JPH0782058B2 - センサ系異常検出装置 - Google Patents

センサ系異常検出装置

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JPH0782058B2
JPH0782058B2 JP61146454A JP14645486A JPH0782058B2 JP H0782058 B2 JPH0782058 B2 JP H0782058B2 JP 61146454 A JP61146454 A JP 61146454A JP 14645486 A JP14645486 A JP 14645486A JP H0782058 B2 JPH0782058 B2 JP H0782058B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温度センサ,圧力センサ等のセンサとこのセン
サの出力を伝えるコネクタ,信号線等のセンサ信号伝達
系との異常を検出するセンサ系異常検出装置に関する。
〔従来の技術〕
物理的あるいは化学的な諸量を電気信号として検出する
センサは、各種のシステムで使用されている。例えば、
自動車の内燃機関制御システムでは、吸入空気量を計測
するエアーフローメータにポテンショメータが使用さ
れ、冷却水温の検出に温度センサが使用され、内燃機関
制御器はこれらセンサ及び他の各種のセンサの検出電圧
をコネクタやハーネス等を介して取込み、その値に基づ
いて最適な内燃機関制御を実行している。
このようなセンサの出力に基づいて何等かの制御を行な
っているシステムにおいては、コネクタ等を含めたセン
サ系の異常は直ちにシステムの異常となるので、センサ
系に異常が発生した場合、いち早くこれを検出して対策
を講じることが望まれる。
そこで従来においても、そのようなシステムには、セン
サ系に異常が発生したか否かを検出するセンサ系異常検
出装置が設けられている。
従来、この種のセンサ系異常検出装置は、一般にセンサ
出力電圧を予め設定した異常判定電圧と比較することに
より、センサの異常を検出している。例えば、上記の冷
却水温を検出する温度センサの場合、冷却水温の上限に
は自ずと限界があるので、例えば温度センサがその限界
以上の値を示したとき温度センサに異常が発生したとす
るものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述した従来の装置は、センサを構成す
る素子自体やコネクタ等が完全に破壊して固定故障が生
じた場合には有効に検出できるが、コネクタ部のガタツ
キ,ハーネス組付け不良,電源の瞬断,センサを構成す
る素子内部での接触不良等に起因して頻度の高い間欠故
障すなわち固定故障には至らないが制御に大きな影響を
与える間欠故障は十分に検出することができないという
欠点があった。
本発明はこのような従来の欠点を解決したもので、その
目的は、固定故障には至らないが制御に大きな影響を与
える間欠故障を十分に検出することができるセンサ系異
常検出装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記目的を達成するために、例えば第1図に示
すように、センサ1と、このセンサ1の出力電圧を処理
装置2へ入力するセンサ信号伝達系3とから構成される
センサ系の異常を検出するセンサ系異常検出装置におい
て、センサ信号伝達系3で処理装置2へ導かれたセンサ
電圧SVの所定時間当たりの変化電圧ΔVを検出するセン
サ変化電圧検出手段4と、センサ変化電圧の許容値Vlを
記憶するセンサ変化電圧許容値記憶手段5と、センサ変
化電圧検出手段4で検出されたセンサ変化電圧ΔVとセ
ンサ変化電圧許容値Vlとを比較する比較手段6と、比較
手段6においてセンサ変化電圧ΔVがセンサ変化電圧許
容値Vlを越えた回数を計数する異常回数計数手段7と、
異常回数の許容値Nlを記憶する異常回数許容値記憶手段
8と、予め設定された時間内に異常回数計数手段7で計
数された異常回数Nが異常回数許容値Nlを越えたときセ
ンサ系が異常と判定する判定手段9とを備える。
〔作用〕
センサ信号伝達系3を構成するコネクタ,ハーネスの緩
みや電源の瞬断,センサ1を構成する素子内部での接触
不良等に起因して、センサ電圧SVが通常の動作では起こ
り得ないような変化を示した場合、センサ変化電圧ΔV
はセンサ変化電圧許容値Vlを越え、これが比較手段6で
判別されて異常回数計数手段7の計数値がカウントアッ
プされる。上述のようなセンサ電圧SVの異常な変化が所
定時間内で頻発するとき、予め設定された時間内に異常
回数計数手段7で計数される異常回数Nが異常回数許容
値Nlを越えるものとなり、判定手段9によってセンサ系
に異常が発生したと判定される。一方、ノイズ等の影響
で一時的にセンサ電圧SVが異常な変化を示した場合、異
常回数Nが異常回数許容値Nlを越えないので、異常とは
判定されない。よって、頻度の高い間欠故障すなわち固
定故障には至らないが制御に大きな影響を与える間欠故
障を検出することができる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第2図は本発明の実施例のブロック図であり、本発明を
自動車に搭載された制御装置例えば内燃機関制御装置に
適用した例を示す。
同図において、20は処理装置であり、マイクロプロセッ
サ21と、インタフェイス22,23と、各センサに対応した
センサ変化電圧許容値,異常回数許容値,異常判定レベ
ルや各種プログラム等を記憶するROM24と、ワーク領域
等に使用されるRAM25と、センサ系の異常を検出したと
きに異常コードを記憶する為等に使用されるスタンバイ
RAM26とを含む。30a〜30nはセンサであり、温度セン
サ,圧力センサ,O2センサ等で構成される。このセンサ3
0a〜30nの出力電圧はリード線,コネクタ等を含むセン
サ信号伝達系31a〜31nを介してA/D変換器32に加えら
れ、ここでディジタル量のセンサ出力電圧SVa〜SVnに変
換されてインタフェイス22を介してマイクロプロセッサ
21に加える。マイクロプロセッサ21は、上記センサ出力
電圧SVa〜SVnに基づいて公知のような処理を行ない、イ
ンタフェイス23を介して図示しない燃料噴射弁等を制御
する。また、後述するようにセンサ系の異常検出を行な
い、異常を検出すると、例えばどのセンサ系に異常が発
生したかの情報をスタンバイRAM26に異常コードとして
格納すると共に、インタフェイス23を介して警報器34を
駆動する。
また第2図において、40は自動車バッテリであり、その
出力電圧は直接に定電圧回路41に加えられると共にイグ
ニッションスイッチ42を介して定電圧回路43に加えら
れ、定電圧回路41の出力電圧VSBでスタンバイRAM26が動
作する。即ち、スタンバイRAM26はイグニッションスイ
ッチ42のオン,オフにかかわらず記憶内容を保持する不
揮発性メモリとして構成されている。また、定電圧回路
43の出力電圧VCCは、処理装置20のその他の部分やセン
サ30a〜30n,A/D変換器32等に供給されている。
第3図および第4図はマイクロプロセッサ21が行なうセ
ンサ系異常検出処理の一例を示す流れ図であり、第3図
はA/D変換器32の出力を読込む毎に行なわれる処理を、
第4図は故障診断ルーチンの処理をそれぞれ示す。尚、
第3図および第4図において、「i」の添字はセンサ30
i(i=a〜n)との対応を示す。また、第5図は一つ
のセンサ例えば第2図のセンサ30aに関連するセンサ系
の異常判定処理の説明図であり、同図(a)はセンサ30
aの出力電圧をA/D変換器32でディジタル量に変換したセ
ンサ電圧SVaの時間的変化と、従来においても採用され
ていた異常判定電圧レベルVL,VHの様子を示し、同図
(b)はセンサ電圧SVaの所定時間当たりの変化量(セ
ンサ変化電圧)ΔVaの時間的変化とセンサ変化電圧許容
値Vlaの様子を示し、同図(c)はセンサ出力電圧SVaが
センサ変化電圧許容値Vlaを越える毎にインクリメント
されるセンサ30a対応のカウンタの計数値の時間的変化
と、異常回数許容値Nlaの様子を示し、同図(d)はス
タンバイRAM26内にセンサ30aに対応して設けられたフェ
イル表示ビットの様子を示している。
以下各図を参照して本実施例の動作を説明する。
マイクロプロセッサ21はセンサ電圧取込みタイミングに
なると、今回取込むべきセンサに対応してA/D変換器32
のチャンネルを切換え、第3図に示す処理を開始する。
なお、説明の便宜上このときセンサ30aが選択されたも
のとする。
マイクロプロセッサ21は、先ずA/D変換器32でディジタ
ル量に変換されたセンサ30aの電圧SVaを第5図(a)に
示す異常判定電圧レベルVH,VLと比較してセンサ・フェ
イル・チェックを行なう(S1)。そして、センサ出力電
圧SVaがレベルVHを越えるか或いはレベルVLより小さい
とセンサ30aに異常が発生したものとして、検出したセ
ンサ出力電圧SVaの代わりに予めROM24等に記憶されたそ
の標準値を採用する等のフェイル・セーフ処理を行なう
(S2)。なお、このとき図示しない処理によりスタンバ
イRAM26内のセンサ30aに対応するフェイル表示ビットが
“1"にされ、警報器34が駆動される。
他方、異常判定電圧レベルVH,VLによる異常判定で正常
と判定されたときは、今回のセンサ出力電圧SVaと前回
のセンサ30aの出力電圧SVaとの差の絶対値(センサ変化
電圧)ΔVaを求め(S3)、このセンサ変化電圧ΔVaを第
5図(b)に示すセンサ変化電圧許容値Vlaと比較する
(S4)。そして、センサ変化電圧ΔVaがセンサ変化電圧
許容値Vlaより大きいと、センサ30aに対応して例えばRA
M25内に設定されたカウンタ領域のNaをインクリメント
し(S5)、センサ変化電圧ΔVaがセンサ変化電圧許容値
Vlaより大きくないと、そのような処理は行なわない。
センサ30aの出力電圧に関する第3図に示すような処理
は、センサ30aの出力電圧を取込む毎に行なわれ、その
ような動作は他のセンサ30b〜30nについても同様に行な
われる。
センサ30aのセンサ出力電圧SVaが第5図(a)に示すよ
うな変化を示した場合、そのセンサ変化電圧ΔVaは第5
図(b)に示すものとなり、センサ30a対応のカウンタ
領域の値Naはセンサ変化電圧ΔVaがセンサ変化電圧許容
値Vlaを越える毎に第5図(c)に示すようにインクリ
メントされていくことになる。
さて、マイクロプロセッサ21は例えば1分毎の周期に設
定された異常チェックタイミングになると(S10)、最
初のセンサ例えばセンサ30aに注目し(S11)、そのセン
サ30aに対応するカウンタ領域の値NaがROM24に設定され
たセンサ30a対応の異常回数許容値Nlaより大きいか否か
を判別し(S12)、大きいと、センサ30aのセンサ系に頻
発する間欠故障が発生したものとしてフェイルセーフ処
理を行なった後(S13)、センサ30a対応の上述したカウ
ンタ領域をクリアし(S14)、カウンタ領域の値Naが異
常回数許容値Nlaより大きくなければ、今回の周期内で
は異常が発生していないものとして上述したフェイルセ
ーフ処理を行なうことなくそのセンサ30a対応のカウン
タ領域の内容をクリアする(S14)。なお、ステップS13
のフェイルセーフ処理としては、例えばセンサ30aの出
力電圧の代わりにROM24等に設定された標準値を採用し
たり、スタンバイRAM26内のセンサ30aに対応するフェイ
ル表示ビットの内容を“1"にしたり、或いは警報器34を
駆動したりする動作が行なわれる。第5図(c)の例で
は、異常チェックタイミングT1,T3では異常が検出され
ず、異常チェックタイミングT2で異常が検出された例が
示されている。
マイクロプロセッサ21は一つのセンサ系の異常検出処理
を終えると、チェックすべき全てのセンサが終了したか
否かを判別し(S15)、終了していればその他のメイン
処理に進み、終了していなければ次のセンサ系に注目を
移してステップS12に戻り(S16)、残りのセンサ系の異
常を上述と同様にして検出する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、コネクタや信号線等で
構成されるセンサ信号伝達系を介してセンサから加えら
れるセンサ電圧の変化量が、予め定められたセンサ変化
電圧許容値を越えた回数を計数し、所定時間当たりのそ
の回数が予め設定された異常回数許容値を越えたときセ
ンサ系に異常が発生したものとするものであり、センサ
電圧が異常判定レベルに達していなくても頻繁にその電
圧が異常に変化する如く、制御に大きな影響を与える間
欠故障を検出することができる効果がある。また、ノイ
ズ等の影響で一時的にセンサ電圧が異常な変化を示した
ときには異常と判定されないので、ノイズ等によって誤
検出することもなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成説明図、 第2図は本発明の実施例のブロック図、 第3図はA/D変換器32の出力を読込む毎に行なわれるマ
イクロプロセッサ21の処理例の流れ図、 第4図はマイクロプロセッサ21が行なう故障診断ルーチ
ンの処理例の流れ図、 第5図は一つのセンサ例えば第2図のセンサ30aにかか
るセンサ系の異常判定処理の動作説明図である。 図において、1……センサ、2……処理装置、3……セ
ンサ信号伝達系、4……センサ変化電圧検出手段、5…
…センサ変化電圧許容値記憶手段、6……比較手段、7
……異常回数計数手段、8……異常回数許容値記憶手
段、9……判定手段、20……処理装置、21……マイクロ
プロセッサ、22,23……インタフェイス、24……ROM、25
……RAM、26……スタンバイRAM、30a〜30n……センサ、
31a,31n……センサ信号伝達系、32……A/D変換器、34…
…警報器、40……自動車バッテリ、41,43……定電圧回
路、42……イグニッションスイッチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】センサと該センサの出力電圧を処理装置へ
    入力するセンサ信号伝達系とから構成されるセンサ系の
    異常を検出するセンサ系異常検出装置において、 前記センサ信号伝達系で前記処理装置へ導かれたセンサ
    電圧の所定時間当たりの変化電圧を検出するセンサ変化
    電圧検出手段と、 センサ変化電圧の許容値を記憶するセンサ変化電圧許容
    値記憶手段と、 前記センサ変化電圧検出手段で検出されたセンサ変化電
    圧と前記センサ変化電圧許容値とを比較する比較手段
    と、 該比較手段において前記センサ変化電圧が前記センサ変
    化電圧許容値を越えた回数を計数する異常回数計数手段
    と、 異常回数の許容値を記憶する異常回数許容値記憶手段
    と、 予め設定された時間内に前記異常回数計数手段で計数さ
    れた異常回数が前記異常回数許容値を越えたとき前記セ
    ンサ系が異常と判定する判定手段とを具備したことを特
    徴とするセンサ系異常検出装置。
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