JPH06122361A - 車速検出手段の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はスロットル開度に応じたエンジン負
荷の変化量に基づいて車両走行状態を判定して車速検出
手段が異常かどうかを検出する車速検出手段の異常検出
装置を提供することを目的とする。 【構成】 車速センサ４５が速度ゼロを検出したとき、
ＥＣＵ２１のＣＰＵ４８はスロットルスイッチ３４によ
りスロットルバルブ３３が所定以上開のときの圧力セン
サ３２の上限値とスロットルバルブ３３が閉じたときの
下限値との差をもとめ、この差が予め設定された閾値よ
り小さいとき走行状態であると判定し、車速センサ４５
に異常が発生したこと示す信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車速検出手段の異常検出
装置に係り、特に車両走行状態において車速検出手段の
異常を検出する車速検出手段の異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子制御装置により自動車等の内
燃機関を精密に制御し、出力、燃費、エミッション、運
転性等の改良が進められている。

【０００３】この制御は、内燃機関や車両の状態を各種
センサにより検出し、そのデータを用いることにより、
初めて実現できるものである。例えば、スロットル開度
センサによりスロットル弁の全閉状態を検出するととも
に、スピードメータケーブルのと共に回転するマグネッ
トとリードスイッチや磁気反応素子とで構成された車速
センサまたはスピードメータケーブルの回転を光学的に
検出する車速センサを用いて車両が停車しているか否か
を検出して機関のアイドル状態を検出し、アイドルの機
関回転数の制御や空燃比の制御が行われている。しかし
ながら、マグネットの回転不良、リードスイッチ等の不
良又は車速センサと制御回路とを接続する信号線の断線
等によって車速センサから信号が出力されなくなる故障
が発生したときには、スロットル弁を閉じて減速する場
合において車速センサからの出力により車両が停止して
いると判断されることから、減速時の機関回転数や空燃
比がアイドル時の値に制御され、不適切な制御をするこ
とがあった。

【０００４】そこで従来、次のような異常検出がなされ
ていた。

【０００５】即ち、内燃機関の吸気管の圧力、機関回転
数及び機関冷却水温が各々所定値以上においても、車速
検出手段（車速センサ）の検出値が零であった場合に、
車速検出手段異常と判断し、その対応を計るものであっ
た。

【０００６】これは通常、車両速度が零では生ずること
のない運転範囲を定めるものであり、その各所定値は誤
検出を防止するため、正常時の値よりも十分にギャップ
のある値でなくてはならなかった。例えば、吸気管の圧
力はレーシングでは起こり得ない高い値に、又、機関回
転数はストールを生ずる回転数以上の値に設定しなくて
はならなかった。

【０００７】上記の条件を考慮すると、実際に車速検出
手段の異常検出が可能となる範囲は５段変速車の場合、
シフトがトップでは６０km/hr 以上、セカンドでは約４
０km/hr 以上となった。これは、一般道路走行では出し
にくい車速であり、その結果、車速検出手段の異常の発
見が遅れてしまった。このため、機関の運転が不適切で
燃費、出力、エミッションに悪影響を生じたり、オート
マチックトランスミッションでは、変速制御が適切にで
きないという状態が発見できないまま長期にわたり継続
する場合があった。

【０００８】そのため、本出願人は上記のような不都合
を解消するため、特開昭６２−６１７２号公報に記載さ
れた「車速検出手段の異常検出装置」を提案した。この
提案の装置では、圧力判定手段によりエンジンの吸気管
圧力が所定圧力以上であると判定し、回転速度判定手段
によりエンジンの回転速度が所定速度以上であると判定
し、さらに温度判定手段がエンジンの温度が所定温度以
上であると判定した場合、通常、車速はゼロでなく、走
行状態であると判定する。従って、圧力判定手段及び回
転速度判定手段、温度判定手段により走行中であると判
定されているときに車速判定手段が車速ゼロと判定した
場合、車速検出手段に異常があることが分かる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記提案の
車速検出手段の異常検出装置では、車両速度がゼロとな
らない運転範囲を各パラメータの絶対値と各センサから
の計測値とを比較して定めるため、誤検出を防止するに
は走行時の各パラメータの絶対値を停止時の値よりも十
分離れた数値にしなければならず、例えば車両が１００
km/h程度の速度で走行しているとき車両速度がゼロでな
いと判定することになる。しかしながら、高速道路以外
の一般道路でこのような速度で走行することはできない
ため、高速道路等でしか異常検出装置が作動しないこと
になり、一般道路を走行する通常の運転時に車速センサ
をチェックすることができず、例え車速センサに異常が
発生しても異常を検出できず、異常検出装置が充分に機
能しないといった課題がある。さらに、上記装置では、
制御装置のメモリに停止時のエンジンの吸気管圧力デー
タ及びエンジンの回転速度データのテーブルとしてのエ
ンジン特性のマップを作成して記憶させなければなら
ず、しかも記憶容量をＲＯＭ内に確保する必要がある。

【００１０】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、スロットル開度に応じたエンジン負荷の変化量
に基づいて車両走行状態を判定して確実な異常検出を可
能とした車速検出手段の異常検出装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理図で
ある。上記課題を解決するために、本発明では、スロッ
トルの開度を検出するスロットル開度検出手段Ａ１と、
エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段Ａ２
と、車両走行時の車速を検出する車速検出手段Ａ３と、
前記スロットル開度検出手段Ａ１及びエンジン負荷検出
手段Ａ２から出力された検出データを読み込み、前記ス
ロットル開度に応じたエンジン負荷の変化量に基づいて
車両走行状態か否かを判定する走行状態判定手段Ａ４
と、該走行状態判定手段Ａ４により車両走行状態である
と判定され、且つ前記車速検出手段Ａ３が車速ゼロを検
出したとき、前記車速検出手段Ａ３が異常であると判断
する異常検出手段Ａ４と、よりなることを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成とされた車速検出手段の異常検出装置
では、スロットル開度検出手段Ａ１により検出されたス
ロットル開度に応じたエンジン負荷の変化量がエンジン
負荷検出手段Ａ２により検出されると、走行状態判定手
段Ａ４が当該エンジン負荷の変化量に基づいて車両走行
状態か否かを判定するため、スロットル開度が頻繁に変
化する一般道を走行しているときでもスロットル開度に
応じて頻繁に車速検出手段Ａ３の異常の有無をチェック
でき、車速検出手段Ａ３の異常を直ちに検出することが
できる。

【００１３】

【実施例】図２及び図３に本発明になる車速検出手段の
異常検出装置の一実施例を示す。

【００１４】両図中、エンジン２０は後述するエンジン
コントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２１
によって各シテスムが制御される。

【００１５】エンジンブロック２２内には、ピストン２
３が摺動自在に挿入され、ピストン２３の上部に形成さ
れた燃焼室２４は吸気弁２６を介してインテークマニホ
ルド２５に連通される一方、排気弁２７を介してエキゾ
ーストマニホルド２８に連通されている。又、燃焼室２
４にはプラグギャップが突出するように点火プラグ２９
が取り付けられている。

【００１６】インテークマニホルド２５の上流側はサー
ジタンク３０を介して吸気管３１に連通されている。こ
の吸気管３１内にはスロットルバルブ３３が設けられ、
サージタンク３０には吸気圧力を検出する圧力センサ
（エンジン負荷検出手段）３２が設けられている。スロ
ットルバルブ３３は、アクセルペダル（図示せず）に連
動して開度が調整される構成とされており、またその開
度はスロットルセンサ（スロットル開度検出手段）３４
により検出される構成とされている。尚、スロットルセ
ンサ３４には、アイドル状態を検出するアイドルスイッ
チ３５が組み込まれている。

【００１７】上記吸気管３１にはスロットルバルブ３３
を迂回し、且つ、スロットルバルブ３３の上流側と下流
側とを連通するバイパス通路３６が設けられ、このバイ
パス通路３６の途中に例えばステッピングモータ（図示
せず）によって弁開度が制御されるアイドル・スピード
・コントロール・バルブ（ＩＳＣＶ）３７が取り付けら
れている。

【００１８】３８は燃料噴射弁で、インテークマニホル
ド２５を通る空気流中にＥＣＵ２１の指示にしたがって
燃料を噴射する。また、酸素濃度検出センサ（Ｏ₂ セン
サ）３９はエキゾーストマニホルド２８を一部貫通突出
するように設けられ、触媒装置（図示せず）に入る前の
排気ガス中の酸素濃度を検出する。

【００１９】４０は水温センサで、エンジンブロック２
２を貫通して一部がウォータジャケット２２ａ内に突出
するように設けられており、エンジン冷却水の水温を検
出する。

【００２０】４２はディストリビュータで、エンジンク
ランクシャフトの基準位置検出信号を発生する気筒判別
センサ４３と、エンジン回転信号を例えば３０℃Ａ毎に
発生する回転角センサ４４とを有している。

【００２１】４５は車両の走行速度を検出する車速検出
手段としての車速センサで、例えばスピードメータケー
ブル４６の回転により回転するマグネット４５ａとリー
ドスイッチ４５ｂとにより構成されている。リードスイ
ッチ４５ｂはマグネット４５ａの回転によりオン・オフ
信号を出力する。従って、ＥＣＵ２１はこのリードスイ
ッチ４５ｂからの信号をカウントして車両の走行速度を
得る。

【００２２】図３に示すように、ＥＣＵ２１は上記各セ
ンサが接続された入力インタフェース回路４７、ＣＰＵ
（後述する走行状態判定手段、異常検出手段を有する）
４８、ＲＯＭ４９、ＲＡＭ５０、バックアップＲＡＭ５
１、出力インタフェース回路５２を有する。

【００２３】５３はダイアグランプで、出力インタフェ
ース回路５２に接続され、後述するように車速センサ４
５で異常が発生したことが検出されたとき点灯され、運
転者に車速センサ４５が異常であることを知らせる。

【００２４】ここで、図４、図５に示す実験結果につい
て説明する。両図中、はスロットルバルブ３３の開
度、はエンジン回転数、はインテークマニホルド２
５の圧力（負荷）、はアイドルスイッチ３５の出力、
はＦ／Ｃ（フューエルカット）フラグの線図である。

【００２５】図４はレーシング状態（エンジンに負荷を
かけない状態）の一例のタイムチャートで、つまり車両
が停止している状態でのグラフである。このレーシング
状態では、いわゆるアクセルが空ふかし状態であるの
で、走行時のようにタイヤから負荷がエンジンに作用し
ないため、図４においてはスロットルバルブ３３の開度
が徐々に開くにつれてエンジン回転数が上昇し、約５０
％でおよそ６４００r.p.m まで吹きあがる。

【００２６】そして、アクセルペダル（図示せず）が踏
まれるとアイドルスイッチ３５がオフに切り換わり、ま
たアクセルペダルが戻されるとアイドルスイッチ３５が
オンに切り換わる。又、Ｆ／Ｃフラグは例えばアクセル
ペダルが踏み込んでエンジン回転数が所定回転数以上に
なった後、アクセルペダルを戻したときセットされる。
インテークマニホルド２５の圧力はアクセルペダルが踏
み込まれてスロットルバルブ３３の開度が所定値以上に
なったとき、その開度に応じた上限値（例えば６２４．
６mmHg）に達し、その後上記Ｆ／Ｃフラグがセットされ
たときは下限値（例えば１１５mmHg）となる。

【００２７】又、図５は走行状態の一例のタイムチャー
トである。実際の走行時では各走行状態に応じて夫々異
なるパターンとなるが、ここでは説明を分かりやすくす
るため図５を参照して説明する。

【００２８】走行時はタイヤからの負荷がエンジンに作
用するため、図５においてはスロットルバルブ３３の開
度が６０％でおよそ３０００r.p.m まで吹きあがる。こ
の場合の走行状態においては、インテークマニホルド２
５の圧力はアクセルペダルが踏み込まれてスロットルバ
ルブ３３の開度が所定値以上になったときその開度に応
じた上限値（例えば５６２．１４mmHg）に達し、その後
Ｆ／Ｃフラグがセットされたとき下限値（例えば２３
４．９mmHg）となる。つまり、走行時はインテークマニ
ホルド２５の圧力の下限値はレーシング時よりも大きな
値で、上限値はレーシング時よりも小さな値である。

【００２９】そして、上記インテークマニホルド２５の
圧力の上限値と下限値との差をとると、レーシング状態
のとき６２４．６−１１５＝５０９．６mmHgとなり、走
行時のときは５６２．１４−２３４．９＝３２７．２４
mmHgとなる。従って、インテークマニホルド２５の圧力
の上限値と下限値との差は、走行時よりもレーシング時
のときの方が大きな値になることが分かる。このよう
に、インテークマニホルド２５の圧力の上限値と下限値
との差が上記のように走行時あるいはレーシング時によ
って大または小となるのは、次のような理由による。

【００３０】つまり、走行時よりレーシング時の方がイ
ンテークマニホルド２５の圧力の上限値が高くなるの
は、スロットルバルブ３３の開度を一定した場合、走行
時よりもレーシング時の方がエンジン回転数が高くな
り、インテークマニホルド２５の圧力が高くなる反面、
走行時はタイヤからの負荷がエンジンに付与されるた
め、レーシング時よりもエンジン回転数が低くくなって
インテークマニホルド２５の圧力が低くなるからであ
る。

【００３１】又、走行時よりレーシング時の方がインテ
ークマニホルド２５の圧力の下限値が低くなるのは、ア
クセルペダルが戻されてスロットルバルブ３３が閉じた
ときレーシング時はエンジンに負荷がかからないのでエ
ンジン回転数がすぐに下がってインテークマニホルド２
５の圧力が低下するが、走行時はエンジンブレーキ使用
状態となってエンジン回転数が徐々に下がるためインテ
ークマニホルド２５の圧力も徐々に低下するからであ
る。

【００３２】本実施例では、後述するように、ＲＯＭ４
９に予め閾値を設定しておき、この圧力の上限値と下限
値との差に基づいて走行状態であるか、あるいはレーシ
ング状態であるかの判定を行う。従って、従来のように
予めマップを作成して記憶させておく必要がないばかり
かＲＯＭ４９の容量が小さくて済む。

【００３３】ここで、ＥＣＵ２１のＣＰＵ４８が実行す
る車速センサ４５の異常検出処理について図６を参照し
て説明する。

【００３４】同図中、ＣＰＵ４８はステップＳ１（以下
「ステップ」を省略する）で、まず各センサからの検出
信号を読み込む。即ち、圧力センサ３２よりインテーク
マニホルド２５の圧力を読み取り、スロットルセンサ３
４によりスロットルバルブ３３の開度を読み取り、アイ
ドルスイッチ３５のオン・オフ信号を読み取り、水温セ
ンサ４０よりエンジンブロック２２の冷却水の水温を読
み取り、車速センサ４５より車両の走行速度を読み取
る。又、各センサから読み込んだ各データはＲＡＭ５０
に格納される。

【００３５】次のＳ２では、車速センサ４５により検出
された走行速度がゼロかどうかチェックする。なお、車
速センサ４５により走行速度が検出されたときは、車速
センサ４５が正常であるので、一旦処理を終了する。

【００３６】しかし、Ｓ２において、車速センサ４５の
検出速度がゼロであればＳ３に移り水温センサ４０によ
り検出された冷却水が所定温度ｒ以上かどうかをチェッ
クする。冷却水が所定温度ｒ未満であれば、エンジンが
車速センサ４５の異常を誤検出するおそれがあるので、
このまま一旦処理を終了する。

【００３７】しかし、Ｓ３において、冷却水が所定温度
γ以上であるときは、Ｓ４に移りスロットルバルブ３３
が所定の開度α以上から、ｔ秒（０．５〜１秒程度）以
内にアイドルスイッチ３５がオンになったか否かをチェ
ックする。つまり、アクセルペダルを踏んでいた足をア
クセルペダルから離すと、アイドルスイッチ３５がオン
に切り換わりエンジンブレーキを使用している状態とな
る。

【００３８】即ち、Ｓ４において、スロットルバルブ３
３が所定の開度α以上からｔ秒（０．５〜１秒程度）以
内にアイドルスイッチ３５がオンにならなかったとき
は、圧力センサ３２の検出値により走行状態を判定する
ことが難しいので、このまま一旦処理を終了する。

【００３９】しかし、Ｓ４において、スロットルバルブ
３３が所定の開度α以上から、ｔ秒（０．５〜１秒程
度）以内にアイドルスイッチ３５がオンに切り換わる
と、Ｓ５に移り、スロットルバルブ３３が所定の開度α
以上のときの圧力センサ３２の検出値（上限値）と、ス
ロットルバルブ３３が閉じてＦ／Ｃフラグがセットされ
たときの圧力センサ３２の検出値（下限値）との差を求
める。さらに、上限値と下限値との差を求め、この値が
あらかじめＲＯＭ４９に設定された閾値β以下か否かを
チェックする。

【００４０】これは前述したレーシング状態か走行状態
かの判定を行うのに、上記インテークマニホルド２５の
負荷、即ち圧力センサ３２の検出値の上限値と下限値と
の差が閾値β以下であれば走行状態であり、圧力センサ
３２の検出値の上限値と下限値との差が閾値β以上であ
ればレーシング状態であると判定できるからである。

【００４１】即ち、Ｓ５において、圧力センサ３２の検
出値の上限値と下限値との差が閾値β以下であるときは
走行状態であるので、Ｓ２で車速センサ４５が走行速度
ゼロを検出したのは車速センサ４５で何らかの異常が発
生しているものと判断する。その場合、Ｓ６で車速セン
サ４５が異常であることを示すダイアグコードを出力し
てダイアグランプ５３を点灯させる。

【００４２】次のＳ７でＦｆフラグを１にセットする。
このＦｆフラグがセットされることにより、他の処理、
例えば自動変速機制御やエンジン制御においてＦｆフラ
グをチェックすることにより車速センサ４５の異常によ
る自動変速機制御やエンジン制御への弊害を防止でき
る。

【００４３】このように、アクセルペダルを戻したとき
の圧力センサ３２の検出値の上限値と下限値との差によ
り走行状態か否かを判定できるので、一般道を走行して
いるときでもアクセルペダルを戻したときに随時車速セ
ンサ４５の異常検出処理を実行することが可能となり、
頻繁に異常検出処理を実行して車速センサ４５で異常が
あったときには直ちに検出することができる。

【００４４】尚、上記実施例のγ、α、βの各数値は、
エンジンによって異なるため、個々のエンジン特性に合
わせて設定される。

【００４５】又、上記実施例では、先に車速センサ４５
がゼロを検出したかどうかをチェックした後、走行状態
か否かを判定するようにしたが、これに限らず、先に走
行状態を判定した後、車速センサ４５がゼロを検出した
かどうかをチェックするようにしても良い。

【００４６】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる車速検出手段
の異常検出装置は、走行状態判定手段がスロットル開度
に応じたエンジン負荷検出手段により検出されたエンジ
ン負荷の変化量に基づいて車両走行状態か否かを判定す
るようにしたため、通常の走行時にも車速検出手段の異
常検出を行うことができ、頻繁に車速検出手段の異常の
有無をチェックすることが可能になる。そのため、車速
検出手段で異常が発生したときにはその異常を直ちに検
出することができ、異常検出処理の信頼性を高めること
ができ、しかも従来のように予めマップを作成して記憶
させておく必要がなく、その分ＲＯＭの容量を小さくで
きる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明を適用したエンジンの構成図である。

【図３】本発明を適用した制御系のシステム構成図であ
る。

【図４】レーシング状態の吸気管側の圧力変化を示すグ
ラフである。

【図５】走行状態の吸気管側の圧力変化を示すグラフで
ある。

【図６】ＣＰＵが実行する車速検出手段の異常検出処理
を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

２０ エンジン ２１ ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット） ２３ ピストン ２４ 燃焼室 ２５ インテークマニホルド ２６ 吸気弁 ３０ サージタンク ３１ 吸気管 ３３ スロットルバルブ ３４ スロットルセンサ ３５ アイドルスイッチ ３８ 燃料噴射弁 ４０ 水温センサ ４２ ディストリビュータ ４５ 車速センサ ４６ スピードメータケーブル ４８ ＣＰＵ ５０ ＲＡＭ ５３ ダイアグランプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルの開度を検出するスロットル
   開度検出手段と、 エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、 車両走行時の車速を検出する車速検出手段と、 前記スロットル開度検出手段及びエンジン負荷検出手段
   から出力された検出データを読み込み、前記スロットル
   開度に応じたエンジン負荷の変化量に基づいて車両走行
   状態か否かを判定する走行状態判定手段と、 該走行状態判定手段により車両走行状態であると判定さ
   れ、且つ前記車速検出手段が車速ゼロを検出したとき、
   前記車速検出手段が異常であると判断する異常検出手段
   と、 よりなることを特徴とする車速検出手段の異常検出装
   置。