JP2011174542A - 変速機の油圧回路における故障検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機の油圧回路のモジュレータバルブのオープン故障を的確に判定する。
【解決手段】 モジュレータバルブ１５はＣＲバルブ１４が出力するＣＲ圧をモジュレータ圧に減圧して出力し、ソレノイドバルブ１６はソレノイドが発生する電磁力で出力油路を開閉することで制御信号圧を制御対象１７に出力する。ソレノイドバルブ１６を励磁したときに、モジュレータバルブ１５が正常にモジュレータ圧を出力していれば出力油路が閉鎖され、かつモジュレータバルブ１５がオープン故障してモジュレータ圧よりも高い油圧を出力していれば出力油路が開放されるように、電流設定手段がソレノイドバルブ１６に供給する電流を設定するので、モジュレータバルブ１５がオープン故障してＣＲ圧を出力する場合に、ソレノイドバルブ１６は出力油路を開放したままの状態になる。よって作動状態検出手段で検出した制御対象１７の作動状態が正常状態と異なるときに、故障判定手段はモジュレータバルブ１５のオープン故障を判定することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オイルポンプと、前記オイルポンプが発生した油圧をモジュレータ圧に減圧するモジュレータバルブと、前記モジュレータバルブが出力するモジュレータ圧から制御信号圧を生成するソレノイドバルブとを備え、前記ソレノイドバルブはソレノイドが発生する電磁力で出力油路を開放／閉鎖する、変速機の油圧回路における故障検知装置に関する。

入力軸に設けたドライブプーリおよび出力軸に設けたドリブンプーリ間に無端ベルトを巻き掛け、ドライブプーリの作動油室およびドリブンプーリの作動油室に供給するプーリ油圧をリニアソレノイドバルブで制御することで、前記両プーリの有効径を増減して変速比を無段階に制御するベルト式無段変速機が、下記特許文献１により公知である。

特開平１１−２３６９６５号公報

ところで、かかるベルト式無段変速機の油圧回路には、オイルポンプの吐出圧をライン圧に減圧するレギュレータバルブと、ライン圧を油圧クラッチの作動圧やリニアソレノイドバルブの元圧となるＣＲ圧（クラッチレデューシング圧）に減圧するＣＲバルブと、ＣＲ圧を各シフトバルブの作動信号圧の元圧となるモジュレータ圧に減圧するモジュレータバルブとが設けられる。

モジュレータバルブがクローズ故障した場合には、モジュレータ圧がゼロになってしまうため、モジュレータ圧を元圧とする作動信号圧が消滅して制御対象が正常に作動しなくなり、そのことからモジュレータバルブのクローズ故障を判定することができる。一方、モジュレータバルブがオープン故障した場合には、本来の値よりも高いモジュレータ圧が出力されてしまうが、その場合でもモジュレータ圧が高くなるだけで制御対象は正常に作動するため、モジュレータバルブのオープン故障を判定できないという問題があった。

またモジュレータバルブがオープン故障すると、発明の詳細な説明の欄で理由を説明するように、制御システムダウンが発生した場合に、ドライブプーリおよびドリブンプーリの側圧が過剰に低下してしまい、無端ベルトがスリップしてベルト式無段変速機の耐久性を低下させる可能性があるため、モジュレータバルブのオープン故障を確実に判定することが必要となる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、変速機の油圧回路のモジュレータバルブのオープン故障を的確に判定することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、オイルポンプと、前記オイルポンプが発生した油圧をモジュレータ圧に減圧するモジュレータバルブと、前記モジュレータバルブが出力するモジュレータ圧から制御信号圧を生成するソレノイドバルブとを備え、前記ソレノイドバルブはソレノイドが発生する電磁力で出力油路を開放／閉鎖する変速機の油圧回路において、前記ソレノイドバルブが出力する制御信号圧で制御される制御対象の作動状態を検出する作動状態検出手段と、前記ソレノイドバルブに通電したときに、前記モジュレータバルブが正常であれば前記出力油路が閉鎖され、かつ前記モジュレータバルブがオープン故障していれば前記出力油路が開放されるように、該ソレノイドに供給する電流を設定する電流設定手段と、前記電流設定手段で前記ソレノイドに供給する電流を設定した状態で、前記作動状態検出手段で検出した前記制御対象の作動状態が正常状態と異なった場合に、前記モジュレータバルブの故障を判定する故障判定手段とを備えることを特徴とする、変速機の油圧回路における故障検知装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御対象は、エンジンおよび変速機間に設けられたトルクコンバータのロックアップクラッチの係合状態であることを特徴とする、油圧回路における故障検知装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御対象は、前記オイルポンプの吐出容量であることを特徴とする、変速機の油圧回路における故障検知装置が提案される。

尚、実施の形態の第１、第２ソレノイドバルブ１６，１８は本発明のソレノイドバルブに対応する。

請求項１の構成によれば、モジュレータバルブはオイルポンプが発生した油圧をモジュレータ圧に減圧して出力し、ソレノイドバルブはソレノイドが発生する電磁力で出力油路を開放／閉鎖することでモジュレータ圧を制御信号圧として制御対象に出力する。電流設定手段は、ソレノイドバルブに通電したときに、モジュレータバルブが正常にモジュレータ圧を出力するときには出力油路が閉鎖され、かつモジュレータバルブがオープン故障してモジュレータ圧よりも高い油圧を出力するときには出力油路が開放されるようにソレノイドに供給する電流を設定するので、モジュレータバルブがオープン故障した場合には出力油路は開放したままの状態になる。よって作動状態検出手段で検出した制御対象の作動状態が正常状態と異なるときに、故障判定手段はモジュレータバルブのオープン故障を判定することができる。

また請求項２の構成によれば、ソレノイドバルブが出力する制御信号圧で制御されるロックアップクラッチの係合状態を作動状態検出手段で検出することで、ソレノイドバルブのオープン故障を確実に判定することができる。

また請求項３の構成によれば、ソレノイドバルブが出力する制御信号圧で制御されるオイルポンプの吐出容量を作動状態検出手段で検出することで、ソレノイドバルブのオープン故障を確実に判定することができる。

ベルト式無段変速機の油圧回路の一部を示す図。 図１の２部拡大図。 モジュレータバルブの故障検知装置のブロック図。 故障検知の作用説明図。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、ベルト式無段変速機の油圧回路Ｃの一部を示すもので、オイルポンプ１１がオイルタンク１２から汲み上げたオイルはレギュレータバルブ１３でライン圧に調圧され、ライン圧はＣＲ（クラッチレデューシング）バルブ１４でＣＲ圧に減圧され、ＣＲ圧はモジュレータバルブ１５でモジュレータ圧に減圧される。モジュレータ圧は常開型の第１シフトソレノイドバルブ１６でＯＮ／ＯＦＦの制御信号圧に変換されてトルクコンバータのロックアップクラッチ制御回路１７に供給され、またモジュレータ圧は常開型の第２シフトソレノイドバルブ１８でＯＮ／ＯＦＦの制御信号圧に変換されてオイルポンプ１１の容量可変回路１９に供給される。

第１シフトソレノイドバルブ１６が消磁して制御信号圧を出力するときにロックアップクラッチは係合解除し、第１シフトソレノイドバルブ１６が励磁して制御信号圧を出力しないときにロックアップクラッチは係合する。また第２シフトソレノイドバルブ１８が消磁して制御信号圧を出力するときにオイルポンプ１１の吐出容量は全量となり、第２シフトソレノイドバルブ１８が励磁して制御信号圧を出力しないときにオイルポンプ１１の吐出容量は半量となる。

レギュレータバルブ１３が出力するライン圧はＤＲレギュレータバルブ２０を介してドライブプーリの有効半径を変更するＤＲ作動油室２１に供給されるとともに、ＤＮレギュレータバルブ２２を介してドリブンプーリの有効半径を変更するＤＮ作動油室２３に供給される。ＣＲバルブ１４が出力するＣＲ圧はリニアソレノイドバルブよりなるＤＲコントロールバルブ２４を介してＤＲレギュレータバルブ２０の図中右端に供給され、ＤＲコントロールバルブ２４がＤＲ作動油室２１に出力するプーリ油圧を調圧する。またＣＲバルブ１４が出力するＣＲ圧はリニアソレノイドバルブよりなるＤＮコントロールバルブ２５を介してＤＮレギュレータバルブ２２の図中右端に供給され、ＤＮコントロールバルブ２５がＤＮ作動油室２３に出力するプーリ油圧を調圧する。

モジュレータバルブ１５からモジュレータ圧が供給されるシフトインヒビターバルブ２６は、そのモジュレータ圧を前記ＤＲレギュレータバルブ２０および前記ＤＮレギュレータバルブ２２の図中左端に供給する。またＤＮコントロールバルブ２５がＤＮレギュレータバルブ２２に供給する制御油圧が、シフトインヒビターバルブ２６の図中右端に供給される。

尚、図１における符号２７は、アキュムレータバルブである。

図２に示すように、常開型の３方弁よりなる第１、第２シフトソレノイドバルブ１６，１８は同一の構造を有するもので、ソレノイド３１で前進駆動されるプランジャ３２と、プランジャ３２を後退方向に付勢するリターンスプリング３３と、ボール３４と、モジュレータ圧が入力する入口ポート３５と、制御信号圧が出力する出口ポート３６と、出口ポート３６に連通可能なドレンポート３７とを備える。

ソレノイド３１を消磁すると、入口ポート３５からボール３４に作用するモジュレータ圧とリターンスプリング３３の弾発力とにより、プランジャ３２が図中右側に後退してボール３４が弁座３８に着座し、入口ポート３５が出口ポート３６に連通するとともに、出口ポート３６がドレンポート３７から遮断される（図２（Ａ）参照）。またソレノイド３１を励磁すると、プランジャ３２がリターンスプリング３３を圧縮しながら図中左側に前退してボール３４が弁座３９に着座し、入口ポート３５が出口ポート３６から遮断されるとともに、出口ポート３６がドレンポート３７に連通する（図２（Ｂ）参照）。

図３に示すように、モジュレータバルブ１５の故障を判定する電子制御ユニットＵは、作動状態検出手段Ｍ１と、電流設定手段Ｍ２と、故障判定手段Ｍ３とを備える。

作動状態検出手段Ｍ１は、第１シフトソレノイドバルブ１６が出力する制御信号圧で制御される制御対象であるトルクコンバータのロックアップクラッチ制御回路１７（図１参照）の作動状態を検出するとともに、第２シフトソレノイドバルブ１８が出力する制御信号圧で制御される制御対象であるオイルポンプ１１の容量可変回路１９（図１参照）の作動状態を検出する。

具体的には、ロックアップクラッチを係合する指令が出力されているときに、ロックアップクラッチ制御回路１７がロックアップクラッチを係合解除する状態にある場合、あるいはロックアップクラッチを係合解除する指令が出力されているときに、ロックアップクラッチ制御回路１７がロックアップクラッチを係合する状態にある場合に、作動状態検出手段Ｍ１はロックアップクラッチ制御回路１７の作動が異常であると判定する。またオイルポンプ１１の吐出容量を全量にする指令が出力されているときに、容量可変回路１９が容量を半量にする状態にある場合、あるいはオイルポンプ１１の吐出容量を半量にする指令が出力されているときに、容量可変回路１９が容量を全量にする状態にある場合に、作動状態検出手段Ｍ１は容量可変回路１９の作動が異常であると判定する。

電流設定手段Ｍ２は、第１、第２シフトソレノイドバルブ１６，１８の故障を判定する際に、そのソレノイド３１に供給する電流を通常時（故障判定を行わない場合）よりも低減する。故障判定は、例えば車両の走行距離が一定値に達する毎に、あるいは車両の走行時間が一定値に達する毎に、あるいは車両の運転状態が故障判定に適した状態になる毎に行われる。

故障判定手段Ｍ３は、電流設定手段Ｍ２が第１、第２シフトソレノイドバルブ１６，１８のソレノイド３１に供給する電流を低減したときに、作動状態検出手段Ｍ１が判定したロックアップクラッチ制御回路１７あるいは容量可変回路１９の作動状態に基づいて、モジュレータバルブ１５の故障を判定する。

次に、油圧回路Ｃの正常時の作用を説明する。

オイルポンプ１１がオイルタンク１２から汲み上げたオイルはレギュレータバルブ１３でライン圧に調圧され、ライン圧はＣＲバルブ１４でＣＲ圧に減圧され、ＣＲ圧はモジュレータバルブ１５でモジュレータ圧に減圧される。

ライン圧ＰＬはＤＲレギュレータバルブ２０を介してベルト式無段変速機のＤＲ作動油室２１に供給されるとともに、ＤＮレギュレータバルブ２２を介してベルト式無段変速機のＤＮ作動油室２３に供給され、その際にＣＲ圧をリニアソレノイドバルブよりなるＤＲコントロールバルブ２４で調圧した制御油圧をＤＲレギュレータバルブ２０に供給することで、ＤＲ作動油室２１に供給されるプーリ油圧が制御される。同様にＣＲ圧をリニアソレノイドバルブよりなるＤＮコントロールバルブ２５で調圧した制御油圧をＤＮレギュレータバルブ２２に供給することで、ＤＮ作動油室２３に供給されるプーリ油圧が制御される。これにより、ドライブプーリおよびドリブンプーリの溝幅が相互に逆方向に増減するように制御され、ベルト式無段変速機の変速比が無段階に変更される。

図２（Ａ）に示すように、第１シフトソレノイドバルブ１６を消磁すると、プランジャ３２が後退してボール３４が弁座３８に着座し、入口ポート３５と出口ポート３６とが連通してモジュレータ圧がロックアップクラッチ制御回路１７に供給されることで、ロックアップクラッチは係合解除する。また図２（Ｂ）に示すように、第１シフトソレノイドバルブ１６を励磁すると、プランジャ３２が前進してボール３４が弁座３９に着座し、出口ポート３６とドレンポート３７とが連通してモジュレータ圧がロックアップクラッチ制御回路１７から排出されることで、ロックアップクラッチは係合する。

同様に、第２シフトソレノイドバルブ１８を消磁すると、プランジャ３２が後退してボール３４が弁座３８に着座し、入口ポート３５と出口ポート３６とが連通してモジュレータ圧が容量可変回路１９に供給されることで、オイルポンプ１１の吐出容量は全量となる。第２シフトソレノイドバルブ１８を励磁すると、プランジャ３２が前進してボール３４が弁座３９に着座し、出口ポート３６とドレンポート３７とが連通してモジュレータ圧が容量可変回路１９から排出されることで、オイルポンプ１１の吐出容量は半量となる。

次に、モジュレータバルブ１５が故障したときの作用を説明する。

モジュレータバルブ１５の故障には、クローズ故障とオープン故障とがあり、クローズ故障が発生するとモジュレータバルブ１５が出力するモジュレータ圧がゼロになり、オープン故障が発生するとモジュレータバルブ１５の減圧作用が失われてモジュレータ圧の代わりに元圧であるＣＲ圧が出力される。

モジュレータバルブ１５にクローズ故障が発生してモジュレータ圧がゼロになると、ロックアップクラッチ制御回路１７および容量可変回路１９に制御信号圧が出力されなくなる。その結果、ロックアップクラッチの係合／係合解除が不能になり、かつオイルポンプの吐出容量の全量／半量の切り換えが不能になるため、その異常を作動状態検出手段Ｍ１が検出することで故障判定手段Ｍ３がモジュレータバルブ１５のクローズ故障を判定することができる。

一方、モジュレータバルブ１５にオープン故障が発生してモジュレータ圧がＣＲ圧になっても、ロックアップクラッチ制御回路１７および容量可変回路１９には正常時よりも高い制御信号圧が供給されるだけであり、ロックアップクラッチの係合／係合解除およびオイルポンプの吐出容量の全量／半量の切り換えは支障なく行えるため、上述した正常時と同じ手法ではモジュレータバルブ１５のオープン故障を判定することはできない。しかも、モジュレータバルブ１５のオープン故障によりベルト式無段変速機のプーリ油圧の制御に以下のような支障が発生するため、そのオープン故障を判定することが必要となる。

車両に何らかの異常が発生してシステムダウンすると、ＤＲコントロールバルブ２４およびＤＮコントロールバルブ２５が全開になり、ＤＲレギュレータバルブ２０およびＤＮレギュレータバルブ２２で減圧されないライン圧をベルト式無段変速機のＤＲ作動油室２１およびＤＮ作動油室２３に供給することで、その変速比をＯＤ（オーバードライブ）側に変化させ、エンジンが過回転状態に陥らないように制御される。このとき、ＤＲ作動油室２１およびＤＮ作動油室２３に供給するプーリ油圧が過大になると、プーリの側圧が過剰になって無端ベルトの耐久性に悪影響が及ぶことがあるため、ＤＲレギュレータバルブ２０およびＤＮレギュレータバルブ２２にモジュレータ圧を供給してプーリ油圧を減圧するようになっている。

即ち、システムダウンによりＤＮコントロールバルブ２５が全開になると、ＤＮコントロールバルブ２５が出力する最大設定油圧がシフトインヒビターバルブ２６のスプールの図中右端側にある肩段差部に供給され、そのスプールが図中右動することでモジュレータ圧がシフトインヒビターバルブ２６を通してＤＲレギュレータバルブ２０およびＤＮレギュレータバルブ２２の左端に供給される。これによりライン圧は減圧されてＤＲ作動油室２１およびＤＮ作動油室２３に供給されるため、プーリの側圧が過剰になって無端ベルトの耐久性に悪影響が及ぶことが防止される。

しかしながら、モジュレータバルブ１５がオープン故障すると、本来のモジュレータ圧よりも高いＣＲ圧がシフトインヒビターバルブ２６を通してＤＲレギュレータバルブ２０およびＤＮレギュレータバルブ２２の図中左端に供給されてしまい、ＤＲ作動油室２１およびＤＮ作動油室２３に供給されるプーリ油圧が必要以上に低下して無端ベルトがスリップし、その耐久性が低下する可能性がある。このような理由からモジュレータバルブ１５のオープン故障を判定することがより望ましい。

そのために、電子制御ユニットＵの電流設定手段Ｍ２は前述した所定のタイミングで第１、第２シフトソレノイドバルブ１６，１８のソレノイド３１に供給する電流を通常時よりも減少させて省電力状態にする。図４（Ａ）に示すように、ソレノイド３１に供給する電流を通常時よりも減少させる省電力状態では、入口ポート３５に正常時のモジュレータ圧が入力する場合には、プランジャ３２の前進側の推力が勝ってボール３４を弁座３９に着座させることができる。しかしながら、モジュレータバルブ１５のオープン故障により入口ポート３５に正常時のモジュレータ圧よりも高いＣＲ圧が入力する場合には、プランジャ３２の前進側の推力が不足してボール３４を弁座３９に着座させることができず、本来は出口ポート３６からの出力が遮断されるべき制御信号圧が逆に出力されてしまう。

その結果、作動状態検出手段Ｍ１が検出するロックアップクラッチ制御回路１７あるいは容量可変回路１９の作動状態が異常になるため、故障判定手段Ｍ３はモジュレータバルブ１５のオープン故障を判定することができる。

以上のように、シフトソレノイドバルブ１６，１８に通電したときに、モジュレータバルブ１５が正常にモジュレータ圧を出力するときにはボール３４が弁座３９に着座し、かつモジュレータバルブ１５がオープン故障してモジュレータ圧よりも高いＣＲ圧を出力するときにはボール３４が弁座３９から離間するようにソレノイド３１に供給する電流を設定するので、モジュレータバルブ１５がオープン故障してモジュレータ圧よりも高いＣＲ圧を出力する場合に、シフトソレノイドバルブ１６，１８は制御信号圧を出力したままの状態になる。よって作動状態検出手段Ｍ１で検出した制御対象の作動状態が正常状態と異なるときに、故障判定手段Ｍ３はモジュレータバルブ１５のオープン故障を判定することができる。

この状態から、シフトソレノイドバルブ１６，１８に供給する電流を通常の値に戻したときに制御対象の作動状態が正常状態に復帰すれば、モジュレータバルブ１５のオープン故障していることを更に確実に確認することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の油圧回路Ｃが適用される変速機は、実施の形態のベルト式無段変速機に限定されるものではない。

またシフトソレノイドバルブ１６，１８に供給する電流を車両の走行距離が一定値に達する毎に、あるいは車両の走行時間が一定値に達する毎に、あるいは車両の運転状態が故障判定に適した状態になる毎に低減する代わりに、常時低減することも可能である。

１１ オイルポンプ
１５ モジュレータバルブ
１６ 第１ソレノイドバルブ（ソレノイドバルブ）
１８ 第２ソレノイドバルブ（ソレノイドバルブ）
３１ ソレノイド
Ｍ１ 作動状態検出手段
Ｍ２ 電流設定手段
Ｍ３ 故障判定手段

Claims (3)

1. オイルポンプ（１１）と、前記オイルポンプ（１１）が発生した油圧をモジュレータ圧に減圧するモジュレータバルブ（１５）と、前記モジュレータバルブ（１５）が出力するモジュレータ圧から制御信号圧を生成するソレノイドバルブ（１６，１８）とを備え、前記ソレノイドバルブ（１６，１８）はソレノイド（３１）が発生する電磁力で出力油路を開放／閉鎖する変速機の油圧回路において、
   前記ソレノイドバルブ（１６，１８）が出力する制御信号圧で制御される制御対象の作動状態を検出する作動状態検出手段（Ｍ１）と、
   前記ソレノイドバルブ（１６，１８）に通電したときに、前記モジュレータバルブ（１５）が正常であれば前記出力油路が閉鎖され、かつ前記モジュレータバルブ（１５）がオープン故障していれば前記出力油路が開放されるように、該ソレノイド（３１）に供給する電流を設定する電流設定手段（Ｍ２）と、
   前記電流設定手段（Ｍ２）で前記ソレノイド（３１）に供給する電流を設定した状態で、前記作動状態検出手段（Ｍ１）で検出した前記制御対象の作動状態が正常状態と異なった場合に、前記モジュレータバルブ（１５）の故障を判定する故障判定手段（Ｍ３）と、を備えることを特徴とする、変速機の油圧回路における故障検知装置。
2. 前記制御対象は、エンジンおよび変速機間に設けられたトルクコンバータのロックアップクラッチの係合状態であることを特徴とする、請求項１に記載の変速機の油圧回路における故障検知装置。
3. 前記制御対象は、前記オイルポンプ（１１）の吐出容量であることを特徴とする、請求項１に記載の変速機の油圧回路における故障検知装置。

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