JP2020067391A - 異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載される回転装置の異常診断を行なうものにおいて、異常診断をより適切に行なう。【解決手段】回転装置の回転数およびトルクに基づく負荷データを作成すると共に車両の音圧、発熱量、振動、異物量のうちの少なくとも１つに基づく物理量データを作成し、負荷データと物理量データと車外のサーバから受信した診断基準とに基づいて回転装置および動力伝達装置の異常診断を行ない、負荷データ、物理量データ、回転装置の異常診断の診断結果を関連付けてサーバに送信する。【選択図】図２

Description

本発明は、異常診断装置に関し、詳しくは、車両に搭載される回転装置の異常診断を行なう異常診断装置に関する。

従来、この種の技術としては、タイヤが路面上を転動する際の騒音および振動の少なくとも１つを測定し、この測定の度に、この測定以前に得られた測定結果を基準として測定結果の変化量または変化率を算出し、この変化量または変化率が予め定められた閾値を越えるときに、タイヤの構成部材に故障が発生したものと判別するタイヤの故障発生検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、こうした処理により、タイヤの構成部材の故障の発生を検知している。

特開２００５−９９５３号公報

上述の故障発生検知装置では、タイヤの構成部材に故障が発生したか否かの判定用の閾値として予め定められた固定値を用いる点や、この判定に、騒音や振動の変化量や変化率だけを用いており、負荷を考慮してない点で、判定精度が十分でない可能性がある。

本発明の異常診断装置は、車両に搭載される回転装置の異常診断を行なうものにおいて、異常診断をより適切に行なうことを主目的とする。

本発明の異常診断装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の異常診断装置は、
車両に搭載される回転装置の異常診断を行なう異常診断装置であって、
前記回転装置の回転数およびトルクに基づく負荷データを作成する負荷データ作成部と、
前記車両の音圧、発熱量、振動、異物量のうちの少なくとも１つに基づく物理量データを作成する物理量データ作成部と、
前記負荷データと前記物理量データと車外のサーバから受信した診断基準とに基づいて前記回転装置の異常診断を行なう診断部と、
前記負荷データ、前記物理量データ、前記診断部による診断結果を関連付けて前記サーバに送信する通信部と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の異常診断装置では、回転装置の回転数およびトルクに基づく負荷データを作成すると共に車両の音圧、発熱量、振動、異物量のうちの少なくとも１つに基づく物理量データを作成し、負荷データと物理量データと車外のサーバから受信した診断基準とに基づいて回転装置および動力伝達装置の異常診断を行ない、負荷データ、物理量データ、回転装置の異常診断の診断結果を関連付けてサーバに送信する。これにより、サーバに、診断基準を異常診断装置からの負荷データ、物理量データ、回転装置の異常診断の診断結果に基づいて更新させることができ、異常診断装置は、次回に回転装置の異常診断を行なう際に、負荷データおよび物理量データとサーバにより更新された診断基準とを用いて異常診断を行なうことができる。この結果、回転装置の異常診断をより適切に行なうことができる。ここで、「回転装置」としては、例えば、ギヤやベアリングを有する変速機などや、ベアリングを有するエンジンやモータなどを挙げることができる。

本発明の異常診断装置において、前記通信部は、前記回転装置が実際に分解調査されたときには、その調査結果を前記サーバに送信するものとしてもよい。こうすれば、回転装置の異常診断を更に適切に行なうことができる。

本発明の一実施例としての異常診断装置を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット２０により実行される異常診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変速機１４の異常診断を行なう様子の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての異常診断装置を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車１０は、図示するように、エンジン１２と、変速機１４と、電子制御ユニット２０とを備える。実施例の「異常診断装置」としては、電子制御ユニット２０が該当する。

エンジン１２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。変速機１４は、入力軸や出力軸、複数の遊星歯車機構（サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ、キャリヤ）、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）、入力軸や出力軸などの回転要素をケースに対して支持するベアリングを有し、入力軸がエンジン１２のクランクシャフトにトルクコンバータなどの発進装置を介して接続されていると共に出力軸が駆動輪ＤＷにデファレンシャルギヤＤＦを介して連結された駆動軸１６に接続されている。この変速機１４は、複数の摩擦係合要素の係脱により、複数段（例えば、１速段から第５速段まで）の前進段や後進段を形成して入力軸と出力軸との間で動力を伝達する。

電子制御ユニット２０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。電子制御ユニット２０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット２０に入力される信号としては、例えば、エンジン１２の状態を検出する各種センサからの信号や、変速機１４の状態を検出する各種センサからの信号、変速機１４付近に配置された車載マイク１８からの変速機１４付近の音圧Ｓｐを挙げることができる。また、イグニッションスイッチ３０からのイグニッション信号や、シフトレバー３１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ３２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル３３の踏み込み量を検出するアクセルセンサ３４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル３５の踏み込み量を検出するブレーキセンサ３６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ３８からの車速Ｖ、変速機１４の異常診断を指示するための異常診断スイッチ３９からのオンオフ信号も挙げることができる。電子制御ユニット２０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット２０から出力される信号としては、例えば、エンジン１２を運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）するための各種制御信号や、変速機１４を駆動制御するための制御信号、各種情報を表示するディスプレイ４０を表示制御するための制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット２０は、サーバ（例えば、クラウドサーバ）５０と無線により通信可能となっている。

また、電子制御ユニット２０は、変速機１４の入力軸の回転数ＮｉｎとトルクＴｉｎとの積（パワーＰｉｎ）の累積値として累積パワーΣＰｉｎを演算する。ここで、変速機１４の入力軸の回転数Ｎｉｎは、例えば、変速機１４の入力軸に取り付けられた回転数センサにより検出された値を用いることができる。変速機１４の入力軸のトルクＴｉｎは、例えば、エンジン１２のトルクＴｅに基づいて推定した値を用いることができる。エンジン１２のトルクＴｅは、例えば、アクセルセンサ３４からのアクセル開度Ａｃｃやエンジン１２の回転数Ｎｅ、エンジン１２の吸気系に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａなどのうちの少なくとも一部に基づいて推定した値を用いることができる。

電子制御ユニット２０は、車載マイク１８からの変速機１４付近の音圧Ｓｐの基準音圧に対する相対値として相対音圧ΔＳｐを演算する。この相対音圧ΔＳｐが大きいほど、変速機１４のギヤやベアリングでの異音が大きい（異常が生じている懸念がある）と考えられる。

サーバ５０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＳＤ、入出力ポート、通信ポートを備えるコンピュータとして構成されている。サーバ５０のＳＳＤには、診断用マップが記憶されている。ここで、診断用マップは、自動車１０の変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎと、変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐと、変速機１４の異常診断用の閾値Ｄｒｅｆと、の関係として定められたマップである。

こうした構成された実施例の自動車１０では、電子制御ユニット２０は、アクセルセンサ３４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ３８からの車速Ｖとに基づくトルクが駆動軸１６に出力されるようにエンジン１２と変速機１４とを制御する。

次に、こうして構成された実施例の自動車１０の動作、特に、変速機１４（変速機１４のギヤやベアリング）の異常診断を行なう際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット２０により実行される異常診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、運転者により異常診断スイッチ３９がオンされたときに実行される。

図２の異常診断ルーチンが実行されると、電子制御ユニット２０は、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎや変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐ、診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎや変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐは、電子制御ユニット２０により本ルーチンと並行して演算した値を入力するものとした。診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）は、サーバ５０のＳＳＤに記憶されているものを通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐと診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）を用いて変速機１４の異常診断を行なう（ステップＳ１１０）。図３は、この様子の一例を示す説明図である。図中、曲線は判断基準Ｄｒｅｆであり、判断基準Ｄｒｅｆよりも累積パワーΣＰｉｎや相対音圧ΔＳｐが小さい側が正常判定側であり、判断基準Ｄｒｅｆよりも累積パワーΣＰｉｎや相対音圧ΔＳｐが小さい側が異常判定側である。例えば、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐとが点Ａの場合、変速機１４は正常であると判定し、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐとが点Ｂの場合、変速機１４に異常が生じていると判定する。

このようにして変速機１４の異常診断を行なうと、異常診断の診断結果をディスプレイ４０に表示すると共に（ステップＳ１２０）、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎ、変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐ、異常診断の診断結果を関連付けてサーバ５０に送信して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。

サーバ５０は、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎ、変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐ、異常診断の診断結果を関連付けて受信すると、これらを用いて診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）を更新する。したがって、自動車１０で変速機１４の異常診断を行なう（自動車１０から異常診断の診断結果等を送信する）毎に、サーバ５０で診断用マップを更新することになる。

このように、自動車１０で変速機１４の異常診断を行なう際には、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐと更新後の診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）とを用いて異常診断を行なうことにより、変速機１４の異常診断をより適切に行なうことができる。

以上説明した実施例の異常診断装置としての電子制御ユニット２０では、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐとサーバ５０からの診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）とを用いて変速機１４の異常診断を行ない、エンジン１２累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐと診断結果とをサーバ５０に送信する。これにより、サーバ５０に、診断用マップを更新させることができ、電子制御ユニット２０は、エンジン１２累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐと更新後の診断用マップとを用いて変速機１４の異常診断を行なうことができる。この結果、変速機１４の異常診断をより適切に行なうことができる。

実施例の電子制御ユニット２０では、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐとサーバ５０からの診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）とを用いて変速機１４の異常診断を行なうものとしたが、変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐに加えてまたは代えて、変速機１４の発熱量、変速機１４周辺の振動、変速機１４に用いられる作動油に含まれる異物量のうちの少なくとも１つを用いるものとしてもよい。ここで、変速機１４の発熱量は、例えば、変速機１４の作動（摩擦係合要素の油圧制御）や潤滑に用いられる作動油の温度を検出する油温センサからの油温Ｔｏｉｌに基づいて推定した値を用いることができる。変速機１４周辺の振動は、振動検出センサにより検出された値を用いることができる。変速機１４に用いられる作動油に含まれる異物量は、異物量検出センサにより検出された値を用いることができる。

実施例の電子制御ユニット２０では、説明していないが、電気自動車２０がディーラーに持ち込まれて変速機１４が実際に分解調査されたときには、その調査結果もサーバ５０に送信するものとしてもよい。この場合、サーバ５０では、その調査結果を考慮して診断用マップ（判断基準Ｄｒｅｆ）を更新すればよい。こうすれば、その後の変速機１４の異常診断を更に適切に行なうことができる。

実施例の電子制御ユニット２０では、ギヤやベアリングを有する（回転要素がベアリングを介してケースに支持される）変速機１４の異常診断を行なうものとしたが、ベアリングを有するエンジン１２の異常診断を行なうものとしたりしてもよい。

実施例では、エンジン１２と変速機１４とを備える自動車１０の構成について説明したが、モータと変速機とを備える電気自動車の構成としたり、エンジンとモータと変速機とを備えるハイブリッド自動車の構成としたりしてもよい。電気自動車やハイブリッド自動車の構成とする場合、ベアリングを有する（回転軸がベアリングを介してケースに支持される）モータの異常診断を行なうものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、変速機１４が「回転装置」に相当し、変速機１４の入力軸の累積パワーΣＰｉｎを演算する電子制御ユニット２０が「負荷データ作成部」に相当し、変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐを演算する電子制御ユニット２０が「物理量データ作成部」に相当し、変速機１４の異常診断を行なう電子制御ユニット２０が「診断部」に相当し、エンジン１２累積パワーΣＰｉｎと変速機１４付近の相対音圧ΔＳｐと診断結果とをサーバ５０に送信する電子制御ユニット２０が「通信部」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、異常診断装置の製造産業などに利用可能である。

１０ 自動車、１２ エンジン、１２ａ 回転数センサ、１４ 変速機、１６ 駆動軸、１８ 車載マイク、２０ 電子制御ユニット、３０ イグニッションスイッチ、３１ シフトレバー、３２ シフトポジションセンサ、３３ アクセルペダル、３４ アクセルセンサ、３５ ブレーキペダル、３６ ブレーキセンサ、３８ 車速センサ、３９ 異常診断スイッチ、４０ ディスプレイ、５０ サーバ。

Claims (1)

1. 車両に搭載される回転装置の異常診断を行なう異常診断装置であって、
   前記回転装置の回転数およびトルクに基づく負荷データを作成する負荷データ作成部と、
   前記車両の音圧、発熱量、振動、異物量のうちの少なくとも１つに基づく物理量データを作成する物理量データ作成部と、
   前記負荷データと前記物理量データと車外のサーバから受信した診断基準とに基づいて前記回転装置の異常診断を行なう診断部と、
   前記負荷データ、前記物理量データ、前記診断部による診断結果を関連付けて前記サーバに送信する通信部と、
   を備える異常診断装置。

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