JPWO2016152329A1 - 車両用自動変速機のフェール判定装置及び車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

車両用自動変速機のフェール判定装置及び車両用自動変速機の制御装置 Download PDF

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Abstract

ソレノイドバルブ(32S,33S)へ供給される電流値をモニタするモニタ部(121)と、モニタ電流値がソレノイドバルブ(32S,33S)への指示電流値と異なることからソレノイドバルブ(32S,33S)の電気異常発生を検知する電気異常検知部(124)と、電気異常の検知後、選択した変速段と変速機構(30)の状態とから、ソレノイドバルブの天絡異常又は断線異常を判定する第1異常判定部(125A)と、電気異常の検知後、ソレノイドバルブをオフしたときのモニタ電流値から、ソレノイドバルブの天絡異常又は断線異常を判定する第2異常判定部(125A)と、を有する。

Description

本発明は、車両用自動変速機のフェール判定装置及びそれを備えた車両用自動変速機の制御装置に関するものである。
車両用自動変速機では、シフトバルブには通常ソレノイドバルブが適用され、ソレノイドを操作してシフトバルブを切り換え作動させることにより摩擦係合要素を係合又は解放して変速段を切り替える。このような自動変速機において、シフトバルブに何らかのフェールが発生すると選択変速段が達成されない。そこで、このようなフェールの発生を検知したら、フェール影響を極力抑えるための制御(フェールセーフ制御)を行なうことになる。ただし、適切なフェールセーフ制御を行なうには、フェールの原因をつきとめる必要がある。
特許文献1には、選択変速段と検知された実ギヤ比とからギヤ比ずれを検知し、さらに、ギヤ比ずれの原因と推定されるフェールしたシフトバルブを推定できた場合に、推定したシフトバルブの作動を制御するソレノイドを所定時間だけ強制的にオフし、その原因がソレノイドのフェールであるか否かを確認する技術が開示されている。ソレノイドのフェールを確認できたら、それに応じたフェールセーフ制御を行うことができる。
特開2003−97692号公報
しかしながら、特許文献1の技術では、ギヤ比ずれを検知したら、その原因となるシフトバルブのフェールの原因がソレノイドのフェールであるか否かを確認する構成なので、ギヤ比ずれを検知することが必須であり、例えば車両の停止時などギヤ比ずれを検知できない状況では、フェール自体を検知することができない。
また、シフトバルブのフェールを検知した場合に、その原因がソレノイドのフェールであるか否かまでは確認するが、ソレノイドのどのような種類のフェールであるかまでは確認していない。ソレノイドのフェールには、例えばソレノイドへの電力供給線が、地絡(地面への短絡)している、又は、天絡(電源への短絡)している、又は、断線している、といったフェールがある。これらを確認できれば、適切なフェールセーフ制御を行なうことができる。
本発明は、上述の課題を解決するために創案されたもので、例えばギヤ比ずれを検知できない状況においてもシフトバルブのソレノイドのフェールを検知することができ、更に、ソレノイドのフェールの種類まで特定することができるようにした、車両用自動変速機のフェール判定装置及びそれを備えた車両用自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために、本発明の車両用自動変速機のフェール判定装置は、選択した変速段に応じて係合される摩擦係合要素を有する変速機構と、前記摩擦係合要素の係合状態を制御するソレノイドバルブと、を有する車両用自動変速機のフェール判定装置であって、前記ソレノイドバルブへ供給される電流値をモニタするモニタ手段と、前記モニタ手段によるモニタ電流値が前記ソレノイドバルブへの指示電流値と異なることから前記ソレノイドバルブに電気異常が発生したことを検知可能な電気異常検知手段と、前記電気異常の検知後に、選択した変速段と前記変速機構の状態とから(例えば、ギヤ比ずれから)、前記ソレノイドバルブの天絡異常又は断線異常を判定可能な第1異常判定手段と、前記電気異常の検知後に、前記ソレノイドバルブをオフしたときの前記モニタ電流値から、前記ソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能な第2異常判定手段と、を有し、前記第1異常判定手段及び前記第2異常判定手段の何れかで天絡異常又は断線異常を判定したら、その判定結果を出力することを特徴としている。
(2)前記第2異常判定手段は、前記電気異常の検知時点から前記第1異常判定手段による判定に要する所定時間(確認時間)経過後に前記ソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常の判定処理を開始することが好ましい。
(3)前記第1異常判定手段は、前記変速機構に指示した変速段によるギヤ比と実ギヤ比とが異なるギヤ比ずれの発生から、前記複数のソレノイドバルブうちの1つのソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能であることが好ましい。
(4)前記ソレノイドバルブを複数有し、前記第1異常判定手段は、走行レンジが選択されているとき、停車中に前記変速機構がニュートラルになると、前記複数のソレノイドバルブのうちの1つのソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能であり、前記第1異常判定手段は、走行レンジが選択されているとき、停車中に前記変速機構がインターロックすると、前記複数のソレノイドバルブのうちの他の1つのソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能であることが好ましい。
(5)前記電気異常を検知した際に、前記モニタ電流値が所定電流値以上であれば前記ソレノイドバルブが地絡異常であると判定し、前記モニタ電流値が所定電流値未満であれば前記ソレノイドバルブが前記天絡異常及び前記断線異常の何れかであると判定する地絡異常判定手段を有し、前記第1異常判定手段及び前記第2異常判定手段は、前記地絡異常判定手段により前記天絡異常及び前記断線異常の何れかであると判定されたら、前記天絡異常又は前記断線異常を判定することが好ましい。
(6)本発明の車両用自動変速機の制御装置は、選択した変速段に応じて係合される摩擦係合要素を有する変速機構と、前記摩擦係合要素の係合状態を制御するソレノイドバルブと、を有する車両用自動変速機の制御装置であって、前記のフェール判定装置と、前記フェール判定装置による判定結果に応じて前記ソレノイドバルブにかかるフェールセーフ制御を行なう制御手段と、を備えていることを特徴としている。
本発明によれば、電気異常の検知後に、第1異常判定手段及び第2異常判定手段による異常判定を並列して行う。第1異常判定手段は選択した変速段と変速機構の状態とから(例えば、ギヤ比ずれが生じたことから)判定を行なうため、選択した変速段と変速機構の状態とによっては(例えば、ギヤ比ずれが生じないと)判定することができないが、電気的に異常を判定する第2異常判定手段は変速機構の状態(例えば、ギヤ比ずれの有無)に関係なく判定を行う。このため、判定の機会が増大する。
また、第1異常判定手段の判定完了は、第2異常判定手段の判定完了よりも速い場合があるので、何れか早い方のフェール判定結果を出力することにより、フェール判定結果に基づくフェールセーフ制御を速やかに開始することができる。
このように、2つの異常判定手段を併用することにより、互いの異常判定手段のメリットにより、互いのデメリットを補完しあうことができる。
本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機及びそのフェール判定装置を含む制御装置を搭載した車両の駆動系を示す構成図である。 本発明の一実施形態にかかるフェール判定装置の第2異常判定手段を示す構成図であり、(a)は正常時を示し、(a)は断線時を示し、(a)は、天絡時を示す。 本発明の一実施形態にかかるフェール判定装置による判定処理を説明する論理回路図である。 本発明の一実施形態にかかるフェール判定装置による判定処理を説明するタイムチャートであり、(a)〜(g)はそれぞれソレノイドの状態、各種フラグ、判定状態を示す。 本発明の一実施形態にかかるフェール判定装置による判定処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかるフェール判定装置による判定処理を説明するフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本実施形態では、ソレノイドバルブの操作により係合,解放する摩擦係合要素を有する自動変速機として、ベルト式無段変速機構(単に、CVTともいう)の出力側に装備された有段副変速機構を例に挙げて説明する。なお、回転速度に関しては回転数(即ち、単位時間当たり回転数)と表現する。
〔1.車両の駆動系の構成〕
図1は本実施形態にかかる車両用自動変速機及びそのフェール判定装置を含む制御装置を搭載した車両の駆動系を示す構成図である。
図1に示すように、この車両は動力源としてエンジン1を備えている。エンジン1の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ2,ギヤ列(ドライブカウンタギヤ,ドリブンカウンタギヤ)3,無段変速機(以下、単に変速機ともいう)4,終減速装置5,差動機構6を介して図示しない駆動輪へと伝達される。終減速装置5には駐車時に変速機4の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構8が設けられている。
また、この車両には、エンジン1の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ10と、オイルポンプ10からの油圧を調圧して変速機4の各部位に供給するコントロールバルブユニット(C/V,油圧制御回路)11と、コントロールバルブユニット11を制御する自動変速機コントロールユニット(ATCU)12とが設けられている。
各構成について説明すると、変速機4は、ベルト式無段変速機構(単に、CVTともいう)20と、副変速機構30とが、エンジン1から駆動輪(図示略)に至るまでの動力伝達経路において直列に設けられている。
CVT20は、プライマリプーリ21と、セカンダリプーリ22と、これらのプーリ21,22の間に掛け回されるVベルト23とを備える。
プーリ21,22は、それぞれ固定シーブと、この固定シーブに対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定シーブとの間にV溝を形成する可動シーブと、この可動シーブの背面に設けられて可動シーブを軸方向に変位させる油圧シリンダ21a,22aとを備える。
油圧シリンダ21a,22aに供給される油圧を調整すると、V溝の幅が変化してVベルト23と各プーリ21,22との接触半径が変化し、CVT20の変速比Ratioが無段階に変化する。
このため、コントロールバルブユニット11には、プライマリプーリ21の油圧シリンダ21a及びセカンダリプーリ22の油圧シリンダ22aに油圧を供給するために、プライマリバルブ21V及びセカンダリバルブ22Vが備えられる。
プライマリバルブ21V及びセカンダリバルブ22Vは、何れもソレノイドバルブであり、プライマリバルブ21Vはプライマリソレノイド(Pri SOL)21Sにより駆動され、セカンダリバルブ22Vはセカンダリソレノイド(Sec SOL)22Sにより駆動される。
副変速機構30は、前進2段・後進1段の変速機構であり、2つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニヨ型遊星歯車機構31と、ラビニヨ型遊星歯車機構31を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素〔ローブレーキ(L/B)32,ハイクラッチ(H/C)33,リバースブレーキ(R/B)34〕とを備える。
副変速機構30では、これらのローブレーキ(L/B)32,ハイクラッチ(H/C)33,リバースブレーキ(R/B)34を、下記の表1に示す係合(○印)及び解放(×印)の組み合わせで、前進の第1速(ロー),第2速(ハイ)及び後退(リバース)の各変速段、並びに中立(ニュートラル)を選択することができる。
Figure 2016152329
つまり、ローブレーキ(L/B)32,ハイクラッチ(H/C)33,リバースブレーキ(R/B)34を全て解放すると、副変速機構30は動力伝達を行わない中立状態となり、この状態でローブレーキ(L/B)32を係合すると、副変速機構30は前進第1速選択(減速)状態となり、ハイクラッチ(H/C)33を係合すると、副変速機構30は前進第2速選択(直結)状態となり、リバースブレーキ(R/B)34を係合すると、副変速機構30は後退選択(逆転)状態となる。
コントロールバルブユニット11には、ローブレーキ32に係合用の油圧を供給するためのセレクトバルブとして、ローブレーキバルブ32Vが備えられ、ハイクラッチ33及びリバースブレーキ34に係合用の油圧を供給するためのセレクトバルブとして、ハイクラッチ・リバースブレーキバルブ33Vが備えられる。
ローブレーキバルブ32V及びハイクラッチ・リバースブレーキバルブ33Vは、何れもソレノイドバルブであり、ローブレーキバルブ32Vはローブレーキソレノイド(L/B SOL)32Sにより駆動され、ハイクラッチ・リバースブレーキバルブ33Vはハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド(H/C&R/B SOL)33Sにより駆動される。
また、コントロールバルブユニット11には、トルクコンバータ2のロックアップクラッチ2LCに係合用の油圧を供給するためのロックアップバルブ2Vが備えられ、このロックアップバルブ2Vもソレノイドバルブであって、ロックアップソレノイド(L/U SOL)2Sにより駆動される。
ATCU12は、図示しないが、CPUと、RAM・ROMからなる記憶装置と、入力インターフェースと、出力インターフェースと、これらを相互に接続するバス等から構成される。
入力インターフェースには、特に、コントロールバルブユニット11にかかる出力信号として、プライマリプーリ21の回転数(プライマリ回転数Npri)を検出するプライマリ回転数センサ41、セカンダリプーリ22の回転数(セカンダリ回転数Nsec)を検出するセカンダリ回転数センサ42、差動機構6に入力され駆動輪に出力される回転数〔出力回転数、車両の走行速度(車速Vsp)に対応する〕を検出する出力回転センサ(車速センサ)43の各速度センサからの出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ47の出力信号、油温センサ48,ライン圧センサ51,プライマリ圧センサ52,セカンダリ圧センサ53,ハイクラッチ圧センサ54,ローブレーキ圧センサ55,リバースブレーキ圧センサ56の各油圧センサからの出力信号や、エンジンコントロールユニット(ECU)9からのエンジン情報などが入力される。
記憶装置には、変速機4の変速制御プログラム、及びこの変速制御プログラムで用いる変速マップ(図示略)が格納されている。CPUは、記憶装置に格納されている変速制御プログラムを読み出して実行し、入力インターフェースを介して入力される各種信号に対して各種演算処理を施して変速制御信号を生成し、生成した変速制御信号を、出力インターフェースを介してコントロールバルブユニット11に出力する。CPUが演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置に適宜格納される。
コントロールバルブユニット11は複数の流路及び前記ソレノイドバルブ21S,22S,32S,33S,11Sなどの複数の油圧制御弁で構成される。このコントロールバルブユニット11は、ATCU12からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにオイルポンプ10で発生した油圧から必要な油圧を調整し、これを変速機4の各部位に供給する。これにより、CVT20の変速比Ratio、副変速機構30の変速段が変更され、変速機4の変速が行われる。
副変速機構30に着目すれば、ローブレーキソレノイド32Sは、ATCU12が第1速選択指令を発しているときに、ライン圧PLをローブレーキ圧としてローブレーキ32に油圧を供給し、ローブレーキ32を係合することで、第1速選択指令を実現する。
また、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sは、ATCU12が第2速選択指令又は後退選択指令を発しているとき、ライン圧PLを、セレクトレバー44の操作でマニュアルシャフト45を介して切り替えられるマニュアル弁46を介してスイッチバルブ35に供給する。
第2速選択指令時は、マニュアル弁46が前進走行レンジに位置してスイッチバルブ35をハイクラッチへの供給に切り替え、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sの作動によるハイクラッチ・リバースブレーキバルブ33Vからハイクラッチ圧をハイクラッチ33に向け供給し、ハイクラッチ33を係合することで第2速選択指令を実現する。
後退選択指令時は、マニュアル弁46が後退走行レンジに位置してスイッチバルブ35をリバースブレーキへの供給に切り替えハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sの作動によるハイクラッチ・リバースブレーキバルブ33Vからリバースブレーキ圧をリバースブレーキ34に向け供給し、リバースブレーキ34を係合することで後退選択指令を実現する。
〔自動変速機(無段変速機)のフェール判定装置及び制御装置〕
ここで、本実施形態にかかる自動変速機(無段変速機)のフェール判定装置及びこれを備えた制御装置を説明する。
本実施形態のフェール判定装置は、副変速機構30のソレノイドバルブ32S,33Sの電流状態をモニタするモニタ部(モニタ手段)121と、モニタ部121の情報からソレノイドバルブ32S,33Sの電気異常を検知する電気異常検知部(電気異常検知手段)122と、電気異常検知部122により電気異常が検知されたソレノイドバルブ32S又は33Sの電気異常が地絡(地面への短絡),天絡(電源への短絡),断線の何れであるかを判定する判定部(判定手段)123とを有している。
ここでは、これらのモニタ部121,電気異常検知部122,判定部123は、ATCU12内に装備されたハードウェア及びソフトウェア及びATCU12に付設されたハードウェアによって構成されるが、ATCU12とは別の専用のハードウェア及びソフトウェアによって構成されてもよい。
図2(a)に示すように、ATCU12内には、ソレノイドバルブ32S又は33S等に電力を供給するソレノイドドライバ(SOLドライバ)12Dが各ソレノイドバルブ毎に装備され、各ソレノイドバルブとATCU12との間には、モニタ電流線121Aが接続される。また、ATCU12内には、ソレノイドドライバ12Dの作動を確認する電圧モニタ回路121Bがソレノイドドライバ12D毎に装備される。
モニタ部121は、モニタ電流線121Aを通じて送られる電流情報から、副変速機構30の各変速段(第1速,第2速)の各ソレノイドバルブ32S,33Sへ供給されている電流値を常時モニタする。
電気異常検知部122は、モニタ部121でモニタされたモニタ電流値と、対応するソレノイドバルブ32S,33Sへの指示電流値とを比較して、これらの電流値の間に一定以上の差異があればそのソレノイドバルブ32S,33Sに電気異常が発生したものとする。
判定部123には、電気異常を検知したソレノイドバルブ32S又は33Sが地絡異常であるか否かを判定する地絡判定部(地絡判定手段)124と、地絡判定部124により地絡異常ではない〔この場合、天絡異常(電源への短絡),断線異常の何れである〕と判定された場合に、そのソレノイドバルブ32S又は33Sが天絡異常であるか断線異常であるかを判定する天絡断線判定部(天絡断線判定手段)125と、が備えられる。
ただし、本フェール判定装置では、天絡断線判定部125として、第1異常判定部(第1異常判定手段)125Aと、第2異常判定部(第2異常判定手段)125Bとの2つが備えられ、これらの第1異常判定部125Aと第2異常判定部125Bとが並列的に判定処理を実施し、これらの異常判定部125A,125Bの何れかで判定が完了したら出力部126から判定情報を出力する。
地絡判定部124は、電気異常検知部122で電気異常を検知した際のモニタ電流値が、判定基準値以上であれば、過電流が流れているものとして電気異常を検知したソレノイドバルブ32S又は33Sは地絡異常であると判定し、モニタ電流値が判定基準値未満であれば、電気異常を検知したソレノイドバルブ32S又は33Sは天絡異常と断線異常との何れかであると判定する。
天絡断線判定部125は、地絡判定部124で、電気異常を検知したソレノイドバルブ32S又は33Sが天絡異常と断線異常との何れかであると判定された場合に、判定を実施する。
第1異常判定部125Aは、電気異常検知部122による電気異常の検知後に、即ち、地絡判定部124で電気異常を検知したソレノイドバルブ32S又は33Sは天絡異常と断線異常との何れかであると判定された後に、選択された変速段と副変速機構30の状態に基づいて、天絡異常であるか断線異常であるかを判定する。この副変速機構30の状態としては、ニュートラル状態,インターロック状態がある。
なお、ギヤ比は、「ギヤ比=入力回転/出力回転」に基づき算出する。そして、第1速または第2速の変速段が指示されているときに、ニュートラル状態またはインターロック状態になると、ギヤ比ずれが生じることになる。また、本実施の形態では、ギヤ比(入出力回転数の比)の演算結果に基づき、ギヤ比ずれを判定しているが、実際の入出力回転数の差の演算結果に基づき、ギヤ比ずれを判定しても良い。
つまり、ニュートラル状態では、副変速機構30の実変速比(実ギヤ比)は不定の状態となるため、指示した変速段(ここでは、第1速又は第2速)の変速比(指示ギヤ比)との間にギヤ比ずれが生じることになる。
また、ここで言う「インターロック状態」とは、変速機構の複数の摩擦係合要素(本実施形態では、ローブレーキ32及びハイクラッチ33)が同時に係合した状態であり、この係合には完全係合とスリップ係合とがある。
走行中のインターロック状態はで、複数の摩擦係合要素(ローブレーキ32及びハイクラッチ33)が何れもスリップ係合することになるため、スリップ係合した各摩擦係合要素(ローブレーキ32及びハイクラッチ33)で達成される変速比の中間的な変速不意状態となるため、ギヤ比ずれが生じることになる。
第1異常判定部125Aでは、車両が走行中であるか停止中であるか、及び、電気異常を検知したのがローブレーキソレノイド32Sであるかハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sであるかに応じて、ニュートラル状態,インターロック状態を判定し、天絡異常であるか断線異常であるかを判定する。
なお、ここでは、ローブレーキバルブ32Vは、ローブレーキソレノイド32Sに通電しなければ閉鎖(油圧供給停止)し、ローブレーキソレノイド32Sに通電すれば通電量に応じて開度増加(油圧供給)するノーマルクローズ弁である。
また、ここでは、ハイクラッチ・リバースバルブ33Vは、ハイクラッチ・リバースソレノイド33Sに通電しなければ開放(油圧供給)し、ハイクラッチ・リバースソレノイド33Sに通電すれば通電量に応じて開度減少して閉鎖(油圧供給停止)するノーマルオープン弁である。
したがって、ローブレーキソレノイド32Sが断線異常であれば、ローブレーキバルブ32Vは常時閉鎖(油圧供給停止)状態となり、ローブレーキ32は係合し得なくなって、第2速を指示すればこれを達成できるが、第1速段を指示した場合はこれを達成できずに、走行中であっても停車中であっても、副変速機構30はニュートラル状態となる。
また、ローブレーキソレノイド32Sが天絡異常であれば、ローブレーキバルブ32Vは常時開放(油圧供給)状態となり、ローブレーキ32は常時係合し、第1速を指示すればこれを達成できるが、第2速段を指示した場合はこれを達成できずに、インターロック状態となりギヤ比がずれる。
一方、ハイクラッチ・リバースソレノイド33Sが断線異常であれば、ハイクラッチ・リバースバルブ33Vは常時開放(油圧供給)状態となり、ハイクラッチ33は常時係合し、第2速を指示すればこれを達成できるが、第1速段を指示してもこれを達成できずに、走行中には、ローブレーキ32またはハイクラッチ33の少なくとも一方がスリップ係合状態となって、副変速機構30は、指示したギヤ比(第1速段によるギヤ比)と実ギヤ比とが異なるギヤ比ずれ状態となり、停車中にはインターロック状態となる。
また、ハイクラッチ・リバースソレノイド33Sが天絡異常であれば、ハイクラッチ・リバースバルブ33Vは常時閉鎖(油圧供給停止)状態となり、ハイクラッチ33は係合し得なくなり、第1速を指示すればこれを達成できるが、第2速段を指示した場合はこれを達成できずに、副変速機構30はニュートラル状態となり、ギヤ比がずれる。
このように、ローブレーキソレノイド32Sの異常である場合には、第1異常判定部125Aは、第1速を指示しているが副変速機構30がニュートラル状態であれば、ローブレーキソレノイド32Sは断線異常であると判定し、第2速を指示しているが副変速機構30がインターロック状態であれば、ローブレーキソレノイド32Sは天絡異常であると判定する。
また、ハイクラッチ・リバースソレノイド33Sの異常である場合には、第1異常判定部125Aは、第2速を指示しているが副変速機構30がニュートラル状態であれば、ハイクラッチ・リバースソレノイド33Sは天絡異常であると判定し、第1速を指示しているが、副変速機構30がインターロック状態であれば、ハイクラッチ・リバースソレノイド33Sは断線異常であると判定する。
なお、走行中のギヤ比ずれの判定は、ギヤ比ずれ判定部127により行われる。このギヤ比判定127では、副変速機構30の入出力回転情報(セカンダリ回転数センサ42及び出力回転センサ43の検出情報)から実変速比を求めて、指示変速段の変速比と比較することにより判定することにより、副変速機構30がニュートラル状態であるか、インターロック状態であるかを判定する。
また、ローブレーキ32とハイクラッチ33とが双方とも解放状態になると、副変速機構30はニュートラル状態となり、このニュートラル状態の停車中の判定は、ニュートラル判定部128により行われる。このニュートラル判定部128では、第1速を指示する停車中であれば、油圧情報(ローブレーキ圧センサ55の検出情報)から、油圧が極めて低い閾値以下であることから判定する。
また、ローブレーキ32とハイクラッチ33とが双方とも係合状態になると、副変速機構30はインターロック状態となり、このインターロック状態の停車中での判定は、インターロック判定部129により行われる。このインターロック判定部129では、第1速を指示する停車中に、油圧情報(ローブレーキ圧センサ55の検出情報)から、油圧が極めて高い閾値以上であることから判定する。
一方、第2異常判定部125Bは、電気異常検知部122による電気異常の検知後(即ち、電気異常を検知したソレノイドS32S又は33S(以下、単に「S」とも記す)は天絡異常と断線異常との何れかであるとの判定後)、ソレノイドSをオフ指示し、このときのモニタ電流値から、ソレノイドバルブSが天絡異常であるか断線異常であるかを判定する。
つまり、図2(a)に示すように、電圧モニタ回路121BによってソレノイドSをオフしたことを確認し、このソレノイドSのオフ時に、モニタ電流線121Aを通じてモニタ部121でモニタされるソレノイドSのモニタ電流値を得て、電流が流れているか否かによって天絡異常か断線異常かを判定する。
図2(b)に示すように、ソレノイドSへの電力供給線が断線していれば、ソレノイドSには電流は常時流れないので、ソレノイドSにオフ指示しても当然電流は流れない。
これに対して、図2(c)に示すように、ソレノイドSへの電力供給線が天絡していれば、ソレノイドSには電流は常時流れるので、ソレノイドSをオフ指示しても当然電流は流れる。
そこで、第2異常判定部125Bは、ソレノイドSをオフ指示したとき、モニタ電流値が断線閾値(0に近い値)以下であれば断線異常と判定し、モニタ電流値が天絡閾値(一定電流以上の電流値)以上であれば天絡異常と判定する。
ただし、第2異常判定部125Bでは、電気異常の検知時点から所定時間(確認時間)経過後に、ソレノイドSをオフ指示し、更にこのオフ指示から所定のディレー時間の経過後のモニタ電流値から、ソレノイドバルブSが天絡異常であるか断線異常であるかを判定する。
この確認時間に関する所定時間とは、第1異常判定部125Aによる判定処理に要する時間であり、この第1異常判定部125Aによる判定処理時間はATCU12内での処理速度として予め把握できるので、所定時間は予め設定される。なお、所定のディレー時間は、ソレノイドSのオフ指示後に過渡状態を経てモニタ電流値が安定するまでの待ち時間であり、予め設定される。
これは、第2異常判定部125Bの判定処理はソレノイドSのオフ指示を伴うが、ソレノイドSをオフにすると第1異常判定部125Aの判定処理を実施できなくなるため、第2異常判定部125Bの判定処理が第1異常判定部125Aの判定処理を妨げないように第1異常判定部125Aによる判定完了を待つためである。
第2異常判定部125Bによる判定処理は第1異常判定部125Aによる判定処理よりも時間がかかる場合が多く、ここでは、第2異常判定部125Bによる判定処理を、第1異常判定部125Aでは判定ができない場合のためのものと位置付けている。
また、ATCU12内には、フェール判定装置による判定結果に応じてソレノイドバルブにかかるフェールセーフ制御を行なうフェールセーフ制御部(制御手段)130が備えられている。
このフェールセーフ制御部130では、ローブレーキソレノイド32S又はハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sが天絡故障或いは断線故障をしたら、インターロックを回避し、ニュートラルを回避する。
例えば、ソレノイドSの天絡故障或いは断線故障により、ローブレーキバルブ32V又はハイクラッチバルブ33Vが開放状態から変更できなくなれば、正常なバルブの変速段を使用するようにしてニュートラルを回避し、ローブレーキバルブ32V又はハイクラッチバルブ33Vが係合状態から変更できなくなれば、この故障したバルブの変速段を使用するようにしてインターロックを回避する。
したがって、本フェール判定装置は、図3の論理回路図に示すように、第1異常判定部125Aによる機能故障診断によって、ソレノイドSの電気異常が天絡異常であるか断線異常であるかの判定処理を行なって、この判定処理の終了タイミングでソレノイドSをオフ指令し、第2異常判定部125Bによる電流判定(電圧監視を伴う)によって、ソレノイドSの電気異常が天絡異常であるか断線異常であるかの判定処理を行なう。
第1異常判定部125Aでは、必ずしも天絡異常であるか断線異常であるかを判定できないが、判定できた場合には判定結果が出力部126に入力され、一方、第2異常判定部125Bでは、天絡異常であるか断線異常であるかを確実に判定でき、判定結果が出力部126に入力される。
出力部126は、何れかの判定結果が入力されたら、この判定結果に基づいて天絡異常であるか断線異常であるかを確定し、フェールセーフ制御部130に出力する。
第1異常判定部125Aの判定結果の方が先に出力部126に入力されれば、フェールセーフ制御部130は第2異常判定部125Bを待たずに速やかにフェールセーフ制御を開始でき、第1異常判定部125Aの判定結果が得られなければ、第2異常判定部125Bの判定結果が出力部126に入力され、フェールセーフ制御部130は確実にフェールセーフ制御を開始できる。
〔作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかる自動変速機(無段変速機)のフェール判定装置は、上述のように構成されているので、例えば、図5,図6のフローチャートに示すようにフェール判定処理を行なうことができる。なお、図5,図6のフローチャートは、判定確定まで、所定の制御周期で繰り返される。
ローブレーキソレノイド(L/B SOL)32Sのフェール判定については、図5に示すように、まず、電気異常検知部121によってローブレーキソレノイド32Sに電気異常の発生が検知されたか否かを判定し(ステップS10)、異常がなければリターンする。
ローブレーキソレノイド32Sに電気異常が発生したら、地絡判定部122によってこの電気異常が地絡異常であるか否かを判定し(ステップS20)、地絡異常であると判定されたら、地絡異常と確定し(ステップS30)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS70)で、地絡異常に確定したと判定して、制御を終了する。
一方、地絡判定部122によって電気異常が地絡異常でないと判定されたら、電気異常は天絡異常と断線異常との何れかであるので、ステップS40に進んで第1異常判定部125Aによる機能故障診断による判定を実施すると共に、これと並列的に、ステップS60に進んで第2異常判定部125Bによる電流判定(電圧監視を伴う)による判定を実施する。
第1異常判定部125Aによる判定は、まず、車両が走行中であるか否かを判定し(ステップS40)、車両が走行中であれば、第1速が指示されていることを前提条件に、ギヤ比ずれ判定部127により、確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態であるか否かを判定する(ステップS42)。なお、確認時間は、電気異常の検知時点からカウントを開始し、確認時間が所定時間経過したと判定されたらカウントを終了し0にリセットされる。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態であれば、ローブレーキソレノイド32Sの電気異常は断線異常であると確定し(ステップS46)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS70)で、断線異常と確定したと判定して、制御を終了する。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態でなければ、第2速が指示されていることを前提条件に、ギヤ比ずれ判定部127により確認時間が経過し且つ副変速機構30がインターロック状態であるか否かを判定する(ステップS44)。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がインターロック状態であれば、ローブレーキソレノイド32Sの電気異常は天絡異常であると確定し(ステップS48)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS70)で、天絡異常と確定したと判定して、制御を終了する。
車両が走行中でなければ、車輛は停車中であり、副変速機構30は第1速が指示されており、ニュートラル判定部128により、確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態であるか否かを判定する(ステップS50)。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態であれば、ローブレーキソレノイド32Sの電気異常は断線異常であると確定し(ステップS52)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS70)で、断線異常と確定したと判定して、制御を終了する。
第2異常判定部125Bによる判定は、まず、確認時間が経過したか否か、即ち、電気異常発生の検知(ステップS10)及び電気異常が地絡異常でない(電気異常は天絡異常と断線異常との何れかである)の判定が(ステップS20)実施された制御周期から、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS60)。
確認時間が経過したら、電源オフ、即ち、ローブレーキソレノイド32Sへの電力供給を遮断し、ディレー時間をカウントし(ステップS62)、これにより、所定のディレー時間の経過が判定された上で(ステップS63)、ローブレーキソレノイド32Sに電流が流れているか否かによって、天絡異常か否か、つまり、天絡異常か断線かを判定する(ステップS64)。なお、ディレー時間は、カウント開始後に、所定のディレー時間の経過が判定されたらカウントを終了し0にリセットされる。
この結果、モニタ部121で電流が検出されれば、ローブレーキソレノイド32Sの電気異常は天絡異常であると確定し(ステップS66)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS70)で、天絡異常と確定したと判定して、制御を終了する。
また、モニタ部121で電流が検出されなければ、ローブレーキソレノイド32Sの電気異常は断線異常であると確定し(ステップS68)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS70)で、断線異常と確定したと判定して、制御を終了する。
ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド(H/C&R/B SOL)33Sのフェール判定については、図6に示すように、まず、電気異常検知部121によってハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sに電気異常の発生が検知されたか否かを判定し(ステップS110)、異常がなければリターンする。
ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sに電気異常が発生したら、地絡判定部122によってこの電気異常が地絡異常であるか否かを判定し(ステップS120)、地絡異常であると判定されたら、地絡異常と確定し(ステップS130)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS170)で、地絡異常に確定したと判定して、制御を終了する。
一方、地絡判定部122によって電気異常が地絡異常でないと判定されたら、電気異常は天絡異常と断線異常との何れかであるので、ステップS140に進んで第1異常判定部125Aによる機能故障診断による判定を実施すると共に、これと並列的に、ステップS160に進んで第2異常判定部125Bによる電流判定(電圧監視を伴う)による判定を実施する。
第1異常判定部125Aによる判定は、まず、車両が走行中であるか否かを判定し(ステップS140)、車両が走行中であれば、第2速が指示されていることを前提条件に、ギヤ比ずれ判定部127により、確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態であるか否かを判定する(ステップS242)。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態であれば、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sの電気異常は天絡異常であると確定し(ステップS146)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS170)で、天絡異常と確定したと判定して、制御を終了する。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がニュートラル状態でなければ、第1速が指示されていることを前提条件に、ギヤ比ずれ判定部127により確認時間が経過し且つ副変速機構30がインターロック状態であるか否かを判定する(ステップS144)。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がインターロック状態であれば、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sの電気異常は断線異常であると確定し(ステップS148)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS170)で、断線異常と確定したと判定して、制御を終了する。
車両が走行中でなければ、車輛は停車中であり、副変速機構30は第1速が指示されており、インターロック判定部129により確認時間が経過し且つ副変速機構30がインターロック状態であるか否かを判定する(ステップS150)。
確認時間が経過し且つ副変速機構30がインターロック状態であれば、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sの電気異常は断線異常であると確定し(ステップS152)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS170)で、断線異常と確定したと判定して、制御を終了する。
第2異常判定部125Bによる判定は、まず、確認時間が経過したか否か、即ち、電気異常発生の検知(ステップS110)及び電気異常が地絡異常でない(電気異常は天絡異常と断線異常との何れかである)の判定が(ステップS120)実施された制御周期から、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS160)。
確認時間が経過したら、電源オフ、即ち、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sへの電力供給を遮断し、ディレー時間をカウントし(ステップS162)、これにより、所定のディレー時間の経過が判定された上で(ステップS163)、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sに電流が流れているか否かによって、天絡異常か否か、つまり、天絡異常か断線かを判定する(ステップS164)。
この結果、モニタ部121で電流が検出されれば、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sの電気異常は天絡異常であると確定し(ステップS166)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS170)で、天絡異常と確定したと判定して、制御を終了する。
また、モニタ部121で電流が検出されなければ、ハイクラッチ・リバースブレーキソレノイド33Sの電気異常は断線異常であると確定し(ステップS168)、地絡,天絡,断線の確定判定(ステップS170)で、断線異常と確定したと判定して、制御を終了する。
次に、図4のタイムチャートを参照して、第1異常判定部125A及び第2異常判定部125Bによる判定処理を時系列的に説明する。
時刻tでソレノイドSがオン指令され〔図4(a)〕、時刻tでソレノイドSの電気異常が発生すると、判定処理時間T1を経た時刻tで、電気異常検知部122でソレノイドSの電気異常の発生が判定され、異常判定フラグがセットされ〔図4(b)〕、これと共に、地絡判定部124で電気異常が地絡異常であるか否かが判定される。
地絡判定部124で電気異常が地絡異常でない、即ち、電気異常が天絡異常又は断線異常であると判定されると、天絡異常又は断線異常確定フラグがセットされ〔図4(d)〕、第1異常判定部125Aにより天絡異常であるか断線異常であるかが判定される。
時刻tでソレノイドSの電気異常の発生が判定されてから確認時間が経過した時刻tで、第1異常判定部125Aにより天絡異常であるか断線異常であるかの判定が確定し、このタイミングで、ソレノイドSをオフ指示するフラグがセットされ〔図4(e)〕、ソレノイドSがオフ指令される〔図4(a)〕。
制御周期t3が経過した次周期の時刻tで、第1異常判定部125Aによる判定確定フラがセットされると共に、第2異常判定部125Bによる判定に用いる判定電流を設定する。つまり、断線異常を判定する断線閾値(MIN)及び天絡異常を判定する天絡閾値(MAX)を設定する。
時刻tでのソレノイドSのオフ指示後、所定のディレー時間(天絡・断線判定待ち時間)が経過した時刻tで、第2異常判定部125Bによる判定が確定する。
この場合、第1異常判定部125Aによる判定結果が時点tで得られるので、この時点からフェールセーフ処理を実施することができるが、第1異常判定部125Aによる判定結果が得られない場合にも、第2異常判定部125Bによる判定結果が時点tで得られるので、この時点からフェールセーフ処理を実施することができる。
以上のように、本フェール判定装置によれば、第1異常判定部125A及び第2異常判定部125Bによる異常判定を並列して行うので、第1異常判定部125Aの判定結果が速く得られれば、本制御装置によって、速やかにフェールセーフ処理を実施することができ、一方、第1異常判定部125Aによる判定結果が得られなくても、第2異常判定部125Bの判定結果は得られるので、フェールセーフ処理を確実に実施することができる。
つまり、第1異常判定部125Aによる異常判定は、特定の変速段における、副変速機構30のニュートラル状態やインターロック状態といった副変速機構30の特定状態に基づいて行うため、こうした特定状態が発生しなければ異常判定を行なえないが、特定状態が発生すれば比較的速やかに異常判定を行なえる。
本実施形態では、第1異常判定部125Aによる異常判定に要する時間を待って第2異常判定部125Bによる判定のためのソレノイドSのオフ指示を行うので、上記の状態が発生すれば第1異常判定部125Aによる異常判定結果を確実に得ることができる。
一方、第2異常判定部125Bによる判定は、ソレノイドSのオフ指示を伴うが、副変速機構30に特定状態が発生することを要さないので、第1異常判定部125Aによって異常判定を確定できない場合であっても、第2異常判定部125Bによる判定によって異常判定を確定できるので、判定の機会が増大し、フェール時のフェールセーフ処理を適切に実施することができる。
このように、第1異常判定部125A及び第2異常判定部125Bの2つの異常判定部を併用することにより、互いの異常判定部のメリットにより、互いのデメリットを補完しあうことができる。
〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、変速機構として、前進2段の比較的シンプルな副変速機構を例に説明したが、本発明は、一般的な有段変速機など車両用自動変速機に広く適用できるものである。
多くの有段変速機の場合、摩擦係合要素の係合解放の組み合わせで変速段が達成されるが、何れかの摩擦係合要素を係合解放操作するシフトバルブのソレノイドに電気異常が生じれば、ある変速段の指令時に、ニュートラル状態やインターロック状態といった特定状態が生じるので、第1異常判定部ではこれに基づいて異常判定を実施できる。
また、第2異常判定部では、上記の特定状態であることを要さないので、種々の車両用自動変速機の変速機構のシフトバルブのソレノイドの電気異常の原因判定に広く適用できる。
また、上記実施形態では、第1異常判定部により、ニュートラル状態やインターロック状態といった様々な特定状態を参照して、ソレノイドの電気異常の原因判定を行なっているが、これらの特定状態のうち、一部の特定状態のみに着目して、ソレノイドの電気異常の原因判定を行ってもよい。

Claims (6)

  1. 選択した変速段に応じて係合される摩擦係合要素を有する変速機構と、
    前記摩擦係合要素の係合状態を制御するソレノイドバルブと、を有する車両用自動変速機のフェール判定装置であって、
    前記ソレノイドバルブへ供給される電流値をモニタするモニタ手段と、
    前記モニタ手段によるモニタ電流値が前記ソレノイドバルブへの指示電流値と異なることから前記ソレノイドバルブに電気異常が発生したことを検知可能な電気異常検知手段と、
    前記電気異常の検知後に、選択した変速段と前記変速機構の状態とから、前記ソレノイドバルブの天絡異常又は断線異常を判定可能な第1異常判定手段と、
    前記電気異常の検知後に、前記ソレノイドバルブをオフしたときの前記モニタ電流値から、前記ソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能な第2異常判定手段と、を有し、
    前記第1異常判定手段及び前記第2異常判定手段の何れかで天絡異常又は断線異常を判定したら、その判定結果を出力する
    車両用自動変速機のフェール判定装置。
  2. 前記第2異常判定手段は、前記電気異常の検知時点から前記第1異常判定手段による判定に要する所定時間経過後に前記ソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常の判定処理を開始する
    、請求項1記載の車両用自動変速機のフェール判定装置。
  3. 前記第1異常判定手段は、前記変速機構に指示した変速段によるギヤ比と実ギヤ比とが異なるギヤ比ずれの発生から、前記複数のソレノイドバルブうちの1つのソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能である
    、請求項1又は2記載の車両用自動変速機のフェール判定装置。
  4. 前記ソレノイドバルブを複数有し、
    前記第1異常判定手段は、走行レンジが選択されているとき、停車中に前記変速機構がニュートラルになると、前記複数のソレノイドバルブうちの1つのソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能であり、
    前記第1異常判定手段は、走行レンジが選択されているとき、停車中に前記変速機構がインターロックすると、前記複数のソレノイドバルブうちの他の1つのソレノイドバルブの前記天絡異常又は前記断線異常を判定可能である
    、請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用自動変速機のフェール判定装置。
  5. 前記電気異常を検知した際に、前記モニタ電流値が所定電流値以上であれば前記ソレノイドバルブが地絡異常であると判定し、前記モニタ電流値が所定電流値未満であれば前記ソレノイドバルブが前記天絡異常及び前記断線異常の何れかであると判定する地絡異常判定手段を有し、
    前記第1異常判定手段及び前記第2異常判定手段は、前記地絡異常判定手段により前記天絡異常及び前記断線異常の何れかであると判定されたら、前記天絡異常又は前記断線異常を判定する
    、請求項1〜4の何れか1項に記載の車両用自動変速機のフェール判定装置。
  6. 選択した変速段に応じて係合される摩擦係合要素を有する変速機構と、
    前記摩擦係合要素の係合状態を制御するソレノイドバルブと、を有する車両用自動変速
    機の制御装置であって、
    請求項1〜5の何れか1項に記載のフェール判定装置と、
    前記フェール判定装置による判定結果に応じて前記ソレノイドバルブにかかるフェールセーフ制御を行なう制御手段と、を備えている
    、車両用自動変速機の制御装置。
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