JP4999830B2 - 作動油温度センサの異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の内燃機関に接続された変速機の作動油温度を検出する作動油温度センサの異常を判定する異常判定手段を備えた作動油温度センサの異常判定装置に関する。

車両が走行を開始して所定時間が経過して変速機の作動油温度が充分に上昇したと推定されたとき、作動油温度センサで検出した作動油温度と外気温度センサで検出した外気温度とを比較し、外気温度が作動油温度よりも高い場合に作動油温度センサが故障していると判定するものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００４−１１８６９号公報

ところで上記従来のものは、車両が走行を開始してから所定時間が経過しないと異常判定をすることができないため、内燃機関の始動直後に異常判定をすることが要求された場合には対応できないという問題があった。

また上記従来のものは、作動油温度センサが実際の作動油温度よりも低い温度を出力する場合には異常を判定することができるが、実際の作動油温度よりも高い温度を出力する場合には、異常を判定することができないという問題があった。例えば、実際の作動油温度が１９°Ｃであるのに故障した作動油温度センサが５０°Ｃを出力した場合、外気温度が２０°Ｃであると、外気温度＞作動油温度にならないために作動油温度センサの異常を判定することができなかった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、変速機の作動油温度センサの異常を、内燃機関の始動直後に、速やかにかつ精度良く判定することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の内燃機関に接続された変速機の作動油温度を検出する作動油温度センサの異常を判定する異常判定手段を備えた作動油温度センサの異常判定装置において、前記内燃機関の冷却水温度を検出する冷却水温度センサと、前記内燃機関の停止中に冷却水あるいは作動油を加熱する加熱手段とを備え、前記異常判定手段は、前記内燃機関の停止から所定時間が経過した後の該内燃機関の始動時に、前記冷却水温度センサで検出した冷却水温度と前記作動油温度センサで検出した作動油温度とを比較し、前記冷却水温度および前記作動油温度の差分が閾値以上の場合に前記作動油温度センサが異常であると判定し、また、前記加熱手段が作動した場合には前記閾値を変更することを特徴とする作動油温度センサの異常判定装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、車両の内燃機関に接続された変速機の作動油温度を検出する作動油温度センサの異常を判定する異常判定手段を備えた作動油温度センサの異常判定装置において、前記内燃機関の冷却水温度を検出する冷却水温度センサを備え、前記異常判定手段は、前記内燃機関の停止から所定時間が経過した後の該内燃機関の始動時に、前記冷却水温度センサで検出した冷却水温度と前記作動油温度センサで検出した作動油温度とを比較し、前記冷却水温度および前記作動油温度の差分が閾値以上の場合に前記作動油温度センサが異常であると判定し、また、前記内燃機関の停止中に前記車両が牽引された場合には異常判定を中止することを特徴とする作動油温度センサの異常判定装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は請求項２の構成に加えて、前記冷却水温度センサは、前記内燃機関のラジエータの冷却水温度を検出することを特徴とする作動油温度センサの異常判定装置が提案される。

尚、実施の形態のブロックヒータＨは本発明の加熱手段に対応し、実施の形態の変速機の電子制御ユニットＵｔは本発明の異常判定手段にに対応する。

本発明によれば、内燃機関の停止から所定時間が経過した後の内燃機関の始動時に、冷却水温度センサで検出した内燃機関の冷却水温度と作動油温度センサで検出した変速機の作動油温度とを比較し、冷却水温度および作動油温度の差分が閾値以上の場合に、異常判定手段が作動油温度センサが異常であると判定するので、作動油温度センサの異常を内燃機関の始動直後に速やかにかつ精度良く判定することができる。

また特に請求項１の発明によれば、内燃機関の停止中に冷却水あるいは作動油を加熱する加熱手段が作動した場合に、異常判定手段は異常を判定する閾値を変更するので、加熱手段の作動に起因する誤判定を未然に防止することができる。

また特に請求項２の発明によれば、内燃機関の停止中に車両が牽引された場合に、異常判定手段は異常判定を中止するので、牽引により変速機が作動して作動油温度が上昇しても誤判定がなされるのを未然に防止することができる。

また特に請求項３の発明によれば、冷却水温度センサで内燃機関のラジエータの冷却水温度を検出するので、内燃機関のウオータジャケットの冷却水温度を検出する場合に比べて、検出した冷却水温度がブロックヒータの影響を一層受け難いものとなり、その冷却水温度を用いた異常判定の精度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の実施の形態を示すもので、図１は作動油温度センサの異常判定装置の全体構成を示す図、図２はブロックヒータの作動を判定する手法の説明図、図３は変速機の電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図４は被牽引を判定する手法の説明図、図５は作動油温度センサの異常を判定する手法の説明図である。

図１に示すように、車両の内燃機関Ｅのエンジンブロックには、ウオータジャケット内の第１冷却水温度ＴＷ１を検出する第１冷却水温度センサＳａ１が設けられ、内燃機関ＥのラジエータＲには、そのラジエータＲ内の第２冷却水温度ＴＷ２を検出する第２冷却水温度センサＳａ２が設けられ、更に内燃機関Ｅの近傍には外気温度ＴＡを検出する外気温度センサＳｂが設けられる。また内燃機関Ｅに接続された変速機Ｔには、その変速機Ｔの作動油温度ＴＡＴＦを検出する作動油温度センサＳｃが設けられる。

内燃機関Ｅの電子制御ユニットＵｅには、第１冷却水温度ＴＷ１と、第２冷却水温度ＴＷ２と、外気温度ＴＡと、イグニッションスイッチＩＧのＯＮ／ＯＦＦ信号とが入力される。変速機Ｔの電子制御ユニットＵｔには、第２冷却水温度ＴＷ２と、作動油温度ＴＡＴＦと、イグニッションスイッチＩＧのＯＮ／ＯＦＦ信号と、内燃機関回転数センサＳｄで検出した内燃機関回転数ＮＥと、シフトレンジセンサＳｅで検出したシフトレンジＳＲとが入力される。

内燃機関Ｅの電子制御ユニットＵｅは、第１冷却水温度センサＳａ１、第２冷却水温度センサＳａ２および外気温度センサＳｂの出力を比較することで、第２冷却水温度センサＳａ２の異常を監視するとともに、内燃機関ＥのブロックヒータＨが作動したか否かを判定する。ブロックヒータＨは、寒冷地において内燃機関Ｅの停止中に冷却水が凍結するのを防止すべく、電気ヒータでエンジンブロックを加熱するものである。ブロックヒータＨが作動したか否かを判定する理由は、ブロックヒータＨが作動してエンジンブロックが加熱されると、エンジンブロックに接続された変速機Ｔが加熱されて作動油温度ＴＡＴＦが上昇するからである。

内燃機関Ｅの電子制御ユニットＵｅは、イグニッションスイッチＩＧのＯＦＦ信号が入力された時点からの時間を計時し、所定の数時間が経過したことを判定する。前記所定の数時間は、車両の走行によって温度上昇した第１、第２冷却水温度ＴＷ１，ＴＷ２および作動油温度ＴＡＴＦが概ね完全に低下するのに充分な長さに設定される。

また内燃機関Ｅの電子制御ユニットＵｅは、内燃機関Ｅの停止状態が所定の数時間以上継続した後の始動時に、第１冷却水温度ＴＷ１および第２冷却水温度ＴＷ２の差が所定値以下であり、かつ外気温度ＴＡおよび第２冷却水温度ＴＷ２の差が所定値以下である場合に、第２冷却水温度センサＳａ２が正常であることを判定する。但し、ブロックヒータＨが作動した場合には第２冷却水温度ＴＷ２および外気温度ＴＡに対して第１冷却水温度ＴＷ１だけが上昇するため、上述した第２冷却水温度センサＳａ２の正常判定を行うことはできない。従って、その場合には、第２冷却水温度センサＳａ２の正常判定を行うための所定値を持ち替える。

図２に示すように、内燃機関Ｅの始動時に第２冷却水温度ＴＷ２が所定温度未満であってブロックヒータＨが作動する可能性があり、かつ第１冷却水温度ＴＷ１から第２冷却水温度ＴＷ２を減算した差分が所定の閾値を超えているとき（ＴＷ１−ＴＷ２＞閾値）、内燃機関Ｅの停止中にブロックヒータＨが作動したと判定される。尚、ブロックヒータＨが作動した場合、無風時と有風時とで外気温度ＴＡは大きく変化するが、第１冷却水温度ＴＷ１および第２冷却水温度ＴＷ２は殆ど風の影響を受けないため、上記手法でブロックヒータＨの作動を的確に判定することができる。ブロックヒータＨが作動すると、その熱で変速機Ｔの作動油温度ＴＡＴＦが上昇して作動油温度センサＳｃの異常判定が正常に行えなくなるが、ブロックヒータＨが作動した場合には前記閾値を持ち替えることで、誤判定が防止される。

図３に示すように、変速機Ｔの電子制御ユニットＵｔは、始動判定手段Ｍ１と、最小値更新手段Ｍ２と、差分算出手段Ｍ３と、閾値持ち替え手段Ｍ４と、被牽引判定手段Ｍ５と、実行判定手段Ｍ６と、異常判定手段Ｍ７とを備える。

始動判定手段Ｍ１は、内燃機関回転数ＮＥが所定値以上になったとき、内燃機関Ｅが始動したことを判定する。最小値更新手段Ｍ２は、内燃機関Ｅの始動から数秒後に入力された第２冷却水温度ＴＷ２および作動油温度ＴＡＴＦを最小値として更新する。即ち、第２冷却水温度ＴＷ２および作動油温度ＴＡＴＦは内燃機関Ｅの始動後に上昇するが、今回の内燃機関Ｅの始動から数秒後の値である最小値で、前回の内燃機関Ｅの始動から数秒後の値である最小値を更新する。差分算出手段Ｍ３は、最小値更新手段Ｍ２が出力する作動油温度ＴＡＴＦから第２冷却水温度ＴＷ２を減算した差分ＴＡＴＦーＴＷ２（厳密には、差分の絶対値）を算出する。閾値持ち替え手段Ｍ４は、内燃機関Ｅの停止中にブロックヒータＨが作動した場合と作動しなかった場合とで、作動油温度センサＳｃの異常を判定する閾値を持ち替える。

被牽引判定手段Ｍ５は、内燃機関Ｅの停止中に車両が牽引されたか否かを判定する。その理由は、車両が牽引されると車輪から逆伝達される駆動力によって変速機Ｔが駆動されて作動油温度ＴＡＴＦが上昇するため、作動油温度センサＳｃの異常判定が不能になるからである。

次に、被牽引判定手段Ｍ５の機能を詳述する。

被牽引を判定するには、
・Ｐ（パーキング）レンジでは被牽引できない
・Ｐレンジ以外のレンジではキーが抜けない
・イグニッションスイッチＩＧがＯＮでないとＰレンジから他レンジにシフトチェンジできない
という車両構造を利用するものである。

図４（Ａ）に示すように、通常の内燃機関Ｅの停止および始動操作は、ＰレンジにおいてイグニッションスイッチＩＧをＯＦＦし、かつＰレンジにおいてイグニッションスイッチＩＧをＯＮすることで行われる。この場合、内燃機関Ｅの停止中にシフトレンジＳＲがＰレンジにあるため、被牽引が行われなかったと判定される。

図４（Ｂ）に示すように、例えば不慣れな運転者がＰレンジ以外のシフトレンジＳＲ（例えば、Ｎ（ニュートラル）レンジ）においてイグニッションスイッチＩＧをＯＦＦした場合、所定の数分のＥＣＵのシャットダウン遅延期間を設定し、その期間にシフトレンジＳＲがＮレンジからＰレンジに操作されれば、上記シャットダウン遅延期間の終了から後は、図４（Ａ）でＰレンジにおいてイグニッションスイッチＩＧをＯＦＦした場合と同様に、ＰレンジにおいてイグニッションスイッチＩＧをＯＮした場合に、被牽引が行われなかったと判定される。

一方、図４（Ｃ）に示すように、前記ＥＣＵのシャットダウン遅延期間が経過してもシフトレンジＳＲがＮレンジのままであれば、その後に被牽引が行われた可能性があると判定される。

また図４（Ｄ）に示すように、Ｐレンジ以外でイグニッションスイッチＩＧをＯＮした場合には、被牽引が行われた可能性があると判定される。

図３に戻り、実行判定手段Ｍ６は、内燃機関Ｅの電子制御ユニットＵｅから、車両が内燃機関Ｅの停止後に所定の数時間以上放置されていたこと（内燃機関Ｅが始動されなかったこと）を示す信号と、第２冷却水温度センサＳａ２が正常であることを示す信号とが入力され、かつ被牽引判定手段Ｍ５が車両が前記所定の数時間の間に被牽引状態にならなかったことを示す信号が入力されると、作動油温度センサＳｃの異常判定が実行可能であると判定する。一方、上述した三つの条件が成立しない場合には、作動油温度センサＳｃ異常判定が実行不能であるとを判定する。

異常判定手段Ｍ７は、実行判定手段Ｍ６が第２冷却水温度センサＳａ２の異常判定を実行可能であるとを判定したとき、差分算出手段Ｍ３が作動油温度ＴＡＴＦから第２冷却水温度ＴＷ２を減算して算出した差分ＴＡＴＦーＴＷ２を第１閾値ΔＴ１と比較し、差分ＴＡＴＦーＴＷ２が第１閾値ΔＴ１未満であれば作動油温度センサＳｃが正常であると判定し、差分ＴＡＴＦーＴＷ２が第１閾値ΔＴ１以上であれば作動油温度センサＳｃが異常であると判定する。

その理由を図５に基づいて説明すると、内燃機関Ｅの運転中には、外気温度ＴＡに対して作動油温度ＴＡＴＦは高く、作動油温度ＴＡＴＦに対して第２冷却水温度ＴＷ２は更に高くなっている。内燃機関Ｅを停止すると、作動油温度ＴＡＴＦおよび第２冷却水温度ＴＷ２は共に外気温度ＴＡに向かって徐々に低下し、所定の数時間が経過すると減少率が小さくなって概ね外気温度ＴＡに近くなる。このとき、作動油温度センサＳｃおよび第２冷却水温度センサＳａ２が正常であれば（本実施の形態では、第２冷却水温度センサＳａ２が正常であることは、内燃機関Ｅの電子制御ユニットＵｅにおいて既に確認済である）、差分ＴＡＴＦーＴＷ２は第１閾値ΔＴ１未満の小さい値となるはずである。換言すると、差分ＴＡＴＦーＴＷ２が第１閾値ΔＴ１未満であれば、作動油温度センサＳｃが正常であると判定することができる。

一方、作動油温度センサＳｃが異常であって実際の作動油温度ＴＡＴＦと異なった作動油温度ＴＡＴＦを出力する場合、差分ＴＡＴＦーＴＷ２が第１閾値ΔＴ１以上となり、この場合には作動油温度センサＳｃが異常であると判定することができる。

図５において、破線で示す作動油温度ＴＡＴＦの特性は、ブロックヒータＨが作動した場合のものである。内燃機関Ｅの停止中にブロックヒータＨが作動すると、その熱が変速機Ｔに伝達されて作動油温度ＴＡＴＦが低下し難くなるが、ラジエータＲの位置で測定した第２冷却水温度ＴＷ２はブロックヒータＨの熱の影響を殆ど受けないため、第２冷却水温度ＴＷ２はブロックヒータＨの非作動時と同様に低下する。従って、ブロックヒータＨの作動時には、ブロックヒータＨの非作動時に比べて差分ＴＡＴＦーＴＷ２が大きくなり、作動油温度センサＳｃが正常であっても異常であると誤判定される可能性がある。

そこで本実施の形態では、内燃機関Ｅの電子制御ユニットＵｅからブロックヒータＨが作動したことを示す信号が入力されると、閾値持ち替え手段Ｍ４が前記第１閾値ΔＴ１よりも大きい第２閾値ΔＴ２を異常判定手段Ｍ７に出力し、異常判定手段Ｍ７は、差分ＴＡＴＦーＴＷ２が第２閾値ΔＴ２未満であれば作動油温度センサＳｃが正常であると判定し、第２閾値ΔＴ２以上であれば作動油温度センサＳｃが異常であると判定する。これにより、ブロックヒータＨが作動した場合でも、作動油温度センサＳｃの異常を精度良く判定することができる。

図５において、鎖線で示す作動油温度ＴＡＴＦの特性は、内燃機関Ｅの停止中に車両が被牽引状態になった場合のものである。車両が被牽引状態になると作動油温度ＴＡＴＦが大幅に上昇して差分ＴＡＴＦーＴＷ２が極めて大きな値になり、かつ被牽引状態にあった時間の長さや被牽引状態が終了してからの経過時間によって作動油温度ＴＡＴＦが大幅に異なるため、閾値をどのように設定しても作動油温度センサＳｃの異常を精度良く判定することはできない。よって、この場合には実行判定手段Ｍ６が異常判定の実行を禁止することで、誤判定の発生を未然に防止することができる。

以上のように、第２冷却水温度センサＳａ２で内燃機関ＥのラジエータＲの第２冷却水温度ＴＷ２を検出するので、内燃機関Ｅのウオータジャケットの第１冷却水温度ＴＷ１や外気温度ＴＡを検出する場合に比べて、検出した第２冷却水温度ＴＷ２がブロックヒータＨの影響を一層受け難いものとなり、その第２冷却水温度ＴＷ２を用いた異常判定の精度を高めることができる。

しかも作動油温度ＴＡＴＦから第２冷却水温度ＴＷ２を減算した差分ＴＡＴＦーＴＷ２を第１、第２閾値ΔＴ１，ΔＴ２と比較して異常を判定するので、第２冷却水温度センサＳａ２が正常値よりも高い側のエラー値を出力する場合でも、正常値よりも低い側のエラー値を出力する場合でも、支障なく異常判定を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の加熱手段として実施の形態ではブロックヒータＨを例示したが、前記加熱手段は変速機の作動油を加熱するオイルヒータであっても良い。

また本発明の冷却水温度として実施の形態では第２冷却水温度ＴＷ２を例示したが、前記冷却水温度は第１冷却水温度ＴＷ１であっても良い。

作動油温度センサの異常判定装置の全体構成を示す図 ブロックヒータの作動を判定する手法の説明図 変速機の電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図 被牽引を判定する手法の説明図 作動油温度センサの異常を判定する手法の説明図

Ｅ 内燃機関
Ｈ ブロックヒータ（加熱手段）
Ｔ 変速機
Ｒ ラジエータ
Ｓａ２ 冷却水温度センサ
Ｓｃ 作動油温度センサ
ＴＡＴＦ 変速機の作動油温度
ＴＷ２ 内燃機関の冷却水温度
Ｕｔ 変速機の電子制御ユニット（異常判定手段）
ΔＴ１ 閾値

Claims (3)

1. 車両の内燃機関（Ｅ）に接続された変速機（Ｔ）の作動油温度（ＴＡＴＦ）を検出する作動油温度センサ（Ｓｃ）の異常を判定する異常判定手段（Ｕｔ）を備えた作動油温度センサの異常判定装置において、
   前記内燃機関（Ｅ）の冷却水温度（ＴＷ２）を検出する冷却水温度センサ（Ｓａ２）と、前記内燃機関（Ｅ）の停止中に冷却水あるいは作動油を加熱する加熱手段（Ｈ）とを備え、
   前記異常判定手段（Ｕｔ）は、前記内燃機関（Ｅ）の停止から所定時間が経過した後の該内燃機関（Ｅ）の始動時に、前記冷却水温度センサ（Ｓａ２）で検出した冷却水温度（ＴＷ２）と前記作動油温度センサ（Ｓｃ）で検出した作動油温度（ＴＡＴＦ）とを比較し、前記冷却水温度（ＴＷ２）および前記作動油温度（ＴＡＴＦ）の差分が閾値（ΔＴ１）以上の場合に前記作動油温度センサ（Ｓｃ）が異常であると判定し、また、前記加熱手段（Ｈ）が作動した場合には前記閾値（ΔＴ１）を変更することを特徴とする、作動油温度センサの異常判定装置。
2. 車両の内燃機関（Ｅ）に接続された変速機（Ｔ）の作動油温度（ＴＡＴＦ）を検出する作動油温度センサ（Ｓｃ）の異常を判定する異常判定手段（Ｕｔ）を備えた作動油温度センサの異常判定装置において、
   前記内燃機関（Ｅ）の冷却水温度（ＴＷ２）を検出する冷却水温度センサ（Ｓａ２）を備え、
   前記異常判定手段（Ｕｔ）は、前記内燃機関（Ｅ）の停止から所定時間が経過した後の該内燃機関（Ｅ）の始動時に、前記冷却水温度センサ（Ｓａ２）で検出した冷却水温度（ＴＷ２）と前記作動油温度センサ（Ｓｃ）で検出した作動油温度（ＴＡＴＦ）とを比較し、前記冷却水温度（ＴＷ２）および前記作動油温度（ＴＡＴＦ）の差分が閾値（ΔＴ１）以上の場合に前記作動油温度センサ（Ｓｃ）が異常であると判定し、また、前記内燃機関（Ｅ）の停止中に前記車両が牽引された場合には異常判定を中止することを特徴とする、作動油温度センサの異常判定装置。
3. 前記冷却水温度センサ（Ｓａ２）は、前記内燃機関（Ｅ）のラジエータ（Ｒ）の冷却水温度（ＴＷ２）を検出することを特徴とする、請求項１または２に記載の作動油温度センサの異常判定装置。

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