JPH05288267A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンジ切換弁の切換え制御中と停止中との別
に応じてレンジ検出センサの信号フェールを的確に判定
することにより、それぞれに応じた適切なフェールセー
フ制御を可能とする。 【構成】 シフトバイワイヤ制御部２０が、モーター５
０の駆動によるレンジ切換弁３０の切換え制御中はレン
ジ検出センサ１２の出力電圧の時間当たりの変化率が所
定値を超えたときに、またレンジ切換弁３０の停止中は
そのときの切換え位置に対応する出力電圧が所定値をを
超えたときに、それぞれレンジ検出センサ１２の信号フ
ェールと判定する手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のシフトレンジの
選択が電気的な制御によって実現される自動変速機の変
速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機において、前進レンジやリバ
ースレンジさらにはパーキングレンジやニュートラルレ
ンジなどの各シフトレンジの選択は、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】本出願人においても、例えば平成３年特許
願第３０４１８２号で提出した明細書及び図面に示され
ているような自動変速機の制御装置を提案している。

【０００４】この制御装置は、シフトバイワイヤ制御部
から出力されるレンジ制御信号に基づいて駆動されるモ
ーターにより自動変速機のレンジ切換弁が切換え制御さ
れるようになっている。またこのレンジ切換弁の切換え
位置は、その可変抵抗値がリニア特性を示すロータリー
式ポテンショメータなどを用いたセンサの出力電圧の変
化で検出され、この検出信号は前記シフトバイワイヤ制
御部に送信されるようになっている。すなわち前記モー
ターの駆動によるレンジ切換弁の切換え制御中におい
て、このレンジ切換弁の切換え位置は前記センサにより
常に検出されており、もって自動変速機が目標のシフト
レンジに切換えられるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記センサの検出信号
がフェールした場合、それが前記モーターの駆動による
レンジ切換弁の切換え制御中であればセンサの検出値
（出力電圧値）が変化しているためフェールの判定が難
しい。しかしこのフェール判定を正確に行わない限り、
目標のシフトレンジを達成することができない。また車
両の走行中（モーター及びレンジ切換弁の停止中）にセ
ンサの検出信号がフェールした場合も、このフェールが
判定されなければ誤った検出信号によるシフトレンジ位
置と自動変速機の現実のシフトレンジとが異なることと
なり、これを合わせるための制御を不用意に実行すると
運転者の意図しないシフトレンジが達成されるなどの不
都合が生じる。

【０００６】本発明の技術的課題は、レンジ切換弁の切
換え制御中と停止中との別に応じてレンジ検出センサの
信号フェールを的確に判定することにより、それぞれに
応じた適切なフェールセーフ制御を可能とすることであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明における自動変速機の変速制御装置は次のよ
うに構成されている。すなわちシフトバイワイヤ制御部
から出力されるレンジ制御信号に基づいて駆動されるモ
ーターによりレンジ切換弁が切換え制御され、かつこの
レンジ切換弁の切換え位置をレンジ検出センサの出力電
圧の変化により検出し、その検出信号を前記シフトバイ
ワイヤ制御部に送信する構成の自動変速機の変速制御装
置において、前記シフトバイワイヤ制御部は、前記モー
ターの駆動によるレンジ切換弁の切換え制御中は前記レ
ンジ検出センサの出力電圧の時間当たりの変化率が所定
値を超えたときに、またレンジ切換弁の停止中はそのと
きの切換え位置に対応する出力電圧が所定値を超えたと
きに、それぞれレンジ検出センサの信号フェールと判定
する手段を備えている。

【０００８】

【作用】この構成によれば、前記モーターの駆動による
レンジ切換弁の切換え制御中においては前記レンジ検出
センサからシフトバイワイヤ制御部に入力される検出信
号に基づき、このセンサの出力電圧の時間当たりの変化
率が所定値を超えているときにセンサ信号のフェールと
判定される。またレンジ切換弁の停止中においては、そ
のときのレンジ切換弁の位置（自動変速機のシフトレン
ジ）と対応する出力電圧が所定値を超えたときにセンサ
信号のフェールと判定される。これによりレンジ切換弁
の停止中はもちろんのこと、特にフェール判定が困難と
されていたレンジ切換弁の切換え制御中においても正確
なフェール判定ができる。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例を図面にしたがって説明
する。図２に自動変速機のシフト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３０ａを軸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シフト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。

【００１０】図２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
のコントロール軸３２の軸心回りの回転により、前記デ
ィテントレバー３６の回動を通じて前記レンジ切換弁３
０のスプール３０ａがその軸線方向に移動させられるこ
ととなる。またこのディテントレバー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
る。これらの凹凸部３６ａのうちの一つの凹部に対し、
ディテントスプリング３８の端部に設けられたローラ３
８ａが選択的に係合するようになっている。これらの部
材によりコントロール軸３２の回転位置、つまりレンジ
切換弁３０の各切換え位置を決めるディテント機構３４
が構成されている。

【００１１】さて前記レンジ切換弁３０を切換えるため
のアクチュエータとしては直流モーター５０が使用され
ている。このモーター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と同軸線上に配
置されたウォームホイール５６に噛合っている。なおこ
のウォームホイール５６の回転軸心部のボス部５８に
は、前記コントロール軸３２の端部が回転伝達可能に係
合している。これによりコントロール軸３２に対して
は、モーター５０の駆動軸５２の回転がそのウォーム５
４と前記ウォームホイール５６との噛合いにより減速さ
れて伝達される。

【００１２】図３に前記コントロール軸３２の端部とウ
ォームホイール５６のボス部５８との係合部分が拡大し
て示されている。この図面で明らかなようにコントロー
ル軸３２の端部は断面矩形状に形成されていて、この部
分がボス部５８の内部に挿入されている。そしてこの係
合部分には、相互間の回転伝達方向に関して所定の遊び
量δが設けられている。すなわちこの遊び量δは、前記
モーター５０とレンジ切換弁３０との間の動力伝達経路
に設けられており、前記モーター５０の駆動に伴うウォ
ームホイール５６の回転力は前記遊び量δを詰めた後に
コントロール軸３２に伝達されることとなる。

【００１３】前記コントロール軸３２の回転により、す
でに説明したように前記ディテントレバー３６を通じて
レンジ切換弁３０が切換えられる。このときレンジ切換
弁３０の各レンジポジションにおいて、前記ディテント
スプリング３８のローラ３８ａはディテントレバー３６
の凹凸部３６ａの一つの凸部を乗り越えては隣の凹部に
係合するといった動作を繰り返す。したがってこのロー
ラ３８ａが凹凸部３６ａの一つの凸部を越えてから凹部
に至るまでの間は、前記ディテントスプリング３８の弾
性力に基づいて前記コントロール軸３２がモーター５０
の駆動とは無関係に前記遊び量δの範囲内で自走するこ
ととなる。なおこの自走の直後からモーター５０の駆動
による前記ウォームホイール５６の回転によって遊び量
δが再び詰められるまでの間は、前記コントロール軸３
２の回転量、つまりレンジ切換弁３０の動作量はほとん
ど変化しない。

【００１４】図１に自動変速機ＡＴのシフトレンジを選
択するための電気制御系統図が示されている。この図面
においてレンジセレクトスイッチ１０は、自動変速機Ａ
Ｔのシフトレンジ（Ｐ．Ｒ．Ｎ．Ｄ等）を選択するため
に運転者によるシフトレバー操作に対応して切換えられ
るポジションスイッチあるいは運転者が直接操作するプ
ッシュスイッチなどである。

【００１５】また図１に示されているシフトバイワイヤ
制御部（ＳＢＷ−ＥＣＵ）２０はマイクロコンピュータ
が使用され、自動変速機ＡＴのシフトレンジ切換え及び
それに関連する各種ソフトウェア処理に必要なプログラ
ムを記憶させた読出し専用メモリー（ＲＯＭ）、このプ
ログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、プロ
グラムに必要な変数を一時的に記憶する書き込み可能メ
モリー（ＲＡＭ）などを主体として構成されている。同
じく図１に示されている自動変速制御部（ＥＣＴ）２２
についてもマイクロコンピュータが使用され、この自動
変速制御部２２は周知のように車速及びエンジン負荷
（スロットル開度）に基づき自動変速機ＡＴにおける自
動変速用ソレノイドバルブの切換え制御が可能である。

【００１６】前記シフトバイワイヤ制御部２０（以下
「ＳＢＷ制御部２０」と略称する）には、前記レンジセ
レクトスイッチ１０の接点信号、前記レンジ切換弁３０
の切換位置を検出するレンジ検出センサとしてのバルブ
センサ１２及びニュートラルスイッチ１４からのそれぞ
れの検出信号が入力される。またこのＳＢＷ制御部２０
からは、前記レンジセレクトスイッチ１０からの接点信
号に応じた制御信号が前記モーター３０の駆動回路２
４、前記自動変速制御部２２及びレンジインジケータ２
８に対してそれぞれ出力される。

【００１７】前記バルブセンサ１２は、図２で示されて
いるように前記コントロール軸３２の軸上に設けられた
ロータリー式ポテンショメータなどが使用され、このコ
ントロール軸３２の回転角（レンジ切換弁３０の動作
量）に応じて変化する電気抵抗値がリニア特性を示すタ
イプであって、その出力電圧の変化でレンジ切換弁３０
の切換え位置が検出される。なおこのセンサの検出信号
は図１のアナログ・ディジタルコンバータ２６でディジ
タル信号に変換されて前記ＳＢＷ制御部２０に入力され
る。

【００１８】前記ニュートラルスイッチ１４は、レンジ
切換弁３０の切換え位置がニュートラル（Ｎ）レンジあ
るいはパーキング（Ｐ）レンジにあるときにオンとな
り、その信号が前記ＳＢＷ制御部２０に入力される。ま
た前記レンジインジケータ２８は運転席前方の計器パネ
ルに設けられ、基本的には自動変速機ＡＴのシフトレン
ジと対応する箇所を点灯表示する。

【００１９】図４に前記モーター５０の駆動によるレン
ジ切換弁３０の切換え制御時において、時間ｔ（モータ
ー５０の回転角）に対する前記バルブセンサ１２の出力
電圧値Ｕの変化が示されている。そして図４（Ａ）はレ
ンジ切換弁３０がドライブ（Ｄ）レンジ側から前記Ｐレ
ンジ側へ切換え制御されている場合を示し、図４（Ｂ）
はレンジ切換弁３０が逆にＰレンジ側からＤレンジ側へ
切換え制御されている場合を示している。これらの図面
で明らかなように、レンジ切換弁３０が前記遊び量δを
詰めてモーター５０の駆動に連動しているときの前記出
力電圧値Ｕは所定角αの傾斜に沿って変化する。また各
レンジ位置においてレンジ切換弁３０が前記ディテント
機構３４の機能により遊び量δの範囲で自走したとき、
出力電圧値Ｕが瞬間的に大きく変化し、その後はモータ
ー５０の駆動によって遊び量δが再び詰められるまで、
出力電圧値Ｕはほとんど変化しない。

【００２０】図４（Ａ）において仮想線ａ，ｂで示され
ている前記出力電圧値Ｕの特性は次の数式１でそれぞれ
表され、また図４（Ｂ）の仮想線ｃ，ｄで示されている
出力電圧値Ｕの特性は数式２でそれぞれ表される。

【００２１】

【数１】ａ＝Ｕ₀ ＋ΔＵ₁ ＋αｔ ｂ＝Ｕ₀ −ΔＵ₂ ＋αｔ

【数２】ｃ＝Ｕ₀ ＋ΔＵ₁ −αｔ ｄ＝Ｕ₀ −ΔＵ₂ −αｔ

【００２２】ただし前記の数式１，２においてＵ₀ はモ
ーター５０が駆動する前の出力電圧値、ΔＵ₁ ，ΔＵ₂
は前記バルブセンサ１２の信号フェールを判定する場合
の出力電圧値Ｕの許容値、αｔは出力電圧値Ｕの時間ｔ
当たりの変化率である。したがってバルブセンサ１２の
出力電圧値Ｕが、図４（Ａ）においては仮想線ａ，ｂの
範囲内にあれば正常であり、図４（Ｂ）では仮想線ｃ，
ｄの範囲内にあれば正常であることになる。

【００２３】前記構成の変速制御装置において、図１に
示されている前記レンジセレクトスイッチ１０が切換え
制御されると、その接点信号に応じて前記ＳＢＷ制御部
２０から出力される制御信号に基づいて前記モーター５
０が駆動される。これにより前記レンジ切換弁３０が切
換え制御されて自動変速機ＡＴのシフトレンジが選択さ
れる。またこのレンジ切換弁３０の切換え位置は、前記
バルブセンサ１２からの出力電圧の変化によって常に検
出されている。

【００２４】さて図５〜図７に前記バルブセンサ１２の
信号フェールを判定するための前記ＳＢＷ制御部２０に
よ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５のステップＳ１において前記レンジセ
レクトスイッチ１０の操作によるシフトレンジの切換え
制御中か否かを判断し、その判断結果がイエスの場合は
次のステップＳ２に移行し、ノーの場合は後で説明する
図７のステップＳ１４に移行する。このステップＳ２に
おいては前記モーター５０が駆動中か否かを判断し、こ
の判断結果がイエスの場合はステップＳ３に移行してレ
ンジ切換弁３０の移動開始フラグＦＴが「１」か否かを
判断する。

【００２５】前記ステップＳ３での判断結果がイエスの
場合は後で説明する図６のステップＳ９に移行し、ノー
の場合はステップＳ４に移行する。このステップＳ４に
おいてモーター５０の回転方向が、レンジ切換弁３０を
Ｐレンジ側へ移動させる方向か否かを判断する。この判
断結果がイエスの場合はステップＳ５に移行し、ここで
バルブセンサ１２の出力電圧値Ｕが図４（Ａ）の特性に
したがって変化しているか否か（Ｕ₀ ＋ΔＵ＜Ｕ）を判
断する。

【００２６】なおこのステップＳ５において、Ｕ₀ はす
でに述べたようにモーター５０の駆動開始前の出力電圧
値であり、ΔＵは出力電圧の変化値である。したがって
このステップＳ５での判断結果がイエスの場合は、レン
ジ切換弁３０がＰレンジ方向への移動を開始しているの
であるからステップＳ６に移行する。そしてこのステッ
プＳ６においてレンジ切換弁３０の移動開始フラグＦＴ
を「１」にするとともに、タイマーをスタートさせる。

【００２７】前記ステップＳ２での判断結果がノーの場
合、つまりモーター５０が駆動されていない場合はステ
ップＳ７に移行し、ここでレンジ切換弁３０の移動開始
フラグＦＴを「０」にするとともに、タイマーをリセッ
トする。また前記ステップＳ４の判断結果がノーの場
合、つまりモーター５０の回転方向がレンジ切換弁３０
をＤレンジ側へ移動させる方向の場合はステップＳ８に
移行する。このステップＳ８においてバルブセンサ１２
の出力電圧値Ｕが図４（Ｂ）の特性にしたがって変化し
ているか否か（Ｕ₀ −ΔＵ＜Ｕ）を判断する。この判断
結果がイエスの場合は、レンジ切換弁３０がＤレンジ方
向への移動を開始しているのであるから前記ステップＳ
６に移行して前記と同様の処理を実行する。

【００２８】つぎに図６のフローチャートによりレンジ
切換弁３０の切換え制御中のフェール判定制御を説明す
る。この図面のステップＳ９において、モーター５０の
回転方向がレンジ切換弁３０をＰレンジ側へ移動させる
方向か否かを再び判断する。この判断結果がイエスの場
合はステップＳ１０に移行し、ここでバルブセンサ１２
の出力電圧値Ｕが図４（Ａ）の仮想線ａ，ｂで表されて
いる特性の範囲内にあるか否か（ａ＜Ｕ＜ｂ）を判断す
る。また前記ステップＳ９の判断結果がノーの場合、つ
まりモーター５０の回転方向がレンジ切換弁３０をＤレ
ンジ側へ移動させる方向の場合はステップＳ１３に移行
する。このステップＳ１３では、バルブセンサ１２の出
力電圧値Ｕが図４（Ｂ）の仮想線ｃ，ｄで表されている
特性の範囲内にあるか否か（ｃ＜Ｕ＜ｄ）を判断する。

【００２９】前記ステップＳ１０あるいはステップＳ１
３での判断結果がノーの場合は、レンジ切換弁３０の切
換え制御中にバルブセンサ１２の信号フェールが発生し
ているのであるからそれぞれステップＳ１１に移行し、
ここで切換え制御中のフェールフラグＦＬ₁ を「１」に
する。これに対しステップＳ１０あるいはステップＳ１
３での判断結果がイエスの場合は、バルブセンサ１２の
検出信号は正常と判定されたのであるからそれぞれステ
ップＳ１２に移行し、ここで切換え制御中のフェールフ
ラグＦＬ₁ を「０」にする。

【００３０】次に図７のフローチャートによりレンジ切
換弁３０の停止中のフェール判定制御を説明する。この
図面のステップＳ１４において、レンジ切換弁３０の切
換え制御終了時（停止時）におけるバルブセンサ１２の
出力電圧値Ｕ_e と、図５のステップＳ１でレンジセレク
トスイッチ１０が操作されていないと判断された時点で
の出力電圧値Ｕとの差の絶対値が、非制御時のフェール
判定電圧値ΔＵ_n の範囲内であるか否か（｜Ｕ−Ｕ_e ｜
＜ΔＵ_n ）を判断する。この判断結果がノーの場合は、
レンジ切換弁３０の停止時においてバルブセンサ１２の
信号フェールが発生しているのであるからステップＳ１
５に移行し、ここで非制御時のフェールフラグＦＬ₀ を
「１」にする。

【００３１】前記ステップＳ１４での判断結果がイエス
の場合は、復帰判定のためにステップＳ１６に移行す
る。このステップＳ１６において各シフトレンジ毎に定
められているバルブセンサ１２の設定電圧値Ｕ_n に対す
る実際の出力電圧値Ｕの誤差が前記のフェール判定電圧
値ΔＵ_n の範囲内にあるか否か、すなわち Ｕ_n −ΔＵ_n ＜Ｕ＜Ｕ_n ＋ΔＵ_n が判断される。この判断結果がイエスであればステップ
Ｓ１７に移行して非制御時のフェールフラグＦＬ₀ を
「０」にする。またステップＳ１６での判断結果がノー
の場合は図示されていない別の制御に移行して所定の循
環処理を続ける。

【００３２】このようにレンジ切換弁３０の切換え制御
中においては、バルブセンサ１２の出力電圧値Ｕの時間
ｔ当たりの変化率が所定値を超えているときに検出信号
のフェールと判定される。またレンジ切換弁３０の停止
中においては、そのときのシフトレンジと対応する出力
電圧値が所定値を超えたときに検出信号のフェールと判
定される。これによりレンジ切換弁３０の切換え制御中
あるいは停止中を問わず正確なフェール判定が行われ
る。

【００３３】そこでバルブセンサ１２の信号フェールと
判定された場合の制御の一例を、図８のフローチャート
によって説明する。まずステップＳ５０において非制御
時のフェールフラグＦＬ₀ が「１」か否かを判断し、こ
の判断結果がイエスであれば次のステップＳ５１に移行
する。このステップＳ５１において、前記レンジセレク
トスイッチ１０から現在の車両走行とは逆方向の走行レ
ンジを指示する接点信号が入っているか否かを判断す
る。この判断結果がイエスの場合はステップＳ５２に移
行し、ここで前記ニュートラルスイッチ１４の検出信号
を利用して自動変速機ＡＴのシフトレンジをＮレンジに
切換える。

【００３４】前記ステップＳ５０での判断結果がノーの
場合はステップＳ５３に移行し、ここで制御中のフェー
ルフラグＦＬ₁ が「１」か否かを判断する。この判断結
果がイエスであれば前記ステップＳ５２に移行して前記
と同様の処理を行う。またステップＳ５３での判断結果
がノーの場合は図示されていない別の制御に移行して所
定の循環処理を続ける。一方、前記ステップＳ５１の判
断結果がノーの場合はステップＳ５４に移行してシフト
レンジの切換え制御をキャンセルする。

【００３５】なお自動変速機ＡＴのシフトレンジをＮレ
ンジに切換え、あるいは切換え制御をキャンセルした場
合は、前記レンジインジケータ２８の所定箇所を点滅表
示したり、図示しないボイスナビゲーションからの音声
などによりバルブセンサ１２の信号フェールに基づく制
御が行われたことを運転者に警報することが必要であ
る。

【００３６】

【発明の効果】このように本発明によれば、レンジ切換
弁の切換え制御中とレンジ切換弁の停止中とのそれぞれ
においてレンジ検出センサの信号フェールを判定できる
ので、レンジ切換弁の切換え制御中と停止中との別に応
じた適切なフェールセーフ制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動変速機のシフトレンジを選択するための電
気制御系統図である。

【図２】自動変速機のレンジ切換弁及びその駆動系の概
要を表した斜視図である。

【図３】コントロール軸とウォームホイールとの係合部
分の拡大平面図である。

【図４】レンジ切換え制御時におけるセンサ出力電圧の
変化を表した特性図である。

【図５】レンジ切換弁の移動開始を判定するためのフロ
ーチャートである。

【図６】レンジ切換え制御中のフェールを判定するため
のフローチャートである。

【図７】非切換え制御時のフェールを判定するためのフ
ローチャートである。

【図８】フェール判定時の制御を表したフローチャート
である。

【符号の説明】

１２ レンジ検出センサ（バルブセンサ） ２０ シフトバイワイヤ制御部 ３０ レンジ切換弁 ５０ モーター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シフトバイワイヤ制御部から出力される
   レンジ制御信号に基づいて駆動されるモーターによりレ
   ンジ切換弁が切換え制御され、かつこのレンジ切換弁の
   切換え位置をレンジ検出センサの出力電圧の変化により
   検出し、その検出信号を前記シフトバイワイヤ制御部に
   送信する構成の自動変速機の変速制御装置において、 前記シフトバイワイヤ制御部は、前記モーターの駆動に
   よるレンジ切換弁の切換え制御中は前記レンジ検出セン
   サの出力電圧の時間当たりの変化率が所定値を超えたと
   きに、またレンジ切換弁の停止中はそのときの切換え位
   置に対応する出力電圧が所定値を超えたときに、それぞ
   れレンジ検出センサの信号フェールと判定する手段を備
   えていることを特徴とした自動変速機の変速制御装置。