JP6406083B2

JP6406083B2 - 水検知センサの断線診断装置

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Publication number: JP6406083B2
Application number: JP2015056010A
Authority: JP
Inventors: 豊田　克彦; 克彦豊田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2035-03-19
Also published as: JP2016176762A

Description

本発明は、水検知センサとコントローラとを繋ぐ通信線の断線を診断する水検知センサの断線診断装置に関する。

自動車等の車両において、燃料タンクには液量測定装置が設けられている。液量測量装置は、燃料の液位（液面）を検知することで燃料タンク内の燃料の量を測定している。また、ディーゼルエンジンを搭載する車両においては、燃料に混ざっている水を分離するため、セジメンタと称される装置が燃料フィルタに設けられている。

従来のこの種の技術としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、燃料の液位を検知する燃料用センサ（燃料用プローブ）と、水を検知する水検知センサ（水検知プローブ）とを備えており、水検知センサにより水を検知することが可能になっている。

特公平４−５３２４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、水検知センサとコントローラとを接続する通信線が断線していることを診断できないという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、コントローラと水検知センサとを繋ぐ通信線の断線の有無を精度良く判定できる水検知センサの断線診断装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的達成のため、燃料タンク内の水を検出する水検知センサと、前記水検知センサの出力電圧を通信線を介して受け取るコントローラと、を備える水検知センサの断線診断装置であって、前記コントローラは、車両の電源オン時に前記水検知センサから得られる出力電圧に基づいて、前記通信線の断線の可能性の有無を判定する断線可能性判定部と、前記断線可能性判定部により前記通信線の断線の可能性が有ると判定された場合に、前記車両の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、前記通信線が断線していると判定する断線判定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両の電源オン時に水検知センサから得られる出力電圧に基づいて通信線の断線の可能性が有ると判定された場合に、車両の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、通信線が断線していると判定される。

このため、水検知センサから得られる出力電圧のみに基づく通信線の断線の有無の誤判定を防止できる。この結果、コントローラと水検知センサとを繋ぐ通信線の断線の有無をより精度良く判定できる。

図１は、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置が適用される車両の概略を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置において、通信線が断線していない場合の、水検知センサからの出力電圧を示す図である。図３は、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置において、水検知センサの電源が瞬断された場合の、水検知センサからの出力電圧を示す図である。図４は、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置において、水検知センサの電源が遮断されてから水検知センサのキャパシタの放電が完了した後にエンジンがクランキングされた場合の、水検知センサからの出力電圧を示す図である。図５は、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置において、キャパシタの放電が十分でない状態でエンジンがクランキングされた場合の、水検知センサからの出力電圧を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置において、通信線が断線していない場合の、ＥＣＵの動作および水検知センサからの出力電圧を示す図である。図７は、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置において実行される水検知センサ断線診断処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図１から図７を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る水検知センサの断線診断装置を搭載した車両１は、エンジン２と、燃料タンク３と、コントローラとしてのＥＣＵ１０とを含んで構成されている。

エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に点火を行い車両１の駆動力を発生させる４サイクルのディーゼルエンジンによって構成されている。なお、エンジン２は、ガソリンエンジンで構成されてもよい。

燃料タンク３は、燃料を貯留するものであり、その内部に燃料ポンプ４を備えている。燃料タンク３とエンジン２とは、燃料供給パイプ８により接続されている。燃料供給パイプ８は、燃料ポンプ４から圧送された燃料をエンジン２に供給している。

燃料供給パイプ８には燃料リターンパイプ９が接続されており、この燃料リターンパイプ９は、エンジン２の直前で燃料供給パイプ８から分岐している。燃料リターンパイプ９は、燃料供給パイプ８を通ってエンジン２に供給された燃料のうち、余分な燃料を燃料タンク３に戻している。

燃料供給パイプ８には燃料フィルタ５が設けられており、この燃料フィルタ５は、燃料から異物を濾過している。燃料フィルタ５の底部には、水検知センサ６が設けられており、この水検知センサ６は、燃料フィルタ５の底部に溜まった水を検知する。水検知センサ６は、通信線１１によりＥＣＵ１０に電気的に接続されており、検出信号をＥＣＵ１０に出力している。

また、車両１の図示しない運転席にはメータパネル２０が設けられており、このメータパネル２０には、警告灯２１を含む複数の計器が取付けられている。警告灯２１はＥＣＵ１０に電気的に接続されている。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

ＥＣＵ１０のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１０として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＥＣＵ１０において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ１０として機能する。

ＥＣＵ１０の入力ポートには、水検知センサ６が通信線１１を介して接続されている。また、ＥＣＵ１０の入力ポートには、図示しないイグニッションスイッチが接続されている。ＥＣＵ１０の出力ポートには、警告灯２１が接続されている。ＥＣＵ１０は、水検知センサ６からの検出信号に基づいて、警告灯２１の点灯を制御する。

このように構成されたＥＣＵ１０は、車両１の電源オン時に水検知センサ６から得られる出力電圧に基づいて通信線１１の断線の可能性の有無を判定する断線可能性判定部１５として機能する。

ここで、水検知センサ６のより詳しい構成、特性および出力電圧について説明する。水検知センサ６は、図示しないフロートとリードスイッチとを備えている。燃料フィルタ５の底部に水が溜まっている場合は、フロートが浮力により上昇し、上昇したフロートがリードスイッチをオンにする。

通信線１１が断線していない状態では、水検知センサ６は、リードスイッチがオフのときに所定のＨｉｇｈ電圧を出力し、リードスイッチがオンのときに所定のＬｏｗ電圧を出力する。

すなわち、通信線１１が断線していない状態では、水検知センサ６は、水を検知していないときはＨｉｇｈ電圧を出力し、水を検知しているときはＬｏｗ電圧を出力する。水検知センサ６が水を検知してＬｏｗ電圧を出力すると、ＥＣＵ１０は警告灯２１を点灯させる。

また、水検知センサ６は、キャパシタ６ａを備えており、このキャパシタ６ａはリードスイッチと並列に設けられている。キャパシタ６ａの充電には一定の時間（約３秒）を要する。

このため、通信線１１が断線していない状態では、水検知センサ６は、電源が供給されてからキャパシタ６ａの充電が完了するまでの期間は、Ｌｏｗ電圧を出力する。

水検知センサ６は、キャパシタ６ａの充電が完了した後は、Ｈｉｇｈ電圧を出力する。これは、ＥＣＵ１０の内部に図示しないプルアップ抵抗が設けられているためである。

一方、通信線１１が断線している状態では、水検知センサ６の水検出の有無、および水検知センサ６の電源オンからの経過時間に関わらず、Ｈｉｇｈ電圧がＥＣＵ１０で検出される。

車両１では、水検知センサ６のキャパシタ６ａの充電に一定の時間を要することを利用し、この時間に警告灯２１のランプチェックおよび通信線の断線診断が行われる。

通信線１１が断線していない正常な状態の場合、水検知センサ６の出力電圧は、図２に示すようになる。図２において、横軸は時間を表し、縦軸は、水検知センサ６への供給電圧および水検知センサ６からの出力電圧を示している。

図２に示すように、時間ｔ１で水検知センサ６への電源供給がオンからオフにされると、水検知センサ６の出力電圧はＨｉｇｈ電圧からＬｏｗ電圧に変化する。

その後、時間ｔ２で水検知センサ６の電源がオンにされる。このとき、水検知センサ６のキャパシタ６ａに充電が開始され、キャパシタ６ａの充電は時間ｔ４に完了する。このため、水検知センサ６の出力電圧は、時間ｔ２から時間ｔ４までＬｏｗ電圧となる。

その後、時間ｔ４で水検知センサ６の出力電圧がＨｉｇｈ電圧になる。時間ｔ２から時間ｔ４までの時間は、例えば約３秒である。ＥＣＵ１０の断線可能性判定部１５は、水検知センサ６への電源供給が行われてからの所定期間における水検知センサ６の出力電圧に基づいて、通信線１１の断線の可能性の有無を判定する。以下、断線可能性判定部１５が通信線１１の断線の可能性の有無を判定することを、断線診断ともいう。断線可能性判定部１５が断線診断を行う所定期間は、時間ｔ２から時間ｔ３の期間であり、時間ｔ２から時間ｔ４までの期間より短くなっている。

その後、時間ｔ５で水検知センサ６が水を検知すると、水検知センサ６の出力電圧がＬｏｗ電圧になる。水検知センサ６の出力電圧がＬｏｗ電圧になると、ＥＣＵ１０はメータパネル２０内の警告灯２１を点灯させる。その後、時間ｔ６で、水抜き操作の完了等により水検知センサ６が水を検知しなくなると、水検知センサ６の出力電圧がＨｉｇｈ電圧となる。

ここで、仮に水検知センサ６の出力電圧のみから通信線１１の断線の有無を診断してしまうと、以下に説明するような問題点により、ＥＣＵ１０は誤診断を起こす。

図３に示すように、水検知センサ６への電源供給が行われている状態から、時間ｔ１１で電源が遮断され、その直後の時間ｔ１２で電源が供給された場合、ＥＣＵ１０は誤診断を起こす。

すなわち、ＥＣＵ１０の断線可能性判定部１５は、時間ｔ１２から時間ｔ１３までの所定期間（数秒間）の出力電圧に基づいて、通信線１１の断線の可能性の有無を判定する。しかし、時間ｔ１１から時間ｔ１２までの時間は、水検知センサ６のキャパシタ６ａの放電に不十分な短い時間であるため、所定期間としての時間ｔ１２から時間ｔ１３までの数秒間は、水検知センサ６はＨｉｇｈ電圧を出力する。このため、時間ｔ１２後の数秒間の水検知センサ６の出力電圧のみから通信線１１の断線の有無を診断してしまうと、ＥＣＵ１０は誤診断を起こす。

また、ＥＣＵ１０の断線可能性判定部１５は、ＥＣＵ１０の電源がオンになったことを条件として通信線１１の断線の可能性の有無を診断している。このため、ＥＣＵ１０への電源供給が瞬断した場合も、上記と同様の理由によりＥＣＵ１０は誤診断を起こす。

また、図４は、水検知センサ６の電源が遮断されてから水検知センサ６のキャパシタ６ａの放電が完了した後にエンジン２がクランキングされた場合を示す。図４において、水検知センサ６への電源がオフにされて１０秒経過してから、時間ｔ２１で水検知センサ６に電源が供給されると同時に、エンジン２のクランキングが行われている。エンジン２のクランキングは時間ｔ２３まで継続している。ＥＣＵ１０の断線可能性判定部１５は、時間ｔ２１から時間ｔ２２までの所定期間（数秒間）の出力電圧に基づいて、通信線１１の断線の可能性の有無を判定する。

この場合、時間ｔ２１で水検知センサ６に電源が供給されたときは、水検知センサ６内のキャパシタ６ａの放電が既に終了している。このため、水検知センサ６は、時間ｔ２１から時間ｔ２４までＬｏｗ電圧を出力する。また、水検知センサ６は、時間ｔ２４でＨｉｇｈ電圧を出力する。したがって、ＥＣＵ１０の断線可能性判定部１５は、誤診断を起こさない。

一方、図５に示すように、水検知センサ６のキャパシタ６ａの放電が完了する前にエンジン２がクランキングされた場合、ＥＣＵ１０は誤診断を起こす。図５において、水検知センサ６への電源供給は、時間ｔ３１でオフにされ、その数秒後の時間ｔ３２でオンになっている。また、エンジン２のクランキングは、時間ｔ３２で開始され、時間ｔ３３まで継続している。

この場合、時間ｔ３２で水検知センサ６とＥＣＵ１０への電源供給がオンになる。そして、ＥＣＵ１０の断線可能性判定部１５は、時間ｔ３２後の所定期間に、通信線１１の断線の可能性の有無を判定する。

時間ｔ３２で水検知センサ６に電源が供給された直後は、水検知センサ６内のキャパシタ６ａの放電が十分でないため、水検知センサ６は、Ｈｉｇｈ電圧を出力する。このため、ＥＣＵ１０は、通信線１１が断線していると誤診断してしまう。

そこで、ＥＣＵ１０は、断線可能性判定部１５により通信線１１の断線の可能性が有ると判定された場合に、車両１の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、通信線１１が断線していると判定する断線判定部１６として機能する。

すなわち、本実施の形態では、水検知センサ６内のキャパシタ６ａが十分に放電されるだけの時間が経過したか否かを、タイマーではなく、エンジン関連部品の温度差を用いて推測している。

これは、キャパシタ６ａの放電に要する時間は数秒程度であり、車両１の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上となっていれば、水検知センサ６内のキャパシタ６ａが十分に放電されるだけの時間が、車両１の前回の電源オフ時から経過していると想定されるためである。

イグニッションスイッチが操作されて車両１の電源がオンになると、水検知センサ６およびＥＣＵ１０の電源がオンになる。このとき、キャパシタ６ａが十分に放電されていない場合は、水検知センサ６がＨｉｇｈ電圧を出力してしまう。また、車両１およびＥＣＵ１０の電源がオンになってからの所定期間に、ＥＣＵ１０は、通信線１１の断線診断を行う。

したがって、車両１の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値未満の場合は、通信線１１が断線していると誤診断するおそれがあるため、誤診断の防止のために断線診断が禁止される。

なお、エンジン関連部品温度とは、例えば、水温、排気温度、吸気温度、燃料温度、インテークマニホールド温度である。

また、断線判定部１６は、ＥＣＵ１０が車両１の前回の電源オフ時に正常に終了したことをさらに条件として、通信線１１が断線していると判定する。

また、ＥＣＵ１０は、ＥＣＵ１０が車両１の前回の電源オフ時に正常に終了していないことを判断した場合に、断線判定部１６による判定を禁止する断線判定禁止部１７として機能する。

図６において、時間ｔ４１でイグニッションスイッチがオンに操作されたことで、車両１の電源がオンになる。また、車両１の電源がオンになったことで、ＥＣＵ１０および水検知センサ６に電源が供給される。

水検知センサ６からの出力電圧は、時間ｔ４１の直後はＬｏｗ電圧であり、その後Ｈｉｇｈ電圧になっている。

時間ｔ４２でイグニッションスイッチがオフに操作されると、ＥＣＵ１０は終了処理を行う。この終了処理では、ＥＣＵ１０は、保持が必要な情報をＥＥＰＲＯＭに書込む。

その後、時間ｔ４３で、ＥＣＵ１０の終了処理が完了してＥＣＵ１０の電源オフが正常に終了したことが判定されると、水検知センサ６への電源がオフにされる。なお、水検知センサ６の電源オフのタイミングは、時間ｔ４２であってもよい。

その後、時間ｔ４４で、イグニッションスイッチがオンに操作されたことで、再び車両１の電源がオンになる。また、車両１の電源がオンになったことで、ＥＣＵ１０および水検知センサ６に電源が供給される。

その後、時間ｔ４４からｔ４５の期間において、水検知センサ６からの出力電圧が破線で示すようにＨｉｇｈ電圧の場合、断線可能性判定部１５により通信線１１の断線の可能性が有ると判定される。この場合、車両１の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、断線判定部１６は、通信線１１が断線していると判定する。

また、断線判定部１６は、ＥＣＵ１０が車両１の前回の電源オフ時に正常に終了したことをさらに条件として、通信線１１が断線していると判定する。また、断線判定禁止部１７は、ＥＣＵ１０が車両１の前回の電源オフ時に正常に終了していないことを判断した場合に、断線判定部１６による判定を禁止する。

一方、時間ｔ４４からｔ４５の期間において、水検知センサ６からの出力電圧が実線で示すようにＬｏｗ電圧の場合、断線可能性判定部１５により断線無しと判定される。

次に、図７を参照して、本実施の形態に係るＥＣＵ１０によって実行される水検知センサ断線診断処理の流れについて説明する。

図７に示すように、ＥＣＵ１０は、水検知センサ６の電源がオンになったか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでは、バッテリ７から水検知センサ６への電源供給が開始された場合に、ＥＣＵ１０は、水検知センサ６の電源がオンになったと判定する。

次いで、ＥＣＵ１０は、水検知センサ６の出力電圧が所定の断線判定値以上であり、かつ、この状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ２の判定が"ＮＯ"の場合、ＥＣＵ１０は、水検知センサ６との間の通信線１１が断線していない（正常である）と判定し（ステップＳ６）、図７のフローチャートを終了する。

一方、ステップＳ２の判定が"ＹＥＳ"の場合、水検知センサ６との間の通信線１１が断線している可能性があるため、ＥＣＵ１０は、前回ＥＣＵ１０が正常に終了したか否かを判定する（ステップＳ３）。ここでは、ＥＣＵ１０が前回電源オフとなったときに終了処理が正常に完了した場合、ＥＣＵ１０は、前回ＥＣＵ１０が正常に終了したと判定する。

ステップＳ３の判定が"ＮＯ"の場合、ＥＣＵ１０は、水検知センサ６との間の通信線１１の断線診断を禁止し（ステップＳ７）、その後、図７のフローチャートを終了する。

一方、ステップＳ３の判定が"ＹＥＳ"の場合、ＥＣＵ１０は、車両１の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とで、エンジン関連部品の温度が所定値以上変化したか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、図７のステップＳ４において、前回の車両１の電源オフ時のエンジン関連部品温度を「ＥｎｇＴｅｍｐＥｎｄ」と記し、今回の車両１の電源オン時のエンジン関連部品温度を「ＥｎｇＴｅｍｐＳｔ」と記す。

ステップＳ４の判定が"ＮＯ"の場合、ＥＣＵ１０は、水検知センサ６との間の通信線１１の断線診断を禁止し（ステップＳ７）、その後、図７のフローチャートを終了する。

一方、ステップＳ４の判定が"ＹＥＳ"の場合、ＥＣＵ１０は、水検知センサ６との間の通信線１１が断線していると判定し（ステップＳ５）、その後、図７のフローチャートを終了する。

以上のように、本実施の形態に係る水検知センサ６の断線診断装置において、ＥＣＵ１０は、車両１の電源オン時に水検知センサ６から得られる出力電圧に基づいて、通信線１１の断線の可能性の有無を判定する断線可能性判定部１５と、断線可能性判定部１５により通信線１１の断線の可能性が有ると判定された場合に、車両１の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、通信線１１が断線していると判定する断線判定部１６と、を備える。

これにより、車両１の電源オン時に水検知センサ６から得られる出力電圧に基づいて通信線１１の断線の可能性が有ると判定された場合に、車両１の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、通信線が断線していると判定される。

このため、水検知センサ６から得られる出力電圧のみに基づく通信線１１の断線の有無の誤判定を防止できる。この結果、ＥＣＵ１０と水検知センサ６とを繋ぐ通信線１１の断線の有無をより精度良く判定できる。

また、本実施の形態に係る水検知センサ６の断線診断装置において、断線判定部１６は、ＥＣＵ１０が車両１の前回の電源オフ時に正常に終了したことをさらに条件として、通信線１１が断線していると判定する。

これにより、ＥＣＵ１０が車両１の前回の電源オフ時に正常に終了した場合はＥＣＵ１０が正常に動作しているため、ＥＣＵ１０が正常に動作していることを確認した上で断線判定部１６が通信線１１の断線の有無を判断できる。このため、通信線１１の断線の判定をより信頼性のあるものとすることができる。

また、本実施の形態に係る水検知センサ６の断線診断装置において、ＥＣＵ１０は、断線可能性判定部１５および断線判定部１６に加え、車両１の前回の電源オフ時にＥＣＵ１０が正常に終了していないことを判断した場合に、断線判定部１６による判定を禁止する断線判定禁止部１７を備える。

これにより、車両１の前回の電源オフ時にＥＣＵ１０が正常に終了していない場合は、通信線１１が断線しているか否かの判定が禁止されるので、通信線１１の断線の有無の誤判定を防止できる。この結果、ＥＣＵ１０と水検知センサ６とを繋ぐ通信線１１の断線の有無をより精度良く判定できる。

上述の通り、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１車両
３燃料タンク
６水検知センサ
１０ＥＣＵ（コントローラ）
１１通信線
１５断線可能性判定部
１６断線判定部
１７断線判定禁止部

Claims

燃料タンク内の水を検出する水検知センサと、前記水検知センサの出力電圧を通信線を介して受け取るコントローラと、を備える水検知センサの断線診断装置であって、
前記コントローラは、
車両の電源オン時に前記水検知センサから得られる出力電圧に基づいて、前記通信線の断線の可能性の有無を判定する断線可能性判定部と、
前記断線可能性判定部により前記通信線の断線の可能性が有ると判定された場合に、前記車両の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、前記通信線が断線していると判定する断線判定部と、を備えることを特徴とする水検知センサの断線診断装置。
前記断線判定部は、
前記車両の前回の電源オフ時に前記コントローラが正常に終了したことをさらに条件として、前記通信線が断線していると判定することを特徴とする請求項１に記載の水検知センサの断線診断装置。
燃料タンク内の水を検出する水検知センサと、前記水検知センサの出力電圧を通信線を介して受け取るコントローラと、を備える水検知センサの断線診断装置であって、
前記コントローラは、
車両の電源オン時に前記水検知センサから得られる出力電圧に基づいて、前記通信線の断線の可能性の有無を判定する断線可能性判定部と、
前記断線可能性判定部により前記通信線の断線の可能性が有ると判定された場合に、前記車両の前回の電源オフ時と今回の電源オン時とのエンジン関連部品温度の差が所定値以上であることを条件として、前記通信線が断線していると判定する断線判定部と、
前記車両の前回の電源オフ時に前記コントローラが正常に終了していないことを判断した場合に、前記断線判定部による判定を禁止する断線判定禁止部と、を備えることを特徴とする水検知センサの断線診断装置。