JP4747705B2 - Fault diagnosis device for in-vehicle current sensor - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載された電流センサの故障診断装置に関し、特に、車両に搭載されたバッテリの充放電電流やオルタネータの発電電流を検出する電流センサの故障診断を行なう車載電流センサの故障診断装置に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fault diagnosis apparatus for a current sensor mounted on a vehicle, and more particularly, a fault diagnosis for an on-board current sensor that performs a fault diagnosis of a current sensor that detects a charge / discharge current of a battery mounted on the vehicle and a generated current of an alternator. Relates to the device.

従来の車両に搭載された電流センサの故障診断装置として、バッテリの充放電電流を検出する電流センサの故障診断を行なうものがある（例えば、特許文献１参照）。
このものは、バッテリに電流が流れていない状態で電流センサの出力電圧値を複数回読込み、その平均値と予め記憶されている設定値の偏差に基づいて電流センサのオフセット故障を診断する。また、バッテリ電圧と、バッテリ残容量とバッテリ温度により推定した内部抵抗を用いて検出されるべきバッテリ電流を推定し、この推定電流値と電流センサで実際に検出されたバッテリ電流値の偏差に基づいて電流センサの出力故障を診断する。
特開平１０−２５３６８２号公報 As a conventional failure diagnosis device for a current sensor mounted on a vehicle, there is one that performs failure diagnosis of a current sensor that detects a charge / discharge current of a battery (see, for example, Patent Document 1).
In this device, the output voltage value of the current sensor is read a plurality of times in a state where no current flows through the battery, and an offset failure of the current sensor is diagnosed based on a deviation between the average value and a preset value stored in advance. Also, the battery current to be detected is estimated using the battery voltage, the remaining battery capacity and the internal resistance estimated by the battery temperature, and based on the deviation between the estimated current value and the battery current value actually detected by the current sensor. Diagnose the output failure of the current sensor.
JP-A-10-253682

しかしながら、上述の特許文献１のように、バッテリの内部抵抗からバッテリ電流値を推定し、この推定電流値を故障診断の基準値として用いる故障診断手法では、バッテリの内部抵抗が、バッテリ残容量、バッテリ温度及びバッテリ劣化度により変化するので、内部抵抗値として推定値を使用せざるを得ず、内部抵抗値を常時精度よく検出できない。また、メーカ毎に個体差がある初期内部抵抗値を管理することも容易でない。このため、電流センサの故障診断の信頼性や精度の点で問題がある。また、オルタネータの発電電流を検出する電流センサの故障診断については記載されていない。   However, as in Patent Document 1 described above, in the failure diagnosis method in which the battery current value is estimated from the internal resistance of the battery and this estimated current value is used as a reference value for failure diagnosis, the internal resistance of the battery has the remaining battery capacity, Since it varies depending on the battery temperature and the degree of battery deterioration, the estimated value must be used as the internal resistance value, and the internal resistance value cannot always be accurately detected. In addition, it is not easy to manage the initial internal resistance value having individual differences for each manufacturer. For this reason, there is a problem in terms of reliability and accuracy of fault diagnosis of the current sensor. Further, there is no description about failure diagnosis of a current sensor that detects the generated current of the alternator.

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、バッテリの充放電電流検出用電流センサの故障診断の信頼度及び精度を向上させた車載電流センサの故障診断装置を提供することを目的とする。また、オルタネータの発電電流検出用電流センサの故障診断が可能な車載電流センサの故障診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide an in-vehicle current sensor fault diagnosis device with improved reliability and accuracy of fault diagnosis of a current sensor for detecting a charge / discharge current of a battery. To do. It is another object of the present invention to provide an in-vehicle current sensor failure diagnosis apparatus capable of diagnosing a failure of a current sensor for detecting a generated current of an alternator.

このため、請求項１の発明は、エンジンで駆動されるオルタネータにより充電可能な車載バッテリの充放電電流を検出して検出電流値に応じた電圧値を出力すると共に、前記充放電電流が流れていない時に予め定めたオフセット電圧値を出力し、出力電圧値が前記オフセット電圧値を境に、充電電流の増大に応じて増大し、放電電流の増大に応じて減少する電流センサのオフセット故障を診断する車載電流センサの故障診断装置であって、前記エンジンが回転状態であるときに、前記バッテリの端子電圧と当該バッテリの起電力との比較により前記バッテリが充電状態にあるか放電状態にあるかを判定し、前記電流センサの出力電圧値と前記オフセット電圧値との比較により充電電流検出状態を示しているか放電電流検出状態を示しているかを判定し、これら２つの判定結果に基づいて、前記電流センサのオフセット故障の有無を判定する構成としたことを特徴とする。 For this reason, the invention of claim 1 detects the charge / discharge current of the on-vehicle battery that can be charged by the alternator driven by the engine, outputs a voltage value corresponding to the detected current value, and the charge / discharge current flows. A preset offset voltage value is output when there is not, and the output voltage value increases as the charging current increases with the offset voltage value as a boundary, and diagnoses an offset failure of the current sensor that decreases as the discharging current increases In-vehicle current sensor failure diagnosis apparatus, wherein when the engine is in a rotating state, whether the battery is in a charged state or a discharged state by comparing the terminal voltage of the battery and the electromotive force of the battery determines whether shows a discharge current detection state or indicates the charging current detection state by comparison of the offset voltage value and the output voltage value of said current sensor Determined, on the basis of these two determination results, characterized in that the determining configuration whether an offset failure of the current sensor.

また、請求項５の発明は、エンジンで駆動されるオルタネータの発電電流を検出する電流センサのオフセット故障を診断する車載電流センサの故障診断装置であって、エンジンが回転状態か非回転状態かを判定し、この判定結果がエンジン回転状態であるときに、且つ、前記電流センサの出力値が前記オルタネータの最大発電電流値に相当する値より高い状態が所定時間継続したときに、前記電流センサが出力増大側にオフセット故障していると判定する構成としたことを特徴とする。 Further, the invention of claim 5 is an in-vehicle current sensor failure diagnosis device for diagnosing an offset failure of a current sensor that detects a generated current of an alternator driven by an engine, and determines whether the engine is in a rotating state or a non-rotating state. When the determination result is an engine rotation state, and when the output value of the current sensor is higher than a value corresponding to the maximum generated current value of the alternator for a predetermined time, the current sensor It is characterized in that it is determined that an offset failure has occurred on the output increasing side .

請求項１の発明によれば、エンジンの回転によりオルタネータが発電状態にあるときに、バッテリが放電中か充電中かを識別可能なバッテリ端子電圧値と電流センサの出力状態との整合性を監視することにより電流センサの異常の有無を判定する構成としたので、従来のようにバッテリの状態変化の影響を受ける内部抵抗値を推定して故障診断の基準値を設定する必要がなく、電流センサの故障診断を確実かつ容易にでき、故障診断の信頼性及び精度を向上できる。   According to the first aspect of the present invention, when the alternator is in the power generation state due to the rotation of the engine, the consistency between the battery terminal voltage value capable of identifying whether the battery is discharging or charging and the output state of the current sensor is monitored. Therefore, there is no need to estimate the internal resistance value that is affected by changes in the battery state and set a reference value for failure diagnosis as in the past. Therefore, it is possible to reliably and easily perform failure diagnosis, and to improve the reliability and accuracy of failure diagnosis.

請求項５の発明によれば、エンジン状態に基づいてオルタネータが発電中か否かを判定し、この判定結果と電流センサの出力状態との整合性を監視することにより電流センサの異常の有無を判定する構成としたので、オルタネータの発電電流を検出する電流センサの故障診断を確実かつ容易にでき、信頼性及び精度の高い故障診断が行なえる。   According to the invention of claim 5, it is determined whether or not the alternator is generating power based on the engine state, and whether or not there is an abnormality in the current sensor is monitored by monitoring the consistency between the determination result and the output state of the current sensor. Since the determination is made, failure diagnosis of the current sensor for detecting the generated current of the alternator can be performed reliably and easily, and failure diagnosis with high reliability and accuracy can be performed.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る車載電流センサの故障診断装置として、車載バッテリの充放電電流を検出する電流センサの故障診断装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１において、バッテリ１は、エンジン２により駆動されるオルタネータ３と図示しないエアコン等の車載電気負荷に接続されている。電流センサ４は、バッテリ１の端子近傍の電流ラインに設けられて車載電気負荷に電力を供給する際にバッテリ１から放電される放電電流と、オルタネータ３により充電される際の充電電流を検出する。故障診断ユニット５は、電流センサ４の故障診断を行なうもので、電流センサ４の出力電圧に加えて回転センサ６からのエンジン回転信号が入力し、これら信号と故障診断ユニット５に直接検出できるバッテリ端子電圧情報を用いて電流センサ４の異常の有無を判定する。尚、故障診断ユニット５は、バッテリ１から電源供給を受ける車両の電子制御ユニットに組込まれており、バッテリ端子電圧を直接検出できる構成である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a failure diagnosis device for a current sensor that detects a charge / discharge current of a vehicle battery as a failure diagnosis device for a vehicle current sensor according to the present invention.
In FIG. 1, a battery 1 is connected to an alternator 3 driven by an engine 2 and an in-vehicle electric load such as an air conditioner (not shown). The current sensor 4 is provided in a current line near the terminal of the battery 1 and detects a discharge current discharged from the battery 1 when supplying electric power to the vehicle-mounted electric load and a charging current when being charged by the alternator 3. . The failure diagnosis unit 5 performs failure diagnosis of the current sensor 4. An engine rotation signal from the rotation sensor 6 is input in addition to the output voltage of the current sensor 4, and these signals and a battery that can be directly detected by the failure diagnosis unit 5. The terminal voltage information is used to determine whether the current sensor 4 is abnormal. The failure diagnosis unit 5 is incorporated in an electronic control unit of a vehicle that receives power from the battery 1 and can directly detect the battery terminal voltage.

前記電流センサ４は、例えば図２の実線で示す特性を有する。即ち、電流が流れていないときに出力するオフセット電圧値を例えば２．５Ｖに設定し、オフセット電圧値を境に、充電電流（正方向の電流）の増大に応じて出力電圧が増大し、放電電流（負方向の電流）の増大に応じて出力電圧が減少し、０Ｖ〜５Ｖの範囲の電圧値を出力する。また、電流ラインの断線やショート（短絡）の判定を可能にするため、出力電圧に上限値（例えば４．５Ｖ）と下限値（例えば０．５Ｖ）を設定して検出電流に応じて変化する出力電圧範囲が規定（０．５Ｖ〜４．５Ｖ）されている。従って、４．５Ｖに対応する電流（図２では１００Ａ）以上の充電電流が流れた場合に出力電圧は４．５Ｖにクランプされ、また、０．５Ｖに対応する電流（図２では−１００Ａ）以上の負方向の放電電流が流れた場合に出力電圧が０．５Ｖにクランプされるようになっている。これにより、電流センサ４の出力が０Ｖになった時は断線と判定でき、電流センサ４の出力が５Ｖになった時はショートと判定できる。尚、電流センサ４の出力の変動を考慮して上下限値に範囲を設けるようにしてもよく、例えば、上限値として４．２５〜４．７５Ｖの範囲を設定し、下限値として０．２５〜０．７５Ｖの電圧範囲を設定するようにしてもよい。   The current sensor 4 has a characteristic indicated by, for example, a solid line in FIG. That is, the offset voltage value that is output when no current is flowing is set to 2.5 V, for example, and the output voltage increases as the charging current (current in the positive direction) increases with the offset voltage value as a boundary. As the current (negative current) increases, the output voltage decreases and outputs a voltage value in the range of 0V to 5V. Further, in order to enable determination of disconnection or short circuit (short circuit) of the current line, an upper limit value (for example, 4.5 V) and a lower limit value (for example, 0.5 V) are set for the output voltage, and changes according to the detected current. The output voltage range is defined (0.5V to 4.5V). Therefore, the output voltage is clamped at 4.5V when a charging current equal to or greater than 4.5V (100A in FIG. 2) flows, and the current corresponding to 0.5V (−100A in FIG. 2). The output voltage is clamped to 0.5 V when the above negative discharge current flows. Thereby, when the output of the current sensor 4 becomes 0V, it can be determined that the circuit is disconnected, and when the output of the current sensor 4 becomes 5V, it can be determined that the circuit is short-circuited. Note that a range may be provided for the upper and lower limit values in consideration of fluctuations in the output of the current sensor 4. For example, a range of 4.25 to 4.75 V is set as the upper limit value and 0.25 is set as the lower limit value. A voltage range of ˜0.75V may be set.

前記故障診断ユニット５は、回転センサ６の出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か否かを判定する。そして、エンジン回転状態の時の電流センサ４の出力状態とバッテリ端子電圧状態とに基づいて電流センサの異常としてオフセット故障の有無を判定する。
次に、図３〜図５のフローチャートを参照して故障診断ユニット５による具体的な故障診断動作について説明する。 The failure diagnosis unit 5 determines whether or not the engine 2 is rotating based on the output state of the rotation sensor 6. Then, based on the output state of the current sensor 4 and the battery terminal voltage state during the engine rotation state, the presence or absence of an offset failure is determined as an abnormality of the current sensor.
Next, a specific failure diagnosis operation by the failure diagnosis unit 5 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

図３のフローチャートは、電流センサ４の出力特性の出力増大側のオフセット故障を診断する場合である。
ステップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）では、回転センサ６からの出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か否かを判定し、エンジン回転中であれば判定がＹＥＳとなりステップ２に進む。 The flowchart of FIG. 3 is a case where an offset failure on the output increasing side of the output characteristics of the current sensor 4 is diagnosed.
In step 1 (indicated by S1 in the figure, the same shall apply hereinafter), it is determined whether or not the engine 2 is rotating based on the output state from the rotation sensor 6, and if the engine is rotating, the determination is YES and step 2 Proceed to

ステップ２では、バッテリ端子電圧状態と電流センサ４の出力状態とに基づいて、バッテリ端子電圧値がバッテリ１の起電力（例えば１１．８〜１２．８Ｖ）より低い予め定めた設定電圧値（例えば９Ｖ）以下、且つ、電流センサ出力値がオフセット電圧値（本実施形態では２．５Ｖ）より高い状態か否かを判定し、ＹＥＳと判定されるとステップ３に進む。即ち、バッテリ端子電圧値がバッテリ１の起電力より低い９Ｖ以下であれば、バッテリ１が放電状態にあると判断でき、このときの電流センサ４の出力値がオフセット電圧値（２．５Ｖ）より高く充電電流検出状態を示していれば電流センサ４が異常である可能性があると判断してステップ３に進む。ここで、前記設定電圧値は、バッテリ１の起電力より低ければよいが、バッテリ１が放電状態にあることを確実に判別できるようにするために本実施形態では例えば９Ｖに設定してある。これにより、故障診断の信頼性を高めることができる。   In step 2, based on the battery terminal voltage state and the output state of the current sensor 4, a predetermined set voltage value (for example, the battery terminal voltage value is lower than the electromotive force (for example, 11.8 to 12.8V) of the battery 1). 9V) or less, and it is determined whether the current sensor output value is higher than the offset voltage value (2.5 V in this embodiment). If YES, the process proceeds to step 3. That is, if the battery terminal voltage value is 9 V or less, which is lower than the electromotive force of the battery 1, it can be determined that the battery 1 is in a discharged state, and the output value of the current sensor 4 at this time is less than the offset voltage value (2.5 V). If the charge current detection state is high, it is determined that the current sensor 4 may be abnormal, and the process proceeds to step 3. Here, the set voltage value only needs to be lower than the electromotive force of the battery 1, but is set to 9 V, for example, in the present embodiment in order to be able to reliably determine that the battery 1 is in a discharged state. Thereby, the reliability of failure diagnosis can be improved.

ステップ３では、タイマーを作動して時間のカウントを開始する。
ステップ４では、タイマーによる計時が所定時間経過したか否かを判定し、ＹＥＳと判定された場合は、ステップ２の判定条件、即ち、バッテリ端子電圧値がバッテリ１の起電力より低い９Ｖ以下、且つ、電流センサ出力値が２．５Ｖのオフセット電圧値より高い状態が所定時間継続されたものとして、ステップ５に進み、電流センサ４の出力特性が、図２の点線で示すように出力増大側（上側）にオフセット故障していると判定し、電流センサの異常を知らせる。 In step 3, the timer is activated to start counting time.
In step 4, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed by the timer. If YES is determined, the determination condition in step 2, that is, the battery terminal voltage value is 9 V or less lower than the electromotive force of the battery 1, Further, assuming that the state where the current sensor output value is higher than the offset voltage value of 2.5 V is continued for a predetermined time, the process proceeds to step 5 where the output characteristics of the current sensor 4 are increased on the output side as indicated by the dotted line in FIG. It is determined that an offset failure has occurred (upper side), and the abnormality of the current sensor is notified.

ステップ１，２の判定がＮＯの場合は、ステップ６でタイマーのカウント値をクリアする。
図４のフローチャートは、電流センサ４の出力特性の出力減少側のオフセット故障を診断する場合である。
ステップ１１で、回転センサ６からの出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か否かを判定し、エンジン回転中であれば判定がＹＥＳとなりステップ１２に進む。 If the determinations in steps 1 and 2 are NO, the count value of the timer is cleared in step 6.
The flowchart of FIG. 4 is a case where an offset failure on the output decrease side of the output characteristic of the current sensor 4 is diagnosed.
In step 11, it is determined whether or not the engine 2 is rotating based on the output state from the rotation sensor 6. If the engine is rotating, the determination is YES and the process proceeds to step 12.

ステップ１２では、バッテリ端子電圧状態と電流センサ４の出力状態とに基づいて、バッテリ端子電圧値がバッテリ１の起電力（例えば１１．８〜１２．８Ｖ）より高い予め定めた設定電圧値（例えば１４Ｖ）以上、且つ、電流センサ出力値がオフセット電圧値（２．５Ｖ）より低い状態か否かを判定し、ＹＥＳと判定されるとステップ１３に進む。即ち、バッテリ端子電圧値がバッテリ１の起電力より高い１４Ｖ以上であれば、バッテリ１が充電状態にあると判断でき、このときの電流センサ４の出力値がオフセット電圧値（２．５Ｖ）より低く放電電流検出状態を示していれば電流センサ４が異常である可能性があると判断してステップ１３に進む。ここで、前記設定電圧値は、バッテリ１の起電力より高ければよいが、バッテリ１が充電状態にあることを確実に判別できるようにするために本実施形態では例えば１４Ｖに設定してある。これにより、故障診断の信頼性を高めることができる。   In step 12, based on the battery terminal voltage state and the output state of the current sensor 4, a predetermined set voltage value (for example, the battery terminal voltage value is higher than the electromotive force (for example, 11.8 to 12.8V) of the battery 1). 14V) or more, and it is determined whether or not the current sensor output value is lower than the offset voltage value (2.5V). That is, if the battery terminal voltage value is 14V or higher, which is higher than the electromotive force of the battery 1, it can be determined that the battery 1 is in a charged state, and the output value of the current sensor 4 at this time is greater than the offset voltage value (2.5V). If the discharge current detection state is low, it is determined that the current sensor 4 may be abnormal, and the process proceeds to step 13. Here, the set voltage value only needs to be higher than the electromotive force of the battery 1, but is set to 14 V, for example, in the present embodiment in order to be able to reliably determine that the battery 1 is in a charged state. Thereby, the reliability of failure diagnosis can be improved.

ステップ１３で、タイマーを作動して時間のカウントを開始する。
ステップ４で、タイマーによる計時が所定時間経過したか否かを判定し、ＹＥＳと判定された場合は、バッテリ端子電圧値がバッテリ１の起電力より高い１４Ｖ以上、且つ、電流センサ出力値が２．５Ｖのオフセット電圧値より低い状態が所定時間継続されたものとして、ステップ１５に進み、電流センサ４の出力特性が、図２の一点鎖線で示すように出力減少側（下側）にオフセット故障していると判定し、電流センサの異常を知らせる。 In step 13, the timer is activated to start counting time.
In step 4, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed by the timer. If it is determined YES, the battery terminal voltage value is 14 V or higher higher than the electromotive force of the battery 1, and the current sensor output value is 2 Assuming that a state lower than the offset voltage value of .5 V has continued for a predetermined time, the process proceeds to step 15 where the output characteristic of the current sensor 4 is offset on the output decreasing side (lower side) as shown by the one-dot chain line in FIG. It is determined that the current sensor is malfunctioning, and the abnormality of the current sensor is notified.

ステップ１１，１２の判定がＮＯの場合は、ステップ１６でタイマーのカウント値をクリアする。
かかる構成によれば、バッテリ１の端子電圧状態によってバッテリ１が放電状態か充電状態かを識別し、識別結果と電流センサ４の出力状態とが一致しているか不一致かを監視して電流センサ４の異常の有無を診断するようにしたので、従来のようにバッテリの状態変化の影響を受ける内部抵抗値を推定して故障診断の基準値を設定する診断手法と比較して、電流センサの故障診断を確実かつ容易にでき、故障診断の信頼性及び精度を向上できる。このように電流センサの故障診断の信頼性及び精度を向上することにより、オルタネータ負荷に対するエンジン空気量補正の誤動作や、バッテリ充電量の誤検知等を未然に防止できる。 If the determinations at steps 11 and 12 are NO, the count value of the timer is cleared at step 16.
According to such a configuration, whether the battery 1 is in a discharged state or a charged state is identified according to the terminal voltage state of the battery 1, and it is monitored whether the identification result matches the output state of the current sensor 4. The current sensor failure is compared to the conventional diagnostic method in which the internal resistance value that is affected by changes in the battery state is estimated and the standard value for failure diagnosis is set. Diagnosis can be made reliably and easily, and the reliability and accuracy of failure diagnosis can be improved. By improving the reliability and accuracy of current sensor failure diagnosis in this way, it is possible to prevent malfunctions in engine air amount correction for the alternator load, erroneous detection of the battery charge amount, and the like.

図５のフローチャートは、バッテリの充電分極の影響による誤診断を防止することを目的とした場合である。
ステップ２１では、回転センサ６からの出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か否かを判定し、エンジン回転中であれば判定がＹＥＳとなりステップ２２に進む。
ステップ２２では、バッテリ端子電圧値がバッテリ１の起電力（例えば１１．８〜１２．８Ｖ）より高い予め定めた設定電圧値（例えば１４Ｖ）以上か否かを判定し、ＹＥＳと判定されればステップ２３に進む。 The flowchart in FIG. 5 is a case where the purpose is to prevent erroneous diagnosis due to the influence of charge polarization of the battery.
In step 21, it is determined whether or not the engine 2 is rotating based on the output state from the rotation sensor 6. If the engine is rotating, the determination is YES and the process proceeds to step 22.
In step 22, it is determined whether or not the battery terminal voltage value is equal to or higher than a predetermined set voltage value (for example, 14V) higher than the electromotive force (for example, 11.8 to 12.8V) of the battery 1, and if YES is determined. Proceed to step 23.

ステップ２３では、オルタネータ３の発電電圧低下制御がなされたか否かを判定し、ＹＥＳと判定されれば、ステップ２４に進む。
ステップ２４では、故障診断を禁止する。
ステップ２５で、タイマーを作動し禁止してからの経過時間をカウントする。そして、所定時間経過するまで、故障診断を禁止し、所定時間経過したならばステップ２６に進んで、故障診断禁止を解除する。 In step 23, it is determined whether or not the generated voltage lowering control of the alternator 3 has been performed. If it is determined YES, the process proceeds to step 24.
In step 24, failure diagnosis is prohibited.
In step 25, the elapsed time since the timer was activated and disabled is counted. Then, failure diagnosis is prohibited until a predetermined time elapses, and if the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 26 to cancel the failure diagnosis inhibition.

バッテリ端子電圧が高い充電状態になっている状態から、オルタネータ３の目標発電能力を下げた場合、バッテリ１は充電分極の影響によりバッテリ端子電圧が即座にオルタネータ発電電圧まで低下せず徐々に低下し、分極が解消されるまでの間、バッテリ端子電圧がオルタネータ発電電圧を上回る状態が発生し、バッテリ端子電圧値が高く充電状態を示しているにも拘わらずバッテリ１が放電状態となることがある。従って、このような状況が予想される場合に、図５のフローチャートのように電流センサ４の故障診断を禁止する構成とすることで、電流センサ４の誤診断を未然に防止できる。   When the target power generation capacity of the alternator 3 is lowered from a state in which the battery terminal voltage is in a high charge state, the battery terminal voltage of the battery 1 gradually decreases without being immediately reduced to the alternator power generation voltage due to the effect of charge polarization. Until the polarization is eliminated, the battery terminal voltage may exceed the alternator power generation voltage, and the battery 1 may be in a discharged state even though the battery terminal voltage value is high and indicates a charged state. . Therefore, when such a situation is anticipated, a misdiagnosis of the current sensor 4 can be prevented beforehand by adopting a configuration in which failure diagnosis of the current sensor 4 is prohibited as shown in the flowchart of FIG.

尚、故障診断ユニット５は、図３〜図５に示す診断機能の少なくとも１つを備える構成であればよい。
次に、本発明に係る車載電流センサの故障診断装置として、オルタネータの発電電流を検出する電流センサの故障診断装置について説明する。
図６は、オルタネータの発電電流を検出する電流センサの故障診断装置の一実施形態を示す概略構成図である。尚、図１と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。 The failure diagnosis unit 5 only needs to have a configuration including at least one of the diagnosis functions shown in FIGS.
Next, a failure diagnosis device for a current sensor that detects a generated current of an alternator will be described as a failure diagnosis device for an in-vehicle current sensor according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a failure diagnosis device for a current sensor that detects a generated current of an alternator. Note that the same elements as those in FIG.

図６において、オルタネータ３の出力端近傍に電流センサ１１が設けられている。故障診断ユニット１２は、オルタネータ３の発電電流を検出する電流センサ１１の異常を診断するもので、回転センサ５の出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か非回転状態かを判定し、この判定結果と電流センサ１１の出力状態とに基づいて、電流センサ１１の異常の有無を判定する。その他の構成は、電流センサ４がないことを除いて図１と同じである。   In FIG. 6, a current sensor 11 is provided in the vicinity of the output end of the alternator 3. The failure diagnosis unit 12 diagnoses an abnormality of the current sensor 11 that detects the generated current of the alternator 3, and determines whether the engine 2 is in a rotating state or a non-rotating state based on the output state of the rotation sensor 5. Based on the result and the output state of the current sensor 11, the presence or absence of abnormality of the current sensor 11 is determined. Other configurations are the same as those in FIG. 1 except that the current sensor 4 is not provided.

電流センサ１１は、オルタネータ３から発生し、車載電気負荷やバッテリ１に供給する発電電流を検出するもので、発電電流値の増大に応じて出力電圧値が増大する出力特性を有する。
オルタネータ３は、例えば図７に示すようなエンジン回転数に応じた出力電流特性を有し、出力電流値に上限値がある。 The current sensor 11 detects the generated current supplied from the alternator 3 and supplied to the in-vehicle electric load or the battery 1 and has an output characteristic in which the output voltage value increases as the generated current value increases.
The alternator 3 has an output current characteristic corresponding to the engine speed as shown in FIG. 7, for example, and the output current value has an upper limit value.

次に、図８〜図１０のフローチャートを参照して故障診断ユニット１２による具体的な故障診断動作について説明する。
図８のフローチャートは、エンジン非回転中において電流センサ１１の出力特性の出力増大側のオフセット故障を診断する例である。
ステップ３１では、回転センサ６からの出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か否かを判定し、エンジン非回転中であれば判定がＹＥＳとなりステップ３２に進む。 Next, a specific failure diagnosis operation by the failure diagnosis unit 12 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
The flowchart of FIG. 8 is an example of diagnosing an offset failure on the output increasing side of the output characteristics of the current sensor 11 while the engine is not rotating.
In step 31, it is determined whether or not the engine 2 is rotating based on the output state from the rotation sensor 6. If the engine is not rotating, the determination is YES and the process proceeds to step 32.

ステップ３２では、電流センサ１１の出力が、例えば発電電流が流れていない時の出力値、即ち、零アンペア（０Ａ）に相当する出力値より高いか否かを判定し、ＹＥＳと判定されるとステップ３３に進む。即ち、エンジン２が回転しておらずオルタネータ３が発電状態にないにも拘わらず電流センサ１１の出力値が発電電流検出状態であれば、電流センサ１１が異常である可能性があると判断してステップ３３に進む。   In step 32, it is determined whether the output of the current sensor 11 is higher than, for example, an output value when the generated current is not flowing, that is, an output value corresponding to zero ampere (0A). Proceed to step 33. That is, if the output value of the current sensor 11 is in the generated current detection state even though the engine 2 is not rotating and the alternator 3 is not in the generated power state, it is determined that the current sensor 11 may be abnormal. Then go to step 33.

ステップ３３〜ステップ３６までの動作は、図３のステップ３〜ステップ６と同様で、ステップ３３でタイマーを作動して時間のカウントを開始し、ステップ３４で、ステップ３２でＹＥＳと判定された状態が所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過すれば、ステップ３５で、電流センサ１１の出力特性が出力増大側（上側）にオフセット故障していると判定し、電流センサ１１の異常を知らせる。ステップ３１，３２の判定がＮＯの場合は、ステップ３６でタイマーのカウント値をクリアする。   The operation from Step 33 to Step 36 is the same as Step 3 to Step 6 in FIG. 3, the timer is activated in Step 33 and the time is started. In Step 34, YES is determined in Step 32. If the predetermined time elapses, it is determined in step 35 that the output characteristic of the current sensor 11 has an offset failure on the output increasing side (upper side), and the current sensor 11 is abnormal. To inform. If the determinations at steps 31 and 32 are NO, the count value of the timer is cleared at step 36.

尚、同様の診断手法は、前述したバッテリ電流を検出する電流センサ４にも適用できる。例えば、エンジン非回転中において、電流センサ４の出力値がオフセット電圧値より高い状態が所定時間継続した場合には、電流センサ４は出力増大側にオフセット故障していると判定できる。これは、オルタネータ３が発電状態にないときにバッテリ１が充電されることはないので、この状態で電流センサ４の出力値がオフセット電圧値より高く充電電流検出状態になっていることは、電流センサ４が出力増大側にオフセット故障している可能性が極めて高いので、この状態が所定時間継続した場合は電流センサ４の異常と診断できる。   A similar diagnostic method can be applied to the current sensor 4 that detects the battery current described above. For example, when the output value of the current sensor 4 is higher than the offset voltage value for a predetermined time while the engine is not rotating, it can be determined that the current sensor 4 has an offset failure on the output increasing side. This is because the battery 1 is not charged when the alternator 3 is not in the power generation state. In this state, the fact that the output value of the current sensor 4 is higher than the offset voltage value is in the charge current detection state. Since the possibility that the sensor 4 has an offset failure on the output increasing side is extremely high, if this state continues for a predetermined time, it can be diagnosed that the current sensor 4 is abnormal.

図９のフローチャートは、エンジン回転中において電流センサ１１の出力特性の出力増大側のオフセット故障を診断する例である。
ステップ４１で、回転センサ６からの出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か否かを判定し、エンジン回転中であれば判定がＹＥＳとなりステップ４２に進む。
ステップ４２では、電流センサ１１の出力が、オルタネータ３の最大発電電流相当値より高いか否かを判定し、ＹＥＳと判定されるとステップ４３に進む。 The flowchart of FIG. 9 is an example of diagnosing an offset failure on the output increasing side of the output characteristics of the current sensor 11 during engine rotation.
In step 41, it is determined whether or not the engine 2 is rotating based on the output state from the rotation sensor 6. If the engine is rotating, the determination is YES and the process proceeds to step 42.
In step 42, it is determined whether or not the output of the current sensor 11 is higher than the value corresponding to the maximum generated current of the alternator 3.

ステップ４３〜ステップ４６の動作は、図８のステップ３３〜３６と同様で、ステップ４３でタイマーによる時間のカウントを開始し、ステップ４４で、所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過すれば、ステップ４５で、電流センサ１１の出力特性が出力増大側（上側）にオフセット故障しているとし、電流センサ１１の異常を知らせる。
オルタネータ３は、図７に示すように発電能力に上限があるので、正常であれば電流センサ１１の出力値はオルタネータ３の最大発電電流相当値以下の値を必ず示すはずである。従って、電流センサ１１の出力値がオルタネータ３の最大発電電流相当値より高い値を示す状態は、電流センサ１１の出力特性が出力増大側にオフセット故障している可能性が極めて高いので、この状態が所定時間継続した場合には、電流センサ１１の異常と診断できる。 The operation of step 43 to step 46 is the same as that of step 33 to 36 in FIG. 8, and the timer starts counting time in step 43. In step 44, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed, and the predetermined time has elapsed. Then, in step 45, it is assumed that the output characteristic of the current sensor 11 has an offset failure on the output increasing side (upper side), and an abnormality of the current sensor 11 is notified.
Since the alternator 3 has an upper limit in power generation capacity as shown in FIG. 7, if it is normal, the output value of the current sensor 11 should always show a value equal to or less than the maximum power generation current equivalent value of the alternator 3. Therefore, the state in which the output value of the current sensor 11 is higher than the value corresponding to the maximum generated current of the alternator 3 is very likely that the output characteristic of the current sensor 11 has an offset failure on the output increasing side. Can be diagnosed as an abnormality of the current sensor 11.

図１０のフローチャートは、エンジン回転中において電流センサ１１の出力特性の出力減少側のオフセット故障を診断する例である。
ステップ５１で、回転センサ６からの出力状態に基づいてエンジン２が回転状態か否かを判定し、エンジン回転中であれば判定がＹＥＳとなりステップ５２に進む。
ステップ５２では、オルタネータ３の目標発電電圧が、バッテリ１へ充電可能な所定値以上か否かを判定し、所定値以上であれば、判定がＹＥＳとなってステップ５３に進む。 The flowchart of FIG. 10 is an example of diagnosing an offset failure on the output decreasing side of the output characteristics of the current sensor 11 during engine rotation.
In step 51, it is determined whether or not the engine 2 is rotating based on the output state from the rotation sensor 6. If the engine is rotating, the determination is YES and the process proceeds to step 52.
In step 52, it is determined whether or not the target power generation voltage of the alternator 3 is equal to or greater than a predetermined value at which the battery 1 can be charged.

ステップ５３では、バッテリ端子電圧が上述した起電力（例えば１１．８〜１２．８Ｖ）より低い予め定めた設定電圧値（例えば９Ｖ）以下、且つ、電流センサ１１の出力値がオルタネータ３の最大発電電流相当値より低い状態か否かを判定し、ＹＥＳと判定されるとステップ５４に進む。
ステップ５４〜ステップ５７の動作は、図４のステップ１３〜１６と同様で、ステップ５４でタイマーによる時間のカウントを開始し、ステップ５５で、所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過すれば、ステップ５６で、電流センサ１１の出力特性が出力減少側（下側）にオフセット故障しているとし、電流センサ１１の異常を知らせる。ステップ５１〜ステップ５３の判定がＮＯの場合は、ステップ５７でタイマーのカウント値をクリアする。 In step 53, the battery terminal voltage is equal to or lower than a predetermined set voltage value (for example, 9V) lower than the above-described electromotive force (for example, 11.8 to 12.8V), and the output value of the current sensor 11 is the maximum power generation of the alternator 3. It is determined whether or not the current is lower than the current equivalent value. If YES is determined, the process proceeds to step 54.
The operations in steps 54 to 57 are the same as those in steps 13 to 16 in FIG. 4. The timer starts counting time in step 54, and in step 55, it is determined whether or not a predetermined time has passed. Then, in step 56, it is assumed that the output characteristic of the current sensor 11 has an offset failure on the output decreasing side (lower side), and an abnormality of the current sensor 11 is notified. If the determination in step 51 to step 53 is NO, the timer count value is cleared in step 57.

オルタネータ３の目標発電電圧がバッテリ１に充電可能な発電電圧以上である状態で、バッテリ１が放電状態にある場合は、車載電気負荷がオルタネータ３の発電能力を上回っている状態と考えられ、オルタネータ３は最大能力で発電していると想定できる。従って、この状態で電流センサ１１の出力値が最大発電電流相当値より低い場合には、電流センサ１１が出力減少側にオフセット故障している可能性が極めて高いので、この状態が所定時間継続した場合には、電流センサ１１の異常と診断できる。   When the target power generation voltage of the alternator 3 is equal to or higher than the power generation voltage that can be charged to the battery 1 and the battery 1 is in a discharged state, it is considered that the in-vehicle electrical load exceeds the power generation capability of the alternator 3. 3 can be assumed to generate electricity at its maximum capacity. Therefore, in this state, if the output value of the current sensor 11 is lower than the value corresponding to the maximum generated current, it is highly likely that the current sensor 11 has an offset failure on the output decreasing side, and this state has continued for a predetermined time. In this case, it can be diagnosed that the current sensor 11 is abnormal.

以上のように、エンジン状態に基づいてオルタネータが発電中か否かを判定し、この判定結果と電流センサの出力状態との整合性を監視することで、オルタネータの発電電流を検出する電流センサの故障診断を確実かつ容易にでき、信頼性及び精度の高い故障診断が行なえる。
尚、故障診断ユニット１２は、図８〜図１０に示す診断機能の少なくとも１つを備える構成であればよい。 As described above, it is determined whether or not the alternator is generating power based on the engine state, and by monitoring the consistency between the determination result and the output state of the current sensor, the current sensor that detects the generated current of the alternator is detected. Failure diagnosis can be performed reliably and easily, and failure diagnosis with high reliability and accuracy can be performed.
The failure diagnosis unit 12 may be configured to include at least one of the diagnosis functions shown in FIGS.

また、２つの電流センサ４，１１を備える場合、電流センサ１１の出力状態に基づいて他方の電流センサ４のオフセット故障を診断することが可能である。バッテリ１の充電電流は、オルタネータ３の最大発電電流より多く流れることはないので、例えば、電流センサ４の出力値がオルタネータ３の最大発電電流相当値より高い状態が所定時間継続した場合にバッテリ１側の電流センサ４は出力増大側にオフセット故障していると判定できる。また、車載電気負荷への供給電流量が把握可能であれば、電流センサ４の出力値が、オルタネータ３の最大発電電流相当値と車載電気負荷供給分の差分より高い状態が所定時間継続した場合に電流センサ４は出力増大側にオフセット故障していると判定するようにすれば、電流センサ４のオフセット故障の診断精度を高められる。   When the two current sensors 4 and 11 are provided, it is possible to diagnose an offset failure of the other current sensor 4 based on the output state of the current sensor 11. Since the charging current of the battery 1 does not flow more than the maximum generated current of the alternator 3, for example, when the output value of the current sensor 4 is higher than the maximum generated current equivalent value of the alternator 3 for a predetermined time, the battery 1 It can be determined that the current sensor 4 on the side has an offset failure on the output increasing side. In addition, if the amount of current supplied to the in-vehicle electric load can be grasped, the state where the output value of the current sensor 4 is higher than the difference between the maximum generation current equivalent value of the alternator 3 and the in-vehicle electric load supply for a predetermined time. If it is determined that the current sensor 4 has an offset failure on the output increasing side, the accuracy of diagnosing the offset failure of the current sensor 4 can be improved.

本発明に係る車載電流センサとしてバッテリ電流検出用電流センサの故障診断装置の一実施形態の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a failure diagnosis device for a current sensor for battery current detection as an in-vehicle current sensor according to the present invention. 電流センサの出力特性図Output characteristics diagram of current sensor 出力増大側オフセット故障の診断動作を説明するフローチャートFlowchart explaining diagnosis operation for output increasing side offset fault 出力減少側オフセット故障の診断動作を説明するフローチャートFlowchart explaining diagnosis operation of output decreasing side offset fault 診断禁止の動作例を説明するフローチャートFlowchart for explaining an example of diagnosis prohibition 本発明に係る車載電流センサとしてオルタネータ電流検出用電流センサの故障診断装置の一実施形態の概略構成図Schematic configuration diagram of an embodiment of a fault diagnosis device for an alternator current detection current sensor as an in-vehicle current sensor according to the present invention オルタネータの出力電流特性図Alternator output current characteristics エンジン非回転中の出力増大側オフセット故障の診断動作を説明するフローチャートFlowchart for explaining diagnosis operation of output increase side offset failure during engine non-rotation エンジン回転中の出力増大側オフセット故障の診断動作を説明するフローチャートFlowchart explaining diagnosis operation of output increase side offset fault during engine rotation 出力減少側オフセット故障の診断動作を説明するフローチャートFlowchart explaining diagnosis operation of output decreasing side offset fault

符号の説明Explanation of symbols

１ バッテリ
２ エンジン
３ オルタネータ
４，１１ 電流センサ
５，１２ 故障診断ユニット
６ 回転センサ 1 Battery 2 Engine 3 Alternator 4, 11 Current sensor 5, 12 Fault diagnosis unit 6 Rotation sensor

Claims (6)

エンジンで駆動されるオルタネータにより充電可能な車載バッテリの充放電電流を検出して検出電流値に応じた電圧値を出力すると共に、前記充放電電流が流れていない時に予め定めたオフセット電圧値を出力し、出力電圧値が前記オフセット電圧値を境に、充電電流の増大に応じて増大し、放電電流の増大に応じて減少する電流センサのオフセット故障を診断する車載電流センサの故障診断装置であって、
前記エンジンが回転状態であるときに、前記バッテリの端子電圧と当該バッテリの起電力との比較により前記バッテリが充電状態にあるか放電状態にあるかを判定し、
前記電流センサの出力電圧値と前記オフセット電圧値との比較により充電電流検出状態を示しているか放電電流検出状態を示しているかを判定し、
これら２つの判定結果に基づいて、前記電流センサのオフセット故障の有無を判定する構成としたことを特徴とする車載電流センサの故障診断装置。 The charging / discharging current of the vehicle-mounted battery that can be charged by the alternator driven by the engine is detected and the voltage value corresponding to the detected current value is output, and when the charging / discharging current is not flowing, a predetermined offset voltage value is output An on-vehicle current sensor failure diagnosis apparatus for diagnosing an offset failure of a current sensor that increases with an increase in charging current and decreases with an increase in discharge current with the offset voltage value as a boundary. And
When the engine is in a rotating state, it is determined whether the battery is in a charged state or a discharged state by comparing the terminal voltage of the battery and the electromotive force of the battery,
Determine whether the current sensor output voltage value and the offset voltage value indicate a charge current detection state or a discharge current detection state,
An in-vehicle current sensor failure diagnosis apparatus characterized by determining whether or not there is an offset failure of the current sensor based on these two determination results . 前記バッテリ端子電圧が当該バッテリの起電力より低い予め定めた設定電圧値以下のときに、前記電流センサの出力電圧値が、前記オフセット電圧値より高い状態が所定時間継続したときに、前記電流センサが出力増大側にオフセット故障していると判定する構成とした請求項１に記載の車載電流センサの故障診断装置。   When the battery terminal voltage is equal to or lower than a predetermined set voltage value lower than the electromotive force of the battery, and the output voltage value of the current sensor is higher than the offset voltage value for a predetermined time, the current sensor The failure diagnosis device for an in-vehicle current sensor according to claim 1, wherein it is determined that an offset failure has occurred on the output increasing side. 前記バッテリ端子電圧が当該バッテリの起電力より高い予め定めた設定電圧値以上のときに、前記電流センサの出力電圧値が、前記オフセット電圧値より低い状態が所定時間継続したときに、前記電流センサが出力減少側にオフセット故障していると判定する構成とした請求項１に記載の車載電流センサの故障診断装置。   When the battery terminal voltage is equal to or higher than a predetermined set voltage value higher than the electromotive force of the battery, and the output voltage value of the current sensor is lower than the offset voltage value for a predetermined time, the current sensor The failure diagnosis device for an in-vehicle current sensor according to claim 1, wherein it is determined that an offset failure has occurred on the output decreasing side. 前記バッテリ端子電圧が当該バッテリの起電力より高い予め定めた設定電圧値以上の状態で、前記オルタネータの発電電圧を下げたときは、前記電流センサの故障診断を所定時間禁止する構成とした請求項１〜３のいずれか１つに記載の車載電流センサの故障診断装置。   A configuration in which failure diagnosis of the current sensor is prohibited for a predetermined time when the power generation voltage of the alternator is lowered in a state where the battery terminal voltage is equal to or higher than a predetermined set voltage value higher than the electromotive force of the battery. The fault diagnosis apparatus of the vehicle-mounted current sensor as described in any one of 1-3. エンジンで駆動されるオルタネータの発電電流を検出する電流センサのオフセット故障を診断する車載電流センサの故障診断装置であって、
エンジンが回転状態か非回転状態かを判定し、この判定結果がエンジン回転状態であるときに、且つ、前記電流センサの出力値が前記オルタネータの最大発電電流値に相当する値より高い状態が所定時間継続したときに、前記電流センサが出力増大側にオフセット故障していると判定する構成としたことを特徴とする車載電流センサの故障診断装置。 A fault diagnosis device for an on-board current sensor that diagnoses an offset fault of a current sensor that detects a generated current of an alternator driven by an engine,
It is determined whether the engine is in a rotating state or a non-rotating state , and when the determination result is an engine rotating state, a state where the output value of the current sensor is higher than a value corresponding to the maximum generated current value of the alternator is predetermined. A failure diagnosis apparatus for an on-vehicle current sensor , wherein the current sensor is determined to have an offset failure on the output increasing side when the time continues . エンジンで駆動されるオルタネータの発電電流を検出する電流センサのオフセット故障を診断する車載電流センサの故障診断装置であって、
エンジンが回転状態か非回転状態かを判定し、この判定結果がエンジン回転状態であるときに、且つ、前記オルタネータの目標発電電圧が車載バッテリへ充電可能な所定値以上のときに、前記車載バッテリの端子電圧が当該バッテリの起電力より低い予め定めた設定電圧値以下、且つ、前記電流センサの出力値がオルタネータの最大発電電流値に相当する値より低い状態が、所定時間継続したときに、前記電流センサが出力減少側にオフセット故障していると判定する構成としたことを特徴とする車載電流センサの故障診断装置。 A fault diagnosis device for an on-board current sensor that diagnoses an offset fault of a current sensor that detects a generated current of an alternator driven by an engine,
It is determined whether the engine is in a rotating state or a non-rotating state, and when the determination result is the engine rotating state and the target power generation voltage of the alternator is equal to or higher than a predetermined value that can charge the in-vehicle battery, the in-vehicle battery When the state where the terminal voltage is lower than a predetermined set voltage value lower than the electromotive force of the battery and the output value of the current sensor is lower than the value corresponding to the maximum generated current value of the alternator continues for a predetermined time, A failure diagnosis apparatus for an on- vehicle current sensor, wherein the current sensor is configured to determine that an offset failure has occurred on the output decreasing side .
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