JP2010101860A - Failure diagnosis device of mechanism loaded on vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】車両に搭載された機構の故障診断を精度よく行なうことで車両の信頼性を高めることが出来るようにする。
【解決手段】車両10に搭載された車載機構12の状態を検出する状態検出手段13の検出結果に基づいてこの車載機構12が正常に作動しているか否かを診断する第1フェーズ診断を実行する第1フェーズ診断実行手段21と、車載機構12の実挙動と車載機構12モデルの挙動とを比較することで状態検出手段13が正常に作動しているか否かをさらに診断する第2フェーズ診断を実行する第2フェーズ診断実行手段22と、状態検出手段13の検出結果に基づいて車載機構12の故障の程度を診断する第3フェーズ診断を第1フェーズ診断実行手段21により第1フェーズ診断が実行された後で実行する第3フェーズ診断実行手段23,43とを備えて構成する。
【選択図】図1An object of the present invention is to improve the reliability of a vehicle by accurately diagnosing a failure of a mechanism mounted on the vehicle.
A first phase diagnosis for diagnosing whether or not the in-vehicle mechanism 12 is operating normally based on a detection result of a state detecting means 13 for detecting the state of the in-vehicle mechanism 12 mounted on a vehicle 10 is executed. The first phase diagnosis execution means 21 that performs the second phase diagnosis that further diagnoses whether or not the state detection means 13 is operating normally by comparing the actual behavior of the in-vehicle mechanism 12 and the behavior of the in-vehicle mechanism 12 model. The first phase diagnosis execution means 22 performs the first phase diagnosis with the second phase diagnosis execution means 22 and the third phase diagnosis that diagnoses the degree of failure of the in-vehicle mechanism 12 based on the detection result of the state detection means 13. Third phase diagnosis execution means 23 and 43 to be executed after being executed are configured.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、車両に搭載された機構の故障診断装置に関するものである。 The present invention relates to a failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle.
従来より、車両に搭載された機構(例えば、エンジンやトランスミッションなど)の故障を診断する技術が開発されており、このような技術を示す文献の一例としては以下の非特許文献1が挙げられる。
上述の非特許文献1に開示された技術によっても、車両の機構の故障を診断することは可能である。
しかしながら、故障診断の精度をさらに高めることで車両の信頼性をより向上させることが、近年さらに求められている。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、車両に搭載された機構の故障診断を精度よく行なうことで車両の信頼性を高めることが出来る、車両に搭載された機構の故障診断装置を提供することを目的とする。
Even with the technique disclosed in
However, in recent years, it has been further demanded to further improve the reliability of vehicles by further improving the accuracy of failure diagnosis.
The present invention has been devised in view of such problems, and it is possible to improve the reliability of the vehicle by accurately performing the failure diagnosis of the mechanism mounted on the vehicle, and to diagnose the failure of the mechanism mounted on the vehicle. An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の車両に搭載された機構の故障診断装置(請求項1)は、車両に搭載された車載機構と、該車載機構の状態を検出する状態検出手段と、該状態検出手段の検出結果に基づき該状態検出手段が正常に作動しているか否かを診断する第1フェーズ診断を実行する第1フェーズ診断実行手段と、該車載機構の実挙動と、該車載機構の標準的な挙動を示す該車載機構のモデルの挙動とを比較することで該状態検出手段が正常に作動しているか否かをさらに診断する第2フェーズ診断を該第1フェーズ診断実行手段により該第1フェーズ診断が実行された後で実行する第2フェーズ診断実行手段と、該状態検出手段の検出結果に基づいて該車載機構の故障の程度及び/又は故障の箇所を診断する第3フェーズ診断を該第1フェーズ診断実行手段により該第1フェーズ診断が実行された後で実行する第3フェーズ診断実行手段とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to the present invention (Claim 1) includes an on-vehicle mechanism mounted on the vehicle, a state detecting means for detecting the state of the on-vehicle mechanism, First phase diagnosis execution means for executing first phase diagnosis for diagnosing whether or not the state detection means is operating normally based on a detection result of the state detection means, actual behavior of the in-vehicle mechanism, and the in-vehicle mechanism The second phase diagnosis for further diagnosing whether or not the state detecting means is operating normally by comparing the behavior of the model of the in-vehicle mechanism showing the standard behavior of the vehicle with the first phase diagnosis executing means A second phase diagnosis executing means to be executed after the first phase diagnosis is executed, and a third phase for diagnosing the degree and / or location of the failure of the in-vehicle mechanism based on the detection result of the state detecting means Diagnosis It is characterized in that it comprises a third phase diagnosis execution means for executing after the first phase diagnosis is performed by a phase-diagnosis execution unit.
また、請求項2記載の本発明の車両に搭載された機構の故障診断装置は、請求項1記載の内容において、該第3フェーズ診断実行手段は、該第2フェーズ診断実行手段により該第2フェーズ診断が実行されるのと並行して該第3フェーズ診断を実行することを特徴としている。
また、請求項3記載の本発明の車両に搭載された機構の故障診断装置は、請求項1記載の内容において、該第3フェーズ診断実行手段は、該第2フェーズ診断実行手段により該第2フェーズ診断が実行された後に該第3フェーズ診断を実行することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to the first aspect of the present invention, wherein the third phase diagnosis execution means is the second phase diagnosis execution means by the second phase diagnosis execution means. The third phase diagnosis is executed in parallel with the execution of the phase diagnosis.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to the first aspect of the present invention, wherein the third phase diagnosis execution means is the second phase diagnosis execution means by the second phase diagnosis execution means. The third phase diagnosis is executed after the phase diagnosis is executed.
また、請求項4記載の本発明の車両に搭載された機構の故障診断装置は、請求項1〜3いずれか1項に記載の内容において、該第3フェーズ診断実行手段は、
該状態検出手段による検出結果から時系列の信号波形を抽出して解析することで該第3フェーズ診断を実行することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, the failure diagnosis device for a mechanism mounted on a vehicle according to the present invention is the content of any one of the first to third aspects, wherein the third phase diagnosis execution means includes:
The third phase diagnosis is performed by extracting and analyzing a time-series signal waveform from the detection result of the state detection means.
本発明の車両に搭載された機構の故障診断装置によれば、車両に搭載された機構の故障診断を精度よく行なうことで車両の信頼性を高めることが出来る。つまり、車載機構の状態を検出する精度を加味しながら、車載機構自体の故障を正確に診断することが出来る。(請求項1)
また、車載機構の状態を波形として捉えることで、簡素で迅速に車載機構の故障を診断することが出来る。(請求項2)
また、第1フェーズ診断が実行され且つ第2フェーズ診断が実行された後に、第3フェーズ診断が実行されるようになっているので、制御負荷が同時に集中することを防ぎ、故障診断の信頼性を高めることが出来る。(請求項3)
また、第2フェーズ診断が実行されるのと並行して第3フェーズ診断が実行されるようになっているので、故障診断の迅速性を高めることが出来る。(請求項4)
According to the failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle of the present invention, the reliability of the vehicle can be improved by accurately performing a failure diagnosis of the mechanism mounted on the vehicle. That is, it is possible to accurately diagnose a failure of the in-vehicle mechanism itself while taking into account the accuracy of detecting the state of the in-vehicle mechanism. (Claim 1)
Further, by capturing the state of the in-vehicle mechanism as a waveform, it is possible to diagnose a failure of the in-vehicle mechanism simply and quickly. (Claim 2)
In addition, since the third phase diagnosis is executed after the first phase diagnosis and the second phase diagnosis are executed, the control load is prevented from being concentrated at the same time, and the reliability of the failure diagnosis is improved. Can be increased. (Claim 3)
In addition, since the third phase diagnosis is executed in parallel with the second phase diagnosis, the speed of failure diagnosis can be improved. (Claim 4)
以下、図面により、本発明の第1実施形態に係る車両に搭載された機構の故障診断装置について説明する。
図1はその全体構成を示す模式的なブロック構成図、図2はモデルベース故障診断の技術概念を示す模式図、図3はその制御内容を示す模式的なフローチャートである。
図1に示すように、車両10には、エンジン11およびトランスミッション(車載機器)12が搭載されている。
Hereinafter, a failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the overall configuration, FIG. 2 is a schematic diagram showing a technical concept of model-based failure diagnosis, and FIG. 3 is a schematic flowchart showing the control contents.
As shown in FIG. 1, an
これらのエンジン11とトランスミッション12とは図示しないボルトにより固定されている。また、トランスミッション12の内部には図示しないオイル通路が形成され、図示しないオイルポンプにより加圧された潤滑オイル(図示略)がオイル通路内を循環することが出来るようになっている。
また、トランスミッション12には、この潤滑オイルの温度を検出するオイル温度センサ(状態検出手段)13が設けられている。なお、このオイル温度センサ13の検出結果Toilは、ECU(Electronic Control Unit)20に読み込まれるようになっている。
These
The
また、このオイル温度センサ13は、ECU20と図示しないケーブルによって接続され、ECU20から直流5Vの電力が供給されることで作動するようになっている。そして、このオイル温度センサ13は、トランスミッション12内を循環する潤滑オイルの温度が上昇するに連れて高い電圧をECU20に対して出力するようになっている。
なお、上述のとおり、このオイル温度センサ13はECU20から直流5Vの電力を受けており、通常、オイル温度センサ13からECU20へ出力される電圧が5Vを超えることはない。換言すれば、このオイル温度センサ13の出力電圧の下限値は0Vであり、上限値は5Vである。
The
As described above, the
ECU20は、いずれも図示しないメモリおよびCPU(Central Processing Unit)を備える電子制御ユニットである。また、このメモリ内には、いずれもソフトウェアとして、第1フェーズ診断実行部(第1フェーズ診断実行手段)21,第2フェーズ診断実行部(第2フェーズ診断実行手段)22および第3フェーズ診断実行部(第3フェーズ診断実行手段)23が備えられている。
The
さらに、このECU20のメモリ内には、診断履歴記録領域24と、モデル記録領域25とが設定されている。診断履歴記録領域24は、オイル温度センサ13の故障診断履歴およびトランスミッション12の故障診断履歴が記録される領域である。また、モデル記録領域25は、トランスミッション12をコンピュータによりモデル化したもの(トランスミッションモデル)が記録された領域である。なお、このトランスミッションモデルについては、第2フェーズ診断実行部22を説明する際に改めて説明する。
Further, a diagnosis history recording area 24 and a
上述のソフトウェアのうち、第1フェーズ診断実行部21は、オイル温度センサ13の検出結果Toilに基づき、このオイル温度センサ13が正常に作動しているか否かを診断する第1フェーズ診断(1st Layer Diagnosis)を実行するものである。
具体的に、この第1フェーズ診断実行部21は、第1フェーズ診断として、「上下限値チェック」および「イベント状況チェック」を実行するようになっている。
Of the software described above, the first phase
Specifically, the first phase
これらのうち、上下限値チェックは、オイル温度センサ13が本来的に出力し得る電圧値の上限値(5V)よりも、オイル温度センサ13から実際に出力された電圧値が大きいか否かを判定するとともに、オイル温度センサ13が本来的に出力し得る電圧値の下限値(0V)よりも、オイル温度センサ13から実際に出力された電圧値が小さいか否かを判定する手法である。
Among these, the upper and lower limit values check whether or not the voltage value actually output from the
この手法について、もう少し詳しく説明する。
上述のように、オイル温度センサ13から出力される電圧の下限値は0Vであり、上限値は5Vである。つまり、オイル温度センサ13の正常出力範囲は0〜5Vである。したがって、第1フェーズ診断実行部21は、この上下限値チェックにおいて、オイル温度センサ13から実際に出力された電圧が、5Vよりも大きいか否かを判定するとともに、0Vよりも小さいか否かを判定するようになっている。
This method will be described in a little more detail.
As described above, the lower limit value of the voltage output from the
ここで、オイル温度センサ13から実際に出力された電圧が、5Vよりも大きい、或いは、0Vよりも小さいということは、オイル温度センサ13が、本来であれば出力されることのない電圧を出力しているということである。この場合、第1フェーズ診断実行部21は、オイル温度センサ13自体になんらかの故障が生じていると推定し、ECU20の図示しないメモリに設定された診断履歴記録領域24に、オイル温度センサ13に故障が発生したことを示すフラグをエラーログとして記録するようになっている。
Here, the fact that the voltage actually output from the
一方、イベント状況チェックとは、オイル温度センサ13が出力した電圧値が、理論的にあり得る状況を示しているかを判定する手法である。
この手法についても、もう少し詳しく説明する。
一般に、オイルは、熱せられにくく冷めにくいという性質を有するため、潤滑オイルの温度Toilは、本来、短期間に大きく変化することは想定し得ない。例えば、1秒間に10℃程度低下或いは上昇したりすることは、通常、あり得ない。したがって、第1フェーズ診断実行部21は、オイル温度センサ13の出力電圧をオイル温度に換算し、このオイル温度が1秒間に10℃以上低下或いは上昇した場合、オイル温度センサ13自体になんらかの故障が生じていると推定するようになっている。そして、第1フェーズ診断実行部21は、オイル温度センサ13に故障が発生していると推定した場合、メモリに設定された診断履歴記録領域24に、オイル温度センサ13に故障が発生したことを示すフラグをエラーログとして記録するようになっている。
On the other hand, the event status check is a method for determining whether the voltage value output by the
This method will be explained in a little more detail.
In general, since oil has a property that it is difficult to be heated and cooled, the temperature Toil of the lubricating oil cannot be assumed to change greatly in a short period of time. For example, a decrease or increase of about 10 ° C. per second is usually not possible. Therefore, the first phase
また、第2フェーズ診断実行部22は、モデルベース故障診断という手法を用いて、オイル温度センサ13が正常に作動しているか否かをさらに診断するものである。なお、この第2フェーズ診断実行部22においては、実質的に、上掲した非特許文献1の記載内容に基づき、故障診断を行う。
このモデルベース故障診断は、図2に示すように、トランスミッション12を含む車両10の各種センサの実挙動と、これら各種センサの標準的な挙動を示すモデル13M(図2参照)の挙動とを比較することで、ここではオイル温度センサ13が正常に作動しているか否かをさらに診断するものである。
Further, the second phase diagnosis execution unit 22 further diagnoses whether or not the
As shown in FIG. 2, this model-based failure diagnosis compares the actual behavior of various sensors of the
つまり、このモデルベース故障診断は、図2に示すように、実機(ここでは、各種センサの実機)と、モデル記録領域25に記録されたモデル(ここでは、各種センサのモデル)とに対し、トランスミッション12に相関する同一の情報(例えば、トランスミッション12の入力シャフトの回転速度)を入力するようになっている。そして、第2フェーズ診断実行部22は、各種センサの実機の挙動を示す情報と、センサモデルの挙動を示す情報とを比較するようになっている。そして、第2フェーズ診断実行部22は、この比較結果に基づき、例えば後述する残差法を適用することより、オイル温度センサ13に故障が発生しているのか否かを検出するとともに、故障の分離(切り分け)を行ない、オイル温度センサ13にどのような故障が生じているのかを識別するようになっている。
That is, as shown in FIG. 2, this model-based fault diagnosis is performed for an actual machine (here, actual machines of various sensors) and a model recorded in the model recording area 25 (here, models of various sensors). The same information correlated with the transmission 12 (for example, the rotational speed of the input shaft of the transmission 12) is input. Then, the second phase diagnosis execution unit 22 compares information indicating the actual behavior of various sensors with information indicating the behavior of the sensor model. Then, the second phase diagnosis execution unit 22 detects whether or not a failure has occurred in the
第3フェーズ診断実行部23は、オイル温度センサ13の検出結果Toilの波形に基づいた出力波形診断手法を用いて、トランスミッション12の故障の程度を診断する、第3フェーズ診断を実行するものである。なお、この第3フェーズ診断実行部23は、第3フェーズ診断を、第1フェーズ診断実行部21による上記の第1フェーズ診断が実行された後で、且つ、第2フェーズ診断実行部22による上記の第2フェーズ診断が実行されるのと並行して実行するようになっている。
The third phase diagnosis execution unit 23 executes a third phase diagnosis for diagnosing the degree of failure of the
また、第3フェーズ診断実行部23は、第3フェーズ診断において、オイル温度センサ13による検出結果Toilを、時系列の信号波形として抽出するようになっている。そして、この第3フェーズ診断実行部23は、抽出した信号波形のノイズを除去した上で、ECU20の図示しないメモリ内に予め記録されている複数のサンプル信号波形の中から最も近似するものを選択するようになっている。
Further, in the third phase diagnosis, the third phase diagnosis execution unit 23 extracts the detection result Toil by the
そして、第3フェーズ診断実行部23は、近似したサンプル信号波形が、どのような故障が生じたときに生成されるものであるのかを解析し、その結果、トランスミッション12にどのような故障がどの程度生じているのかを推定するようになっている。
本発明の第1実施形態に係る車両に搭載された機構の故障診断装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
Then, the third phase diagnosis execution unit 23 analyzes what kind of failure the approximated sample signal waveform is generated, and as a result, what kind of failure occurs in the
Since the failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to the first embodiment of the present invention is configured as described above, the following operations and effects are achieved.
図3のフローチャートに示すように、まず、ECU20がオイル温度センサ13の検出結果Toilを読み込む(ステップS11)。
その後、第1フェーズ診断実行部21は、第1フェーズ診断として、オイル温度センサ13による検出結果Toilが正常範囲内にあるか否かのチェック、即ち、上下限値チェックを実行する(ステップS12)。
As shown in the flowchart of FIG. 3, first, the
Thereafter, as the first phase diagnosis, the first phase
同時に、第1フェーズ診断実行部21は、第1フェーズ診断として、オイル温度センサ13による検出結果Toilが理論的にあり得る状況を示しているか否かのチェック、即ち、イベント状況チェックを実行する(ステップS13)。
これらのステップS12およびS13のいずれか一方で、オイル温度センサ13に故障が発生していると診断された場合(ステップS14のNoルート)、第2フェーズ診断実行部22および第3フェーズ診断実行部23は作動しない。
At the same time, as the first phase diagnosis, the first phase
When it is diagnosed that one of these steps S12 and S13 has failed in the oil temperature sensor 13 (No route in step S14), the second phase diagnosis execution unit 22 and the third phase diagnosis execution unit 23 does not operate.
一方、これらのステップS12およびS13のいずれにおいても、オイル温度センサ13に故障が発生していないと診断された場合(ステップS14のYesルート)、第2フェーズ診断実行部22および第3フェーズ診断実行部23が作動し、第2フェーズ診断および第3フェーズ診断が実行される。
つまり、第2フェーズ診断実行部22が、第2フェーズ診断として、モデルベース故障診断手法により、オイル温度センサ13が正常に作動しているか否かをさらに診断する(ステップS15)。
On the other hand, in any of these steps S12 and S13, when it is diagnosed that no failure has occurred in the oil temperature sensor 13 (Yes route in step S14), the second phase diagnosis execution unit 22 and the third phase diagnosis execution The unit 23 operates and the second phase diagnosis and the third phase diagnosis are executed.
That is, the second phase diagnosis execution unit 22 further diagnoses whether the
また、第2フェーズ診断の実行と平行して、第3フェーズ診断実行部23が、第3フェーズ診断として、オイル温度センサ13から出力されるオイル温度Toilの波形に基づいた出力波形診断手法により、トランスミッション12の故障の程度を診断する(ステップS16)。
このように、本発明の第1実施形態に係る車両に搭載された機構の故障診断装置によれば、車両10に搭載されたトランスミッション12の故障診断を精度よく行なうことが出来る。つまり、このトランスミッション12内を循環する潤滑オイルの温度を検出するオイル温度センサ13の検出精度を確認しながら、第3フェーズ診断実行部23は、トランスミッション12の故障を正確に診断することで、車両10の信頼性を向上させることが出来る。
In parallel with the execution of the second phase diagnosis, the third phase diagnosis execution unit 23 performs the output waveform diagnosis method based on the waveform of the oil temperature Toil output from the
Thus, according to the failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to the first embodiment of the present invention, a failure diagnosis of the
また、第3フェーズ診断実行部23は、トランスミッション12の状態を波形として捉えることで、簡素で素早くこのトランスミッション12の故障を診断することが出来る。
また、第2フェーズ診断が実行されるのと並行して、第3フェーズ診断実行部23は、第3フェーズ診断を実行するようになっているので、オイル温度センサ13の故障診断とトランスミッション12の故障診断とをともに迅速に行なうことが出来る。
Further, the third phase diagnosis execution unit 23 can diagnose the failure of the
In parallel with the execution of the second phase diagnosis, the third phase diagnosis execution unit 23 executes the third phase diagnosis. Therefore, the failure diagnosis of the
次に、図面により、本発明の第2実施形態に係る車両に搭載された機構の故障診断装置について、主に図4および図5を用いて説明する。なお、上述の第1実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略し、ここでは第1実施形態との相違点に重点を置いて説明する。また、上述の第1実施形態を説明するのに用いた図を用いる場合もある。 Next, a failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to a second embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 4 and 5 with reference to the drawings. Note that the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and description will be given here with an emphasis on differences from the first embodiment. In some cases, the diagram used to describe the first embodiment is used.
図1を用いて説明した第1実施形態と、図4に示す第2実施形態との違いは、ECU20におけるソフトウェアの違いである。
つまり、図1を用いて説明した第1実施形態における第3フェーズ診断実行部23に換えて、第2実施形態においては、第3フェーズ診断実行部43が設けられている。この違い以外、第1実施形態と第2実施形態との間で構成上の差異はない。
The difference between the first embodiment described with reference to FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 4 is a software difference in the
That is, instead of the third phase diagnosis execution unit 23 in the first embodiment described with reference to FIG. 1, a third phase diagnosis execution unit 43 is provided in the second embodiment. Other than this difference, there is no structural difference between the first embodiment and the second embodiment.
そして、第2実施形態における第3フェーズ診断実行部43は、第3フェーズ診断を実行するものである点で、第1実施形態における第3フェーズ診断実行部23と同様であるが、第3フェーズ診断を実行するタイミングが異なっている。
つまり、第1実施形態における第3フェーズ診断実行部23は、図3で示すように、第2フェーズ診断実行部22による第2フェーズ診断の実行と並行して、第3フェーズ診断を実行するようになっている。
The third phase diagnosis execution unit 43 in the second embodiment is the same as the third phase diagnosis execution unit 23 in the first embodiment in that the third phase diagnosis execution unit 43 executes the third phase diagnosis. The timing for executing the diagnosis is different.
That is, as shown in FIG. 3, the third phase diagnosis execution unit 23 in the first embodiment executes the third phase diagnosis in parallel with the execution of the second phase diagnosis by the second phase diagnosis execution unit 22. It has become.
これに対して、第2実施形態における第3フェーズ診断実行部43は、図5においてステップS21として示すように、第2フェーズ診断実行部22による第2フェーズ診断の実行後、第3フェーズ診断を実行するようになっている。
このように、本発明の第2実施形態に係る車両に搭載された機構の故障診断装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
In contrast, the third phase diagnosis execution unit 43 in the second embodiment performs the third phase diagnosis after the second phase diagnosis is executed by the second phase diagnosis execution unit 22 as shown in step S21 in FIG. It is supposed to run.
Thus, since the failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to the second embodiment of the present invention is configured as described above, the following operations and effects are achieved.
上述した第1実施形態と同様、車両10に搭載されたトランスミッション12の故障診断を精度よく行なうことが出来る。つまり、このトランスミッション12内を循環する潤滑オイルの温度を検出するオイル温度センサ13の検出精度を確認しながら、第3フェーズ診断実行部43がトランスミッション12の故障を正確に診断することで、車両10の信頼性を向上させることが出来る。
As in the first embodiment described above, failure diagnosis of the
また、第3フェーズ診断実行部43は、トランスミッション12の状態を波形として捉えることで、簡素で素早くこのトランスミッション12の故障を診断することが出来る。
そして、第2実施形態における特有の作用および効果として、第1フェーズ診断が実行され且つ第2フェーズ診断が実行された後に、第3フェーズ診断実行部43が、第3フェーズ診断を実行するようになっているので、制御負荷が集中することを防ぎ、オイル温度センサ13およびトランスミッション12の故障診断の信頼性を高めることが出来るという利点がある。
Further, the third phase diagnosis execution unit 43 can diagnose the failure of the
As a specific action and effect in the second embodiment, after the first phase diagnosis is executed and the second phase diagnosis is executed, the third phase diagnosis executing unit 43 executes the third phase diagnosis. Therefore, there is an advantage that the control load can be prevented from being concentrated and the reliability of the failure diagnosis of the
以上、本発明の第1および第2実施形態に係る車両に搭載された機構の故障診断装置を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明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出来る。その例をいくつか以下に示す。
上述の実施形態においては、オイル温度センサ13から出力される電圧の上限値が5Vで、下限値が0Vである場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。オイル温度センサの仕様によって、その上下限値を適宜に設定すればよい。
As mentioned above, although the failure diagnosis apparatus of the mechanism mounted in the vehicle which concerns on 1st and 2nd embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to this embodiment, and does not deviate from the meaning of this invention. Various modifications can be made within the range. Some examples are shown below.
In the above-described embodiment, the case where the upper limit value of the voltage output from the
また、上述の実施形態においては、車両10に搭載された機構(即ち、車載機構)として、トランスミッション12に着目した場合を説明したが、もちろん、これに限定するものではない。例えば、エンジン10や、いずれも図示しないサスペンション,吸気系,排気系,操舵系など、車両10に搭載されたどのような機構であってもよい。
また、上述の実施形態においては、トランスミッション12の状態を検出する状態検出手段として、オイル温度センサ13が用いられた場合を例にとって説明したが、これに限定するものではない。
In the above-described embodiment, the case where the
In the above-described embodiment, the case where the
例えば、オイル温度センサ13に換えて、或いは、オイル温度センサ13に加え、いずれも図示しない、以下のようなセンサを状態検出手段として用いてもよい。
・トランスミッション12のクラッチモータ角度センサ
・トランスミッション12のクラッチ力センサ
・トランスミッション12の入力シャフト回転速度センサ
・トランスミッション12のクラッチ温度センサ
・エンジン回転速度センサ
また、上述の実施形態において、トランスミッション12の仕様については特に言及しなかったが、例えば、トランスミッション12としてデュアルクラッチトランスミッションを用いた場合、以下のようなセンサを状態検出手段として用いてもよい。
For example, instead of the
-Clutch motor angle sensor of the transmission 12-Clutch force sensor of the transmission 12-Input shaft rotation speed sensor of the transmission 12-Clutch temperature sensor of the transmission 12-Engine rotation speed sensor In the above-described embodiment, Although not particularly mentioned, for example, when a dual clutch transmission is used as the
・トランスミッション12のギアシフトアクチュエータのポジションセンサ
・トランスミッション12のギアシフトアクチュエータの力センサ
また、上述の実施形態においては、第2フェーズ診断実行部22によるモデルベース故障診断を説明したが、このモデルベース故障診断において、残差法,直接残差法またはファジー論理法などを用いるようにしてもよい。
The position sensor of the gear shift actuator of the
ここで、残差法を用いた故障診断の一例を簡単に説明する。
図6に示すように、診断の対象に応じた故障の種別fj(j=1〜4)を行とし、残差ri(i=1〜4)を列とする残差行列を用いる。
この図6に示す残差行列においては、残差r1が生じた場合は、故障f2かf4のいずれかが生じたと考えられるが、残差r1の有無を監視しただけではいずれの故障f2またはf4のうちどちらが生じたかを特定することが出来ない。
Here, an example of failure diagnosis using the residual method will be briefly described.
As shown in FIG. 6, a residual matrix is used in which a failure type fj (j = 1 to 4) corresponding to a diagnosis target is a row and a residual ri (i = 1 to 4) is a column.
In the residual matrix shown in FIG. 6, when the residual r1 occurs, it is considered that either the fault f2 or f4 has occurred. However, by monitoring only the presence or absence of the residual r1, any fault f2 or f4 is detected. It is impossible to determine which of the two occurred.
そこで、さらに残差r2の有無を監視すると、この残差r2が生じた場合は故障f2が生じていると特定することが可能となり、残差r2が生じていない場合は故障f4が生じていると特定することが可能となる。
ところで、上述の本実施形態で述べたトランスミッション12の故障診断に残差法を適用する場合には、以下に述べる点を検討する必要がある。
Therefore, when the presence or absence of the residual r2 is further monitored, it is possible to specify that the fault f2 has occurred when the residual r2 occurs, and the fault f4 has occurred when the residual r2 does not occur. Can be specified.
By the way, when applying the residual method to the failure diagnosis of the
即ち、残差法を用いた診断の基準となるデータに相関する各部品(上述の実施形態におけるオイル温度センサ13など)の作動は、それぞれの時間的尺度を有している。例えば、潤滑オイル温度を検出するオイル温度センサ13の時定数は、ギアシフトアクチュエータ(図示略)のポジションセンサあるいは力センサの時定数に比べて非常に(例えば100倍程度)大きい。このため、全ての部品に対して単一のサンプリング時間(つまり、上述の実施形態においては、オイル温度センサ13の検出結果ToilをECU20が読込む周期)を設定していたのでは、故障診断の精度を充分に確保することが出来ないおそれがある。
That is, the operation of each component (such as the
このため、上述のECU20を、図7に示す残差行列を用い多重サンプリングレートシステムとして構成するようにしてもよい。
この図7に示す残差行列においては、故障診断の対象となるトランスミッション12の各センサの故障θ,i,n,Tを行として規定し、残差ri(i=1〜14)を列として規定している。なお、この図7において用いられている各センサは以下のように定義されている。
For this reason, the
In the residual matrix shown in FIG. 7, the faults θ, i, n, and T of each sensor of the
θclutch1: 奇数クラッチモータ角度センサ
θclutch2: 偶数クラッチモータ角度センサ
θselect: 選択モータ位置センサ
fclutch1: 奇数クラッチ力センサ
fclutch2: 奇数クラッチ力センサ
fselect: 選択アクチュエータ力センサ
ne: エンジン速度センサ
nodd: 奇数入力シャフト速度センサ
neven: 偶数入力シャフト速度センサ
nfinal: 最終入力シャフト速度センサ
Tclutch1: 奇数クラッチ温度センサ
Tclutch2: 偶数クラッチ温度センサ
Toil: 潤滑オイル温度センサ
さらに、この図7に示す残差行列において用いられている残差ri(i=1〜14)の定義は、以下の表1に示すとおりである。
θ clutch1 : Odd clutch motor angle sensor θ clutch2 : Even clutch motor angle sensor θ select : Selected motor position sensor f clutch1 : Odd clutch force sensor f clutch2 : Odd clutch force sensor f select : Selected actuator force sensor
n e : Engine speed sensor
n odd : Odd input shaft speed sensor
n even : Even input shaft speed sensor
n final : Final input shaft speed sensor T clutch1 : Odd clutch temperature sensor T clutch2 : Even clutch temperature sensor T oil : Lubricating oil temperature sensor Further, residual ri (i = The definitions of 1 to 14) are as shown in Table 1 below.
また、図7に示す残差行列においては、各センサの時定数に応じて、第1ブロック(残差r1〜r6)がサンプリング時間0.5msで設定され、第2ブロック(残差r7〜r9)がサンプリング時間1msで設定され、第3ブロック(残余r10〜r14)がサンプリング時間100msで設定されている。そして、第1〜第3ブロックは、対角線方向へ並ぶようにソートされている。
In the residual matrix shown in FIG. 7, the first block (residuals r1 to r6) is set with a sampling time of 0.5 ms in accordance with the time constant of each sensor, and the second block (residuals r7 to r9). ) Is set at a sampling time of 1 ms, and the third block (residuals r10 to r14) is set at a sampling time of 100 ms. The first to third blocks are sorted so as to be aligned in the diagonal direction.
このような残差行列を用いることで、故障診断精度をより向上させることができるとともに、故障診断時の応答性を向上させることが出来る。
また、上述の実施形態において、ECU20のメモリ(図示略)に対し、第1フェーズ診断実行部21,第2フェーズ診断実行部22および第3フェーズ診断実行部23を組み込む手法については特に説明しなかったが、例えば、形式的な仕様書(展開表)からモデリング処理により自動コードを生成することで、ECU20に実装するようにしてもよい。
By using such a residual matrix, the failure diagnosis accuracy can be further improved, and the responsiveness at the time of failure diagnosis can be improved.
In the above-described embodiment, a method for incorporating the first phase
この場合、診断の対象となるセンサとアクチュエータは、診断の要件OBD (On Board Diagnosis) 要件、FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)要件 およびFTA (Fault Tree Analysis)要件などに基づいて選択すればよい。なお、展開表の一例を図8に示し、図8に示す展開表に対応するブロック図を図9に示す。 In this case, the sensors and actuators to be diagnosed may be selected based on diagnostic requirements OBD (On Board Diagnosis) requirements, FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) requirements, FTA (Fault Tree Analysis) requirements, and the like. An example of the expansion table is shown in FIG. 8, and a block diagram corresponding to the expansion table shown in FIG. 8 is shown in FIG.
10 車両
11 エンジン(車載機構)
12 トランスミッション(車載機構)
13 オイル温度センサ(状態検出手段)
21 第1フェーズ診断実行部(第1フェーズ診断実行手段)
22 第2フェーズ診断実行部(第2フェーズ診断実行手段)
23,43 第3フェーズ診断実行部(第3フェーズ診断実行手段)
10
12 Transmission (in-vehicle mechanism)
13 Oil temperature sensor (state detection means)
21 1st phase diagnosis execution part (1st phase diagnosis execution means)
22 2nd phase diagnosis execution part (2nd phase diagnosis execution means)
23, 43 Third phase diagnosis execution unit (third phase diagnosis execution means)
Claims (4)
該車載機構の状態を検出する状態検出手段と、
該状態検出手段の検出結果に基づき該状態検出手段が正常に作動しているか否かを診断する第1フェーズ診断を実行する第1フェーズ診断実行手段と、
該車載機構の実挙動と、該車載機構の標準的な挙動を示す該車載機構のモデルの挙動とを比較することで該状態検出手段が正常に作動しているか否かをさらに診断する第2フェーズ診断を該第1フェーズ診断実行手段により該第1フェーズ診断が実行された後で実行する第2フェーズ診断実行手段と、
該状態検出手段の検出結果に基づいて該車載機構の故障の程度及び/又は故障の箇所を診断する第3フェーズ診断を該第1フェーズ診断実行手段により該第1フェーズ診断が実行された後で実行する第3フェーズ診断実行手段とを備える
ことを特徴とする、車両に搭載された機構の故障診断装置。 An in-vehicle mechanism mounted on the vehicle;
State detection means for detecting the state of the in-vehicle mechanism;
First phase diagnosis execution means for executing a first phase diagnosis for diagnosing whether or not the state detection means is operating normally based on a detection result of the state detection means;
A second diagnosis is further made as to whether or not the state detecting means is operating normally by comparing the actual behavior of the in-vehicle mechanism with the behavior of the model of the in-vehicle mechanism indicating the standard behavior of the in-vehicle mechanism. Second phase diagnosis execution means for executing phase diagnosis after the first phase diagnosis is executed by the first phase diagnosis execution means;
After the first phase diagnosis is executed by the first phase diagnosis execution means, the third phase diagnosis for diagnosing the degree of failure and / or the location of the failure of the in-vehicle mechanism based on the detection result of the state detection means is performed. A failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle, comprising: third phase diagnosis execution means for execution.
該第2フェーズ診断実行手段により該第2フェーズ診断が実行されるのと並行して該第3フェーズ診断を実行する
ことを特徴とする、請求項1記載の車両に搭載された機構の故障診断装置。 The third phase diagnosis execution means includes:
The failure diagnosis of a mechanism mounted on a vehicle according to claim 1, wherein the third phase diagnosis is executed in parallel with the execution of the second phase diagnosis by the second phase diagnosis execution means. apparatus.
該第2フェーズ診断実行手段により該第2フェーズ診断が実行された後に該第3フェーズ診断を実行する
ことを特徴とする、請求項1記載の車両に搭載された機構の故障診断装置。 The third phase diagnosis execution means includes:
2. The failure diagnosis apparatus for a mechanism mounted on a vehicle according to claim 1, wherein the third phase diagnosis is executed after the second phase diagnosis is executed by the second phase diagnosis execution means.
該状態検出手段による検出結果から時系列の信号波形を抽出して解析することで該第3フェーズ診断を実行する
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両に搭載された機構の故障診断装置。 The third phase diagnosis execution means includes:
The vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the third phase diagnosis is executed by extracting and analyzing a time-series signal waveform from a detection result by the state detection means. Fault diagnosis device for installed mechanism.
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