JP4305570B2

JP4305570B2 - 回転数センサの異常判定装置

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Publication number: JP4305570B2
Application number: JP2008316031A
Authority: JP
Inventors: 一孝服部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2024-02-10
Also published as: JP2009052567A

Description

本発明は回転数センサの異常判定装置に関し、特に、回転数センサの出力電圧に基づいて異常を判定する回転数センサの異常判定装置に関する。

従来より、エンジンを制御するためのパラメータとして、エンジン（クランクシャフト）の回転数が用いられている。回転数を検出するため、車両には回転数センサが設けられている。回転数センサに異常があり回転数が正確に検出されないと、エンジンの制御が正しく行なわれないため、回転数センサの異常を判定する必要がある。

特開２００３−１１３７３４号公報（特許文献１）の第００５５〜００６９段落および図９〜１３には、クランク角センサ（回転数センサ）の異常を判定する異常判定装置が開示されている。特許文献１に記載の異常判定装置は、クランク角センサと、クランク角センサの出力電圧が入力される制御部とを含む。制御部は、クランク角センサの出力電圧をエンジン回転数毎に記録し、異常判定電圧を下回った場合で、且つ、出力電圧がある場合には、取付不良と診断し、全く出力電圧がない場合には、断線と判定する。異常判定電圧は、クランク角センサの出力電圧の設計値と予め定められた差を保って、エンジン回転数に比例して大きくなるように設定されている。

この公報に記載の異常判定装置によると、クランク角センサの出力電圧が、異常判定電圧を下回った場合で、且つ、クランク信号電圧出力がある場合には、取付不良と判定され、全く出力電圧がない場合には、断線と判定される。これにより、クランク角センサの取付不良による異常時に、その取付不良と、クランク角センサそのものの破損や配線の断線ショート、クランク角センサの部品の破損による異常等とを区別して、判定することができる。
特開２００３−１１３７３４号公報

しかしながら、上述の公報に記載の異常判定装置においては、異常判定電圧と出力電圧の設計値との差は、エンジンの回転数に関わらず一定である。そのため、エンジン回転数が高い領域において、回転数センサが正常である場合であっても以下のように異常と判定する可能性がある。すなわち、回転数センサの出力電圧は、エンジンの回転数に比例して大きくなる。そのため、エンジン回転数が高い領域においては、出力電圧が高いために、検出時の誤差が大きくなる。したがって、回転数センサが正常であっても、検出される出力電圧が、異常判定電圧を下回るおそれがある。この場合、上述の公報に記載の異常判定装置においては、出力電圧が異常判定電圧を下回ると、回転数センサが異常であると判定されるため、回転数センサが異常であると誤判定されてしまうおそれがあった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転数センサが正常であるか異常であるかを精度よく判定することができる回転数センサの異常判定装置を提供することである。

第１の発明に係る回転数センサの異常判定装置は、エンジンの回転数を検出する回転数センサの異常を判定する。この異常判定装置は、回転数センサの出力電圧を取得するための取得手段と、取得手段により取得された出力電圧が、エンジンの回転数が高くなるにつれて大きくなる許容範囲に含まれるか否かに基づいて、回転数センサが正常であるか異常であるかを判定する判定手段とを含む。

第１の発明によると、取得手段は、回転数センサの出力電圧を取得する。たとえば、エンジンの回転数が高く、出力電圧が高い場合には、実際の出力電圧との誤差が大きい出力電圧が取得され得る。判定手段は、取得された出力電圧が、エンジンの回転数が高くなるにつれて大きくなる許容範囲に含まれるか否かに基づいて、回転数センサが正常であるか異常であるかを判定する。これにより、たとえば、出力電圧が許容範囲に含まれる場合に回転数センサが正常であると判定するようにすれば、実際の出力電圧との誤差が大きい出力電圧が取得された場合であっても、取得された出力電圧は、許容範囲に含まれ、回転数センサが正常であると判定することができる。その結果、回転数センサが異常であると誤判定されることを抑制し、回転数センサが正常であるか異常であるかを精度よく判定することができる回転数センサの異常判定装置を提供することができる。

第２の発明に係る回転数センサの異常判定装置においては、第１の発明の構成に加え、判定手段は、取得手段により取得された出力電圧が、許容範囲に含まれる場合、回転数センサが正常であると判定し、取得手段により取得された出力電圧が、許容範囲に含まれない場合、回転数センサが異常であると判定するための手段を含む。

第２の発明によると、判定手段は、取得手段により取得された出力電圧が、許容範囲に含まれる場合、回転数センサが正常であると判定し、許容範囲に含まれない場合、回転数センサが異常であると判定する。これにより、回転数センサが正常である場合に、実際の出力電圧との誤差が大きい出力電圧が取得された場合であっても、取得された出力電圧は、許容範囲に含まれ、回転数センサが正常であると判定することができる。その結果、回転数センサが異常であると誤判定されることを抑制し、回転数センサが正常であるか異常であるかを精度よく判定することができる。

第３の発明に係る回転数センサの異常判定装置においては、第１または２の発明の構成に加え、回転数センサの異常判定装置は、エンジンの回転数と対応させて、回転数センサの出力電圧を予め記憶するための記憶手段と、エンジンの回転数と記憶手段に記憶された出力電圧とに基づいて、許容範囲を算出するための手段をさらに含む。

第３の発明によると、記憶手段は、エンジンの回転数と対応させて、回転数センサの出力電圧を予め記憶し、算出手段は、エンジンの回転数と記憶手段に記憶された出力電圧とに基づいて、許容範囲を算出する。これにより、エンジン回転数に対応した許容範囲を算出することができる。

第４の発明に係る回転数センサの異常判定装置は、エンジンの回転数を検出する回転数センサの異常を判定する。回転数センサは、回転数センサが正常である場合、正の電圧値と負の電圧値とを交互に出力するセンサである。この異常判定装置は、回転数センサの出力電圧を取得するための取得手段と、予め定められた期間における、回転数センサの出力電圧の平均電圧を算出するための算出手段と、平均電圧と、予め定められた電圧とを比較するための手段と、平均電圧と、予め定められた電圧とを比較した結果に基づいて、回転数センサが正常であるか異常であるかを判定する判定手段とを含む。

第４の発明によると、取得手段は、回転数センサの出力電圧を取得し、算出手段は、予め定められた期間における、回転数センサの出力電圧の平均電圧を算出する。回転数センサが正常であれば、回転数センサは正の電圧値と負の電圧値とを交互に出力するため、出力電圧が大きい場合であっても、小さい場合であっても、平均電圧は、予め定められた電圧（たとえば０ボルト）となる。回転数センサに異常があり、たとえば出力電圧が正値と
なる期間が負値となる期間よりも長くなったり、出力電圧が負値となる期間が正値となる期間よりも長くなったりすれば、平均電圧は、予め定められた電圧とは異なる電圧となる。算出された平均電圧と予め定められた電圧とが比較され、判定手段は、平均電圧と、予め定められた電圧とを比較した結果に基づいて、回転数センサが正常であるか異常であるかを判定する。これにより、回転数センサは正常であるが、エンジンの回転数が高くなり、出力電圧が高いために、実際の出力電圧との誤差が大きい出力電圧が取得された場合でも、たとえば、平均電圧が予め定められた電圧であれば、回転数センサが正常であると判定することができる。その結果、回転数センサが異常であると誤判定されることを抑制し、回転数センサが正常であるか異常であるかを精度よく判定することができる回転数センサの異常判定装置を提供することができる。

第５の発明に係る回転数センサの異常判定装置においては、第４の発明の構成に加え、判定手段は、平均電圧が、予め定められた電圧と異なる場合、回転数センサが異常であると判定するための手段を含む。

第５の発明によると、平均電圧が予め定められた電圧と異なる場合、回転数センサは異常であると判定される。これにより、回転数センサは正常であるが、エンジンの回転数が高くなり、出力電圧が高いために、実際の出力電圧との誤差が大きい出力電圧が取得された場合でも、平均電圧が予め定められた電圧であれば、回転数センサが正常であると判定することができる。その結果、回転数センサが異常であると誤判定されることを抑制し、回転数センサが正常であるか異常であるかを精度よく判定することができる。

第６の発明に係る回転数センサの異常判定装置においては、第１ないし５のいずれかの発明の構成に加え、回転数センサの出力電圧は、エンジンの回転数が低くなるにしたがって、小さくなる。異常判定装置は、エンジンの回転数と予め定められた回転数とを比較するための手段と、エンジンの回転数が、予め定められた回転数よりも低い場合は、判定手段による判定を禁止するための手段とをさらに含む。

第６の発明によると、エンジンの回転数と予め定められた回転数とが比較され、エンジンの回転数が、予め定められた回転数よりも低い場合は、判定手段による判定が禁止される。これにより、回転数センサは正常であるが、エンジンの回転数が予め定められた回転数よりも低いために、出力電圧が異常判定を行なうために必要な電圧よりも低い場合に、異常判定を禁止することができる。その結果、精度よく回転数センサが正常であるか異常であるかを判定することができる。

第７の発明に係る回転数センサの異常判定装置においては、第１ないし５のいずれかの発明の構成に加え、回転数センサの出力電圧は、エンジンの回転数に応じて変化する。異常判定装置は、予め定められた期間における、エンジンの回転数の変動が、予め定められた範囲内であるか否かを判別するための手段と、エンジンの回転数の変動が、予め定められた範囲外である場合は、判定手段による判定を禁止するための手段とをさらに含む。

第７の発明によると、予め定められた期間における、エンジンの回転数の変動が、予め定められた範囲内であるか否かが判別され、エンジンの回転数の変動が、予め定められた範囲外である場合は、判定手段による判定が禁止される。これにより、エンジンの回転数が安定しておらず、出力電圧が過渡的に大きくなったり小さくなったりして不安定である場合に異常判定を禁止することができる。その結果、精度よく回転数センサが正常であるか異常であるかを判定することができる。

第８の発明に係る回転数センサの異常判定装置においては、第１ないし５のいずれかの発明の構成に加え、回転数センサの出力電圧は、エンジンの回転数に応じて変化する。異常判定装置は、エンジンが始動してからの期間を計測するための手段と、エンジンが始動してからの期間が、予め定められた期間を経過したか否かを判別するための手段と、エンジンが始動してからの期間が、予め定められた期間を経過していない場合、判定手段による判定を禁止するための手段とをさらに含む。

第８の発明によると、エンジンが始動してからの期間が計測され、エンジンが始動してからの期間が、予め定められた期間を経過したか否かが判別される。エンジンが始動してからの期間が、予め定められた期間を経過していない場合、判定手段による判定が禁止される。これにより、エンジンが始動してから予め定められた期間が経過しておらず、たとえば、エンジンの暖機が終了していないために、エンジンの回転数が安定しておらず、出力電圧が過渡的に大きくなったり小さくなったりするおそれがある場合に、異常判定を禁止することができる。その結果、精度よく回転数センサが正常であるか異常であるかを判定することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吸気温センサの異常検出装置を搭載した車両について説明する。図１に示すように、車両は、エンジン１００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。本実施の形態に係る吸気温センサの異常検出装置は、たとえばＥＣＵ２００が実行するプログラムにより実現される。

エンジン１００は、吸気管１０２と、インテークマニホールド１０４と、エキゾーストマニホールド１０６と、排気管１０８と、触媒１１０とを含む。吸気管１０２は、吸気取入口付近に設けられたエアクリーナ１１２と、スロットルバルブ１１４とを含む。

エンジン１００に吸入される空気（以下、吸気と記載する）は、吸気管１０２の吸気取入口から吸入され、エアクリーナ１１２によりろ過される。吸気量は、スロットルバルブ１１４により調整される。

吸気管１０２に吸入された吸気は、インテークマニホールド１０４を通って、インジェクタ（図示せず）により噴射された燃料と共に、混合気としてエンジン１００の各気筒の燃焼室に導入される。エンジン１００の各気筒の燃焼室において、混合気はスパークプラグ（図示せず）により点火されて燃焼する。燃焼した混合気、すなわち排気ガスは、エキゾーストマニホールド１０６を通って排気管１０８に入り、触媒１１０により浄化された後、車外に排出される。

エンジン１００は、混合気の燃焼により、各気筒内に摺動自在に設けられたピストン（図示せず）を押し下げ、クランクシャフト（図示せず）を回転させる。

混合気の燃焼により発熱したエンジン１００を冷却するため、エンジン１００には、ラジエータ１１６が接続されている。ラジエータ１１６は、エンジン１００内を流通する冷却水と空気とを熱交換させる。熱交換により冷却水が冷却されることで、エンジン１００が冷却される。

エンジン１００のクランクシャフトには、タイミングロータ１１８が設けられている。タイミングロータ１１８の外周部には、予め定められた間隔で、複数の凸部が設けられている。タイミングロータ１１８が、クランクシャフトと共に回転することで、クランクシャフトの回転数、すなわちエンジン回転数が検出される。

ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、カウンタ２０４とを含む。ＲＯＭ２０２は、ＥＣＵ２００のＣＰＵが実行するプログラムを記憶する。カウンタ２０４は、エンジン１００が始動してからの経過時間や、後述する回転数センサの出力電圧が取得されている時間などの時間を計測する。ＥＣＵ２００には、エアフロメータ２１０と、イグニッションスイッチ２２０と、水温センサ２３０と、回転数センサ２４０と、警告ランプ２５０とが接続されている。

エアフロメータ２１０は、熱線式のエアフロメータである。エアフロメータ２１０は、は、吸気管１０２の吸気取入口付近に設けられている。エアフロメータ２１０は、電熱線２１２と、吸気温センサ２１４とを含む。電熱線２１２は、電力が通電されることにより発熱する。電熱線２１２は、吸気により冷却される。電熱線２１２が冷却される度合により、吸気量が算出される。吸気温センサ２１４は、エアフロメータ２１０に一体的に設けられている。吸気温センサ２１４は吸気の温度を検出する。

イグニッションスイッチ２２０は、運転者により操作される。エンジン１００を始動する際、イグニッションスイッチ２２０はオンにされる。エンジン１００を停止する際、イグニッションスイッチ２２０はオフにされる。なお、イグニッションスイッチ２２０の代わりに、その他、スタートスイッチなどを用いてもかまわない。

水温センサ２３０は、ラジエータ１１６に設けられている。水温センサ２３０は、エンジン１００の冷却水の温度を検出する。回転数センサ２４０は、タイミングロータ１１８の外周部に設けられた凸部に対向するように設けられている。回転数センサ２４０では、タイミングロータ１１８が回転することにより、電力が発生する。回転数センサ２４０で発生した電力の電圧が、ＥＣＵ２００により取得され、取得された電圧に基づいて、パルス信号が生成（パルス信号に変換）される。

警告ランプ２５０は、インストルメントパネル（図示せず）に設けられたコンビネーションメータ（図示せず）に設けられている。警告ランプ２５０は、機器類に異常があった場合に点灯する。

ＥＣＵ２００のＣＰＵは、各センサから送信された信号およびカウンタ２０４により計測された時間に基づいて、ＲＯＭ２０２に記憶されたプログラムを実行し、所望の作動を行なうように、各機器類を制御する。

図２を参照して、回転数センサ２４０について、さらに説明する。回転数センサ２４０は、ピックアップコイル２４２と、導線２４４と、シールド線２４６とを含む。ピックアップコイル２４２は、タイミングロータ１１８に近接して設けられている。タイミングロータ１１８が回転することにより、ピックアップコイル２４２で電力が発生する。タイミングロータ１１８の凸部がピックアップコイル２４２に近づくと、発生する電力の電圧は上昇し、タイミングロータ１１８の凸部がピックアップコイル２４２から遠ざかると、発生する電力の電圧は下降する。したがって、回転数センサ２４０で発生する電力の電圧は波状となり、回転数センサ２４０は、正の電圧値と負の電圧値とを交互に出力する。ピックアップコイル２４２は、導線２４４により、ＥＣＵ２００に接続されている。

シールド線２４６は、導線２４４を取囲むように設けられている。シールド線２４６は、導線２４４にアースされている。これにより、シールド線２４６は、回転数センサ２４０の外部からの電磁波などが導線２４４に与える影響を抑制し、ノイズの発生を抑える。

シールド線２４６は導線２４４を取囲むように設けられているため、シールド線２４６と導線２４４とに電荷が蓄積され、コンデンサのような作用をする場合がある。この場合、たとえば、導線２４４が切断されている場合であっても、回転数センサ２４０の電圧は取得される。したがって、回転数センサ２４０の出力電圧を変換して得られるパルス信号は、導線２４４が切断されている場合であっても取得され得る。パルス信号は矩形波であり、タイミングのみを表すものであるため、パルス信号が取得されたか否かに基づいて、回転数センサ２４０の異常を判定すると、誤判定するおそれがある。そのため、本実施の形態においては、回転数センサ２４０の出力電圧の大きさ（出力電圧値）を用いて、回転数センサ２４０が正常であるか異常であるかが判定される。

図３を参照して、ＲＯＭ２０２に記憶されたマップについて説明する。ＲＯＭ２０２には、エンジン回転数ＮＥと、正常時の回転数センサ２４０の出力電圧Ｖ（設計値）との関係を示すマップが記憶されている。図３に示すように、正常時の回転数センサ２４０の出力電圧は、タイミングロータ１１８の回転数、すなわちエンジン１００の回転数ＮＥに比例して大きくなる。同様に、実際の出力電圧Ｖは、エンジン１００の回転数が高くなるほど大きくなる。したがって、エンジン１００の回転数が高くなるほど、実際の出力電圧と、取得される出力電圧との誤差は大きくなる。

図４を参照して、本実施の形態にかかる吸気温センサの異常判定装置において、ＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００が始動したか否かを判別する。エンジン１００が始動したか否かは、たとえば、イグニッションスイッチ２２０がオンされたか否かにより判別すればよい。エンジン１００が始動した場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００が始動してからの経過時間を計測するために、タイマのカウントを開始する。Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、パルス信号に基づいて、エンジン１００の回転数ＮＥ（１）を検出する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００の回転数ＮＥ（１）が、予め定められた回転数ＮＥ（０）よりも大きいか否かを判別する。エンジン１００の回転数ＮＥ（１）が、予め定められた回転数ＮＥ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１００に移され、Ｓ１０８以降の処理が禁止される。この回転数ＮＥ（０）は、エンジン１００の回転数ＮＥが低く、回転数センサ２４０の出力電圧が、異常判定を行なうために必要な電圧よりも小さい場合に、１０８以降の処理を禁止し、回転数センサ２４０の異常判定を禁止するように設定されている。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００の回転数ＮＥ（２）を検出する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００の回転数ＮＥ（１）と回転数ＮＥ（２）との差が、予め定められた回転数差ΔＮＥ（０）よりも小さいか否かを判別する。回転数ＮＥ（１）と回転数ＮＥ（２）との差が、予め定められた回転数差ΔＮＥ（０）よりも小さい場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。そうでない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１００に移され、Ｓ１１２以降の処理が禁止される。このΔＮＥ（０）は、エンジン１００の回転数ＮＥが安定しておらず、回転数センサ２４０の出力電圧が過渡的に大きくなったり小さくなったりする場合に、Ｓ１１２以降の処理を禁止し、回転数センサ２４０の異常判定を禁止するように設定されている。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００が始動してからの経過時間Ｔが、予め定められた時間Ｔ（０）を経過したか否かを判別する。エンジン１００が始動してからの経過時間Ｔが、予め定められた時間Ｔ（０）を経過した場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。そうでない場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１００に移され、Ｓ１１４以降の処理が禁止される。このＴ（０）は、たとえば、エンジン１００の暖機が完了していない場合など、エンジン１００の回転数が安定しておらず、回転数センサ２４０の出力電圧が安定していないおそれがある場合において、Ｓ１１４以降の処理を禁止し、回転数センサ２４０の異常判定を禁止するように設定されている。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００の回転数ＮＥ（３）を検出する。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ２００は、ＲＯＭ２０２に記憶されたマップおよび検出された回転数ＮＥ（３）に基づいて、判定クライテリアを算出する。判定クライテリアとは、出力電圧Ｖの許容範囲の下限値Ｖ（Ｌ）と上限値Ｖ（Ｈ）とを意味する。なお、判定クライテリアを算出する代わりに、予め記憶されていたマップから読み出すようにしてもよい。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ２００は、回転数センサ２４０の出力電圧Ｖを取得する。Ｓ１２０にて、ＥＣＵ２００は、出力電圧Ｖが、許容範囲に含まれるか否かを判別する。具体的には、出力電圧Ｖが、下限値Ｖ（Ｌ）よりも大きく、上限値Ｖ（Ｈ）よりも小さいか否かを判別する。出力電圧Ｖが、下限値Ｖ（Ｌ）よりも大きく、上限値Ｖ（Ｈ）よりも小さい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。そうでない場合（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１２４に移される。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ２００は、回転数センサ２４０が、正常であると判定する。Ｓ１２４にて、ＥＣＵ２００は、回転数センサ２４０が異常であると判定する。Ｓ１２６にて、ＥＣＵ２００は、警告ランプ２５０を点灯させるとともに、回転数センサ２４０が異常であるというコードを記憶する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る回転数センサの異常判定装置における、ＥＣＵ２００の動作について説明する。

運転者によりイグニッションスイッチ２２０がオンされて、エンジン１００が始動すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン１００が始動してからの経過時間の計測が開始され（Ｓ１０２）、エンジン１００の回転数ＮＥ（１）が検出される（Ｓ１０４）。

エンジン１００の回転数ＮＥ（１）が、予め定められた回転数ＮＥ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、エンジン１００の回転数ＮＥ（２）が検出される（Ｓ１０８）。

エンジン１００の回転数ＮＥ（１）が、予め定められた回転数ＮＥ（０）よりも小さい場合は（Ｓ１０６にてＮＯ）、Ｓ１００およびＳ１０４の処理が繰返される。これにより、Ｓ１０８以降の処理を禁止し、エンジン１００の回転数ＮＥが低いため、回転数センサ２４０の出力電圧が、異常判定を行なうために必要な電圧よりも小さい場合に、回転数センサ２４０の異常判定を禁止することができる。ここでは、エンジン１００の回転数ＮＥ（１）が、予め定められた回転数ＮＥ（０）よりも大きい（Ｓ１０６にてＹＥＳ）と想定する。

エンジン１００の回転数ＮＥ（２）が検出されると（Ｓ１０８）、エンジン１００の回転数ＮＥ（１）と回転数ＮＥ（２）との差が、予め定められた回転数差ΔＮＥ（０）よりも小さいか否かが判別される（Ｓ１１０）。

回転数ＮＥ（１）と回転数ＮＥ（２）との差が、予め定められた回転数差ΔＮＥ（０）よりも小さい場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、エンジン１００が始動してからの経過時間Ｔが、予め定められた時間Ｔ（０）を経過したか否かが判別される（Ｓ１１２）。

回転数ＮＥ（１）と回転数ＮＥ（２）との差が、予め定められた回転数差ΔＮＥ（０）よりも大きい場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、Ｓ１００〜Ｓ１０８の処理が繰返される。これにより、Ｓ１１２以降の処理を禁止し、エンジン１００の回転数ＮＥが安定しておらず、回転数センサ２４０の出力電圧が過渡的に大きくなったり小さくなったりする場合に、回転数センサ２４０の異常判定を禁止することができる。ここでは、回転数ＮＥ（１）と回転数ＮＥ（２）との差が、予め定められた回転数差ΔＮＥ（０）よりも小さい（Ｓ１１０にてＹＥＳ）と想定する。

エンジン１００が始動してからの経過時間Ｔが、予め定められた時間Ｔ（０）を経過した場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、エンジン１００の回転数ＮＥ（３）が検出される（Ｓ１１４）。

エンジン１００が始動してからの経過時間Ｔが、予め定められた時間Ｔ（０）を経過していない場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、Ｓ１００〜Ｓ１１２の処理が繰返される。これにより、Ｓ１１４以降の処理を禁止し、たとえば、エンジン１００の暖機が完了していない場合など、エンジン１００の回転数が安定しておらず、回転数センサ２４０の出力電圧が安定していないおそれがある場合において、回転数センサ２４０の異常判定を禁止することができる。ここでは、エンジン１００が始動してからの経過時間Ｔが、予め定められた時間Ｔ（０）を経過した（Ｓ１１２にてＹＥＳ）と想定する。

エンジン１００の回転数ＮＥ（３）が検出されると（Ｓ１１４）、ＲＯＭ２０２に記憶されたマップおよび検出された回転数ＮＥ（３）に基づいて、出力電圧Ｖの許容範囲の下限値Ｖ（Ｌ）と上限値Ｖ（Ｈ）とが算出される（Ｓ１１６）。下限値Ｖ（Ｌ）および上限値Ｖ（Ｈ）は、図５（Ａ）に示すように、エンジン１００の回転数ＮＥが大きくなるほど大きくなるように、かつ、正常時の出力電圧との乖離幅が大きくなるように算出される。これにより、図５（Ａ）において網掛け部で示すように、回転数センサ２４０の出力電圧Ｖの許容範囲は、エンジン１００の回転数ＮＥが高くなるほど大きくなる。

出力電圧Ｖの許容範囲の下限値Ｖ（Ｌ）と上限値Ｖ（Ｈ）とが算出されると（Ｓ１１６）、回転数センサ２４０の出力電圧Ｖが取得される（Ｓ１１８）。回転数センサ２４０が正常であれば、出力電圧Ｖは、下限値Ｖ（Ｌ）よりも大きく、上限値Ｖ（Ｈ）よりも小さくなり（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、許容範囲に含まれる。この場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、回転数センサ２４０が正常であると判定される（Ｓ１２２）。

回転数センサ２４０の導線２４４が切断されていれば、出力電圧Ｖは、図５（Ｂ）において破線で示すように、正常時の出力電圧Ｖ（実線）よりも小さくなる。この場合は、図５（Ａ）において一点鎖線で示すように、出力電圧Ｖが、下限値Ｖ（Ｌ）よりも小さくなり（Ｓ１２０にてＮＯ）、回転数センサ２４０が異常であると判定され（Ｓ１２４）、警告ランプ２５０が点灯させられるとともに、回転数センサ２４０が異常であるというコードが記憶される（Ｓ１２６）。

回転数センサ２４０の導線２４４とシールド線２４６とがショートしていれば、図５（Ａ）において二点鎖線で示すように、出力電圧Ｖが、上限値Ｖ（Ｈ）よりも大きくなり（Ｓ１２０にてＮＯ）、回転数センサ２４０が異常であると判定され（Ｓ１２４）、警告ランプ２５０が点灯させられるとともに、回転数センサ２４０が異常であるというコードが記憶される（Ｓ１２６）。

以上のように、本実施の形態に係る回転数センサの異常判定装置において、ＥＣＵは、ＲＯＭに記憶されたマップおよびエンジンの回転数に基づいて、出力電圧Ｖの許容範囲の下限値Ｖ（Ｌ）と上限値Ｖ（Ｈ）とを算出する。下限値Ｖ（Ｌ）および上限値Ｖ（Ｈ）は、エンジンの回転数が大きくなるほど大きくなるように、かつ、正常時の出力電圧との乖離幅が大きくなるように算出される。これにより、回転数センサの出力電圧Ｖの許容範囲は、エンジンの回転数が高くなるほど大きくなる。回転数センサの出力電圧Ｖが、下限値Ｖ（Ｌ）よりも大きく、上限値Ｖ（Ｈ）よりも小さい場合、回転数センサは正常であると判定される。出力電圧Ｖが、下限値Ｖ（Ｌ）よりも小さい場合および上限値Ｖ（Ｈ）よりも大きい場合の少なくともいずれか一方である場合、回転数センサは異常であると判定される。これにより、回転数センサが正常であるが、エンジンの回転数が高くて、回転数センサの出力電圧が高いために、実際の出力電圧Ｖと誤差が大きい出力電圧が取得された場合でも、回転数センサを正常と判定することができる。その結果、回転数センサが異常であると誤判定されることを抑制し、精度よく、回転数センサが正常であるか、異常であるかを判定することができる。

＜第２の実施の形態＞
図６および図７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態においては、出力電圧Ｖが許容範囲に含まれるか否かに基づいて、回転数センサが正常であるか異常であるかを判定していたが、本発明においては、出力電圧の平均値に基づいて、判定している。

その他の構成については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

図６を参照して、本発明に係る回転数センサの異常判定装置において、ＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、Ｓ１００〜Ｓ１１２およびＳ１２２〜Ｓ１２６は、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、回転数センサ２４０の出力電圧Ｖを、予め定められた時間取得する。Ｓ２０２にて、ＥＣＵ２００は、出力電圧Ｖの平均電圧ＶＡを算出する。Ｓ２０４にて、ＥＣＵ２００は、算出された平均電圧ＶＡが、予め定められた平均電圧Ｖ（０）と同じであるか否かを判別する。出された平均電圧ＶＡが、予め定められた平均電圧Ｖ（０）と同じである場合（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。そうでない場合（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ１２４に移される。

回転数センサ２４０の出力電圧Ｖが、予め定められた時間取得されると（Ｓ２００）、出力電圧Ｖの平均電圧ＶＡが算出される（Ｓ２０２）。回転数センサ２４０が正常であれば、図７において実線で示すように、回転数センサ２４０の出力電圧は、正値と負値とを交互にとる。したがって、回転数センサ２４０の出力電圧Ｖが、一時的に大きくなったり小さくなったりしても、平均電圧ＶＡは、０ボルトとなる。そのため、平均電圧ＶＡが０ボルトであれば（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、回転数センサ２４０は正常であると判定される（Ｓ１２２）。なお、回転数センサ２４０が正常時の平均電圧は０ボルトに限られず、その他の値となるようにしてもよい。

回転数センサ２４０の導線２４４とシールド線２４６とがショートし、回転数センサ２４０に異常があれば、図７において一点鎖線で示すように、回転数センサ２４０の出力電圧Ｖが正値となる時間は、負値となる時間よりも長くなり、平均電圧ＶＡは０ボルトよりも大きな値となる。この場合（Ｓ２０４にてＮＯ）、回転数センサは異常であると判定される（Ｓ１２４）。

回転数センサ２４０の導線２４４が切断されており、回転数センサ２４０に異常があれば、図示しないが、回転数センサ２４０の出力電圧Ｖが負値となる時間は、正値となる時間よりも長くなり、平均電圧ＶＡは０ボルトよりも小さな値となる。この場合（Ｓ２０４にてＮＯ）、回転数センサは異常であると判定される（Ｓ１２４）。

以上のように、本実施の形態に係る回転数センサの異常判定装置において、ＥＣＵは、回転数センサの出力電圧Ｖを、予め定められた時間取得し、平均電圧ＶＡを算出する。
回転数センサが正常であれば、回転数センサの出力電圧は、正値と負値とを交互にとるため、平均電圧ＶＡは、予め定められた値となる。したがって、ＥＣＵは、平均電圧ＶＡが予め定められた値と同じであれば、回転数センサが正常であると判定し、異なっていれば、回転数センサが異常であると判定する。これにより、回転数センサは正常であるが、エンジンの回転数が高くなり、出力電圧が高いために、実際の出力電圧との誤差が大きい出力電圧が取得された場合でも、平均電圧が予め定められた電圧であれば、回転数センサが正常であると判定することができる。その結果、回転数センサが異常であると誤判定されることを抑制し、回転数センサが正常であるか異常であるかを精度よく判定することができる回転数センサの異常判定装置を提供することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る回転数センサの異常判定装置が搭載された車両のエンジンおよびＥＣＵを示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る回転数センサの異常判定装置により、正常であるか異常であるかが判定される回転数センサを示す図である。ＥＣＵのＲＯＭに記憶されたマップを示す図である。本発明の第１の実施の形態において、ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態における、正常時の出力電圧と、異常時の出力電圧との関係を示す図である。本発明の第２の実施の形態において、ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態における、正常時の出力電圧と、異常時の出力電圧との関係を示す図である。

符号の説明

１００エンジン、１１８タイミングロータ、２００ＥＣＵ、２０２ＲＯＭ、２０４カウンタ、２４０回転数センサ、２４２ピックアップコイル、２４４導線、２４６シールド線。

Claims

エンジンの回転数を検出する回転数センサの異常判定装置であって、前記回転数センサは、前記回転数センサが正常である場合、正の電圧値と負の電圧値とを交互に出力するセンサであり、
前記回転数センサの出力電圧を取得するための取得手段と、
予め定められた期間における、前記回転数センサの出力電圧の平均電圧を算出するための算出手段と、
前記平均電圧と、予め定められた電圧とを比較するための手段と、
前記平均電圧と、予め定められた電圧とを比較した結果に基づいて、前記回転数センサが正常であるか異常であるかを判定するための判定手段とを含む、回転数センサの異常判定装置。
前記判定手段は、前記平均電圧が、前記予め定められた電圧と異なる場合、前記回転数センサが異常であると判定するための手段を含む、請求項１に記載の回転数センサの異常判定装置。
前記回転数センサの出力電圧は、前記エンジンの回転数が低くなるにしたがって、小さくなり、
前記回転数センサの異常判定装置は、
前記エンジンの回転数と予め定められた回転数とを比較するための手段と、
前記エンジンの回転数が、予め定められた回転数よりも低い場合は、前記判定手段による判定を禁止するための手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の回転数センサの異常判定装置。
前記回転数センサの出力電圧は、前記エンジンの回転数に応じて変化し、
前記回転数センサの異常判定装置は、
予め定められた期間における、前記エンジンの回転数の変動が、予め定められた範囲内であるか否かを判別するための手段と、
前記エンジンの回転数の変動が、予め定められた範囲外である場合は、前記判定手段による判定を禁止するための手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の回転数センサの異常判定装置。
前記回転数センサの出力電圧は、前記エンジンの回転数に応じて変化し、
前記回転数センサの異常判定装置は、
前記エンジンが始動してからの期間を計測するための手段と、
前記エンジンが始動してからの期間が、予め定められた期間を経過したか否かを判別するための手段と、
前記エンジンが始動してからの期間が、予め定められた期間を経過していない場合、前記判定手段による判定を禁止するための手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の回転数センサの異常判定装置。
前記回転数センサには、ピックアップコイルと、前記ピックアップコイルに接続された導線と、前記導線を取囲むシールド線とが設けられる、請求項１ないし５のいずれかに記載の回転センサの異常判定装置。
前記取得手段は、前記エンジンの回転数が予め定められた回転数よりも大きく、前記エンジンの回転数の変動が予め定められた範囲内にあり、かつ前記エンジンが始動してから予め定められた期間が経過した状態での前記回転数センサの出力電圧を取得するための手段を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載の回転数センサの異常判定装置。