JP2004183607A - 大気圧センサ異常検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の大気圧センサ異常検出装置1は、大気圧センサ3により大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、現在地の標高に対応する大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、実測大気圧と推定大気圧との比較に基づいて大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載された大気圧センサの異常を検出する大気圧センサ異常検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子制御式の燃料噴射装置を搭載した車両のエンジン制御においては、エアフローセンサ等で吸入空気量を測定して燃料噴射時間を算出しており、さらに大気圧センサにより検出した大気圧によって燃料噴射時間を補正している。よって大気圧センサに異常があり大気圧が正常に検出されないと、エンジンの制御を正常に行うことができなくなるため、大気圧センサの異常は精度よく検出する必要がある。圧力センサの異常を検出する診断装置としては、圧力センサによって実測した実測圧力とシリンダ空気流量等に基づいて推定された推定吸気管圧力相当値とを比較することによって圧力センサ(吸気管圧力センサ)の異常を検出する診断装置が特開2001−159574号公報(特許文献1)に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−159574号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記診断装置においては、推定圧力相当値を算出するために複雑な処理が必要である。推定吸気管圧力相当値の誤差も大きくなるため、圧力センサの実測値との比較によってもあまり正確にセンサ異常を検出することができなかった。
【0005】
そこで、本発明は上記課題を解決し、圧力の実測値と比較する圧力の推定値を簡単な方法によって算出し、正確に大気圧センサの異常を検出できる大気圧センサ異常検出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の大気圧センサ異常検出装置は、大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、現在地の標高に対応する大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、実測大気圧と推定大気圧とを比較することにより大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。上記大気圧センサ異常検出装置によれば、実測大気圧と比較する推定大気圧を現在地の標高から算出するため、複雑な計算も必要なく、誤差の小さい推定大気圧が得られる。
【0007】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、判断手段は、実測大気圧と推定大気圧との差である大気圧偏差が、所定の偏差上限値と所定の偏差下限値との間の範囲にない場合には大気圧センサに異常があると判定することを特徴としてもよい。上記大気圧センサ異常検出装置によれば実測大気圧と推定大気圧の比較において、両者の差の上限値、下限値を設定しているので気象条件による気圧変化を考慮して両者の差の正常、異常を判断することができる。
【0008】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、判断手段は、実測大気圧と推定大気圧との差である大気圧偏差が、2回以上連続して所定の偏差上限値と所定の偏差下限値との間の範囲にないと判断された場合には大気圧センサに異常があると判定することを特徴としてもよい。上記大気圧センサ異常検出装置によれば実測大気圧と推定大気圧の比較において、両者の差が2回以上連続して正常範囲にない場合にのみ大気圧センサに異常があると判断しているので、1回目の判定において気象条件による気圧変化が予定されていた値以上のものであった場合にもすぐに大気圧センサ異常と判断されることがなく、さらにもう1回以上の測定をおこなうことによってより正確に大気圧センサの異常を検出することができる。
【0009】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、現在地の標高に対応する大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、実測大気圧を第1の地点において検出した第1実測大気圧と実測大気圧を第2の地点において検出した第2実測大気圧との差である実測大気圧変化量を算出する実測大気圧変化量算出手段と、推定大気圧を第1の地点において算出した第1推定大気圧と推定大気圧を第2の地点において算出した第2推定大気圧との差である推定大気圧変化量を算出する推定大気圧変化量算出手段と、実測大気圧変化量と推定大気圧変化量とを比較することにより大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
上記大気圧センサ異常検出装置によれば、第1地点及び第2地点の2地点において実測大気圧と推定大気圧とを算出することとしており両者の第1地点と第2地点との変化量を比較し、大気圧センサ異常を判断することとしているので気象条件による気圧差を相殺して比較できるので、天候などの影響が軽減され正確に大気圧センサの異常を検出することができる。
【0011】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、現在地の標高に対応する大気圧である標高大気圧を算出する標高大気圧算出手段と、外部より現在地の大気圧情報を得、得られた大気圧情報と標高大気圧とに基づき推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、実測大気圧と推定大気圧とを比較することにより大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。上記大気圧センサ異常検出装置によれば、実測大気圧と推定大気圧の比較において、推定大気圧は現在地の標高ばかりでなく階部から情報を得た現在地の気象条件による大気圧をも考慮した値となっているため、より正確に大気圧センサの異常を検出することができる。
【0012】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、現在地の標高に対応する大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、外部より現在地の大気圧情報を得、得られた大気圧情報と標高大気圧とに基づく大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、実測大気圧を第1の地点において検出した第1実測大気圧と実測大気圧を第2の地点において検出した第2実測大気圧との差である実測大気圧変化量を算出する実測大気圧変化量算出手段と、推定大気圧を第1の地点において算出した第1推定大気圧と推定大気圧を第2の地点において算出した第2推定大気圧との差である推定大気圧変化量を算出する推定大気圧変化量算出手段と、実測大気圧変化量と推定大気圧変化量とを比較することにより大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。上記大気圧センサ異常検出装置によれば、第1地点及び第2地点の2地点において実測大気圧と推定大気圧とを算出することとしており両者の第1地点と第2地点との変化量を比較し、大気圧センサ異常を判断することとしているのでより正確に大気圧センサの異常を検出することができる。
【0013】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、吸気温、吸入空気量及びスロットル開度に基づき推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、実測大気圧と推定大気圧とを比較することにより大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。上記大気圧センサ異常検出装置によれば、実測大気圧と推定大気圧の比較において、推定大気圧は気温、吸入空気量及びスロットル開度に基づき算出しているので、従来車両のエンジンに搭載されているセンサ等から得られる情報のみで推定大気圧を算出することができ、GPSシステム等の特殊なデバイスを搭載する必要がなくなる。
【0014】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、判断手段は、実測大気圧と推定大気圧との差である大気圧偏差が、2回以上連続して所定の値よりも大きいと判断された場合には大気圧センサに異常があると判定することを特徴としてもよい。上記大気圧センサ異常検出装置によれば実測大気圧と推定大気圧の比較において、両者の差が2回以上連続して正常範囲にない場合にのみ大気圧センサに異常があると判断しているので、より正確に大気圧センサの異常を検出することができる。
【0015】
また本発明の大気圧センサ異常検出装置は、大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、実測大気圧を第1の地点において検出した第1実測大気圧と実測大気圧を第2の地点において検出した第2実測大気圧との差である実測大気圧変化量を算出する実測大気圧変化量算出手段と、第1の地点から第2の地点までの車両の移動による登坂量である推定登坂量を求める推定登坂量算出手段と、推定登坂量に対応する大気圧の変化量である推定大気圧変化量を求める推定大気圧変化量算出手段と、実測大気圧変化量と推定大気圧変化量とを比較することにより大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。上記大気圧センサ異常検出装置によれば、実測大気圧と推定大気圧の比較において、推定大気圧は登坂量を推定し登坂量にもとづき算出しているので、従来車両のエンジンに搭載されているセンサ等から得られる情報のみで推定大気圧を算出することができ、GPSシステム等の特殊なデバイスを搭載する必要がなくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【0017】
図1は第1実施形態の大気圧センサ異常検出装置の構成を表したものである。本実施形態の大気圧センサ異常検出装置1は車両に搭載された大気圧センサ3の異常を検出するためのもので、大気圧を感知し現在地の大気圧情報を得るための大気圧センサ3、車両の現在地の情報を得るためのGPSシステム5、大気圧センサ異常検出装置全体の制御を行うためのECU(Electric Control Unit)7から構成され、GPSシステム5と大気圧センサ3はそれぞれECU7へ接続されている。GPSシステム5はGPS衛星からの電波を受信するためのGPSアンテナ5a及び受信した電波より車両の現在地座標の算出等を行うGPSシステム本体5b、地図情報を記憶する地図情報記憶装置5cから構成されている。
【0018】
地図情報記憶装置5cには地図情報が記憶されている。地図情報とは所定範囲の地点の平面座標とその地点の標高が対応して記憶された情報であり、ある平面座標の地点の標高を参照することができるようになっている。GPSシステム本体5bはGPSアンテナ5aで受信した電波より車両の現在地の平面座標を算出し、得られた現在地の平面座標と、地図情報記憶装置5cより読み込んだ地図情報を参照して現在地の標高を算出し、ECU7へ現在地標高データを送ることができるようになっている。なお、GPSシステムでは受信した電波情報により直接垂直座標データを得て直接標高を算出することもできるが、本実施形態の大気圧センサ異常検出装置は航空機等と異なり3次元的な動きのない車両に搭載されるものであるため上記のような方法によって現在地の標高を知ることが可能である。
【0019】
ECU7は上記現在地標高データをGPSシステム5より獲得し、現在地標高に対応する大気圧(推定大気圧)を算出するようになっている。ECU7は標高と大気圧を対応させたテーブルを格納しており、このテーブルを参照して大気圧を求める。また、ECU7は大気圧センサ3から現在の大気圧データ(実測大気圧)を得ることができるようになっている。更にECU7は上記得られた実測大気圧と推定大気圧とを比較することによって大気圧センサ3に異常があるか否かの判断を行うようになっている。
【0020】
本実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の異常検出の処理について説明する。最初に、GPSシステム5が現在地標高(h)を算出する処理について図2を参照しながら説明する。まず、GPSアンテナ5bはGPS衛星から発信される複数の電波を受信する(S12)。受信した電波に含まれている情報に基づきGPS本体5aは現在地の平面座標(x、y)を算出する(S14)。GPS本体5aは図3に示すように、求めた現在地の平面座標(x、y)に対応する地点について地図情報記憶装置5cに格納された地図情報6を参照して現在地の標高hを算出する(S16)。
【0021】
次に、図4を参照しながら大気圧センサの異常検出の処理について説明する。ECU7は大気圧センサ3により検知した実測大気圧の値(Pa_s)を読み込む(S102)。次にECU7は上記GPSシステム5の処理によって算出された現在地標高(h)を読み込む(S104)。読み込んだ現在地標高に基づきECU7内に格納された標高・大気圧テーブルを参照し現在地の大気圧として現在地標高から推定される推定大気圧(Pa_n)を求める(S106)。ここで、標高・大気圧テーブルとは標準的な気象条件の下での標高と大気圧との関係を表したテーブルである。上記で求めた実測大気圧の値から推定大気圧の値を減じて大気圧偏差(ΔPa)を求める(S108)。すなわち、大気圧偏差ΔPaは実測大気圧が推定大気圧よりも低い場合には負の値となり、逆の場合には正の値となる(ΔPa= Pa_s−Pa_n)。
【0022】
上記求めた大気圧偏差ΔPaについて、偏差として想定される範囲が予め設定されており、大気圧偏差ΔPaが予め設定された偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minの間の範囲(ΔPa_min<ΔPa<ΔPa_max)が大気圧センサを正常と判定する範囲(以下「正常範囲」という)として設定されている。ΔPaがΔPa_min<ΔPa<ΔPa_maxの範囲あるか否かを判断し(S110)、当該範囲内にない場合には大気圧センサに異常があるものと判定される(S114)。ここで、偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minについて説明する。推定大気圧は標準的な気象条件下を想定して推定されたものであるため、標準的な気象条件とかけ離れた高気圧時や低気圧時には大気圧センサが正常であるにも関わらず実測大気圧との差が大きくなる。たとえば、台風接近時等の極端な低気圧の場合には実測大気圧が推定大気圧を大きく下回りΔPa_n(負の値となる)が小さくなってしまう。かかる場合にも大気圧センサの異常と判定してしまわないように、偏差上限値ΔPa_maxは過去の気象データ等を参考に想定される最大限の高気圧に基づき設定され、偏差下限値ΔPa_minは低気圧時の大気圧を考慮し設定される。さらに、大気圧センサ3、GPSシステム5の誤差等も考慮に加え予め適当な値に設定されている。
【0023】
例えば、過去の気象データを参考にして、高気圧時の実測大気圧が推定大気圧よりも最大でpヘクトパスカル上回る可能性があり、低気圧時の実測大気圧が推定大気圧よりも最大でqヘクトパスカル下回る可能性があるとされる場合には偏差上限値ΔPa_max=p(ヘクトパスカル)、偏差下限値ΔPa_min=−q(ヘクトパスカル)と設定すればよい。
【0024】
S110においてΔPaが正常範囲内にあると判断された場合には大気圧センサは正常であると判定し(S112)、処理を終了する。S110において大気圧センサが異常であると判定された場合(S114)にはユーザに警告を発し(S116)、大気圧センサ異常に対する処置を促すこととしている。
【0025】
上記大気圧センサ異常検出装置によれば、大気圧偏差ΔPaの判断において気象条件による影響を考慮して正常範囲の上限である偏差上限値及び下限である偏差下限値を設定しているので、高気圧・低気圧によって大気圧偏差が大きくなったり小さくなったりしてしまった場合にも、一律に大気圧センサ異常であると判定されることがない。よって、推定大気圧との誤差をプラスマイナス○○ヘクトパスカルまで許すというような判断手法によるよりも正確な大気圧センサ異常判断が可能となる。また、偏差上限値と偏差下限値を別々に設定しているので、大気圧偏差が正の数の場合(高気圧時)と負の数の場合(低気圧時)の許容限界が異なる場合にも対応が可能となる。例えば高気圧側よりも低気圧側の方がより実測大気圧の推定大気圧からの差が大きくなる傾向にあるといった場合にも、偏差上限値・偏差下限値ともに適切な値を設定することができる。
【0026】
上記大気圧センサ異常検出装置では大気圧偏差ΔPaが正常範囲に入っているか否かを1回しか判断せずに大気圧センサ異常としているが、図5に示す大気圧センサ異常検出装置のように上記判断で2回連続して正常範囲を外れた場合にのみ大気圧センサ異常と判断するようにしてもよい。図5のS102〜S110の処理は図4のS102〜S110の処理と同様であるため説明を省略する。図5に示す大気圧センサ異常検出装置によればS110でΔPaが正常範囲に入っていないと判断された場合であっても、正常範囲に入っていないと判断されるのが1回目であれば大気圧センサ異常とは判定されない。具体的にはS120でトリップカウンタが0であるか否かを判断する。ここでトリップカウンタとは前回大気圧異常センサ異常検出処理を行った際に仮異常と判定されたか否かを示す処理プログラム上のフラグのことであり、トリップカウンタは必ず1又は0の値をとるようになっている。トリップカウンタ=0の場合には大気圧センサ異常推定は1回目であるので仮異常判定がなされ(S122)、ΔPaの値をΔPa_xとして記憶し(S124)、トリップカウンタ=1として(S126)処理を終了する。S120においてトリップカウンタ=1の場合には大気圧センサ異常推定は2回目であるので大気圧センサは異常であると判定し(S128)、ユーザに警告を発し(S130)、トリップカウンタを0に戻して(S132)処理を終了する。
【0027】
S110でΔPaが正常範囲内と判断された場合には大気圧センサが正常と判定され(S112)、トリップカウンタ=1か0かを判断する(S140)。トリップカウンタ=1となっているのは前回の大気圧センサ異常検出処理において仮異常判定がなされ(S122)前回のΔPaの値をΔPa_xとして既に記憶している(S124)場合である。この場合は記憶していたΔPa_xがΔPa_x>ΔPa_maxであるかΔPa_x<ΔPa_minであるかの判断を行う(S142)。ΔPa_x>ΔPa_maxの場合にはΔPa_xの値を新たなΔPa_maxとして更新し(S144)、ΔPa_x<ΔPa_minの場合にはΔPa_xの値を新たなΔPa_minとして更新する(S146)。そしてトリップカウンタを0に戻して(S148)処理を終了する。S140でトリップカウンタ=0の場合にはそのまま処理を終了する。
【0028】
この大気圧センサ異常検出装置によれば、想定されている気象条件の範囲を超えた高気圧又は低気圧によって大気圧偏差ΔPaが正常範囲を超えてしまった場合であっても、一律に大気圧センサ異常と判定されてしまうことが防止できる。また、2回連続してΔPaが正常範囲を超えてしまった場合には大気圧センサ異常と判定しているので真の大気圧センサ異常を見逃すことも防止できる。また、現在想定されている気象条件の範囲を超えた高気圧又は低気圧の環境下に置かれた場合には偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minを自動的に更新することとしているので、常にこれらのデータを最新のものとすることができる。
【0029】
続いて本発明の大気圧センサ異常検出装置の第2実施形態について説明する。本実施形態の大気圧センサ異常検出装置は第1実施形態と同様に大気圧センサ3、GPSシステム5、ECU7で構成されており、それぞれの機器の構成については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0030】
本実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の異常検出の処理について説明する。図6に示すように本実施形態の異常検出装置では実測大気圧Pa_s及び推定大気圧Pa_nの算出を車両の移動中、標高の異なる2地点において行い、実測大気圧Pa_sの変化量ΔPa_s及び推定大気圧Pa_nの変化量ΔPa_nを比較して大気圧センサの異常を判断することとしている。以下、図7を参照しながら異常検出の処理を説明すると、まずECU7は移動中の第1地点において第1実測大気圧Pa_s1(S202)と第1推定大気圧Pa_n1(S204)を第1実施形態と同様の処理によって算出する。また、第2地点に移動後、第2実測大気圧Pa_s2(S206)と第2推定大気圧Pa_n2(S208)を同様の処理によって算出する。第1地点と第2地点は標高差が大きいほうが異常検出の精度を向上させる上で望ましい。
【0031】
上記で測定した第1実測大気圧Pa_s1と第2実測大気圧Pa_s2との差である実測大気圧変化量ΔPa_s(ΔPa_s=Pa_s2−Pa_s1)を算出する(S210)。つぎに上記測定した第1推定大気圧Pa_n1と第2推定大気圧Pa_n2との差である実測大気圧変化量ΔPa_n(ΔPa_n=Pa_n2−Pa_n1)を算出する(S212)。算出した実測大気圧変化量と推定大気圧変化量との差の絶対値(|ΔPa_s−ΔPa_n|)を算出し所定の値と比較した大小を判断する(S214)。所定の値よりも大きい場合には大気圧センサが異常であると判定し(S218)、ユーザに警告を発し(S220)、大気圧センサ異常に対する処置を促して処理を終了する。それ以外の場合は大気圧センサが正常であると判定し(S222)処理を終了する。
【0032】
実測大気圧ΔPa_sは現在地標高に基づいて推定される推定大気圧ΔPa_nに気象条件による気圧差Δpを加えたものすなわち、大気圧センサが正常であれば
ΔPa_s=ΔPa_n+Δp+δ…(1)
が成立すると考えることができる。ここでδは測定上の誤差を表している。気象条件による気圧差Δpは車両が移動した距離や時間によってはほとんど変化しないため第1、第2地点において同一であると考えることができる。よって式(1)を第1地点、第2地点において適用すると以下の(2)、(3)式となる。
ΔPa_s1=ΔPa_n1+Δp+δ1…(2)
ΔPa_s2=ΔPa_n2+Δp+δ2…(3)
【0033】
ここで(3)−(2)を計算するとΔpが消去され、
ΔPa_s2−ΔPa_s1=ΔPa_n2−ΔPa_n1+δ2−δ1 …(4)
ΔPa_s2−ΔPa_s1=ΔPa_s、ΔPa_n2−ΔPa_n1=ΔPa_n2であるので
ΔPa_s−ΔPa_n=δ …(5)
である(但し、δ=δ2−δ1)。結果として(5)が成立すれば大気圧センサが正常であり、成立しなければ異常であると判定することができる。そこで測定誤差等を考慮して
|ΔPa_s−ΔPa_n|が所定値よりも大きい場合は大気圧センサが正常であり、それ以外の場合は異常であると判定することができる。
【0034】
上記大気圧センサ異常検出装置によれば、実測大気圧変化量と推定大気圧変化量との比較で大気圧センサの異常を判定することとしている。よって実測大気圧と推定大気圧を直接比較して判定するよりも高い精度で大気圧センサの異常を検出することができる。また上述のとおり|ΔPa_s−ΔPa_n|の大小で大気圧センサの正常異常を判定することとしているが、式(5)より|ΔPa_s−ΔPa_n|にはΔpが含まれていないので、気象条件による気圧差(Δp)を考慮することなく大気圧センサの正常異常を判定することができる。よって、気象条件に関わらず大気圧センサの異常を正確に検出することが可能となる。
【0035】
続いて本発明の大気圧センサ異常検出装置の第3実施形態について説明する。本実施形態の大気圧センサ異常検出装置は第1実施形態と同様に大気圧センサ3、GPSシステム5、ECU7で構成されており、大気圧センサ3、ECU7の構成については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0036】
本実施形態の大気圧センサ異常検出装置を構成するGPSシステム5は図8に示すように、GPSアンテナ5a、GPSシステム本体5b、地図情報記憶装置5c、気象情報取得装置5dにより構成されている。GPSアンテナ5a、GPSシステム本体5b、地図情報記憶装置5cの構成・機能については第1実施形態に係るGPSシステムと同様である。気象情報取得装置5dは例えば携帯電話回線等を通じて気象情報を受信することができるようになっており、例えば現在地座標に相当する地点の標高0mにおける現在の大気圧の情報を得ることができ、得られた大気圧の情報はECU7へ送ることができるようになっている。
【0037】
本実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の異常検出の処理について図9を参照しながら説明する。ECU7は大気圧センサ3により検知した実測大気圧の値(Pa_s)を読み込む(S302)。次にECU7は上記GPSシステム5の処理によって算出された現在地標高(h)を読み込む(S304)。読み込んだ現在地標高に基づきECU7内に格納された標高・大気圧テーブルを参照し現在地の大気圧として現在地標高から推定される標高大気圧(Pa_h)を求める(S306)。ここで、標高・大気圧テーブルとは標準的な気象条件の下での標高と大気圧との関係を表したテーブルである。次にECU7は上記GPSシステム5によって取得された気象情報による大気圧(Pa_r)を読み込む(S308)。
【0038】
次に、上記標高大気圧Pa_hと気象情報による大気圧Pa_rとから推定される推定大気圧Pa_nを算出する(S310)。まず、標高・大気圧テーブルを参照し標高0m地点の標高大気圧Pa_h0を求める。Pa_rとPa_h0との差(Pa_r−Pa_h0)は気象条件による気圧差であると考えられるのでこの気圧差を標高大気圧Pa_hに加えることによって推定大気圧Pa_nを算出する(Pa_n=Pa_h+Pa_r−Pa_h0)。次に上記で求めた実測大気圧と推定大気圧との差の絶対値である大気圧偏差(ΔPa)を求める(S312)。大気圧偏差ΔPaと所定の値との大小を比較し(S314)、大気圧偏差ΔPaが所定の値よりも大きい場合には大気圧センサが異常であると判定し(S316)、ユーザに警告を発し、大気圧センサ異常に対する処置を促して(S318)処理を終了する。それ以外の場合は大気圧センサが正常であると判定し(S320)処理を終了する。
【0039】
上記大気圧センサ異常検出装置によれば、異常判断処理において標高大気圧に気象条件による気圧差を加えることによって推定大気圧を求めているので、推定大気圧は標高による大気圧と気象条件による大気圧を反映させたものとなる。このため、実測大気圧と比較される推定大気圧がより正確に大気圧を推定した値となり、より精度の高い大気圧センサ異常の検出が可能となる。
【0040】
続いて本発明の大気圧センサ異常検出装置の第4実施形態について説明する。本実施形態の大気圧センサ異常検出装置は第3実施形態と同様に大気圧センサ3、GPSシステム5、ECU7で構成されており、それぞれの機器の構成についても第3実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0041】
本実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の異常検出の処理について図10を参照しながら説明する。本実施形態の異常検出装置では実測大気圧及び推定大気圧の算出を車両の移動中、標高の異なる2地点において行い、その結果に基づき大気圧センサの異常を判断することとしている。まず、ECU7は移動中の第1地点において第1実測大気圧Pa_s1(S402)と第1推定大気圧Pa_n1(S404)を第3実施形態と同様の処理によって算出する。また、第2地点に移動後、第2実測大気圧Pa_s2(S406)と第2推定大気圧Pa_n2(S408)を第3実施形態と同様の処理によって算出する。第1地点と第2地点は標高差が大きいほうが異常検出の精度を向上させる上で望ましい。
【0042】
上記で測定した第1実測大気圧Pa_s1と第2実測大気圧Pa_s2との差である実測大気圧変化量ΔPa_s(ΔPa_s=Pa_s2−Pa_s1)を算出する(S410)。つぎに上記測定した第1推定大気圧Pa_n1と第2推定大気圧Pa_n2との差である実測大気圧変化量ΔPa_n(ΔPa_n=Pa_n2−Pa_n1)を算出する(S412)。算出した実測大気圧変化量と推定大気圧変化量との差の絶対値(|ΔPa_s−ΔPa_n|)を算出し所定の値との大小を比較する(S414)。所定の値よりも大きい場合には大気圧センサが異常であると判定し(S418)、ユーザに警告を発し(S420)、大気圧センサ異常に対する処置を促して処理を終了する。それ以外の場合は大気圧センサが正常であると判定し(S422)処理を終了する。
【0043】
上記大気圧センサ異常検出装置によれば、実測大気圧変化量と推定大気圧変化量との比較で大気圧センサの異常を判定することとしている。よって実測大気圧と推定大気圧を直接比較して判定するよりも高い精度で大気圧センサの異常を検出することができる。
【0044】
続いて本発明の大気圧センサ異常検出装置の第5実施形態について説明する。本実施形態の大気圧センサ異常検出装置は図11に示すとおり大気圧センサ3、エアフローメータ9、スロットルセンサ11、吸気温センサ13、ECU7から構成される。大気圧センサ3は大気圧を感知し現在地の大気圧情報を得て、大気圧データをECU7へ送るようになっている。エアフローメータ9は車両のエンジンの吸気管に設置され、吸入された空気の重量(吸入空気量)を感知しECU7へデータを送るようになっている。スロットルセンサ11はスロットル弁の角度(スロットル開度)を感知しECU7へデータを送るようになっている。吸気温センサは車両のエンジンの吸気管に設置され、吸入された空気の温度(吸気温)を感知しECU7へデータを送るようになっている。ECU7はこれらの機器全体を制御する役割を負う。またECU7にはスロットル開度・吸入空気量テーブルが格納されている。スロットル開度・吸入空気量テーブルは標準大気圧の下である吸気温におけるスロットル開度と吸入空気量との関係をテーブルにしたものである。
【0045】
本実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の異常検出の処理について説明する。最初にエアフローメータ9で得られる吸入空気量、スロットルセンサ11で得られるスロットル開度及び吸気温センサ13で得られる吸気温から推定大気圧を得るための処理を説明する。まず、ECU7はエアフローメータ9より吸入空気量(m)のデータを、スロットルセンサ11よりスロットル開度(d)のデータを、吸気温センサより吸気温(T)のデータをそれぞれ読み込む。スロットル開度・吸入空気量テーブルよりスロットル開度d、吸気温Tの条件下で得られる吸入空気量m0を求める。すなわち、吸入空気量m0は標準大気圧Pa_0の下、スロットル開度d、吸気温Tの条件下で得られると予想される吸入空気量を意味する。ECU7は求めた吸入空気量m0及びエアフローメータ9で得られる吸入空気量mを比較することにより、実際の大気圧として推定される推定大気圧Pa_nを算出する。大気圧と吸入吸気量は比例すると考えられるので、推定大気圧Pa_nは、Pa_n=Pa_0・m/m0で算出される。
【0046】
次に、図12を参照しながら大気圧センサの異常検出の処理について説明する。ECU7は大気圧センサ3により検知した実測大気圧の値(Pa_s)を読み込む(S502)。さらにECU7は上述した処理で吸入空気量、スロットル開度及び吸気温から推定大気圧Pa_nを算出する(S506)。上記で求めた実測大気圧の値から推定大気圧の値を減じて大気圧偏差(ΔPa)を求める(S508)。すなわち、大気圧偏差ΔPaは実測大気圧が推定大気圧よりも低い場合には負の値となり、逆の場合には正の値となる(ΔPa= Pa_s−Pa_n)。
【0047】
求めた大気圧偏差ΔPaを所定の偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minと比較し(S510)、大気圧偏差ΔPaが偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minの間の範囲(ΔPa_min<ΔPa<ΔPa_max)として設定される正常範囲にΔPaが入っていない場合には大気圧センサに異常があるものと判定される(S512)。ここで、偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minは第1実施形態と同様に、過去の気象データ等に基づき設定する。
【0048】
S510において大気圧センサは正常であると判定された場合(S512)には処理を終了する。S510において大気圧センサが異常であると判定された場合(S514)にはユーザに警告を発し(S516)、大気圧センサ異常に対する処置を促すこととしている。
【0049】
上記大気圧センサ異常検出装置によれば、車両のエンジンのデータから推定大気圧を求めることとしているのでGPSシステムが不要となる。また、大気圧偏差ΔPaの判断において気象条件による影響を考慮して正常範囲の上限である偏差上限値及び下限である偏差下限値を設定しているので、高気圧・低気圧によって大気圧偏差が大きくなったり小さくなったりしてしまった場合にも、一律に大気圧センサ異常であると判定されることがない。よって、推定大気圧との誤差をプラスマイナス○○ヘクトパスカルまで許すというような判断手法によるよりも正確な大気圧センサ異常判断が可能となる。また、偏差上限値と偏差下限値を別々に設定しているので、大気圧偏差が正の数の場合(高気圧時)と負の数の場合(低気圧時)の許容限界が異なる場合にも対応が可能となる。例えば高気圧側よりも低気圧側の方がより実測大気圧の推定大気圧からの差が大きくなる傾向にあるといった場合にも、偏差上限値・偏差下限値ともに適切な値を設定することができる。
【0050】
上記大気圧センサ異常検出装置では大気圧偏差ΔPaが正常範囲に入っているか否かを1回しか判断せずに大気圧センサ異常としているが、図13に示す大気圧センサ異常検出装置のように上記判断で2回連続して正常範囲を外れた場合にのみ大気圧センサ異常と判断するようにしてもよい。図13のS501〜S510の処理は図12のS501〜S510の処理と同様であるため説明を省略する。図13に示す大気圧センサ異常検出装置によればS510でΔPaが正常範囲に入っていないと判断された場合であっても、正常範囲に入っていないと判断されるのが1回目であれば大気圧センサ異常とは判定されない。具体的にはS520でトリップカウンタが0であるか否かを判断する。ここでトリップカウンタとは前回大気圧異常センサ異常検出処理を行った際に仮異常と判定されたか否かを示す処理プログラム上のフラグのことであり、トリップカウンタは必ず1又は0の値をとるようになっている。トリップカウンタ=0の場合には大気圧センサ異常推定は1回目であるので仮異常判定がなされ(S522)、ΔPaの値をΔPa_xとして記憶し(S524)、トリップカウンタ=1として(S526)処理を終了する。S520においてトリップカウンタ=1の場合には大気圧センサ異常推定は2回目であるので大気圧センサは異常であると判定し(S528)、ユーザに警告を発し(S530)、トリップカウンタを0に戻して(S532)処理を終了する。
【0051】
S510でΔPaが正常範囲内と判断された場合には大気圧センサが正常と判定され(S512)、トリップカウンタ=1か0かを判断し(S540)、トリップカウンタ=1となっているのは前回の大気圧センサ異常検出処理において仮異常判定がなされ(S522)前回のΔPaの値をΔPa_xとして既に記憶している(S524)場合である。この場合は記憶していたΔPa_xがΔPa_x>ΔPa_maxであるかΔPa_x<ΔPa_minであるかの判断を行う(S542)。ΔPa_x>ΔPa_maxの場合にはΔPa_xの値を新たなΔPa_maxとして更新し(S544)、ΔPa_x<ΔPa_minの場合にはΔPa_xの値を新たなΔPa_minとして更新する(S546)。そしてトリップカウンタを0に戻して(S548)処理を終了する。S540でトリップカウンタ=0の場合にはそのまま処理を終了する。
【0052】
この大気圧センサ異常検出装置によれば、想定されている気象条件の範囲を超えた高気圧又は低気圧によって大気圧偏差ΔPaが正常範囲を超えてしまった場合であっても、一律に大気圧センサ異常と判定されてしまうことを防止できる。また、2回連続してΔPaが正常範囲を超えてしまった場合には大気圧センサ異常と判定しているので真の大気圧センサ異常の場合にも見逃すことを防止できる。また、現在想定されている気象条件の範囲を超えた高気圧又は低気圧の環境下に置かれた場合には偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minを自動的に更新することとしているので、常にこれらのデータを最新のものとすることができる。
【0053】
続いて本発明の大気圧センサ異常検出装置の第6実施形態について説明する。本実施形態の大気圧センサ異常検出装置は図14に示すとおり、大気圧センサ3、エンジン出力検知装置15、車両速度センサ19から構成される。大気圧センサ3は大気圧を感知し大気圧データをECU7へ送るようになっている。エンジン出力検知装置15は例えばスロットルセンサ等のデータに基づきエンジンの出力を算出しデータをECU7へ送るようになっている。車両速度センサ19は車両の速度を感知し速度データをECU7へ送るようになっている。
【0054】
次に、図15を参照しながら大気圧センサの異常検出の処理について説明する。ECU7は第1地点において大気圧センサ3により検知した実測大気圧の値(Pa_s1)を読み込み、第1実測大気圧とする(S602)。次にEUC7はエンジン出力検知装置15よりエンジン出力データ読み込む。また、ECUは車両の速度を車両速度センサ19から読み込み、車両速度に基づいて車両の加速度を算出する。ECUは読み込んだエンジン出力と算出した車両の加速度の関係より現在地の勾配を求める(S606)。ECU7は第2地点に移動後、大気圧センサ3より検知した実測大気圧の値(Pa_s2)を読み込み第2実測大気圧とする(S608)。そして、第1実測大気圧Pa_s1と第2実測大気圧Pa_s2との差である実測大気圧変化量ΔPa_s(ΔPa_s=Pa_s2−Pa_s1)を算出する(S610)。一方、上記求めた勾配、速度データに基づき、第1地点から第2地点までの標高の変化である推定標高変化量Δhを算出し(S611)、推定標高変化量から推定大気圧変化量ΔPa_nを求める(S612)。算出した実測大気圧変化量と推定大気圧変化量との差の絶対値(|ΔPa_s−ΔPa_n|)を算出し、この値の所定の値との大小を比較する(S614)。|ΔPa_s−ΔPa_n|が所定の値よりも大きい場合には大気圧センサが異常であると判定し(S618)、ユーザに警告を発し(S620)、大気圧センサ異常に対する処置を促して処理を終了する。それ以外の場合は大気圧センサが正常であると判定し(S622)処理を終了する。
【0055】
上記各実施形態における実測大気圧と推定大気圧との比較または実測大気圧変化量と推定大気圧変化量との比較は、いずれか2つ以上の比較を組み合わせて大気圧センサ異常判断の基準とすることもできる。以下、例として第1実施形態における比較と第2実施形態における比較とを組み合わせて行う大気圧センサ異常判断処理について図16を参照しながら説明する。
【0056】
まず、第1地点においてECU7は大気圧センサ3により検知した第1実測大気圧の値(Pa_s1)を読み込む(S702)。次にECU7は上記GPSシステム5の処理によって算出された現在地標高(h)を読み込む(S704)。読み込んだ現在地標高に基づき現在地標高から推定される推定大気圧(Pa_n)を求める(S706)。上記で求めた実測大気圧の値から推定大気圧の値を減じて大気圧偏差(ΔPa)を求める(S708)。すなわち、大気圧偏差ΔPaは実測大気圧が推定大気圧よりも低い場合には負の値となり、逆の場合には正の値となる(ΔPa= Pa_s−Pa_n)。
【0057】
上記求めた大気圧偏差ΔPaについて、大気圧偏差ΔPaが予め設定された偏差上限値ΔPa_maxと偏差下限値ΔPa_minの間の正常範囲(ΔPa_min<ΔPa<ΔPa_max)にあるか否かを判断し(S710)、当該正常範囲にある場合は大気圧センサは正常であると判定し(S712)処理を終了する。S710でΔPaが正常範囲にないと判断された場合には車両が第2地点に移動した際に、第1地点での処理と同様にして第2実測大気圧(Pa_s2)及び第2推定大気圧(Pa_n2)を求める(S716、S718)。さらに、実測大気圧変化量ΔPa_s(ΔPa_s=Pa_s2−Pa_s1)及び実測大気圧変化量ΔPa_n(ΔPa_n=Pa_n2−Pa_n1)を算出し(S720、S722)、算出した実測大気圧変化量と推定大気圧変化量との差の絶対値(|ΔPa_s−ΔPa_n|)を算出し所定の値と比較した大小を判断する(S724)。上記絶対値が所定値よりも小さい場合には大気圧センサは正常であると判定され(S726)、それ以外の場合には大気圧センサは異常であると判定され(S728)、ユーザに警告を発し(S730)処理を終了する。
【0058】
上記の処理のように推定大気圧・推定大気圧変化量を求め比較する処理を2つ又は3つ以上組み合わせて大気圧センサの異常を判断することによってより正確に異常を検出することが可能となる。
【0059】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、圧力の実測値と比較する圧力の推定値を簡単な方法によって算出し、正確に大気圧センサの異常を検出できる大気圧センサ異常検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の構成図である。
【図2】現在地標高を算出する処理のフロー図である。
【図3】現在地標高を算出する処理のイメージ図である。
【図4】第1実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図5】第1実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図6】第2実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理を説明する図である。
【図7】第2実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図8】第3実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の構成図である。
【図9】第3実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図10】第4実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図11】第5実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の構成図である。
【図12】第5実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図13】第5実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図14】第6実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の構成図である。
【図15】第6実施形態に係る大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【図16】大気圧センサ異常検出装置の大気圧センサ異常検出処理のフロー図である。
【符号の説明】
1…大気圧センサ異常検出装置、3…大気圧センサ、5…GPSシステム、6…地図情報、7…ECU、9…エアフローメータ、11…スロットルセンサ、13…吸気温センサ、15…エンジン出力検出装置、19…速度センサ。
Claims (9)
- 大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、
衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、前記現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、前記現在地の標高に対応する大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、
前記実測大気圧と前記推定大気圧とを比較することにより前記大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする大気圧センサ異常検出装置。 - 前記判断手段は、
前記実測大気圧と前記推定大気圧との差である大気圧偏差が、所定の偏差上限値と所定の偏差下限値との間の範囲にない場合には前記大気圧センサに異常があると判定することを特徴とする請求項1記載の大気圧センサ異常検出装置。 - 前記判断手段は、
前記実測大気圧と前記推定大気圧との差である大気圧偏差が、2回以上連続して所定の偏差上限値と所定の偏差下限値との間の範囲にないと判断された場合には前記大気圧センサに異常があると判定することを特徴とする請求項1記載の大気圧センサ異常検出装置。 - 大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、
衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、前記現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、前記現在地の標高に対応する大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、
前記実測大気圧を第1の地点において検出した第1実測大気圧と前記実測大気圧を第2の地点において検出した第2実測大気圧との差である実測大気圧変化量を算出する実測大気圧変化量算出手段と、
前記推定大気圧を前記第1の地点において算出した第1推定大気圧と前記推定大気圧を前記第2の地点において算出した第2推定大気圧との差である推定大気圧変化量を算出する推定大気圧変化量算出手段と、
前記実測大気圧変化量と前記推定大気圧変化量とを比較することにより前記大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする大気圧センサ異常検出装置。 - 大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、
衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、前記現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、前記現在地の標高に対応する大気圧である標高大気圧を算出する標高大気圧算出手段と、
外部より現在地の大気圧情報を得、得られた大気圧情報と前記標高大気圧とに基づく大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、
前記実測大気圧と前記推定大気圧とを比較することにより前記大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする大気圧センサ異常検出装置。 - 大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、
衛星より受信した電波に基づき現在地情報を算出し、前記現在地情報と予め記憶された地図情報とから現在地の標高を算出し、前記現在地の標高に対応する大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、
外部より現在地の大気圧情報を得、得られた大気圧情報と前記標高大気圧とに基づく大気圧である推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、
前記実測大気圧を第1の地点において検出した第1実測大気圧と前記実測大気圧を第2の地点において検出した第2実測大気圧との差である実測大気圧変化量を算出する実測大気圧変化量算出手段と、
前記推定大気圧を前記第1の地点において算出した第1推定大気圧と前記推定大気圧を前記第2の地点において算出した第2推定大気圧との差である推定大気圧変化量を算出する推定大気圧変化量算出手段と、
前記実測大気圧変化量と前記推定大気圧変化量とを比較することにより前記大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする大気圧センサ異常検出装置。 - 大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、
吸気温、吸入空気量及びスロットル開度に基づき推定大気圧を算出する推定大気圧算出手段と、
前記実測大気圧と前記推定大気圧とを比較することにより前記大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする大気圧センサ異常検出装置。 - 前記判断手段は、
前記実測大気圧と前記推定大気圧との差である大気圧偏差が、2回以上連続して所定の値よりも大きいと判断された場合には前記大気圧センサに異常があると判定することを特徴とする、請求項7記載の大気圧センサ異常検出装置。 - 大気圧センサにより大気圧を検知し実測大気圧を検出する実測大気圧検出手段と、
前記実測大気圧を第1の地点において検出した第1実測大気圧と前記実測大気圧を第2の地点において検出した第2実測大気圧との差である実測大気圧変化量を算出する実測大気圧変化量算出手段と、
前記第1の地点から前記第2の地点までの車両の移動による登坂量である推定登坂量を求める推定登坂量算出手段と、
前記推定登坂量に対応する大気圧の変化量である推定大気圧変化量を求める推定大気圧変化量算出手段と、
前記実測大気圧変化量と前記推定大気圧変化量とを比較することにより前記大気圧センサの異常の有無を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする大気圧センサ異常検出装置。
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