JP7363708B2 - 動力伝達装置の異常判定装置 - Google Patents
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Description
摩擦係合要素を有するとともに、車両の動力源から出力された動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置と、前記動力伝達装置内を循環するオイルの温度である油温を検出する油温センサと、を備える車両に適用され、実行装置と、記憶装置と、を備え、前記記憶装置は、前記油温センサの検出値である油温検出値の時系列データに応じたデータである油温関連データが入力変数として入力されたときに、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを特定する出力変数を出力する写像を規定するデータであって、機械学習によって学習されたデータを含む写像データを記憶しており、前記実行装置は、前記入力変数を取得する取得処理と、前記取得処理で取得した前記入力変数を前記写像に入力することによって当該写像から出力された前記出力変数を基に、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを判定する異常判定処理と、を実行する動力伝達装置の異常判定装置である。
ここで、摩擦係合要素に何らかの異常が発生した場合における当該摩擦係合要素の発熱量は、異常が発生していない場合における発熱量と異なる。発熱量が変わると、油温の推移が変わる。そのため、油温検出値の時系列データに応じた油温関連データを解析することにより、摩擦係合要素に異常が発生しているか否かの予測が可能となる。
以下、動力伝達装置の異常判定装置の第1実施形態を図1~図8に従って説明する。
まず、異常判定装置を備える車両の概略構成について説明する。
・ロックアップクラッチ75の焼き付き。
・ロックアップクラッチ75の係合不良。
・ロックアップクラッチ75の固着。
図6に破線で示す油温検出値Toilの時系列データは、ロックアップクラッチ75を係合状態にしても異常が発生しない場合の油温検出値Toilの推移を示している。図6に実線で示す油温検出値Toilの時系列データは、ロックアップクラッチ75を係合状態にした際に焼き付きが発生した場合の油温検出値Toilの推移を示している。本実施形態では、油温検出値Toilの時系列データが取得されると、油温検出値Toilの時系列データを基に、図7及び図8に示すような油温関連データRDToilが生成される。すなわち、時系列データの取得中に焼き付きが発生したか否かによって、生成される油温関連データRDToilが異なる。すなわち、油温関連データRDToilの各カウント値Cnt(1)~Cnt(5)において、数値の大きさのばらつきが異なる。
(1-1)本実施形態では、油温関連データRDToilを入力変数とし、ロックアップクラッチ75に異常が発生しているか否かを特定する出力変数Yを出力する写像を規定する写像データが記憶装置93に記憶されている。そして、変速装置40が作動しているときに、取得した入力変数を写像に入力させることによって当該写像から出力される出力変数Yを基に、ロックアップクラッチ75に異常が発生しているか否かが判定される。したがって、臭いセンサの検出値を用いることなく、ロックアップクラッチ75に異常が発生しているか否かを判定できる。
臭いセンサの検出値を用いて異常判定を行う場合、オイルが劣化してオイルが発する臭い成分が変わるまでは異常の発生を検出できない。これに対し、本実施形態では、油温検出値Toilの推移が変わったタイミングで、異常の発生の検出が可能となる。そのため、異常の早期発見が可能となる。
(1-6)例えばロックアップクラッチ75を係合状態とする場合、入力側要素78の回転速度、出力側要素77の回転速度、及び、入力側要素78と出力側要素77との回転速度差によって、ロックアップクラッチ75の発熱量が変わりうる。そこで、本実施形態では、入力側要素78の回転速度に相当する機関回転数NE、出力側要素77の回転速度に相当する入力軸回転数Nat、及び、回転速度差ΔNtcを写像の入力変数としている。すなわち、当該写像から出力される出力変数Yは、機関回転数NE、入力軸回転数Nat及び回転速度差ΔNtcを考慮した変数である。そのため、このような出力変数Yを用いてロックアップクラッチ75に異常が発生しているか否かを判定することにより、当該判定の精度を高くできる。
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(2-1)ロックアップクラッチ75に異常が発生している場合であっても、ロックアップクラッチ75の動作状態が異なれば、油温検出値Toilの推移が異なる可能性がある。そこで、本実施形態では、ロックアップクラッチ75の動作状態に対して個別に対応する複数の写像データDM11,DM12,DM13,DM14が予め用意されている。複数の写像データDM11,DM12,DM13,DM14の中から、そのときの動作状態に応じた写像データが選択され、当該写像データによって規定される写像に対して入力変数が入力される。そして、当該写像から出力された出力変数Y(SV)を基に、ロックアップクラッチ75に異常が発生しているか否かが判定される。このように動作状態に応じて写像データを使い分けることにより、判定の精度を高くできる。
以下、第3実施形態について、第1実施形態及び第2実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(3-1)変速装置40に異常が発生していなくても、変速装置40の特性の経年変化の度合いによって変速装置40の発熱量が変わりうる。そこで、本実施形態では、変速装置40の特性の経年変化の度合いに応じた複数の写像データDM21,DM22,DM23,…が予め用意されている。複数の写像データDM21,DM22,DM23,…の中から、そのときの特性の経年変化の度合いに応じた写像データが選択され、当該写像データによって規定される写像に対して入力変数が入力される。そして、当該写像から出力された出力変数Y(AGI)を基に、ロックアップクラッチ75に異常が発生したか否かが判定される。このように特性の経年変化の度合いに応じて写像データを使い分けることにより、判定の精度を高くできる。
上記各実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1]異常判定装置は、制御装置90に対応する。車両の動力源は、内燃機関10に対応する。駆動輪は、駆動輪60に対応する。動力伝達装置は、変速装置40に対応する。摩擦係合要素は、ロックアップクラッチ75に対応する。油温センサは、油温センサ103に対応する。車両は、車両VCに対応する。実行装置は、CPU91及びROM92に対応する。記憶装置は、記憶装置93に対応する。油温検出値は、油温検出値Toilに対応する。油温関連データは、油温関連データRDToilに対応する。写像データは、図1に示す写像データDM1,DM2,DM3、図9に示す写像データDM11,DM12,DM13,DM14、及び、図12に示す写像データDM21,DM22,DM23,…に対応する。取得処理は、図4及び図5におけるステップS13~S23の各処理、図10及び図11におけるステップS53~S63の各処理、及び、図13及び図14におけるステップS93~S103の各処理に対応する。異常判定処理は、図4及び図5におけるステップS27~S41の各処理、図10及び図11におけるステップS73~S79の各処理、及び、図13及び図14におけるステップS111~S117の各処理に対応する。[2]検出値取得処理は、図4におけるステップS13~S17の各処理、図10及び図11におけるステップS53~S57の各処理、及び、図13及び図14におけるステップS93~S97の各処理に対応する。関連データ生成処理は、図4及び図5におけるステップS19,S21の各処理、図10及び図11におけるステップS59,S61の各処理、及び、図13及び図14におけるステップS99,S101の各処理に対応する。[3]正規化油温検出値は、正規化油温検出値ToilNに対応する。[4]車速は、車速SPDに対応する。[5]クラッチは、ロックアップクラッチ75に対応する。入力側の要素は、入力側要素78に対応する。出力側の要素は、出力側要素77に対応する。入力側の要素の回転速度は、機関回転数NEに対応する。出力側の要素の回転速度は、入力軸回転数Natに対応する。入力側の要素と出力側の要素との回転速度差は、回転速度差ΔNtcに対応する。[6]入力部は、フロントカバー71に対応する。出力部は、入力軸81に対応する。入出力回転速度差は、回転速度差ΔNtcに対応する。発熱量の算出値は、発熱量算出値CVtcに対応する。[7]係合力は、係合力EFtcに対応する。[8]パッククリアランスは、パッククリアランスPCtcに対応する。[9]加速度センサは、加速度センサ105に対応する。加速度センサの検出値は、車両加速度Gに対応する。[10]異常判定処理は、図4及び図5において、判定係数MPが「1」である場合におけるステップS31~S37の各処理に対応する。[11]異常判定処理は、図4及び図5において、判定係数MPが「2」である場合におけるステップS31~S37の各処理に対応する。[12]異常判定処理は、図4及び図5において、判定係数MPが「3」である場合におけるステップS31~S37の各処理に対応する。[13]第1写像データは、写像データDM1に対応する。第2写像データは、写像データDM2に対応する。第3写像データは、写像データDM3に対応する。[14]第1写像データは、各写像データDM11,DM12,DM13,DM14のうち、1つの写像データに対応する。第2写像データは、各写像データDM11,DM12,DM13,DM14のうち、第1写像データ以外の写像データに対応する。データ選択処理は、図10及び図11におけるステップS71に対応する。異常判定処理は、図10及び図11におけるステップS73~S79の各処理に対応する。[15]写像データは、写像データDM21,DM22,DM23,…に対応する。データ選択処理は、図13及び図14におけるステップS109に対応する。異常判定処理は、図13及び図14におけるステップS111~S117の各処理に対応する。
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記各実施形態において、写像の活性化関数は例示であり、上記各実施形態の例に限らない。例えば、写像の活性化関数として、ロジスティックジグモイド関数を採用してもよい。
・上記各実施形態において、ニューラルネットワークとして、全結合順伝搬型のニューラルネットワークを例示したが、これに限らない。例えば、ニューラルネットワークとして、回帰結合型ニューラルネットワークを採用してもよい。後述するように、上記油温関連データRDToilでなく、正規化油温検出値ToilNの時系列データや油温検出値Toilの時系列データを写像の入力変数とする場合には、回帰結合型ニューラルネットワークを採用するとよい。
・上記第2実施形態において、各写像データDM11,DM12,DM13,DM14によって規定される写像は、ロックアップクラッチ75の異常の種類まで判別できるような出力変数を出力するものであってもよい。この場合、出力変数の大きさは、異常の種類、すなわち焼き付きの発生、係合不良の発生、固着の発生に応じた大きさとなる。
・上記第1実施形態において、記憶装置93に写像データDM1が記憶されているのであれば、写像データDM2,DM3は記憶装置93に記憶されていなくてもよい。この場合であっても、ロックアップクラッチ75で焼き付きが発生しているか否かを判定することはできる。
・入力変数は、車両加速度Gを含まなくてもよい。
・入力変数は、パッククリアランスPCtcを含まなくてもよい。
・変速装置40が、係合力EFtc、又は係合力EFtcの相関値を検出できるセンサを備えているのであれば、当該センサの検出値を係合力EFtcとしてもよい。
・変速装置40が、ロックアップクラッチ75の発熱量、又は発熱量の相関値を検出できるセンサを備えているのであれば、当該センサの検出値を入力変数としてもよい。
・入力変数は、入力側要素78の回転速度である機関回転数NE、出力側要素77の回転速度である入力軸回転数Nat、及び、回転速度差ΔNtcの何れをも含まなくてもよい。
「異常判定処理について」
・上記第1実施形態において、焼き付きが発生したとの判定をなした場合、係合不良が発生したとの判定をなした場合、及び、固着が発生したとの判定をなした場合の何れにおいても、ロックアップクラッチ75で異常が発生した旨を記憶装置93に記憶するようにしてもよい。すなわち、異常が発生した旨を記憶装置93に記憶できるのであれば、その内容は記憶装置93に記憶しなくてもよい。
・上記各実施形態では、油温関連データRDToilは、「5個」のカウント値Cnt(1)~Cnt(5)で構成されているが、カウント値の数は「5個」に限らない。例えば、「0」から「1」までの数値の領域を「0.1」毎に分割した場合、油温関連データRDToilは、「10個」のカウント値Cnt(1)~Cnt(10)からなるデータとするとよい。
「経年変化の度合いについて」
・上記第3実施形態では、車両VCの走行距離を基に変速装置40の特性の経年変化の度合いを推定していたが、これに限らない。例えば、ロックアップクラッチ75の動作回数やロックアップクラッチ75の動作状態が係合状態であった場合の時間の総計を基に、変速装置40の特性の経年変化の度合いを推定するようにしてもよい。
・実行装置としては、CPU91とROM92とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。例えば、上記各実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路を備えてもよい。専用のハードウェア回路としては、例えば、ASICを挙げることができる。ASICとは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記である。すなわち、実行装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。
(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROMなどのプログラム格納装置とを備えている。
(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。
(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備えている。ここで、処理装置及びプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置、及び、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。
・動力伝達装置は、摩擦係合要素を備えているのであれば、有段式の変速装置に限らない。例えば、動力伝達装置は、無段式の変速装置であってもよい。
・摩擦係合要素は、ロックアップクラッチ75に限らない。例えば、摩擦係合要素は、変速機構80の第1クラッチC1であってもよいし、第2クラッチC2であってもよいし、ブレーキ機構B1であってもよい。
・車両は、ハイブリッド車両であってもよい。また、車両は、モータジェネレータを備えるものの内燃機関を備えない車両であってもよい。この場合、モータジェネレータが、車両の動力源に対応することになる。
40…変速装置
60…駆動輪
71…フロントカバー
75…ロックアップクラッチ
77…出力側要素
78…入力側要素
80…変速機構
81…入力軸
90…制御装置
91…CPU
92…ROM
93…記憶装置
103…油温センサ
105…加速度センサ
C1…第1クラッチ
C2…第2クラッチ
B1…ブレーキ機構
VC…車両
Claims (13)
- 摩擦係合要素を有するとともに、車両の動力源から出力された動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置と、前記動力伝達装置内を循環するオイルの温度である油温を検出する油温センサと、を備える車両に適用され、
実行装置と、記憶装置と、を備え、
前記記憶装置は、前記油温センサの検出値である油温検出値の時系列データに応じたデータである油温関連データが入力変数として入力されたときに、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを特定する出力変数を出力する写像を規定するデータであって、機械学習によって学習されたデータを含む写像データを記憶しており、
前記実行装置は、
前記入力変数を取得する取得処理と、
前記取得処理で取得した前記入力変数を前記写像に入力することによって当該写像から出力された前記出力変数を基に、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを判定する異常判定処理と、を実行し、
前記取得処理は、
所定の計測期間内で検出サイクル毎に検出された複数の前記油温検出値を含む前記油温検出値の時系列データを取得する検出値取得処理と、
前記油温検出値の時系列データに含まれる複数の前記油温検出値を正規化することによって、前記油温関連データを生成する関連データ生成処理と、を含み、
前記油温検出値を正規化した値を、正規化油温検出値とした場合、
前記実行装置は、前記関連データ生成処理において、
前記油温検出値の時系列データに含まれる複数の前記油温検出値を正規化することによって、複数の前記正規化油温検出値を含む前記正規化油温検出値の時系列データを導出し、当該正規化油温検出値の時系列データに含まれる複数の前記正規化油温検出値の数値の大きさの分布を示すデータを、前記油温関連データとして生成する
動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記入力変数は、車速を含む
請求項1に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記動力伝達装置は、前記摩擦係合要素としてクラッチを備えるものであり、
前記入力変数は、前記クラッチの入力側の要素の回転速度、前記クラッチの出力側の要素の回転速度、及び、前記入力側の要素と前記出力側の要素との回転速度差のうちの少なくとも1つを含む
請求項1又は請求項2に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記摩擦係合要素にトルクを入力する入力部と、前記摩擦係合要素からトルクが出力される出力部との回転速度差を、入出力回転速度差とした場合、
前記入力変数は、前記摩擦係合要素に入力されるトルクと、前記入出力回転速度差との積を基に算出される前記摩擦係合要素の発熱量の算出値を含む
請求項1~請求項3のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記入力変数は、前記摩擦係合要素の係合力を含む
請求項1~請求項4のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記入力変数は、前記摩擦係合要素のパッククリアランスを含む
請求項1~請求項5のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記入力変数は、前記車両に搭載されている加速度センサの検出値を含む
請求項1~請求項6のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記写像は、前記摩擦係合要素で焼き付きが発生しているか否かを特定する出力変数を出力するものであり、
前記実行装置は、前記異常判定処理において、前記取得処理で取得した前記入力変数を前記写像に入力することによって当該写像から出力された前記出力変数を基に、前記摩擦係合要素で焼き付きが発生しているか否かを判定する
請求項1~請求項7のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記写像は、前記摩擦係合要素で係合不良が発生するか否かを特定する出力変数を出力するものであり、
前記実行装置は、前記異常判定処理において、前記取得処理で取得した前記入力変数を前記写像に入力することによって当該写像から出力された前記出力変数を基に、前記摩擦係合要素の係合不良が発生するか否かを判定する
請求項1~請求項8のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記写像は、前記摩擦係合要素で固着が発生しているか否かを特定する出力変数を出力するものであり、
前記実行装置は、前記異常判定処理において、前記取得処理で取得した前記入力変数を前記写像に入力することによって当該写像から出力された前記出力変数を基に、前記摩擦係合要素で固着が発生しているか否かを判定する
請求項1~請求項9のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記記憶装置は、複数の写像データを記憶しており、
複数の前記写像データのうち、
第1写像データは、前記入力変数が入力されたときに、前記摩擦係合要素で焼き付きが発生しているか否かを特定する出力変数を出力する写像を規定するものであり、
第2写像データは、前記入力変数が入力されたときに、前記摩擦係合要素で係合不良が発生するか否かを特定する出力変数を出力する写像を規定するものであり、
第3写像データは、前記入力変数が入力されたときに、前記摩擦係合要素で固着が発生しているか否かを特定する出力変数を出力する写像を規定するものである
請求項1~請求項7のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記記憶装置は、前記摩擦係合要素の動作状態の各々に対して個別に対応する複数の写像データを記憶しており、
複数の前記写像データのうち、
第1写像データは、前記摩擦係合要素の動作状態が第1動作状態であるときの前記油温関連データが入力変数として入力されたときに、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを特定する出力変数を出力する写像を規定するデータであり、
第2写像データは、前記摩擦係合要素の動作状態が前記第1動作状態とは異なる第2動作状態であるときの前記油温関連データが入力変数として入力されたときに、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを特定する出力変数を出力する写像を規定するデータであり、
前記実行装置は、
前記記憶装置に記憶されている複数の前記写像データの中から、前記摩擦係合要素の動作状態に応じた前記写像データを選択するデータ選択処理を実行し、
前記異常判定処理において、前記取得処理で取得した前記入力変数を、前記データ選択処理で選択した前記写像データによって規定される前記写像に入力することによって当該写像から出力された前記出力変数を基に、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを判定する
請求項1~請求項10のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。 - 前記記憶装置は、前記動力伝達装置の特性の経年変化の度合いに応じた複数の写像データを記憶しており、
前記実行装置は、
前記記憶装置に記憶されている複数の前記写像データの中から、前記動力伝達装置の特性の経年変化の度合いに応じた前記写像データを選択するデータ選択処理を実行し、
前記異常判定処理において、前記取得処理で取得した前記入力変数を、前記データ選択処理で選択した前記写像データによって規定される前記写像に入力することによって当該写像から出力された前記出力変数を基に、前記摩擦係合要素に異常が発生しているか否かを判定する
請求項1~請求項10のうち何れか一項に記載の動力伝達装置の異常判定装置。
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