JPWO2020166365A1 - 自動変速機の回転センサ診断装置および診断方法 - Google Patents

Abstract

診断装置は、複数の変速段を有する自動変速機（AT）の回転要素の回転数を検出する回転センサ（３），（４），（５）が正常であるか異常であるかを診断する回転センサ診断部（２０ａ）を備える。回転センサ診断部（２０ａ）は、自動変速機（AT）の変速段毎に、回転センサ（３），（４），（５）からの検出回転数と理論上の回転数とを比較して異常を検知する。自動変速機（AT）の複数の変速段のうち、異なる変速段で異常検知を経験すると、回転センサ（３），（４），（５）の異常と診断する。

Description

本発明は、複数の変速段を有する自動変速機の回転センサ診断装置および診断方法に関する。

従来、エンジンの始動直後において、ブレーキが作動している状態で、インヒビタスイッチにより走行レンジの選択が検出されているときに、タービン回転センサにより所定数以上の回転数が検出されたときは、ニュートラル故障があると判定する。そして、ニュートラル故障がないと判定したときに限り、車速センサの故障の有無を判定するコントロールユニットを備える自動変速機の故障検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、ニュートラル故障がないと判定しない限り、車速センサの故障の有無を判定できない。つまり、回転異常があった場合に、変速系ソレノイドの機能異常であるのか、回転センサの機能異常であるのかを切り分けることができない。このため、ハード的に起こりえない回転数の領域のみ回転センサ異常領域と定義していたため、回転センサの異常検知性が低い、という課題がある。

本発明は、回転センサの機能異常と変速系ソレノイドの機能異常とを切り分けた診断により回転センサの異常検知性を向上することを目的とする。

特開平１１−２８０８８３号公報

本発明の自動変速機の回転センサ診断装置は、複数の変速段を有する自動変速機の回転要素の回転数を検出する回転センサが正常であるか異常であるかを診断する回転センサ診断コントローラを備える。
回転センサ診断コントローラは、自動変速機の変速段毎に、回転センサからの検出回転数と理論上の回転数とを比較して異常を検知する。自動変速機の複数の変速段のうち、異なる変速段で異常検知を経験すると、回転センサの異常と診断する。

変速系ソレノイドの機能異常の場合には、回転関係が崩れる変速段が、機能異常の変速系ソレノイドが関与することでギヤ比異常になった変速段に限定される。一方で、回転センサの機能異常の場合には、自動変速機の異なる複数の変速段で回転関係が崩れる。この関係を利用し、異なる変速段で回転関係が崩れる異常検知を経験すると、回転センサの異常と診断する。このため、回転センサの機能異常と変速系ソレノイドの機能異常とを切り分けた診断を行うことができ、回転センサの異常検知性を向上することができる。

実施例の回転センサ診断装置が適用された自動変速機を搭載したエンジン車の駆動系及び制御系を示す全体システム図である。 実施例の自動変速機において変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示す締結作動表である。 実施例の自動変速機において変速制御で用いられる変速マップの一例を示す変速マップ図である。 タービン回転センサ検出回転数を縦軸とし理論上のタービン回転数を横軸としたときの特定関係が成立する正常領域と特定関係が不成立の異常領域を示す図である。 第１タービン回転センサと第２タービン回転センサでのギヤ比異常との切り分けによる各変速段で診断可能なタービン回転センサを示す関係図である。 ３つの異常時判定式の成立/非成立の組み合わせと３つの異常回転センサの正常/異常の組み合わせと車輪速信号の正常/異常との相互関係を示す異常時判定表である。 実施例の自動変速機コントローラの回転センサ診断部で実行される回転センサラショナリティ診断処理の流れを示すフローチャートである。 自動変速機の正常領域と異常領域の変更前の領域区分けと変更後の領域区分けを示す対比図である。 関係式が不成立であり変速段が１速→２速→３速へとアップシフトする際に回転センサの異常が確定する場合の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の自動変速機の回転センサ診断装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

実施例の回転センサ診断装置は、前進７速後退１速の有段式による自動変速機を搭載したエンジン車（車両の一例）に適用したものである。以下、実施例の構成を、「全体システム構成」、「自動変速機のパワートレーン構成」、「自動変速機の変速制御構成」、「回転センサのラショナリティ診断処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例の制御装置が適用された自動変速機を搭載したエンジン車の駆動系及び制御系を示す。

エンジン車の駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、自動変速機ATと、を備えている。

自動変速機ATは、前進７速後退１速によるステップATと呼ばれる有段式自動変速機である。この自動変速機ATには、エンジンEngの駆動力が、ロックアップクラッチLU/Cを有するトルクコンバータTCを介して入力軸Inputから入力される。そして、４つの遊星ギヤと７つの摩擦締結要素とによって回転数が変速され、出力軸Outputから図外の駆動輪へ出力される。また、トルクコンバータTCのポンプインペラと同軸上にオイルポンプOPが設けられ、エンジンEngの駆動力によって回転駆動され、オイルを加圧する。

エンジン車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１０（ECU）と、自動変速機コントローラ２０（ATCU）と、コントロールバルブユニット３０（CVU）と、を備えている。そして、エンジンコントローラ１０と自動変速機コントローラ２０は、ＣＡＮ通信線４０を介して接続され、センサ情報や制御情報等を双方向通信により共有している。

エンジンコントローラ１０は、主にエンジンEngの駆動状態制御を行う。エンジンコントローラ１０には、運転者のアクセルペダル操作量をあらわすアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ１と、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ２と、が接続されている。このエンジンコントローラ１０では、エンジン回転数Neやアクセル開度APOや車速VSPに基づいて燃料噴射量やスロットル開度を調整することで、エンジン回転数やエンジントルクを制御する。

自動変速機コントローラ２０は、主に自動変速機ATの変速制御を行う。自動変速機コントローラ２０には、第１キャリアPC1の回転数を検出する第１タービン回転センサ３と、第１リングギヤR1の回転数を検出する第２タービン回転センサ４と、が接続されている。さらに、アウトプット回転数を検出するアウトプット回転センサ５と、運転者のセレクトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ６と、車輪速を検出する車輪速センサ７と、が接続されている。この自動変速機コントローラ２０には、３つの異常時判定式の成立/非成立による組み合わせ状態に基づいて、第１タービン回転センサ３と第２タービン回転センサ４とアウトプット回転センサ５の正常/異常をラショナリティ診断する回転センサ診断部２０ａ（回転センサ診断コントローラ）を有する。

コントロールバルブユニット３０は、自動変速機コントローラ２０からの制御指令に基づいて、各摩擦締結要素の締結/解放を制御するソレノイドバルブや油路を有して構成される。

［自動変速機のパワートレーン構成］
以下、図１に基づき、自動変速機ATのパワートレーン構成を説明する。
自動変速機ATは、変速ギヤとして、入力軸Input側から出力軸Output側までの軸上に、順に第１遊星ギヤG1と第２遊星ギヤG2による第１遊星ギヤセットGS1、及び、第３遊星ギヤG3と第４遊星ギヤG4による第２遊星ギヤセットGS2が配置されている。また、油圧制御される摩擦締結要素として、第１クラッチC1、第２クラッチC2、第３クラッチC3、第１ブレーキB1、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3、第４ブレーキB4が配置されている。さらに、機械的に締結/空転するワンウェイクラッチとして、第１ワンウェイクラッチF1と第２ワンウェイクラッチF2が配置されている。

第１遊星ギヤG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、両ギヤS1,R1に噛み合う第１ピニオンP1を支持する第１キャリアPC1と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。

第２遊星ギヤG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、両ギヤS2,R2に噛み合う第２ピニオンP2を支持する第２キャリアPC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。

第３遊星ギヤG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、両ギヤS3,R3に噛み合う第３ピニオンP3を支持する第３キャリアPC3と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。

第４遊星ギヤG4は、第４サンギヤS4と、第４リングギヤR4と、両ギヤS4,R4に噛み合う第４ピニオンP4を支持する第４キャリアPC4と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。

入力軸Inputは、第２リングギヤR2に連結され、エンジンEngからの回転駆動力を、トルクコンバータTC等を介して入力する。出力軸Outputは、第３キャリアPC3に連結され、出力回転駆動力を、ファイナルギヤ等を介して駆動輪に伝達する。

第１リングギヤR1と第２キャリアPC2と第４リングギヤR4とは、第１連結メンバM1により一体的に連結される。第３リングギヤR3と第４キャリアPC4とは、第２連結メンバM2により一体的に連結される。第１サンギヤS1と第２サンギヤS2とは、第３連結メンバM3により一体的に連結される。

第１遊星ギヤセットGS1は、第１遊星ギヤG1と第２遊星ギヤG2とを、第１連結メンバM1と第３連結メンバM3とによって連結することで、４つの回転要素を有して構成される。また、第２遊星ギヤセットGS2は、第３遊星ギヤG3と第４遊星ギヤG4とを、第２連結メンバM2によって連結することで、５つの回転要素を有して構成される。

第１遊星ギヤセットGS1では、トルクが入力軸Inputから第２リングギヤR2に入力され、入力されたトルクは第１連結メンバM1を介して第２遊星ギヤセットGS2に出力される。第２遊星ギヤセットGS2では、トルクが入力軸Inputから直接第２連結メンバM2に入力されると共に、第１連結メンバM1を介して第４リングギヤR4に入力され、入力されたトルクは第３キャリアPC3から出力軸Outputに出力される。

第１クラッチC1（インプットクラッチI/C）は、入力軸Inputと第２連結メンバM2とを選択的に断接するクラッチである。第２クラッチC2（ダイレクトクラッチD/C）は、第４サンギヤS4と第４キャリアPC4とを選択的に断接するクラッチである。第３クラッチC3（Ｈ＆LSＲクラッチH&LR/C）は、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4とを選択的に断接するクラッチである。

第２ワンウェイクラッチF2は、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4の間に配置されている。これにより、第３クラッチC3が解放され、第３サンギヤS3よりも第４サンギヤS4の回転数が大きい時、第３サンギヤS3と第４サンギヤS4とは独立した回転数を発生する。よって、第３遊星ギヤG3と第４遊星ギヤG4が第２連結メンバM2を介して接続された構成となり、それぞれの遊星ギヤが独立したギヤ比を達成する。

第１ブレーキB1（フロントブレーキF/B）は、第１キャリアPC1の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。また、第１ワンウェイクラッチF1は、第１ブレーキＢ１と並列に配置されている。第２ブレーキB2（ローブレーキLOW/B）は、第３サンギヤS3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。第３ブレーキB3（２３４６ブレーキ2-3-4-6/B）は、第１サンギヤS1及び第２サンギヤS2を連結する第３連結メンバM3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。第４ブレーキB4（リバースブレーキREV/B）は、第４キャリアPC4の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。

［自動変速機の変速制御構成］
図２は、実施例の自動変速機ATにおいて変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示す締結作動表である。なお、図２において、○印は当該摩擦締結要素が締結状態となることを示し、（○）印はエンジンブレーキが作動するコースト時に当該摩擦締結要素が締結状態となることを示し、無印は当該摩擦締結要素が解放状態となることを示す。

自動変速機ATによる隣接する変速段間のアップ変速時やダウン変速時においては、締結していた１つの摩擦締結要素を解放し、解放していた１つの摩擦締結要素を締結するという架け替え変速を行う。この架け替え変速により、下記のように、前進７速で後退１速の変速段を実現することができる。

即ち、アクセル踏み込みによるドライブ時の「１速段」では、第２ブレーキB2が締結状態で、第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2が締結する。アクセル足離しによるコースト時（エンブレ時）の「１速段」では、第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2が空転することで、第３クラッチC3と第１ブレーキB1と第２ブレーキB2が締結状態となる。

アクセル踏み込みによるドライブ時の「２速段」では、第２ブレーキB2及び第３ブレーキB3が締結状態で、第２ワンウェイクラッチF2が締結する。アクセル足離しによるコースト時（エンブレ時）の「２速段」では、第２ワンウェイクラッチF2が空転することで、第３クラッチC3と第２ブレーキB2と第３ブレーキB3が締結状態となる。

「３速段」では、ドライブ時/コースト時にかかわらず、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3、第２クラッチC2が締結状態となる。
「４速段」では、ドライブ時/コースト時にかかわらず、第３ブレーキB3、第２クラッチC2、第３クラッチC3が締結状態となる。
「５速段」では、ドライブ時/コースト時にかかわらず、第１クラッチC1、第２クラッチC2、第３クラッチC3が締結状態となる。
「６速段」では、ドライブ時/コースト時にかかわらず、第３ブレーキB3、第１クラッチC1、第３クラッチC3が締結状態となる。
「７速段」では、ドライブ時/コースト時にかかわらず、第１ブレーキB1、第１クラッチC1、第３クラッチC3が締結状態となる。

アクセル踏み込みによるドライブ時の「後退速段」では、第４ブレーキB4が締結状態で、第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2が締結する。アクセル足離しによるコースト時（エンブレ時）の「後退速段」では、第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2が空転することで、第３クラッチC3、第１ブレーキB1、第４ブレーキB4が締結状態となる。

図３は、実施例の自動変速機ATにおいて変速制御で用いられる変速マップを示す変速マップ図である。なお、図３に示す変速マップは、自動変速機コントローラ２０のメモリに予め記憶設定されていて、実線はアップ変速線を示し、点線はダウン変速線を示す。

Ｄレンジの選択時には、アウトプット回転センサ５（＝車速センサ）からの車速VSPと、アクセル開度センサ１からのアクセル開度APOに基づき決まる運転点（VSP,APO）が、変速マップ上において存在する位置を検索する。そして、運転点（VSP,APO）が動かない、或いは、運転点（VSP,APO）が動いても図３の変速マップ上で１つの変速段領域内に存在したままであれば、そのときの変速段をそのまま維持する。

一方、運転点（VSP,APO）が動いて図３の変速マップ上でアップ変速線を横切ると、横切る前の運転点（VSP,APO）が存在する領域が示す変速段から横切った後の運転点（VSP,APO）が存在する領域が示す変速段へのアップ変速指令を出力する。また、運転点（VSP,APO）が動いて図３の変速マップ上でダウン変速線を横切ると、横切る前の運転点（VSP,APO）が存在する領域が示す変速段から横切った後の運転点（VSP,APO）が存在する領域が示す変速段へのダウン変速指令を出力する。

［回転センサ診断部の構成］
回転センサ診断部２０ａは、自動変速機ATの回転要素の回転数を検出する「第１タービン回転センサ３」と「第２タービン回転センサ４」と「アウトプット回転センサ５」をラショナリティ診断の対象となる回転センサとする。ここで、「ラショナリティ診断」とは、検出回転数と理論上の回転数との特定関係を用いた合理的な手法により、回転センサ３，４，５の正常/異常の診断を行うことをいう。

回転センサ診断部２０ａにおける回転センサ３，４，５のラショナリティ診断では、自動変速機ATの変速段毎に、回転センサ３，４，５からの検出回転数と理論上の回転数とを比較して異常を検知する。具体的には、第１異常時判定式と第２異常時判定式と第３異常時判定式の成立/非成立による組み合わせ状態に基づいて、回転センサ３，４，５の正常/異常を検知する。

例えば、図４に示すように、タービン回転センサ検出回転数を縦軸とし、理論上のタービン回転数（＝アウトプット回転数No×ギヤ比α）を横軸とする。このとき、特定関係が成立する２つの値を比較し、２つの値が所定の誤差範囲内にあると正常と検知でき、所定の誤差範囲から外れると異常と検知できる。

そして、自動変速機ATの変速段毎に行うのは、図５に示すように、第１タービン回転センサ３については、１速、２速、６速、７速にてギヤ比異常との切りか分けができる。第２タービン回転センサ４については、図５に示すように、２速、３速、４速、５速、６速にてギヤ比異常との切りか分けができる。一方、「回転センサ」は、第１タービン回転センサ３と第２タービン回転センサ４とアウトプット回転センサ５とを併せたものとしている。よって、自動変速機ATの全変速段である１速段〜７速段の何れの変速段においても回転センサ３，４，５のラショナリティ診断が可能であることによる。

また、第１異常時判定式は、図６に示すように、第１タービン回転数Nt1とアウトプット回転数Noとギヤ比α1を用いた｜Nt1−No×α1｜＞β１にて与えられる。第２異常時判定式は、図６に示すように、第２タービン回転数Nt2とアウトプット回転数Noとギヤ比α2を用いた｜Nt2−No×α2｜＞β2にて与えられる。第３異常時判定式は、図６に示すように、第２タービン回転数Nt2と車輪速Novsp2とギヤ比α2を用いた｜Nt2−Novsp2×α2｜＞β3にて与えられる。

次に、回転センサ診断部２０ａでは、自動変速機ATの複数の変速段のうち、異なる変速段で異常検知を経験すると、回転センサ３，４，５の何れかの回転センサが異常と診断する。具体的には、回転センサ３，４，５の異常検知回数として、２以上の異なる変速段にて異常検知を経験する最小限域の経験回数値による閾値（例えば、４回）以上の回数を連続して経験すると、回転センサ３，４，５が異常との診断を確定する。

これは、ギヤ比異常の場合には、限定された変速段でのみ特定関係が不成立となる。しかし、異なる変速段で異常検知を経験するということは、変速系ソレノイドの機能異常によるギヤ比異常が除かれ、回転センサ３，４，５の機能異常であると特定できることによる。

また、閾値を最小限域の経験回数値とするのは、回転センサ３，４，５の機能異常が発生すると、ギヤ比/ニュートラル異常の検知タイミングより早期のタイミングにて回転センサ３，４，５が異常との診断を確定したいことによる。なお、先にギヤ比/ニュートラル異常が検知されると、誤検知防止のために回転センサ３，４，５の異常診断を禁止している。

［回転センサのラショナリティ診断処理構成］
図７は、実施例の自動変速機コントローラ２０の回転センサ診断部２０ａで実行される回転センサ３，４，５のラショナリティ診断処理の流れを示す。以下、回転センサ３，４，５のラショナリティ診断処理構成をあらわす図７の各ステップについて説明する。なお、図７の処理は、例えば、イグニッションオンを開始条件とし、イグニッションオフを終了条件とし、所定の制御周期において繰り返し実行される。また、図７のフローチャートにおいて「Ａ」は異常状態継続タイマ、「Ｂ」は異常検知カウンタ、「Ｃ」は正常状態継続タイマ、「Ｄ」は正常検知カウンタを示す。

ステップＳ１では、スタートに続き、回転センサラショナリティ診断の禁止条件が成立したか否かを判断する。YES（禁止条件成立）の場合はステップＳ２へ進み、NO（禁止条件不成立）の場合はステップＳ３へ進む。

ここで、回転センサラショナリティ診断の禁止条件とは、
(a)ギヤ比/ニュートラル異常検知時
(b)インターロック検知時
(c)UDS過回転異常検知時
(d)Low/B機能異常検知時
(e)変速SOL電気異常検知時
(f)既存回転センサ断線検知時
などをいう。

ステップＳ２では、Ｓ１でのYES、又は、Ｓ３でのNO、又は、Ｓ１１でのNOであるとの判断に続き、異常状態継続タイマＡと正常状態継続タイマＣをリセットし、異常検知カウンタＢと正常検知カウンタＤの前回値をキープし、エンドへ進む。

ステップＳ３では、Ｓ１での禁止条件不成立であるとの判断に続き、回転センサラショナリティ診断の許可条件が成立したか否かを判断する。YES（許可条件成立）の場合はステップＳ４へ進み、NO（許可条件不成立）の場合はステップＳ２へ進む。

ここで、回転センサラショナリティ診断の許可条件とは、
(g)定常変速段時（変速中でない）
(h)選択されているレンジ位置が走行レンジ（Ｎ，Ｒ，Ｐレンジ以外）
(i)エンジン運転中（アイドルストップ時や燃料カット時などではない）
(j)変速段が１速段と２速段のときにスロットル開度が所定開度以上
などをいう。なお、許可条件(j)は、変速段が１速段と２速段のときにワンウェイクラッチF1,F2が空転することなくドライブ締結を確保するための条件である。

ステップＳ４では、Ｓ３での許可条件成立との判断に続き、異常の組み合わせであるか否かを判断する。YES（異常の組み合わせ）の場合はステップＳ５へ進み、NO（異常以外の組み合わせ）の場合はステップＳ１１へ進む。

ここで、「第１タービン回転センサ３の異常の組み合わせ」とは、図６に示すように、第１異常時判定式が成立、第２異常時判定式が非成立、第３異常時判定式が非成立、による組み合わせ状態をいう。「第２タービン回転センサ４の異常の組み合わせ」とは、図６に示すように、第１異常時判定式が非成立、第２異常時判定式が成立、第３異常時判定式が成立、による組み合わせ状態をいう。「アウトプット回転センサ５の異常の組み合わせ」とは、図６に示すように、第１異常時判定式が成立、第２異常時判定式が成立、第３異常時判定式が非成立、による組み合わせ状態をいう。但し、車輪速センサ７からの車輪速信号が正常であることを条件とする。

ステップＳ５では、Ｓ４での異常の組み合わせであるとの判断に続き、異常の組み合わせ状態を維持したままでの異常状態継続タイマＡの値が設定時間（例えば、1sec程度）以上経過した値になったか否かを判断する。YES（Ａ≧設定時間）の場合はステップＳ７へ進み、NO（Ａ＜設定時間）の場合はステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、Ｓ５でのＡ＜設定時間であるとの判断に続き、異常状態継続タイマＡをカウントし、正常状態継続タイマＣをリセットし、異常検知カウンタＢと正常検知カウンタＤの前回値をキープし、エンドへ進む。

ステップＳ７では、Ｓ５でのＡ≧設定時間であるとの判断に続き、変速段毎に異常検知カウンタＢを１アップし、正常検知カウンタＤをオールリセットし、異常状態継続タイマＡと正常状態継続タイマＣの前回値をキープし、ステップＳ８へ進む。
即ち、異常組み合わせ状態を維持したままで設定時間以上経過すると回転センサ異常と検知し、その変速段の異常検知カウンタＢを１アップする。

ステップＳ８では、Ｓ７での回転センサ異常検知処理に続き、異なる変速段（複数の変速段）で異常検知カウンタＢが１以上カウントされ、且つ、その合計値が閾値（例えば、４回）以上であるか否かを判断する。YES（Ｂ（合計）≧４）の場合はステップＳ１０へ進み、NO（Ｂ（合計）＜４）の場合はステップＳ９へ進む。

ここで、「閾値」は、２以上の異なる変速段にて異常検知を経験する最小限域の経験回数値に設定される。具体的には、「異常状態を複数回経験したら異常を確定とする」誤検知防止要求と、「FTPサイクル内で複数の変速段で異常を経験させたいとする」早期診断要求の相反する要求に対して、どちらも成立するため、実施例では「閾値」を“４回”としている。なお、「FTPサイクル」とは、自動車の運転サイクルの一つで、市街地走行における常温時と低温時の環境下での排出ガス測定に使用するアメリカのFTPモードでの運転サイクルをいう。

ステップＳ９では、Ｓ８でのＢ（合計）＜４であるとの判断に続き、異常状態継続タイマＡ、異常検知カウンタＢ、正常状態継続タイマＣ、正常検知カウンタＤの前回値をキープし、エンドへ進む。

ステップＳ１０では、Ｓ８でのＢ（合計）≧４であるとの判断に続き、回転センサ３，４，５の異常診断を確定すると共に、異常状態継続タイマＡ、異常検知カウンタＢ、正常状態継続タイマＣ、正常検知カウンタＤの前回値をキープし、エンドへ進む。

ここで、回転センサ３，４，５の異常診断が確定してもフェールセーフやリンプホームによる異常時処理を行わず、単に故障表示ランプの点灯と故障コードの記憶を実行する。そして、回転センサ３，４，５のラショナリティ異常診断と併用して実行されている自動変速機ATのギヤ比/ニュートラル異常検知はそのまま継続して実行する。

ステップＳ１１では、Ｓ４での異常以外の組み合わせであるとの判断に続き、正常の組み合わせであるか否かを判断する。YES（正常の組み合わせ）の場合はステップＳ１２へ進み、NO（それ以外の組み合わせ）の場合はステップＳ２へ進む。

ここで、「正常の組み合わせ」とは、図６に示すように、車輪速センサ７からの車輪速信号が正常であることを条件とし、第１異常時判定式が非成立、第２異常時判定式が非成立、第３異常時判定式が非成立、による組み合わせ状態をいう。「それ以外の組み合わせ」とは、図６に示すように、車輪速センサ７からの車輪速信号が自己診断により異常であるとき、第１異常時判定式が非成立、第２異常時判定式が非成立、第３異常時判定式が成立、による組み合わせ状態をいう。

ステップＳ１２では、Ｓ１１での正常の組み合わせであるとの判断に続き、正常の組み合わせ状態を維持したままでの正常状態継続タイマＣの値が設定時間（例えば、1sec程度）以上経過した値になったか否かを判断する。YES（Ｃ≧設定時間）の場合はステップＳ１４へ進み、NO（Ｃ＜設定時間）の場合はステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、Ｓ１２でのＣ＜設定時間であるとの判断に続き、正常状態継続タイマＣをカウントし、異常状態継続タイマＡをリセットし、異常検知カウンタＢと正常検知カウンタＤの前回値をキープし、エンドへ進む。

ステップＳ１４では、Ｓ１２でのＣ≧設定時間であるとの判断に続き、正常検知カウンタＤを１アップし、異常検知カウンタＢをオールリセットし、異常状態継続タイマＡと正常状態継続タイマＣの前回値をキープし、ステップＳ１５へ進む。
即ち、正常組み合わせ状態を維持したままで設定時間以上経過すると回転センサ正常と検知し、正常検知カウンタＤを１アップする。

ステップＳ１５では、Ｓ１４での回転センサ正常検知処理に続き、正常検知カウンタＤが、閾値（例えば、４回）以上であるか否かを判断する。YES（Ｄ≧４）の場合はステップＳ１７へ進み、NO（Ｄ＜４）の場合はステップＳ１６へ進む。

ここで、「閾値」は、２以上の異なる変速段にて正常検知を経験する最小限域の経験回数値に設定される。

ステップＳ１６では、Ｓ１５でのＤ＜４であるとの判断に続き、異常状態継続タイマＡ、異常検知カウンタＢ、正常状態継続タイマＣ、正常検知カウンタＤの前回値をキープし、エンドへ進む。

ステップＳ１７では、Ｓ１５でのＤ≧４であるとの判断に続き、回転センサ３，４，５の正常診断を確定すると共に、異常状態継続タイマＡ、異常検知カウンタＢ、正常状態継続タイマＣ、正常検知カウンタＤの前回値をキープし、エンドへ進む。

次に、「背景技術の課題と課題解決方策」を説明する。そして、実施例の作用を、「回転センサのラショナリティ診断処理作用」、「回転センサの異常診断確定作用」に分けて説明する。

［背景技術の課題と課題解決方策］
自動変速機における異常診断の背景技術としては、図８の変更前の異常/正常診断概要図に示すように、正常領域Ｅとギヤ比ずれ領域Ｆ（誤解放／誤締結／回転センサ故障要因）に分け、ギヤ比ずれ領域Ｆの一部として、ギヤ比/ニュートラル異常検知領域Ｇを有する。そして、ギヤ比/ニュートラル異常検知領域Ｇは、変速系ソレノイドの機能異常や回転センサの機能異常の両方を含み、結果的にギヤ比異常やニュートラル異常が検知される領域としている。そして、ギヤ比/ニュートラル異常検知領域になると、１速固定や１−２変速制限や１−２−３変速制限や２−３−４変速制限や４−５−６変速制限などによるフェールセーフ制御やリンプホーム制御を実行している。

しかし、自動変速機に装備される回転センサが機能異常であるかどうかの回転センサ異常診断を行いたい、という要求がある。この要求を満足するため、
1)FTPサイクルで検知でき、かつ、診断の頻度を確保できる診断構築が必要である、
2)回転センサラショナリティ診断での適切なフェールセーフの構築が必要である、
という解決課題がある。

上記解決課題に対し、本発明者等は、ギヤ比/ニュートラル異常検知領域Ｇから回転センサの機能異常だけを切り分ける点に着目した。即ち、図８の変更後の異常/正常診断概要図に示すように、変更前のギヤ比/ニュートラル異常検知領域Ｇから回転センサラショナリティ故障検知領域Ｈをさらに切り分けた。そして、課題1)を回転センサラショナリティ故障検知領域Ｈにより実現し、課題2)をギヤ比/ニュートラル異常検知領域Ｇを残すことで実現した。

課題解決方策として、複数の変速段を有する自動変速機ATと、自動変速機ATの回転要素の回転数を検出する回転センサ３，４，５が正常であるか異常であるかを診断する回転センサ診断部２０ａと、を備える。この自動変速機ATの回転センサ診断装置において、回転センサ診断部２０ａは、自動変速機ATの変速段毎に、回転センサ３，４，５からの検出回転数と理論上の回転数とを比較して異常を検知する。自動変速機ATの複数の変速段のうち、異なる変速段で異常検知を経験すると、回転センサ３，４，５の異常と診断する方策を採用した。

まず、変速系ソレノイドの機能異常の場合には、回転関係が崩れる変速段が、機能異常の変速系ソレノイドが関与することでギヤ比異常になった変速段に限定される。一方で、回転センサ３，４，５の機能異常の場合には、自動変速機ATの異なる複数の変速段で回転関係が崩れる。この関係を利用し、異なる変速段で回転関係が崩れる異常検知を経験すると、回転センサ３，４，５が異常であると診断される。このため、回転センサ３，４，５の機能異常と変速系ソレノイドの機能異常とを切り分けた診断により回転センサ３，４，５の異常検知性を向上することができる。

［回転センサのラショナリティ診断処理作用］
図７に示すフローチャートに基づいて、回転センサ３，４，５のラショナリティ診断処理作用を説明する。

まず、禁止条件が不成立で、かつ、許可条件が成立し、異常の組み合わせである場合、異常状態継続タイマＡの値が設定時間に到達しないまでの間は、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→エンドへと進む流れが繰り返される。このとき、異常状態継続タイマＡの値が設定時間に到達する前に、例えば、次の変速が実行されることにより許可条件が成立しなくなると、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ２→エンドへと進み、異常状態継続タイマＡの値がリセットされる。

一方、異常状態継続タイマＡの値が設定時間に到達するまで、禁止条件が成立することも許可条件が不成立になることもなく、異常の組み合わせが継続される場合、Ｓ５からＳ７→Ｓ８→Ｓ９→エンドへと進む。Ｓ７では、異常検知カウンタＢが１アップされ、Ｓ９ではＡ〜Ｄが前回値をキープされる。

例えば、次の変速が実行されることにより許可条件が成立しなくなった後、異なる変速段になったとする。変速段の変更後、禁止条件が不成立で、かつ、許可条件が成立し、異常の組み合わせである場合、異常状態継続タイマＡの値が設定時間に到達しないまでの間は、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→エンドへと進む流れが繰り返される。そして、異常状態継続タイマＡの値が設定時間に到達するまで、禁止条件が成立することも許可条件が不成立になることもなく、異常の組み合わせが継続される場合、Ｓ５からＳ７→Ｓ８→Ｓ９→エンドへと進む。Ｓ７では、異常検知カウンタＢがさらに１アップされ、次のＳ９ではＡ〜Ｄが前回値をキープされる。

そして、異常検知カウンタＢが１アップされる状況が繰り返され、異常検知カウンタＢの合計値が４回に到達すると、Ｓ７からＳ８→Ｓ１０→エンドへと進む。Ｓ１０では、回転センサ３，４，５の異常診断が確定されると共に、Ａ〜Ｄの前回値がキープされる。しかし、回転センサ３，４，５の異常診断が確定してもフェールセーフやリンプホームによる異常時処理が行われず、単に故障表示ランプの点灯と故障コードの記憶が実行される。そして、回転センサ３，４，５のラショナリティ異常診断と併用して実行されている自動変速機ATのギヤ比/ニュートラル異常検知はそのまま継続して実行される。

一方、異常検知カウンタＢがカウントアップされている状態で正常の組み合わせが判断されるとする。この場合、禁止条件が不成立で、かつ、許可条件が成立し、正常の組み合わせである場合、正常状態継続タイマＣの値が設定時間に到達しないまでの間は、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→エンドへと進む流れが繰り返される。そして、正常状態継続タイマＣの値が設定時間に到達するまで、禁止条件が成立することも許可条件が不成立になることもなく、正常の組み合わせが継続される場合、Ｓ１２からＳ１４→Ｓ１５→Ｓ１６→エンドへと進む。Ｓ１４では、正常検知カウンタＤが１アップされ、異常検知カウンタＢがオールリセットされ、次のＳ１６ではＡ〜Ｄが前回値をキープされる。

そして、正常検知カウンタＤが１アップされる状況が繰り返され、正常検知カウンタＤが４回に到達すると、Ｓ１４からＳ１５→Ｓ１７→エンドへと進む。Ｓ１７では、回転センサ３，４，５の正常診断が確定されると共に、Ａ〜Ｄの前回値がキープされる。

なお、回転センサ３，４，５の正常診断も異常診断も確定しないうちに、ギヤ比/ニュートラル異常検知などにより禁止条件が成立すると、Ｓ１→Ｓ２→エンドへと進む流れが繰り返され、回転センサ３，４，５のラショナリティ診断処理は禁止された状態になる。そして、ギヤ比/ニュートラル異常検知やインターロック検知や回転センサ断線検知などに基づいて、異常時処理（フェールセーフ、リンプホーム）が作動する。

［回転センサの異常診断確定作用］
次に、回転センサ３，４，５の異常診断を確定する一例を、図９に示すタイムチャートに基づいて説明する。

時刻t1から時刻t3までは診断許可フラグが許可とされる１速状態である。このとき異常状態が継続し、時刻t2にて異常検知時間（例えば、1sec）に到達すると、異常検知カウンタＢが１回をカウントする。

時刻t3の後、時刻t4まで１速から２速へのアップシフト中の間は、診断許可フラグが禁止区間となる。そして、時刻t4から時刻t5までは診断許可フラグが許可とされる２速状態である。このとき異常状態が継続しているが、時刻t5にて異常検知時間（例えば、1sec）に到達しないと、異常検知カウンタＢがカウントしない。

時刻t5の後、時刻t6まで２速から３速へのアップシフト中の間は、診断許可フラグが禁止区間となる。そして、時刻t6以降は診断許可フラグが許可とされる３速状態が維持される。このとき異常状態が継続していて、時刻t6から時刻t7にて異常検知時間（例えば、1sec）に到達すると、異常検知カウンタＢが２回をカウントする。そして、時刻t7から時刻t8にて異常検知時間（例えば、1sec）に到達すると、異常検知カウンタＢが３回をカウントする。さらに、時刻t8から時刻t9にて異常検知時間（例えば、1sec）に到達すると、異常検知カウンタＢが４回をカウントする。

このように、自動変速機ATの変速段が互いに異なる１速段（１回の異常検知を経験）と３速段（３回の異常検知を経験）にて合計４回の異常検知経験を終了する時刻t9のタイミングになると、回転センサ３，４，５の異常診断確定になる。

以上説明したように、実施例の自動変速機ATの回転センサ診断装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 複数の変速段を有する自動変速機ATの回転要素の回転数を検出する回転センサ３，４，５が正常であるか異常であるかを診断する回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）を備える自動変速機ATの回転センサ診断装置において、
回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）は、
自動変速機ATの変速段毎に、回転センサ３，４，５からの検出回転数と理論上の回転数とを比較して異常を検知し、
自動変速機ATの複数の変速段のうち、異なる変速段で異常検知を経験すると、回転センサ３，４，５の異常と診断する。
このため、回転センサ３，４，５の機能異常と変速系ソレノイドの機能異常とを切り分けた診断により回転センサ３，４，５の異常検知性を向上することができる。

(2) 自動変速機ATの回転センサとして、第１タービン回転数Nt1を検出する第１タービン回転センサ３と、第２タービン回転数Nt2を検出する第２タービン回転センサ４と、アウトプット回転数Noを検出するアウトプット回転センサ５と、を有し、
回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）は、
第１タービン回転数Nt1とアウトプット回転数Noとギヤ比α1を用いた第１異常時判定式と、第２タービン回転数Nt2とアウトプット回転数Noとギヤ比α2を用いた第２異常時判定式と、第２タービン回転数Nt2と車輪速Novsp2とギヤ比α2を用いた第３異常時判定式と、を用い、
第１異常時判定式と第２異常時判定式と第３異常時判定式の成立/非成立による組み合わせ状態により、回転センサ３，４，５の正常/異常を検知する。
このため、自動変速機ATに有する第１タービン回転センサ３と第２タービン回転センサ４とアウトプット回転センサ５の正常/異常を、３つの異常時判定式の成立/非成立による組み合わせ状態により検知することができる。

(3) 回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）は、第１異常時判定式と第２異常時判定式と第３異常時判定式の成立/非成立による異常組み合わせ状態を維持したままで設定時間以上経過すると、回転センサ３，４，５が異常と検知する。
このため、回転センサ３，４，５の異常検知に際し、３つの異常時判定式の成立/非成立による組み合わせ状態が瞬間的に成立する場合が除かれ、回転センサ３，４，５が異常であることを精度良く検知することができる。

(4) 回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）は、回転センサ３，４，５の異常検知回数として、２以上の異なる変速段にて異常検知を経験する最小限域の経験回数値による閾値以上の回数を連続して経験すると、回転センサ３，４，５が異常との診断を確定する。
このため、回転センサ３，４，５の異常発生から回転センサ３，４，５が異常との診断を確定するまでに要する時間を、誤検知を防止する最小限域の時間に抑えることができる。

(5) 回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）は、回転センサ３，４，５の異常検知回数が閾値未満のとき、第１異常時判定式と第２異常時判定式と第３異常時判定式の成立/非成立による正常組み合わせ状態を維持したままで設定時間以上経過すると、回転センサ３，４，５の異常検知回数（異常検知カウンタＢ）をリセットする。
このため、３つの異常時判定式の成立/非成立による組み合わせにより回転センサ３，４，５の異常が検知されても、一時的な原因による異常検知などであった場合、回転センサ３，４，５が正常であるとの診断に復帰することができる。

(6) 回転センサ３，４，５の異常診断は、自動変速機ATのギヤ比/ニュートラル異常検知と併用して実行され、
回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）は、回転センサ３，４，５の異常診断より先にギヤ比/ニュートラル異常検知がなされると、回転センサ３，４，５の異常診断を禁止する。
このため、回転センサ３，４，５の異常診断より先にギヤ比/ニュートラル異常検知がなされた場合、ギヤ比/ニュートラル異常検知に基づく暫定リンプホーム制御や探り制御の実行による回転センサ３，４，５の異常誤診断を防止することができる。即ち、先にギヤ比/ニュートラル異常検知がなされた場合、ギヤ比/ニュートラル異常検知に基づく暫定リンプホーム制御や探り制御が行われる。このため、暫定リンプホーム制御や探り制御中に回転センサ３，４，５の異常診断を実行すると、制御干渉により回転センサ３，４，５の異常診断を誤診断してしまう。

(7) 回転センサ診断コントローラ（回転センサ診断部２０ａ）は、ギヤ比/ニュートラル異常検知より先に回転センサ３，４，５の異常診断がなされると、回転センサ３，４，５の異常診断に基づく異常時処理を行わず、ギヤ比/ニュートラル異常検知の実行を継続し、ギヤ比/ニュートラル異常検知に基づいて異常時処理を実施する。
このため、ギヤ比/ニュートラル異常検知より先に回転センサ３，４，５の異常診断がなされた場合、異常時処理についてギヤ比/ニュートラル異常検知に基づく異常時処理の実施を優先することができる。即ち、回転センサ３，４，５の異常診断が、ギヤ比/ニュートラル異常検知の一部として位置付けられ、回転センサ異常検知領域において適切な異常時処置を行うことで、安全性が担保される。

以上、本発明の自動変速機の回転センサ診断装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例では、異なる変速段（複数の変速段）で異常検知カウンタＢが１以上カウントされ、且つ、その合計値が閾値（例えば、４回）以上であるか否かに基づいて、回転センサ３，４が異常であるとの診断（異常診断）を確定する例を示した。しかし、異常であるとの診断を確定するにあたっては、回転センサ異常とギヤ比異常との切り分けが不可能な変速段の数に基づいて行ってもよい。例えば、本実施例のように、回転センサ３において、回転センサ異常とギヤ比異常との切り分けが不可能な変速段が３つ存在する場合には、４つの変速段で異常検知カウンタＢが１以上カウントされた場合に、回転センサ３が異常であるとの診断（異常診断）を確定してもよい。これは、回転センサ異常とギヤ比異常との切り分けが不可能な変速段が３つであるのに対して、４つの変速段で異常があった場合、確実に回転センサ異常があると判定できるからである。

実施例では、本発明の回転センサ診断装置を前進７速後退１速の有段式による自動変速機を搭載したエンジン車に適用する例を示した。しかし、自動変速機については、ラショナリティ診断が可能な特定の関係による異常時判定式を取得することができる複数の回転センサを装備した自動変速機であれば、変速段数等は実施例に限られない。また、適用車両については、エンジン車以外に、ハイブリッド車や電気自動車等の電動車両に対しても適用することができる。

Claims (9)

1. 複数の変速段を有する自動変速機の回転要素の回転数を検出する回転センサが正常であるか異常であるかを診断する回転センサ診断コントローラを備える自動変速機の回転センサ診断装置において、
   前記回転センサ診断コントローラは、
   前記自動変速機の変速段毎に、回転センサからの検出回転数と理論上の回転数とを比較して異常を検知し、
   前記自動変速機の複数の変速段のうち、異なる変速段で異常検知を経験すると、前記回転センサの異常と診断する、
   自動変速機の回転センサ診断装置。
2. 請求項１に記載された自動変速機の回転センサ診断装置において、
   前記自動変速機の回転センサとして、第１タービン回転数を検出する第１タービン回転センサと、第２タービン回転数を検出する第２タービン回転センサと、アウトプット回転数を検出するアウトプット回転センサと、を有し、
   前記回転センサ診断コントローラは、
   前記第１タービン回転数と前記アウトプット回転数とギヤ比を用いた第１異常時判定式と、前記第２タービン回転数と前記アウトプット回転数とギヤ比を用いた第２異常時判定式と、前記第２タービン回転数と車輪速とギヤ比を用いた第３異常時判定式と、を用い、
   前記第１異常時判定式と前記第２異常時判定式と前記第３異常時判定式の成立/非成立による組み合わせ状態により、前記回転センサの正常/異常を検知する、
   自動変速機の回転センサ診断装置。
3. 請求項２に記載された自動変速機の回転センサ診断装置において、
   前記回転センサ診断コントローラは、前記第１異常時判定式と前記第２異常時判定式と前記第３異常時判定式の成立/非成立による異常組み合わせ状態を維持したままで設定時間以上経過すると、前記回転センサが異常と検知する、
   自動変速機の回転センサ診断装置。
4. 請求項３に記載された自動変速機の回転センサ診断装置において、
   前記回転センサ診断コントローラは、前記回転センサの異常検知回数として、２以上の異なる変速段にて異常検知を経験する最小限域の経験回数値による閾値以上の回数を連続して経験すると、前記回転センサが異常との診断を確定する、
   自動変速機の回転センサ診断装置。
5. 請求項４に記載された自動変速機の回転センサ診断装置において、
   前記回転センサ診断コントローラは、前記回転センサの異常検知回数が前記閾値未満のとき、前記第１異常時判定式と前記第２異常時判定式と前記第３異常時判定式の成立/非成立による正常組み合わせ状態を維持したままで設定時間以上経過すると、前記回転センサの異常検知回数をリセットする、
   自動変速機の回転センサ診断装置。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載された自動変速機の回転センサ診断装置において、
   前記回転センサの異常診断は、前記自動変速機のギヤ比/ニュートラル異常検知と併用して実行され、
   前記回転センサ診断コントローラは、前記回転センサの異常診断より先に前記ギヤ比/ニュートラル異常検知がなされると、前記回転センサの異常診断を禁止する、
   自動変速機の回転センサ診断装置。
7. 請求項６に記載された自動変速機の回転センサ診断装置において、
   前記回転センサ診断コントローラは、前記ギヤ比/ニュートラル異常検知より先に前記回転センサの異常診断がなされると、前記回転センサの異常診断に基づく異常時処理を行わず、前記ギヤ比/ニュートラル異常検知の実行を継続し、前記ギヤ比/ニュートラル異常検知に基づいて異常時処理を実施する、
   自動変速機の回転センサ診断装置。
8. 複数の変速段を有する自動変速機の回転要素の回転数を検出する回転センサが正常であるか異常であるかを診断する自動変速機の回転センサ診断方法において、
   前記自動変速機の変速段毎に、回転センサからの検出回転数と理論上の回転数とを比較して異常を検知し、
   前記自動変速機の複数の変速段のうち、異なる変速段で異常検知を経験すると、前記回転センサの異常と診断する、
   自動変速機の回転センサ診断方法。
9. 請求項８に記載された自動変速機の回転センサ診断方法において、
   前記自動変速機の回転センサとして、第１タービン回転数を検出する第１タービン回転センサと、第２タービン回転数を検出する第２タービン回転センサと、アウトプット回転数を検出するアウトプット回転センサと、を有し、
   前記第１タービン回転数と前記アウトプット回転数とギヤ比を用いた第１異常時判定式と、前記第２タービン回転数と前記アウトプット回転数とギヤ比を用いた第２異常時判定式と、前記第２タービン回転数と車輪速とギヤ比を用いた第３異常時判定式と、を用い、
   前記第１異常時判定式と前記第２異常時判定式と前記第３異常時判定式の成立/非成立による組み合わせ状態により、前記回転センサの正常/異常を検知する、
   自動変速機の回転センサ診断方法。

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