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JP2013072479A - 車両用無段変速機の制御装置 - Google Patents

車両用無段変速機の制御装置 Download PDF

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JP2013072479A JP2011211267A JP2011211267A JP2013072479A JP 2013072479 A JP2013072479 A JP 2013072479A JP 2011211267 A JP2011211267 A JP 2011211267A JP 2011211267 A JP2011211267 A JP 2011211267A JP 2013072479 A JP2013072479 A JP 2013072479A
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pressure
failure
sensor
continuously variable
hydraulic
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JP2011211267A
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English (en)
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Naoto Tanaka
直人 田中
Shinya Toyoda
晋哉 豊田
Makoto Sawada
澤田  真
Yasunari Matsui
康成 松井
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Priority to US13/627,324 priority patent/US20130080008A1/en
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Abstract

【課題】電磁弁の故障判定と油圧センサの故障判定との誤判定を防止することができる車両用無段変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】電磁弁SLT,SLSの故障が発生しているか否かを判定する電磁弁故障判定を実施した後に、セカンダリ圧センサ64の故障が発生しているか否かを判定するセンサ故障判定を実施する。このようにすれば、電磁弁故障判定の実施によって電磁弁SLT,SLSの故障の有無が確定された状態を基にしてセンサ故障判定が実施されるので、電磁弁SLT,SLSの故障の有無が既に確定された状態において、センサ検出圧PoutSが目標セカンダリ圧Poutに対して低下する異常がセカンダリ圧センサ64の故障に起因するものであるか否かが判定される。よって、電磁弁SLT,SLSの故障判定とセカンダリ圧センサ64の故障判定との誤判定を防止することができる。
【選択図】図7

Description

本発明は、有効径が可変の一対の可変プーリとその一対の可変プーリの間に巻き掛けられた伝動ベルトとを有する車両用無段変速機の制御装置に関するものである。
入力側可変プーリ(プライマリプーリ、プライマリシーブ)及び出力側可変プーリ(セカンダリプーリ、セカンダリシーブ)の有効径が可変の一対の可変プーリと、その一対の可変プーリの間に巻き掛けられた伝動ベルトとを有する車両用無段変速機(以下、無段変速機)が良く知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用ベルト式無段変速機がそれである。このような無段変速機では、例えば伝動ベルトの滑りを防止する為に供給される油圧(例えばベルト挟圧)を制御する電磁弁(ソレノイドバルブ)と、そのベルト挟圧を検出する油圧センサとが設けられている。そして、この無段変速機では、その油圧センサによるベルト挟圧の検出値に基づいてベルト挟圧を制御している。その為、その油圧センサが正常に作動しているか否かを適宜判定することが望ましい。
特許文献1には、油圧センサの出力値が零と判断されるような故障に対しては、断線等を検出する診断プログラムにより油圧センサの故障を検出することが記載されている。また、特許文献1には、油圧センサが所定値を出力し続けるような故障に対しては、油圧センサの出力値及びベルト滑りの有無に基づいて油圧センサの故障を判定することが記載されている。
特開平6−213316号公報 特開2009−121632号公報
ところで、前記特許文献1に記載された油圧センサの故障判定方法では、油圧センサによる検出の対象となるベルト挟圧を制御している電磁弁が正常に作動していることが前提となっている。例えば、油圧センサの出力値及びベルト滑りの有無に基づいて油圧センサの故障を判定するような場合、電磁弁が正常に作動していると仮定したときのベルト滑りの有無と、実際のベルト滑りの有無とを比較することで、油圧センサの故障を判定している。その為、例えば油圧センサによるベルト挟圧の検出値がそのベルト挟圧の目標値よりも所定値を超えて低くなる油圧低下異常が発生している場合、実際のベルト挟圧を低くしてしまうような電磁弁の故障に起因するものであるのか、或いは油圧センサの出力値が本来の値よりも低くなる油圧センサ自身の故障に起因するものであるのかが区別できない可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、電磁弁の故障による油圧低下異常と、油圧センサの故障による油圧低下異常とを区別することについて未だ提案されていない。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電磁弁の故障判定と油圧センサの故障判定との誤判定を防止することができる車両用無段変速機の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第1の発明の要旨とするところは、(a) 入力側可変プーリ及び出力側可変プーリの有効径が可変の一対の可変プーリと、その一対の可変プーリの間に巻き掛けられた伝動ベルトと、その伝動ベルトの滑りを防止する為に供給される油圧を制御する電磁弁と、その電磁弁により制御されるその油圧を検出する油圧センサとを備える車両用無段変速機の制御装置であって、(b) 前記電磁弁の故障が発生しているか否かを判定する電磁弁故障判定を実施した後に、前記油圧センサの故障が発生しているか否かを判定するセンサ故障判定を実施することにある。
このようにすれば、電磁弁故障判定の実施によって電磁弁の故障の有無が確定された状態を基にしてセンサ故障判定が実施されるので、例えば電磁弁の故障の有無が既に確定された状態において、油圧センサによる油圧の検出値が目標値に対して低下する異常が油圧センサの故障に起因するものであるか否かが判定される。よって、電磁弁の故障判定と油圧センサの故障判定との誤判定を防止することができる。
ここで、第2の発明は、前記第1の発明に記載の車両用無段変速機の制御装置において、前記電磁弁故障判定では、前記伝動ベルトの滑りが発生しているか否かを判定し、その伝動ベルトの滑りが発生していると判定した場合に、前記電磁弁の故障が発生していると判定することにある。このようにすれば、伝動ベルトの滑りが発生しているか否かに基づいて電磁弁の故障が発生しているか否かが適切に判定される。
また、第3の発明は、前記第2の発明に記載の車両用無段変速機の制御装置において、前記電磁弁故障判定では、前記車両用無段変速機が最低速側変速比に維持された加速走行中に、その車両用無段変速機の変速比の実際値がその最低速側変速比に対して乖離しているか否かに基づいて、前記伝動ベルトの滑りが発生しているか否かを判定することにある。このようにすれば、伝動ベルトの滑りが発生しているか否かが適切に判定される。
また、第4の発明は、前記第1の発明乃至第3の発明の何れか1つに記載の車両用無段変速機の制御装置において、前記センサ故障判定では、前記油圧センサによる前記油圧の検出値がその油圧の目標値に対して所定値低く設定された所定閾値よりも所定時間連続して低くなる油圧低下異常が発生しているか否かを判定し、前記電磁弁故障判定において前記電磁弁の故障が発生していないと判定され且つその油圧低下異常が発生していると判定した場合に、その油圧センサの故障が発生していると判定することにある。このようにすれば、油圧低下異常が電磁弁の故障に起因するものであるか、油圧低下異常が油圧センサの故障に起因するものであるかを明確に区別することができる。つまり、油圧低下異常が、実際の油圧を低くしてしまうような電磁弁の低圧側故障に因るものであるのか、油圧センサの出力値が本来の値よりも低くなる油圧センサ自身の低圧側故障に因るものであるのかを明確に区別することができる。よって、電磁弁の故障の判定と油圧センサの故障の判定との誤判定を確実に防止することができる。
本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 油圧制御回路のうち無段変速機の変速制御などに関する要部を示す油圧回路図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 無段変速機の変速制御において目標入力軸回転速度を求める際に用いられる変速マップの一例を示す図である。 無段変速機のベルト挟圧力制御において変速比等に応じて目標セカンダリ圧を求めるベルト挟圧マップの一例を示す図である。 油圧低下異常の状態を説明する為の図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち電磁弁の故障判定とセカンダリ圧センサの故障判定との誤判定を防止する為の制御作動を説明するフローチャートである。
本発明において、好適には、前記入力側可変プーリや出力側可変プーリに作用させる油圧は、それらの油圧をそれぞれ独立に制御するように油圧制御回路が構成される。或いは、前記入力側可変プーリに作用させる油圧は、直接的にその油圧を制御するのではなく、入力側可変プーリの油圧シリンダへの作動油の流量を制御することによって、結果的にその入力側可変プーリに作用する油圧を生じるように油圧制御回路が構成されても良い。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図であると共に、車両10の各部を制御する為に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図1において、車両10では、走行用の駆動力源としてのエンジン12から出力される動力は、流体式伝動装置としてのトルクコンバータ14、前後進切換装置16、車両用無段変速機としてのベルト式無段変速機(以下、無段変速機(CVT)という)18、減速歯車装置20、差動歯車装置22などを順次介して、左右の駆動輪24へ伝達される。
トルクコンバータ14は、エンジン12のクランク軸13に連結されたポンプ翼車14p、及びトルクコンバータ14の出力側部材に相当するタービン軸30を介して前後進切換装置16に連結されたタービン翼車14tを備えており、流体を介して動力伝達を行うようになっている。また、それ等のポンプ翼車14p及びタービン翼車14tの間にはロックアップクラッチ26が設けられている。ポンプ翼車14pには、無段変速機18を変速制御したり、無段変速機18におけるベルト挟圧力を発生させたり、前後進切換装置16における動力伝達経路を切り換えたり、車両10の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりする為の作動油圧をエンジン12により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプ28が連結されている。
前後進切換装置16は、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1とダブルピニオン型の遊星歯車装置16pとを主体として構成されている。遊星歯車装置16pのサンギヤ16sにはタービン軸30が一体的に連結され、遊星歯車装置16pのキャリア16cには無段変速機18の入力軸32が一体的に連結されている。また、キャリア16cとサンギヤ16sとは前進用クラッチC1を介して選択的に連結され、遊星歯車装置16pのリングギヤ16rは後進用ブレーキB1を介して非回転部材としてのハウジング34に選択的に固定される。前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1は、油圧式摩擦係合装置である。
このように構成された前後進切換装置16では、前進用クラッチC1が係合されると共に後進用ブレーキB1が解放されると、前後進切換装置16は一体回転状態とされることによりタービン軸30が入力軸32に直結され、前進用動力伝達経路が成立(達成)させられる。また、後進用ブレーキB1が係合されると共に前進用クラッチC1が解放されると、前後進切換装置16は後進用動力伝達経路が成立(達成)させられて、入力軸32はタービン軸30に対して逆方向へ回転させられる。また、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1が共に解放されると、前後進切換装置16は動力伝達を遮断するニュートラル状態(動力伝達遮断状態)とされる。
無段変速機18は、入力軸32に設けられた入力側部材である有効径が可変の入力側可変プーリ(プライマリプーリ、プライマリシーブ)40及び出力軸42に設けられた出力側部材である有効径が可変の出力側可変プーリ(セカンダリプーリ、セカンダリシーブ)44の一対の可変プーリ40,44と、その一対の可変プーリ40,44の間に巻き掛けられた伝動ベルト46とを備えており、一対の可変プーリ40,44と伝動ベルト46との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。
プライマリプーリ40は、入力軸32に固定された入力側固定回転体としての固定回転体(固定シーブ)40aと、入力軸32に対して軸まわりの相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設けられた入力側可動回転体としての可動回転体(可動シーブ)40bと、それらの間のV溝幅を変更する為のプライマリプーリ40における入力側推力(プライマリ推力)Win(=プライマリ圧Pin×受圧面積)を付与する油圧アクチュエータとしての入力側油圧シリンダ(プライマリ側油圧シリンダ)40cとを備えている。また、セカンダリプーリ44は、出力軸42に固定された出力側固定回転体としての固定回転体(固定シーブ)44aと、出力軸42に対して軸まわりの相対回転不能かつ軸方向の移動可能に設けられた出力側可動回転体としての可動回転体(可動シーブ)44bと、それらの間のV溝幅を変更する為のセカンダリプーリ44における出力側推力(セカンダリ推力)Wout(=セカンダリ圧Pout×受圧面積)を付与する油圧アクチュエータとしての出力側油圧シリンダ(セカンダリ側油圧シリンダ)44cとを備えている。
そして、プライマリ側油圧シリンダ40cへの油圧であるプライマリ圧(変速圧)Pinが油圧制御回路100(図2参照)によって調圧制御されることにより、一対の可変プーリ40,44のV溝幅が変化して伝動ベルト46の掛かり径(有効径)が変更され、変速比(ギヤ比)γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が連続的に変化させられる。また、セカンダリ側油圧シリンダ44cへの油圧であるセカンダリ圧(ベルト挟圧)Poutが油圧制御回路100によって調圧制御されることにより、伝動ベルト46が滑りを生じないようにセカンダリ圧Poutに応じて一対の可変プーリ40,44と伝動ベルト46との間の摩擦力(ベルト挟圧力)が制御される。
無段変速機18では、例えばプライマリ圧Pinが高められると、プライマリプーリ40のV溝幅が狭くされて変速比γが小さくされるすなわち無段変速機18がアップシフトされる。また、プライマリ圧Pinが低められると、プライマリプーリ40のV溝幅が広くされて変速比γが大きくされるすなわち無段変速機18がダウンシフトされる。従って、プライマリプーリ40のV溝幅が最小とされるところで、無段変速機18の変速比γとして最小変速比γmin(最高速側変速比、最Hi)が形成される。また、プライマリプーリ40のV溝幅が最大とされるところで、無段変速機18の変速比γとして最大変速比γmax(最低速側変速比、最Low)が形成される。
また、車両10には、例えば無段変速機18の変速制御などに関連する車両用無段変速機の制御装置を含む電子制御装置50が備えられている。電子制御装置50は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置50は、エンジン12の出力制御、無段変速機18の変速制御やベルト挟圧力制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用、無段変速機18の油圧制御用等に分けて構成される。また、電子制御装置50には、車両10に設けられた各センサ(例えばエンジン回転速度センサ52、タービン回転速度センサ54、入力軸回転速度センサ56、出力軸回転速度センサ58、アクセル開度センサ60、バッテリセンサ62、セカンダリ圧センサ64など)により検出された各種入力信号(例えばエンジン回転速度N、タービン回転速度N、無段変速機18の入力回転速度としての入力軸32の回転速度である入力軸回転速度NIN、車速Vに対応する無段変速機18の出力回転速度としての出力軸42の回転速度である出力軸回転速度NOUT、アクセル開度Acc、バッテリ温度THBATやバッテリ充放電電流IBATやバッテリ電圧VBAT、セカンダリ圧Poutなど)が供給される。また、電子制御装置50からは、車両10に設けられた各装置(例えばエンジン12、油圧制御回路100など)に各種出力信号(例えばエンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号S、無段変速機18の変速に関する油圧制御の為の油圧制御指令信号SCVTなど)が供給される。また、電子制御装置50は、例えば上記バッテリ温度THBAT、バッテリ充放電電流IBAT、及びバッテリ電圧VBATなどに基づいてバッテリ(蓄電装置)の充電状態(充電容量)SOCを逐次算出する。また、電子制御装置50は、例えば出力軸回転速度NOUTと入力軸回転速度NINとに基づいて無段変速機18の実変速比γ(=NIN/NOUT)を逐次算出する。尚、上記油圧制御指令信号SCVTとしては、例えばプライマリ圧Pinを制御するリニアソレノイドバルブSLPを駆動する為の指令信号、セカンダリ圧Poutを制御するリニアソレノイドバルブSLSを駆動する為の指令信号、ライン油圧Pを制御するリニアソレノイドバルブSLTを駆動する為の指令信号などである。
図2は、油圧制御回路100のうち無段変速機18のベルト挟圧力制御、変速比制御などに関する要部を示す油圧回路図である。図2において、油圧制御回路100は、例えばオイルポンプ28、無段変速機18の変速比γを変化させる為にプライマリ側油圧シリンダ40cへ供給されるプライマリ圧Pinを調圧するプライマリ圧コントロールバルブ110、ベルトの滑りを防止する為にセカンダリ側油圧シリンダ44cへ供給されるセカンダリ圧Poutを調圧するセカンダリ圧コントロールバルブ112、ライン油圧Pを調圧するプライマリレギュレータバルブ114、モジュレータ油圧Pを調圧するモジュレータバルブ116、プライマリ圧Pinを制御するリニアソレノイドバルブSLP、セカンダリ圧Poutを制御するリニアソレノイドバルブSLS、ライン油圧Pを制御するリニアソレノイドバルブSLT、セカンダリ圧Poutを検出する油圧センサとしてのセカンダリ圧センサ64等を備えている。
ライン油圧Pは、オイルポンプ28から出力される作動油圧を元圧として、リリーフ型のプライマリレギュレータバルブ114によりリニアソレノイドバルブSLTの出力油圧である制御油圧PSLTに基づいてエンジン負荷等に応じた値に調圧される。例えば、ライン油圧Pは、プライマリ圧Pin及びセカンダリ圧Poutの高い方の油圧に所定の余裕分(マージン)を加えた油圧が得られるように設定された制御油圧PSLTに基づいて調圧される。従って、プライマリ圧コントロールバルブ110及びセカンダリ圧コントロールバルブ112の調圧動作において元圧であるライン油圧Pが不足するということが回避されると共に、ライン油圧Pが不必要に高くされないようにすることが可能である。また、モジュレータ油圧Pは、電子制御装置50によって制御される制御油圧PSLT、リニアソレノイドバルブSLPの出力油圧である制御油圧PSLP、及びリニアソレノイドバルブSLSの出力油圧である制御油圧PSLSの各元圧となるものであって、ライン油圧Pを元圧としてモジュレータバルブ116により一定圧に調圧される。
プライマリ圧コントロールバルブ110は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入力ポート110iを開閉してライン油圧Pを入力ポート110iから出力ポート110tを経てプライマリ側油圧シリンダ40cへ供給可能にするスプール弁子110aと、そのスプール弁子110aを開弁方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング110bと、そのスプリング110bを収容し且つスプール弁子110aに開弁方向の推力を付与する為に制御油圧PSLPを受け入れる油室110cと、スプール弁子110aに閉弁方向の推力を付与する為に出力ポート110tから出力されたライン油圧Pを受け入れるフィードバック油室110dと、スプール弁子110aに閉弁方向の推力を付与する為にモジュレータ油圧Pを受け入れる油室110eとを備えている。このように構成されたプライマリ圧コントロールバルブ110は、例えば制御油圧PSLPをパイロット圧としてライン油圧Pを調圧制御してプライマリ側油圧シリンダ40cへ供給する。これにより、ライン油圧Pはプライマリ圧Pinとしてプライマリ側油圧シリンダ40cへ供給される。例えば、制御油圧PSLPが増大すると、スプール弁子110aが図2の上側に移動することによりプライマリ圧Pinが増大する。一方で、例えば制御油圧PSLPが低下すると、スプール弁子110aが図2の下側に移動することによりプライマリ圧Pinが低下する。このように、リニアソレノイドバルブSLPは、プライマリ圧Pinを制御する電磁弁として機能する。また、ライン油圧Pはプライマリ圧Pinの元圧であることから、リニアソレノイドバルブSLTはプライマリ圧Pinを制御する電磁弁として機能するものでもある。
セカンダリ圧コントロールバルブ112は、軸方向へ移動可能に設けられることにより入力ポート112iを開閉してライン油圧Pを入力ポート112iから出力ポート112tを経てセカンダリ側油圧シリンダ44cへ供給可能にするスプール弁子112aと、そのスプール弁子112aを開弁方向へ付勢する付勢手段としてのスプリング112bと、そのスプリング112bを収容し且つスプール弁子112aに開弁方向の推力を付与する為に制御油圧PSLSを受け入れる油室112cと、スプール弁子112aに閉弁方向の推力を付与する為に出力ポート112tから出力されたライン油圧Pを受け入れるフィードバック油室112dと、スプール弁子112aに閉弁方向の推力を付与する為にモジュレータ油圧Pを受け入れる油室112eとを備えている。このように構成されたセカンダリ圧コントロールバルブ112は、例えば制御油圧PSLSをパイロット圧としてライン油圧Pを調圧制御してセカンダリ側油圧シリンダ44cへ供給する。これにより、ライン油圧Pはセカンダリ圧Poutとしてセカンダリ側油圧シリンダ44cへ供給される。例えば、制御油圧PSLSが増大すると、スプール弁子112aが図2の上側に移動することによりセカンダリ圧Poutが増大する。一方で、例えば制御油圧PSLSが低下すると、スプール弁子112aが図2の下側に移動することによりセカンダリ圧Poutが低下する。このように、リニアソレノイドバルブSLSは、セカンダリ圧Poutを制御する電磁弁として機能する。また、ライン油圧Pはセカンダリ圧Poutの元圧であることから、リニアソレノイドバルブSLTはセカンダリ圧Poutを制御する電磁弁として機能するものでもある。
図3は、電子制御装置50による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図3において、エンジン出力制御手段すなわちエンジン出力制御部70は、エンジン12の出力制御の為にスロットル信号や噴射信号や点火時期信号などのエンジン出力制御指令信号Sをそれぞれスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置へ出力する。例えば、エンジン出力制御部70は、アクセル開度Accに応じた駆動力(駆動トルク)が得られる為の目標エンジントルクT を設定し、その目標エンジントルクT が得られるようにスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射装置により燃料噴射量を制御したり、点火装置により点火時期を制御する。
無段変速機制御手段すなわち無段変速機制御部72は、例えば無段変速機18のベルト滑りが発生しないようにしつつ無段変速機18の目標変速比γを達成するように、プライマリ圧Pinの指令値(又は目標プライマリ圧Pin)としてのプライマリ指示油圧Pintgtとセカンダリ圧Poutの指令値(又は目標セカンダリ圧Pout)としてのセカンダリ指示油圧Pouttgtとを決定し、プライマリ指示油圧Pintgtとセカンダリ指示油圧Pouttgtとを油圧制御指令信号SCVTとして油圧制御回路100へ出力する。その為、無段変速機制御部72は、無段変速機18の変速を制御する変速制御手段すなわち変速制御部74と、無段変速機18のベルト挟圧力を制御するベルト挟圧力制御手段すなわちベルト挟圧力制御部76とを備えている。
変速制御部74は、例えば図4に示すようなアクセル開度Accをパラメータとして車速Vと無段変速機18の目標入力軸回転速度NIN との予め求められて記憶された関係(変速マップ)から実際の車速V及びアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて目標入力軸回転速度NIN を設定する。そして、変速制御部74は、実入力軸回転速度NINが目標入力軸回転速度NIN と一致するように、実入力軸回転速度NINと目標入力軸回転速度NIN との回転偏差ΔNIN(=NIN −NIN)に基づいて無段変速機18の変速を例えばフィードバック制御により実行する。つまり、変速制御部74は、目標入力軸回転速度NIN が得られるようにプライマリ圧Pinを調圧する為のプライマリ指示油圧Pintgtを決定し、そのプライマリ指示油圧Pintgtを油圧制御回路100へ出力して変速比γを連続的に変化させる。図4の変速マップは、例えば運転性(動力性能)と燃費性(燃費性能)とを両立させる為の変速条件に相当するもので、車速Vが小さくアクセル開度Accが大きい程、大きな変速比γとなる目標入力軸回転速度NIN が設定される。また、目標入力軸回転速度NIN は、目標変速比γ(=NIN /NOUT)に対応しており、無段変速機18の最小変速比γminと最大変速比γmaxとの範囲内で定められる。
ベルト挟圧力制御部76は、例えば図5に示すような無段変速機18の入力トルクTIN(或いはアクセル開度Accやスロットル弁開度等)をパラメータとして変速比γとベルト挟圧力に対応する目標セカンダリ圧Poutとの予め求められて記憶された関係(ベルト挟圧マップ)から、実際の変速比γ及び入力トルクTINで示される車両状態に基づいて目標セカンダリ圧Poutを設定する。そして、ベルト挟圧力制御部76は、セカンダリ圧センサ64により検出された実セカンダリ圧Poutの検出値に対応するセンサ検出圧PoutSを目標セカンダリ圧Poutと一致させるフィードバック制御を実行する。つまり、ベルト挟圧力制御部76は、目標セカンダリ圧Poutが得られるようにセカンダリ圧Poutを調圧する為のセカンダリ指示油圧Pouttgtを決定し、そのセカンダリ指示油圧Pouttgtを油圧制御回路100へ出力してベルト挟圧力を増減させる。図5のベルト挟圧力マップは、例えばベルト滑りを発生させず且つ不必要に大きくならないベルト挟圧力を一対の可変プーリ40,44に発生させる為の制御条件に相当するものである。
油圧制御回路100は、上記プライマリ指示油圧Pintgtに従って無段変速機18の変速が実行されるようにリニアソレノイド弁SLPを作動させてプライマリ圧Pinを調圧すると共に、上記セカンダリ指示油圧Pouttgtに従ってベルト挟圧力が増減されるようにリニアソレノイド弁SLSを作動させてセカンダリ圧Poutを調圧する。
無段変速機制御部72は、例えばエンジントルクTにトルクコンバータ14のトルク比t(=タービントルクT/ポンプトルクT)を乗じたトルク(=T×t)として、無段変速機18の入力トルクTINを算出する。また、無段変速機制御部72は、例えば吸入空気量(或いはスロットル弁開度等)をパラメータとしてエンジン回転速度NとエンジントルクTとの予め実験的に求められて記憶された関係(エンジントルクマップ)から、実際の吸入空気量及びエンジン回転速度Nに基づいてエンジントルクTの推定値を算出する。また、無段変速機制御部72は、例えばトルクコンバータ14の速度比e(=タービン回転速度N/ポンプ回転速度N)とトルク比tとの予め実験的に求められて記憶された関係(トルクコンバータの作動特性図)から実際の速度比eに基づいてトルク比tを算出する。
ここで、車両走行に影響のある機器の故障に伴う異常を検出してその故障した機器を特定することが望まれる。例えば、無段変速機18のベルト挟圧力や変速に影響を及ぼすセカンダリ圧Poutの異常を検知して、故障した機器を特定することが望まれる。特に、本実施例では、セカンダリ圧センサ64によるセカンダリ圧Poutの検出値(センサ検出圧PoutS)が目標セカンダリ圧Poutに対して低くなるような油圧低下異常が発生した場合について検討する。
上記油圧低下異常は、例えばセカンダリ指示油圧Pouttgtに対するセンサ検出圧PoutSが、図6に示すような油圧低下異常判定閾値Poutlimよりも低くなっている状態を言う。この油圧低下異常判定閾値Poutlimは、例えば目標セカンダリ圧Pout(セカンダリ指示油圧Pouttgt)に対して所定値低い値に予め求められて設定された所定閾値である。また、この所定値は、油圧制御回路100における油圧制御精度や油温の違い等を加味して予め実験的に求められた目標セカンダリ圧Poutに対する実セカンダリ圧Poutの油圧バラツキである。
ところで、上記油圧低下異常が発生する原因としては、セカンダリ圧センサ64の故障、すなわち目標セカンダリ圧Poutに対応する実セカンダリ圧Poutは発生しているがセンサ検出圧PoutSが本来の値(実セカンダリ圧Pout)よりも低くなるセカンダリ圧センサ64自身の低圧側故障が考えられる。また、上記油圧低下異常が発生する原因としては、図6に示すような、リニアソレノイドバルブSLTやリニアソレノイドバルブSLS(以下、電磁弁SLT,SLS)の故障、すなわち実セカンダリ圧Poutを低くしてしまうような(実セカンダリ圧Poutを出せないような)電磁弁SLT,SLSの低圧側故障も考えられる。その為、油圧低下異常が、電磁弁SLT,SLSの低圧側故障に因るものであるのか、セカンダリ圧センサ64自身の低圧側故障に因るものであるのかを明確に区別できない可能性がある。従って、故障した機器を特定してユーザ(運転者)に知らせることが困難となる可能性がある。
そこで、本実施例の電子制御装置50は、電磁弁SLT,SLSの故障が発生しているか否かを判定する電磁弁故障判定を実施した後に、セカンダリ圧センサ64の故障が発生しているか否かを判定するセンサ故障判定を実施する。つまり、電子制御装置50は、電磁弁SLT,SLSの故障の有無を確定させた状態にて、センサ故障判定を実施する。
具体的には、図3に戻り、故障判定実施条件成立判定手段すなわち故障判定実施条件成立判定部78は、例えば無段変速機18の変速比γが最大変速比γmaxに維持された状態での加速走行中であるか否かを判定する。この判定は、電磁弁SLT,SLSの低圧側故障に因る油圧低下異常の発生に伴う無段変速機18のベルト滑りが発生し易い走行状態となっているかをみる為である。無段変速機18の変速比γが最大変速比γmaxに維持された状態での加速走行中は、例えば車両発進中が想定される。従って、故障判定実施条件成立判定部78は、車両発進中であるか否かを判定しても良い。
電磁弁故障判定手段すなわち電磁弁故障判定部80は、例えば無段変速機18のベルト滑りが発生しているか否かを判定するベルト滑り有無判定手段すなわちベルト滑り有無判定部82を機能的に備え、ベルト滑り有無判定部82による判定結果に基づいて前記電磁弁故障判定を実施する。
ベルト滑り有無判定部82は、例えば故障判定実施条件成立判定部78により最大変速比γmaxでの加速走行中であると判定された場合には、無段変速機18の実変速比γが最大変速比γmaxに対して乖離しているか否かに基づいて、無段変速機18のベルト滑りが発生しているか否かを判定する。例えば、最大変速比γmaxでの加速走行中においてベルト滑りが発生していると、実入力軸回転速度NINは、最大変速比γmaxと実出力軸回転速度NOUTとに基づいて算出される入力軸回転速度NINの換算値(=γmax×NOUT)に対して吹き上がると考えられる。その為、ベルト滑り有無判定部82は、実変速比γが最大変速比γmaxにマージンαを加えたベルト滑り判定閾値γlim(=γmax+α)よりも大きくなっているか否かに基づいて、無段変速機18のベルト滑りが発生しているか否かを判定する。マージンαは、確実にベルト滑りが発生していることを判定する為の予め求められて記憶された判定マージンである。
電磁弁故障判定部80は、実変速比γがベルト滑り判定閾値γlimよりも大きくなってベルト滑り有無判定部82により無段変速機18のベルト滑りが発生していると判定された場合には、電磁弁SLT,SLSの故障が発生していると判定すると共に、電磁弁故障フラグFsfを「1」に設定し、且つ故障判定実施フラグFfaを「1」に設定する。一方で、電磁弁故障判定部80は、ベルト滑り有無判定部82により無段変速機18のベルト滑りが発生していないと判定された場合には、電磁弁SLT,SLSの故障が発生していない(すなわち電磁弁SLT,SLSが正常である)と判定すると共に、電磁弁故障フラグFsfを「0」に設定し、且つ故障判定実施フラグFfaを「1」に設定する。尚、故障判定実施フラグFfaは、車両電源のオフ→オン時に「0」にリセットされる。
故障判定実施条件成立判定部78は、例えば故障判定実施フラグFfaが「1」に設定されているか否かを判定する。また、故障判定実施条件成立判定部78は、例えばセカンダリ指示油圧Pouttgtが所定指示油圧A以上であるか否かを判定する。図6に示すように、センサ検出圧PoutSは零以上となることが基本である為、油圧低下異常判定閾値Poutlimが負値(図6の二点鎖線)となるようなセカンダリ指示油圧Pouttgtの範囲では、油圧低下異常判定閾値Poutlimは一律に零に設定されている。従って、前記油圧低下異常の発生を正確に判断する為には、油圧低下異常判定閾値Poutlimが零を超えるセカンダリ指示油圧Pouttgtの範囲すなわちセカンダリ指示油圧Pouttgtが所定指示油圧A以上となる範囲にて、前記油圧低下異常の発生を判定する必要がある。この判定は、それを判定するものである。
センサ故障判定手段すなわちセンサ故障判定部84は、例えば前記油圧低下異常が発生しているか否かを判定する油圧低下異常判定手段すなわち油圧低下異常判定部86を機能的に備え、電磁弁故障判定部80による判定結果及び油圧低下異常判定部86による判定結果に基づいて前記センサ故障判定を実施する。
油圧低下異常判定部86は、故障判定実施条件成立判定部78によりセカンダリ指示油圧Pouttgtが所定指示油圧A以上であると判定された場合には、セカンダリ圧センサ64によるセンサ検出圧PoutSが所定時間T連続して油圧低下異常判定閾値Poutlimよりも低くなる油圧低下異常が発生しているか否かを判定する。上記所定時間Tは、油圧の応答遅れやセカンダリ指示油圧Pouttgtの変化を考慮しても実セカンダリ圧Poutが安定しており油圧低下異常が発生していることを確実に判断できる為の予め求められて記憶された判定確定時間である。
センサ故障判定部84は、油圧低下異常判定部86により油圧低下異常が発生していると判定された場合には、故障判定実施条件成立判定部78により故障判定実施フラグFfaが「1」に設定されていると判定されていることを条件として、前記センサ故障判定を実施する。例えば、センサ故障判定部84は、電磁弁故障判定部80により電磁弁SLT,SLSの故障が発生していないと判定され(すなわち電磁弁故障フラグFsfが「0」に設定され)、且つ油圧低下異常判定部86により油圧低下異常が発生していると判定された場合に、セカンダリ圧センサ64の故障が発生していると判定する。反対に、センサ故障判定部84は、油圧低下異常判定部86により油圧低下異常が発生していると判定された場合であっても、電磁弁故障判定部80により電磁弁SLT,SLSの故障が発生していると判定された場合(すなわち電磁弁故障フラグFsfが「1」に設定されている場合)には、セカンダリ圧センサ64の故障が発生していない(すなわちセカンダリ圧センサ64が正常である)と判定する。一方で、センサ故障判定部84は、油圧低下異常判定部86により油圧低下異常が発生していないと判定された場合には、セカンダリ圧センサ64の故障が発生していない(すなわちセカンダリ圧センサ64が正常である)と判定する。
通知制御手段すなわち通知制御部88は、電磁弁故障判定部80により判定された電磁弁SLT,SLSの故障の履歴やセンサ故障判定部84により判定されたセカンダリ圧センサ64の故障の履歴を、例えば公知のフラッシュメモリ66(図3参照)に記憶させる。また、通知制御部88は、電磁弁故障判定部80により電磁弁SLT,SLSの故障が判定されているときやセンサ故障判定部84によりセカンダリ圧センサ64の故障が判定されているときには、例えばユーザに故障を知らせる為のインジケータ68(図3参照)を点灯させる。
図7は、電子制御装置50の制御作動の要部すなわち電磁弁SLT,SLSの故障判定とセカンダリ圧センサ64の故障判定との誤判定を防止する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
図7において、先ず、故障判定実施条件成立判定部78に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、例えば無段変速機18の変速比γが最大変速比γmaxに維持された状態での加速走行中(例えば車両発進中)であるか否かが判定される。このS10の判断が肯定される場合はベルト滑り有無判定部82に対応するS20において、例えば無段変速機18のベルト滑りが発生しているか否かが、実変速比γがベルト滑り判定閾値γlim(=γmax+α)よりも大きくなっているか否かに基づいて判定される。このS20の判断が肯定される場合は電磁弁故障判定部80に対応するS30において、例えば電磁弁SLT,SLSの故障が発生していると判定されると共に、電磁弁故障フラグFsfが「1」に設定され、且つ故障判定実施フラグFfaが「1」に設定される。上記S20の判断が否定される場合は電磁弁故障判定部80に対応するS40において、例えば電磁弁SLT,SLSが正常であると判定されると共に、電磁弁故障フラグFsfが「0」に設定され、且つ故障判定実施フラグFfaが「1」に設定される。上記S10の判断が否定される場合には、或いは上記S30或いはS40に次いで、故障判定実施条件成立判定部78に対応するS50において、例えば故障判定実施フラグFfaが「1」に設定されているか否かが判定される。このS50の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は故障判定実施条件成立判定部78に対応するS60において、例えばセカンダリ指示油圧Pouttgtが所定指示油圧A以上であるか否かが判定される。このS60の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は油圧低下異常判定部86に対応するS70において、例えばセカンダリ圧センサ64によるセンサ検出圧PoutSが所定時間T連続して油圧低下異常判定閾値Poutlimよりも低くなる油圧低下異常が発生しているか否かが判定される。このS70の判断が肯定される場合はセンサ故障判定部84に対応するS80において、電磁弁故障フラグFsfが「0」に設定されているか否かが判定される。このS80の判断が肯定される場合はセンサ故障判定部84に対応するS90において、例えばセカンダリ圧センサ64の故障が発生していると判定される。上記S70の判断が否定されるか、或いは電磁弁故障フラグFsfが「1」に設定されており上記S80の判断が否定される場合はセンサ故障判定部84に対応するS100において、セカンダリ圧センサ64が正常であると判定される。
上述のように、本実施例によれば、電磁弁SLT,SLSの故障が発生しているか否かを判定する電磁弁故障判定を実施した後に、セカンダリ圧センサ64の故障が発生しているか否かを判定するセンサ故障判定を実施する。このようにすれば、電磁弁故障判定の実施によって電磁弁SLT,SLSの故障の有無が確定された状態を基にしてセンサ故障判定が実施されるので、電磁弁SLT,SLSの故障の有無が既に確定された状態において、センサ検出圧PoutSが目標セカンダリ圧Poutに対して低下する異常がセカンダリ圧センサ64の故障に起因するものであるか否かが判定される。よって、電磁弁SLT,SLSの故障判定とセカンダリ圧センサ64の故障判定との誤判定を防止することができる。
また、本実施例によれば、前記電磁弁故障判定では、伝動ベルト46の滑りが発生しているか否かを判定し、伝動ベルト46の滑りが発生していると判定した場合に、電磁弁SLT,SLSの故障が発生していると判定するので、伝動ベルト46の滑りが発生しているか否かに基づいて電磁弁SLT,SLSの故障が発生しているか否かが適切に判定される。
また、本実施例によれば、前記電磁弁故障判定では、無段変速機18の変速比γが最大変速比γmaxに維持された状態での加速走行中に、無段変速機18の実変速比γが最大変速比γmaxに対して乖離しているか否かに基づいて、伝動ベルト46の滑りが発生しているか否かを判定するので、伝動ベルト46の滑りが発生しているか否かが適切に判定される。
また、本実施例によれば、前記センサ故障判定では、センサ検出圧PoutSが所定時間T連続して油圧低下異常判定閾値Poutlimよりも低くなる油圧低下異常が発生しているか否かを判定し、前記電磁弁故障判定において電磁弁SLT,SLSの故障が発生していないと判定され且つ上記油圧低下異常が発生していると判定した場合に、セカンダリ圧センサ64の故障が発生していると判定するので、油圧低下異常が電磁弁SLT,SLSの故障に起因するものであるか、油圧低下異常がセカンダリ圧センサ64の故障に起因するものであるかを明確に区別することができる。つまり、油圧低下異常が、実セカンダリ圧Poutを低くしてしまうような電磁弁SLT,SLSの低圧側故障に因るものであるのか、センサ検出圧PoutSが本来の値(実セカンダリ圧Pout)よりも低くなるセカンダリ圧センサ64自身の低圧側故障に因るものであるのかを明確に区別することができる。よって、電磁弁SLT,SLSの故障の判定とセカンダリ圧センサ64の故障の判定との誤判定を確実に防止することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例における図7のフローチャートでは、故障判定実施フラグFfaが「1」に設定されているか否かの判定をステップS50にて実行したが、ステップS70の判定が肯定された後に実行するようにしても良い。このようにしても本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、油圧低下異常判定閾値Poutlimは、目標セカンダリ圧Poutに対して所定値低い値に予め求められて設定された所定閾値であったが、これに限らない。電磁弁SLT,SLSの低圧側故障やセカンダリ圧センサ64の低圧側故障に起因する油圧低下異常では、実セカンダリ圧Poutが零乃至零近傍の値となることが考えられる。その為、油圧低下異常判定閾値Poutlimは、実セカンダリ圧Poutが零乃至零近傍の値となる油圧低下異常を判定できるような一定値に設定された所定閾値であっても良い。
また、前述の実施例の油圧制御回路100は、プライマリ側油圧シリンダ42cへ供給する油圧を直接的に制御してプライマリ圧Pinとする構成であったが、これに限らない。例えば、プライマリ側油圧シリンダ42cへの作動油の流量を制御することにより結果的にプライマリ圧Pinを生じるような構成の油圧制御回路であっても本発明は適用され得る。
また、前述の実施例の油圧制御回路100は、ライン油圧Pを制御するリニアソレノイドバルブSLTと、セカンダリ圧Poutを制御するリニアソレノイドバルブSLSとを備えるものであったが、これに限らない。例えば、リニアソレノイドバルブSLT及びリニアソレノイドバルブSLSのうちの一方のソレノイドバルブのみを備え、その一方のソレノイドバルブがライン油圧Pとセカンダリ圧Poutとを共に制御する構成の油圧制御回路であっても本発明は適用され得る。
また、前述の実施例の油圧制御回路100では、セカンダリプーリ44側にセカンダリ圧センサ64が設けられて、プライマリプーリ40側にて無段変速機18の変速比γを制御し、セカンダリプーリ44側にて無段変速機18のベルト挟圧力を制御するものであったが、これに限らない。例えば、プライマリプーリ40側に油圧センサが設けられて、セカンダリプーリ44側にて無段変速機18の変速比γを制御し、プライマリプーリ40側にて無段変速機18のベルト挟圧力を制御する構成の油圧制御回路であっても本発明は適用され得る。また、一方のプーリ側で目標の変速を実現し、他方のプーリ側で目標のベルト挟圧力を実現するものでなくとも良い。例えば、プライマリ圧Pin(プライマリ推力Winも同意)とセカンダリ圧Pout(セカンダリ推力Woutも同意)とにより伝動ベルト48の滑りを防止しつつ、それらプライマリ推力Winとセカンダリ推力Woutとの相互関係にて目標変速比γを実現する構成の油圧制御回路であっても本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、回転偏差ΔNIN(=NIN −NIN)に基づいて無段変速機18の変速をフィードバック制御により実行したが、偏差として回転偏差ΔNINを用いたのは飽くまで一例である。要は、この偏差は、入力軸回転速度NINと1対1に対応するパラメータにおける目標値と実際値との偏差であれば良い。例えば、回転偏差ΔNINに替えて、目標変速比γと実変速比γとの変速比偏差Δγ(=γ−γ)、目標プーリ位置Xと実プーリ位置Xとの偏差ΔX(=X−X)、目標ベルト掛かり径Rと実ベルト掛かり径Rとの偏差ΔR(=R−R)などを用いることができる。
また、前述の実施例では、実変速比γがベルト滑り判定閾値γlim(=γmax+α)よりも大きくなっているか否かに基づいて無段変速機18のベルト滑りを判定したが、これに限らない。例えば、実入力軸回転速度NINが最大変速比γmaxに基づく入力軸回転速度NINの換算値(=γmax×NOUT)にマージンβを加えたベルト滑り判定閾値よりも大きくなっているか否かに基づいて無段変速機18のベルト滑りを判定しても良い。
また、前述の実施例において、流体式伝動装置としてロックアップクラッチ26を有するトルクコンバータ14が用いられていたが、ロックアップクラッチ26は必ずしも設けられなくても良く、またトルクコンバータ14に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式伝動装置が用いられてもよい。また、前後進切換装置がその発進機構として機能するか、発進クラッチ等の発進機構が備えられるか、或いは動力伝達経路を断接可能な係合装置等が備えられる場合には、流体式伝動装置は備えられなくとも良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
18:ベルト式無段変速機(車両用無段変速機)
40:入力側可変プーリ
44:出力側可変プーリ
46:伝動ベルト
50:電子制御装置(制御装置)
64:セカンダリ圧センサ(油圧センサ)
SLT,SLS:リニアソレノイドバルブ(電磁弁)

Claims (4)

  1. 入力側可変プーリ及び出力側可変プーリの有効径が可変の一対の可変プーリと、該一対の可変プーリの間に巻き掛けられた伝動ベルトと、該伝動ベルトの滑りを防止する為に供給される油圧を制御する電磁弁と、該電磁弁により制御される該油圧を検出する油圧センサとを備える車両用無段変速機の制御装置であって、
    前記電磁弁の故障が発生しているか否かを判定する電磁弁故障判定を実施した後に、前記油圧センサの故障が発生しているか否かを判定するセンサ故障判定を実施することを特徴とする車両用無段変速機の制御装置。
  2. 前記電磁弁故障判定では、前記伝動ベルトの滑りが発生しているか否かを判定し、該伝動ベルトの滑りが発生していると判定した場合に、前記電磁弁の故障が発生していると判定することを特徴とする請求項1に記載の車両用無段変速機の制御装置。
  3. 前記電磁弁故障判定では、前記車両用無段変速機が最低速側変速比に維持された加速走行中に、該車両用無段変速機の変速比の実際値が該最低速側変速比に対して乖離しているか否かに基づいて、前記伝動ベルトの滑りが発生しているか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の車両用無段変速機の制御装置。
  4. 前記センサ故障判定では、前記油圧センサによる前記油圧の検出値が該油圧の目標値に対して所定値低く設定された所定閾値よりも所定時間連続して低くなる油圧低下異常が発生しているか否かを判定し、前記電磁弁故障判定において前記電磁弁の故障が発生していないと判定され且つ該油圧低下異常が発生していると判定した場合に、該油圧センサの故障が発生していると判定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両用無段変速機の制御装置。
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