(57)【要約】    【課題】  内燃機関の燃焼ばらつきに影響されることなく、然も、専用のセンサを用いることなく、車両の悪路走行を検出することができる悪路走行検出装置を提供する。    【解決手段】  車両に搭載される燃料タンク内の燃料レベルを検出する燃料残量ゲージの出力信号の変動周期を算出する。そして、前記変動周期が判定値よりも小さい場合には、悪路（砂利道）走行中であると判定し、前記変動周期が判定値以上である場合には、非悪路（舗装路）走行中であると判定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の悪路走行を検出する悪路走行検出装置であって、
前記車両に搭載される燃料タンクの燃料残量ゲージの出力信号に基づき、車両の悪路走行を検出することを特徴とする悪路走行検出装置。
【請求項２】
前記燃料残量ゲージの出力信号の変動周期又は変動周波数に基づいて、車両の悪路走行を検出することを特徴とする請求項１記載の悪路走行検出装置。
【請求項３】
前記変動周期又は変動周波数と比較する悪路判定値を、車速及び／又は操舵角に基づいて可変に設定することを特徴とする請求項２記載の悪路走行検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の悪路走行を検出する悪路走行検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、各気筒の特定行程における機関回転速度の分布状態を推定し、前記分布状態から車両が悪路走行中であるか否かを判別する悪路走行検出装置が開示されている。
【特許文献１】特開平０５−３１２０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術のように、内燃機関の回転速度の検出結果に基づいて悪路走行を検出する構成では、内燃機関の回転速度が燃焼ばらつきの影響を受けるために、燃焼ばらつきによって悪路走行の検出精度が低下してしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、燃焼ばらつきに影響されることなく、然も、専用のセンサを用いることなく、車両の悪路走行を検出することができる悪路走行検出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】
【０００４】
そのため請求項１記載の発明では、車両に搭載される燃料タンクの燃料残量ゲージの出力信号に基づき、車両の悪路走行を検出する構成とした。
かかる構成によると、車両が悪路を走行することで燃料タンク内の燃料液面が波立ち、この燃料液面の変動に燃料残量ゲージの出力信号が影響を受けることから、燃料残量ゲージの出力信号に基づき車両が悪路走行中であるか否かを判別する。
【０００５】
従って、内燃機関の燃焼ばらつきに影響を受けることなく、かつ、専用のセンサを用いることなく、車両の悪路走行を検出することができる。
請求項２記載の発明では、燃料残量ゲージの出力信号の変動周期又は変動周波数に基づいて、車両の悪路走行を検出する構成とした。
かかる構成によると、非悪路（舗装路）を走行しているときの燃料残量ゲージの出力信号の変動周期又は変動周波数と、悪路（砂利道）を走行しているときの燃料残量ゲージの出力信号の変動周期又は変動周波数とが異なることから、車両が悪路を走行しているか否かを前記変動周期又は変動周波数に基づき判別する。
【０００６】
従って、燃料残量ゲージの出力信号の演算処理によって簡便に車両の悪路走行を検出することができる。
請求項３記載の発明では、前記変動周期又は変動周波数と比較する悪路判定値を、車速及び／又は操舵角に基づいて可変に設定する構成とした。
かかる構成によると、悪路走行とは無関係に、車速及び／又は操舵角によって、燃料残量ゲージの出力信号の変動周期又は変動周波数が変化するので、車速及び／又は操舵角に応じて悪路判定値を可変に設定する。
【０００７】
従って、車速及び／又は操舵角によって悪路走行の検出精度が低下することを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、車両に搭載される、燃料タンクを含む燃料供給システムを示す図である。
図１において、燃料タンク１に電動式の燃料ポンプ２が内蔵される。
前記燃料ポンプ２は、モータ２ａと該モータ２ａによって回転駆動されるポンプ部２ｂとから構成され、燃料タンク１内の燃料を吸い込んで加圧し、燃料配管３及び燃料ギャラリ４を介して、内燃機関（ガソリンエンジン）の気筒毎に設けられる燃料噴射弁５ａ〜５ｄに燃料を供給する。
【０００９】
前記燃料噴射弁５ａ〜５ｄは、噴射パルス信号によって間欠的に開弁駆動され、その開弁時間によって噴射量が制御される。
前記燃料ポンプ２は、フューエルポンプコントロールモジュレータ（以下、ＦＰＣＭと略す）６によって制御される。
また、前記ＦＰＣＭ６と、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）８とは、相互に通信可能に構成される。
【００１０】
前記ＦＰＣＭ６には、前記燃料ギャラリ４内における燃料の圧力を検出する燃圧センサ７の出力信号が入力され、該出力信号に基づいて検出される燃圧が、前記ＥＣＵ８から送信される目標燃圧に一致するように、前記燃料ポンプ２のモータ２ａの通電をフィードバック制御する。
前記ＥＣＵ８には、内燃機関の吸入空気量を検出するエアフローメータ９、前記機関の回転速度を検出する回転センサ１０、前記機関の冷却水温度を検出する水温センサ１１等からの機関運転状態を示す検出信号が入力され、これら検出信号に基づいて燃料噴射量を演算し、該演算結果に応じて前記燃料噴射弁５ａ〜５ｄを駆動制御すると共に、目標燃圧を演算して前記ＦＰＣＭ６に送信する。
【００１１】
また、前記ＥＣＵ８には、変速機の出力軸から車両の走行速度を検出する車速センサ１２、図示省略したステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ１３、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１４、燃料タンク１内の燃料残量を検出する燃料残量ゲージ１５からの検出信号が入力される。
前記燃料残量ゲージ１５は、基端部が燃料タンク１側に回転可能に支持されるアーム１５ａと、該アーム１５ａの先端に取り付けられ燃料液面に浮くフロート１５ｂと、前記アーム１５ａの回転角を検出するポテンショメータ１５ｃとから構成される。
【００１２】
前記ポテンショメータ１５ｃは、前記アーム１５ａに取り付けた摺動接点が抵抗素子に沿って移動することで分圧抵抗が変化し、アーム１５ａの角度に応じた電圧信号を出力する角度センサである。
前記フロート１５ｂは、燃料タンク１内の燃料レベル（燃料液面）の変動に伴って上下に位置変化し、該位置変化に伴ってアーム１５ａの角度が変化するので、前記ポテンショメータ１５ｃで検出されるアーム１５ａの角度から、燃料タンク１内の燃料レベル（燃料液面の高さ）を検出することができる。
【００１３】
ここで、前記ＥＣＵ８は、前記燃料残量ゲージ１５の検出信号に基づいて、車両が悪路走行中であるか否かを判別する機能を、図２のフローチャートに示すように備えている。
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、前記燃料残量ゲージ１５の検出信号をＡ／Ｄ変換して読み込む。
ステップＳ２では、前記燃料残量ゲージ１５の検出信号から求められる燃料レベルの変動周期を算出する。
【００１４】
前記変動周期の算出においては、まず、前記燃料残量ゲージ１５による燃料レベルの検出結果を加重平均することで、略静止状態での基準燃料レベルを求めると共に、該基準燃料レベルに所定値αを加算して閾値を設定する。
そして、前記燃料残量ゲージ１５の検出結果が前記閾値を横切って増大変化した時点から、再度、前記燃料残量ゲージ１５の検出結果が前記閾値を横切って増大変化するまでの時間を、燃料レベルの変動周期として計測する（図７参照）。
【００１５】
尚、走行路面の凹凸の影響を残しつつ周期の計測精度を確保できるように、燃料残量ゲージ１５の検出結果から高周波成分を除く処理を施し、該処理後の検出結果と前記閾値と比較させることができる。
また、周期の計測結果を、過大・過小なデータを除いて平均化し、該平均値に基づいて悪路走行の判別を行なわせることができる。
【００１６】
更に、周期の計測結果を周波数に変換し、該周波数に基づいて悪路走行の判別を行なわせることができる。
ステップＳ３では、予め設定された悪路判定値と、ステップＳ２で算出した周期（又は周波数）とを比較する。
そして、燃料レベルの変動周期が悪路判定値よりも短い場合（燃料レベルの変動周波数が悪路判定値よりも大きい場合）には、ステップＳ４へ進み、車両が砂利道などの悪路を走行中であると判別する（図７参照）。
【００１７】
車両が悪路走行中であるとの判別結果は、例えば、機関回転速度に基づく失火診断のキャンセル処理に用いられる。
車両が悪路を走行していると、駆動輪のトラクションが変動する結果、機関回転速度の変動が発生し、該変動を失火の発生に因るものであると誤判断する可能性があるので、悪路走行中には、機関回転速度に基づく失火診断をキャンセルさせる。
【００１８】
一方、燃料レベルの変動周期が悪路判定値以上である場合（燃料レベルの変動周波数が悪路判定値以下である場合）には、ステップＳ５へ進み、車両が舗装路（非悪路）を走行中であると判別する。
尚、前記悪路判定値は、予め記憶された一定値であっても良いし、一定の基準値を車速及び／又は操舵角などによって補正して可変に設定しても良い。
【００１９】
車速・操舵角によって悪路判定値を可変に設定すれば、燃料レベルの変動周期（変動周波数）が車速によって変化する場合、また、カーブ走行による燃料タンク内での燃料の偏りにより燃料レベルの変動が生じる場合に、悪路走行の検出精度を維持させることが可能となる。
図３のフローチャートは、悪路走行検出の第２実施形態を示す。
【００２０】
この図３のフローチャートでは、ステップＳ３で、燃料レベルの変動周期が悪路判定値よりも短い（燃料レベルの変動周波数が悪路判定値よりも大きい）と判定された場合の処理のみが、前記図２のフローチャートに示した第１実施形態と異なる。
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３で、燃料レベルの変動周期が悪路判定値よりも短い（燃料レベルの変動周波数が悪路判定値よりも大きい）と判定されると、ステップＳ４Ａに進む。
【００２１】
ステップＳ４Ａでは、燃料レベルの周期又は周波数以外のデータを用いた別の悪路走行検出処理においても、悪路走行中であると検出されているか否かを判別する。
そして、燃料レベルの周期又は周波数に基づいて悪路走行中であると判断され、かつ、別の悪路走行検出処理においても悪路走行中であると検出されている場合にのみ、ステップＳ４Ｂへ進む。
【００２２】
ステップＳ４Ｂでは、車両が砂利道などの悪路を走行中であると判別する。
図４のフローチャートは、悪路走行検出の第３実施形態を示す。
この図４のフローチャートでは、ステップＳ３で、燃料レベルの変動周期が悪路判定値以上である（燃料レベルの変動周波数が悪路判定値以下である）と判定された場合の処理のみが、前記図２のフローチャートに示した第１実施形態と異なる。
【００２３】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ３で、燃料レベルの変動周期が悪路判定値以上である（燃料レベルの変動周波数が悪路判定値以下である）と判定されると、ステップＳ５Ａに進む。
ステップＳ５Ａでは、燃料レベルの周期又は周波数以外のデータを用いた別の悪路走行検出処理において、悪路走行中であると検出されているか否かを判別する。
【００２４】
そして、燃料レベルの周期又は周波数からは舗装路（非悪路）走行中であると判断される状態であっても、別の悪路走行検出処理において悪路走行中であると検出されている場合には、ステップＳ４へ進んで、車両が砂利道などの悪路を走行中であると判別する。
また、燃料レベルの周期又は周波数から舗装路（非悪路）走行中であると判断され、かつ、別の悪路走行検出処理においても舗装路（非悪路）走行中であると検出されている場合には、ステップＳ５Ｂへ進んで、舗装路（非悪路）走行中であると判断する。
【００２５】
ここで、前記燃料レベルの周期又は周波数以外のデータを用いた別の悪路走行検出処理の例を、図５，図６のフローチャートに従って説明する。
図５のフローチャートは、車輪速のデータを用いて悪路走行を検出する処理を示す。
この図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、車輪速センサ１４で検出される車輪速を読み込む。
【００２６】
ステップＳ１２では、所定時間内における車輪速の変化量を検出する。
ステップＳ１３では、バネ下共振周波数よりも高い周波数を遮断するローパスフィルタ処理を、車輪速変化量に対して施す。
ステップＳ１４では、ローパスフィルタを通過した変化量の絶対値を積算し、ステップＳ１５では、前記積算値が所定の閾値以上であるときに悪路走行中であると判定し、前記積算値が所定の閾値未満であるときに舗装路（非悪路）走行中であると判定する路面判定処理を行なう。
【００２７】
図６のフローチャートは、操舵角のデータを用いて悪路走行を検出する処理を示す。
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２１では、操舵角センサ１３で検出されるステアリングの操舵角を読み込む。
ステップＳ２２では、ステアリングの操舵角の検出値から高周波成分を抽出する処理を施す。
【００２８】
悪路走行時には、操舵輪側の振動がステアリングに伝わって操舵角が高周波で変動することになるので、予め砂利道などの悪路を走行した場合における操舵角の変動周波数を求めておき、前記変動周波数を基準とする所定範囲の周波数範囲の信号を抽出させる。
ステップＳ２３では、前記ステップＳ２２で抽出した操舵角の高周波成分から、悪路走行検出のための信号を生成する。前記悪路走行検出のための信号とは、振幅データや周波数の分布データなどである。
【００２９】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で生成した信号に基づいて、ステアリングの操舵角が悪路走行時に特有の変動を示しているか否かを判別し、悪路走行中であるか否かを判定する。
尚、燃料レベルの変動以外から悪路走行を検出するときに用いるデータを、上記の車輪速，操舵角に限定するものではない。
【００３０】
また、車輪速に基づく悪路走行検出と、操舵角に基づく悪路走行検出と、燃料レベルに基づく悪路走行検出とをそれぞれに行わせ、それぞれにおける悪路走行検出結果の論理和或いは論理積に基づいて、最終的に悪路走行中であるか否かの判別結果を出力させることができる。
更に、燃料残量ゲージを、上記のフロート式のセンサに限定するものではなく、悪路走行による燃料液面の波立ちに出力が影響を受ける燃料残量ゲージであれば、公知の全てのセンサを適用できる。
【００３１】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の悪路走行検出装置において、
前記燃料残量ゲージの出力信号に基づいて悪路走行中であると判断され、かつ、前記燃料残量ゲージの出力信号以外のデータに基づいて悪路走行中であると判断されたときに、最終的に悪路走行中であると判断することを特徴とする悪路走行検出装置。
【００３２】
かかる構成によると、燃料レベルに基づいて悪路走行中であると判断されても、燃料レベル以外のデータに基づいて非悪路（舗装路）走行中であると判断されている場合には、最終的な悪路走行の判定がなされず、燃料レベルに基づき悪路走行が誤検出されることが回避される。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の悪路走行検出装置において、
前記燃料残量ゲージの出力信号に基づいて悪路走行中であるか否かを判別すると共に、前記燃料残量ゲージの出力信号以外のデータに基づいて悪路走行中であるか否かを判別し、
少なくとも一方で悪路走行中であると判別されたときに、最終的に悪路走行中であると判断し、
双方共に非悪路走行中であると判別したときに最終的に非悪路走行中であると判断することを特徴とする悪路走行検出装置。
【００３３】
かかる構成によると、燃料レベルの変動からは検出できない悪路走行を、燃料レベルの以外のデータから検出して、悪路走行状態の判定を行なわせることができる。
（ハ）請求項（イ）又は（ロ）記載の悪路走行検出装置において、
前記燃料残量ゲージの出力信号以外のデータが、車輪速及び／又は操舵角の検出データであることを特徴とする悪路走行検出装置。
【００３４】
かかる構成によると、悪路走行に影響を受ける車輪速及び／又は操舵角の変動に基づいて悪路走行中であるか否かを判別し、燃料レベルに基づく悪路走行検出を補完する。
（ニ）請求項２又は３記載の悪路走行検出装置において、
前記燃料残量ゲージの出力信号の平滑値を基準に閾値を設定し、該閾値を横切るタイミングに基づいて変動周期を計測することを特徴とする悪路走行検出装置。
【００３５】
かかる構成によると、前記燃料残量ゲージの出力信号を平滑化することで、変動しない状態での燃料レベルを推定し、該燃料レベルを基準に周期計測の閾値を設定し、該閾値を横切ったタイミングから次に前記閾値を横切るまでの時間を計測することで、燃料レベルの変動周期を簡便に検出する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態における燃料供給システムの構成図。
【図２】悪路走行検出の第１実施形態を示すフローチャート。
【図３】悪路走行検出の第２実施形態を示すフローチャート。
【図４】悪路走行検出の第３実施形態を示すフローチャート。
【図５】車輪速に基づく悪路走行の検出処理を示すフローチャート。
【図６】操舵角に基づく悪路走行の検出処理を示すフローチャート。
【図７】悪路走行時の燃料レベル変動と舗装路走行時の燃料レベル変動を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００３７】
１…燃料タンク、２…燃料ポンプ、２ａ…モータ、２ｂ…ポンプ部、３…燃料配管、４…燃料ギャラリ、５ａ〜５ｄ…燃料噴射弁、６…ＦＰＣＭ、７…燃圧センサ、８…ＥＣＵ、９…エアフローメータ、１０…回転センサ、１１…水温センサ、１２…車速センサ、１３…操舵角センサ、１４…車輪速センサ、１５…燃料残量ゲージ
【図１】
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【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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【図７】
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