CN109196208B - 驱动力控制系统的异常诊断方法以及异常诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动力控制系统的异常诊断方法以及异常诊断装置，基于作为驾驶者输出请求的加速器开度和车速而对与传递至驱动轮(12)的驱动力的目标值对应的目标驱动力(tFd')进行计算，基于该目标驱动力(tFd)而对与自动变速器的变速比的目标值对应的目标变速比(tRto)、以及与发动机的输出扭矩的目标值对应的目标发动机扭矩(tTe)进行计算。对与发动机的输出扭矩对应的实际发动机扭矩(rTe')进行检测或推定，基于目标发动机扭矩(tTe')和实际发动机扭矩(rTe')而判定是否是因发动机(11)引起的驱动力控制系统的异常。

Description

驱动力控制系统的异常诊断方法以及异常诊断装置
技术领域
本发明涉及在发动机与驱动轮之间安装有自动变速器的驱动力控制系统，特别是涉及驱动力控制系统的异常诊断。
背景技术
如专利文献1的记载，已知如下所谓动力传动扭矩请求控制(PTD控制)，即，作为驱动力控制系统，根据加速器开度等驾驶者的输出请求和车速而求出传递至驱动轮的目标驱动力，基于该目标驱动力而对发动机和自动变速器进行控制。
另外，在专利文献1中，作为对车辆的加速度变得过大的方式的异常进行判定的方法，对推定出的驱动力和阈值进行比较，根据其结果而判定车辆的异常。并且，在因致动器的异常等而无法将驱动力推定为正常的异常时，通过对推定出的发动机扭矩和阈值进行比较而判定车辆的异常。
专利文献1：日本特开2010-236416号公报
发明内容
例如在低温状态下的加速时，油的粘度较高，因此向自动变速器供给的液压的升高幅度不足，尽管包含自动变速器在内的驱动力控制系统正常，有时也产生自动变速器的变速响应的过度滞后。在这种情况下，在利用传递至驱动轮的驱动力而判定驱动力控制系统的异常的情况下，有可能因自动变速器的响应滞后而导致尽管正常但却误判定为异常。
本发明就是鉴于这种情形而提出的，其目的在于抑制伴随着自动变速器的变速动作的响应的过度滞后而导致尽管驱动力控制系统正常但却误判定为异常的情况，实现诊断精度的提高。
本发明涉及一种驱动力控制系统，采用如下所谓动力传动扭矩请求控制(PTD控制)，即，基于驾驶者输出请求而对传递至驱动轮的目标驱动力进行计算，基于该目标驱动力而对自动变速器和发动机进行控制。
而且，在本发明中，对上述发动机的实际发动机扭矩进行检测，在上述目标发动机扭矩与上述实际发动机扭矩之间产生了超过规定的阈值的差的情况下，判定为因上述发动机而引起的驱动力控制系统的异常。
即，在本发明中，尽管是采用了PTD控制的驱动力控制系统，但在该驱动力控制系统的异常的判定中并不使用传递至驱动轮的驱动力而是使用发动机扭矩，以排除了自动变速器的变速比的影响的方式，在目标发动机扭矩与实际发动机扭矩之间产生了超过阈值的差的情况下判定为异常。因此，即使在自动变速器的变速动作在低温状态下的加速时等暂时滞后之类的情况下，也能够以排除了伴随着该变速动作的滞后的不良影响的方式正确地对异常进行判定。
发明的效果
根据本发明，能够抑制伴随着自动变速器的变速动作的响应的过度滞后的误判定，能够进行正确的异常诊断。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施例所涉及的驱动力控制系统的异常诊断装置的结构图。
图2是第1实施例所涉及的加速时的时序图。
图3是表示对比例所涉及的驱动力控制系统的异常诊断装置的结构图。
图4是对比例所涉及的加速时的时序图。
图5是表示本实施例的异常诊断的控制流程的流程图。
图6是本发明的第2实施例所涉及的驱动力控制系统的异常诊断装置的加速时的时序图。
具体实施方式
下面，根据图示实施例对本发明进行说明。
图1以及图2表示应用了本发明的第1实施例所涉及的驱动力控制系统的车辆。作为该驱动力控制系统，在作为车辆驱动源的发动机11与驱动轮12之间安装有自动变速器13，该自动变速器13和驱动轮12经由车轴14而连结。发动机11是通过使汽油、轻油等燃料燃烧而产生驱动力的内燃机。此外，作为发动机11，可以单独或组合使用电机、燃料电池等。在本实施例中，自动变速器13是能够无级·连续地进行变速的带式无级变速器。该带式无级变速器是众所周知的构造，因此简单地进行说明，具有多个钢制挡块以及2个钢环的钢带架设于与发动机11侧连接的初级带轮以及与驱动轮侧连接的次级带轮，通过使带的接触半径变化而使得变速比无级地变化。
驱动力控制系统例如利用能够实现CAN通信等双向通信的系统而对发动机控制模块21(ECM)、变速器控制单元22(CVT-CU)等多个控制器进行连接，能够共享所需的信息。发动机控制模块21主要进行发动机11的控制，变速器控制单元22主要进行自动变速器13的控制。
在该驱动力控制系统中，作为包含发动机11以及自动变速器13的动力传动系统的控制，进行如下所谓动力传动扭矩请求控制(PTD控制)，即，首先基于与驾驶者的输出请求对应的加速器踏板的加速器开度和车速，对为传递至驱动轮12的最终的驱动力的目标值的目标驱动力tFd进行计算·运算，基于该目标驱动力tFd，对发动机11和自动变速器13进行控制。即，基于目标驱动力tFd，求出作为发动机11输出的输出扭矩的目标值的目标发动机扭矩tTe、以及作为自动变速器13的变速比的目标值的目标变速比tRto，朝向目标发动机扭矩tTe而对发动机11进行控制，并且朝向目标变速比tRto而对自动变速器13进行控制。对于加速器开度，使用例如对加速器踏板的开度进行检测的加速器开度传感器的信号。利用车速传感器对车速进行检测。或者可以利用自动变速器的输入转速(发动机转速)和变速比对车速进行推定。
下面，参照图1对利用发动机控制模块21进行的控制进行说明，在目标驱动力运算部23中，基于加速器开度和车速而对目标驱动力tFd进行运算。在目标输入转速运算部24中，基于目标驱动力tFd而对作为自动变速器13的输入转速(即发动机转速)的目标值的目标输入转速tNi进行运算。
在校正项运算部25中，对用于实现辅机类的驱动等其他性能要求的校正项进行求解。
在扭矩限制部26中，对发动机扭矩的上限进行限制，使得利用目标驱动力运算部23A求出的目标驱动力tFd、和利用后述的副目标驱动力计算部24A求出的目标驱动力tFd’的差(tFd-tFd’)小于或等于规定值。即，通过基于校正项运算部25的校正而进行限制，使得目标驱动力tFd相对于原本的值(tFd’)不会过度产生差异，由此预先防止因基于校正项运算部25的校正而产生误诊断。
在目标发动机扭矩运算部27中，在基于上述扭矩限制部26的限制的范围内，基于目标输入转速tNi(发动机转速)而对目标发动机扭矩tTe进行运算，并将其向发动机控制部28输出。即，对目标发动机扭矩tTe进行运算以使得发动机转速达到目标输入转速tNi。
在发动机控制部28中，基于目标发动机扭矩tTe而对节流开度(汽油发动机的情况下)、或者燃料喷射量(柴油发动机的情况下)等进行控制。
下面，对利用变速器控制单元22进行的控制进行说明，在目标变速比运算部31中，根据目标输入转速tNi和车速而对与自动变速器13的变速比的目标值对应的目标变速比tRto进行运算。在变速控制部32中，基于目标变速比tRto而进行自动变速器13的变速控制。在变速速度控制部33中，进行基于变速控制部32实现的变速的速度控制。
另外，在自动变速器(CVT)13的输入侧以及输出侧具有对轴转速进行检测的旋转传感器，在CVT诊断部34中，例如对根据检测出的输入侧以及输出侧的轴转速而计算出的实际变速比和目标变速比tRto进行比较，在其差处于规定范围内的情况下，判断为自动变速器13在正常地进行动作。此外，还可以包含除此以外的诊断而判断是否在正常地进行动作。
下面，对设置于发动机控制模块21的异常判定部35的控制内容进行说明。在本实施例中，为了抑制因暂时的变速动作的响应滞后而引起的误诊断，即使在利用CVT诊断部34而判断为自动变速器13在正常地进行动作的情况下，也基于目标发动机扭矩tTe和实际发动机扭矩rTe，进行因发动机11引起的驱动力控制系统的异常的判定。
具体而言，在副目标驱动力运算部23A中，与上述目标驱动力运算部23相同地，基于加速器开度和车速而对目标驱动力tFd’进行运算。此外，在本实施例中，设置有副目标驱动力运算部23A，单独求出用于异常诊断的目标驱动力tFd’，但也可以省略副目标驱动力运算部23A，将上述目标驱动力tFd直接用于异常诊断。
在副目标输入转速运算部24A中，与上述目标输入转速运算部24相同地，基于目标驱动力tFd’等而对作为自动变速器13的输入转速(即发动机转速)的目标值的目标输入转速tNi’进行运算。此外，也可以省略副目标输入转速运算部24A，将利用上述目标输入转速运算部24求出的目标输入转速tNi用于异常诊断。
在副目标发动机扭矩运算部27A(目标发动机扭矩计算部)中，基于目标驱动力tFd’和目标输入转速tNi’等而对目标发动机扭矩tTe’进行运算。此外，也可以省略副目标发动机扭矩运算部27A，将利用上述目标发动机扭矩运算部27求出的目标发动机扭矩tTe用于异常诊断。
在实际发动机扭矩检测部36中，对作为发动机11的输出扭矩的实际发动机扭矩rTe’进行检测。例如除了利用空气流量计检测出的吸入空气量以外，考虑点火时机、EGR率以及燃料喷射时机而求出该实际发动机扭矩rTe’。
在扭矩比较部38中，对实际发动机扭矩rTe’和目标发动机扭矩tTe’进行比较，在二者之间产生超过规定的阈值sTe的差时，判断为是因发动机11引起的驱动力控制系统的异常。具体而言，将预先设定的规定的诊断用的阈值sTe与目标发动机扭矩tTe’相加，对该加法运算值(tTe’+sTe)与实际发动机扭矩rTe’进行比较。而且，如果实际发动机扭矩rTe’超过上述加法运算值(tTe’+sTe)则判定为异常。例如，在产生了节流故障、运算值异常等的情况下，判定为异常。在判定为异常的情况下，对该异常诊断代码(DTC)进行存储。根据这样存储的异常诊断代码而实施失效保护驾驶模式，或者通过显示、语音而向搭乘者通报异常。
上述阈值sTe是如下值，即，例如在产生了节流故障、运算值异常等因发动机引起的驱动力控制系统的异常时，考虑在目标发动机扭矩tTe’与实际发动机扭矩rTe’之间产生的差并通过实验、模拟而预先设定的值。如图2所示，即使在正常的车辆驾驶状态下，实际发动机扭矩rTe’相对于目标发动机扭矩tTe’也产生微小的变动，但为了不因这种微小的变动而误诊断为异常，只要将上述阈值sTe设定于能确保某种程度的大小的MIN值、与能确保在因产生驱动力控制系统的异常而产生大于车辆请求的驱动扭矩时作为失效保护而能够由驾驶者利用制动器等具有富余地进行应对的程度的大小(例如加速度为0.2G)的MAX值之间即可。另外，为了在是节流故障、运算值异常等因发动机引起的驱动力控制系统的异常的情况下可靠地诊断为异常，设定为小于在这种是因发动机引起的驱动力控制系统的异常的情况下产生的目标发动机扭矩tTe’与实际发动机扭矩rTe’的差(绝对值)的值。
此外，在本实施例中，为了判定实际发动机扭矩rTe’相对于目标发动机扭矩tTe’变得过大的方式的异常，将阈值sTe(绝对值)与目标发动机扭矩tTe’相加，在实际发动机扭矩rTe’超过该加法运算值(tTe’+sTe)的情况下判定为异常，但也可以判定实际发动机扭矩rTe’相对于目标发动机扭矩tTe’变得过小的方式的异常。在该情况下，从目标发动机扭矩tTe’减去阈值sTe(正值)，在实际发动机扭矩rTe’低于该减法运算值(tTe’-sTe)的情况下，判定为异常。另外，可以将二者组合而判定实际发动机扭矩rTe’相对于目标发动机扭矩tTe’变得过大的方式以及变得过小的方式这二者的异常。
这里，在上述扭矩比较部38中，为了不会因极低温状态下的发动机扭矩的波动而错误地进行异常诊断，对发动机的进气温度进行检测或推定，基于该进气温度而进行异常诊断判定处理的校正。具体而言，在进气温度极低的极低温时，为了抑制尽管驱动力控制系统正常但却误判定为异常的情况，向诊断用的阈值sTe增大的方向进行校正。即，将目标发动机扭矩tTe’或阈值sTe向增加侧校正、或者将实际发动机扭矩rTe’向降低侧校正。
图3以及图4表示对比例所涉及的驱动力控制系统的异常诊断装置。此外，对与上述第1实施例相同的结构要素标注相同的参照标号，适当地省略重复的说明。
在该对比例中，对实际变速比rRto’进行检测或推定，在实际驱动力运算部41中，基于实际发动机扭矩rTe’和实际变速比rRto’而求出实际驱动力rFd’。而且，在驱动力诊断部42中，形成为基于实际驱动力rFd’和目标驱动力tFd’的比较而进行异常诊断的结构。具体而言，如图4所示，对目标驱动力tFd和预先设定的诊断用的阈值sFd相加所得的值(tFd’+sFd)、和实际驱动力rFd’进行比较，在实际驱动力rFd’超过相加所得的值(tFd’+sFd)的情况下，诊断为异常。
下面，参照图2以及图4，以加速器开度增加的车辆加速时为例对本实施例和对比例的动作的差异进行说明。
在通过驾驶者对加速器踏板的踏入操作而使得加速器开度升高的加速时，车速升高且变速比降低。此时，例如有时因低温时向自动变速器13的初级侧供给的液压的升高滞后等，导致尽管自动变速器13本身正常但实际变速比rRto’却相对于目标变速比tRto’过度偏离。
这里，在图4所示的对比例中，在目标驱动力tFd’的计算中使用目标变速比tRto’，并且在实际驱动力rFd’的计算中使用实际变速比rRto’，因此由于实际变速比rRto’和目标变速比tRto’的偏离的影响而有可能导致如下情况，即，尽管包含发动机11以及自动变速器13在内的驱动力控制系统正常地进行动作，但实际驱动力rFd’却超过加法运算值(tFd’+sFd)，从而误诊断为异常。
与此相对，在图2所示的本实施例中，尽管是采用了使用目标驱动力的动力传动扭矩请求控制(PTD控制)的车辆，但却并未将驱动力而是将发动机扭矩用于异常诊断，具体而言，基于目标发动机扭矩tTe’和实际发动机扭矩rTe’的比较而对异常进行诊断，上述目标发动机扭矩tTe’和实际发动机扭矩rTe’的计算中并未使用实际变速比rRto’，因此能够以排除了变速比的不良影响的方式行诊断。因此，即使在自动变速器13正常但实际变速比rRto’却相对于目标变速比tRto’而过度偏离之类的状况下，也能够抑制或避免错误地误判定为异常的状况，能够提高诊断精度。
图5是表示本实施例的异常诊断的控制流程的流程图，每隔极短期间(例如10ms)而反复执行该流程。
在步骤S11中，由CVT诊断部34判定自动变速器13是否正常。在该判定中，在自动变速器13的输入侧以及输出侧具有对轴转速进行检测的旋转传感器，将根据检测出的输入侧以及输出侧的轴转速而计算出的实际变速比与目标变速比tRto进行比较，在其差处于规定范围内的情况下，判断为自动变速器13在正常地进行动作。此外，还可以包含除此以外的诊断而判断是否在正常地进行动作。另外，将自动变速器的异常判定的判定结果作为标志而输出。在自动变速器13不正常的情况下，进入步骤S12，将对应的错误代码输出而结束本流程。在步骤S13中，利用上述副目标发动机扭矩运算部27A对目标发动机扭矩tTe’进行计算。在步骤S14中，利用实际发动机扭矩检测部36对实际发动机扭矩rTe’进行检测。在步骤S15中，利用上述扭矩比较部38判定在目标发动机扭矩tTe与实际发动机扭矩rTe’之间是否产生了超过规定的阈值sTe的差。如果产生了上述差，则判定为异常而进入步骤S16，将对应的错误代码输出而结束本流程。
这样，在本实施例中，在自动变速器13正常的情况下，基于发动机扭矩而判定驱动力控制系统的异常，因此能够可靠地抑制伴随着正常的自动变速器13的变速动作的暂时的响应滞后而被诊断为异常的情况。
下面，参照图6对本发明的第2实施例进行说明。其中，在图中的下侧3层的齿轮挡位(gear range)、变速比以及发动机扭矩中，实线表示目标值(或者加法运算值)，虚线表示推定值(实际齿轮挡位、实际变速比、实际发动机扭矩)。
在上述第1实施例中，采用带式的无级变速器作为自动变速器13，但在该第2实施例中，采用有级式的自动变速器作为自动变速器13。在这样采用有级式的自动变速器的情况下，也与采用无级变速器的上述第1实施例相同地，在车辆加速时，有时也会出现尽管自动变速器13本身正常但实际变速比rRto’却相对于目标变速比tRto’大幅偏离的情况。例如，在为了实现目标驱动力tFd而进行从发动机控制模块21向变速器控制单元22发送目标齿轮挡位的控制的情况下，有时即使排除了故障而实际齿轮挡位也不会如目标齿轮挡位那样变动。例如，存在变速器控制单元22为了保护该单元而暂时忽略来自发动机控制模块21的请求的情况、或者自动变速器为了进行变速而未确保足够的液压的情况等。
在这种情况下，在根据实际变速比rRto’而对实际驱动力rFd’进行运算推定的情况下，如图6所示，由于实际变速比rRto’相对于目标变速比tRto’的偏离量的影响，有可能出现如下情况，即，尽管有级式的自动变速器正常但却误诊断为异常。
在本实施例中，与上述第1实施例相同地，基于发动机扭矩而进行异常诊断，排除了变速比的影响，因此假设即使实际变速比rRto’相对于目标变速比tRto’而暂时偏离，实际发动机扭矩rTe’也不会相对于加法运算值(tTe’+sTe)大幅偏离，能够抑制或避免误判定为异常的状况而提高诊断精度。
如上，基于具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，包含各种变形·变更。例如，在上述实施例中，本发明应用于加速度大于目标值的方式的异常，但同样地也可以将本发明应用于减速度小于目标值的方式的异常。

Claims (4)

1.一种驱动力控制系统的异常诊断方法，该驱动力控制系统在发动机与驱动轮之间安装有自动变速器，
基于驾驶者输出请求而对传递至上述驱动轮的目标驱动力进行计算，基于该目标驱动力而对上述自动变速器以及上述发动机进行控制，其中，
基于上述目标驱动力而对目标发动机扭矩进行计算，
对上述发动机的实际发动机扭矩进行检测，
在目标变速比与实际变速比的差处于规定范围内、且判断为上述自动变速器正常的情况下，如果在上述目标发动机扭矩与上述实际发动机扭矩之间产生了超过规定的阈值的差，则判定为是因上述发动机引起的驱动力控制系统的异常，
对上述发动机的进气温度进行检测，
在该进气温度低于规定温度时，以增大上述阈值的方式进行校正。
2.根据权利要求1所述的驱动力控制系统的异常诊断方法，其中，
基于吸入空气量的检测值而求出实际发动机扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的驱动力控制系统的异常诊断方法，其中，
在判断为上述自动变速器正常的情况下，在上述实际发动机扭矩超过将上述阈值与上述目标发动机扭矩相加所得的加法运算值的情况下，判定为是因上述发动机引起的驱动力控制系统的异常。
4.一种驱动力控制系统的异常诊断装置，该驱动力控制系统在发动机与驱动轮之间安装有自动变速器，
基于驾驶者输出请求而对传递至上述驱动轮的目标驱动力进行计算，基于该目标驱动力而对上述自动变速器以及上述发动机进行控制，其中，
上述驱动力控制系统的异常诊断装置具有：
目标发动机扭矩计算部，其被配置为基于上述目标驱动力而对上述发动机的目标发动机扭矩进行计算；以及
异常判定部，其被配置为对上述发动机的实际发动机扭矩进行检测，在目标变速比与实际变速比的差处于规定范围内、且判断为上述自动变速器正常的情况下，如果在上述目标发动机扭矩与上述实际发动机扭矩之间产生了超过规定的阈值的差，则判定为是因上述发动机引起的驱动力控制系统的异常，并且对上述发动机的进气温度进行检测，
其特征在于，
上述异常判定部还被配置为在该进气温度低于规定温度时，以增大上述阈值的方式进行校正。
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