CN104136755B - 恶劣道路判定装置 - Google Patents

Abstract

恶劣道路判定装置(100)搭载在具有内燃机(10)的车辆(1)中，该内燃机(10)具有曲轴转角传感器(31)。该恶劣道路判定装置具有判定机构(20)，该判定机构(20)将根据内燃机的转速预先设定的所述曲轴转角传感器的输出的一个脉冲的振幅变动量即第1振幅变动量和自曲轴转角传感器实际输出的一个脉冲的振幅变动量即第2振幅变动量进行比较，而判定车辆正在行驶的道路是否为恶劣道路。

Description

恶劣道路判定装置

技术领域

本发明涉及对例如汽车等车辆正在行驶的道路是否为恶劣道路进行判定的恶劣道路判定装置的技术领域。

背景技术

作为该种装置，例如提出了一种根据曲轴转角传感器的旋转速度的频率解析结果，进行恶劣道路判定的装置(参照专利文献1)。或者，提出了如下这种装置：在持续了例如6m秒以上的、车轮加减速度为设定加减速度以上的值的状态时，设置标记，当该标记在设定时间内成为规定次数以上时，判定为正在恶劣道路上行驶(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006–347340号公报

专利文献2：日本特开平11–078840号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所述的技术中，曲轴转角传感器的旋转速度根据几次的曲轴转角传感器的输出值的间隔求出，所以存在如下的技术问题：在发动机的转速为低速的旋转区域，到输出恶劣道路判定的结果为止要耗费比较长的时间。而且，在专利文献1所述的技术中存在如下的技术问题：当发动机的转速发生变动时，不能实施恶劣道路判定。在专利文献2所述的技术中也存在如下的技术问题：到输出恶劣道路判定的结果为止要耗费比较长的时间。

本发明是鉴于例如上述问题而做成的，目的在于提供一种即使在比较短的期间且存在发动机的转速变动的情况下，也能判定是否为恶劣道路的恶劣道路判定装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的恶劣道路判定装置搭载在具有内燃机的车辆中，该内燃机具有曲轴转角传感器，该恶劣道路判定装置具有判定机构，该判定机构将根据上述内燃机的转速预先设定的上述曲轴转角传感器的输出的一个脉冲的振幅变动量即第1振幅变动量和自上述曲轴转角传感器实际输出的一个脉冲的振幅变动量即第2振幅变动量进行比较，而判定上述车辆正在行驶的道路是否为恶劣道路。

采用本发明的恶劣道路判定装置，该恶劣道路判定装置搭载在例如汽车等车辆中。该车辆具有例如作为发动机等的内燃机。在该内燃机中设置有曲轴转角传感器，该曲轴转角传感器包括安装于曲轴的圆板，和与形成在该圆板的外周的齿相对应地输出脉冲信号的信号输出部。

例如包括存储器、处理器和比较器等而构成的判定机构，将根据内燃机的转速预先设定的曲轴转角传感器的输出的一个脉冲的振幅变动量即第1振幅变动量和自曲轴转角传感器实际输出的一个脉冲的振幅变动量即第2振幅变动量进行比较，判定车辆正在行驶的道路是否为恶劣道路。

通过实验或模拟来构筑例如决定内燃机的转速与一个脉冲的振幅变动量的关系的映射等，根据内燃机的当下的转速和该映射来特定第1振幅变动量较好。

根据本申请的发明人的研究，明确了以下事项。即，当车辆正在恶劣道路上行驶的情况下，根据曲轴转角传感器求得的曲轴转角存在偏差。若能够检测到正在恶劣道路上行驶，则能够利用伪信号或倍增处理进行各种控制的正时的算出。而若不能在行驶过程中(过渡时等包括非恒定速度的情况)进行恶劣道路判定，则导致例如因点火正时的偏差而发生的排气恶化、油耗增加，从排气限制的方面考虑，也可能成为问题。另外，当缸内压传感器的正时偏差1deg时，扭矩推测量约偏差7％，所以可能对包括变速器在内的控制系统整体产生不良影响。

如上所述，曲轴转角传感器包括信号输出部和安装于曲轴的圆板。当车辆在正常路上行驶的情况下，圆板与信号输出部之间的距离(即，间距)基本不变。而当车辆在恶劣道路上行驶的情况下，起因于由路面引发的车辆的振动，该间距较大地变动。结果，当车辆在恶劣道路上行驶的情况下，自信号输出部输出的脉冲信号的振幅值的变动也增大。

另外，即使在车辆在正常路上行驶的情况下，脉冲信号的振幅值也随着内燃机的转速的变化而变化。因此，采用在进行内燃机的转速变动比较大的低速旋转时使用多个脉冲信号进行恶劣道路判定的例如专利文献1等所述的技术，难以进行恶劣道路判定。

为此，在本发明中，利用判定机构比较第1振幅变动量与第2振幅变动量，判定车辆行驶的道路是否为恶劣道路。在本发明中，特别是利用每个脉冲的振幅值来进行恶劣道路判定，所以即使内燃机的转速比较低，也能判定是否为恶劣道路。另外，由于能够利用一个脉冲的振幅值进行恶劣道路判定，所以能够在比较短的期间内判定是否为恶劣道路。

在本发明的恶劣道路判定装置的一技术方案中，上述判定机构将上述第1振幅变动量和从上述第2振幅变动量中将起因于上述内燃机的转速的振幅值减掉后得到的值即差分值进行比较，判定上述车辆正在行驶的道路是否为恶劣道路。

采用该技术方案，能够比较容易地进行恶劣道路判定。

在该技术方案中，上述判定机构可以在上述差分值随着上述车辆的速度的变化而变化时，比较上述差分值和上述第1振幅变动量，判定上述车辆正在行驶的道路是否为恶劣道路。

若这样构成，则能够提高是否为恶劣道路的判定的精度，在实际应用上非常有利。

在本发明的恶劣道路判定装置的另一技术方案中，上述判定机构在上述第1振幅变动量与上述第2振幅变动量的差分为规定值以上时，判定为上述车辆正在行驶的道路是恶劣道路。

采用该技术方案，能够比较容易地进行恶劣道路判定。

在本发明的恶劣道路判定装置的另一技术方案中，上述判定机构在上述第1振幅变动量与上述第2振幅变动量的差分随着上述车辆的速度的变化而变化时，判定为上述车辆正在行驶的道路是恶劣道路。

采用该技术方案，能够比较容易地进行恶劣道路判定。

本发明的作用及其他优点可以从以下说明的实施用的方式得到明确。

附图说明

图1是表示第1实施方式的车辆的主要部分结构的框图。

图2是大概地表示第1实施方式的曲轴转角传感器的结构的结构图。

图3是曲轴转角传感器信号的一例。

图4是按照每个条件来表示曲轴转角传感器信号的振幅变化的图。

图5是表示第1实施方式的恶劣道路判定处理的流程图。

图6是规定ΔX阈值的映射的一例。

图7是表示第2实施方式的恶劣道路判定处理的流程图。

图8是对起因于发动机的转速变动的振幅变动值进行规定的映射的一例。

图9是表示第3实施方式的恶劣道路判定处理的流程图。

图10是规定阈值A的映射的一例。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的恶劣道路判定装置的实施方式。

第1实施方式

参照图1至图6说明第1实施方式的恶劣道路判定装置。

车辆的结构

首先，参照图1对搭载有第1实施方式的恶劣道路判定装置100的车辆1进行说明。图1是表示第1实施方式的车辆的主要部分结构的框图。另外，在图1中，为了方便说明，适当地省略表示车辆的详细的构件，只图示直接相关的构成构件。

在图1中，车辆1构成为包括：作为本发明的“内燃机”的一例的发动机10、和控制该发动机10的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)20。另外，车辆1也可以除了发动机10以外，还具有驱动用的电动机(即，车辆1也可以是混合动力车辆)。

在发动机10中设置有：将该发动机10的曲轴转角检测出来的曲轴转角传感器31，和将该发动机10的凸轮转角检测出来的凸轮转角传感器32。另外，在本实施方式中，发动机10是具有4个缸的4缸发动机，但本发明不限定于该4缸发动机，例如也可以是6缸、8缸、10缸、12缸、16缸等的各种发动机。

这里，关于曲轴转角传感器31，参照图2和图3加以说明。图2是大概地表示第1实施方式的曲轴转角传感器的结构的结构图。图3是曲轴转角传感器信号的一例。

在图2中，在曲轴101上设置有沿图中的箭头方向旋转的曲柄转子102。在曲柄转子102的外周设置有：例如以每隔10度CA的等角度间隔形成的齿部102a，和以2个齿的量连续地形成缺齿的缺齿部102b，来作为曲轴转角检出用的构件。

曲轴转角传感器31构成为包括传感器部311和信号处理部312，上述传感器部311与各齿部102a相面对，利用该齿部102a将曲轴101的旋转角度检测出来，上述信号处理部312对来自该传感器部311的输出信号进行处理。在曲轴101的旋转位置不是预先设定的特定位置时，自传感器部311输出的曲轴转角传感器信号成为将旋转规定的曲轴转角(例如10度CA)的期间作为1个周期的脉冲信号，在曲轴101来到了特定位置时，上述曲轴转角传感器信号成为将曲轴101旋转例如30度CA的期间作为1个周期的缺齿信号。每当曲轴101旋转1圈(即，每当旋转360度CA)时，产生该缺齿信号。

信号处理部312在接收来自传感器部311的输出信号(参照图3的曲轴转角传感器信号)时，开始进行曲轴转角传感器信号中的缺齿信号的检出动作。并且，信号处理部312在第一次检测出曲轴转角传感器信号成为缺齿信号时，之后将曲轴转角传感器信号分频，生成并输出将曲轴101旋转30度的期间作为1个周期(即，每当曲轴101旋转30度时上升(日文：立上がる))的、作为脉冲信号的30度CA信号NE(参照图1)。

另外，信号处理部312当在检测出缺齿信号后的30度CA信号NE的规定周期期间量的判定期间内，依据发动机10的凸轮轴的旋转而检测出自凸轮转角传感器32输出的气缸辨别用信号(参照图3的凸轮传感器信号)的上升时，在判定期间的结束正时输出基准位置信号G。因而，在曲轴101的旋转位置来到了自产生缺齿信号的特定位置前进了规定周期量的位置时，该基准位置信号G上升。ECU20根据30度CA信号NE和基准位置信号G等进行发动机10的气缸的辨别，控制发动机10。

另外，本实施方式的基准位置信号G是将凸轮轴旋转720度的期间作为1个周期的脉冲信号(即，720度CA信号)。

恶劣道路判定

曲轴转角传感器31根据传感器部311与曲柄转子102之间的磁通量的时间变化检测出齿部102a的旋转。在车辆1的车速和发动机10的转速为恒定且该车辆1在正常路上行驶的情况下，曲轴转角传感器31的输出(脉冲幅度)成为与发动机10的转速相对应的输出(参照图4的左上段)。

而当车辆1在恶劣道路上行驶的情况下，因该恶劣道路的影响，使传感器部311与曲柄转子102之间的距离发生变动。于是，曲轴转角传感器31的输出(脉冲幅度)除了起因于齿部102a的有无以外，还起因于传感器部311与曲柄转子102之间的距离的变动而发生变化(参照图4的右上段“ΔX”)。

另外，当发动机10的转速增加时，每单位时间内的磁通量的变化变大，自曲轴转角传感器31输出的脉冲的振幅变大(参照图4的左中段“ΔXne”)。当车辆1在恶劣道路上行驶的情况下，除了因发动机10的转速变动以外，还因恶劣道路的影响而使自曲轴转角传感器31输出的脉冲的振幅发生变化(参照图4的右中段)。

当车辆1在正常路上行驶的情况下，即使该车辆1的速度发生了变化，自曲轴转角传感器31输出的脉冲的振幅也只受发动机10的转速变动的影响(也就是说，不受车速的影响)(参照图4的左下段)。另一方面，当车辆1在恶劣道路上行驶的情况下，依据车辆1的车速的不同，该车辆1自路面接受到的冲击不同，所以车速越增加，自曲轴转角传感器31输出的脉冲的振幅越大(参照图4的右下段)。

本实施方式的恶劣道路判定装置100构成为具有作为本发明的“判定机构”的一例的ECU20，该ECU20将根据发动机10的转速预先设定的曲轴转角传感器31的输出的一个脉冲的振幅变动量即第1振幅变动量和自曲轴转角传感器31实际输出的一个脉冲的振幅变动量即第2振幅变动量进行比较，判定车辆1正在行驶的道路是否为恶劣道路。也就是说，在本实施方式中，将车辆1的各种电子控制用的ECU20的功能的一部分用作恶劣道路判定装置100的一部分。

参照图5的流程图，对作为恶劣道路判定装置100的一部分的ECU20所执行的恶劣道路判定处理加以说明。

在图5中，ECU20首先根据发动机10的转速及负荷和例如图6所示的映射，算出作为“第1振幅变动量”的一例的ΔX阈值(步骤S101)。图6是规定ΔX阈值的映射的一例。另外，在发动机10的转速及负荷的检出方法中可以应用公知的各种形态，所以这里不再赘述。

接着，ECU20判定自曲轴转角传感器31实际输出的一个脉冲的振幅变动量ΔX(即，第2振幅变动量)，是否比算得的ΔX阈值大(步骤S102)。在已判定为振幅变动量ΔX比算得的ΔX阈值大的情况下(步骤S102：是)，ECU20判定为车辆1正在行驶的道路为恶劣道路(步骤S103)，结束处理。

而在已判定为振幅变动量ΔX比算得的ΔX阈值小的情况下(步骤S102：否)，ECU20结束处理。另外，在振幅变动量ΔX与算得的ΔX阈值“相等”的情况下，包含在任一个情况中而进行处理即可。

第2实施方式

参照图7和图8说明本发明的恶劣道路判定装置的第2实施方式。在第2实施方式中，除了恶劣道路判定处理的一部分与第1实施方式不同以外，其他结构与第1实施方式的结构相同。因此，关于第2实施方式，省略与第1实施方式重复的说明，并且对附图中的共用的部位标注相同的附图标记地进行表示，参照图7和图8只说明基本的不同之处。

在图7的流程图中，ECU20首先根据发动机10的转速及负荷和例如图6所示的映射，算出ΔX阈值(步骤S201)。接着，ECU20根据发动机10的转速变动(ΔNe)、自曲轴转角传感器31实际输出的脉冲的振幅值、和例如图8所示的映射，将起因于发动机10的转速变动的振幅变动值ΔXne算出(步骤S202)。图8是对起因于发动机的转速变动的振幅变动值进行规定的映射的一例。

接着，ECU20判定从自曲轴转角传感器31实际输出的一个脉冲的振幅变动量ΔX中将算得的振幅变动值ΔXne减掉后得到的值(ΔX–ΔXne)，是否比算得的ΔX阈值大(步骤S203)。

在已判定为“ΔX–ΔXne”比算得的ΔX阈值大的情况下(步骤S203：是)，ECU20判定为车辆1正在行驶的道路为恶劣道路(步骤S204)，结束处理。而在已判定为“ΔX–ΔXne”比算得的ΔX阈值小的情况下(步骤S203：否)，ECU20结束处理。

第3实施方式

参照图9和图10说明本发明的恶劣道路判定装置的第3实施方式。在第3实施方式中，除了恶劣道路判定处理的一部分与第2实施方式不同以外，其他结构与第2实施方式的结构相同。因此，关于第3实施方式，省略与第2实施方式重复的说明，并且对于附图中的共用的部位标注相同的附图标记地进行表示，参照图9和图10说明基本的不同之处。

在图9的流程图中，ECU20首先根据发动机10的转速及负荷和例如图6所示的那种映射，算出ΔX阈值(步骤S301)。接着，ECU20根据发动机10的转速变动(ΔNe)、自曲轴转角传感器31实际输出的脉冲的振幅值、和例如图8所示的映射，将起因于发动机10的转速变动的振幅变动值ΔXne算出(步骤S302)。

接着，ECU20判定从自曲轴转角传感器31实际输出的一个脉冲的振幅变动量ΔX中将算得的振幅变动值ΔXne减掉后得到的值(ΔX–ΔXne)，是否随着车辆1的车速的变化而变化(步骤S303)。

详细而言，ECU20首先判定用“ΔX–ΔXne”除以车速后得到的值(即，“(ΔX–ΔXne)/车速”)，是否比例如利用图10所示的映射特定的阈值A大。并且，ECU20以“(ΔX–ΔXne)/车速”比阈值A大为条件，判定为“ΔX–ΔXne”随着车辆1的车速的变化而变化。图10是规定阈值A的映射的一例。

在已判定为“ΔX–ΔXne”随着车辆1的车速的变化而变化的情况下(步骤S303：是)，ECU20判定“ΔX–ΔXne”是否比算得的ΔX阈值大(步骤S304)。在已判定为“ΔX–ΔXne”比算得的ΔX阈值大的情况下(步骤S304：是)，ECU20判定为车辆1正在行驶的道路为恶劣道路(步骤S305)，结束处理。

而在已判定为“ΔX–ΔXne”比算得的ΔX阈值小的情况下(步骤S304：否)，ECU20结束处理。另外，ECU20在已判定为“ΔX–ΔXne”未随着车辆1的车速的变化而变化的情况下(步骤S303：否)，也结束处理。

本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不违反权利要求书和根据说明书全文读取的发明的主旨或思想的范围内，进行适当的变更，而且，伴随那种变更而构成的恶劣道路判定装置也包含在本发明的技术的范围内。

附图标记说明

1、车辆；10、发动机；20、ECU；31、曲轴转角传感器；32、凸轮转角传感器；100、恶劣道路判定装置；101、曲轴；102、曲柄转子；311、传感器部；312、信号处理部。

Claims (6)

1.一种恶劣道路判定装置(100)，该恶劣道路判定装置(100)搭载在具有内燃机(10)和判定机构(20)的车辆(1)中，该内燃机(10)具有曲轴转角传感器(31)，其特征在于，

判定机构(20)对第1振幅变动量和第2振幅变动量进行比较，判定所述车辆(1)正在行驶的道路是否为恶劣道路，所述第1振幅变动量和所述第2振幅变动量都是基于所述曲轴转角传感器(31)的输出得到的，所述第1振幅变动量是根据所述内燃机(10)的转速预先设定的、所述曲轴转角传感器(31)输出的一个脉冲的振幅变动量，所述第2振幅变动量是自所述曲轴转角传感器(31)实际输出的一个脉冲的振幅变动量。

2.根据权利要求1所述的恶劣道路判定装置(100)，其特征在于，

所述判定机构(20)对从所述第2振幅变动量减去起因于所述内燃机(10)的转速的振幅值而得到的值即差分值和所述第1振幅变动量进行比较，判定所述车辆(1)正在行驶的道路是否为恶劣道路。

3.根据权利要求2所述的恶劣道路判定装置(100)，其特征在于，

所述判定机构(20)在所述差分值相应于所述车辆(1)的速度而变化时，对所述差分值和所述第1振幅变动量进行比较，判定所述车辆(1)正在行驶的道路是否为恶劣道路。

4.根据权利要求1所述的恶劣道路判定装置(100)，其特征在于，

所述判定机构(20)在所述第1振幅变动量与所述第2振幅变动量的差分为规定值以上时，判定为所述车辆(1)正在行驶的道路是恶劣道路。

5.根据权利要求1所述的恶劣道路判定装置(100)，其特征在于，

所述判定机构(20)在所述第1振幅变动量与所述第2振幅变动量的差分相应于所述车辆(1)的速度而变化时，判定为所述车辆(1)正在行驶的道路是恶劣道路。

6.根据权利要求1所述的恶劣道路判定装置(100)，其特征在于，

所述判定机构(20)在所述第2振幅变动量为所述第1振幅变动量以上时，判定为所述车辆正在行驶的道路是恶劣道路。