのいずれかに対応する角度に位置決めする。
尚、上記Ｄレンジ，２レンジ，１レンジの３段は前進走行レンジであり、Ｄレンジが最も高速側のレンジで、１レンジが最も低速側のレンジである。
【００１８】
また、図１，２において、レンジ切換シャフト４が時計方向に最も回転した位置がＰレンジ位置で、該Ｐレンジ位置から反時計方向に回転することで、Ｐ→Ｒ→Ｎ→Ｄ→２→１の順にレンジが切り換えられる。
前記レンジ切換シャフト４の回転運動は、ディテントレバー５Ａとレンジ切換バルブ６との係合によって、レンジ切換バルブ６の軸方向運動に変換され、レンジ切換バルブ６がバルブボディ７内で軸方向に変位することで、油圧ポートの開閉が切り換えられ、各レンジに応じてライン圧を各回路に配送する。
【００１９】
前記ディテントレバー５Ａに一端が取り付けられるロッド８の他端には、カム９が取り付けられ、揺動可能に支持されたパーキングポール１０が前記カム９との摺接によって揺動駆動され、Pレンジ位置においては、パーキングポール１０の爪１０ａがパーキングギヤ１１の凹部１１ａに噛み合って、パーキングギヤ１１が固定されるようになっている。
【００２０】
また、前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４の角度を連続的に検出するポテンショメータ２１が備えられる一方、各レンジのいずれに切り換えられているかを検出するインヒビタスイッチ２２が設けられる。
また、運転者のレバー操作によって、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，１のいずれのレンジが選択されているかを検出するレンジセレクトスイッチ２３が設けられている。
【００２１】
前記ポテンショメータ２１，インヒビタスイッチ２２及びレンジセレクトスイッチ２３からの信号は、Ａ／Ｔコントロールユニット（Ａ／ＴＣ／Ｕ）２４に入力される。
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、上記スイッチ・センサからの信号に基づく演算処理によって、運転者が選択しているレンジに対応する位置にレンジ切換シャフト４を回転駆動すべく、前記モータ２を制御する。
【００２２】
具体的には、レンジセレクトスイッチ２３から要求されるレンジ切換シャフト４の目標角度と、前記ポテンショメータ２１で検出される実際の角度との偏差に応じた比例・積分・微分制御によって、モータ２の駆動信号をフィードバック制御する。
本実施形態では、モータ２に対する電源供給を高周波でＯＮ・ＯＦＦするときのＯＮ時間割合で平均印加電圧を制御するようになっており、前記駆動信号は、前記ＯＮ時間割合を示すデューティ比（％）として演算される。
【００２３】
尚、フィードバック制御を比例・積分・微分制御に限定するものではなく、スライディングモード制御を用いてフィードバックする構成であっても良い。
また、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４には、車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＴＶＯに応じて変速段を記憶する変速マップとして、Ｄレンジ，２レンジ，１レンジそれぞれに対応する３つの変速マップが予め記憶される。
【００２４】
前記Ｄレンジは、１速〜４速の間で自動変速させる変速パターンが変速マップに設定され、また、２レンジは、１速及び２速の間で自動変速させる変速パターンが変速マップに設定され、更に、１レンジは、２速→１速のダウンシフトを行なわせて１速に固定する変速パターンが変速マップに設定される。
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、前記インヒビタスイッチ２２の信号に基づき検出される実際のレンジ位置に対応する変速マップを選択し、該選択した変速マップ上でそのときの車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＴＶＯに対応する変速段に変速すべく、シフトソレノイド（Ａ）２６及びシフトソレノイド（Ｂ）２７のＯＮ・ＯＦＦの組み合わせを制御する。
【００２５】
上記のように、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、インヒビタスイッチ２２の信号に基づきそのときのシフトレンジを判断し、該判断結果に基づいて参照する変速マップを選択するが、図３のフローチャートに示すように、運転者による指示レンジとインヒビタスイッチ２２の信号（実際のレンジ）とが一致しないときには、変速段に制限を加えるようになっている。
【００２６】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、レンジセレクトスイッチ２３，インヒビタスイッチ２２，アクセル開度（スロットル開度）ＴＶＯ，車速ＶＳＰの信号を読み込む。
ステップＳ２では、運転者が、Ｄレンジから２レンジ又は１レンジに、或いは、２レンジから１レンジにシフト操作したマニュアルダウンシフト時であるか否かを判別する。
【００２７】
ステップＳ３では、運転者によるマニュアルダウンシフト操作から所定時間以上経過しているか否かを判別する。
前記所定時間は、モータ制御によるレンジ切り換えに要する時間に対応し、前記所定時間が経過している場合には、レンジ切り換え動作は完了しているものと推定される。
【００２８】
ステップＳ３で、運転者によるマニュアルダウンシフト操作から所定時間以上経過していると判断されると、ステップＳ４へ進み、インヒビタスイッチ２２で検出される実際のレンジと、レンジセレクトスイッチ２３に基づいて判別される指示レンジとが一致しているか否かを判別する。
インヒビタスイッチ２２で検出される実際のレンジと、レンジセレクトスイッチ２３に基づいて判別される指示レンジとが一致していれば、ステップＳ５へ進み、インヒビタスイッチ２２で検出される実際のレンジに対応する変速マップから検索した変速段を指示変速段にセットし、指示変速段に変速させる。
【００２９】
一方、インヒビタスイッチ２２で検出される実際のレンジと、レンジセレクトスイッチ２３に基づいて判別される指示レンジとが一致せず、かつ、実際のレンジが指示レンジよりも低速レンジであるときには、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ６に進むのは、Ｄレンジから２レンジにマニュアルダウンシフト操作され、指示レンジは２レンジであるのに、オーバーシュートによって実際のレンジが１レンジまでダウンシフトされた場合である。
【００３０】
ステップＳ６では、指示レンジに対応する変速マップから検索される変速段（２速）を指示変速段の下限（低速側限界値）とし、ステップＳ５へ進んだときに、該下限値に制限されるようにする。
即ち、Ｄレンジから２レンジにマニュアルダウンシフト操作したときに、オーバーシュートによって実際のレンジが１レンジまで変化したときには、指示レンジである２レンジに従って指示変速段を決定させる。
【００３１】
これにより、オーバーシュートによって実際のレンジが１レンジまで変化しても、比較的高い車速域で１速に変速されることが回避され、運転者の意図しない過剰なエンジンブレーキの発生が防止される。
ステップＳ７では、オーバーシュートによって実際のレンジが指示レンジよりも低速側のレンジに変化した異常状態を、ランプ等の警告装置３０を用いて運転者に警告する。
【００３２】
また、インヒビタスイッチ２２で検出される実際のレンジと、レンジセレクトスイッチ２３に基づいて判別される指示レンジとが一致せず、かつ、実際のレンジが指示レンジよりも高速レンジであるときには、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８に進むのは、Ｄレンジから２レンジにマニュアルダウンシフト操作され、指示レンジは２レンジであるのに、実際のレンジがＤレンジのままである場合や、Ｄレンジから１レンジにマニュアルダウンシフト操作され、指示レンジは１レンジであるのに、実際のレンジが２レンジまでしか変化しない場合などである。
【００３３】
この場合には、実際のレンジが指示レンジよりも高速側であることから、運転者の意図を超えるエンジンブレーキがかかることはないので、そのまま実際のレンジに対応する変速マップから変速を行なわせるが、上記のように、全くレンジ切り換えが行なわれなかった場合や、途中で停止した場合には、モータ２の故障が推定されるので、ステップＳ８では、モータ２の故障発生を、前記警告装置３０を用いて運転者に警告する。
【００３４】
尚、インヒビタスイッチ２２で検出される実際のレンジと、レンジセレクトスイッチ２３に基づいて判別される指示レンジとが一致せず、かつ、実際のレンジが指示レンジよりも高速レンジであるときに、指示レンジに従って変速させ、運転者の意図するエンジンブレーキがかかるようにしても良い。
ステップＳ２でマニュアルダウンシフトではないと判断されたときや、ステップＳ３でマニュアルダウンシフトから所定時間が経過していないと判断されたときには、そのままステップＳ５へ進んで、通常にインヒビタスイッチ２２の信号に基づき変速制御を行わせる。
【００３５】
尚、モータ２を制御することで、レンジ切り換えを行うコントロールユニットと、シフトソレノイドＡ，Ｂを制御するコントロールユニットとが別体の場合には、レンジ切り換えを行うコントロールユニットが指示レンジと実レンジとの不一致を判断し、シフトソレノイドＡ，Ｂを制御するコントロールユニットに対して変速段の制限信号を出力する構成とすれば良い。
【００３６】
また、本実施形態では、前進走行レンジを、Ｄレンジ，２レンジ，１レンジの３段としたが、４段以上の前進走行レンジを備える構成であっても良く、また、Ｄレンジ，２レンジ，１レンジ等のレンジ名称が、本願発明の適用に影響しないことは明らかである。
更に、アクチュエータによるレンジ切り換え機構を、図２に示した機構に限定するものではなく、例えば、実開平５−０５４８６３号公報に開示される装置のように、ソレノイドでレンジ位置をロックする機構を備えたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機の変速制御装置を示すシステム構成図。
【図２】レンジ切換シャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図３】実施形態における変速制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…自動変速機
２…モータ（アクチュエータ）
３…減速機構
４…レンジ切換シャフト
５…ディテント機構
６…レンジ切換バルブ
２１…ポテンショメータ
２２…インヒビタスイッチ
２３…レンジセレクトスイッチ
２４…Ａ／Ｔコントロールユニット
２６…シフトソレノイド（Ａ）
２７…シフトソレノイド（Ｂ）
３０…警告装置

Claims

レンジセレクトスイッチの信号に基づくアクチュエータの制御によって、複数段の前進走行レンジを含むシフトレンジの切り換えを行なう自動変速機の変速制御装置において、
前記複数段の前進走行レンジ間におけるダウンシフト方向のシフト時に、前記自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとが一致しない場合、より高速側のレンジに従って変速を行なうと共に、
前記複数段の前進走行レンジ間におけるシフトがダウンシフト方向であって、前記自動変速機の実際のシフトレンジがレンジセレクトスイッチによる指示レンジによりも高速側のレンジであるときに、前記アクチュエータの故障を判定することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
レンジセレクトスイッチの信号に基づくアクチュエータの制御によって、複数段の前進走行レンジを含むシフトレンジの切り換えを行なう自動変速機の変速制御装置において、
前記複数段の前進走行レンジ間におけるダウンシフト方向のシフト時に、前記自動変速機の実際のシフトレンジが前記レンジセレクトスイッチによる指示レンジよりも低速レンジである場合、前記指示レンジでの指示変速段を低速側の限界値として、実際のシフトレンジでの指示変速段を決定させること特徴とする自動変速機の変速制御装置。
前記複数段の前進走行レンジ間におけるダウンシフト方向のシフト時に、前記自動変速機の実際のシフトレンジがレンジセレクトスイッチによる指示レンジよりも高速側のレンジであるときに、前記アクチュエータの故障を判定することを特徴とする請求項２記載の自動変速機の変速制御装置。
前記レンジセレクトスイッチの信号の変化から所定遅延時間が経過した時点で、前記自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとを比較することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動変速機の変速制御装置。
前記自動変速機の実際のシフトレンジとレンジセレクトスイッチによる指示レンジとが一致しない場合に、警告を発することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動変速機の変速制御装置。