JP4831187B2 - 自動変速機の異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機により回転駆動される電動オイルポンプを有する自動変速機の異常検出装置に関する。

自動車には、変速操作時のクラッチペダル、チェンジレバー、アクセルペダルの操作の煩わしさを解消するために、自動変速機が多く採用されている。

このような自動変速機は、一般に、ＥＡＴ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）に代表されるように、アクセル開度と車速に応じて、マイクロコンピュータにて自動変速制御するようにしている。

具体的には、このような自動変速制御を行う自動変速機は、複数の動力伝達経路を構成するギヤ列を有して構成され、摩擦係合要素（油圧クラッチ、ブレーキ等）の係合制御により、いずれかの動力伝達経路を自動的に切換選択して変速制御が行われるようになっている。

この摩擦係合要素の係合制御は、作動油圧の供給を制御して行われるものが知られているが、前記作動油圧の供給制御を、ソレノイドにより電気的に行うことが多い。

そのため、前記ソレノイドの異常は、変速制御不良に繋がるため、その異常検出は重要であり、前記ソレノイドの異常検出を行う自動変速機の異常検出装置が、開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような自動変速機の異常検出装置では、エンジンによって回転駆動される油圧ポンプから圧送される作動油を、調圧弁により圧力指令信号に従って調圧されて元圧として用いられるが、最近では、例えば、ハイブリッド車両等に代表されるように、前記エンジンとは別に設けた専用の電動機によって、電動オイルポンプを回転駆動させ、この電動オイルポンプから前記作動油を圧送して制御される自動変速機の異常検出装置も開発されつつある（例えば、特許文献２参照。）。

図５は、従来の自動変速機の異常検出装置におけるフローチャートである。

この自動変速機の異常検出装置では、例えば、電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）からソレノイドに供給された油圧指令値と油圧スイッチに基づいて判断される。

すなわち、前記油圧指令が前記ソレノイドを開放するものであればライン圧の高圧指令であり、前記ソレノイドを閉じるものであればライン圧の低圧指令となる。

そして、この油圧指令に応じて、前記ソレノイドが作動し、そのライン圧（低圧又は高圧）に対応して、前記油圧スイッチがオン、オフ作動される。

そのため、従来の自動変速機の異常検出装置は、前記油圧スイッチが前記油圧指令通りに作動しているか又は作動していないかを判断し（Ｓ１００、Ｓ１０１）、そして、前記油圧スイッチが、前記油圧指令通りに作動していれば、正常であると判定し（Ｓ１０２）、前記油圧指令通りに作動していなければ、異常であると判定するものであった（Ｓ１０３）。

特開２００２−３１０２８２号公報 特開２００７−２０５４３９号公報

しかしながら、この自動変速機の異常検出装置では、正常と判定された場合でも、前記油圧スイッチ及びソレノイドの両方が故障している場合（以下、「二重故障」とも呼ぶ。）には、その異常を判定できない恐れがある。

例えば、前記油圧指令が「高圧指令」である場合において、前記ソレノイドが故障のために閉じてしまい（正常であれば開放する。）、この閉じたソレノイドからのライン圧（低圧）に対応して、更に、前記油圧スイッチが故障のために、オン作動（正常であればオフ作動。）された場合（二重故障の場合）、従来の異常検出装置では、前記油圧指令「高圧指令」に対して、前記油圧スイッチが指令通り「オン作動」をしているので、正常であると判定され、異常を判定できない恐れがある。

一方、前記自動変速機の異常検出装置では、異常と判定された場合には、前記油圧スイッチ又はソレノイドの何れが故障しているかを区別して判定できないという問題もある。

例えば、前記油圧スイッチが、前記油圧指令通りに作動されずに、異常の判定がされた場合において、当該油圧スイッチ又はソレノイドの何れかに故障が生じていることは判定できる。

ところが、この異常の判定だけでは、前記油圧スイッチ又はソレノイドの何れが故障しているかを区別して判定することまでは、できないという問題があった。

そのため、例えば、異常の判定がされた場合、前記ソレノイドだけが故障しているにも拘らず、前記油圧スイッチも一緒に部品交換を行わなければならず、当該油圧スイッチのコストが不利になってしまう。

本発明は、かかる課題を解決することを目的とし、電動オイルポンプを有する自動変速機において、二重故障は勿論、ソレノイド又は油圧スイッチの何れの異常であるかを区別して判定可能な自動変速機の異常検出装置を提供する。

上記課題を解決するために、
本発明は、電動機により回転駆動される電動オイルポンプを有する自動変速機において、前記自動変速機を制御する油圧制御回路のライン圧を、高圧又は低圧に切替え可能なソレノイドと、前記ライン圧に対応してオン、オフ作動される油圧スイッチとを備えている。そして、前記ソレノイドに供給された油圧指令値に対して、当該油圧指令値の通りに、前記油圧スイッチがオン、オフ作動されているか否かを判定し、前記判定内容、及び、前記ソレノイドへの油圧指令値と前記電動オイルポンプの負荷状態との関係に基づいて、前記ソレノイド又は油圧スイッチの何れの異常であるかを区別するように構成したことを特徴としている。

本発明の自動変速機の異常検出装置によれば、二重故障は勿論、ソレノイド又は油圧スイッチの何れの異常であるかを区別して判定できる。

本実施形態のハイブリッド車両の駆動装置および制御装置を説明するブロック図である。 本実施形態の自動変速機を制御するための油圧制御回路の要部を説明するブロック図である。 本実施形態の自動変速機の異常検出装置におけるフローチャートである。 図３の結果を表した判定表である。 従来の自動変速機の異常検出装置におけるフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態のハイブリッド車両１０の駆動装置および制御装置を説明するブロック図である。

図１において、このハイブリッド車両１０では、車両において、主駆動源である第１駆動源１２のトルクが出力部材として機能する出力軸１４に伝達され、その出力軸１４から差動歯車装置１６を介して左右一対の前輪または後輪である駆動輪１８にトルクが伝達さ れるようになっている。

このハイブリッド車両１０には、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギを回収するための回生制御を実行可能な第２駆動源２０が設けられており、この第２駆動源２０は自動変速機２２を介して上記出力軸１４に連結されている。

したがって、第２駆動源２０から出力軸１４へ伝達されるトルク容量がその自動変速機２２で設定される変速比γs（＝ＭＧ２の回転速度／出力軸１４の回転速度）に応じて増減されるようになっている。

自動変速機２２の変速比γsは「１」以上の複数段に設定されるように構成されており、第２駆動源２０からトルクを出力する力行時にはそのトルクを増大させて出力軸１４へ伝達することができるので、第２駆動源２０が一層低容量もしくは小型に構成される。

これにより、例えば高車速に伴って出力軸１４の回転数が増大した場合には、第２駆動源２０の運転効率を良好な状態に維持するために、変速比γsを低下させて第２駆動源２０の回転数が低下させられ、また、出力軸１４の回転数が低下した場合には、変速比γsが増大させられたりする。

自動変速機２２の変速の場合、その自動変速機２２でのトルク容量が低下したり、あるいは回転数の変化に伴う慣性トルクが生じたりし、これが出力軸１４のトルクすなわち出力軸トルクに影響する。

そこで上記のハイブリッド車両１０では、自動変速機２２による変速の際に第１駆動源１２のトルクを補正して出力軸１４のトルク変動を防止もしくは抑制するように制御される。

第１駆動源１２は、エンジン２４と、第１モータジェネレータ（以下、ＭＧ１という）と、これらエンジン２４とＭＧ１との間でトルクを合成もしくは分配するための動力
分配機構として機能する遊星歯車装置２６とから主体的に構成されている。

エンジン２４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、マイクロコンピュータを主体とするエンジン制御用の電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）２８によって、スロットル開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期などの運転状態が電気的に制御されるように構成されている。

電子制御装置２８には、アクセルペダル２７の操作量を検出するアクセル開度センサＡＳ、ブレーキペダル２９の操作を検出するためのブレーキセンサＢＳ等からの検出信号が供給されている。

ＭＧ１は、たとえば同期電動機であって、駆動トルクを発生させる電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に生じるように構成され、インバータ３０を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置３２に接続されている。

そして、マイクロコンピュータを主体とするモータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）３４によってそのインバータ３０が制御されることにより、ＭＧ１の出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定されるようになっている。

電子制御装置３４には、シフトレバー３５の操作位置を検出する操作位置センサＳＳ、起動操作のためのキーが差し込まれたことを検出するキースイッチＫＥＹＳＷ、起動操作のための指令操作を検出する起動操作釦ＰＯＷＥＲ等からの検出信号が供給され、電子制御装置３４からは、その起動操作に応答して車両が走行可能状態となったことを表示する走行可能表示器ＲＥＡＤＹが点灯させられるようになっている。

遊星歯車装置２６は、サンギヤＳ０と、そのサンギヤＳ０に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ０と、これらサンギヤＳ０およびリングギヤＲ０に噛み合うピニオンギヤＰ０を自転かつ公転自在に支持するキャリヤＣ０とを三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。

遊星歯車装置２６は、エンジン２４および自動変速機２２と同心に設けられている。

遊星歯車装置２６および自動変速機２２は、中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分が省略されている。

本実施形態では、エンジン２４のクランク軸３６はダンパー３８を介して遊星歯車装置２６のキャリヤＣ０に連結されている。

これに対してサンギヤＳ０にはＭＧ１が連結され、リングギヤＲ０には出力軸１４が連結されている。

このキャリヤＣ０は入力要素として機能し、サンギヤＳ０は反力要素として機能し、リングギヤＲ０は出力要素として機能している。

本実施形態の自動変速機２２は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。

すなわち、自動変速機２２では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが設けられており、その第１サンギヤＳ１にショートピニオンＰ１が噛合するとともに、そのショートピニオンＰ１がこれより軸長の長いロングピニオンＰ２に噛合し、そのロングピニオンＰ２が前記各サンギヤＳ１，Ｓ２と同心円上に配置されたリングギヤＲ１に噛合している。

これらの各ピニオンＰ１，Ｐ２は、共通のキャリヤＣ１によって自転かつ公転自在にそれぞれ保持されている。

また、第２サンギヤＳ２がロングピニオンＰ２に噛合している。

第２駆動源２０は、前記モータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）３４によりインバータ４０を介して制御されることにより、アシスト用出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定される電動機または発電機である第２モータ・ジェネレータ（以下、ＭＧ２という）から構成されている。

第２サンギヤＳ２には、その前述したＭＧ２が連結され、キャリヤＣ１が、出力軸１４に連結されている。

第１サンギヤＳ１とリングギヤＲ１とは、各ピニオンＰ１，Ｐ２と共にダブルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成し、また第２サンギヤＳ２とリングギヤＲ１とは、ロングピニオンＰ２と共にシングルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成している。

そして、自動変速機２２には、第１サンギヤＳ１を選択的に固定するために、第１サンギヤＳ１と変速機ハウジング４２との間に設けられた第１ブレーキＢ１と、リングギヤＲ１を選択的に固定するためにそのリングギヤＲ１と変速機ハウジング４２との間に設けられた第２ブレーキＢ２とが設けられている。

これらのブレーキＢ１、Ｂ２は、摩擦力によって制動力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。

そして、これらのブレーキＢ１、Ｂ２は、油圧アクチュエータ等により発生させられる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。

以上のように構成された自動変速機２２は、第２サンギヤＳ２が入力要素として機能し、またキャリヤＣ１が出力要素として機能し、第１ブレーキＢ１が係合させられると「１」より大きい変速比γshの高速段Ｈが達成され、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２が係合させられるとその高速段Ｈの変速比γshより大きい変速比γslの低速段Ｌが設定されるように構成されている。

これらの変速段ＨおよびＬの間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。

より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。

その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした変速制御用の電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）４４が設けられている。

上記電子制御装置４４には、作動油の温度を検出するための油温センサＴＳ、第１ブレーキＢ１の係合油圧を検出するための油圧スイッチＳＷ１、第２ブレーキＢ２の係合油圧を検出するための油圧スイッチＳＷ２、ライン圧ＰＬを検出するための油圧スイッチＳＷ ３等からの検出信号が供給されている。

以上のように構成された自動変速機２２では、第２ブレーキＢ２によってリングギヤＲ１が固定されると、低速段Ｌが設定され、ＭＧ２の出力したアシストトルクがそのときの変速比γslに応じて増幅されて出力軸１４に付加される。

これに替えて、第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤＳ１が固定されると、低速段Ｌの変速比γslよりも小さい変速比γshを有する高速段Ｈが設定される。

この高速段Ｈにおける変速比も「１」より大きいので、ＭＧ２の出力したアシストトルクがその変速比γshに応じて増大させられて出力軸１４に付加される。

なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸１４に付加されるトルクは、ＭＧ２の出力トルクを各変速比に応じて増大させたトルクとなるが、自動変速機２２の変速過渡状態では各ブレーキＢ１、Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。

また、出力軸１４に付加されるトルクは、ＭＧ２の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。

図２は、各ブレーキＢ１、Ｂ２の係合解放によって自動変速機２２の変速を自動的に制御するための油圧制御回路５０の要部を説明するブロック図である。

この油圧制御回路５０には、エンジン２４のクランク軸３６に作動的に連結されることによりそのエンジン２４により回転駆動されるメカニカル式油圧ポンプ４６と、電動機４８aにより回転駆動されるポンプ４８bを備えた電動オイルポンプ４８とを油圧源として備えており、それらメカニカル式油圧ポンプ４６および電動式油圧ポンプ４８は、図示しないオイルパンに還流した作動油をストレーナ５２を介して吸入し、或いは還流油路５３を介して直接還流した作動油を吸入してライン圧油路５４へ圧送する。

上記還流した作動油温度ＴＯＩＬを検出するための油温センサＴＳが上記油圧制御回路５０を形成するバルブボデー５１に設けられているが、他の部位に接続されていてもよい。

ライン圧調圧弁５６は、リリーフ形式の調圧弁であって、ライン油路５４に接続された供給ポート５６aとドレン油路５８に接続された排出ポート５６bとの間を開閉するスプール弁子６０と、そのスプール弁子６０の閉弁方向の推力を発生させるスプリング６２を収容すると同時にライン圧ＰＬの設定圧を高く変更するときに電磁開閉弁６４を介してモジュール圧油路６６内のモジュール圧ＰＭを受け入れる制御油室６８と、スプール弁子６０の開弁方向の推力を発生させる上記ライン圧油路５４に接続されたフィードバック油室７０とを備え、予め設定された低圧値およびそれよりも高い高圧値の２種類のいずれかの一定のライン圧ＰＬを出力する。

制御油室６８には、それにモジュール圧ＰＭが供給されていないときにはオフ状態であるがそのモジュール圧ＰＭが供給されるとオン作動させられる油圧スイッチＳＷ３が接続されている。

ライン圧調圧弁５６では、制御油室６８内にモジュール圧ＰＭが供給されていないときにはライン圧ＰＬが低圧側の値となるように調圧され、制御油室６８内にモジュール圧ＰＭが供給されるとライン圧ＰＬが高圧側の値となるように調圧されるので、油圧スイッチＳＷ３はライン圧油路５４内のライン圧ＰＬが高圧側の値であるときにオン作動し、低圧側の値以下であるときにオフ作動する。

このように油圧スイッチＳＷ３が配置されることにより、油圧スイッチＳＷ３がライン圧油路５４に接続される場合に比較して、メカニカル式油圧ポンプ４６或いは電動オイルポンプ４８から圧送される作動油圧の脈動や設定調圧値からライン圧ＰＬが上昇（ライジング）することに起因してライン圧ＰＬが低圧側であるときでも油圧スイッチＳＷ３のオンオフ作動が繰り返される所謂ハンチング現象が回避されている。

モジュール圧調圧弁７２は、上記ライン圧ＰＬを元圧とし、そのライン圧ＰＬの変動に拘わらず、低圧側のライン圧ＰＬよりも低く設定された一定のモジュール圧ＰＭをモジュール圧油路６６に出力する。

このように構成された本実施形態の異常検出装置は、例えば、電子制御装置４４によって、以下のように制御される。

図３は、本実施形態の自動変速機の異常検出装置におけるフローチャートであり、図４は、図３の結果を表した判定表である。

本実施形態の自動変速機の異常検出装置では、先ず、電子制御装置４４から電磁開閉弁（ソレノイド）６４に供給された油圧指令値と油圧スイッチＳＷ３に基づいて判断し、前記油圧指令値に対して、当該油圧指令値の通りに、油圧スイッチＳＷ３がオン、オフ作動されているか否かを判定する（Ｓ１、Ｓ２）。

次に、このＳ２で判定された判定内容と、電動オイルポンプ４８の負荷状態とを比較判断する（Ｓ３）。

ここで、電動オイルポンプ４８の負荷状態は、電動オイルポンプ４８の回転数、電流、回転指令値、等の何れかを検知することで容易に判別できるが、本実施形態では、前記回転数によって、前記負荷状態を判別した場合を例示している。

例えば、前記油圧指令が「高圧指令（Ｈｉ）」であって、前記油圧スイッチＳＷ３が正常にオン作動（Ｈｉ）作動している場合において、この判定内容と、電動オイルポンプ４８の負荷状態を比較する。

そして、前記負荷状態が、高圧（Ｈｉ）の状態であれば、「正常」であると判定する（Ｓ４）。

一方、前記負荷状態が、低圧（Ｌｏ）の状態であれば、「二重故障」と判定する（Ｓ５）。

また、前記油圧指令が「高圧指令（Ｈｉ）」であって、前記油圧スイッチＳＷ３が異常のオフ作動（Ｌｏ）作動している場合において、この判定内容と、電動オイルポンプ４８の負荷状態を比較する（Ｓ６）。

そして、前記負荷状態が、高圧（Ｈｉ）の状態であれば、「油圧ＳＷ３の異常」と判定する（Ｓ７）。

一方、前記負荷状態が、低圧（Ｌｏ）の状態であれば、「ソレノイドの異常」と判定する（Ｓ８）。

このように制御された本実施形態の自動変速機の異常検出装置によれば、電動オイルポンプ４８を有する自動変速機２２において、二重故障は勿論、ソレノイド６４又は油圧スイッチＳＷ３の何れの異常であるかを区別して、簡単且つ確実に判定できるのである。

２２ 自動変速機
４８ 電動オイルポンプ
４８ａ 電動機
５０ 油圧制御回路
６４ ソレノイド（電磁開閉弁）
ＳＷ３ 油圧スイッチ
ＰＬ ライン圧

Claims (1)

1. 電動機により回転駆動される電動オイルポンプを有する自動変速機において、
   前記自動変速機を制御する油圧制御回路のライン圧を、高圧又は低圧に切替え可能なソレノイドと、
   前記ライン圧に対応してオン、オフ作動される油圧スイッチとを備えてなり、
   前記ソレノイドに供給された油圧指令値に対して、当該油圧指令値の通りに、前記油圧スイッチがオン、オフ作動されているか否かを判定し、
   前記判定内容、及び、前記ソレノイドへの油圧指令値と前記電動オイルポンプの負荷状態との関係に基づいて、前記ソレノイド又は油圧スイッチの何れの異常であるかを区別するように構成したことを特徴とする自動変速機の異常検出装置。

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