JP6700115B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関する。

特許文献１では、シフトバイワイヤ式の自動変速機において、走行レンジの電気的な切換えを行っている第一の制御部の処理異常を検出する技術が開示されている。特許文献１の技術では、処理異常を検出するにあたり、レンジ選択スイッチからのレンジ信号と、レンジ切替弁の位置の検出信号と、を比較する。

特開平５−４４５１１号公報

上記技術では、レンジ切替弁の位置が異常位置に移動した後でなければ、つまり自動変速機の状態が異常になった後でなければ、第一の制御部の処理異常を検出できない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、自動変速機の状態が異常になる前にシフトコントロールユニットのフェールを確定し、フェールセーフ等の必要な措置を講じることを可能にする自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様の自動変速機の制御装置は、車両に設けられる自動変速機の制御装置であって、シフターの操作に基づき生成されるスイッチ信号から第１レンジ信号を生成するシフトコントロールユニットと、自動変速機コントロールユニットと、を有する。前記自動変速機コントロールユニットは、前記スイッチ信号から第２レンジ信号を生成する。また、前記自動変速機コントロールユニットは、前記第１レンジ信号と前記第２レンジ信号とに基づき前記シフトコントロールユニットの正常又は異常を判定する。前記自動変速機コントロールユニットは、前記シフトコントロールユニットが正常であると前記第１レンジ信号に基づき前記自動変速機を制御し、且つ、前記シフトコントロールユニットが異常であると前記第１レンジ信号に基づかないで前記自動変速機を制御する。

本発明の別の態様によれば、車両に設けられる自動変速機の制御装置であって、シフターの操作に基づき生成されるスイッチ信号から第１レンジ信号を生成するシフトコントロールユニットと、前記第１レンジ信号に基づき前記自動変速機を制御する自動変速機コントロールユニットと、を有し、前記自動変速機コントロールユニットは、前記スイッチ信号から第２レンジ信号を生成し、前記自動変速機コントロールユニットは、前記第１レンジ信号と前記第２レンジ信号とに基づき前記シフトコントロールユニットの正常又は異常を判定し、前記自動変速機コントロールユニットは、前記シフトコントロールユニットが異常の場合において、少なくとも車速が第１所定値より小さく第２所定値より大きい場合は、前記自動変速機のレンジをニュートラルレンジに設定した後、車速が前記第２所定値よりも小さくなると前記自動変速機のレンジを駐車レンジに設定する自動変速機の制御装置が提供される。本発明のさらに別な態様によれば、車両に設けられる自動変速機の制御装置であって、シフターの操作に基づき生成されるスイッチ信号から第１レンジ信号を生成するシフトコントロールユニットと、前記第１レンジ信号に基づき前記自動変速機を制御する自動変速機コントロールユニットと、有し、前記自動変速機コントロールユニットは、前記スイッチ信号から第２レンジ信号を生成し、前記自動変速機コントロールユニットは、前記第１レンジ信号と前記第２レンジ信号とに基づき前記シフトコントロールユニットの正常又は異常を判定し、前記自動変速機コントロールユニットは、前記シフトコントロールユニットが異常の場合において、車速が第１所定値より大きい場合は前記異常が生じる直前のレンジに設定した後、車速が前記第１所定値より小さく第２所定値より大きくなると前記自動変速機のレンジをニュートラルレンジに設定し、その後、車両が前記第２所定値よりも小さくなると前記自動変速機のレンジを駐車レンジに設定する自動変速機の制御装置が提供される。

これらの態様によれば、自動変速機コントロールユニットでシフトコントロールユニットと同じアルゴリズムで第２レンジ信号を生成し、第１レンジ信号と第２レンジ信号とを比較判断することで、シフトコントロールユニットのフェールを判定することができる。このため、自動変速機の状態が異常になる前にシフトコントロールユニット（特に、第１レンジ信号の演算機能を担う部分）のフェールを確定し、フェールセーフ等の必要な措置を講じることが可能になる。

車両の概略構成図である。 実施形態の制御の一例をフローチャートで示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、車両の概略構成図である。車両は、動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の動力は、トルクコンバータ２、変速機構３、差動装置４を介して、駆動輪５へと伝達される。車両では、変速機ＴＭが、変速機構３と、ＡＴＣＵ１０と、ＳＣＵ２０とを有して構成される。

変速機ＴＭは、Ｄレンジすなわちドライブレンジ、Ｒレンジすなわちリバースレンジ、Ｎレンジすなわちニュートラルレンジ、Ｐレンジすなわち駐車レンジ等のレンジを有する。ＤレンジとＲレンジとは走行レンジを構成し、ＮレンジとＰレンジとは、非走行レンジを構成する。

変速機ＴＭのレンジは、シフトレバー６によって選択される。シフトレバー６は、ドライバがレンジ選択の際に操作するシフターを構成する。シフトレバー６には、変速入力後に中立位置に復帰させるモーメンタリ式のシフトレバーを適用することができる。

変速機構３は、有段の自動変速機構であり、遊星歯車機構と、複数の摩擦係合要素とを有して構成される。複数の摩擦係合要素は、クラッチとブレーキとを含む。変速機構３では、複数の摩擦係合要素で遊星歯車のギヤ比を切り換えることで、遊星歯車機構で前進複数段、後進１段の変速段が達成される。

変速機構３は、コントロールバルブ部３１と、パークモジュール３２とをさらに有して構成される。コントロールバルブ部３１は、変速機構３の複数の摩擦係合要素の作動油圧を制御する複数のソレノイドを有して構成される。コントロールバルブ部３１は、パークモジュール３２のアクチュエータの作動油圧を制御するパークソレノイドをさらに含む。

パークモジュール３２は、駐車時に変速機構３の出力軸を機械的にロックする。パークモジュール３２では、Ｐレンジが選択された場合に、パークロッド３２ａがアクチュエータによってロック位置に駆動される。そしてこのときに、パークロッド３２ａの動作に応じて変速機構３の出力軸の機械的なロックが行われ、パークモジュール３２がパークロック状態になる。

パークモジュール３２では、Ｐレンジ以外のレンジが選択された場合に、パークロッド３２ａがアクチュエータによってロック解除位置に駆動される。そしてこのときに、パークロッド３２ａの動作に応じて変速機構３の出力軸のロック解除が行われ、パークモジュール３２がパークロック解除状態になる。

ＡＴＣＵ１０は、自動変速機コントロールユニットであり、変速機ＴＭの制御を行う。ＡＴＣＵ１０には、車速ＶＳＰを検出する車速センサ１１からの信号、変速機ＴＭの油温Ｔ_OILを検出する油温センサ１２からの信号、パークモジュール３２のパークロッド３２ａの位置を検出するパーキングポジションセンサ１３等からの信号が入力される。

ＡＴＣＵ１０にはさらに、ＳＣＵ２０、ＥＣＵ３０、ＢＣＭ４０、ＭＣＵ５０からの信号が入力される。ＡＴＣＵ１０は、ＳＣＵ２０、ＥＣＵ３０、ＢＣＭ４０、ＭＣＵ５０と相互通信可能なＣＡＮ６０を介して接続される。

ＳＣＵ２０は、シフトコントロールユニットであり、要求レンジ信号を生成する。ＳＣＵ２０は、選択レンジ検出スイッチ２１からのスイッチ信号に基づき、選択レンジに応じた要求レンジ信号を生成してＡＴＣＵ１０に出力する。

ＡＴＣＵ１０は、ＳＣＵ２０からの要求レンジ信号に基づき、変速機ＴＭのレンジを設定する。ＡＴＣＵ１０は、設定したレンジに応じて、次に説明するように制御指令値をコントロールバルブ部３１に出力する。

Ｄレンジを設定した場合、ＡＴＣＵ１０は、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＡＰＯに基づき、変速マップから目標変速段を決定し、目標変速段を達成するための制御指令値をコントロールバルブ部３１に出力する。これにより、複数のソレノイドが制御指令値に応じて制御されると、複数の摩擦係合要素の作動油圧が調整され、目標変速段が達成される。

Ｒレンジを設定した場合、ＡＴＣＵ１０は、目標変速段を後進段に決定し、目標変速段を達成するための制御指令値をコントロールバルブ部３１に出力する。この場合、複数のソレノイドが後進段を達成するように制御される。Ｐレンジ、Ｎレンジを設定した場合、ＡＴＣＵ１０は、複数の摩擦係合要素のすべてを解放させるための制御指令値をコントロールバルブ部３１に出力する。

ＡＴＣＵ１０は、選択レンジがＰレンジとＰレンジ以外のレンジとの間で変更された場合に、パークモジュール３２のパークソレノイドを制御する。これにより、パークモジュール３２のアクチュエータの作動油圧が変更され、パークロック、パークロック解除が行われる。

ＥＣＵ３０は、エンジンコントロールユニットであり、エンジン１を制御する。ＥＣＵ３０は、エンジン１の回転速度ＮＥ、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度ＡＰＯ等をＡＴＣＵ１０に出力する。

ＢＣＭ４０は、ボディコントロールモジュールであり、車体側動作要素を制御する。車体側動作要素は例えば、車両のドアロック機構等であり、エンジン１のスタータを含む。ＢＣＭ４０は、車両のドアロックを検出するドアロックスイッチのＯＮ・ＯＦＦ信号、エンジン１のイグニッションスイッチのＯＮ・ＯＦＦ信号等をＡＴＣＵ１０に出力する。

ＭＣＵ５０は、メータコントロールユニットであり、車室内に設けられたメータ、警告灯、ディスプレイ等のインジケータを制御する。インジケータは、変速機ＴＭのレンジを表示するレンジインジケータを含む。

ところで、ＳＣＵ２０では、何かしらの原因で誤った要求レンジ信号が生成されることが懸念される。このような懸念に対しては例えば、選択レンジ検出スイッチ２１からのスイッチ信号と、要求レンジ信号に応じた変速機ＴＭの状態と、を比較することで、ＳＣＵ２０のフェールを検出することが考えられる。

ところがこの場合、誤った要求レンジ信号に応じて変速機ＴＭの状態が異常になった後でなければ、ＳＣＵ２０のフェールを検出することができない。この場合、ＡＴＣＵ１０では、誤った要求レンジ信号に基づくソレノイド制御が行われるので、実際のドライバ操作に応じた制御とは異なる制御が行われることになる。結果、変速機ＴＭのレンジがＤレンジからＲレンジに変更されたり、ＤレンジからＮレンジに変更されたりすることが懸念される。

このような事情に鑑み、本実施形態では次に説明する制御が行われる。

図２は、本実施形態の制御の一例をフローチャートで説明する図である。本フローチャートの処理は、変速機ＴＭの制御装置を構成するＡＴＣＵ１０及びＳＣＵ２０によって行われる。

ステップＳ１からステップＳ４の処理は、ＳＣＵ２０によって行われる。ステップＳ１で、ＳＣＵ２０は、選択レンジ検出スイッチ２１からのスイッチ信号を取得する。スイッチ信号は、シフトレバー６でレンジが選択された際に取得される。

ステップＳ２で、ＳＣＵ２０は、スイッチ信号に基づき第１レンジ信号を生成する。第１レンジ信号は、スイッチ信号に基づきＳＣＵ２０が生成する要求レンジ信号である。

ステップＳ３で、ＳＣＵ２０は、ＡＴＣＵ１０に第１レンジ信号を送信する。その一方で、ＳＣＵ２０は、ステップＳ１でスイッチ信号を取得すると、ステップＳ４に示すように、ＡＴＣＵ１０にスイッチ信号を送信する。

本フローチャートでは視覚的に理解がし易くなるように、ステップＳ１、ステップＳ２間からフローを分岐させてステップＳ４を設けているが、ステップＳ４の処理は、ステップＳ１でスイッチ信号を取得した後に行うことができる。具体的には、ステップＳ４の処理は、ステップＳ３で第１レンジ信号の送信とともに行われる。

ステップＳ５以降の処理は、ＡＴＣＵ１０によって行われる。ステップＳ５で、ＡＴＣＵ１０は、スイッチ信号に基づき第２レンジ信号を生成する。第２レンジ信号は、スイッチ信号に基づきＡＴＣＵ１０が生成する要求レンジ信号であり、ＳＣＵ２０と同じアルゴリズムを用いてＡＴＣＵ１０で生成される。

ステップＳ６で、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号と第２レンジ信号とが一致するか否かを判定する。ステップＳ６の処理は、ステップＳ３及びステップＳ５の処理が完了した後に行うことができる。ステップＳ６で肯定判定であれば、処理はステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０で、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号は正常である、との判定を下す。これにより、ＳＣＵ２０の正常判定が下される。この場合、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号に基づき変速機ＴＭのレンジを設定し、ソレノイドを制御する。つまりこの場合、変速機ＴＭは、第１レンジ信号に基づき制御される。ステップＳ１０の後には、処理は終了する。

ステップＳ６で否定判定であれば、処理はステップＳ７に進む。ステップＳ７で、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号は異常である、との判定を下す。これにより、ＳＣＵ２０のフェール判定が下される。

ステップＳ８で、ＡＴＣＵ１０は、車速ＶＳＰが第１所定値ＶＳＰ１よりも大きいか否かを判定する。第１所定値ＶＳＰ１は、車速ＶＳＰが高車速であるか否かを判定するための判定値であり、車速ＶＳＰは、第１所定値ＶＳＰ１よりも大きい場合に高車速であると判定される。

第１所定値ＶＳＰ１は具体的には、車速ＶＳＰが高車速である場合には、変速機ＴＭのレンジを維持し、車両を安全な場所まで退避走行させるのが好ましい、との観点から設定される。第１所定値ＶＳＰ１は、実験等により予め設定することができる。ステップＳ８で肯定判定であれば、処理はステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１で、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号に関わらず、変速機ＴＭのレンジをフェールが生じる直前のレンジに設定する。フェールが生じる直前のレンジは具体的には、スイッチ信号に対応するレンジが選択される直前のレンジである。これにより、第１レンジ信号に関わらず、変速機ＴＭのレンジが維持される。ステップＳ１１の後には、処理はステップＳ８に戻る。

ステップＳ８で否定判定であれば、処理はステップＳ９に進む。ステップＳ９で、ＡＴＣＵ１０は、車速ＶＳＰが第２所定値ＶＳＰ２よりも大きいか否かを判定する。第２所定値ＶＳＰ２は、車速ＶＳＰが中車速であるか低車速であるかを判定するための判定値であり、車速ＶＳＰは、第１所定値ＶＳＰ１よりも小さく第２所定値ＶＳＰ２よりも大きい場合に中車速であると判定される。

第２所定値ＶＳＰ２は具体的には、車速ＶＳＰが中車速である場合には、変速機ＴＭのレンジをＮレンジにし、ブレーキ操作によって安全に停車させるのが好ましい、との観点から設定される。また、第２所定値ＶＳＰ２は、車速ＶＳＰが停車直前の低車速である場合には、変速機ＴＭのレンジをＰレンジにし、停車させるのが好ましい、という観点から設定される。第２所定値ＶＳＰ２は、実験等により予め設定することができる。ステップＳ９で肯定判定であれば、処理はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２で、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号に関わらず、変速機ＴＭのレンジをＮレンジに設定する。ステップＳ１２の後には、処理はステップＳ９に戻る。

ステップＳ９で否定判定であれば、処理はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３で、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号に関わらず、変速機ＴＭのレンジをＰレンジに設定する。ステップＳ１３の後には、処理は終了する。

次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。

変速機ＴＭの制御装置は、車両に設けられ、シフトレバー６の操作に基づき生成されるスイッチ信号から第１レンジ信号を生成するＳＣＵ２０と、第１レンジ信号に基づき変速機ＴＭを制御するＡＴＣＵ１０と、を有する。ＡＴＣＵ１０は、スイッチ信号から第２レンジ信号を生成する。また、ＡＴＣＵ１０は、第１レンジ信号と第２レンジ信号とに基づきＳＣＵ２０のフェールを判定する。

このような構成によれば、ＡＴＣＵ１０でＳＣＵ２０と同じアルゴリズムで第２レンジ信号を生成し、第１レンジ信号と第２レンジ信号とを比較判断することで、ＳＣＵ２０のフェールを判定することができる。このため、変速機ＴＭの状態が異常になる前にＳＣＵ２０のフェールを確定し、フェールセーフ等の必要な措置を講じることが可能になる（請求項１に対応する効果）。

また、このような構成によれば、ＳＣＵ２０で生成した第１レンジ信号がＣＡＮ６０で変化し、誤った要求レンジ信号となってＡＴＣＵ１０に送信される場合についても、ＳＣＵ２０のフェールとして確定し、必要な措置を講じることが可能になる（請求項１に対応する効果）。

ＡＴＣＵ１０は、フェールが生じたことが判定され、且つ、車速ＶＳＰが第１所定値ＶＳＰ１より大きい場合には、変速機ＴＭのレンジをフェールが生じる直前のレンジに設定する。

このような構成によれば、高車速でフェールが生じた場合には、変速機ＴＭのレンジを維持することで、車両を安全な場所まで退避走行させることが可能になる（請求項２に対応する効果）。

ＡＴＣＵ１０は、フェールが生じたことが判定され、且つ、車速ＶＳＰが第２所定値ＶＳＰ２より小さい場合には、変速機ＴＭのレンジをＰレンジに設定する。

このような構成によれば、停車直前の低車速でフェールが生じた場合には、変速機ＴＭのレンジを自動的にＰレンジにすることで、停車させることができる（請求項３に対応する効果）。

ＡＴＣＵ１０は、フェールが生じたことが判定され、且つ、車速ＶＳＰが第１所定値ＶＳＰ１より小さく第２所定値ＶＳＰ２より大きい場合には、変速機ＴＭのレンジをＮレンジに設定する。

このような構成によれば、中車速でフェールが生じた場合には、変速機ＴＭのレンジを自動的にＮレンジにすることで、ブレーキ操作によって安全に停車させることが可能になる（請求項４に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上述した実施形態では、自動変速機を構成する変速機ＴＭが、有段の自動変速機である場合について説明した。しかしながら、変速機ＴＭは例えば無段変速機であってもよい。

６ シフトレバー（シフター）
１０ ＡＴＣＵ（自動変速機コントロールユニット）
２０ ＳＣＵ（シフトコントロールユニット）
ＴＭ 変速機（自動変速機）

Claims (3)

1. 車両に設けられる自動変速機の制御装置であって、
   シフターの操作に基づき生成されるスイッチ信号から第１レンジ信号を生成するシフトコントロールユニットと、
   自動変速機コントロールユニットと、
   を有し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記スイッチ信号から第２レンジ信号を生成し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記第１レンジ信号と前記第２レンジ信号とに基づき前記シフトコントロールユニットの正常又は異常を判定し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記シフトコントロールユニットが正常であると前記第１レンジ信号に基づき前記自動変速機を制御し、且つ、前記シフトコントロールユニットが異常であると前記第１レンジ信号に基づかないで前記自動変速機を制御する、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 車両に設けられる自動変速機の制御装置であって、
   シフターの操作に基づき生成されるスイッチ信号から第１レンジ信号を生成するシフトコントロールユニットと、
   前記第１レンジ信号に基づき前記自動変速機を制御する自動変速機コントロールユニットと、
   を有し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記スイッチ信号から第２レンジ信号を生成し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記第１レンジ信号と前記第２レンジ信号とに基づき前記シフトコントロールユニットの正常又は異常を判定し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記シフトコントロールユニットが異常の場合において、少なくとも車速が第１所定値より小さく第２所定値より大きい場合は、前記自動変速機のレンジをニュートラルレンジに設定した後、車速が前記第２所定値よりも小さくなると前記自動変速機のレンジを駐車レンジに設定する、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 車両に設けられる自動変速機の制御装置であって、
   シフターの操作に基づき生成されるスイッチ信号から第１レンジ信号を生成するシフトコントロールユニットと、
   前記第１レンジ信号に基づき前記自動変速機を制御する自動変速機コントロールユニットと、
   を有し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記スイッチ信号から第２レンジ信号を生成し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記第１レンジ信号と前記第２レンジ信号とに基づき前記シフトコントロールユニットの正常又は異常を判定し、
   前記自動変速機コントロールユニットは、前記シフトコントロールユニットが異常の場合において、車速が第１所定値より大きい場合は前記異常が生じる直前のレンジに設定した後、車速が前記第１所定値より小さく第２所定値より大きくなると前記自動変速機のレンジをニュートラルレンジに設定し、その後、車両が前記第２所定値よりも小さくなると前記自動変速機のレンジを駐車レンジに設定する、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。

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