JP4028727B2 - Control system with sensor with self-diagnosis function - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出対象となる物理量を検出するセンサと、そのセンサからの出力信号に基づいて制御対象に制御信号を出力する制御装置とを備えた制御システムに関するもので、特に、そのセンサとして自己診断機能を有するセンサが用いられていて、所定の時期にそのセンサの自己診断動作が実行されるようにされている、車両用等の制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両には、その走行を制御するために油圧式のブレーキやクラッチ制御システムが用いられている。その他、例えば産業用車両等には、車両に搭載して各種の作業を行う作業機のために、作業用の油圧制御システムも採用されている。これらの走行制御用や作業用の油圧制御システムは、エンジンや電気モータによって油圧ポンプを駆動し、その油圧ポンプから吐出される圧油を、各種の制御弁を通して所定の油圧シリンダに供給して、その油圧シリンダを作動させるようにしたものである。そのような油圧制御システムにおいては、通常、油路内の油圧が所定の圧力になっているか否かを測定するために、油圧センサが用いられる。その油圧センサは、物理量である油圧を検出して、その大きさに応じた電気信号を出力するものである。
【0003】
そのような油圧センサが用いられる油圧制御システムの一例として、車両に搭載される油圧ブレーキ制御システムを、図8を参照して説明する。図8は、マスタシリンダから、一対の車輪に設けられているブレーキアッセンブリとしてのドラムブレーキあるいはディスクブレーキに用いられるホイールシリンダに至る油圧ブレーキ制御システムの概略図である。
図8から明らかなように、この油圧ブレーキ制御システム20は、ブレーキペダル21の踏込みに応じて作動するマスタシリンダ22から吐出される油圧と、油圧ポンプ23が吐出する高油圧との協同によって、一対の車輪24,24にそれぞれ配設されているブレーキシリンダ25,25に供給される油圧を制御するものである。なお、図8には二つの車輪24,24のための系統のみが示されているが、実際には、マスタシリンダ22には他の二つの車輪のための系統も接続され、四輪のためのブレーキ制御システムとして使用される。
【0004】
この油圧ブレーキ制御システム20においては、制御信号を出力する制御装置としての電子制御ユニット(ECU)40に、車輪速センサ41からの車輪速度信号やブレーキランプスイッチセンサ42からのブレーキ信号とともに、油圧センサ43からの油圧信号が入力される。それらのセンサ41,42,43は、車両の運動状態あるいは操作状態を表す車両運転状態量を検出する運転状態検出センサであり、ECU40からの電源供給によって作動する。ブレーキ制御に関しては、ECU40は、通常のブレーキ制御に加えて、運転者がパニック状態に陥りやすいときに操作するブレーキ状態を検出して、油圧ポンプ23及び各制御弁を駆動する。油圧センサ43は、油圧の大きさを検出することにより、ブレーキ操作量、すなわちブレーキ状態を検出する。
【0005】
通常のブレーキ操作時には、常閉の電磁サクションバルブ26は閉弁状態にあり、常開のメカニカルバルブ27はマスタシリンダ22の出力圧によって閉弁状態となるので、マスタシリンダ22からの出力圧は、常開バルブ29及び各常開の電磁開閉バルブ31,31を通して、油路28、油路30から、各車輪24,24のブレーキシリンダ25,25に供給される。このとき、各開閉バルブ31,31の出口側に接続されている各油路32,32から分岐してリザーバ35に至る油路34に設けられている各常閉の電磁開閉弁33,33は閉じており、また、油圧ポンプ23は非作動状態にあるので、ブレーキシリンダ25,25内の油圧は、マスタシリンダ22から吐出される油圧、すなわちブレーキペダル21の踏込み量に応じた圧力となっている。
【0006】
この油圧ブレーキ制御システム20において、急ブレーキ時のように、通常のブレーキ力以上の大きなブレーキ力が求められる場合には、油圧センサ43によって検出されるブレーキ操作量からそれが判別され、ブレーキアシストが行われる。ブレーキアシスト時には、常開バルブ29が閉じ、かつメカニカルバルブ27は依然として閉じた状態であるが、サクションバルブ26が開かれるとともに油圧ポンプ23が駆動される。したがって、マスタシリンダ22から吐出されたブレーキ液は、サクションバルブ26を通して油圧ポンプ23の入口側に供給され、その油圧ポンプ23によって圧力が高められた状態で油路30に送り出される。その結果、各ブレーキシリンダ25,25は高い油圧力で作動することになるので、ブレーキ力の大きいブレーキアシスト状態となる。
【0007】
また、この油圧ブレーキ制御システム20において、ブレーキ操作時に車輪24,24がロックして滑るおそれがある場合には、ABS(アンチロックブレーキシステム)が作動する。ABSはブレーキ力の強弱を小刻みに繰り返すものであり、その作動時には、短時間中にブレーキシリンダ25,25に作用する油圧の増減が繰り返される。
すなわち、通常のブレーキ操作時には、前述したように、常開バルブ29が開き、サクションバルブ26及びメカニカルバルブ27が閉じている。また、油圧ポンプ23は非駆動状態にあり、各開閉弁33,33も閉じた状態にある。この状態で、車輪24,24がロックしそうなときには、車輪速センサ41によってそれが検出され、ABSが作動する。ABSが作動すると、まず、各開閉弁31,31が閉じられ、各ブレーキシリンダ25,25に至る各油路32,32が閉鎖される。したがって、ブレーキ力がそのときの状態の値に保持される。そして、そのままでは車輪24,24がロックするときには、上述のブレーキ力保持状態から、各開閉弁33,33が開くことによって、各ブレーキシリンダ25,25に至る各油路32,32内の圧力が大気圧まで解放される。したがって、ブレーキシリンダ25,25内の油圧が減圧され、ブレーキ力が弱められる。このとき、油路32,32内のブレーキ液はリザーバ35に蓄えられる。このようにして車輪24,24のロックのおそれがなくなると、各開閉弁33,33が閉じ、各開閉弁31,31が開いた状態で、油圧ポンプ23が駆動される。油圧ポンプ23が作動すると、リザーバ35からブレーキ液が汲み上げられ、そのブレーキ液が各開閉弁31,31を通して各ブレーキシリンダ25,25へと高圧で圧送される。したがって、ブレーキ力が高められる。
ABSの作動中は、このような開閉弁31,31及び33,33の開閉が短時間で繰り返される。なお、油圧ポンプ23の駆動は、その間、継続される。
【0008】
更に、図8に示されている油圧ブレーキ制御システム20においては、ブレーキペダル21を踏み込んでいなくても、発進時のスリップを防止するためにブレーキを作動させるトラクションコントロール(TCS)と、走行中のスリップによる横滑りを防止するためにブレーキを作動させるビークルスタビリティアシスト(VSA)とが行われる。その場合には、マスタシリンダ22が非作動状態にあるので、メカニカルバルブ27は開いている。そして、ECU40からの指令により、常開バルブ29が閉じられるとともに、サクションバルブ26が開かれる。また、油圧ポンプ23が駆動される。その結果、非作動状態にあるマスタシリンダ22から、サクションバルブ26及びメカニカルバルブ27を通してブレーキ液が吸引される。このとき、各開閉弁31,31は開き、各開閉弁33,33は閉じている。したがって、油圧ポンプ23の高い吐出圧力が各ブレーキシリンダ25,25に供給される。こうして、ブレーキペダル21が踏み込まれていないにもかかわらず、発進時又は走行時において制動状態となり、TCS又はVSAが作動する。
【0009】
ところで、このような油圧ブレーキ制御システム20においては、油圧センサ等の各センサ41,42,43の検出値によってブレーキ操作状態などの車両運動状態あるいは操作状態が判別されるので、それらのセンサ41,42,43の確実な作動が保証されていなければならない。したがって、特に重要なセンサ、例えば油圧センサ43については、それが故障していないかどうかの診断が行われる必要がある。
そこで、従来は、油圧センサ43を2個使用したり、あるいは油圧センサ43と油圧スイッチとを併用したりして、センサ出力値を相互比較することにより、油圧センサ43の故障診断をするようにしていた。また、油圧センサ43の別の故障診断手法として、車両の減速G(加速度)とブレーキスイッチ情報と油圧センサ43の出力値とを比較することにより、油圧センサ43の明らかな故障を検出する、ということも行われていた。
しかしながら、前者の故障診断手法では、油圧センサ43のコストが高価になったり、部品点数が多くなったりする等の不具合が生じる。また、後者の検出手法では、路面状況(坂道や低摩擦係数路面等)や走行状況によっては故障検出精度が低下するので、油圧センサ43の故障を正確に検出することができなくなる場合がある。
【0010】
更に、従来、上述の油圧ブレーキ制御システム20のような制御システムにおいて、油圧センサ43等の重要なセンサには、内部に自己診断機能を有するものを用いる、ということも行われていた。その場合には、ECU40等の制御装置が電源に接続されるとともに、その制御装置からセンサに電源供給可能とされる。センサの自己診断は、そのセンサへの電源投入によって行われる。
そのような自己診断機能を有するセンサを用いた制御システムにおいて、従来は、制御装置に電源が接続されて制御装置が始動し、その制御装置からセンサに初めて電源が投入されたとき、すなわち制御装置の始動時におけるセンサへの電源投入時に、センサの自己診断動作が行われるようにしていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような制御システムでは、センサの自己診断は、制御装置の始動時(車両の場合にはイグニションの投入時)に行われるのみであり、任意のタイミングで実行させることができない。そのために、例えば車両運転中にセンサが故障したときには、その故障が見過ごされることになり、誤った制御が行われる可能性がある。また、車両の点検時にセンサの自己診断をさせるときには、エンジンを一旦停止して再起動せさる必要がある等、点検作業が煩わしくなるという問題もある。
【0012】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、自己診断機能を有するセンサと、そのセンサに電源を供給する制御装置とを備えた制御システムにおいて、センサの自己診断動作を、制御装置の始動時のみでなく、より頻繁に実行させることのできる、簡単で安価な制御システムを提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明では、上記のような自己診断機能を有するセンサを備えた制御システムにおいて、制御装置の内部に、その制御装置からセンサへの電源供給を一旦遮断し、その後、その電源供給を再開し得る電源供給遮断部を設けるようにしている。
【0014】
このように構成された制御システムによれば、制御装置の内部においてその制御装置からセンサへの電源供給が遮断可能とされているので、制御装置への電源供給状態は維持しながら、制御装置からセンサへの電源供給のみを任意のタイミングで遮断することが可能となる。そして、遮断した状態のセンサへの電源供給を再開すると、センサにとっては、制御装置の始動時と同様の状態となるので、そのセンサの自己診断動作が実行される。こうして、センサへの電源供給の遮断と再開とを適宜のタイミングで繰り返すことにより、センサの自己診断が頻繁に行われるようになる。
【0015】
このような制御システムは、車両のブレーキ制御システムにも適用することができる。その場合には、自己診断機能を有するセンサを、車両の運動状態あるいは操作状態を表す車両運転状態量を検出する運転状態検出センサとするとともに、制御装置を、その制御対象を車両のブレーキとするブレーキ制御装置とし、ブレーキ制御装置から運転状態検出センサへの電源供給を、車両が減速して停止状態となったこと、及び車両のブレーキ操作がされていることを条件として、遮断するようにされる。
このように、運転状態検出センサへの電源供給の遮断条件を、車両が減速して停止状態となったこと、及び車両のブレーキ操作がされていること、とすれば、そのときには車両が発進することのない通常の停止状態にある、ということになるので、運転状態検出センサが不作動となっても問題はない。そこで、その条件を満足するときに、運転状態検出センサへの電源供給を遮断し、その後、そのセンサへの電源供給を再開する。すると、そのときに、運転状態検出センサの自己診断動作が実行される。
この場合の運転状態検出センサとしては、例えば、油圧ブレーキ制御システムのマスタシリンダ出口側の油路に配設される油圧センサとされる。
【0016】
また、本発明は、複数のセンサのうちの一部のみが内部に自己診断機能を有している、複数のセンサを用いる制御システムにも適用することができる。その場合には、制御装置から各センサへの電源供給ラインが、自己診断機能を有するセンサへの電源供給ラインと残余のセンサへの電源供給ラインとに分岐され、制御装置の内部に、自己診断機能を有するセンサへの電源供給ラインを一旦遮断し、その後、その電源供給ラインを再接続し得る電源供給遮断部が設けられる。
車両用等の制御システムにおいては、複数のセンサのうちの一部のみが自己診断機能を有しており、それらのセンサの自己診断を実行することができさえすればよい。そこで、制御装置から各センサへの電源供給ラインを、自己診断機能を有する一部のセンサへの電源供給ラインと残余のセンサへの電源供給ラインとに分岐させ、自己診断機能を有する一部のセンサへの電源供給ラインを制御装置の内部で遮断可能に構成しているのである。そのようにすれば、自己診断機能を有するセンサへの電源供給ラインを一旦遮断し、その後、それらのセンサへの電源供給を再開することによって、任意のタイミングでセンサの自己診断を実行することが可能となる。そして、そのときにも、残余のセンサへの電源供給ラインは遮断されないので、それらのセンサによる物理量の検出は継続される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。
図中、図1は本発明による自己診断機能を有するセンサを備えた制御システムの一実施例を示す概略図であり、図2はその制御システムの作動状態の一例を示すグラフである。
図1に示されているように、この制御システム1は、制御装置としての電子制御ユニット(ECU)2と、内部に自己診断機能を有するセンサ5とを備えている。その制御システム1は、例えば、図8で説明した車両の油圧ブレーキ制御システム20に適用される。その場合、センサ5は、検出対象となる物理量として、マスタシリンダ22の出口側の油路28における油圧を検出する油圧センサ43とすることができる。
【0018】
ECU2は、外部電源に接続されて電源供給を司る外部電源供給回路3と、センサ5への電源供給を遮断する電源供給遮断部4とを備えている。その電源供給遮断部4は電源遮断スイッチを内蔵するもので、そのスイッチは外部電源供給回路3からの情報によって開閉制御され、通常は、センサ5に電源供給をする。センサ5は、ECU2の電源供給遮断部4から電源供給を受ける電源回路部6、その電源回路部6からの信号に基づいて、センサとしての自己の故障を診断するための診断信号を出力する自己診断起動部7、その自己診断起動部7からの診断信号に基づき、検出対象となる物理量を検出するセンシング部8、自己診断起動部7からの診断信号とセンシング部8からの検出信号とに基づいて信号処理をする信号処理部9、及び自己診断起動部7からの診断信号と信号処理部9からの処理信号とに基づいて検出信号を出力する信号出力部10、を備えている。また、ECU2は、センサ5から出力される電気信号に基づいて制御対象に制御信号を出力する。
【0019】
図2に示されているように、センサ5の電源回路部6に供給される電源電圧を示すセンサ電源Svと、ECU2の電源供給遮断部4に内蔵されている電源遮断スイッチ(SW)とは、それぞれ対応して変化し、電源遮断スイッチがオンであるときには、センサ5への電源供給状態としてセンサ電源電圧は5Vとなり、電源遮断スイッチがオフであるときには、センサ5への電源遮断状態としてセンサ電源電圧は0Vとなる。電源遮断スイッチが継続的にオンの状態にあってセンサ電源Svが継続的に5Vであるとき、及び電源遮断スイッチがオフの状態にあってセンサ電源Svが0Vであるときには、センサ出力信号Ssは通常出力の状態にある。電源遮断スイッチがオフからオンに切り替わり、センサ電源Svが0Vから5Vに切り替わるときに、自己診断動作が開始される。すなわち、センサ5の自己診断起動部7は、センサ電源電圧が5Vに昇圧すると同時に作動する。自己診断は、その開始後、所定の期間(短時間)にわたって実行され、その後、センサ出力信号Ssは通常出力の状態に戻る。
【0020】
図3は、ECU2の内部の制御回路の一部を示す回路図であり、図4は、その制御回路によるセンサの作動状態を示すグラフである。
図3に示されているように、この制御回路には、センサ電源11に対して、ECU2によりオンオフ制御することのできるオンオフ回路12が追加されている。このオンオフ回路12が図1における電源供給遮断部4に相当する。電源供給ラインは、自己診断機能を有するセンサ(例えば、図8の油圧ブレーキ制御システム20に用いられる油圧センサ43)への電源供給ライン14と、残余のセンサへの電源供給ライン13とに分岐されている。オンオフ回路12は、この例ではFET(電界効果型トランジスタ)からなる回路として構成されており、自己診断機能を有するセンサ(油圧センサ43)への電源供給ライン14のみをオンオフすることができ、残余のセンサへの電源供給ライン13に対してオンオフ制御するものではない。ECU2がオンオフ回路12を制御して、任意のタイミングでオンオフさせることによって、油圧センサ43の自己診断動作を開始させることができる。油圧センサ43をオンさせる電圧としては、例えば2.9〜3.5Vであり、オフさせる電圧としては、例えば2.5Vである。
【0021】
図4に示されているように、時刻T1で油圧センサ43の電源供給ライン14をオフとし、その後、時刻T2で電源供給ライン14をオンとしてECU2からの電源投入を行うと、油圧センサ43は、時刻T2において自己診断動作を開始し、時刻T3までの期間ΔTにわたって自己診断を実行する。そのときの油圧センサ43のセンサ出力信号Ssは診断結果を示す信号であり、ECU2は、その診断結果信号に基づいて、油圧センサ43が故障しているか否かの診断をする。このように、ECU2から油圧センサ43への電源供給が、ECU2の内部で遮断可能に構成されているので、診断を行うべき任意のタイミングで、油圧センサ43が故障しているか否かを診断することができる。
【0022】
図5は、このように構成された制御システム1において、自己診断機能を有するセンサの初期診断を実行する際のフローの一例を示すフローチャートである。初期診断フローにおいては、まず、初期診断が既に終了しているか否かを判断する(ステップ1)。初期診断が既に終了していれば、Aに移行し、初期診断フローを終了する。ステップ1の判断において、センサの初期診断がまだ終了していなければ、ECU2の回路診断が既に終了しているか否かを判断する(ステップ2)。ECU2の回路診断が終了していなければ、ECU2内部の回路診断を行い(ステップ3)、初期診断フローを一旦終了して、スタートに戻る。ステップ2の判断において、ECU2の回路診断が終了している場合には、次にセンサの初期診断が終了しているか否かを判断し(ステップ4)、センサ初期診断が終了している場合には、初期診断フローを終了する。
【0023】
ステップ4の判断において、センサの初期診断が終了していない場合には、電源遮断が終了したか否かが判断される(ステップ5)。電源遮断が終了していない場合には、センサ電源遮断処理を行い(ステップ6)、その後、初期診断フローを終了する。電源遮断が終了している場合には、電源復帰処理が終了しているか否かを判断する(ステップ7)。電源復帰処理が終了していない場合には、センサ電源復帰処理を行い(ステップ8)、その後、初期診断フローを終了する。ステップ7の判断において、電源復帰処理が終了している場合には、センサの初期自己診断を行い(ステップ9)、その後、初期診断フローを終了する。
このフローは、初期診断が終了するまで繰り返される。
このようにして、センサの初期診断が行われる。
【0024】
図6は、上述のように構成された制御システム1を、車両の油圧ブレーキ制御システムに適用した場合の、自己診断機能を有するセンサの常時診断を実行するフローの一例を示すフローチャートである。この常時診断は、運転者がブレーキ操作を連続して行い、その結果、車両が完全に停止したときに行うものとして、制御フローが構成されている。
常時診断を行う際には、まず、車両の運転制御状態を示すフラグの一つである非制御連続フラグの値が判定される(ステップ10)。非制御連続フラグの値が0であるときには、車両の走行についての制御が行われていることを示しているので、常時診断を実行する時期ではなく、そのまま、常時診断フローを終了する。非制御連続フラグの値が1であるときには、連続で非制御状態にあることを示している。連続して非制御状態にあるときには、連続ブレーキング状態にあるか否かが判定される(ステップ11)。連続ブレーキング状態にないときには、車両は停止する可能性がないので、その後、直ぐには常時診断を行うことがなく、常時診断フローを終了する。連続ブレーキング状態にあるときには、連続ブレーキングの後に車両が完全に停止したか否かが判定される(ステップ12)。
【0025】
車両が完全に停止していなければ、常時診断を実行する時期ではないので、常時診断フローは終了する。車両が完全に停止した場合には、センサ常時診断が終了したか否かが判定される(ステップ13)。センサ常時診断が終了していなければ、電源遮断が終了したか否かが判定される(ステップ14)。電源遮断が終了していなければ、センサ電源遮断処理を実行し(ステップ15)、その後、常時診断フローを終了する。ステップ14の判定において、電源遮断が終了している場合には、電源復帰が終了しているか否かが判定される(ステップ16)。そして、電源復帰が終了していない場合には、センサ電源復帰処理が実行される(ステップ17)。また、電源復帰が終了しているときには、センサの自己診断が実行される(ステップ18)。
この常時診断フローは、ECU2が作動している間、何度も繰り返される。
【0026】
センサ5が図8で説明した油圧ブレーキ制御システム20に用いられる油圧センサ43である場合の、センサ診断の実行タイミングは、以下のとおりである。
すなわち、油圧センサ43の自己診断は、油圧センサ43をリセットしても、油圧ブレーキ制御システム20に、制御上、問題が生じることがない状態でのみ実行される。ビークルスタビリティアシスト(VSA)の制御と、急ブレーキ用ブレーキアシスト(BA)の制御とは、車速が10km/h以上でないと機能しないように設定されている。また、車両を発進する場合に行われるトラクションコントロール(TCS)の制御は、ブレーキペダルに関して設けられるブレーキスイッチ(ブレーキランプスイッチセンサ42)と、油圧ブレーキ制御システム20に設けられている油圧センサ43の検出値とから、ブレーキのオン・オフ、すなわち、実際にブレーキ操作が行われているか否かを判定して、ブレーキ操作中には行われないようにされている。したがって、油圧センサ43の自己診断を、ビークルスタビリティアシストの制御と急ブレーキ用ブレーキアシストの制御とが行われていない間に実行するのであれば、これらの制御への影響はない。また、車両停止中に油圧センサ43を自己診断する場合、自己診断中に車両が発進することがある。発進時にはトラクションコントロールの制御が行われるが、このときには自己診断を中断しない。ブレーキ判定を、油圧の値にはよらず、ブレーキスイッチのみから判定しても、トラクションコントロールの制御に対して影響はない。
【0027】
図7は、このような制御システムにおいて、車両のブレーキ状態及び車輪速度に対する油圧センサ43の自己診断の実行の時期を示すグラフである。このグラフから理解されるように、車両の走行中に、運転者によるブレーキ操作に基づいて車輪速度が低下し、車両が完全停止した時点で、しかもブレーキの作動状態がオンであるパターンのときのみ、1回、油圧センサ43の自己診断が実行される。以降も、エンジンスイッチを切る等によりECU2の電源が遮断されることがなくても、上記パターンが生じれば、そのときに、油圧センサ43の自己診断が実行される。
【0028】
以上のように、本発明を適用した油圧ブレーキ制御システム20によれば、油圧センサ43が有する自己診断機能を、イグニション投入時以外においても、所定の条件を満足する任意の時期に、ECU2(図8の例ではECU40)側から起動させることができる。具体的には、油圧センサ43への電源供給ライン14を任意に遮断できるオンオフ回路(スイッチ)12をECU2側の回路内に追加することで、イグニション投入時に行われる油圧センサ43の初期自己診断のみならず、初期診断終了後においても、診断許可条件が満たされた場合に、油圧センサ43の常時診断動作を実行することが可能となった。すなわち、車両の走行制御に干渉しないように、車両が、どの制御システムも非制御状態のまま、走行状態から運転者のブレーキング操作によって減速し、完全停止が確定した際にのみ、一度だけ油圧センサ43の故障診断が実行される。以降も、同じタイミングでのみ油圧センサ43の故障診断が実行される。ただし、車両走行中及び加速時には、油圧センサ43からのセンサ信号を車両制御のために使用する必要があるので、常時診断は行われない。
【0029】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明による自己診断機能を有するセンサを備えた制御システムは、自己診断機能を有するセンサとそのセンサに電源を供給する制御装置とを備えた制御システムにおいて、制御装置からセンサへの電源供給を制御装置の内部で遮断可能なように構成されているので、車両に適用した場合、イグニション投入時には勿論のこと、イグニション投入後であっても、制御装置からセンサへの電源供給を制御装置の内部で遮断することができる。そして、その後、再びセンサに電源供給をすれば、センサにとってはイグニション投入時と同様の作動状態となるので、センサの自己診断が実行される。したがって、センサの自己診断を実行させることが容易となり、しかも、自己診断を行うタイミングを、制御装置の始動時のみならず任意に設定することが可能となる。また、既存の制御システムにおいて、制御装置の内部に、センサへの電源供給を一旦遮断し、その後、その電源供給を再開し得る電源供給遮断部を追加するのみでよいので、安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自己診断機能を有するセンサを備えた制御システムの一実施例を示す概略図である。
【図2】図1に示されている制御システムの作動の一例を示すグラフである。
【図3】その制御システムに用いられている制御装置の内部の制御回路の一部を示す回路図である。
【図4】図3に示されている制御回路によるセンサの作動状態を示すグラフである。
【図5】本発明による制御システムにおいて、自己診断機能を有するセンサの初期診断を実行する際のフローの一例を示すフローチャートである。
【図6】本発明による制御システムを車両のブレーキ制御システムに適用した場合の、自己診断機能を有するセンサの常時診断を実行するフローの一例を示すフローチャートである。
【図7】本発明による制御システムを適用した車両のブレーキ制御システムにおいて、車両のブレーキ状態及び車輪速度に対するセンサの自己診断の実行の時期を示すグラフである。
【図8】本発明による制御システムが適用される車両のブレーキ制御システムであって、マスタシリンダから一対の車輪に設けられているブレーキアッセンブリの油圧シリンダに至る油圧ブレーキ制御システムの概略図である。
【符号の説明】
1 制御システム
2 電子制御ユニット(制御装置)
3 外部電源供給回路
4 電源供給遮断部
5 センサ(運転状態検出センサ、油圧センサ)
6 電源回路部
7 自己診断起動部
8 センシング部
9 信号処理部
10 信号出力部
12 オンオフ回路
13 自己診断機能を有するセンサへの電源供給ライン
14 残余のセンサへの電源供給ライン
20 油圧ブレーキ制御システム
43 油圧センサ
Ss センサ出力信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control system including a sensor that detects a physical quantity to be detected and a control device that outputs a control signal to a control object based on an output signal from the sensor. The present invention relates to a control system for a vehicle or the like in which a sensor having a diagnostic function is used and a self-diagnosis operation of the sensor is executed at a predetermined time.
[0002]
[Prior art]
In general, hydraulic brakes and clutch control systems are used for vehicles such as automobiles in order to control their running. In addition, for example, industrial vehicles and the like employ work hydraulic control systems for work machines that are mounted on vehicles and perform various operations. These hydraulic control systems for driving control and work use a hydraulic pump driven by an engine or an electric motor, and supply pressure oil discharged from the hydraulic pump to a predetermined hydraulic cylinder through various control valves. The hydraulic cylinder is operated. In such a hydraulic control system, a hydraulic sensor is usually used to measure whether or not the hydraulic pressure in the oil passage is a predetermined pressure. The hydraulic pressure sensor detects a hydraulic pressure, which is a physical quantity, and outputs an electrical signal corresponding to the magnitude.
[0003]
As an example of a hydraulic control system using such a hydraulic sensor, a hydraulic brake control system mounted on a vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram of a hydraulic brake control system from a master cylinder to a wheel cylinder used for a drum brake or a disc brake as a brake assembly provided on a pair of wheels.
As is apparent from FIG. 8, the hydraulic
[0004]
In the hydraulic
[0005]
During normal brake operation, the normally closed
[0006]
In the hydraulic
[0007]
Further, in the hydraulic
That is, during normal braking operation, the normally
During the operation of the ABS, the opening / closing of the on-off
[0008]
Further, in the hydraulic
[0009]
By the way, in such a hydraulic
Therefore, conventionally, the failure diagnosis of the
However, in the former failure diagnosis method, problems such as an increase in the cost of the
[0010]
Further, conventionally, in a control system such as the hydraulic
In a control system using a sensor having such a self-diagnosis function, conventionally, when a power source is connected to the control device and the control device is started, and when the power is first supplied to the sensor from the control device, that is, the control device. When startingWhen the sensor is powered onIn addition, the self-diagnosis operation of the sensor is performed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a control system, the sensor self-diagnosis is performed only when the control device is started (when the ignition is turned on in the case of a vehicle) and cannot be executed at an arbitrary timing. For this reason, for example, when a sensor fails during vehicle operation, the failure is overlooked and there is a possibility that erroneous control is performed. In addition, when performing a self-diagnosis of the sensor at the time of vehicle inspection, there is a problem that the inspection work becomes troublesome because it is necessary to temporarily stop and restart the engine.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a self-diagnostic sensor in a control system including a sensor having a self-diagnosis function and a control device that supplies power to the sensor. It is an object of the present invention to provide a simple and inexpensive control system in which a diagnostic operation can be executed not only when starting a control device but also more frequently.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the present invention, in a control system including a sensor having a self-diagnosis function as described above, power is supplied from the control device to the sensor inside the control device.OnceShut offAnd then resume its power supplyA possible power supply cutoff unit is provided.
[0014]
According to the control system configured as described above, since the power supply from the control device to the sensor can be cut off inside the control device, the power supply state to the control device is maintained while Only the power supply to the sensor can be cut off at an arbitrary timing. When the supply of power to the sensor in the shut-off state is resumed, the sensor is in a state similar to that at the start of the control device, and thus the self-diagnosis operation of the sensor is executed. In this way, the sensor self-diagnosis is frequently performed by repeating the interruption and restart of the power supply to the sensor at an appropriate timing.
[0015]
Such a control system can also be applied to a vehicle brake control system. In this case, the sensor having a self-diagnosis function is a driving state detection sensor that detects a vehicle driving state amount that represents the motion state or operation state of the vehicle, and the control device is a vehicle brake. The brake control device is designed to shut off the power supply from the brake control device to the driving state detection sensor on condition that the vehicle is decelerated and stopped, and that the vehicle is being braked. The
As described above, if the condition for shutting off the power supply to the driving state detection sensor is that the vehicle is decelerated and stopped, and that the vehicle is braked, then the vehicle starts. Therefore, there is no problem even if the operation state detection sensor becomes inoperative. Therefore, when the condition is satisfied, the power supply to the operation state detection sensor is interrupted, and then the power supply to the sensor is resumed. Then, at that time, the self-diagnosis operation of the driving state detection sensor is executed.
The operating state detection sensor in this case is, for example, a hydraulic sensor disposed in the oil passage on the master cylinder outlet side of the hydraulic brake control system.
[0016]
The present invention can also be applied to a control system using a plurality of sensors, in which only a part of the plurality of sensors has a self-diagnosis function. In that case, the power supply line from the control device to each sensor is branched into a power supply line to a sensor having a self-diagnosis function and a power supply line to the remaining sensors. A power supply line to the sensor with the functionOnceShut offAnd then reconnect its power supply lineA possible power supply shut-off unit is provided.
For vehiclesIn the control system, only a part of the plurality of sensors has a self-diagnosis function, and it is only necessary to execute self-diagnosis of these sensors. Therefore, the power supply line from the control device to each sensor is branched into a power supply line to some sensors having a self-diagnosis function and a power supply line to the remaining sensors, and a part having a self-diagnosis function is obtained. The power supply line to the sensor is configured to be cut off inside the control device. By doing so, it is possible to execute self-diagnosis of the sensor at an arbitrary timing by temporarily shutting off the power supply line to the sensor having the self-diagnosis function and then restarting the power supply to those sensors. It becomes possible. Even at that time, the power supply lines to the remaining sensors are not cut off, and detection of physical quantities by these sensors is continued.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a control system having a sensor having a self-diagnosis function according to the present invention, and FIG. 2 is a graph showing an example of an operating state of the control system.
As shown in FIG. 1, the
[0018]
The
[0019]
As shown in FIG. 2, the sensor power supply Sv indicating the power supply voltage supplied to the power
[0020]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of a control circuit inside the
As shown in FIG. 3, an ON /
[0021]
As shown in FIG. 4, when the
[0022]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a flow when executing an initial diagnosis of a sensor having a self-diagnosis function in the
[0023]
If the initial diagnosis of the sensor is not completed in the determination in
This flow is repeated until the initial diagnosis is completed.
In this way, the initial diagnosis of the sensor is performed.
[0024]
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a flow for executing a constant diagnosis of a sensor having a self-diagnosis function when the
When performing the regular diagnosis, first, the value of the non-control continuous flag, which is one of the flags indicating the driving control state of the vehicle, is determined (step 10). When the value of the non-control continuation flag is 0, it indicates that the control for the running of the vehicle is being performed. Therefore, the continuous diagnosis flow is terminated as it is, not at the time when the continuous diagnosis is executed. When the value of the non-control continuous flag is 1, it indicates that the non-control continuous state is in effect. When continuously in the non-control state, it is determined whether or not it is in the continuous braking state (step 11). When the vehicle is not in the continuous braking state, there is no possibility that the vehicle will stop, so that after that, there is no immediate diagnosis, and the normal diagnosis flow ends. When in the continuous braking state, it is determined whether or not the vehicle has completely stopped after the continuous braking (step 12).
[0025]
If the vehicle is not completely stopped, it is not time to constantly perform diagnosis, and therefore the constant diagnosis flow ends. If the vehicle has completely stopped, it is determined whether or not the continuous sensor diagnosis has ended (step 13). If the sensor constant diagnosis has not been completed, it is determined whether or not the power shutdown has been completed (step 14). If the power cut-off has not ended, the sensor power cut-off process is executed (step 15), and then the normal diagnosis flow is ended. If the power cut-off has been completed in the determination in
This constant diagnosis flow is repeated many times while the
[0026]
The sensor diagnosis execution timing when the
That is, the self-diagnosis of the
[0027]
FIG. 7 is a graph showing the timing of execution of self-diagnosis of the
[0028]
As described above, according to the hydraulic
[0029]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, a control system including a sensor having a self-diagnosis function according to the present invention is a control system including a sensor having a self-diagnosis function and a control device that supplies power to the sensor. Since the power supply from the device to the sensor can be cut off inside the control device, when applied to a vehicle, not only when the ignition is turned on, but also after the ignition is turned on, from the control device to the sensor The power supply can be cut off inside the control device. After that, if power is supplied to the sensor again, the sensor is in the same operating state as when the ignition is turned on, so that the sensor self-diagnosis is executed. Therefore, it is easy to execute the self-diagnosis of the sensor, and the timing for performing the self-diagnosis can be arbitrarily set not only when starting the control device. In the existing control system, the power supply to the sensor is provided inside the control device.OnceShut offAnd then resume its power supplySince it is only necessary to add a possible power supply shut-off unit, it can be configured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a control system including a sensor having a self-diagnosis function according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an example of the operation of the control system shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of a control circuit inside a control device used in the control system.
4 is a graph showing an operation state of a sensor by the control circuit shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a flow when executing an initial diagnosis of a sensor having a self-diagnosis function in the control system according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a flow for executing a constant diagnosis of a sensor having a self-diagnosis function when the control system according to the present invention is applied to a vehicle brake control system.
FIG. 7 is a graph showing the timing of execution of sensor self-diagnosis for the vehicle brake state and wheel speed in the vehicle brake control system to which the control system according to the present invention is applied;
FIG. 8 is a schematic diagram of a brake control system for a vehicle to which a control system according to the present invention is applied, from a master cylinder to a hydraulic cylinder of a brake assembly provided on a pair of wheels.
[Explanation of symbols]
1 Control system
2 Electronic control unit (control device)
3 External power supply circuit
4 Power supply shutoff section
5 Sensors (Operating state detection sensor, hydraulic pressure sensor)
6 Power supply circuit
7 Self-diagnosis starting part
8 Sensing part
9 Signal processor
10 Signal output section
12 On-off circuit
13 Power supply line to sensor with self-diagnosis function
14 Power supply line to the remaining sensors
20 Hydraulic brake control system
43 Hydraulic sensor
Ss Sensor output signal
Claims (3)
電源に接続されるとともに前記センサに電源供給可能であり、そのセンサから出力される前記電気信号に基づいて制御対象に制御信号を出力する制御装置と、を備え、
前記センサが内部に自己診断機能を有していて、前記制御装置からの電源投入時にそのセンサの自己診断動作が実行されるようにされている制御システムにおいて;
前記制御装置の内部に、その制御装置から前記センサへの電源供給を一旦遮断し、その後、その電源供給を再開し得る電源供給遮断部が設けられていることを特徴とする、
自己診断機能を有するセンサを備えた制御システム。A sensor that detects a physical quantity to be detected and outputs an electrical signal;
A controller connected to a power source and capable of supplying power to the sensor, and outputting a control signal to a control object based on the electrical signal output from the sensor,
In a control system in which the sensor has a self-diagnosis function inside and a self-diagnosis operation of the sensor is executed when power is turned on from the control device;
In the control device, a power supply cutoff unit is provided that can temporarily cut off the power supply from the control device to the sensor and then restart the power supply.
Control system comprising a sensor having a self diagnosis function.
前記制御装置が、前記制御対象を前記車両のブレーキとするブレーキ制御装置であって、
前記電源供給遮断部が、前記車両が減速して停止状態となったこと、及び前記車両のブレーキ操作がされていることを条件として、前記ブレーキ制御装置から前記運転状態検出センサへの電源供給を遮断するようにされていることを特徴とする、
請求項1記載の自己診断機能を有するセンサを備えた制御システム。The sensor is a driving state detection sensor that detects a vehicle driving state amount representing a motion state or an operation state of the vehicle as the physical quantity,
The control device is a brake control device in which the control object is a brake of the vehicle,
The power supply cut-off unit supplies power from the brake control device to the driving state detection sensor on condition that the vehicle has been decelerated and stopped, and the vehicle is being braked. It is designed to block,
A control system comprising a sensor having a self-diagnosis function according to claim 1.
電源に接続されるとともに前記センサの各々に電源供給可能であり、それら各センサから出力される前記電気信号に基づいて制御対象に制御信号を出力する制御装置と、を備え、
前記複数のセンサのうちの一部が内部に自己診断機能を有していて、前記制御装置からの電源投入時にそれら自己診断機能を有するセンサの自己診断動作が実行されるようにされている制御システムにおいて;
前記制御装置から前記各センサへの電源供給ラインが、前記自己診断機能を有するセンサへの電源供給ラインと残余のセンサへの電源供給ラインとに分岐されており、
前記制御装置の内部に、前記自己診断機能を有するセンサへの電源供給ラインを一旦遮断し、その後、その電源供給ラインを再接続し得る電源供給遮断部が設けられていることを特徴とする、
自己診断機能を有するセンサを備えた制御システム。A plurality of sensors that detect physical quantities to be detected and output electrical signals;
A control device connected to a power source and capable of supplying power to each of the sensors, and outputting a control signal to a control object based on the electrical signal output from each of the sensors,
Control in which some of the plurality of sensors have a self-diagnosis function inside, and a self-diagnosis operation of the sensor having the self-diagnosis function is executed when the power from the control device is turned on In the system;
A power supply line from the control device to each sensor is branched into a power supply line to the sensor having the self-diagnosis function and a power supply line to the remaining sensors,
The control device is provided with a power supply shut-off unit that temporarily shuts off a power supply line to the sensor having the self-diagnosis function and then can reconnect the power supply line .
A control system including a sensor having a self-diagnosis function.
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