JP2023115605A - Foreign matter quantity estimation system - Google Patents

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慶人 関口
Yoshito Sekiguchi
浩臣 東井
Hiroomi Azumai
光佑 吉山
Kosuke Yoshiyama
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Abstract

To estimate a quantity of foreign matters in a working fluid at a low cost without using a foreign matter quantity detection sensor.SOLUTION: A foreign matter quantity estimation system estimates a quantity of foreign matters mixed in a working fluid which is used in a drive transmission device connected to a prime motor for a vehicle. The foreign matter quantity estimation system comprises: a drag torque acquisition unit for acquiring drag torque in an oil pump installed in the drive transmission device; a calculation unit for calculating a change amount of the density of the working fluid on the basis of the drag torque acquired by the drag torque acquisition unit at a first time point, and the drag torque acquired by the drag torque acquisition unit at a second time point with a prescribed period left from the first time point; and an estimation unit for estimating the quantity of the foreign matters mixed in the working fluid on the basis of a change amount of the density of the working fluid which is calculated by the calculation unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、異物量推定システムに関する。 The present invention relates to a foreign matter amount estimation system.

従来、車両用の原動機と接続された駆動伝達装置に用いられる作動油内に混在する異物の量を検出するセンサを備えた自動変速機の制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。センサによって作動油の汚れ具合を知ることができれば、作動油交換の目安とすることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a control device for an automatic transmission provided with a sensor for detecting the amount of foreign matter mixed in hydraulic fluid used in a drive transmission device connected to a prime mover of a vehicle (see, for example, Patent Document 1). ). If the degree of contamination of the hydraulic oil can be detected by the sensor, it can be used as a guideline for replacement of the hydraulic oil.

特開平7-91534号公報JP-A-7-91534

しかしながら、センサを装備することで、駆動伝達装置や車両の製造コストが上昇する。 However, mounting the sensor increases the manufacturing cost of the drive transmission device and the vehicle.

そこで、本明細書開示の異物量推定システムは、異物量検出用のセンサを用いることなく低コストで作動油内の異物の量を推定することを課題とする。 Therefore, an object of the foreign matter amount estimation system disclosed in the present specification is to estimate the amount of foreign matter in hydraulic oil at low cost without using a sensor for detecting the amount of foreign matter.

本明細書開示の異物量推定システムは、車両用の原動機と接続された駆動伝達装置に用いられる作動油内に混在する異物の量を推定する異物量推定システムであって、前記駆動伝達装置内に設置されたオイルポンプにおける引きずりトルクを取得する引きずりトルク取得部と、第1の時点において前記引きずりトルク取得部によって取得された引きずりトルクと、前記第1の時点から所定の期間を空けた第2の時点において前記引きずりトルク取得部によって取得された引きずりトルクとに基づいて、前記作動油の密度の変化分を算出する演算部と、前記演算部によって算出された前記作動油の密度の変化分に基づいて、前記作動油内に混在する異物の量を推定する推定部と、を備える。 A foreign matter amount estimation system disclosed in the present specification is a foreign matter amount estimation system for estimating the amount of foreign matter mixed in hydraulic fluid used in a drive transmission device connected to a prime mover for a vehicle. a drag torque acquisition unit that acquires the drag torque in the oil pump installed in the drag torque acquired by the drag torque acquisition unit at a first time point; a calculation unit that calculates a change in the density of the hydraulic oil based on the drag torque acquired by the drag torque acquisition unit at the time point of; and a change in the density of the hydraulic oil calculated by the calculation unit and an estimating unit for estimating the amount of foreign matter mixed in the hydraulic oil based on the amount of the foreign matter.

本明細書に開示された異物量推定システムによれば、異物量検出用のセンサを用いることなく低コストで作動油内の異物の量を推定することができる。 According to the foreign matter amount estimation system disclosed in this specification, the amount of foreign matter in hydraulic oil can be estimated at low cost without using a sensor for detecting the amount of foreign matter.

図1は実施形態の異物量推定システムの概略構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the foreign matter amount estimation system of the embodiment. 図2は実施形態の異物量推定システムによってATFの状態を検査する工程を示すフローチャートの一例である。FIG. 2 is an example of a flow chart showing the process of inspecting the state of the ATF by the foreign matter amount estimation system of the embodiment. 図3は実施形態の異物量推定の詳細な工程を示すフローチャートの一例である。FIG. 3 is an example of a flow chart showing detailed steps of foreign matter amount estimation according to the embodiment. 図4はエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すグラフの一例である。FIG. 4 is an example of a graph showing the relationship between engine speed and engine torque. 図5は作動油(ATF)密度とATF内の異物量との関係を示すグラフの一例である。FIG. 5 is an example of a graph showing the relationship between the hydraulic oil (ATF) density and the amount of foreign matter in the ATF. 図6は車両が備える表示部に表示されるメッセージの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a message displayed on a display unit provided in a vehicle.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, etc. of each part may not be illustrated so as to completely match the actual ones. In some drawings, details may be omitted.

(実施形態)
[異物量推定システム]
まず、図1を参照して、実施形態の異物量推定システム1000の概略構成について説明する。異物量推定システム1000は、例えば、車両100の整備工場等に設置された検査装置50によって、車両100が備える駆動伝達装置4に用いられる作動油(以下、ATF:Automatic Transmission Fluidという)内に混在する異物の量を推定する。
(embodiment)
[Foreign matter amount estimation system]
First, referring to FIG. 1, a schematic configuration of a foreign matter amount estimation system 1000 according to an embodiment will be described. The system 1000 for estimating the amount of foreign matter is detected by an inspection device 50 installed in, for example, a maintenance shop for the vehicle 100. The foreign matter amount estimating system 1000 detects whether foreign matter is mixed in the hydraulic fluid (hereinafter referred to as ATF: Automatic Transmission Fluid) used in the drive transmission device 4 provided in the vehicle 100. Estimate the amount of foreign matter

<車両>
車両100は、エンジン2と、このエンジン2に接続され、エンジン2の動力を車輪(不図示)に伝達するための駆動伝達装置4を備えている。エンジン2は、内燃機関であって、原動機の一例である。原動機としてモータを採用することもできる。
<Vehicle>
The vehicle 100 includes an engine 2 and a drive transmission device 4 connected to the engine 2 for transmitting power of the engine 2 to wheels (not shown). The engine 2 is an internal combustion engine and an example of a prime mover. A motor can also be employed as the prime mover.

駆動伝達装置4は、トルクコンバータ6、自動変速機8を備える。トルクコンバータ6及び自動変速機8は、ケース4a内に収納されている。ケース4a内には、ATFが供給されている。駆動伝達装置4は、エンジン2が備えるクランクシャフト(不図示)の回転を所望の回転数に変換して車輪に伝達する。自動変速機8は、内部に遊星歯車機構を形成する各種回転部材や、クラッチやブレーキといった摩擦係合機構を備えている。自動変速機構8は、摩擦係合機構の係合及び解放状態の組み合わせを変更することで、動力の伝達経路を形成する回転部材を選択し、所望の出力状態を実現する。自動変速機8の内部の構造については、従来公知の構造を採用しているため、ここでは、その詳細な説明は省略する。また、トルクコンバータ6の構造についても、同様に従来公知であるため、その詳細な説明は省略する。 The drive transmission device 4 includes a torque converter 6 and an automatic transmission 8 . The torque converter 6 and the automatic transmission 8 are housed inside the case 4a. ATF is supplied in the case 4a. The drive transmission device 4 converts the rotation of a crankshaft (not shown) included in the engine 2 into a desired number of revolutions and transmits it to the wheels. The automatic transmission 8 includes various rotating members forming a planetary gear mechanism inside, and friction engagement mechanisms such as clutches and brakes. The automatic transmission mechanism 8 selects a rotating member that forms a power transmission path by changing the combination of engagement and disengagement states of the friction engagement mechanism, and realizes a desired output state. The internal structure of the automatic transmission 8 employs a conventionally known structure, and therefore detailed description thereof will be omitted here. Also, since the structure of the torque converter 6 is also conventionally known, a detailed description thereof will be omitted.

駆動伝達装置4の下側には、オイルパン10が設けられている。オイルパン10内には、ケース4a内に供給され、ケース4a内との間で循環するATFが貯留されている。オイルパン10内には、バルブボディ12が設置されている。バルブボディ12には、駆動伝達装置4内の各部に所望の圧力でATFを供給するための複雑に入り組んだ通路が設けられている。バルブボディ12には、ケース4a内に向かって延びる油路14が接続されている。油路14は、自動変速8内の摩擦係合機構に接続されており、油路14を通じて供給されたATFは、その油圧によって摩擦係合機構を作動させる。 An oil pan 10 is provided below the drive transmission device 4 . The oil pan 10 stores ATF which is supplied to the case 4a and circulates between the case 4a and the case 4a. A valve body 12 is installed in the oil pan 10 . The valve body 12 is provided with complicated passages for supplying ATF at a desired pressure to each part in the drive transmission device 4 . An oil passage 14 is connected to the valve body 12 and extends toward the inside of the case 4a. The oil passage 14 is connected to the frictional engagement mechanism within the automatic transmission 8, and the ATF supplied through the oil passage 14 operates the frictional engagement mechanism by its oil pressure.

油路14には、オイルポンプ16が設けられている。オイルポンプ16は、エンジン2の駆動力によって作動する機械式のポンプである。オイルポンプ16は、ケース4a内に組み込まれており、トルクコンバータ6と自動変速機8との間に配置されている。 An oil pump 16 is provided in the oil passage 14 . The oil pump 16 is a mechanical pump that is driven by the driving force of the engine 2 . The oil pump 16 is incorporated within the case 4 a and arranged between the torque converter 6 and the automatic transmission 8 .

自動変速機8からは、油路18が延びている。油路18は、自動変速機8に供給されたATFをオイルパン10に戻す。 An oil passage 18 extends from the automatic transmission 8 . The oil passage 18 returns the ATF supplied to the automatic transmission 8 to the oil pan 10 .

オイルパン10には、ATFの温度(油温)を計測する油温センサ20が設けられている。この油温センサ20によって計測される油温は、ATF内の異物量を推定する際に、その推定条件を一定にするために参照される。エンジン2には、クランクシャフトにおけるトルクを検出するトルクセンサ22が設けられている。トルクセンサ22によって検出されたトルク値はエンジントルクTとして、ATF内の異物量を推定する際に用いられる。 The oil pan 10 is provided with an oil temperature sensor 20 that measures the temperature of the ATF (oil temperature). The oil temperature measured by the oil temperature sensor 20 is referred to in order to keep the estimation conditions constant when estimating the amount of foreign matter in the ATF. The engine 2 is provided with a torque sensor 22 that detects torque in the crankshaft. The torque value detected by the torque sensor 22 is used as the engine torque T when estimating the amount of foreign matter in the ATF.

車両100は、各種情報を表示することができる表示部102を備えている。表示部102には、例えば、車両100のメンテナンス時期が近づいていることや、不具合箇所の通知等が表示される。 The vehicle 100 includes a display section 102 capable of displaying various information. The display unit 102 displays, for example, a notice that the maintenance time for the vehicle 100 is approaching, a notification of a defective part, and the like.

<検査装置>
検査装置50は、整備工場等に設置され、ATF内の異物量の推定を行う際に、車両100と接続される。接続形式は、ケーブルを用いた有線接続でもよいし、無線接続であってもよい。検査装置50は、車両100と接続されることで、トルクセンサ22の計測値、油温センサ20によって計測された油温の値を取得することができる。検査装置50は、引きずりトルク取得部52、演算部54、推定部56及び比較部58を含む。検査装置50は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、バックアップRAM及びその他の記憶装置を備える。
<Inspection device>
The inspection device 50 is installed in a maintenance shop or the like, and is connected to the vehicle 100 when estimating the amount of foreign matter in the ATF. The connection format may be a wired connection using a cable or a wireless connection. By being connected to the vehicle 100 , the inspection device 50 can acquire the measurement value of the torque sensor 22 and the oil temperature value measured by the oil temperature sensor 20 . The inspection device 50 includes a drag torque acquisition section 52 , a calculation section 54 , an estimation section 56 and a comparison section 58 . The inspection device 50 includes a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), backup RAM and other storage devices.

検査装置50では、CPU、ROMやその他の記憶装置に記憶されたプログラムやマップに基づいて演算処理や各種制御が実行される。また、CPU、ROMやその他の記憶装置に記憶されたプログラムが協働することで、引きずりトルク取得部52、演算部54及び推定部56の機能が実現される。RAMは、CPUによる演算結果や各種センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMはエンジン2の停止時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。 In the inspection device 50, arithmetic processing and various controls are executed based on programs and maps stored in the CPU, ROM, and other storage devices. Further, the functions of the drag torque acquisition section 52, the calculation section 54, and the estimation section 56 are realized by cooperation of programs stored in the CPU, ROM, and other storage devices. The RAM is a memory that temporarily stores calculation results by the CPU and data input from various sensors, etc. The backup RAM is a non-volatile memory that stores data to be saved when the engine 2 is stopped. .

なお、後に詳細に説明するように、ATF内の異物量の推定を行う際には、推定に用いる値を取得するための条件を一定とするために、エンジン2の回転数、ATFの温度を含む稼働条件が一定となるようにする。検査装置50は、異物量の推定の際のエンジン2の稼働状態を制御し、エンジン2の回転数、ATFの温度が所定の稼働条件となるように指示を出すことができる。つまり、検査装置50は、車両100を検査モードとするための指示を出すことができる。 As will be described in detail later, when estimating the amount of foreign matter in the ATF, the number of rotations of the engine 2 and the temperature of the ATF are adjusted to keep the conditions for obtaining the values used for estimation constant. Ensure that the operating conditions, including The inspection device 50 can control the operating state of the engine 2 when estimating the amount of foreign matter, and issue an instruction so that the rotational speed of the engine 2 and the temperature of the ATF meet predetermined operating conditions. That is, the inspection device 50 can issue an instruction to put the vehicle 100 into the inspection mode.

[異物量の推定]
つぎに、図2から図5を参照して、異物量推定システム1000によるATF内の異物量の推定について説明する。
[Estimation of Foreign Matter Amount]
Next, estimation of the amount of foreign matter in the ATF by the foreign matter amount estimation system 1000 will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

まず、ステップS10では、検査装置50は、ATF内の異物量推定の実施指示があったか否かを判定する。本実施形態では、車両100を整備工場に持ち込み、車両100を検査装置50と接続し、さらに、整備担当者が検査装置50を操作して異物量推定を開始することで、検査装置50は肯定判定(YES判定)を行う。なお、ATF内の異物量推定は、任意のタイミングで実施してもよいし、所定の期間や所定の走行距離を超えた後の最初の整備入庫のタイミングで自動的に実施するようにしてもよい。任意のタイミングでの実施としては、車両100の使用者や整備担当者の指示に基づく場合だけでなく、例えば、サーキット走行前の事前車両チェックモードや、サーキット走行後のチェックモードの一環として実施する場合が挙げられる。また、自動的に実施する場合の例としては、定期点検時や、10万km走行や、20万km走行といった一定距離走行毎の点検が挙げられる。なお、検査装置50は、ステップS10において否定判定(NO判定)した場合は、処理はリターンとなり、ステップS10の処理を繰り返す。 First, in step S10, the inspection device 50 determines whether or not there is an instruction to estimate the amount of foreign matter in the ATF. In this embodiment, the vehicle 100 is brought to a maintenance shop, the vehicle 100 is connected to the inspection device 50, and the maintenance staff operates the inspection device 50 to start foreign object amount estimation. A determination (YES determination) is made. Note that the estimation of the amount of foreign matter in the ATF may be performed at any timing, or may be automatically performed at the timing of the first maintenance warehousing after a predetermined period or a predetermined mileage has been exceeded. good. Implementation at an arbitrary timing is not limited to cases based on instructions from the user of the vehicle 100 or maintenance staff, but for example, it is implemented as part of a pre-vehicle check mode before running on a circuit or a check mode after running on a circuit. There are cases. Further, examples of the case of automatic implementation include inspection at the time of periodic inspection, and inspection at fixed distance travel such as 100,000 km travel and 200,000 km travel. If the inspection apparatus 50 makes a negative determination (NO determination) in step S10, the process returns, and the process of step S10 is repeated.

ステップS10で肯定判定した後、検査装置50は、ステップS20において、車両100の状態が異物量を取得することができる状態であるか否かを判定する。具体的に、検査装置50は、車両100が走行することができない状態となっている等、車両100が安全にメンテナンスすることができる状態(メンテナンスモード)となっているか否かを確認する。なお、検査装置50は、メンテナンスモードとなっていることを自身の操作画面上に表示させたり、車両100の表示部102に表示させたりして、整備担当者に通知するようにしておくことができる。検査装置50は、ステップS20において肯定判定した場合、ステップS30へ進む。一方、ステップS20でNO判定した場合、ステップS10からの処理を繰り返す。 After making an affirmative determination in step S10, the inspection device 50 determines in step S20 whether or not the state of the vehicle 100 is such that the amount of foreign matter can be obtained. Specifically, the inspection device 50 confirms whether or not the vehicle 100 is in a state (maintenance mode) in which maintenance can be safely performed, such as when the vehicle 100 cannot travel. It should be noted that the inspection device 50 may display on its own operation screen or on the display unit 102 of the vehicle 100 that it is in the maintenance mode, so as to notify the person in charge of maintenance. can. If the determination in step S20 is affirmative, the inspection device 50 proceeds to step S30. On the other hand, if NO is determined in step S20, the process from step S10 is repeated.

ステップS30では、検査装置50は、ATF内の異物量を取得するための条件が満たされるように、エンジン2の運転を開始する。ここで、運転とは、車両100を運行することではなく、駆動伝達装置4の状態を非駆動状態、つまり、ニュートラルの状態とし、エンジン回転数を所定の回転数まで上昇させた稼働状態とすることである。これは、後に詳細に説明するように、異物量の推定は、所定の期間を空けて取得したATFの密度を比較し、その変化分に基づいて行うため、ATFの密度の値を毎回同一条件下で取得するためである。 In step S30, the inspection device 50 starts operating the engine 2 so that the conditions for obtaining the amount of foreign matter in the ATF are satisfied. Here, driving does not mean operating the vehicle 100, but an operating state in which the drive transmission device 4 is in a non-driving state, that is, in a neutral state, and the engine speed is increased to a predetermined speed. That is. This is because, as will be described in detail later, the amount of foreign matter is estimated by comparing the ATF densities acquired at predetermined intervals and based on the amount of change. for getting under.

ステップS30に引き続いて実施されるステップS40では、検査装置50は、異物量推定を実施する。異物量推定の工程は、サブルーチンで規定されている。このサブルーチンについて図3に示すフローチャートを参照しつつ説明する。 In step S40 that follows step S30, the inspection device 50 estimates the amount of foreign matter. A process for estimating the amount of foreign matter is defined by a subroutine. This subroutine will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップS41では、検査装置50は、油温一定の状態が維持されているか否かを判定する。ここで、ATFの油温は異物量の推定を実施条件の一つとして予め設定された温度であり、検査装置50は、ステップS41において、ATFの油温がこの予め設定されていた温度で一定となっているか否かを判定する。油温は、油温センサ20によって検出される。検査装置50は、ステップS41で肯定判定した場合は、ステップS42へ進む。一方、ステップS41で否定判定した場合は、ステップS41で肯定判定されるまで、ステップS41の工程を繰り返す。 In step S41, the inspection device 50 determines whether or not the constant oil temperature is maintained. Here, the ATF oil temperature is a temperature preset with the estimation of the amount of foreign matter as one of the execution conditions, and the inspection device 50 keeps the ATF oil temperature constant at this preset temperature in step S41. It is determined whether or not Oil temperature is detected by an oil temperature sensor 20 . When the inspection device 50 makes an affirmative determination in step S41, the process proceeds to step S42. On the other hand, if a negative determination is made in step S41, the process of step S41 is repeated until an affirmative determination is made in step S41.

ステップS42では、検査装置50は、エンジン回転数一定の状態が維持されているか否かを判定する。これは、ステップS30において開始した所定の回転数まで上昇させたエンジン2の回転数が安定した状態となっているか否かを判定するものである。エンジン回転数を一定とすることで、機械式であるオイルポンプ16の回転速度を一定とすることができる。これにより、ステップS43で判定した油温一定の条件と併せて、ATFの密度の値を毎回同一条件下で取得することができるようになる。検査装置50は、ステップS42で肯定判定した場合は、ステップS43へ進む。一方、ステップS42で否定判定した場合は、ステップS43で肯定判定されるまで、つまり、エンジン回転数が安定するまでステップS42の工程を繰り返す。 In step S42, the inspection device 50 determines whether or not the constant engine speed is maintained. This is to determine whether or not the rotation speed of the engine 2, which has been increased to the predetermined rotation speed started in step S30, is in a stable state. By keeping the engine speed constant, the rotational speed of the mechanical oil pump 16 can be kept constant. As a result, together with the constant oil temperature condition determined in step S43, the density value of the ATF can be obtained under the same condition each time. If the determination in step S42 is affirmative, the inspection device 50 proceeds to step S43. On the other hand, if a negative determination is made in step S42, the process of step S42 is repeated until an affirmative determination is made in step S43, that is, until the engine speed stabilizes.

ステップS43では、検査装置50は、エンジントルクTを取得する。本実施形態では、エンジン2がトルクセンサ22を備えているため、エンジントルクTは、トルクセンサ22の検出値として取得することができる。トルクセンサ22は、稼働中のエンジン2におけるクランクシャフトのひずみ量を計測することでエンジントルクTを取得する。なお、エンジン2がトルクセンサ22を備えていない場合には、図4に示すエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すグラフに基づき、エンジン回転数からエンジントルクを取得することができる。また、原動機としてモータが採用されている場合には、エンジントルクTに代えてモータのトルク値を取得するが、モータのトルク値は、モータに供給される電流値に基づいて推定することができる。 In step S43, the inspection device 50 acquires the engine torque T. FIG. In this embodiment, the engine 2 includes the torque sensor 22 , so the engine torque T can be obtained as a value detected by the torque sensor 22 . The torque sensor 22 acquires the engine torque T by measuring the strain amount of the crankshaft in the engine 2 in operation. If the engine 2 does not have the torque sensor 22, the engine torque can be obtained from the engine speed based on the graph in FIG. 4 showing the relationship between the engine speed and the engine torque. Also, when a motor is employed as the prime mover, the torque value of the motor is acquired instead of the engine torque T, but the torque value of the motor can be estimated based on the current value supplied to the motor. .

ステップS43に引き続いて実施するステップS44では、検査装置50が備える引きずりトルク取得部52は、オイルポンプ16における引きずりトルクを取得する。ここで、引きずりトルクとは、負荷がかかっていない状態の駆動系を回転させるのに必要なトルクのことで、駆動系の回転抵抗を指す。引きずりトルクは、エンジン2や駆動伝達装置4の各部の抵抗や損失が複合している。例えば、自動変速機8内に組み込まれた歯車の噛み合い損失や、流体継手の回転損失、軸受部の転がり抵抗等が引きずりトルクに含まれる因子となる。これらの因子は、エンジン2が回転数一定の定常運転をしているとき、一定であると推定することができる。 In step S<b>44 that follows step S<b>43 , the drag torque acquisition unit 52 provided in the inspection device 50 acquires the drag torque in the oil pump 16 . Here, the drag torque is the torque required to rotate the drive system in the state where no load is applied, and refers to the rotational resistance of the drive system. The drag torque is a combination of the resistance and loss of each part of the engine 2 and the drive transmission device 4 . For example, the drag torque includes meshing loss of gears incorporated in the automatic transmission 8, rotation loss of fluid couplings, rolling resistance of bearings, and the like. These factors can be estimated to be constant when the engine 2 is in steady operation with a constant rotation speed.

本実施形態では、オイルポンプ16における引きずりトルクに着目し、オイルポンプ16における引きずりトルクの変化に基づいてATFの密度の変化を算出する。そこで、引きずりトルク取得部52は、エンジントルクTから、オイルポンプ16以外に由来する自動変速機8内に組み込まれた歯車の噛み合い損失や、流体継手の回転損失、軸受部の転がり抵抗等の引きずりトルクに含まれる因子を除外する。つまり、エンジントルクTからオイルポンプ16における引きずりトルク以外の因子を差し引くことで、オイルポンプ16における引きずりトルクが取得される。取得されたオイルポンプ16における引きずりトルクは、オイルポンプ16への駆動入力Paに相当する。 In this embodiment, attention is paid to the drag torque in the oil pump 16, and the change in the ATF density is calculated based on the change in the drag torque in the oil pump 16. FIG. Therefore, the drag torque acquisition unit 52 obtains from the engine torque T the drag such as meshing loss of gears incorporated in the automatic transmission 8 derived from other than the oil pump 16, rotation loss of fluid couplings, rolling resistance of bearings, and the like. Exclude the factors involved in torque. That is, by subtracting factors other than the drag torque in the oil pump 16 from the engine torque T, the drag torque in the oil pump 16 is obtained. The acquired drag torque in the oil pump 16 corresponds to the drive input Pa to the oil pump 16 .

本実施形態では、第1の時点と、この第1の時点から所定の期間を空けた第2の時点でオイルポンプ16における引きずりトルクを取得する。第1の時点とは、前回、異物量を推定した時点であり、第2の時点とは、今回、異物量を推定する時点である。 In the present embodiment, the drag torque in the oil pump 16 is acquired at a first time point and at a second time point after a predetermined period from the first time point. The first point in time is the point at which the amount of foreign matter was estimated last time, and the second point in time is the point at which the amount of foreign matter is estimated this time.

第1の時点におけるオイルポンプ16における引きずりトルクは第1の時点におけるオイルポンプ16への駆動入力Pa1とされる。また、第2の時点におけるオイルポンプ16における引きずりトルクは第2の時点におけるオイルポンプ16への駆動入力Pa2とされる。なお、駆動入力Pa1や駆動入力Pa2は、車両100の走行距離や、オイルポンプ16の経年劣化を考慮して補正するようにしてもよい。 The drag torque in the oil pump 16 at the first time is taken as the drive input Pa1 to the oil pump 16 at the first time. Also, the drag torque in the oil pump 16 at the second time is taken as the drive input Pa2 to the oil pump 16 at the second time. It should be noted that drive input Pa1 and drive input Pa2 may be corrected in consideration of the travel distance of vehicle 100 and deterioration of oil pump 16 over time.

ステップS44において引きずりトルクの推定を行った後、検査装置50が備える演算部54は、ステップS45へ進む。ステップS45では、ATFの密度ρの変化分を取得するための演算を行う。 After estimating the drag torque in step S44, the calculation unit 54 included in the inspection device 50 proceeds to step S45. In step S45, an operation is performed to obtain the amount of change in the ATF density ρ.

ここで、駆動入力Pa1と駆動入力Pa2を用いたATFの密度ρの変化分の算出について詳細に説明する。 Here, the calculation of the amount of change in the density ρ of the ATF using the driving input Pa1 and the driving input Pa2 will be described in detail.

まず、オイルポンプ16におけるポンプ効率ηは、駆動入力Pa[W]、オイルポンプ16のオイル動力Pw[W]を用いて、以下の式(1)のように表すことができる。

Figure 2023115605000002
First, the pump efficiency η of the oil pump 16 can be expressed by the following equation (1) using the drive input Pa [W] and the oil power Pw [W] of the oil pump 16 .
Figure 2023115605000002

ここで、オイル動力Pw[W]はオイルポンプ16によって単位時間あたりにATFが得られるエネルギーであり、ATFの流量×全圧で算出される。全圧=密度×重力加速度×ポンプ揚程であるため、密度ρ以外の値が一定であり、密度ρのみが変数であると考えると、オイル動力Pw[W]は密度ρの変数となる。このため、オイル動力Pw[W]は、以下の式(2)のように表すことができる。

Figure 2023115605000003
但し、本実施形態では、最終的に密度の変化分を得るための式(7)には表れないため、Pwの具体的な数値を求めることは不要である。 Here, the oil power Pw [W] is the energy with which the ATF is obtained per unit time by the oil pump 16, and is calculated by multiplying the flow rate of the ATF by the total pressure. Since total pressure = density x gravitational acceleration x pump head, values other than density ρ are constant, and considering that only density ρ is a variable, oil power Pw [W] is a variable of density ρ. Therefore, the oil power Pw [W] can be expressed by the following equation (2).
Figure 2023115605000003
However, in the present embodiment, it is not necessary to obtain a specific numerical value of Pw because it does not appear in equation (7) for finally obtaining the amount of change in density.

ここで、第1の時点から第2の時点間での密度ρの変化分の算出について説明する。以下の説明において、第1の時点におけるATFの密度をρ1とし、第2の時点におけるATFの密度をρ2とする。 Calculation of the change in density ρ from the first point in time to the second point in time will now be described. In the following description, the ATF density at the first point in time is ρ1, and the ATF density at the second point in time is ρ2.

第1の時点と第2の時点において、ポンプ効率η及びエンジン2の稼働条件が不変であると仮定すると、以下の式(3)が成立する。

Figure 2023115605000004
ここで、Pw1は第1の時点におけるオイル動力、Pw2は第2の時点におけるオイル動力である。 Assuming that the pump efficiency η and the operating conditions of the engine 2 are unchanged at the first time point and the second time point, the following equation (3) holds.
Figure 2023115605000004
Here, Pw1 is the oil power at the first point in time, and Pw2 is the oil power at the second point in time.

式(3)を変形すると、Pw1、Pa1、Pw2及びPa2は、以下の式(4)のように表すことができる。

Figure 2023115605000005
By transforming equation (3), Pw1, Pa1, Pw2 and Pa2 can be expressed as in equation (4) below.
Figure 2023115605000005

Pw1及びPw2は、式(2)に基づいて、以下の式(5)のように表すことができる。

Figure 2023115605000006
Pw1 and Pw2 can be expressed as in the following formula (5) based on the formula (2).
Figure 2023115605000006

式(4)のPw1とPw2に式(5)におけるPw1とPw2を代入することで、以下の式(6)を得ることができる。

Figure 2023115605000007
The following equation (6) can be obtained by substituting Pw1 and Pw2 in equation (5) for Pw1 and Pw2 in equation (4).
Figure 2023115605000007

そして、式(6)を以下の式(7)のように変形することで、第2の時点におけるATFの密度ρ2を表すことができる。

Figure 2023115605000008
Then, the ATF density ρ2 at the second point in time can be expressed by transforming the equation (6) into the following equation (7).
Figure 2023115605000008

式(7)によれば、第2の時点におけるATFの密度ρ2は、第1の時点における駆動入力Pa1と第2の時点における駆動入力Pa2との比に、第1の時点におけるATFの密度ρ1を乗じた形で表すことができる。ここで、第1の時点におけるATFの密度ρ1と駆動入力Pa1は、第1の時点において取得された既知の値であるため、第2の時点においてオイルポンプ16における引きずりトルクを取得し、駆動入力Pa2を得ることで、密度ρ2を得ることができる。これにより、ATFの密度ρの変化分を算出することができる。 According to the equation (7), the ATF density ρ2 at the second point in time is the ratio of the drive input Pa1 at the first point in time to the drive input Pa2 at the second point in time, and the ATF density ρ1 at the first point in time. can be expressed in a multiplied form. Here, since the ATF density ρ1 and the drive input Pa1 at the first point in time are known values obtained at the first point in time, the drag torque in the oil pump 16 is obtained at the second point in time, and the drive input By obtaining Pa2, the density ρ2 can be obtained. Thereby, the amount of change in the ATF density ρ can be calculated.

なお、ATFを新品に交換したときは、その交換時を第1の時点とし、新品のATFの密度ρを第1の時点における密度ρ1とする。また、ATFを新品に交換した状態におけるオイルポンプ16における引きずりトルクを予めシミュレーションや適合によって取得しておき、これに基づく駆動入力Pa1を記憶しておく。これにより、ATFを新品に交換した後の第2の時点において、上述した演算を行い、第2の時点におけるATFの密度ρ2及び密度ρの変化分を算出することができるようになる。 When the ATF is replaced with a new one, the time of replacement is defined as the first point in time, and the density ρ of the new ATF is defined as the density ρ1 at the first point in time. Further, the drag torque in the oil pump 16 with the ATF replaced with a new one is acquired in advance by simulation or adaptation, and the drive input Pa1 based on this is stored. As a result, at the second point in time after the ATF is replaced with a new one, the above-described calculation can be performed to calculate changes in the density ρ2 and the density ρ of the ATF at the second point in time.

ステップS45に引き続いて実施されるステップS46では、検査装置50が備える推定部56は、ステップS44で算出した第2の時点におけるATFの密度ρ2に基づいて、異物量の推定を行う。具体的に、推定部56は、図5に示すグラフ(マップ)にATFの密度ρ2を当て嵌めて、異物量の値を得る。図5に示すように、ATFの密度ρと異物量とは相関性を有している。つまり、異物量が多くなれば、密度ρが高くなる。このため、密度ρが高くなれば、それだけ異物量が多くなり、密度ρの値を知ることができれば、異物量を推定することができる。以上で異物量の推定が終了する。ステップS46が終了したら、検査装置50は、図2に示すフローチャートにおけるステップS50へ進む。 In step S46 that follows step S45, the estimation unit 56 provided in the inspection apparatus 50 estimates the amount of foreign matter based on the ATF density ρ2 at the second point in time calculated in step S44. Specifically, the estimating unit 56 applies the ATF density ρ2 to the graph (map) shown in FIG. 5 to obtain the value of the foreign matter amount. As shown in FIG. 5, there is a correlation between the ATF density ρ and the amount of foreign matter. That is, the density ρ increases as the amount of foreign matter increases. Therefore, the higher the density ρ, the greater the amount of foreign matter, and if the value of the density ρ can be known, the amount of foreign matter can be estimated. This completes the estimation of the amount of foreign matter. After completing step S46, the inspection device 50 proceeds to step S50 in the flowchart shown in FIG.

ステップS50では、検査装置50が備える比較部58は、ステップS46で推定した異物量が予め設定された基準値以上であるか否かの判定を行う。ここで、基準値は、ATFの交換が推奨される異物量の値として設定されている。 In step S50, the comparison unit 58 provided in the inspection device 50 determines whether or not the amount of foreign matter estimated in step S46 is equal to or greater than a preset reference value. Here, the reference value is set as a foreign matter amount value for which replacement of the ATF is recommended.

検査装置50は、ステップS50で肯定判定した場合、ステップS60へ進む。ステップS50では、検査装置50は、車両100が備える表示部102に異物排出指示を表示させる。表示部102は、例えば、図6に示すように、「ATF交換を実施してください」との表示、「リフレッシュメンテナンス実施を推奨します」との表示をすることができる。これにより、異物の排出を促す。また、検査装置50は、表示部102に「スポーツ走行は控えてください」等の表示を行い、ATF内の異物を増加させるような運転状態となることを抑制する。表示部102に表示される情報は、検査装置50が備える画面等に表示させるようにしてもよい。 If the determination in step S50 is affirmative, the inspection device 50 proceeds to step S60. In step S<b>50 , inspection device 50 causes display unit 102 provided in vehicle 100 to display a foreign object discharge instruction. For example, as shown in FIG. 6, the display unit 102 can display "Please replace ATF" and "Recommend performing refresh maintenance". This promotes the discharge of foreign matter. In addition, the inspection device 50 displays a message such as "Please refrain from sports driving" on the display unit 102 to prevent the driving state from increasing the amount of foreign substances in the ATF. The information displayed on the display unit 102 may be displayed on a screen or the like provided in the inspection device 50 .

ATF内の異物量の推定に用いられる情報、異物量の推定量、推定を行った時期、ATFの交換履歴などは、車両ごとに検査装置50に保存しておくことができる。これらを時系列的に保存しておくことで、次回の異物量の推定を行うことができ、車両100の状態を管理することができる。なお、検査装置50が有する機能を車両100に持たせた態様とすることもできる。 Information used for estimating the amount of foreign matter in the ATF, the estimated amount of foreign matter, the timing of the estimation, the ATF replacement history, etc. can be stored in the inspection device 50 for each vehicle. By storing these in chronological order, the next foreign matter amount can be estimated, and the state of the vehicle 100 can be managed. It should be noted that the vehicle 100 may have the functions of the inspection device 50 .

本実施形態によれば、第1の時点において取得された引きずりトルクと、第2の時点において取得された引きずりトルクとを用いることで、異物量検出用のセンサを用いることなく低コストでATF内の異物量を推定することができる。この結果、駆動伝達装置4や車両100の製造コストを抑えることができる。 According to the present embodiment, by using the drag torque acquired at the first time point and the drag torque acquired at the second time point, the ATF can be detected at low cost without using a sensor for detecting the amount of foreign matter. of foreign matter can be estimated. As a result, the manufacturing costs of the drive transmission device 4 and the vehicle 100 can be suppressed.

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these. Various modifications of these examples are within the scope of the present invention, and furthermore, the present invention can be modified. It is self-evident from the above description that many other embodiments are possible within the scope.

2 エンジン 4 駆動伝達装置
4a ケース 6 トルクコンバータ
8 自動変速機 10 オイルパン
12 バルブボディ 14、18 油路
16 オイルポンプ 20 油温センサ
22 トルクセンサ 50 検査装置
52 引きずりトルク取得部 54 演算部
56 推定部 58 比較部
100 車両 102 表示部
2 engine 4 drive transmission device 4a case 6 torque converter 8 automatic transmission 10 oil pan 12 valve body 14, 18 oil passage 16 oil pump 20 oil temperature sensor 22 torque sensor 50 inspection device 52 drag torque acquisition unit 54 calculation unit 56 estimation unit 58 comparison unit 100 vehicle 102 display unit

Claims (1)

車両用の原動機と接続された駆動伝達装置に用いられる作動油内に混在する異物の量を推定する異物量推定システムであって、
前記駆動伝達装置内に設置されたオイルポンプにおける引きずりトルクを取得する引きずりトルク取得部と、
第1の時点において前記引きずりトルク取得部によって取得された引きずりトルクと、前記第1の時点から所定の期間を空けた第2の時点において前記引きずりトルク取得部によって取得された引きずりトルクとに基づいて、前記作動油の密度の変化分を算出する演算部と、
前記演算部によって算出された前記作動油の密度の変化分に基づいて、前記作動油内に混在する異物の量を推定する推定部と、
を備えた異物量推定システム。
A foreign matter amount estimation system for estimating the amount of foreign matter mixed in hydraulic oil used in a drive transmission device connected to a prime mover for a vehicle,
a drag torque acquisition unit that acquires a drag torque in an oil pump installed in the drive transmission device;
Based on the drag torque acquired by the drag torque acquisition unit at a first time point and the drag torque acquired by the drag torque acquisition unit at a second time point after a predetermined period from the first time point , a calculation unit for calculating a change in the density of the hydraulic oil;
an estimating unit that estimates the amount of foreign matter mixed in the hydraulic oil based on the amount of change in the density of the hydraulic oil calculated by the calculation unit;
foreign matter amount estimation system.
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