(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面の勾配に基づいて車両の被制御部の動作を制御する車両制御部を備えた車両用制御装置であって、
前記車両に搭載された大気圧センサと、
前記大気圧センサによって大気圧を検出する大気圧検出部と、
前記車両の走行距離を検出する走行距離検出部と、
前記大気圧検出部によって検出された走行中の車両における所定距離隔てた２点間である第１点と第２点の間の大気圧差に基づき高度差を演算する高度差演算部と、
前記高度差演算部で演算された前記２点間の高度差および前記走行距離検出部で検出された前記２点間の走行距離に基づいて前記路面の第１推定路面勾配を演算する第１推定路面勾配演算部と、
前記車両に搭載された加速度センサと、
前記路面に直交する重力加速度の分力を前記加速度センサによって検出する加速度検出部と、
前記加速度センサで検出された前記重力加速度の分力に基づいて第２推定路面勾配を演算する第２推定路面勾配演算部と、
前記加速度センサで検出された前記重力加速度の分力に基づき演算された前記第２推定路面勾配は正常であると仮定し、前記第１推定路面勾配および前記第２推定路面勾配の勾配差を演算して前記勾配差が所定の基準値以下の場合に前記大気圧センサは正常であると判定し、前記勾配差が前記所定の基準値を超えた場合に前記大気圧センサは故障していると判定する大気圧センサ故障判定部と、
前記大気圧センサ故障判定部において、前記大気圧センサが前記正常と判定された場合には前記第１推定路面勾配を、前記大気圧センサが故障していると判定された場合には前記第２推定路面勾配を前記車両制御部が前記被制御部を制御するときの路面勾配とする路面勾配選択部と、
を備える車両用制御装置。
【請求項２】
路面の勾配に基づいて車両の被制御部の動作を制御する車両制御部を備えた車両用制御装置であって、
前記車両に搭載された大気圧センサによって大気圧を検出する大気圧検出部と、
前記車両の走行距離を検出する走行距離検出部と、
前記大気圧検出部によって検出された走行中の車両における所定距離隔てた２点間である第１点と第２点の間の大気圧差に基づき高度差を演算する高度差演算部と、
前記高度差演算部で演算された前記２点間の高度差および前記走行距離検出部で検出された前記２点間の走行距離に基づいて前記路面の第１推定路面勾配を演算する第１推定路面勾配演算部と、
前記路面に直交する重力加速度の分力を前記車両に搭載された加速度センサによって検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部で検出された前記重力加速度の分力に基づいて第２推定路面勾配を演算する第２推定路面勾配演算部と、
前記加速度検出部で検出された前記重力加速度の分力に基づき演算された前記第２推定路面勾配は正常であると仮定し、前記第１推定路面勾配および前記第２推定路面勾配の勾配差を演算して前記勾配差が所定の基準値以下の場合には前記第１推定路面勾配を、前記勾配差が前記所定の基準値を超えた場合には前記第２推定路面勾配を、前記車両制御部が前記被制御部を制御するときの路面勾配とする路面勾配選択部と、
を備える車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記大気圧検出部によって検出された前記車両のイグニッションオフ時直前の停止時大気圧を記憶する停止時大気圧記憶部と、
前記イグニッションオフした後において、最初に前記イグニッションがオンされたときの前記大気圧検出部によって検出された起動時大気圧を取得する起動時大気圧取得部と、
前記起動時大気圧から前記停止時大気圧を減算して大気圧差の値を演算し、前記大気圧差の値が負となったときには、前記所定の基準値を小さくする方向に変更する基準値変更制御部と、
を備える車両用制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記基準値変更制御部で変更する前記所定の基準値を、前記大気圧差の値が小さいほど小さな値に設定し、前記大気圧差の値が大きいほど大きな値に設定する車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された大気圧センサで検出された大気圧に基づいて被制御部であるブレーキ装置、変速装置およびエンジン等などを制御支援する車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両走行時において、大気圧センサによって大気圧を検出し、当該検出した大気圧に基づいて、制御装置がエンジン制御、ブレーキ制御および変速制御等に対して制御支援を行なう特許文献１および特許文献２に示すものがある。特許文献１に示すものでは、大気圧センサを２つ有している。１つは、メインのセンサであり、他の１つは、バックアップ用の予備センサである。そして、さらに備えるマニホールド用の圧力センサによって取得した圧力データ、エンジン回転数およびスロットル開度データ等から推定大気圧ＰＡｃａｌを演算する。その後、メインセンサおよび予備センサが出力する各大気圧データＰＡａおよびＰＡｂの差が所定値を越える場合において、各大気圧データＰＡａまたはＰＡｂのうち、推定大気圧ＰＡｃａｌとの差が大きい方のセンサを故障と判定し、正常とされたセンサの検出データに基づき以後の制御を続行するようになっている。
特許文献２に示すものでは、大気圧センサを１つだけ有している。そして、大気圧センサの過去のデータと最新のデータとを連続的に比較し、その変化量が所定値以上となった場合に、大気圧センサに異常が発生したと判定する。異常が発生したと判定されたときには、制御支援のための大気圧データは、バックアップ用のデータによって置換し制御を続行させるものである。バックアップ用のデータは、過去のデータの中で正常と判定されたデータのうち最新のデータまたは平均値、さらには予め設定された固定値でもよいとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２６１３６号公報
【特許文献２】特開平６−２０１４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す従来技術においては、大気圧センサが２つ必要であるとともに、推定大気圧ＰＡｃａｌを演算するためにマニホールド用の圧力センサや、その他の複数のデータが必要となるため制御の負荷が高くなり高コスト化するとともに、既存のシステムに搭載するには汎用性に乏しい。また、特許文献２に示す従来技術においては、大気圧センサを１つだけ有し、大気圧センサの過去のデータからの出力値の変化率によって判定しているので、一定の異常値を出力し続けるような故障態様については異常を検出することが難しい。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、大気圧センサで検出する大気圧に基づいて被制御部を制御支援する車両用制御装置であって、大気圧センサ故障時においても低コストで高精度に制御支援を続行可能とする車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の車両用制御装置の発明は、路面の勾配に基づいて車両の被制御部の動作を制御する車両制御部を備えた車両用制御装置であって、前記車両に搭載された大気圧センサと、前記大気圧センサによって大気圧を検出する大気圧検出部と、前記車両の走行距離を検出する走行距離検出部と、前記大気圧検出部によって検出された走行中の車両における所定距離隔てた２点間である第１点と第２点の間の大気圧差に基づき高度差を演算する高度差演算部と、前記高度差演算部で演算された前記２点間の高度差および前記走行距離検出部で検出された前記２点間の走行距離に基づいて前記路面の第１推定路面勾配を演算する第１推定路面勾配演算部と、前記車両に搭載された加速度センサと、前記路面に直交する重力加速度の分力を前記加速度センサによって検出する加速度検出部と、前記加速度センサで検出された前記重力加速度の分力に基づいて第２推定路面勾配を演算する第２推定路面勾配演算部と、前記加速度センサで検出された前記重力加速度の分力に基づき演算された前記第２推定路面勾配は正常であると仮定し、前記第１推定路面勾配および前記第２推定路面勾配の勾配差を演算して前記勾配差が所定の基準値以下の場合に前記大気圧センサは正常であると判定し、前記勾配差が前記所定の基準値を超えた場合に前記大気圧センサは故障していると判定する大気圧センサ故障判定部と、前記大気圧センサ故障判定部において、前記大気圧センサが前記正常と判定された場合には前記第１推定路面勾配を、前記大気圧センサが前記故障していると判定された場合には前記第２推定路面勾配を前記車両制御部が前記被制御部を制御するときの路面勾配とする路面勾配選択部と、を備える。
請求項２に記載の車両用制御装置の発明は、路面の勾配に基づいて車両の被制御部の動作を制御する車両制御部を備えた車両用制御装置であって、前記車両に搭載された大気圧センサによって大気圧を検出する大気圧検出部と、前記車両の走行距離を検出する走行距離検出部と、前記大気圧検出部によって検出された走行中の車両における所定距離隔てた２点間である第１点と第２点の間の大気圧差に基づき高度差を演算する高度差演算部と、前記高度差演算部で演算された前記２点間の高度差および前記走行距離検出部で検出された前記２点間の走行距離に基づいて前記路面の第１推定路面勾配を演算する第１推定路面勾配演算部と、前記路面に直交する重力加速度の分力を前記車両に搭載された加速度センサによって検出する加速度検出部と、前記加速度検出部で検出された前記重力加速度の分力に基づいて第２推定路面勾配を演算する第２推定路面勾配演算部と、前記加速度検出部で検出された前記重力加速度の分力に基づき演算された前記第２推定路面勾配は正常であると仮定し、前記第１推定路面勾配および前記第２推定路面勾配の勾配差を演算して前記勾配差が所定の基準値以下の場合には前記第１推定路面勾配を、前記勾配差が前記所定の基準値を超えた場合には前記第２推定路面勾配を、前記車両制御部が前記被制御部を制御するときの路面勾配とする路面勾配選択部と、を備える。
【０００７】
請求項３に記載の車両用制御装置の発明は、請求項１又は２において、前記大気圧検出部によって検出された前記車両のイグニッションオフ時直前の停止時大気圧を記憶する停止時大気圧記憶部と、前記イグニッションオフした後において、最初に前記イグニッションがオンされたときの前記大気圧検出部によって検出された起動時大気圧を取得する起動時大気圧取得部と、前記起動時大気圧から前記停止時大気圧を減算して大気圧差の値を演算し、前記大気圧差の値が負となったときには、前記所定の基準値を小さくする方向に変更する基準値変更制御部と、を備える。
【０００８】
請求項４に記載の車両用制御装置の発明は、請求項３において、前記基準値変更制御部で変更する前記所定の基準値を、前記大気圧差の値が小さいほど小さな値に設定し、前記大気圧差の値が大きいほど大きな値に設定する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１によれば、大気圧センサの出力値を使用して演算した路面の第１推定路面勾配と、加速度センサの出力値に基づき演算した第２推定路面勾配と、を比較する。そして、両者の差と所定の基準値とを比較して大気圧センサが正常であるか故障であるかを判定する。大気圧センサが正常と判定された場合には、第１推定路面勾配を、大気圧センサが故障していると判定された場合には第２推定路面勾配を、車両制御部が被制御部を制御するときのパラメータである路面勾配とする。これによって、大気圧センサが故障しても、加速度センサの検出データを利用して好適に制御支援が継続できる。また、大気圧センサおよび加速度センサを１つのみでも備えていれば制御支援ができるため、低コストに実現できる。
【００１０】
請求項３によれば、車両のイグニッションオフ時直前の停止時大気圧と、イグニッションオフした後において、最初にイグニッションがオンされたときの大気圧検出部によって検出された起動時大気圧とを比較する。そして、基準値変更制御部が、停止時大気圧から起動時大気圧を減算した大気圧差が負となり、大気圧が低気圧側に変化し不安定になると、所定の基準値を小さくする方向に変更する。これにより、大気圧が不安定なときには、大気圧センサは積極的に使用されないよう制御され、制御支援の信頼性が向上する。
【００１１】
請求項４によれば、基準値変更制御部で変更する所定の基準値は、大気圧差の値が小さいほど小さな値に設定し、前記大気圧差の値が大きいほど大きな値に設定する。これにより、天候の変動による大気圧の動きに良好に対応することができ、制御支援の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の構成を模式的に示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用制御装置の構成を模式的に示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用制御装置において推定される高度差Δｈ及び路面勾配θを示した図である。
【図４】第１の実施形態に係るフローチャート１である。
【図５】第２の実施形態に係るフローチャート２である。
【図６】第２の実施形態に係るΔＰｃ−基準値Ｔｖの特性グラフ（マップ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る大気圧センサ故障検知装置５０を有する車両用制御装置１を備えた車両Ｍの第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、その車両Ｍの構成の一例を示す概要図である。この車両Ｍは前輪駆動（ＦＦ）車であり、車体前部に搭載した駆動源であるエンジン１１の駆動力が自動変速機１２を介して前輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒに伝達される形式のものである。なお、車両Ｍは前輪駆動車のみに限られるものではなく、他の駆動方式の車両、例えば後輪駆動（ＦＲ）車、四輪駆動（４ＷＤ）車でもよいし、電動モータを駆動源として共用するハイブリッド車両や、電動モータのみによって駆動される電気自動車でもよい。また、自動変速機１２は、一般的なＡＴ（オートマチック  トランスミッション）であって、変速機ＥＣＵ２７の指令によって変速が行なわれるものであり、詳細な説明は省略する。
【００１４】
車両Ｍは、車両Ｍを駆動する駆動系１０と、車両Ｍを制動する制動系４０とを備えている。駆動系１０は、エンジン１１、自動変速機１２、ディファレンシャル１３、左右駆動軸１４ａ、１４ｂ、アクセルペダル１５、エンジン制御ＥＣＵ１６および変速機ＥＣＵ２７を備えている。エンジン１１の駆動力は、自動変速機１２（本発明の被制御部３０に該当する）で変速され、ディファレンシャル１３および左右駆動軸１４ａ、１４ｂを経て駆動輪である左右前輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒにそれぞれ伝達されるようになっている。エンジン１１は、エンジン１１の燃焼室内に空気を流入する吸気管１７を備えており、吸気管１７内には、吸気管１７の開閉量を調整して同吸気管１７を通過する空気量を調整するスロットルバルブ１８が設けられている。
【００１５】
スロットルバルブ１８は、運転者の駆動要求に応じたアクセルペダル１５の踏込み量（操作量）に基づいて駆動される。具体的には、モータＭｔ（本発明の被制御部３０に該当する）がアクセルペダル１５の操作量に応じて制御されてスロットルバルブ１８の開度を調整する。スロットルバルブ１８の開度はスロットルバルブ開度センサ１８ａによって取得され、エンジン制御ＥＣＵ１６に送信される。また、インジェクタ１９（本発明の被制御部３０に該当する）は、エンジン制御ＥＣＵ１６からの制御信号に基づいて駆動され、アクセルペダル１５の踏込み量（操作量）に応じてインジェクタ１９（本発明の被制御部３０に該当する）の燃料噴射量が制御される。このようにして、エンジン１１におけるエンジン回転数（エンジントルク）が制御されるようになっている。
【００１６】
制動系４０は、各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒに液圧制動力を付与して車両Ｍを制動させる液圧ブレーキ装置から構成されている。この液圧ブレーキ装置は、各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒの回転をそれぞれ規制する各ホイールシリンダＷＣｆｌ、ＷＣｆｒ、ＷＣｒｌ、ＷＣｒｒと、エンジン１１の吸気負圧をダイヤフラムに作用させてブレーキペダル２１の踏み込み操作により生じるブレーキ操作力を助勢して倍力（増大）する倍力装置である負圧式ブースタ２２とを備えている。
【００１７】
また液圧ブレーキ装置は、負圧式ブースタ２２により倍力されたブレーキ操作力（すなわちブレーキペダル２１の操作状態）に応じた基礎液圧である液圧（油圧）のブレーキ液（油）を生成して各ホイールシリンダＷＣｆｌ、ＷＣｆｒ、ＷＣｒｌ、ＷＣｒｒに供給するマスタシリンダ２３と、ブレーキ液を貯蔵してマスタシリンダ２３にそのブレーキ液を補給するリザーバタンク２４と、マスタシリンダ２３と各ホイールシリンダＷＣｆｌ、ＷＣｆｒ、ＷＣｒｌ、ＷＣｒｒとの間に設けられてブレーキペダル２１の踏込状態に関係なく制御液圧を形成して制御対象輪に付与可能であるブレーキ液圧制御装置２５（本発明の被制御部３０に該当する）と、ブレーキ液圧制御装置２５を制御するブレーキ制御ＥＣＵ２６と、を備えている。またブレーキペダル２１は、ブレーキペダル２１が踏込まれたことを検出するブレーキスイッチ２１ａを備えている。
【００１８】
各ホイールシリンダＷＣｆｌ、ＷＣｆｒ、ＷＣｒｌ、ＷＣｒｒは、各キャリパＣＬｆｌ、ＣＬｆｒ、ＣＬｒｌ、ＣＬｒｒに設けられており、液密に摺動するピストン（図示省略）を収容している。各ホイールシリンダＷＣｆｌ、ＷＣｆｒ、ＷＣｒｌ、ＷＣｒｒに基礎液圧または制御液圧が供給されると、各ピストンが摩擦部材である一対のブレーキパッドＢＰｆｌ、ＢＰｆｒ、ＢＰｒｌ、ＢＰｒｒを押圧して各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒと一体回転する回転部材であるディスクロータＤＲｆｌ、ＤＲｆｒ、ＤＲｒｌ、ＤＲｒｒを両側から挟んでその回転を規制するようになっている。ブレーキパッドＢＰｆｌ、ＢＰｆｒ、ＢＰｒｌ、ＢＰｒｒとディスクロータＤＲｆｌ、ＤＲｆｒ、ＤＲｒｌ、ＤＲｒｒとから摩擦ブレーキが構成されている。
【００１９】
なお、本実施形態においては、ディスク式ブレーキを採用するようにしたが、ドラム式ブレーキを採用するようにしてもよい。この場合、各ホイールシリンダＷＣｆｌ、ＷＣｆｒ、ＷＣｒｌ、ＷＣｒｒに基礎液圧または制御液圧が供給されると、各ピストンが一対のブレーキシューを押圧（拡張）して各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒと一体回転するブレーキドラムの内周面に当接し、その回転を規制するようになっている。なお、ブレーキ液圧制御装置２５は、ＡＢＳ、調圧リザーバ、ポンプ、モータなどから構成されており、一般的によく知られているものであるので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
被制御部３０（自動変速機１２、ブレーキ液圧制御装置２５、モータＭｔ、インジェクタ１９等）を制御するため、車両用制御装置１の大気圧センサ故障検知装置５０は、車両制御部６４（変速機ＥＣＵ２７，ブレーキ制御ＥＣＵ２６およびエンジン制御ＥＣＵ１６）に通信可能に接続され、指令値を送信して被制御部３０を制御する。なお、本実施形態においては、被制御部３０として自動変速機１２、液圧ブレーキ装置、モータＭｔおよびインジェクタ１９等を挙げたが、これのみに限らず、いずれか１つのみを被制御部３０としてもよいし、任意に複数を選択し被制御部３０としてもよい。
【００２１】
次に、本発明に係る大気圧センサ故障検知装置５０を備える第１の実施形態に係る車両用制御装置１について図１、図２を用いて説明する。図２は、車両用制御装置１の構成を模式的に示したブロック図である。車両用制御装置１は、大気圧センサ故障検知装置５０（コンピュータユニット３）、大気圧センサ故障検知装置５０と通信可能に接続された車速センサ６２、距離計６１、および車両制御部６４を有する。そして、被制御部３０が車両制御部６４と通信可能に接続されている。大気圧センサ故障検知装置５０は、コンピュータユニット３、大気圧センサ５１および加速度センサ５２を備える。
【００２２】
車両制御部６４は、エンジン１１の出力を制御するためのスロットルバルブ１８を作動させるモータＭｔ、インジェクタ１９、自動変速機１２および液圧ブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置２５等の被制御部３０の動作を制御する。実際には、図１に示すように、車両制御部６４は、大気圧センサ故障検知装置５０から送信される路面勾配θに関わる情報に基づき、被制御部３０の各部の動作を制御する変速機ＥＣＵ２７、ブレーキ制御ＥＣＵ２６およびエンジン制御ＥＣＵ１６である。なお、図１において車両制御部６４は、大気圧センサ故障検知装置５０を含む車両用制御装置１内に存在するが、車両用制御装置１とは別体のコンピュータユニットに存在するようにしてもよい。
【００２３】
大気圧センサ故障検知装置５０のコンピュータユニット３は、プログラムの実行によって実現される主な構成部としての大気圧検出部４９、高度差演算部５３、走行距離検出部５４、第１推定路面勾配演算部５５、加速度検出部５６、第２推定路面勾配演算部５７、大気圧センサ故障判定部５８および路面勾配選択部５９を備えている。また、大気圧センサ故障検知装置５０が備える大気圧センサ５１および加速度センサ５２は、コンピュータユニット３に通信可能に接続されている。
【００２４】
大気圧センサ５１は、大気圧Ｐを検出するためのセンサであり、車両Ｍの所定の位置である、例えばエンジンルーム内のエアフィルタ近傍に取り付けられている。大気圧センサ５１で取得された信号は、大気圧検出部４９に送信される。大気圧検出部４９は、大気圧センサ５１からの信号によって大気圧Ｐを演算し、演算データを高度差演算部５３に送信する。
【００２５】
加速度センサ５２は、前後方向とともに重力加速度ｇを検出可能なセンサであり、車両Ｍの所定の位置に取り付けられている。加速度センサ５２で取得された信号は、加速度検出部５６に送信される。具体的には、加速度センサ５２は車両Ｍの略中央部の床面近傍に配置され、車両Ｍが水平な路面上に載置されているときに、９．８ｍ／ｓ2の重力加速度ｇが検出可能なセンサである。そして、路面が路面勾配θの傾斜を有していると、加速度センサ５２が検出する値は、図３に示すように、路面勾配θに応じた重力加速度ｇの分力αであり、α＝ｇ×ｃｏｓθで表せる。なお、加速度センサ５２は、車両Ｍの前後左右上下方向の様々な挙動を計測可能であり、検出データは制動制御やエンジン出力制御等に利用されている。
【００２６】
高度差演算部５３は、大気圧検出部４９によって検出された走行中の車両Ｍにおける所定距離隔てた２点間の大気圧差ΔＰに基づき、２点間の高度差Δｈ［ｍ］を演算する部分である。なお、所定距離とは、大気圧差ΔＰから好適に高度差Δｈを検出できる距離であり、本実施形態においては１００ｍとする。ただし、１００ｍは一例であり、好適に高度差Δｈが取得できるのであれば、どれだけでもよく任意に設定すればよい。また、このとき、第１点Ａからの所定距離は、下記で説明する走行距離検出部５４によって検出するものとする。
【００２７】
高度差演算部５３では、通常、車両が走行可能な高度範囲内においては、一般的に直線近似されることが判っている大気圧Ｐと高度Ｈとの関係（マップ）に基づいて、前記２点間の高度差Δｈ［ｍ］を演算する。よって、ここでは、温度については、考慮しない。つまり、高度差演算部５３は、第１点Ａにおいて大気圧センサ５１（大気圧検出部４９）から大気圧Ｐ０に係る情報を取得し、第１点Ａから所定距離（例えば１００ｍ）隔てた第２点Ｂにおいて大気圧センサ５１（大気圧検出部４９）から大気圧Ｐ１に係る信号を取得する。
【００２８】
そして、大気圧Ｐ０［Ｐａ］と、大気圧Ｐ１［Ｐａ］から求められる大気圧差ΔＰを、前記大気圧Ｐと高度Ｈとの関係（マップ）を示す所定の傾きを有する直線に当てはめ、高度差Δｈ［ｍ］を演算する。高度差演算部５３は、演算された高度差Δｈに係る情報を第１推定路面勾配演算部５５に出力する。なお、大気圧Ｐと高度Ｈとの関係（マップ）については、事前に信頼できるデータを取得し、図略の記憶部に記憶させておくものとする。
【００２９】
なお、上記において高度差演算部５３では、高度差Δｈを所定距離隔てられた２点間の大気圧差ΔＰのみに基づき演算した。しかし、この態様に限らず、温度センサ（図略）を別途設け、当該温度センサによって外気温ｔ［℃］を取得し、下記［数１］式に基づいて、実際の標高から高度差Δｈ［ｍ］を求めてもよい。このとき、［数１］式において、Ｐは第２点Ｂにおける大気圧を示しており、Ｐ０は第１点Ａにおける大気圧を示している。
【００３０】
【数１】
0005990991.tif 000002
【００３１】
走行距離検出部５４は、車両Ｍの走行距離Ｄを検出する。走行距離Ｄはどのように求めてもよいが、本実施形態においては、距離計６１の計測結果に基づき検出する。距離計６１は、車両Ｍの走行距離を検出する計測器であり、コンピュータユニット３と通信可能に接続されている。距離計６１は、車両Ｍの例えば自動変速機１２の出力軸近傍に取り付けられている回転数センサと接続され、当該回転数センサが出力する回転数にタイヤの外周長を乗じて距離を演算する。具体的には、走行距離検出部５４は、第１点Ａ、第２点Ｂにおいてそれぞれ距離計６１によって演算された距離データＤ０、Ｄ１を取得し、その間の走行距離Ｄを導出する。
【００３２】
ただし、走行距離Ｄは距離計６１によらず、車速センサ６２から求めてもよい。つまり、時刻Ｔ０（第１点Ａ）から時刻Ｔ１（第２点Ｂ）までの経過時間に、車速センサ６２で検出し演算した２点間の平均車速Ｖａｖｅを乗じることによって走行距離Ｄを求めてもよい。車速センサ６２は、車両Ｍの左右駆動軸１４ａ、１４ｂ近傍または、自動変速機１２の出力軸近傍に取り付けられており、コンピュータユニット３と通信可能に接続されている。車速センサ６２は、左右駆動軸１４ａ、１４ｂまたは、自動変速機１２の出力軸の回転角速度を検出し、これによって車速Ｖを演算する。
【００３３】
走行距離検出部５４は、演算された走行距離Ｄ〔ｍ〕に係る情報を第１推定路面勾配演算部５５に向けて出力する。なお、本実施形態において走行距離Ｄ〔ｍ〕は、上述したとおり高度差演算部５３で大気圧Ｐ０［Ｐａ］および大気圧Ｐ１［Ｐａ］を測定するときに同時に測定されている。
【００３４】
第１推定路面勾配演算部５５は、取得した２点（第１点Ａおよび第２点Ｂ）の間の高度差Δｈ［ｍ］および２点間の走行距離Ｄ〔ｍ〕を下記（数２）式に代入して車両Ｍが走行している路面の勾配である第１推定路面勾配θｐ［ｄｅｇ］を演算する。第１推定路面勾配演算部５５は、演算された第１推定路面勾配θｐに係る情報を大気圧センサ故障判定部５８に向けて出力する。
【００３５】
（数２）
θｐ〔ｄｅｇ〕＝ｓｉｎ−１（ｈ／Ｄ）
【００３６】
第２推定路面勾配演算部５７は、加速度センサ５２によって検出された重力加速度ｇの分力αに基づいて第２推定路面勾配θｇを演算する（下記（数３）式参照）。そして、第２推定路面勾配演算部５７は、演算された第２推定路面勾配θｇに係る情報を大気圧センサ故障判定部５８に向けて出力する。
【００３７】
（数３）
θｇ〔ｄｅｇ〕＝ｃｏｓ−１（α／ｇ）
【００３８】
大気圧センサ故障判定部５８は、第１推定路面勾配θｐおよび第２推定路面勾配θｇを比較して差を演算し、両者の間の勾配差Δθが所定の基準値Ｔｒを越えた場合に大気圧センサ５１が故障であると判定し、勾配差Δθが基準値Ｔｒ以下のときに正常と判定する。ここで、所定の基準値Ｔｒは、第２推定路面勾配θｇが正常であると仮定した場合において、第２推定路面勾配θｇと第１推定路面勾配θｐとが同等の角度であると見なせる程度に許容できる値である。所定の基準値Ｔｒは、実験によって導出してもよいし、計算によって導出してもよく、事前に設定され、不揮発性の記憶部に記憶される固定値である。
【００３９】
なお、加速度センサ５２の故障判定は、説明しない別の判定回路にて行なっているため、当該加速度センサ５２が故障しているとの判定結果が検出されるまでは、第２推定路面勾配θｇは、正常であるという仮定のもと、当該処理を実行するものとする。
【００４０】
路面勾配選択部５９は、大気圧センサ故障判定部５８において、大気圧センサ５１が正常と判定された場合には、第１推定路面勾配演算部５５で演算される第１推定路面勾配θｐを車両制御部６４が被制御部３０を制御するときのパラメータである路面勾配θとして選択し、車両制御部６４に送信する。また大気圧センサ５１が故障していると判定された場合には、第２推定路面勾配演算部５７で演算される第２推定路面勾配θｇを車両制御部６４が被制御部３０を制御するときのパラメータである路面勾配θとして選択し、車両制御部６４に送信する。
【００４１】
そして、車両制御部６４は選択され送信された第１推定路面勾配θｐまたは第２推定路面勾配θｇに基づいて、被制御部３０の各部を制御する。このように制御することにより、大気圧センサ５１が異常と判定されたときにおいても、車両制御部６４による被制御部３０の制御を、加速度センサ５２によって演算した第２推定路面勾配θｇを路面勾配θとすることによって行なうことができる。よって、制御を中断することなく継続させることができ、運転者に違和感を与えることが抑制される。
【００４２】
なお、このとき、車両制御部６４においてエンジン制御ＥＣＵ１６が行なうエンジン１１の制御では、大気圧センサ故障検知装置５０の路面勾配選択部５９から送信される路面勾配θのデータに応じ、例えば、路面勾配θが上りで、且つ角度が大きくなるにつれて燃料供給量を多くする制御モードとし、路面勾配θが下りで、且つ角度が大きくなるにつれて燃料供給量を少なくする制御モードとしてもよい。
【００４３】
また、変速機ＥＣＵ２７が行なう自動変速機１２の制御では、路面勾配選択部５９から送信される路面勾配θのデータに応じ、例えば、路面勾配θが上りで、且つ角度が大きくなるにつれて低速側の変速段を多く用いる制御モードとし、路面勾配θが下りで、且つ角度が大きくなるにつれて高速側の変速段を多く用いる制御モードとしてもよい。
【００４４】
また、ブレーキ制御ＥＣＵ２６が行なう液圧ブレーキ装置の制御では、路面勾配選択部５９から送信される路面勾配θのデータに応じ、例えば、路面勾配θが上りで、且つ角度が大きくなるにつれて制動量を少なくする制御モードとし、路面勾配θが下りで、且つ角度が大きくなるにつれて制動量を多くする制御モードとしてもよい。
【００４５】
さらに、図１には示していないが、車両制御部６４は、例えばハイブリッド車両または電気自動車等であって、駆動用モータを有する場合の当該駆動用モータの制御では、路面勾配選択部５９から送信される路面勾配θのデータに応じ、例えば、路面勾配θが上りで、且つ角度が大きくなるにつれて電力供給量を多くする制御モードとし、路面勾配θが下りで、且つ角度が大きくなるにつれて電力供給量を少なくする或いは回生する制御モードとしてもよい。なお、上記の各制御モードは一例であり、制御モードは任意にどのように設定してもよい。
【００４６】
次に、大気圧センサ故障検知装置５０の作用について図４のフローチャート１に基づき説明する。まず、運転者が運転を開始するため、車両ＭのイグニッションをＯＮすると、フローチャート１のプログラムが開始される。
【００４７】
ステップＳ１０（大気圧検出部４９および走行距離検出部５４）では、大気圧検出部４９によって、距離計測の開始点となる第１点Ａ（距離データＤ０）の大気圧Ｐ０が取得される。そして、走行距離検出部５４が第１点Ａ（距離データＤ０）から計測を開始し、距離データＤ１が、例えば（Ｄ０＋１００ｍ）となった第２点Ｂに到達したときに、第２点Ｂでの大気圧Ｐ１が大気圧検出部４９によって取得される。
【００４８】
ステップＳ１１（高度差演算部５３）では、大気圧Ｐ０および大気圧Ｐ１の間の大気圧差ΔＰが演算されるとともに、大気圧差ΔＰに基づき高度差Δｈ［ｍ］が演算される。
ステップＳ１２（第１推定路面勾配演算部５５）では、高度差Δｈと走行距離Ｄを、上記（数２）式に代入して第１推定路面勾配θｐが演算される。
次に、ステップＳ１３（加速度検出部５６）では、加速度センサ５２によって路面に直交する重力加速度ｇの分力αが検出される（図３参照）。
ステップＳ１４（第２推定路面勾配演算部５７）では、重力加速度ｇと分力αとを上記（数３）式に代入して第２推定路面勾配θｇを演算する。
【００４９】
ステップＳ１５（大気圧センサ故障判定部５８）では、第１推定路面勾配θｐおよび第２推定路面勾配θｇを比較する。両者の勾配差Δθが所定の基準値Ｔｒを越えないときには、ステップＳ１６（大気圧センサ故障判定部５８）に移動し、大気圧センサ５１は正常であると判定する。また、勾配差Δθが、所定の基準値Ｔｒを越えた場合にステップＳ１８（大気圧センサ故障判定部５８）に移動し、大気圧センサ５１は故障であると判定する。
【００５０】
ステップＳ１７（路面勾配選択部５９）では、大気圧センサ５１を使用して演算した第１推定路面勾配θｐを制御のパラメータである路面勾配θとして車両制御部６４に送信し、車両制御部６４が第１推定路面勾配θｐに基づき被制御部３０を制御する。また、ステップＳ１９（路面勾配選択部５９）では、加速度センサ５２を使用して演算した第２推定路面勾配θｇを制御のパラメータである路面勾配θとして車両制御部６４に送信し、車両制御部６４が第２推定路面勾配θｇに基づき被制御部３０を制御する。
【００５１】
上述の説明から明らかなように、第１の実施形態によれば、大気圧センサ５１の出力値を使用して演算した路面の第１推定路面勾配θｐと、１つの加速度センサ５２の出力値に基づき演算した路面の第２推定路面勾配θｇと、を比較する。第１推定路面勾配θｐおよび第２推定路面勾配θｇの勾配差Δθが所定の基準値Ｔｒを越えると大気圧センサ５１の故障判定を故障とする。
【００５２】
大気圧センサ故障判定部５８において、所定の基準値Ｔｒを越えず、大気圧センサ５１が正常と判定された場合には、大気圧センサ５１の検出データによって演算された第１推定路面勾配θｐを、また大気圧センサ５１が故障と判定された場合には加速度センサ５２の検出データによって演算された第２推定路面勾配θｇをそれぞれ被制御部３０の制御のパラメータとして使用する。
【００５３】
これによって、大気圧センサ５１および加速度センサ５２を１つのみでも備えていれば制御支援ができるため、低コストにシステムが実現できる。また、大気圧センサ５１が故障しても、加速度センサの５２の検出データ（第２推定路面勾配θｇ）を利用して好適に被制御部３０の制御支援が継続でき信頼性が向上する。
【００５４】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る大気圧センサ故障検知装置７０は、第１の実施形態に係る大気圧センサ故障検知装置５０に対して、停止時大気圧記憶部７１、起動時大気圧取得部７２および基準値変更制御部７３を追加で備えていることのみ異なる（図２の破線部内参照）。これらは、フローチャート１の大気圧センサ故障判定部５８（ステップＳ１５）で使用する固定値である所定の基準値Ｔｒの値を変動値である所定の基準値Ｔｖに変更するための制御部である。
【００５５】
このように、第２の実施形態は、第１の実施形態に対し一部のみ追加（変更）されるのみであるので、追加（変更）部分のみ説明し、同様部分については説明を省略する。また、同じ部品には同様の符号を付して説明する。具体的には、第２の実施形態では、フローチャート１（ステップＳ１０乃至Ｓ１９）の処理を実行する部分であるフローチャート２のステップＳ３６において、基準値Ｔｒ（固定値）を基準値Ｔｖ（変動値）に変更する。
【００５６】
停止時大気圧記憶部７１は、大気圧検出部４９によって検出された車両Ｍのイグニッションオフ時直前の終了時大気圧Ｐｅｎｄを停止時大気圧Ｐｐａｓｔとして記憶するものである。起動時大気圧取得部７２は、イグニッションオフした後において、最初にイグニッションがオンされたときの起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔを大気圧検出部４９によって取得するものである。
【００５７】
基準値変更制御部７３は、停止時大気圧記憶部７１に記憶された停止時大気圧Ｐｐａｓｔおよび取得された起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔを比較する。そして、両者の大気圧差ΔＰｃに応じて、フローチャート１の大気圧センサ故障判定部（ステップＳ１５）の所定の基準値Ｔｒを所定の基準値Ｔｖに設定するものである。このように制御することにより、天候によって変化する大気圧の変動分を考慮に入れた制御を行なうことができる。
【００５８】
次に図５のフローチャート２に基づき、作動について説明する。車両ＭのイグニッションがＯＮすると、フローチャート２のプログラムが開始される。ステップＳ３０では、前回、イグニッションをＯＦＦしたときの停止時大気圧Ｐｐａｓｔが記憶部に保存されているか否かが確認される。保存されていなければ、ステップＳ４０で、実施形態１のフローチャート１（ステップＳ１０〜ステップＳ１９）を実施する。
【００５９】
このとき、ステップＳ１５（大気圧センサ故障判定部５８）の判定で使用する基準値は、実施形態１と同様に、固定の基準値Ｔｒを用いる。その後、プログラムを終了する。ステップＳ３０で、停止時大気圧Ｐｐａｓｔが記憶部に保存されていれば、ステップＳ３１に移動する。ステップＳ３１では、不揮発性の記憶部に記憶された停止時大気圧Ｐｐａｓｔが読み出される。
【００６０】
ステップＳ３２（起動時大気圧取得部７２）では、大気圧検出部４９によって起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔが検出され取得される。ステップＳ３３（基準値変更制御部７３）では、取得された起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔから停止時大気圧記憶部７１に記憶された停止時大気圧Ｐｐａｓｔを減算した値として定義される大気圧差（差分）ΔＰｃを演算する。つまり、起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔの方が、停止時大気圧Ｐｐａｓｔよりも下がって低気圧になり不安定となったときに大気圧差ΔＰｃは負の値となり小さくなる。また、起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔの方が、停止時大気圧Ｐｐａｓｔよりも上昇して高気圧となり気圧が安定してくると大気圧差ΔＰｃは正の値となり大きくなる。
【００６１】
ステップＳ３４（基準値変更制御部７３）では、大気圧差ΔＰｃに応じて、変動する所定の基準値Ｔｖを決定する。このとき、所定の基準値Ｔｖをどのように決定してもよいが、本実施形態においては、図６に示すグラフに基づいて決定するものとする。図６に示すグラフは、発明者が実験に基づき導出したものであり、大気圧差ΔＰｃの値が小さいほど、基準値Ｔｖを小さくし、大気圧差ΔＰｃの値が大きくなると、基準値Ｔｖを大きな値としている。
【００６２】
このとき、図６に示すように、大気圧差ΔＰｃ＝０のとき、即ち大気圧Ｐに変動がないときに、例えば基準値Ｔｖ＝基準値Ｔｒとしてもよい。上記のように、基準値Ｔｖを設定することにより、例えば大気圧差ΔＰｃが負の値となり小さくなった時、つまり大気圧Ｐが不安定になった時には、基準値Ｔｖが小さくなる。このため、ステップＳ１５において基準値Ｔｖより小さいという条件を満たすことが困難となり、結果、大気圧センサ５１の判定が故障判定になりやすくなる。
【００６３】
逆に、大気圧差ΔＰｃが正の値となり大きくなった時、つまり大気圧Ｐが安定してきた時には、基準値Ｔｖが大きくなる。このため、ステップＳ１５において基準値Ｔｖより小さいという条件を満たし易くなり、結果、大気圧センサ５１に対する判定が正常判定になりやすくなる。このようにして、大気圧Ｐが不安定なときには、大気圧センサ５１を故障と判定して積極的に使わないよう制御し、大気圧Ｐが安定しているときに、大気圧センサ５１を正常と判定して積極的に使うよう制御している。
【００６４】
なお、本実施形態においては大気圧差ΔＰｃ＝０のときに基準値Ｔｖ＝基準値Ｔｒとし、図６のグラフの横軸の略中央に位置するようにした。これにより、大気圧Ｐが安定しているときにも大気圧差ΔＰｃの大きさに応じて基準値Ｔｖを変更するようにした。しかし、これに限らず、大気圧差ΔＰｃが正になるときには、常に基準値Ｔｖを変動させず、例えば基準値Ｔｖ＝基準値Ｔｒとしてもよい。
【００６５】
次に、ステップＳ３５では、イグニッションのＯＦＦが確認される。ＯＦＦであれば、ステップＳ３７に移動し、イグニッションがＯＦＦされていなければ、ステップＳ３６で、フローチャート１（ステップＳ１０〜ステップＳ１９）が実行される。このとき、フローチャート１のステップＳ１５（大気圧センサ故障判定部５８）では、所定の基準値Ｔｒを、フローチャート２のステップＳ３４で決定した基準値Ｔｖに変更する。そして、ステップＳ３５で、イグニッションがＯＦＦされるまで、ステップＳ３５およびステップＳ３６（フローチャート１）が繰り返し処理される。
【００６６】
イグニッションがＯＦＦされ、ステップＳ３７（停止時大気圧記憶部７１）に移動すると、大気圧検出部４９によって検出された終了時大気圧Ｐｅｎｄが取得される。ステップＳ３８（停止時大気圧記憶部７１）では、終了時大気圧Ｐｅｎｄが停止時大気圧Ｐｐａｓｔに置き換えられ更新される。ステップＳ３９では、不揮発性の記憶部にＰｐａｓｔが保存され、プログラムが終了する。
【００６７】
上述の説明から明らかなように、第２の実施形態では、車両Ｍのイグニッションオフ時直前の停止時大気圧Ｐｐａｓｔ（＝終了時大気圧Ｐｅｎｄ）と、イグニッションオフした後において、最初にイグニッションがオンされたときの起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔとが比較される。そして、基準値変更制御部７３が、両者の大気圧差ΔＰｃに応じて、フローチャート１の大気圧センサ故障判定部５８（ステップＳ１５）の所定の基準値Ｔｒ（固定値）を所定の基準値Ｔｖ（変動値）に変更する。このように、天候の変動による大気圧の動きに好適に対応することで、より精度よく大気圧センサ５１の故障判定を行なうことが可能となる。
【００６８】
また、第２の実施形態では、基準値変更制御部７３で変更する所定の基準値Ｔｖは、起動時大気圧Ｐｃｕｒｒｅｎｔが停止時大気圧Ｐｐａｓｔ（Ｐｅｎｄ）よりも小さいとき、即ち、車両停止場所に低気圧が到来して気圧が不安定になったと予想されるときに、小さくするよう変更する。これにより、気圧が不安定な状態では、大気圧センサ５１は故障判定されやすくなり積極的に使用しない方向となって、信頼性高く被制御部３０の制御支援を継続することができる。そして、被制御部３０の制御支援を行うことで、最適な走行性能を得ることが可能となる。例えば、ブレーキ制御に用いる変速制御と協調し、降坂時における制動力を最適化することができ、エンジン１１が燃料噴射カットを行う領域で運転することにより優れた走行性能と燃費性能を得ることができる。
【００６９】
なお、上記において高度差演算部５３では、大気圧差ΔＰ（Ｐ１−Ｐ０）を、所定距離隔てた２点間で演算した。しかし、この態様に限らず、時刻Ｔ０（第１点Ａ）と時刻Ｔ１（第２点Ｂ）における２点でそれぞれ大気圧Ｐ０、Ｐ１を取得して大気圧差ΔＰ（Ｐ１−Ｐ０）を演算してもよい。そして、走行距離検出部５４では、時刻Ｔ０（第１点Ａ）および時刻Ｔ１（第２点Ｂ）における距離計６１のそれぞれの距離データＤ０、Ｄ１を取得し、その間の走行距離Ｄを導出すればよい。これによって走行距離Ｄは一定でなくなるが同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・車両用制御装置、  ３・・・コンピュータユニット、  ３０・・・被制御部、  ４９・・・大気圧検出部、  ５０，７０・・・大気圧センサ故障検知装置、  ５１・・・大気圧センサ、  ５２・・・加速度センサ、  ５３・・・高度差演算部、  ５４・・・走行距離検出部、  ５５・・・第１推定路面勾配演算部、  ５６・・・加速度検出部、  ５７・・・第２推定路面勾配演算部、  ５８・・・大気圧センサ故障判定部、  ５９・・・路面勾配選択部、  ６１・・・距離計、  ６４・・・車両制御部、  ７１・・・停止時大気圧記憶部、  ７２・・・起動時大気圧取得部、  ７３・・・基準値変更制御部。
【図１】
0005990991.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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