JP2004124841A

JP2004124841A - 車両の故障診断装置

Info

Publication number: JP2004124841A
Application number: JP2002290948A
Authority: JP
Inventors: Yukihito Moriya; 守屋　如人; Tatsuo Ochiai; 落合　辰夫; Hiroyasu Tanaka; 田中　寛康; Shigeki Shimanaka; 島中　茂樹
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】運転者に不要な不安感を与えることなく車両に発生した故障を報知する。
【解決手段】エンジン及び自動変速機を制御する駆動力制御手段と、車両の各部位の故障を検出する故障検出手段（Ｓ２）とを備え、駆動力制御手段は、故障が検出されたときにエンジンのトルクダウン（Ｓ８）または変速速度の低下（Ｓ９）を意図的に行うことで故障の報知を行う。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の故障診断装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両にはエンジンや変速機、制動装置等に故障が発生したことを報知する警告灯が配設されており、センサやアクチュエータなどの部材や油圧などに故障（または異常）が生じた場合、コントローラがこの故障を検出して、運転者が視認可能な位置に設けた警告灯を点灯または点滅させて、故障が発生したことを報知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第２５７１９０３号公報（第２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、運転者には単に故障が発生した、という情報のみが伝えられることになり、故障の程度や故障が発生した箇所あるいは原因については伝達されない。
【０００５】
このため、運転者は故障の程度、換言すれば、大至急修理が必要な状態であるのか、軽微な故障（その時点では車両の走行には大きな影響を与えない故障）であるのか分からないために、不要な不安感を与える場合があり、特に、深夜の走行中では、運転者に大きな負担となる場合があった。
【０００６】
また、上記従来例では、即座に重大な故障を引き起こすことはないが、この故障状態を放置して長期間にわたり走行を続けると、重大な故障を招く恐れがある軽微な故障でも警告灯の点灯を行うため、運転者は迅速に修理を行うべきか、都合の良いときに修理を行えばよいのか容易に判断することはできない、という問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、故障が発生した場合であっても運転者に不要な不安感を与えることなく故障の報知を行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジン及び自動変速機を制御する駆動力制御手段と、車両の各部位の故障を検出する故障検出手段とを備えた、車両の故障診断装置において、
前記駆動力制御手段は、前記故障が検出されたときに駆動力の低減または駆動力の応答性を低下させて故障の報知を行う故障報知手段を含む。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力制御手段は、エンジンの出力を制御するエンジン制御手段と、自動変速機の変速比及び油圧を制御する変速制御手段からなり、前記故障報知手段は、故障が検出されたときには、エンジンの出力を低減する。
【００１０】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力制御手段は、エンジンの出力を制御するエンジン制御手段と、自動変速機の変速比及び油圧を制御する変速制御手段からなり、前記故障報知手段は、故障が検出されたときには、変速速度を低下させる。
【００１１】
また、第４の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力制御手段は、エンジンの出力を制御するエンジン制御手段と、自動変速機の変速比及び油圧を制御する変速制御手段からなり、前記故障報知手段は、エンジンの出力を低減するトルクダウン手段と、自動変速機の変速速度を低下させる変速速度低下手段と、前記故障を検出した部位に応じて、前記トルクダウン手段または変速速度低下手段のいずれか一方を選択する切換手段を備える。
【００１２】
また、第５の発明は、前記第１ないし第４の発明のいずれか一つにおいて、前記故障検出手段は、前記自動変速機を構成する部材の故障を検出する。
【００１３】
【発明の効果】
したがって本発明は、故障が発生すると、エンジントルクの低減により、加速性能や登坂性能が低下し、あるいは、変速速度が低減されることで、キックダウン時のダウンシフトに遅れが生じたり、足離しアップシフト時のエンジン回転速度の低下が遅れることから、変速機または駆動系の不調を体感することになる。運転者は必要最低限の走行には差し支えないものの、車両の動力性能の低下によって修理の必要性を感じることができ、これを故障の報知とすることで、前記従来例のように運転者に不安感を抱かせることなく、故障の報知を行うことが可能となるのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、自動変速機としてＶベルト式の無段変速機を採用した場合の概略構成図を示し、図２は油圧コントロールユニット及びＣＶＴコントロールユニットの概念図をそれぞれ示す。
【００１６】
図１において、自動変速機としての無段変速機５はロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ２、前後進切り替え機構４を介してエンジン１に連結され、一対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１を備え、これら一対の可変プーリ１０、１１はＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギア１４及びアイドラシャフトを介してディファレンシャル６に連結される。
【００１７】
無段変速機５の変速比やＶベルトの接触摩擦力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令に応動する油圧コントロールユニット１００によって制御され、ＣＶＴコントロールユニット２０は、エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット２１から得た入力トルク情報、エンジン回転速度や後述するセンサ等からの出力に基づいて変速比や接触摩擦力を決定し、制御する。なお、これらコントロールユニットは、マイクロコンピュータなどを主体に構成されている。
【００１８】
無段変速機５のプライマリプーリ１０は、入力軸と一体となって回転する固定円錐板１０ｂと、固定円錐板１０ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室１０ｃへ作用する油圧（プライマリ圧）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板１０ａから構成される。
【００１９】
セカンダリプーリ１１は出力軸１３と一体となって回転する固定円錐板１１ｂと、この固定円錐板１１ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへ作用する油圧（セカンダリ圧）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板１１ａから構成される。
【００２０】
ここで、プライマリプーリシリンダ室１０ｃとセカンダリプーリシリンダ室１１ｃは、等しい受圧面積に設定される。
【００２１】
エンジン１から入力された駆動トルクは、トルクコンバータ２、前後進切り替え機構４を介して無段変速機５へ入力され、プライマリプーリ１０からＶベルト１２を介してセカンダリプーリ１１へ伝達され、プライマリプーリ１０の可動円錐板１０ａ及びセカンダリプーリ１１の可動円錐板１１ａを軸方向へ変位させて、Ｖベルト１２との接触半径を変更することにより、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１との変速比を連続的に変更することができる。
【００２２】
無段変速機５の変速比及びＶベルト１２の接触摩擦力は油圧コントロールユニット１００によって制御される。
【００２３】
図２に示すように、油圧コントロールユニット１００は、ライン圧を制御するレギュレータバルブ６０と、プライマリプーリシリンダ室１０ｃの油圧（以下、プライマリ圧）を制御する変速制御弁３０と、セカンダリプーリシリンダ室１１ｃへの供給圧（以下、セカンダリ圧）を制御する減圧弁６１を主体に構成される。
【００２４】
変速制御弁３０はメカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク５０に連結され、サーボリンク５０の一端に連結されたステップモータ（変速アクチュエータ）４０によって駆動されるとともに、サーボリンク５０の他端に連結したプライマリプーリ１０の可動円錐盤１０ａから溝幅、つまり実変速比のフィードバックを受ける。
【００２５】
ライン圧制御系は、油圧ポンプ８０からの圧油を調圧するソレノイドを備えたレギュレータバルブ６０で構成され、ＣＶＴコントロールユニット２０からの指令（例えば、デューティ信号など）に応じて運転状態に応じた所定のライン圧ＰＬに調圧する。
【００２６】
ライン圧ＰＬは、プライマリ圧を制御する変速制御弁３０と、セカンダリ圧を制御するソレノイドを備えた減圧弁６１にそれぞれ供給される。
【００２７】
プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の変速比は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ４０によって制御され、ステップモータ４０に応動するサーボリンク５０の変位に応じて変速制御弁３０のスプール３１が駆動され、変速制御弁３０に供給されたライン圧ＰＬが調整されてプライマリ圧をプライマリプーリ１０へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
【００２８】
なお、変速制御弁３０は、スプール３１の変位によってプライマリプーリシリンダ室１０ｃへの油圧の吸排を行って、ステップモータ４０の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク５０からの変位を受けてスプール３１を閉弁する。
【００２９】
ここで、ＣＶＴコントロールユニット２０は、図１において、無段変速機５のプライマリプーリ１０の回転速度を検出するプライマリプーリ速度センサ（回転速度検出手段）２６、セカンダリプーリ１１の回転速度（または車速）を検出するセカンダリプーリ回転速度センサ２７、セカンダリプーリのシリンダ室１１ｃにかかるセカンダリ圧を検出する油圧センサ（油圧検出手段）２８やプライマリプーリのシリンダ室１０ｃにかかるプライマリ圧を検出する油圧センサ２９、ブレーキスイッチ３２からの信号と、インヒビタースイッチ２３からのセレクト位置と、運転者が操作するアクセルペダルの操作量に応じた操作量センサ２４からのストローク（または、アクセルペダルの開度）、油温センサ２５から無段変速機５の油温を読み込んで、変速比やＶベルト１２の接触摩擦力を可変制御する。
【００３０】
ＣＶＴコントロールユニット２０では、予め設定したマップなどから車速やアクセルペダルのストロークに基づいて目標プライマリプーリ回転速度（目標入力軸回転速度）を求め、この目標プライマリプーリ回転速度と検出したセカンダリプーリ回転速度の比を目標変速比とし、実変速比が目標変速比に一致するように、ステップモータ４０を所定の速度（パルスレート≒変速速度）で駆動する変速制御部２０１と、エンジンコントロールユニット２１から得た入力トルク（エンジントルク）や変速比、油温、変速速度などに応じて、プライマリプーリ１０とセカンダリプーリ１１の推力（接触摩擦力）を制御するプーリ圧（油圧）制御部２０２から構成される。
【００３１】
プーリ圧制御部２０２は、入力トルク情報、プライマリプーリ回転速度とセカンダリプーリ回転速度に基づく変速比、油温からライン圧の目標値を決定し、レギュレータバルブ６０のソレノイドを駆動することでライン圧の制御を行い、また、セカンダリ圧の目標値を決定して、油圧センサ２８の検出値と目標値に応じて減圧弁６１のソレノイドを駆動して、フィードバック制御（閉ループ制御）によりセカンダリ圧を制御する。
【００３２】
さらに、プーリ圧制御部２０２では、Ｖベルト１２に滑りを生じるような運転状態、例えば、油温が極めて低く作動油の粘度大きいために油圧ポンプ８０からの供給圧が上がらず、プライマリプーリ１０及びセカンダリプーリ１１のＶベルト１２を挟持する力が不足してＶベルト１２に滑りを生じるようなときには、油圧センサ２８が検出した油圧（セカンダリ圧）と変速比（プーリ比）に基づいてトルク容量（伝達可能なトルク）を求めるとともに、無段変速機５の入力トルクを求め、入力トルクとトルク容量の差に基づいてトルクダウン量を決定し、エンジンコントロールユニット２１へトルクダウン要求値を送信するトルクダウン要求を行う。
【００３３】
ここで、本発明のＣＶＴコントロールユニット２０には、前記従来例のような警告灯やブザーなどで故障報知を行う装置は配設されておらず、以下に示す制御により、無段変速機５に故障があった場合には、車両の挙動を変更することで、運転者に故障を報知する。
【００３４】
次に、ＣＶＴコントロールユニット２０で行われる故障診断制御の一例について、図３のフローチャートを参照しながら詳述する。なお、図３のフローチャートは所定の周期、例えば、数十ｍｓｅｃ毎に実行されるものである。
【００３５】
まず、ステップＳ１では、上記各センサから、プライマリ圧、セカンダリ圧、ブレーキスイッチの信号（ＯＮ／ＯＦＦ）、油温、プライマリプーリ回転速度（入力軸回転速度）、セカンダリプーリ回転速度（出力軸回転速度または車速）、をそれぞれ読み込む。
【００３６】
ステップＳ２では、上記ステップＳ１で読み込んだセンサの出力に基づいて、無段変速機５の故障検出を行う。
【００３７】
この故障検出の一例としては、センサまたは油圧系統の故障を次のように検出する。
【００３８】
Ａ．プライマリ油圧センサ２９
プライマリ油圧センサ２９の出力電圧を監視して、出力電圧が所定の範囲を超えていれば故障と判定する。または、車両が走行中（車速＞０［ｋｍ／ｈ］）でセカンダリ圧＞０［ＭＰａ］のとき、プライマリ圧＝０［ＭＰａ］であればプライマリ油圧センサ２９が故障していると判定してもよい。
【００３９】
Ｂ．セカンダリ油圧センサ２８
セカンダリ油圧センサ２８の出力電圧を監視して、出力電圧が所定の範囲を超えていれば故障と判定する。または、車両が走行中（車速＞０［Ｋｍ／ｈ］）でプライマリ圧＞０［ＭＰａ］のときセカンダリ圧＝０［ＭＰａ］であれば、セカンダリ油圧センサ２８が故障していると判定してもよい。
【００４０】
Ｃ．ブレーキスイッチ３２
車両が走行中（車速＞０［Ｋｍ／ｈ］）でブレーキスイッチ３２の信号が所定時間（例えば、数分）を超えてＯＮが継続すると、ブレーキスイッチ３２が故障したと判定する。あるいは、ブレーキスイッチ３２が複数ある場合では、全てのブレーキスイッチ３２の信号が一致しないときに故障と判定してもよい。
【００４１】
Ｄ．プライマリプーリ回転速度センサ２６
セカンダリプーリ回転速度が０［ｒｐｍ］を超えているときに、プライマリプーリ回転速度＝０［ｒｐｍ］であれば、プライマリプーリ回転速度センサ２６が故障していると判定する。
【００４２】
または、トルクコンバータ２のロックアップクラッチが締結状態のとき、エンジンコントロールユニット２１から得たエンジン回転速度とプライマリプーリ回転速度が一致しないとき、プライマリプーリ回転速度センサ２６が故障したと判定するようにしてもよい。なお、回転速度の比較は、センサの誤差を補償するため、完全に一致していなくても所定の比率を超えて（例えば、プライマリプーリ回転速度／エンジン回転速度＞９５％）いれば一致したとみなしてもよい。
【００４３】
Ｅ．セカンダリプーリ回転速度センサ２７
プライマリプーリ回転速度が０［ｒｐｍ］を超えているときに、セカンダリプーリ回転速度＝０［ｒｐｍ］であれば、セカンダリプーリ回転速度センサ２７が故障していると判定する。または、駆動軸側に車速センサを設けた場合では、検出した車速と、セカンダリプーリ回転速度に最終減速比を乗じた値が一致しない場合に、セカンダリプーリ回転速度センサ２７が故障したと判定する。
【００４４】
Ｆ．油圧系の故障
車両が走行中（車速＞０［Ｋｍ／ｈ］）で、かつ、エンジン回転速度が０［ｒｐｍ］を超え、油温が通常の運転域（例えば、−２０℃以上）にあるときに、プライマリ圧またはセカンダリ圧のいずれかが０［ＭＰａ］のときには、油圧ポンプ８０の故障や、各制御弁のスティックなどの故障が考えられるので、油圧系統の故障と判定する。あるいは、プライマリ圧またはセカンダリ圧のいずれかが、目標油圧から大きくかけ離れているとき（例えば、実油圧が目標油圧の半分以下など）、油圧系統の故障と判定する。
【００４５】
上記Ａ〜Ｆのように各センサと油圧系統の故障検出を行う。
【００４６】
次に、ステップＳ３では、上記Ａ．Ｂ．の判定で、プライマリ油圧センサ２９またはセカンダリ油圧センサ２８のいずれかが故障であるか否かを判定し、少なくとも一方が故障と判定された場合には、ステップＳ８のトルクダウン制御に進んで、上述のようにエンジンコントロールユニット２１に対してトルクダウン要求を送信する。
【００４７】
ステップＳ４では、上記Ｃ．の判定で、ブレーキスイッチ３２が故障と判定された場合には、ステップＳ８のトルクダウン制御に進み、エンジンコントロールユニット２１に対してトルクダウン要求を送信する。
【００４８】
一方、ステップＳ５では、上記Ｄ．Ｅ．の判定で、プライマリプーリ回転速度センサ２６またはセカンダリプーリ回転速度センサ２７のいずれかが故障と判定された場合には、ステップＳ９に進んで変速速度を通常よりも低下させる低変速速度制御を行う。
【００４９】
また、ステップＳ６では、上記Ｆ．の判定で、油圧系統が故障と判定された場合には、ステップＳ９に進んで変速速度を通常よりも低下させる低変速速度制御を行う。
【００５０】
上記ステップＳ３〜Ｓ６で故障がされない場合には、ステップＳ７に進んで、通常の変速制御及び油圧制御が実行される。
【００５１】
一方、上記ステップＳ３、Ｓ４で故障が判定された場合の、トルクダウン制御では、変速制御は通常通り行うものの、トルクダウン要求によって無段変速機５への入力トルクを通常よりも低減（例えば、通常の２／３など）し、意図的なエンジントルクの低下によって、運転者に車両に異常が発生したことを報知するのである。なお、トルクダウン要求は、常時エンジントルクが低下するようにしてもよいし、あるいは、エンジン１の各運転域におけるエンジントルクの最大値を規制するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記ステップＳ５、Ｓ６で故障が判定された場合の、低変速速度制御では、変速比の設定は通常通り行うものの、ステップモータ４０の駆動速度（パルスレート）を通常よりも低減（例えば、通常の２／３など）し、意図的な変速応答性の低下によって、運転者に車両に異常が発生したことを報知するのである。
【００５３】
以上の制御により、プライマリまたはセカンダリ油圧センサ２８、２９やブレーキスイッチ３２に故障が発生すると、常にエンジントルクが低減されることになり、加速性能や登坂性能が低下することによって運転者は、車両の不調を体感することになる。
【００５４】
また、プライマリプーリまたはセカンダリプーリの回転速度センサ２６、２７や油圧系統に故障が発生すると、常に変速速度が低減されることになり、キックダウン時のダウンシフトに遅れが生じたり、足離しアップシフト時のエンジン回転速度の低下が遅れることから、無段変速機５または駆動系の不調を体感することになる。
【００５５】
したがって、運転者は必要最低限の走行には差し支えないものの、車両の動力性能の低下によって修理の必要性を感じることができ、これを無段変速機５の故障報知とすることで、前記従来例のように運転者に不安感を抱かせることなく、故障の報知を行うことが可能となるのである。
【００５６】
こうして、無段変速機５の故障時には、前記従来例のように漠然と警告灯により運転者へ故障を報知するのに代わって、意図的に車両の動力性能を低下させることで、走行中に不要な不安感を与えることなく運転者に修理の必要性を促すことが可能となるので、運転者に過度の負担を与えるのを防止できるのである。また、意図的な車両の動力性能の低下は、駆動力の低減または駆動力の応答性の低下により行うようにしたため、運転者は容易に動力性能の低下を認識することが可能となる。
【００５７】
さらに、故障が判定された部位に応じてトルクダウン制御と低変速速度制御を切り換えるようにしたので、故障した部位に依存するのを抑制しながら走行を継続することができる。
【００５８】
つまり、油圧センサ２８、２９が故障した場合には、最適のプーリ圧が得られないことが考えられ、入力トルクに応じたトルク容量の確保も難しくなるので、エンジン１の出力トルクを低減させることで、入力トルクが無段変速機５のトルク容量を超えるのを防ぎ、これにより、Ｖベルト１２とプーリ１０、１１との滑りを防止することができる。
【００５９】
また、プライマリまたはセカンダリプーリの回転速度センサ２６、２７が故障した場合には、変速比のフィードバック制御が正確に行われない可能性があるので、変速速度を低下させておくことで過度の変速を防いで安定した走行特性を得ることができるのである。
【００６０】
なお、上記実施形態においては、自動変速機として無段変速機５を採用した場合を示したが、遊星歯車式の有段自動変速機を採用しても良い。
【００６１】
また、上記実施形態では、無段変速機５の故障時に車両の動力性能を意図的に低下させて故障診断の報知を行う場合について述べたが、前記従来例のようにエンジン警告灯、ＡＢＳ警告灯、触媒温度警告灯、エアバッグ警告灯に代わって本発明の故障診断報知を適用しても良い。
【００６２】
この場合、エンジン、ＡＢＳ、触媒温度、エアバッグの故障を検出すると、上記トルクダウン制御や低変速速度制御を行い、車両の動力性能を意図的に低下させることで、運転者に不要な不安感を与えることなく車両の故障を運転者に知らせることができ、また、運転者に修理の必要性を訴えることが可能となり、さらには、各種警告灯を廃止することによって製造コストの低減を推進できるという優れた効果を得ることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すＶベルト式無段変速機の概略構成図である。
【図２】同じくＣＶＴコントロールユニットと油圧コントロールユニットの概略構成図である。
【図３】ＣＶＴコントロールユニットで行われる故障診断制御の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１　エンジン
５　無段変速機
１０　プライマリプーリ
１１　セカンダリプーリ
２１　エンジンコントロールユニット
２０　ＣＶＴコントロールユニット
２６、２７　回転速度センサ
２８、２９　油圧センサ

Claims

エンジン及び自動変速機を制御する駆動力制御手段と、
車両の各部位の故障を検出する故障検出手段とを備えた、車両の故障診断装置において、
前記駆動力制御手段は、前記故障が検出されたときに駆動力の低減または駆動力の応答性を低下させて故障の報知を行う故障報知手段を含むことを特徴とする車両の故障診断装置。
前記駆動力制御手段は、エンジンの出力を制御するエンジン制御手段と、自動変速機の変速比及び油圧を制御する変速制御手段からなり、
前記故障報知手段は、故障が検出されたときには、エンジンの出力を低減することを特徴とする請求項１に記載の車両の故障診断装置。
前記駆動力制御手段は、エンジンの出力を制御するエンジン制御手段と、自動変速機の変速比及び油圧を制御する変速制御手段からなり、
前記故障報知手段は、故障が検出されたときには、変速速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両の故障診断装置。
前記駆動力制御手段は、エンジンの出力を制御するエンジン制御手段と、自動変速機の変速比及び油圧を制御する変速制御手段からなり、
前記故障報知手段は、
エンジンの出力を低減するトルクダウン手段と、
自動変速機の変速速度を低下させる変速速度低下手段と、
前記故障を検出した部位に応じて、前記トルクダウン手段または変速速度低下手段のいずれか一方を選択する切換手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の故障診断装置。
前記故障検出手段は、前記自動変速機を構成する部材の故障を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の車両の故障診断装置。