(57)【要約】【課題】製造コストを増加させずに、バッテリの充放電電流を検知する電流センサに異常があるか否かを判定することができる電流センサの異常判定装置を提供すること。【解決手段】制御部は、モータによって内燃機関を始動しているときの電流センサのセンサ出力値である第１センサ出力値（ステップＳ１４）とアイドリングストップ機能が作動しているときの電流センサのセンサ出力値である第２センサ出力値（ステップＳ１２）との偏差（ステップＳ１５）と、所定の閾値ＴＨとの関係に基づいて電流センサに異常があるか否かを判定する（ステップＳ１６）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドリングストップ機能を有する車両に搭載されたバッテリの充放電電流値を検出する電流センサが異常であるか否かを判定する電流センサの異常判定装置であって、
前記バッテリから供給された電力によって駆動し、少なくとも内燃機関を始動させるモータと、
前記電流センサのセンサ出力値に基づいて前記電流センサに異常があるか否かを判定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モータによって前記内燃機関を始動しているときの前記電流センサのセンサ出力値である第１センサ出力値と前記アイドリングストップ機能が作動しているときの前記電流センサのセンサ出力値である第２センサ出力値との偏差と、所定の閾値との関係に基づいて前記電流センサに異常があるか否かを判定する電流センサの異常判定装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１センサ出力値と前記第２センサ出力値との偏差が前記閾値以下であることを条件に、前記電流センサに前記センサ出力値が一定となる固着異常があると判定する請求項１に記載の電流センサの異常判定装置。
【請求項３】
前記電流センサは、前記センサ出力値に応じた電圧を出力し、
前記制御部は、前記電流センサから出力された電圧に基づいて、前記バッテリの充放電電流値を特定する請求項１又は請求項２に記載の電流センサの異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの充放電電流を検知する電流センサに異常があるか否かを判定する電流センサの異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリの充放電電流を検知する電流センサに異常があるか否かを判定する技術として、電流センサと電圧センサとを備え、所定の起点から検出されたバッテリの電流の積分値を算出し、所定の起点から所定時間経過後のバッテリの電圧の偏差を算出し、電圧の偏差と電圧閾値とに基づいて電流センサが異常であるか否かを判定し、電流の積分値に応じて電圧閾値を設定する技術が特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０６９６８６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に提案された技術は、バッテリの充放電電流を検知する電流センサに異常があるか否かを判定するために電圧センサが必要となるため、製造コストが増加してしまうといった課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、製造コストを増加させずに、バッテリの充放電電流を検知する電流センサに異常があるか否かを判定することができる電流センサの異常判定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】
上記課題を解決する本発明に係る電流センサの異常判定装置の一態様は、アイドリングストップ機能を有する車両に搭載されたバッテリの充放電電流値を検出する電流センサが異常であるか否かを判定する電流センサの異常判定装置であって、バッテリから供給された電力によって駆動し、少なくとも内燃機関を始動させるモータと、電流センサのセンサ出力値に基づいて電流センサに異常があるか否かを判定する制御部と、を備え、制御部は、モータによって内燃機関を始動しているときの電流センサのセンサ出力値である第１センサ出力値とアイドリングストップ機能が作動しているときの電流センサのセンサ出力値である第２センサ出力値との偏差と、所定の閾値との関係に基づいて電流センサに異常があるか否かを判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、製造コストを増加させずに、バッテリの充放電電流を検知する電流センサに異常があるか否かを判定することができる電流センサの異常判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電流センサの異常判定装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電流センサの異常判定装置の第１異常判定動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る電流センサの異常判定装置の第２異常判定動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電流センサの異常判定装置の第３異常判定動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る電流センサの異常判定装置の第４異常判定動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下、本発明に係る電流センサの異常判定装置を搭載した車両について説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、車両１は、内燃機関型のエンジン２と、モータ３と、二次電池よりなるバッテリ４と、電流センサ５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７とを含んで構成されている。
【００１１】
エンジン２には、複数の気筒が形成されている。各気筒内には、燃焼室が画成されている。本実施の形態において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に燃焼室で点火を行う４サイクルのエンジンによって構成されている。
【００１２】
モータ３は、バッテリ４から供給された電力によって駆動するようになっている。本実施の形態における車両１は、停車状態でエンジン２を一時的に停止させるアイドリングストップ機能を有している。
【００１３】
このアイドリングストップ機能等によって停止しているエンジン２を始動させたり、イグニッションがオフされたエンジン２を初回始動させたりするために、モータ３は、少なくともエンジン２を始動させる電動機として機能する。また、モータ３は、車両１の制動時に電力を回生する発電機としても機能する。
【００１４】
バッテリ４は、エンジン２の始動時及び車両１の加速時に放電し、モータ３を駆動させるための電力を供給するようになっている。また、バッテリ４は、車両１の制動時にモータ３によって回生された電力により充電されるようになっている。
【００１５】
電流センサ５は、バッテリ４の放電時及び充電時の電流値、すなわち、バッテリ４の充放電電流値を検出するようになっている。電流センサ５は、バッテリ４の充放電電流値に応じたセンサ出力値をＥＣＵ７に出力するようになっている。詳細には、電流センサ５は、センサ出力値に応じた電圧（例えば、０Ｖ〜５Ｖ）をＥＣＵ７に出力するようになっている。
【００１６】
ＥＣＵ７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００１７】
ＥＣＵ７のＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ７として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＥＣＵ７において、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、本実施の形態におけるＥＣＵ７として機能する。
【００１８】
ＥＣＵ７の入力ポートには、電流センサ５を含む各種センサ類が接続されている。また、ＥＣＵ７の出力ポートには、モータ３を制御する図示しないインバータ回路を含む各種制御対象類が接続されている。ＥＣＵ７は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御するようになっている。
【００１９】
本実施の形態において、ＥＣＵ７は、アイドリングストップ機能を実行するようになっている。また、ＥＣＵ７は、電流センサ５のセンサ出力値に基づいて電流センサ５に異常があるか否かを判定する制御部１０としての機能を有する。
【００２０】
詳細には、ＥＣＵ７は、モータ３によってエンジン２を始動しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第１センサ出力値とアイドリングストップ機能が作動してモータ３が停止しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第２センサ出力値との偏差と、所定の閾値ＴＨとの関係に基づいて電流センサ５に異常があるか否かを判定するようになっている。なお、閾値ＴＨは、予め実験的に定められた適合値である。
【００２１】
また、ＥＣＵ７は、モータ３によってエンジン２を始動しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第１センサ出力値とエンジン２が完爆してモータ３が停止しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第２センサ出力値との偏差と、閾値ＴＨとの関係に基づいて電流センサ５に異常があるか否かを判定するようになっている。
【００２２】
なお、ＥＣＵ７は、エンジン２が自律して駆動したことを条件に、エンジン２が完爆したと判断するようになっている。例えば、ＥＣＵ７は、エンジン２の機関回転速度が所定値以上となったら、エンジン２が完爆したと判断するようになっている。なお、所定値は、適合値とする。
【００２３】
ＥＣＵ７は、第１センサ出力値と第２センサ出力値との偏差が閾値ＴＨ以下であることを条件に、電流センサ５にセンサ出力値が一定となる固着異常があると判定するようになっている。
【００２４】
なお、本実施の形態において、ＥＣＵ７は、電流センサ５によってセンサ出力値に応じて出力された電圧に基づいて、電流センサ５に異常があるか否かを判定するものとして説明したが、電流センサ５によってセンサ出力値に応じて出力された電圧に基づいて、バッテリ４の充放電電流値を特定し、特定した充放電電流値に基づいて、電流センサ５に異常があるか否かを判定するようにしてもよい。
【００２５】
ＥＣＵ７は、電流センサ５に異常があると判定すると、電流センサ５の異常検出時の処理として、図示しないインストルメントパネル等に設けられた警報装置を作動させたり、モータ３による車両１の加速時におけるエンジン２のアシスト及びバッテリ４に対する充電を禁止したりするようになっている。
【００２６】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る電流センサの異常判定装置による異常判定動作について図２及び図３を参照して説明する。
【００２７】
図２は、イグニッションがオフされたエンジン２の初回始動中に実行される第１異常判定動作を示すフローチャートである。まず、ＥＣＵ７は、モータ３によるエンジン２の初回始動中であるか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで、モータ３によるエンジン２の初回始動中でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第１異常判定動作を終了する。
【００２８】
一方、モータ３によるエンジン２の初回始動中であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５のセンサ出力値を第１センサ出力値としてＲＡＭ等の記憶媒体に記憶する（ステップＳ２）。次に、ＥＣＵ７は、エンジン２が完爆するのを待つ（ステップＳ３）。
【００２９】
エンジン２が完爆したと判断すると、ＥＣＵ７は、電流センサ５のセンサ出力値を第２センサ出力値としてＲＡＭ等の記憶媒体に記憶する（ステップＳ４）。次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ２で記憶した第１センサ出力値と、ステップＳ４で記憶した第２センサ出力値との偏差を算出する（ステップＳ５）。
【００３０】
次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ５で算出した偏差が閾値ＴＨ以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、ステップＳ５で算出した偏差が閾値ＴＨ以下でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第１異常判定動作を終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ５で算出した偏差が閾値ＴＨ以下であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５に固着異常があると判定し、電流センサ５の異常検出時の処理を実行し（ステップＳ７）、第１異常判定動作を終了する。
【００３２】
図３は、アイドリングストップ機能が作動中に実行される第２異常判定動作を示すフローチャートである。まず、ＥＣＵ７は、アイドリングストップ機能（図中、「ＩＳ」と記す）によりエンジン２が停止中であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、アイドリングストップ機能によりエンジン２が停止中でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第２異常判定動作を終了する。
【００３３】
一方、アイドリングストップ機能によりエンジン２が停止中であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５のセンサ出力値を第２センサ出力値としてＲＡＭ等の記憶媒体に記憶する（ステップＳ１２）。
【００３４】
次に、ＥＣＵ７は、モータ３によるエンジン２の始動が開始するのを待つ（ステップＳ１３）。ここで、ＥＣＵ７は、図示しないアクセルペダルの踏み込み等のエンジン２の停止条件が成立し、エンジン２を始動させるためにモータ３を駆動したことを条件に、エンジン２の始動が開始したと判断する。
【００３５】
モータ３によるエンジン２の始動が開始したと判断すると、ＥＣＵ７は、電流センサ５のセンサ出力値を第１センサ出力値としてＲＡＭ等の記憶媒体に記憶する（ステップＳ１４）。次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ１４で記憶した第１センサ出力値と、ステップＳ１２で記憶した第２センサ出力値との偏差を算出する（ステップＳ１５）。
【００３６】
次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ１５で算出した偏差が閾値ＴＨ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで、ステップＳ１５で算出した偏差が閾値ＴＨ以下でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第２異常判定動作を終了する。
【００３７】
一方、ステップＳ１５で算出した偏差が閾値ＴＨ以下であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５に固着異常があると判定し、電流センサ５の異常検出時の処理を実行し（ステップＳ１７）、第２異常判定動作を終了する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態は、バッテリ４の充放電電流値が相対的に高いときの電流センサ５のセンサ出力値と、バッテリ４の充放電電流値が相対的に低いときの電流センサ５のセンサ出力値との偏差を閾値ＴＨと比較することにより、電流センサ５に異常があるか否かを判定するため、電圧センサ等を設ける必要がない。したがって、本実施の形態は、製造コストを増加させずに、バッテリ４の充放電電流を検知する電流センサ５に異常があるか否かを判定することができる。
【００３９】
また、本実施の形態は、エンジン２の始動時のように、モータ３を駆動させるためにバッテリ４から大きな電流が流れているときの電流センサ５のセンサ出力値と、エンジン２の始動後のように、モータ３の駆動が停止されるためにバッテリ４から大きな電流が流れていないときの電流センサ５のセンサ出力値との偏差と閾値ＴＨとを比較することにより、電流センサ５に異常があるか否かを判定するため、電流センサ５の異常判定の精度を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施の形態は、第１センサ出力値と第２センサ出力値との偏差が閾値以下であることを条件に、電流センサ５にセンサ出力値が一定となる固着異常があると判定するため、製造コストを増加させずに、電流センサ５の固着異常を精度よく検出することができる。
【００４１】
また、本実施の形態は、エンジン２の始動開始前後の期間における電流センサ５のセンサ出力値に基づいて、電流センサ５に固着異常があるか否かを判定するため、登坂走行のようにエンジン２の機関回転数が一定となる走行状態において、電流センサ５の固着異常を誤検出してしまうことを防止することができる。
【００４２】
また、本実施の形態は、電流センサ５が、センサ出力値に応じた電圧を出力し、ＥＣＵ７が、電流センサ５から出力された電圧に基づいて、バッテリ４の充放電電流値を特定するため、特定した充放電電流値に基づいて、バッテリ４の充放電電流を検知する電流センサ５に異常があるか否かを判定することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、バッテリ４の充放電電流値が相対的に高いときの電流センサ５のセンサ出力値と、バッテリ４の充放電電流値が相対的に低いときの電流センサ５のセンサ出力値との偏差を閾値ＴＨと比較することにより、電流センサ５に異常があるか否かを判定するものとして説明した。
【００４４】
これに対し、本実施の形態は、バッテリ４の充放電電流値が相対的に高いときの電流センサ５のセンサ出力値と、バッテリ４の充放電電流値が相対的に低いときの電流センサ５のセンサ出力値との偏差が閾値ＴＨ以下である状態が所定回数検出されたことを条件に、電流センサ５に固着異常があると判定するようにしてもよい。なお、所定回数は、適合値とする。
【００４５】
また、本実施の形態は、バッテリ４の充放電電流値が相対的に高いときの電流センサ５のセンサ出力値と、バッテリ４の充放電電流値が相対的に低いときの電流センサ５のセンサ出力値との偏差が閾値ＴＨ以下である状態が所定時間にわたって検出されたことを条件に、電流センサ５に固着異常があると判定するようにしてもよい。なお、所定時間は、適合値とする。
【００４６】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態については、本発明の第１の実施の形態との相違点について説明する。また、本実施の形態における構成要素のうち、本発明の第１の実施の形態と同様なものについては、同一の符号で示す。なお、本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と同一なハードウェア構成によって実現することができるため、本実施の形態については、図１を参照しながら説明する。
【００４７】
本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態に対して、ＥＣＵ７のＲＯＭに格納されているプログラムが相違する。具体的には、本発明の第１の実施の形態において、ＥＣＵ７は、モータ３によってエンジン２を始動しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第１センサ出力値とアイドリングストップ機能が作動してモータ３が停止しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第２センサ出力値との偏差と、所定の閾値ＴＨとの関係に基づいて電流センサ５に異常があるか否かを判定するものとして説明した。
【００４８】
これに対し、本実施の形態におけるＥＣＵ７は、アイドリングストップ機能が作動してモータ３が停止しているときから、モータ３によってエンジン２の始動が開始されるまで、所定の周期で電流センサ５のセンサ出力値をサンプリングし、今回にサンプリングしたセンサ出力値Ｃと１回以上前にサンプリングした過去のセンサ出力値Ｐとの偏差と、所定の閾値ＴＨｓとの関係に基づいて電流センサ５に異常があるか否かを判定するようになっている。なお、閾値ＴＨｓは、予め実験的に定められた適合値である。
【００４９】
また、本発明の第１の実施の形態において、ＥＣＵ７は、モータ３によってエンジン２を始動しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第１センサ出力値とエンジン２が完爆してモータ３が停止しているときの電流センサ５のセンサ出力値である第２センサ出力値との偏差と、閾値ＴＨとの関係に基づいて電流センサ５に異常があるか否かを判定するものとして説明した。
【００５０】
これに対し、本実施の形態におけるＥＣＵ７は、モータ３によってエンジン２を始動しているときから、エンジン２が完爆してモータ３が停止するまで、所定の周期で電流センサ５のセンサ出力値をサンプリングし、今回にサンプリングしたセンサ出力値Ｃと１回以上前にサンプリングしたセンサ出力値Ｐとの偏差と、所定の閾値ＴＨｓとの関係に基づいて電流センサ５に異常があるか否かを判定するようになっている。
【００５１】
ＥＣＵ７は、センサ出力値Ｃとセンサ出力値Ｐとの偏差が閾値ＴＨｓを超えないことを条件に、電流センサ５にセンサ出力値が一定となる固着異常があると判定するようになっている。
【００５２】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る電流センサの異常判定装置による異常判定動作について図４及び図５を参照して説明する。
【００５３】
図４は、イグニッションがオフされたエンジン２の初回始動中に実行される第３異常判定動作を示すフローチャートである。まず、ＥＣＵ７は、モータ３によるエンジン２の初回始動中であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで、モータ３によるエンジン２の初回始動中でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第３異常判定動作を終了する。
【００５４】
一方、モータ３によるエンジン２の初回始動中であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５のセンサ出力値をサンプリングしてＲＡＭ等の記憶媒体に記憶し（ステップＳ２２）、今回のセンサ出力値Ｃと１回以上前にサンプリングした過去のセンサ出力値Ｐとの偏差を算出する（ステップＳ２３）。
【００５５】
次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ２３で算出した偏差が閾値ＴＨｓ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、ステップＳ２３で算出した偏差が閾値ＴＨｓ以下でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第３異常判定動作を終了する。
【００５６】
一方、ステップＳ２３で算出した偏差が閾値ＴＨｓ以下であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、エンジン２が完爆したか否かを判断する（ステップＳ２５）。ここで、エンジン２が完爆していないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第３異常判定動作をステップＳ２２に戻す。
【００５７】
一方、エンジン２が完爆したと判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５に固着異常があると判定し、電流センサ５の異常検出時の処理を実行し（ステップＳ２６）、第３異常判定動作を終了する。
【００５８】
図５は、アイドリングストップ機能が作動中に実行される第４異常判定動作を示すフローチャートである。まず、ＥＣＵ７は、アイドリングストップ機能（図中、「ＩＳ」と記す）によりエンジン２が停止中であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。ここで、アイドリングストップ機能によりエンジン２が停止中でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第４異常判定動作を終了する。
【００５９】
一方、アイドリングストップ機能によりエンジン２が停止中であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５のセンサ出力値をサンプリングしてＲＡＭ等の記憶媒体に記憶し（ステップＳ３２）、今回のセンサ出力値Ｃと１回以上前にサンプリングした過去のセンサ出力値Ｐとの偏差を算出する（ステップＳ３３）。
【００６０】
次に、ＥＣＵ７は、ステップＳ３３で算出した偏差が閾値ＴＨｓ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３４）。ここで、ステップＳ３３で算出した偏差が閾値ＴＨｓ以下でないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第４異常判定動作を終了する。
【００６１】
一方、ステップＳ３３で算出した偏差が閾値ＴＨｓ以下であると判断した場合には、ＥＣＵ７は、モータ３によるエンジン２の始動が開始しているか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【００６２】
ここで、モータ３によるエンジン２の始動が開始していないと判断した場合には、ＥＣＵ７は、第４異常判定動作をステップＳ３２に戻す。一方、モータ３によるエンジン２の始動が開始していると判断した場合には、ＥＣＵ７は、電流センサ５に固着異常があると判定し、電流センサ５の異常検出時の処理を実行し（ステップＳ３６）、第４異常判定動作を終了する。
【００６３】
以上のように、本実施の形態は、バッテリ４の充放電電流値が急激に変化しているときにサンプリングした２つのセンサ出力値の偏差を閾値ＴＨｓと比較することにより、電流センサ５に異常があるか否かを判定するため、電圧センサ等を設ける必要がない。したがって、本実施の形態は、製造コストを増加させずに、バッテリ４の充放電電流を検知する電流センサ５に異常があるか否かを判定することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００６５】
１  車両
２  エンジン（内燃機関）
３  モータ
４  バッテリ
５  電流センサ
１０  制御部
【図１】
2016118517.tif 000003
【図２】
2016118517.tif 000004
【図３】
2016118517.tif 000005
【図４】
2016118517.tif 000006
【図５】
2016118517.tif 000007