JP2020112052A - 車載制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載制御装置において、加速度センサの異常を検出可能とする。【解決手段】車載制御装置９は加速度センサ１０１の機能異常を診断する加速度センサ機能診断部１５２を有し、加速度センサ機能診断部１５２は、車両の運転状態に基づいて車両の加速度を算出する第１加速度算出部１５２ａと、加速度センサ１０１からの入力信号に基づいて車両の加速度を算出する第２加速度算出部１５２ｂと、第１加速度算出部１５２ａによって算出した加速度と第２加速度算出部１５２ｂによって算出した加速度とを比較し、加速度センサ１０１の異常を検出する加速度センサ異常検出部１５２ｃとを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、加速度センサからの信号を入力する車載制御装置に関する。

加速度センサの機能診断に係わる技術としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１は、センサのゲイン調整回路を備え、センサ自身の自己診断機能を有する加速度センサにおいて、ゲイン調整値と連動して自己診断電圧を変えるように構成した加速度センサの自己診断方法を記載している。

特開平１０-１０４２６７号公報

車載制御装置は、種々の目的で加速度センサからの信号を入力している。

例えば、車載制御装置を搭載した車両は、車載制御装置のソフトウェアの誤動作、制御部品の損傷等の様々の要因で、運転者が意図する値以上の推進力が車両の原動機から発生する場合がある。このため、車両の原動機の推進力が異常であることを判定することが安全対策上重要であり、その判定に加速度センサの検出値を用いることが検討されている。

しかし、加速度センサの検出値を用いて原動機の推進力の異常を判定する場合、加速度センサに異常が無い（加速度センサの検出値が信頼性のあるものである）ことが重要である。

特許文献１に記載の診断方法は、ゲイン調整値と連動して自己診断電圧を変えることにより、増幅回路のゲインのバラツキに対する診断特性のバラツキを小さくし、入力電圧に対する正確さは確保することができるが、発生した加速度が正しく電圧値として入力されているかのチェックはできないという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、加速度センサの異常を検出可能とした車載制御装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明では、車両の運転状態と加速度センサからの信号とを入力し、所定の演算処理を行い、車両機器を制御する車載制御装置であって、前記加速度センサの機能異常を診断する加速度センサ機能診断部を有し、前記加速度センサ機能診断部は、前記車両の運転状態に基づいて前記車両の加速度を算出する第１加速度算出部と、前記加速度センサからの入力信号に基づいて前記車両の加速度を算出する第２加速度算出部と、前記第１加速度算出部によって算出した加速度と前記第２加速度算出部によって算出した加速度とを比較し、前記加速度センサの異常を検出する加速度センサ異常検出部とを備えるものとする。

本発明によれば、車載制御装置において、加速度センサの機能異常を診断し、加速度センサの異常を検出することができる。

本発明の一実施形態に係る車載制御装置とエンジンおよびその周辺機器の構成を示す図である。 エンジンコントロールユニットの内部構成を示す図である。 エンジンコントロールユニットの演算処理（ＣＰＵの演算処理部における演算処理）の概要を示す機能ブロック図である。 図１５に示した推進力異常検出部の処理内容の一例を示す機能ブロック図である。 図１５に示した加速度センサ機能診断部の処理内容を示す機能ブロック図である。 加速度センサ機能診断部の第１加速度算出部、第２加速度算出部および加速度センサ異常検出部の全体処理を示すフローチャートである。 図４のステップ４０６における車両の運転状態からエンジントルクを算出する処理内容を示すフローチャートである。 図４のステップ４０７におけるエンジントルクを加速度に変換する処理内容を示すフローチャートである。 図４のステップ４０８における加速度センサの信号から加速度を算出する処理内容を示すフローチャートである。 図４のステップ４０９における加速度を比較し、センサ異常を判定／確定する処理内容を示すフローチャートである。 図８のステップ８０４における加速度センサNG判定処理の内容を示すフローチャートである。 図９のステップ９１４における加速度センサの異常を確定する加速度センサNGカウンタ処理の処理内容を示すフローチャートである。 図１０のステップ１００５における加速度センサHi側NG確定処理の処理内容を示すフローチャートである。 図１０のステップ１００９における加速度センサLo側NG確定処理の処理内容を示すフローチャートである。 図８のステップ８０５における加速度センサの最終値を決めるフェールセーフ処理の処理内容を示すフローチャートである。 加速度センサのHi側NG確定時の関連状態量とカウンタおよびフラグの変化を示すタイムチャートである。

次に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る車載制御装置とエンジンおよびその周辺機器の構成を示す図である。

図１において、原動機であるエンジン１は、ピストン２、吸気バルブ３、排気バルブ４を備え、吸気は、スロットル弁６を通過して分岐部であるコレクタ７に入り、吸気管８、吸気バルブ３を介してエンジン１の燃焼室１０に供給される。燃料は、燃料噴射弁１１から、エンジン１の燃焼室１０に噴射供給され、点火コイル１３、点火プラグ１４で点火される。燃焼後の排気ガスは排気バルブ４を介して排気管１５に排出され、排気管１５には排気ガス浄化のための三元触媒１６が備えられている。

このようなエンジン１に対して、本実施形態に係わる車載制御装置（ＥＣＵ）であるエンジンコントロールユニット１００が設けられている。このエンジンコントロールユニット１００は、クランク角度センサ４０、スロットル開度センサ４１、吸気圧センサ４２、吸入空気量センサ（ＡＦＭ）４３、アクセル開度センサ４４、加速度センサ１０１等の各種センサと、イグニッションスイッチ４５からの信号を入力し、所定の演算処理を行い、車両機器、例えばスロットルモータ４６等に制御信号を出力し、これらを制御する。クランク角度センサ４０はシグナルプレート１７に形成された歯部の凹凸を検出することで、クランク角度を検出する。

また、エンジンコントロールユニット１００は、内部ラン４７を介して、車両に搭載された他のＥＣＵ、センサ等の外部デバイスに接続され、外部デバイスからの信号を入力する。

ここで、クランク角度センサ４０によって検出されるクランク角度（エンジン回転数）、スロットル開度センサ４１によって検出されるスロットル弁６の開度、吸気圧センサ４２によって検出される吸気圧、吸入空気量センサ４３によって検出される吸入空気量は、エンジン１の運転状態を示す状態量（パラメータ）であり、以下の説明において、これらの状態量を適宜「エンジン状態」という。また、アクセル開度センサ４４によって検出されるアクセル４８の開度と、イグニッションスイッチ４５の操作位置（ＯＮ，ＯＦＦ）は車両の運転者の操作状態を示すパラメータであり、以下の説明において、これらの値を適宜「運転者の操作状態」という。更に、以下の説明において、「エンジン転状態」と外部デバイスからの信号が表す情報を含めて「車両の運転状態」と言う。

エンジンコントロールユニット１００は、車両の運転状態と、運転者の操作状態と、加速度センサ１０１からの信号と、所定の演算処理を行い、車両機器を制御する。

例えば、エンジンコントロールユニット１００は、アクセル開度センサ４４の信号からエンジンへの要求トルクの算出や、アイドル状態の判定等を行ない、これらの算出／判定結果に基づいてエンジン１に必要な吸入空気量を算出し、それに見合った開度信号をスロットルモータ４６に出力し、スロットル弁６の開度を制御する。また、燃料噴射弁１１へは燃料噴射信号を、点火プラグ１４へは点火信号を出力する。

また、エンジンコントロールユニット１００は、本発明の特徴として、エンジン１の推進力の異常検出と、加速度センサ１０１の機能異常の診断を行う。これらの詳細は後述する。

図２は、エンジンコントロールユニット１００の内部構成を示す図である。エンジンコントロールユニット１００は、入力回路２０１と、ＣＰＵ２０２と、出力回路２０３とを備え、ＣＰＵ２０２は、入力ポート２０２ａと、Ａ／Ｄ変換部２０２ｂと、演算処理部２０２ｃとで構成されている。入力回路２０１は、クランク角度センサ４０、スロットル開度センサ４１、吸気圧センサ４２、吸入空気量センサ（ＡＦＭ）１８、アクセル開度センサ４４、加速度センサ１０１等の各種センサからの信号と、イグニッションスイッチ４５からの信号と、外部デバイスからの信号を入力し、ＣＰＵ２０２は、入力回路２０１が入力した信号を入力ポート２０２ａから取り込み、Ａ／Ｄ変換部２０２ｂにおいて、その信号をデジタル信号に変換し、演算処理部２０２ｃにおいて所定の演算処理を実施する。

図１５は、エンジンコントロールユニット１００の演算処理（ＣＰＵ２０２の演算処理部２０２ｃにおける演算処理）の概要を示す機能ブロック図である。エンジンコントロールユニット１００は、車両の運転状態と、車両の運転者の操作状態と、加速度センサ１０１からの信号とに基づいて、エンジン１（原動機）の推進力の異常を検出する推進力異常検出部１５１と、加速度センサ１０１の機能異常を診断する加速度センサ機能診断部１５２とを有している。

図１６は、図１５に示した推進力異常検出部１５１の処理内容の一例を示す機能ブロック図である。

推進力異常検出部１５１は、許容発生トルク算出部１５１ａと、許容加速度算出部１５１ｂと、加速度異常判定部１５１ｄと、制御信号算出／出力部１５１ｅとを備えている。

許容発生トルク算出部１５１ａは、車両の運転状態と車両の運転者の操作状態とに基づいて車両の許容発生トルクの基本値を算出し、この基本値を外部デバイス信号から取得した勾配情報、電気負荷、車両乗員情報などのエンジン負荷に関する情報（後述）によって補正して、エンジン負荷を考慮した車両の許容発生トルクを算出する。許容加速度算出部１５１ｂは、許容発生トルクから許容加速度を算出する。加速度異常判定部１５１ｄは，許容加速度算出部１５１ｂで算出した許容加速度と加速度センサ機能診断部１５２から入力したセンサ加速度とを比較し、センサ加速度が許容加速度を超えた場合に、車両の加速度が異常であると判定する。制御信号算出／出力部１５１ｅは、加速度異常判定部１５１ｄにおいて車両の加速度が異常であると判定された場合に、エンジン１の推進力が異常であると判定し、エンジン１の推進力を抑える方向へスロットル弁６が動作するようにスロットルモータ４６を駆動する制御信号を算出し、制御信号を出力する。

許容発生トルク算出部１５１ａは、車両の運転状態として、クランク角度センサ４０からの入力信号に基づいてエンジン回転数を算出し、車両の運転者の操作状態として、アクセル開度センサ４４からの入力信号に基づきアクセル開度を算出し、そのエンジン回転数とアクセル開度とから許容発生トルクを算出する。

許容加速度算出部１５１ｂは、後述する加速度センサ機能診断部１５２における第１加速度算出部１５２ａの加速度算出部３０５と同様の手法により許容発生トルクを許容加速度に変換し、許容加速度を算出する。

これにより、推進力異常検出部１５１は、エンジンコントロールユニット１００のソフトウェアの誤動作、制御部品の損傷等の要因で、運転者が意図する値以上の推進力がエンジン１から発生した場合に、エンジン１の推進力を抑えるフェールセーフ処理を行うことができる。なお、推進力異常判定部１５１ｄにおいては、許容加速度とセンサ加速度とを比較して推進力異常を判定したが、後述する如く、加速度を馬力に変換し、許容馬力とセンサ加速度の変換馬力とを比較して推進力の異常を判定してもよい。或いは、推進力そのものを算出して推進力の異常を判定することもできる。

図３は、図１５に示した加速度センサ機能診断部１５２の処理内容を示す機能ブロック図である。

加速度センサ機能診断部１５２は、車両の運転状態に基づいて車両の加速度を算出する第１加速度算出部１５２ａと、加速度センサ１０１からの入力信号に基づいて車両の加速度を算出する第２加速度算出部１５２ｂと、第１加速度算出部１５２ａによって算出した加速度と第２加速度算出部１５２ｂによって算出した加速度とを比較し、加速度センサ１０１の異常を検出する加速度センサ異常検出部１５２ｃとを有している。

第１加速度算出部１５２ａは、センサ信号入力処理部３０２と、外部デバイス信号入力処理部３０３と、エンジントルク算出部（原動機トルク算出部）３０４と、加速度算出部３０５とを有し、加速度センサ１０１の機能診断に使用される比較基準側の加速度を算出する。

第２加速度算出部１５２ｂは、センサ信号入力処理部３０７と加速度算出部３０８とを有し、機能診断の対象となる加速度センサ１０１からの入力信号の処理を行う。

加速度センサ異常検出部１５２ｃは、加速度比較部３０９と、加速度センサ異常判定部３１０と、加速度センサ異常確定部３１１とを有している。

第１加速度算出部１５２ａにおけるセンサ信号入力処理部３０２は、エンジン１の運転状態（エンジン状態）と運転者の操作状態とを入力する。より詳しくは、クランク角度センサ４０、スロットル開度センサ４１、吸気圧センサ４２、吸入空気量センサ４３、アクセル開度センサ４４等からの信号を入力する。そして、センサ信号入力処理部３０２は、クランク角度センサ４０からのクランク角度の信号に基づいてエンジン１の回転数を算出し、スロットル開度センサ４１からの信号に基づいてスロットル開度を算出し、吸気圧センサ４２からの信号に基づいて吸気圧を算出し、吸入空気量センサ４３からの信号に基づいて吸入空気量を算出し、アクセル開度センサ４４からの信号に基づいてアクセル開度を算出する。また、センサ信号入力処理部３０２は、カウンタ、フラグ等の初期化を行うため、イグニッションスイッチ４５からの信号を取り込む。

外部デバイス信号入力処理部３０３は内部ラン４７を介して外部デバイスからの信号を入力する。この信号は、センサ信号入力処理部３０２が入力するエンジン状態以外の車両の運転状態の信号であり、勾配情報、電気負荷、車両乗員情報などエンジン負荷に関する情報が含まれる。また、外部デバイスからの信号として、エンジンコントロールユニット１００に直接入力されるセンサ信号以外の車速などの車両の状態量に関する信号を入力してもよい。

エンジントルク算出部３０４は、車両の運転状態に基づいて車両の原動機であるエンジン1が発生する駆動トルクを算出するものであり、より詳しくは、センサ信号入力処理部３０２と外部デバイス信号入力処理部３０３において入力および／或いは算出した車両の運転状態および運転者の操作状態に基づいて、エンジン１が発生する駆動トルク（エンジントルク）を算出する。

加速度算出部３０５は、エンジントルク算出部３０４によって算出したエンジントルク（駆動トルク）から車両の加速度を算出する。

第２加速度算出部１５２ｂにおけるセンサ信号入力処理部３０７は、加速度センサ１０１からの入力信号を取り込み、その信号に基づいて加速度を算出する。加速度算出部３０８は、センサ信号入力処理部３０７において算出した加速度を加速度センサ１０１の機能診断に使用可能とするための単位合わせなどの処理を実施する。

加速度センサ異常検出部１５２ｃにおける加速度比較部３０９は、第1加速度算出部１５２ａ（加速度算出部３０５）によって算出した加速度と第２加速度算出部１５２ｂ（加速度算出部３０８）によって算出した加速度を比較し、加速度センサ異常判定部３１０はその加速度の比較結果に基づいて加速度センサ１０１の異常を判定し、加速度センサ異常確定部３１１は、加速度センサ異常判定部３１０によって判定した加速度センサの異常を確定する。

これにより加速度センサ機能診断部１５２は、加速度センサの機能異常を診断し、加速度センサ１０１の異常を検出することができる。
また、加速度センサ異常判定部３１０は、第1加速度算出部１５２ａ（加速度算出部３０５）によって算出した加速度に余裕代を設定し、第２加速度算出部１５２ｂ（加速度算出部３０８）によって算出した加速度がその余裕代の範囲を超えた場合に、加速度センサ１０１が異常と判定する（後述；図９）。

これにより、第1加速度算出部１５２ａによって算出した加速度と第２加速度算出部１５２ｂによって算出した加速度を比較するとき、第1加速度算出部１５２ａによって算出した加速度と実際の加速度との誤差を吸収し、異常判定の確度を高めることができる。

また、加速度センサ異常確定部３１１は、加速度センサ異常判定部３１０によって判定した加速度センサ１０１の異常が所定時間経過したかどうかを判定し、加速度センサ１０１の異常が所定時間経過した場合にその異常の判定を確定する（後述；図１０、図１１および図１２）。

これにより第1加速度算出部１５２ａによって算出した加速度或いは第２加速度算出部１５２ｂによって算出した加速度が過度的に変化した場合や外乱により一時的に変化した場合に加速度センサ１０１を異常と判定することを防止し、適切な異常判定を行うことができる。

更に、加速度センサ異常確定部３１１は、加速度センサ１０１の異常を確定した場合に、第２加速度算出部１５２ｂ（加速度算出部３０８）によって算出した加速度に代えて第1加速度算出部１５２ａ（加速度算出部３０５）によって算出した加速度を出力するフェールセーフ処理を行う（後述；図１３）。

これにより加速度センサ１０１の異常が確定した場合でも、加速度センサ１０１からの入力信号に基づくセンサ加速度（第２加速度算出部１５２ｂによって算出した加速度）に代えて第１加速度算出部１５２ａによって算出した加速度を出力するため、推進力異常検出部１５１は、その加速度を用いてエンジン１の推進力の異常を検出し続けることができる。

以下、図４〜図１４を用いて、加速度センサ機能診断部１５２を更に詳しく説明する。

図４は、上述した加速度センサ機能診断部１５２の第１加速度算出部１５２ａ、第２加速度算出部１５２ｂおよび加速度センサ異常検出部１５２ｃの全体処理を示すフローチャートである。

まず、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ４０１において、イグニッションスイッチ４５がＯＦＦ→ＯＮのタイミングであるかを確認する。イグニッションスイッチ４５がＯＦＦ→ＯＮのタイミングである場合、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ４０２において、Hi側NGカウンタクリア、Hi側NG確定/判定フラグクリアを実施し、ステップ４０３において、Lo側NGカウンタクリア、Lo側NG確定/判定フラグクリアを実施し、ステップ４０４において、加速度センサNG判定フラグクリアを実施し、ステップ４０５において、加速度センサOK判定フラグクリアを実施する。ステップ４０２〜４０６の実施後またはステップ４０１においてＯＦＦ→ＯＮのタイミングではない場合、ステップ４０６を実施する。

ステップ４０６では、車両の運転状態からエンジントルクを算出する。内容は、図５に示す。ステップ４０６の終了後、ステップ４０７において、車両の運転状態から算出されたトルクを加速度に変換する。内容は、図６に示す。ステップ４０７の終了後、ステップ４０８において、加速度センサ１０１の信号から加速度を算出する。内容は、図７に示す。ステップ４０８の終了後、ステップ４０９において、加速度を比較し、センサ異常を判定／確定する。内容は、図８に示す。

図５は、図４のステップ４０６における車両の運転状態からエンジントルクを算出する処理内容を示すフローチャートである。

加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ５０１において、前述したように、クランク角度センサ（エンジン回転数）、スロットル弁６の開度、吸気圧、吸入空気量などのエンジン状態に関する信号を入力し、それぞれの値を算出する。また、外部デバイスからの車両の運転状態に関する信号を入力する。

また、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ５０２において、外部デバイスから勾配情報、電気負荷、車両乗員情報などエンジン負荷に関する情報を入力する。

ステップ５０２の実施後、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ５０３において、車両の運転状態およびエンジン負荷の入力情報が全て正常かどうかの判定を実施し、車両の運転状態およびエンジン負荷の入力情報に異常がないことを確認する。この異常確認の具体例として、例えば、センサからの算出値に対して、その算出値がセンサ特性の許容値の範囲内かどうかを判定し、算出値がセンサ特性の許容値の範囲を超えていれば、センサ信号が正常でないと判定する。また、センサからの算出値が正規の最小値および最大値の範囲内の値かどうかを判定し、算出値が正規の範囲を超えていれば、センサ信号が正常でないと判定する。また、エアコンスイッチ等の信号がＯＮからＯＦＦ或いはＯＦＦからＯＮに変わった場合に、電気負荷が想定範囲内の変化を超えていた場合は、電気負荷情報が正常でないと判定する。

ステップ５０３において、車両の運転状態およびエンジン負荷の入力情報が全て正常の場合、ステップ５０４において、ステップ５０１で算出した車両の運転状態を用いてエンジントルクを算出する。

まず、車両が平地を走行し、かつエンジン１の出力を全て走行に使用し、かつ標準車両重量を想定した場合のエンジントルクの基本値を算出する。このエンジントルクの基本値は、クランク角度センサ４０と吸入空気量センサ４３と吸気圧センサ４２の信号を用いて計算することができる。例えば、吸入空気量センサ４３と吸気圧センサ４２の信号から算出した吸入空気量と吸気圧からエンジン１のシリンダ流入空気量を算出し、このシリンダ流入空気量とクランク角度センサ４０から算出したエンジン回転数とからエンジン負荷（作動状態量）を算出する。次いで、算出したエンジン負荷をエンジン回転数とエンジン負荷とエンジントルクのマップに参照させ、エンジントルクの基本値を算出する。

次いで、ステップ５０３では、上記のように算出したエンジントルクの基本値を、勾配情報、電気負荷、車両乗員情報など、外部デバイス信号から取得したエンジン負荷に関する情報を用いて補正し、走行路の勾配（勾配情報）、走行トルク以外のエンジン負荷（電気負荷）、車両乗員重量（車両乗員情報）などを考慮したエンジントルクを算出する。電気負荷は、例えば、エアコン、ラジエータファン、ライト、デフォッガ、パワーステアリング等である。また、エンジン負荷には、トートマチックトランスミッションなどを駆動する負荷も含まれる。

次いで、ステップ５０５において、加速度センサ機能診断を許可する。

一方、ステップ５０３において、エンジン状態およびエンジン負荷の入力情報の少なくとも一部に異常があり、全てが正常でない場合は、車両の運転状態からエンジントルクの算出が不可能な場合であるため、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ５０６において、車両の運転状態からのトルク算出をNGとするエンジントルク算出NGの判定を行う。このようにステップ５０６にてエンジントルク算出NGと判定された場合は、加速度センサの判定基準を算出できないため、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ５０７において、加速度センサ機能診断の禁止を決定する。

図６は、図４のステップ４０７におけるエンジントルクを加速度に変換する処理内容を示すフローチャートである。

加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ６０１において、図５のステップ５０４において算出したエンジントルクの単位を変換し、ステップ６０２において、そのエンジントルクから車両重量の入力情報を用いて加速度を算出する。この加速度算出の具体例として、例えば、タイヤの半径等の情報からエンジントルクを車両の推進力に変換し、予め入力しておいた車両の基本重量と外部デバイスからエンジン負荷情報の一部として入力した車両乗員情報を用いて現在の車両重量を算出し、その推進力と車両重量をＦ＝ｍα（Ｆ：力、ｍ：重量、α：加速度）の式に当てはめることにより、加速度を算出する。なお、エンジントルクから直接加速度を算出するのではなく、エンジントルクにエンジン回転数を乗じてエンジントルクを一旦馬力に変換し、この馬力をエンジン回転数と車両重量ｍで割ることで加速度を算出してもよい。この場合、図１６に示した推進力異常判定部１５１ｄにおいて、加速度センサ機能診断部１５２から入力する値として、センサ加速度に代えてその変換した馬力を入力し、許容加速度算出部１５１ｂから入力した許容加速度を許容馬力に変換し、変換した馬力と許容馬力を比較すればよく、これによってもエンジン１の推進力の以上を判定することができる。

図７は、図４のステップ４０８における加速度センサ１０１の信号から加速度を算出する処理内容を示すフローチャートである。

加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ７０１において、加速度センサ１０１からの入力信号に基づいて加速度を算出し、ステップ７０２において、その加速度をステップ６０２において算出した加速度と比較計算できるように、単位を変換する。

図８は、図４のステップ４０９における加速度を比較し、センサ異常を判定／確定する処理内容を示すフローチャートである。

加速度センサ機能診断部１５２は、まず、ステップ８０１において、車両の運転状態から算出したエンジントルクからの変換値である加速度（以下、適宜「トルク変換加速度」という）を入力し、ステップ８０２において、加速度センサ１０１からの入力信号に基づいて算出した加速度（以下、適宜「センサ加速度」という）を入力する。次いで、加速度センサ機能診断部１５２は、それらの加速度を比較計算する前に、ステップ８０３において、エンジントルク算出がNGであるかどうか判定する。この判定は、図５のステップ５０６の判定結果によりものである。エンジントルク算出がNGでない場合、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ８０４において、加速度センサNG判定処理を実施する。ステップ８０４の内容は、図９に示す。ステップ８０４の処理を実施後、若しくはステップ８０３においてエンジントルク算出がNGの場合、加速度センサ機能診断部１５２は、加速度センサ１０１の最終値を決めるフェールセーフ処理８０５を実施する。ステップ８０５の内容は図１３に示す。フェールセーフ処理終了後、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ８０６において、最終的な加速度センサ値を決める加速度センサ値最終決定処理を実施する。そして、車載制御装置９は、この値を加速度センサの値として使用する。

図９は、図８のステップ８０４における加速度センサNG判定処理の内容を示すフローチャートである。ここでは、センサ加速度をトルク変換加速度と比較し、加速度センサ１０１が機能異常であるかどうかを判定する。

まず、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ９０１において、加速度センサNG確定フラグの状態を見ることにより、加速度センサ１０１の機能診断結果NGが未確定かを判定する。加速度センサ１０１の機能診断結果NGが確定している場合は、本処理は実施せず、加速度センサNGカウンタ処理９１４へ遷移する。

加速度センサ１０１の機能診断結果NGが未確定の場合、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ９０２において、前述したトルク変換加速度とセンサ加速度を入力する。入力後、ステップ９０３において、センサ加速度がトルク変換加速度に余裕代を加算した値より大きいか否かの判定を行う。この判定が不成立の場合、ステップ９０４において、センサ加速度がトルク変換加速度から余裕代を減算した値より小さいか否かの判定を行う。この判定が不成立の場合、ステップ９０５において、加速度センサ１０１の機能は正常であり、加速度センサOKの判定を行い、加速度センサOKの判定フラグとセットする。次いで、ステップ９０６において、Hi側NG判定フラグのクリアを実施し、ステップ９０７において、Lo側NG判定フラグのクリアを実施する。

また、ステップ９０４での判定が成立した場合、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ９０８において、加速度センサ１０１の機能はLo側異常と判定し、加速度センサOK判定フラグのクリアを実施する。さらに、ステップ９０９において、Lo側NGの判定フラグをセットし、ステップ９１０において、Hi側NG判定フラグのクリアを実施する。

ステップ９０３での判定が成立した場合、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ９１１において、加速度センサ１０１の機能はHi側異常と判定し、加速度センサOK判定フラグのクリアを実施する。さらに、ステップ９１２において、Hi側NG判定フラグをセットし、ステップ９１３において、Lo側NG判定フラグのクリアを実施する。

これらの処理結果に続き、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ９１４において、加速度センサNGのカウンタ処理を実施する。

図１０は、図９のステップ９１４における加速度センサ１０１の異常を確定する加速度センサNGカウンタ処理の処理内容を示すフローチャートである。

まず、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ１００１において、加速度センサNG確定フラグの状態を見ることにより、加速度センサ１０１がすでにNG確定かを判定する。NGが確定している場合、本処理は必要ないため、本処理を終了する。NGが確定していない場合、ステップ１００２において、加速度センサHi側NG判定フラグの状態を見ることで、加速度センサHi側NGが発生しているかを判定する。NGが発生している場合、ステップ１００３において、Hi側NGカウンタアップを実施し、ステップ１００４において、Lo側NGカウンタダウンを実施し、ステップ１００５において、加速度センサHi側NG確定処理を実施する。ステップ１００５の処理は図１１に示す。

ステップ１００２において、加速度センサHi側NGが発生していない場合、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ１００６において、加速度センサLo側NG判定フラグの状態を見ることで、加速度センサLo側NGが発生しているかを判定する。NGが発生している場合、ステップ１００７において、Hi側NGカウンタダウンを実施し、ステップ１００９において、Lo側NGカウンタアップを実施し、ステップ１００９において、加速度センサLo側NG確定処理を実施する。ステップ１００９の処理は図１２に示す。ステップ１００６において、加速度センサLo側NGが発生していない場合、加速度センサは正常とみなし、ステップ１０１０において、Hi側NGカウンタダウンを実施し、ステップ１０１１において、Lo側NGカウンタダウンを実施する。

図１１は、図１０のステップ１００５における加速度センサHi側NG確定処理の処理内容を示すフローチャートである。

まず、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ１１０１において、加速度センサNG判定フラグの状態を見ることで、加速度センサNGが確定しているかを判定する。NGが確定している場合、本処理は必要ないため、本処理を終了する。NGが確定していない場合、ステップ１１０２において、Hi側NGカウンタがNG確定閾値を超えているかを判定する。Hi側NGカウンタがNG確定閾値を超えている場合、ステップ１１０３において、加速度センサHi側NG確定フラグをセットすることで加速度センサHi側NG確定を実施し、ステップ１１０４において、加速度センサNG確定フラグをセットして加速度センサNGを確定する。ステップ１１０２において、Hi側NGカウンタがNG確定閾値を超えていない場合、本処理を終了する。

図１２は、図１０のステップ１００９における加速度センサLo側NG確定処理の処理内容を示すフローチャートである。

まず、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ１２０１において、加速度センサ側NG判定フラグの状態を見ることで、加速度センサNGが確定しているかを判定する。NGが確定している場合、本処理は必要ないため、本処理を終了する。NGが確定していない場合、ステップ１２０２において、Lo側NGカウンタがNG確定閾値を超えているかを判定する。Lo側NGカウンタがNG確定閾値を超えている場合、ステップ１２０３において、加速度センサLo側NG確定フラグをセットすることで加速度センサLo側NG確定を実施し、ステップ１２０４において、加速度センサNG確定フラグをセットして加速度センサNGを確定する。ステップ１２０２において、Lo側NGカウンタがNG確定閾値を超えていない場合、本処理を終了する。

図１３は、図８のステップ８０５における加速度センサ１０１の最終値を決めるフェールセーフ処理の処理内容を示すフローチャートである。

まず、加速度センサ機能診断部１５２は、ステップ１３０１において、加速度センサNG確定、または加速度センサHi側NG判定中、または加速度センサLo側NG判定中かの判定を実施する。この判定は、加速度センサNG確定フラグセットされているかどうか、加速度センサHi側NG確定フラグがセットされているかどうか、加速度センサLo側NG確定フラグがセットされているかどうかを見ることで行う。本判定が成立した場合、加速度センサからの入力信号に基づいて算出した加速度は異常である（すなわち加速度センサ１０１は異常である）ため、ステップ１３０２において、推進力異常診断に用いる加速度として、トルク変換加速度、すなわちエンジン状態から算出したエンジントルクに基づく加速度を使用する。ステップ１３０１の判定が不成立の場合、ステップ１３０３において、推進力異常診断に用いる加速度として、センサ加速度、すなわち加速度センサ１０１からの入力信号に基づいて算出した加速度を使用する。

また、ステップ１３０１の判定が成立し、加速度センサ１０１が異常であると判定した場合、加速度センサ機能診断部１５２は、図示しないメータパネルのチェックエンジンランプを点灯させる。

この状態はイグニッションスイッチ４５がＯＦＦになるまで継続し、イグニッションスイッチ４５のＯＦＦ後、イグニッションスイッチ４５がＯＮになると、図４のフローチャートの処理が再び始まり、カウンタとフラグは初期化される。

これにより加速度センサ２１からの入力信号に基づいて算出した加速度が異常と判定された場合でも、イグニッションスイッチ４５がＯＦＦになるまでの間、センサ加速度に代えてトルク変換加速度を出力し、推進力異常検出部１５１は、エンジン１の推進力の異常を検出し続けることができる。

また、加速度センサ１０１の異常が検出されるとチェックエンジンランプが点灯するため、運転者は、その発生頻度に応じてエンジンコントローラユニット９の保守点検を手配することができる。

図１４は、加速度センサ１０１のHi側NG確定時の関連状態量とカウンタおよびフラグの変化を示すタイムチャートである。

図１４には、上側から順番に、車速１４０１、エンジン回転数１４０２、吸気圧１４０３、加速度（センサ加速度１４０４、トルク変換加速度１４０７、上側の余裕代１４０５、下側の余裕代１４０６）、Hi側NGカウンタ１４０９、Hi側NG確定フラグ１４１１を示している。

時刻ｔ１において加速度センサ１０１からの入力信号に基づいて算出されたセンサ加速度１４０４がエンジントルクに基づいて算出されたトルク変換加速度１４０７に上側の余裕代１４０５を加えた値を超え、Hi側NGと判定される。この時点からHi側NGカウンタ１４０９がカウンタアップされ、閾値１４０８を超える時点ｔ２において、Hi側NG確定フラグ１４１１がセットされ、Hi側NG確定となる。

１ エンジン（原動機）
２ ピストン
３ 吸気バルブ
４ 排気バルブ
６ スロットル弁
７ コレクタ
８ 吸気管
１０ 燃焼室
１１ 燃料噴射弁
１３ 点火コイル
１４ 点火プラグ
１５ 排気管
１６ 三元触媒
１７ シグナルプレート
４０ クランク角度センサ
４１ スロットル開度センサ
４２ 吸気圧センサ
４３ 吸入空気量センサ
４４ アクセル開度センサ
４５ イグニッションスイッチ
４６ スロットルモータ
４７ 内部ラン
４８ アクセル
１００ エンジンコントロールユニット（車載制御装置）
１０１ 加速度センサ
１５１ 推進力異常検出部
１５１ａ 許容発生トルク算出部
１５１ｂ 許容加速度算出部
１５１ｄ 加速度異常判定部
１５１ｅ 制御信号算出／出力部
１５２ 加速度センサ機能診断部
１５２ａ 第１加速度算出部
１５２ｂ 第２加速度算出部
１５２ｃ 加速度センサ異常検出部
３０２ センサ信号入力処理部
３０３ 外部デバイス信号入力処理部
３０４ エンジントルク算出部（原動機トルク算出部）
３０５ 加速度算出部
３０７ センサ信号入力処理部
３０８ 加速度算出部
３０９ 加速度比較部
３１０ 加速度センサ異常判定部
３１１ 加速度センサ異常確定部
１４０１ 車速
１４０２ エンジン回転数
１４０３ 吸気圧
１４０４ センサ加速度
１４０５ 上側の余裕代
１４０６ 下側の余裕代
１４０７ トルク変換加速度
１４０８ 閾値
１４０９ Hi側NGカウンタ
１４１０ Hi側NG確定フラグ（セット）
１４１１ Hi側NG確定フラグ（クリア）

Claims (7)

1. 車両の運転状態と加速度センサからの信号とを入力し、所定の演算処理を行い、車両機器を制御する車載制御装置であって、
   前記加速度センサの機能異常を診断する加速度センサ機能診断部を有し、
   前記加速度センサ機能診断部は、
   前記車両の運転状態に基づいて前記車両の加速度を算出する第１加速度算出部と、
   前記加速度センサからの入力信号に基づいて前記車両の加速度を算出する第２加速度算出部と、
   前記第１加速度算出部によって算出した加速度と前記第２加速度算出部によって算出した加速度とを比較し、前記加速度センサの異常を検出する加速度センサ異常検出部とを備えることを特徴とする車載制御装置。
2. 請求項１記載の車載制御装置において、
   前記第１加速度算出部は、
   前記車両の運転状態に基づいて前記車両の原動機が発生する駆動トルクを算出する原動機トルク算出部と、
   前記原動機トルク算出部によって算出した駆動トルクから前記車両の加速度を算出する加速度算出部とを有することを特徴とする車載制御装置。
3. 請求項１記載の車載制御装置において、
   前記加速度センサ異常検出部は、
   前記第１加速度算出部によって算出した加速度と前記第２加速度算出部によって算出した加速度とを比較する加速度比較部と、前記加速度の比較結果に基づいて前記加速度センサの異常を判定する加速度センサ異常判定部と、前記加速度センサ異常判定部によって判定した前記加速度センサの異常を確定する加速度センサ異常判定確定部とを有することを特徴とする車載制御装置。
4. 請求項３記載の車載制御装置において、
   前記加速度センサ異常判定部は、
   前記第１加速度算出部によって算出した加速度に余裕代を設定し、前記第２加速度算出部によって算出した加速度が前記余裕代の範囲を超えた場合に、前記加速度センサが異常と判定することを特徴とする車載制御装置。
5. 請求項３記載の車載制御装置において、
   前記加速度センサ異常判定確定部は、
   前記加速度センサ異常判定部によって判定した前記加速度センサの異常が所定時間経過したかどうかを判定し、前記加速度センサの異常が所定時間経過した場合にその異常の判定を確定することを特徴とする車載制御装置。
6. 請求項１記載の車載制御装置において、
   前記加速度センサ異常検出部は、
   前記加速度センサの異常を確定した場合に、前記第２加速度算出部によって算出した加速度に代えて前記第１加速度算出部によって算出した加速度を出力するフェールセーフ処理を更に行うことを特徴とする車載制御装置。
7. 車両の運転状態と、前記車両の運転者の操作状態と、加速度センサからの信号とを入力し、所定の演算処理を行い、車両機器を制御する車載制御装置であって、
   前記車両の運転状態と、前記車両の運転者の操作状態と、前記加速度センサからの信号とに基づいて、前記車両の原動機の推進力の異常を検出する推進力異常検出部と、
   前記加速度センサの機能異常を診断する加速度センサ機能診断部を有し、
   前記加速度センサ機能診断部は、
   前記車両の運転状態に基づいて前記車両の加速度を算出する第１加速度算出部と、
   前記加速度センサからの入力信号に基づいて前記車両の加速度を算出する第２加速度算出部と、
   前記第１加速度算出部によって算出した加速度と前記第２加速度算出部によって算出した加速度とを比較し、前記加速度センサの異常を検出する加速度センサ異常検出部とを備えることを特徴とする車載制御装置。

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