电动泵的故障诊断装置的制作方法

本发明涉及一种向车辆的驱动系统等供给工作流体的电动泵的故障诊断装置及方法。

背景技术：
在这种电动泵中，在日本特开2006-25493号公报等公开的技术中，为了抑制因发热导致的故障，进行根据部件温度和连续工作时间限制向泵驱动用马达输入的电流值的保护控制。在上述日本特开2006-25493号公报中，电动泵被控制成，与该泵侧的状态无关，而使实际转速跟随从外部装置提供的泵驱动用马达的转速的指令值（目标转速），因此，存在通过上述保护控制使实际转速不能跟随指令值的情况。但是，以往，在这种电动泵的故障诊断中，由于基于实际转速相对于指令值的跟随性（偏差）进行故障判定，所以即使电动泵正常，也可能被误判成故障。另外，在因指令值的生成不良以及外部装置和电动泵（马达驱动回路）之间的通信异常等而被指示了过大的指令值的情况下，马达的实际转速不能跟随该指令值，因此同样地，即使电动泵是正常的，也可能被误判成故障。

技术实现要素：
本发明是鉴于上述现有课题而做出的，目的在于提供一种电动泵的故障诊断装置，其通过进行考虑到对故障诊断带来影响的因素的诊断处理，能够抑制将正常的电动泵判定成产生故障的误判定。为了实现上述目的，本发明的电动泵的故障诊断装置是根据来自外部装置的指示来供给工作流体的电动泵的故障诊断装置，其包括以下结构。一种电动泵的故障诊断装置，该电动泵根据来自外部装置的指示来供给工作流体，该电动泵的故障诊断装置的特征在于，具有：转速检测部，其检测所述电动泵驱动用马达的转速；第一故障判定预判部，其在检测到所述马达被正常时所使用的上限电流以上的电流驱动，且该马达的转速小于基于工作流体温度条件设定的下限转速的状态时，判定存在电动泵产生故障的可能性；第二故障判定预判部，其在检测到所述马达以小于所述上限电流的电流限制值被限制电流而被驱动，且所述马达的转速相对于与该电流限制值的限制相应地设置得比所述下限转速低的规定转速，小于所述规定转速的状态时，判定存在产生故障的可能性，所述第一故障判定预判部或所述第二故障判定预判部在判定存在所述电动泵产生故障的可能性时，停止所述马达的驱动。另外，本发明的电动泵的故障诊断方法是根据来自外部装置的指示来供给工作流体的电动泵的故障诊断方法，其包括以下步骤：检测所述电动泵驱动用马达的转速；在检测到所述马达被正常时所使用的上限电流以上的电流驱动，且该马达的转速小于基于工作流体温度条件设定的下限转速的状态的第一时刻，判定存在电动泵产生故障的可能性，在检测到所述马达以小于所述上限电流的电流限制值被限制电流而被驱动，且所述马达的转速相对于与该电流限制值的限制相应地设置得比所述下限转速低的规定转速，小于所述规定转速的状态的第二时刻，判定存在产生故障的可能性，在第一时刻、第二时刻，在判定存在所述电动泵产生故障的可能性时，停止所述马达。本发明的其他目的和特征通过以下基于附图的说明来明确。附图说明图1是表示具有实施方式的电动泵的车辆驱动力传递系统的图。图2是上述电动泵的控制框图。图3是表示上述电动泵的故障诊断处理的情况的时序图。图4是第一实施方式的故障诊断处理的流程图。图5是第二实施方式的故障诊断处理的流程图。图6是第三实施方式的故障诊断处理的流程图。图7是第四实施方式的故障诊断处理的流程图。具体实施方式以下，对将本发明应用在向车辆的无级变速器供给用于润滑及冷却的工作油（工作流体）的电动泵的实施方式进行说明。在图1中，在发动机（内燃机）1上，经由变矩器2及起步用离合器机构即前进后退切换机构3连接无级变速器4。前进后退切换机构3例如包括：由与发动机输出轴连结的环形齿轮、小齿轮、小齿轮架、与变速器输入轴连结的中心齿轮构成的行星齿轮机构；将变速箱固定在小齿轮架上的后退制动器；连结变速器输入轴和小齿轮架的前进离合器，从而前进后退切换机构3切换车辆的前进和后退。这些后退制动器及前进离合器的切换是利用由与无级变速器4共用的工作油产生的液压对联结的切换而进行的。无级变速器4包括初级带轮41、次级带轮42和缠绕在这些带轮之间的V形带43，初级带轮41的旋转经由V形带43被传递到次级带轮42，次级带轮42的旋转被传递到驱动车轮，从而驱动车辆行驶。在上述驱动力传递中，使初级带轮41的可动圆锥板及次级带轮42的可动圆锥板沿轴向移动来改变其与V形带43之间的接触位置半径，由此，能够改变初级带轮41与次级带轮42之间的转速比即变速比。如下所述地进行具有所述前进后退切换机构3及无级变速器4的变速机构20的控制。基于车辆的各种信号，作为外部装置的CVT控制单元5计算变速控制信号，被输入该变速控制信号的调压机构6按照变速机构20的各部件分别对来自被发动机驱动的机械式泵7的排出压力进行调压，并分别进行供给。另一方面，在将所述机械式泵7作为旁路的通路上配置有电动泵8。该电动泵8用于缓解车辆的怠速停机后再启动时的联结冲击，或者用于各被润滑部的润滑及冷却，该电动泵8被来自作为外部装置的CVT控制单元（CVTCU）5的控制信号驱动。此外，在电动泵8出口的油通路上，根据需要也可以配置防止通常情况下工作油逆流的止回阀9。另外，如图中虚线所示，为了将来自电动泵8的排出压力限制在规定压力以下，也可以设置有在该规定压力以下开阀的释压阀10。图2表示上述电动泵的控制框图。CVTCU5被输入来自车辆的各种传感器的检测信号（车速、制动器、油门、档位、发动机转速、蓄电池电压、其他）及由油温传感器11计测的工作油温度（油温），根据基于这些信号检测的车辆运转状态来计算电动泵8的目标转速，并将该目标转速作为指令值向电动泵8输出。电动泵8具有泵主体81、驱动该泵主体81的马达82、驱动该马达81的马达驱动回路83。马达驱动回路83检测马达转速（泵转速）并向CVTCU5发送，并且基于来自CVTCU5的指令值，以将实际转速约束为目标转速的方式驱动马达82。这里，如图3所示，为了抑制因电动泵8的发热而导致的故障产生、耐久性降低，根据起动后的连续运转时间（或部件温度）的增大，阶段性地减少马达82的电流限制值。另一方面，在电动泵8这一侧，通过考虑到上述马达的电流限制、指令值异常（指令值的生成不良以及电动泵8与CVTCU5之间的通信异常等）的处理，判定是否存在电动泵8产生故障的可能性。即，电动泵8（马达驱动回路83）具有故障判定的预判功能。在判定电动泵8可能产生故障的情况（及确定了故障的情况）下，将该主旨的信号（代替实际转速信号）向CVTCU5发送并且停止马达82的驱动，从而强行停止电动泵8。另一方面，CVTCU5具有如下功能，即，在从电动泵8侧接收电动泵8可能产生故障的信号的情况下，基于由油温传感器11检测的油温等进行电动泵8的故障判定，从而确定存在故障的判定（故障判定）。在确定电动泵8的故障判定的情况下，维持电动泵8的停止，在不能确定故障判定的情况下，经过规定时间后，进行再开始驱动等的处理。另外，如下所述，在电动泵8侧也具有通过规定的处理来确定故障判定的功能。以下，根据图3所示的时序图及图4～图8的流程图说明故障诊断处理的各实施方式的详细情况。图4表示基本处理的实施方式（第一实施方式）。本处理在电动泵8（泵驱动回路83）侧进行。在步骤S1中，判定在起动电动泵8后，是否经过将正常时的上限电流Iα作为电流限制值来驱动马达82的规定时间T1之前。这里，上限电流Iα被设定成，为了确保在使用温度条件下所需的泵排出量而必须的电流的上限值。在判定经过规定时间T1之前，也就是说，在将上限电流Iα作为电流限制值的运转过程中，进入步骤S2，判定马达82的实际转速（马达转速=泵转速）是否比马达转速的指令值（目标转速）低规定偏差以上、且比下限转速NL0小。这里，下限转速NL0是指保证电动泵8工作的油温范围（例如，-25℃～100℃）中的下限转速。通常，由于温度越低则泄漏少、摩擦增大而转速减小，所以将下限温度（例如，-25℃）的转速设定成下限转速。此外，也存在将在CVTCU5侧被设定的指令值相对于油温以1对1的关系进行确定的情况，在该情况下，可以基于由电动泵8侧接收的指令值来推定油温，并且根据推定油温设定下限转速。另外，为了提高故障可能性的判定精度，还将马达转速相对于指令值低于规定偏差的情况加入存在产生故障的可能性的判定条件中。例如，在极低温时，在根据CVTCU5所把握的油温生成接近下限转速NL0的指令值的情况下，若马达转速处于从指令值偏差规定偏差内，则即使小于下限转速NL0，也视为正常运转，因此，能够避免判定成存在产生故障的可能性。但是，由于通过CVTCU5进行最终的故障判定的确定，所以为了简化，也可以在电动泵8侧的故障可能性判定条件中，省略基于上述偏差的判定条件。在步骤S2中，在判定马达转速是下限转速NL0以上时，判断运转正常进行，继续运转。在判定马达转速小于下限转速NL0（及处于规定偏差以外）时，进入步骤S3，在该状态下，判定是否经过故障可能性判定用的规定时间t0。在规定时间t0内恢复到下限转速NL0以上的情况下，继续运转。另一方面，在小于下限转速NL0（及规定偏差外）的状态下经过规定时间t0时，判定没有进行正常运转，存在电动泵8产生故障的可能性，在步骤S4中，将存在产生故障的可能性的判定结果向CVTCU（外部装置）5通报。然后，在步骤S5中，强行停止电动泵8（马达82）的驱动。在该情况下，可以在电动泵8（马达驱动回路83）侧进行停止，但也可以使CVTCU5根据接收到的上述存在故障可能性的信息，将停止电动泵8的驱动的（驱动量0）信号向电动泵8发送而使其停止。另一方面，在步骤S1中，在起动电动泵8后，在判定经过规定时间T1时，也就是说，在切换到比正常时的上限电流Iα低的电流限制值（Iβ或Iγ）的运转后，进入步骤S6。在步骤S6中，判定马达转速是否降低到以限制该电流的方式运转的情况下的规定转速NL1以下。这里，该规定转速NL1被设定成接近停止的值，在处于该规定转速NL1以下时，判定马达82（泵）实质停止。即，这是因为，除了指令值异常（生成不良、通信异常）以外，存在通过电流的限制，即使电动泵8不产生故障，也有降低到停止或接近停止的转速的情况。在马达转速降低到规定转速NL1以下，并且判定为实质停止状态时，进入步骤S7，判定是否在该状态下经过规定时间t1。在规定时间t1内变为规定转速NL1以上，且马达旋转恢复的情况下，继续运转。在步骤S7中，在判定马达转速为规定转速NL1以下，也就是说在停止的状态下经过规定时间t1时，进入步骤S8。在步骤S8、S9中，与步骤S4、S5相同，将没有进行正常运转而存在电动泵8产生故障的可能性的判定结果向CVTCU（外部装置）5通报，并且强行停止电动泵8（马达82）的驱动。根据所述第一实施方式的处理，在将经过规定时间T1前的上限电流Iα作为电流限制值的运转条件下，指令值变得过大而使实际转速相对于指令值的跟随迟滞，即使实际转速降低到规定偏差以上，只要实际转速在下限转速NL0以上，就能够确保该运转条件下的必要的泵排出量，因此，继续驱动电动泵8。由此，通过使用考虑了泵使用时的工作流体条件（下限温度）而设定的下限转速NL0来判定故障可能性，能够抑制以往的基于指令值和实际转速的关系（偏差）对电动泵8产生故障的误判定以及因该误判定导致电动泵8停止，并且能够尽可能地有助于电动泵8给CVT（工作设备）带来的工作性能提高（工作液压的上升）。另一方面，在实际转速小于下限转速NL0时，不能确保上述运转条件下的必要泵排出量，存在电动泵8产生故障的可能性，但有可能是因油温为极低温度而使转速难以上升等没有故障的情况。因此，不确定故障判定，将存在产生故障的可能性的判定结果向CVTCU（外部装置）5通报，能够在具有油温信息的CVTCU（外部装置）5中进行最终的故障判定。即，在该情况下，在电动泵8没有故障的情况下，能够抑制因确定电动泵8侧存在故障的判定而导致的误判定。另外，在经过规定时间T1后的电流限制值被限制为Iβ或Iγ的运转条件下，即使电动泵8正常，除了因指令值的异常导致的转速降低以外，还存在由于限制马达电流而使旋转降低到停止或接近停止的状态的情况。因此，在检测到电动泵8在规定时间t1内变为规定转速NL1以上地旋转时，继续运转电动泵8，从而能够尽可能地有助于CVT工作液压的工作性能提高。另一方面，在经过规定时间t1后，在还判定电动泵8处于停止状态时，将存在产生故障的可能性的判定结果向CVTCU（外部装置）5通报，能够在CVTCU（外部装置）5中进行最终的故障判定。由此，在经过规定时间T1后，除了因指令值异常、通信异常导致转速降低以外，还利用考虑马达电流的限制而设定的规定转速NL1来判定产生故障的可能性，因此，能够抑制仅基于指令值和实际转速的偏差对电动泵8产生故障的误判定。另外，能够抑制因该误判定导致电动泵8停止，并能够尽可能地有助于电动泵8给CVT（工作设备）带来的液压的上升。另外，在经过规定时间T1之前、之后的任意情况下，在判定存在产生故障的可能性时，存在因马达（泵）的驱动给电动泵的耐久性带来影响的可能性，但通过停止驱动，能够避免对电动泵的耐久性的影响。图5表示在上述第一实施方式的处理之后，在电动泵8侧进行的处理的实施方式（第二实施方式）。在步骤S11中，判定是否没有伴随上述电动泵8存在产生故障的可能性的判定而实施驱动停止处理。在判定没有进行停止处理而使电动泵8正常运转的情况下，进入步骤S12，判定是否存在来自CVTCU（外部装置）5的驱动指示。在存在驱动指示的情况下，在步骤S13中，根据指令值（目标转速）控制电动泵8（马达82）的动作，在没有驱动指示的情况下，在步骤S14中，进行电动泵8的通常停止处理而使其停止。另一方面，在步骤S11中，在判定实施了电动泵8（马达82）的驱动停止处理时，进入步骤S15，在该泵驱动停止后，判定是否经过规定时间t2，在经过规定时间t2之前，在步骤S16中保持驱动停止，在经过规定时间t2之后，进入步骤S17，解除驱动停止。这里，规定时间t2被设定为油温上升规定温度所需的时间，所述规定温度被设定为例如与油温传感器11的偏差量相当的值。即，通常，根据由油温传感器11检测的油温来设定指令值，但考虑到油温传感器的检测油温与实际的油温相比向高温侧产生偏差的情况，随着规定时间的经过，获得与偏差量相当的油温上升。也就是说，即使根据上述油温传感器的高温侧的偏差将目标转速设定得高，也考虑到由于实际油温低且工作油粘度大，电动泵8的旋转难以上升，从而被判定为存在产生故障的可能性的情况。还存在马达电流增大并被电流限制值限制而妨碍旋转上升的情况。在这样的情况下，随着规定时间t2的经过，油温上升且工作油粘度减小，变得容易排出工作油，从而存在能够使马达转速（泵转速）上升到目标转速的可能性。因此，在进入步骤S12以后，实施与来自CVTCU（外部装置）5的驱动指示相应的电动泵8的工作控制或通常停止处理。根据所述第二实施方式的结构，在电动泵8的强行停止之后，在经过规定时间后，解除强行停止，从而通过与经过时间相应的油温的上升而上升到不被判定存在故障可能性的、与正常运转相当的转速，在该情况下，电动泵8继续运转。即，只要能够抑制故障的误判定，就能够缓解CVT（工作设备）的工作限制而有助于提高工作性能。图6表示包含CVTCU5侧的故障判定确定在内的故障诊断处理的实施方式（第三实施方式）。在步骤S21中，判定电动泵8是否处于强行停止过程中。若不处于强行停止过程中，则在步骤S22中，继续电动泵8的通常控制，若处于强行停止过程中，则进入步骤S23。在步骤S23中，判定是否没有确定泵故障。在已经确定了故障的情况下，进入步骤S30，并继续泵停止时的处理。在没有确定故障的情况下，进入步骤S24，在驱动指示之后，判定是否是最初的强行泵停止。若在不是最初的强行泵停止的情况下，则进入步骤S30并继续泵停止时的处理。在判定为最初的强行泵停止时，进入步骤S25，判定是否是在泵起动后经过规定时间T1之前。在判定经过时间T1之前，也就是说，在判定是将正常时的上限电流Iα作为电流限制值的运转过程中时，在步骤S26中，将故障判定油温设定为规定温度1，在判定是将经过时间T1之后的Iβ或Iγ作为电流限制值的运转过程中时，在步骤S27中，将故障判定油温设定为规定温度2。这里，规定温度1、规定温度2在各自的运转条件下，只要处于这些温度以上，就能将因工作油的粘度降低导致的泵驱动时的摩擦维持在规定值以下，并且使电动泵8正常，将规定温度1、规定温度2设定为，达到不能判定存在泵转速产生故障的可能性的规定转速NL0、NL1以上的极限温度。此外，将规定温度1、规定温度2设定为，加上了油温传感器11的高温侧的偏差量的温度。然后，在步骤S28中，判定油温是否小于上述故障判定油温（规定温度1、规定温度2）。在判定小于上述故障判定油温时，由于油温处于低温，在图4的步骤S4或步骤S8中，可能判定为存在产生故障的可能性，因此，不确定故障判定而进入步骤S29。在步骤S29中，在判定存在产生故障的可能性时，然后，在经过规定时间之后，即使在进行了图5中的解除电动泵8的强行停止的再起动的情况下，电动泵8的转速也可能不足或停止而不能确保必要的排出量，因此，进行对工作设备即CVT的动作进行限制的处理（例如，将调整液压设置得低等）。在步骤S30中，继续进行泵停止时的处理。另一方面，在判定油温处于故障判定油温（规定温度1、规定温度2）以上时，判断在与油温无关的状态下产生异常，也就是说，判断在电动泵8存在部件故障等任意的故障，在步骤S31中，在确定存在故障的诊断的基础上，在步骤S30中，继续进行泵停止时的处理。根据所述第三实施方式的结构，无论油温是否上升到故障判定油温（规定温度1、规定温度2）以上，都能够基于泵旋转非正常的情况，精度良好地确定故障判定。图7表示包含电动泵8侧的故障判定确定在内的故障诊断处理的实施方式（第四实施方式）。在本实施方式中，在经过规定时间T1后的马达电流被限制的状态下，在驱动电动泵8的过程中停止电动泵8时，实施缓解马达电流的限制并直接再起动电动泵8的控制。这里，在上述状况下停止电动泵8是因为，考虑到由于指令值的异常（生成不良、通信异常）以及不适合实际油温的过大的电流的限制等而使电动泵8停止的情况，或者，在电动泵8产生了故障的情况。在步骤S41中，在上述状况下再起动电动泵8之后，判定是否经过了规定时间t3。紧接着再起动开始，若判定经过了规定时间t3之前，则进入步骤S42，设定再起动用的修正的电流限制值Ix。该电流限制值Ix如图3的单点划线所示，大于根据电动泵8起动后的经过时间设定的通常的电流限制值β或γ，并增加到上限电流α以下的值。通过如上所述地增加电流限制值并进行再起动处理，能够促进转速的上升。然后，在步骤S43中，在该被修正的电流限制值下的运转过程中，判定是否再次进行再起动判定，也就是说，判定是否判定为电动泵8处于停止状态。因此，即使再起动，在电动泵8不旋转的情况下，也重新进行再起动判定。在进行了再起动判定的情况下，进入步骤S44，该电流限制值增加运转时用的再起动计数器2进行计数。然后，在步骤S45中，判定由上述再起动计数器2计数的再起动判定次数是否达到规定次数C2以上，在判定为达到规定次数C2以上时，进入步骤S46，确定电动泵8（马达及驱动回路）的故障，并停止驱动。由此，在增加电流限制值的运转过程中，在泵转速不上升时（实质的停止状态），在不进行基于油温的故障判定的状态下确定故障。即使考虑到因指令值的异常（生成不良、通信异常）导致的转速降低，也因为被设定成，由于电流限制值Ix的增加，所以只要电动泵8正常马达就能够旋转，因此，在停止状态继续的情况下，能够确定电动泵8产生故障。另一方面，在步骤S41中，在再起动之后，在电动泵8旋转，并且判定为不确定故障而经过了规定时间t3时，进入步骤S47，清除再起动计数器2的计数值。然后，在步骤S48中，进行如下设定，即，返回除了上述电流限制值的增加量以外的与通常的起动后经过时间相应的电流限制值。在步骤S49中，与步骤S43相同，判定是否进行了电动泵8不旋转的情况下的再起动判定。在进行了再起动判定的情况下，进入步骤S50，通常电流限制时用的再起动计数器1进行计数。在步骤S51中，判定再起动判定次数是否达到规定次数C1以上，在判定达到规定次数C1以上时，进入步骤S52。在步骤S52中，向CVTCU（外部装置）5通报存在电动泵8产生故障的可能性。在步骤S53中，停止电动泵8（马达）的驱动。由此，在以与起动后经过时间相应的通常的电流限制值限制电流的情况下，存在电动泵8停止的可能性，因此，不确定故障判定，进行存在故障可能性的通报，在CVTCU（外部装置）5侧，进行基于油温的故障判定。根据所述第四实施方式，在再起动时缓解电流限制值，从而能够根据电动泵8是否旋转，在电动泵8侧进行故障判定的确定。此外，虽然以上的实施方式没有记载，但如图3所示，可以在泵转速比指令值（目标转速）大规定偏差以上的情况下，在CVTCU5侧判定为跟随性不良。以上实施方式表示了适用于变速器液压生成用的电动泵的控制装置的结构，但也能够同样地适用于混合动力车的行驶用马达或变换器的冷却用等所使用的电动泵的控制装置等，能够获得同样的效果。在此援引2012年3月8日在日本提出的日本专利申请NO.2012-51411的全部内容。虽然仅选择了特定实施例来说明本发明，但对于本领域技术人员而言，显而易见在不脱离本发明的权利要求书的范围内能够进行各种变化和修改。此外，本发明的实施方式仅用于说明，而不能用于限定由所附权利要求书及等同范围的本发明。