JP4001243B2 - トランスミッション制御装置の障害検出 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は一般的にトランスミッションに関し、特に、パワーシフトトランスミッションの障害状態を検出する方法及び装置に関する。
背景技術
一般的に、モータ車両のパワーシフトトランスミッションは、入力シャフトと出力シャフトとを結合する複数のギア要素と、入力シャフトと出力シャフトとの間で望ましい速度比を確立するために、選択的に係合されてギア要素を活性化する関連した数のクラッチとを含んでいる。クラッチはバンド型或いはディスク型のいずれかである。
例えば、入力シャフトはトルクコンバータのような流体継ぎ手を介してエンジンに連結されており、出力シャフトは車両の駆動装置に直接連結されている。一つのギア比から他のギア比にシフトするには、複数のソレノイドアクチエータを制御しながら作動及び非作動にすることにより、現在のギア比に関連している係合終了クラッチを解放又は解除し、望ましいギア比に関連している係合開始クラッチを適用又は係合する。
この型のトランスミッションはしばしば電子的に制御され、障害状態の発生を検出する診断機能を含んでいる。例えば、診断システムは制御ソレノイドの電気的な問題を検出する。この型のシステムは１９８３年１１月１５日にＨｅｉｎｏに対して発行された米国特許第４，４１４，８６３号に示されている。
クラッチ圧力の検出に応じて、クラッチの非係合等の機械的問題を検出する診断システムも開発されている。この型のシステムは１９９２年１２月２９日にＫａｔｏ等に対して発行された米国特許第５，１７４，１３７号に示されている。この型のシステムはよく作動するが、圧力センサー又は圧力スイッチはしばしば信頼性に欠け、高価なものである。同様に、この型のシステムは圧力センサーばかりでなく、入力速度センサー、中間速度センサー及び出力速度センサーを含んでいる。
本発明は上述した問題の一つ或いはそれ以上を克服せんとするものである。
発明の開示
本発明は高価で信頼性のない圧力センサーを使用せずにトランスミッションの診断情報を提供し、機械的電気的な障害診断を電子制御トランスミッションに統合する。機械的な故障及び多くのセンサーの問題は、複数の回転速度センサーの出力信号に応じてクラッチの係合状態を決定することにより診断される。
本発明の一つの側面においては、複数の回転要素、複数のクラッチ及びトランスミッション制御装置を有するトランスミッションの障害状態を検出する診断システムが提供される。診断システムは回転要素の回転速度を示す速度及び方向信号を生成する速度センサーと、二つ或いはそれ以上のクラッチの間の相対回転速度を計算し、相対回転速度及び期間に応じて障害状態を指摘するプロセッサとを含んでいる。
本発明の第２の側面においては、トランスミッションの障害状態を検出する診断システムが提供される。診断システムは速度及び方向信号を生成する速度センサーと、相対回転速度に応じて第１のクラッチ係合ステイタスを決定し、少なくとも一つの速度センサーの方向信号を反転してこの反転方向信号を使用して第２のクラッチ係合ステイタスを決定するプロセッサとを含んでいる。
本発明の他の側面においては、複数の回転要素及び複数のクラッチを有するトランスミッションの障害状態を検出する診断システムが提供される。診断システムは回転要素の回転速度に応じて速度及び方向信号を生成する速度センサーと、二つ或いはそれ以上のクラッチの間の相対回転速度を計算し、トルクコンバータ比を計算してこのトルクコンバータ比を予め定められた定数と比較し、相対回転速度及びトルクコンバータ比と予め定められた前記定数との比較に応じて、方向クラッチが滑っているか或いはトルクコンバータ出力センサー信号が誤っているかどうかを決定するプロセッサとを含んでいる。
本発明の更に他の側面においては、複数の回転要素、複数のクラッチ及びトランスミッション制御装置を有するトランスミッションの障害状態を検出する方法が提供される。この方法は複数の回転要素の回転速度に応じて速度及び方向信号を生成し；二つ或いはそれ以上のクラッチの間の相対回転速度を計算し；相対回転速度及び期間に応じて障害状態を指摘する各ステップを含んでいる。
本発明の更に他の側面においては、複数の回転要素及び複数のクラッチを有するトランスミッションの障害状態を検出する方法が提供される。この方法は複数の回転要素の回転速度に応じて速度及び方向信号を生成し；二つ或いはそれ以上のクラッチの間の相対回転速度を計算し；相対回転速度に応じて第１のクラッチ係合ステイタスを決定し；方向信号の一つを反転してこの反転された方向信号を使用して第２のクラッチ係合ステイタスを決定する各ステップを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
本発明をより良く理解するために、添付の図面が参照される。
図１はトランスミッションを含んだ車両の駆動トレーンの電子制御システムのブロック図；
図２Ａ及び図２Ｂはトランスミッション構造の各実施形態を示すブロック図；
図３は速度センサーに関連して使用される回路図；
図４乃至図６は本発明で実行されるアルゴリズムを示すフローチャート；
図７Ａ乃至図７Ｃはパワーシフトトランスミッションのギアシフトの間におけるクラッチコマンド及びクラッチ滑りを示す図；
図８乃至図３７は本発明で実行されるアルゴリズムを示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の態様
図１は内燃エンジン１０５、流体トルクコンバータ１１０、多段流体作動パワートランスミッション１１５、及び車両の駆動装置１２０を含んだパワートレーン１００の電子制御システムを示している。エンジン１０５はシャフト１２５によりトルクコンバータ１１０に連結されており、トルクコンバータ１１０はシャフト１３０によりトランスミッション１１５に連結されており、トランスミッション１１５はシャフト１３５により車両の駆動装置１２０に連結されている。
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、二つのトランスミッションギアセットのブロック図が示されている。例えば、図２Ａは履帯型トラクタのトランスミッションギアセット２０５を示しており、図２Ｂは車輪型車両のトランスミッションギアセット２１０を示している。図２Ａに示されたトランスミッションは、Ｃ１が後進クラッチであり、Ｃ２が前進クラッチであり、Ｃ３−Ｃ５が速度クラッチである五つのクラッチを含んでいる。図２Ｂに示されたトランスミッションは、Ｃ１が後進クラッチであり、Ｃ２が前進クラッチであり、Ｃ３−Ｃ６が速度クラッチである六つのクラッチを含んでいる。これらのクラッチの組み合わせを選択的に係合及び解除することにより、ギアシフトが達成される。クラッチは油圧により作動され、係合されると駆動摩擦要素と被駆動摩擦要素との間でトルクが伝達される前に充満時間を必要とする。即ち、充満時間はクラッチのピストンが解放位置から係合位置までに移動するのに経過する時間である。クラッチはソレノイド作動比例圧力制御弁２１５により選択的に係合され及びその係合が解除される。トランスミッションの油圧回路は流体溜め２２５から制御弁２１５を介して加圧流体をクラッチに供給する正容量ポンプ２２０を含んでいる。更に、弁の供給圧力を調整するためにリリーフ弁２３０が設けられている。
図１を再び参照して、パワートレーンの制御部分について説明する。オペレータがシフトハンドル１４０を操作して望ましいシフトを開始する。これにより、ギアの選択信号が発生される。電子制御モジュール１４７がギア選択信号を受け取り、ソレノイド制御弁２１５の作動を制御する。電子制御モジュール１４７は車両のシステムパラメータを示す数多くの他の入力信号を受け入れる。このような他の入力信号は中立化ペダル１４５からの中立化信号、エンジン速度センサー１５０からのエンジン速度信号、トランスミッション入力速度センサー１５５からの、望ましい実施態様ではトルクコンバータの出力速度信号ＴＣＯＳであるトランスミッション入力速度信号、トランスミッション中間速度センサー１６０からのトランスミッション中間速度信号ＴＩＳ、トランスミッション出力速度センサー１６５からのトランスミッション出力速度信号ＴＯＳ、及びトランスミッションオイル温度センサー１７０からのトランスミッションオイル温度信号を含んでいる。これらのセンサーはポテンショメーター、サーミスター及び／又は磁気速度ピックアップ等の従来の電気的変換器である。
内部的には、電子制御モジュール１４７は内部クロック及びメモリーを有するマイクロプロセッサと、入出力装置と、一連の比例ソレノイド電流ドライバを含んだ数多くの在来型のデバイスから構成される。一つのソレノイドドライバが個々のソレノイドドライバ制御弁２１５を駆動する。マイクロプロセッサが望ましいソレノイド電流に比例したコマンド信号を発生し、電流ドライバがパルス幅変調電圧を使用して望ましい電流を発生する。ソレノイド制御弁２１５はクラッチへの油の流れを維持してソレノイド電流に比例したクラッチ圧力を維持するように構成されている。よって、マイクロプロセッサはソレノイド駆動回路に供給されたコマンド信号に比例するようにクラッチ圧力を制御することができる。比例ソレノイド電流ドライバはよく知られた技術であるため、その詳細な説明を省略する。
マイクロプロセッサは、ソフトウェアプログラムに従って、トランスミッションのシフトを制御し診断を実行するために演算ユニットを利用する。例えば、プログラムはＲＯＭ、ＲＡＭ等に格納されている。
速度センサー１５０，１５５，１６０，１６５は受動的な磁気ピックアップ型のセンサーであるのが望ましい。中間速度センサー１６０はクラッチ４とクラッチ５の間に位置しており、故にクラッチ４の全滑りを示すことになる。望ましい実施態様においては、速度及び方向情報の両方が提供されるようにこれらのセンサーは一つの歯の概略１／４離間した二つのピックアップを含んでいる。図３に示されているような回路が各ピックアップに接続されて、速度を示す信号を提供する。
中間及び出力速度センサー１６０，１６５の場合には、これらのピックアップからの信号はＤフリップフロップに供給される。中間及び出力速度センサー１６０，１６５の各々について、ピックアップの一つはＤ入力に接続されており、他のピックアップはクロック入力に接続されている。この接続により方向情報が提供される。従来技術において良く知られているように、クロック入力時点でパルスの立ち上がりエッジが受信されたときには、Ｄ入力の２進論理状態は出力の論理状態と一致する。例えば、第１のピックアップがＤ入力に接続され、第２のピックアップがクロック入力に接続されていだとすると、ある歯が第２ピックアップを通過する前に第１ピックアップを通過する方向に回転部材が回転している限り、フリップフロップの出力は常にその論理が“ハイ”となる。同様に回転部材が反対方向に回転しているときには、フリップフロップの出力の論理は“ロウ”となる。故に、回転方向はＤフリップフロップの出力の論理状態により示される。部材の回転速度は、ピックアップの一つに関連した回路により発生される信号のパルス周波数により決定される。
図４を参照すると、速度センサー１５５，１６０，１６５により提供される速度及び方向情報に応じてクラッチの滑りを決定する、電子制御モジュール１４７により実行されるアルゴリズムが示されている。ブロック４０２，４０４及び４０６の機能を実行するために、電子制御モジュール１４７中のプロセッサは、速度センサーのピックアップ及びＤフリップフロップからの信号を受信してトルクコンバータの速度比、トルクコンバータの出力速度、トランスミッション中間部材及びトランスミッション出力部材の速度及び方向を決定する。当業者には良く理解されているように、トランスミッションの入力部材の速度及び出力部材の速度を計算するために、入力伝達ギア及び出力伝達ギアの比が使用される。ブロック４０８においてプロセッサは図５により詳しく示されているアルゴリズムを実行する。各クラッチにおいて、スリップ（滑り）と入力、中間及び出力速度の間には次の関係がある。
クラッチ１滑り＝Ｋ₁₁（入力速度）＋Ｋ₁₂（中間速度）＋Ｋ₁₃（出力速度）
クラッチ２滑り＝Ｋ₂₁（入力速度）＋Ｋ₂₂（中間速度）＋Ｋ₂₃（出力速度）
クラッチ３滑り＝Ｋ₃₁（入力速度）＋Ｋ₃₂（中間速度）＋Ｋ₃₃（出力速度）
クラッチ４滑り＝Ｋ₄₁（入力速度）＋Ｋ₄₂（中間速度）＋Ｋ₄₃（出力速度）
クラッチ５滑り＝Ｋ₅₁（入力速度）＋Ｋ₅₂（中間速度）＋Ｋ₅₃（出力速度）
ここで、Ｋ_ijはトランスミッション部材の速度とクラッチの滑りとの間の関係を記述する数学的定数を示す増倍率である。増倍率は好ましくは２バイトの符号化２進値であり、望ましい実施形態においては各速度クラッチについて入力速度信号が掛けられる増倍率は零にセットされる。そして、入力速度、中間速度及び出力速度は、好ましくは各部材の回転速度を示す符号化２進値により示される。一方の回転方向が任意的に正とされ、反対の回転方向が負とされる。
図５に示されているように、個々のトランスミッションクラッチの滑りを計算するためのルーチンが提供される。ブロック５０２及び５０４において、クラッチの滑り値及び増倍率についてクラッチ１のポインタが初期化される。ブロック５０６でクラッチの番号が０１にセットされ、ブロック５０８で合計（ＳＵＭ）が零とされる。クラッチ０１のクラッチの滑りが上述した計算を実行することによりブロック５１０，５１２及び５１４で計算される。選択されたクラッチの計算されたクラッチの滑り値が格納され、ブロック５１６でクラッチ滑りポインタが一つ増加される。増倍率ポインタ及びクラッチ番号がブロック５１８及び５２０でそれぞれ一つずつ増加される。プロセッサは次いでブロック５２２で各クラッチの滑りが計算されたかを決定する。
図６のアルゴリズムは選択されたクラッチがロックアップに失敗したかを決定するものである。選択された各クラッチについて、選択されたクラッチの計算された滑りの絶対値が、そのクラッチが完全にロックアップしているとシステムが診断するところの最大速度と比較される。もしクラッチの滑りが最大速度以上であれば、ブロック６０４で係合の開始からの時間が最大係合時間と比較される。最大係合時間は、係合の開始後にクラッチが完全に係合されると予想されるところの時間に応じて選択された定数である。図７Ｂに示されているように、係合の開始ＳＥＴでは、係合開始クラッチのコマンドは高く開始され、次いでクラッチが充満されるに連れて減少される。クラッチが充満された後には、クラッチの漸増が実行されてスムーズな係合がＭＥＴで開始される。漸増の間にクラッチコマンドが増加すると、クラッチの相対回転速度或いは滑りは図７Ｃに示されるように減少する。ブロック６０４で使用される最大係合時間は、係合の開始からクラッチの滑りが概略零になりクラッチの完全係合を示すまでに予想される時間に対応して選択される。望ましい実施態様においては、最大係合時間は漸増イネーブル時間ＭＥＴ＋マージン期間に等しい。図７Ａは係合終了クラッチコマンドを示している。係合終了クラッチは、選択された係合開始クラッチの漸増イネーブル時間＋望ましい滑り時間−マージン、即ちＭＥＴ＋ＤＳＴ−マージンに応じて最大解放時間ＭＲＴの前に解放される。ＭＲＴの後に、係合終了クラッチは解放されているべきである。
再び図６を参照すると、もし係合の開始からの時間が最大係合時間ＭＥＴ＋望ましい滑り時間−マージンよりも大きいならば、ブロック６０６で選択されたクラッチのロックが失敗したことを示すフラグがセットされる。もしブロック６０２で選択されたクラッチのクラッチ滑りの絶対値が最大ロックアップ速度よりも小さいならば、ブロック６０８で選択されたクラッチのロックが失敗したことを示すフラグがクリアされ、ブロック６１０でそのクラッチがロックされたことを示すフラグがセットされる。
図８は本発明が、電子制御モジュールに含まれている広義のデフォルト及び診断システムにどのように適合するかを示している。ブロック８０２で実行される機能は残りの図に示されているアルゴリズム中に述べられている。ブロック８０４及び８０６の機能は、トランスミッションの制御が診断された障害によりどのように影響されるかを決定するデフォルトシステムの部分により実行される。そのような機能を達成する一つのシステムが、“トランスミッション制御装置のデフォールト操作”と題する本願と同時に出願された継続中の出願（弁護士ドケット番号９４−１１０）中に開示されており、その内容の全てがリファランス（参考）として本明細中に取り込まれるものとする。
図９において、ブロック９０２は制御ソレノイド２１５の電気的故障をチェックするものであり、図１１により詳しく説明されている。ブロック９０４で温度センサー信号の喪失が指摘され、シフトが進行中の診断及びシフトが進行中でないときの診断がそれぞれブロック９０６及び９０８で実行される。シフトが進行中のルーチンでは滑りに応じて機械的故障をチェックし、このルーチンは図１３〜図１７により詳しく示されている。シフトが進行中でないルーチンは、機械的問題及び速度センサーの問題を診断するものであり、図１８〜図３６に示されている。
図１０はソレノイドの電気的故障ルーチンの入力及び出力を示している。入力はソレノイドの電気的な問題を診断するためのシステム（図示せず）応じてセットされるフラグを含んでおり、これらの入力は各ソレノイドアクチュエータ毎に接地短絡回路と、オープン回路と、バッテリフラグへの短絡回路とを含んでいる。出力は各クラッチ毎にクラッチ非係合フラグとクラッチ非解放フラグとを含んでいる。各ソレノイドについて、接地短絡回路又はオープン回路のフラグがセットされたとすると、対応するクラッチのクラッチ非係合フラグのビットがセットされ、その他の場合には対応するクラッチのクラッチ非係合フラグのビットがクリアされる。もしバッテリフラグへの短絡回路がセットされると、クラッチ非解放フラグのビットがセットされ、その他の場合にはクラッチ非解放フラグがクリアされる。
図１２は温度センサーの問題を診断するルーチンを示している。温度の範囲外の値に対応する障害フラグが受信されると、オイル温度センサー障害フラグがセットされ、その他の場合にはフラグがクリアされる。
シフトが進行中の診断ルーチンの入力及び出力が図１３に示されている。入力はシフトの開始を示すフラグと、オペレータの入力に基づいたシフト制御論理からの係合開始クラッチ及び係合終了クラッチの同定と、選択されたクラッチの最大ロックアップ速度の指摘と、クラッチの滑り値と、係合開始時間と、漸増イネーブル時間と、望ましい滑り時間と、漸増イネーブル時間に望ましい滑り時間を足したものから差し引かれる、係合終了クラッチが解放されるべき時間を指摘するマージン期間と、選択された各クラッチのロックの失敗を示すフラグとを含んでいる。
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、シフトが進行中の診断操作が示されている。もしシフト制御ロジックからのシフト進行中フラグがないとすると、確認された（ｄｅｂｏｕｎｃｅｄ）ロックの失敗した方向及び速度クラッチのフラグがクリアされる。もしブロック１４０２でシフトが進行中であると判断されると、電子制御モジュールはトランスミッション速度センサーのいずれかが故障しているかを決定する。もしトランスミッション速度センサーが故障しているとすると、残りの診断は速度センサーの情報に依存しているので、シフト進行中ルーチンは終了する。
速度センサーの故障がないとすると、係合終了速度クラッチが係合開始速度クラッチと同じであるか、及びシフトがノークラッチ中立への又はノークラッチ中立からのシフトであるのに応じて、プロセッサはこのシフトは速度クラッチを含まない方向クラッチのみのシフトであるかを決定する。もしシフトが方向のみであるとすると、このようなシフトの間に速度クラッチはロックアップしていると予想されるので、ブロック１４１８が実行されて速度クラッチが滑っているかどうかが決定される。ブロック１４１８の詳細は図１６に示されている。もしシフトがノークラッチ中立へのシフトであるとすると、制御はブロック１４２０に進む。もしシフトがノークラッチ中立からのシフトであるとすると、制御はブロック１４１６へ進み、係合開始速度クラッチが係合に失敗したか否かをプロセッサが決定する。ブロック１４１６の詳細は図１５に示されている。もしブロック１４０８，１４１０及び１４１２の条件のいずれもが満足されないとすると、ブロック１４１４及び１４１６でプロセッサは係合終了速度クラッチが解放されていないか及び係合開始速度クラッチが係合していないかをそれぞれ決定する。ブロック１４１４の詳細は図１７に示されている。
もし係合開始方向クラッチが係合終了方向クラッチと同一であるのに応じて、プロセッサがブロック１４２０でシフトが速度のみのシフトであると決定したとすると、図１５により詳細に示されているように係合開始方向クラッチがその係合に失敗したか否かをプロセッサが決定する。もしシフトが速度のみのシフトでないとすると、係合開始方向クラッチはトランスミッションが中立状態時であるかをプロセッサが決定する。もしそうであるとすると、プロセッサは図２０のアルゴリズムを使用してブロック１４２６で方向クラッチが解放に失敗したか否かを決定する。方向クラッチが解放に失敗したことを示す障害のプロセッサによる指摘は、方向クラッチが十分に解除されるのを許容する遅延時間を以て行われる。そうでない場合には、もしシフトが中立からのシフト或いはノークラッチ中立からのシフトでないとすると、プロセッサは係合終了方向クラッチが解放されていないか否かを決定する。制御は次いでブロック１４３２に進み、係合開始方向クラッチがその係合に失敗したか否かをプロセッサが決定する。
図１５を参照すると、係合開始クラッチが係合に失敗したか否かを決定するのに使用されるアルゴリズムが示されている。図６に関連して説明したように、ロック失敗フラグがセットされていないとすると、係合開始クラッチの滑りフラグはセットされない。そうでないときには、係合開始クラッチの滑りフラグがセットされる。クラッチの滑りフラグの決定に続いて、プロセッサはブロック１５１０，１５１２及び１５１４で確証された（ｄｅｂｏｕｎｃｅｄ）クラッチの滑りフラグのステータスに応じて選択された係合開始クラッチのクラッチ非係合フラグをセットすべきか否かを決定する。
速度クラッチの滑りの診断が図１６に示されている。選択された速度クラッチの滑りが最大ロックアップ速度＋余裕期間と比較される。もし滑りが合計よりも大きいならば、速度クラッチの滑りフラグがセットされ、そうでないならば速度クラッチの滑りフラグがクリアされる。速度クラッチの滑りフラグがブロック１６０８で確証され、確証されたクラッチ滑りフラグの状態に応じてクラッチ非係合フラグの対応するビットがセットされる。
プロセッサは図１７に示されたアルゴリズムを使用して係合終了クラッチが解放されていないか否かを決定する。シフトの開始からの時間を示す係合開始時間が、図７に関連して説明したように漸増イネーブル時間＋望ましい滑り時間−マージン（余裕期間）と比較される。もし係合開始時間が漸増イネーブル時間＋望ましい滑り時間−マージンよりも大きいか等しいならば、選択されたクラッチの滑りは最大ロックアップ速度よりも小さく、トランスミッションの出力速度は所定の最小値よりも大きいものとなり、この場合にはクラッチの解放の失敗を示すフラグがセットされる。他の場合にはクラッチの解放の失敗を示すフラグがクリアされる。フラグが確証又は確認され、ブロック１７１４，１７１６及び１７１８で確証されたクラッチの解放失敗フラグに従って、クラッチ非解放フラグのビットがセットされる。
シフトが進行中でない診断ルーチンの入力及び出力が図１８に示されている。入力は現在係合中のギアの指摘と、最大ロックアップ速度と、クラッチの滑りと、中間速度と、出力速度と、トランスミッションの中間及び出力速度センサーの障害フラグを含んでいる。出力は各クラッチのクラッチ非係合フラグと、各クラッチのクラッチ非解放フラグと、トルクコンバータの出力速度センサーの障害フラグと、トランスミッションの中間速度センサーの障害フラグと、トランスミッションの出力速度センサーの障害フラグとを含んでいる。
シフトが進行中でない診断ルーチンのアルゴリズムは図１９に示されている。もしシフトが進行中でないならば、クラッチ係合ステータスがブロック１９０４で決定される。その詳細は図２４に含まれている。もし現在のギアが中立か、又はノークラッチ中立か、又は中立化であるならば、エンジンの速度信号がブロック１９０８でテストされ、トルクコンバータの出力速度センサーがブロック１９１０で診断され、方向クラッチが解放されるのを失敗したか否かをプロセッサがブロック１９１２で決定する。これらの機能の詳細は図２１、図２２及び図２０にそれぞれ示されている。
もし現在のギアが中立でも、中立化でも、ノークラッチ中立でもないとすると、選択されたクラッチ係合フラグがブロック１９１４で確証される。もし確証されたフラグが選択されたクラッチが係合していることを示すものならば、選択されたクラッチが係合していることを示すかどうかを決定するために確証されてない（ｕｎｄｅｂｏｕｎｃｅｄ）フラグがチェックされる。もしそうであるなら、選択されたクラッチのクラッチ非係合フラグのクラッチ滑りビットがクリアされ、図２５に示されているように正しいクラッチの係合を示すことになる。もし選択されたギアの確証されたクラッチ係合フラグがクラッチの非係合を指摘するものであるならば、確証されてないフラグがチェックされる。もし確証されてないフラグにより非係合が指摘されたならば、プロセッサはブロック１９２２で方向情報が中間速度センサーにより喪失されたか否かを決定する。例えば、このような方向情報の喪失は中間速度センサーのための二つのピックアップの一方からの信号の喪失によるものである。もし中間速度センサーの方向情報が喪失したとすると、トランスミッションの出力速度センサーからの信号について同じテストが行われる。もし両方の方向信号が喪失したとすると、両方の速度センサーの方向を調整して診断が実行される。もし中間速度センサーの方向のみが喪失したとすると、方向の喪失を補償して診断が実行される。もしブロック１９２２で中間速度センサーが方向情報を持っていると判断されたならば、トランスミッションの出力速度センサーがブロック１９３０でチェックされる。もし両方のセンサーとも方向情報があるならば、ブロック１９３２で診断が実行される。そうでないならば、出力速度センサーについての方向情報の喪失を補償して、ブロック１９３４で診断が実行される。
もし車両が中立或いはノークラッチ中立のときに、いずれかの方向クラッチが係合しているか否かを決定するルーチンが図２０に示されている。もしいずれのトランスミッション速度センサーも障害がなくエンジン速度が入手可能ならば、係合終了方向クラッチの解放開始時間が最大解放時間と比較される。ここで、最大解放時間は係合開始クラッチが係合を開始してから係合終了クラッチが解放されるまでに予想される時間である。もし解放開始時間が最大解放時間を超えたとすると、トルクコンバータの出力トルクがブロック２００８で計算される。望ましい実施態様においては、出力トルクはトルクコンバータの出力速度のエンジン速度に対する比に応じて、メモリーに格納されているルックアップテーブルから選択される。次いで、ルックアップテーブルから得られた値は、ルックアップテーブルの値にエンジン速度の二乗を掛け、定数で割ることにより、エンジン速度の関数として正規化される。トルクコンバータの出力トルクの計算の詳細は図２３に関連して示されている。
もしトルクコンバータの出力トルクが所定の最小値より小さいならば、方向クラッチの滑りが最大ロックアップ速度と比較される。もし方向クラッチの滑りが最大ロックアップ速度よりも大きいならば、方向クラッチの非解放フラグがクリアされ、もしそうでないなら方向クラッチの非解放フラグがセットされる。もしトルクコンバータの出力トルクが所定の最小値よりも小さくないならば、方向クラッチのクラッチ非解放フラグがセットされる。
図２１を参照すると、もしエンジン速度が最小値よりも小さく、トルクコンバータの出力速度が低いアイドル値よりも大きいならば、エンジン速度の喪失を示すフラグがセットされ、そうでないならばフラグはエンジン速度の喪失はないことを指摘することになる。エンジン速度の喪失信号がブロック２１１０で確証され、確証されたエンジン速度の喪失フラグがブロック２１１２，２１１４及び２１１６でエンジン速度の障害フラグを適切にセットするために使用される。
トルクコンバータの出力速度の診断が図２２に示されている。もしシフトが進行中のフラグがセットされていないならば、エンジン速度が所定の最小値及びトルクコンバータの出力速度が最小値以下に対応するフラグと比較される。もしエンジン速度が最小値より大きくトルクコンバータの出力速度センサーの最小フラグがセットされているならば、トルクコンバータの出力速度センサーの喪失を示すフラグがセットされ、そうでないならばフラグはクリアされてトルクコンバータの出力速度センサーの喪失がないことを示すことになる。トルクコンバータの出力速度センサーのフラグはブロック２２１２で確証され、確証されたトルクコンバータの出力速度センサーの喪失に対応するフラグがブロック２２１４，２２１６及び２２１８でセットされるか或いはクリアされる。
トルクコンバータの出力トルクは図２３に示したアルゴリズムを使用して計算される。もしトルクコンバータ比が零より小さいか或いは所定の最大比よりも大きいならば、出力トルクはそれぞれブロック２３０４及び２３０８で所定の最小値にセットされる。もしトルクコンバータ比が零から最大までの範囲内にあるならば、出力トルクはメモリーに格納されているルックアップテーブルから得られる。次いで出力トルクは、テーブル値にエンジン速度の二乗を掛け定数で割ることにより、エンジン速度の関数として正規化される。
シフトが進行中でないとき、係合ステータスを確証された選択されたクラッチの決定ルーチンが図２４に示されている。もし方向クラッチの滑りが最大ロックアップ速度よりも大きいか或いは等しいならば、方向クラッチの滑りフラグがセットされ、そうでないならば方向クラッチの滑りフラグがクリアされる。方向クラッチの滑りフラグがブロック２４０８で確証され、確証された方向クラッチの滑りフラグに応じてブロック２４１０，２４１２及び２４１４でクラッチの滑りフラグの適切なビットがセット或いはクリアされる。このプロセスはブロック２４１６乃至２４２８で速度クラッチの滑りに対して繰り返され、速度クラッチの滑りフラグの適切なビットがセットされる。
図２５に示されたアルゴリズムは、選択されたクラッチの滑りフラグ、速度センサー診断フラグ、解放失敗クラッチフラグをクリアするために使用される。速度センサーの診断障害フラグがクリアされる前に、出力速度が所定の最小値と比較される。ブロック２５１０でクリアする前に、選択されたクラッチの解放失敗フラグの重複コピーがブロック２５０８でなされる。
図２６を参照すると、中間速度センサー及び出力速度センサーから方向情報が入手可能なときの、診断アルゴリズムが示されている。ブロック２６０２で出力速度センサーの方向が変えられてクラッチの滑りが再計算され、この再計算されたクラッチの滑りを使用してブロック２６０４で確証されてないクラッチ係合ステータスがチェックされる。もし選択されたクラッチが係合されたと指摘されたなら、出力速度センサー交換フラグがセットされ、中間速度センサー交換フラグがクリアされる。このようにして、出力速度センサーの二つのピックアップが交換され、故に出力速度センサーが反転した方向情報を生成していることが指示される。
もしブロック２６０６で選択されたクラッチが係合していないと判断されたなら、中間速度センサーの反転された方向を使用してクラッチの滑りが再計算される。ブロック２６１０からの再計算されたクラッチの滑りを使用して、確証されてないクラッチの係合ステータスがブロック２６１２でチェックされる。もしブロック２６１４で選択されたクラッチが係合していると判断されたなら、出力速度センサー交換フラグがクリアされ、中間速度センサー交換フラグがセットされて、中間速度センサーの二つのピックアップへの接続が交換され、故に反転された方向情報を生成していることを示すことになる。
もし選択されたクラッチがブロック２６１４で係合していないと判断されたなら、出力速度センサー及び中間速度センサーの両方についての反転された方向を使用して、クラッチの滑りが再計算される。ブロック２６１８からの再計算されたクラッチの滑りを使用して、確証されてないクラッチ係合ステータスがブロック２６２０でチェックされる。もしブロック２６１４で選択されたクラッチが係合していると判断されたなら、出力速度センサー交換フラグ及び中間速度センサー交換フラグがセットされ、出力速度センサー及び中間速度センサーの二つのピックアップに対する接続が交換され、故に反転された方向情報を生成していることを示すことになる。もしブロック２６２２で選択されたクラッチが係合していると指摘されないならば、図２８により詳細に示されているように、クラッチの滑り及び速度センサーの障害がブロック２６２６で診断される。
もし速度センサーの入力が交換されたと判断されたなら、図２７に示すアルゴリズムが影響された速度センサーについての方向情報を補足する。ブロック２６５０で、速度センサーの二つの入力のための速度センサーピックアップの交換フラグの確証された値が更新される。もし速度センサーについての符号調整が可能でないならば、ブロック２６５６で速度センサーのピックアップが反転されないことが示されているかが決定される。もしピックアップが反転されていないことが示されたならば、センサーの符号調整がブロック２６５８で可能になる。
もしブロック２６５２で符号調整が可能であると指摘されたなら、ブロック２６５４でピックアップが反転されているか否かが決定される。もしピックアップが反転されているならば、ブロック２６６０で符号調整値が補足され、ブロック２６６２で符号調整が不可能にされる。
図２８を参照すると、クラッチ係合ステータスに基づいて速度及び方向クラッチの両方とも滑っていると判断されたなら、センサーの問題が指摘され、図２９により詳細に示されているように中間速度センサー及び出力速度センサーの障害を診断するために、プロセッサはブロック２７０４の機能を実行する。もしブロック２７０６で方向クラッチのみが滑っていると判断されたなら、図３１Ａ及び図３１Ｂにより詳細に示されているように、方向クラッチの問題或いはトルクコンバータの出力速度の問題がブロック２７０８で診断される。クラッチ係合ステータスルーチンに基づいて、速度クラッチのみが滑っていると指摘されたなら、速度クラッチ滑りフラグがブロック２７１２でセットされる。
方向クラッチ及び速度クラッチの両方についてクラッチ滑りフラグがセットされているとプロセッサがブロック２７０２で決定したのに応じて、図２９のアルゴリズムが全体比（出力速度／入力速度）を計算し、この計算値をメモリーに格納されているルックアップテーブルから探し出される選択されたギアの最大及び最小の理論的全体比と比較する。もし現在のギアが前進ギアであるなら、測定された全体比は前進方向で計算される。そうでないなら、全体比は後進方向で計算される。選択されたギアの最大及び最小理論的全体比はブロック２８０８でルックアップテーブルから検索される。図３０に示されているように、もし測定された全体比が検索された最大及び最小理論的全体比により定められる値の範囲内であるならば、中間速度センサーの問題が指摘され、対応するフラグがセットされる。もしそうでないなら、出力速度センサーの問題が指摘され、対応するフラグがセットされる。
図３１Ａ及び図３１Ｂは方向クラッチが滑っているか或いはトルクコンバータの出力速度センサー信号が正しくないかを決定するルーチンを示している。もしエンジンの速度が最小値より小さければ、クラッチ滑りフラグがブロック３００４でセットされる。もしエンジン速度が最小値より大きいか或いは等しければ、トルクコンバータ比（トルクコンバータの出力速度をエンジン速度で割ったもの）が零出力トルクでの速度比と比較される。望ましい実施態様においては、零出力トルクでの速度比は概略１である。もしトルクコンバータ比が零出力トルク速度比より大きいか等しく、現在のギアが前進方向でないならば、方向クラッチの滑りが負でなければクラッチ滑りフラグのビットがセットされる。もし方向クラッチの滑りが負であるなら、方向クラッチの滑りの符号が予想された符号と一致したならトルクコンバータの出力速度センサーの障害フラグがセットされる。
当業者にとっては理解されるように、もし特別な方向が選択されたなら、いかなる滑りも反対方向であり、故に指摘された滑りの値は選択された方向と反対の符号となる。しかし、もし指摘された滑りの符号が選択された方向の符号と同一ならば、センサーの障害が指摘されることになる。
故に、ブロック３０２０〜３０２４はブロック３０１２〜３０１６と同様に機能して、指摘された滑りの方向を予想された方向と比較し、この比較に応じてクラッチの滑りか又はトルクコンバータの出力センサーの障害を指摘する。この機能を実行する代替実施態様が図３１Ｂに示したブロック３０２８〜３０３４及びブロック３０３６〜３０４２に示されている。
出力速度方向情報の喪失診断ルーチンが図３２に示されている。トランスミッションの出力速度センサー値の符号を反転してクラッチの滑りが再計算される。クラッチの滑りの再計算は、図３６に示されているように選択された方向クラッチ及び選択された速度クラッチの両方を含む。再計算された滑りに基づいて、図３７に示されているようにクラッチ係合ステータスが再決定される。もし選択されたクラッチが係合されたなら、図２５に示すルーチンが実行され、そうでないなら特定されない故障を示すフラグがセットされる。
中間速度方向情報喪失診断ルーチンが図３３に示されている。トランスミッションの中間速度センサー値の符号を反転して、クラッチの滑りが再計算される。クラッチの滑りの再計算は、図３６に示されているように選択された方向クラッチ及び選択された速度クラッチの両方を含んでいる。再計算された滑りに基づいて、図３７に示されているようにクラッチ係合ステータスが再決定される。もし選択されたクラッチが係合されているなら、図２５に示すルーチンが実行されて選択されたクラッチの滑りフラグ、速度センサー診断フラグ、及びクラッチ解放失敗フラグをクリアする。そうでないなら、特定されない故障を示すフラグがセットされる。
中間速度方向情報及び出力速度方向情報の喪失診断ルーチンが図３４に示されている。トランスミッションの中間速度センサー値の符号を反転し、トランスミッションの出力速度センサー値の符号を反転し、トランスミッションの中間速度センサー値及び出力速度センサー値の両方の符号を反転して、ブロック３３０２，３３１０及び３３１６でそれぞれクラッチの滑りが再計算される。クラッチの滑りの再計算は、図３６に示されているように選択された方向クラッチ及び選択された速度クラッチの両方を含んでいる。各再計算からの滑りに基づいて、図３７に示されているようにクラッチ係合ステータスが再決定される。もし選択されたクラッチが係合されているなら、図２５のルーチンが実行され、そうでないなら特定されない故障を示すフラグがセットされる。
図３７は現在選択されたクラッチのクラッチ係合ステータスの確証されてない決定を示している。クラッチ滑りフラグがブロック３６０２でクリアされ、方向クラッチの滑り及び速度クラッチの滑りが最大ロックアップ速度よりも大きいのに応じて、ブロック３６０６及び３６１０でクラッチ滑りフラグの適当なビットがそれぞれセットされる。
産業上の利用可能性
本発明はトランスミッションに関連して使用され、速度センサーの故障、クラッチの係合の失敗及びクラッチの非係合の失敗を診断する。これらの障害は電気的又は機械的問題に起因する。電気的な問題は接地短絡回路、オープン回路及びバッテリへの短絡回路等のソレノイドに関連している。これらの問題によりクラッチの係合問題及びクラッチの非係合問題が発生する。速度センサーの問題もまた診断される。機械的問題はクラッチの滑り及びクラッチの非解放を含んでいる。
本発明の他の側面、目的及び利益は図面、発明の詳細な説明及び添付請求の範囲を研究することにより得ることができる。

Claims (29)

1. 複数の回転要素（125,130,135）と、複数のクラッチ（C1-C6）と、クラッチの係合を加減する手段（215）を有するトランスミッション制御装置（147）とを有するトランスミッション（115）の障害状態を検出する装置であって、
   複数の回転要素の回転速度に応じて、速度及び方向信号を生成する複数の速度センサー（150,155，160,165）と；
   前記速度信号及び方向信号に応じて、二つ或いはそれ以上のクラッチについての相対回転速度を計算する手段（408）と；
   相対回転速度及び係合終了クラッチの解放時間又は係合開始クラッチの係合時間に応じて、障害状態（602-606）を指摘する診断手段（802-806）と；
   を具備したトランスミッションの障害状態を検出する装置。
2. 前記障害状態（602-606）は係合終了クラッチが解放されない（1414）ことを示すものである請求項１記載の装置。
3. 前記障害状態（1416）は係合開始クラッチが係合しないことを示すものである請求項１記載の装置。
4. 前記複数の速度センサー（150,155,160,165）は入力速度センサー（155）と、出力速度センサー（165）と、中間速度センサー（160）を含んでいる請求項１記載の装置。
5. トランスミッション（115）は方向クラッチ（C1,C2）及び速度クラッチ（C3-C6）を含んでおり、トランスミッション（115）の方向のみのシフトを示す信号を受け取り、これに応じて係合された速度クラッチが滑っているかどうかを決定する手段（1408,1418）を更に具備した請求項１記載の装置。
6. トランスミッション（115）はトルクコンバータ（110）に連結されており、
   予想される解放時間が満了したかどうかを決定する手段（2006）と；
   トルクコンバータ（110）の出力トルクを決定する手段（2008）とを更に含み；
   前記診断手段はトルクコンバータ（110）の出力トルク及び前記予想解放時間の満了に応じて、障害状態を指摘する請求項１記載の装置。
7. トランスミッション（115）が中立状態、中立化状態、又はノークラッチ中立状態のいずれかにシフトされることを決定する手段（1906）を更に含んでおり、前記障害状態は方向クラッチが解放されないことを指摘するものである請求項６記載の装置。
8. 複数の回転要素（125,130,135）と、複数のクラッチ（C1-C2）とを有するトランスミッション（115）の障害状態を検出する装置であって、
   複数の回転要素の回転速度に応じて、速度及び方向信号を生成する複数の速度センサー（150,155，160,165）と；
   前記速度及び方向信号に応じて、二つ或いはそれ以上のクラッチについての相対回転速度を計算する手段（408）と；
   前記相対速度に応じて、第１クラッチ係合ステータスを決定する手段（502）と；
   前記複数の速度センサー（150,155,160,165）の少なくとも一つの方向信号を反転し、反転された方向信号を使用して第２クラッチ係合ステータスを決定する手段（1924-1928）と；
   を具備したトランスミッションの障害状態を検出する装置。
9. 前記第１クラッチ係合ステータスを決定する前記手段及び前記第２クラッチ係合ステータスを決定する前記手段の少なくとも一つは、前記二つ或いはそれ以上のクラッチについての相対回転速度が所定の臨界値より大きいかどうかを決定する手段（2802-2808）を含んでいる請求項８記載の装置。
10. 前記第１クラッチ係合ステータス及び前記第２クラッチ係合ステータスに応じて、前記複数の速度センサーの一つ或いはそれ以上の障害状態を同定する手段（2902-2908）を含んでいる請求項８記載の装置。
11. 前記第１クラッチ係合ステータス及び前記第２クラッチ係合ステータスに応じて、障害状態であると同定された前記複数の速度センサー（150,155,160,165）の一つ或いはそれ以上により生成された前記方向信号を補足する手段（2650-2662）を含んでいる請求項１０記載の装置。
12. 全体比を測定し、測定された全体比を一つ或いは複数の所定の定数と比較し、これに応じてトランスミッション中間速度センサー（160）及びトランスミッション出力速度センサー（165）に障害があるかどうかを決定する手段（3302-3322）を含んでいる請求項８記載の装置。
13. 第１クラッチ係合ステータスを決定する前記手段は方向クラッチ及び速度クラッチの両方とも滑っていることを指摘する手段（2702-2712）を含んでいる請求項１２記載の装置。
14. 前記複数の速度センサーは入力速度センサーと、中間速度センサーと、出力速度センサー（155,160,165）を含んでいる請求項８記載の装置。
15. 前記速度センサー（150,155,160,165）の一つ或いはそれ以上からの方向情報の喪失を指摘する手段（1922-1932）を含んでおり、指摘された方向情報の喪失に応じて前記方向信号のどれが反転されるかを決定する請求項１４記載の装置。
16. 複数の回転要素（125,130,135）と、複数のクラッチ（C1-C2）とを有するトランスミッション（115）の障害状態を検出する装置であって、
    複数の回転要素の回転速度に応じて速度及び方向信号を生成する、トルクコンバータの出力速度センサー（165）を含んだ複数の速度センサー（150,155,160,165）と；
    前記速度及び方向信号に応じて、二つ或いはそれ以上のクラッチについての相対回転速度を計算する手段（408）と；
    トルクコンバータ比を計算し、前記トルクコンバータ比を所定の定数と比較する手段（2302-2312）と；
    前記相対回転速度の方向及び前記トルクコンバータ比の前記所定の定数に対する比較に応じて、方向クラッチが滑っているか或いはトルクコンバータの出力センサー信号が誤っているかを決定する手段（3006-3042）と；
    を具備したトランスミッションの障害状態を検出する装置。
17. 複数の回転要素（125,130,135）と、複数のクラッチ（C1-C6）と、前記複数のクラッチの係合を加減する手段（215）を有するトランスミッション制御装置（147）とを有するトランスミッション（115）の障害状態を検出する方法であって、
    複数の回転要素の回転速度に応じて、速度及び方向信号（150,155,160,165）を生成し；
    前記速度及び方向信号に応じて、二つ或いはそれ以上のクラッチ（408）についての相対回転速度を計算し；
    相対回転速度及び係合終了クラッチの解放時間又は係合開始クラッチの係合時間に応じて、障害状態（602-606）を指摘する；
    各ステップから構成されるトランスミッションの障害状態を検出する方法。
18. 障害状態は係合終了クラッチが係合（1414）しているものであることを示す請求項１７記載の方法。
19. 障害状態は係合開始クラッチが解除されている（1416）ことを示す請求項１７記載の方法。
20. 前記速度及び方向信号は、トランスミッション（115）の入力（155）、出力（165）、及び中間点（160）での回転速度を示すものである請求項１７記載の方法。
21. トランスミッション（115）は方向クラッチ（C1,C2）と、速度クラッチ（C3-C6）を含んでおり、方向のみのシフトであることを示す信号を受け取り、これに応じて係合された速度クラッチが滑っているかどうかを決定するステップを更に含む請求項１７記載の方法。
22. トランスミッション（115）はトルクコンバータ（110）に連結されており、
    予想された解放時間が満了したかどうかを決定し（2006）；
    トルクコンバータ（110）の出力トルクを決定し（2008）；
    トルクコンバータ（110）の出力トルク及び予想された解放時間の満了に応じて、障害状態を指摘する（2010-2018）；
    各ステップを更に含む請求項１７記載の方法。
23. トランスミッション（115）が中立状態、中立化状態、或いはノークラッチ中立状態のいずれかへシフトされるかを決定するステップを更に含み、障害状態は方向クラッチが解放されないことを指摘する請求項２２記載の方法。
24. 複数の回転要素（125,130,135）と、複数のクラッチ（C1-C2）とを有するトランスミッション（115）の障害状態を検出する方法であって、
    複数の回転要素の回転速度に応じて、速度及び方向信号（150,155,160,165）を生成し；
    速度及び方向信号に応じて、二つ或いはそれ以上のクラッチについての相対回転速度を計算し（408）；
    相対回転速度に応じて、第１クラッチ係合ステータス（502）を決定し；
    方向信号の一方を反転して、反転された方向信号（1924-1928）を使用して第２クラッチ係合ステータスを決定する；
    各ステップから構成されるトランスミッションの障害状態を検出する方法。
25. 第１及び第２クラッチ係合ステータスを決定する少なくとも一方のステップは、二つ或いはそれ以上のクラッチの間の相対回転速度が所定の閾値（2802-2808）より大きいか否かを決定するステップを含む請求項２４記載の方法。
26. 第１及び第２クラッチ係合ステータスに応じて、一つ或いは複数の速度センサー（150,155,160,165）の障害状態（2902-2908）を同定するステップを含む請求項２４記載の方法。
27. 第１クラッチ係合ステータス及び第２クラッチ係合ステータスに応じて、障害状態であると同定された複数の速度センサー（150,155,160,165）の一つ以上により生成された方向信号（2650-2662）を補足するステップを含む請求項２６記載の方法。
28. 全体比を測定し、測定された全体比を一つ以上の所定の定数と比較し、それに応じてトランスミッション中間速度センサー（160）及びトランスミッション出力速度センサー（165）の一方の障害（3302-3322）を決定するステップを更に含む請求項２４記載の方法。
29. 一つ以上の速度センサー（150,155,160,165）からの方向情報の喪失を指摘するステップを更に含み、指摘された方向情報（1922-1932）に応じて反転される方向信号が決定される請求項２４記載の方法。

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