自動變速器的異常確定設備和方法
2023-05-27 23:25:06
專利名稱：自動變速器的異常確定設備和方法
技術領域：
本發明涉及確定安裝在車輛中的自動變速器是否發生異常的設備和方法。更具體地，本發明涉及高精度地確定是否未確立對應於指定檔位的傳動比的設備和方法。
背景技術：
安裝在車輛中的自動變速器由變矩器和齒輪式變速機構組合而成。該自動變速器構造為通過在接合與釋放諸如離合器和剎車等的多個摩擦配合元件之間選擇性地切換而由此改變齒輪式變速機構中的動力傳輸路徑，以便根據發動機的運行狀態自動地確立檔位。該自動變速器設有液壓控制迴路，該液壓控制迴路控制向摩擦配合元件的液壓流體供應，以便接合或釋放那些摩擦配合元件。
該自動變速器構造為通過用液壓控制迴路控制供應至摩擦配合元件的液壓來控制檔位(亦即變速)。該液壓控制迴路設有實現例如產生液壓、供應和釋放液壓以及調節液壓等多種功能的多種電磁閥。通過電控信號控制這些電磁閥的操作，控制供應至摩擦配合元件等的液壓。
在具有這種結構的自動變速器中，電磁閥有可能會失效。例如，在電磁閥中有可能存在例如斷路或短路等的電氣故障，或者可能存在例如活塞粘滯或由於密封處的雜質磨損造成密封失效等的機械故障。這些故障足以造成電磁閥無法正常工作。因此，當這樣的故障發生時，由於所希望的摩擦配合元件不能響應根據發動機運行狀態輸出的變速指令照常接合或釋放，因而不能確立指定轉速。
日本專利申請公開公報JP-A-11-280898號說明了一種自動變速器的控制設備，如果發生故障的話，其適當地且合邏輯地執行禁止確立檢測到故障的檔位並且將變速器改變到另一檔位上的故障保護控制。該自動變速器的控制設備包括變矩器；通過變矩器從內燃機輸入動力的齒輪式變速機構；在齒輪式變速機構中切換動力輸送路徑的多個摩擦配合元件；以及，通過控制向摩擦配合元件供應液壓以及解除摩擦配合元件的液壓來切換齒輪式變速機構的檔位的液壓控制迴路。上述自動變速器的控制設備還包括實際傳動比計算裝置，其用於基於齒輪式變速機構的輸入轉速和輸出轉速計算實際傳動比；變速指令輸出裝置，其用於根據內燃機的運行狀態輸出變速指令；傳動故障檢測裝置，其用於通過比較實際傳動比與由變速指令輸出裝置輸出的變速指令所指定的目標檔位的傳動比來檢測齒輪式變速機構的傳動比不能按照該變速指令的指引來確立的傳動故障；以及，用於檢測車速的車速檢測裝置。所述齒輪式變速機構構造為如果傳動故障在預定高檔位中發生，則其進入空檔狀態。而且，當傳動故障檢測裝置在預定高檔位中檢測到傳動故障並且車速檢測裝置檢測到該傳動故障時的車速小於預定車速時，上述的變速指令輸出裝置將所述變速指令改變為用於預定檔位的變速指令，所述預定檔位低於所述高檔位並且具有與所述預定高檔位的傳動比最接近的傳動比。另一方面，當傳動故障檢測裝置在預定高檔位中檢測到傳動故障並且車速檢測裝置檢測到的該傳動故障時的車速大於預定車速時，變速指令輸出裝置維持當前變速指令。當所述檔位降低到小於所述預定車速時，則變速指令輸出裝置將變速指令改變為用於預定低檔位的變速指令。
當確定已發生輸出了變速指令但自動變速器仍進入空檔狀態的故障時，此種自動變速器的控制設備能夠將自動變速器變速到此時能夠確立的檔位。這樣，能夠避免自動變速器保持在空檔狀態的情況，從而，能夠通過將自動變速器變速到能夠確立的檔位而將驅動力傳輸到從動輪。
在日本專利申請公開公報JP-A-11-280898號中說明的技術中，實際傳動比根據自動變速器的輸入軸轉速和輸出軸轉速計算。當實際傳動比在指定檔位的傳動比範圍(該範圍基於轉速傳感器的檢測精度等預先設定)之外時，能夠檢測到存在根據變速指令不能確立傳動比情況的傳動故障(即，空檔故障或確立了與指定檔位不同的檔位的情況)的異常。當輸出軸轉速處於高轉速區時，不能檢測到這種異常的區域往往會變大，這會導致異常檢測精度降低。然而，日本專利申請公開公報JP-A-11-280898號沒有提到這種問題。
發明內容
本發明提供能以高檢測精度確定自動變速器中是否已發生異常的異常確定設備和方法。
本發明的第一方面涉及一種從多個具有不同傳動比的檔位中確立指定檔位的自動變速器的異常確定設備。該異常確定設備包括第一異常確定裝置，其用於基於所述自動變速器的輸入軸轉速及所述自動變速器的輸出軸轉速計算實際傳動比，並在所述實際傳動比處於基於所述指定檔位預設的傳動比範圍之外時確定所述傳動比存在異常；第二異常確定裝置，其用於基於所述輸出軸轉速和所述指定檔位的所述傳動比計算輸入軸同步轉速，並在所述輸入軸轉速和所述輸入軸同步轉速之差處於預設的轉速範圍之外時確定所述傳動比存在異常；確定裝置，其用於確定所述輸出軸轉速相對於基準轉速是處於高轉速區還是低轉速區，所述基準轉速設定為使得在相鄰檔位之間當所述指定檔位為高檔位時所述自動變速器的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的上限值不超過當所述指定檔位為低檔位時所述自動變速器的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的下限值；以及異常確定裝置，其用於通過如下方式確定所述傳動比是否存在異常當所述輸出軸轉速處於所述低轉速區時選擇根據所述第一異常確定裝置的異常確定，當所述輸出軸轉速處於所述高轉速區時選擇根據所述第二異常確定裝置的異常確定。
按照這種自動變速器的異常確定設備，所述第一異常確定裝置基於根據所述輸入軸轉速和所述輸出軸轉速計算出的所述實際傳動比確定是否存在異常。就所述第一確定裝置而言，每個檔位的確定區隨著所述輸出軸轉速的提高而擴大。因此，可以在所述輸出軸轉速相對於所述基準轉速處於低轉速區時應用所述第一異常確定裝置。所述第二異常確定裝置基於所述輸入軸轉速和所計算的輸入軸同步轉速之差確定是否存在異常。在這種情況下，能使不進行異常確定的區域(亦即所述檔位確定區)變小，而使除所述檔位確定區之外的異常確定區變大，這阻止了異常確定精度的降低。就所述第二確定裝置而言，當所述輸出軸轉速處於低轉速區時，在相鄰的檔位之間，所述指定檔位為高檔位時的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的所述上限值超過所述指定檔位為低檔位時的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的下限值，因此不能確定自動變速器進入空檔狀態的傳動故障。因此，可以在所述輸出軸轉速相對於所述基準轉速處於高轉速區時應用所述第二異常確定裝置。從而，取決於所述輸出軸轉速相對於所述基準轉速是處於所述低轉速區還是所述高轉速區，適當地使用所述第一異常確定裝置或所述第二異常確定裝置來增加在那些區域中的故障檢測精度。因而，能夠提供以高檢測精度確定所述自動變速器中是否已發生異常的自動變速器的異常確定設備。
所述自動變速器的異常確定設備還可以包括用於根據指定檔位設定所述基準轉速的設定裝置。
根據這種自動變速器的異常確定設備，為每個檔位設定用於確定要適用兩個異常確定裝置中的哪個裝置(亦即第一或第二界常確定裝置)的基準轉速，由此能以高檢測精度確定已經發生在所述自動變速器中的異常。
所述自動變速器的異常確定設備也可以為如下方式所述設定裝置根據所述指定檔位設定所述基準轉速，將所述基準轉速分別作為對應於所述輸入軸轉速的下限值的下限基準轉速以及對應於所述輸入軸轉速的上限值的上限基準轉速；並且，所述異常確定裝置i)當確定所述輸出軸轉速相對於所述下限基準轉速處於高轉速區時，在所述輸入軸轉速與計算出的輸入軸同步轉速之差小於所述轉速範圍的下限值時確定所述傳動比存在異常，ii)當確定所述輸出軸轉速相對於上限基準轉速處於高轉速區時，在所述輸入軸轉速與計算出的輸入軸同步轉速之差等於或大於所述轉速範圍的上限值時確定所述傳動比存在異常，iii)當確定所述輸出軸轉速相對於所述下限基準轉速處於低轉速區時，在計算出的實際傳動比小於所述傳動比範圍的下限值時確定所述傳動比存在異常，以及iv)當確定所述輸出軸轉速相對於上限基準轉速處於低轉速區時，在計算出的傳動比等於或大於所述傳動比範圍的上限值時確定所述傳動比存在異常。
按照此種自動變速器的異常確定設備，為每個檔位設定上限和下限基準轉速，並且區別所述上限側和所述下限側進行確定。由此，能夠以更高的檢測精度檢測自動變速器中是否已經發生異常。
本發明的第二方面涉及一種從多個具有不同傳動比的檔位中確立指定檔位的自動變速器的異常確定方法。該自動變速器的異常確定方法包括以下步驟i)確定所述輸出軸轉速相對於基準轉速是處於高轉速區還是低轉速區，所述基準轉速設定為使得在相鄰檔位之間當所述指定檔位為高檔位時的所述自動變速器的輸入軸轉速在轉速範圍中的上限值不超過當所述指定檔位為低檔位時的所述自動變速器的輸入軸轉速在所述轉速範圍中的下限值；ii)當確定所述輸出軸轉速處於低轉速區時，基於所述自動變速器的輸入軸轉速及所述自動變速器的輸出軸轉速計算出實際傳動比，並在所述實際傳動比處於基於所述指定檔位預設的傳動比範圍之外時確定所述傳動比存在異常；以及iii)當確定所述輸出軸轉速處於高轉速區時，基於所述輸出軸轉速和所述指定檔位的傳動比計算出輸入軸同步轉速，並在所述輸入軸轉速和所述輸入軸同步轉速之差處於預設的轉速範圍之外時確定所述傳動比存在異常。
參考附圖，從以下優選實施例的說明中將明確本發明的上述以及其它目的、特徵和優點，其中相同的標號用於代表相同的元件，圖中圖1是示意性示出按照本發明第一示例實施方式的傳動系的結構框圖；圖2是自動變速器中齒輪系的示意圖；圖3是離合器和剎車的應用圖，示出離合器和剎車的多種接合和釋放組合，以達到圖2所示的自動變速器中的指定速度；圖4是示出按照所述第一示例實施方式由ECU(電控單元)執行的程序的控制結構的流程圖；圖5是示出當執行圖4所示的程序時的傳動比確定區的曲線圖；圖6是示出相關技術中的傳動比確定區的曲線圖；圖7是示出按照本發明的第二示例實施方式由ECU執行的程序的控制結構的流程圖；圖8是示出當執行圖7所示的程序時的傳動比確定區的曲線圖；圖9是示出按照本發明的第三示例實施方式由ECU執行的程序的控制結構的流程圖；圖10是示出當執行圖9所示的程序時的傳動比確定區的曲線圖；圖11是示出按照本發明的第四示例實施方式由ECU執行的程序的控制結構的流程圖；以及圖12是示出當執行圖11所示的程序時的傳動比確定區的曲線圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖詳細說明本發明的示例實施方式。在以下說明中，相同的部件將用相同的參考標號表示。相同的部件也將由相同的術語指代並具有相同的功能。因此，將不重複對那些部件的詳細說明。
第一示例實施方式
下文中將參照圖1說明裝有按照本發明第一示例實施方式的異常確定設備的車輛。在此所述的車輛為FF型(前發動機前驅動)車輛，但也可以是FF型車輛以外的車輛。
所述車輛包括發動機1000、自動變速器2000、構成自動變速器2000的一部分的行星齒輪單元3000、同樣構成自動變速器2000的一部分的液壓電路4000、差速齒輪5000、驅動軸6000、前輪7000以及ECU(電子控制單元)8000。
發動機1000為內燃機，它燃燒氣缸的燃燒室中由噴射器(未圖示)噴射的空氣和燃料的混合物。通過這種空氣—燃料混合物的燃燒所產生的力迫使活塞在氣缸中向下運動，這轉而旋轉曲柄軸。
自動變速器2000通過變矩器3200連接到發動機1000上。自動變速器2000通過確立希望的檔位而將曲柄軸的轉速改變為希望的轉速。
自動變速器2000的輸出齒輪與通過花鍵配合或類似配合連接到驅動軸6000的差速齒輪5000相嚙合。通過驅動軸6000將動力傳輸到左、右前輪7000。
各種開關和傳感器通過電氣配線或類似導線連接到ECU 8000。這些開關和傳感器包括車速傳感器8002、變速杆8004的變速杆位置開關8006、加速器踏板8008的加速器開度傳感器8010、剎車踏板8012的行程傳感器8014、電子節氣門8016的節氣門開度傳感器8018、發動機轉速傳感器8020、輸入軸轉速傳感器8022和輸出軸轉速傳感器8024。
車速傳感器8002從驅動軸6000的轉速檢測車速，並將表示該車速的信號輸出到ECU 8000。變速杆位置開關8006檢測變速杆8004的位置，並將表示該位置的信號輸出到ECU 8000。隨後，自動確立自動變速器2000對應於變速杆8004的位置的檔位。自動變速器2000也可構造為能夠根據駕駛者的操作而選擇手動變速模式，駕駛員通過該手動變速模式可以選擇合適的檔位。
加速器開度傳感器8010檢測加速器踏板8008的開度，並將表示該開度的信號輸出到ECU 8000。行程傳感器8014檢測剎車踏板8012的開度，並將表示該開度的信號輸出到ECU 8000。
節氣門開度傳感器8018檢測通過致動器調節的電子節氣門8016的開度，並將表示該開度的信號輸出到ECU 8000。該電子節氣門8016調節帶入發動機1000的空氣量(亦即調節發動機1000的輸出)。
發動機轉速傳感器8020檢測發動機1000的輸出軸(亦即曲柄軸)的轉速，並將表示該轉速的信號輸出到ECU 8000。輸入軸轉速傳感器8022檢測自動變速器2000的輸入軸轉速NI，並將表示該轉速的信號輸出到ECU 8000。輸出軸轉速傳感器8024檢測自動變速器2000的輸出軸轉速NOUT，並將表示該轉速的信號輸出到ECU 8000。自動變速器2000的輸入軸轉速NI等於將在後面說明的變矩器3200的渦輪轉速NT。
ECU 8000基於從車速傳感器8002、變速杆位置開關8006、加速器開度傳感器8010、行程傳感器8014、節氣門開度傳感器8018、發動機轉速傳感器8020、輸入軸轉速傳感器8022和輸出軸轉速傳感器8024等輸出的信號以及存儲在ROM(只讀存儲器)中的程序和映射對各種設備進行控制，使得所述車輛以希望的方式行使。
在此示例實施方式中，當變速杆8004處於D(驅動)位置時，ECU8000控制自動變速器2000而根據分別設定的變速映射從第一到第六檔位中自動確立一個檔位。第一到第六檔位中的一個檔位的確立使得自動變速器2000能夠將驅動力傳輸到前輪7000。
在這種情況下，如果由於電磁閥或類似部件的異常而使自動變速器2000處於空檔狀態或者不能確立由所述變速指令指定的檔位，則ECU8000迅速確定故障已經發生。
現將參照圖2說明所述行星齒輪單元3000。該行星齒輪單元3000連接到變矩器3200，該變矩器3200具有連接到曲柄軸上的輸入軸3100。行星齒輪單元3000包括第一行星齒輪組3300；第二行星齒輪組3400；輸出齒輪3500、B1剎車3610、B2剎車3620和B3剎車3630，這些剎車均固定於齒輪箱3600；C1離合器3640和C2離合器3650；以及，單向離合器(F)3660。
第一行星齒輪組3300為單個小齒輪式行星齒輪組，其包括恆星齒輪S(UD)3310、小齒輪3320、環形齒輪R(UD)3330和託架C(UC)3340。
恆星齒輪S(UD)3310連接到變矩器3200的輸出軸3210。小齒輪3320可轉動地支撐在託架C(UC)3340上並與恆星齒輪S(UD)3310和環形齒輪R(UD)3330相嚙合。
環形齒輪R(UD)3330通過B3剎車3630選擇性地保持於齒輪箱3600。託架C(UC)3340通過B1剎車3610選擇性地保持於齒輪箱3600。
第二行星齒輪組3400為Ravigneaux式行星齒輪組，其包括恆星齒輪S(D)3410、短的小齒輪3420、託架C(1)3422、長的小齒輪3430、託架C(2)3432、恆星齒輪S(S)和環形齒輪R(1)(R(2))3450。
恆星齒輪S(D)3410連接到託架C(UC)3340。短的小齒輪3420可轉動地支撐在託架C(1)3422上並與恆星齒輪S(D)3410和長的小齒輪3430相嚙合。託架C(1)3422連接到輸出齒輪3500。
長的小齒輪3430可轉動地支撐在託架C(2)3432上並與恆星齒輪S(S)3440和環形齒輪R(1)(R(2))3450相嚙合。託架C(2)3432連接到輸出齒輪3500。
恆星齒輪S(S)3440通過C1離合器3640選擇性地連接到變矩器3200的輸出軸3210。環形齒輪R(1)(R(2))3450通過B2剎車3620選擇性地保持於齒輪箱3600並且也通過C2離合器3650選擇性地連接到變矩器3200的輸出軸3210。環形齒輪R(1)(R(2))3450還連接到單向離合器(F)3660使得它在車輛在第一檔位下受到驅動時不能轉動。
單向離合器(F)3660設置為平行於B2剎車3620。亦即，單向離合器(F)3660的外圈固定到齒輪箱3600上，而內圈通過轉軸連接到環形齒輪R(1)(R(2))3450。
圖3是離合器和剎車的應用圖，示出離合器和剎車的各種檔位和操作狀態之間的關係。通過以該離合器和剎車應用圖中所示組合操作剎車和離合器，可確立六個前進檔位(亦即第一檔位到第六檔位)和一個倒退檔位。
在圖2所示的自動變速器2000中可能發生的異常(亦即故障)的一個示例如下。如果例如當變速器自動地從第四檔位變速到第五檔位時由於電磁閥的異常使液壓未施加到B3剎車3630上而由此不能應用B3剎車3630，則不能確立第五檔位並且變速器進入空檔狀態。
用作按照該示例實施方式的異常確定設備的ECU 8000在很寬的速度範圍上檢測不能確立與該變速控制期間輸出的變速指令相對應的檔位的故障。
現將參照圖4說明按照該示例實施方式通過ECU 8000執行的程序的控制結構。
步驟S100中，ECU 8000確定由輸出軸轉速傳感器8024檢測出的輸出軸轉速NOUT是否等於或大於基準轉速(例如1000rpm)。1000rpm的基準轉速只是一個示例，其為相鄰檔位(例如N速的檔位和(N+1)速的檔位)的區域在該處不會重疊的轉速。這將在後面進行更詳細地說明。如果輸出軸轉速NOUT等於或大於1000rpm(亦即，步驟S100的判斷結果為「是」)，則過程進行到步驟S120。如果為否(亦即，步驟S100的判斷結果為「否」)，則過程進行到步驟S110。也可以使用由車速傳感器8002檢測出的車速而非使用輸出軸轉速來進行所述判斷。
步驟S110中，ECU 8000使用傳動比確定方法(1)執行速度確定過程。所述傳動比確定方法(1)是一種通過將渦輪轉速NT除以輸出軸轉速NOUT(渦輪轉速NT/輸出軸轉速NOUT＝傳動比)確定傳動比的方法。當滿足表達式(N速傳動比下限≤渦輪轉速NT/輸出軸轉速NOUT＜N速傳動比上限)時，實際檔位確定為N檔位。亦即，在低轉速區中使用轉速比來確定檔位。亦即，當滿足表達式(輸出軸轉速NOUT×N速傳動比上限≤渦輪轉速NT＜輸出軸轉速NOUT×N速傳動比上限)時，實際檔位確定為N速。因此，當所述輸出軸轉速NOUT處於高轉速區時，實際檔位的確定區變得較大，相反地，故障確定區變得較小或者相鄰檔位的確定區發生重疊。
步驟S120中，ECU 8000使用另一種傳動比確定方法(2)執行速度確定過程。所述傳動比確定方法(2)是一種通過用渦輪轉速NT減去輸出軸轉速NOUT與傳動比乘積的差(亦即，渦輪轉速NT-輸出軸轉速NOUT×傳動比)確定傳動比的方法。當滿足表達式(轉速差下限≤渦輪轉速NT-(輸出軸轉速NOUT×傳動比)＜轉速差上限)時，實際檔位確定為N檔位。亦即，在高轉速區中使用轉速差確定檔位，這防止了隨著輸出軸轉速提高而使可能確定故障的區域變小。
現將參照圖5和圖6說明基於上述的流程圖和結構由ECU 8000(亦即按照此示例實施方式的控制設備)控制的檔位確定的操作。圖6示出相關技術的確定方法，其中一律通過傳動比確定檔位而未考慮輸出軸轉速。
如果確定由輸出軸轉速傳感器8024檢測出的輸出軸轉速NOUT小於作為示例基準轉速的1000rpm(亦即步驟S100的判斷結果為「否」)時，則使用所述傳動比確定方法(1)。
另一方面，如果確定由輸出軸轉速傳感器8024檢測出的輸出軸轉速NOUT等於或大於1000rpm(亦即步驟S100的判斷結果為「是」)時，則使用所述傳動比確定方法(2)。
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如圖5所示，在低轉速區(小於1000rpm)中，N速確定區是對應於由三條直線勾勒出的三角形區域ABC的部分，所述三條直線為從原點A延伸的NOUT×N速傳動比上限的直線AB、從原點A延伸的NOUT×N速傳動比F限的直線AC和表示1000rpm的輸出軸轉速NOUT的垂線。(N+1)速確定區是對應於由三條直線勾勒出的三角形區域ADE的部分，所述三條直線為從原點A延伸的NOUT×(N+1)速傳動比上限的直線AD、從原點A延伸的NOUT×(N+1)速傳動比下限的直線AE和表示1000rpm的輸出軸轉速NOUT的垂線。故障確定可能區(亦即能夠在其中確定故障的區域)為N速確定區與(N+1)速確定區之間的區域，由此是對應於由三條直線勾勒出的三角形區域ACD的部分(亦即圖5確定方法(1)中的斑點部分)，所述三條直線為NOUT×N速傳動比下限的直線AC、NOUT×(N+1)速傳動比上限的直線AD和表示1000rpm的輸出軸轉速的垂線。
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如圖5所示，在高轉速區(等於或大於1000rpm)中，N速確定區是對應於由三條直線勾勒出的平行四邊形區域BFGC的部分，所述三條直線為N速轉速差上限(例如比N速同步轉速快50rpm)的直線BF、N速轉速差下限(例如比N速同步轉速慢50rpm)的直線CG和表示1000rpm的輸出軸轉速NOUT的垂線。(N+1)速確定區是對應於由三條直線勾勒出的平行四邊形區域DJKE的部分，所述三條直線為(N+1)速轉速差上限(例如比N速同步轉速快50rpm)的直線DJ、(N+1)速轉速差下限(例如比N速同步轉速慢50rpm)的直線EK和表示1000rpm的輸出軸轉速NOUT的垂線。故障確定可能區為所述N速確定區和所述(N+1)速確定區之間的區域，因此其為對應於由三條直線勾勒出的矩形區域CGJD的部分(亦即圖5確定方法(2)中的斑點部分)，所述三條直線為N速轉速差下限的直線CG、(N+1)速轉速差上限的直線DJ和表示1000rpm的輸出軸轉速的垂線。
對此，當使用確定方法(1)如相關技術那樣在所有轉速區域上進行處理時，所述故障檢測可能區為對應於三角形區域AHI的部分，該三角形區域AHI位於對應於三角形區域AXH的部分(亦即N速檢測區域)和三角形區域AIY(亦即(N+1)速確定區)之間。亦即，所述故障確定可能區為對應於由NOUT×N速傳動比下限的直線AH和NOUT×(N+1)速傳動比上限的直線AI勾勒出的三角形區域AHI的部分(亦即圖6中的斑點部分)。
在不考慮輸出軸轉速NOUT的情況下，當例如由圖6中的斑點部分表示的故障確定可能區應用到輸出軸轉速NOUT的整個區域時，產生以下問題。亦即，即使存在變速器從確立(N+1)速的傳動比的狀態中變速到空檔狀態的故障(亦即空檔故障)，渦輪轉速迅速增加(圖6中的白圓點)，該增加也是處於N速確定區AXH，因此不能確定該空檔故障。
相反，在此示例實施方式中，高轉速區中的故障確定可能區從圖6所示的區域AHI擴大到圖5所示的區域AGJ。這樣，因為未處於圖5的N速確定區BFGC，由在圖6中不能確定為故障的空檔故障所引起的渦輪轉速NT的突然增加能夠被確定為故障。
如上所述，對於按照此示例實施方式的異常確定設備，當輸出軸轉速處於等於或大於基準轉速的高轉速區時，基於輸入軸轉速(亦即，渦輪轉速NT)和計算出的同步轉速(NOUT×傳動比)之差確定異常。在這種情況下，不能在其中確定異常的區域可變得較小，從而抑制異常確定精度的降低。此外，當輸出軸轉速NOUT處於小於基準轉速的低轉速區時，基於計算出的實際傳動比(NT/NOUT)確定異常。如果基於輸入軸轉速與計算出的同步轉速之差是否處於預定轉速範圍之外來確定異常，則當輸出軸轉速處於低速時，在相鄰檔位之間，指定檔位為高檔位時的輸入軸轉速在轉速範圍內的上限值超過指定檔位為低檔位時的輸入軸轉速在轉速範圍中的下限值，使得自動變速器進入空檔的傳動故障不能得到確定。然而，此時能夠基於計算出的實際傳動比確定異常。
第二示例實施方式
以下將說明本發明的第二示例實施方式，其中執行的程序與由按照第一示例實施方式的異常確定設備執行的程序不同。所述車輛的硬體配置(圖1、圖2和圖3)與第一示例實施方式的相同，因此將不重複對其的詳細說明。
在此第二示例實施方式中，通過以下方式來確定自動變速器2000的檔位異常將車速(亦即輸出軸轉速NOUT)設定成基準轉速而使得利用傳動比確定方法(2)(通過該方法基於轉速差進行確定)的轉速區在自動變速器2000中的所有檔位上都不發生重疊。
將參照圖7說明由按照此示例實施方式的ECU 8000執行的程序的控制結構。圖7的流程圖中與圖4的流程圖中相同的步驟將由相同的步驟標號指示。此外，相同步驟的內容(亦即過程)是相同的，因此將不重複對其的詳細說明。
步驟S200中，ECU 8000確定由輸出軸轉速傳感器8024檢測出的輸出軸轉速NOUT是否等於或大於基準轉速。該基準轉速設定為自動變速器2000的全部六個檔位的相鄰檔位(亦即，第六檔位和第五檔位、第五檔位和第四檔位、第四檔位和第三檔位、第三檔位和第二檔位、第二檔位和第一檔位)的確定區在該轉速下不發生重疊的轉速。如果輸出軸轉速NOUT等於或大於該基準轉速(亦即步驟S200的判斷結果為「是」)，則過程進行到步驟S120。如果不是(亦即步驟S200的判斷結果為「否」)，則過程進行到步驟S110。
圖8示出該示例實施方式中輸出軸轉速與檔位的確定區之間的關係。圖中，僅示出三個速度，亦即N速、(N+1)速和(N+2)速。如圖8所示，低轉速區中相鄰檔位的區域不發生重疊，因此可以使用傳動比確定方法(1)識別空檔故障。同樣在高轉速區，在沒有使檔位確定區變大的情況下，能夠將故障確定可能區設得更寬，這樣可以避免錯誤的確定。
第三示例實施方式
以下將說明本發明的第三示例實施方式，其中執行的程序與由按照第一示例實施方式的異常確定設備執行的程序不同。所述車輛的硬體配置(圖1、圖2和圖3)與第一示例實施方式的相同，因此將不重複對其的詳細說明。
在此示例實施方式中，通過以下方式確定自動變速器2000的檔位異常為車速(亦即輸出軸轉速NOUT)設定多個基準轉速而使得使用傳動比確定方法(2)(通過該方法基於轉速差進行確定)的轉速區在自動變速器2000中的相鄰檔位上不發生重疊。
將參照圖9說明由按照該示例實施方式的ECU 8000執行的程序的控制結構。圖9的流程圖中與圖4的流程圖中相同的步驟將由相同的步驟標號指示。此外，相同步驟的內容(亦即過程)是相同的，因此將不重複對其的詳細說明。
步驟S300中，ECU 8000確定由輸出軸轉速傳感器8024檢測出的輸出軸轉速NOUT是否等於或大於基準轉速，該步驟要確定的檔位的確定區與相鄰檔位的確定區在該基準轉速不發生重疊。對每個檔位而言，該基準轉速設定為自動變速器2000中要確定的檔位與相鄰檔位的確定區在該轉速下不發生重疊的轉速。如果輸出軸轉速NOUT等於或大於該基準轉速(亦即步驟S300的判斷結果為「是」)，則過程進行到步驟S120。如果不是(亦即步驟S300的判斷結果為「否」)，則過程進行到步驟S110。
圖10示出該示例實施方式中輸出軸轉速與檔位的確定區之間的關係。圖中，僅示出三個速度，亦即N速、(N+1)速和(N+2)速。如圖10所示，低轉速區中相鄰檔位的區域不發生重疊，因此可以使用傳動比確定方法(1)識別空檔故障。同樣，如圖10所示，N速中能應用傳動比確定方法(1)的輸出軸轉速的上限值低於(N+1)速和(N+2)速中能應用傳動比確定方法(1)的輸出軸轉速的上限值。因此，對每個檔位設定基準轉速，這樣使得可以使用傳動比確定方法(2)(通過該方法基於轉速差進行確定)的轉速區得以擴大。同樣在高轉速區，在沒有使檔位確定區變大的情況下，能夠將故障確定可能區設得更寬，從而這樣可以避免錯誤的確定。
第四示例實施方式
以下將說明本發明的第四示例實施方式，其中執行的程序與由按照第一、第二和第三示例實施方式的異常確定設備執行的程序不同。所述車輛的硬體配置(圖1、圖2和圖3)與第一示例實施方式的相同，因此將不重複對其的詳細說明。
此示例性實施例中，對確定實際的傳動比(確定方法(1))的上限轉速和下限轉速分別設置基準轉速。亦即，通過如下方式確定自動變速器2000的檔位異常對每個檔位設定用於輸出軸轉速NOUT的多個基準轉速而使得使用傳動比確定方法(2)(通過該方法基於每個檔位的轉速差進行確定)的轉速區在自動變速器2000的相鄰檔位上不發生重疊。
現將參照圖11說明由按照該示例性實施例的ECU 8000執行的程序的控制結構。
步驟S400中，ECU 8000確定輸出軸轉速NOUT是否等於或大於要對其進行故障確定的檔位的下限基準轉速。如果輸出軸轉速NOUT等於或大於要對其進行故障確定的檔位的下限基準轉速(亦即步驟S400的判斷結果為「是」)，則過程進行到步驟S410。如果不是(亦即步驟S400的判斷結果為「否」)，則過程進行到步驟S420。
步驟S410中，ECU 8000確定輸出軸轉速NOUT是否等於或大於要對其進行故障確定的上限基準轉速。如果輸出軸轉速NOUT等於或大於要對其進行故障確定的檔位的上限基準轉速(亦即步驟S410的判斷結果為「是」)，則過程進行到步驟S430。如果不是(亦即步驟S410的判斷結果為「否」)，則過程進行到步驟S440。
步驟S420中，ECU 8000確定輸出軸轉速NOUT是否等於或大於要對其進行故障確定的上限基準轉速。如果輸出軸轉速NOUT等於或大於要對其進行故障確定的檔位的上限基準轉速(亦即步驟S420的判斷結果為「是」)，則過程進行到步驟S450。如果不是(亦即步驟S420的判斷結果為「否」)，則過程進行到步驟S460。
步驟S430中，ECU 8000執行傳動比確定過程。此時，通過用渦輪轉速NT減去輸出軸轉速NOUT與傳動比乘積的差(亦即，渦輪轉速NT-輸出軸轉速NOUT×傳動比)來進行確定，就如上述傳動比確定方法(2)一樣。
步驟S440中，ECU 8000執行另一傳動比確定過程。此時，通過將渦輪轉速NT除以輸出軸轉速NOUT(亦即，渦輪轉速NT/輸出軸轉速NOUT)來確定上限，就如上述傳動比確定方法(1)一樣，並且通過用渦輪轉速NT減去輸出軸轉速NOUT與傳動比乘積的差(亦即，渦輪轉速NT-輸出軸轉速NOUT×傳動比)來確定下限，就如上述傳動比確定方法(2)一樣。
步驟S450中，ECU 8000執行傳動比確定過程。此時，通過用渦輪轉速NT減去輸出軸轉速NOUT與傳動比乘積的差(亦即，渦輪轉速NT-輸出軸轉速NOUT×傳動比)來確定上限，就如上述傳動比確定方法(2)一樣，並且通過將渦輪轉速NT除以輸出軸轉速NOUT(亦即，渦輪轉速NT/輸出軸轉速NOUT)來確定下限，就如上述傳動比確定方法(1)一樣。
步驟S460中，ECU 8000執行傳動比確定過程。此時，通過將渦輪轉速NT除以輸出軸轉速NOUT(亦即，渦輪轉速NT/輸出軸轉速NOUT)來進行確定，就如上述傳動比確定方法(1)一樣。
圖12示出該示例實施方式中輸出軸轉速與檔位的確定區之間的關係。圖中，僅示出三個速度，亦即N速、(N+1)速和(N+2)速。如圖12所示，以將相鄰檔位的區域區分為上限側和下限側的方式為輸出軸轉速設定基準轉速。由此，通過為每個檔位以及上限側和下限側這兩側設定的基準轉速，使得在其中可以使用傳動比確定方法(2)(通過該方法基於轉速差進行確定)的轉速區變得更寬。同樣在高轉速區，能夠將故障確定可能區設得更寬而不使得檔位確定區變大，從而這樣能夠避免錯誤的確定。
更具體地，當同時滿足以下的條件(1)或條件(2)中任一項與以下條件(3)或條件(4)中任一項時，能夠將實際的檔位確定為N速。
(1)當輸出軸轉速NOUT小於N速的下限基準轉速時，N速傳動比下限≤渦輪轉速NT/輸出軸轉速NOUT(2)當輸出軸轉速NOUT等於或大於N速的下限基準轉速時，轉速差下限≤渦輪轉速NT—輸出軸轉速NOUT×N速傳動比(3)當輸出軸轉速NOUT小於N速的上限基準轉速時，渦輪轉速NT/輸出軸轉速NOUT＜N速傳動比上限(4)當輸出軸轉速NOUT等於或大於N速的上限基準轉速時，渦輪轉速NT—輸出軸轉速NOUT×N速傳動比＜轉速差上限此外，圖12示出在何輸出軸轉速NOUT的區域進行何種類型的確定過程的一個示例，並且圖12對應於圖11中的各個步驟。
如上所述，對每個檔位在上限側和下限側上設定基準轉速，因此能夠基於上限和下限基準轉速而適當地應用使用實際的傳動比的確定方法(1)和使用轉速差的確定方法(2)。這樣，能使得能夠在其中確定故障的轉速區形成得更寬。
在此披露的示例實施方式在所有方面都只是示例，而不應理解為本發明的限制。本發明的範圍不是通過上述說明表示的，而是通過專利的權利要求範圍來表示，並且，本發明的範圍旨在包括與專利的權利要求範圍等同的範圍和含義之內的所有更改。
權利要求
1.一種自動變速器(2000)的異常確定設備，所述自動變速器從多個具有不同傳動比的檔位中確立指定檔位，其特徵在於包括第一異常確定裝置，用於基於所述自動變速器(2000)的輸入軸轉速及所述自動變速器(2000)的輸出軸轉速計算實際傳動比，並在所述實際傳動比處於基於所述指定檔位預設的傳動比範圍之外時，確定所述傳動比存在異常；第二異常確定裝置，用於基於所述輸出軸轉速和所述指定檔位的所述傳動比計算輸入軸同步轉速，並在所述輸入軸轉速和所述輸入軸同步轉速之差處於預設的轉速範圍之外時，確定所述傳動比存在異常；確定裝置，用於確定所述輸出軸轉速相對於基準轉速是處於高轉速區還是低轉速區，所述基準轉速設定為使得在相鄰檔位之間，當所述指定檔位為高檔位時所述自動變速器(2000)的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的上限值不超過當所述指定檔位為低檔位時所述自動變速器(2000)的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的下限值；以及異常確定裝置，用於通過如下方式確定所述傳動比是否存在異常當所述輸出軸轉速處於所述低轉速區時選擇根據所述第一異常確定裝置的異常確定，當所述輸出軸轉速處於所述高轉速區時選擇根據所述第二異常確定裝置的異常確定。
2.如權利要求1所述的自動變速器的異常確定設備，其特徵在於，還包括設定裝置，用於根據所述指定檔位設定所述基準轉速。
3.如權利要求2所述的自動變速器的異常確定設備，其特徵在於所述設定裝置根據所述指定檔位設定所述基準轉速，將所述基準轉速分別作為對應於所述輸入軸轉速的所述下限值的下限基準轉速以及對應於所述輸入軸轉速的所述上限值的上限基準轉速；以及所述異常確定裝置i)當確定所述輸出軸轉速相對於所述下限基準轉速處於所述高轉速區時，在所述輸入軸轉速和所述計算的輸入軸同步轉速之差小於所述轉速範圍的所述下限值時，確定所述傳動比存在異常；ii)當確定所述輸出軸轉速相對於所述上限基準轉速處於所述高轉速區時，在所述輸入軸轉速和所述計算的輸入軸同步轉速之差等於或大於所述轉速範圍的所述上限值時，確定所述傳動比存在異常；iii)當確定所述輸出軸轉速相對於所述下限基準轉速處於所述低轉速區時，在所述計算的實際傳動比小於所述傳動比範圍的所述下限值時，確定所述傳動比存在異常；以及iv)當確定所述輸出軸轉速相對於所述上限基準轉速處於所述低轉速區時，在所述計算的傳動比等於或大於所述傳動比範圍的所述上限值時，確定所述傳動比存在異常。
4.如權利要求1所述的自動變速器的異常確定設備，其特徵在於，所述確定裝置確定所述指定檔位的所述輸出軸轉速相對於所述基準轉速是處於所述指定檔位的所述高轉速區還是所述低轉速區，所述基準轉速設定為使得在所有這些檔位中的相鄰檔位之間，當所述指定檔位為高檔位時，所述自動變速器(2000)的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的所述上限值不超過所述自動變速器(2000)的所述輸入軸轉速在低檔位的所述轉速範圍中的所述下限值。
5.如權利要求1所述的自動變速器的異常確定設備，其特徵在於，所述第一異常確定裝置通過將所述輸入軸轉速除以所述輸出軸轉速計算所述實際傳動比。
6.如權利要求1所述的自動變速器的異常確定設備，其特徵在於，所述第二異常確定裝置通過將所述輸出軸轉速乘以所述指定檔位的所述傳動比計算所述輸入軸同步轉速。
7.一種從多個具有不同傳動比的檔位中確立指定檔位的自動變速器(2000)的異常確定方法，其特徵在於包括以下步驟確定所述輸出軸轉速相對於基準轉速是處於高轉速區還是低轉速區，所述基準轉速設定為使得在相鄰檔位之間，當所述指定檔位為高檔位時所述自動變速器(2000)的輸入軸轉速在轉速範圍中的上限值不超過當所述指定檔位為低檔位時所述自動變速器(2000)的所述輸入軸轉速在所述轉速範圍中的下限值(S100)；當所述輸出軸轉速被確定處於所述低轉速區時，基於所述自動變速器(2000)的所述輸入軸轉速及所述自動變速器(2000)的輸出軸轉速計算實際傳動比，並在所述實際傳動比處於基於所述指定檔位預設的傳動比範圍之外時，確定所述傳動比存在異常(S110)；以及當所述輸出軸轉速被確定處於所述高轉速區時，基於所述輸出軸轉速和所述指定檔位的所述傳動比計算輸入軸同步轉速，並在所述輸入軸轉速和所述輸入軸同步轉速之差處於預設的轉速範圍之外時，確定所述傳動比存在異常(S120)。
8如權利要求7所述的自動變速器的異常確定方法，其特徵在於，還包括以下步驟根據所述指定檔位設定所述基準轉速，將所述基準轉速分別作為對應於所述輸入軸轉速的所述下限值的下限基準轉速以及對應於所述輸入軸轉速的所述上限值的上限基準轉速；確定所述輸出軸轉速相對於所述下限基準轉速是處於所述高轉速區還是所述低轉速區(S400)；確定所述輸出軸轉速相對於所述上限基準轉速是處於所述高轉速區還是所述低轉速區(S410，S420)；當確定所述輸出軸轉速相對於所述下限基準轉速處於所述高轉速區並且所述輸入軸轉速與所述計算的輸入軸同步轉速之差小於所述轉速範圍的所述下限值時，確定所述傳動比存在異常(S430，S440)；當確定所述輸出軸轉速相對於所述下限基準轉速處於所述低轉速區並且所述計算的實際傳動比小於所述傳動比範圍的所述下限值時，確定所述傳動比存在異常(S450，S460)；當確定所述輸出軸轉速相對於所述上限基準轉速處於所述高轉速區並且所述輸入軸轉速與所述計算的輸入軸同步轉速之差等於或大於所述轉速範圍的所述上限值時，確定所述傳動比存在異常(S430，S450)；以及當確定所述輸出軸轉速相對於所述上限基準轉速處於所述低轉速區並且所述計算的傳動比等於或大於所述傳動比範圍的所述上限值時，確定所述傳動比存在異常(S440，S460)。
全文摘要
ECU執行一程序，包括步驟(S200)，確定輸出軸轉速NOUT是否等於或大於基準轉速，多級自動變速器中所有檔位的確定區在該基準轉速下不發生重疊；步驟(S110)，如果輸出軸轉速NOUT不等於或大於該基準轉速，則通過將渦輪轉速NT除以輸出軸轉速NOUT來確定檔位存在異常；以及步驟(S120)，如果輸出軸轉速NOUT等於或大於該基準轉速，則通過用渦輪轉速NT減去輸出軸轉速NOUT與傳動比的乘積來，確定檔位存在異常。
文檔編號F16H61/12GK1982758SQ20061016230
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月11日 優先權日2005年12月14日
發明者河村達哉, 杉村敏夫, 馬崎英夫 申請人:豐田自動車株式會社