JPH05141523A - 自動変速機制御における位置センサの異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正常時の位置センサからの出力値の範囲内に
おけるセンサ異常をも検出可能とし、自動変速機の制御
における信頼性をより向上させる。 【構成】 レンジ切換弁のバルブ位置を位置センサで常
に監視しつつ、このレンジ切換弁をアクチュエータの作
動によって切換える自動変速機制御において、前記位置
センサの出力値に基づく検出バルブ位置と、前記アクチ
ュエータの作動方向、作動量及び位置センサの先回の出
力値に基づいて推定されるバルブ位置とを比較し、検出
バルブ位置が推定バルブ位置の許容範囲外にある場合は
前記アクチュエータが正常か否かを判断し、アクチュエ
ータが正常と判定されたときに前記位置センサを異常と
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の走行レンジの
選択が電気的な制御で実現される自動変速機の制御にお
いて、レンジ切換弁のバルブ位置を検出する位置センサ
の異常検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機において、前進レンジや後退
レンジあるいはニュートラルレンジなどの走行レンジの
切換えは、レンジ切換弁（マニュアルバルブ）の切換え
によって行われる。そしてこのレンジ切換弁は一般に手
動操作によって切換えられていたが、これを電気的な制
御で行う構成の自動変速機もすでに提案されている。

【０００３】例えば米国特許第 4,817,471号特許公報に
は、電気的な制御によって駆動するアクチュエータ（モ
ータ）により自動変速機のレンジ切換弁を複数のバルブ
位置に切換える自動変速機の制御手段が開示されてい
る。そしてこの公報の手段では、前記アクチュエータか
らレンジ切換弁への動力伝達系のウォームホイールに位
置センサ（ポテンショメータ）を設け、このセンサによ
ってレンジ切換弁のバルブ位置を検出しながら制御を行
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のような位置セン
サの異常を判定する手段としては、このセンサから出力
される電圧値が、その上限及び下限の範囲内にあるか否
かを監視するのが一般的である。しかしこの判定手段に
よって検出可能な異常は、センサ信号の断線あるいはシ
ョートに限られる。したがって正常時のセンサから出力
される電圧値の上限及び下限の範囲内での異常、つまり
ポテンショメータが使用されている場合はその抵抗部分
の摩耗によるブラシのひっかかり、あるいは摩耗粉によ
る電気抵抗値の変化などを原因とする異常については、
正常時のセンサ信号と判別できないこととなって異常検
出が不可能である。

【０００５】本発明の技術的課題は、正常時の位置セン
サからの出力値の範囲内におけるセンサ異常をも検出可
能とし、自動変速機の制御における信頼性をより向上さ
せることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の自動変速機における位置センサの異常検出
方法は、自動変速機のレンジ切換弁のバルブ位置を位置
センサで常に監視しつつ、このレンジ切換弁をアクチュ
エータの作動によって切換える自動変速機制御におい
て、前記位置センサの出力値に基づく検出バルブ位置
と、前記アクチュエータの作動方向、作動量及び位置セ
ンサの先回の出力値に基づいて推定されるバルブ位置と
を比較し、検出バルブ位置が推定バルブ位置の許容範囲
外にある場合は前記アクチュエータが正常か否かを判断
し、アクチュエータが正常と判定されたときに前記位置
センサを異常と判定する。

【０００７】

【作用】この異常検出方法によれば、センサ信号の断線
あるいはショートによる異常は前記位置センサからの出
力値がその上限及び下限の範囲外になることで、これま
どと同様に検出される。また位置センサの出力値に基づ
く検出バルブ位置と、前記のようにして推定されるバル
ブ位置とを比較し、検出バルブ位置が推定バルブ位置の
許容範囲外で、かつ前記アクチュエータが正常の場合に
は位置センサを異常と判定することにより、このセンサ
からの出力値の範囲内での異常も検出可能となる。

【０００８】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面にしたがって説
明する。図４に自動変速機の走行レンジを切換えるため
のレンジ切換弁３０及びその駆動系の概要が斜視図で示
されている。このレンジ切換弁３０はスプールバルブ形
式であって、自動変速機の制御のための基本油圧となる
ライン油圧が供給されている。そしてこのレンジ切換弁
３０のスプールを軸線方向に操作することで、その排出
ポートが切換えられて各走行レンジを設定するための摩
擦係合装置（図示しない）の係合及び解放が制御され
る。

【０００９】図４に示されているコントロール軸３２の
軸上には、ディテントレバー３６が固定されている。こ
のディテントレバー３６はコントロール軸３２の軸心回
りの回動に連動して前記レンジ切換弁３０のスプールを
その軸線方向に移動させるようになっている。

【００１０】前記ディテントレバー３６は扇形状であ
り、その外周には複数個の凹凸部３６ａが形成されて
い。これらの凹凸部３６ａのうちの一つに対し、ディテ
ントスプリング３８の端部に設けられたローラ３８ａが
選択的に係合している。この構成によってディテントレ
バー３６の回動位置、つまりレンジ切換弁３０のバルブ
位置を決めるディテント機構３４が構成されている。

【００１１】また前記レンジ切換弁３０を切換えるため
に駆動制御されるアクチュエータとしては直流モータ５
０が使用されている。この直流モータ５０の駆動軸５２
に形成されたウォーム５４は、前記コントロール軸３２
の軸上に設けられたウォームホイール５６に噛合ってい
る。これにより直流モータ５０の駆動軸５２の回転はウ
オーム５４とウォームホイール５６との噛合いにより減
速されてコントロール軸３２に伝達される。

【００１２】図５に自動変速機を制御するための電気系
統図が示されている。この図面においてレンジ選択スイ
ッチ１０は、自動変速機の走行レンジを選択するために
運転者によるセレクトレバーの操作に対応して切換られ
るポジションスイッチ、あるいは運転者が直接操作する
操作スイッチなどである。

【００１３】またレンジ制御部２０（ＳＢＷ制御部）は
マイクロコンピュータが使用され、自動変速機ＡＴの走
行レンジ切換えのための各種ソフトウェア処理に必要な
プログラムを記憶させたＲＯＭ、このプログラムを実行
するＣＰＵ、プログラムに必要な変数を一時的に記憶さ
せれるＲＡＭなどを主体として構成されている。

【００１４】前記レンジ制御部２０には、前記レンジ選
択スイッチ１０の操作によって出力される指示レンジ信
号及び前記レンジ切換弁３０のバルブ位置を検出するポ
テンショメータなどの位置センサー２２からの出力信号
がそれぞれ入力される。そしてこのレンジ制御部２０か
らは、前記レンジ信号に応じた駆動信号が前記直流モー
タ５０の駆動回路２４に出力される。

【００１５】図１〜図３に前記レンジ制御部２０におけ
るソフトウェア処理の内容がフローチャートで示されて
いる。まず図１の基本ルーチンが開始されると、ステッ
プＳ１で前記レンジ選択スイッチ１０の操作に基づく指
示レンジ信号を入力し、ステップＳ２において前記直流
モータ５０に対する駆動指示の有無を判定する。この判
定結果がイエスの場合はステップＳ３に進み、ノーの場
合は基本ルーチンの処理を終了する。

【００１６】前記ステップＳ３においては、前記レンジ
切換弁３０の切換えられるべきバルブ位置を推定するた
めのサブルーチンが割り込み処理される。なおこのバル
ブ位置推定ルーチンについては、後で図２によって詳細
に説明する。

【００１７】前記ステップＳ３での割り込み処理を終え
た後はステップＳ４に進む。このステップＳ４におい
て、前記位置センサ２２の出力値に基づくレンジ切換弁
３０のバルブ位置（検出バルブ位置）と、バルブ位置推
定ルーチンの処理によって得られたバルブ位置（推定バ
ルブ位置）とを比較し、この検出バルブ位置が推定バル
ブ位置の所定の許容範囲内にあるか否かを判定する。

【００１８】前記ステップＳ４における判定結果がイエ
スの場合は、レンジ切換弁３０のバルブ位置に異常がな
いのであるから基本ルーチンの処理を終了する。これに
対して判定結果がノーの場合はバルブ位置に異常がある
ので、ステップＳ５においてウォーニングをオンにして
ボイスナビゲーションなどに警告信号を出力した後にス
テップＳ６に進む。

【００１９】前記ステップＳ６においては、前記直流モ
ータ５０のフェールを判定するためのサブルーチンが割
り込み処理される。なおこのモータフェール判定ルーチ
ンの詳細な処理内容については、後で図３によって説明
する。

【００２０】このステップＳ６での割り込み処理を終え
た後はステップＳ７に進み、ここで直流モータ５０がフ
ェールしているか否かを判定する。この判定結果がイエ
スの場合はステップＳ８においてモータフェールに対す
る処理（エンジンのフューエルカットなど）を実行し、
ノーの場合はステップＳ９において位置センサ２２が何
らかの異常を起こしているものと判定して処理を終了す
る。なお位置センサ２２の異常が検出された場合は、前
記ボイスナビゲーションなどにより運転者に速やかな処
置（修理や交換など）を促す。

【００２１】図２によって前記バルブ位置推定ルーチン
の処理内容を説明する。このサブルーチンが開始される
と、ステップＳ３ａにおいて前記位置センサ２２の出力
信号を入力した後、ステップＳ３ｂに進む。このステッ
プＳ３ｂにおいて前記直流モータ５０の作動方向を、現
状の走行レンジ（バルブ位置）と目標とする走行レンジ
との関係で決定（推定）する。

【００２２】続いてステップＳ３ｃに進み、ここで前記
直流モータ５０の入力電圧を測定するとともに、この測
定値とモータ速度マップとによってモータ速度を演算し
た後にステップＳ３ｄに進む。このステップＳ３ｄにお
いて、このバルブ位置推定ルーチンの次回の割り込み時
間を設定する。ただしこの割り込み時間は、あらかじめ
設定された一定時間（数 ms ）をそのまま利用してもよ
い。

【００２３】次にステップＳ３ｅにおいて、次回の割り
込み処理までの間に前記レンジ切換弁３０が移動される
であろう距離を次の数式により演算する。 （モータ速度）×（次回割り込み処理までの時間）×
（ガード係数）＝（レンジ切換弁３０の移動距離） ただしこの数式の「ガード係数」とは、レンジ切換弁３
０の各バルブ位置における適正な許容範囲（上限あるい
は下限）を表す係数である。

【００２４】この後はステップＳ３ｆにおいて、前記ス
テップＳ３ｂで決定したモータ作動方向と、前記ステッ
プＳ３ｅで演算したレンジ切換弁３０の移動距離（つま
りモータ作動量）と、先回の位置センサ２２の出力値
（バルブ位置）とにより、推定バルブ位置を演算して処
理を終了する。

【００２５】図３によって前記モータフェール判定ルー
チンの処理内容を説明する。このサブルーチンが開始さ
れると、ステップＳ６ａにおいて前記直流モータ５０の
駆動電流及び電圧を測定してステップＳ６ｂに進む。こ
のステップＳ６ｂにおいて、モータ駆動電圧と制御内容
（起動・定常・停止の別）とに基づいてモータ駆動電流
値を計算する。

【００２６】続いてステップＳ６ｃに進み、ここで前記
ステップＳ６ａにおいて測定されたモータ駆動電流と、
ステップＳ６ｂにおいて求められた駆動電流の計算値と
を比較し、測定値が計算値の所定範囲内にあるか否かを
判定する。この判定結果がイエスの場合は処理を終了
し、ノーの場合はステップＳ６ｄに進む。このステップ
Ｓ６ｄでモータフェールに対する処理（エンジンのフュ
ーエルカットなど）を実行して処理を終了する。

【００２７】

【発明の効果】このように本発明は、位置センサから出
力される検出値の範囲内でのセンサの異常、つまりこの
センサがポテンショメータであるときにその抵抗部分の
摩耗によるブラシのひっかかり、あるいは摩耗粉による
電気抵抗値の変化などを原因とする異常をも検出可能と
し、センサ信号の断線あるいはショートを原因とする異
常検出だけの場合と比較して信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】レンジ制御部におけるソフトウェア処理内容の
基本ルーチンを表したフローチャートである。

【図２】レンジ制御部におけるソフトウェア処理内容の
バルブ位置推定ルーチンを表したフローチャートであ
る。

【図３】レンジ制御部におけるソフトウェア処理内容の
モータフェール判定ルーチンの処理内容を表したフロー
チャートである。

【図４】自動変速機の走行レンジを切換えるためのレン
ジ切換弁とその駆動系の概要を表した斜視図である。

【図５】自動変速機の制御系統図である。

【符号の説明】

２２ 位置センサ ３０ レンジ切換弁 ５０ アクチュエータ（直流モータ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機のレンジ切換弁のバルブ位置
   を位置センサで常に監視しつつ、このレンジ切換弁をア
   クチュエータの作動によって切換える自動変速機制御に
   おいて、 前記位置センサの出力値に基づく検出バルブ位置と、前
   記アクチュエータの作動方向、作動量及び位置センサの
   先回の出力値に基づいて推定されるバルブ位置とを比較
   し、検出バルブ位置が推定バルブ位置の許容範囲外にあ
   る場合は前記アクチュエータが正常か否かを判断し、ア
   クチュエータが正常と判定されたときに前記位置センサ
   を異常と判定する自動変速機の制御における位置センサ
   の異常検出方法。