JP2016125635A - オイル冷却系の故障判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トランスミッションのオイル冷却系の故障の原因を特定する。【解決手段】 油圧Ｐが第２油圧閾値ＰＳ２よりも大きく、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳよりも大きい場合に、配管Ｐ１，Ｐ２に故障があると判定し、油圧Ｐが第２油圧閾値ＰＳ２よりも大きく、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳ以下の場合に、トランスミッションＭの油圧回路に故障があると判定し、油圧Ｐが第１油圧閾値ＰＳ１以上であって第２油圧閾値ＰＳ２以下であり、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳよりも大きい場合に、オイルクーラＯＣに故障があると判定し、油圧Ｐが第１油圧閾値ＰＳ１よりも小さく、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳよりも大きい場合に、トランスミッションＭの油圧回路に故障があると判定し、油圧Ｐが第１油圧閾値ＰＳ１よりも小さく、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳ以下である場合に、オイル冷却系の故障判定が不能であると判定するので、オイル冷却系の故障の原因を細かく場合分けして判定することが可能となる。【選択図】 図３

Description

本発明は、トランスミッションとオイルクーラとを配管で接続し、前記トランスミッションに設けたオイルポンプで該トランスミッション内の高温のオイルを前記配管を介して前記オイルクーラに供給し、前記オイルクーラを通過した低温のオイルを前記配管を介して前記トランスミッションに戻すオイル冷却系と、前記オイル冷却系の故障を判定する故障判定手段とを備えるオイル冷却系の故障判定装置に関する。

車両のトランスミッションの出力軸回転数およびオイルの油温を検出し、出力軸回転数および時間からマップ検索した油温上昇値と、オイルクーラの正常時における油温および時間からマップ検索した油温低下値とを比較することでオイルクーラの故障を判定するものが、下記特許文献１により公知である。

特許第４６３９８２９号公報

ところで、トランスミッションのオイル冷却系の故障の原因には、オイルクーラの故障以外に、トランスミッションおよびオイルクーラを接続する配管の故障やトランスミッションの油圧回路の故障等が考えられる。しかしながら、上記従来のものはオイル冷却系の故障の原因となる個所をオイルクーラ以外に特定することができないため、故障個所の修理に手間取ったり、不要な修理を行って無駄な費用が発生したりする可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トランスミッションのオイル冷却系の故障の原因を特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、トランスミッションとオイルクーラとを配管で接続し、前記トランスミッションに設けたオイルポンプで該トランスミッション内の高温のオイルを前記配管を介して前記オイルクーラに供給し、前記オイルクーラを通過した低温のオイルを前記配管を介して前記トランスミッションに戻すオイル冷却系と、前記オイル冷却系の故障を判定する故障判定手段とを備えるオイル冷却系の故障判定装置であって、オイルの油圧を検出する油圧検出手段と、オイルの油温を油温検出手段とを備え、前記故障判定手段は、前記油圧が第１油圧閾値以上であって第２油圧閾値以下であり、かつ前記油温が油温閾値以下の場合に、前記オイル冷却系が正常であると判定し、前記油圧が前記第２油圧閾値よりも大きく、かつ前記油温が前記油温閾値よりも大きい場合に、前記配管に故障があると判定し、前記油圧が前記第２油圧閾値よりも大きく、かつ前記油温が前記油温閾値以下の場合に、前記トランスミッションの油圧回路に故障があると判定し、前記油圧が前記第１油圧閾値以上であって前記第２油圧閾値以下であり、かつ前記油温が前記油温閾値よりも大きい場合に、前記オイルクーラに故障があると判定し、前記油圧が前記第１油圧閾値よりも小さく、かつ前記油温が前記油温閾値よりも大きい場合に、前記トランスミッションの油圧回路に故障があると判定し、前記油圧が前記第１油圧閾値よりも小さく、かつ前記油温が前記油温閾値以下である場合に、前記オイル冷却系の故障判定が不能であると判定することを特徴とするオイル冷却系の故障判定装置が提案される。

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、車速を検出する車速検出手段と、前記トランスミッションに接続された駆動源の出力トルクを算出する出力トルク算出手段とを備え、前記油温閾値は前記車速および前記出力トルクに基づいて設定されることを特徴とするオイル冷却系の故障判定装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記配管は前記トランスミッションから前記オイルクーラにオイルを供給する第１配管と、前記オイルクーラから前記トランスミッションにオイルを戻す第２配管とからなり、前記油圧検出手段は前記第１配管の上流端の近傍に配置されることを特徴とするオイル冷却系の故障判定装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記油温検出手段は前記トランスミッションの底部に配置されることを特徴とするオイル冷却系の故障判定装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記トランスミッションは車両後部に配置され、前記オイルクーラは車両前部に配置されることを特徴とするオイル冷却系の故障判定装置が提案される。

尚、実施の形態の第１配管Ｐ１および第２配管Ｐ２は本発明の配管に対応し、実施の形態の油圧センサＳａは本発明の油圧検出手段に対応し、実施の形態の油温センサＳｂは本発明の油温検出手段に対応し、実施の形態の車速センサＳｃは本発明の車速検出手段に対応し、実施の形態のエンジンＥは本発明の駆動源に対応する。

請求項１の構成によれば、オイル冷却系の故障を判定する故障判定手段は、油圧が第１油圧閾値以上であって第２油圧閾値以下であり、かつ油温が油温閾値以下の場合に、オイル冷却系が正常であると判定し、油圧が第２油圧閾値よりも大きく、かつ油温が油温閾値よりも大きい場合に、配管に故障があると判定し、油圧が第２油圧閾値よりも大きく、かつ油温が油温閾値以下の場合に、トランスミッションの油圧回路に故障があると判定し、油圧が第１油圧閾値以上であって第２油圧閾値以下であり、かつ油温が油温閾値よりも大きい場合に、オイルクーラに故障があると判定し、油圧が第１油圧閾値よりも小さく、かつ油温が油温閾値よりも大きい場合に、トランスミッションの油圧回路に故障があると判定し、油圧が第１油圧閾値よりも小さく、かつ油温が油温閾値以下である場合に、オイル冷却系の故障判定が不能であると判定するので、オイル冷却系の故障の原因を細かく場合分けして判定することが可能となる。これにより、故障個所を確実にかつ速やかに修理することが可能となり、不要な修理や不要な部品交換を行って無駄な費用が発生するのを防止することができる。

また請求項２の構成によれば、車速を検出する車速検出手段と、トランスミッションに接続された駆動源の出力トルクを算出する出力トルク算出手段とを備え、油温閾値は車速および出力トルクに基づいて設定されるので、車両の走行状態に応じて油温閾値を設定することで故障判定の精度を更に高めることができる。

また請求項３の構成によれば、配管はトランスミッションからオイルクーラにオイルを供給する第１配管と、オイルクーラからトランスミッションにオイルを戻す第２配管とからなり、油圧検出手段は第１配管の上流端の近傍に配置されるので、配管が何れの場所で閉塞しても、その閉塞を直ちに判定することができる。

また請求項４の構成によれば、油温検出手段はトランスミッションの底部に配置されるので、トランスミッションの油温を代表する適切な油温を検出することができる。

また請求項５の構成によれば、トランスミッションは車両後部に配置され、オイルクーラは車両前部に配置されるので、トランスミッションおよびオイルクーラを接続する配管の長さが必然的に長くなり、故障により配管が閉塞する可能性が高まるが、本発明により配管の閉塞を確実に判定することができる。

自動車のトランスミッションのオイル冷却系の配置を示す図。（第１の実施の形態） オイル冷却系の故障判定装置のシステム図。（第１、第２の実施の形態） 故障判定の作用を説明するフローチャート。（第１の実施の形態） 故障判定の作用を説明する表。（第１の実施の形態） 推定冷却性能マップを示す図。（第２の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、エンジンＥを車体前後方向の中央部に搭載したミッドシップ車両は、エンジンＥの後部に接続されたトランスミッションＭを備える。トランスミッションＭのオイル（ＡＴＦ）を走行風で冷却するためのオイルクーラＯＣが車体前部に配置されており、トランスミッションＭの下部左側面とオイルクーラＯＣとが第１配管Ｐ１を介して接続され、オイルクーラＯＣとトランスミッションＭの下部右側面とが第２配管Ｐ２を介して接続される。トランスミッションＭの内部には変速制御を行うための油圧回路が収納されており、この油圧回路に設けられたオイルポンプＯＰにより、トランスミッションＭのオイルが第１配管Ｐ１→オイルクーラＯＰ→第２配管Ｐ２→トランスミッションＭの経路で循環する。

第１配管Ｐ１の上流端がトランスミッションＭに接続される部分にオイルの油圧を検出する油圧センサＳａが設けられ、オイルが貯留されるトランスミッションＭの底部にオイルの油温を検出する油温センサＳｂが設けられる。

図２に示すように、電子制御ユニットＵは、故障判定手段Ｍ１と、出力トルク算出手段Ｍ２と、推定冷却性能マップＭ３とを備えており、油圧センサＳａおよび油温センサＳｂが故障判定手段Ｍ１に接続され、エンジンＥの回転数を検出するエンジン回転数センサＳｄおよびエンジンＥの吸気負圧を検出する吸気負圧センサＳｅが出力トルク算出手段Ｍ２に接続され、車速センサＳｃおよび出力トルク算出手段Ｍ２が推定冷却性能マップＭ３に接続され、推定冷却性能マップＭ３が故障判定手段Ｍ１に接続される。電子制御ユニットＵは、油圧センサＳａ、油温センサＳｂ、車速センサＳｃ、エンジン回転数センサＳｄおよび吸気負圧センサＳｅからの信号に基づいて、トランスミッションＭのオイル冷却系の故障確定情報および警報を出力する。

尚、車速センサＳｃ、エンジン回転数センサＳｄ、吸気負圧センサＳｅ、出力トルク算出手段Ｍ２および推定冷却性能マップＭ３は、後述する第２の実施の形態において使用される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

トランスミッションＭの運転に伴い、トランスミッションＭの内部の変速軸、変速ギヤ、ベアリング等を潤滑したり、油圧クラッチや油圧ブレーキを作動させたりしたオイルは温度上昇して潤滑性能が次第に低下するため、トランスミッションＭの底部からオイルポンプＯＰが吸い上げたオイルは第１配管Ｐ１を介してオイルクーラＯＣに供給され、そこで走行風との間で熱交換することで冷却された後に、第２配管Ｐ２を介してトランスミッションＭに戻される。

このようなトランスミッションＭのオイル冷却系に故障が発生するとオイルの油温が過度に上昇し、変速ギヤの歯面にスコーリングが発生するといった不具合が発生する。トランスミッションＭのオイル冷却系の故障の原因は、オイルクーラＯＣの前面にビニールや枯葉が張り付いて冷却風の流れが妨げられたような場合だけではなく、トランスミッションＭおよびオイルクーラＯＣを接続する第１、第２配管Ｐ１，Ｐ２が飛び石等で潰れて閉塞したような場合や、トランスミッションＭの油圧回路に設けられたオイルポンプＯＰの焼き付きや油圧制御バルブの固着が発生したような場合があり、その原因を特定することが必要になる。以下、図３のフローチャートおよび図４の表に基づいて、トランスミッションＭのオイル冷却系の故障の原因を特定する手法を説明する。

先ずステップＳ１で油圧センサＳａにより油圧Ｐを検出するとともに油温センサＳｂにより油温Ｔを検出する。ステップＳ２で油圧Ｐが第１油圧閾値ＰＳ１（例えば、０．０５ＭＰａ）以上で第２油圧閾値ＰＳ２（例えば、０．５ＭＰａ）以下であり、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳ（例えば、１４０゜Ｃ）以下であるとき、つまり油圧Ｐが所定範囲に収まり、かつ油温Ｔが過度に上昇していなければ、ステップＳ３でオイル冷却系が正常であると判定する。ステップＳ４で油圧Ｐが第２油圧閾値ＰＳ２を越えており、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳを越えているとき、ステップＳ５で第１配管Ｐ１あるいは第２配管Ｐ２が閉塞する故障が発生したと判定する。その理由は、第１配管Ｐ１あるいは第２配管Ｐ２が閉塞すると、オイルポンプＯＰが吐出したオイルが塞き止められることで油圧Ｐが上昇し、かつオイルがオイルクーラＯＣを通過できなくなって油温Ｔが上昇するためである。

ステップＳ６で油圧Ｐが第２油圧閾値ＰＳ２を越えており、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳ以下であるとき、ステップＳ７でトランスミッションＭの油圧回路の油圧制御バルブが固着するような故障が発生したと判定する。その理由は、トランスミッションＭの油圧回路の油圧制御バルブが固着すると、オイルポンプＯＰから第１配管Ｐ１および第２配管Ｐ２に供給されたオイルが出口を失って油圧Ｐが上昇するためである。ステップＳ８で油圧Ｐが第１油圧閾値ＰＳ１以上かつ第２油圧閾値ＰＳ２以下であり、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳを越えているとき、ステップＳ９でオイルクーラＯＣを通過する冷却風の通路がビニールや枯葉により目詰まりする故障が発生したと判定する。その理由は、オイルクーラＯＣが目詰まりすると、オイルの冷却機能が失われて油温Ｔが上昇するためである。

ステップＳ１０で油圧Ｐが第１油圧閾値ＰＳ１を下回っており、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳを上回っているとき、ステップＳ１１でトランスミッションＭの油圧回路のオイルポンプＯＰが焼き付くような故障が発生したと判定する。その理由は、トランスミッションＭの油圧回路のオイルポンプＯＰが焼きつくと、オイルポンプＯＰが油圧を発生しなくなるために油圧Ｐが低下し、その結果オイルがオイルクーラＯＣを通過しなくなって油温Ｔが上昇するためである。前記ステップＳ１０の答えがＮＯのとき、即ち油圧Ｐが第１油圧閾値ＰＳ１を下回っており、かつ油温Ｔが油温閾値ＴＳ以下であるとき、ステップＳ１２で故障の確定が不能であると判定する。その理由は、油圧Ｐが低下したのに油温Ｔが正常であるという状態は通常では発生し得ないからである。

以上のように、本実施の形態によれば、電子制御ユニットＵの故障判定手段Ｍ１が、油圧センサＳａで検出した油圧を第１油圧閾値ＰＳ１および第２油圧閾値ＰＳ２と比較し、かつ油温センサＳｂで検出した油温Ｔを油温閾値ＴＳと比較することで、オイル冷却系の故障の原因を細かく場合分けして判定することが可能となる。これにより、故障個所を確実にかつ速やかに修理することが可能となり、不要な修理や不要な部品交換を行って無駄な費用が発生するのを防止することができる。

第１、第２配管Ｐ１，Ｐ２が何れかの場所で閉塞した場合、閉塞位置の上流側では油圧が増加するが、閉塞位置の下流側では油圧が増加しない。従って、仮に第２配管Ｐ２の下流端の近傍に油圧センサＳａを設けると、第１、第２配管Ｐ１，Ｐ２が何れの場所で閉塞した場合であっても閉塞を検出できないことになる。しかしながら、本実施の形態では、第１配管Ｐ１の上流端の近傍に油圧センサＳａを設けたことにより、第１、第２配管が何れの場所で閉塞した場合であっても閉塞を速やかに検出することが可能となる。

また本実施の形態では、油温センサＳｂをトランスミッションＭの底部に配置したことにより、油温センサＳｂでトランスミッションＭの油温を代表する適切な油温を検出することができる。

またトランスミッションＭを車両後部に配置し、オイルクーラＯＣを車両前部に配置すると、トランスミッションＭおよびオイルクーラＯＣを接続する第１、第２配管Ｐ１，Ｐ２の長さが必然的に長くなり、飛び石等により第１、第２配管Ｐ１，Ｐ２が閉塞する可能性が高まるが、本実施の形態により飛び石等による第１、第２配管Ｐ１，Ｐ２の閉塞を的確に判定して対処することができるので、その利点を有効に活かすことができる。

第２の実施の形態

次に、図２および図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、油温閾値ＴＳを予め設定した固定値としているが、第２の実施の形態では、油温閾値ＴＳを車両の運転状態に応じた可変値とすることで、判定精度を更に高めたものである。

図２に示すように、電子制御ユニットＵには車速センサＳｃで検出した車速と、エンジン回転数センサＳｄで検出したエンジン回転数と、吸気負圧センサＳｅで検出した吸気負圧とが入力される。出力トルク算出手段Ｍ２がエンジン回転数および吸気負圧に基づいてエンジンＥの出力トルクを算出すると、この出力トルクおよび車速センサＳｃで検出した車速を図５に示す推定冷却性能マップに適用して油温閾値ＴＳを検索する。油温閾値ＴＳは、車速が高いときほど高くなるように設定され、エンジンＥの出力トルクが高いときほど低くなるように設定される。

本実施の形態によれば、エンジンＥの出力トルクおよび車速に基づいて車両の走行状態に応じた油温閾値ＴＳを設定することで、故障判定の精度を更に高めることができる。

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、本発明の駆動源は実施の形態のエンジンＥに限定されず、電動モータ等の他種の駆動源であっても良い。

Ｅ エンジン（駆動源）
Ｍ トランスミッション
Ｍ１ 故障判定手段
Ｍ２ 出力トルク算出手段
ＯＣ オイルクーラ
ＯＰ オイルポンプ
Ｐ 油圧
Ｐ１ 第１配管（配管）
Ｐ２ 第２配管（配管）
ＰＳ１ 第１油圧閾値
ＰＳ２ 第２油圧閾値
Ｓａ 油圧センサ（油圧検出手段）
Ｓｂ 油温センサ（油温検出手段）
Ｓｃ 車速センサ（車速検出手段） Ｔ 油温
ＴＳ 油温閾値

Claims (5)

1. トランスミッション（Ｍ）とオイルクーラ（ＯＣ）とを配管（Ｐ１，Ｐ２）で接続し、前記トランスミッション（Ｍ）に設けたオイルポンプ（ＯＰ）で該トランスミッション（Ｍ）内の高温のオイルを前記配管（Ｐ１，Ｐ２）を介して前記オイルクーラ（ＯＣ）に供給し、前記オイルクーラ（ＯＣ）を通過した低温のオイルを前記配管（Ｐ１，Ｐ２）を介して前記トランスミッション（Ｍ）に戻すオイル冷却系と、前記オイル冷却系の故障を判定する故障判定手段（Ｍ１）とを備えるオイル冷却系の故障判定装置であって、
   オイルの油圧（Ｐ）を検出する油圧検出手段（Ｓａ）と、オイルの油温（Ｔ）を検出する油温検出手段（Ｓｂ）とを備え、
   前記故障判定手段（Ｍ１）は、
   前記油圧（Ｐ）が第１油圧閾値（ＰＳ１）以上であって第２油圧閾値（ＰＳ２）以下であり、かつ前記油温（Ｔ）が油温閾値（ＴＳ）以下の場合に、前記オイル冷却系が正常であると判定し、
   前記油圧（Ｐ）が前記第２油圧閾値（ＰＳ２）よりも大きく、かつ前記油温（Ｔ）が前記油温閾値（ＴＳ）よりも大きい場合に、前記配管（Ｐ１，Ｐ２）に故障があると判定し、
   前記油圧（Ｐ）が前記第２油圧閾値（ＰＳ２）よりも大きく、かつ前記油温（Ｔ）が前記油温閾値（ＴＳ）以下の場合に、前記トランスミッション（Ｍ）の油圧回路に故障があると判定し、
   前記油圧（Ｐ）が前記第１油圧閾値（ＰＳ１）以上であって前記第２油圧閾値（ＰＳ２）以下であり、かつ前記油温（Ｔ）が前記油温閾値（ＴＳ）よりも大きい場合に、前記オイルクーラ（ＯＣ）に故障があると判定し、
   前記油圧（Ｐ）が前記第１油圧閾値（ＰＳ１）よりも小さく、かつ前記油温（Ｔ）が前記油温閾値（ＴＳ）よりも大きい場合に、前記トランスミッション（Ｍ）の油圧回路に故障があると判定し、
   前記油圧（Ｐ）が前記第１油圧閾値（ＰＳ１）よりも小さく、かつ前記油温（Ｔ）が前記油温閾値（ＴＳ）以下である場合に、前記オイル冷却系の故障判定が不能であると判定することを特徴とするオイル冷却系の故障判定装置。
2. 車速を検出する車速検出手段（Ｓｃ）と、前記トランスミッション（Ｍ）に接続された駆動源（Ｅ）の出力トルクを算出する出力トルク算出手段（Ｍ２）とを備え、前記油温閾値（ＴＳ）は前記車速および前記出力トルクに基づいて設定されることを特徴とする、請求項１に記載のオイル冷却系の故障判定装置。
3. 前記配管（Ｐ１，Ｐ２）は前記トランスミッション（Ｍ）から前記オイルクーラ（ＯＣ）にオイルを供給する第１配管（Ｐ１）と、前記オイルクーラ（ＯＣ）から前記トランスミッション（Ｍ）にオイルを戻す第２配管（Ｐ２）とからなり、前記油圧検出手段（Ｓａ）は前記第１配管（Ｐ１）の上流端の近傍に配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のオイル冷却系の故障判定装置。
4. 前記油温検出手段（Ｓｂ）は前記トランスミッション（Ｍ）の底部に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のオイル冷却系の故障判定装置。
5. 前記トランスミッション（Ｍ）は車両後部に配置され、前記オイルクーラ（ＯＣ）は車両前部に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のオイル冷却系の故障判定装置。

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