(57)【要約】【課題】電子制御ユニットの熱破壊を防止しつつ自動変速機の効率的な運転を可能とすること。【解決手段】自動変速機３の内部に設けられた電子制御ユニット４の温度ｔ（ｎ）を温度センサ４５で検出し、温度ｔ（ｎ）がしきい値温度Ｂより高くなった場合にシャットダウンモード処理の実行を開始するようにした自動変速装置２において、電子制御ユニット４の温度上昇率がしきい値ΔＴより大きくなったか否かを判別し、温度上昇率がしきい値ΔＴより大きくなった場合には電子制御ユニット４の温度ｔ（ｎ）がしきい値温度Ｂより低いしきい値温度Ｃに達したときにシャットダウンモード処理の実行を開始するようにした。【選択図】　　　　図４
2004044658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機と該自動変速機の近傍又は内部に配設され該自動変速機を電子的に制御するための電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットの温度を検出するためのセンサとを備え、該センサによって検出された前記電子制御ユニットの温度が所定のしきい値温度より高くなった場合に前記電子制御ユニットによって前記自動変速機を所定のギヤシフト位置に固定するための所定の処理を実行するようにした車両用自動変速装置において、
前記センサに応答し前記電子制御ユニットの温度上昇率を演算する演算手段と、
前記温度上昇率が所定値より大きくなったか否かを判別する判別手段とを備え、
前記温度上昇率が所定値より大きくなった場合には前記電子制御ユニットの温度が前記所定のしきい値温度に達する前に前記所定の処理を開始するようにしたことを特徴とする車両用自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御式の車両用自動変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、車両のドライブトレインに対する電子化された制御装置は、自動変速機の内部又はそのケーシングの外側に取り付けられる例が多くなってきている。車両の自動変速機の内部に入っている変速機オイルは車両の通常の走行状態においても１４０℃程度にまで上昇することがあり、変速動作を頻繁に繰り返すなど車両の自動変速機が過酷な運転状態に陥れば、制御装置は自動変速機からの熱を受けてより高い温度となることがある。一方、自動変速機の作動を制御するための制御装置はマイクロコンピュータ素子や駆動用パワートランジスタ素子を含んでおり、特にそれ自身からの発熱が問題となる駆動用パワートランジスタ素子が予定のトランジスタ動作を行うのを保証するためには、その接合温度が最大許容値より高くならないことが必要である。ＩＣ素子やその他のトランジスタ素子等の半導体能動素子についても同様である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自動変速機のケーシングの内部又は外側に取り付けられる従来のこの種の電子化された制御装置にあっては、車両用の自動変速機の温度が上述の如く半導体素子の使用限界に近い高温で作動しているにも拘らず、特に対策を採っていないのが現状である。したがって、何らかの原因で自動変速機の温度が通常値より高くなった場合には制御装置が正常に作動しなくなるほか、半導体等の電子デバイスが恒久的な熱破壊を生じた場合には、以後の制御が全く不能になってしまうという問題を有している。
【０００４】
本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる車両用自動変速装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明によれば、自動変速機と該自動変速機の近傍又は内部に配設され該自動変速機を電子的に制御するための電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットの温度を検出するためのセンサとを備え、該センサによって検出された前記電子制御ユニットの温度が所定のしきい値温度より高くなった場合に前記電子制御ユニットによって前記自動変速機を所定のギヤシフト位置に固定するための所定の処理を実行するようにした車両用自動変速装置において、前記センサに応答し前記電子制御ユニットの温度上昇率を演算する演算手段と、前記温度上昇率が所定値より大きくなったか否かを判別する判別手段とを備え、前記温度上昇率が所定値より大きくなった場合には前記電子制御ユニットの温度が前記所定のしきい値温度に達する前に前記所定の処理を開始するようにしたことを特徴とする車両用自動変速装置が提案される。
【０００６】
電子制御ユニットの温度上昇率が所定値以下の場合には、センサによって検出された電子制御ユニットの温度が所定のしきい値温度より高くなった場合にギヤシフト位置固定のための所定の処理が開始され、これにより所定時間経過後に自動変速機は所定のギヤシフト位置に固定される。ギヤシフト位置が固定されると自動変速制御動作が停止するので、装置全体として発熱量が低下し、電子制御ユニットの温度は徐々に低下していく。このとき、温度上昇率は所定値より小さいので、所定の制御により自動変速装置がギヤシフト固定モードに入るまでの間に電子制御ユニットが熱的破壊を受けることがない。
【０００７】
一方、電子制御ユニットの温度上昇率が所定値より大きい場合には、電子制御ユニットの温度が予め設定されている所定のしきい値温度に達する前にギヤシフト位置固定のための所定の処理が開始され、電子制御ユニットの温度が急上昇しても電子制御ユニットの温度が熱的破壊の生じる虞のある値に達する前に自動変速装置がギヤシフト固定モードに入ってしまうようにすることができ、電子制御ユニットが熱的破壊を受けるのを有効に防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明による自動変速装置の実施の形態の一例を示す概略的な全体図である。図１には、内燃機関１と連結された自動変速装置２が示されている。自動変速装置２は、自動変速機３内に自動変速機３を制御する電子制御ユニット４を組み込んで成っている。なお、電子制御ユニット４は必ずしも自動変速機３内に組み込む必要はなく、例えば、自動変速機３のケーシング３Ａの外側又は近傍に配設する構成であってもよい。
【００１０】
自動変速機３の内部には、また、位置スイッチ５が配設されており、位置スイッチ５はセレクトレバー６がどのセレクト位置にセットされたかを検知してその検知結果を示す位置信号Ｓ１を電子制御ユニット４に送る構成となっている。
【００１１】
図２には、電子制御ユニット４の断面図が示されている。電子制御ユニット４は、底板４１Ａとカバーケース４１Ｂとから成る２ピース構成の金属製の密閉型油密ケースを構成しているケーシング４１を有し、ケーシング４１内にはセラミック基板４２が底板４１Ａの内面４１Ａａに図示の如く密接した状態で、接着その他の適宜の手段によって固定されている。セラミック基板４２上には、マイクロコンピュータ４３、及びマイクロコンピュータ４３での演算結果に従う駆動電流信号が与えられる駆動用ＩＣ素子４４が組み込まれている。セラミック基板４２上には、この他にもいくつかの電子部品や回路素子を構成する各種パーツが組み立てられているが、これらを図示するのは省略してある。
【００１２】
底板４１Ａには複数の接続端子Ｔが電気的絶縁材料からなるスリーブＳを介して固定されており、これらの接続端子Ｔを介してセラミック基板４２と外部回路との接続を行うことができる構成となっている。
【００１３】
図２に示されるマイクロコンピュータ４３及び駆動用ＩＣ素子４４は、いずれも、図示しない車載用のバッテリから後述の如く電力供給を受けて作動し、このとき流れる動作電流によって発熱する発熱要素である。しかし、マイクロコンピュータ４３における発熱量は小さいが、駆動用ＩＣ素子４４における発熱量は相当大きいものとなり、電子制御ユニット４全体においては駆動用ＩＣ素子４４が主たる発熱要素となっている。
【００１４】
駆動用ＩＣ素子４４の近傍には、電子制御ユニット４の温度を検出することができるようにするため温度センサ４５が設けられている。温度センサ４５としては例えば適宜の感温抵抗器や感温半導体素子等を用いることができる。本実施の形態では、電子制御ユニット４の内部で最も高温となる主たる発熱要素である駆動用ＩＣ素子４４の近傍の温度を検出するため、駆動用ＩＣ素子４４の近傍に温度センサ４５を配設しているが、温度センサ４５の配設位置はこれに限定されず、例えば、ケーシング４１の内面、外面等適宜の位置に配設することができる。
【００１５】
なお、ケーシング４１は油密構造となっているので、電子制御ユニット４を自動変速機３内に配設しても自動変速機３内にある変速機オイルが電子制御ユニット４の内部に侵入することはない。
【００１６】
図３は、図２に示した電子制御ユニット４の電気回路の概略構成を示すブロック図である。図３において４６は電源回路であり、図示しない車両のバッテリからの直流電圧ＶＢを受け取り、これより低圧の安定化直流電圧ＶＣをマイクロコンピュータ４３に供給するための回路である。駆動用ＩＣ素子４４には直流電圧ＶＢが印加されており、マイクロコンピュータ４３からの制御出力信号ＣＳに応答してギヤシフト操作のための油圧回路（図示せず）の油圧制御用の電磁弁のソレノイドＳＶ１、ＳＶ２に所要の駆動電流Ｊ１、Ｊ２を供給する構成となっている。なお、電子制御ユニット４において実行される自動変速機３のギヤシフトのための制御動作それ自体は公知であるから、電子制御ユニット４の基本構成及びこれに基づくギヤシフト制御動作についての詳しい説明は省略する。
【００１７】
温度センサ４５からは駆動用ＩＣ素子４４の近傍の内部温度Ｔａを示す検出信号ＳＫが出力され、検出信号ＳＫは電子制御ユニット４の温度を示す信号としてマイクロコンピュータ４３に入力されている。マイクロコンピュータ４３は、温度センサ４５によって検出される電子制御ユニット４の内部温度Ｔａを参照し、電子制御ユニット４内で用いられている各素子が熱的破壊に至ることがないように自動変速機３は以下に詳しく説明するようにして、シャットダウンモード処理を行うようになっている。
【００１８】
図４には、電子制御ユニット４における半導体素子の熱破壊を防止するための保護動作をマイクロコンピュータ４３によって実行させるための保護制御プログラムを示すフローチャートが示されている。保護制御プログラム７について説明すると、保護制御プログラム７は所定の一定時間毎に繰り返し起動されて実行されるようになっており、先ずステップＳ１では、初期設定が行われる。初期設定では電子制御ユニット４の温度上昇率のしきい値ΔＴをＡとし、電子制御ユニット４の保護動作開始のためのしきい値温度ＴＨをＢとする。
【００１９】
次に、ステップＳ２では、温度センサ４５からの検出信号ＳＫに基づきその検出温度ｔ（ｎ）を読み込む処理を行う。
【００２０】
ステップＳ３では、今回の処理が初回の処理であるか否かが判別される。今回の処理が初回である場合には、電子制御ユニット４の温度上昇率を算出することができないのでステップＳ３の判別結果はＹＥＳとなり、そのままプログラムの実行を終了する。今回の処理が初回ではなく、２回目以降である場合には、ステップＳ３の判別結果はＮＯとなり、ステップＳ４に入る。
【００２１】
ステップＳ４では、Δｔ＝ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ−１）を計算して温度センサ４５から今回読み込んだ検出温度ｔ（ｎ）と、前回の処理で温度センサ４５から読み込んだ検出温度ｔ（ｎ−１）との差分を示す差分温度Δｔを演算する処理が行われる。保護制御プログラム７は所定の一定時間に起動されて実行されるので、差分温度Δｔは電子制御ユニット４の温度上昇率を示している。
【００２２】
次にステップＳ５では、ステップＳ４で得られたそのときの温度上昇率Δｔと初期設定された温度上昇率のしきい値ΔＴ（＝Ａ）との大小判別が行われる。すなわち、Δｔ＞ΔＴであるか否かが判別され、Δｔ＞ΔＴである場合には、ステップＳ５の判別結果はＹＥＳとなり、ステップＳ６に入る。ステップＳ６では、ＴＨ＝Ｃ（＜Ｂ）と設定する処理が行われる。すなわち、そのときの温度上昇率がしきい値Ａより大きい場合には、しきい値温度ＴＨの値をＢよりも小さいＣとする処理が実行される。しかるのちステップＳ７に入る。
【００２３】
一方、ステップＳ５において、Δｔ≦ΔＴである場合には、ステップＳ５の判別結果はＮＯとなり、ステップＳ６は実行されず、ステップＳ７に入るように構成されている。すなわち、そのときの温度上昇率がしきい値Ａより小さい場合にはしきい値温度ＴＨの値は初期設定された値Ｂのままとされる。
【００２４】
ステップＳ７では、電子制御ユニット４の温度Ｔ（ｎ）がしきい値温度ＴＨより高いか否かが判別される。ｔ（ｎ）≦ＴＨである場合には、電子制御ユニット４において熱破壊が生じる虞がないため、ステップＳ７の判別結果はＮＯとなり、ステップＳ８、Ｓ９を実行することなくプログラムの実行を終了する。
【００２５】
一方、ｔ（ｎ）＞ＴＨである場合には、電子制御ユニット４において熱破壊が生じる虞があるため、ステップＳ７の判別結果はＹＥＳとなり、ステップＳ８及びＳ９が実行される。すなわち、先ず、ステップＳ８で、自動変速機３のギヤを固定するためのシャットダウンモードに入るための移行前処理が実行され、次のステップＳ９でシャットダウンモード処理が実行される。これにより自動変速機３は、本実施の形態では、４速に固定される。この結果、自動変速装置２での変速動作が実行されなくなり、自動変速機３及び電子制御ユニット４における発熱量が格段に小さくなり、電子制御ユニット４の温度は以後、次第に低下することになり、電子制御ユニット４の熱的破壊の発生を有効に防止することができる。
【００２６】
上述したように、保護制御プログラム７では、ステップＳ５においてΔｔ＞ΔＴか否かを判別しその判別結果によりしきい値温度ＴＨの値を変更する構成を採用した。したがって、差分温度Δｔ、すなわち電子制御ユニット４の温度上昇率が所与のしきい値Ａよりも大きい場合には、しきい値温度ＴＨがＢからこれより小さいＣに変更となり、電子制御ユニット４の温度がしきい値温度Ｂよりも低い状態で自動変速装置２がシャットダウンモードに入るように制御されることになる。この結果、シャットダウンモードに入るために必要な処理期間中に電子制御ユニット４の温度ｔ（ｎ）が熱破壊の危険性のある温度領域に入ってしまう前にシャットダウン処理を完了させることができる。
【００２７】
次に図５及び図６を参照して、保護制御プログラム７による電子制御ユニット４の保護のための動作について説明する。
【００２８】
図５は、電子制御ユニット４の温度ｔ（ｎ）の上昇率がしきい値ΔＴ（＝Ａ）よりも小さい状態で上昇した場合の動作例である。この場合には、しきい値温度ＴＨはＢのままであり、したがって時点ＴＭ１においてセンサ４５によって検出された電子制御ユニット４内の温度ｔ（ｎ）がＢより大きくなった時点でステップＳ８でのシャットダウンモード移行前処理が実行され、つづいてステップＳ９でのシャットダウンモード処理が実行され、時点ＴＭ２においてシャットダウンモード処理実行が終了する。
【００２９】
ここで、自動変速装置２をシャットダウンモードとするために必要な処理時間Ｔｓ（ＴＭ１〜ＴＭ２までの時間）は略一定であり、値Ａは、ｔ（ｎ）＝Ｂとなった時点でシャットダウンモード移行の実行が開始された場合において、この処理時間Ｔｓ経過後の時点ＴＭ２において温度ｔ（ｎ）が、素子の熱破壊が生じる虞のある危険温度Ｈｄを越えないような温度上昇率の値よりは少し小さい値に初期設定されている。したがって、温度上昇率が大きくなり、図５中一点鎖線で示されるような傾斜で温度ｔ（ｎ）が上昇すると、ｔ（ｎ）＝Ｂとなったときにシャットダウンモード移行前処理を開始してもＴｓ後にはｔ（ｎ）はＨｄに達してしまう。
【００３０】
このような事態の発生を回避するため、ステップＳ４では温度ｔ（ｎ）の上昇率を演算しており、ステップＳ５では温度ｔ（ｎ）の上昇率が所与のしきい値Ａより大きくなったか否かを判別している。そして、温度ｔ（ｎ）の上昇率がΔＴの初期設定値Ａよりも大きくなった場合には、しきい値温度ＴＨの値をＢよりも小さいＣとし、（ステップＳ６）、シャットダウンモード移行前処理を早目に開始するように構成されている。
【００３１】
図６は、しきい値温度ＴＨが初期設定されたＢより小さいＣに設定された場合の動作を説明するためのものである。ここでは、温度ｔ（ｎ）の上昇率がＡより大きいためにしきい値温度ＴＨがＣに設定され直されているので、ｔ（ｎ）＝Ｃ（＜Ｂ）となった時点ＴＭ３でシャットダウンモード移行前処理が開始され、Ｔｓ経過後の時点ＴＭ４でシャットダウンモード移行前処理が終了する。
【００３２】
このように、温度ｔ（ｎ）の上昇率が大きい場合には、ｔ（ｎ）＝Ｂとなる前に早めにシャットダウンモード移行前処理に入るようにしたので、時点ＴＭ４における温度ｔ（ｎ）の値を危険温度Ｈｄよりも低い状態とすることができる。時点ＴＭ４においてシャットダウンモード処理が完了すると、自動変速装置２のギヤ位置が４速に固定されるので、自動変速装置２からの発熱量は小さくなり、温度ｔ（ｎ）の上昇は停止するか極めて小さくなるので、時点ＴＭ４以降において温度ｔ（ｎ）が危険温度Ｈｄよりも高くなるのを有効に防止できる。
【００３３】
ここで、若ししきい値温度ＴＨがＢの儘であると、時点ＴＭ１においてステップＳ８でのシャットダウンモード移行前処理が実行され、時点ＴＭ２においてシャットダウンモード処理実行が終了するので、温度ｔ（ｎ）は２点鎖線で示されるように上昇し、時点ＴＭ２において温度ｔ（ｎ）が危険温度Ｈｄよりも高くなってしまう。
【００３４】
なお、本実施の形態では、温度ｔ（ｎ）の上昇率の大きさに応じてしきい値温度ＴＨを変更することによりシャットダウンモード移行前処理の開始を制御するようにしたが、本発明はこれに限定されず、しきい値温度ＴＨを変更することなく、温度ｔ（ｎ）の上昇率の大きさに応じてそのとき得られた温度ｔ（ｎ）の大きさに変更を加え、この変更された温度としきい値温度ＴＨとを比較してシャットダウンモード移行前処理の開始を制御し、同様の効果を得るようにしてもよい。
【００３５】
自動変速装置２は以上のように構成されているので、電子制御ユニット４の温度上昇率が高い場合にのみしきい値温度ＴＨの値を小さくしてシャットダウン処理が終了するまでにｔ（ｎ）＞Ｈｄとなることを回避するようにし、電子制御ユニット４の温度上昇率が小さい場合にはしきい値温度ＴＨの値を比較的大きくして電子制御ユニット４の温度がそれほど高くないにも拘らず自動変速装置２がシャットダウンモードに入ってしまうのを有効に防止できる。したがって、自動変速装置２のシャットダウンモードへの移行を極めて適切に制御することができ、電子制御ユニット４内の各素子、特に半導体素子、の恒久的熱破壊を確実に防止して安全且つ確実なフェールセーフを確保しつつ、自動変速機の効率的な運転が可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、上述の如く、電子制御ユニットの温度上昇率が高い場合にのみしきい値温度の値を小さくしてシャットダウン処理が終了するまでに電子制御ユニットの温度が危険温度をこえてしまうのを回避するようにし、電子制御ユニットの温度上昇率が小さい場合にはしきい値温度の値を比較的大きくして電子制御ユニットの温度がそれほど高くないにも拘らず自動変速装置がシャットダウンモードに入ってしまうのを有効に防止できる。したがって、自動変速装置のシャットダウンモードへの移行を極めて適切に制御することができ、電子制御ユニット４内の各素子、特に半導体素子、の恒久的熱破壊を確実に防止して安全且つ確実なフェールセーフを確保しつつ、自動変速機の効率的な運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動変速装置の実施の形態の一例を示す概略的な全体図。
【図２】図１に示した電子制御ユニットの断面図。
【図３】図２に示した電子制御ユニットの電気回路の概略構成を示すブロック図。
【図４】電子制御ユニットにおいて実行される保護制御プログラムを示すフローチャート。
【図５】図４に示した保護制御プログラムによる電子制御ユニットの保護のための動作を説明するための図。
【図６】図４に示した保護制御プログラムによる電子制御ユニットの保護のための動作を説明するための図。
【符号の説明】
２　自動変速装置
３　自動変速機
３Ａ　ケーシング
４　電子制御ユニット
４３　マイクロコンピュータ
４４　駆動用ＩＣ素子
４５　温度センサ
ＳＫ　検出信号
ＴＨ　しきい値温度
Ｔｓ　処理時間
ｔ（ｎ）　検出温度
ΔＴ　しきい値
Δｔ　差分温度
【図１】
2004044658.tif 000003
【図２】
2004044658.tif 000004
【図３】
2004044658.tif 000005
【図４】
2004044658.tif 000006
【図５】
2004044658.tif 000007
【図６】
2004044658.tif 000008