WO2020044947A1

WO2020044947A1 - バルブ検査装置及びバルブ検査方法

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Publication number: WO2020044947A1
Application number: PCT/JP2019/030432
Authority: WO
Inventors: 篤志廣枝; 今地　昇平; 高橋　誠一郎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; JATCO Ltd
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2022036328A

Abstract

無段変速機（１）は、指示圧に応じた油圧が発生するようにスプールの軸方向位置を調整するバルブ（６４）を有し、無段変速機（１）のＣＶＴＥＣＵ（７）には、バルブ（６４）について、正常に作動する合格品か否かを検査するためのバルブ検査部（７５）が備わる。バルブ検査部（７５）は、バルブ（６４）の調圧不良を検知する調圧不良検知部（７６）と調圧不良が検知されたときに、スプールを一時的に往復移動させことにより異物除去動作を行う異物除去動作制御部（７７）と、異物除去動作によって調圧不良が解消された場合、バルブ（６４）を合格品と判定し、また、異物除去動作の後も調圧不良が解消されなかった場合、バルブ（６４）を不合格品と判定する合否判定部（７８）とを備える。

Description

バルブ検査装置及びバルブ検査方法

　本発明は、油圧によって変速比を制御する自動変速機のコントロールバルブに用いて好適なバルブ検査装置及びバルブ検査方法に関するものである。

　車両に搭載された自動変速機の制御には、一般に油圧が用いられ、いわゆるコントロールバルブによって油圧供給を制御して、自動変速機を制御している。しかし、油圧供給系に故障が発生し、必要な油圧を供給できなくなると、所定の変速が行えないだけでなく、例えばベルト式無段変速機の場合、推力（プーリによりベルトを把持する力）が不足してベルト滑りを発生し、ベルトやプーリの劣化を促進してしまう。

　ところで、コントロールバルブは、自動変速機に装着される前のコントロールバルブユニットの状態で、正常に動作しているかどうかの検査を受けている。これは、コントロールバルブが装着された自動変速機を車両に搭載する前に、所定の性能を発揮しない不良品を除外したり、コントロールバルブの製品ごとの性能のばらつきを防いだりするためである。

　従来のコントロールバルブ検査方法として、例えば下記特許文献１には、ソレノイドバルブを通過するオイルに或る負荷圧力を発生させつつ、その圧力変動値を測定し、適当な大きさの油圧変動を有しているコントロールバルブについては合格品と判断し、それ以外のコントロールバルブについて不合格と判断する方法が記載されている。

　しかし、従来、自動変速機に装着される前のコントロールバルブユニットの状態での検査にて合格品と判定されたコントロールバルブであっても、自動変速機に装着されて、車両に搭載された状態では調圧不良を生じてしまうものがあった。ここで、調圧不良とは、コントロールバルブが指示圧に応じた油圧を発生しないことである。従来は、車両に搭載された状態で調圧不良が発覚した場合、そのコントロールバルブを自動変速機から取り外し、交換することで対応していた。

　しかし、コントロールバルブの調圧不良が、例えば異物（例えば、夾雑物。以下「コンタミ」とも言う）の噛み込みによりバルブボアに内装されたスプールが作動不良となっていることにより生じている場合、コンタミが除去されれば、バルブの調圧機能は復旧する。このように、一時的に調圧不良を生じただけで復旧可能なコントロールバルブについては、交換しなくても調圧不良を解消できる場合がある。

　すなわち、コントロールバルブの検査においては、調圧不良を含む作動不良のコントロールバルブが車両に搭載されないように、できる限り漏れなく不合格品を発見したい一方で、コスト削減の観点からは一時的な調圧不良のコントロールバルブについては、できるかぎり不合格判定せずに救済したいという要望があった。

　本発明は、このような課題に着目して創案されたもので、調圧不良を検知したコントロールバルブの中から、正常に作動可能なコントロールバルブを見分けることができるようにした、バルブ検査装置及びバルブ検査方法を提供することを目的とする。

特開２０１５－４０７４１号公報

　本発明は、バルブボアに内装されたスプールを有し、指示圧に応じた油圧が発生するように前記スプールの軸方向位置を調整するコントロールバルブについて、正常に作動する合格品か否かを検査するためのバルブ検査装置であって、前記コントロールバルブの調圧不良を検知する調圧不良検知部と、前記調圧不良が検知されたときに、前記スプールを一時的に往復移動させることにより異物除去動作を行う異物除去動作制御部と、前記異物除去動作によって前記調圧不良が解消された場合、前記コントロールバルブを合格品と判定し、また、前記異物除去動作の後も前記調圧不良が解消されなかった場合、前記コントロールバルブを不合格品と判定する合否判定部と、を備えるバルブ検査装置である。

　前記バルブ検査装置は、車両に搭載された油圧式用自動変速機の制御装置に装着されたものであることが好ましい。
　前記バルブ検査装置は、車両の走行テストを実施するためのシャシダイナモに設置された前記車両を所定の走行パターンに従って走行テストさせている状態で、前記検査を行うことが好ましい。

　また、本発明は、バルブボアに内装されたスプールを有し、指示圧に応じた油圧が発生するように前記スプールの軸方向位置を調整するコントロールバルブについて、正常に作動する合格品か否かを検査するためのバルブ検査方法であって、前記コントロールバルブの調圧不良を検知する工程と、前記調圧不良が検知されたときに、前記スプールを一時的に往復移動させることにより異物除去動作を行う工程と、前記異物除去動作によって前記調圧不良が解消された場合、前記コントロールバルブを合格品と判定し、前記異物除去動作の後も前記調圧不良が解消されなかった場合、前記コントロールバルブを不合格品と判定する工程と、を備えるバルブ検査方法である。

　前記バルブ検査方法の各工程は、車両に搭載された油圧式自動変速機の制御装置に組み込まれたものであることが好ましい。
　前記バルブ検査方法は、前記油圧式自動変速機を備える車両を走行テスト用シャシダイナモに設置し、前記シャシダイナモ上で前記車両を所定の走行パターンに従って走行テストさせている状態で、前記検査を行うことが好ましい。

　本発明によれば、コントロールバルブの調圧不良が検知されたときに、そのコントロールバルブに対して異物除去動作を行うようにしたことで、調圧不良が検知されたコントロールバルブの中から、コンタミ等により一時的に調圧不良を生じただけで正常に作動可能なコントロールバルブを見分けて、合格品として救済することができる。したがって、不要なコントロールバルブの交換を防止又は抑制することができる。
　また、バルブ検査装置を油圧式自動変速機の制御装置に装着することにより、シャシダイナモ上での走行テストにおいて発生したコントロールバルブの調圧不良も救済することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るバルブ検査装置を備える無段変速機とその制御装置の要部を示す構成図である。本発明の一実施形態に係るバルブ検査方法を示す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形態を説明する。
　なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それら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とともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

　本実施形態に係るバルブ検査装置の対象となるコントロールバルブは、例えば、油圧によって変速比を制御する自動変速機に装着されたものであり、本実施形態に係るバルブ検査装置は自動変速機の制御装置に備わる。
　図１は、本実施形態に係るバルブ検査装置を備える自動変速機の一例である無段変速機とその制御装置の要部を示す構成図である。

　図１に示すように、無段変速機（ＣＶＴ）１は、駆動源である図示しないエンジン（内燃機関）の出力軸と駆動連結された入力軸２と、入力軸２と平行に配置され図示しない駆動輪と駆動連結された出力軸３と、入力軸２と連結されたプライマリプーリ４と、出力軸３と連結されたセカンダリプーリ５と、プライマリプーリ４とセカンダリプーリ５とに巻き掛けられた無端状のベルト６と、を備えている。

　プライマリプーリ４は、固定シーブ４１と、可動シーブ４２と、可動シーブ４２を軸方向に移動させるプライマリ油室４３とを有する。
　セカンダリプーリ５は、固定シーブ５１と、可動シーブ５２と、可動シーブ５２を軸方向に移動させるセカンダリ油室５３とを有する。

　無段変速機１は、プライマリ油室４３及びセカンダリ油室５３に作動油を供給するために、油圧ポンプ６１と、油圧ポンプ６１から吐出された作動油を所定のライン圧Ｐ_Lに調圧するプレッシャレギュレータバルブ（ライン圧制御弁）６２と、ライン圧Ｐ_Lを元圧としてプライマリ圧Ｐ_priに調圧するプライマリ圧コントロールバルブ（プライマリ圧制御弁）６３と、ライン圧Ｐ_Lを元圧としてセカンダリ圧Ｐ_secに調圧するセカンダリ圧コントロールバルブ（セカンダリ圧制御弁）６４とを備えている。

　各バルブ６２，６３，６４は、バルブボアに内装されたスプール（不図示）を有し、指示圧に応じた油圧が発生するように、ソレノイド６２ａ，６３ａ，６４ａでスプールの軸方向位置を調整するコントロールバルブである。ＣＶＴＥＣＵ（ＣＶＴ電子制御ユニット）７は、各ソレノイド６２ａ，６３ａ，６４ａへの電流を制御することにより、各バルブ６２，６３，６４の出力する油圧を調整する。

　ＣＶＴＥＣＵ７には、プライマリプーリ４の回転速度（単位時間回転数、プライマリプーリ回転数）Ｎ_priを検出するプライマリ回転センサ８１、セカンダリプーリ５の回転速度（単位時間回転数、セカンダリプーリ回転数）Ｎ_secを検出するセカンダリ回転センサ８２、プライマリ油室４３の圧力（プライマリ圧）Ｐ_priを検出するプライマリ圧センサ８３、セカンダリ油室５３の圧力（セカンダリ圧）Ｐ_secを検出するセカンダリ圧センサ８４等の各種センサが接続され、これらのセンサ情報やスイッチ情報が入力される。また、ＣＶＴＥＣＵ７は、エンジンＥＣＵ（エンジン電子制御ユニット）８と情報伝達可能に接続されている。

　無段変速機１は、ベルト６とプーリ４，５との間で滑りが発生しない範囲でできるだけ低い推力を各プーリ４，５に付与し、変速比Ｒを変更する際には、プライマリプーリ４とセカンダリプーリ５との間に差推力を加えて目標変速比Ｒｔが達成されるように各可動シーブ４２，５２を軸方向に駆動する。これらの推力及び差推力は、ＣＶＴＥＣＵ７によってプライマリ圧Ｐ_pri及びセカンダリ圧Ｐ_secを制御することによって行う。

〔油圧制御系の構成〕
　このため、ＣＶＴＥＣＵ７は、ライン圧Ｐ_Lを制御するライン圧制御部７１、プライマリ圧Ｐ_priを制御するプライマリ圧制御部７２、セカンダリ圧Ｐ_secを制御するセカンダリ圧制御部７３を備えている。
　また、ＣＶＴＥＣＵ７は、プライマリプーリ回転数Ｎ_pri及びセカンダリプーリ回転数Ｎ_secから実変速比Ｒｒを算出する変速比演算部７４を備えている。

　ライン圧制御部７１は、所定の制御指令（ライン圧指示値）をライン圧ソレノイド６２ａに出力する。
　プライマリ圧制御部７２は、所定のプライマリ圧目標値Ｐ_{pri_t}を得る制御指令（プライマリ圧指示値Ｐ_{pri_c}）をプライマリ油圧ソレノイド６３ａに出力する。
　セカンダリ圧制御部７３は、所定のセカンダリ圧目標値Ｐ_{sec_t}を得る制御指令（セカンダリ圧指示値Ｐ_{sec_c}）をセカンダリ油圧ソレノイド６４ａに出力する。

〔バルブ検査装置〕
　次に、本実施形態に係るバルブ検査装置の構成について説明する。以下では、一例として、セカンダリ圧コントロールバルブ６４（以下、単に「バルブ６４」とも言う）を、バルブ検査の対象として説明する。
　ＣＶＴＥＣＵ７は、セカンダリ圧コントロールバルブ６４について、正常に作動する合格品か否かを検査するためのバルブ検査部７５を備える。バルブ検査部７５は、バルブ６４の調圧不良を検知する調圧不良検知部７６と、調圧不良の検知されたバルブ６４に対する異物除去動作を実行するための異物除去動作制御部７７と、合格品か否を判定する合否判定部７８を備える。

　調圧不良検知部７６は、セカンダリ圧コントロールバルブ６４への指示圧（セカンダリ圧指示値Ｐ_{sec_c}）と、セカンダリ圧コントロールバルブ６４の実圧（セカンダリ圧センサ８４の検出圧）とを比較して、バルブ６４の調圧不良を検知する。すなわち、調圧不良検知部７６は、バルブ６４の実圧が指示圧に追従していない場合は調圧不良と判断する。実圧が指示圧に追従していない場合とは、例えば、指示圧に対してバルブ６４の実圧が上がらず、指示圧よりも実圧が低くなってしまう場合である。実圧が指示圧に追従している場合には、調圧不良検知部７６は、バルブ６４が正常に作動しているものと判断する。調圧不良の判断条件の詳細は周知技術に基づいて適宜に設定できる。

　異物除去動作制御部７７は、調圧不良検知部７６により調圧不良が検知されたバルブ６４に対する異物除去動作について制御する。異物除去動作は、具体的には、バルブ６４のソレノイド６４ａに対して、所定周期で電流が変化するディザ制御用の電流を一時的に流すことで、そのバルブ６４のスプールを、一時的に往復移動させることであり、この一時的に往復移動させる制御を「ディザ制御」と言う。異物除去動作を行う時間の長さ（ディザ制御用の電流を流す期間）は適宜に設定してよい。検知された調圧不良が、コンタミ等により一時的に発生したものである場合、異物除去動作を行うことで、その調圧不良の解消が期待できる。

　合否判定部７８は、異物除去動作制御部７７による異物除去動作の後に調圧不良が解消した場合、バルブ６４を合格品と判定し、また、異物除去動作の後にも調圧不良が解消されない場合、バルブ６４を不合格品と判定する。

　ＣＶＴＥＣＵ７は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ及びＲＡＭを含む記憶装置と、入力インタフェースと、出力インタフェースと、これらを相互に接続するバスと、を含んで構成される。記憶装置には、各種制御プログラムと、これら制御プログラムの実行に必要な各種データが記憶される。これら制御プログラムには、ＣＶＴＥＣＵ７にバルブ検査部７５の動作を実行させるためのバルブ検査プログラムが含まれる。ＣＶＴＥＣＵ７は、ＣＰＵによりこのバルブ検査プログラムを実行することで、バルブ検査装置として機能する。

　〔シャシダイナモ上でのバルブ検査〕
　ＣＶＴ１に装着されたセカンダリ圧コントロールバルブ６４の検査は、このＣＶＴ１を搭載した車両を、車両の走行テストを行うためのシャシダイナモ上に設置した状態で実施される。すなわち、バルブ検査に先立ち、シャシダイナモ上に、ＣＶＴ１を搭載した車両が設置される。そして、シャシダイナモ上で、ＣＶＴ１を搭載した車両を、所定のテストパターンに従って走行させることで、走行テストが行われる。セカンダリ圧コントロールバルブ６４の検査は、この走行テスト中に行われる。

　バルブ検査に用いるテストパターンは、例えば、車両において実際にコントロールバルブの調圧不良が発生した際の走行状況に関する情報に基づいて決定される。なお、このテストパターンは、一般的な走行テスト（例えば、動力性能テストや排出ガス成分検出テスト）に用いるものでもよい。

　以下に、シャシダイナモ上での走行テスト中に行われるバルブ検査処理の手順の一例を、図２のフローチャートを参照して説明する。走行テストの開始に応じて、ＣＶＴＥＣＵ７は、バルブ検査プログラムを実行し、図２に示す処理を開始する。

　シャシダイナモ上での走行テストが開始されると、ＣＶＴＥＣＵ７は、常時、調圧不良検知部７６によるセカンダリ圧コントロールバルブ６４の調圧不良の検知処理を行う（ステップＳ１）。

　ＣＶＴＥＣＵ７は、調圧不良検知部７６によりバルブ６４の調圧不良が検知されたとき、バルブ６４に対して、異物除去動作制御部７７による異物除去動作を行う（ステップＳ２）。
　ここで、ＣＶＴＥＣＵ７は、バルブ６４について既に異物除去動作を行ったかどうか確認し、未だ異物除去動作を行っていない場合に、前記ステップＳ２の異物除去動作を行うものとする。例えば、ＣＶＴＥＣＵ７は、前記ステップＳ２の異物除去動作を行った後に異物除去動作済みフラグを立てておくことで、バルブ６４について既に異物除去動作を行ったかどうかを確認できる。

　また、一例として、ＣＶＴＥＣＵ７は、前記ステップＳ１でバルブ６４の調圧不良を検知してから所定時間待機した後に、前記ステップＳ２の異物除去動作を開始してもよい。例えば、小さなコンタミによる軽度の調圧不良ならば、調圧不良が検知された後に少しの時間待てば、異物除去動作を行わなくとも、自然に解消することがあり得る。異物除去動作の開始まで所定時間待機することで、不要な異物除去動作の発動を抑制し、その結果、調圧不良の検知処理の精度と効率とを向上できる。

　上記の異物除去動作を行った後、走行テストの終了まで、バルブ６４の調圧不良が検知されなかった場合、ＣＶＴＥＣＵ７は、異物除去動作の後に調圧不良が解消したものと判断し（ステップＳ３のＹｅｓ）、当該バルブ６４を合格品と判定する（ステップＳ４）。

　一方、前記ステップＳ２の異物除去動作を行った後に、再びバルブ６４の調圧不良が調圧不良検知部７６により検知されたとき、ＣＶＴＥＣＵ７は、異物除去動作を行った後にもなおバルブ６４の調圧不良が解消していないものと判断し（ステップＳ３のＮｏ）、当該バルブ６４を不合格品と判定する（ステップＳ５）。

　図２のステップＳ３～Ｓ５が合否判定部７８の動作に相当する。

　また、走行テストの開始から終了までの間に、一度もバルブ６４に調圧不良が検知されなかった場合（ステップＳ１のＮｏ）、ＣＶＴＥＣＵ７は、バルブ６４を合格品と判定する（ステップＳ６）。

　以上説明した通り、本実施形態に係るバルブ検査装置によれば、調圧不良検知部７６によりバルブ６４の調圧不良が検知されたとき、即座に不合格とみなさずに、異物除去動作制御部７７によるバルブ６４に対して異物除去動作（ディザ制御）を行い、異物除去動作を行った後にバルブ６４の調圧不良が解消した場合はバルブ６４を合格品と判定し、異物除去動作を行った後もバルブ６４の調圧不良が解消されない場合にバルブ６４を不合格品と判定するように構成したことで、調圧不良が検知されたバルブの中から、コンタミ等により一時的に調圧不良を生じただけで正常に作動可能なものを見分けて、合格品として救済することができる。これにより、不要なコントロールバルブの交換を防止又は抑制することができる。
　また、本実施形態に係るバルブ検査装置は、ＣＶＴ１を搭載した車両をシャシダイナモ上で走行させる走行テスト中にバルブ６４の調圧不良に着目した合否検査を行うので、ＣＶＴ１に装着する前（つまり車両に搭載する前）の段階でのコントロールバルブ検査では発見できなかった、車両搭載後に生じるコントロールバルブの調圧不良についても検査することができ、その際に生じた調圧不良でも、全てを不合格品と判定することなく、一時的な調圧不良を救済して合格品とすることができる。

　なお、前述の実施形態においては、バルブ検査の対象として、セカンダリ圧コントロールバルブ６４に着目して説明したが、バルブ検査の対象は、プライマリ圧コントロールバルブ６３であってもよいし、あるいは、プレッシャレギュレータバルブ６２であってもよい。

　以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲でかかる実施形態を適宜変形して実施することができる。

　前述の実施形態においては、シャシダイナモ上での走行テストにおいて、バルブ検査処理を行うものとしたが、コントロールバルブを自動変速機に装着する前の、コントロールバルブユニット単体での検査において、図２に示すバルブ検査処理を行ってよい。

　また、別の例として、前記ステップＳ２の異物除去動作を複数回行い、その後なおも調圧不良が解消しない場合に（前記ステップＳ３のＮｏ）、不合格と判定する（前記ステップＳ５）ように構成してもよい。

　また、前述の実施形態においては、本発明のバルブ検査装置又はバルブ検査方法を、無段変速機（ＣＶＴ１）の制御装置（ＣＶＴＥＣＵ７）に適用する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明のバルブ検査装置又はバルブ検査方法は、段階的に変速比を選択するいわゆる自動変速機（ＡＴ）の制御装置（ＡＴＣＵ）に適用されてもよい。

Claims

　バルブボアに内装されたスプールを有し、指示圧に応じた油圧が発生するように前記スプールの軸方向位置を調整するコントロールバルブについて、正常に作動する合格品か否かを検査するためのバルブ検査装置であって、
　前記コントロールバルブの調圧不良を検知する調圧不良検知部と、
　前記調圧不良が検知されたときに、前記スプールを一時的に往復移動させることにより異物除去動作を行う異物除去動作制御部と、
　前記異物除去動作によって前記調圧不良が解消された場合、前記コントロールバルブを合格品と判定し、また、前記異物除去動作の後も前記調圧不良が解消されなかった場合、前記コントロールバルブを不合格品と判定する合否判定部と、を備える、バルブ検査装置。
　車両に搭載された油圧式自動変速機の制御装置に装着されたものである、請求項１に記載のバルブ検査装置。
　車両の走行テストを実施するためのシャシダイナモに設置された前記車両を所定の走行パターンに従って走行テストさせている状態で、前記検査を行う、請求項２に記載のバルブ検査装置。
　バルブボアに内装されたスプールを有し、指示圧に応じた油圧が発生するように前記スプールの軸方向位置を調整するコントロールバルブについて、正常に作動する合格品か否かを検査するためのバルブ検査方法であって、
　前記コントロールバルブの調圧不良を検知する工程と、
　前記調圧不良が検知されたときに、前記スプールを一時的に往復移動させることにより異物除去動作を行う工程と、
　前記異物除去動作によって前記調圧不良が解消された場合、前記コントロールバルブを合格品と判定し、前記異物除去動作の後も前記調圧不良が解消されなかった場合、前記コントロールバルブを不合格品と判定する工程と、を備える、バルブ検査方法。
　前記各工程が、車両に搭載された油圧式自動変速機の制御装置に組み込まれたものである、請求項４に記載のバルブ検査方法。
　前記油圧式自動変速機を備える車両を走行テスト用シャシダイナモに設置し、前記シャシダイナモ上で前記車両を所定の走行パターンに従って走行テストさせている状態で、前記検査を行う、請求項５に記載のバルブ検査方法。