(57)【要約】【課題】セレクタＩＣが自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置側の異常判定で異常状態を検出でき、この異常状態を検出したときに、制御システムが制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えて、安全及び最低限の車両動作を確保できる制御システム及び制御システムの故障診断方法を提供する。【解決手段】セレクタＩＣ２１の信号出力端子２１ｂからの出力を入力して、センサ１１〜１８毎の検出信号の時系列データＤｉを検査して、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとし、異常信号センサの数Ｎｕｎが、セレクタＩＣ２１に接続される全センサの数Ｎｓｔに対する予め設定した異常判定割合αの数Ｎαよりも多い場合に、エラー信号端子２１ｄの出力に関わらず、セレクタＩＣ２１が異常である判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサからの信号を受けるセレクタと、該セレクタの出力信号を出力する信号出力端子と、内部診断回路と、該内部診断回路における診断結果を出力するエラー信号端子とを有するセレクタＩＣと、中央処理装置を備えた制御システムにおいて、
前記中央処理装置が、前記セレクタＩＣの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査する時系列データ検査手段を備えると共に、
該時系列検査手段による検査結果で、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとしたときに、前記異常信号センサの数が、前記セレクタＩＣに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタＩＣが異常である判定するセレクタＩＣ異常判定手段を備えたことを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記時系列検査手段が、検査対象のセンサの検出信号の時系列データが、前記検査対象のセンサ毎に予め設定される上限値と下限値の範囲から逸脱したデータの個数が予め設定された第１逸脱個数以上ある場合に異常であると判定し、かつ、前記検査対象のセンサ毎に予め設定される検査時間とデータ幅に対して、検査対象の時系列データが、検査時間内おいて前記データ幅の外に出るデータの個数が予め設定された第２逸脱個数以下の場合には異常であると判定するように構成された請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記異常判定割合を６０％とする請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
当該制御システムが内燃機関を搭載した車両を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項５】
複数のセンサからの信号を受けるセレクタと、該セレクタの出力信号を出力する信号出力端子と、内部診断回路と、該内部診断回路における診断結果を出力するエラー信号端子とを有するセレクタＩＣと、中央処理装置を備えた制御システムの故障診断方法において、
前記セレクタＩＣの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査して、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとし、前記異常信号センサの数が、前記セレクタＩＣに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタＩＣが異常である判定することを特徴とする制御システムの故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御システム及び制御システムの故障診断方法に関し、より詳細には、セレクタＩＣ自身のエラー通知以外でも、セレクタＩＣの故障を診断することができる制御システム及び制御システムの故障診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両の運転制御においては、スピードセンサ、エンジン水温センサ、大気圧センサ等数多くのセンサからのアナログ信号及びデジタル信号を入力して、これらの信号を使用して運転制御を行っている。
【０００３】
図１に示すように、この制御システム１においては、中央処理装置（ＣＰＵ）２２を備えた制御装置（ＥＣＭ：エンジンコントロールモジュール）２０を用いており、各種センサ１１〜１８等の信号装置１０からの信号を一旦、ＡＤ変換ブロックの各チャンネルで受けた後、制御装置２０のセレクタ２１ａを通して、時系列的に分割した信号を信号出力端子２１ｂに出力している。
【０００４】
そして、中央処理装置２２では、この信号出力端子２１ｂからの信号の時系列データを入力して、デマルチプレクサ（分配回路）（図示しない）で、信号の時系列データから、各種センサ１１〜１８の検出値を識別して、各種センサ１１〜１８のそれぞれの検出値の時系列データとして取扱い各種制御を行っている。
【０００５】
また、このセレクタＩＣ２１には、内部診断回路２１ｃが設けられており、セレクタＩＣ２１における故障を自己診断し、その結果をエラー信号端子２１ｄに出力しており、中央処理装置２２では、このエラー信号端子２１ｄの出力を監視することで、セレクタＩＣ２１からの信号の妥当性、即ち、誤信号でないことを判断している。
【０００６】
これに関連して、例えば、ＡＤ変換ブロック、および、デジタル信号処理ブロックのデジアナ兼用の入力端子を設けた場合に内部異常を検出できるように、同一入力信号をアナデジ兼用入力端子に入力させた状態で得られるＡＤ変換ブロックの変換結果、デジタル信号処理ブロックの処理結果に基づいて、ＡＤ変換ブロック又はデジタル信号処理ブロックの異常を推定する、推定手段を備えて、同一入力信号を用いて得られるＡＤ変換ブロックの変換結果とデジタル信号処理ブロックの処理結果に相互の矛盾を生じるときには、ＡＤ変換ブロック又はデジタル信号処理ブロックの異常であると推定するマイクロコンピュータを搭載した電子制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、従来技術においては、制御システム１における、セレクタＩＣ２１の故障診断では、エラー判定に、エラー信号端子２１ｄに出力されたエラー通知信号でしか使用していないため、このセレクタＩＣ２１の内部診断回路２１ｃによるセレクタＩＣ２１が自己判断してエラーとして通知してきた場合にしか故障判定することができず、セレクタＩＣ２１が自身のエラーを通知できないような故障に陥った場合には、この故障を検出することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２４３４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、セレクタＩＣが自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システムが制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる制御システム及び制御システムの故障診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の制御システムは、複数のセンサからの信号を受けるセレクタと、該セレクタの出力信号を出力する信号出力端子と、内部診断回路と、該内部診断回路における診断結果を出力するエラー信号端子とを有するセレクタＩＣと、中央処理装置を備えた制御システムにおいて、前記中央処理装置が、前記セレクタＩＣの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査する時系列データ検査手段を備えると共に、該時系列検査手段による検査結果で、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとしたときに、前記異常信号センサの数が、前記セレクタＩＣに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタＩＣが異常である判定するセレクタＩＣ異常判定手段を備えて構成される。
【００１１】
この構成によれば、セレクタＩＣが自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システムが制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる。
【００１２】
なお、この時系列検査手段とセレクタＩＣ異常判定手段は、制御システムが作動しているときは、常時、その機能を作動させておくことが好ましいが、安全性と制御性を考慮して、一定時間間隔でその機能を作動させてもよい。
【００１３】
また、上記の制御システムにおいて、前記時系列検査手段が、検査対象のセンサの検出信号の時系列データが、前記検査対象のセンサ毎に予め設定される上限値と下限値の範囲から逸脱したデータの個数が予め設定された第１逸脱個数以上ある場合に異常であると判定し、かつ、前記検査対象のセンサ毎に予め設定される検査時間とデータ幅に対して、検査対象の時系列データが、検査時間内おいて前記データ幅の外に出るデータの個数が予め設定された第２逸脱個数以下の場合には異常であると判定するように構成される。
【００１４】
これらの上限値、下限値、検査時間、データ幅、第１逸脱個数、第２逸脱個数などは、対象となるセンサの特性と、制御におけるセンサの検出値の影響度等により設定される。
【００１５】
また、上記の制御システムにおいて、前記異常判定割合を６０％とする。この異常判定割合は、実際には、対象となるセンサの特性と、制御におけるセンサの検出値の影響度、制御される機器の敏感性により設定され、場合によっては、８０％、９０％、１００％（全数）に設定される。
【００１６】
また、上記の制御システムにおいて、当該制御システムが内燃機関を搭載した車両を制御する。この場合には、数多くのセンサが使用され、しかも、乗務員の安全確保が重要なので、より本発明のメリットが増すことになる。
【００１７】
そして、上記の目的と達成するための本発明の制御システムの故障診断方法は、複数のセンサからの信号を受けるセレクタと、該セレクタの出力信号を出力する信号出力端子と、内部診断回路と、該内部診断回路における診断結果を出力するエラー信号端子とを有するセレクタＩＣと、中央処理装置を備えた制御システムの故障診断方法において、前記セレクタＩＣの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査して、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとし、前記異常信号センサの数が、前記セレクタＩＣに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタＩＣが異常である判定することを特徴とする方法である。この方法によれば、上記の制御システムと同様な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の制御システム及び制御システムの故障診断方法によれば、セレクタＩＣが自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システムが制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る実施の形態の制御システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施の形態の制御システム及び制御システムの故障診断方法について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施の形態の制御システム１は、信号装置（センサ群）１０と制御装置（ＥＣＭ：エンジンコントロールモジュール）２０からなり、信号装置１０は、スピードセンサ１１、水温センサ（油温センサ？）１２、エンジン水温センサ１３、燃料温度センサ１４、吸気温度センサ１５、排気温度センサ１６、気圧センサ１７、ブースト圧センサ１８等の各種センサからなる。また、制御装置２０は、セレクタＩＣ２１と中央処理装置（ＣＰＵ）とからなる。
【００２２】
そして、各種センサ１１〜１８等の信号装置１０からの信号を一旦、ＡＤ変換ブロックの各チャンネルで受けた後、セレクタＩＣ２１のセレクタ（マルチプレクサ：選択回路）２１ａを通して、時系列的に分割した信号を信号出力端子２１ｂに出力している。
【００２３】
一方、中央処理装置２２では、この信号出力端子２１ｂからの信号の時系列データを入力して、デマルチプレクサ（分配回路）（図示しない）で、信号の時系列データから、各種センサ１１〜１８の検出値を識別して、各種センサ１１〜１８のそれぞれの検出値の時系列データとして取扱い各種制御を行っている。
【００２４】
このセレクタＩＣ２１には、内部診断回路２１ｃが設けられており、セレクタＩＣ２１における故障を自己診断し、その結果をエラー信号端子２１ｄに出力している。
【００２５】
そして、本発明では、この複数のセンサ１１〜１８からの信号を受けるセレクタ２１ａと、このセレクタ２１ａの出力信号を出力する信号出力端子２１ｂと、内部診断回路２１ｃと、この内部診断回路２１ｃにおける診断結果を出力するエラー信号端子２１ｄとを有するセレクタＩＣ２１と、中央処理装置２２を備えた制御システムにおいて、中央処理装置２２が、時系列データ検査手段２２ａとセレクタＩＣ異常判定手段２２ｂを備えて構成される。
【００２６】
この時系列データ検査手段２２ａは、セレクタＩＣ２１の信号出力端子２１ｂからの出力を入力して、センサ１１〜１８毎の検出信号の時系列データを検査する手段である。
【００２７】
この時系列検査手段２２ａでは、検査対象のセンサ１１〜１８の検出信号の時系列データＤｉが、検査対象のセンサ１１〜１８毎に予め設定される上限値Ｄｕと下限値Ｄｄの範囲から逸脱したデータＤｉｏｕｔの個数Ｎ１ｏｕｔが予め設定された第１逸脱個数Ｎｃ１以上ある場合に異常であると判定する。
【００２８】
更に、検査対象のセンサ１１〜１８毎に予め設定される検査時間Ｔｄとデータ幅ΔＤに対して、検査対象の時系列データＤｉが、検査時間Ｔｄ内おいてデータ幅ΔＤの外に出るデータＤｊｏｕｔの個数Ｎ２ｏｕｔが予め設定された第２逸脱個数Ｎｃ２以下の場合には、即ち、検査時間Ｔｄの間に時系列データＤｉが変化しない場合には、異常であると判定する。
【００２９】
これらの上限値Ｄｕ、下限値Ｄｄ、検査時間Ｔｄ、データ幅ΔＤ、第１逸脱個数、第２逸脱個数などは、対象となるセンサの特性と、制御におけるセンサの検出値の影響度等により設定される。
【００３０】
また、セレクタＩＣ異常判定手段２２ｂは、時系列検査手段２２ａによる検査結果で、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとしたときに、異常信号センサの数Ｎｕｎが、全センサの数Ｎｓｔに対する予め設定した異常判定割合αの数Ｎαよりも多い場合に、エラー信号端子２１ｄの出力に関わらず、セレクタＩＣ２１が異常である判定する手段である。
【００３１】
この異常判定割合αは、実際には、対象となるセンサ１１〜１８の特性と、制御におけるセンサ１１〜１８の検出値の影響度、制御される機器の敏感性により設定され、通常は、異常判定割合αは、６０％に設定されるが、場合によっては、８０％、９０％、１００％（全数）に設定される。
【００３２】
また、特定なセンサを幾つか選定しておき、これらの選択されたセンサのいくつかが異常信号センサに含まれている場合には、異常信号センサの数Ｎｕｎが、セレクタＩＣ２１に接続される全センサの数Ｎｓｔに対する予め設定した異常判定割合αの数Ｎαよりも小さくても、セレクタＩＣ２１が異常である判定するように構成してもよい。更には、各センサ１１〜１８に、故障の判定用の重みを付けて、重み付きの異常信号センサの数Ｎｕｎｍで、異常を判定するように構成してもよい。
【００３３】
なお、この時系列検査手段２２ａとセレクタＩＣ異常判定手段２２ｂは、制御システム１が作動しているときは、常時、その機能を作動させておくこと、即ち、常時、異常判定を行うことが好ましいが、安全性と制御性を考慮して、予め設定された一定時間間隔でその機能を作動させてもよい。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態の制御システムの故障診断方法について説明する。この方法は、複数のセンサ１１〜１８からの信号を受けるセレクタ２１ａと、このセレクタ２１ａの出力信号を出力する信号出力端子２１ｂと、内部診断回路２１ｃと、この内部診断回路２１ｃにおける診断結果を出力するエラー信号端子２１ｄとを有するセレクタＩＣ２１と、中央処理装置２２を備えた制御システムの故障診断方法であり、セレクタＩＣ２１の信号出力端子２１ｂからの出力を入力して、センサ１１〜１８毎の検出信号の時系列データＤｉを検査して、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとし、異常信号センサの数Ｎｕｎが、セレクタＩＣ２１に接続される全センサの数Ｎｓｔに対する予め設定した異常判定割合αの数Ｎαよりも多い場合に、エラー信号端子２１ｄの出力に関わらず、セレクタＩＣ２１が異常である判定する。
【００３５】
上記の構成の制御システム１及び制御システムの故障診断方法によれば、セレクタＩＣ２１が自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置２２側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システム１が制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる。
【００３６】
また、この制御システム１が内燃機関を搭載した車両を制御する場合には、数多くのセンサが使用され、しかも、乗務員の安全確保が重要なので、本発明のメリットをより有効利用できるようになる。
【符号の説明】
【００３７】
１  制御システム
１０  信号装置（センサ群）
１１  スピードセンサ
１２  水温センサ
１３  エンジン水温センサ
１４  燃料温度センサ
１５  吸気温度センサ
１６  排気温度センサ
１７  大気圧センサ
１８  ブースト圧センサ
２０  制御装置（ＥＣＭ）
２１  セレクタＩＣ
２１ａ  セレクタ
２１ｃ  内部診断回路
２１ｂ  信号出力端子
２１ｄ  エラー信号端子
２２  中央処理装置（ＣＰＵ）
２２ａ  時系列データ検査手段
２２ｂ  異常判定手段
【図１】
2016091483.tif 000003