(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用変速機の変速クラッチを制御する変速制御用ソレノイドをチョッピング制御により駆動する変速制御装置において、
前記該変速制御装置から前記変速制御用ソレノイドへ供給される制御出力の波形のエッジを前記制御出力の立ち上がり時あるいは立ち下がり時に発生する割り込み信号から検出することにより該変速制御用ソレノイドの故障の有無を判定する故障判定手段を備えることを特徴とする変速制御用ソレノイドの故障判定装置。
【請求項２】
前記故障判定手段は、チョッピング制御される前記制御出力波形のエッジを、制御出力中に所定回数検出しないとき前記変速制御用ソレノイドの故障と判定することを特徴とする請求項１記載の変速制御用ソレノイドの故障判定装置。
【請求項３】
前記チョッピング制御される前記制御出力はさらに過励磁制御され、前記制御出力のデューティが所定の故障判定ゾーンにある場合にのみ前記故障判定手段による故障判定を行うことを特徴とする請求項２記載の変速制御用ソレノイドの故障判定装置。
【請求項４】
前記故障判定ゾーンは、前記変速制御装置の出力の制御周期よりも小さく、且つ過励磁の時間幅よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の変速制御用ソレノイドの故障判定装置。
【請求項５】
前記チョッピング制御及び過励磁制御される前回及び今回の制御出力のデューティが共に所定の故障判定ゾーンにある場合にのみ、前記故障判定手段による故障判定を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の変速制御用ソレノイドの故障判定装置。
【請求項６】
前記所定の故障判定ゾーンは、前記変速制御装置の出力の制御周期よりも小さく、且つ過励磁の時間幅よりも大きいことを特徴とする請求項５記載の変速制御用ソレノイドの故障判定装置。
【請求項７】
前記チョッピング制御及び過励磁制御中に、前記変速制御用ソレノイドに所定値よりも大きな過電流が流れているか否かを検出し、過電流が検出された場合には、前記変速制御装置の出力を禁止する過電流検出手段を備えることを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載の変速制御用ソレノイドの故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変速制御用ソレノイドへの通電制御により変速制御される車両用変速機に関し、特に、変速制御用ソレノイドの故障を判定する故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用変速機により車両の変速制御を行う場合には、変速制御用ソレノイドへ供給される電流を制御することにより、変速制御用ソレノイドを駆動制御している。この場合、変速制御用ソレノイドへの電流制御は、供給電流のデューティ制御により行われる。また、デューティ制御中に、高周波数による通電、非通電部分を設けるチョッピング制御を実行している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような車両用変速機において、変速制御用ソレノイドに給電する電路に、オープン（断線）／ショート（短絡）等の故障が発生した場合に、その故障を認識せずに変速機の変速制御をすると、ソレノイドを介して駆動されているメカ系統の破損や、異常な変速ショックが発生する。すなわち、変速機の変速クラッチが変速制御用ソレノイドの故障により結合された状態のままで変速操作を行った場合には、変速ギヤが破損したり、異常なショックが発生し、また、変速クラッチが変速制御用ソレノイドの故障により解放された状態のままで、変速操作を行った場合には、意図した変速操作を行うことができないという問題点があった。さらに、変速制御用ソレノイドの故障により変速機の動作に異常を来しても、その原因を迅速且つ容易に究明できず、車両の整備効率やサービス性が悪いという問題点もあった。
【０００４】
そこで、本発明は上述したような問題点を解決しようとするもので、変速制御用ソレノイドの故障判定を行って、故障が発生している場合には運転者に知らせることにより、ソレノイド駆動系の故障状態での変速操作を未然に回避することにより、変速操作により悪影響を受けるメカ系統を保護することができると共に、異常な変速ショックを防止することができ、且つ車両の整備効率やサービス性に優れた変速制御用ソレノイドの故障判定装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る変速制御用ソレノイドの故障判定装置は、車両用変速機の変速クラッチを制御する変速制御用ソレノイドをチョッピング制御により駆動する変速制御装置において、該変速制御装置から前記変速制御用ソレノイドへ供給される制御出力の波形のエッジを前記制御出力の立ち上がり時あるいは立ち下がり時に発生する割り込み信号から検出することにより該変速制御用ソレノイドの故障の有無を判定する故障判定手段を備えることを特徴とするものである。
【０００６】
また、前記故障判定手段は、チョッピング制御される前記制御出力波形のエッジを、制御出力中に所定回数検出しないとき前記変速制御用ソレノイドの故障と判定することを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、前記チョッピング制御される前記制御出力はさらに過励磁制御され、前記制御出力のデューティが所定の故障判定ゾーンにある場合にのみ前記故障判定手段による故障判定を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
さらにまた、前記故障判定ゾーンは、前記変速制御装置の出力の制御周期よりも小さく、且つ過励磁の時間幅よりも大きいことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記チョッピング制御及び過励磁制御される前回及び今回の制御出力のデューティが共に所定の故障判定ゾーンにある場合にのみ、前記故障判定手段による故障判定を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、前記所定の故障判定ゾーンは、前記変速制御装置の出力の制御周期よりも小さく、且つ過励磁の時間幅よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１１】
さらにまた、前記チョッピング制御及び過励磁制御中に、前記変速制御用ソレノイドに所定値よりも大きな過電流が流れているか否かを検出し、過電流が検出された場合には、前記変速制御装置の出力を禁止する過電流検出手段を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る変速制御用ソレノイドの故障判定装置の概略構成を示すブロック図である。この図において、１は車両用変速機としての自動変速機で、この自動変速機１は、入力軸を車両用内燃機関のクランク軸３に接続されるトルクコンバータ５と、出力側をデファランシャルギヤ（差動変速機）７を介して車両の駆動輪９，９に接続されるプラネタリギヤ（遊星歯車）１１と、トルクコンバータ５の出力軸とプラネタリギヤ１１の入力軸との間に介在され、それらの間の動力伝達を断接制御する変速クラッチとしてのブレーキクラッチ１３とを備える。
【００１３】
１５は自動変速機１の変速動作を制御するクラッチアクチュエータであり、このクラッチアクチュエータ１５は、ブレーキクラッチ１３の動作を油圧により制御する油圧系を制御する制御弁１７と、その制御弁１７を駆動制御する変速制御用ソレノイド１９とを備える。
【００１４】
２１は、クラッチアクチュエータ１５の動作すなわち変速制御用ソレノイド１９の動作を制御する変速制御装置であり、この変速制御装置２１は、車両速度（車速）、自動変速機（Ａ／Ｔ）の作動油の温度（Ａ／Ｔ油温）、トルクコンバータ５のタービンの回転、機関回転等の制御データを入力されて、それらの入力データに基づいてクラッチアクチュエータ１５を介してブレーキクラッチ１３の動作を制御することにより、自動変速機１の動作を制御するものである。
【００１５】
変速制御装置２１は、変速制御用ソレノイド１９へ供給される制御出力の波形のエッジを検出することにより該変速制御用ソレノイド１９の故障の有無を判定する故障判定手段２３と、変速制御用ソレノイド１９へ供給される制御出力から該変速制御用ソレノイド１９に所定値よりも大きな過電流が流れているか否かを検出し、過電流が検出された場合には、変速制御装置２１の出力を禁止する過電流検出手段２５とを備える。なお、故障判定手段２３は、変速制御装置２１の制御出力信号の立ち上がり或いは立ち下がり時に割り込みがかけられて、その割り込みの有無をメモリ等に記憶するものであり、変速制御装置２１と共にマイコン等により構成され、内蔵の制御プログラムを実行することにより故障判定を行うものである。
【００１６】
図２は、変速制御装置２１から変速制御用ソレノイド１９へ出力されるデューティ制御用の制御信号の波形図であり、（ａ）は制御信号のチョッピング制御を行っていない場合の波形図、（ｂ）は制御信号のチョッピング制御を行っている場合の波形図、（ｃ）は制御信号のチョッピング制御及び過励磁制御を行っている場合の波形図、（ｄ）は制御出力の出力指示の時点から実際に出力が発生するまでの出力遅れ及び立ち下がりエッジが発生するまでの遅れを示す波形図である。
【００１７】
図３は本発明の実施の形態１に係る変速制御用ソレノイドの故障判定装置の動作を示すフローチャートである。
【００１８】
次に、図３のフローチャートを参照して、実施の形態１（変速制御用ソレノイド１９がチョッピング制御のみされている場合）の動作について説明する。先ず、故障判定手段２３は、変速制御装置２１が制御信号を出力中か否かを判定し（ステップＳＴ１）、”ＮＯ”であれば、処理を終了する。ステップＳＴ１で”ＹＥＳ”であれば、変速制御装置２１の出力信号から、その信号の立ち上がり或いは立ち下がりエッジが存在するか否かを判定する。ステップＳＴ２で”ＹＥＳ”であれば、故障判定手段２３に内蔵される故障カウンタを所定値Ｋ１に設定し（ステップＳＴ３）、変速制御用ソレノイド１９は正常に動作しているものと判断して（ステップＳＴ４）、処理を終了する。
【００１９】
ステップＳＴ２で”ＮＯ”であれば、故障カウンタの値を”１”だけ減算し（ステップＳＴ５）、次いで故障カウンタの値が”０（零）”になったか否か判定する（ステップＳＴ６）。ここで、”ＮＯ”であれば、ステップＳＴ４に進んで、変速制御用ソレノイド１９の動作は正常であると判断して処理を終了する。
【００２０】
ステップＳＴ６で”ＹＥＳ”であれば、変速制御用ソレノイド１９の動作は異常（故障）であると判断し（ステップＳＴ７）、処理を終了する。
【００２１】
なお、所定値Ｋ１は、ノイズ等による誤判定を確実に防止し得るような値（回数）に設定されるが、変速制御装置２１の制御出力の周期の数倍の値（時間）として、故障カウンタの一回毎の減算値を上記制御出力の周期時間だけ減じるようにしても良い。
【００２２】
このように、制御出力信号のエッジが所定値（回数）Ｋ１以上検出されず、その結果故障カウンタの値が零になった場合には、変速制御用ソレノイド１９の給電回路の断線等により、変速制御装置２１の制御出力が変速制御用ソレノイド１９へ供給されないものとして、変速制御用ソレノイド１９が故障であると判定される。このように故障判定された場合には、運転者にその旨知らせることによりソレノイド駆動系の故障状態での変速操作を回避して、変速操作により悪影響を受けるメカ系統を保護することができ、且つ、異常な変速ショックを未然に防止することができる。また、変速制御用ソレノイド１９の故障により変速機１が異常となった場合には、直ちに変速制御用ソレノイド１９が故障していることが分かるので、車両の整備効率、サービス性の向上に著しく寄与するものである。
【００２３】
実施の形態２．
変速制御用ソレノイド１９がチョッピング制御中に過励磁制御（すなわち、変速制御装置２１の制御出力をオンにした瞬間から所定時間チョッピング制御を禁止して制御出力をオンのままにしておき、所定時間経過後にチョッピング制御へ移行させること）されるとき、過励磁の期間が長くなると、制御出力の周期内に、制御出力の立ち上がり或いは立ち下がりエッジが元々存在しなくなる場合があるが、上記実施の形態１では、このような場合に、変速制御用ソレノイド１９が正常に動作しているにも拘わらず、故障判定を行ってしまうという不具合がある。
【００２４】
そこで、図４は、制御信号出力デューティが所定の故障判定ゾーンにある時にのみ故障判定を実行することにより、上記不具合を解消するようにした、本発明の実施の形態２に係る変速制御用ソレノイドの故障判定装置の動作を示すフローチャートである。この実施の形態２では、変速制御用ソレノイド１９が、チョッピング制御中に過励磁制御されているものとする。
【００２５】
次に、この実施の形態２の動作について図４のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳＴ０において、変速制御装置２１の制御信号出力のデューティが所定値Ｋ２とＫ３の間にあるか否かを判定する。ここで、Ｋ２は、制御出力の過励磁の期間（チョッピング制御の停止期間）よりも大きな値に設定され、Ｋ３は制御出力の周期よりも小さな値に設定される。Ｋ２，Ｋ３をこのように設定するのは、変速制御用ソレノイド１９の正常時に、制御出力信号の周期内に、出力信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジが必ず存在することを保証するためである。
【００２６】
ステップＳＴ０で”ＮＯ”であれば、変速制御用ソレノイド１９の正常時に、制御出力信号の周期内に、出力信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジが元々存在しないため、処理を終了する。”ＹＥＳ”であれば、ステップＳＴ２に進み、以下、実施の形態１の図３のフローチャートと同様の処理を行う。
【００２７】
本実施の形態２によれば、変速制御用ソレノイド１９がチョッピング制御中に過励磁制御されている場合でも、過励磁制御により変速制御装置２１の制御出力の立ち上がり或いは立ち下がりエッジが本来全く存在しない場合には、故障判定を行わないようにすることにより、変速制御用ソレノイド１９が正常に動作しているにも拘わらず、故障であると誤判定することを回避することができるものである。
【００２８】
実施の形態３．
また、図２の（ｄ）に示すように、デューティ演算結果（出力指示の時点）とその演算結果が実出力に反映されるまでの間に一定の時間遅れがあるため、変速制御用ソレノイド１９の作動デューティ（変速制御装置２１の制御出力のデューティ）が急変した場合には、変速制御用ソレノイド１９が正常に動作しているにも拘わらず、故障していると誤判定することがある。
【００２９】
図５は、前回のデューティ演算結果と今回のデューティ演算結果の両方が所定の故障判定実行ゾーンにある場合にのみ故障判定を行うことにより上記不具合を解消しうるようにした、本発明の実施の形態３に係る変速制御用ソレノイドの故障判定装置の動作を示すフローチャートである。
【００３０】
次に、この実施の形態３の動作について図５のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳＴ０１１において、変速制御装置２１の前回の制御信号出力のデューティが所定値Ｋ２とＫ３の間にあるか否かを判定する。ここで、Ｋ２及びＫ３は、図４の実施の形態２の場合と同様に設定される。
【００３１】
ステップＳＴ０１で”ＮＯ”であれば、変速制御用ソレノイド１９の正常時に、制御出力信号の周期内に、出力信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジが元々存在しないため、処理を終了する。”ＹＥＳ”であれば、ステップＳＴ０１２に進む。
【００３２】
ステップＳＴ０２において、変速制御装置２１の前回の制御信号出力のデューティが所定値Ｋ２とＫ３の間にあるか否かを判定する。”ＮＯ”であれば、ステップＳＴ０１と同様の理由により、処理を終了する。”ＹＥＳ”であれば、ステップＳＴ２へ進み、以下、上記実施の形態１の図３のフローチャートと同様の処理を行う。
【００３３】
本実施の形態３によれば、変速制御装置２１の制御信号出力デューティを経時的に監視することにより、変速制御用ソレノイド１９の作動デューティが急変して、変速制御装置２１の制御出力の周期内にその出力信号の立ち上がり或いは立ち下がりエッジが存在しなくなった場合でも、変速制御用ソレノイド１９が正常に動作しているにも拘わらず、故障判定することを回避することができる。
【００３４】
実施の形態４．
また、上記実施の形態１乃至３では、変速制御用ソレノイド１９の給電路中に短絡等が生じて過電流が流れても、制御出力信号のエッジ検出を行うので、制御出力信号のエッジが検出された場合には、変速制御用ソレノイド１９が正常に動作しているものと誤判定してしまう不具合があった。
【００３５】
そこで、図６は、このような不具合を解消しうる、本発明の実施の形態４に係る変速制御用ソレノイドの故障判定装置の動作を示すフローチャートである。
【００３６】
次に、この実施の形態４の動作について図６のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳＴ０１及びステップＳＴ０２は上記実施の形態３の図５の場合と同様である。
【００３７】
ステップＳＴ０２において”ＹＥＳ”であれば、ステップＳＴ２（エッジ検出）をスッキプしてステップＳＴ０３へ進み、過電流検出手段２５の検出結果に基づいて、過電流が検出されたか否かを判定する。”ＹＥＳ”であれば、ステップＳＴ５へ進んで故障カウンタの値から”１”を減じ、”ＮＯ”であれば、ステップＳＴ２へ進み、以下、上記実施の形態１の図３のフローチャートと同様の処理を行う。
【００３８】
この実施の形態４によれば、変速制御用ソレノイド１９の給電路中に短絡等が生じて過電流が流れている場合には、これを過電流検出手段２５により検出して、故障カウンタの値を零になるまで減じ、零になった時点で故障判定を行って、変速制御装置２１の出力を禁止してその出力段を過電流から保護することができると共に、変速制御装置２１自体の破損をも防止することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る変速制御用ソレノイドの故障判定装置は、車両用変速機の変速クラッチを制御する変速制御用ソレノイドをチョッピング制御により駆動する変速制御装置において、該変速制御装置から前記変速制御用ソレノイドへ供給される制御出力の波形のエッジを前記制御出力の立ち上がり時あるいは立ち下がり時に発生する割り込み信号から検出することにより該変速制御用ソレノイドの故障の有無を判定する故障判定手段を備えるので、変速制御用ソレノイドの給電回路の断線等により、変速制御装置の制御出力が変速制御用ソレノイドへ供給されない場合には、制御出力信号のエッジが検出されず、変速制御用ソレノイドが故障であると判定される。このように、故障が発生している場合には運転者にその旨知らせることにより、ソレノイド駆動系の故障状態での変速操作を回避して、変速操作により悪影響を受けるメカ系統を保護することができ、且つ、異常な変速ショックを未然に防止することができる。また、変速制御用ソレノイドの故障により変速機が異常となった場合には、直ちに変速制御用ソレノイドが故障していることが分かるので、車両の整備効率、サービス性の向上に著しく寄与するものである。
【００４０】
また、前記故障判定手段が、チョッピング制御される前記制御出力波形のエッジを、制御出力中に所定回数検出しないとき前記変速制御用ソレノイドの故障と判定することにより、ノイズ等による誤判定を確実に回避することができる。
【００４１】
さらに、前記チョッピング制御される前記制御出力はさらに過励磁制御され、前記制御出力のデューティが所定の故障判定ゾーン（好ましくは該制御出力の制御周期よりも小さく、且つ過励磁の時間幅よりも大きい）にある場合にのみ、前記故障判定手段による故障判定を行うようにしたので、変速制御用ソレノイドがチョッピング制御中に過励磁制御されている場合でも、過励磁制御により変速制御装置の制御出力の立ち上がり或いは立ち下がりエッジが本来全く存在しない場合には、故障判定を行わないようにすることにより、変速制御用ソレノイドが正常に動作しているにも拘わらず、故障であると誤判定することを回避することができるものである。
【００４２】
さらにまた、前記チョッピング制御及び過励磁制御される前回及び今回の制御出力のデューティが共に所定の故障判定ゾーン（好ましくは該制御出力の制御周期よりも小さく、且つ過励磁の時間幅よりも大きい）にある場合にのみ、前記故障判定手段による故障判定を行うようにしたので、変速制御用ソレノイドの作動デューティが急変して、変速制御装置の制御出力の周期内にその出力信号の立ち上がり或いは立ち下がりエッジが存在しなくなった場合には、故障判定を行わないようにして、変速制御用ソレノイドが正常に動作しているにも拘わらず、誤って故障判定することを回避することができる。
【００４３】
また、前記チョッピング制御及び過励磁制御中に、前記変速制御用ソレノイドに所定値よりも大きな過電流が流れているか否かを検出し、過電流が検出された場合には、前記変速制御装置の出力を禁止する過電流検出手段を備えるので、変速制御用ソレノイドの給電路中に短絡等が生じて過電流が流れている場合には、これを過電流検出手段により検出して、変速制御装置の出力を禁止してその出力段を過電流から保護することができると共に、変速制御装置自体の破損をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による変速制御用ソレノイドの故障判定装置を装備した自動変速機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の変速制御装置の制御出力の波形図である。
【図３】  本発明の実施の形態１に係る故障判定装置の動作を表すフローチャートである。
【図４】  本発明の実施の形態２に係る故障判定装置の動作を表すフローチャートである。
【図５】  本発明の実施の形態３に係る故障判定装置の動作を表すフローチャートである。
【図６】  本発明の実施の形態４に係る故障判定装置の動作を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１  変速機、１３  ブレーキクラッチ（変速クラッチ）、１９   変速制御用ソレノイド、２１  変速制御装置、２３  故障判定手段、２５  過電流検出手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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