(57)【要約】【課題】自動変速機制御装置の故障を検出し、自動変速機制御装置故障の履歴の記憶とドライバーへの報知を可能にする自動変速装置を得る。【解決手段】車両の走行速度から算出される走行トルクに最終減速機１２の最終減速比と変速機１００の変速比から求めた入力軸トルクを基に故障判定トルクを算出し、自動変速機制御装置２００からエンジン制御装置３００に対し通信路を介して送信するトルク要求値が故障判定トルク以上の状態を所定時間継続した場合に、自動変速機制御装置２００の異常を検出し、故障時の処置とドライバーに対して故障の報知を行う手段を備えたものである。かかる構成により、トルク要求値が異常の場合に、速やかに、異常を推定して、発進クラッチ９を開放することによりドライバーに急な加速感を与えないようし得るものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力トルク制御を行うエンジン制御装置と、
上記エンジン制御装置に対し、上記出力トルク制御の要求値を出力するトルク要求値算出手段を有する自動変速機制御装置と、
上記エンジンに発進クラッチを介して接続される変速機と、
を備えた自動変速装置であって、
上記自動変速機制御装置は、
上記変速機の入力軸におけるトルクを故障判定トルクとして得る手段と、
変速時に上記エンジン制御装置に対するトルク要求値が上記故障判定トルクより大きい値である状態が所定時間継続した場合に、上記トルク要求値の異常を判定する手段と、を備えたことを特徴とする自動変速装置。
【請求項２】
上記故障判定トルクは、変速時に車両の走行速度を基に算出した走行トルクに所定のトルクを加算し、上記変速機の変速比と上記車両の最終減速機により予め決定される最終減速比を掛けて算出されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速装置。
【請求項３】
上記故障判定トルクは、変速直前のエンジントルクと走行中の変速比と目標変速段の変速比から算出されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動変速装置に係り、特に、変速機を制御する自動変速機制御装置の故障を検出する自動変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、変速機の制御においては、変速制御を迅速かつスムーズに実施するために、エンジン制御装置に対して出力トルクの制御を要求している。
【０００３】
ところで、自動変速機制御装置により制御される変速機には、エンジンとの間でトルク伝達・開放を実施する発進クラッチと、発進クラッチを動作させる発進クラッチアクチュエータと、ドライバーの意図および予め設定された変速線に応じて発生するギアチェンジ要求に基づき、噛合い式クラッチによるギアの開放・係合操作を行う噛合い式クラッチアクチュエータが設けられている。
【０００４】
この構成において、ドライバーの意図及び予め設定された変速線に応じてギアチェンジ要求、即ち変速要求が発生すると、エンジンのトルク低減制御と発進クラッチの開放を実施し、噛合い式クラッチにより係合されているギアの架け替え（開放・係合）を行い、再び発進クラッチの係合を実施すると共に、エンジンのトルクを復帰させることによりスムーズな変速動作を実現させている。
【０００５】
さらに、変速時にドライバーに対して減速感や衝撃を与えないようにスムーズかつ速やかに変速を実施するため、エンジン回転数を変速機の入力軸回転数と同期させる必要がある。このため、自動変速機制御装置はエンジン制御装置に対してトルク要求値を指示し、エンジン制御装置はトルク制御を実施することによりエンジン回転数と変速機の入力軸回転数を同期させ、スムーズかつ素早い変速を実現している。
【０００６】
しかし、自動変速機制御装置からエンジン制御装置に要求するトルク要求値が適切な値より大きな値となるような誤りがあった場合、エンジントルクが過大となり、かつ過大トルクの状態が継続するという問題がある。この問題を解決する装置として、自動変速機を搭載した車両において、ドライバーによる停車要求時に、ドライバー要求トルクに対して過大な駆動トルクを発生している状態を検知すれば、エンジンからのトルク伝達を遮断する手段を持つ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、変速時の異常に対し、変速時にエンジン回転数と変速機入力軸回転数の差から変速機の異常を検出する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２００６４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２８３８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来装置においては、自動変速機制御装置が変速時にエンジン制御装置に対して要求するトルク要求値を演算するトルク要求値演算部で使用する自動変速機制御装置に搭載されたマイクロコンピュータ内部のＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）の異常により、トルク要求値が明らかに過大な値を算出し、エンジン制御装置に通信路を介して送信し、エンジンの出力トルクが変速機で実際に必要としているトルクに対して過大となった場合、トルクの異常を検
知し、トルク伝達の遮断などの処理は可能である。しかし、自動変速機制御装置の故障を特定することが不可能であり、自動変速機制御装置故障の履歴の記憶とドライバーへの報知が不可能であるという問題がある。
【００１０】
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので、自動変速機制御装置の故障を検出し、自動変速機制御装置故障の履歴の記憶とドライバーへの報知を可能にする自動変速装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明に係る自動変速装置は、エンジンの出力トルク制御を行うエンジン制御装置と、上記エンジン制御装置に対し、上記出力トルク制御の要求値を出力するトルク要求値算出手段を有する自動変速機制御装置と、上記エンジンに発進クラッチを介して接続される変速機と、を備えた自動変速装置であって、上記自動変速機制御装置は、上記変速機の入力軸におけるトルクを故障判定トルクとして得る手段と、変速時に上記エンジン制御装置に対するトルク要求値が上記故障判定トルクより大きい値である状態が所定時間継続した場合に、上記トルク要求値の異常を判定する手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、自動変速機制御装置が変速時にエンジン制御装置に対して要求するトルク要求値の異常を検出することができるので、自動変速機制御装置の故障が検出でき、自動変速機制御装置故障の履歴の記憶とドライバーへの報知が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照して、この発明に係る自動変速装置について好適な実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る自動変速装置の概略構成図である。図１に示すように、実施の形態１に係る自動変速装置には、変速機１００と、この変速機１００を制御する自動変速機制御装置（以下、変速機ＣＵという。）２００とが設けられている。変速機ＣＵ２００とエンジン制御装置（以下、エンジンＣＵという。）３００は通信路で接続されている。また、変速機ＣＵ２００には、エンジン出力軸回転数検出部１、変速機入力軸回転数検出部２、変速機出力軸回転数検出部３、各車輪の車輪速を計測する車輪速センサ４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒ、シフトレバー６からの情報が入力される。
【００１５】
変速機ＣＵ２００には、ＲＯＭ７とＲＡＭ８が設けられている。ＲＯＭ７は、第１のＲＯＭ領域７ａと第２のＲＯＭ領域７ｂとして独立した領域に設定されており、ＲＡＭ８は、第１のＲＡＭ領域８ａと第２のＲＡＭ領域８ｂとして独立した領域に設定されている。さらに、各領域の規模は、例えば、第１のＲＯＭ領域７ａが８００ＫＢｙｔｅ、第１のＲＡＭ領域８ａが５０ＫＢｙｔｅであるのに対して、第２のＲＯＭ領域７ｂは１０ＫＢｙｔｅ、第２のＲＡＭ領域８ｂは５ＫＢｙｔｅというように、はるかに小さい規模である。
【００１６】
変速機１００は、内部に複数のトルク伝達機構（図示せず）と発進クラッチ９を備えている。複数のトルク伝達機構は、変速機ＣＵ２００により算出された目標変速段に応じて接続された噛合い式クラッチアクチュエータ１０によりギアの架け替え（開放・係合）を行い、トルクの伝達経路を変更する。また、発進クラッチ９は変速機ＣＵ２００に接続された発進クラッチアクチュエータ１１によって駆動される。変速機１００の出力は最終減速機１２を経て、車両の駆動車輪１３Ｌ、１３Ｒに伝達され車両を駆動する。車両の走行速度は、例えば各車輪１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４Ｒに取り付けられた車輪速センサ４
Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒからの入力情報により求めることができる。
【００１７】
変速機ＣＵ２００は、エンジンＣＵ３００に対するトルク要求値を算出するトルク要求値演算部１５、故障判定トルク演算部１６、および故障判定部１７を備えている。なお、トルク要求値演算部１５、故障判定トルク演算部１６、および故障判定部１７の説明については後述する。また、トルク要求値演算部１５に使用されるＲＯＭとＲＡＭは、第１のＲＯＭ領域７ａと第１のＲＡＭ領域８ａであり、故障判定用トルク演算部１６と故障判定部１７に使用されるＲＯＭとＲＡＭは、第２のＲＯＭ領域７ｂと第２のＲＡＭ領域８ｂである。
【００１８】
エンジンＣＵ３００は、変速機ＣＵ２００から通信路を介して送信されたトルク要求値を受信し、トルク制御を行うトルク制御実施部１８を備えている。エンジントルク制御は公知のスロットル制御や点火制御、あるいは燃料噴射制御で行う。また、エンジンＣＵ３００は、エンジン４００の回転数検出部１９とエンジン４００の吸入吸気流量検出部２０から取り込んだ情報によりエンジン４００から出力される実トルク推定値を算出し、アクセル開度検出部２１の情報とともに通信路を介して変速機ＣＵ２００に送信する。
【００１９】
実施の形態１に係る自動変速装置は上記のように構成されており、次にその動作について説明する。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る自動変速装置の変速機ＣＵ２００におけるトルク要求値演算部１５の動作を示すフローチャートである。
【００２１】
ステップＳ２０１において、変速機ＣＵ２００によって駆動される発信クラッチアクチュエータ１１の操作量を基に発信クラッチ９の伝達トルク容量Ｔｃａｐを算出する。伝達トルク容量Ｔｃａｐは、発信クラッチアクチュエータ１１の操作量を基に、予め機構によって決められた複数の定数から選択されるクラッチ押し付け力と、予め機構によって決められたクラッチディスクの有効面積と摩擦係数を使用して次の式にて算出される。
伝達トルク容量＝クラッチ押し付け力×クラッチディスクの有効面積×摩擦係数
【００２２】
ステップＳ２０２において、エンジン出力軸回転数と変速機入力軸回転数を同期させるために必要な加減速トルクＴｉｎａを算出する。加減速トルクＴｉｎａは、エンジン出力軸回転数と変速機入力軸回転数と予め機構によって決められたエンジン出力軸の慣性モーメントから次の式にて算出される。
加減速トルク＝（変速機入力軸回転数−エンジン出力軸回転数）×慣性モーメント
【００２３】
ステップＳ２０３において、発信クラッチ９の伝達トルク容量Ｔｃａｐと加減速トルクＴｉｎａを加算し、トルク要求値Ｔｄｅｍを算出する。この算出された値を通信路によりエンジンＣＵ３００に送信する。
【００２４】
図３は、実施の形態１に係る自動変速装置の変速機ＣＵ２００における故障判定トルクの演算とトルク要求値の異常判定を実施する動作を示すフローチャートである。この演算に使用するＲＯＭは第２のＲＯＭ領域７ｂであり、ＲＡＭは第２の領域８ｂである。
【００２５】
ステップＳ３０１において、トルク要求値の異常判定に使用するＲＯＭのチェックサムチェックと、ＲＡＭの書き込み読み込みチェックを実施する。ＲＯＭ、ＲＡＭのチェックを故障判定トルクの演算とトルク要求値の異常判定で使用する部分のみ実施するのは、ＲＯＭ容量およびＲＡＭ容量の規模に比例する処理時間の制約からである。ここで、ＲＯＭおよびＲＡＭのチェック結果が異常であった場合は、説明されていない処理により故障記憶、ドライバーへの報知、発進クラッチの開放を実施することになる。
【００２６】
ステップＳ３０２において、変速中であるか否かを判定する。変速中であるか否かの判定は、ドライバーによるシフトレバー６の操作に基づくアップシフト要求、ダウンシフト要求、または自動変速要求により変速制御を開始し、目標のギアへのギアの架け替え、およびクラッチの係合をもって変速完了とする。ここで、自動変速要求は、ドライバーが操作するアクセル開度を縦軸、車速を横軸のパラメータとして図４に示すような変速線に応じて各ギア段に設定されている実線で示すアップシフト線、破線で示すダウンシフト線を車速が横切ることで認識する。なお、ステップＳ３０２において変速中であると判定された場合、ステップＳ３０３を実施し、変速中でない場合は故障判定処理を実施しない。
【００２７】
ステップＳ３０３において、車両の走行速度から現在の走行速度を保持するために必要な走行トルクＴｄを、車速とアクセル開度をパラメータとして図５に示すような予め設定されたマップ値から求める。図５は、アクセル開度を縦軸、車速を横軸のパラメータとする走行トルクＴｄのマップ値を示す図である。
【００２８】
ステップＳ３０４において、ステップＳ３０３で求めた走行トルクに車両が明らかに加速するトルク定数Ｋｔｆａを加算し、走行軸での故障判定用トルクＴｄｆを求める。ここで車両が明らかに加速する走行軸のトルク定数Ｋｔｆａとは、実車走行試験によりドライバーが急加速と感じるようなトルクの値を計測し、予め設定されたデータであって、例えば２００Ｎｍである。
【００２９】
ステップＳ３０５において、ステップＳ３０４で算出した走行軸での故障判定トルクＴｄｆに変速比と最終減速比を掛けて、変速機入力軸での故障判定トルクＴｆを算出する。ここで、変速比は変速機の機構により予め決定された定数であり、最終減速比は最終減速機の機構により予め決定された定数である。
【００３０】
ステップＳ３０６において、図２のトルク要求値算出部１５で算出したトルク要求値Ｔｄｅｍが、ステップＳ３０５で算出した故障判定トルクＴｆより大きい値である状態が所定時間ｔｆ１以上継続したか否かを判定する。ここで、所定時間ｔｆ１は、実車走行試験により、車両の安全を保つことができる時間として予め設定された値であり、例えば１秒とする。この１秒は、１秒を超えても過大トルクの発生による急加速が継続した場合、車両の安全を保てない可能性がある時間として設定される。なお、ステップＳ３０６で所定時間ｔｆ１以上継続したと判定した場合、ステップＳ３０７へ進み、継続していないと判定した場合は、故障判定処理を終了する。
【００３１】
ステップＳ３０７において、トルク要求値異常の故障フラグをセットし、故障履歴の記憶と、図示しない表示手段、例えばランプ点灯によるドライバーへの異常の報知を実施する。また、従来から行われている発進クラッチの開放を実施してもよい。
【００３２】
以上のように、実施の形態１に係る自動変速装置によれば、変速時に車両の走行速度を基に算出した故障判定トルクＴｆと変速機ＣＵ２００がエンジンＣＵ３００に対して送信するトルク要求値Ｔｄｅｍとを比較することにより、トルク要求値異常を検出することができるので、変速機ＣＵ２００の故障検出が可能となり、変速機ＣＵ２００の故障履歴の記憶とドライバーへの変速機ＣＵ２００の故障報知が可能となる。
【００３３】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る自動変速装置について説明する。実施の形態２に係る自動変速装置の概略構成、およびエンジン制御装置に対して通信路により送信するトルク要求値については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。この演算に使用するＲＯＭは第２のＲＯＭ領域７ｂであり、ＲＡＭは第２の領域８ｂである。
【００３４】
次に、実施の形態２に係る自動変速装置の動作について説明する。なお、実施の形態２に係る自動変速装置の動作説明に際し、図１の自動変速装置の概略構成および図２のトルク要求値を算出するトルク要求値演算部の動作を示すフローチャートも参照する。
【００３５】
図６は、実施の形態２に係る自動変速装置の変速機ＣＵ２００における故障判定トルクの演算とトルク要求値の異常判定を実施する動作を示すフローチャートである。
【００３６】
図６において、ステップＳ６０１は実施の形態１の図３で説明したステップＳ３０１と同様の処理である。
【００３７】
ステップ６０２において、変速中であるか否かを判定する。変速中であるか否かの判定方法は、実施の形態１の図３で説明したステップＳ３０２と同様の方法である。ステップＳ６０２において変速中であると判定された場合、ステップＳ６０４を実施する。変速中でない場合はステップＳ６０３を実施し、故障判定処理を実施しない。
【００３８】
ステップＳ６０３において、エンジンＣＵ３００から通信路を介して送信されてくるエンジン実トルクＴｅを走行中エンジントルクＴｅｄとして更新する。エンジン実トルクＴｅは、エンジンＣＵ３００の内部で吸入空気流量とエンジン回転数を基に、図７に示すようなマップにより算出され、通信路を介して送信されるものである。図７は、吸入空気流量を縦軸、エンジン回転数を横軸のパラメータとするエンジン実トルクＴｅのマップ値を示す図である。
【００３９】
ステップＳ６０４において、変速開始直前の走行中エンジン実トルクＴｅｄに、変速開始直前の変速比Ｒ１と変速完了後の変速比Ｒ２から求められる変速比変化率を乗じて変速後走行中トルクＴｅｄ_ｃｈｇを求める。変速比Ｒ１と変速比Ｒ２は変速機１００の機構によって、変速段毎に予め決められた定数である。例えば、２速から３速への変速中では変速比Ｒ１は２速の変速比であり、変速比Ｒ２は３速の変速比である。
【００４０】
ステップＳ６０５において、変速後走行中トルクＴｅｄ_ｃｈｇに、車両が明らかに加速するようなエンジン実トルク定数Ｋｔｆｂを加算し、ステップＳ６０３と同様の処理で求められる変速比変化率を乗じて、変速機入力軸での故障判定トルクＴｆを求める。ここで車両が明らかに加速するトルク定数Ｋｔｆｂは、前述のステップＳ３０４と同様に決定される。
【００４１】
ステップＳ６０６において、図２のトルク要求値算出部１５で計算したトルク要求値Ｔｄｅｍが、ステップＳ６０５で算出された故障判定トルクＴｆより大きい値である状態が所定時間ｔｆ１継続したか否かを判定する。ここで、所定時間ｔｆ１は、前述のステップＳ３０６と同様に決定される。ステップＳ６０６において所定時間ｔｆ１以上継続したと判定された場合、ステップＳ６０７へ進み、継続していないと判定された場合は、故障判定処理を終了する。
【００４２】
ステップＳ６０７は、前述のステップＳ３０７と同様の処理である。
【００４３】
以上のように、実施の形態２に係る自動変速装置は、変速直前のエンジントルクＴｅｄと変速比Ｒ１と目標変速段の変速比Ｒ２から故障判定トルクＴｆを求め、求めた故障判定トルクＴｆと、変速時に変速機ＣＵ２００がエンジンＣＵ３００に対して送信するトルク要求値Ｔｄｅｍとを比較することによりトルク要求値Ｔｄｅｍの異常を検出することにより、変速機ＣＵ２００の故障検出が可能となり、変速機ＣＵ２００の故障履歴の記憶とドライバーへの変速機ＣＵ２００の故障報知が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明に係る自動変速装置は、自動変速機を搭載した自動車の制御装置として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る自動変速装置の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る自動変速機制御装置におけるトルク要求値演算部の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る自動変速機制御装置におけるトルク要求値異常の故障を検出するフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る自動変速機制御装置における変速線の一例の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る自動変速機制御装置における走行トルクを求めるマップの一例の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る自動変速機制御装置におけるトルク要求値異常の故障を検出するためのフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係るエンジン制御装置のエンジン実トルクを求めるマップの一例の説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  エンジン出力軸回転数検出部
２  変速機入力軸回転数検出部
３  変速機出力軸回転数検出部
４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒ  車輪速センサ
６  シフトレバー
７  ＲＯＭ
８  ＲＡＭ
９  発進クラッチ
１０  噛合い式クラッチアクチュエータ
１１  発進クラッチアクチュエータ
１２  最終減速機
１３Ｌ、１３Ｒ  駆動輪
１４Ｌ、１４Ｒ  車輪
１５  トルク要求値演算部
１６  故障判定トルク演算部
１７  故障判定部
１８  トルク制御実施部
１９  回転数検出部
２０  吸入吸気流量検出部
２１  アクセル開度検出部
１００  変速機
２００  自動変速機制御装置
３００  エンジン制御装置
４００  エンジン
【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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【図７】
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