JP3844246B2 - 車両用自動変速機の変速制御方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動変速機の変速制御方法及び装置に関し、より詳しくは、インヒビタスイッチ（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｓｗｉｔｃｈ）にエラーが発生しても、複数個の前進変速段間の変速を可能とする、変速制御方法及び装置に関する。

以下、本発明では”インヒビタスイッチ”という用語は、”運転者が指定する変速レンジを検出するためのセンサー”という意味で用いる。

車両用自動変速機（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）は、車速やスロットル開度量など車両の走行状態に関する変数に基づいて、適切な変速段（ｓｈｉｆｔ−ｓｐｅｅｄ）を自動的に具現する変速機である。

通常、車両用自動変速機には、”Ｐ”、”Ｒ”、”Ｎ”、”Ｄ”、”２”、”Ｌ”などのような変速レンジ（ｓｈｉｆｔ−ｒａｎｇｅ）を運転者が指定するための変速レバーが連結され、このような変速レバーの作動によって車両用自動変速機のマニュアルバルブの位置が決められ、変速レバーの位置による適切な油圧供給ラインを形成するようになる。
このようなマニュアルバルブの位置は、インヒビタスイッチから検出され、変速機を制御する変速制御ユニット（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ；以下、”ＴＣＵ”と称する）に提供され、これによって、前記ＴＣＵは、運転者が指定した走行モードで適切な変速段が具現されるように車両用自動変速機の油圧システムを制御する。

しかし、配線の断線などにより、インヒビタスイッチからの信号が入力されない状態においても、ＴＣＵは、最小限の走行が行えるように前記車両用自動変速機を制御する必要があり、このような場合を、通常、リンプホームモード（Ｌｉｍｐ−Ｈｏｍｅ Ｍｏｄｅ）と称している。

このようなリンプホームモードにおいて、従来の技術の一例によると、ＴＣＵは、インヒビタスイッチの最終入力信号を現在のインヒビタスイッチ信号と仮定して車両用自動変速機を制御する。

しかし、このような方式によると、リンプホームモードで特定の変速段での走行は行えるが、複数個の前進変速段間で車速やスロットル開度量などのような車両走行状態変数に基づく適切な変速段への変速が行えない。

一例として、変速レンジが”Ｎ”レンジから”Ｄ”レンジに移動される過程でインヒビタスイッチにエラーが発生した場合に、インヒビタスイッチからの最終入力信号は”Ｎ”レンジを指すが、マニュアルバルブは”Ｄ”レンジに置かれてしまう。

ＴＣＵは、”Ｎ”レンジの変速レンジに基づいて車両用自動変速機の油圧システムを制御するが、この場合、”Ｄ”レンジに置かれたマニュアルバルブを通じて特定の変速段を具現する摩擦要素に油圧が供給されても、ＴＣＵは、変速のための信号を発生させないので、前記特定の変速段のみで走行が可能になる。

このように、リンプホームモードで特定の変速段のみで走行する場合に、広い範囲の車速をカバーすることができないという短所がある。つまり、前記特定の変速段が前進２速などの低速変速段である場合には、エンジン回転数の制限によって高速走行が不可能となり、前記特定の変速段が前進４速などの高速変速段である場合には、低速での推進力が非常に不足する。

本発明は、このような問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、インヒビタスイッチにエラーが発生しても複数個の変速段間の変速を可能にする、車両用自動変速機の変速制御方法及び装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による車両用自動変速機の変速制御装置は、運転者が指定する変速レンジを検出するインヒビタスイッチと、車両の車速を検出する車速検出器と、運転者のアクセルの操作程度を検出するアクセルポジション検出器と、前記車両用自動変速機内で目標変速段への変速を行うアクチュエータと、前記インヒビタスイッチ、車速検出器、及びアクセルポジション検出器からの入力信号に基いて目標変速段を設定し、設定された目標変速段に基づいて前記アクチュエータを制御する変速機制御ユニットとを含み、前記変速機制御ユニットは、後述する本発明の変速制御方法を遂行することを特徴とする。

本発明の変速制御方法は、インヒビタスイッチ信号に異常があるか否かを判断する段階と、インヒビタスイッチ信号に異常がある場合に、現在の車速を検出する段階と、前記現在の車速がゼロであるか否かを判断する段階と、前記現在の車速がゼロでない場合に、後進レンジの最高車速を計算する段階と、前記現在の車速を前記後進レンジの最高車速と比較する段階と、前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速より大きい場合に、車両走行状態変数に基づいて目標変速段を設定する段階と、前記目標変速段を形成する段階とを含み、前記現在の車速がゼロの場合と、前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速に等しいか小さい場合は、対応するレンジのコードを保存して、前記インヒビタスイッチからの入力信号に異常があるか否かを判断する段階へ戻ることを特徴とする。

前記目標変速段は、前進１速以外の前進変速段の中から選択されるのが好ましい。

また、前記車両走行状態変数は、車速及びアクセルポジションを含む変数によって示されるのが好ましい。

また、本発明の変速制御方法は、前記インヒビタスイッチ信号に異常がある場合に、車両用自動変速機のセンサー又はアクチュエータに追加的なエラーがあるか否かを判断する段階と、追加的なエラーがある場合に、設定された変速段に目標変速段を設定する段階とをさらに含むのが好ましい。

本発明の実施例によれば、インヒビタスイッチにエラーが発生する場合にも、前進レンジでの変速が可能になり、これによってエラーに対する対処性能が向上する。

即ち、インヒビタスイッチにエラーが発生する場合にも高い変速段への変速が可能になり、車速の増加によるエンジン回転数の過大な上昇を防止し、これによって、エンジン及び／または変速機の耐久性を向上させることができる。また、高い変速段への変速が可能であるので、インヒビタスイッチにエラーが発生した場合にも高速走行が可能である。

以下で、添付図面を参照しながら、本発明による好ましい実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例による車両用自動変速機の変速制御装置の構成図である。
図１に示すように、本発明の実施例による車両用自動変速機の変速制御装置は、運転者が指定する変速レンジを検出するインヒビタスイッチ１１０、車両の車速を検出する車速検出器１２０、運転者のアクセルの操作程度を検出するアクセルポジション検出器１３０、前記車両用自動変速機１８０内で目標変速段への変速を行うアクチュエータ１６０、そして前記インヒビタスイッチ１１０、車速検出器１２０、及びアクセルポジション検出器１３０からの入力信号に基づいて目標変速段を設定し、設定された目標変速段に基づいて前記アクチュエータ１６０を制御する変速機制御ユニット１５０（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；以下、ＴＣＵと称する）を含む。

前記インヒビタスイッチ１１０は、運転者が指定する変速レンジを検出するための任意の構成で具現することができ、当業者に明白である。

前記車速検出器１２０は、一例として、前記車両用自動変速機の出力軸の回転速度を検出するセンサーで具現することができるが、必ずしもこれに限られるわけではない。

前記アクセルポジション検出器１３０は、アクセルペダルの操作程度を検出するセンサーで具現することができ、また、前記車両用自動変速機がスロットルバルブを備えたエンジンに連結された場合には、前記スロットルバルブ開度量を検出するセンサーで具現することができる。

前記アクチュエータ１６０は、車両用自動変速機の具体的な仕様によって異なるが、任意の車両用自動変速機に関してその構成は当業者に明白である。

前記ＴＣＵ１５０は、設定されたプログラムによって動作する一つ以上のマイクロプロセッサーで具現することができ、前記設定されたプログラムは、後述する本発明の実施例の変速制御方法に含まれる各過程を遂行するための一連の命令を実行することができる。

図２は、本発明の実施例の車両用自動変速機の変速制御方法を示したフローチャートである。
図２に示すように、前記ＴＣＵ１５０は、まず、前記インヒビタスイッチ１１０信号に異常があるか否かを判断する（Ｓ２１０）。前記インヒビタスイッチ信号の異常の有無は、一例として、インヒビタスイッチ信号が入力されるか否かで判断することができる。

前記インヒビタスイッチ１１０信号に異常がない場合（Ｓ２１０で判断）には、通常の変速制御方法によって車両用自動変速機１８０を制御すればよい。

前記インヒビタスイッチ１１０信号に異常がある場合（Ｓ２１０で判断）には、前記ＴＣＵ１５０は、前記車両用自動変速機１８０の前記インヒビタスイッチ１１０以外のセンサー１７０或いはアクチュエータ１６０に追加的なエラーがあるか否かを判断する（Ｓ２１５）。前記追加的なエラーは、前記他のセンサー１７０或いはアクチュエータ１６０の信号が検出されるか否かで判断することができる。

前記追加的エラーの判断（Ｓ２１５）で、追加的なエラーがあると判断された場合には、前記ＴＣＵ１５０は、予め設定された変速段に目標変速段を設定する（Ｓ２２０）。前記予め設定された変速段は、前記車両用自動変速機の仕様及び当業者の設計戦略を参照して、当業者が任意に明らかに設定することができ、一例として、前進３速とすることができる。

前記追加的エラーの判断（Ｓ２１５）で、追加的なエラーがないと判断された場合には、前記ＴＣＵ１５０は、前記車速検出器１２０を通じて車両の現在の車速を検出し（Ｓ２２５）、検出された現在の車速が”ゼロ”であるか否かを判断する（Ｓ２３０）。

前記現在の車速が”ゼロ”である場合（Ｓ２３０で判断）には、車両が停車しているということなので、変速レンジを”Ｐ”または”Ｎ”レンジと仮定してもよい。

したがって、この場合、ＴＣＵ１５０は、現在の変速レンジが”Ｐ”または”Ｎ”レンジであることを意味する設定されたコードを保存し（Ｓ２３５）、再び前記インヒビタスイッチ信号の異常有無の判断（Ｓ２１０）に戻って、本発明の実施例の変速制御方法を繰返す。

前記現在の車速が”ゼロ”でない場合（Ｓ２３０で判断）には、前記ＴＣＵ１５０は、後進レンジの最高車速を計算する（Ｓ２４０）。

前記後進レンジの最高車速は、次の数式（１）から計算することができる。

上記の（数１）で［ ］内は単位を示す。

しかし、最終減速比（ｆｉｎａｌ ｇｅａｒ ｒａｔｉｏ）、後進ギヤ比（ｇｅａｒ ｒａｔｉｏ ｉｎ Ｒ ｒａｎｇｅ）、そしてタイヤ半径は、車両の生産過程で確定される数値であるので、これに加えてエンジン回転数を決めると、直ちに車速が決められる。しかし、後進レンジの最高車速は、エンジン回転数の許容された最大限界によって制限されるので、最大エンジン回転数の値によって前記後進レンジの最高車速が決められる。前記最大エンジン回転数の値はエンジンによって異なるが、前記車両用自動変速機１８０に連結されたエンジンに関する最大エンジン回転数の値は特定の値に決められる。

前記最高車速の計算（Ｓ２４０）は、前記数式１を利用して車速を計算することができ、あるいは毎回計算せずに、前記数式１を利用して計算されて保存された値を呼び出すことができる。

後進レンジの最高車速を計算（Ｓ２４０）した後には、前記現在の車速を前記後進レンジの最高車速と比較する（Ｓ２４５）。

前記比較（Ｓ２４５）で、前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速より大きくない場合には、ＴＣＵ１５０は、現在の変速レンジが後進レンジである可能性があるので、後進レンジと判断して、現在の変速レンジが後進レンジであることを意味するコードを保存し（Ｓ２５０）、再び前記インヒビタスイッチ信号の異常有無の判断（Ｓ２１０）に戻って、本発明の実施例の変速制御方法を繰返す。

前記比較（Ｓ２４５）で、前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速より大きい場合には、車両の走行状態に基づいて目標変速段を設定する（Ｓ２５５）。

即ち、たとえインヒビタスイッチにエラーが発生しても、これによって一つの特定の変速段のみで走行するのではなく、車両の走行状態に基づいて目標変速段を決め、このように決められた目標変速段によって変速を可能にしようとするのである。

通常、車両用自動変速機の変速パターンは、車速及びアクセルポジション（あるいは同様な意味でスロットルバルブ開度量）によって決められる。したがって、前記車両の走行状態は、車速及びアクセルポジションを含む変数によって示すことによって、正常な変速パターンの活用が可能になる。

ただし、前記目標変速段の設定（Ｓ２５５）で設定される目標変速段は、前進１速から最高変速段までの複数個の変速段のうち、前記前進第１速以外の変速段から選択されるのが好ましい。

上記の理由として、第一に、後進変速段の変速比が前進１速の変速比より小さい場合には、後進変速段の最高速度が前進１速の最高速度より速くなるので、現在の車速が後進変速段の最高速度より速い場合に、前進１速に変速する状況は生じないからである。

第二に、後進変速段の変速比が前進１速の変速比とほぼ同じか、または多少大きい場合でも、後進変速段の最高速度を超える速い車速で前進１速を作動すると、エンジン及び変速機に無理を与える可能性が大きいからである。

目標変速段を予め設定された変速段に固定（Ｓ２２０）し、車両の走行状態に基づいて目標変速段を設定（Ｓ２５５）して目標変速段が決められた場合に、ＴＣＵ１５０は、前記アクチュエータ１６０を駆動することにより前記目標変速段を具現する（Ｓ２６０）。

前記目標変速段の具現（Ｓ２６０）で、現在の変速段が前記目標変速段と同一な場合には、前記ＴＣＵ１５０は、現在の変速段を維持し、現在の変速段が前記目標変速段と異なる場合には、前記ＴＣＵ１５０は、前記目標変速段に前記車両用自動変速機の変速を行うように動作する。

以上で、本発明の車両用自動変速機の変速制御方法及び装置に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限られるわけではなく、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に変更して等しいものと認められる範囲の全ての変更を含む。

本発明の実施例による車両用自動変速機の変速制御装置の構成図である。 本発明の実施例による車両用自動変速機の変速制御方法を示したフローチャートである。

符号の説明

１１０ インヒビタスイッチ
１２０ 車速検出器
１３０ アクセルポジション検出器
１５０ 変速機制御ユニット
１６０ アクチュエータ
１８０ 車両用自動変速機

Claims (8)

1. 車両用自動変速機において、
   運転者が指定する変速レンジを検出するインヒビタスイッチと、
   車両の車速を検出する車速検出器と、
   運転者のアクセルの操作程度を検出するアクセルポジション検出器と、
   車両用自動変速機内で目標変速段への変速を行うアクチュエータと、
   車両用自動変速機内のセンサーと、
   前記インヒビタスイッチ、車速検出器、及びアクセルポジション検出器からの入力信号に基いて目標変速段を設定し、設定された目標変速段に基づいて前記アクチュエータを制御する変速機制御ユニットとを含み、
   前記変速機制御ユニットは、
   前記インヒビタスイッチからの入力信号に異常があるか否かを判断する段階と、
   前記インヒビタスイッチからの入力信号に異常がある場合に、車速検出器からの入力信号により現在の車速を検出する段階と、
   前記現在の車速がゼロであるか否かを判断する段階と、
   前記現在の車速がゼロでない場合に、後進レンジの最高車速を計算する段階と、
   前記現在の車速を前記後進レンジの最高車速と比較する段階と、
   前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速より大きい場合は、車両走行状態変数に基いて目標変速段を設定する段階と、
   前記目標変速段を形成する段階とを含み、
   前記現在の車速がゼロの場合と、前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速に等しいか小さい場合は、対応するレンジのコードを保存して、前記インヒビタスイッチからの入力信号に異常があるか否かを判断する段階へ戻ることを特徴とする車両用自動変速機の変速制御方法。
2. 前記変速機制御ユニットにおいて、
   前記目標変速段は、前進１速以外の前進変速段の中から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
3. 前記変速機制御ユニットにおいて
   前記車両走行状態変数は、車速検出器からの入力信号及びアクセルポジション検出器からの入力信号の状態により決められることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
4. 前記変速機制御ユニットにおいて、
   前記インヒビタスイッチからの信号に異常がある場合に、車両用自動変速機内のセンサー又はアクチュエータに追加的なエラーがあるか否かを判断する段階と、
   追加的なエラーがある場合に、設定された変速段に目標変速段を設定する段階とをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
5. 車両用自動変速機において、
   運転者が指定する変速レンジを検出するインヒビタスイッチと、
   車両の車速を検出する車速検出器と、
   運転者のアクセルの操作程度を検出するアクセルポジション検出器と、
   車両用自動変速機内で目標変速段への変速を行うアクチュエータと、
   車両用自動変速機内のセンサーと
   前記インヒビタスイッチ、車速検出器、及びアクセルポジション検出器からの入力信号に基いて目標変速段を設定し、設定された目標変速段に基づいて前記アクチュエータを制御する変速機制御ユニットとを含み、
   前記変速機制御ユニットは、
   前記インヒビタスイッチからの入力信号に異常があるか否かを判断する段階と、
   前記インヒビタスイッチからの入力信号に異常がある場合に、車速検出器からの入力信号により現在の車速を検出する段階と
   前記現在の車速がゼロであるか否かを判断する段階と、
   前記現在の車速がゼロでない場合に、後進レンジの最高車速を計算する段階と、
   前記現在の車速を前記後進レンジの最高車速と比較する段階と、
   前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速より大きい場合に、車両走行状態変数に基いて目標変速段を設定する段階と、
   前記目標変速段を形成する段階とを遂行することを含み、
   前記現在の車速がゼロの場合と、前記現在の車速が前記後進レンジの最高車速に等しいか小さい場合は、対応するレンジのコードを保存して、前記インヒビタスイッチからの入力信号に異常があるか否かを判断する段階へ戻ることを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
6. 前記目標変速段は、前進１速以外の前進変速段の中から選択されることを特徴とする、請求項５に記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
7. 前記車両走行状態変数は、車速検出器からの入力信号及びアクセルポジション検出器からの入力信号の状態により決められることを特徴とする、請求項５に記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
8. 前記インヒビタスイッチからの信号に異常がある場合に、車両用自動変速機内のセンサー又はアクチュエータに追加的なエラーがあるか否かを判断する段階と、
   追加的なエラーがある場合に、設定された変速段に目標変速段を設定する段階とをさらに遂行することを特徴とする、請求項５に記載の車両用自動変速機の変速制御装置。

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