JPH11513466A - 自動変速機の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明に基づく自動変速機（２）の安全装置は、オーバーラップ式に速度段を切り換える際、解除すべきクラッチあるいはブレーキの解除ミスを、変速機入力回転数および変速機入力回転数と第１の変速比との積のそれぞれの時間勾配の差が増大しないことにより認識する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動変速機の安全装置 本発明は、シフトアップあるいはシフトダウンの際に、変速機入力回転数およ び変速機出力回転数と第１の変速比との積の、それぞれの時間勾配の両者の差が 連続的に増加しないことにより、解除すべきクラッチあるいはブレーキの欠陥を 認識する自動変速機の安全装置に関する。 ここでの自動変速機とは、（速度段の）切換がオーバーラップ式切換として実 施される、電気油圧式に制御される自動変速機を意味している。このオーバーラ ップ式切換の際、第１のクラッチあるいはブレーキが解除し、かつ第２のクラッ チあるいはブレーキが係合することにより（速度段の）切換が行われる。自動変 速機においては一般に、安全上危険な状態を避けるために、変速機の規則正しい 機能を監視することが普通である。センサで得られた入力信号、電磁式調整素子 （ソレノイド）、電子式変速機制御装置が監視され、また応答した量によって（ 速度段の）切換に関与するクラッチおよびブレーキが監視される。この場合、特 に解除すべきクラッチあるいはブレーキの解除ミスを適時に認識することが重要 である。これは、その解除ミスが変速機を拘束（ロック）し、損傷してしまうか らである。従って、そのようなクラッチあるいはブレーキの解除ミスは、安全上 極めて危険である。 本発明の目的は、自動変速機において解除すべきクラッチあるいはブレーキの 解除ミスを認識する安全装置を提供することにある。 本発明によればこの目的は、電子制御装置が（速度段の）切換の始めに周期的 に測定された変速機出力回転数から、第１の特性量Ｇ１として変速機出力回転数 と第１の変速比との積を計算し、第２の特性量Ｇ２として変速機入力回転数を測 定することによって達成される。第１および第２の特性量に対して、それぞれ連 続する二つの値の差から時間勾配が求められる。電子制御装置は、負荷受渡し後 における両者の時間勾配の差が増大しないことにより、解除すべきクラッチある いはブレーキの欠陥（解除ミス）を認識する。この本発明に基づく方式は、両特 性量の傾向を参照して、（速度段の）切換が規則正しく進行しているか否かが早 期に評価できるという利点を有する。欠陥（解除ミス）が存在するとき、その切 換は中断され、自動変速機はもとの速度段のままにされる。 このために本発明の実施態様において、第１および第２の特性量がそれぞれ包 囲線で包囲されていることを提案する。この包囲線が負荷受渡し後においても依 然として重なり合っているときには、欠陥（解除ミス）が存在するので、包囲線 の内部にある両特性量の値は欠陥範囲を表し、包囲線の外部にある両特性量の値 は健全範囲を表す。この実施態様は、回転数センサの誤差が直ちに解除すべきク ラッチあるいはブレーキの欠陥として評価されないという利点を生ずる。 本発明の他の実施態様において、第１の特性量の値が第２の特性量の下にある ことにより、駆動輪における滑りが一時的に増大したことを認識することを提案 する。 図に実施例が示されている。 図１は自動変速機の概略構成図、 図２は自動変速機の各速度段とクラッチ・ブレーキの作動状態との関係を表し た図、 図３はシフトアップの際における第１の特性量および第２の特性量の理想的な 時間的な経過を示した線図、 図４はシフトダウンの際における第１の特性量および第2の特性量の理想的な 時間的な経過を示した線図、 図５Ａはシフトアップの際における狂った時間的な経過の一例を示した線図、 図５Ｂはシフトアップの際における狂った時間的な経過の異なった例を示した 線図、 図６は上首尾／不首尾の検査条件の数を示した図表である。 図１には自動変速機２が示されている。自動変速機２は流体トルクコンバータ ７、デフ１２付きの複合遊星歯車装置１１、液圧制御装置４および電子制御装置 ５から成っている。 内燃機関１は、が駆動軸６を介して自動変速機２を駆動する。電子式エンジン 制御装置３が、内燃機関１を制御あるいは調整する。駆動軸６は、流体トルクコ ンバータ７に固く結合され、そのポンプインペラ８を駆動する。公知のように流 体トルクコンバータ７はポンプインペラ８、タービンランナ９およびステータ（ 案内羽根）１０から成っている。流体トルクコンバータ７に対して平行に、コン バータ橋渡しクラッチ（一方向クラッチ）が符号なしで示されている。このコン バータ橋渡しクラッチが作動された際、タービン軸は駆動軸６と同じ回転数で回 転する。複合遊星歯車装置１１は、２対の遊星歯車およびクラッチないしブレー キＢ〜Ｆから成っている。図２から、各速度段とクラッチ・ブレーキの作動状態 との関係が理解できる。動力はデフ１２および左右のドライブシャフト１３Ａ、 １３Ｂを介して出力される。機械部品は本発明の理解にとって重要ではないので 、これ以上の説明は省略する。 クラッチおよびブレーキＢ〜Ｆは、電子制御装置５によって、液圧制御装置４ を介して制御あるいは調整される。液圧制御装置４には電磁式調整素子（ソレノ イド）、および調圧バルブ部分（ソレノイドバルブ）が存在している。電子制御 装置５のうち非常に簡単な形でマイコン制御器１４、メモリ１５、演算器１７お よび調整素子制御器１６が示されている。メモリ１５は通常ＥＰＲＯＭあるいは バッファ形ＲＡＭとして形成されている。メモリ１５において運転上重要なデー タが読み取られる。調整素子制御器１６は、液圧制御装置４における電磁式調整 素子を制御するために使用する。演算器１７は、速度段切換用の重要なデータを 計算するために使用する。このデータは入力量１８〜２１から決定される。入力 量２０は例えばシフトレバーの信号、内燃機関の回転数、アクセルペダルあるい はスロットル弁の位置の信号、圧油温度などである。電子式エンジン制御装置３ および電子制御装置５は、データリンク２１を介して互いに接続されている。こ のデータリンク２１は、例えばエンジン操作を行うために、単線インターフェー スとして形成されている。そのほかにデータリンク２１はバス系統、例えばＣＡ Ｎバスに対する双方向データリンクとしても形成できる。電子制御装置５の補助 的な入力量は、変速機入力回転数１８および変速機出力回転数１９である。 図３は、シフトアップの際における両特性量Ｇ１、Ｇ２の理想的な経過を示し ている。横軸に時間が記され、縦軸に第１の特性量Ｇ１（Ｇ１＝ｎＡＢＸｉｌ） とＧ２（Ｇ２＝ｎＴ）が記されている。ここでｎＡＢは変速機出力回転数であり 、ｎＴは変速機入力回転数である。三つの質問時点ｔ１、ｔ２、ｔ３における第 １の特性量Ｇ１から、曲線経路Ａ、Ｂ、Ｃが生ずる。同様に第２の特性量Ｇ２か ら曲線経路Ｄ、Ｅ、Ｆが生ずる。 本発明に基づく安全装置は次のように作用する。即ち、時点０において（速度 段の）切換が開始される。第１の時点ｔ１において第１の特性量Ｇ１の値（点Ａ ）が計算され、第２の特性量Ｇ２の値（点Ｄ）が測定される。第２の時点ｔ２に おいて第１の特性量Ｇ１があらためて計算され（点Ｂ）、第２の特性量Ｇ２の値 が測定される（点Ｅ）。両時点における第１の特性量および第２の特性量の差か らそれぞれ時間勾配が求められる。従って次式が通用する。 ｄＧ１＝Ｇ１（ｔ２）−Ｇ１（ｔ１） ｄＧ２＝Ｇ２（ｔ２）−Ｇ２（ｔ１） この手順が第３の時点ｔ３で繰り返して行われ、点Ｃ、Ｆが生ずる。時点ｔ２ とｔ３との間で第２のクラッチが第１のクラッチから負荷を引き受け終える。こ れによって第２の特性量Ｇ２の時間勾配が変化する。変速機出力回転数はほぼ一 定したままであるので、計算された第１の特性量Ｇ１の値もほぼ一定したままで ある。第１の特性量と第２の特性量との差は時間に関して相関関係がある。これ は質問時点ｔ３において点Ｃと点Ｆとの間隔に相応している。（速度段の）切換 が規則正しく行われている場合、その差は次第に増大する。 図３には補助的に、第１の特性量および第２の特性量を包囲する二つのヒステ リシス域が示されている。第１の特性量Ｇ１におけるヒステリシス域に対して上 限が符号２４で、下限が符号２５で印されている。第２の特性量Ｇ２に対して符 号２２がその上限を、符号２３がその下限を示している。これによって、測定ミ スあるいは回転数信号における外乱が欠陥の認識を妨げないという利点が得られ る。ヒステリシス域の帯域は実験によって得られ、例えば±１００ｒｐｍである 。 図４は、シフトダウンの際における両特性量Ｇ１、Ｇ２の理想的な経過を示し ている。横軸に時間が記され、縦軸に第１の特性量Ｇ１（Ｇ１＝ｎＡＢＸｉ１） の回転数値とＧ２（Ｇ２＝ｎＴ）が記されている。両特性量の計算およびその手 順は、図３で説明した通りに行われる。 図５Ａは、シフトアップの際において欠陥がある場合の両特性量Ｇ１、Ｇ２の 経過を示している。ここでは、規則正しいシフトアップの場合と異なった第２の 特性量Ｇ２がＧ２′で記されている。その両特性量の包囲線は、負荷の受渡し後 も重なり合ったままである。その第１の原因は、解除すべきクラッチあるいはブ レーキが規則正しく解除されていないことにある。第２の原因は、係合するクラ ッチの圧力レベルが低すぎることにある。そのために係合するクラッチは、負荷 を解除すべきクラッチから受け取れない。上述の両原因は、第２の特性量Ｇ２′ の経過を規則正しい切換の場合（特性量Ｇ２）に比べて緩やかにさせる。 図５Ｂはシフトアップの際において欠陥がある場合の、異なった例の経過を示 している。その欠陥は、第１の特性量Ｇ１の値（ここではＧ１′として記されて いる）が第２の特性量Ｇ２の値より小さいことで示されている。これは走行車の 駆動車輪に激しく変動する摩擦係数、例えば滑りが生ずる場合である。 図６は他の実施形態を示している。この場合、時間帯ｔ２〜ｔ３において変速 機出力回転数および変速機入力回転数が、高い質問サイクルで検出されることか ら出発している。それに従って、両特性量Ｇ１、Ｇ２も高いサイクルで計算され る。時間帯ｔ２〜ｔ３中において、上首尾および不首尾の検査条件が計数され合 計される。その上首尾の検査条件は、第１および第２の特性量の包囲線が重なり 合っていないときに生ずる。図６において、時間帯ｔ２〜ｔ３（３）における検 査条件は否定的であり、時間帯ｔ２（３）〜ｔ３（５）における検査条件は肯定 的である。時間帯ｔ２（５）〜ｔ３（８）においても検査条件は満足されていな い。時点ｔ２（８）において合計が限界値を超過する。この限界値から（速度段 の）切換が規則正しいとして規定される。 符号の説明 １ 内燃機関 ２ 自動変速機 ３ 電子エンジン制御装置 ４ 液圧制御装置 ５ 電子制御装置 ６ 駆動軸 ７ 流体トルクコンバータ ８ ポンプインペラ ９ タービンランナ １０ ステータ（案内羽根） １１ 複合遊星歯車装置 １２ デフ １３Ａ ドライブシャフト １３Ｂ ドライブシャフト １４ マイコン制御器 １５ メモリ（記憶器） １６ 調整素子制御器 １７ 演算器 １８ 変速機入力回転数 １９ 変速機出力回転数 ２０ 入力量 ２１ データリンク ２２ ヒステリシス域 ２３ ヒステリシス域 ２４ ヒステリシス域 ２５ ヒステリシス域 Ｇ１ 第１の特性量 Ｇ２ 第２の特性量 Ｇ２′ 欠陥のある第２の特性量 Ｇ２″ 欠陥のある第２の特性量

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年８月１日 【補正内容】 請求の範囲 １． 特に内燃機関によって駆動される自動変速機（２）がクラッチおよびブ レーキ（Ｂ〜Ｆ）、液圧制御装置（４）および電子制御装置（５）を有し、この 電子制御装置（５）が入力量（１８〜２１）に関係して液圧制御装置（４）を介 してクラッチおよびブレーキ（Ｂ〜Ｆ）を制御あるいは調整し、そのクラッチ／ ブレーキ組合せ状態により速度段ないし変速比（ｉ）が規定され、電子制御装置 （５）の入力量として少なくとも変速機入力回転数（ｎＴ（ｔ））および変速機 出力回転数（ｎＡＢ（ｔ））が利用され、第１のクラッチあるいはブレーキが解 除し、第２のクラッチあるいはブレーキが係合することによって、第１の変速比 （ｉ１）から第２の変速比（ｉ２）へのシストアップあるいはシフトダウンが実 施され、電子制御装置（５）が切換の始めに周期的に測定された変速機出力回転 数（ｎＡＢ（ｔ））から、第１の特性量（Ｇ１）として変速機出力回転数と第１ の変速比との積（Ｇ１＝ｎＡＢＸｉ１）および第２の特性量（Ｇ２）として変速 機入力回転数（Ｇ２＝ｎＴ）を測定するような自動変速機の安全装置において、 第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ２）に対してそれぞれ連続する二つの値の 差から時間勾配が求められ（ｄＧ１＝Ｇ１（ｔ２）−Ｇ１（ｔ１）、ｄＧ２＝Ｇ ２（ｔ２）−Ｇ２（ｔ１））、第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ２）の時間勾 配がそれぞれ包囲線で包囲され、電子制御装置（５）が、上述の両包囲線が負荷 受渡し後において重なり合っていることにより解除すべきクラッチあるいはブレ ーキの欠陥を認識し、包囲線の内部にある両特性量（Ｇ１、Ｇ２）の値が欠陥範 囲を表し、包囲線の外部にある両特性量（Ｇ１、Ｇ２）の値が健全範囲を表すこ とを特徴とする自動変速機の安全装置。 ２． 第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ２）がそれぞれ包囲線で包囲され、 第１の特性量（Ｇ１）の値が第２の特性量（Ｇ２）の下にあることにより、駆動 輪における滑りが一時的に増大したことを認識することを特徴とする請求の範囲 第１項記載の安全装置。 ３． 負荷受渡し後に所定の時間帯（ｔ２〜ｔ３）にわたって高い質問サイク ルで変速機入力回転数（ｎＴ（ｔ））および変速機出力回転数（ｎＡＢ（ｔ）） が測定され、そこから第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ２）が求められ、上首 尾ないし不首尾の検査条件の数が計数され合計され、その合計が所定の限界値を 超過しないことにより欠陥を認識し、その上首尾の検査条件は負荷受渡し後にお いて両包囲線が重なり合わないときに存在し、不首尾の検査条件は両包囲線が重 なり合っているときに存在することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に 記載の安全装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 特に内燃機関によって駆動される自動変速機（２）がクラッチおよびブ レーキ（Ｂ〜Ｆ）、液圧制御装置（４）および電子制御装置（５）を有し、この 電子制御装置（５）が入力量（１８〜２１）に関係して液圧制御装置（４）を介 してクラッチおよびブレーキ（Ｂ〜Ｆ）を制御あるいは調整し、そのクラッチ／ ブレーキ組合せ状態により速度段ないし変速比（ｉ）が規定され、電子制御装置 （５）の入力量として少なくとも変速機入力回転数（ｎＴ（ｔ））および変速機 出力回転数（ｎＡＢ（ｔ））が利用され、第１のクラッチあるいはブレーキが解 除し、第２のクラッチあるいはブレーキが係合することによって、第１の変速比 （ｉ１）から第２の変速比（ｉ２）へのシストアップあるいはシフトダウンが実 施され、電子制御装置（５）が切換の始めに周期的に測定された変速機出力回転 数（ｎＡＢ（ｔ））から、第１の特性量（Ｇ１）として変速機出力回転数と第１ の変速比との積（Ｇ１＝ｎＡＢＸｉ１）を計算し、第２の特性量（Ｇ２）として 変速機入力回転数（Ｇ２＝ｎＴ）を測定し、第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ ２）に対してそれぞれ連続する二つの値の差から時間勾配が求められ（ｄＧ１＝ Ｇ１（ｔ２）−Ｇ１（ｔ１）、ｄＧ２＝Ｇ２（ｔ２）−Ｇ２（ｔ１））、電子制 御装置（５）が、負荷受渡し後におけるその時間勾配（ｄＧ１、ｄＧ２）の差（ ｄＧ１−ｄＧ２）が増大しないことにより、解除すべきクラッチあるいはブレー キの欠陥（解除ミス）を認識することを特徴とする自動変速機の安全装置。 ２． 第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ２）がそれぞれ包囲線で包囲され、 これらの包囲線が負荷受渡し後において重なり合っているときに欠陥が存在し、 包囲線の内部にある両特性量（Ｇ１、Ｇ２）の値が欠陥範囲を表し、包囲線の外 部にある両特性量（Ｇ１、Ｇ２）の値が健全範囲を表すことを特徴とする請求の 範囲第１項記載の安全装置。 ３． 第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ２）がそれぞれ包囲線で包囲され、 第１の特性量（Ｇ１）の値が第２の特性量（Ｇ２）の下にあることにより、駆動 輪における滑りが一時的に増大したことを認識することを特徴とする請求の範囲 第１項記載の安全装置。 ４． 負荷受渡し後に所定の時間帯（ｔ２〜ｔ３）にわたって高い質問サイク ルで変速機入力回転数（ｎＴ（ｔ））および変速機出力回転数（ｎＡＢ（ｔ）） が測定され、そこから第１および第２の特性量（Ｇ１、Ｇ２）が求められ、上首 尾ないし不首尾の検査条件の数が計数され合計され、その合計が所定の限界値を 超過しないことにより欠陥を認識することを特徴とする請求の範囲第１項ないし 第３項のいずれか１項に記載の安全装置。 ５． 負荷受渡し後に両包囲線が重なり合わないときに上首尾の検査条件が存 在し、ないしは両包囲線が重なり合っているときに不首尾の検査条件が存在する ことを特徴とする請求の範囲第４項記載の安全装置。