JP2015137944A - センサ異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集積回路の個数を減らしても、センサの故障検出率を高めることが可能なセンサ異常検出装置を提供すること。【解決手段】ポイントＰ１で車両が起動すると、それをトリガにホールＩＣが起動して自己診断機能が働く。ポイントＰ２やポイントＰ５で車両が発進すると、走行中のモータ駆動電流が測定される。走行中のモータ駆動電流は被測定電流と規定される。ポイントＰ３やポイントＰ６で走行が停止すると、被測定電流が流れなくなる。被測定電流が流れていないポイントＰ４やポイントＰ７において、マイコンにより、ホールＩＣが再起動されて自己診断機能が働く。ポイントＰ８で車両が停止すると、ホールＩＣが停止する。【選択図】図２

Description

本発明は、検出対象の物理量を測定するセンサに使用される集積回路の自己診断機能を用いてセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置に関する。

従来、ホールＩＣ（Integrated Circuit）等の磁電変換ＩＣが電流センサに使用されている。ＩＣに自己診断機能が備わっているとき、その機能により感度等の異常の有無を検出することができる。ただし、自己診断機能は起動時に機能するものが多く、起動後に感度異常等を検出することは困難である。

特許文献１には、同じセンサを２個使って出力の差分を常に監視し、一定以上の差分が生じた場合に異常有りと判定するセンサ異常検出装置が開示されている。この装置によれば、起動時に加え、起動後にも感度異常等を検出することができる。

特開２０１０−１３９２４４号公報

特許文献１に倣い冗長設計を行った場合には、ＩＣの個数が増え、且つ、センサそのものが大型化して高コストになる問題がある。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、集積回路の個数を減らしても、センサの故障検出率を高めることが可能なセンサ異常検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するセンサ異常検出装置は、検出対象の物理量を測定するセンサに使用される集積回路の自己診断機能を用いてセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置において、前記集積回路が起動する度に前記自己診断機能により前記センサの異常の有無が検出可能であり、前記検出対象を含む動作対象の起動をトリガに、前記集積回路が起動して前記センサによる物理量の測定が可能となるセンサＯＮ期間が開始され、前記動作対象の停止をトリガに、前記集積回路が停止して前記センサＯＮ期間が終了され、前記センサＯＮ期間は、前記センサによる物理量の測定が実施される検出期間と、前記センサによる物理量の測定が実施されない休止期間とを含み、前記休止期間に前記集積回路を再起動させる起動制御手段を備えることをその要旨としている。

この構成によれば、動作対象の起動をトリガとする最初の自己診断機能に加え、休止期間中の再起動時にも自己診断機能が働くことになる。その結果、自己診断機能の回数が増加する。したがって、集積回路の個数を減らしても、センサの故障検出率を高めることができる。

上記センサ異常検出装置について、前記起動制御手段は、前記休止期間の度に前記集積回路を再起動させることとしてもよい。
この構成によれば、休止期間の度に自己診断機能が働くことになる。したがって、断続的にセンサの異常の有無を検出できる。

上記センサ異常検出装置について、前記起動制御手段は、前記動作対象に電源が投入された電源ＯＮの状態で、且つ、前記検出対象に被測定電流が流れていない前記休止期間に前記集積回路を再起動させることとしてもよい。

この構成によれば、検出対象に被測定電流が流れていない休止期間に集積回路が再起動されて自己診断機能が働くようになる。したがって、電流センサによる電流測定の動作に支障を来すことなく、休止期間を有効活用できる。

上記センサ異常検出装置について、前記起動制御手段は、前記動作対象である車両に電源が投入された電源ＯＮの状態で、且つ、車両走行が停止されている前記休止期間に前記集積回路を再起動させることとしてもよい。

この構成によれば、車両走行中にセンサによる物理量の測定が実施されることを前提に、当該測定が実施されない期間、すなわち車両走行が停止されている休止期間に集積回路が再起動されて自己診断機能が働くようになる。したがって、車両走行中の測定動作に支障を来すことなく、休止期間を有効活用できる。

本発明によれば、集積回路の個数を減らしても、センサの故障検出率を高めることができる。

センサ異常検出装置の構成を示すブロック図。 センサ異常検出装置の動作を示す特性図。

以下、センサ異常検出装置の一実施の形態について説明する。
図１に示すように、センサ異常検出装置１は、電流センサ２の異常の有無を検出するものと規定される。電流センサ２は、エンジンとモータを走行用の動力源とするハイブリッド車、或いは、モータのみを走行用の動力源とする電気自動車に搭載され、インバータからモータに供給されるモータ駆動電流を検出する。通電経路となるバスバーは検出対象に相当し、車両は動作対象に相当する。インバータは、モータコントローラによる制御のもと、直流電源から得られる直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動する。

電流センサ２は、磁電変換素子であるホールＩＣ３を主体としつつ、そのホールＩＣ３を起動制御するマイコン４を備えている。ホールＩＣ３には、自らの故障を検出可能な自己診断機能が組み込まれている。マイコン４によるホールＩＣ３の起動時に自己診断機能が働くようになっている。診断結果を示唆する信号がホールＩＣ３から出力されることに伴い、後段において、電流センサ２の異常の有無が把握され、異常が有る場合にはインジケータにより警報が発せられる。

次に、センサ異常検出装置１の作用について説明する。
図２に示すように、ポイントＰ１で車両に電源が投入されて車両が起動（電源ＯＮ）すると、それをトリガにホールＩＣ３が起動して自己診断機能が働く（左側の丸印部分）。

ポイントＰ２で車両が発進すると、走行中のモータ駆動電流が測定される。走行中のモータ駆動電流は被測定電流と規定される。
ポイントＰ３で走行が停止すると、被測定電流が流れなくなる。被測定電流が流れていないポイントＰ４において、マイコン４により、ホールＩＣ３が再起動されて自己診断機能が働く（中央の丸印部分）。

ポイントＰ５で車両が再び発進すると、走行中の駆動電流が測定される。
ポイントＰ６で走行が停止すると、被測定電流が流れなくなる。被測定電流が流れていないポイントＰ７において、マイコン４により、ホールＩＣ３が再起動されて自己診断機能が働く（右側の丸印部分）。

ポイントＰ８で車両の電源が落とされて車両が停止（電源ＯＦＦ）すると、ホールＩＣ３が停止する。
ポイントＰ１からポイントＰ８までの期間は、ホールＩＣ３によるモータ駆動電流の測定が可能となるセンサＯＮ期間と規定される。センサＯＮ期間のうち、ポイントＰ２からポイントＰ３までの期間、及び、ポイントＰ５からポイントＰ６までの期間は、ホールＩＣ３によるモータ駆動電流の測定が実施される検出期間と規定される。一方、センサＯＮ期間のうち、ポイントＰ３からポイントＰ５までの期間、及び、ポイントＰ６からポイントＰ８までの期間は、ホールＩＣ３によるモータ駆動電流の測定が実施されない休止期間と規定される。マイコン４は起動制御手段に相当する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）車両の起動をトリガとする最初の自己診断機能に加え、休止期間中の再起動時にも自己診断機能が働くことになる。その結果、自己診断機能の回数が増加する。したがって、ホールＩＣ３の個数を減らしても、電流センサ２の故障検出率を高めることができる。

（２）マイコン４は、休止期間の度にホールＩＣ３を再起動させる。この構成によれば、休止期間の度に自己診断機能が働くことになる。したがって、断続的に電流センサ２の異常の有無を検出できる。

（３）被測定電流が流れていない休止期間にホールＩＣ３が再起動されて自己診断機能が働くようになる。したがって、電流センサ２によるモータ駆動電流の測定動作に支障を来すことなく、休止期間を有効活用できる。

（４）車両走行中に電流センサ２によるモータ駆動電流の測定が実施されることを前提に、当該測定が実施されない期間、すなわち車両走行が停止されている休止期間にホールＩＣ３が再起動されて自己診断機能が働くようになる。したがって、車両走行中の測定動作に支障を来すことなく、休止期間を有効活用できる。

（５）ホールＩＣ３の個数を減らすことができ、電流センサ２の小型化・低コスト化を図ることができる。
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・マイコン４が休止期間を把握するにあたり、当該マイコン４が車両に搭載されたセンサ等の検出系或いはＥＣＵ（Electronic Control Unit ）等の制御系から車両情報を取得する構成を採用してもよい。例えば、車両走行が停止されたことを示唆する車速信号を取得したとき、マイコン４は、ホールＩＣ３を再起動させる。

・休止期間の度にホールＩＣ３を再起動させる構成に代えて、例えば、休止期間の２回に１回の割合でホールＩＣ３を再起動させる構成を採用してもよい。１個のホールＩＣ３を用いることを前提に、最初の起動時の他、ホールＩＣ３が停止されるまでのセンサＯＮ期間内に１回以上ホールＩＣ３を再起動させる構成であればよい。尚、検出期間にホールＩＣ３が再起動されない構成が望ましい。

・同じ休止期間の中で複数回に亘ってホールＩＣ３を再起動させる構成を採用してもよい。
・前回の再起動から一定時間が経過したことを条件にホールＩＣ３を再起動させる構成を採用してもよい。

・ホールＩＣ以外の磁電変換素子の自己診断機能を用いたセンサ異常検出装置であってもよい。
・センサ異常検出装置によって異常の有無が検出されるセンサは電流センサに限定されない。各種物理量を測定するセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置に適用可能である。

・ハイブリッド車等において、走行用のモータの駆動電流を測定するセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置に限定されない。ハイブリッド車等の車両に搭載された各種センサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置に適用可能である。

・車両に搭載されたセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置に限定されない。各種動作対象に搭載されたセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置に適用可能である。

次に、上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）検出対象の物理量を測定するセンサに使用される集積回路の自己診断機能を用いてセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出方法において、
集積回路が起動する度に自己診断機能によりセンサの異常の有無が検出可能であり、
検出対象を含む動作対象の起動をトリガに、集積回路が起動してセンサによる物理量の測定が可能となるセンサＯＮ期間が開始され、動作対象の停止をトリガに、集積回路が停止してセンサＯＮ期間が終了され、
センサＯＮ期間は、センサによる物理量の測定が実施される検出期間と、センサによる物理量の測定が実施されない休止期間とを含み、
休止期間に集積回路を再起動させる
ことを特徴とするセンサ異常検出方法。

この構成によれば、動作対象の起動をトリガとする最初の自己診断機能に加え、休止期間中の再起動時にも自己診断機能が働くことになる。その結果、自己診断機能の回数が増加する。したがって、集積回路の個数を減らしても、センサの故障検出率を高めることができる。

１…センサ異常検出装置、２…電流センサ（センサ）、３…ホールＩＣ（集積回路）、４…マイコン（起動制御手段）。

Claims (4)

1. 検出対象の物理量を測定するセンサに使用される集積回路の自己診断機能を用いてセンサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置において、
   前記集積回路が起動する度に前記自己診断機能により前記センサの異常の有無が検出可能であり、
   前記検出対象を含む動作対象の起動をトリガに、前記集積回路が起動して前記センサによる物理量の測定が可能となるセンサＯＮ期間が開始され、前記動作対象の停止をトリガに、前記集積回路が停止して前記センサＯＮ期間が終了され、
   前記センサＯＮ期間は、前記センサによる物理量の測定が実施される検出期間と、前記センサによる物理量の測定が実施されない休止期間とを含み、
   前記休止期間に前記集積回路を再起動させる起動制御手段を備える
   ことを特徴とするセンサ異常検出装置。
2. 前記起動制御手段は、前記休止期間の度に前記集積回路を再起動させる
   請求項１に記載のセンサ異常検出装置。
3. 前記起動制御手段は、前記動作対象に電源が投入された電源ＯＮの状態で、且つ、前記検出対象に被測定電流が流れていない前記休止期間に前記集積回路を再起動させる
   請求項１又は２に記載のセンサ異常検出装置。
4. 前記起動制御手段は、前記動作対象である車両に電源が投入された電源ＯＮの状態で、且つ、車両走行が停止されている前記休止期間に前記集積回路を再起動させる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ異常検出装置。