JP2004132493A

JP2004132493A - 自動変速機の故障判別装置および故障判別方法

Info

Publication number: JP2004132493A
Application number: JP2002298744A
Authority: JP
Inventors: Koji Nagata; 永田　幸司; Yuji Kashiwabara; 柏原　裕司; Yoji Takanami; 高波　陽二; Kazutoshi Nozaki; 野崎　和俊; Akio Murasugi; 村杉　明夫
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: DE10346922A1; JP3724471B2; DE10346922B4; US7058497B2; US20040073350A1

Abstract

【課題】自動変速機の故障状態を判別する。
【解決手段】故障判別方法は、自動変速機が変速処理を実行していない場合に（Ｓ１０６にてＮＯ）、実際のタービン回転数と算出された同期回転数との差が予め定められた値α以上であるとき（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、自動変速機がニュートラル状態である場合の推定タービン回転数と実際の回転数との差ΔＮＴを算出するステップ（Ｓ１１０）と、ΔＮＴが予め定められた値β以下である場合に（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障であると判定するステップ（Ｓ１１４）と、ΔＮＴがβよりも大きい場合に（Ｓ１１２にてＮＯ）、摩擦係合要素の滑りに関する故障であると判定するステップ（Ｓ１１６）とを含む。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の故障状態を検出する技術に関し、特に、走行中のエンジン回転数の上昇の原因を的確に検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された自動変速機には、運転中に故障を検出する装置が設けられている。この検出対象となる故障には、たとえば、センサやアクチュエータなどの電気的故障、あるいは、シフトバルブ、シフトソレノイドのスティックバルブ、もしくは摩擦係合要素の滑りなどの機械的故障がある。このような故障が検出されると、安全装置が作動して運転者に故障内容を通知する。その後、故障箇所を確認して必要な修理を行なうことができる。
【０００３】
特開平１−１７２６６３号公報（特許文献１）は、自動変速機の機構部分の故障を検出するための、電子制御式自動変速機のフェールセーフ制御装置を開示する。この制御装置は、変速機入力回転数センサと、変速機入力回転数と変速機出力回転数および車速のいずれかとに基づいて変速機の実際のギア比を算出する回路と、正規のギア比を取得する回路と、正規のギア比と算出されたギア比とを比較する回路と、比較した結果に基づいて変速機の機構部分の故障を検出する回路とを含む。
【０００４】
このフェールセーフ制御装置によると、検出された入力回転数と、出力回転数および車速のいずれかとに基づいて、自動変速機の実際のギア比が算出される。一方、正規のギア比は、たとえば、シフトポジションとシフトソレノイドの出力状態に基づいて算出される。したがって、実際のギア比と、変速されたギア比との差が、予め定められた値から乖離している場合には、自動変速機が故障しているということが検出される。
【０００５】
ところで、所定の変速段の形成が自動変速機に指示されているような場合、自動変速機の故障には、トルクの伝達が遮断される故障（以下「第１の故障」という）と、摩擦係合要素の係合が不十分でその摩擦係合要素が滑る状態になる故障（以下「第２の故障」という）とがある。
【０００６】
第１の故障は、その所定の変速段を形成する摩擦係合要素に供給される油圧を直接制御する制御弁の異常により生じる。この場合、その摩擦係合要素が係合されないためトルクの伝達が行われず、変速機がニュートラル状態となる場合がある。このとき、動力源の負荷がほとんどかからなくなることから、動力源の回転数が上昇する。一方、第２の故障は、オイルポンプから吐出された作動油を調圧する調圧弁が故障することにより、自動変速機の作動油の元圧（いわゆるライン圧）が低下して摩擦係合要素に供給される油圧が低下することにより生じる。この場合、摩擦係合要素が伝達できるトルクの大きさ（トルク容量）が低下するため、自動変速機に入力されたトルクは一部しか伝達されず、動力源の回転数が上昇する場合がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１−１７２６６３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された制御装置は、自動変速機が故障しているか否かを検出することは可能であるが、故障の原因が上述のように２つ以上考えられる場合、その故障がどの原因によるものであるかを判別することは容易ではない。すなわち、車両が所定の変速段で走行しているときに動力源の回転数が上昇するという現象に対して、その現象が自動変速機のどのような状態に基づくものかを特定するのは容易ではない。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、動力源の回転数が上昇する原因を的確に判別することができる故障判別装置および故障判別方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る故障判別装置は、自動変速機の作動状態を検出するための検出手段と、車両の動力源から自動変速機に入力されるトルクに基づいて、自動変速機が動力の伝達を遮断するニュートラル状態である場合の作動状態を推定するための推定手段と、検出された作動状態と推定された作動状態とに基づいて、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、故障とは異なる故障とを判別するための故障判別手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、故障判別装置は、走行中の車両における自動変速機の故障を判別する。故障判別装置の検出手段は、自動変速機の作動状態（たとえば入力回転数）を検出する。推定手段は、動力源から自動変速機に入力されるトルクに基づいて、自動変速機の作動状態を推定する。この作動状態は、自動変速機が動力の伝達を遮断するニュートラル状態である場合の状態である。故障判別手段は、検出された作動状態と推定された作動状態とに基づいて（たとえば、それらの作動状態の差、大小関係などに基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障とを判別する。この異なる故障とは、たとえば、変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障である。検出された作動状態が推定された作動状態とほぼ同じである場合、故障判別手段は、自動変速機はニュートラル状態に関する故障であると判別する。そうでない場合、故障判別手段は、自動変速機はその故障とは異なる故障（たとえば、摩擦係合要素の滑りに関する故障）であると判別する。その結果、自動変速機の故障を判別することができる故障判別装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る故障判別装置は、第１の発明の構成に加えて、異なる故障は、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障である。
【００１３】
第２の発明によると、検出された作動状態と推定された作動状態とに基づいて（たとえば、それらの作動状態の差あるいは大小関係などに基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障とが判別される。
【００１４】
第３の発明に係る故障判別装置は、第１または第２の発明の構成に加えて、作動状態は、自動変速機の入力回転数である。
【００１５】
第３の発明によると、検出手段は自動変速機の入力回転数を検出する。推定手段は、自動変速機がニュートラル状態である場合の入力回転数を推定する。故障判別手段は、これらの入力回転数に基づいて（たとえば回転数差に基づいて、あるいは大小関係に基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障（たとえば、摩擦係合要素の滑りに関する故障）とを判別する。
【００１６】
第４の発明に係る故障判別装置は、自動変速機の入力回転数を検出するための入力回転数検出手段と、自動変速機への入力トルクを算出するための入力トルク算出手段と、入力トルクに基づいて、自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定するための推定手段と、検出された入力回転数と推定された入力回転数とに基づいて、ニュートラル状態に関する故障と、故障とは異なる故障とを判別するための故障判別手段とを含む。
【００１７】
第４の発明によると、故障判別装置は、定常走行中の車両における自動変速機の故障を判別する。自動変速機の入力回転数が検出され、自動変速機への入力トルクが算出されると、自動変速機がニュートラル状態である場合の入力回転数が推定される。このニュートラル状態とは、自動変速機がトルクの伝達を遮断している状態である。故障判別手段は、推定された入力回転数と検出された入力回転数とに基づいて（たとえば、それらの回転数の大小関係に基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障とを判別する。これにより、自動変速機の故障を判別することができる故障判別装置を提供することができる。
【００１８】
第５の発明に係る故障判別装置は、自動変速機の入力回転数を検出するための入力回転数検出手段と、入力回転数に基づいて自動変速機への入力トルクを算出するための入力トルク算出手段と、入力トルクに基づいて自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定するための推定手段と、検出された入力回転数と推定された入力回転数との差が予め定められた値を下回ると、自動変速機がニュートラル状態に関する故障であると判別し、検出された入力回転数と推定された入力回転数との差が予め定められた値を上回ると、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障であると判別するための故障判別手段とを含む。
【００１９】
第５の発明によると、故障判別装置は、走行中の車両における自動変速機の故障を判別する。自動変速機の入力回転数が検出されると、自動変速機への入力トルクが算出される。自動変速機への入力トルクが算出されると、自動変速機がニュートラル状態である場合の入力回転数が推定される。このニュートラル状態とは、自動変速機がトルクの伝達を遮断している状態である。故障判別手段は、推定された入力回転数と検出された入力回転数との差が予め定められた値を下回ると（すなわち、これらの回転数の差が小さい場合）、自動変速機はニュートラル状態に関する故障であると判別する。一方、推定された入力回転数と検出された入力回転数との差が予め定められた値を上回ると（すなわち、これらの回転数の差が大きい場合）、故障判別手段は、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障であると判別する。このようにして、故障判別装置は、自動変速機の故障を判別することができる。
【００２０】
第６の発明に係る故障判別装置は、第５の発明の構成に加えて、自動変速機は油圧を制御する第１の制御弁と第２の制御弁とを含む。第１の制御弁は自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の係合圧を制御する。第２の制御弁はオイルポンプから吐出された作動油を調圧する。ニュートラル状態に関する故障は、第１の制御弁の故障である。摩擦係合要素の滑りに関する故障は、第２の制御弁の故障である。
【００２１】
第６の発明によると、自動変速機は油圧を制御する第１の制御弁と第２の制御弁とを含む。第１の制御弁（たとえばソレノイドバルブ）は、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の係合圧を制御する。第２の制御弁（たとえばソレノイドバルブ）は、オイルポンプから吐出された作動油を調圧する。第１の制御弁が故障すると、係合圧が供給されなくなり、摩擦係合要素は係合できなくなる。その結果、自動変速機はトルクの伝達ができないニュートラル状態となる。第２の制御弁が故障すると、作動油の元圧が低下して摩擦係合要素の係合に十分な油圧が供給されなくなり、摩擦係合要素が滑る状態になる。したがって、自動変速機のニュートラル状態が検出されると、故障判別手段は、第１の制御弁が故障の状態であると判別する。一方、摩擦係合要素が滑る状態であることが検出されると、故障判別手段は、第２の制御弁が故障の状態であると判別する。
【００２２】
第７の発明に係る故障判別装置は、第２〜６のいずれかの発明の構成に加えて、故障判別手段は、車両が所定の変速段で走行中に、ニュートラル状態に関する故障と、摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するための手段を含む。
【００２３】
第７の発明によると、故障の判別は、車両が所定の変速段で走行している場合、すなわち、自動変速機が変速中でない場合に行われる。このようにすると、故障判別手段は、自動変速機が正常に作動しているときに故障の判別をしないため、故障を的確に判別することができる。
【００２４】
第８の発明に係る故障判別装置は、第４〜７のいずれかの発明の構成に加えて、車両の動力源の回転数を検出するための検出手段をさらに含む。故障判別手段は、動力源の回転数が予め定められた条件を満足すると、ニュートラル状態に関する故障と、摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するための手段を含む。
【００２５】
第８の発明によると、動力源の回転数が予め定められた条件を満足したとき（たとえば、検出された回転数と算出された同期回転数との差が予め定められた回転数の範囲から逸脱したとき）、故障判別手段は、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別する。したがって、故障が判別される時期を制限することにより、不要な判別処理の実行を抑制することができる。
【００２６】
第９の発明に係る故障判別方法は、自動変速機の作動状態を検出する検出ステップと、車両の動力源から自動変速機に入力されるトルクに基づいて、自動変速機が動力の伝達を遮断するニュートラル状態である場合の作動状態を推定する推定ステップと、検出された作動状態と推定された作動状態とに基づいて、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障とを判別する故障判別ステップとを含む。
【００２７】
第９の発明によると、故障判別方法は、走行中の車両における自動変速機の故障を判別する。故障判別方法の検出ステップは、自動変速機の作動状態（たとえば入力回転数）を検出する。推定ステップは、動力源から自動変速機に入力されるトルクに基づいて、自動変速機の作動状態を推定する。この作動状態は、自動変速機が動力の伝達を遮断するニュートラル状態である場合の状態である。故障判別ステップは、検出された作動状態と推定された作動状態とに基づいて（たとえば、それらの作動状態の差、大小関係などに基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障とを判別する。この異なる故障とは、たとえば、変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障である。検出された作動状態が推定された作動状態とほぼ同じである場合、故障判別ステップは、自動変速機はニュートラル状態に関する故障であると判別する。そうでない場合、故障判別ステップは、自動変速機はその故障とは異なる故障（たとえば、摩擦係合要素の滑りに関する故障）であると判別する。その結果、自動変速機の故障を判別することができる故障判別方法を提供することができる。
【００２８】
第１０の発明に係る故障判別方法は、第９の発明の構成に加えて、異なる故障は、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障である。
【００２９】
第１０の発明によると、検出された作動状態と推定された作動状態とに基づいて（たとえば、それらの作動状態の差あるいは大小関係などに基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障とが判別される。
【００３０】
第１１の発明に係る故障判別方法は、第９または第１０の発明の構成に加えて、作動状態は、自動変速機の入力回転数である。
【００３１】
第１１の発明によると、検出ステップは自動変速機の入力回転数を検出する。推定ステップは、自動変速機がニュートラル状態である場合の入力回転数を推定する。故障判別ステップは、これらの入力回転数に基づいて（たとえば回転数差に基づいて、あるいは大小関係に基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障（たとえば、摩擦係合要素の滑りに関する故障）とを判別する。
【００３２】
第１２の発明に係る故障判別方法は、自動変速機の入力回転数を検出する入力回転数検出ステップと、自動変速機への入力トルクを算出する入力トルク算出ステップと、入力トルクに基づいて、自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定する推定ステップと、検出された入力回転数と推定された入力回転数とに基づいて、ニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障とを判別する故障判別ステップとを含む。
【００３３】
第１２の発明によると、故障判別方法は、定常走行中の車両における自動変速機の故障を判別する。自動変速機の入力回転数が検出され、自動変速機への入力トルクが算出されると、自動変速機がニュートラル状態である場合の入力回転数が推定される。このニュートラル状態とは、自動変速機がトルクの伝達を遮断している状態である。故障判別ステップは、推定された入力回転数と検出された入力回転数とに基づいて（たとえば、それらの回転数の大小関係に基づいて）、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、その故障とは異なる故障とを判別する。これにより、自動変速機の故障を判別することができる故障判別方法を提供することができる。
【００３４】
第１３の発明に係る故障判別方法は、自動変速機の入力回転数を検出する入力回転数検出ステップと、入力回転数に基づいて、自動変速機への入力トルクを算出する入力トルク算出ステップと、入力トルクに基づいて、自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定する推定ステップと、検出された入力回転数と推定された入力回転数との差が予め定められた値を下回ると、自動変速機がニュートラル状態に関する故障であると判別し、検出された入力回転数と推定された入力回転数との差が予め定められた値を上回ると、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障であると判別する故障判別ステップとを含む。
【００３５】
第１３の発明によると、故障判別方法は、走行中の車両における自動変速機の故障を判別する。自動変速機の入力回転数が検出されると、自動変速機への入力トルクが算出される。自動変速機への入力トルクが算出されると、自動変速機がニュートラル状態である場合の入力回転数が推定される。このニュートラル状態とは、自動変速機がトルクの伝達を遮断している状態である。故障判別ステップは、推定された入力回転数と検出された入力回転数との差が予め定められた値を下回ると（すなわち、これらの回転数の差が小さい場合）、自動変速機はニュートラル状態に関する故障であると判別する。一方、推定された入力回転数と検出された入力回転数との差が予め定められた値を上回ると（すなわち、これらの回転数の差が大きい場合）、故障判別ステップは、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障であると判別する。このようにして、故障判別方法は、自動変速機の故障を判別することができる。
【００３６】
第１４の発明に係る故障判別方法は、第１３の発明の構成に加えて、自動変速機は油圧を制御する第１の制御弁と第２の制御弁とを含む。第１の制御弁は自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の係合圧を制御する。第２の制御弁はオイルポンプから吐出された作動油を調圧する。ニュートラル状態に関する故障は、第１の制御弁の故障である。摩擦係合要素の滑りに関する故障は、第２の制御弁の故障である。
【００３７】
第１４の発明によると、自動変速機は油圧を制御する第１の制御弁と第２の制御弁とを含む。第１の制御弁（たとえばソレノイドバルブ）は、自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の係合圧を制御する。第２の制御弁（たとえばソレノイドバルブ）は、オイルポンプから吐出された作動油を調圧する。第１の制御弁が故障すると、係合圧が供給されなくなり、摩擦係合要素は係合できなくなる。その結果、自動変速機はトルクの伝達ができないニュートラル状態となる。第２の制御弁が故障すると、作動油の元圧が低下して摩擦係合要素の係合に十分な油圧が供給されなくなり、摩擦係合要素が滑る状態になる。したがって、自動変速機のニュートラル状態が検出されると、故障判別ステップは、第１の制御弁が故障の状態であると判別する。一方、摩擦係合要素が滑る状態であることが検出されると、故障判別ステップは、第２の制御弁が故障の状態であると判別する。
【００３８】
第１５の発明に係る故障判別方法は、第１０〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、故障判別ステップは、車両が所定の変速段で走行中に、ニュートラル状態に関する故障と、摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するステップを含む。
【００３９】
第１５の発明によると、故障の判別は、車両が所定の変速段で走行している場合、すなわち、自動変速機が変速中でない場合に行われる。このようにすると、故障判別ステップは、自動変速機が正常に作動しているときに故障の判別をしないため、故障を的確に判別することができる。
【００４０】
第１６の発明に係る故障判別方法は、第１２〜１５のいずれかの発明の構成に加えて、車両の動力源の回転数を検出する検出ステップをさらに含む。故障判別ステップは、動力源の回転数が予め定められた条件を満足すると、ニュートラル状態に関する故障と、摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するステップを含む。
【００４１】
第１６の発明によると、動力源の回転数が予め定められた条件を満足したとき（たとえば、検出された回転数と算出された同期回転数との差が予め定められた回転数の範囲から逸脱したとき）、故障判別ステップは、自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別する。したがって、故障が判別される時期を制限することにより、不要な判別処理の実行を抑制することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００４３】
図１に、本発明の実施の形態に係る故障判別装置を備えたパワートレーンの制御ブロック図を示す。このパワートレーンは、ＥＣＴ＿ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１００、自動変速機１０２、エンジン１０６、トルクコンバータ１０８およびオイルポンプ２００を含む。自動変速機１０２は、元圧制御弁１３０と制御弁１３２と摩擦係合要素１３４とを含む。
【００４４】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、車速センサ１１２から受信した信号に基づいて車両の速度を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、スロットルセンサ１１４から受信した信号に基づいてスロットル開度を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ１１６から受信した信号に基づいてエンジン１０６の回転数を検出する。
【００４５】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、シフトポジションセンサ１１８から受信した信号に基づいて自動変速機１０２のシフトポジションを算出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、タービン回転数センサ１２０から受信した信号に基づいて自動変速機１０２の入力回転数を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、出力回転数センサ１２２から受信した信号に基づいて自動変速機１０２の出力回転数を検出する。
【００４６】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００はタイマ１５０を含み、処理の時間（たとえば、異常値の算出処理の時間）を計測する。このように、処理の時間を計測して、その時間の長短により、その後の処理を実行するか否かを設定してもよい。たとえば、計測された時間が、予め設定された時間よりも短い場合（すなわち、異常は、外乱その他の要因により一時的に検出されただけであると考えられる場合）、その後の判別処理の実行を中止することができる。このように、一時的な異常を判別処理の対象外として、故障判別処理の処理頻度を抑制することができる。
【００４７】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、出力回転数および自動変速機１０２の変速比に基づいて、同期回転数（すなわち、計算上のタービン回転数）を算出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、スロットル開度と燃料噴射量とに基づいて、エンジン１０６の出力トルクを算出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、算出された出力トルクに基づいて、自動変速機１０２がニュートラルの状態である場合の推定タービン回転数を算出する。
【００４８】
なお、ニュートラル状態とは、自動変速機１０２に入力されたトルクの伝達が遮断されている状態をいう。このとき、摩擦係合要素１３４は、トルクを伝達することができない程度に非係合の状態（あるいは滑っている状態）である。このような状態は、たとえば、直接圧制御弁１３２に異常が生じて摩擦係合要素１３４を係合するための油圧が発生せず、所定の変速段が形成されないために発生する。
【００４９】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、元圧制御弁１３０に信号を出力して、自動変速機１０２に供給される元圧（いわゆるライン圧）を制御する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、直接圧制御弁１３２に信号を出力して、摩擦係合要素１３４に供給される作動油の油圧を制御する。摩擦係合要素１３４は、その作動油の油圧に基づいて係合状態を切換える。
【００５０】
図２に、本実施の形態に係る自動変速機１０２に含まれる油圧回路を示す。オイルポンプ２００から吐出された作動油は、油路２０２を介して元圧制御弁１３０に送出される。元圧制御弁１３０は、この作動油の油圧を調圧制御して元圧（ライン圧）を発生させる。直接圧制御弁１３２は、元圧を制御して摩擦係合要素１３４に供給される係合圧を発生させる。
【００５１】
この図２を参照して、元圧制御弁１３０が故障すると、十分な元圧が発生しなくなり、摩擦係合要素１３４に十分な係合圧が供給されなくなる。その結果、摩擦係合要素１３４のトルク容量が低下して、摩擦係合要素は滑る状態になる。そのため、エンジン１０６から自動変速機１０２に入力されたトルクの一部しか伝達されなくなる。
【００５２】
一方、直接圧制御弁１３２が故障すると、必要な係合圧が摩擦係合要素１３４に供給されなくなる。その結果、摩擦係合要素１３４はトルクを伝達することができなくなり、自動変速機１０２はニュートラル状態となる。
【００５３】
いずれの場合も、エンジン１０６に対する負荷が低下することになり、エンジン１０６の回転数は上昇する。この場合、ニュートラル状態における回転数は、摩擦係合要素が滑る状態における回転数よりも高くなる。これは、ニュートラル状態の場合のエンジンの負荷がほとんどなくなるためである。
【００５４】
図３に、本実施の形態に係る自動変速機１０２に含まれる係合要素の作動表を示す。「Ｃ１」〜「Ｃ３」および「Ｂ１」〜「Ｂ４」は摩擦係合要素である。「〇」は、係合要素が係合の状態であることを表わす。このとき、自動変速機１０２に入力されたトルクは、これらの係合要素により伝達される。「◎」は、エンジンブレーキが作用する場合のみ、係合要素は係合の状態であることを表わす。「●」は、係合要素は係合の状態であるが、トルクを伝達していない状態であることを表わす。
【００５５】
図３を参照して、たとえば自動変速機１０２の状態が「４ｔｈ」（４速）であるとき、「Ｃ１」および「Ｃ２」が係合してトルクを伝達する。「Ｃ３」および「Ｂ３」は係合しているがトルクを伝達しない。この状態で、摩擦係合要素に供給されていた油圧が直接圧制御弁１３２の異常により低下すると、その摩擦係合要素は非係合の状態になる。すなわち、「Ｃ１」および「Ｃ２」の少なくとも１つがスリップの状態となり、トルクの伝達が遮断される。この場合、エンジン１０６に対する負荷がかからなくなるため、タービン回転数はエンジン１０６の出力トルクによって上昇する。このようにして、自動変速機１０２はニュートラル状態となる。
【００５６】
図４を参照して、本発明の実施の形態に係る故障判別装置の処理の手順を、フローチャートに基づいて説明する。
【００５７】
ステップ１０２（以下、ステップをＳと略す。）にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、車両の運転状態（スロットル開度、エンジン回転数、燃料の噴射量、吸入空気量など）を検出する。それぞれの状態は、エンジン１０６の出力トルク、あるいは同期回転数の算出などに使用される。
【００５８】
Ｓ１０４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、自動変速機１０２の作動状態（シフトポジション、タービン回転数ＮＴ、出力回転数、ＡＴソレノイド信号など）を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、さらに、これらの信号に基づいて、自動変速機１０２がニュートラル状態である場合の推定タービン回転数（すなわち、エンジン回転数）を算出する。
【００５９】
Ｓ１０６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、シフトポジションとＡＴソレノイド信号とに基づいて、自動変速機１０２の変速処理を実行中であるか否かを判断する。この判断により、自動変速機１０２が正常であるときにタービン回転数が変化する変速処理を、故障判別処理の対象から除外することができる。自動変速機１０２の変速処理が実行中であるとき（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理は終了する。そうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００６０】
Ｓ１０８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、タービン回転数と同期回転数との差が予め定められた値αを上回っているか否かを判断する。タービン回転数と同期回転数との差が予め定められた値αを上回っているとき（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。
【００６１】
Ｓ１１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、算出された推定タービン回転数と、検出された実際のタービン回転数との差（ΔＮＴ）を算出する。
【００６２】
Ｓ１１２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、ΔＮＴが予め定められた回転数βよりも小さいか否かを判断する。ΔＮＴが予め定められた回転数βよりも小さいと判断すると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。そうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。
【００６３】
Ｓ１１４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、エンジン１０６から自動変速機１０２に入力されたトルクの伝達が遮断されている状態（ニュートラル状態）であると判別する。この場合、摩擦係合要素１３４に油圧が供給されていないことになり、直接圧制御弁１３２が異常であると診断される。
【００６４】
Ｓ１１６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、摩擦係合要素１３４が滑る状態にあると判別する。この場合、十分な元圧（ライン圧）が発生していないことになり、元圧制御弁１３０が異常であると診断される。このとき、エンジン１０６から自動変速機１０２に入力されたトルクは、一部しか伝達されていない。
【００６５】
Ｓ１１８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、エンジン１０６から自動変速機１０２に入力されたトルクは、正常に伝達されていると判別する。このとき、自動変速機１０２および油圧回路は、正常に作動していることになる。
【００６６】
Ｓ１２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１００は、判別された状態を通知するための信号を表示装置あるいはメモリなどに出力する。この信号は、たとえば、自動変速機１０２は正常であることを表わす信号、元圧制御弁１３０が異常であることを表わす信号、直接圧制御弁１３２が異常であることを表わす信号などである。エンジン１０６の回転数が上昇した場合、この信号により自動変速機１０２の状態を診断することができる。これにより、異常箇所の特定が容易になり、部品の交換あるいは修理などを速やかに実施することができる。
【００６７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本発明の実施の形態に係る故障判別装置の動作を、車両が一定の変速段を形成して走行している場合について説明する。
【００６８】
自動変速機が所定の変速段を形成した車両が走行しているとき、エンジン１０６の回転数、あるいは燃料噴射量などが検出される（Ｓ１０２）。また自動変速機１０２の出力軸回転数、あるいはタービン回転数が検出され、その変速段における同期回転数が算出される（Ｓ１０４）。自動変速機１０２が変速の途中でない場合に（Ｓ１０６にてＮＯ）、タービン回転数と同期回転数との差が予め定められた値αを上回ると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ニュートラル状態における推定タービン回転数と実際のタービン回転数との差が算出される（Ｓ１１０）。
【００６９】
この差が予め定められた回転数β以下である場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、自動変速機１０２はニュートラルの状態であると判別される（Ｓ１１４）。その後、その状態を通知するための信号が出力される（Ｓ１２０）。この信号に基づいて、自動変速機１０２の直接圧制御弁１３０が異常であると推定することができる。
【００７０】
図５に、本発明の実施の形態に係る故障判別装置の特性値の推移を示す。実線（Ａ）は、自動変速機１０２の出力回転数と変速比とから算出された、同期回転数を表わす。点線（Ｂ）は、摩擦係合要素の一部が係合している場合に検出される回転数を表わす。点線（Ｃ）は、自動変速機１０２がニュートラルの状態である場合に検出される回転数を表わす。実線（Ｄ）は、自動変速機１０２に入力されるトルクに基づいて算出された、ニュートラル状態である場合の推定回転数を表わす。
【００７１】
この図５を参照して、時刻ｔ（０）にて、自動変速機１０２に故障が発生する。時刻ｔ（１）にて、実際のタービン回転数と同期回転数との差が、予め定められた値αを上回る。この時点で、自動変速機１０２に何らかの異常が発生したことが検出される。
【００７２】
時間Ｔが経過した後、時刻ｔ（２）にて、推定タービン回転数（推定ＮＴ）と実際のタービン回転数との差であるΔＮＴが算出される。たとえば、検出された回転数がＮＴ（１）である場合（点線（Ｃ））、ΔＮＴ（１）が算出される。この場合、自動変速機１０２はニュートラルの状態であり、直接圧制御弁１３２が異常であると判定される。一方、検出された回転数がΔＮＴ（２）である場合（点線（Ｂ））、摩擦係合要素が滑る状態にあり、元圧制御弁１３０が異常であると判定される。
【００７３】
なお、この時間Ｔは、自動変速機１０２の特性（たとえば伝達トルクの大きさ）、あるいは自動変速機１０２の状態（たとえば、変速段ごと）に合わせて設定してもよい。こうすることにより、故障が発生しているか否かを正確に判断することができる。
【００７４】
その後、時刻ｔ（３）にて、その状態を表わす信号が出力される。すなわち、判定時間（＝ｔ（３）−ｔ（２））が経過すると、自動変速機１０２の状態が通知される。このように判定時間を設定することにより、自動変速機１０２の状態を正確に判定することができる。
【００７５】
以上により、自動変速機１０２の状態を表わす特性値（すなわちトルクが伝達されない場合における推定の入力回転数）を判断の基準とすることができる。その基準に基づいて、エンジン１０６の回転数が同期回転数（自動変速機１０２の出力回転数と変速比とに基づいて算出された回転数）よりも上昇する場合の原因を判別することができる。すなわち、自動変速機１０２がトルクを全く伝達しないニュートラル状態であるとき、直接圧制御弁１３２が異常であると推定される。一方、摩擦係合要素が滑る状態でありトルクの伝達が不十分な状態であるとき、元圧制御弁１３０が異常であると推定される。これにより、動力源の回転数が上昇する原因を的確に判別することができる故障判別装置を提供することができる。
【００７６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る故障判別装置を含むパワートレーンの制御ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る自動変速機に含まれる油圧回路図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る自動変速機に含まれる係合要素の作動表である。
【図４】本発明の実施の形態に係る故障判別装置における処理の手順を表わすフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る自動変速機の特性値の推移を表わすタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００　ＥＣＴ＿ＥＣＵ、１０２　自動変速機、１０６　エンジン、１０８　トルクコンバータ、１１４　スロットルセンサ、１１６　エンジン回転数センサ、１１８　シフトポジションセンサ、１２０　タービン回転数センサ、１２２　出力回転数センサ、１２６　ＡＴソレノイド、１２８　インジェクタ、１３０　元圧（ライン圧）制御弁、１３２　直接圧制御弁、１３４　摩擦係合要素、１５０　タイマ、２００　オイルポンプ、２０２　油路。

Claims

走行中の車両における自動変速機の故障を判別する故障判別装置であって、
前記自動変速機の作動状態を検出するための検出手段と、
前記車両の動力源から前記自動変速機に入力されるトルクに基づいて、前記自動変速機が動力の伝達を遮断するニュートラル状態である場合の作動状態を推定するための推定手段と、
前記検出された作動状態と前記推定された作動状態とに基づいて、前記自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、前記故障とは異なる故障とを判別するための故障判別手段とを含む、故障判別装置。
前記異なる故障は、前記自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障である、請求項１に記載の故障判別装置。
前記作動状態は、前記自動変速機の入力回転数である、請求項１または２に記載の故障判別装置。
定常走行中の車両における自動変速機の故障を判別する故障判別装置であって、
前記自動変速機の入力回転数を検出するための入力回転数検出手段と、
前記自動変速機への入力トルクを算出するための入力トルク算出手段と、
前記入力トルクに基づいて、前記自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定するための推定手段と、
前記検出された入力回転数と前記推定された入力回転数とに基づいて、ニュートラル状態に関する故障と、前記故障とは異なる故障とを判別するための故障判別手段とを含む、故障判別装置。
走行中の車両における自動変速機の故障を判別する故障判別装置であって、
前記自動変速機の入力回転数を検出するための入力回転数検出手段と、
前記入力回転数に基づいて、前記自動変速機への入力トルクを算出するための入力トルク算出手段と、
前記入力トルクに基づいて、前記自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定するための推定手段と、
前記検出された入力回転数と前記推定された入力回転数との差が予め定められた値を下回ると、前記自動変速機が前記ニュートラル状態に関する故障であると判別し、前記検出された入力回転数と前記推定された入力回転数との差が前記予め定められた値を上回ると、前記自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障であると判別するための故障判別手段とを含む、故障判別装置。
前記自動変速機は油圧を制御する第１の制御弁と第２の制御弁とを含み、前記第１の制御弁は前記自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の係合圧を制御し、前記第２の制御弁はオイルポンプから吐出された作動油を調圧し、
前記ニュートラル状態に関する故障は、前記第１の制御弁の故障であり、
前記摩擦係合要素の滑りに関する故障は、前記第２の制御弁の故障である、
、請求項５に記載の故障判別装置。
前記故障判別手段は、前記車両が所定の変速段で走行中に、前記ニュートラル状態に関する故障と、前記摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するための手段を含む、請求項２〜６のいずれかに記載の故障判別装置。
前記故障判別装置は、前記車両の動力源の回転数を検出するための検出手段をさらに含み、
前記故障判別手段は、前記動力源の回転数が予め定められた条件を満足すると、前記ニュートラル状態に関する故障と、前記摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するための手段を含む、請求項４〜７のいずれかに記載の故障判別装置。
走行中の車両における自動変速機の故障を判別する故障判別方法であって、
前記自動変速機の作動状態を検出する検出ステップと、
前記車両の動力源から前記自動変速機に入力されるトルクに基づいて、前記自動変速機が動力の伝達を遮断するニュートラル状態である場合の作動状態を推定する推定ステップと、
前記検出された作動状態と前記推定された作動状態とに基づいて、前記自動変速機のニュートラル状態に関する故障と、前記故障とは異なる故障とを判別する故障判別ステップとを含む、故障判別方法。
前記異なる故障は、前記自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障である、請求項９に記載の故障判別方法。
前記作動状態は、前記自動変速機の入力回転数である、請求項９または１０に記載の故障判別方法。
定常走行中の車両における自動変速機の故障を判別する故障判別方法であって、
前記自動変速機の入力回転数を検出する入力回転数検出ステップと、
前記自動変速機への入力トルクを算出する入力トルク算出ステップと、
前記入力トルクに基づいて、前記自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定する推定ステップと、
前記検出された入力回転数と前記推定された入力回転数とに基づいて、ニュートラル状態に関する故障と、前記故障とは異なる故障とを判別する故障判別ステップとを含む、故障判別方法。
走行中の車両における自動変速機の故障を判別する故障判別方法であって、
前記自動変速機の入力回転数を検出する入力回転数検出ステップと、
前記入力回転数に基づいて、前記自動変速機への入力トルクを算出する入力トルク算出ステップと、
前記入力トルクに基づいて、前記自動変速機がトルクの伝達を遮断するニュートラル状態である場合の入力回転数を推定する推定ステップと、
前記検出された入力回転数と前記推定された入力回転数との差が予め定められた値を下回ると、前記自動変速機が前記ニュートラル状態に関する故障であると判別し、前記検出された入力回転数と前記推定された入力回転数との差が前記予め定められた値を上回ると、前記自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の滑りに関する故障であると判別する故障判別ステップとを含む、故障判別方法。
前記自動変速機は油圧を制御する第１の制御弁と第２の制御弁とを含み、前記第１の制御弁は前記自動変速機の変速段を形成する摩擦係合要素の係合圧を制御し、前記第２の制御弁はオイルポンプから吐出された作動油を調圧し、
前記ニュートラル状態に関する故障は、前記第１の制御弁の故障であり、
前記摩擦係合要素の滑りに関する故障は、前記第２の制御弁の故障である、
、請求項１３に記載の故障判別方法。
前記故障判別ステップは、前記車両が所定の変速段で走行中に、前記ニュートラル状態に関する故障と、前記摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するステップを含む、請求項１０〜１４のいずれかに記載の故障判別方法。
前記故障判別方法は、前記車両の動力源の回転数を検出する検出ステップをさらに含み、
前記故障判別ステップは、前記動力源の回転数が予め定められた条件を満足すると、前記ニュートラル状態に関する故障と、前記摩擦係合要素の滑りに関する故障とを判別するステップを含む、請求項１２〜１５のいずれかに記載の故障判別方法。