JP2830506B2 - Sensor abnormality determination device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車等の車
両に搭載される各種センサの異常、さらにコネクタ部分
の接触不良等を判別し検出するセンサの異常判別装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor abnormality judging device for judging and detecting an abnormality of various sensors mounted on a vehicle such as an automobile, and a contact failure of a connector.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、内燃機関を搭載した自動車にあ
っては、この内燃機関を電子的に制御するために、内燃
機関の運転状況を認識する各種のセンサが搭載されてい
る。そして、機関電子制御を円滑に且つ確実に実行させ
るためには、これらセンサ類からの検出信号が正確に出
力されていることを確認する必要がある。2. Description of the Related Art For example, in an automobile equipped with an internal combustion engine, various sensors for recognizing the operating state of the internal combustion engine are mounted in order to electronically control the internal combustion engine. Then, in order to smoothly and reliably execute the engine electronic control, it is necessary to confirm that the detection signals from these sensors are output accurately.

【０００３】内燃機関の電子制御のためには、例えばス
ロットル弁の開度、吸入空気量、吸入空気圧、機関冷却
水の温度、吸気温度等の各種アナログ信号を得るセンサ
が装備されている。For electronic control of the internal combustion engine, there are provided sensors for obtaining various analog signals such as the opening degree of a throttle valve, the amount of intake air, the intake air pressure, the temperature of engine cooling water, and the temperature of intake air.

【０００４】そして、これらアナログ信号を出力するセ
ンサ類にあっては、センサからの出力信号のレベルが、
予め決められている値を越えている場合、あるいは予め
決められている値に達しない場合に異常状態を認識す
る。そして、この異常の状態が連続してある程度の時間
が経過するような状態で、センサの断線または短絡障害
が発生したものと判別している。[0004] In these sensors that output analog signals, the level of the output signal from the sensor is
If the value exceeds a predetermined value or does not reach the predetermined value, an abnormal state is recognized. Then, in a state where the abnormal state continues for a certain period of time, it is determined that a disconnection or short circuit failure of the sensor has occurred.

【０００５】しかし、センサ自体の障害の発生ではな
く、例えばこのセンサからの検出信号を導出するコネク
タ部分において接触不良が生じた場合、特に車両に搭載
されている場合コネクタ部分に機械的な振動が大きく作
用しているものであるため、異常および正常の状態が繰
り返し発生する。この様な異常および正常の状態が繰り
返し発生する状態は、異常が連続して発生する条件に合
致せず、上記のような異常判別手段では、このコネクタ
部の接触不良を異常状態と判別することが困難である。[0005] However, not a failure of the sensor itself, but, for example, when a contact failure occurs in a connector portion for deriving a detection signal from the sensor, particularly when the connector portion is mounted on a vehicle, mechanical vibration is generated in the connector portion. Since it is acting largely, abnormal and normal states occur repeatedly. A state in which such abnormalities and normal states occur repeatedly does not meet the conditions for the continuous occurrence of abnormalities, and the abnormality determining means as described above determines that this poor contact of the connector portion is an abnormal state. Is difficult.

【０００６】特に、センサからの出力信号のコネクタ部
の接触不良により発生する信号の瞬断の状態を異常と判
定するように構成すると、例えばセンサ信号ラインに雑
音信号が混入したような場合にこれを異常と判断する誤
検出の状態となり、信頼性に乏しくなる。In particular, if the instantaneous interruption state of a signal generated due to a contact failure of a connector portion of an output signal from a sensor is determined to be abnormal, for example, when a noise signal is mixed in a sensor signal line, this is determined. Is in an erroneous detection state in which is judged to be abnormal, resulting in poor reliability.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、センサ自体の障害のみなら
ず、コネクタ部分の接触不良等の障害の発生も確実に認
識して判別することができ、特に車両に搭載されるアナ
ログ信号を出力するセンサに対して有効なセンサの異常
判別装置を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to reliably recognize and determine not only the failure of the sensor itself but also the occurrence of a failure such as poor contact at the connector portion. In particular, an object of the present invention is to provide a sensor abnormality determination device that is effective for a sensor that outputs an analog signal mounted on a vehicle.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係るセンサの
異常判別装置は、センサからの出力信号に基づき異常状
態を判別し、この異常発生状況を第１および第２の計数
手段で計数する。この場合、第１の計数手段は正常に復
帰する毎にその計数値をクリアし、また第２の計数手段
は積算計数して、この第１および第２の計数手段の計数
値をそれぞれ設定されたしきい値と比較するようにして
いる。An apparatus for determining abnormality of a sensor according to the present invention determines an abnormal state based on an output signal from the sensor, and counts the occurrence state of the abnormality by first and second counting means. In this case, the first counting means clears the count value each time it returns to normal, and the second counting means performs integration counting, and sets the count values of the first and second counting means, respectively. The threshold value.

【０００９】[0009]

【作用】この様に構成されるセンサの異常判別装置によ
れば、第１の計数手段においては、異常が発生してもそ
の異常状態が回復する毎に計数値がクリアされるため、
異常状態が連続して発生した状態を判別するようにな
る。すなわち、センサの断線、短絡等の障害の発生を検
出し、コネクタの接触不良等の異常と正常の繰り返し状
態は検出されない。これに対して第２の計数手段におい
ては、異常および正常が繰り返されても、その異常の発
生度数が積算計数されるもので、特にコネクタ部の接触
不良等の瞬断状態が確実に検出される。この場合、雑音
等によって瞬断と同じ状態が発生しても、これでは第２
の計数手段の計数値をしきい値まで計数することがな
く、雑音を接触不良と判断することがない。According to the sensor abnormality determining apparatus constructed as described above, even if an abnormality occurs, the count value is cleared each time the abnormal state is recovered in the first counting means.
It is possible to determine a state in which an abnormal state occurs continuously. That is, the occurrence of a failure such as a disconnection or a short circuit of the sensor is detected, and the repeated state of the abnormality such as the contact failure of the connector and the normal state is not detected. On the other hand, in the second counting means, even if the abnormality and the normality are repeated, the frequency of occurrence of the abnormality is integrated and counted. In particular, the instantaneous interruption state such as a contact failure of the connector portion is reliably detected. You. In this case, even if the same state as the instantaneous interruption occurs due to noise or the like,
Is not counted up to the threshold value, and noise is not determined to be poor contact.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は、例えば自動車に搭載される内燃機関
の電子制御等を実行する装置を対象として示しているも
ので、この様な機関制御装置にあってはスロットル開度
センサ111 、エアフローメータ112 等のポテンショメー
タからの入力電圧による出力信号を発生するセンサ類、
内燃機関の冷却水温センサ121 、吸気温センサ122 、エ
バポレータ温センサ123 等のサーミスタを用いたセンサ
類、さらにノックセンサ、Ｏ₂センサ等の電圧発生系の
センサ類が存在する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows, for example, a device for performing electronic control or the like of an internal combustion engine mounted on an automobile. In such an engine control device, a throttle opening sensor 111, an air flow meter 112, etc. Sensors that generate an output signal based on the input voltage from the potentiometer,
A cooling water temperature sensor 121 for an internal combustion engine, an intake air temperature sensor 122, sensors using a thermistor, such as the evaporator temperature sensor 123, further knock sensor, the voltage generating system of sensors such as O ₂ sensor is present.

【００１１】この様なアナログ系のセンサ類からの検出
出力信号は、マイクロコンピュータ等によって構成され
る電子制御ユニット13の入力部を構成するＡ／Ｄ変換器
14に供給し、ディジタル信号に変換して中央演算ユニッ
ト（ＣＰＵ）15に入力データとして供給する。A detection output signal from such an analog sensor is used as an A / D converter constituting an input section of an electronic control unit 13 constituted by a microcomputer or the like.
The data is supplied to a central processing unit (CPU) 15 as input data.

【００１２】このＣＰＵ15には、プログラムデータを記
憶するＲＯＭ、入力その他の演算データを記憶するＲＡ
Ｍ、さらに電源が遮断された状態でデータ類を記憶する
バックアップＲＡＭが付属される。そしてこのＣＰＵ15
においては、入力されたデータに基づいて、例えば内燃
機関の適性燃料噴射量等を演算し、この内燃機関の空燃
比を適性に制御する。The CPU 15 has a ROM for storing program data and an RA for storing inputs and other operation data.
M, and a backup RAM for storing data in a state where the power is turned off. And this CPU15
In, for example, an appropriate fuel injection amount or the like of the internal combustion engine is calculated based on the input data, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine is appropriately controlled.

【００１３】またこのＣＰＵ15においては、各センサ類
からの入力信号に基づいてこれらセンサ類が正常に動作
しているか否かを判断し、もしセンサ異常が検出された
ならばアラーム等の異常警報装置16に指令を出力し、セ
ンサ異常を報知させるようにする。The CPU 15 determines whether or not these sensors are operating normally based on input signals from the respective sensors, and if a sensor abnormality is detected, an abnormality alarm device such as an alarm. A command is output to 16 to notify the sensor abnormality.

【００１４】ここで、センサの異常を判別する基準とし
ては、例えば図２で示すように各センサ毎に正常動作範
囲を規定する最大電圧Ｖmax と最小電圧Ｖmin が設定さ
れ、対応するセンサからの出力信号電圧が電圧Ｖmax と
Ｖmin の間にあれば、正常と判断する。そして、センサ
からの出力電圧がＶmax 以上の電圧、あるいはＶmin以
下の電圧値となったときに、このセンサが異常と判断さ
れるようにする。Here, as a criterion for judging the abnormality of the sensor, for example, as shown in FIG. 2, a maximum voltage Vmax and a minimum voltage Vmin which define a normal operation range for each sensor are set, and the output from the corresponding sensor is set. If the signal voltage is between the voltages Vmax and Vmin, it is determined that the signal is normal. When the output voltage from the sensor becomes equal to or higher than Vmax or equal to or lower than Vmin, the sensor is determined to be abnormal.

【００１５】図３は、電子制御ユニット13におけるセン
サの異常判別処理の流れを示す。この判別処理は、例え
ば一定時間毎（２ｍｓ毎等）、またはセンサ毎のＡ／Ｄ
変換周期毎等の所定周期毎に繰り返し実行される処理
で、まず最初のステップ101 においては、センサからの
出力信号の電圧レベル等によって、このセンサからの入
力信号が正常であるか否かを判定する。この判定処理は
図２で示したような基準に基づき行う。FIG. 3 shows the flow of the sensor abnormality determination process in the electronic control unit 13. This discrimination processing is performed, for example, every fixed time (every 2 ms or the like) or A / D for each sensor.
In a process that is repeatedly executed at predetermined intervals, such as at every conversion interval, the first step 101 is to determine whether the input signal from this sensor is normal based on the voltage level of the output signal from the sensor and the like. I do. This determination process is performed based on the criteria shown in FIG.

【００１６】このステップ101 で、入力信号が正常状態
になく異常であると判断されたときはステップ102 に進
み、第１のカウンタを計数歩進する。ステップ103 では
第１のカウンタの計数値が“１”であるか否かを判定
し、第１のカウンタの計数値が“１”であると判定され
たならばステップ104 に進んで第２のカウンタを計数歩
進する。また、ステップ101でセンサが正常であると判
断されたときは、ステップ107 で第１のカウンタをクリ
アする処理を行う。If it is determined in step 101 that the input signal is not in the normal state but abnormal, the process proceeds to step 102, where the first counter is incremented. In step 103, it is determined whether or not the count value of the first counter is "1". If it is determined that the count value of the first counter is "1", the flow advances to step 104 to proceed to step 104. The counter is incremented. When it is determined in step 101 that the sensor is normal, a process of clearing the first counter is performed in step 107.

【００１７】例えば図４の（Ａ）で示すように、センサ
からの出力電圧がＶmax を境に上下に繰り返し変化して
いる状態では、センサ電圧がＶmaxを越えた状態で第１
のカウンタが計数歩進され、正常値に戻ったときにこの
カウンタの計数値が“０”にクリアされる。そして、こ
の異常の状態が継続した状態で、第１のカウンタの計数
値が連続的に増加されるようになる。For example, as shown in FIG. 4A, in a state where the output voltage from the sensor repeatedly changes up and down on the boundary of Vmax, the first voltage is applied when the sensor voltage exceeds Vmax.
Is incremented by one, and when the counter returns to a normal value, the count value of this counter is cleared to "0". Then, while the abnormal state continues, the count value of the first counter is continuously increased.

【００１８】これに対して、ステップ104 で計数される
第２のカウンタは、入力信号が正常から異常になる状態
で歩進されるもので、図５の（Ａ）のように正常・異常
が繰り返される状態では、正常状態からの異常判定毎に
その計数値が積算される。On the other hand, the second counter, which is counted in step 104, is incremented in a state where the input signal changes from normal to abnormal. As shown in FIG. In the repeated state, the count value is integrated each time an abnormality is determined from the normal state.

【００１９】ステップ102 および104 で計数される第１
のカウンタおよび第２のカウンタの計数値は、ステップ
105 および108 でそれぞれ設定されたしきい値ａおよび
ｂと比較される。そして、ステップ105 で第２のカウン
タの計数値が設定されたしきい値ａを越えた状態で、ス
テップ106 でセンサの瞬断異常を検出する。またステッ
プ108 で第１のカウンタの計数値が設定されたしきい値
ｂを越えて上昇したときに、ステップ109 で連続異常を
検出する。The first counted in steps 102 and 104
The count values of the counter and the second counter are
It is compared with threshold values a and b set at 105 and 108, respectively. Then, in step 105, while the count value of the second counter exceeds the set threshold value a, an instantaneous interruption abnormality of the sensor is detected in step 106. Further, when the count value of the first counter exceeds the set threshold value b in step 108, a continuous abnormality is detected in step 109.

【００２０】すなわち、図４の（Ａ）で示すように異常
の状態が継続すると、同図の（Ｂ）で示すように第１の
カウンタの計数値が増加するようになり、ステップ108
の判定値ｂを越えると、ステップ109 で連続異常を判断
する。この連続異常の状態は例えばセンサの断線、短絡
等によって発生する。That is, when the abnormal state continues as shown in FIG. 4A, the count value of the first counter increases as shown in FIG.
If the determination value b is exceeded, a continuous abnormality is determined in step 109. This continuous abnormal state occurs due to, for example, a disconnection or short circuit of the sensor.

【００２１】また図５の（Ａ）図のようにセンサ電圧が
正常値と異常値の間を繰り返し変化していると仮定する
と、（Ｂ）図のように異常状態の発生毎に第１のカウン
タが計数され、正常に復帰する毎にクリアされるので、
この第１のカウンタの計数値は増えない。しかし、
（Ｃ）図で示すように第２のカウンタは正常状態から異
常状態に判断が切替わる度に計数値が歩進され、ステッ
プ105 で示した異常判定しきい値ａを越えたときに、ス
テップ106 で瞬断異常を判定するようになる。尚、第１
および第２のカウンタはいずれもバックアップＲＡＭに
設定されている。Assuming that the sensor voltage repeatedly changes between a normal value and an abnormal value as shown in FIG. 5A, the first time every time an abnormal state occurs as shown in FIG. Since the counter is counted and cleared each time it returns to normal,
The count value of the first counter does not increase. But,
(C) As shown in the figure, the second counter increments the count every time the judgment is switched from the normal state to the abnormal state. At 106, the instantaneous interruption abnormality is determined. The first
The second counter and the second counter are both set in the backup RAM.

【００２２】例えば、センサからの導出線の接続される
コネクタ部で接触不良が生じ、振動等によって接触状態
および非接触状態が繰り返されるような障害が発生した
場合にはこの様な瞬断異常が発生され、この接触不良が
判別される。この場合、雑音によって瞬断に等価な状態
が発生しても、この雑音は接触不良の場合のように繰り
返し発生しないので、雑音による誤検出は排除できる。For example, if a contact failure occurs at the connector to which the lead-out line from the sensor is connected, and a failure occurs in which the contact state and the non-contact state are repeated due to vibration or the like, such an instantaneous interruption abnormality will occur. Is generated and this contact failure is determined. In this case, even if a state equivalent to an instantaneous interruption occurs due to noise, since this noise does not repeatedly occur as in the case of poor contact, erroneous detection due to noise can be eliminated.

【００２３】[0023]

【発明の効果】以上のようにこの発明に係るセンサの異
常判別装置によれば、センサ自体の障害の発生と共に、
例えばコネクタ部分の接触不良のような異常を判別検出
できるものであり、簡単にセンサ機構の補修が可能とな
る。したがって、簡単な接触不良が生じたような場合
に、センサ交換を行うことなくコネクタの交換等によっ
て修理可能とされる。アナログ系のセンサ信号は、例え
ば内燃機関の制御のために重要なファクタとなるもので
あるが、このセンサのコネクタ部の不良によるエミッシ
ョンずれや適合不良、ドライバビリティ悪化、ダイアグ
ノーシス誤検出が充分に予想できる。しかし、この様な
接触不良は再現性に乏しいものであるため、その真の原
因を把握することが困難であった。しかし、この様なセ
ンサのコネクタ部接触不良が確実に判別できれば、その
補修が確実性を持って簡単に行えるようになる。As described above, according to the abnormality determination apparatus for a sensor according to the present invention, the failure of the sensor itself occurs and
For example, it is possible to discriminate and detect an abnormality such as a contact failure of the connector portion, and it is possible to easily repair the sensor mechanism. Therefore, when a simple contact failure occurs, the repair can be performed by replacing the connector without replacing the sensor. An analog sensor signal is an important factor for controlling an internal combustion engine, for example. Can be expected. However, since such poor contact is poor in reproducibility, it is difficult to grasp the true cause thereof. However, if the contact failure of the connector portion of such a sensor can be reliably determined, the repair can be easily and reliably performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の一実施例に係るセンサの異常判別装
置を説明するための構成図。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a sensor abnormality determination device according to one embodiment of the present invention.

【図２】センサの異常判別基準を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a sensor abnormality determination criterion.

【図３】上記実施例の判別処理の流れを説明するフロー
チャート。FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of a determination process according to the embodiment.

【図４】上記実施例の第１のカウンタの計数状態を説明
する図。FIG. 4 is a view for explaining a counting state of a first counter of the embodiment.

【図５】同じく第２のカウンタの計数状態を第１のカウ
ンタとの対応で示す図。FIG. 5 is a diagram showing a counting state of a second counter in association with a first counter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

111 、112 、…、121 、122 、…センサ、13…電子制御
ユニット、14…Ａ／Ｄ変換器、15…中央演算ユニット
（ＣＰＵ）、16…異常警報装置。111, 112, ..., 121, 122, ... sensors, 13 ... electronic control unit, 14 ... A / D converter, 15 ... central processing unit (CPU), 16 ... abnormality alarm device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 判別対象となるセンサからの検出信号に
基づき、このセンサが正常作動状態にあるか否かを判定
し、その判別信号を出力する判別手段と、この判別手段
からの異常判別の度数を計数し、正常状態の判別信号に
よってクリアされる第１の計数手段と、前記判別手段か
らの異常判別の度数を積算計数する第２の計数手段と、
前記第１の計数手段の計数度数が設定される第１のしき
い値を越えることによって連続異常を判定する手段と、
前記第２の計数手段の計数度数が設定される第２のしき
い値を越えることによって瞬断異常を判定する手段と、
を具備したことを特徴とするセンサの異常判別装置。And a determination unit for determining whether or not the sensor is in a normal operation state based on a detection signal from the sensor to be determined, and outputting a determination signal. A first counting unit that counts the frequency and is cleared by a normal state determination signal; a second counting unit that integrates and counts the frequency of abnormality determination from the determination unit;
Means for determining a continuous abnormality when the count frequency of the first counting means exceeds a set first threshold value;
Means for determining an instantaneous interruption abnormality when the count frequency of the second counting means exceeds a set second threshold value;
An abnormality determination device for a sensor, comprising: