JP2016118175A

JP2016118175A - 異常検出装置

Info

Publication number: JP2016118175A
Application number: JP2014259130A
Authority: JP
Inventors: 卓朗宮脇; Takuro Miyawaki; 山下　真司; Shinji Yamashita; 真司山下
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-30

Abstract

【課題】吸気管圧力センサまたは大気圧センサの異常を簡単かつ確実に検出すること。【解決手段】吸気管圧力センサ４８は、エンジン１２に設けられた吸気管３２の圧力を検知する。また、大気圧センサ６４は、大気圧を検知する。エンジンＥＣＵ５６は、エンジン１２が停止しているときに、吸気管圧力センサ４８の検知結果を取得する。ローカルＥＣＵ６２は、吸気管圧力センサ４８の検知結果と大気圧センサ６４の検知結果との差分を算出し、算出された差分が閾値以上であるときにエラーを報知する。【選択図】図１

Description

この発明は、異常検出装置に関し、特に、ブレーキ機構の動作に関わるセンサの異常を検出する、異常検出装置に関する。

真空倍力装置を用いた自動車のブレーキでは、エンジン等で発生させた負圧と大気圧との差分を利用してドライバのブレーキ踏力を助勢している。したがって、負圧センサおよび大気圧センサの各々の検知結果は、ブレーキ踏力とブレーキの利き具合との関係を把握する上で、重要なパラメータとなる。換言すれば、負圧センサまたは大気圧センサに異常が生じると、ブレーキ踏力とブレーキの利き具合との関係を正確に把握できず、自動車の安全運転が困難になるおそれがある。

また、大気圧センサを用いて大気圧を検知する場合、大気圧自身の変動が大きいことや、大気圧センサ自体が誤差を持つことから、検出した差分に異常があるか否かを大気圧センサ単独で判別することは難しい。

これを踏まえて、特許文献１では、前後加速度センサおよび車輪速度センサを利用して勾配角度および車体加速度を検出し、検出した勾配角度および車体加速度に基づいて高度変化量ひいては気圧変化量を推定し、そして気圧変化量の推定値から大気圧センサの異常を検出するようにしている。

特開２０１１−１１７７７０号公報

しかし、特許文献１では、大気圧センサの異常を検出するために複雑な演算が必要とされるという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単かつ確実にセンサの異常を検出することができる、異常検出装置を提供することである。

この発明に係る異常検出装置は、内燃機関に設けられた吸気管の圧力を検知する第１センサまたは大気圧を検知する第２センサの異常を検出する異常検出装置であって、第１センサの検知結果と第２センサの検知結果との差分を内燃機関が停止している状態で算出する算出手段、および算出手段によって算出された差分が閾値以上のときエラーを報知する報知手段を備える。

この発明に係る異常検出装置は、内燃機関に設けられた吸気管の圧力を検知する第１センサまたは大気圧を検知する第２センサの異常を検出する異常検出装置であって、吸気管を流れる空気量を調整するスロットルバルブ、第１センサの検知結果と第２センサの検知結果との差分をスロットルバルブの開度が第１閾値以上のときに算出する算出手段、および算出手段によって算出された差分が第２閾値以上のときエラーを報知する報知手段を備える。

内燃機関が停止している状態では、吸気管圧力は大気圧と一致する。これを踏まえて、内燃機関が停止しているときに吸気管圧力と大気圧との差分を算出し、算出された差分が閾値を上回るときにエラーを報知するようにしている。これによって、簡単かつ確実にセンサの異常を検出することができる。

また、吸気管圧力は、スロットルバルブの開度が大きいほど、大気圧に近づく。これを踏まえて、スロットルバルブの開度が第１閾値以上のときに吸気管圧力と大気圧との差分を算出し、算出された差分が第２閾値を上回るときにエラーを報知するようにしている。これによって、簡単かつ確実にセンサの異常を検出することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この実施例の車両の要部構成の一部を示すブロック図である。吸気管圧力および大気圧の推移の一例を示すグラフである。この実施例に適用されるエンジンＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。この実施例に適用されるローカルＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。（Ａ）はエンジン回転数の推移の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は吸気管圧力および大気圧の推移の一例を示すグラフである。吸気管圧力および大気圧の推移の一例を示すグラフである。他の実施例に適用されるローカルＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。

図１を参照して、この実施例の車両１０は、４ストローク型のエンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。気筒１４に設けられた燃焼室１６には、吸気バルブ１８を介して吸気管３２が接続され、排気バルブ２０を介して排気管３４が接続される。なお、図１では単一の気筒１４しか示していないが、エンジン１２は複数の気筒１４，１４，…を有する。吸気管３２は、吸気バルブ１８の上流の位置で各気筒１４に分岐する。

吸気管３２には、運転席に配置されたアクセルペダル５８の踏力に応じて開度が変わる単一のスロットルバルブ３６と、吸気管３２に燃料を噴射するべく各気筒１４に割り当てられた燃料噴射装置３８とが設けられる。スロットルバルブ３６よりも下流でかつ燃料噴射装置３８よりも上流の位置（吸気管３２の分岐位置）には、空気流量を平準化するためのサージタンク４６が設けられる。

吸気管３２にはまた、スロットルバルブ３６を迂回する単一のバイパス流路４０が接続される。また、バイパス流路４０には、ＩＳＣＶ４２が設けられる。ＩＳＣＶ４２はステッパモータ４４を駆動源とする電子開閉式のバルブであり、ＩＳＣＶ４２の開度はステッパモータ４４の回転位置に応じて変化する。バイパス流路４０内の空気流量は、このようなＩＳＣＶ４２の開度に依存する。

運転席に設けられたイグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、エンジンＥＣＵ５６によってエンジン１２が始動される。アイドル状態ではスロットルバルブ３６は閉じられており、空気はバイパス流路４０を経て燃焼室１６に供給される。バイパス流路４０内の空気流量つまりＩＳＣＶ４２の開度は、エンジン１２の回転数に基づいて制御される。また、燃料噴射装置３８から噴射される燃料の量は、ＩＳＣＶ４２の開度に基づいて制御される。

運転席に設けられたアクセルペダル５８が踏み込まれると、エンジンＥＣＵ５６によってスロットルバルブ３６が開かれる。吸気管３２内の空気流量は、ＩＳＣＶ４２およびスロットルバルブ３６の開度に依存する。燃料噴射装置３８から噴射される燃料の量は、吸気管３２内の空気流量（スロットルバルブ３６およびＩＳＣＶ４２の開度）に基づいて制御される。

吸入空気に燃料を混合した混合気は、吸気バルブ１８が開かれたときに燃焼室１６に供給される。供給された混合気は、コンロッド２６を介してクランクシャフト２８と結合されたピストン２２が上死点に達する直前に、点火プラグ２４によって点火される。ピストン２２は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト２８が回転する。また、混合気の燃焼後の空気つまり排ガスは、排気バルブ２０が開かれたときに排気管３４に排出される。

クランクシャフト２８にはフライホイール３０が装着され、クランクシャフト２８の回転数つまりエンジン１２の回転数のぶれはフライホイール３０によって抑制される。クランクシャフト２８の回転力はドライブシャフト（図示せず）に伝達され、これによって車両１０が前進または後退する。

運転席に設けられたブレーキペダル５４が踏み込まれると、ブレーキ踏力は真空倍力装置５２を介してブレーキ機構（図示せず）に伝達され、これによって車両１０が減速する。減速の後に車両１０が停止すると、エンジンＥＣＵ５６は、アイドルストップ条件が成立したとみなし、エンジン１２を停止させる。エンジン１２はアイドルストップ状態に遷移する。この状態でブレーキペダル５４から足が離されると、エンジンＥＣＵ５６は、アイドルスタート条件が成立したとみなし、エンジン１２を再始動する。

真空倍力装置５２の負圧室は、チェックバルブ５０を介して吸気管３２と接続される。負圧室の圧力は、チェックバルブ５０が設けられている分だけ、吸気管３２の圧力よりも高い。吸気管圧力センサ４８は、サージタンク４６の近傍に設けられて、吸気管３２の圧力を“Ｐ１”として検知する。検知した吸気管圧力Ｐ１は、エンジンＥＣＵ５６に与える。一方、大気圧センサ６４は、大気圧を“Ｐ２”として検知し、検知した大気圧Ｐ２をローカルＥＣＵ６２に与える。

また、ドアカーテシＳＷ６０は、ドアが開かれたときにオンされ、ドアが閉じられたときにオフされる。エンジンＥＣＵ５６は、ドアカーテシＳＷ６０のオン／オフ状態も検知する。さらに、エンジンＥＣＵ５６は常時起動する一方、ローカルＥＣＵ６２はＩＧオン操作からＩＧオフ操作までの期間だけ起動する。ＩＧオン操作に応答して起動したローカルＥＣＵ６２は、エンジンＥＣＵ５６との間でＣＡＮ通信を確立する。

真空倍力装置５２は、吸気管３２の圧力と大気圧との差分を利用してドライバのブレーキ踏力を助勢する。したがって、吸気管３２の圧力および大気圧は、ブレーキ踏力とブレーキ機構の利き具合との関係を把握する上で、重要なパラメータとなる。換言すれば、吸気管圧力センサ４８または大気圧センサ６４に異常が生じると、ブレーキ踏力とブレーキ機構の利き具合との関係を正確に把握できず、自動車の安全運転が困難になるおそれがある。

そこで、この実施例では、図３に示す処理をエンジンＥＣＵ５６に実行させ、図４に示す処理をローカルＥＣＵ６２に実行させることで、吸気管圧力センサ４８または大気圧センサ６４の異常を検出するようにしている。したがって、この発明の異常検出装置は、エンジンＥＣＵ５６およびローカルＥＣＵ６２によって構成される。

なお、図３に示す処理は繰り返し実行され、図４に示す処理はローカルＥＣＵ６２の起動直後（エンジン１２は停止中）に１回だけ実行される。また、図３に示す処理に対応するプログラムはメモリ５６ｍに記憶され、図４に示す処理に対応するプログラムはメモリ６２ｍに記憶される。

図３を参照して、ステップＳ１では現タイミングがＩＧオン操作前のタイミングであるか否か（エンジン１２が停止しているか否か）を判別し、ステップＳ３ではドアカーテシＳＷ６０がオフ状態からオン状態に遷移したか否か（ドアが開かれたか否か）を判別する。ステップＳ１またはＳ３の判別結果がＮＯであれば、速やかに今回の処理を終了する。これに対して、ステップＳ１およびＳ３の両方の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ５に進み、吸気管圧力センサ４８によって検知された吸気管圧力Ｐ１を取得する。取得した吸気管圧力Ｐ１は、メモリ５６ｍに保存される。今回の処理は、吸気管圧力Ｐ１が保存された後に終了する。

図４を参照して、ステップＳ１１ではエンジンＥＣＵ５６とのＣＡＮ通信を確立し、ステップＳ１３ではメモリ５６ｍに保存された吸気管圧力Ｐ１をエンジンＥＣＵ５６を介して取得する。ステップＳ１５では、大気圧センサ６４によって検知された大気圧Ｐ２を取得する。エンジン１２が停止しているとき、吸気管圧力Ｐ１および大気圧Ｐ２は、たとえば図２に示すように推移する。ステップＳ１７では吸気管圧力Ｐ１と大気圧Ｐ２との差分ΔＰを算出し、ステップＳ１９では算出された差分ΔＰが閾値ＴＨｐ１以上であるか否かを判別する。

判別結果がＮＯであれば吸気管圧力センサ４８および大気圧センサ６４のいずれも正常であるとみなし（差分ΔＰは誤差の範囲内であるとみなし）、そのまま今回の処理を終了する。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、吸気管圧力センサ４８または大気圧センサ６４に異常が生じているとみなし、ステップＳ２１で音声によってドライバにエラーを報知する。今回の処理は、エラーが報知された後に終了する。

エンジン１２が停止している状態では、吸気管３２の圧力は大気圧と一致する。これを踏まえて、この実施例では、エンジン１２が停止しているときに吸気管圧力Ｐ１と大気圧Ｐ２との差分ΔＰを算出し、算出された差分ΔＰが閾値ＴＨｐ１以上であるときにエラーを報知するようにしている。これによって、吸気管圧力センサ４８または大気圧センサ６４の異常を簡単かつ確実に検出することができる。

なお、吸気管３２の圧力は、アイドルストップ状態においても大気圧と一致する。つまり、アイドル状態からアイドルストップ状態に遷移すると、エンジン１２の回転数は図５（Ａ）に示すように変化し、吸気管圧力Ｐ１は図５（Ｂ）に示すように変化する。したがって、図４に示す処理は、アイドルストップ状態への遷移に応答して１回だけ実行するようにしてもよい。ただし、アイドルストップ状態に遷移した時点の車両１０の高度は、ＩＧオン操作が行われた時点の車両１０の高度と異なる可能性がある。このため、好ましくは、吸気管圧力Ｐ１は、アイドルストップ状態に遷移した時点で取得し直される。

また、吸気管３２の圧力は、スロットルバルブ３６の開度が増大するほど、大気圧に近づく（図６参照）。したがって、図４に示す処理に代えて図７に示す処理を繰り返し実行することによっても、吸気管圧力センサ４８または大気圧センサ６４の異常を簡単かつ確実に検出することができる。

図７を参照して、ステップＳ３１では図４に示すステップＳ１１と同じ処理を実行し、ステップＳ３３ではスロットルバルブ３６の開度をエンジンＥＣＵ５６を通して検出する。ステップＳ３５では検出された開度が閾値ＴＨｓ以上であるか否かを判別し、判別結果がＮＯであれば今回の処理を速やかに終了する一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ３７でエンジンＥＣＵ５６を通して最新の吸気管圧力Ｐ１を検出する。ステップＳ３９〜Ｓ４１では図４に示すステップＳ１５〜Ｓ１７と同じ処理を実行し、ステップＳ４３では差分ΔＰが閾値ＴＨｐ２以上であるか否かを判別する。

判別結果がＮＯであれば吸気管圧力センサ４８および大気圧センサ６４のいずれも正常であるとみなし、そのまま今回の処理を終了する。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、吸気管圧力センサ４８または大気圧センサ６４に異常が生じているとみなし、ステップＳ４５で音声によってドライバにエラーを報知する。今回の処理は、エラーが報知された後に終了する。

１０ …車両
１２ …エンジン
１８ …吸気バルブ
２０ …排気バルブ
３８ …スロットルバルブ
４８ …吸気管圧力センサ
５２ …真空倍力装置
５４ …ブレーキペダル
５６ …エンジンＥＣＵ
６２ …ローカルＥＣＵ
６４ …大気圧センサ

Claims

内燃機関に設けられた吸気管の圧力を検知する第１センサまたは大気圧を検知する第２センサの異常を検出する異常検出装置であって、
前記第１センサの検知結果と前記第２センサの検知結果との差分を前記内燃機関が停止している状態で算出する算出手段、および
前記算出手段によって算出された差分が閾値以上のときエラーを報知する報知手段を備える、異常検出装置。
内燃機関に設けられた吸気管の圧力を検知する第１センサまたは大気圧を検知する第２センサの異常を検出する異常検出装置であって、
前記吸気管を流れる空気量を調整するスロットルバルブ、
前記第１センサの検知結果と前記第２センサの検知結果との差分を前記スロットルバルブの開度が第１閾値以上のときに算出する算出手段、および
前記算出手段によって算出された差分が第２閾値以上のときエラーを報知する報知手段を備える、異常検出装置。