JP5471782B2

JP5471782B2 - 故障診断装置

Info

Publication number: JP5471782B2
Application number: JP2010104736A
Authority: JP
Inventors: 洋介坂寄
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: JP2011232266A

Description

本発明は、車両の傾斜角を検知可能な傾斜角センサの故障診断装置に関する。

例えば、特許文献１には、車両の停車中に、車両に搭載された加速度センサが、車両が転倒しない上限以上の傾きに相当する出力を出している場合に、この加速度センサが故障していると判定する故障診断装置が開示されている。

特開２００４−２６４２０２号公報

筒内直線噴射式の内燃機関において成層燃焼を実施する場合や、吸気弁のバルブタイミングを可変する可変動弁機構を備えた内燃機関において可変動弁機構により吸入空気量を制御する場合、スロット開度が大きくなり、吸気通路内が大気圧に近い状態となる。そのため、吸気通路内の負圧が導入されたマスターバックに十分な負圧が供給されなくなる虞があり、このような状況下で車両が下り坂を走行すると、ブレーキの効きが悪くなってしまう虞がある。そこで、車両が坂道を走行する際には、十分な負圧が供給されるように、スロットル開度が小さくなるような条件で内燃機関を運転する必要がある。したがって、車両が坂道を走行しているか否かを判定するために用いる車両の傾斜角を検知するセンサの故障を精度良く判定することが重要となる。

しかしながら、この特許文献１の故障診断装置においては、加速度センサの出力が故障判定に用いるクライテリアが、実際には加速度センサが取り得ないような大きな値に設定されているため、車両の傾斜角を検知可能な加速度センサの故障を精度良く判定することができないという問題がある。

そこで、本発明は、傾斜角センサが搭載された車両が所定回数以上連続した停車の度に、前記傾斜角センサで検知されるセンサ出力が予め設定された所定の傾斜角以上となっている場合には、該傾斜角センサが故障していると診断することを特徴としている。

より具体的には、前記所定の傾斜角は、前記車両が走行する可能性のある予め設定された所定の坂道がその全長に亙って連続して備える傾斜角に基づき設定され、前記所定回数は、前記所定の坂道の全長と、停車した車両が走り出して次に停車するまでの一般的な走行に基づいて予め設定された車両走行距離と、に基づいて設定され、前記所定回数連続した停車の間に車両が走行する距離は、前記所定の坂道の全長よりも長くなるように設定されている。

本発明によれば、傾斜角センサが車両が転倒しない上限以上のセンサ出力を出すほどの故障でないような場合であっても、傾斜角センサの故障を診断可能となるので、傾斜角センサの故障診断精度を向上させることができる。

本発明に係る故障診断装置のシステム構成を示す説明図。本発明に係る故障診断装置の診断方法の概念を模式的に示した説明図。加速度センサの故障診断を実施している際のタイミングチャート。加速度センサの故障診断を実施する際の制御の流れを示すフローチャート。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明は、車両（図示せず）に搭載された加速度センサ１の故障を判定するものであって、図１に示すように、加速度センサ１から出力された信号に基づいて、コントロールユニット２内で、加速度センサ１が故障しているか否かの判定を行っている。加速度センサ１は、車両前後方向に発生する加速度を検知するものであって、車両の前後方向の傾き、すなわち車両の前後方向の傾斜角度を検知可能な傾斜角センサである。

コントロールユニット２には、加速度センサ１からの信号の他に、加速度センサ１が搭載されている車両の車速を検知する車速センサ３からの信号や、アクセル開度の検知するアクセル開度センサ４からの信号が入力されている。

本実施形態においては、車両が所定回数Ｎ以上連続した停車の度に、加速度センサ１で検知されるセンサ出力が車両が走行する可能性がある所定の坂道（例えば、実在する所定の坂道）がその全長Ｘに亙って略連続して備える傾斜角θ以上となっている場合に、加速度センサ１が故障していると診断している。尚、加速度センサ１が故障していると診断されると、例えば警告灯を点灯させることで運転者に告知する。

ここで、前記所定回数Ｎは、一般的な走行において停車した車両が走り出して次に停車するまでの車両走行距離Ａと、前記所定の坂道の全長Ｘと、に基づいて設定されている。換言すれば、前記所定回数Ｎは、加速度センサ１の故障診断の頻度および精度を十分に確保できる範囲での走行速度条件とその継続時間とにより決定される、短めの車両走行距離Ａと、前記所定の坂道の全長Ｘと、に基づいて設定されている。具体的には、前記所定回数Ｎは、所定回数Ｎ連続した停車の間に車両が走行した走行距離Ｂが、前記所定の坂道の全長Ｘよりも長くなるように設定されている。

図２を用いて詳述すれば、前記所定回数Ｎは、所定回数Ｎ連続した停車の間に車両が走行した走行距離Ｂが、前記所定の坂道の全長Ｘよりも長くなるように設定されている。この図２の例では、前記走行距離Ｂが、前記所定の坂道の全長Ｘよりも所定距離αだけ長くなっている。

例えば、診断頻度および診断精度が十分に確保できる車両走行（一般的な走行において停車した車両が走り出して次に停車するまでの短めの車両走行）として少なくとも２０マイル／時間の車速が５秒継続するものとすれば、前記車両走行距離Ａは約０．０２７マイルとなる。そして、車両が走行する可能性がある坂道（実在する傾斜路）の中から、少なくとも所定以上の傾斜が連続する最も長い傾斜路として、例えば、３０％の勾配が０．２５マイル継続する傾斜路を選んだとすれば、０．２５マイル／０．０２７マイル≒９．２５より９回の停車の可能性があるため、前記所定回数Ｎは１０回となる。また、停車中の加速度センサ１の検出値は、重力加速度をＧとすれば、加速度センサ１が故障していなければ、３０％の勾配より、若干のマージンをとっても加速度センサ１の検出値は加速度値換算で、−０．３Ｇ〜０．３Ｇの範囲外の値となることはない。

従って、この場合には、１０回連続した走行後の停車の度に、停車中に加速度センサ１で検知されるセンサ出力が、−０．３Ｇ（下限クライテリア）〜０．３Ｇ（上限クライテリア）の範囲外の値となった場合には、加速度センサ１が故障していると診断する。少なくとも所定以上の傾斜が連続する最も長い（走行する可能性がある実在の）傾斜路において、所定以上の傾斜を連続して検出し得るであろう回数を、短めの車両走行距離に基づいて定めたので、ある程度連続して所定以上の傾斜を検出しなければ故障と診断しないので、診断精度が高い。一方で、その車両走行距離は、一般的な走行において停車した車両が走り出して次に停車するまでの車両走行距離でもあるので、故障と診断するまでの所定以上の傾斜を連続して検出する回数が極端に多くなってしまい、診断ができなくなる（診断結果が出る機会が減る）ようなこともない。

このような本実施形態においては、加速度センサ１が、車両が転倒しない上限以上のセンサ出力を出すほどの故障でないような場合であっても、加速度センサ１の故障を診断可能となるので、加速度センサ１の故障診断精度を向上させることができる。

また、前記所定回数Ｎは、所定の坂道の全長Ｘに応じて設定可能であるため、故障診断の精度は任意に設定可能である。例えば、所定の坂道を、傾斜角が相対的に小さく全長が相対的に長い坂道とすれば、前記所定回数Ｎは相対的に多くなるため、加速度センサ１が故障した際に、故障と判定されるまでの時間が相対的に長くなる。

図３は、加速度センサ１の故障診断を実施する際のタイミングチャートを示している。

加速度異常経験カウンタのカウント値が０の状態において、車両が２０マイル／時間の車速で５秒以上継続して運転された直後の車両停止時（車速＝０）のタイミングであるｔ１では、走行経験判定において走行経験有り（走行経験フラグ＝１）と判定される。

車速が０となってから車速０の状態で所定時間（停車ディレイ）経過したタイミングであるｔ２では、停車中判定において停車中（車両停車フラグ＝１）と判定される。

走行経験フラグ＝１、車両停車フラグ＝１の状態となってから所定時間（例えば５秒）経過する前のタイミングであるｔ３においては、加速度センサ１の検出値が、下限クライテリア（−０．３Ｇ）よりも小さい値をとったので、加速度異常経験カウンタのカウント値が一つカウントアップされる。尚、加速度異常経験カウンタのカウント値がカウントアップされるか、車両が動き出して車両停車フラグ＝０となると、走行経験フラグはクリア（走行経験フラグ＝０）される。

ｔ４のタイミングでは、車両が動き出し、車速が０ではなくなったので、車両停車フラグ＝０となる。

ｔ５のタイミングでは、ｔ４のタイミングで動き出した車両が停止しているが、ｔ４〜ｔ５の期間の運転では、車両が２０マイル／時間の車速で５秒以上継続して運転されていないので、走行経験判定において、走行経験有り（走行経験フラグ＝１）とは判定されていない。

ｔ６のタイミングは、車両が２０マイル／時間の車速で５秒以上継続して運転された直後の車両停止時（車速＝０）なので、走行経験判定において走行経験有り（走行経験フラグ＝１）と判定される。

ｔ７のタイミングでは、車速が０となってから車速０の状態で所定時間（停車ディレイ）経過したので、停車中判定において停車中（車両停車フラグ＝１）と判定される。

ｔ８のタイミングでは、走行経験フラグ＝１、車両停車フラグ＝１の状態となってから所定時間（例えば５秒）経過する前に、加速度センサ１の検出値が、上限クライテリア（０．３Ｇ）よりも大きい値をとったので、加速度異常経験カウンタのカウント値が一つカウントアップされ、カウント値は２となる。

また、ｔ９のタイミングでは、加速度センサ１の検出値が、上限クライテリア（０．３Ｇ）よりも大きい値となっているが、加速度異常経験カウンタのカウント値は、一回の停車中に一つしかカウントアップしないため、このタイミングで加速度異常経験カウンタのカウント値がカウントアップされることはない。

ｔ１０のタイミングは、車両が２０マイル／時間の車速で５秒以上継続して運転された直後の車両停止時（車速＝０）なので、走行経験判定において走行経験有り（走行経験フラグ＝１）と判定される。

ｔ１１のタイミングでは、車速が０となってから車速０の状態で所定時間（停車ディレイ）経過したので、停車中判定において停車中（車両停車フラグ＝１）と判定される。

ｔ１２のタイミングでは、走行経験フラグ＝１、車両停車フラグ＝１の状態となってから所定時間（例えば５秒）経過する前に、加速度センサ１の検出値が、上限クライテリア（０．３Ｇ）よりも大きい値をとったので、加速度異常経験カウンタのカウント値が一つカウントアップされ、カウント値は３となる。

ｔ１３のタイミングは、車両が２０マイル／時間の車速で５秒以上継続して運転された直後の車両停止時（車速＝０）なので、走行経験判定において走行経験有り（走行経験フラグ＝１）と判定される。

ｔ１４のタイミングでは、車速が０となってから車速０の状態で所定時間（停車ディレイ）経過したので、停車中判定において停車中（車両停車フラグ＝１）と判定される。

ｔ１５のタイミングでは、走行経験フラグ＝１、車両停車フラグ＝１の状態となってから所定時間（例えば５秒）経過する前に、加速度センサ１の検出値が、下限クライテリア（−０．３Ｇ）よりも小さい値をとったので、加速度異常経験カウンタのカウント値が一つカウントアップされ、カウント値が１０となる。

つまり、ｔ１５のタイミングで、１０回連続した少なくとも２０マイル／時間の車速が５秒継続した走行後の停車の度に、停車中に加速度センサ１で検知されるセンサ出力が、−０．３Ｇ（下限クライテリア）〜０．３Ｇ（上限クライテリア）の範囲外の値となるので、故障判定で、加速度センサ１に故障があると判定される。

図４は、加速度センサ１の故障診断を実施する際の制御の流れを示すフローチャートである。

Ｓ１では、車両が十分走った後の停車であるか、すなわち２０マイル／時間の車速が５秒継続した後の停車であるか否かを判定している。車両が十分走った後の停車である場合には、Ｓ２へ進み、そうでない場合は今回のルーチンを終了する。

Ｓ２では、走行経験フラグ＝１とし、Ｓ３へ進む。

Ｓ３では、加速度センサ１の検出値が所定のクライテリア内であるか否か、すなわち、加速度センサ１の検出値が、下限クライテリア（３０％の勾配の場合−０．３Ｇ）と上限クライテリア（３０％の勾配の場合０．３Ｇ）との間の値であるか否かを判定し、加速度センサ１の検出値が所定のクライテリア内にある場合にはＳ８へ進み、そうでない場合にはＳ４へ進む。

Ｓ４では、加速度異常経験カウンタのカウント値を一つカウントアップし、Ｓ５へ進む。

Ｓ５では、走行経験フラグをクリア（走行経験フラグ＝０）する。

Ｓ６では、加速度異常経験カウンタのカウント値が所定値以上、すなわちカウント値が１０回に達したか否かを判定し、１０回に達している場合にはＳ７へ進み加速度センサ１が故障していると判定し、１０回に達していない場合は今回のルーチンを終了する。

一方、Ｓ８では、車両の停車が継続しているか否かを判定し、継続していない場合はＳ９へ進み走行経験フラグをクリア（走行経験フラグ＝０）して今回のルーチンを終了し、継続している場合にはＳ１０へ進む。

Ｓ１０では、停車後所定時間経過したか否かを判定し、所定時間（例えば５秒）経過している場合にはＳ１１へ進んで加速度異常経験カウンタのカウント値をクリアして今回のルーチンを終了し、所定時間経過していない場合にはＳ３へ進む。

１…加速度センサ
２…コントロールユニット

Claims

車両の傾斜角度を検知する傾斜角センサの故障を診断する故障診断装置において、
前記傾斜角センサが搭載された前記車両が所定回数以上連続した停車の度に、前記傾斜角センサで検知されるセンサ出力が予め設定された所定の傾斜角以上となっている場合には、該傾斜角センサが故障していると診断するものであって、
前記所定の傾斜角は、前記車両が走行する可能性のある予め設定された所定の坂道がその全長に亙って連続して備える傾斜角に基づき設定され、
前記所定回数は、前記所定の坂道の全長と、停車した車両が走り出して次に停車するまでの一般的な走行に基づいて予め設定された車両走行距離と、に基づき設定され、
前記所定回数連続した停車の間に車両が走行する距離は、前記所定の坂道の全長よりも長くなるように設定されていることを特徴とする故障診断装置。
前記傾斜角センサの故障診断中において、直前の車両の走行距離が一般的な走行に基づいて予め設定された車両走行距離未満であった際の停車は、前記所定回数連続した停車の回数に含めず、前記傾斜角センサで検知されるセンサ出力による故障診断を実施しないことを特徴とする請求項１に記載の故障診断装置。
前記所定の坂道は、前記所定の傾斜角をその全長に亙って連続して備える実在の坂道の中で最もその全長が長い坂道であることを特徴とする請求項１または２に記載の故障診断装置。