JP2008190430A - 車両の車速センサ故障診断装置及び冷却ファンモータ故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の車速センサを設けることなく車速センサの機能的故障を診断できる車速センサ故障診断装置を安価に提供することを目的とする。
【解決手段】車両の車速センサ故障診断装置は、車速を検出する車速センサ２１１と、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータ２１２とを有し、前記車速センサ故障診断装置は、前記電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段４０１と、該電流検出手段４０１で検出した電動ファンモータ２１２の電流値に基づいて推定車速を把握する推定車速把握手段４０５と、該推定車速把握手段４０５で把握した推定車速と前記車速センサ２１１で検出した車速とに基づいて車速センサの故障を判定する故障判定手段４０７を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に車速センサ及び電動冷却ファンを備えたエンジンの制御装置の車速センサ及び冷却ファンモータ故障診断装置に関する。

電子制御されている車両では、車速センサからの車速検出信号はコントローラに送られ、排気ガス再循環制御（ＥＧＲ制御）等の際に、その制御を決定する要素の１つとして用いられている。車速センサの構造は、公知のように、突起を有する回転体と、その突起の通過を電気信号として取り出す電磁ピックアップとを組み合わせたものとなっており、この電磁ピックアップからの電気信号が、コントローラへ伝えられる。

そして、車速センサの車速センサの故障診断装置としては、例えば前後車輪にそれぞれ車速センサを設け、それぞれに設けた車速センサの出力値の差を設定値と比較し、出力値の差が設定値より大きい状態が所定時間継続したとき、出力値が零に近い方の車速センサを故障と判定するものが考えられている（特許文献１）。車速センサから出力されるはずのエンジンの運転状態において、車速センサからの出力値が設定以下の状態が所定時間継続したとき、車速センサを故障と判定する故障診断装置については良く知られている。

また、エンジンの冷却水を冷却する冷却ファンは電動モータによって駆動されているが、例えば断線や電動モータが故障した場合には、冷却ファンが駆動されないために冷却水温が上昇して、オーバーヒートしエンジンが停止するおそれがある。そこで、冷却ファンモータに駆動制御信号を供給することにより冷却ファンの回転を制御する冷却ファンの制御装置において、端子電圧検出手段によって冷却ファンモータの端子電圧を検出し、冷却ファンモータに駆動制御信号を出力したときに、冷却ファンモータの端子電圧の変化が所定の基準値以下である場合は、冷却ファンモータが故障していると判定する故障診断装置が考えられている（特許文献２）。

特許第２８０２３０６号公報 特開平８−２８４６６３号公報

しかし、排気規制が年々厳しくなっており、これに伴い、エンジンの排気ガスレベルを悪化させる要因となるエンジン制御に係る、センサを含む各部品及び機能についての故障検出精度向上が求められている。特許文献１に示されている車速センサの故障診断装置では、前後車輪のそれぞれに車速センサを設けており、複数の車速センサが必要であるため、コストが高くなってしまう。また、車速センサから出力されるはずのエンジンの運転状態において、車速センサからの出力値が設定以下の状態が所定時間継続したときに車速センサを故障と判定する故障診断装置では、車速センサの機能的故障（例えば、高車速での実車速に対して車速センサからの出力が低い等の故障）を診断することは困難である。

特許文献２に示されている冷却ファンモータの故障診断装置では、断線による冷却ファンモータの故障は冷却ファンモータの端子電圧の変化を見ることによって診断することができるが、駆動状態に対する冷却ファンモータの端子電圧の変化のみでは機能的故障の診断は困難である。

ところで、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータは、車両が走行中にはそのファンが走行風力を受けて回転され、電動ファンモータの電流が変化する。そして、この電動ファンモータの電流値と車速には相関関係があり、電動ファンモータの電流値によって車速の速度を推定できることを知得した。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、複数の車速センサを設けることなく車速センサの機能的故障を診断できる車速センサ故障診断装置を安価に提供するとともに、電動ファンモータの断線等の固着故障の診断ができ、また、電動ファンモータの機能的故障の診断ができる冷却ファンモータ故障診断装置を安価に提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る車両の車速センサ故障診断装置は、車速を検出する車速センサと、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータとを有し、前記車速センサ故障診断装置が、前記電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値に基づいて推定車速を把握する推定車速把握手段と、該推定車速把握手段で把握した推定車速と前記車速センサで検出した車速とに基づいて車速センサの故障を判定する故障判定手段を備えていること特徴としている。

本発明に係る車両の車速センサ故障診断装置は、推定車速把握手段が、電動ファンモータの電流値と車速との予め設定された相関関係に基づいて推定車速を把握することを特徴としている。

本発明は、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータのファンが、車両が走行中には走行風力を受けて回転されて電動ファンモータの電流が変化し、この電動ファンモータの電流値によって車両の速度を推定することができることに基づいており、車両走行時の電動ファンモータの電流値を検出し、電動ファンモータの電流値と車速との相関関係が設定されたマップ等により、検出した電動ファンモータの電流値に基づいて推定車速を把握し、この把握した推定車速と車速センサで検出した車速とを比較することにより、車速センサを複数設けないで車速センサの故障を簡単な構成で診断することができる。

また、本発明に係る車両の車速センサ故障診断装置は、車速センサ故障診断装置が、車両の各運転領域における推定車速を学習する学習手段を備え、該学習手段は、学習した運転領域における推定車速と前記電流検出手段で検出した電流値に基づいて把握した推定車速とから車両の走行環境状況を把握することを特徴としている。

本発明は、車両の各運転領域における推定車速を学習し、運転領域における学習した推定車速と電流検出手段で検出した電流値に基づく推定車速とから車両が走行している場所の風速や風向き等の走行環境状況を把握することができ、推定車速の信頼性を知ることができる。

さらに、本発明に係る車両の車速センサ故障診断装置は、故障判定手段が、学習手段が把握した車両の走行環境状況に基づいて車速センサの故障の判定を行うかを判断することを特徴としており、電流検出手段で検出した電流値に基づく推定車速の信頼性が低いときには車速センサの故障の診断を行わないので、誤故障診断を減少できる。

本発明に係る車両の電動ファンモータ故障診断装置は、車速を検出する車速センサと、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータとを有し、前記電動ファンモータ故障診断装置が、前記電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、前記車速センサの車速に基づいて前記電動ファンモータの推定電流値を把握する推定電流値把握手段と、該推定電流値把握手段で把握した推定電流値と前記電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値とに基づいて電動ファンモータの故障を判定する故障判定手段と、を備えていること特徴としている。

本発明に係る車両の電動ファンモータ故障診断装置は、推定電流値把握手段が、電動ファンモータの電流値と車速との予め設定された相関関係に基づいて推定電流値を把握することを特徴としている。

本発明は、車速センサで車速を検出し、電動ファンモータの電流値と車速との相関関係が設定されたマップ等により、前記車速に基づいて電動ファンモータの推定電流値を把握し、電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値と前記推定電流値を比較することにより、電動ファンモータの機能故障を判定することができる。

また、本発明に係る車両の電動ファンモータ故障診断装置は、電動ファンモータ故障診断装置が、車両の各運転領域における前記電流検出手段で検出した電流値を学習する学習手段を備え、該学習手段は、学習した運転領域における電流値と前記電流検出手段で検出した電流値とから車両の走行環境状況を把握することを特徴としている。

本発明は、車両の各運転領域における電流検出手段で検出した電流値を学習し、運転領域における学習した電流値と電流検出手段で検出した電流値とから車両が走行している場所の風速や風向き等の走行環境状況を把握しているので、電流検出手段で検出した電流値の信頼性を知ることができる。

本発明に係る車両の電動ファンモータ故障診断装置は、故障判定手段が、学習手段が把握した車両の走行環境状況に基づいて電動ファンモータの故障の判定を行うかを判断することを特徴としており、通常の走行環境状況でないときに電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値の信頼性が低いときには車速センサの故障の診断を行わないので、誤故障診断を減少できる。

さらに、本発明に係る車両の電動ファンモータ故障診断装置は、車速を検出する車速センサと、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータとを有し、電動ファンモータ故障診断装置が、前記電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、車速センサで検出した車速変化と前記電流検出手段で検出した電流変化に基づいて電動ファンモータの故障を判定する故障判定手段を備えていること特徴としている。

本発明は、車速センサで車速を検出するとともに電流検出手段で冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータの電流を検出し、車速センサで検出した車速が変化したときに電流検出手段で検出した電流の変化を見ることにより電動ファンモータの断線等の固着故障を判定することができる。

本発明における車両の車速センサ故障診断装置は、車速を検出する車速センサと、電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値に基づいて推定車速を把握する推定車速把握手段と、を備え、車両走行時の電動ファンモータの電流値を検出し、検出した電動ファンモータの電流値に基づいて推定車速把握手段により推定車速を把握し、この把握した推定車速と車速センサで検出した車速とを比較することにより、車速センサを複数設けないで車速センサの故障を簡単な構成で診断することができる。

また、本発明における車両の冷却ファンモータ故障診断装置は、車速を検出する車速センサと、電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、前記車速センサの車速に基づいて前記電動ファンモータの推定電流値を把握する推定電流値把握手段と、を備え、車速に基づいて推定電流値把握手段により電動ファンモータの推定電流値を把握し、電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値と前記推定電流値を比較することにより、電動ファンモータの機能故障を簡単な構成で診断することができる。

さらに、本発明における車両の冷却ファンモータ故障診断装置は、車速を検出する車速センサと電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段を備え、車速センサで検出した車速が変化したときに電流検出手段で検出した電流の変化を見ることにより、電動ファンモータの断線等の固着故障を簡単な構成で診断することができる。

以下、本発明に係る車両の車速センサ故障診断装置の実施形態を図１〜８を用いて説明する。

図１は、本発明に係る車速センサ故障診断装置を備えたエンジン制御システムの全体構成を示す。

エンジン２０１には、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ２０９が設けられており、カム軸にはカム角度を検出するカム角度センサ２０７が設置されており、カム角度センサ２０７により気筒判別が行われる。

エンジンの吸気系を構成する吸気管２０４には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２０５、吸入空気量を制御するスロットル絞り弁２０２、スロットル絞り弁２０２をバイパスして吸入空気量を調節するＩＳＣバルブ２０３、燃料を噴射する燃料噴射弁２０６が設けられている。吸入空気は燃料との混合気として吸気弁を通過して燃焼室に吸入され、点火モジュール２０８で発生された高電圧によって点火プラグから火花スパークが発生し、燃焼される。燃焼された混合気は、排気ガスとなってエンジンの排気弁が開いた時に燃焼室から排出される。

エンジンの排気系には、排気管の触媒前にＯ_２センサ２１０が設けられており、Ｏ_２センサ２１０は排気ガス中の酸素濃度を検出し２値の信号を出力する。また、ドライブシャフトには、スリットの通過数によって車速を検知する車速センサ２１１が、ラジエータ部にはエンジン冷却水及びエアコン冷媒を冷却する冷却ファンモータ２１２が設けられている。

エアフローセンサ２０５、Ｏ_２センサ２１０、エンジンの運転、停止のメインスイッチであるイグニッションキースイッチ２１３からの信号はエンジン制御装置２１４に入力される。エンジン制御装置２１４はエアフローセンサ２０５で検出した吸入空気量に基づいて燃料噴射量等を制御しているが、エンジンの吸気管圧力を検出しこれに基づいて燃料噴射量等を制御してもよい。本実施形態では、エンジンのアイドリング回転数をＩＳＣバルブ２０３で制御しているが、スロットル絞り弁２０２の開度をモータ等で制御するものにした場合は、前記ＩＳＣバルブ２０３は不用となる。

図２は、本発明に係る車速センサ故障診断装置を備えたエンジン制御装置の制御ブロックを示す。
１０１はエンジン回転数計算手段であり、エンジン回転数計算手段１０１は、エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、おもにパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントして演算処理することで、単位時間当りのエンジン回転数を計算し、基本燃料計算手段１０２、基本燃料補正係数計算手段１０３、ＩＳＣ制御手段１０５、空燃比帰還制御係数計算手段１０７等に出力する。

基本燃料計算手段１０２は、前記エンジン回転数計算手段１０１で計算されたエンジン回転数、及びエアフローセンサ２０５より検出された吸入空気量をエンジン負荷として、各運転領域におけるエンジンの要求する基本燃料噴射量を計算し、基本燃料補正手段１１０に出力する。

基本燃料補正係数計算手段１０３は、前述のエンジン回転数計算手段１０１で計算されたエンジン回転数、エアフローセンサ２０５より検出された吸入空気量（エンジン負荷）に基づいて、前記各運転領域の前記基本燃料噴射量の補正係数をマップから求め、前記基本燃料補正手段１１０に出力する。

基本点火時期計算手段１０４は、前述のエンジン回転数、及び前述の吸入空気量からのエンジン負荷によりエンジンの各運転領域における最適な点火時期をマップ検索等で決定し、点火時期補正手段１１１に出力する。

ＩＳＣ制御手段１０５は、エンジンのアイドリング回転数を一定に保つためのものであり、アイドリング時の目標回転数を計算し、目標回転数となるためのＩＳＣバルブ２０３を通過する目標流量を設定し、ＩＳＣ流量制御手段１２０に出力する。

運転状態判定手段１０６は、スロットル絞り弁２０２の開度の電気的信号を処理し、エンジンが加速状態であるか減速状態にあるかを判断して点火時期補正手段１１１に出力するとともに、またアイドル判定も行う。

空燃比帰還制御係数計算手段１０７は、触媒前に設けられたＯ_２センサからの信号、エンジン回転数、吸入空気量、及びエンジン水温に基づいてエンジン２０１に供給される燃料と空気との混合気が、最終的な目標空燃比に保たれるように空燃比帰還制御係数を計算し、基本燃料補正手段１１０に出力する。

冷却ファンモータリレー制御手段１０８は、エンジン水温、エアコンＳＷ．状態、及びエアコン冷媒圧を元に冷却ファンモータの駆動力及び駆動数を決定する。

車速センサ故障診断手段１０９は、前記冷却ファンモータリレー制御手段１０８で決定された冷却ファンモータ２１２の駆動力及び駆動数に合わせた走行時の冷却ファンモータ２１２の電流を検出し、検出した電流値に基づき推定車速把握手段で推定車速を把握し、車速センサ２１１で検出した車速を推定車速と比較することにより車速センサ２１１の故障を診断する。

基本燃料補正手段１１０は、前記基本燃料補正係数計算手段１０３で求めた補正係数、前記空燃比帰還制御係数計算手段１０７の空燃比帰還制御係数等によって前記基本燃料計算手段１０２で計算された基本燃料噴射量を補正し、第１〜第４気筒燃料噴射手段１１２〜１１５に出力する。第１〜第４気筒燃料噴射手段１１２〜１１５は、前記基本燃料補正手段１１０で計算された基本燃料噴射量をエンジンに供給する。

点火時期補正手段１１１は、前記運転状態判定手段１０６で判定した運転状態に応じて前記基本点火時期計算手段１０４で決定された基本点火時期を補正して点火時期を決定し、第１〜第４気筒点火手段１１６〜１１９に出力する。第１〜第４気筒点火手段１１６〜１１９は、前述の点火時期補正手段１１１で補正されたエンジンの要求点火時期に応じてシリンダに流入した燃料混合気を点火する。

ＩＳＣ流量制御手段１２０は、前述のＩＳＣ制御手段１０５で計算されたアイドリング時の目標流量となるようにＩＳＣバルブを駆動する。冷却ファンリレー駆動手段１２１は、前述の冷却ファンリレー制御手段１０８で決定された駆動力及び駆動数で冷却ファンモータ２１２が駆動されるように冷却ファンモータリレーを駆動する。

故障警告手段１２２は、前述の車速センサ故障検出手段１０９で車速センサ２１１が故障と判定された場合に、車速センサ２１１の異常をランプ、音等によって運転者に報知する。

なお、本実施形態ではエンジン負荷を吸入する空気量で代表させているが、エンジン負荷を吸気管の圧力で代表させてもよい。

図３は、本発明に係る車速センサ故障診断装置を備えたエンジン制御装置の内部構成の一例を示す。

エンジン制御装置２１４は、ＣＰＵ３０２、Ｉ／Ｏ３０３、ドライバ３０４を備え、ＣＰＵ３０２には不揮発性メモリ及び揮発性メモリも内蔵され、メモリ内容を保存することを目的としたバックアップ電源が接続されることもある。

Ｉ／Ｏ３０３は、エンジンに設置された各センサから入力される電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換し、ＣＰＵ３０２はエンジンの状態を判断しエンジンの要求する燃料噴射量、点火時期等を不揮発性メモリに記憶された予め定められた手順に基づいて計算し、その計算された値をドライバ３０４に送る。ドライバ３０４はデジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換して、アクチュエータに出力する。

図３のエンジン制御装置２１４には、水温センサ２０９、車速センサ２１１、クランク角度センサ３０５、スロットル開度センサ３０６、エアフローセンサ２０５、バッテリ電圧３０８、エアコンＳＷ．３０９、エアコン冷媒圧３１０、冷却ファンモータ電流３１１、イグニッションＳＷ．２１３からの信号が入力され、エンジン制御装置２１４は、第１〜４気筒燃料噴射弁３１４〜３１７に信号を出力し、第１〜４気筒点火コイル３１８〜３２１に点火時期の信号を出力し、ＩＳＣバルブ２０３にＩＳＣバルブ開度指令値３２２を出力し、冷却ファンモータリレー３２３に信号を出力する。

図４は、本実施形態の車速センサ故障診断装置のブロック図を示す。冷却ファンモータ２１２は、車両が走行しているときには冷却ファンが走行風力を受け、走行風力による回転トルクで回転される。したがって、冷却ファンモータ２１２に駆動電力を流して駆動しているときは、走行速度が速くなるにしたがって少ない駆動電流で冷却ファンモータ２１２を駆動でき、また、冷却ファンモータ２１２を駆動していないときには、冷却ファンが走行風力を受けて回転されることにより発電されて電流が流れ、この電流は走行速度が速くなるにしたがって多くなる。

電流検出手段４０１は、車両走行時の冷却ファンモータ２１２から出力される電流を検出し、検出した冷却ファンモータ２１２の電流値をＡＤ変換器４０２に出力し、ＡＤ変換器４０２は、入力された冷却ファンモータ２１２からの電流値をＡ／Ｄ変換する。フィルタリング手段４０３は、Ａ／Ｄ変換された電流値を加重平均等によるフィルタリング処理してバッテリ電圧補正手段４０４に出力する。バッテリ電圧補正手段４０４は、フィルタリング手段４０３でフィルタリングされた電流値をバッテリ電圧に応じて補正し、所定のバッテリ電圧のときに冷却ファンモータ２１２から出力される電流値である補正後電流値に補正し、補正した補正後電流値を推定車速把握手段４０５に出力する。

推定車速把握手段４０５には、冷却ファンモータ２１２が駆動電流で駆動されているときに冷却ファンモータ２１２に流れる補正後電流値と車速との関係を示す駆動時マップと、冷却ファンモータ２１２が駆動電流で駆動されていない非駆動状態のときに冷却ファンモータ２１２に流れる電流値と車速との関係を示す非駆動時マップとが備えられている。推定車速把握手段４０５は、冷却ファンモータ２１２の駆動状態によってマップを選択し、補正後電流値でマップ検索して推定車速を求め、求めた推定車速を運転状態学習手段４０６、車速センサ故障判定手段４０７に出力する。

冷却ファンモータ２１２から出力される電流値は、走行環境状況によって変化する。例えば、先行車との車間距離が極端に短く、高車速状態で追走している場合には冷却ファンが受ける走行風力は小さくなる。同じ走行速度で走行していても、このように先行車との車間距離、走行場所の風速や風向き等、走行環境状況により、冷却ファンが受ける走行風力は一様ではない。運転状態学習手段４０６には、エンジン回転数、推定車速把握手段４０５で把握された推定車速、エンジン負荷、スロットル開度、エンジン水温等が入力され、運転状態学習手段４０６は、冷却ファンモータ２１２の駆動時と非駆動時のそれぞれについて、エンジン回転数と車速、エンジン負荷等による運転領域毎に、推定車速の前回との偏差に基づいて学習しその学習値を推定車速に反映して学習推定車速として記憶している。そして、推定車速把握手段４０５で把握された推定車速と学習推定車速とに基づいて走行環境状況を判定し、その結果を車速センサ故障判定手段４０７に出力する。

車速センサ故障判定手段４０７は、運転状態学習手段４０６からの走行環境状況判定結果が通常の走行環境状況にない場合には推定車速把握手段４０５で把握した推定車速に信頼性がないので車速センサの故障の判定は行わず、通常の走行環境状況である場合には、車速センサ２１１に基づいて車速算出手段４０８で算出された車速と推定車速把握手段４０５で把握した推定車速とに基づいて車速センサ２１１が故障しているか否かを判定し、車速センサ２１１が故障していると判定した場合は故障警告手段４０９に故障警告信号を出力にて運転者に故障を知らせるとともに、故障コードを記憶する。

ここで、運転状態学習手段４０６における推定車速の学習及び車速センサ故障判定手段４０７による故障診断は、エンジン回転数の変動量が一定量以下であり、冷却ファンモータが回転状態となってから一定期間経過し、スロットル開度（アイドルＯＮ、ＯＦＦ信号代用でも可）が一定開度以下であり、エンジン水温が一定以上であり、かつ、バッテリ電圧変動後一定期間以上経過した等の条件が満たされている場合に実施される。

図５は、車両走行時の冷却ファンモータ２１２から出力される電流値と車速との関係を示すものである。冷却ファンモータ２１２に駆動電流を流していない、非駆動状態の場合には、ある車速になると走行風力で冷却ファンが回転し、冷却ファンモータ２１２から電流値５０１が出力される。そして、車速が上昇すると走行風力が強くなるため冷却ファンの回転速度も速くなり、冷却ファンモータ２１２から出力される電流値５０１も車速が上昇するにしたがって高くなる。

冷却ファンモータ２１２に駆動電流を流している駆動状態の場合には、ある車速になると走行風力で冷却ファンが回転され回転負荷が小さくなるために冷却ファンモータ２１２の駆動力は少なくてよい。そのため、冷却ファンモータ２１２から出力される電流値５０２は、車速が上昇するにしたがって低くなる。

図６には、冷却ファンモータ２１２から出力される正規化電流値と、その正規化電流値にフィルタリング及び電圧補正を施した補正後電流値６０１を示している。正規化電流値に対し、次の式（ａ）によって加重平均して電流基本値を算出する。そして、次の式（ｂ）によって補正後電流値６０１を算出する、すなわち、算出した電流基本値をサンプリング回数毎に平均した値にバッテリ電圧補正係数を掛けて補正後電流値６０１を算出する。

電流基本値＝Ｉｂ×Ｇ＋（１−Ｇ）×ｉｂ ………………（ａ）
Ｉｂ ： 電流基本値の初期値
ｉｂ ： 前回検出の電流基本値
Ｇ ： ゲイン（フィルタリング係数）

図７、８は図４の車速センサ故障判定手段４０７の車速センサ故障判定方法を示し、図７は冷却ファンモータ２１２に駆動電流を流していない場合における車速センサ故障判定方法を示している。車速センサの故障を判定する基準値となる推定車速７０１には、冷却ファンモータ単体及び冷却ファンシステム組み合わせ状態での特性ばらつき、風向き及び最大風速等を考慮して設定した推定車速上限値７０２と推定車速下限値７０３とが設定されている。車両走行時の電流値によって推定した推定車速７０１と車速センサ２１１に基づく車速センサ出力算出車速７０４とを比較し、車速センサ２１１に基づく車速センサ出力算出車速７０４が推定車速上下限値７０２、７０３を超えた状態が一定期間経過した場合に車速センサ２１１が機能故障していると判定する。

図８は冷却ファンモータ２１２に駆動電流を流して駆動している場合の車速センサ故障判定方法を示している。車速センサの故障を判定する基準値となる推定車速８０１には、冷却ファンモータ単体及び冷却ファンシステム組み合わせ状態での特性ばらつき、風向き及び最大風速等を考慮して設定した推定車速上限値８０２と推定車速下限値８０３とが設定されている。車両走行時の補正後電流値によって推定した推定車速８０１と車速センサ２１１に基づく車速センサ出力算出車速８０４とを比較し、車速センサ出力算出車速８０４が推定車速上下限値８０２、８０３を超えた状態が一定期間経過する場合に車速センサ２１１が機能故障していると判定する。

図９は本実施形態の車速センサ故障診断方法を応用した冷却ファンモータ固着故障診断装置の実施形態を示す。本実施形態では車速センサ２１１は正常に作動しているとする。

電流検出手段４０１は、車両走行時の冷却ファンモータ２１２から出力される電流を検出し、検出した冷却ファンモータ２１２の電流値をＡＤ変換器４０２に出力し、ＡＤ変換器４０２は、入力された冷却ファンモータ２１２からの電流値をＡ／Ｄ変換する。フィルタリング手段４０３は、Ａ／Ｄ変換された電流値を加重平均等によるフィルタリング処理してバッテリ電圧補正手段４０４に出力する。バッテリ電圧補正手段４０４は、フィルタリング手段４０３でフィルタリングされた電流値をバッテリ電圧に応じて補正し、所定のバッテリ電圧のときに冷却ファンモータ２１２から出力される電流値である補正後電流値に補正し、補正後電流値を冷却ファンモータ固着故障判定手段９０１に出力する。

冷却ファンモータ固着故障判定手段９０１は、エンジン回転数の変動量が一定量以下であり、冷却ファンモータが回転状態となってから一定期間経過し、スロットル開度（アイドルＯＮ、ＯＦＦ信号代用でも可）が一定開度以下であり、エンジン水温が一定以上であり、かつ、バッテリ電圧変動後一定期間以上経過した等の条件が満たされている場合に、車速センサ２１１に基づいて車速算出手段４０８で算出した車速と補正後電流値に基づいて冷却ファンモータ固着故障判定を実施する。そして、冷却ファンモータ２１２の故障と判定した場合は故障警告手段４０９で故障警告出力して運転者に故障を知らせるとともに、故障コードを記憶する。

図１０は図９の冷却ファンモータ固着故障判定手段９０１における冷却ファンモータ固着故障判定方法を示している。車速センサ２１１に基づいて車速算出手段４０８で算出した実際の車速が予め定められた車速条件１（例えば、３０ｋｍ／ｈ）から車速条件２（例えば、６０ｋｍ／ｈ）に変化したとき、あるいは、反対に車速条件２から車速条件１に変化したときに、電流検出手段４０１で検出した冷却ファンモータ出力電流値変化量１００１が、予め定められた下限変化量１００２を超えない場合には、冷却ファンモータ２１２が断線等の固着故障であると判定する。

図１１は、図４で説明した車速センサ故障診断装置を応用した冷却ファンモータ機能故障診断装置の実施形態を示すブロック図であり、図４の車速センサ故障診断装置と同じ構成には同一の符号を付している。本実施形態では車速センサ２１１は正常に作動しているとする。

推定補正後電流把握手段１１０１には、冷却ファンモータ２１２が駆動電流で駆動されているときに冷却ファンモータ２１２に流れる補正後電流値と車速との関係を示す駆動時マップと、冷却ファンモータ２１２が駆動電流で駆動されていない非駆動状態のときに冷却ファンモータ２１２に流れる電流値と車速との関係を示す非駆動時マップとが備えられている。推定補正後電流把握手段１１０１は、冷却ファンモータ２１２の駆動状態によってマップを選択し、車速センサ２１１に基づいて計算した車速でマップ検索して推定補正後電流値を把握し、把握した推定補正後電流値を冷却ファンモータ機能故障判定手段１１０３に出力する。

冷却ファンモータ２１２から出力される電流値は、走行環境状況によって変化する。例えば、先行車との車間距離が極端に短く、高車速状態で追走している場合には冷却ファンが受ける走行風力は小さくなる。同じ走行速度で走行していても、このように先行車との車間距離、走行場所の風速や風向き等、走行環境状況により、冷却ファンが受ける走行風力は一様ではない。運転状態学習手段１１０２には、エンジン回転数、バッテリ電圧補正手段４０４で補正された補正後電流値、エンジン負荷、スロットル開度、エンジン水温等が入力され、運転状態学習手段１１０２は、冷却ファンモータ２１２の駆動時と非駆動時のそれぞれについて、エンジン回転数と車速、エンジン負荷等による運転領域毎に、補正後電流値の前回との偏差に基づいて学習しその学習値を補正後電流値に反映して学習補正後電流値として記憶している。そして、バッテリ電圧補正手段４０４で補正された補正後電流値と学習補正後電流値とに基づいて走行環境状況を判定し、その結果を冷却ファンモータ機能故障判定手段１１０３に出力する。

冷却ファンモータ機能故障判定手段１１０３は、運転状態学習手段１１０２からの走行環境状況判定結果が通常の走行環境状況にない場合にはバッテリ電圧補正手段４０４からの補正後電流値に信頼性がないので冷却ファンモータ２１２の故障の判定は行わず、通常の走行環境状況である場合には、推定補正後電流把握手段１１０１で求めた推定補正後電流値とバッテリ電圧補正手段４０４からの補正後電流値とに基づいて冷却ファンモータ２１２が故障しているか否かを判定し、冷却ファンモータ２１２が故障していると判定した場合は故障警告手段４０９に故障警告信号を出力にて運転者に故障を知らせるとともに、故障コードを記憶する。

ここで、運転状態学習手段１１０２における補正後電流値の学習及び冷却ファンモータ機能故障判定手段１１０３による故障診断は、エンジン回転数の変動量が一定量以下であり、冷却ファンモータが回転状態となってから一定期間経過し、スロットル開度（アイドルＯＮ、ＯＦＦ信号代用でも可）が一定開度以下であり、エンジン水温が一定以上であり、かつ、バッテリ電圧変動後一定期間以上経過した等の条件が満たされている場合に実施される。

図１２、１３は図１１の冷却ファンモータ機能故障判定手段１１０３の冷却ファンモータ機能故障判定方法を示し、図１２は冷却ファンモータ２１２に駆動電流を流していない場合における冷却ファンモータ機能故障判定方法を示している。

冷却ファンモータの故障を判定する基準値となる車速センサ２１１に基づく車速から求めた推定補正後電流値１２０１には、冷却ファンモータ単体及び冷却ファンシステム組み合わせ状態での特性ばらつき、風向き及び最大風速等を考慮して設定した推定補正後電流上限値１２０２と推定補正後電流下限値１２０３とが設定されている。車両走行時のバッテリ電圧補正手段４０４からの電流値６０１が推定補正後電流上限値１２０２と推定補正後電流下限値１２０３を超えた状態が一定期間経過した場合に冷却ファンモータ２１２が機能故障していると判定する。

図１３は冷却ファンモータ２１２に駆動電流を流して駆動している場合の冷却ファンモータ機能故障判定方法を示している。

冷却ファンモータの故障を判定する基準値となる車速センサ２１１に基づく車速から求めた推定補正後電流値１３０１には、冷却ファンモータ単体及び冷却ファンシステム組み合わせ状態での特性ばらつき、風向き及び最大風速等を考慮して設定した推定補正後電流上限値１３０２と推定補正後電流下限値１３０３とが設定されている。車両走行時のバッテリ電圧補正手段４０４で補正した補正後電流値６０１が推定補正後電流上限値１３０２と推定補正後電流下限値１３０３を超えた状態が一定期間経過した場合に冷却ファンモータ２１２が機能故障していると判定する。

図１４は、本実施形態の車速センサ故障診断装置における制御のフローチャートの一例を示す。ステップ１４０１で車速センサ２１１の出力を読込み、ステップ１４０２でその読込んだ車速センサ２１１の出力から車速を算出する。ステップ１４０３で冷却ファンモータ２１２が駆動状態か非駆動状態かの駆動状態を読込む。ステップ１４０４で冷却ファンモータ２１２から出力される電流値を読込み、加重平均、相加平均等のフィルタリングを行い、フィルタリングした電流値をバッテリ電圧に基づいて補正して補正後電流値を算出する。ステップ１４０５では、冷却ファンモータの補正後電流値から推定車速を求める。ステップ１４０６では、スロットル開度、エンジン水温、エンジン回転数等の運転状態パラメータを読込む。ステップ１４０７では、推定車速と各種ばらつき要因を考慮した推定車速上下限値と車速センサ２１１に基づく車速とを比較することにより車速センサ２１１の故障判定を実施する。ステップ１４０８で車速センサ２１１が故障しているか否か（ＯＫ／ＮＧ）の判定を行い、故障していない（ＯＫ）と判定された場合は、ステップ１４１０に進んで、故障警告を解除する。ステップ１４０９で車速センサ２１１が故障している（ＮＧ）と判定された場合は、ステップ１４１１に進んで、故障コードを記憶すると共に、ステップ１４１２で運転者に故障を警告する。

図１５は本実施形態の冷却ファンモータ固着故障診断装置における制御のフローチャートの一例を示す。ステップ１５０１で車速センサ２１１からの出力を読込み、ステップ１５０２でその読込んだ車速センサ２１１の出力から車速を算出する。ステップ１５０３で冷却ファンモータ２１２が駆動状態か非駆動状態かの駆動状態を読込む。ステップ１５０４では、冷却ファンモータ２１２から出力される電流値を読込み、加重平均、相加平均等のフィルタリングを行い、フィルタリングした電流値をバッテリ電圧に基づいて補正して補正後電流値を算出する。ステップ１５０５では、冷却ファンモータの補正後電流値の変化量を算出する。ステップ１５０６では、スロットル開度、エンジン水温、エンジン回転数等の運転状態パラメータを読込む。ステップ１５０７では、車速センサ２１１に基づく車速変化と冷却ファンモータの補正後電流値の変化量から冷却ファンモータの固着故障判定を実施する。ステップ１５０８で冷却ファンモータ２１２が固着故障しているか否か（ＯＫ／ＮＧ）の判定を行い、故障していない（ＯＫ）と判定された場合は、ステップ１５１０に進んで、故障警告を解除する。ステップ１５０９で冷却ファンモータ２１２が故障している（ＮＧ）と判定された場合は、ステップ１５１１に進んで、故障コードを記憶すると共に、ステップ１５１２で運転者に故障を警告する。

図１６は本実施形態の冷却ファンモータ機能故障診断装置における制御のフローチャートの一例を示す。ステップ１６０１で車速センサ２１１からの出力を読込み、ステップ１６０２でその読込んだ車速センサ２１１の出力から車速を算出する。ステップ１６０３で冷却ファンモータ２１２が駆動状態か非駆動状態かの駆動状態を読込む。ステップ１６０４で冷却ファンモータ２１２から出力される電流値を読込み、加重平均、相加平均等のフィルタリングを行い、フィルタリングした電流値をバッテリ電圧に基づいて補正して補正後電流値を算出する。ステップ１１６０５では、スロットル開度、エンジン水温、エンジン回転数等の運転状態パラメータを読込む。ステップ１６０６では、車速センサ２１１に基づく車速から推定した推定補正後電流値と冷却ファンモータ２１２の補正後電流値とに基づいて冷却ファンモータ２１２の機能故障判定を実施する。ステップ１６０７で冷却ファンモータ２１２が機能故障しているか否か（ＯＫ／ＮＧ）の判定を行い、故障していない（ＯＫ）と判定された場合は、ステップ１６０９に進んで、故障警告を解除する。ステップ１５０９で冷却ファンモータ２１２が故障している（ＮＧ）と判定された場合は、ステップ１６１０に進んで、故障コードを記憶すると共に、ステップ１６１１で運転者に故障を警告する。

本発明に係る車速センサ故障診断装置を備えたエンジン制御装置の制御ブロック図。 本発明に係る車速センサ故障診断装置を備えたエンジン制御システムの全体構成図。 本発明の車速センサ故障診断装置を備えたエンジン制御装置の内部構成図。 本実施形態の車速センサ故障診断装置の制御ブロック図。 車両走行時に冷却ファンモータから出力される電流値と車速との関係を示す図。 本実施形態において冷却ファンモータから出力される正規化電流値とその補正後電流値を示す図。 本実施形態の車速センサ故障診断装置において車速センサ故障判定方法を説明するための図。 本実施形態の車速センサ故障診断装置において車速センサ故障判定方法を説明するための図。 本発明の冷却ファンモータ固着故障診装置の制御ブロック図。 本発明の冷却ファンモータ固着故障診断装置において冷却ファンモータの故障判定方法を説明するための図。 本発明の冷却ファンモータ機能故障診断装置の制御ブロック図。 本発明の冷却ファンモータ機能故障診断装置において冷却ファンモータの故障判定方法を説明するための図。 本発明の冷却ファンモータ機能故障診断装置において冷却ファンモータの故障判定方法を説明するための図。 本実施形態の車速センサ故障診断装置における制御のフローチャート。 本実施形態の冷却ファンモータ固着故障診断装置における制御のフローチャート。 本実施形態の冷却ファンモータ機能故障診断装置における制御のフローチャート。

符号の説明

１０８…冷却ファンモータリレー制御手段
１０９…車速センサ故障診断手段
２０１…エンジン
２０５…エアフローセンサ
２０７…カム角度センサ
２１１…車速センサ
２１２…冷却ファンモータ
４０１…電流検出手段
４０３…フィルタリング手段
４０５…推定車速把握手段
４０６…運転状態学習手段
４０７…車速センサ故障判定手段
４０８…車速算出手段
４０９…故障警告手段
６０１…補正後電流値
７０１…推定車速
７０２…推定車速上限値
７０３…推定車速下限値
８０１…推定車速
８０２…推定車速上限値
８０３…推定車速下限値
９０１…冷却ファンモータ固着故障判定手段
１１０１…冷却ファンモータ機能故障判定手段
１２０１…推定補正後電流値
１２０２…推定補正後電流上限値
１２０３…推定補正後電流下限値
１３０１…推定補正後電流値
１３０２…推定補正後電流上限値
１３０３…推定補正後電流下限値

Claims (9)

1. 車速を検出する車速センサと、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータとを有する車両の車速センサ故障診断装置であって、
   前記車速センサ故障診断装置は、前記電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値に基づいて推定車速を把握する推定車速把握手段と、該推定車速把握手段で把握した推定車速と前記車速センサで検出した車速とに基づいて車速センサの故障を判定する故障判定手段を備えていること特徴とする車両の車速センサ故障診断装置。
2. 前記推定車速把握手段は、電動ファンモータの電流値と車速との予め設定された相関関係に基づいて推定車速を把握することを特徴とする請求項１記載の車両の車速センサ故障診断装置。
3. 前記車速センサ故障診断装置は、車両の各運転領域における推定車速を学習する学習手段を備え、該学習手段は、学習した各運転領域における推定車速と前記電流検出手段で検出した電流値に基づいて把握した推定車速とから車両の走行環境状況を把握することを特徴とする請求項２記載の車速センサ故障診断装置。
4. 前記故障判定手段は、前記学習手段が把握した車両の走行環境状況に基づいて車速センサの故障の判定を行うかを判断することを特徴とする請求項３記載車速センサ故障診断装置。
5. 車速を検出する車速センサと、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータとを有する車両の電動ファンモータ故障診断装置であって、
   前記電動ファンモータ故障診断装置は、前記電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、前記車速センサの車速に基づいて前記電動ファンモータの推定電流値を把握する推定電流値把握手段と、該推定電流値把握手段で把握した推定電流値と前記電流検出手段で検出した電動ファンモータの電流値とに基づいて電動ファンモータの故障を判定する故障判定手段と、を備えていること特徴とする車両の電動ファンモータ故障診断装置。
6. 前記推定電流値把握手段は、電動ファンモータの電流値と車速との予め設定された相関関係に基づいて推定電流値を把握することを特徴とする請求項５記載の車両の電動ファンモータ故障診断装置。
7. 前記電動ファンモータ故障診断装置は、車両の各運転領域における前記電流検出手段で検出した電流値を学習する学習手段を備え、該学習手段は、学習した各運転領域における電流値と前記電流検出手段で検出した電流値とから車両の走行環境状況を把握することを特徴とする請求項６記載の車両の電動ファンモータ故障診断装置。
8. 前記故障判定手段は、前記学習手段が把握した車両の走行環境状況に基づいて電動ファンモータの故障の判定を行うかを判断することを特徴とする請求項７記載の車両の電動ファンモータ故障診断装置。
9. 車速を検出する車速センサと、冷却水及びエアコンの冷媒を冷却する電動ファンモータとを有する車両の電動ファンモータ故障診断装置であって、
   前記電動ファンモータ故障診断装置は、前記電動ファンモータの電流を検出する電流検出手段と、前記車速センサで検出した車速変化と前記電流検出手段で検出した電流変化に基づいて電動ファンモータの故障を判定する故障判定手段を備えていること特徴とする車両の電動ファンモータ故障診断装置。

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