JP3355856B2 - センサ故障検出装置 - Google Patents

センサ故障検出装置

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JP3355856B2 JP7300195A JP7300195A JP3355856B2 JP 3355856 B2 JP3355856 B2 JP 3355856B2 JP 7300195 A JP7300195 A JP 7300195A JP 7300195 A JP7300195 A JP 7300195A JP 3355856 B2 JP3355856 B2 JP 3355856B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載されている
各種センサの内、特に、アクセル開度センサおよびスロ
ットル開度センサを対象とするセンサ故障検出装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両に搭載されている各種センサ
の故障を検出する際には、当該センサの出力電圧の状態
に応じて以下のようなセンサ故障の有無の判定を行うの
が一般的である。以下、当該センサがアクセル開度セン
サまたはスロットル開度センサである場合について説明
する。
【0003】例えば、アクセル開度センサまたはスロッ
トル開度センサの出力電圧が入力電圧と一致した場合、
あるいはアクセル開度センサまたはスロットル開度セン
サの出力電圧がGND(0ボルト)となった場合には、
直ちに、アクセル開度センサまたはスロットル開度セン
サの断線または短絡と判定することができる。また、ア
クセル開度センサまたはスロットル開度センサからの信
号と、アクセル開度またはスロットル開度の全開時もし
くはアクセル開度またはスロットル開度の全閉時にのみ
作動するスイッチ(例えばアイドルスイッチやキックダ
ウンスイッチ)からの信号とを比較することにより、ア
クセル開度センサまたはスロットル開度センサが全開お
よび全閉の中間値で固着故障したか否かを判定すること
ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、アクセル開度センサまたはスロット
ル開度センサが全開および全閉の中間値で固着故障した
場合、アクセル開度またはスロットル開度が一旦全開も
しくは全閉になってアイドルスイッチやキックダウンス
イッチが作動しないとそれらスイッチからの信号が得ら
れないため、固着故障が発生した時点で直ちに「固着故
障発生」を検出(判定)することができない。したがっ
て、実際に固着故障が発生した時点と、その固着故障の
発生を検出(判定)する時点との間にタイムラグが生じ
てしまう。
【0005】本発明は、アクセル開度センサまたはスロ
ットル開度センサの全開および全閉の中間値での固着故
障等のセンサ故障発生時に、直ちにそのセンサ故障の発
生を検出し得るセンサ故障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】この目的のため、本発明
の請求項1の構成は、アクセル開度センサと、スロット
ル開度センサと、前記アクセル開度センサおよびスロッ
トル開度センサからの信号の一方に基づいて駆動トルク
を推定する駆動トルク推定手段と、走行抵抗を推定する
走行抵抗推定手段とを具備し、駆動トルク推定値と走行
抵抗推定値との差が第1の所定値以上の状態が所定回数
以上連続した場合には、前記アクセル開度センサまたは
前記スロットル開度センサが故障していると判定するよ
うにしたことを特徴とするものである。
【0007】上記において、駆動トルク推定値と走行抵
抗推定値との差を積分する積分手段を具備し、駆動トル
ク推定値と走行抵抗推定値との差の所定時間の積分値が
第2の所定値以上の場合には前記アクセル開度センサま
たは前記スロットル開度センサが故障していると判定す
るのが、駆動トルク推定値と走行抵抗推定値との差を所
定時間積分した積分値をセンサ故障判定に用いることに
よりセンサ故障判定精度を確保する上で好ましい。
【0008】上記において、前記駆動トルク推定手段
は、前記アクセル開度センサまたは前記スロットル開度
センサからの信号およびエンジン回転数に基づいて所定
のエンジン出力特性マップを参照することによりエンジ
ントルクを推定し、得られたエンジントルク推定値にギ
ヤ比を乗算することにより駆動トルクを推定するのが、
エンジン駆動トルク推定精度を確保する上で好ましい。
【0009】上記において、前記走行抵抗推定手段は、
転がり抵抗、空気抵抗、加速抵抗、登坂抵抗および旋回
抵抗の少なくとも1つ基づいて走行抵抗の推定を行うの
が、走行抵抗推定精度を確保する上で好ましい。
【0010】
【作用】本発明の請求項1の構成によれば、アクセル開
度センサおよびスロットル開度センサからの信号の一方
に基づいて駆動トルク推定手段が推定する駆動トルク推
定値と、走行抵抗推定手段が推定する走行抵抗推定値と
の差が第1の所定値以上の状態が所定回数以上連続した
場合には、前記アクセル開度センサまたは前記スロット
ル開度センサが故障していると判定する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は本発明のセンサ故障判定装置の構成を
示す図であり、図中1はコントローラを示す。コントロ
ーラ1は、駆動トルク推定部(駆動トルク推定手段)
2、走行抵抗推定部(走行抵抗推定手段)3および故障
判定部4を具備して成る。なお、本実施例を適用する車
両において、アクセルとは、運転者自身が操作すること
のできるエンジンの絞り弁装置であり、スロットルと
は、駆動力制御装置等によりアクセルとは独立に制御さ
れる絞り弁装置であるものとする。
【0012】駆動トルク推定部2には、アクセル開度θ
aを検出するアクセル開度センサ5、スロットル開度θ
tを検出するスロットル開度センサ6、エンジン回転数
Neを検出するエンジン回転センサ7およびギヤ位置P
iを検出するギヤ位置センサ8が接続され、走行抵抗推
定部3には、車輪速Vを検出する車輪速センサ9、操舵
角δを検出する操舵角センサ10および路面傾斜角θh
を検出する路面傾斜角センサ11が接続されている。
【0013】駆動トルク推定部2は、上記各センサから
の入力信号θa、θt、Ne、Piに基づいて図2の制
御プログラムを実行することにより、駆動トルクの推定
を行う。また、走行抵抗推定部3は、上記各センサから
の入力信号V、δ、θhに基づいて図3の制御プログラ
ムを実行することにより、走行抵抗の推定を行う。さら
に、故障判定部4は、駆動トルク推定手段からの駆動ト
ルク推定値Toおよび走行抵抗推定部3からの走行抵抗
推定値Txaに基づいて、第1実施例では図4の制御プ
ログラムを実行することにより、第2実施例では図5の
制御プログラムを実行することにより、センサ故障判定
を行う。
【0014】まず、第1実施例において駆動トルク推定
部2により所定周期毎に繰り返し実行される図2の制御
プログラムについて説明する。ステップ51でアクセル
開度θaおよびスロットル開度θtを読み込み、ステッ
プ52でアクセル開度θaおよびスロットル開度θtの
内の小さい方を選択し、それをθとする。(θ=Min
(θa,θt))。この選択は、後述するステップ54
において両者の内の小さい方によりエンジン出力が決定
されるため、その準備のための処理である。
【0015】次のステップ53ではエンジン回転数Ne
を読み込み、ステップ54で、図2のステップ54中に
例示したようなエンジン出力特性マップ(θの値に応じ
た複数の特性曲線を有している)をエンジン回転数Ne
に基づいて参照することによりエンジントルク推定値T
eを求める。次のステップ55でギヤ位置Piを読み込
み、ステップ56でギヤ比Niを選択し、ステップ57
でエンジントルク推定値Teにギヤ比Niを乗算するこ
とにより駆動トルク推定値Tdを求める。
【0016】次に、第1実施例において走行抵抗推定部
3により所定周期毎に繰り返し実行される図3の制御プ
ログラムについて説明する。ステップ61で転がり抵抗
Tr(車両諸元に応じて一意的に決定される)を読み込
み、ステップ62で車輪速Vを読み込み、ステップ63
で、空気抵抗Taiを次式、
【数1】 Tai=μ・A・V2 ・R −(1) ただし、μ;空気抵抗係数、A;前面投影面積、R;タ
イヤ半径により算出する。
【0017】次のステップ64では、車輪速Vを微分し
て車輪速微分値dV/dtを算出し、ステップ65で
は、加速抵抗Tacを次式、
【数2】 Tac=(W+Wr)・{(dV/dt)/g}・R −(2) ただし、W;車重、Wr;回転部相当荷重、g;重力加
速度により算出する。
【0018】次のステップ66で路面傾斜角θhを読み
込み、ステップ67では、登坂抵抗Tupを次式、
【数3】 Tup=W・sinθh・R −(3) により算出する。次のステップ68では操舵角δを読み
込み、ステップ69では、図2のステップ69中に例示
したような旋回抵抗特性マップ(Vの値に応じた複数の
特性曲線を有している)を操舵角δに基づいて参照する
ことにより旋回抵抗推定値Tcvを求める。
【0019】次のステップ70では、走行抵抗推定値T
xaを次式、
【数4】 Txa=Tr+Tai+Tac+Tup+Tcv −(4) により、転がり抵抗Tr、空気抵抗Tai、加速抵抗T
ac、登坂抵抗Tupおよび旋回抵抗Tcvの和として
算出する。なお、本実施例では、走行抵抗の各成分は駆
動トルク推定値と合わせるためタイヤ半径Rを乗算する
ことによりトルクに換算しているが、逆に、図2におい
て駆動トルク推定値をタイヤ半径Rによって除算するこ
とにより力に換算して走行抵抗推定値と合わせるように
してもよい。
【0020】次に、第1実施例において故障判定部4に
より所定周期毎に繰り返し実行される図4の制御プログ
ラムについて説明する。ステップ71、72では夫々、
駆動トルク推定値Td、走行抵抗推定値Txaを読み込
み、次のステップ73aで、両推定値の差の絶対値|T
d−Txa|が第1の所定値F1以上か否かを判別す
る。ここで、両推定値の差の絶対値|Td−Txa|が
第1の所定値F1以上であれば、ステップ73bでカウ
ンタCをインクリメント(C=C+1)し、次のステッ
プ73dでカウンタCが所定回数Co以上か否かを判別
する。ここで、C≧Coであれば、駆動トルク推定値T
dと走行抵抗推定値Txaとの偏差が所定値F1以上の
状態が所定回数Co以上連続した場合であるので、次の
ステップ74で、アクセル開度センサ5およびスロット
ル開度センサ6の内、図2のステップ52で選択された
方のセンサ(θa、θtの内、値の小さい方のセンサ)
が故障と判定する。一方、ステップ73で両推定値の差
の絶対値|Td−Txa|がF1未満であれば、アクセ
ル開度センサ5およびスロットル開度センサ6は正常で
あるため、ステップ73CでカウンタCをクリア(C=
0)した後、ステップ73,74をスキップして制御を
終了する。なお、上記ステップ73dの条件は、故障判
定の精度を向上させるためのものである。
【0021】この第1実施例によれば、以上の制御によ
り、アクセル開度センサ5、スロットル開度センサ6の
何れか一方に、全開および全閉の中間値での固着故障等
のセンサ故障が発生した場合、直ちにそのセンサ故障の
発生を検出することができる。したがって、上記従来例
のように故障検出までにタイムラグが生じることはな
い。
【0022】次に、第2実施例において故障判定部4に
より所定周期毎に繰り返し実行される図5の制御プログ
ラムについて説明する。ステップ71、72で夫々、第
1実施例と同様に駆動トルク推定値Td、走行抵抗推定
値Txaを読み込んだ後、次のステップ75で、両推定
値の差の絶対値|Td−Txa|を所定計算回数(例え
ばx回)積分して積分値Iを求める。なお、本実施例で
は上記積分を所定計算回数(x回)繰り返すようにして
いるが、代わりに上記積分を所定時間行うようにしても
よい。
【0023】次のステップ76では、積分値Iが第2の
所定値F2以上か否かを判別し、Iが第2の所定値F2
以上であれば、ステップ77で、アクセル開度センサ5
およびスロットル開度センサ6の内、図2のステップ5
2で選択された方のセンサ(θa、θtの内、値の小さ
い方のセンサ)が故障と判定する。一方、ステップ76
でIがF2未満であれば、アクセル開度センサ5および
スロットル開度センサ6は正常であるため、ステップ7
7の故障判定をスキップして制御を終了する。
【0024】この第2実施例は、図3の走行抵抗推定値
Txaを構成する成分である、転がり抵抗Tr、空気抵
抗Tai、加速抵抗Tac、登坂抵抗Tup、旋回抵抗
Tcvの内の幾つかの成分を推定もしくは計測により求
めることができない場合(例えば、車両にセンサ9〜1
1の何れか1つ以上が設けられていない場合等、走行抵
抗推定の際に使用し得るセンサの数や種類が不足してい
る場合)に対応し得るようにしたものである。したがっ
て、上記ステップ76においてセンサ故障判定の基準と
なる所定値F2は、当該走行状態において推定もしくは
計測できなかった走行抵抗成分を考慮した値となるよう
に決定するものとする。
【0025】この第2実施例によれば、以上の制御によ
り、アクセル開度センサ5、スロットル開度センサ6の
何れか一方に、全開および全閉の中間値での固着故障等
のセンサ故障が発生した場合、走行抵抗を構成する成分
の幾つかを推定もしくは計測により求めることができな
い場合であっても、直ちにそのセンサ故障の発生を検出
することができ、上記従来例のように故障検出までにタ
イムラグが生じることはない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1の
構成によれば、アクセル開度センサおよびスロットル開
度センサからの信号の一方に基づいて駆動トルク推定手
段が推定する駆動トルク推定値と、走行抵抗推定手段が
推定する走行抵抗推定値との差が第1の所定値以上の状
態が所定回数以上連続した場合には、前記アクセル開度
センサまたは前記スロットル開度センサが故障している
と判定するから、アクセル開度センサ、スロットル開度
センサの何れか一方に、全開および全閉の中間値での固
着故障等のセンサ故障が発生した場合には、直ちにその
センサ故障の発生を検出(判定)することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセンサ故障判定装置の構成を示す図で
ある。
【図2】第1実施例において駆動トルク推定部により実
行される駆動トルク推定の制御プログラムを示すフロー
チャートである。
【図3】第1実施例において走行抵抗推定部により実行
される走行抵抗推定の制御プログラムを示すフローチャ
ートである。
【図4】第1実施例において故障判定部により実行され
るセンサ故障判定の制御プログラムを示すフローチャー
トである。
【図5】第2実施例において故障判定部により実行され
るセンサ故障判定定の制御プログラムを示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
1 コントローラ 2 駆動トルク推定部(駆動トルク推定手段) 3 走行抵抗推定部(走行抵抗推定手段) 4 故障判定部 5 アクセル開度センサ 6 スロットル開度センサ 7 エンジン回転センサ 8 ギヤ位置センサ 9 車輪速センサ 10 操舵角センサ 11 路面傾斜角センサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 7/00 - 7/34 102 F02D 9/00 - 11/10 F02D 43/00 - 45/00 395

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクセル開度センサと、スロットル開度
    センサと、前記アクセル開度センサおよびスロットル開
    度センサからの信号の一方に基づいて駆動トルクを推定
    する駆動トルク推定手段と、走行抵抗を推定する走行抵
    抗推定手段とを具備し、 駆動トルク推定値と走行抵抗推定値との差が第1の所定
    値以上の状態が所定回数以上連続した場合には、前記ア
    クセル開度センサまたは前記スロットル開度センサが故
    障していると判定するようにしたことを特徴とするセン
    サ故障検出装置。
  2. 【請求項2】 駆動トルク推定値と走行抵抗推定値との
    差を積分する積分手段を具備し、駆動トルク推定値と走
    行抵抗推定値との差の所定時間の積分値が第2の所定値
    以上の場合には、前記アクセル開度センサまたは前記ス
    ロットル開度センサが故障していると判定するようにし
    たことを特徴とする請求項1記載のセンサ故障検出装
    置。
  3. 【請求項3】 前記駆動トルク推定手段は、前記アクセ
    ル開度センサまたは前記スロットル開度センサからの信
    号およびエンジン回転数に基づいて所定のエンジン出力
    特性マップを参照することによりエンジントルクを推定
    し、得られたエンジントルク推定値にギヤ比を乗算する
    ことにより駆動トルクを推定することを特徴とする請求
    項1記載のセンサ故障検出装置。
  4. 【請求項4】 前記走行抵抗推定手段は、転がり抵抗、
    空気抵抗、加速抵抗、登坂抵抗および旋回抵抗の少なく
    とも1つに基づいて走行抵抗の推定を行うことを特徴と
    する請求項1記載のセンサ故障検出装置。
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