温度传感器的诊断装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种温度传感器的诊断装置，其适当地检测温度传感器的输出电压固着故障。在对车辆的行驶用动力源产生的驱动力进行传递的传动装置(20)中设置的温度传感器(22)的诊断装置(40)构成为，具有：输出电压推定单元，其基于车辆的运转状态而计算温度传感器的输出电压推定值；以及输出电压固着故障判定单元，其在输出电压推定值的变化量大于或等于第1阈值且温度传感器的输出电压的变化量小于或等于第2阈值的情况下，判定出温度传感器的输出电压固着故障。
【专利说明】温度传感器的诊断装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种例如设置在汽车用的变速器等上的温度传感器的诊断装置，特别是涉及一种适当地检测温度传感器的输出电压固着(固定)故障的装置。
【背景技术】
[0002]例如在汽车用的自动变速器上设置有温度传感器，其检测兼作为液压动作油及润滑油的ATF的油温。
[0003]在上述温度传感器发生故障的情况下，由于可能会对自动变速器的控制造成妨碍，因此当前提出各种故障诊断方法。
[0004]作为关于温度传感器的故障诊断的现有技术，例如在专利文献I中记载有下述技术，即，将车辆的外部气温与油温传感器的检测值进行比较，在油温检测值比外部气温低的情况下，诊断为油温传感器发生了故障。
[0005]另外，在专利文献2中记载有下述技术，即，在诊断热电偶温度传感器的温度漂移的发生状况的技术中，对可能发生温度漂移的温度下的使用时间实施与温度相对应的加权，基于根据加权后的使用时间的相加值推定出的漂移量，对温度漂移的发生状况进行诊断。
[0006]专利文献1:日本特开2004 - 11869号公报
[0007]专利文献2:日本特开2008 - 107089号公报
[0008]在上述温度传感器中，有时会发生输出电压固着(固定)为规定电压的输出电压固着故障。
[0009]对此，考虑有下述技术，S卩，例如使用行驶累计时间对发生温度变化的运转状态进行判别，在温度传感器的输出电压在规定时间中没有实质变化的情况下，判定出故障。
[0010]但是，在上述技术中，根据车辆的运转状况，有时发热量与由行驶风等引起的冷却量处于平衡而使得测定对象物(例如ATF)的实际温度实际上恒定，在该情况下有可能误诊断。
【发明内容】
[0011]本发明的课题在于提供一种适当地检测温度传感器的输出电压固着故障的温度传感器的诊断装置。
[0012]本发明利用以下的解决措施，解决上述课题。
[0013]技术方案I所涉及的发明是一种温度传感器的诊断装置，该温度传感器设置在对车辆的行驶用动力源所产生的驱动力进行传递的传动装置中，该温度传感器的诊断装置的特征在于，具有:输出电压推定单元，其基于车辆的运转状态而计算温度传感器的输出电压推定值；以及输出电压固着故障判定单元，其在所述输出电压推定值的变化量大于或等于第I阈值、且所述温度传感器的输出电压的变化量小于或等于第2阈值的情况下，判定为所述温度传感器的输出电压固着故障。
[0014]技术方案2所涉及的发明是记载在技术方案I中的温度传感器的诊断装置，其特征在于，所述输出电压固着故障判定单元，在所述输出电压推定值的变化量大于或等于第I阈值且所述温度传感器的输出电压的变化量小于或等于第2阈值的状态持续了大于或等于规定时间的情况下，判定为所述输出电压固着故障。
[0015]技术方案3所涉及的发明是记载在技术方案I或技术方案2中的温度传感器的诊断装置，其特征在于，所述输出电压推定单元针对高外部气温状态、低外部气温状态这2种水平而分别计算输出电压推定值，所述输出电压固着故障判定单元仅在高外部气温状态、低外部气温状态的输出电压推定值均大于或等于所述第I阈值的情况下，判定为所述输出电压固着故障。
[0016]发明的效果
[0017]根据本发明，能够取得以下效果。
[0018](I)通过在虽然基于车辆的运转状态计算出的输出电压推定值的变化量大于或等于第I阈值，但温度传感器的输出电压的变化量小于或等于第2阈值的情况下，判定为输出电压固着故障，从而能够适当地对温度传感器的输出电压固着故障进行判定。
[0019](2)通过对应于输出电压推定值的变化量大于或等于第I阈值且温度传感器的输出电压的变化量小于或等于第2阈值的状态的持续时间而进行判定，从而能够提高判定精度。
[0020](3)通过针对高外部气温状态、低外部气温状态这2种水平而计算输出电压推定值，仅在上述计算结果均大于或等于第I阈值的情况下，判定出输出电压固着故障，从而能够进一步提高判定精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是表示具有应用了本发明的温度传感器的诊断装置的实施例的车辆的传动系统的结构的示意图。
[0022]图2是表示本发明的温度传感器的诊断装置中的输出电压固着故障的诊断方法的流程图。
[0023]标号的说明
[0024]I传动系统
[0025]10发动机11曲轴角传感器
[0026]12水温传感器 20传动装置
[0027]21转速传感器22油温传感器
[0028]30发动机控制单元40传动装置控制单元
【具体实施方式】
[0029]本发明通过针对高外部气温时、低外部气温时这2种水平而计算与车辆的运转状况相对应的温度传感器输出电压的推定值，与虽然上述计算结果均示出大于或等于规定值的变化，但温度传感器的输出电压没有实质变化的状态的持续时间相对应地，对故障进行判别，从而解决提供一种适当地检测温度传感器的输出电压固着故障的温度传感器的诊断装置的课题。
[0030]【实施例】
[0031]以下，对应用了本发明的温度传感器的诊断装置的实施例进行说明。
[0032]实施例的温度传感器的诊断装置，例如对乘用车等汽车的自动变速器的油温传感器的输出电压固着故障进行诊断。
[0033]图1是表示具有实施例的温度传感器的诊断装置的车辆的传动系统的结构的示意图。
[0034]如图1所示,传动系统I具有发动机10、传动装置20、发动机控制单元30、传动装置控制单元40等而构成。
[0035]发动机10是作为车辆的行驶用动力源而使用的例如4冲程的汽油发动机或柴油发动机等内燃机。
[0036]在发动机10上设置有曲轴角传感器11、水温传感器12等各种传感器。
[0037]曲轴角传感器11对作为发动机10的输出轴的曲轴的角度位置进行逐次检测。
[0038]曲轴角传感器11的输出传递至发动机控制单元30。
[0039]发动机控制单元30基于曲轴角传感器11的输出，能够检测曲轴的转速。
[0040]水温传感器12是检测发动机10的冷却水温度的温度传感器。
[0041]传动装置20对发动机10的曲轴的旋转输出进行减速或增速，并经由AWD传动装置向前后的驱动桥差速器传递驱动力。
[0042]传动装置20例如是具有在一对带轮之间架设链条的变速部的链式无级变速器(CVT)。
[0043]在传动装置20上设置有转速传感器21、油温传感器22等各种传感器。
[0044]转速传感器21是分别对传动装置20的输入/输出轴等主要部分的转速进行检测的多个传感器组。
[0045]油温传感器22是对兼作为传动装置20的液压动作油及润滑油的CVT液体(ATF)的油温进行检测的传感器(ATF温度传感器)，具有热敏电阻。
[0046]发动机控制单元30对发动机10及其辅助设备进行集中控制。
[0047]发动机控制单元30具有CPU等信息处理装置、RAM或ROM等存储装置、输入/输出接口及将它们连接的总线等而构成。
[0048]另外，发动机控制单元30能够使用例如CAN通信系统等车载LAN装置，将发动机10的冷却水温、曲轴的转速、输出扭矩等各种信息传递至传动装置控制单元40。
[0049]传动装置控制单元40对传动装置20及其辅助设备进行集中控制。
[0050]传动装置控制单元40具有CPU等信息处理装置、RAM或ROM等存储装置、输入/输出接口及将它们连接的总线等而构成。
[0051]传动装置控制单元40进行传动装置20的变速控制、锁止控制、AWD传动装置的接合力控制等。
[0052]另外，传动装置控制单元40还作为故障诊断装置起作用，其对油温传感器22的输出电压固着为规定值的输出电压固着故障进行诊断。
[0053]传动装置控制单元40作为输出电压推定单元以及输出电压固着故障判定单元起作用，其中，输出电压推定单元基于车辆的运转状态而推定油温传感器22的输出电压推定值，输出电压固着故障判定单元将输出电压推定值与油温传感器22的输出电压进行比较，对输出电压固着故障进行判定。
[0054]此外，以下说明的诊断，在油温传感器22的输出电压从预先设定的正常范围脱离的情况下、CAN通信系统等的通信系统或各ECU中发生了错误的情况下、水温传感器12发生了故障的情况下、发出了发动机故障警告的情况下等不执行。
[0055]关于该故障诊断功能，下面进行详细说明。
[0056]图2是表示实施例的温度传感器的诊断装置中的输出电压固着故障的诊断方法的流程图。
[0057]下面，按照各个步骤依次进行说明。
[0058]<步骤SOI:诊断执行条件判断>
[0059]传动装置控制单元40判别以下的条件a)?c)是否全部满足，在全部满足的条件下，进入步骤S02，在某一个不满足的情况下，结束一系列的处理(返回)。
[0060]a)发动机水温彡规定值(例如80°C )
[0061]b)高外部气温时ATF温度传感器(油温传感器)推定电压变化量绝对值彡规定值(例如 0.05[V/min])
[0062]c)低外部气温时ATF温度传感器(油温传感器)推定电压变化量绝对值彡规定值(例如 0.05[V/min])
[0063]关于高外部气温时、低外部气温时的ATF温度传感器推定电压变化量绝对值的计算方法，在后面进行详细说明。
[0064]<步骤S02 =ATF温度传感器电压变化量绝对值判断>
[0065]传动装置控制单元40将油温传感器22的输出电压的变化量的绝对值(油温传感器电压变化量绝对值)与预先设定的规定值(例如0.025[V/min])进行比较，在小于或等于规定值的情况下进入步骤S03，在其他情况下进入步骤S04。
[0066]关于油温传感器电压变化量绝对值的计算方法，在后面进行详细说明。
[0067]<步骤S03:故障计数器递增>
[0068]传动装置控制单元40，使对步骤S02中ATF温度传感器电压变化量绝对值小于或等于规定值的状态的持续时间进行计数的故障计数器的计数值进行递增。
[0069]然后，进入步骤S05。
[0070]<步骤S04:故障计数器清零>
[0071]传动装置控制单元40将故障计数器的计数值清零。
[0072]然后，进入步骤S05。
[0073]<步骤S05:故障计数器判断>
[0074]传动装置控制单元40将故障计数器的计数值与预先设定的规定值(例如相当于60秒的值)进行比较。
[0075]在故障计数器的计数值大于或等于规定值的情况下进入步骤S06，在其他情况下结束一系列的处理(返回)。
[0076]<步骤S06 =ATF温度传感器固着故障确定>
[0077]传动装置控制单元40确定油温传感器22的输出电压固着故障判定，结束一系列的处理。
[0078]下面，对在上述流程内使用的各参数的计算方法详细地进行说明。
[0079]油温传感器电压变化量绝对值由式I求出。
[0080]油温传感器电压变化量绝对值，例如每隔1msec而逐次计算。
[0081]油温传感器电压变化量绝对值[V/min] = |油温传感器电压变化量I [V/min]..?(式 I)
[0082]油温传感器电压变化量由式2求出。
[0083]油温传感器电压变化量[V/min]=油温传感器电压[η] —油温传感器电压[η —I]..?(式 2)
[0084]高外部气温时油温传感器推定电压变化量绝对值由式3求出。
[0085]高外部气温时油温传感器推定电压变化量绝对值，例如每隔1msec而逐次计算。
[0086]高外部气温时油温传感器推定电压变化量绝对值[V/min] = |高外部气温时油温传感器推定电压变化量I [v/min]..?(式3)
[0087]高外部气温时油温传感器推定电压变化量由式4求出。
[0088]高外部气温时油温传感器推定电压变化量[V/min]=高外部气温时油温传感器推定电压[η] —高外部气温时油温传感器推定电压[η — I]..?(式4)
[0089]高外部气温时油温传感器推定电压由式5求出。
[0090]高外部气温时油温传感器推定电压[V]=油温传感器电压变换表值(高外部气温时ATF温度推定值)[V]..?(式5)
[0091]低外部气温时油温传感器推定电压变化量绝对值由式6求出。
[0092]低外部气温时油温传感器推定电压变化量绝对值，例如每隔1msec而逐次计算。
[0093]低外部气温时油温传感器推定电压变化量绝对值[V/min] = |低外部气温时油温传感器推定电压变化量I [v/min]..?(式6)
[0094]低外部气温时油温传感器推定电压变化量由式7求出。
[0095]低外部气温时油温传感器推定电压变化量[V/min]=低外部气温时油温传感器推定电压[Π]—低外部气温时油温传感器推定电压[Π — I]..?(式7)
[0096]低外部气温时油温传感器推定电压由式8求出。
[0097]低外部气温时油温传感器推定电压[V]=油温传感器电压变换表值(低外部气温时ATF温度推定值)[V]..?(式8)
[0098]高外部气温时ATF温度推定值，例如每隔1msec而逐次计算。
[0099]所谓高外部气温时ATF温度推定值，是指在高温环境下(例如外部气温40°C )下，基于车辆的运转状态履历而计算的推定温度。
[0100]此外，低外部气温时ATF温度推定值，除了将外部气温从40°C设为一 40°C以外，与高外部气温时ATF温度推定值实质上进行相同的计算。
[0101]所谓低外部气温时ATF温度推定值，是指在低温环境下(例如外部气温一 40°C )下，基于车辆的运转状态履历而计算的推定温度。
[0102]首先，在起动时判定成立时，高外部气温时ATF温度推定值由式9求出。
[0103]高外部气温时ATF温度推定值[°C ] = ATF油温[°C ]..?(式9)
[0104]另外，在起动时判定成立时以外，高外部气温时ATF温度推定值由式10求出。
[0105]高外部气温时ATF温度推定值[°C ]=发动机发热量累计值(高温)[kW] X热量温度变换系数(高温)..?(式10)
[0106]在这里，热量温度变换系数(高温)例如为0.005 [°C /kff]。
[0107]起动时判定在点火开关从断开被接通时成立,在发动机转速大于或等于500 [rpm]的状态持续大于或等于I秒的情况下不成立。另外，在上述以外的情况下，保持以前的判定结果。
[0108]发动机发热量累计值(高温)由式11求出。
[0109]发动机发热量累计值(高温)[n][kW]=发动机发热量累计值(高温Kn — I][kW] +发动机发热量(高温)[kff/s]X0.01..?(式11)
[0110]发动机发热量(高温)由式12求出。
[0111]发动机发热量(高温)[kw/s]=发动机功率损失[kW/s]+ATF加热器发热量(高温)[kW/s] —车速风冷却热量(高温)[kW/s]..?(式12)
[0112]ATF加热器发热量(高温)由式13求出。
[0113]ATF加热器发热量(高温)=ATF加热器发热量表值(ATF加热器流量)[kW/s] X发动机水温[°C ] 一高外部气温时ATF温度推定值[η -1]+ (ATF加热器特性评价时油温[°C ] - ATF加热器特性评价时发动机水温[°C ]) XATF加热器发热量(高温)校正系数(1.0)..?(式 13)
[0114]ATF加热器流量由式14求出。
[0115]ATF加热器流量[L/min] = ATF加热器流量表值(发动机转速)..?(式14)
[0116]在这里，以下的各参数由ATF加热器的特性表进行设定。
[0117]ATF加热器发热量表值(ATF加热器流量)
[0118]ATF流量表值
[0119]ATF特性评价时油温(例如120°C )
[0120]ATF特性评价时发动机水温(例如80 V )
[0121]车速风冷却热量(高温)由式15求出。
[0122]车速风冷却热量(高温)[kW/s]=车速[km/h]X 1000[m/km] +60[min/h] +60[min/s] X开口面积[m2] X空气比热[J/kg/K] X空气密度[kg/m3] X (高外部气温时ATF温度推定值[η -1] [°C ] 一高外部气温时外部气温[°C ]) X车速风冷却热量(高温)校正系数+1000..?(式15)
[0123]在这里，各参数进行下述设定。
[0124]空气比热=1030[J/kg/K](湿度 100 % )
[0125]空气密度=1.293 [kg/m3] (0°C, latm)
[0126]高外部气温时外部气温=40°C
[0127]开口面积=1.0 [m2]
[0128]车速风冷却热量(高温)校正系数=0.025
[0129]此外，在低外部气温时ATF温度推定值的计算中使用的车速风冷却热量(低温)校正系数为例如0.0101。
[0130]发动机功率损失由式16求出。
[0131]发动机功率损失[kW/s]=发动机产生马力[kW/s] —行驶阻力功率[kW/s]..?(式 16)
[0132]发动机功率损失进行下限限制处理，以大于或等于O。
[0133]发动机产生马力由式17求出。
[0134]发动机产生马力[kW/s]=发动机扭矩[N.m] X发动机转速[rpm] X 2 π +60 [s/min] +1000..?(式 17)
[0135]在这里，使用式18，根据扭矩转换器特性对发动机暖机中途的发动机扭矩推定值进行校正。
[0136]发动机扭矩[Ν.ηι] <根据扭矩转换器特性的发动机扭矩推定值[N.m]...(式18)
[0137]根据扭矩转换器特性的发动机扭矩推定值由式19求出。
[0138]根据扭矩转换器特性的发动机扭矩推定值[N.m]=发动机转速[rpm]2X扭矩转换器容量系数表值(扭矩转换器速度比)[N.m/rpm2]..?(式19)
[0139]扭矩转换器速度比由式20求出。
[0140]扭矩转换器速度比=输出转速[rpm] +输入转速[rpm]..?(式20)
[0141]行驶阻力功率由式21求出。
[0142]行驶阻力功率[kW/s]=惯性加速阻力功率[kW/s]+空气阻力功率[kW/s]+转动阻力功率[kW/s]..?(式21)
[0143]惯性加速阻力功率由式22求出。
[0144]惯性加速阻力功率[kW/s]=惯性阻力功率[kW/s] +加速阻力功率[kW/s]...(式22)
[0145]惯性阻力功率由式23求出。
[0146]惯性阻力功率[kW/s]=发动机惯性阻力功率[kW/s]+主动轮惯性阻力功率[kW/s]..?(式 23)
[0147]发动机惯性阻力功率由式24求出。
[0148]发动机惯性阻力功率[kW/s]=发动机惯性阻力[N.m] X发动机转速[rpm] X 2 π+60 [s/min] +1000...(式 24)
[0149]发动机惯性阻力由式25求出。
[0150]发动机惯性阻力[N.m]=发动机旋转加速度[rpm/s] X2n +60[s/min] X发动机惯性阻力系数[kg.m.S2] X9.8 [m/s2]..?(式 25)
[0151]发动机惯性阻力系数是发动机曲轴上惯性阻力系数与扭矩转换器输入侧的惯性阻力系数的和，作为一个例子，为0.011661 [kg.m.S2]。
[0152]主动轮惯性阻力功率由式26求出。
[0153]主动轮惯性阻力功率[kW/s]=主动轮惯性阻力[Ν.πι]Χ主动轮转速[rpm] X 2 π +60 [s/min] +1000.?(式 26)
[0154]主动轮惯性阻力由式27求出。
[0155]主动轮惯性阻力[N.m]=主动轮转速加速度[rpm/s] X 2 π +60 [s/min] X主动轮惯性阻力系数[kg.m.S2] X9.8 [m/s2]..?(式 27)
[0156]主动轮惯性阻力系数是主动轮轴上惯性阻力系数与扭矩转换器输出侧惯性阻力系数及FR离合器惯性阻力系数的和，作为一个例子，为0.0442 [kg.m.s2]。
[0157]加速阻力功率由式28求出。
[0158]加速阻力功率[kW/s]=车重[kg] X车体加速度[m/s2] X车速[km/h] X 1000[m/km]+60[sec/min]+60[sec] +1000...(式 28)
[0159]在这里，进行车体加速度[m/s2]彡一0.5[m/s2]的下限限制处理。
[0160]进行上述下限限制处理的原因在于，由于制动器踏入时的车体加速度小于或等于一 0.5[m/s2]，因此不将刹车片消耗的能量与热量相加。
[0161]空气阻力功率由式29求出。
[0162]空气阻力功率[kW/s]=空气阻力系数X空气密度[kg/m3] X前面投影面积[m2] X (车速[km/h] X 1000 [m/km]+60 [sec/min]+60 [sec])3+1000...(式 29)
[0163]在这里，各参数根据车种类等而不同，作为一个例子如下述所示。
[0164]空气阻力系数=0.306
[0165]空气密度=1.293 [kg/m3]
[0166]前面投影面积=2.29 [m2]
[0167]转动阻力功率由式30求出。
[0168]转动阻力功率[kW/s]=转动阻力系数X车重[kg]+9.8[m/s2] X车速[km/h] X 1000 [m/km]+60 [min/h]+60 [sec/min] +1000...(式 30)
[0169]在这里，各参数根据车种类等而不同，作为一个例子如下述所示。
[0170]转动阻力系数=0.04 (通常的石板铺装路)
[0171]车重=1400[kg]
[0172]根据以上说明的实施例，通过在高外部气温时ATF温度传感器推定电压变化量绝对值、低外部气温时ATF温度传感器推定电压变化量绝对值均小于或等于0.05 [V/min]且ATF温度传感器电压变化量绝对值大于或等于0.025 [V/min]的状态持续大于或等于60秒的情况下，判定出油温传感器22的输出电压固着故障，从而能够进行适当且正确的诊断。
[0173](变形例)
[0174]本发明并不限定于以上说明的实施例，能够进行多种变形或变更，它们也在本发明的技术范围内。
[0175]例如，实施例的温度传感器是对发动机的旋转输出进行增减速的CVT的油温传感器，但本发明并不限定于此，也能够用于手动变速器(MT)或有级AT、DCT、AMT、AWD传动装置或差速器的油温传感器等的故障诊断。
[0176]另外，行驶用动力源也不限于发动机，也可以是电动机、或将发动机与电动机组合而成的混合动力系统。
【权利要求】
1.一种温度传感器的诊断装置，该温度传感器设置在对车辆的行驶用动力源所产生的驱动力进行传递的传动装置中， 该温度传感器的诊断装置的特征在于，具有: 输出电压推定单元，其基于车辆的运转状态而计算温度传感器的输出电压推定值；以及 输出电压固着故障判定单元，其在所述输出电压推定值的变化量大于或等于第I阈值、且所述温度传感器的输出电压的变化量小于或等于第2阈值的情况下，判定为所述温度传感器的输出电压固着故障。
2.根据权利要求1所述的温度传感器的诊断装置，其特征在于， 所述输出电压固着故障判定单元，在所述输出电压推定值的变化量大于或等于第I阈值且所述温度传感器的输出电压的变化量小于或等于第2阈值的状态持续了大于或等于规定时间的情况下，判定为所述输出电压固着故障。
3.根据权利要求1或2所述的温度传感器的诊断装置，其特征在于， 所述输出电压推定单元针对高外部气温状态、低外部气温状态这2种水平而分别计算输出电压推定值， 所述输出电压固着故障判定单元仅在高外部气温状态、低外部气温状态的输出电压推定值均大于或等于所述第I阈值的情况下，判定为所述输出电压固着故障。
【文档编号】G01K15/00GK104165709SQ201410196702
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】木下贵博 申请人:富士重工业株式会社