JP5195475B2 - 油温センサの異常判定装置および異常判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動変速機の作動油の温度を検出する油温センサの異常を判定する技術に関する。

一般に、車両用の自動変速機は、油圧制御回路から供給される作動油により制御される。この作動油は流体であり、温度に応じて粘性等の特性変化が生じることから、安定した変速フィーリングを得るためには油温が適切な温度に維持されることが望ましい。したがって、自動変速機へ供給される作動油の油温を検出する油温センサに異常が発生した場合、変速特性の悪化や耐久力低下に繋がるため、その異常の発生をいち早く判定する必要がある。油温センサの異常判定手法については、たとえば特開２００４−３４０１７２号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２００４−３４０１７２号公報に開示された油温判定装置は、自動変速機の変速応答時間を検出し、検出した変速応答時間に基づいて作動油の油温推定値を算出し、油温センサによって検出された油温検出値と油温推定値との間に所定値以上の温度差がある場合に、油温センサに異常が発生したものと判定するものである。

また、特開平８−３０３５６４号公報（特許文献２）、特開平５−２７２６２２号公報（特許文献３）には、自動変速機の油温推定手法が開示されている。

特開平８−３０３５６４号公報に開示された油温推定装置は、自動変速機の運転状況に基づいて自動変速機の発熱量を推定し、車速と自動変速機の周囲温度とに基づいて大気への放熱量を推定し、推定された発熱量と放熱量とに基づいて自動変速機の油温を推定するものである。

特開平５−２７２６２２号公報に開示された油温推定装置は、エンジン回転速度とエンジン出力トルクとからトルクコンバータの容量係数を演算し、エンジン回転速度とタービン回転速度とによりトルクコンバータの速度比を演算し、トルクコンバータの容量係数および速度比に基づいて自動変速機の油温を推定するものである。

特開２００４−３４０１７２号公報 特開平８−３０３５６４号公報 特開平５−２７２６２２号公報

特開２００４−３４０１７２号公報に開示された油温判定装置においては、変速応答時間に基づいて油温推定値を算出しているが、変速応答時間と作動油の油温との関係は、変速機のユニット毎に異なる。そのため、油温の推定精度を確保するためには、変速応答時間と作動油の油温との関係を、変速機のユニット毎に予め適合させておく必要があり、膨大な適合工数が必要となる。

また、特開平８−３０３５６４号公報に開示された油温判定装置においては、車速と自動変速機の周囲温度とに基づいて大気への放熱量を推定している。しかしながら、変速応答時間と作動油の油温との関係、車速および自動変速機の周囲温度と大気への放熱量との関係は、変速機のユニット毎および変速機が搭載される車両毎に異なる。そのため、油温の推定精度を確保するためには、変速応答時間と作動油の油温との関係、車速および自動変速機の周囲温度と大気への放熱量との関係を、変速機のユニット毎および変速機が搭載される車両毎に予め適合させておく必要があり、膨大な適合工数が必要となる。

また、特開平５−２７２６２２号公報に開示された油温推定装置においては、自動変速機の油温の推定に放熱量が考慮されていないため、油温の推定精度を確保するためには、更なる改良が必要である。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、適合工数を低減しつつ変速機の作動油の温度を精度よく推定することができる油温センサの異常判定装置および異常判定方法を提供することである。

第１の発明に係る油温センサの異常判定装置は、駆動力源の回転を変速する車両用の変速機の作動油の温度を検出する油温センサの異常判定装置であって、油温センサと、変速機の発熱に相関する車両状態量を検出する第１検出部と、作動油の放熱に相関する車両状態量を検出する第２検出部と、油温センサ、第１検出部、第２検出部に接続された制御ユニットとを含む。制御ユニットは、油温センサの検出温度と予め定められた温度とを比較した結果に基づいて油温センサが異常であるか否かを判定する第１判定処理を行なう第１判定部と、第１判定処理による油温センサの正常判定時に、発熱に相関する車両状態量に基づいて変速機の発熱量を算出し、発熱量と検出温度とに基づいて作動油の第１放熱量を算出し、第１判定処理による油温センサの正常判定時における第１放熱量と放熱に相関する車両状態量との対応関係を学習する学習部と、発熱に相関する車両状態量に基づいて発熱量を算出し、学習部の学習結果を用いて放熱に相関する車両状態量に対応する第２放熱量を算出し、発熱量と第２放熱量とに基づいて作動油の温度を推定する推定部とを含む。

第２の発明に係る油温センサの異常判定装置においては、学習部は、第１判定処理による油温センサの正常判定が行われる度に第１放熱量と放熱に相関する車両状態量との対応関係を学習し、学習の度に得られた第１放熱量と放熱に相関する車両状態量との対応関係の複数の組合せを放熱マップとして記憶する。推定部は、放熱マップを参照して第２放熱量を算出する。

第３の発明に係る油温センサの異常判定装置においては、発熱に相関する車両状態量には、駆動力源の作動履歴、変速機の作動履歴および車両の走行距離の少なくともいずれかが含まれる。放熱に相関する車両状態量には、車両の走行速度履歴および車両の外気温度履歴の少なくともいずれかが含まれる。

第４の発明に係る油温センサの異常判定装置は、検出温度と推定部によって推定された作動油の推定温度との差に基づいて、推定温度の精度が所定の目標精度に達したか否かを判定する精度判定部をさらに含む。第１判定部は、推定温度の精度が所定の目標精度に達していない場合に、第１判定処理を行なう。異常判定装置は、推定温度の精度が所定の目標精度に達した場合に、推定温度と検出温度との差に基づいて油温センサが異常であるか否かを判定する第２判定処理を行なう第２判定部をさらに含む。

第５の発明に係る油温センサの異常判定装置においては、第１判定部は、推定温度の精度が所定の目標精度に達していない場合に、作動油の温度が予め定められた温度よりも高い温度に上昇していると予測される所定量に変速機の発熱に相関する車両状態量が達したか否かを判断し、所定量に変速機の発熱に相関する車両状態量が達したと判定した後に第１判定処理を行なう。第２判定部は、推定温度の精度が所定の目標精度に達した場合に、所定量に変速機の発熱に相関する車両状態量が達したか否かに関わらず、第２判定処理を行なう。

第６の発明に係る油温センサの異常判定方法は、駆動力源の回転を変速する車両用の変速機の作動油の温度を検出する油温センサの異常判定装置が行なう異常判定方法である。異常判定装置には、油温センサと、変速機の発熱に相関する車両状態量を検出する第１検出部と、作動油の放熱に相関する車両状態量を検出する第２検出部とが接続される。異常判定方法は、油温センサの検出温度と予め定められた温度とを比較した結果に基づいて油温センサが異常であるか否かを判定する第１判定処理を行なうステップと、第１判定処理による油温センサの正常判定時に、発熱に相関する車両状態量に基づいて変速機の発熱量を算出し、発熱量と検出温度とに基づいて作動油の第１放熱量を算出し、第１判定処理による油温センサの正常判定時における第１放熱量と放熱に相関する車両状態量との対応関係を学習するステップと、発熱に相関する車両状態量に基づいて発熱量を算出し、学習部の学習結果を用いて放熱に相関する車両状態量に対応する第２放熱量を算出し、発熱量と第２放熱量とに基づいて作動油の温度を推定するステップと、油温センサの検出温度と作動油の温度を推定するステップで推定された作動油の推定温度との差に基づいて、推定温度の精度が所定の目標精度に達したか否かを判定するステップと、推定温度の精度が所定の目標精度に達した場合、第１判定処理に代えて、推定温度と油温センサの検出温度との差に基づいて油温センサが異常であるか否かを判定する第２判定処理を行なうステップとを含む。

本発明によれば、適合工数を低減しつつ変速機の作動油の温度を精度よく推定することができる。

本実施の形態に係る油温センサの異常判定装置を搭載した車両の構成を示す図である。 エンジンおよびエンジンに関連する周辺機器を示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 ＥＣＵの処理フローを示す図（その１）である。 ＥＣＵの処理フローを示す図（その２）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る油温センサの異常判定装置を搭載した車両１０について説明する。この車両１０は、ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ ｅｎｇｉｎｅ ＦＲＯＮＴ ｄｒｉｖｅ）車両である。なお、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両１０は、エンジン１００と、トルクコンバータ２１０と、自動変速機２００と、駆動輪１２と、ディファレンシャルギヤ１４と、ドライブシャフト１６と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４００とを含む。

エンジン１００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。

自動変速機２００は、トルクコンバータ２１０を経由してエンジン１００に連結される。自動変速機２００は、複数の変速用の摩擦係合要素（クラッチおよびブレーキ）を有するプラネタリギヤユニット３００と、各摩擦係合要素の作動状態を制御する油圧回路２２０とを含む。油圧回路２２０は、各摩擦係合要素に供給される作動油（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ、以下、単に「ＡＴＦ」ともいう）の油圧を、ＥＣＵ４００からの変速指令に応じて制御する。これにより、自動変速機２００は、所望のギヤ段を形成し、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。

ＡＴＦは、自動変速機２００の内部を循環させられるとともに、トルクコンバータ２１０にも供給される。また、自動変速機２００およびトルクコンバータ２１０で発生した熱はＡＴＦに伝達される。ＡＴＦは、自動変速機２００と図示しないオイルクーラとの間で循環させられており、自動変速機２００の冷却油としても作用する。

自動変速機２００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ１４と噛合っている。ディファレンシャルギヤ１４にはドライブシャフト１６がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト１６を経由して、左右の駆動輪１２に動力が伝達される。

ＥＣＵ４００には、車速センサ５０、ポジションスイッチ５４、アクセル開度センサ５８、ストロークセンサ６２、スロットル開度センサ６４、エンジン回転数センサ６６、入力軸回転数センサ７０、出力軸回転数センサ７２、および油温センサ８０からの信号が入力されている。

車速センサ５０は、ドライブシャフト１６の回転数から車両１０の車速Ｖを検出する。ポジションスイッチ５４は、シフトレバー５２の位置（シフトポジション）ＳＰを検出する。アクセル開度センサ５８は、アクセルペダル５６の操作量（アクセル開度）ＡＣＣを検出する。ストロークセンサ６２は、ブレーキペダル６０のストローク量（ブレーキストローク量）ＢＳを検出する。スロットル開度センサ６４は、電子スロットルバルブ１１４の操作量（スロットル開度）を検出する。エンジン回転数センサ６６は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出する。入力軸回転数センサ７０は、自動変速機２００の入力軸回転数ＮＩＮを検出する。出力軸回転数センサ７２は、自動変速機２００の出力軸回転数ＮＯＵＴを検出する。油温センサ８０は、ＡＴＦの温度ＴＨＯを検出する。なお、以下の説明では、油温センサ８０によって検出されたＡＴＦの温度ＴＨＯを、油温検出値ＴＨＯｄｅとも記載する。

ＥＣＵ４００は、各センサから送られてきた信号、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されたマップおよびプログラムなどに基づいて、車両１０が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

図２を参照して、エンジン１００およびエンジン１００に関連する周辺機器について説明する。このエンジン１００においては、エアクリーナ（図示せず）から吸入される空気が、吸気管１１０を流通して、エンジン１００の燃焼室１０２に導入される。スロットル開度により、燃焼室１０２に導入される空気量が調整される。スロットル開度は、ＥＣＵ４００からの信号に基づいて作動するスロットルモータ１１２により制御される。

燃料は、フューエルタンク（図示せず）に貯蔵され、フューエルポンプ（図示せず）によりインジェクタ１０４から燃焼室１０２に噴射される。吸気管１１０から導入された空気と、インジェクタ１０４から噴射された燃料との混合気が、ＥＣＵ４００からの制御信号により制御されるイグニッションコイル１０６を用いて着火されて燃焼する。混合気が燃焼した後の排気ガスは、排気管１２０の途中に設けられた触媒１４０で浄化された後、大気に排出される。

ＥＣＵ４００には、エンジン水温センサ１０８、エアフロメータ１１６、吸入空気温センサ１１８、空燃比センサ１２２、および酸素センサ１２４からの信号が入力されている。エンジン水温センサ１０８は、エンジン１００の冷却水の温度（エンジン水温）ＴＨＷを検出する。エアフロメータ１１６は、エンジン１００に吸入される単位時間あたりの空気量（吸入空気量）Ｇａを検出する。吸入空気温センサ１１８は、エンジン１００に吸入される空気の温度（吸入空気温）ＴＨＡを検出する。空燃比センサ１２２は、排気ガス中の空気と燃料との比率を検出する。酸素センサ１２４は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。

ＥＣＵ４００は、各センサからの信号に基づいて、適正な点火時期となるようにイグニッションコイル１０６を制御したり、適正なスロットル開度となるようにスロットルモータ１１２を制御したり、適正な燃料噴射量となるようにインジェクタ１０４を制御したりする。

以上のような構成を有する車両において、自動変速機２００は、油圧回路２２０から供給されるＡＴＦにより制御される。このＡＴＦは流体であり、温度に応じて粘性等の特性変化が生じることから、安定した変速フィーリングを得るためにはＡＴＦの油温を適切な値に維持することが望ましい。したがって、ＡＴＦの油温を検出する油温センサ８０に異常が発生した場合、変速特性の悪化や耐久力低下に繋がるため、その異常の発生をいち早く判定する必要がある。

そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ４００は、油温センサ８０の異常判定（フェール判定）として、第１異常判定処理と第２異常判定処理とのいずれかの処理を行なう。

第１異常判定処理では、ＥＣＵ４００は、ＡＴＦの温度上昇に密接な関係にある車両状態量をパラメータとしてＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態であるか否かを判断し、ＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態であると判断した後に、油温検出値ＴＨＯｄｅと所定温度Ｔ０とを比較し、その比較結果に基づいて油温センサ８０が異常であるか否かを判定する。なお、所定温度Ｔ０は、エンジン１００の始動後のＡＴＦの温度上昇を確認可能な値であって、エンジン１００の始動直前のＡＴＦの温度（エンジン１００が停止されていた時間が十分に長い場合には外気温とほぼ同じ温度）と、エンジン１００の始動後のＡＴＦの上限温度との間の値に設定される。

第１異常判定処理では、油温検出値ＴＨＯｄｅと所定温度Ｔ０とを比較するという単純な手法によって油温センサ８０の異常判定を行なうことができるが、ＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態になるまでは、油温センサ８０の異常判定そのものを行なうことができない。そのため、エンジン１００の始動開始から油温センサ８０の異常判定結果を得るまでの時間（以下、単に「フェール判定時間」ともいう）が比較的長い時間（たとえば数十分程度）となってしまう。

一方、第２異常判定処理では、ＥＣＵ４００は、油温推定値ＴＨＯｅｓを算出し、この油温推定値ＴＨＯｅｓに対する油温検出値ＴＨＯｄｅの乖離度合いをモニタすることによって油温センサ８０が異常であるか否かを判定する。

第２異常判定処理では、ＡＴＦが所定温度Ｔ０を越える前であっても油温センサ８０の異常判定を行なうことが可能であり、フェール判定時間を第１異常判定処理に比べて大幅に短縮可能である。しかしながら、第２異常判定処理では、油温推定値ＴＨＯｅｓを基準として油温センサ８０の異常判定を行なうため、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度（油温推定精度）が低い場合には誤判定となることが懸念される。

そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ４００は、車両完成後の初期のトリップ（エンジン１００の始動から停止までの期間）では、第１異常判定処理を行なうとともに、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度を向上させるための処理（後述する車両の放熱特性の学習）を行なう。そして、ＥＣＵ４００は、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度を検証し、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達した以降のトリップでは、第１異常判定処理ではなく第２異常判定処理を行なう。

図３を参照して、ＥＣＵ４００が行なう油温センサ８０の異常判定処理についてさらに詳細に説明する。図３は、油温センサ８０の異常判定処理時のＥＣＵ４００の機能ブロック図である。

ＥＣＵ４００は、各センサなどからの情報を受信する入力インターフェイス４１０と、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部４２０からデータが読み出されたり格納されたりする記憶部４３０と、入力インターフェイス４１０および記憶部４３０からの情報に基づいて演算処理を行なう演算処理部４２０と、演算処理部４２０の処理結果を各機器に出力する出力インターフェイス４４０とを含む。

演算処理部４２０は、油温推定部４２１、推定精度検証部４２２、第１判定部４２３、学習部４２４、第２判定部４２５を含む。

油温推定部４２１は、エンジン１００および自動変速機２００の作動によって生じる発熱量Ｑ、発熱量ＱのうちのＡＴＦに吸収されずに外部に放出される放熱量Ｑｏｕｔを算出し、算出された発熱量Ｑと放熱量Ｑｏｕｔとに基づいて油温推定値ＴＨＯｅｓを算出する。

より具体的には、油温推定部４２１は、まず、各センサからの情報などに基づいて発熱量Ｑに密接な関係にある車両状態量を検出し、検出された車両状態量をパラメータとして自動変速機２００の発熱量Ｑを算出する。発熱量Ｑに密接な関係にある車両状態量としては、たとえば１トリップ中におけるエンジン１００あるいは自動変速機２００の作動履歴を用いればよい。なお、これらの作動履歴は、たとえばアクセル開度センサ５８、スロットル開度センサ６４、エンジン回転数センサ６６、入力軸回転数センサ７０、出力軸回転数センサ７２、エンジン水温センサ１０８などの既設のセンサからの情報に基づいて検出あるいは算出することができる。

次に、油温推定部４２１は、各センサからの情報などに基づいてＡＴＦの放熱特性に密接な関係にある車両状態量を検出し、検出した車両状態量に対応する放熱量Ｑｏｕｔを、放熱量マップを用いて算出する。この放熱量マップは、ＡＴＦの放熱特性に密接な関係にある車両状態量と放熱量Ｑｏｕｔとの対応関係を予めモデル化したものであって、記憶部４３０に予め記憶されている。ＡＴＦの放熱特性（放熱量）は、自動変速機２００およびオイルクーラへの風当たり量、外気温などによって変動するため、本実施の形態においては、ＡＴＦの放熱特性に密接な関係にある車両状態量として、車速センサ５０が検出した車速Ｖの平均値Ｖａｖｅ（風当たり量に相当）、および吸入空気温センサ１１８が検出した吸入空気温ＴＨＡ（外気温に相当）の平均値ＴＨＡａｖｅが用いられる。なお、この放熱量マップは、後述する学習部４２４の学習結果によってデータ内容が順次更新される。

次に、油温推定部４２１は、熱量の収支関係から発熱量Ｑと放熱量Ｑｏｕｔとの差分をＡＴＦに吸収された熱量（以下「吸熱量Ｑｉｎ」という）として算出し、算出された吸熱量ＱｉｎをパラメータとしてＡＴＦのエンジン始動時からの温度上昇量を求め、油温推定値ＴＨＯｅｓを算出する。

このように、油温推定部４２１による油温推定値ＴＨＯｅｓの算出には、発熱量Ｑと放熱量Ｑｏｕｔとが用いられる。ここで、発熱量Ｑは、基本的にはエンジン１００あるいは自動変速機２００の作動履歴によってほぼ一義的に決まるため、発熱量Ｑの算出精度は比較的高い精度となる。しかしながら、放熱量Ｑｏｕｔの算出精度は、必ずしも高い精度であるとは言い切れない。なぜなら、ＡＴＦの放熱特性は、車速Ｖ（平均車速Ｖａｖｅ）などだけでなく、風当たり量に影響する自動変速機２００の形状、車両における自動変速機２００およびオイルクーラの搭載位置などの車両ごとに異なる要因によっても変動するが、これらの全ての変動要因と放熱量Ｑｏｕｔとの対応関係を放熱量マップとして予めモデル化しておくことが難しいためである。

そこで、本実施の形態においては、推定精度検証部４２２が油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度を検証する。推定精度検証部４２２は、油温推定値ＴＨＯｅｓに対する油温検出値ＴＨＯｄｅの乖離度合いとして油温検出値ＴＨＯｄｅと油温推定値ＴＨＯｅｓとの差分ΔＴＨＯをモニタし、この差分ΔＴＨＯに基づいて油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度を検証する。

推定精度検証部４２２は、差分ΔＴＨＯが所定値よりも小さい状態が所定時間ｔ０継続している場合には、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達していると判断して変更フラグを「オン」に設定し、そうでない場合には、未だ油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達していないと判断して変更フラグを「オフ」に設定する。変更フラグは、記憶部４３０に記憶されており、初期状態では「オフ」に設定されている。したがって、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達するまで（たとえば初回〜数回あるいは数十回目のトリップまで）は、変更フラグは「オフ」に設定され、その後、後述する学習部４２４による放熱量マップの学習が繰り返されることによって油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達した後は、変更フラグは「オン」に設定される。

第１判定部４２３は、変更フラグが「オフ」である場合（すなわち未だ油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達していない場合）に、上述した第１異常判定処理を行なう。

具体的には、第１判定部４２３は、ＡＴＦの温度上昇と密接な関係にある車両状態量をパラメータとしてＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態であるか否かを判断し、ＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態であると判断した時点以降に、油温検出値ＴＨＯｄｅと所定温度Ｔ０とを比較し、その比較結果に基づいて油温センサ８０が異常であるか否かを判断する。以下の説明では、ＡＴＦの温度上昇と密接な関係にある車両状態量として、１トリップ中における累積駆動時間（エンジン１００が車両１０を加速させる駆動力を発生していた時間の積算値）、走行距離、エンジン１００の始動後からの経過時間を用いる場合について説明する。第１判定部４２３は、１トリップ中における累積駆動時間が所定時間ｔ１を越えており、かつ１トリップ中における走行距離が所定距離を越えており、かつエンジン１００の始動後からの経過時間が所定時間ｔ２を越えている状態であると、ＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態であると判断し、その時点で油温検出値ＴＨＯｄｅと所定温度Ｔ０とを比較し、その比較結果に基づいて油温センサ８０が異常であるか否かを判断する。

学習部４２４は、第１異常判定処理によって油温センサ８０が正常であると判定される度に、放熱量マップの学習処理を行なう。学習部４２４は、第１異常判定処理によって油温センサ８０が正常であると判定された時の油温検出値ＴＨＯｄｅ（上昇量）をパラメータとして吸熱量Ｑｉｎを算出するとともに、上述した油温推定部４２１と同様、発熱量Ｑに密接な関係にある車両状態量をパラメータとして発熱量Ｑを算出する。そして、学習部４２４は、発熱量Ｑと吸熱量Ｑｉｎとの差分を放熱量Ｑｏｕｔとして算出し、算出された放熱量Ｑｏｕｔを、第１異常判定処理によって油温センサ８０が正常であると判定された時の車速Ｖ（平均車速Ｖａｖｅ）および吸入空気温ＴＨＡ（平均吸入空気温ＴＨＡａｖｅ）に対応付けて放熱量マップに記憶する。

すなわち、学習部４２４は、油温検出値ＴＨＯｄｅの検出精度が高い場合に限って、油温検出値ＴＨＯｄｅに基づいて放熱量Ｑｏｕｔを算出する。そのため、高い精度で放熱量Ｑｏｕｔが算出される。そして、学習部４２４は、算出された放熱量Ｑｏｕｔを、実際に検出された車速Ｖ（平均車速Ｖａｖｅ）および吸入空気温ＴＨＡ（平均吸入空気温ＴＨＡａｖｅ）をパラメータとして放熱量マップを更新する。この放熱量マップの更新が繰り返されることによって、放熱量マップの精度（放熱量Ｑｏｕｔと、平均車速Ｖａｖｅおよび平均吸入空気温ＴＨＡａｖｅとの対応関係の精度）が向上するため、油温推定部４２１による放熱量マップを用いた油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度も向上する。

第２判定部４２５は、変更フラグが「オン」である場合（すなわち油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達した場合）に、上述した第２異常判定処理を行なう。

具体的には、第２判定部４２５は、油温推定部４２１が算出した油温推定値ＴＨＯｅｓに対する油温検出値ＴＨＯｄｅの乖離度合いとして油温検出値ＴＨＯｄｅと油温推定値ＴＨＯｅｓとの差分ΔＴＨＯをモニタし、この差分ΔＴＨＯが所定値よりも小さい状態が所定時間ｔ０継続しているか否かに基づいて、油温センサ８０の異常判定を行なう。

すなわち、ＥＣＵ４００は、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達するまでは、第１異常判定処理で油温センサ８０の異常判定を行なうとともに、放熱量マップの学習を繰り返す。そして、ＥＣＵ４００は、放熱量マップの学習が繰り返されることによって油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達した後は、第２異常判定処理で油温センサ８０の異常判定を行なう。

上述した機能は、ソフトウェアによって実現されるようにしてもよく、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。

図４、５に、上述した機能がソフトウェアによって実現される場合のＥＣＵ４００の処理フローを示す。

図４は、上述した変更フラグを設定する際のＥＣＵ４００の処理フローである。この処理フローは、所定のサイクルで繰り返し実行される。

図４に示すように、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０にて、ＥＣＵ４００は、エンジン１００が始動されたか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１に移され、そうでないと（Ｓ１０にてＮＯ）、処理は終了する。

Ｓ１１にて、ＥＣＵ４００は、変更フラグが「オン」であるか否かを判断する。この変更フラグは、上述のように、初期状態では「オフ」に設定されて記憶部４３０に記憶されており、後述のＳ１４あるいはＳ１５の処理で「オン」あるいは「オフ」に設定される。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１１にてＹＥＳ）、処理はＳ１２に移され、そうでないと（Ｓ１１にてＮＯ）、処理は終了する。

Ｓ１２にて、ＥＣＵ４００は、放熱量マップを用いて油温推定値ＴＨＯｅｓを算出する。すなわち、ＥＣＵ４００は、上述したように、今回のトリップ中におけるエンジン１００あるいは自動変速機２００の作動履歴に基づいて発熱量Ｑを算出するとともに、今回のトリップ中における平均車速Ｖａｖｅおよび平均吸入空気温ＴＨＡａｖｅを検出し、検出結果に対応する放熱量Ｑｏｕｔを放熱量マップを参照して算出する。そして、ＥＣＵ４００は、発熱量Ｑと放熱量Ｑｏｕｔとの差分を吸熱量Ｑｉｎとして算出し、算出された吸熱量Ｑｉｎをパラメータとして油温推定値ＴＨＯｅｓを算出する。なお、放熱量マップについては上述したとおりであるのでここでの説明は繰り返さない。

Ｓ１３にて、ＥＣＵ４００は、油温検出値ＴＨＯｄｅを検出する。Ｓ１４にて、ＥＣＵ４００は、油温検出値ＴＨＯｄｅと油温推定値ＴＨＯｅｓとの差分ΔＴＨＯが所定値よりも小さい状態が所定時間ｔ０継続しているか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１４にてＹＥＳ）、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達していると判断されて、処理はＳ１５に移される。そうでないと（Ｓ１４にてＮＯ）、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達していないと判断されて、処理はＳ１６に移される。

Ｓ１５にて、ＥＣＵ４００は、記憶部４３０に記憶されている変更フラグを「オン」に設定する。Ｓ１６にて、ＥＣＵ４００は、記憶部４３０に記憶されている変更フラグを「オフ」に設定する。

図５は、図４の処理フローに従って設定された変更フラグに基づいて第１異常判定処理および第２異常判定処理のいずれかを選択して油温センサ８０の異常判定を行なう際のＥＣＵ４００の処理フローである。この処理フローは、所定のサイクルで繰り返し実行される。

図５に示すように、Ｓ１００にて、ＥＣＵ４００は、変更フラグが「オン」であるか否かを判断する。変更フラグが「オン」でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、すなわち油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達していない場合には、Ｓ２００〜Ｓ２１４の処理が実行される。なお、Ｓ２００〜Ｓ２１２の処理が上述の第１異常判定処理に相当し、Ｓ２１４の処理が上述の放熱量マップの学習処理に相当する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ４００は、今回のトリップ中における累積駆動時間が所定時間ｔ１を越えたか否かを判断する。Ｓ２０２にて、ＥＣＵ４００は、今回のトリップ中における走行距離が所定距離を越えたか否かを判断する。Ｓ２０４にて、ＥＣＵ４００は、エンジン始動後の経過時間が所定時間ｔ２を越えたか否かを判断する。なお、Ｓ２００、Ｓ２０２、Ｓ２０４の処理は、ＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態であるか否かを判断するための処理である。Ｓ２００、Ｓ２０２、Ｓ２０４のすべての処理で肯定的な判断がなされた場合（Ｓ２００にてＹＥＳ、かつＳ２０２にてＹＥＳ、かつＳ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６以降に移され、油温センサ８０の異常判定が行なわれる。Ｓ２００、Ｓ２０２、Ｓ２０４のいずれかの処理で否定的な判断がなされた場合（Ｓ２００にてＮＯ、あるいはＳ２０２にてＮＯ、あるいはＳ２０４にてＮＯ）、油温センサ８０の異常判定が行なわれることなく、処理は終了する。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ４００は、油温検出値ＴＨＯｄｅを検出する。Ｓ２０８にて、ＥＣＵ４００は、油温検出値ＴＨＯｄｅが所定温度Ｔ０を超えているか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２に移される。そうでないと（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理はＳ２１０に移される。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ４００は、油温センサ８０が異常であると判定する。Ｓ２１２にて、ＥＣＵ４００は、油温センサ８０が正常であると判定する。

Ｓ２１４にて、ＥＣＵ４００は、上述した放熱量マップの学習を実施する。すなわち、ＥＣＵ４００は、Ｓ２１２の処理で油温センサ８０が正常であると判定された時の油温検出値ＴＨＯｄｅに基づいて放熱量Ｑｏｕｔを算出し、算出された放熱量Ｑｏｕｔを、今回のトリップ開始時からＳ２１２の処理で油温センサ８０が正常であると判定された時までの平均車速Ｖａｖｅおよび平均吸入空気温ＴＨＡａｖｅに対応する放熱量として放熱量マップを更新する。なお、放熱量マップの学習手法の詳細については上述したとおりであるのでここでの説明は繰り返さない。

ＥＣＵ４００は、変更フラグが「オン」に設定されるまでは、Ｓ２００〜Ｓ２１４の処理を繰り返して行なう。

一方、ＥＣＵ４００は、変更フラグが「オン」に設定されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、すなわちＳ２１４での放熱量マップの学習が繰り返されたことによって油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達した場合、Ｓ３００〜Ｓ３０８の処理を行なう。Ｓ３００〜Ｓ３０８の処理が上述の第２異常判定処理に相当する。すなわち、変更フラグが「オン」に設定された時点で、Ｓ２００〜Ｓ２１２の第１異常判定処理に代えて、Ｓ３００〜Ｓ３０８の第２異常判定処理が実行される。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ４００は、放熱量マップを用いて油温推定値ＴＨＯｅｓを算出する。すなわち、ＥＣＵ４００は、上述のＳ１２の処理と同様、発熱量Ｑを算出するとともに、今回のトリップ中における平均車速Ｖａｖｅおよび平均吸入空気温ＴＨＡａｖｅを検出し、検出結果に対応する放熱量Ｑｏｕｔを放熱量マップを参照して算出し、発熱量Ｑと放熱量Ｑｏｕｔとの差分に基づいて油温推定値ＴＨＯｅｓを算出する。

Ｓ３０２にて、ＥＣＵ４００は、油温検出値ＴＨＯｄｅを検出する。Ｓ３０４にて、ＥＣＵ４００は、油温検出値ＴＨＯｄｅと油温推定値ＴＨＯｅｓとの差分ΔＴＨＯが所定値よりも小さい状態が所定時間ｔ０継続しているか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ３０４にてＹＥＳ）、処理はＳ３０８に移される。そうでないと（Ｓ３０４にてＮＯ）、処理はＳ３０６に移される。

Ｓ３０６にて、ＥＣＵ４００は、油温センサ８０が異常であると判定する。Ｓ３０８にて、ＥＣＵ４００は、油温センサ８０が正常であると判定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るＥＣＵ４００が行なう油温センサ８０の異常判定について説明する。

＜変更フラグが「オフ」である場合＞
変更フラグは初期状態では「オフ」に設定されており、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達するまでは（Ｓ１４にてＮＯ）、変更フラグは「オフ」に維持される（Ｓ１４にてＮＯ、Ｓ１６）。

したがって、車両完成後からの数回あるいは数十回程度の初期のトリップ中においては、変更フラグが「オフ」であり（Ｓ１００にてＮＯ）、第１異常判定処理によって油温センサ８０のフェール判定が行なわれる（Ｓ２００〜Ｓ２１２）。すなわち、エンジン１００の始動後からＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態となった時点（Ｓ２００にてＹＥＳ、かつＳ２０２にてＹＥＳ、かつＳ２０４にてＹＥＳ）で、油温センサ８０のフェール判定が行なわれる（Ｓ２０８、Ｓ２１０、Ｓ２１２）。言い換えれば、第１異常判定処理では、エンジン１００の始動後からＡＴＦの温度ＴＨＯが十分に所定温度Ｔ０を越えている状態になるまでは、油温センサ８０のフェール判定は行なわれない。

そして、第１異常判定処理で油温センサ８０が正常と判定された場合（Ｓ２０８にてＹＥＳ、Ｓ２１２）、すなわち油温検出値ＴＨＯｄｅの検出精度が高い場合には、油温検出値ＴＨＯｄｅを用いて放熱量マップの学習処理が行なわれる（Ｓ２１４）。このように油温検出値ＴＨＯｄｅの検出精度が高い場合に限って油温検出値ＴＨＯｄｅを用いた放熱量マップの学習処理が行なわるため、放熱量マップの誤学習が適切に防止される。

また、推定が難しい放熱量マップを学習することで、放熱量マップの精度（放熱量Ｑｏｕｔと、平均車速Ｖａｖｅおよび平均吸入空気温ＴＨＡａｖｅとの対応関係の精度）を状況変化に対応させながら向上させることができる。本実施の形態においては、このような放熱量マップを用いて油温推定値ＴＨＯｅｓが算出される（Ｓ１２）ので、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度も向上させることができる。

また、放熱量マップの精度を車両完成後の学習によって向上させるため、ＡＴＦの放熱特性に影響を与えるすべての変動要因と放熱量Ｑｏｕｔとの対応関係を予めモデル化しておく必要はないので適合工数が低減される。

また、放熱量マップの学習処理を行なうために必要となる温度センサは、いずれも既設の油温センサ８０および吸入空気温センサ１１８であるため、たとえば自動変速機２００の周囲温度を検出する専用の温度センサを設ける必要はない。

＜変更フラグが「オン」である場合＞
上述の放熱量マップの学習（Ｓ２１２）が繰り返されることによって、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達すると（Ｓ１４にてＹＥＳ）、変更フラグは「オフ」から「オン」に変更される（Ｓ１５）。

そして、変更フラグが「オン」に変更された場合（Ｓ１００にてＮＯ）、その後のトリップにおいては、第１異常判定処理ではなく第２異常判定処理によって油温センサ８０のフェール判定が行なわれる（Ｓ３００〜Ｓ３０８）。すなわち、油温推定値ＴＨＯｅｓの算出精度が所定レベルに達した以後のトリップ中においては、油温推定値ＴＨＯｅｓを基準として、油温推定値ＴＨＯｅｓに対する油温検出値ＴＨＯｄｅの乖離度合いをモニタすることによって油温センサ８０のフェール判定が行なわれる。したがって、第２異常判定処理では、ＡＴＦが所定温度Ｔ０を越える前であっても油温センサ８０の異常判定を行なうことが可能である。そのため、油温センサ８０のフェール判定の精度を確保しつつ、第１異常判定処理に比べて、フェール判定時間を短縮するとともにフェール判定頻度を増加することができる。

以上のように、本実施の形態に係る油温センサの異常判定装置は、フェール判定時間が長い第１判定処理時によって油温センサのフェール判定を行なうとともに、ＡＴＦの放熱特性（放熱量）を第１判定処理で油温センサが正常と判定された時の平均外気温、平均車速をパラメータとして学習する。これにより、ＡＴＦの放熱特性を適切に学習できるので、多大な適合工数を費やすことなくＡＴＦの放熱特性を用いた油温の推定精度を向上させることができる。さらに、この学習を繰り返し、推定温度の算出精度が所定レベルに達した段階で、推定温度を基準として油温センサのフェール判定を行なう第２異常判定処理に切り替える。これにより、誤判定を適切に防止しつつ、フェール判定時間の短縮およびフェール判定頻度の増加を図ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両、１２ 駆動輪、１４ ディファレンシャルギヤ、１６ ドライブシャフト、５０ 車速センサ、５２ シフトレバー、５４ ポジションスイッチ、５６ アクセルペダル、５８ アクセル開度センサ、６０ ブレーキペダル、６２ ストロークセンサ、６４ スロットル開度センサ、６６ エンジン回転数センサ、７０ 入力軸回転数センサ、７２ 出力軸回転数センサ、８０ 油温センサ、１００ エンジン、１０２ 燃焼室、１０４ インジェクタ、１０６ イグニッションコイル、１０８ エンジン水温センサ、１１０ 吸気管、１１２ スロットルモータ、１１４ 電子スロットルバルブ、１１６ エアフロメータ、１１８ 吸入空気温センサ、１２０ 排気管、１２２ 空燃比センサ、１２４ 酸素センサ、１４０ 触媒、２００ 自動変速機、２１０ トルクコンバータ、２２０ 油圧回路、３００ プラネタリギヤユニット、４００ ＥＣＵ、４１０ 入力インターフェイス、４２０ 演算処理部、４２１ 油温推定部、４２２ 推定精度検証部、４２３ 第１判定部、４２４ 学習部、４２５ 第２判定部、４３０ 記憶部、４４０ 出力インターフェイス。

Claims (6)

1. 駆動力源の回転を変速する車両用の変速機の作動油の温度を検出する油温センサの異常判定装置であって、
   前記油温センサと、
   前記変速機の発熱に相関する車両状態量を検出する第１検出部と、
   前記作動油の放熱に相関する車両状態量を検出する第２検出部と、
   前記油温センサ、前記第１検出部、前記第２検出部に接続された制御ユニットとを含み、
   前記制御ユニットは、
   前記油温センサの検出温度と予め定められた温度とを比較した結果に基づいて前記油温センサが異常であるか否かを判定する第１判定処理を行なう第１判定部と、
   前記第１判定処理による前記油温センサの正常判定時に、前記発熱に相関する車両状態量に基づいて前記変速機の発熱量を算出し、前記発熱量と前記検出温度とに基づいて前記作動油の第１放熱量を算出し、前記第１判定処理による前記油温センサの正常判定時における前記第１放熱量と前記放熱に相関する車両状態量との対応関係を学習する学習部と、
   前記発熱に相関する車両状態量に基づいて前記発熱量を算出し、前記学習部の学習結果を用いて前記放熱に相関する車両状態量に対応する第２放熱量を算出し、前記発熱量と前記第２放熱量とに基づいて前記作動油の温度を推定する推定部とを含む、油温センサの異常判定装置。
2. 前記学習部は、前記第１判定処理による前記油温センサの正常判定が行われる度に前記第１放熱量と前記放熱に相関する車両状態量との対応関係を学習し、学習の度に得られた前記第１放熱量と前記放熱に相関する車両状態量との対応関係の複数の組合せを放熱マップとして記憶し、
   前記推定部は、前記放熱マップを参照して前記第２放熱量を算出する、請求項１に記載の油温センサの異常判定装置。
3. 前記発熱に相関する車両状態量には、前記駆動力源の作動履歴、前記変速機の作動履歴および前記車両の走行距離の少なくともいずれかが含まれ、
   前記放熱に相関する車両状態量には、前記車両の走行速度履歴および前記車両の外気温度履歴の少なくともいずれかが含まれる、請求項１または２に記載の油温センサの異常判定装置。
4. 前記異常判定装置は、前記検出温度と前記推定部によって推定された前記作動油の推定温度との差に基づいて、前記推定温度の精度が所定の目標精度に達したか否かを判定する精度判定部をさらに含み、
   前記第１判定部は、前記推定温度の精度が前記所定の目標精度に達していない場合に、前記第１判定処理を行ない、
   前記異常判定装置は、前記推定温度の精度が前記所定の目標精度に達した場合に、前記推定温度と前記検出温度との差に基づいて前記油温センサが異常であるか否かを判定する第２判定処理を行なう第２判定部をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の油温センサの異常判定装置。
5. 前記第１判定部は、前記推定温度の精度が前記所定の目標精度に達していない場合に、前記作動油の温度が前記予め定められた温度よりも高い温度に上昇していると予測される所定量に前記変速機の発熱に相関する車両状態量が達したか否かを判断し、前記所定量に前記変速機の発熱に相関する車両状態量が達したと判定した後に前記第１判定処理を行ない、
   前記第２判定部は、前記推定温度の精度が前記所定の目標精度に達した場合に、前記所定量に前記変速機の発熱に相関する車両状態量が達したか否かに関わらず、前記第２判定処理を行なう、請求項４に記載の油温センサの異常判定装置。
6. 駆動力源の回転を変速する車両用の変速機の作動油の温度を検出する油温センサの異常判定装置が行なう異常判定方法であって、前記異常判定装置には、前記油温センサと、前記変速機の発熱に相関する車両状態量を検出する第１検出部と、前記作動油の放熱に相関する車両状態量を検出する第２検出部とが接続され、
   前記異常判定方法は、
   前記油温センサの検出温度と予め定められた温度とを比較した結果に基づいて前記油温センサが異常であるか否かを判定する第１判定処理を行なうステップと、
   前記第１判定処理による前記油温センサの正常判定時に、前記発熱に相関する車両状態量に基づいて前記変速機の発熱量を算出し、前記発熱量と前記検出温度とに基づいて前記作動油の第１放熱量を算出し、前記第１判定処理による前記油温センサの正常判定時における前記第１放熱量と前記放熱に相関する車両状態量との対応関係を学習するステップと、
   前記発熱に相関する車両状態量に基づいて前記発熱量を算出し、前記学習部の学習結果を用いて前記放熱に相関する車両状態量に対応する第２放熱量を算出し、前記発熱量と前記第２放熱量とに基づいて前記作動油の温度を推定するステップと、
   前記油温センサの検出温度と前記作動油の温度を推定するステップで推定された前記作動油の推定温度との差に基づいて、前記推定温度の精度が所定の目標精度に達したか否かを判定するステップと、
   前記推定温度の精度が前記所定の目標精度に達した場合、前記第１判定処理に代えて、前記推定温度と前記油温センサの検出温度との差に基づいて前記油温センサが異常であるか否かを判定する第２判定処理を行なうステップとを含む、油温センサの異常判定方法。

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