JP4296597B2 - 自動変速機の診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の診断装置に関し、特に車両の走行中に診断を実施する自動変速機の診断装置に関する。

自動変速機では、複数の摩擦係合要素の係合によって変速段が形成される。そのため、複数の摩擦係合要素から例えば車輪のロックを招くような異常な組み合わせの形成を防止する必要がある。そこで、従来、自動変速機は、例えば変速段ごとに各摩擦係合要素に出力する油圧を断続する切換弁を設置し、異常な摩擦係合要素の組み合わせを回避している。一方、近年では、自動変速機は、４速から５速あるいは６速へと多段化が進行している。そのため、自動変速機が備える摩擦係合要素の数が増大し、切換弁の構造の複雑化、大型化を招く。そこで、各摩擦係合要素に出力される油圧を油圧検出手段で検出し、誤作動を防止する自動変速機が提案されている（引用文献１参照）。

特開２００１−１１６１３４号公報

しかしながら、油圧検出手段により油圧を電気的に検出する場合、油圧検出手段が正常に作動することが前提となる。そのため、油圧検出手段により油圧を検出する前に、油圧検出手段が正常に作動するか否かを診断する必要がある。
そこで、本発明の目的は、任意の変速段において車両の走行に影響を与えることなく車両の走行中にアクチュエータおよび油圧検出手段を診断し、自動変速機の異常な変速を防止する自動変速機の診断装置を提供することにある。

請求項１または４記載の自動変速機の診断装置では、診断手段は選択摩擦係合要素に油圧を出力する選択アクチュエータ、および選択アクチュエータの油圧を検出する選択油圧検出手段の作動を診断する。任意の変速段のとき、複数の摩擦係合要素は一部が係合し、駆動力の伝達に関与しない摩擦係合要素が生じる。そのため、任意の変速段において駆動力の伝達に関与しない摩擦係合要素を選択摩擦係合要素として選択する。そして、選択摩擦係合要素へ選択アクチュエータから油圧を出力し、選択アクチュエータから出力される油圧を検出する。これにより、選択アクチュエータに所定の油圧出力を指令したとき、選択油圧検出手段で所定の油圧が検出されると、選択アクチュエータおよび選択油圧検出手段は正常であると診断される。このとき、選択摩擦係合要素は駆動力の伝達に関与しないため、選択アクチュエータから選択摩擦係合要素へ油圧を出力しても、車両の走行に影響を与えることはない。したがって、車両の走行中に選択アクチュエータおよび選択油圧検出手段の作動を診断することができる。また、所定の変速段における走行中に、次の変速段を形成する摩擦係合要素、アクチュエータおよび油圧検出手段は診断される。そのため、次の変速段を形成する摩擦係合要素などに異常があるとき、他の変速段が形成される。したがって、自動変速機の異常な変速を防止することができる。

請求項２記載の自動変速機の診断装置では、選択摩擦係合要素はエンジンから駆動力が伝達されているとき係合しない摩擦係合要素である。そのため、車両の走行に影響を与えることなく、アクチュエータおよび油圧検出手段を診断することができる。
請求項３記載の自動変速機の診断装置では、選択摩擦係合要素はエンジンブレーキ時に係合する摩擦係合要素である。エンジンブレーキ時に係合する摩擦係合要素は、車両の走行中、特に加速時において係合しない。そのため、エンジンブレーキ時に係合する選択摩擦係合要素、選択アクチュエータおよび選択油圧検出手段が診断される。これにより、加速中にエンジンブレーキ時に係合する摩擦係合要素の異常が検出され、異常が生じたときは他の変速段によるエンジンブレーキを利用することができる。

請求項５記載の自動変速機の診断装置では、診断手段はアクチュエータから摩擦係合要素が係合する油圧よりも低い油圧を出力する。そのため、摩擦係合要素は係合することがなく、車両の走行に影響を与えない。一方、アクチュエータから出力する油圧が低くても、アクチュエータの作動および油圧検出手段の作動は診断可能である。したがって、車両の走行に影響を与えることなく、選択アクチュエータおよび選択油圧検出手段の作動を診断することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施例による自動変速機の診断装置を適用した自動変速機制御システムを図１に示す。自動変速機制御システム１０は、複数の摩擦係合要素としてリバースクラッチ（Ｒ／Ｃ）１１、ローリバースブレーキ（ＬＲ／Ｂ）１２、ロークラッチ（Ｌ／Ｃ）１３、２−４ブレーキ（２−４／Ｂ）１４、およびハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）１５を備えている。Ｒ／Ｃ１１、ＬＲ／Ｂ１２、Ｌ／Ｃ１３、２−４／Ｂ１４、およびＨ／Ｃ１５には、それぞれアクチュエータ２１、２２、２３、２４、２５が設置されている。アクチュエータ２１〜２５は各摩擦係合要素に加わる油圧を切り換える。アクチュエータ２１〜２５は、例えば電磁弁と、電磁弁の指示圧により油路を切り換えるスプール弁とから構成されている。マニュアルバルブ３１は、車両の運転者が操作するシフトレバー３２とワイヤ３３などで連結している。シフトレバー３２により走行レンジが切り換わると、マニュアルバルブ３１は走行レンジに応じてアクチュエータ２１〜２５に供給する油圧をライン圧またはドレイン３４の油圧に切り換える。これにより、所定の摩擦係合要素が係合し、シフトレバー３２で選択された走行レンジに対応する変速段が形成される。

本実施形態のような４速の自動変速機の場合、図２に示す係合表にしたがって各摩擦係合要素は変速段を形成する。例えば、シフトレバー３２をＤレンジにシフトすると、車両の速度に応じて１速→２速→３速→４速とシフトチェンジしながら変速段を形成する。また、シフトレバー３２をＲレンジにシフトすると、ＬＲ／Ｂ１２およびＲ／Ｃ１１が係合する。各摩擦係合要素の係合は、アクチュエータ２１〜２５から出力される油圧によって制御される。

図１に示すように各摩擦係合要素とアクチュエータ２１〜２５とを接続する油路には、油圧検出手段としての油圧スイッチ４１、４２、４３、４４、４５が設置されている。油圧スイッチ４１〜４５は、各摩擦係合要素とアクチュエータ２１〜２５とを接続する油路において各摩擦係合要素に加わる油圧を検出する。油圧スイッチ４１〜４５は、各摩擦係合要素に加わる油圧が所定の油圧よりも高くなると電流を導通するオン状態となる。一方、油圧スイッチ４１〜４５は、各摩擦係合要素に加わる油圧が所定の油圧よりも低くなる電流を遮断するオフ状態となる。

次に、１速での走行中における診断を例に自動変速機の診断方法について説明する。
Ｄレンジにシフトして変速段が１速のとき、図２に示す係合表より摩擦係合要素のうちＬ／Ｃ１３が係合する。すなわち、Ｄレンジの１速で加速中は複数の摩擦係合要素のうちＬ／Ｃ１３が係合する。一方、Ｌレンジにシフトしてエンジンブレーキを作動させるとき、Ｌ／Ｃ１３に加えてＬＲ／Ｂ１２が係合する。このように、エンジンブレーキの必要がないとき、Ｌ／Ｃ１３を係合状態とすることにより１速の変速段が形成される。

このとき、エンジンブレーキが作動しない状態、すなわち運転者がアクセルを踏んで車両を加速させる状態では、ＬＲ／Ｂ１２が係合しても、１速により加速可能な状態が維持される。これにより、本実施形態のように４速の自動変速機の場合、１速での加速中にＬＲ／Ｂ１２が係合しても１速の走行状態は維持される。そのため、ＬＲ／Ｂ１２を係合しても、運転者はその係合に気づくことはない。診断装置としてのエンジン制御装置（ＥＣＵ）５０は、図２に示す係合表に基づいて１速の走行中に駆動力の伝達に関与しない摩擦係合要素としてＬＲ／Ｂ１２を選択する。すなわち、ＥＣＵ５０は選択手段として機能する。

これにより、１速での加速中に、ＬＲ／Ｂ１２は作動可能かどうかをあらかじめ診断することができる。ＬＲ／Ｂ１２の作動の診断は、１速による加速走行中に実施される。図３に示すように、ＥＣＵ５０は１速による走行中であるか否かについて検出する（Ｓ１０１）。１速で走行中であると判断されると、ＥＣＵ５０はＬＲ／Ｂ１２の診断が未実行か否かを判断する（Ｓ１０２）。一方、Ｓ１０１において１速での走行中でないと判断されたとき、ＥＣＵ５０は通常の走行状態として通常のプログラムにしたがって変速制御を実行する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ５０がＬＲ／Ｂ１２の診断は未実行であると判断した場合、ＥＣＵ５０はアクセル開度を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、アクセルが開いているかすなわちアクセルが踏み込まれているか否かを検出する（Ｓ１０３）。一方、Ｓ１０２においてＬＲ／Ｂ１２の診断は実行済みであると判断されたとき、ＥＣＵ５０は通常の走行状態として通常のプログラムにしたがって変速制御を実行する。

Ｓ１０３において、ＥＣＵ５０がアクセル開度は「開」であると判断した場合、ＥＣＵ５０は車速を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、車速が増加中かすなわち加速中であるか否かを検出する（Ｓ１０４）。一方、Ｓ１０３においてアクセル開度は「開」でないと判断されたとき、ＥＣＵ５０は通常の走行状態として通常のプログラムにしたがって変速制御を実行する。

Ｓ１０４において、ＥＣＵ５０が車速は増加中であると判断した場合、ＥＣＵ５０はエンジン回転数Ｅｒおよび図示しないトルクコンバータのタービンの回転数Ｔｒを検出する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｅｒとタービン回転数Ｔｒとを比較し、エンジン回転数Ｅｒがタービン回転数Ｔｒよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０５）。一方、Ｓ１０４において車速が増加中でないと判断されたとき、ＥＣＵ５０は通常の走行状態として通常のプログラムにしたがって変速制御を実行する。

Ｓ１０５において、ＥＣＵ５０がエンジン回転数Ｅｒはタービン回転数Ｔｒよりも大きいと判断した場合、車両の加速時におけるＬＲ／Ｂ１２の係合診断を実行する（Ｓ１０６）。一方、Ｓ１０５においてエンジン回転数Ｅｒはタービン回転数Ｔｒよりも小さいと判断されたとき、ＥＣＵ５０は通常の走行状態として通常のプログラムにしたがって変速制御を実行する。

ＬＲ／Ｂ１２の係合診断を実行するとき、ＥＣＵ５０からの指示により選択摩擦係合要素であるＬＲ／Ｂ１２に対し選択アクチュエータであるアクチュエータ２２から所定の油圧が出力される。ＥＣＵ５０は、油圧スイッチ４２によりアクチュエータ２２から出力された油圧を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、アクチュエータ２２からＬＲ／Ｂ１２へ所定の油圧が出力されているか否かを検出する。ＥＣＵ５０は、油圧スイッチ４２が作動することにより、アクチュエータ２２から所定の油圧が出力されていると判断するとともに、油圧スイッチ４２が正常に作動していることを検出する。このように、ＥＣＵ５０は診断手段として機能する。

ＥＣＵ５０による診断によりアクチュエータ２２の作動および油圧スイッチ４２の作動が正常であると判断されると、１速においてエンジンブレーキが作動するとき、ＥＣＵ５０は通常のプログラムにしたがってＬ／Ｃ１３に加えてＬＲ／Ｂ１２が係合する。一方、ＥＣＵ５０による診断によりアクチュエータ２２または油圧スイッチ４２の少なくともいずれかが異常であると判断されると、エンジンブレーキの作動時、ＥＣＵ５０は他の変速段例えば２速でエンジンブレーキを作動させる。

以上、説明した第１実施形態では、車両が１速での加速走行中に、係合せずかつ走行に影響しないＬＲ／Ｂ１２の作動を検出している。このとき、ＥＣＵ５０はアクチュエータ２２および油圧スイッチ４２が正常に作動しているか否かを検出する。これにより、アクチュエータ２２または油圧スイッチ４２のいずれかに作動の異常が生じているとき、ＥＣＵ５０はＬＲ／Ｂ１２の係合を停止し他の摩擦係合要素による変速段の形成を行う。したがって、車両の走行に影響をおよぼさず、かつ車両の走行中に運転者に気づかれることなく摩擦係合要素の診断することができ、自動変速機の異常な変速あるいは異常な係合の形成を防止することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による自動変速機制御システムを図４に示す。なお、第１実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、油圧検出手段として油圧センサ６１、６２、６３、６４、６５を適用している。油圧センサ６１〜６５は、各摩擦係合要素とアクチュエータ２１〜２５との間の油路に設置されている。その他の構成は第１実施形態と同一である。油圧センサ６１〜６５は、検出した油圧に応じて電気信号を出力する。すなわち、第１実施形態では電流を導通または遮断する油圧スイッチにより油圧が所定の圧力に達しているか否かを検出したのに対し、第２実施形態では油圧センサ６１〜６５により実質的な油圧を検出する。

油圧センサ６１〜６５を用いることにより、アクチュエータ２１〜２５から出力される油圧の大きさを検出することができる。ＥＣＵ５０は、摩擦係合要素の診断時にアクチュエータ２１〜２５に油圧の出力を指令する。このとき、図５に示すようにアクチュエータ２１〜２５から出力される油圧は、各摩擦係合要素が係合するために必要な油圧すなわち摩擦係合要素の係合開始油圧よりも小さい。

各摩擦係合要素は、例えばリターンスプリングにより係合を解除する方向に押し付けられている。アクチュエータ２１〜２５から各摩擦係合要素へ油圧を加えることにより、各摩擦係合要素はリターンスプリングの押し付け力に抗して係合する。そのため、アクチュエータ２１〜２５から各摩擦係合要素へ加えられる油圧によって各摩擦係合要素に加わる力をリターンスプリングの押し付け力よりも小さくすることにより、油圧を加えても各摩擦係合要素は係合しない。したがって、ＥＣＵ５０からの指示によりアクチュエータ２１〜２５から油圧が出力されても、各摩擦係合要素は係合しない。一方、ＥＣＵ５０は、アクチュエータ２１〜２５から出力され油圧センサ６１〜６５が検出した油圧により、アクチュエータ２１〜２５が正常に作動しているか否かを検出する。また、ＥＣＵ５０は、検出した油圧から油圧センサ６１〜６５が正常に作動しているか否かを検出する。

以上のように第２実施形態では、油圧センサ６１〜６５を適用することにより、アクチュエータ２１〜２５から各摩擦係合要素へ出力する油圧が各摩擦係合要素の係合に必要な油圧以下であっても、ＥＣＵ５０は診断を実行することができる。すなわち、ＥＣＵ５０は、摩擦係合要素が係合していない状態でアクチュエータ２１〜２５および油圧センサ６１〜６５が正常に作動しているか否か診断する。したがって、車両の走行中に運転者に気づかれることなく摩擦係合要素の診断することができ、自動変速機の異常な変速あるいは異常な係合の形成を防止することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による自動変速機制御システムを適用した５速の自動変速機の係合表を図６に示す。
上述の第１実施形態、第２実施形態では、４速の自動変速機を例に説明した。第３実施形態では、５速の自動変速機に本発明を適用する例について説明する。
図６に示すように、５速の自動変速機ではシフトレンジ、変速段および摩擦係合要素が４速の自動変速機に比較して増加する。そのため、走行中に診断可能な摩擦係合要素は増加する。図６では、「○」は摩擦係合要素の係合を示している。「△」は、摩擦係合要素に油圧を供給しても走行に影響をおよぼさない係合を示している。「△^＊」は、所定の車速領域における係合を示している。「△^＊＊」は、所定のスロットル開度以上であって、所定の車速以下での係合を示している。

第３実施形態のように、５速の自動変速機に本発明を適用することにより、車両の走行中に診断可能な摩擦係合要素は増加する。さらに、６速以上の自動変速に本発明を適用することにより走行中に診断可能な摩擦係合要素は増加する。このように、自動変速機の段数に関わらず、車両の走行に影響を与えることなく摩擦係合要素の診断が実行される。したがって、正常な作動が確保されない摩擦係合要素をあらかじめ検出することができ、自動変速機の異常な変速あるいは異常な係合の形成を防止することができる。

本発明の第１実施形態による自動変速機の制御システムを示す概略図である。 本発明の第１実施形態による自動変速機の係合表を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による自動変速機の制御システムによる摩擦係合要素の診断手順を示す概略図である。 本発明の第２実施形態による自動変速機の制御システムを示す概略図である。 本発明の第２実施形態による自動変速機の制御システムにおいて、エンジン回転数、油圧スイッチ出力信号、油圧センサ信号、車速、ライン圧、アクセル開度、摩擦係合要素の係合開始油圧、油圧スイッチの作動しきい値およびアクチュエータからの出力油圧のタイムチャートを示す模式図である。 本発明の第３実施形態による自動変速機の係合表を示す概略図である。

符号の説明

１０ 自動変速機制御システム、１１ Ｒ／Ｃ（摩擦係合要素）、１２ ＬＲ／Ｂ（摩擦係合要素）、１３ Ｌ／Ｃ（摩擦係合要素）、１４ ２−４／Ｂ（摩擦係合要素）、１５ Ｈ／Ｃ（摩擦係合要素）、２１、２２、２３、２４、２５ アクチュエータ、４１、４２、４３、４４、４５ 油圧スイッチ（油圧検出手段）、５０ ＥＣＵ（診断装置、選択手段、診断手段）、６１、６２、６３、６４、６５ 油圧センサ（油圧検出手段）

Claims (5)

1. 所定の変速段を形成する複数の摩擦係合要素と、前記複数の摩擦係合要素にそれぞれ油圧を出力する複数のアクチュエータと、前記アクチュエータから前記摩擦係合要素へ出力される油圧を検出する複数の油圧検出手段とを備え、車両に搭載される自動変速機において、前記車両の走行中に前記アクチュエータおよび前記油圧検出手段を診断する自動変速機の診断装置であって、
   前記複数の摩擦係合要素のうち一つまたは複数の摩擦係合要素が任意の変速段を形成しているとき、前記複数の摩擦係合要素から駆動力の伝達に関与しない選択摩擦係合要素を選択する選択手段と、
   前記選択手段で選択された選択摩擦係合要素に油圧を出力する選択アクチュエータから、前記選択対象摩擦係合要素に油圧を出力し、前記選択アクチュエータの作動、および前記選択アクチュエータの油圧を検出する選択油圧検出手段の作動を診断する診断手段と、
   を備えることを特徴とする自動変速機の診断装置。
2. 前記選択摩擦係合要素は、エンジンから駆動力が伝達されているとき係合しない摩擦係合要素であることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の診断装置。
3. 前記選択摩擦係合要素は、エンジンブレーキ時に係合する摩擦係合要素であることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の診断装置。
4. 前記油圧検出手段は、油圧スイッチまたは油圧センサであることを特徴とする請求項１、２または３記載の自動変速機の診断装置。
5. 前記診断手段は、前記アクチュエータから前記摩擦係合要素へ前記摩擦係合要素が係合する油圧より低い油圧を出力し、前記油圧検出手段の作動を診断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の自動変速機の診断装置。

Images