JP4333784B2 - 無段変速機の故障判定装置および故障判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機の油圧回路の故障判定に関し、特に、故障した箇所を精度高く特定する技術に関する。

車両に搭載される自動変速機は、エンジンとトルクコンバータ等を介して繋がるとともに複数の動力伝達経路を有してなる変速機構を有して構成される。このような変速機構としては、たとえば、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）がある。このベルト式無段変速機は、Ｖ溝状のプーリ溝を備えた駆動側プーリ（入力軸プーリ、プライマリプーリ）と従動側プーリ（出力軸プーリ、セカンダリプーリ）とにベルトを巻掛け、一方のプーリのプーリ溝の溝幅を拡大すると同時に他方のプーリのプーリ溝の溝幅を狭くすることにより、それぞれのプーリに対するベルトの巻き掛け半径（有効径）を連続的に変化させて変速比を無段階に設定するように構成されている。各プーリを固定シーブと可動シーブとによって構成し、可動シーブをその背面側に設けた油圧アクチュエータにより軸線方向に前後動させることにより変速を行なうように構成されている。

このように構成されるベルト式無段変速機において、油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するソレノイドの故障すると変速が困難となる。このような問題に鑑みて、たとえば、特開平８−３２６８５５号公報（特許文献１）は、自動変速機の故障診断を高精度に行なえる自動変速機の故障診断装置を開示する。この故障診断装置は、制御信号が略一定である状態を検出する制御信号一定状態検出手段と、制御された油圧を検出する油圧検出手段と、制御信号一定状態検出手段により制御信号が略一定である状態が検出されているときに、油圧検出手段により検出された油圧が所定以上変化した場合に、自動変速機若しくは油圧検出手段に異常があると診断する第１故障診断手段とを含む。

上述した公報に開示された故障診断装置によると、変速比の変化やベルトスリップ等が生じない状態でも故障診断を行なうことができるので、従来の故障診断装置に比べて、診断機会を増加でき、以って早期に故障診断を行なえるとともに、自動変速機の損傷の可能性を低減することができる。
特開平８−３２６８５５号公報

しかしながら、ベルト式無段変速機には、ソレノイドは複数個設けられているため、より精度高く故障を判定するためには、故障が生じている箇所を特定する必要がある。上述した公報に開示された故障診断装置においては、故障の有無について判定しているに過ぎず、故障箇所について具体的に特定することについて何ら考慮されていない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速に異常が発生したときに故障した箇所を精度よく特定できる無段変速機の故障判定装置および故障判定方法を提供することである。

第１の発明に係る無段変速機の故障判定装置は、駆動側プーリと従動側プーリとにベルトが巻き掛けられて、プーリにおけるベルトの掛かり径を変化させることにより変速比を連続的に変化させる、車両に搭載された無段変速機の故障判定装置である。プーリの溝幅は、調整弁により調整された油圧が供給されるアクチュエータにより変更される。調整弁は、駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を調整する第１の調整弁と、従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を調整する第２の調整弁とを含む。この故障判定装置は、車両の走行状態に対応する物理量を検出するための検出手段と、変速比についての第１の領域における変速時に、目標変速比を基準とした、検出された走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいて第１の調整弁が異常であるか否かを判定するための第１の判定手段と、第１の領域よりも増速側の第２の領域における変速時に、目標変速比を基準とした、検出された走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいて第２の調整弁が異常であるか否かを判定するための第２の判定手段とを含む。第７の発明に係る無段変速機の故障判定方法は、第１の発明に係る無段変速機の故障判定装置と同様の構成を有する。

第１の発明によると、ベルトの巻き掛け半径の変更は、駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧と従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧とのバランスが調整されることにより行なわれる。このバランスは、第１の調整弁と第２の調整弁とによりにより調整される。たとえば、第１の調整弁は、発進時等の変速比が減速側である場合には、駆動側プーリの巻き掛け半径が小さくなるように駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を低下し、発進後に巻き掛け半径が大きくなるように油圧を増加するように調整する。このとき、第２の調整弁は、ベルト滑りの発生を抑制するために駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧に応じて従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を調整する。したがって、第１の領域において増速側への変速時に、第１の調整弁により駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が走行状態に応じて増加しないと巻き掛け半径を大きくすることができないため、変速が進行しない状態となる。そのため、変速時において変速比の変化の度合が低下する（たとえば、実変速比と目標変速比との差が拡大する）。すなわち、変速時における変速の追従の度合が低いことを判定することにより第１の調整弁に異常が発生していることを判定することができる。一方、第１の領域よりも増速側の第２の領域において従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が減少しないと、各プーリのアクチュエータに供給される油圧が高くなるため、巻き掛け半径を変更することができない。そのため、実変速比と目標変速比との差が縮小しない状態となる。そのため、変速時において実変速比が目標変速比に対して変化の度合が低下する。すなわち、変速時における変速の到達の度合が低いことを判定することにより第２の調整弁に異常が発生していることを判定することができる。このように、第１の領域における変速比の追従の度合および第２の領域における変速比の到達の度合に基づいて第１の調整弁および第２の調整弁のうちのいずれか一方が異常であることを判定することができる。そのため、故障箇所を精度よく特定することができる。したがって、変速に異常が発生したときに故障した箇所を精度よく特定できる無段変速機の故障判定装置および故障判定方法を提供することができる。

第２の発明に係る無段変速機の故障判定装置においては、第１の発明の構成に加えて、第２の判定手段は、第１の調整弁が異常でないと判定されると、第２の調整弁が異常であるか否かを判定するための手段を含む。第８の発明に係る無段変速機の異常判定方法は、第２の発明に係る無段変速機の故障判定装置と同様の構成を有する。

第２の発明によると、第１の領域において第１の調整弁が異常であると判定された場合には、変速が正常に進行できないため、第２の領域において第２の調整弁が異常であるか否かを精度よく判定することができない。そのため、第１の調整弁が異常でないと判定されると、第２の調整弁が異常であるか否かを判定することにより、第２の調整弁が異常であるか否かを精度よく判定することができる。

第３の発明に係る無段変速機の故障判定装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、第１の領域と第２の領域とは重複しない領域であって、第２の調整弁の異常時に変速可能な領域である。第９の発明に係る無段変速機の異常判定方法は、第３の発明に係る無段変速機の故障判定装置と同様の構成を有する。

第３の発明によると、第１の領域と第２の領域とを重複しない領域とすることにより、第１の調整弁の異常判定と第２の調整弁の異常判定とを異なる時間領域で実施することができる。これにより、第１の調整弁または第２の調整弁が異常であるか否かを精度よく判定することができる。

第４の発明に係る無段変速機の故障判定装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、第１の判定手段は、検出された走行状態に基づいて目標変速比が実変速比よりも増速側に設定される場合に、第１の調整弁が異常であるか否かを判定するための手段を含む。第１０の発明に係る無段変速機の異常判定方法は、第４の発明に係る無段変速機の故障判定装置と同様の構成を有する。

第４の発明によると、検出された走行状態に基づいて目標変速比が実変速比よりも増速側に設定される場合に、第１の調整弁が異常であるか否かを判定する。目標変速比が実変速比よりも増速側に設定される場合、駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧は増加する。このとき、たとえば、実変速比の目標変速比に対する追従の度合が低いと、駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が増加していないため、第１の調整弁が異常であることを精度よく判定することができる。

第５の発明に係る無段変速機の故障判定装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、第１の判定手段は、検出された走行状態に基づく、実変速比と目標変速比との差に対応する物理量を演算するための手段と、演算された差が予め定められた値以下であるという状態が予め定められた時間が経過するまで継続しないと第１の調整弁が異常であることを判定するための手段とを含む。第１１の発明に係る無段変速機の異常判定方法は、第５の発明に係る無段変速機の故障判定装置と同様の構成を有する。

第５の発明によると、実変速比と目標変速比との差に対応する物理量（たとえば、変速比差あるいは駆動側プーリの回転数差）が予め定められた値以下であるという状態が予め定められた時間が経過するまで継続しないと、実変速比の目標変速比に対する追従の度合が低いため、第１の調整弁が異常であることを精度よく判定することができる。

第６の発明に係る無段変速機の故障判定装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、第２の判定手段は、目標変速比と最増速側の変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下である場合であって、目標変速比と実変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下でないと、第２の調整弁が異常であることを判定するための手段を含む。第１２の発明に係る無段変速機の異常判定方法は、第６の発明に係る無段変速機の故障判定装置と同様の構成を有する。

第６の発明によると、目標変速比と最増速側の変速比との差に対応する物理量（たとえば、変速比差あるいは駆動側プーリの回転数差）が予め定められた値以下である場合であって、目標変速比と実変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下でないと、実変速比が最増速側の変速比に到達していない状態であることを判定することができる。このとき、第２の調整弁により従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が減少されていない状態であることを判定することができる。すなわち、第２の調整弁が異常であることを精度よく判定することができる。

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。

図１を参照して、本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置は、図１に示すＥＣＵ１０００により実現される。無段変速機はベルト式無段変速機である。

図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、前後進切換え装置２９０と、ベルト式無段変速機構３００と、デファレンシャルギヤ８００と、ＥＣＵ１０００と、油圧制御部１１００とから構成される。無段変速機は、トルクコンバータ２００と、前後進切換え装置２９０と、ベルト式無段変速機構３００と、油圧制御部１１００とから構成される。

エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ４３０により検出されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。

トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００とベルト式無段変速機構３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４００により検出される。

トルクコンバータ２００とベルト式無段変速機構３００との間には、オイルポンプ２６０が設けられる。オイルポンプ２６０は、たとえば、ギヤポンプであって、入力軸側のポンプ羽根車２２０が回転するとともに作動する。オイルポンプ２６０は、油圧制御部１１００の各種ソレノイドに油圧を供給する。

ベルト式無段変速機構３００は、前後進切換え装置２９０を介在させてトルクコンバータ２００に接続される。ベルト式無段変速機構３００は、入力側のプライマリプーリ５００と、出力側のセカンダリプーリ６００と、プライマリプーリ５００とセカンダリプーリ６００とに巻き掛けられた金属製のベルト７００とから構成される。プライマリプーリ５００は、プライマリシャフトに固定された固定シーブおよびプライマリシャフトに摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。セカンダリプーリ６００は、セカンダリシャフトに固定されている固定シーブおよびセカンダリシャフトに摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。

プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータ（いずれも図示せず）には、それぞれ作動油が給排されている。変速は、各プーリ５００，６００の固定シーブと可動シーブとの間の溝幅を連続的に変化させることにより、ベルトの巻き掛け半径が大小に変化して行なわれる。

油圧制御部１１００は、プライマリプーリ５００の回転数を目標回転数に一致させる変速比となるように、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御する。さらに、油圧制御部１１００は、セカンダリプーリ６００の可動シーブを固定シーブ側に押圧してベルトを挟みつけてトルクを伝達するのに必要な張力が発現するようにセカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御する。

ベルト式無段変速機構３００のプライマリプーリ５００の回転数ＮＩＮは、プライマリプーリ回転数センサ４１０により検出され、セカンダリプーリ６００の回転数ＮＯＵＴは、セカンダリプーリ回転数センサ４２０により検出される。

これら回転数センサは、プライマリプーリ５００やセカンダリプーリ６００の回転軸やこれに繋がるドライブシャフトに取付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、ベルト式無段変速機構３００の、入力軸であるプライマリプーリ５００や出力軸であるセカンダリプーリ６００の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。

前後進切換え装置２９０は、ダブルピニオンプラネタリギヤ、リバース（後進用）ブレーキＢ１および入力クラッチＣ１を有している。プラネタリギヤは、そのサンギヤが入力軸に連結されており、第１および第２のピニオンＰ１，Ｐ２を支持するキャリヤＣＲがプライマリ側固定シーブに連結されており、そしてリングギヤＲが後進用摩擦係合要素となるリバースブレーキＢ１に連結されており、またキャリヤＣＲとリングギヤＲとの間に入力クラッチＣ１が介在している。この入力クラッチ３１０は、前進クラッチやフォワードクラッチとも呼ばれ、パーキング（Ｐ）ポジション、Ｒポジション、Ｎポジション以外の車両が前進するときに必ず係合状態で使用される。

これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００および油圧制御部１１００について説明する。ＥＣＵ１０００には、タービン回転数センサ４００からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、プライマリプーリ回転数センサ４１０からプライマリプーリ回転数ＮＩＮを表わす信号が、セカンダリプーリ回転数センサ４２０からセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴを表わす信号が、それぞれ入力される。

油圧制御部１１００は、変速速度制御部１１１０と、ベルト挟圧力制御部１１２０と、ライン圧制御部１１３０と、ロックアップ係合圧制御部１１３２と、クラッチ圧制御部１１４０と、マニュアルバルブ１１５０とを含む。ＥＣＵ１０００は、油圧制御部１１００の変速制御用デューティソレノイド（１）１２００と、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０と、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０と、ライン圧制御用リニアソレノイド１２３０と、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０に対して制御信号を出力する。

変速速度制御部１１１０は、車輪速に基づく車速やアクセル開度に応じて、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータへの作動油の流入量を制御することにより増速側の変速速度を制御する。さらに、変速速度制御部１１１０は、車輪速やアクセル開度に応じて、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータからの作動油の流出量を制御して減速側の変速速度を制御する。変速速度制御部１１１０によりプライマリプーリ５００の油圧アクチュエータに対する作動油の流入量と流出量とを制御することにより変速制御が行なわれる。

ベルト挟圧力制御部１１２０は、プライマリプーリ５００の入力軸トルクと変速比とに応じてベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０により、セカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御して、ベルト挟圧力を制御する。入力軸トルクは、たとえば、エンジン１００の回転数、吸入空気量等に基づくエンジン１００の出力トルクとトルクコンバータ２００におけるトルク比とから推定されてもよいし、直接的に検出されてもよい。

ライン圧制御部１１３０は、ベルト挟圧力に対応するベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０に対する指示値とプライマリプーリ５００の油圧アクチュエータに供給される油圧の推定値とからライン圧制御用リニアソレノイド１２３０によりライン圧を制御する。プライマリプーリ５００のアクチュエータの油圧は、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータへの作動油の流入量と流出量とに基づいて推定される。ここで、ライン圧とは、オイルポンプ２６０により供給された油圧がレギュレータバルブ（図示せず）により調圧された油圧である。

ロックアップ係合圧制御部１１３２は、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０によりロックアップクラッチ２１０の係合と解放の切換え、および、ロックアップクラッチ２１０の係合圧の漸増および漸減を制御する。

マニュアルバルブ１１５０は、運転者のシフトレバーの操作に連動して作動して、油路を切換える。クラッチ圧制御部１１４０は、入力クラッチＣ１またはリバースブレーキＢ１の係合時に、ライン圧制御用リニアソレノイド１２３０によりマニュアルバルブ１１５０を経由して供給される油圧を制御する。

ＥＣＵ１０００には、さらにアクセル開度センサ（図示せず）から、運転者により踏まれているアクセルの開度を表わす信号、スロットルポジションセンサ（図示せず）から、電磁スロットルの開度を表わす信号、エンジン回転数センサ４３０から、エンジン１００の回転数（ＮＥ）を表わす信号が、それぞれ入力される。

車輪速センサ４４０は、車輪（図示せず）の回転数を検出する。車輪速センサ４４０は、検出された車輪の回転数を示す車輪速信号をＥＣＵ１０００に送信する。なお、本実施の形態においては、車速が検出できれば、特に車輪の回転数を検出することに限定されるものではなく、たとえば、セカンダリプーリ回転数と無段変速機から駆動輪までの減速比とに基づいて車速を演算するようにしてもよい。

上述したような無段変速機が搭載された車両において、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、ＥＣＵ１０００は、車速とアクセル開度とに応じて目標エンジン出力を設定する。ＥＣＵ１０００は、設定された目標エンジン出力がエンジン１００の最適燃費線上で実現できるように目標変速比（あるいは、目標プライマリ回転数）を設定する。

ＥＣＵ１０００は、目標変速比を設定すると実変速比（すなわち、実プライマリプーリ回転数と実セカンダリプーリ回転数との比に基づく変速比）が目標変速比に近づくように、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０およびライン圧制御用リニアソレノイド１２３０に対して制御信号を出力することによりフィードバック制御する。

たとえば、車両の発進時において変速比は最減速側の変速比γｍａｘとされる。このとき、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０の制御によりプライマリプーリ５００の油圧アクチュエータに供給される作動油が流出されるため、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータに供給される油圧（以下、プライマリ圧ともいう）の推定値は低下した状態となる。そのため、プライマリプーリ５００においてベルト７００の巻き掛け半径は最小の径となる。

プライマリ圧が低い場合には、ベルト７００の伝達トルクを確保する必要がある。そのため、プライマリ圧の推定値が低下するほどセカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータに供給される油圧（以下、セカンダリ圧ともいう）が上昇するようにベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０に対する指示値（以下、セカンダリ圧の指示値ともいう）が出力される。すなわち、プライマリ圧の推定値が低いほど、セカンダリプーリ６００によるベルト挟圧力は上昇する。

このとき、ライン圧の指示値は、セカンダリ圧の指示値に対応したベルト挟圧力を確保するため、セカンダリ圧の指示値よりも予め定められた値だけ大きい値とされる。

車両の発進後の車速の増加あるいはアクセル開度の増加により目標変速比は、γｍａｘよりも低い値（図４の右側の値）に設定される。変速制御用デューティソレノイド（１）１２００の制御により油圧アクチュエータに対する作動油の流入量が増大されることによりプライマリ圧が上昇する。プライマリ圧の上昇によりベルト７００のプライマリプーリ５００に対する巻き掛け半径が大きくなる。さらに、セカンダリ圧の指示値の低下とともに、ベルト挟圧力が低下する。これにより、セカンダリプーリ６００に対するベルト７００の巻き掛け半径が小さくなる。このため、変速比は小さくなる。

また、図２において、セカンダリ圧の指示値がプライマリ圧の推定値よりも大きくなる領域、すなわち、変速比ａよりも大きくなる変速比の領域（図２の変速比ａよりも左側の領域）においては、ライン圧はセカンダリ圧の指示値に予め定められた値を加えた値とされる。そのため、ライン圧の指示値は、セカンダリ圧の指示値の低下とともに低下する。

プライマリ圧は、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００により流入量が増大していくことにより変速比が増速側に変速するほど増大していく。そのため、変速比ａ以下の変速比の領域（図２の変速比ａよりも右側の領域）になると、プライマリ圧の推定値は、セカンダリ圧の指示値以上となる。ライン圧の指示値は、プライマリ圧を確保するため、プライマリ圧の推定値に予め定められた値を加えた値とされる。このため、ライン圧の指示値は、変速比ａ以下の領域においてはプライマリ圧が増加するほど増加される。

このように変速制御されるベルト式無段変速機において、プライマリプーリ５００および／またはセカンダリプーリ６００の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するソレノイド（変速制御用デューティソレノイド（１）１２００、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０およびベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０）が故障すると、ベルト７００の巻き掛け半径を変更することができないため、変速が困難となる。ベルト式無段変速機には、上述したとおり、ソレノイドは複数個設けられており、より精度高く故障を判定するためには、故障が生じている箇所を精度高く特定する必要がある。

そこで、本発明は、ＥＣＵ１０００が、変速比についての予め定められた範囲（１）内の変速時に、目標変速比を基準とした、走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいて変速制御用デューティソレノイド（１）１２００および／または変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０（以下、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００および変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０を単に変速ソレノイドという。）が異常であるか否かを判定して、予め定められた範囲（１）よりも増速側の予め定められた範囲（２）内の変速時に、目標変速比を基準とした、走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいてベルト挟圧力制御用リニアソレノイド１２２０（以下、単にベルト挟圧ソレノイドという）が異常であるか否かを判定する点に特徴を有する。

具体的には、予め定められた範囲（１）は、少なくともセカンダリ圧の指示値がプライマリ圧の推定値よりも高い領域、すなわち、変速比ａよりも減速側の変速比の範囲である。また、予め定められた範囲（２）は、少なくともセカンダリ圧の指示値がプライマリ圧の推定値以下となる領域、すなわち、変速比ａよりも増速側の変速比の範囲である。予め定められた範囲（１）および予め定められた範囲（２）は、重複しない領域であって、かつ、少なくともベルト挟圧ソレノイドの異常時においても変速可能な領域である。予め定められた範囲（１）が「第１の領域」に対応し、予め定められた範囲（２）が「第２の領域」に対応する。

ＥＣＵ１０００は、車両の走行状態に基づいて目標変速比が実変速比よりも増速側に設定される場合に、変速ソレノイドが異常であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０００は、車両の走行状態に基づく、実変速比と目標変速比との差に対応する物理量を演算する。さらに、ＥＣＵ１０００は、演算された差が予め定められた値以下であるという状態が予め定められた時間が経過するまで継続しないと変速ソレノイドが異常であることを判定する。

本実施の形態において、車両の走行状態は、車速およびアクセル開度に基づく走行状態であるとして説明するが、特にこれらに限定されるものではない。たとえば、セカンダリプーリ回転数とスロットル開度に基づく走行状態であってもよい。

さらに、ＥＣＵ１０００は、目標変速比と最増速側の変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下である場合であって、目標変速比と実変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下でないと、ベルト挟圧ソレノイドが異常であることを判定する。

なお、目標変速比と実変速比との差に対応する物理量または目標変速比と最増速側の変速比との差に対応する物理量は、実変速比と目標変速比との差または目標変速比と最減速側の変速比との差そのものの値であってもよいし、目標プライマリ回転数と実プライマリ回転数との差または目標プライマリ回転数と最増速側のプライマリ回転数との差を演算するようにしてもよい。

図３に、本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置であるＥＣＵ１０００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ１０００は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）３５０と、演算処理部４５０と、記憶部５５０と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）６５０とを含む。

入力Ｉ／Ｆ３５０は、エンジン回転数センサ４３０からのエンジン回転数信号と、タービン回転数センサ４００からのタービン回転数信号と、プライマリプーリ回転数センサ４１０からのプライマリプーリ回転数信号と、セカンダリプーリ回転数センサ４２０からのセカンダリプーリ回転数信号と、車輪速センサ４４０からの車輪速信号とを受信して、演算処理部４５０に送信する。

演算処理部４５０は、目標変速比判定部（１）４５２と、アップシフト判定部４５４と、変速ソレノイド異常判定部４５６と、目標変速比判定部（２）４５８と、ベルト挟圧ソレノイド異常判定部４６０とを含む。

目標変速比判定部（１）４５２は、車輪速センサ４４０から検出される車輪速に基づいて算出される車速と、アクセル開度あるいはスロットル開度とから設定される目標変速比が予め定められた範囲（１）内であるか否かを判定する。

なお、目標変速比判定部（１）４５２は、たとえば、設定される目標変速比が予め定められた範囲（１）内であると、判定フラグ（１）をオンするようにしてもよい。

アップシフト判定部４５４は、設定される目標変速比が予め定められた範囲（１）内であると、アップシフト変速が行なわれるか否かを判定する。具体的には、アップシフト判定部４５４は、実変速比が目標変速比よりも小さいとアップシフト変速が行なわれることを判定する。なお、アップシフト判定部４５４は、判定フラグ（１）がオンであると、アップシフト判定を実施して、アップシフト変速が行なわれることを判定すると、アップシフト判定フラグをオンするようにしてもよい。

変速ソレノイド異常判定部４５６は、目標変速比が予め定められた範囲（１）内であって、アップシフト変速が行なわれることが判定されると、変速ソレノイドが異常であるか否かを判定する。

変速ソレノイド異常判定部４５６は、実変速比の目標変速比に対する追従の度合に基づいて変速ソレノイドが異常であるか否かを判定する。具体的には、変速ソレノイド異常判定部４５６は、車両の走行状態に基づく、実変速比と目標変速比との差を演算して、演算された差が予め定められた値以下であるという状態が予め定められた時間が経過するまで継続しないと変速ソレノイドが異常であることを判定する。

変速ソレノイドの異常とは、たとえば、変速制御用デューティソレノイド（１）１２００のオフ故障により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータに作動油を流入させることができない状態および変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０のオン故障により、プライマリプーリ５００の油圧アクチュエータから作動油が常時流出する状態のうちの少なくともいずれか一方の状態である。上述の状態になると、プライマリプーリ５００に対するベルト７００の巻き掛け半径を大きくすることができないため、アップシフトができない。

なお、変速ソレノイド異常判定部４５６は、たとえば、判定フラグ（１）およびアップシフト判定フラグがいずれもオンであると、変速ソレノイドが異常であるか否かを判定して、変速ソレノイドが異常であると判定すると、変速ソレノイド異常判定フラグをオンするようにしてもよい。

目標変速比判定部（２）４５８は、変速ソレノイド異常判定部４５６にて変速ソレノイドが正常であると判定されると、目標変速比が予め定められた範囲（２）内であるか否かを判定する。予め定められた範囲（２）は、本実施の形態においては、最増速の変速比γｍｉｎと略等しい範囲である。

具体的には目標変速比判定部（２）４５８は、目標変速比と変速比γｍｉｎとの差が予め定められた値以下であるか否かを判定する。なお、「予め定められた値」は、特に限定された値ではない。また、目標変速比判定部（２）４５８は、たとえば、目標変速比が変速比γｍｉｎと略等しいと、判定フラグ（２）をオンするようにしてもよい。

挟圧ソレノイド異常判定部４６０は、目標変速比が変速比γｍｉｎと略等しいと判定されると、ベルト挟圧ソレノイドが異常であるか否かを判定する。具体的には、挟圧ソレノイド異常判定部４６０は、目標変速比と実変速比とが略等しいか否かを判定する。すなわち、挟圧ソレノイド異常判定部４６０は、目標変速比と実変速比との差が予め定められた値以下であると、目標変速比と実変速比とが略等しいことを判定する。予め定められた値は、実験等により適合される値であって、特に限定されるものではない。

挟圧ソレノイド異常判定部４６０は、目標変速比と実変速比とが略等しいと、ベルト挟圧ソレノイドが正常であることを判定する。一方、挟圧ソレノイド異常判定部４６０は、目標変速比と実変速比とが略等しくないと、ベルト挟圧ソレノイドが異常であることを判定する。

なお、挟圧ソレノイド異常判定部４６０は、たとえば、目標変速比と実変速比との差が予め定められた値よりも大きい状態が予め定められた時間が経過するまで継続すると、ベルト挟圧ソレノイドが異常であることを判定するようにしてもよい。

また、挟圧ソレノイド異常判定部４６０は、たとえば、変速ソレノイド異常判定フラグがオンであって、判定フラグ（２）がオンであると、挟圧ソレノイドが異常であるか否かを判定するようにしてもよい。

なお、変速ソレノイドあるいはベルト挟圧ソレノイドが異常であると判定されると、図示しない警告制御部より警告ランプあるいは音発生装置等の警告装置に対して出力Ｉ／Ｆ６５０を経由して警告制御信号を出力するようにしてもよい。

また、本実施の形態において、目標変速比判定部（１）４５２と、アップシフト判定部４５４と、変速ソレノイド異常判定部４５６と、目標変速比判定部（２）４５８と、ベルト挟圧ソレノイド異常判定部４６０とは、いずれも演算処理部４５０であるＣＰＵが記憶部５５０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

記憶部５５０には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部４５０からデータが読み出されたり、格納されたりする。

以下、図４を参照して、本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置であるＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１０００は、目標変速比が予め定められた値ａよりも大きく、予め定められた値ｂよりも小さいか否かを判定する。なお、予め定められた値ｂは、予め定められた値ａよりも大きい値である。目標変速比が予め定められた値ａよりも大きく、予め定められた値ｂよりも小さいと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１０００は、アップシフト変速であるか否かを判定する。アップシフト変速であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１０００は、変速ソレノイドが異常状態であるか否かを判定する。変速ソレノイドが異常状態であると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１０００は、変速ソレノイドが異常状態であることを判定する。このとき、ＥＣＵ１０００は、警告ランプあるいは警告音等により運転者に変速ソレノイドが異常であることを報知するようにしてもよい。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１０００は、変速ソレノイドが正常状態であることを判定する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１０００は、目標変速比が変速比γｍｉｎと略等しいか否かを判定する。目標変速比が変速比γｍｉｎと略等しいと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１０００は、目標変速比と実変速比とが略等しいか否かを判定する。目標変速比と実変速比とが略等しいと（Ｓ１１２にてＹＥ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト挟圧ソレノイドが異常であることを判定する。なお、ＥＣＵ１０００は、警告ランプあるいは警告音等により運転者にベルト挟圧ソレノイドが異常であることを報知するようにしてもよい。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ１０００は、ベルト挟圧ソレノイドが正常であることを判定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置の動作について説明する。

車両の走行中において、変速比が予め定められた値ａよりも大きく、予め定められた値ｂよりも小さいと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、無段変速機の変速状態がアップシフト中であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。目標変速比が実変速比よりも大きくアップシフト中であると判定されると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、変速ソレノイドが異常であるか否かが判定される（Ｓ１０４）。

目標変速比と実変速比との差が予め定められた時間が経過するまで予め定められた値以下の状態が継続しないと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、変速ソレノイドが異常であると判定される（Ｓ１０６）。

一方、目標変速比と実変速比との差が予め定められた時間が経過するまで予め定められた値以下の状態が維持されると（Ｓ１０４にてＮＯ）、変速ソレノイドが正常であると判定される（Ｓ１０８）。

変速ソレノイドが正常であると判定され、目標変速比が最増速側の変速比γｍｉｎと略等しく（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、かつ、実変速比が目標変速比と略等しいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、ベルト挟圧ソレノイドが正常であると判定される（Ｓ１１６）。

図５に示すように、ベルト挟圧ソレノイドが異常であると、すなわち、オフ故障すると、セカンダリ圧はライン圧と等しくなる。そのため、車両の発進時などの減速側の変速比であるときには、セカンダリ圧はライン圧とともに減少するため、変速比が増速側に変速していく。

変速比ａよりも大きくなると、プライマリ圧とセカンダリ圧とは双方が上昇するため、プライマリプーリ５００においてもセカンダリプーリ６００においても可動シーブは、溝幅が狭くなる方向に移動しようとする。そのため、プライマリプーリ５００およびセカンダリプーリ６００の巻き掛け半径は増速側に変更できなくなる。これにより変速が進行しない状態となる。

そのため、目標変速比が最増速側の変速比γｍｉｎと略等しくても（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、実変速比が目標変速比よりも小さいと（Ｓ１１２にてＮＯ）、変速が増速側に進行していないため、ベルト挟圧ソレノイドが異常であると判定される（Ｓ１１４）。

以上のようにして、本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置によると、変速比が予め定められた範囲（１）内であるときの変速時に、変速ソレノイドにより駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が走行状態に応じて減少しないと、変速が進行しない。変速が進行しない状態となると、実変速比と目標変速比との差が拡大するため、目標変速比を基準とした変速比の変化の度合が低くなる。すなわち、変速時における変速の追従の度合が低いことを判定することにより変速ソレノイドに異常が発生していることを判定することができる。

一方、最増速側の変速比が目標変速比である場合において、従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が減少しないと、実変速比と目標変速比との差が縮小しない状態となる。すなわち、目標変速比を基準とした実変速比の変化の度合が低い状態となる。このとき、ベルト挟圧ソレノイドに異常が発生していることを判定することができる。このように、予め定められた範囲（１）内における変速比の追従の度合および最増速側の変速比の到達の度合に基づいて変速ソレノイドおよびベルト挟圧ソレノイドのうちのいずれか一方が異常であることを判定することができる。そのため、故障箇所を精度よく特定することができる。したがって、変速に異常が発生したときに故障した箇所を精度よく特定できる無段変速機の故障判定装置および故障判定方法を提供することができる。

また、変速ソレノイドが異常であると判定された場合には、変速が正常に進行できないため、ベルト挟圧ソレノイドが異常であるか否かを精度よく判定することができない。そのため、変速ソレノイドが異常でないと判定されると、ベルト挟圧ソレノイドが異常であるか否かを判定することにより、ベルト挟圧ソレノイドが異常であるか否かを精度よく判定することができる。

さらに、重複しない変速比の領域で、変速ソレノイドの異常判定とベルト挟圧ソレノイドの異常判定とを異なる時間領域で実施することにより、変速ソレノイドおよびベルト挟圧ソレノイドが異常であるか否かを精度よく判定することができる。

本実施の形態においては、変速比についての重複しない２つの領域で変速ソレノイドの異常判定とベルト挟圧ソレノイドの異常判定とを異なる時間領域で実施することにより、変速ソレノイドおよびベルト挟圧ソレノイドのいずれかが故障であるか否かを判定するとして説明したが、本発明は、特にこれらのソレノイドに限定して適用されるものではない。たとえば、異なる２つのプーリのアクチュエータのそれぞれに油圧を供給する２以上のソレノイドに本発明を適用するようにしてもよい。

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。

本実施の形態に係る無段変速機の制御ブロック図である。 変速比に対するプライマリ圧の推定値とセカンダリ圧の指示値とライン圧指示値との変化を示す図である。 本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置であるＥＣＵの機能ブロック図である。 本実施の形態に係る無段変速機の故障判定装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示す図である。 ベルト挟圧ソレノイド異常時のプライマリ圧とセカンダリ圧との変化を示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、２６０ オイルポンプ、２９０ 前後進切換え装置、３００ 無段変速機構、３５０ 入力Ｉ／Ｆ、４００ タービン回転数センサ、４１０ プライマリプーリ回転数センサ、４２０ セカンダリプーリ回転数センサ、４３０ エンジン回転数センサ、４４０ 車輪速センサ、４５０ 演算処理部、４５２，４５８ 目標変速比判定部、４５４ アップシフト判定部、４５６ 変速ソレノイド異常判定部、４６０ ベルト挟圧ソレノイド異常判定部、５００ プライマリプーリ、５５０ 記憶部、６００ セカンダリプーリ、６５０ 出力Ｉ／Ｆ、７００ ベルト、８００ デファレンシャルギヤ、１０００ ＥＣＵ、１１００ 油圧制御部、１１１０ 変速速度制御部、１１２０ ベルト挟圧力制御部、１１３０ ライン圧制御部、１１３２ ロックアップ係合圧制御部、１１４０ クラッチ圧力制御部、１１５０ マニュアルバルブ、１２００，１２１０ 変速制御用デューティソレノイド、１２２０ ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド、１２３０ ライン圧制御用リニアソレノイド、１２４０ ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド。

Claims (10)

1. 駆動側プーリと従動側プーリとにベルトが巻き掛けられて、前記プーリにおける前記ベルトの掛かり径を変化させることにより変速比を連続的に変化させる、車両に搭載された無段変速機の故障判定装置であって、前記プーリの溝幅は、調整弁により調整された油圧が供給されるアクチュエータにより変更され、前記調整弁は、前記駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を調整する第１の調整弁と、前記従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を調整する第２の調整弁とを含み、
   前記故障判定装置は、
   前記車両の走行状態に対応する物理量を検出するための検出手段と、
   変速比についての第１の領域における変速時に、目標変速比を基準とした、前記検出された走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいて前記第１の調整弁が異常であるか否かを判定するための第１の判定手段と、
   前記第１の領域よりも増速側の第２の領域における変速時に、目標変速比を基準とした、前記検出された走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいて前記第２の調整弁が異常であるか否かを判定するための第２の判定手段とを含み、
   前記第１の判定手段は、前記従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が前記駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧よりも高くなる領域で前記第１の調整弁が異常であるか否かを判定し、
   前記第２の判定手段は、前記従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が前記駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧よりも低くなる領域で前記第２の調整弁が異常であるか否かを判定し、
   前記第１の領域と前記第２の領域とは重複しない領域であって、前記第１の領域および前記第２の領域のそれぞれは、前記第２の調整弁の異常時に変速可能な領域である、無段変速機の故障判定装置。
2. 前記第２の判定手段は、前記第１の調整弁が異常でないと判定されると、前記第２の調整弁が異常であるか否かを判定するための手段を含む、請求項１に記載の無段変速機の故障判定装置。
3. 前記第１の判定手段は、前記検出された走行状態に基づいて前記目標変速比が実変速比よりも増速側に設定される場合に、前記第１の調整弁が異常であるか否かを判定するための手段を含む、請求項１または２に記載の無段変速機の故障判定装置。
4. 前記第１の判定手段は、
   前記検出された走行状態に基づく、前記実変速比と前記目標変速比との差に対応する物理量を演算するための手段と、
   前記演算された差が予め定められた値以下であるという状態が予め定められた時間が経過するまで継続しないと前記第１の調整弁が異常であることを判定するための手段とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の無段変速機の故障判定装置。
5. 前記第２の判定手段は、前記目標変速比と最増速側の変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下である場合であって、前記目標変速比と前記実変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下でないと、前記第２の調整弁が異常であることを判定するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の無段変速機の故障判定装置。
6. 駆動側プーリと従動側プーリとにベルトが巻き掛けられて、前記プーリにおける前記ベルトの掛かり径を変化させることにより変速比を連続的に変化させる、車両に搭載された無段変速機の故障判定方法であって、前記プーリの溝幅は、調整弁により調整された油圧が供給されるアクチュエータにより変更され、前記調整弁は、前記駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を調整する第１の調整弁と、前記従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧を調整する第２の調整弁とを含み、
   前記故障判定方法は、
   前記車両の走行状態に対応する物理量を検出する検出ステップと、
   変速比についての第１の領域における変速時に、目標変速比を基準とした、前記検出された走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいて前記第１の調整弁が異常であるか否かを判定する第１の判定ステップと、
   前記第１の領域よりも増速側の第２の領域における変速時に、目標変速比を基準とした、前記検出された走行状態に基づいて算出された実変速比の変化の度合に基づいて前記第２の調整弁が異常であるか否かを判定する第２の判定ステップとを含み、
   前記第１の判定ステップは、前記従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が前記駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧よりも高くなる領域で前記第１の調整弁が異常であるか否かを判定し、
   前記第２の判定ステップは、前記従動側プーリのアクチュエータに供給される油圧が前記駆動側プーリのアクチュエータに供給される油圧よりも低くなる領域で前記第２の調整弁が異常であるか否かを判定し、
   前記第１の領域と前記第２の領域とは重複しない領域であって、前記第１の領域および前記第２の領域のそれぞれは、前記第２の調整弁の異常時に変速可能な領域である、無段変速機の故障判定方法。
7. 前記第２の判定ステップは、前記第１の調整弁が異常でないと判定されると、前記第２の調整弁が異常であるか否かを判定するステップを含む、請求項６に記載の無段変速機の故障判定方法。
8. 前記第１の判定ステップは、前記検出された走行状態に基づいて前記目標変速比が実変速比よりも増速側に設定される場合に、前記第１の調整弁が異常であるか否かを判定するステップを含む、請求項６または７に記載の無段変速機の故障判定方法。
9. 前記第１の判定ステップは、
   前記検出された走行状態に基づく、前記実変速比と前記目標変速比との差に対応する物理量を演算するステップと、
   前記演算された差が予め定められた値以下であるという状態が予め定められた時間が経過するまで継続しないと前記第１の調整弁が異常であることを判定するステップとを含む、請求項６〜８のいずれかに記載の無段変速機の故障判定方法。
10. 前記第２の判定ステップは、前記目標変速比と最増速側の変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下である場合であって、前記目標変速比と前記実変速比との差に対応する物理量が予め定められた値以下でないと、前記第２の調整弁が異常であることを判定するステップを含む、請求項６〜９のいずれかに記載の無段変速機の故障判定方法。

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