JP4015451B2 - 車両のドライブトレインに対する制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関及びトランスミッション、例えばオートマティックトランスミッションとから成り、ドライブトレイン制御装置とオートマティックトランスミッション近傍又はオートマティックトランスミッション内に配置されたトランスミッション制御装置とを有する、車両のドライブトレインに対する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、車両のドライブトレインに対する制御装置は、オートマティックトランスミッション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。車両のオートマティックトランスミッション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オートマティックトランスミッションが過酷な運転状態に陥れば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、オートマティックトランスミッション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、従来のこの種の制御装置にあっては、車両用のオートマティックトランスミッション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、何らかの原因でオートマティックトランスミッションの温度が通常値より高くなった場合に制御装置が正常に作動しなくなり、車両用故障診断装置が作動し、以後の制御が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のドライブトレインに対する制御装置を提案することにある。
【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、内燃機関とオートマティックトランスミッションとを含む車両のドライブトレインを制御するため前記オートマティックトランスミッションの近傍又は内部に配設された車両のドライブトレインに対する制御装置であって、前記制御装置に供給される供給電圧の電圧レベルを検出する電圧検出手段と前記供給電圧の電圧レベルと基準温度値との変換テーブルが格納されている記憶素子と前記電圧検出手段に応答し前記変換テーブルを参照して前記電圧レベルに従って基準温度値を決定するための手段とを備えて成る基準値決定手段と、前記制御装置の内部の温度を検出するための温度センサと、該温度センサに応答し前記制御装置の内部の温度が前記基準値決定手段において決定された基準温度値以上となった場合に前記制御装置内の発熱要素への通電を停止させるための通電停止手段とを備え、前記変換テーブルが、前記供給電圧の電圧レベルが前記温度センサと前記オートマティックトランスミッションの変速機オイルとの間の温度勾配が所定値より小さくなるような範囲の場合には前記基準値は前記電圧レベルに依存せず、前記電圧レベルが前記範囲より高くなると前記電圧レベルが高くなるに従って前記基準値が小さくなる特性に定められていることを特徴とする車両のドライブトレインに対する制御装置が提案される。
【０００６】
制御装置内の内部の温度が所与の基準値よりも高くなった場合に発熱要素（例えば駆動用トランジスタ、又はＩＣ素子等）への通電が停止される。これにより制御装置による所要の制御動作が停止し、オートマティックトランスミッションは一般的には４速にシフトされ、ここに固定される。この結果、オートマティックトランスミッションにおいて変速動作が実行されずオートマティックトランスミッションの温度が低下する上に、制御装置内部での発熱がなくなるので、制御装置の内部の温度は徐々に低下し始め、過熱により制御装置が損壊するのを防止できる。そして、制御装置を再び動作させることができる。
【０００８】
発熱要素と温度センサとの間の温度勾配は発熱要素における電力消費量に依存するが、この電力消費量は車載バッテリ等の電源から制御装置への供給電圧のレベルに関連している。したがって、電圧レベルに従って前記基準値を決定することにより、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、前記制御装置の駆動回路の駆動パターンを識別するための識別手段と、該識別手段の識別結果に基づいて前記基準値を決定するための手段とを備えた車両のドライブトレインに対する制御装置が提案される。
【００１０】
駆動回路は制御装置内における主要な発熱要素の１つであり、駆動回路に与えられる駆動信号、特に駆動電流信号のパターンによってそこでの発熱状態が変化する。駆動パターンを識別し、この識別結果に応じて基準値を決定することにより、そのときの発熱要素と温度センサとの間の実際の温度勾配が考慮されたタイミングで発熱要素への通電停止がより適切なタイミングで行われる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、車両のドライブトレインに対する制御装置の本発明の実施の形態の一例を説明するための概略的な全体図である。図１には、内燃機関１とオートマティックトランスミッション２とを連結して成る車両のドライブトレイン１０が示されており、オートマティックトランスミッション２内にはオートマティックトランスミッション２を制御する制御装置２０が組み込まれている。なお、制御装置２０は必ずしもオートマティックトランスミッション２内に組み込む必要はなく、オートマティックトランスミッション２のケーシング２Ａの外側又は近傍に配設することもできる。
【００１３】
オートマティックトランスミッション２の内部には、また、位置スイッチ２Ｂが配設されており、位置スイッチ２Ｂはセレクトレバー２Ｃ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を制御装置２０に送る構成となっている。
【００１４】
図２には、制御装置２０の断面図が示されている。制御装置２０は、底板２１Ａとカバーケース２１Ｂ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２１を有し、ケーシング２１内にはセラミック基板２２が底板２１Ａの内面２１Ａａ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２２上には、マイクロコンピュータ２３、及びマイクロコンピュータ２３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２４が組み込まれている。セラミック基板２２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。
【００１５】
底板２１Ａ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２２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。
【００１６】
図２に示されるマイクロコンピュータ２３、駆動用ＩＣ素子２４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２３における発熱量は小さいが、駆動用ＩＣ素子２４における発熱量は相当大きいものとなり、制御装置２０内においては駆動用ＩＣ素子２４が主たる発熱要素となっている。
【００１７】
駆動用ＩＣ素子２４の近傍には、制御装置２０の内部の温度を検出するための温度センサ２５が設けられている。温度センサ２５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、制御装置２０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２４の近傍の温度を検出するため、駆動用ＩＣ素子２４の近傍に温度センサ２５を配設しているが、温度センサ２５の配設位置はこれに限定されず、温度検出の目的に応じて適宜の位置とすることができる。
【００１８】
なお、ケーシング２１は油密構造となっているので、制御装置２０をオートマティックトランスミッション２内に配設してもオートマティックトランスミッション２内にある変速機オイルが制御装置２０の内部に侵入することはない。
【００１９】
図３は、図２に示した制御装置２０の回路の概略構成を示すブロック図である。図３において２６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２３に供給するための回路である。駆動用ＩＣ素子２４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２３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。本実施の形態では、駆動電流Ｊ１、Ｊ２の供給は、異なる２つの駆動パターンのいずれか一方により行われる。１つは平均駆動電流が大きい駆動パターン１であり、もう１つは平均駆動電流が中程度の駆動パターン２である。なお、制御装置２０において実行されるオートマティックトランスミッション２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、制御装置２０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。
【００２０】
温度センサ２５からは駆動用ＩＣ素子２４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はマイクロコンピュータ２３に入力されている。マイクロコンピュータ２３は、温度センサ２５によって検出される制御装置２０の内部温度Ｔａが予め与えられている基準温度Ｔｒよりも高くなったか否かをモニタしており、内部温度Ｔａ＞基準温度Ｔｒとなった場合には駆動用ＩＣ素子２４の駆動を停止させることによりバッテリ（図示せず）から駆動用ＩＣ素子２４へ電流が流れるのを停止し、これにより駆動用ＩＣ素子２４からの発熱量を零とし、その温度を低下させる保護機能を有している。
【００２１】
図４には、この保護機能をマイクロコンピュータ２３によって達成す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３０について説明すると、先ずステップ３１で基準温度Ｔｒを決定するための基準温度演算処理が実行される。ここで演算される基準温度は、上記説明から判るように、制御装置２０を動作させてこのままオートマティックトランスミッションの変速制御を続行すると制御装置２０内の駆動用ＩＣ素子２４の接合温度Ｔｊが所定の許容温度Ｔｊｏより高くなってしまい、駆動用ＩＣ素子２４が作動不能又は破壊されてしまう虞の高い温度のことである。
【００２２】
図５は、ステップ３１での基準温度Ｔｒの決定のための演算処理を説明するための詳細フローチャートである。ここでは、ステップ４１において、マイクロコンピュータ２３内のＲＯＭ２３Ａ（図２参照）内に予め格納されている基準温度データＤＴｒを読み出し、この基準温度データＤＴｒの内容に従って基準温度Ｔｒの値を決定し、ステップ３１に戻る。
【００２３】
図４に戻ると、次のステップ３２においては、温度センサ２５からマイクロコンピュータ２３に入力される検出信号ＳＫにより示される内部温度Ｔａが基準温度Ｔｒと比較される。Ｔａ≦Ｔｒであればステップ３２の判別結果はＮＯとなり、ステップ３３に進み、ここで制御装置２０によりオートマティックトランスミッション２の変速制御が実行され、ステップ３１に戻る。
【００２４】
一方、Ｔａ＞Ｔｒであると、ステップ３２の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ３４に進み、ここで駆動用ＩＣ素子２４の駆動が停止される。この結果、主たる発熱源である駆動用ＩＣ素子２４には電流が流れず制御装置２０自身が温度上昇することがなくなる。また、制御装置２０が変速制御を停止したことに応答して、オートマティックトランスミッション２は４速にギヤシフトされ、そこにギヤが固定される。すなわち、オートマティックトランスミッション２において変速動作は行われず、４速固定の状態となる。したがって、オートマティックトランスミッション２が変速動作することに起因する熱の発生も無くなる。この２つの理由により、制御装置２０を含むオートマティックトランスミッション２の温度は以後徐々に低下していくことになる。
【００２５】
ステップ３４の実行が終了するとステップ３１に戻り、上述した動作が繰り返される。そして、時間の経過により制御装置２０の温度が低下してＴａ≦Ｔｒの状態に戻るとステップ３３が実行されるようになり、再び制御装置２０によるオートマティックトランスミッション２の変速制御が開始される。
【００２６】
このように、制御装置２０によれば、内部温度Ｔａが基準温度Ｔｒより高くなった場合にはオートマティックトランスミッション２の変速制御を停止し、オートマティックトランスミッション２を４速固定とすることにより制御装置２０及びオートマティックトランスミッション２の温度の低下を図り、これによりＴａ≦Ｔｒとなった場合に再び制御装置２０によるオートマティックトランスミッション２の変速制御を開始させることができる。
【００２７】
上記実施の形態では、基準温度Ｔｒの値を固定値としたが、基準温度Ｔｒの値は適宜のパラメータによって変更する構成とすることができる。
【００２８】
図６には、基準温度Ｔｒの値をバッテリからの直流電圧ＶＢの値に応じて設定するようにした構成が示されている。この構成について説明すると、ステップ５１で直流電圧ＶＢの値を読み込み、ステップ５２でマイクロコンピュータ２３内のＲＯＭ２３Ａ内に格納されている電圧−温度変換テーブルを参照してそのときの直流電圧ＶＢのレベルに相応した基準温度Ｔｒを決定する。
【００２９】
図７は、この電圧−温度変換テーブルを説明するためのグラフである。ここでは、直流電圧ＶＢが低い場合には基準温度Ｔｒの値は直流電圧ＶＢに依存せず、直流電圧ＶＢがあるレベルより高くなると、直流電圧ＶＢが高くなるに従って基準温度Ｔｒの値が小さくなる特性となっている。
【００３０】
直流電圧ＶＢの値によって基準温度Ｔｒの値を図７に示す特性に従って定めることの利点は次の通りである。発熱要素と温度センサ２５との間の温度勾配は発熱要素における電力消費量に依存するが、この電力消費量は車載バッテリ等の電源から制御装置への供給電圧である直流電圧ＶＢのレベルに関連している。したがって、直流電圧ＶＢのレベルに従って基準温度Ｔｒを決定することにより、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【００３１】
このことを図８を参照してより具体的に説明する。駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）、温度センサ２５及び変速機オイルの間の温度勾配は駆動用ＩＣ素子２４における電力消費量に依存する。しがって、図８において２つの特性線で示したように、直流電圧ＶＢが低いときはこれらの間の温度勾配は小さいが、直流電圧ＶＢが高いと駆動用ＩＣ素子２４における電力消費量が増えるため、これらの間の温度勾配は大きなものとなる。
【００３２】
この結果、直流電圧ＶＢが低いときの駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度と温度センサ２５の温度との温度差Ｔｘは小さく、直流電圧ＶＢが高いときの駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度と温度センサ２５の温度との温度差Ｔｙは大きくなる。すなわち、温度センサ２５での温度検出値と発熱要素における実際の発熱温度との差が供給電圧の電圧レベルにしたがって変化することになる。
【００３３】
そこで、制御装置２０に供給される供給電圧である直流電圧ＶＢの電圧レベルを検出する電圧検出手段に応答し電圧レベルに従って基準温度Ｔｒを決定する構成によれば、温度差Ｔｘと温度差Ｔｙとの差を直流電圧ＶＢの電圧レベルの変化に拘らず大きく変化させないようにすることが可能である。よって、温度センサ２５により駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度を常に一定の温度差をもって検出することができるので、温度センサ２５による駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度検出の精度を向上させることができ、適切なタイミングで駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）への通電停止を行うことができるようになる。
【００３４】
すなわち、直流電圧ＶＢの電圧レベルが変化しても、温度センサ２５による駆動用ＩＣ素子２４の温度検出を正確に行え、制御装置２０の制御動作の停止を適切なタイミングで行うことができ、駆動用ＩＣ素子２４の温度がそれ程高くなっていないのに通電が停止されたり、逆に、駆動用ＩＣ素子２４の温度が相当高くなっているのに通電が停止されず駆動用ＩＣ素子２４の燃焼を生じるなどの不具合が生じることがない。
【００３５】
図９には、駆動用ＩＣ素子２４の駆動パターンに従って基準温度Ｔｒの値を設定するようにした場合の構成例が示されている。
【００３６】
先ず、ステップ６１で駆動用ＩＣ素子２４の駆動パターンを識別する。この識別はマイクロコンピュータ２３内にある駆動用ＩＣ素子２４の駆動データを参照して識別することができるが、他の任意の方法を用いてもよい。
【００３７】
ステップ６２においてステップ６１での識別結果が駆動パターン１（大電流駆動）であったか否かが判別される。ステップ６１での識別結果が駆動パターン１であった場合にはステップ６２の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６３に進み、ここで、ＲＯＭ２３Ａ内に予め設定されている固定値である基準温度データＤＴｒを減少方向に補正するための補正値−ΔＴ１がセットされる。しかる後、ステップ６４に入り、ここでＤＴｒ−ΔＴ１の演算を行い、その結果をＤＴｒとする基準温度データＤＴｒの補正演算が実行される。この結果、駆動パターン１で駆動用ＩＣ素子２４が駆動されている場合には、基準温度Ｔｒの値は−ΔＴ１の分だけ低くなる。
【００３８】
一方、ステップ６２での判別結果がＮＯの場合には、ステップ６５に進み、ここでステップ６１での識別結果が駆動パターン２（中電流駆動）であったか否かが判別される。ステップ６１での識別結果が駆動パターン２であった場合にはステップ６５の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６６に進み、ここでＲＯＭ２３Ａ内に予め設定されている固定値である基準温度データＤＴｒを増加方向に補正するための補正値＋ΔＴ２がセットされる。しかる後、ステップ６４に入り、ここでＤＴｒ＋ΔＴ２の演算を行い、その結果をＤＴｒとする基準温度データＤＴｒの補正演算が実行される。この結果、駆動パターン２で駆動用ＩＣ素子２４が駆動されている場合には、基準温度Ｔｒの値は＋ΔＴ２の分だけ高くなる。
【００３９】
なお、ステップ６５の判別結果がＮＯの場合には、ステップ６７において補正値を零にセットしステップ６４に入る。したがって、この場合には基準温度データＤＴｒの補正は行われない。
【００４０】
この構成によると、駆動用ＩＣ素子２４の駆動が駆動パターン１、又は２のいずれでもない場合には基準温度データＤＴｒの補正は実行されず、ＲＯＭ２３Ａ内にセットされている所定の基準温度データＤＴｒによって基準温度Ｔｒが決定される。
【００４１】
しかし、駆動用ＩＣ素子２４が駆動パターン１で駆動されていると、基準温度Ｔｒはこれよりも−ΔＴ１分だけ低目になるよう補正される。この結果、大電流駆動のためその発熱量が大きいと推定される場合には、基準温度Ｔｒの値が小さくなるよう補正され、温度センサ２５との間の温度勾配が大きくなったことによる不具合が生じないようにしている。これは、直流電圧ＶＢが高い場合に対する前述の補正動作と同じである。
【００４２】
一方、駆動用ＩＣ素子２４が駆動パターン２で駆動されていると、基準温度Ｔｒはこれよりも＋ΔＴ２分だけ高目になるよう補正される。この結果、中電流駆動のためその発熱量が小さいと推定される場合には、基準温度Ｔｒの値が高くなるよう補正され、温度センサ２５との間の温度勾配が小さくなったことによる不具合が生じないようにしている。これは、直流電圧ＶＢが低い場合に対する前述の補正動作と同じである。
【００４３】
この結果、駆動用ＩＣ素子２４の駆動パターンを切り換えても常に適切な基準温度Ｔｒが与えられるので、温度センサ２５による駆動用ＩＣ素子２４の温度検出を正確に行え、制御装置２０の制御動作の停止を適切なタイミングで行うことができ、駆動用ＩＣ素子２４の温度がそれ程高くなっていないのに通電が停止されたり、逆に、駆動用ＩＣ素子２４の温度が相当高くなっているのに通電が停止されず駆動用ＩＣ素子２４の燃焼を生じるなどの不具合が生じることがない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、上述の如く、内燃機関とオートマティックトランスミッションとを含む車両のドライブトレインを制御するため前記オートマティックトランスミッションの近傍又は内部に配設された車両のドライブトレインに対する制御装置において、制御装置の内部の温度を検出するための温度センサに応答し制御装置の内部の温度が所与の基準値以上となった場合に制御装置内の発熱要素への通電を停止し、これによりオートマティックトランスミッションの変速動作を止めてオートマティックトランスミッションの温度を低下させると共に、制御装置内部での発熱原因を取り除き、過熱により制御装置が損壊するのを防止し、温度低下後に制御装置を再び動作させることができる。
【００４５】
また、発熱要素と温度センサとの間の温度勾配が発熱要素における電力消費量に依存するため、温度センサでの温度検出値と発熱要素における実際の発熱温度との差が供給電圧の電圧レベルにしたがって変化することになるが、制御装置に供給される供給電圧の電圧レベルを検出する電圧検出手段に応答し電圧レベルに従って基準値を決定する構成によれば、上記差が供給電圧の電圧レベル変化にしたがって変化するのを有効に抑えることができ、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【００４６】
さらに、駆動回路に与えられる駆動信号、特に駆動電流信号のパターンによってそこでの発熱状態が変化し、この場合も温度センサでの温度検出値と発熱要素における実際の発熱温度との差が供給電圧の電圧レベルにしたがって変化することになるが、制御装置の駆動回路の駆動パターンを識別するための識別手段の識別結果に基づいて基準値を決定する構成によれば、上記差が駆動回路の駆動パターンの変更にしたがって変化するのを有効に抑えることができ、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を説明するための車両のドライブトレインの概略的な全体図。
【図２】図１に示した制御装置の断面図。
【図３】図２に示した制御装置の回路の概略構成を示すブロック図。
【図４】図３に示したマイクロコンピュータ内で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の基準温度決定ステップの詳細フローチャート。
【図６】図４の基準温度決定ステップの他の例を示す詳細フローチャート。
【図７】図６の処理で使用する電圧−温度変換テーブルを説明するためのグラフ。
【図８】図６に示した構成による利点を説明するための図。
【図９】駆動用ＩＣ素子の駆動パターンに従って基準温度の値を設定する場合の構成を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１ 内燃機関
２ オートマティックトランスミッション
２Ｂ 位置スイッチ
２Ｃ セレクトレバー
１０ ドライブトレイン
２０ 制御装置
２３ マイクロコンピュータ
２４ 駆動用ＩＣ素子
２５ 温度センサ
２６ 電源回路
ＣＳ 制御出力信号
Ｊ１、Ｊ２ 駆動電流
Ｓ スリーブ
Ｓ１ 位置信号
ＳＫ 検出信号
ＳＶ１、ＳＶ２ ソレノイド
Ｔ 接続端子
ＶＢ 直流電圧
ＶＣ 安定化直流電圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関及びトランスミッション、例えばオートマティックトランスミッションとから成り、ドライブトレイン制御装置とオートマティックトランスミッション近傍又はオートマティックトランスミッション内に配置されたトランスミッション制御装置とを有する、車両のドライブトレインに対する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、車両のドライブトレインに対する制御装置は、オートマティックトランスミッション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。車両のオートマティックトランスミッション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オートマティックトランスミッションが過酷な運転状態に陥れば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、オートマティックトランスミッション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、従来のこの種の制御装置にあっては、車両用のオートマティックトランスミッション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、何らかの原因でオートマティックトランスミッションの温度が通常値より高くなった場合に制御装置が正常に作動しなくなり、車両用故障診断装置が作動し、以後の制御が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のドライブトレインに対する制御装置を提案することにある。
【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、内燃機関とオートマティックトランスミッションとを含む車両のドライブトレインを制御するため前記オートマティックトランスミッションの近傍又は内部に配設された車両のドライブトレインに対する制御装置であって、前記制御装置に供給される供給電圧の電圧レベルを検出する電圧検出手段と前記供給電圧の電圧レベルと基準温度値との変換テーブルが格納されている記憶素子と前記電圧検出手段に応答し前記変換テーブルを参照して前記電圧レベルに従って基準温度値を決定するための手段とを備えて成る基準値決定手段と、前記制御装置の内部の温度を検出するための温度センサと、該温度センサに応答し前記制御装置の内部の温度が前記基準値決定手段において決定された基準温度値以上となった場合に前記制御装置内の発熱要素への通電を停止させるための通電停止手段とを備え、前記変換テーブルが、前記供給電圧の電圧レベルが前記温度センサと前記オートマティックトランスミッションの変速機オイルとの間の温度勾配が所定値より小さくなるような範囲の場合には前記基準値は前記電圧レベルに依存せず、前記電圧レベルが前記範囲より高くなると前記電圧レベルが高くなるに従って前記基準値が小さくなる特性に定められていることを特徴とする車両のドライブトレインに対する制御装置が提案される。
【０００６】
制御装置内の内部の温度が所与の基準値よりも高くなった場合に発熱要素（例えば駆動用トランジスタ、又はＩＣ素子等）への通電が停止される。これにより制御装置による所要の制御動作が停止し、オートマティックトランスミッションは一般的には４速にシフトされ、ここに固定される。この結果、オートマティックトランスミッションにおいて変速動作が実行されずオートマティックトランスミッションの温度が低下する上に、制御装置内部での発熱がなくなるので、制御装置の内部の温度は徐々に低下し始め、過熱により制御装置が損壊するのを防止できる。そして、制御装置を再び動作させることができる。
【０００８】
発熱要素と温度センサとの間の温度勾配は発熱要素における電力消費量に依存するが、この電力消費量は車載バッテリ等の電源から制御装置への供給電圧のレベルに関連している。したがって、電圧レベルに従って前記基準値を決定することにより、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、前記制御装置の駆動回路の駆動パターンを識別するための識別手段と、該識別手段の識別結果に基づいて前記基準値を決定するための手段とを備えた車両のドライブトレインに対する制御装置が提案される。
【００１０】
駆動回路は制御装置内における主要な発熱要素の１つであり、駆動回路に与えられる駆動信号、特に駆動電流信号のパターンによってそこでの発熱状態が変化する。駆動パターンを識別し、この識別結果に応じて基準値を決定することにより、そのときの発熱要素と温度センサとの間の実際の温度勾配が考慮されたタイミングで発熱要素への通電停止がより適切なタイミングで行われる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、車両のドライブトレインに対する制御装置の本発明の実施の形態の一例を説明するための概略的な全体図である。図１には、内燃機関１とオートマティックトランスミッション２とを連結して成る車両のドライブトレイン１０が示されており、オートマティックトランスミッション２内にはオートマティックトランスミッション２を制御する制御装置２０が組み込まれている。なお、制御装置２０は必ずしもオートマティックトランスミッション２内に組み込む必要はなく、オートマティックトランスミッション２のケーシング２Ａの外側又は近傍に配設することもできる。
【００１３】
オートマティックトランスミッション２の内部には、また、位置スイッチ２Ｂが配設されており、位置スイッチ２Ｂはセレクトレバー２Ｃ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を制御装置２０に送る構成となっている。
【００１４】
図２には、制御装置２０の断面図が示されている。制御装置２０は、底板２１Ａとカバーケース２１Ｂ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２１を有し、ケーシング２１内にはセラミック基板２２が底板２１Ａの内面２１Ａａ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２２上には、マイクロコンピュータ２３、及びマイクロコンピュータ２３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２４が組み込まれている。セラミック基板２２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。
【００１５】
底板２１Ａ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２２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。
【００１６】
図２に示されるマイクロコンピュータ２３、駆動用ＩＣ素子２４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２３における発熱量は小さいが、駆動用ＩＣ素子２４における発熱量は相当大きいものとなり、制御装置２０内においては駆動用ＩＣ素子２４が主たる発熱要素となっている。
【００１７】
駆動用ＩＣ素子２４の近傍には、制御装置２０の内部の温度を検出するための温度センサ２５が設けられている。温度センサ２５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、制御装置２０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２４の近傍の温度を検出するため、駆動用ＩＣ素子２４の近傍に温度センサ２５を配設しているが、温度センサ２５の配設位置はこれに限定されず、温度検出の目的に応じて適宜の位置とすることができる。
【００１８】
なお、ケーシング２１は油密構造となっているので、制御装置２０をオートマティックトランスミッション２内に配設してもオートマティックトランスミッション２内にある変速機オイルが制御装置２０の内部に侵入することはない。
【００１９】
図３は、図２に示した制御装置２０の回路の概略構成を示すブロック図である。図３において２６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２３に供給するための回路である。駆動用ＩＣ素子２４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２３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。本実施の形態では、駆動電流Ｊ１、Ｊ２の供給は、異なる２つの駆動パターンのいずれか一方により行われる。１つは平均駆動電流が大きい駆動パターン１であり、もう１つは平均駆動電流が中程度の駆動パターン２である。なお、制御装置２０において実行されるオートマティックトランスミッション２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、制御装置２０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。
【００２０】
温度センサ２５からは駆動用ＩＣ素子２４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はマイクロコンピュータ２３に入力されている。マイクロコンピュータ２３は、温度センサ２５によって検出される制御装置２０の内部温度Ｔａが予め与えられている基準温度Ｔｒよりも高くなったか否かをモニタしており、内部温度Ｔａ＞基準温度Ｔｒとなった場合には駆動用ＩＣ素子２４の駆動を停止させることによりバッテリ（図示せず）から駆動用ＩＣ素子２４へ電流が流れるのを停止し、これにより駆動用ＩＣ素子２４からの発熱量を零とし、その温度を低下させる保護機能を有している。
【００２１】
図４には、この保護機能をマイクロコンピュータ２３によって達成す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３０について説明すると、先ずステップ３１で基準温度Ｔｒを決定するための基準温度演算処理が実行される。ここで演算される基準温度は、上記説明から判るように、制御装置２０を動作させてこのままオートマティックトランスミッションの変速制御を続行すると制御装置２０内の駆動用ＩＣ素子２４の接合温度Ｔｊが所定の許容温度Ｔｊｏより高くなってしまい、駆動用ＩＣ素子２４が作動不能又は破壊されてしまう虞の高い温度のことである。
【００２２】
図５は、ステップ３１での基準温度Ｔｒの決定のための演算処理を説明するための詳細フローチャートである。ここでは、ステップ４１において、マイクロコンピュータ２３内のＲＯＭ２３Ａ（図２参照）内に予め格納されている基準温度データＤＴｒを読み出し、この基準温度データＤＴｒの内容に従って基準温度Ｔｒの値を決定し、ステップ３１に戻る。
【００２３】
図４に戻ると、次のステップ３２においては、温度センサ２５からマイクロコンピュータ２３に入力される検出信号ＳＫにより示される内部温度Ｔａが基準温度Ｔｒと比較される。Ｔａ≦Ｔｒであればステップ３２の判別結果はＮＯとなり、ステップ３３に進み、ここで制御装置２０によりオートマティックトランスミッション２の変速制御が実行され、ステップ３１に戻る。
【００２４】
一方、Ｔａ＞Ｔｒであると、ステップ３２の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ３４に進み、ここで駆動用ＩＣ素子２４の駆動が停止される。この結果、主たる発熱源である駆動用ＩＣ素子２４には電流が流れず制御装置２０自身が温度上昇することがなくなる。また、制御装置２０が変速制御を停止したことに応答して、オートマティックトランスミッション２は４速にギヤシフトされ、そこにギヤが固定される。すなわち、オートマティックトランスミッション２において変速動作は行われず、４速固定の状態となる。したがって、オートマティックトランスミッション２が変速動作することに起因する熱の発生も無くなる。この２つの理由により、制御装置２０を含むオートマティックトランスミッション２の温度は以後徐々に低下していくことになる。
【００２５】
ステップ３４の実行が終了するとステップ３１に戻り、上述した動作が繰り返される。そして、時間の経過により制御装置２０の温度が低下してＴａ≦Ｔｒの状態に戻るとステップ３３が実行されるようになり、再び制御装置２０によるオートマティックトランスミッション２の変速制御が開始される。
【００２６】
このように、制御装置２０によれば、内部温度Ｔａが基準温度Ｔｒより高くなった場合にはオートマティックトランスミッション２の変速制御を停止し、オートマティックトランスミッション２を４速固定とすることにより制御装置２０及びオートマティックトランスミッション２の温度の低下を図り、これによりＴａ≦Ｔｒとなった場合に再び制御装置２０によるオートマティックトランスミッション２の変速制御を開始させることができる。
【００２７】
上記実施の形態では、基準温度Ｔｒの値を固定値としたが、基準温度Ｔｒの値は適宜のパラメータによって変更する構成とすることができる。
【００２８】
図６には、基準温度Ｔｒの値をバッテリからの直流電圧ＶＢの値に応じて設定するようにした構成が示されている。この構成について説明すると、ステップ５１で直流電圧ＶＢの値を読み込み、ステップ５２でマイクロコンピュータ２３内のＲＯＭ２３Ａ内に格納されている電圧−温度変換テーブルを参照してそのときの直流電圧ＶＢのレベルに相応した基準温度Ｔｒを決定する。
【００２９】
図７は、この電圧−温度変換テーブルを説明するためのグラフである。ここでは、直流電圧ＶＢが低い場合には基準温度Ｔｒの値は直流電圧ＶＢに依存せず、直流電圧ＶＢがあるレベルより高くなると、直流電圧ＶＢが高くなるに従って基準温度Ｔｒの値が小さくなる特性となっている。
【００３０】
直流電圧ＶＢの値によって基準温度Ｔｒの値を図７に示す特性に従って定めることの利点は次の通りである。発熱要素と温度センサ２５との間の温度勾配は発熱要素における電力消費量に依存するが、この電力消費量は車載バッテリ等の電源から制御装置への供給電圧である直流電圧ＶＢのレベルに関連している。したがって、直流電圧ＶＢのレベルに従って基準温度Ｔｒを決定することにより、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【００３１】
このことを図８を参照してより具体的に説明する。駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）、温度センサ２５及び変速機オイルの間の温度勾配は駆動用ＩＣ素子２４における電力消費量に依存する。しがって、図８において２つの特性線で示したように、直流電圧ＶＢが低いときはこれらの間の温度勾配は小さいが、直流電圧ＶＢが高いと駆動用ＩＣ素子２４における電力消費量が増えるため、これらの間の温度勾配は大きなものとなる。
【００３２】
この結果、直流電圧ＶＢが低いときの駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度と温度センサ２５の温度との温度差Ｔｘは小さく、直流電圧ＶＢが高いときの駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度と温度センサ２５の温度との温度差Ｔｙは大きくなる。すなわち、温度センサ２５での温度検出値と発熱要素における実際の発熱温度との差が供給電圧の電圧レベルにしたがって変化することになる。
【００３３】
そこで、制御装置２０に供給される供給電圧である直流電圧ＶＢの電圧レベルを検出する電圧検出手段に応答し電圧レベルに従って基準温度Ｔｒを決定する構成によれば、温度差Ｔｘと温度差Ｔｙとの差を直流電圧ＶＢの電圧レベルの変化に拘らず大きく変化させないようにすることが可能である。よって、温度センサ２５により駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度を常に一定の温度差をもって検出することができるので、温度センサ２５による駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）の温度検出の精度を向上させることができ、適切なタイミングで駆動用ＩＣ素子２４（発熱要素）への通電停止を行うことができるようになる。
【００３４】
すなわち、直流電圧ＶＢの電圧レベルが変化しても、温度センサ２５による駆動用ＩＣ素子２４の温度検出を正確に行え、制御装置２０の制御動作の停止を適切なタイミングで行うことができ、駆動用ＩＣ素子２４の温度がそれ程高くなっていないのに通電が停止されたり、逆に、駆動用ＩＣ素子２４の温度が相当高くなっているのに通電が停止されず駆動用ＩＣ素子２４の燃焼を生じるなどの不具合が生じることがない。
【００３５】
図９には、駆動用ＩＣ素子２４の駆動パターンに従って基準温度Ｔｒの値を設定するようにした場合の構成例が示されている。
【００３６】
先ず、ステップ６１で駆動用ＩＣ素子２４の駆動パターンを識別する。この識別はマイクロコンピュータ２３内にある駆動用ＩＣ素子２４の駆動データを参照して識別することができるが、他の任意の方法を用いてもよい。
【００３７】
ステップ６２においてステップ６１での識別結果が駆動パターン１（大電流駆動）であったか否かが判別される。ステップ６１での識別結果が駆動パターン１であった場合にはステップ６２の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６３に進み、ここで、ＲＯＭ２３Ａ内に予め設定されている固定値である基準温度データＤＴｒを減少方向に補正するための補正値−ΔＴ１がセットされる。しかる後、ステップ６４に入り、ここでＤＴｒ−ΔＴ１の演算を行い、その結果をＤＴｒとする基準温度データＤＴｒの補正演算が実行される。この結果、駆動パターン１で駆動用ＩＣ素子２４が駆動されている場合には、基準温度Ｔｒの値は−ΔＴ１の分だけ低くなる。
【００３８】
一方、ステップ６２での判別結果がＮＯの場合には、ステップ６５に進み、ここでステップ６１での識別結果が駆動パターン２（中電流駆動）であったか否かが判別される。ステップ６１での識別結果が駆動パターン２であった場合にはステップ６５の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６６に進み、ここでＲＯＭ２３Ａ内に予め設定されている固定値である基準温度データＤＴｒを増加方向に補正するための補正値＋ΔＴ２がセットされる。しかる後、ステップ６４に入り、ここでＤＴｒ＋ΔＴ２の演算を行い、その結果をＤＴｒとする基準温度データＤＴｒの補正演算が実行される。この結果、駆動パターン２で駆動用ＩＣ素子２４が駆動されている場合には、基準温度Ｔｒの値は＋ΔＴ２の分だけ高くなる。
【００３９】
なお、ステップ６５の判別結果がＮＯの場合には、ステップ６７において補正値を零にセットしステップ６４に入る。したがって、この場合には基準温度データＤＴｒの補正は行われない。
【００４０】
この構成によると、駆動用ＩＣ素子２４の駆動が駆動パターン１、又は２のいずれでもない場合には基準温度データＤＴｒの補正は実行されず、ＲＯＭ２３Ａ内にセットされている所定の基準温度データＤＴｒによって基準温度Ｔｒが決定される。
【００４１】
しかし、駆動用ＩＣ素子２４が駆動パターン１で駆動されていると、基準温度Ｔｒはこれよりも−ΔＴ１分だけ低目になるよう補正される。この結果、大電流駆動のためその発熱量が大きいと推定される場合には、基準温度Ｔｒの値が小さくなるよう補正され、温度センサ２５との間の温度勾配が大きくなったことによる不具合が生じないようにしている。これは、直流電圧ＶＢが高い場合に対する前述の補正動作と同じである。
【００４２】
一方、駆動用ＩＣ素子２４が駆動パターン２で駆動されていると、基準温度Ｔｒはこれよりも＋ΔＴ２分だけ高目になるよう補正される。この結果、中電流駆動のためその発熱量が小さいと推定される場合には、基準温度Ｔｒの値が高くなるよう補正され、温度センサ２５との間の温度勾配が小さくなったことによる不具合が生じないようにしている。これは、直流電圧ＶＢが低い場合に対する前述の補正動作と同じである。
【００４３】
この結果、駆動用ＩＣ素子２４の駆動パターンを切り換えても常に適切な基準温度Ｔｒが与えられるので、温度センサ２５による駆動用ＩＣ素子２４の温度検出を正確に行え、制御装置２０の制御動作の停止を適切なタイミングで行うことができ、駆動用ＩＣ素子２４の温度がそれ程高くなっていないのに通電が停止されたり、逆に、駆動用ＩＣ素子２４の温度が相当高くなっているのに通電が停止されず駆動用ＩＣ素子２４の燃焼を生じるなどの不具合が生じることがない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、上述の如く、内燃機関とオートマティックトランスミッションとを含む車両のドライブトレインを制御するため前記オートマティックトランスミッションの近傍又は内部に配設された車両のドライブトレインに対する制御装置において、制御装置の内部の温度を検出するための温度センサに応答し制御装置の内部の温度が所与の基準値以上となった場合に制御装置内の発熱要素への通電を停止し、これによりオートマティックトランスミッションの変速動作を止めてオートマティックトランスミッションの温度を低下させると共に、制御装置内部での発熱原因を取り除き、過熱により制御装置が損壊するのを防止し、温度低下後に制御装置を再び動作させることができる。
【００４５】
また、発熱要素と温度センサとの間の温度勾配が発熱要素における電力消費量に依存するため、温度センサでの温度検出値と発熱要素における実際の発熱温度との差が供給電圧の電圧レベルにしたがって変化することになるが、制御装置に供給される供給電圧の電圧レベルを検出する電圧検出手段に応答し電圧レベルに従って基準値を決定する構成によれば、上記差が供給電圧の電圧レベル変化にしたがって変化するのを有効に抑えることができ、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【００４６】
さらに、駆動回路に与えられる駆動信号、特に駆動電流信号のパターンによってそこでの発熱状態が変化し、この場合も温度センサでの温度検出値と発熱要素における実際の発熱温度との差が供給電圧の電圧レベルにしたがって変化することになるが、制御装置の駆動回路の駆動パターンを識別するための識別手段の識別結果に基づいて基準値を決定する構成によれば、上記差が駆動回路の駆動パターンの変更にしたがって変化するのを有効に抑えることができ、より適切なタイミングで発熱要素への通電停止を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を説明するための車両のドライブトレインの概略的な全体図。
【図２】図１に示した制御装置の断面図。
【図３】図２に示した制御装置の回路の概略構成を示すブロック図。
【図４】図３に示したマイクロコンピュータ内で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の基準温度決定ステップの詳細フローチャート。
【図６】図４の基準温度決定ステップの他の例を示す詳細フローチャート。
【図７】図６の処理で使用する電圧−温度変換テーブルを説明するためのグラフ。
【図８】図６に示した構成による利点を説明するための図。
【図９】駆動用ＩＣ素子の駆動パターンに従って基準温度の値を設定する場合の構成を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１ 内燃機関
２ オートマティックトランスミッション
２Ｂ 位置スイッチ
２Ｃ セレクトレバー
１０ ドライブトレイン
２０ 制御装置
２３ マイクロコンピュータ
２４ 駆動用ＩＣ素子
２５ 温度センサ
２６ 電源回路
ＣＳ 制御出力信号
Ｊ１、Ｊ２ 駆動電流
Ｓ スリーブ
Ｓ１ 位置信号
ＳＫ 検出信号
ＳＶ１、ＳＶ２ ソレノイド
Ｔ 接続端子
ＶＢ 直流電圧
ＶＣ 安定化直流電圧
Claims (2)
- 内燃機関とオートマティックトランスミッションとを含む車両のドライブトレインを制御するため前記オートマティックトランスミッションの近傍又は内部に配設された車両のドライブトレインに対する制御装置であって、
前記制御装置に供給される供給電圧の電圧レベルを検出する電圧検出手段と前記供給電圧の電圧レベルと基準温度値との変換テーブルが格納されている記憶素子と前記電圧検出手段に応答し前記変換テーブルを参照して前記電圧レベルに従って基準温度値を決定するための手段とを備えて成る基準値決定手段と、
前記制御装置の内部の温度を検出するための温度センサと、
該温度センサに応答し前記制御装置の内部の温度が前記基準値決定手段において決定された基準温度値以上となった場合に前記制御装置内の発熱要素への通電を停止させるための通電停止手段とを備え、前記変換テーブルが、前記供給電圧の電圧レベルが前記温度センサと前記オートマティックトランスミッションの変速機オイルとの間の温度勾配が所定値より小さくなるような範囲の場合には前記基準値は前記電圧レベルに依存せず、前記電圧レベルが前記範囲より高くなると前記電圧レベルが高くなるに従って前記基準値が小さくなる特性に定められていることを特徴とする車両のドライブトレインに対する制御装置。 - 前記制御装置の駆動回路の駆動パターンを識別するための識別手段と、該識別手段の識別結果に基づいて前記基準値を決定するための手段とを備えた請求項１記載の車両のドライブトレインに対する制御装置。
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