JP2006009621A - 異常判定装置および異常判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性を向上させた異常判定装置および異常判定方法を提供すること。
【解決手段】異常判定装置は動力機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号に基づいて、回転位置検出センサの異常判定を行う異常判定装置であって、動力機関が押しがけにより始動されたか否かを判定する押しがけ判定手段と、回転位置検出センサからの信号又は異常判定にマスク処理をするマスク手段と、を備え、押しがけ判定手段により動力機関が押しがけにより始動されたと判定されたとき、マスク手段はマスク処理をしないことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動力機関に採用される異常判定装置および異常判定方法に関する。

従来、エンジン始動後、クランク角センサからの信号が一定時間以上途絶したとき、断線等によるクランク角センサの異常と判断されている。また、始動性確保の為、クランク角センサの角度信号を低回転から認識できるように、角度信号の入力判定基準となる閾値が低く設定されている。この閾値が低く設定されることに起因して、クランク角センサからの角度信号が電気負荷等のノイズの影響を受けて、閾値を越えることがある。これにより、クランクシャフトが回転していないにもかかわらず、回転していると判断され、クランク角センサ異常の誤検出が生じ得る。

この異常の誤検出を防止する為、スタータスイッチがオン状態になってから所定時間経過後にクランク角センサからの角度信号が存在しないとき、当該クランク角センサが異常であると判定する異常判定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５７−１６９６１０号公報

しかしながら、上記従来の異常判定装置において、スタータによらず、押しがけでエンジンが始動される場合が考慮されていない。これにより、エンジンが押しがけにより始動された場合において、クランク角センサの異常判定が適正になされないおそれがある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、信頼性を向上させた異常判定装置および異常判定方法を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、動力機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号に基づいて、上記回転位置検出センサの異常判定を行う異常判定装置であって、上記動力機関が押しがけにより始動されたか否かを判定する押しがけ判定手段と、上記回転位置検出センサからの上記信号又は上記異常判定にマスク処理をするマスク手段と、を備え、上記押しがけ判定手段により上記動力機関が上記押しがけにより始動されたと判定されたとき、上記マスク手段は上記マスク処理をしないことを特徴とする異常判定装置である。

なお、この一態様において、上記回転位置検出センサとは、例えばクランク角センサ、ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）センサである。

この一態様によれば、上記押しがけ判定手段により上記動力機関が上記押しがけにより始動されたと判定されたとき、上記マスク手段は上記信号及び上記異常判定に上記マスク処理をしない。これにより、例えば上記動力機関が押しがけにより始動された場合において、上記信号がノイズでないという前提条件で、上記回転位置検出センサの上記異常判定を行うことができる。すなわち、上記回転位置検出センサの上記異常判定がより適正に行われ、異常判定装置の信頼性を向上させることができる。

また、この一態様において、上記動力機関がスタータにより始動されたか否かを判定するスタータ判定手段を更に備え、上記スタータ判定手段により上記動力機関が上記スタータにより始動されたと判定されたとき、上記マスク手段は上記マスク処理をしないのが好ましい。この場合、例えば上記スタータ判定手段により上記動力機関が上記スタータにより始動されたと判定されたとき、上記マスク手段は上記信号及び上記異常判定に上記マスク処理をしない。これにより、上記動力機関がスタータにより始動された場合において、上記信号がノイズでないという前提条件で、上記回転位置検出センサの上記異常判定を行うことができる。すなわち、上記回転位置検出センサの上記異常判定がより適正に行われ、異常判定装置の信頼性を向上させることができる。

なお、この一態様において、例えば上記押しがけ判定手段は上記動力機関の出力軸の回転開始後、所定時間以内に上記出力軸の回転数が所定値以上となり、かつ上記スタータ判定手段により上記動力機関が上記スタータにより始動されていないと判定されたとき、上記動力機関が上記押しがけにより始動されたと判定する。

また、この一態様において、例えば上記押しがけ判定手段は上記回転位置検出センサからの上記信号に基づいて算出された上記動力機関の始動時間が、所定の押しがけ始動時間より長いとき、上記動力機関が押しがけにより始動されたと判定する。

さらに、この一態様において、上記動力機関は、例えばエンジンとモータとを併用して駆動するハイブリッド動力機関である。

この一態様において、上記回転位置検出センサが上記異常であると判定されたとき、上記異常の警告を行う警告部を更に備えるのが好ましい。これにより、上記回転位置検出センサの上記異常をユーザに確実に認識させることができる。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、動力機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号に基づいて、前記回転位置検出センサの異常判定を行う異常判定方法であって、
（ａ）上記動力機関の出力軸の回転開始後、第１所定時間以内に上記動力機関の回転数が所定値以上になったか否かが判定され、
（ｂ）上記動力機関の出力軸の回転開始後、上記第１所定時間以内に上記回転数が上記所定値以上になったと判定されとき、上記第１所定時間以内に上記動力機関がスタータにより始動された履歴があるか否かが判定され、
（ｃ）上記第１所定時間以内に上記動力機関が上記スタータにより始動された履歴がないと判定されたとき、上記回転位置検出センサからの上記信号に基づいて算出された上記動力機関の始動時間が所定の押しがけ始動時間より長いか否かが判定され、
（ｄ）上記動力機関の始動時間が上記所定の押しがけ始動時間より短いと判定されたとき、第２所定時間、上記異常判定を停止する、ことを特徴とする異常判定方法である。

本発明によれば、信頼性を向上させた異常判定装置および異常判定方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、車両用の回転位置検出センサ及び異常判定装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

図１は、本発明の一実施例に係る異常判定装置のシステム構成図である。本実施例に係る異常判定装置２は、車両用のエンジン４のクランクシャフト６ａに取付けられ、クランク角度を検出するクランク角センサ等の回転位置検出センサ６を備えている。

また、クランク角センサ６には、点火時期制御、噴射量制御、エンジン回転数演算等を行うＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の制御部８が接続されている。ＥＣＵ８は、クランク角センサ６からの信号に基づいて、クランク角センサ６の異常を判定する。クランク角センサ６の異常として、例えばクランク角センサ６の内部配線又はクランク角センサ６とＥＣＵ８との間の配線の断線等が挙げられる。

ＥＣＵ８は処理プログラムを実行するＣＰＵと、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、信号の入出力が行われる入出力ポートと、から主として構成されている。

エンジン４にはエンジン４を始動させる為のスタータモータ１０が歯車機構等を介して係合している。スタータモータ１０には、オン又はオフに切り替え可能なスタータスイッチ１２が接続され、このスタータスイッチ１２は、ＥＣＵ８に接続されている。スタータモータ１０は、スタータスイッチ１２がオン状態になると、駆動を開始し、エンジン４を始動させる。また、スタータスイッチ１２がオン状態になると、スタータスイッチはオン信号をＥＣＵ８に送信する。ＥＣＵ８は、スタータスイッチ１２からオン信号を受信すると、スタータ履歴フラグを１としてＲＯＭに記憶する。なお、ＥＣＵ８はスタータスイッチ１２からオン信号を受信するまで、スタータ履歴フラグを０としてＲＯＭに記憶している。

ＥＣＵ８には、スピーカ、ライト等の警告部１４が接続されている。ＥＣＵ８はクランク角センサ６が異常であると判定したとき、スピーカ及びライトに制御信号を送信する。制御信号を受信したスピーカは、警告音を発し、ライトは点灯する。

クランク角センサ６は、クランクシャフト６ａに取り付けられたクランクシャフトタイミングプーリと一体化された、例えば１２枚の歯を持つタイミングロータと、タイミングロータと対向配置され磁力の変化に基づいて起電力を発生させるコイルと、から構成される。このクランク角センサ６は、タイミングロータが１２枚の歯を持つことからクランクシャフト６ａが３０度回転する毎に、電磁作用により波状の信号を出力する。ＥＣＵ８は、このクランク角センサ６からの角度信号に基づいて、エンジン４の回転数を算出する。

次に上述した異常判定装置２のＥＣＵ８によるクランク角センサ６の異常判定方法について説明する。

ＥＣＵ８はエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上となり、且つクランク角センサ６からの角度信号を第３所定時間Ｔ３、受信できないとき、クランク角センサ６を異常と判定する（図２（ａ））。なお、通常のエンジン停止動作、クラッチ操作ミス、エンスト時の誤検出を防止する為に、所定値Ｂは第３所定時間Ｔ３に対して十分短い周期の角度信号が出力されるように設定されている。

また、エンジン４の始動性確保の為、低回転からクランク角センサ６からの角度信号が認識できるように、この角度信号の入力判定を行う為の閾値が数１０ｍＶ程度と低い値で、ＥＣＵ８に設定されている。ところで、電気負荷等のノイズがクランク角センサ６からの角度信号にある程度の時間継続して影響を与え、ノイズの影響を受けたクランク角センサ６からの角度信号は、この時間、閾値を超えることがある（図２（ｂ））。これによりエンジン４のクランクシャフト６ａが回転していないにもかかわらず、ノイズの影響により回転していると誤認識されるおそれがある。例えば、ノイズの影響でエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上と誤認され、このノイズが途中で消えたとする。この場合、ＥＣＵ８は第３所定時間Ｔ３後、クランク角センサ６からの角度信号が受信できないとして（図２（ａ））、クランク角センサ６を異常と誤判定するおそれがある。そこで、ＥＣＵ８はクランク角センサ６からの信号がノイズであると判定したとき、第１所定時間Ｔ１、異常判定を停止し又はクランク角センサ６の角度信号をマスクする等のマスク処理を行う。このとき、ＥＣＵ８はスタータスイッチ１２からオン信号の入力履歴があると判定したときは、クランク角センサ６からの角度信号はノイズではないと判断し、異常判定を継続する。また、ＥＣＵ８は押しがけによる始動であると判断した場合、クランク角センサ６からの角度信号はノイズではないと判断し、異常判定を継続する。これにより、クランク角センサ６からの信号に対するノイズの影響が識別でき、より適正にクランク角センサ６の異常判定が行われる。ここで押しがけとは、外部からの力によりエンジン４を強制的に回転させることにより、始動させることである。例えば、押しがけとして、外部から車両を押すことにより車輪及びトランスミッション等を介してエンジン４を強制的に回転させ、始動させることが挙げられる。

次に、ＥＣＵ８がクランク角センサ６からの角度信号をノイズと判定し、当該ノイズを含む第２所定時間Ｔ２、異常判定を停止するフローについて説明する。

ＥＣＵ８はクランクシャフト６ａの回転開始後、第１所定時間Ｔ１以内にエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上になったと判定した場合、スタータスイッチ１２からオン信号の入力履歴があるか否かを判定する。ＥＣＵ８はスタータスイッチ１２からオン信号の入力履歴がないと判断した場合、エンジン４が押しがけにより始動されたか否かを判断する。ＥＣＵ８は押しがけによる始動であると判断した場合、クランク角センサ６からの角度信号はノイズではないと判断し、処理を終了する。ＥＣＵ８は押しがけによる始動でないと判断した場合、クランク角センサ６からの角度信号はノイズであると判断し、第２所定時間Ｔ２、クランク角センサ６の異常判定を停止する。

次に上述した異常判定におけるマスク処理について詳細に説明をする。

図３は一実施例に係る異常判定装置のマスク処理のルーチンを示すフローチャートである。なお、このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

ステップ１００において、ＥＣＵ８はクランク角センサ６からの角度信号に基づいて、エンジン４の回転数を算出し、算出された回転数が０より大きいか否かを判断する。ＥＣＵ８は、エンジン４の回転数が０より大きいと判定した場合は、ステップ１１０の処理に移行する。ＥＣＵ８は、エンジン４の回転数が０以下である判定した場合は、スタータ履歴フラグ、後述する異常判定フラグ及びオートインクリメントカウンタＡを０とし、処理を終了する。ここで、オートインクリメンカウンタＡの初期値は、０としてＥＣＵ８に設定され、ＥＣＵ８はクランク角センサ６からの信号に基づいて、オートインクリメンカウンタＡをインクリンメントする。

ステップ１１０において、ＥＣＵ８は異常判定フラグが１であるか否かを判定することにより、異常判定履歴があるか否かを判定する。ＥＣＵ８は異常判定履歴がある（異常判定フラグが１）と判定した場合は、処理を終了する。ＥＣＵ８は異常判定の履歴がない（異常判定フラグが０）と判定した場合は、ステップ１２０の処理に移行する。なお、異常判定フラグの初期値は、０としてＥＣＵ８に設定されている。

ステップ１２０において、ＥＣＵ８はクランクシャフト６ａの回転開始後、第１所定時間Ｔ１以内にエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上となったか否かを判定する。ＥＣＵ８は第１所定時間Ｔ１以内にエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上になったと判定した場合、ステップ１３０の処理に移行する。ＥＣＵ８はクランクシャフト６ａの回転開始後、第１所定時間以内にエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上になっていないと判定した場合、処理を終了する。なお、ステップ１２０においては、エンジン４の回転数の上昇速度が通常の始動の上昇速度に比べて早いか否かが判定される。したがって、上記第１所定時間Ｔ１及び所定値Ｂは、エンジン４の回転数の上昇速度が正常と考えられる上限値となるように設定される。

ステップ１３０において、ＥＣＵ８は異常判定フラグを１として、ステップ１４０の処理に移行する。

ステップ１４０において、ＥＣＵ８はスタータ履歴フラグが１であるか否かを判定することにより、スタータスイッチ１２からオン信号が入力されたか否かを判定する。ＥＣＵ８は、オン信号が入力された（スタータ履歴フラグが１）と判定した場合、処理を終了する。ＥＣＵ８は、オン信号が入力されなかった（スタータ履歴フラグが０）と判定した場合、ステップ１５０の処理に移行する。

ステップ１５０において、ＥＣＵ８はクランク角センサ６からの角度信号に基づいて算出したエンジン４の始動時間が所定の押しがけ始動時間より長いか否かを判定する。ここで所定の押しがけ始動時間は、平均的な押しがけ始動時間がＥＣＵ８に設定されている。また、ＥＣＵ８はインクリメントされたオートインクリメンカウンタＡの値によりエンジン４の始動時間を算出する。ＥＣＵ８はエンジン４の始動時間が所定の押しがけ始動時間より短いと判定した場合、クランク角センサ６からの角度信号はノイズであるとして、ステップ１６０の処理に移行する。ＥＣＵ８はエンジン４の始動時間が所定の押しがけ始動時間より長いと判定した場合、エンジン４は押しがけにより始動され、クランク角センサ６からの信号はノイズでないと判断し、処理を終了する。

ステップ１６０において、ＥＣＵ８はクランクシャフト６ａの回転開始後、第２所定時間Ｔ２、クランク角センサ６の異常判定を停止（ダイアグマスク）し、処理を終了する。

以上、説明した一実施例に係る異常判定装置２および異常判定方法によれば、ＥＣＵ８はエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上で、且つスタータモータ１０及び押しがけにより始動されていないと判断したとき、クランク角センサ６からの信号はノイズと判断し、異常判定を所定時間、停止する。一方、ＥＣＵ８はエンジン４が押しがけにより始動されたと判断したとき、クランク角センサ６からの信号はノイズでないと判断し、異常判定を継続して行う。これにより、押しがけにより始動された場合に、クランク角センサ６へのノイズの影響を考慮でき、クランク角センサ６の異常判定を適正に行うことができる。すなわち、異常判定装置２の信頼性を向上させることができる。

また、ＥＣＵ８はエンジン４の回転数が所定値Ｂ以上で、且つスタータモータ１０により始動されたと判断したとき、クランク角センサ６からの信号はノイズでないと判断し、異常判定を継続して行う。これにより、スタータモータ１０により始動された場合について、クランク角センサ６へのノイズの影響を考慮でき、クランク角センサ６の異常判定を適正に行うことができる。すなわち、異常判定装置２の信頼性を向上させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、ステップ１６０において、ＥＣＵ８は第２所定時間Ｔ２、クランク角センサ６の異常判定を停止しているが、エンジンの回転数が０と判断されるまで、クランク角センサ６の異常判定を停止してもよい。

また、ステップ１６０において、ＥＣＵ８はクランク角センサ６の異常判定に対しマスク処理を行っているが、クランク角センサ６から信号に対しマスク処理を行ってもよい。例えば、クランク角センサからの信号がノイズであると判定された場合、このノイズ信号に対しマスク処理を行ってもよい。

なお、上記実施例においては、ＥＣＵ８が特許請求の範囲記載の押しがけ判定手段、マスク手段、及びスタータ判定手段に相当している。

本発明は、エコラン、ハイブリッド車両等において採用される異常判定装置および異常判定方法に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係る異常判定装置のシステム構成図である。 （ａ）クランク角センサを異常と判定する状態を示す図である。（ｂ）ノイズの影響を受けたクランク角センサからの信号を示す図である。 実施例に係る異常判定装置のマスク処理のルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

２ 異常判定装置
４ エンジン
６ クランク角センサ
６ａ クランクシャフト
８ ＥＣＵ
１０ スタータモータ
１２ スタータスイッチ
１４ 警告部

Claims (7)

1. 動力機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号に基づいて、前記回転位置検出センサの異常判定を行う異常判定装置であって、
   前記動力機関が押しがけにより始動されたか否かを判定する押しがけ判定手段と、
   前記回転位置検出センサからの前記信号又は前記異常判定にマスク処理をするマスク手段と、を備え、
   前記押しがけ判定手段により前記動力機関が前記押しがけにより始動されたと判定されたとき、前記マスク手段は前記マスク処理をしないことを特徴とする異常判定装置。
2. 請求項１記載の異常判定装置であって、
   前記動力機関がスタータにより始動されたか否かを判定するスタータ判定手段を更に備え、前記スタータ判定手段により前記動力機関が前記スタータにより始動されたと判定されたとき、前記マスク手段は前記マスク処理をしないことを特徴とする異常判定装置。
3. 請求項１又は２記載の異常判定装置であって、
   前記押しがけ判定手段は前記動力機関の出力軸の回転開始後、所定時間以内に前記出力軸の回転数が所定値以上となり、かつ前記スタータ判定手段により前記動力機関が前記スタータにより始動されていないと判定されたとき、前記動力機関が前記押しがけにより始動されたと判定することを特徴とする異常判定装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の異常判定装置であって、
   前記押しがけ判定手段は前記回転位置検出センサからの前記信号に基づいて算出された前記動力機関の始動時間が、所定の押しがけ始動時間より長いとき、前記動力機関が押しがけにより始動されたと判定することを特徴とする異常判定装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の異常判定装置であって、
   前記動力機関はエンジンとモータとを併用して駆動するハイブリッド動力機関であることを特徴とする異常判定装置。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の異常判定装置であって、
   前記回転位置検出センサが前記異常であると判定されたとき、該異常の警告を行う警告部を更に備えることを特徴とする異常判定装置。
7. 動力機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号に基づいて、前記回転位置検出センサの異常判定を行う異常判定方法であって、
   （ａ）前記動力機関の出力軸の回転開始後、第１所定時間以内に前記動力機関の回転数が所定値以上になったか否かが判定され、
   （ｂ）前記動力機関の出力軸の回転開始後、前記第１所定時間以内に前記回転数が前記所定値以上になったと判定されとき、前記第１所定時間以内に前記動力機関がスタータにより始動された履歴があるか否かが判定され、
   （ｃ）前記第１所定時間以内に前記動力機関が前記スタータにより始動された履歴がないと判定されたとき、前記回転位置検出センサからの前記信号に基づいて算出された前記動力機関の始動時間が所定の押しがけ始動時間より長いか否かが判定され、
   （ｄ）前記動力機関の始動時間が前記所定の押しがけ始動時間より短いと判定されたとき、第２所定時間、前記異常判定を停止する、
   ことを特徴とする異常判定方法。

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