DE102014106628A1

DE102014106628A1 - Diagnoseeinrichtung für einen temperatursensor

Info

Publication number: DE102014106628A1
Application number: DE102014106628.6A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Kinoshita
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: US9546971B2; CN104165709A; JP5688117B2; DE102014106628B4; US20140341249A1; CN104165709B; JP2014224568A

Abstract

Es wird eine Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor angegeben. Eine Getriebe-Steuerungseinheit (40) führt eine Diagnose an einem Fluidtemperatursensor (22) durch, der an einem Getriebe (20) vorgesehen ist, welches eine Antriebskraft überträgt, die von einer Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs erzeugt wird. Die Getriebe-Steuerungseinheit (40) berechnet einen Ausgangsspannungs-Schätzwert des Temperatursensors (22), und zwar auf der Basis des Betriebszustands des Fahrzeugs, und sie bestimmt eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang des Temperatursensors (22) für den Fall, dass der Änderungswert des Ausgangsspannungs-Schätzwerts gleich groß ist wie ein erster Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und dass der Änderungswert der Ausgangsspannung des Temperatursensors (22) gleich groß ist wie ein zweiter Schwellenwert oder unterhalb von diesem liegt.

Description

Hintergrund
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor, die beispielsweise bei einem Automobil-Getriebe oder dergleichen vorgesehen ist. Sie betrifft insbesondere das geeignete Detektieren einer Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden (festsitzenden) Spannung am Ausgang eines Temperatursensors.
2. Stand der Technik
Automatikgetriebe in Automobilen haben z. B. einen Temperatursensor zum Detektieren der Temperatur des Automatikgetriebe-Fluids (Automatic Transmission Fluid, ATF). ATF dient sowohl als Hydraulik-Arbeitsfluid als auch als Schmiermittel. In einem Fall, in welchem ein solcher Sensor fehlerhaft arbeitet, kann es bei der Steuerung des Automatikgetriebes zu Problemen kommen. Demgemäß sind herkömmlicherweise verschiedene Arten von Fehlfunktion-Diagnosetechniken vorgeschlagen worden.
Beispielsweise gilt gemäß der Technik, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2004-011 869 A beschrieben ist, Folgendes: Der Detektionswert der externen Luft, die das Automobil umgibt, und der Detektionswert eines Fluidtemperatursensors werden miteinander verglichen. Falls der Detektionswert der Fluidtemperatur niedriger ist als der der externen Luft, dann wird bestimmt, dass der Fluidtemperatursensor fehlerhaft arbeitet.
Die JP 2008-107 089 A beschreibt auch eine Technik zum Diagnostizieren eines Zustands, in welchem eine Temperaturdrift eines Thermoelement-Temperatursensors auftritt. Die Nutzungszeit bei einer Temperatur, bei welcher die Tendenz zum Driften der Temperatur besteht, wird gemäß der Temperatur gewichtet. Das Auftreten des Driftens der Temperatur wird diagnostiziert, und zwar auf der Basis eines Driftwerts, welcher aus dem aufaddierten Wert der gewichteten Nutzungszeit geschätzt wird.
Eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang kann bei einem Temperatursensor, wie oben beschrieben, auftreten, wobei die Ausgangsspannung auf einer bestimmten Ausgangsspannung festhängt (festsitzt). Eine Technik hierfür ist es, den Betriebszustand, in welchem eine Temperaturänderung auftritt, unter Verwendung der akkumulierten Betriebszeit zu erkennen. Es wird dann bestimmt, dass eine Fehlfunktion vorliegt, wenn die Ausgangsspannung des Temperatursensors über eine vorab festgelegte Zeitspanne im Wesentlichen unverändert bleibt.
Diese Technik kann jedoch zu einer fehlerhaften Diagnose führen, und zwar in Fällen, in welchen der Wert der erzeugten Wärme und der Wert der Kühlung durch den Fahrtwind ausgeglichen sind. Die tatsächliche Temperatur des Messobjekts (z. B. der ATF) ist dann im Wesentlichen konstant.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor anzugeben, um auf geeignete Weise eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden (festsitzenden) Spannung am Ausgang des Temperatursensors zu detektieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor angegeben, der an einer Leistungs-Übersetzungseinrichtung (Getriebe) vorgesehen ist, welche die Antriebskraft überträgt, welche von einer Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs erzeugt wird.
Die Diagnosevorrichtung weist Folgendes auf: eine Ausgangsspannungs-Schätzeinheit zum Berechnen eines Ausgangsspannungs-Schätzwerts des Temperatursensors, und zwar auf der Basis des Betriebszustands des Fahrzeugs; und eine Bestimmungseinheit für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung zum Bestimmen einer Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang des Temperatursensors, und zwar in einem Fall, in welchem der Änderungswert des Ausgangsspannungs-Schätzwerts gleich groß ist wie ein erster Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und in welchem der Änderungswert der Ausgangsspannung des Temperatursensors gleich groß ist wie ein zweiter Schwellenwert oder unterhalb von diesem zweiten Schwellenwert liegt.
Die Bestimmungseinheit für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung kann die Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang erkennen, und zwar in einem Fall, in welchem der Änderungswert des Ausgangsspannungs-Schätzwerts gleich groß ist wie ein erster Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und in welchem der Änderungswert der Ausgangsspannung des Temperatursensors gleich groß ist wie ein zweiter Schwellenwert oder unterhalb von diesem zweiten Schwellenwert liegt, und wenn dieser Zustand für eine vorab festgelegte Zeitspanne oder länger anhält.
Die Ausgangsspannungs-Schätzeinheit kann einen Ausgangsspannungs-Schätzwert für jeden Zustand von einem Zustand heißer externer Luft und einem Zustand kalter externer Luft berechnen. Die Bestimmungseinheit für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang kann bestimmen, dass eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang vorliegt, und zwar nur für den Fall, dass der Ausgangsspannungs-Schätzwert gleich groß ist wie der erste Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und zwar sowohl im Zustand heißer externer Luft und im Zustand kalter externer Luft.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs zeigt, welches mit einer Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor gemäß einer Implementierung der vorliegenden Erfindung versehen ist; und
2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang mittels der Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor gemäß der Implementierung zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Erfindung löst das Problem, eine Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor anzugeben, um auf angemessene Weise eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang des Temperatursensors zu detektieren, und zwar auf die folgende Weise. Geschätzte Werte der Ausgangsspannung eines Temperatursensors gemäß einem Fahrzustand eines Fahrzeugs werden gemäß zweier Standards berechnet, wobei der eine anwendbar ist, wenn die externe Luft heiß ist, und der andere anwendbar ist, wenn die externe Luft kalt ist.
Falls diese beiden eine Veränderung eines vorab festgelegten Werts oder größer zeigen, aber die Ausgangsspannung des Temperatursensors im Wesentlichen für einen fortgesetzten Zeitraum unverändert bleiben, dann wird bestimmt, dass der Temperatursensor fehlerhaft arbeitet.
Nachstehend wird eine Implementierung einer Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor beschrieben, mit welcher die vorliegende Erfindung versehen ist. Die Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor gemäß der Implementierung diagnostiziert beispielsweise Fehlfunktionen aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang eines ATF-Temperatursensors in einem Automobil oder dergleichen.
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs zeigt, welches mit einer Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor gemäß der Implementierung versehen ist. Der Antriebsstrang 1 ist wie folgt aufgebaut: Er enthält einen Motor 10, ein Getriebe 20, eine Motor-Steuerungseinheit 30, eine Getriebe-Steuerungseinheit 40 usw., wie in 1 gezeigt.
Der Motor ist ein Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Viertakt-Benzinmotor oder Dieselmotor, der als Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs verwendet wird. Der Motor 10 weist verschiedene Sensoren auf, wie z. B. einen Kurbelwinkelsensor 11, einen Wassertemperatursensor 12 usw.
Der Kurbelwinkelsensor 11 detektiert fortlaufend die Rotationsposition der Kurbelwelle, welche die Antriebswelle des Motors 10 darstellt. Das Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 11 wird der Motor-Steuerungseinheit 30 zugeführt. Die Motor-Steuerungseinheit 30 ist dazu geeignet, die Drehzahl der Kurbelwelle auf der Basis der Ausgabe von dem Kurbelwinkelsensor 11 zu detektieren.
Der Wassertemperatursensor 12 ist ein Temperatursensor, welcher die Temperatur des Kühlwassers des Motors 10 detektiert.
Das Getriebe 20 reduziert oder vergrößert die Rotations-Ausgangsleistung vom Motor 10, so dass die Antriebskraft zum Vorderachsendifferential und zum Hinterachsendifferential mittels eines Allradantriebs-Verteilergetriebes (All-wheel-drive AWD transfer case) übertragen wird. Das Getriebe 20 ist ein mit einer Kette angetriebenes stufenlos verstellbares Getriebe (Continuously Variable Transmission, CVT), das einen Variator aufweist, wobei eine Kette zwischen einem Paar von Riemenscheiben verläuft.
Das Getriebe 20 ist mit verschiedenen Arten von Sensoren versehen, wie z. B. einem Drehsensor 21, einem Fluidtemperatursensor 22 usw. Der Drehsensor 21 wird von einer Gruppe aus einer Vielzahl von Sensoren gebildet, welche die Drehzahl von primären Teilen detektieren, wie z. B. der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes 20 usw.
Der Fluidtemperatursensor 22 ist ein Sensor, welcher die Temperatur eines CVT-Fluids (ATF) detektiert, welches sowohl als Hydraulik-Arbeitsfluid, als auch als Schmiermittel dient, d. h. er ist ein ATF-Temperatursensor, und er weist einen Thermistor auf.
Die Motor-Steuerungseinheit 30 steuert zentral den Motor 10 und seine Hilfseinrichtungen. Die Motor-Steuerungseinheit 30 ist wie folgt konfiguriert: Sie weist eine Informations-Verarbeitungseinrichtung, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder dergleichen auf, Speichereinrichtungen, wie z. B. Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM) usw., eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle, einen Bus, der diese Teile verbindet, usw.
Die Motor-Steuerungseinheit 30 verwendet außerdem eine Onboard-Einrichtung für ein lokales Netzwerk (LAN), wie z. B. ein Kommunikationssystem für ein Controller Area Network (CAN) oder dergleichen, um verschiedenartige Informationen an die Getriebe-Steuerungseinheit 40 zu übermitteln, wie z. B. die Kühlmitteltemperatur des Motors 10, die Drehzahl der Kurbelwelle, das Ausgangs-Drehmoment usw.
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 steuert zentral das Getriebe 20 und dessen Hilfseinrichtungen. Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 ist wie folgt konfiguriert: Sie weist eine Informations-Verarbeitungseinrichtung, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder dergleichen auf, Speichereinrichtungen, wie z. B. Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM) usw., eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle, einen Bus, der diese Teile verbindet, usw. Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 führt eine Gangschaltungs-Steuerung, eine Steuerung der Eingriffskraft der AWD-Übertragungskupplung usw. des Getriebes 20 aus.
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 dient außerdem als Fehlfunktion-Diagnosevorrichtung, um eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang zu diagnostizieren, wenn die Ausgangsspannung des Fluidtemperatursensors 22 auf einem bestimmten Wert festhängt.
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 dient als Ausgangsspannungs-Schätzeinheit zum Schätzen eines Ausgangsspannungs-Schätzwerts des Fluidtemperatursensors 22 auf der Basis des Betriebszustands des Fahrzeugs und der Bestimmungseinheit für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang, um eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang zu bestimmen, indem sie den Ausgangsspannungs-Schätzwert mit der Ausgangsspannung des Fluidtemperatursensors 22 vergleicht.
Die Diagnose, die unten beschrieben ist, wird in folgenden Fällen nicht ausgeführt: Wenn die Ausgangsspannung des Fluidtemperatursensors 22 von einem normalen Bereich abweicht, der vorab gesetzt worden ist; wenn ein Fehler in einem Kommunikationssystem, wie z. B. dem CAN-Kommunikationssystem oder dergleichen oder bei einer der elektrischen Steuerungseinheiten (electrical control units, ECU) aufgetreten ist; wenn der Temperatursensor 12 eine Fehlfunktion aufweist; wenn eine Motor-Fehlfunktionswarnung ausgegeben wird; usw.
Diese Fehlfunktions-Diagnosefunktion wird nun ausführlich beschrieben. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang mittels der Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor gemäß der Implementierung veranschaulicht. Dessen einzelne Schritte werden nachfolgend beschrieben.
Schritt S01: Bewerten der Bedingungen zum Durchführen der Diagnose
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 bestimmt, ob oder ob nicht alle der nachfolgenden Bedingungen a) bis c) erfüllt sind. Falls alle Bedingungen erfüllt sind, wird mit der Verarbeitung im Schritt S02 fortgefahren. Falls irgendeine der Bedingungen nicht erfüllt ist, wird die Verarbeitung beendet (Rücksprung).

a) Wassertemperatur des Motors ≤ vorab festgelegter Wert (z. B. 80°C)
b) Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des ATF-Temperatursensors (Fluidtemperatursensors), wenn die externe Luft heiß ist ≥ vorab festgelegter Wert (z. B. 0,05 V/min).
c) Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des ATF-Temperatursensors (Fluidtemperatursensors), wenn die externe Luft kalt ist ≥ vorab festgelegter Wert (z. B. 0,05 V/min)

Ein Verfahren zum Berechnen des Absolutwerts der Veränderung der geschätzten Spannung des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß oder kalt ist, wird später ausführlich beschrieben.
Schritt S02: Beurteilung des Absolutwerts der Veränderung der Spannung des ATF-Temperatursensors
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 vergleicht den Absolutwert der Veränderung der Ausgangsspannung des Fluidtemperatursensors 22 (Absolutwert der Veränderung der Spannung des Fluidtemperatursensors) mit einem vorab festgelegten Wert, der im Vorfeld gesetzt worden ist (z. B. 0,025 V/min). Falls der Wert nicht größer ist als der vorab festgelegte Wert, wird mit der Verarbeitung im Schritt S03 fortgefahren. Andernfalls wird mit der Verarbeitung im Schritt S04 fortgefahren.
Ein Berechnungsverfahren des Absolutwerts der Veränderung der Spannung des Fluidtemperatursensors wird später ausführlich beschrieben.
Schritt S03: Fehlfunktionszähler erhöhen
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 erhöht (inkrementiert) den Zählerwert eines Fehlfunktionszählers, welcher die Zeitspanne zählt, wenn sich der Absolutwert der Veränderung der Spannung des ATF-Temperatursensors in einem Zustand befindet, in welchem er nicht größer ist als der vorab festgelegte Wert im Schritt S02. Danach wird mit der Verarbeitung im Schritt S05 fortgefahren.
Schritt S04: Fehlfunktionszähler auf Null zurücksetzen
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 setzt den Zählerwert des Fehlfunktionszählers auf Null zurück. Danach wird mit der Verarbeitung im Schritt S05 fortgefahren.
Schritt S05: Wert des Fehlfunktionszählers beurteilen
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 vergleicht den Zählerwert des Fehlfunktionszählers mit einem vorab festgelegten Wert, welcher im Vorfeld gesetzt worden ist. (Beispielsweise ein Wert, der äquivalent zu 60 Sekunden ist.) Falls der Zählerwert des Fehlfunktionszählers gleich dem oder größer als der vorab festgelegte Wert ist, dann wird mit der Verarbeitung im Schritt S06 fortgefahren. Andernfalls wird die Verarbeitung beendet (Rücksprung).
Schritt S06: Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung des ATF-Temperatursensors beendet
Die Getriebe-Steuerungseinheit 40 beendet (finalisiert) die Bestimmung für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang des Temperatursensors und beendet die Verarbeitung.
Nachstehend wird ausführlich beschrieben, wie die Parameter berechnet werden, die in dem oben beschriebenen Ablaufdiagramm verwendet werden.
Der Absolutwert der Veränderung der Spannung des Fluidtemperatursensors wird durch den Ausdruck 1 ermittelt. Dieser Absolutwert der Veränderung der Spannung des Fluidtemperatursensors wird fortlaufend z. B. alle 10 Millisekunden berechnet. Absolutwert der Veränderung (V/min) der Spannung des Fluidtemperatursensors = |Veränderung (V/min) der Spannung des Fluidtemperatursensors| (Ausdruck 1)
Die Veränderung der Spannung des Fluidtemperatursensors wird durch den Ausdruck 2 ermittelt. Veränderung (V/min) der Spannung des Fluidtemperatursensor = Spannung n des Fluidtemperatursensors – Spannung n – 1 des Fluidtemperatursensors (Ausdruck 2)
Der Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, wird durch Ausdruck 3 ermittelt. Dieser Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, wird fortlaufend z. B. alle 10 Millisekunden berechnet. Absolutwert der Veränderung (V/min) der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist = |Veränderung (V/min) der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist| (Ausdruck 3)
Die Veränderung der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, wird durch Ausdruck 4 ermittelt. Veränderung (V/min) der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist = geschätzte Spannung n des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist – geschätzte Spannung n – 1 des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist (Ausdruck 4)
Die geschätzte Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, wird durch Ausdruck 5 ermittelt. Geschätzte Spannung (V) des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist = Spannungsumsetzungs-Tabellenwert (V) des Fluidtemperatursensors (geschätzter Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist) (Ausdruck 5)
Der Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist, wird durch Ausdruck 6 ermittelt. Dieser Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist, wird fortlaufend z. B. alle 10 Millisekunden berechnet. Absolutwert der Veränderung (V/min) der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist = |Veränderung (V/min) der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist| (Ausdruck 6)
Die Veränderung der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, wird durch Ausdruck 7 ermittelt. Veränderung (V/min) der geschätzten Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist = geschätzte Spannung n des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist – geschätzte Spannung n – 1 des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist (Ausdruck 7)
Die geschätzte Spannung des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist, wird durch Ausdruck 8 ermittelt. Geschätzte Spannung (V) des Fluidtemperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist = Spannungsumsetzungs-Tabellenwert (V) des Fluidtemperatursensors (geschätzter Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist) (Ausdruck 8)
Der geschätzte Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, wird fortlaufend, z. B. alle 10 Millisekunden berechnet. Der geschätzte Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, ist ein geschätzter Wert, der berechnet wird auf der Basis der Historie des Fahrzustands des Fahrzeugs in einer Hochtemperaturumgebung (z. B. bei einer externen Temperatur von 40°C).
Es sei angemerkt, dass der geschätzte Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist, im Wesentlichen auf die gleiche Weise berechnet wird wie der geschätzte Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, außer dass die externe Lufttemperatur von 40°C auf den Wert –40°C geändert wird.
Dieser geschätzte Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist, ist ein geschätzter Wert, der berechnet wird auf der Basis der Historie des Fahrzustands des Fahrzeugs in einer Niedrigtemperaturumgebung (z. B. bei einer externen Temperatur von –40°C).
Wenn zunächst die Bedingungen einer Anlassbestimmung erfüllt sind, dann wird der geschätzte Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, durch Ausdruck 9 ermittelt. Geschätzter Wert (°C) des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist = ATF-Temperatur (Ausdruck 9)
Wenn die Bedingungen einer Anlassbestimmung nicht erfüllt sind, dann wird der geschätzte Wert des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, durch Ausdruck 10 ermittelt. Geschätzter Wert (°C) des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist = kumulierter Wert (kW) der Wärmeerzeugung des Motors (hohe Temperatur) × Wärmemenge-/Temperatur-Umwandlungskoeffizient (hohe Temperatur) (Ausdruck 10)
Es sei angemerkt, dass der Wärmemenge-/Temperatur-Umwandlungskoeffizient (hohe Temperatur) hierbei z. B. 0,005°C/kW beträgt.
Die Bedingungen der Anlassbestimmung sind erfüllt, wenn der Zündschalter von AUS auf EIN gedreht wird, und sie sind nicht mehr erfüllt, wenn ein Motorumdrehungs-Zustand von 500 Umdrehungen/min oder höher für eine Sekunde oder länger anhält. Ansonsten werden die vorherigen Bestimmungsergebnisse beibehalten.
Der kumulierte Wert der Wärmeerzeugung des Motors (hohe Temperatur) wird durch Ausdruck 11 ermittelt. Kumulierter Wert (kW) der Wärmeerzeugung des Motors (hohe Temperatur) n = kumulierter Wert (kW) der Wärmeerzeugung des Motors (hohe Temperatur) n – 1 + Wärmeerzeugung des Motors (hohe Temperatur) (kW/s) × 0,01 (Ausdruck 11)
Die Wärmeerzeugung des Motors (hohe Temperatur) wird durch Ausdruck 12 ermittelt. Wärmeerzeugung des Motors (hohe Temperatur) (kW/s) = Leistungsverlust des Motors (kW/s) + Wärmeerzeugung des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers (hohe Temperatur) (kW/s) – Wärme, die durch den Wind gekühlt wird (hohe Temperatur) (kW/s) (Ausdruck 12)
Die Wärmeerzeugung des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers (hohe Temperatur) wird durch Ausdruck 13 ermittelt. Wärmeerzeugung des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers (hohe Temperatur) = Tabellenwert der Wärmeerzeugung des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers (Strömungsrate des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers) (kW/s) × Wassertemperatur (°C) des Motors – geschätzter Wert n – 1 der ATF-Temperatur, wenn die externe Luft heiß ist/(Fluidtemperatur (°C) zu einem Zeitpunkt, wenn die Eigenschaften des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers ausgewertet werden, – Wassertemperatur (°C) des Motors zu einem Zeitpunkt, wenn die Eigenschaften des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers ausgewertet werden) × Korrekturkoeffizient (1,0) für die Wärmeerzeugung des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers (hohe Temperatur) (Ausdruck 13)
Die Strömungsrate des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers wird durch Ausdruck 14 ermittelt. Strömungsrate (1/min) des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers = Tabellenwert der Strömungsrate des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers (Motordrehzahl) (Ausdruck 14)
Die nachfolgenden Parameter werden auf der Basis einer Tabelle für die Eigenschaften des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers gesetzt.
Tabellenwert der Wärmeerzeugung (Strömungsrate des Automatikgetriebe-Fluiderwärmers)
ATF-Strömungsraten-Tabellenwert

Fluidtemperatur zum Zeitpunkt der Auswertung der ATF-Eigenschaften (z. B. 120°C)
Wassertemperatur des Motors zum Zeitpunkt der Auswertung der ATF-Eigenschaften (z. B. 80°C)

Die Wärme, die durch den Wind gekühlt wird (hohe Temperatur) wird mittels Ausdruck 15 berechnet. Wärme, die durch den Wind gekühlt wird (hohe Temperatur) (kW/s) = Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) × 1000 (m/Km)/60 (min/h)/60 (min/s) × Öffnungsfläche (m²) × spezifische Wärme (J/kg/K) der Luft × Luftdichte (kg/m³) × geschätzter Wert n – 1 der ATF-Temperatur (°C), wenn die externe Luft heiß ist – externe Lufttemperatur (°C), wenn die externe Luft heiß ist × Korrekturkoeffizient für die Wärme, die durch den Wind gekühlt wird (hohe Temperatur)/1000 (Ausdruck 15)
Die Parameter werden wie folgt gesetzt:

Spezifische Wärme der Luft = 1030 (J/kg/K) (bei einer Feuchtigkeit von 100%)
Luftdichte = 1,293 kg/m³) (bei 0°C, 1 atm)
Externe Lufttemperatur, wenn die externe Luft heiß ist = 40 °C
Öffnungsfläche = 1,0 (m²)
Korrekturkoeffizient für die Wärme, die durch den Wind gekühlt wird, (hohe Temperatur) = 0,025

Es sei angemerkt, dass der Korrekturkoeffizient für die Wärme, die durch den Wind gekühlt wird (niedrige Temperatur), zum Berechnen des geschätzten Werts der ATF-Temperatur verwendet wird, wenn die externe Luft kalt ist, z. B. 0,0101 beträgt.
Der Leistungsverlust des Motors wird durch Ausdruck 16 ermittelt. Leistungsverlust (kW/s) des Motors = Leistung (kW/s), die vom Motor erzeugt wird – Fahrwiderstands-Leistung (kW/s) (Ausdruck 16)
Der untere Wert des Leistungsverlusts des Motors ist so begrenzt, dass er nicht niedriger als 0 wird.
Die Leistung, die vom Motor erzeugt wird, wird durch Ausdruck 17 ermittelt. Leistung (kW/s), die vom Motor erzeugt wird = Motordrehmoment (N·m) × Motorumdrehungen (Umdrehungen/min) × 2π/60 (s/min)/1000 (Ausdruck 17)
Ferner wird eine Abweichung des geschätzten Werts des Drehmoments des Motors während des Aufwärmens korrigiert, und zwar auf der Basis von Drehmomentwandler-Eigenschaften unter Verwendung von Ausdruck 18. Motor-Drehmoment (N·m) ≤ geschätzter Wert des Drehmoments des Motors aus den Drehmomentwandler-Eigenschaften (N·m) (Ausdruck 18)
Der geschätzte Wert des Drehmoments des Motors aus den Drehmomentwandler-Eigenschaften wird durch Ausdruck 19 erhalten. Geschätzter Wert des Drehmoments des Motors aus den Drehmomentwandler-Eigenschaften (N·m) = Motorumdrehungen (Umdrehungen/min)² × Drehmomentwandler-Kapazitäts-Koeffizient (Geschwindigkeitsverhältnis des Drehmomentwandlers) (N·m/(Umdrehungen/min)²) (Ausdruck 19)
Das Geschwindigkeitsverhältnis des Drehmomentwandlers wird durch Ausdruck 20 erhalten. Drehmomentwandler-Geschwindigkeitsverhältnis = Ausgangsumdrehungen (Umdrehungen/min)/Eingangsumdrehungen (Umdrehungen/min) (Ausdruck 20)
Die Fahrwiderstands-Leistung wird durch Ausdruck 21 erhalten. Fahrwiderstands-Leistung (kW/s) = Trägheits-und-Beschleunigungswiderstands-Leistung (kW/s) + Luftwiderstands-Leistung (kW/s) + Rollwiderstands-Leistung (kW/s) (Ausdruck 21)
Die Trägheits-und-Beschleunigungswiderstands-Leistung wird durch Ausdruck 22 erhalten. Trägheits-und-Beschleunigungswiderstands-Leistung (kW/s) = Trägheitswiderstands-Leistung (kW/s) + Beschleunigungswiderstands-Leistung (kW/s) (Ausdruck 22)
Die Trägheitswiderstands-Leistung wird durch Ausdruck 23 erhalten. Trägheitswiderstands-Leistung (kW/s) = Motorträgheitswiderstands-Leistung (kW/s) + Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstands-Leistung (kW/s) (Ausdruck 23)
Die Motorträgheitswiderstands-Leistung wird durch Ausdruck 24 erhalten. Motorträgheitswiderstands-Leistung (kW/s) = Motorträgheitswiderstand (N·m) × Motorumdrehungen (Umdrehungen/min) × 2π/60 (s/min)/1000 (Ausdruck 24)
Der Motorträgheitswiderstand wird durch Ausdruck 25 erhalten. Motorträgheitswiderstand (N·m) = Motorumdrehungen ((Umdrehungen/min)/s) × 2π/60 (s/min) × Motorträgheitswiderstands-Koeffizient (kg·m·s²) × 9,8 (m/s²) (Ausdruck 25)
Der Motorträgheitswiderstands-Koeffizient ist die Summe eines Koeffizienten des Trägheitswiderstands auf die Motor-Kurbelwelle und eines Koeffizienten des Trägheitswiderstands auf der Eingangsseite des Drehmomentwandlers. Ein Beispiel für den Motorträgheitswiderstands-Koeffizienten ist 0,011661 (kg·m·s²).
Die Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstands-Leistung wird durch Ausdruck 26 erhalten. Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstands-Leistung (kW/s) = Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstand (N·m) × Primärriemenscheiben-Umdrehungen (Umdrehungen/min) × 2π/60 (s/min)/1000 (Ausdruck 26)
Die Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstand wird durch Ausdruck 27 erhalten. Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstand (N·m) = Primärriemenscheiben-Rotationsbeschleunigung (rpm/s) × 2π/60 (s/min) × Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstands-Koeffizient (kg·m·s²) × 9,8 (m/s²) (Ausdruck 27)
Der Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstands-Koeffizient ist die Summe des Koeffizienten des Trägheitswiderstands auf die Primärriemenscheibe, des Koeffizienten des Trägheitswiderstands auf der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers und des Koeffizienten des Trägheitswiderstands der Vorwärts-/Rückwärts-Kupplung (FR-Kupplung).
Ein Beispiel für den Primärriemenscheiben-Trägheitswiderstand ist 0,0442 (kg·m·s²).
Die Beschleunigungs-Widerstandsleistung wird durch Ausdruck 28 erhalten. Beschleunigungs-Widerstandsleistung (kW/s) = Fahrzeugmasse (kg) × Fahrzeugbeschleunigung (m/s²) × Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) × 1000 (m/km)/60 (s/min)/60 (s)/1000 (Ausdruck 28)
Der niedrigere Wert der Fahrzeugbeschleunigung wird begrenzt, so dass für die Fahrzeugbeschleunigung gilt: (m/s²) ≥ –0.5 (m/s²). Der Grund für diese Begrenzung mit dem unteren Wert liegt darin, eine Addition der Energie, die von den Bremsscheiben aufgenommen wird, auf die Wärmemenge zu vermeiden, da die Fahrzeugbeschleunigung innerhalb –0.5 (m/s²) liegt, wenn die Bremsen verwendet werden.
Die Luftwiderstands-Leistung wird durch Ausdruck 29 erhalten. Luftwiderstands-Leistung (kW/s) = Luftwiderstands-Koeffizient × Luftdichte (kg/m³) × vorn vorstehende Fläche (m²) × (Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) × 1000 (m/km)/60 (s/min)/60 (s))³/1000 (Ausdruck 29)
Während die Parameter für jeden Fahrzeugtyp abweichen usw., ist das Nachstehende nur ein Beispiel.
Beispiel

Luftwiderstands-Koeffizient = 0,306
Luftdichte = 1,293 (kg/m³)
Vorn vorstehende Fläche = 2,29 m²

Die Rollwiderstands-Leistung wird durch Ausdruck 30 erhalten. Rollwiderstands-Leistung (kW/s) = Rollwiderstands-Koeffizient × Fahrzeugmasse (kg)/9.8 (m/s²) × Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) × 1000 (m/km)/60 (min/h)/60 (sec/min)/1000 (Ausdruck 30)
Während die Parameter für jeden Fahrzeugtyp abweichen usw., ist das Nachstehende nur ein Beispiel.

Rollwiderstands-Koeffizient = 0,04 (normale Asphaltstraße)
Fahrzeugmasse = 1.400 (kg)

Gemäß der oben beschriebenen Implementierung gilt Folgendes: Für den Fall, dass sowohl der Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft heiß ist, als auch der Absolutwert der Veränderung der geschätzten Spannung des ATF-Temperatursensors, wenn die externe Luft kalt ist, nicht größer ist als 0,05 V/min ist, und dass der Absolutwert der Veränderung der Spannung des ATF-Temperatursensors 0,025 V/min oder größer ist, und dass dieser Zustand für 60 Sekunden oder länger anhält, dann kann eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang des Fluidtemperatursensors 22 bestimmt werden. Folglich kann eine passende und akkurate Diagnose durchgeführt werden.
Gemäß der Implementierung werden die folgenden Vorteile erzielt:

(1) Eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang des Temperatursensors wird in einem Fall bestimmt, in welchem der Änderungswert des Ausgangsspannungs-Schätzwerts, der auf der Basis des Betriebszustands des Fahrzeugs berechnet wird, gleich groß ist wie der erste Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, während der Änderungswert der Ausgangsspannung des Temperatursensors gleich groß ist wie ein zweiter Schwellenwert oder unterhalb von diesem zweiten Schwellenwert liegt. Demgemäß kann eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang passend bestimmt werden.
(2) Die Genauigkeit der Bestimmung kann verbessert werden, indem eine Bestimmung gemäß der Dauer eines Zustands durchgeführt wird, in welchem der Änderungswert des Ausgangsspannungs-Schätzwerts gleich groß ist wie ein erster Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und in welchem der Änderungswert der Ausgangsspannung des Temperatursensors gleich groß ist wie ein zweiter Schwellenwert oder unterhalb von diesem zweiten Schwellenwert liegt, und wobei dieser Zustand für eine vorab festgelegte Zeitspanne oder länger anhält.
(3) Die Genauigkeit der Bestimmung kann verbessert werden, wenn der Ausgangsspannungs-Schätzwert für jeden Zustand von einem Zustand heißer externer Luft und einem Zustand kalter externer Luft berechnet wird, und wenn bestimmt wird, dass eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang vorliegt, und zwar nur für den Fall, dass der Ausgangsspannungs-Schätzwert gleich groß ist wie der erste Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und zwar für beide.

Abwandlung
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Implementierung beschränkt. Vielmehr können verschiedenartige Veränderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, welche allesamt innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
Beispielsweise ist vorstehend der Temperatursensor gemäß der Implementierung so beschrieben, dass er ein Fluidtemperatursensor für ein kontinuierlich verstellbares Getriebe ist, was die Umdrehungen eines Motors erhöht/verringert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf diese Konfiguration nicht beschränkt.
Beispielsweise kann der Temperatursensor gemäß der vorliegenden Erfindung auch verwendet werden, um eine Fehlfunktionsdiagnose eines Fluidtemperatursensors in einem beliebigen der folgenden Getriebe durchzuführen: Handschaltungs-Getriebe (manual shift transmission, MT); Automatikgetriebe mit Zahnrädern (geared automatic transmission, AT); Doppelkupplungs-Getriebe (dual clutch transmission, DCT); automatisiertes manuelles Getriebe (automated manual transmission, AMT); Allradantriebs-Verteilergetriebe (all-wheel-drive AWD transfer case); und Differential.
Außerdem ist die Antriebsleistungsquelle nicht auf einen Verbrennungsmotor beschränkt, sondern sie kann auch ein elektrischer Motor sein, oder es kann sich um ein Hybridsystem handeln, in welchem ein Verbrennungsmotor mit einem elektrischen Motor kombiniert wird.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
10: Motor
11: Kurbelwinkelsensor
12: Wassertemperatursensor
20: Getriebe
21: Drehsensor
22: Fluidtemperatursensor
30: Motor-Steuerungseinheit
40: Getriebe-Steuerungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-011869 A [0003]
JP 2008-107089 A [0004]

Claims

Diagnosevorrichtung für einen Temperatursensor (22), der an einer Leistungs-Übersetzungseinrichtung (20) vorgesehen ist, welche die Antriebskraft überträgt, die von einer Antriebsleistungsquelle (10) eines Fahrzeugs erzeugt wird, wobei die Diagnosevorrichtung (40) Folgendes aufweist: – eine Ausgangsspannungs-Schätzeinheit (40) zum Berechnen eines Ausgangsspannungs-Schätzwerts des Temperatursensors (22), und zwar auf der Basis des Betriebszustands des Fahrzeugs; und – eine Bestimmungseinheit (40) für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung zum Bestimmen einer Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang des Temperatursensors (22), und zwar in einem Fall, in welchem der Änderungswert des Ausgangsspannungs-Schätzwerts gleich groß ist wie ein erster Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und in welchem der Änderungswert der Ausgangsspannung des Temperatursensors (22) gleich groß ist wie ein zweiter Schwellenwert oder unterhalb von diesem zweiten Schwellenwert liegt.
Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit (40) für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung die Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang in einem Fall erkennt, in welchem der Änderungswert des Ausgangsspannungs-Schätzwerts gleich groß ist wie ein erster Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und in welchem der Änderungswert der Ausgangsspannung des Temperatursensors (22) gleich groß ist wie ein zweiter Schwellenwert oder unterhalb von diesem zweiten Schwellenwert liegt, und in welchem dieser Zustand für eine vorab festgelegte Zeitspanne oder länger anhält.
Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausgangsspannungs-Schätzeinheit (40) einen Ausgangsspannungs-Schätzwert für jeden Zustand von einem Zustand heißer externer Luft und einem Zustand kalter externer Luft berechnet; und wobei die Bestimmungseinheit (40) für eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung bestimmt, dass eine Fehlfunktion aufgrund einer festhängenden Spannung am Ausgang vorliegt, und zwar nur für den Fall, dass der Ausgangsspannungs-Schätzwert gleich groß ist wie der erste Schwellenwert oder oberhalb von diesem ersten Schwellenwert liegt, und zwar sowohl im Zustand heißer externer Luft und im Zustand kalter externer Luft.