特許 7421928 断線検知装置および断線検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-17

(45)【発行日】2024-01-25

(54)【発明の名称】断線検知装置および断線検知方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/22 20060101AFI20240118BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

F02D41/22

F02D45/00 370

F02D45/00 368Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019235750

(22)【出願日】2019-12-26

(65)【公開番号】P2021105336

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-10-31

(73)【特許権者】

【識別番号】316015888

【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】高柳 恒

(72)【発明者】

【氏名】北村 陽昌

【審査官】戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１４４６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２１５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５７１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１９２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ４１／２２

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関に設置された振動センサの信号線の断線を検知するための断線検知装置であって、
前記信号線の断線検知用の対象クランク角範囲における前記振動センサの検出結果である対象検出結果を取得するよう構成された取得部と、
前記対象検出結果に基づいて、前記信号線に対する断線判定を実行するよう構成された断線判定部と、を備え、
前記断線判定部は、
前記振動センサのシールド線に設けられたスイッチのオンとオフとの切り替えを実行するよう構成されたスイッチ制御部と、
前記スイッチのオフによって前記シールド線が開放状態にされている時の前記対象検出結果に基づいて、前記信号線の断線の有無を判定するよう構成された判定実行部と、を有するとともに、
前記断線判定部は、
前記対象検出結果に基づいて前記断線判定に用いる特徴量であって前記振動センサのセンサ信号の振動レベルの大きさに応じて算出される特徴量を算出するよう構成された特徴量算出部をさらに有し、
前記判定実行部は、前記スイッチがオフの時の前記対象検出結果に基づいて算出される前記特徴量が所定の第１閾値以下である場合に、前記信号線が断線していると判定するよう構成されている
断線検知装置。

【請求項2】

前記断線判定部は、
前記スイッチがオンの時の前記対象検出結果に基づいて、前記信号線の断線の仮判定を実行するよう構成された仮判定部をさらに有し、
前記仮判定部は、前記スイッチがオンの時の前記対象検出結果に基づいて算出された仮判定用特徴量であって前記振動センサのセンサ信号の振動レベルの大きさに応じて算出される仮判定用特徴量が、前記第１閾値よりも大きな値を有する所定の第２閾値以下である場合に、前記信号線が断線していると仮判定するよう構成されており、
前記スイッチ制御部は、前記仮判定によって前記断線が有りと仮判定された場合に前記スイッチをオフに切り替えるように構成され、
前記判定実行部は、前記スイッチ制御部によって前記スイッチがオフに切り替えられた後の前記対象検出結果に基づいて、前記信号線の断線の有無を判定するように構成されている請求項１に記載の断線検知装置。

【請求項3】

前記断線判定部は、
所定のエンジンサイクル毎に得られる前記仮判定用特徴量の変化の低周波数成分に基づく値を抽出するよう構成されたローパスフィルタ部と、
前記内燃機関の負荷値を取得するよう構成された負荷値取得部と、をさらに有し、
前記仮判定部は、前記仮判定用特徴量についての前記低周波数成分に基づく値が、前記第２閾値以下であり、かつ、前記負荷値が前記内燃機関の高負荷状態を判定するための閾値である負荷閾値以上である場合に、前記断線が有ると仮判定するよう構成されている請求項２に記載の断線検知装置。

【請求項4】

前記断線判定部は、
前記振動センサの検出結果に基づいて算出される、ノックの発生を監視するためのノックレベルを取得するよう構成されたノックレベル取得部をさらに有し、
前記仮判定部は、前記仮判定用特徴量の前記低周波数成分に基づく値が前記第２閾値以下で、前記負荷値が前記負荷閾値以上で、かつ、前記ノックレベルが前記ノックの発生を判定するための閾値であるノック閾値以下の場合に、前記断線が有ると仮判定するよう構成されている請求項３に記載の断線検知装置。

【請求項5】

前記断線判定部は、
前記仮判定用特徴量の標準偏差を算出するよう構成された標準偏差算出部をさらに有し、
前記仮判定部は、前記仮判定用特徴量の前記低周波数成分に基づく値が前記第２閾値以下で、前記負荷値が前記負荷閾値以上で、かつ、前記仮判定用特徴量の標準偏差が前記信号線の断線を判定するための閾値である偏差閾値以下の場合に、前記断線が有ると仮判定するよう構成されている請求項３に記載の断線検知装置。

【請求項6】

前記スイッチ制御部は、前記スイッチをオフに切り替えた後、規定時間が経過した場合に、前記スイッチをオンに切り替えるよう構成されている請求項１～５のいずれか１項に記載の断線検知装置。

【請求項7】

前記内燃機関は、燃焼室内の燃料の点火を行うための点火装置を含み、
前記断線判定部は、
前記スイッチ制御部によって前記スイッチがオフに切り替えられた時には点火時期の進角を禁止するように、前記点火装置を制御することにより前記点火時期を制御するように構成された点火時期制御部に対して指令を送信するように構成される禁止部をさらに有する
請求項１～６のいずれか１項に記載の断線検知装置。

【請求項8】

前記内燃機関は、燃焼室内の燃料の点火を行うための点火装置を含み、
前記断線判定部は、
前記判定実行部において前記信号線が断線していると判定された前記振動センサの検出結果に基づいて点火時期が制御される気筒に対する前記点火時期を、所定量だけリタードさせるように、前記点火装置を制御することにより前記点火時期を制御するように構成された点火時期制御部に対して指令を送信するように構成された点火時期指示部をさらに有する請求項１～７のいずれか１項に記載の断線検知装置。

【請求項9】

内燃機関に設置された振動センサの信号線の断線を検知するための断線検知方法であって、
前記信号線の断線検知用の対象クランク角範囲における前記振動センサの検出結果である対象検出結果を取得するステップと、
前記対象検出結果に基づいて、前記信号線に対する断線判定を実行するステップと、を備え、
前記断線判定を実行するステップは、
前記振動センサのシールド線に設けられたスイッチをオンからオフに切り替えるステップ、
前記スイッチのオフによって前記シールド線が開放状態にされている時の前記対象検出結果に基づいて、前記信号線の断線の有無を判定するステップと、を有するとともに、
前記断線判定を実行するステップは、
前記対象検出結果に基づいて前記断線判定に用いる特徴量であって前記振動センサのセンサ信号の振動レベルの大きさに応じて算出される特徴量を算出するステップをさらに有し、
前記断線の有無を判定するステップは、前記スイッチがオフの時の前記対象検出結果に基づいて算出される前記特徴量が所定の第１閾値以下である場合に、前記信号線が断線していると判定する
断線検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エンジンに設置された振動センサの配線の断線の検知技術に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料にガソリンやガスなどを用いる火花点火式エンジンでは、効率や性能の向上のために点火時期の制御がなされている。例えば点火時期を進角すれば効率等が上がるが、その反面、ノック（ノッキング）と呼ばれる異常燃焼が生じ易くなる。そして、ノックが発生すると、ピストンなどが破損するなど重大な事故が生じる可能性がある。このため、ノックセンサ（加速度センサ）を用いてノックレベルを監視することによって、ノックレベルが限界を超えないようにしつつ、その限界近くになるように点火時期が制御される。これによって、ノックの発生の抑制と、エンジンの効率等の向上が図られている。

【0003】

しかしながら、ノックセンサの配線（信号線）が断線すると、断線していない場合よりもノックレベルが低くなる。よって、この断線時に上述した点火時期の制御が継続されると、点火時期が限界を超えて進角されることにより機関損傷に至る危険性がある。このような場合に備えて、通常、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）には上記の断線に対するフェイルセーフ機能が設けられている。具体的には、ノックセンサは振動が発生した時だけに電圧が出力される仕組みであり、振動が発生しないと断線検知ができないことから、例えばバルブの着座時の振動などのセンサ信号に基づいて断線検知を行う。例えば、ノックセンサのセンサ信号から特徴量を抽出し、正常時と異常時の比較を行う信号処理方式（例えば特許文献１～３）や、ＥＣＵに断線検知用の回路を設け、その回路からの信号を使って正常時と異常時の比較を行う入力回路方式がある（例えば特許文献４～５）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－２６５７５７号公報

【文献】特開昭６０－０１７３３６号公報

【文献】特許第４９２００９２号公報

【文献】特許第４４２０２１３号公報

【文献】特許第３４３８３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した入力回路方式ではＥＣＵのハードウェアの改良を行う必要があるため、信号処理方式の方がコスト面で有利である。この信号処理方式は、断線検知用の特徴量が閾値を下回ると断線と判定する。これは、例えばノックセンサの信号線が入力されるＥＣＵ側の入力回路がプラス、マイナスの電荷の変化量を電圧に変換する差動チャージアンプ回路の場合、その２線のうちの片側断線が発生すると、ＥＣＵが認識するセンサ信号が例えば約半分程度に低下することによる。しかし、ノックセンサの配線上の断線位置に応じて特徴量が変化するため、特徴量のばらつきが大きく、閾値を機種、号機、気筒などで同じ値にすると誤検知や未検知が発生する虞がある。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、振動センサの信号線の断線を適切に検知することが可能な断線検知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】

【0007】

本発明の少なくとも一実施形態に係る断線検知装置は、
内燃機関に設置された振動センサの信号線の断線を検知するための断線検知装置であって、
前記信号線の断線検知用の対象クランク角範囲における前記振動センサの検出結果である対象検出結果を取得するよう構成された取得部と、
前記対象検出結果に基づいて、前記信号線に対する断線判定を実行するよう構成された断線判定部と、を備え、
前記断線判定部は、
前記振動センサのシールド線に設けられたスイッチのオンとオフとの切り替えを実行するよう構成されたスイッチ制御部と、
前記スイッチのオフによって前記シールド線が開放状態にされている時の前記対象検出結果に基づいて、前記信号線の断線の有無を判定するよう構成された判定実行部と、を有するとともに、
前記断線判定部は、
前記対象検出結果に基づいて前記断線判定に用いる特徴量であって前記振動センサのセンサ信号の振動レベルの大きさに応じて算出される特徴量を算出するよう構成された特徴量算出部をさらに有し、
前記判定実行部は、前記スイッチがオフの時の前記対象検出結果に基づいて算出される前記特徴量が所定の第１閾値以下である場合に、前記信号線が断線していると判定するよう構成されている。

【0008】

本発明の少なくとも一実施形態に係る断線検知方法は、
内燃機関に設置された振動センサの信号線の断線を検知するための断線検知方法であって、
前記信号線の断線検知用の対象クランク角範囲における前記振動センサの検出結果である対象検出結果を取得するステップと、
前記対象検出結果に基づいて、前記信号線に対する断線判定を実行するステップと、を備え、
前記断線判定を実行するステップは、
前記振動センサのシールド線に設けられたスイッチをオンからオフに切り替えるステップ、
前記スイッチのオフによって前記シールド線が開放状態にされている時の前記対象検出結果に基づいて、前記信号線の断線の有無を判定するステップと、を有するとともに、
前記断線判定を実行するステップは、
前記対象検出結果に基づいて前記断線判定に用いる特徴量であって前記振動センサのセンサ信号の振動レベルの大きさに応じて算出される特徴量を算出するステップをさらに有し、
前記断線の有無を判定するステップは、前記スイッチがオフの時の前記対象検出結果に基づいて算出される前記特徴量が所定の第１閾値以下である場合に、前記信号線が断線していると判定する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、振動センサの配線の断線を適切に判定可能な断線検知装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る振動センサの断線検知システムの構成を概略的に示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る振動センサの配線を概略的に示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る断線検知装置の機能を概略的に示す図である。

【図4】本発明の他の一実施形態に係る断線検知装置の機能を概略的に示す図である。

【図5】本発明のその他の一実施形態に係る断線検知装置の機能を概略的に示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る振動センサの信号線の断線の前後における仮判定用特徴量の標準偏差の変化を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る断線検知方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る振動センサ９の断線検知システム７の構成を概略的に示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係る振動センサ９の配線を概略的に示す図である。図３は、本発明の一実施形態に係る断線検知装置１の機能を概略的に示す図である。図４は、本発明の他の一実施形態に係る断線検知装置１の機能を概略的に示す図である。また、図５は、本発明のその他の一実施形態に係る断線検知装置１の機能を概略的に示す図である。

【0013】

図１に示すように、断線検知システム７は、燃料にガソリンやガスなどを用いる火花点火式エンジンなどの内燃機関（以下、エンジン８）に設置された振動センサ９と、この振動センサ９により検出される振動の検出結果を伝送先に伝送するための信号線Ｌ（配線）の断線を検知するための断線検知装置１と、備える。この伝送先は、例えばエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ６）など、振動センサ９の検出結果を利用する装置であり、振動センサ９と伝送先とは信号線Ｌで接続される。

【0014】

図１に示す実施形態では、エンジン８は複数の気筒８ｓ（シリンダ）を備えた多気筒のガスエンジンであり、断線検知システム７は複数の振動センサ９を備えている。これらの複数の振動センサ９の各々は、ノックセンサとして各気筒８ｓの上部のシリンダヘッド８ｈにそれぞれ設置されている。そして、複数の振動センサ９はＥＣＵ６の入力回路６１（差動チャージアンプ回路）に信号線Ｌ（配線）でそれぞれ接続されており、各振動センサ９による振動の検出結果がリアルタイムにＥＣＵ６に入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ６は、各振動センサ９による振動の検出結果に基づいて、点火時期の制御などのエンジン８の制御を行うようになっている。

【0015】

具体的には、エンジン８は、エンジン本体を構成するシリンダヘッド８ｈに設けられた点火プラグ８２ｐを用いて、シリンダヘッド８ｈと気筒８ｓを摺動するピストン８ｐとの間に形成される燃焼室内の燃料の点火を行うための点火装置８２を備えている。そして、ＥＣＵ６は、この点火装置８２を制御することにより点火時期制御を実行するよう構成された機能部である点火時期制御部６２を有している。上記の点火プラグ８２ｐは各気筒８ｓに設けられており、上記の点火装置８２は複数の点火プラグ８２ｐを操作可能に構成されている。また、点火時期制御部６２は、点火装置８２に接続されており、点火装置８２に対して気筒８ｓ毎に点火タイミングを指示することが可能であり、各々の気筒８ｓの点火時期をそれぞれ個別に制御することが可能に構成されている。

【0016】

また、上記の点火時期制御部６２には、各気筒８ｓにおけるノックの発生を監視するためのノック監視部６３が接続されている。このノック監視部６３は、上記の入力回路６１に接続されており、各振動センサ９の検出結果を取得することで、各々の気筒８ｓにおけるノックの発生を監視する。例えば、ノック監視部６３は、ノックが生じる可能性のあるクランク角範囲（ノック検知用ウィンドウ）における各振動センサ９の検出結果（ノック判定用検出結果Ｖｋ）に基づいてノックレベルＫを算出すると共に、算出したノックレベルＫが所定の閾値（ノック閾値Ｔｋ）を超える場合には、ノックが発生したと判定しても良い。そして、点火時期制御部６２は、ノック監視部６３からノックの発生が検知された旨が入力されない間は、効率等の向上のための所定のロジックに従って点火時期を進角あるいは維持する。逆に、ノック監視部６３からノックの発生が検知された旨が入力されると、ノックの発生が検知された気筒８ｓに対して点火時期のリタード（遅角）を行う。

【0017】

上記のノックレベルＫは、ノックの発生を監視するための指標であり、その大きさは、振動の大きさに正の相関を有するため、ノック閾値Ｔｋよりも大きい（Ｋ＞Ｔｋ）ことを検知することによって、ノックの発生を検知することが可能となる。ノックレベルＫは、周知ないずれの手法を用いて算出されても良いが、例えば、ノック判定用検出結果Ｖｋに対してフーリエ変換を行うことで得られる特定の周波数成分に基づいてノックレベルＫが算出されても良い。

【0018】

また、振動センサ９は例えば圧電型や静電容量型などの加速度センサであり、加速度に比例した電圧が振動センサ９からＥＣＵ６の入力回路６１に信号線Ｌを介して入力されるようになってる。図２に示すように、各振動センサ９は、上記の信号線Ｌの少なくとも一部を構成する配線と共に、センサ信号に対するノイズ対策のためのシールド線Ｌｓを有している。この各振動センサ９が備えるシールド線Ｌｓは、アンカーボルトなどに接続されることで、フレームグランドＦＧなどのグランドに接続されている。

【0019】

ここで、以下で説明する断線検知のために、図２に示すように、上記の振動センサ９のシールド線Ｌｓには、スイッチ９２（リレースイッチ）が設けられており、各振動センサ９とグランドとの接続状態が切り替わるようになっている。具体的には、スイッチ９２がオンの時には各振動センサ９がグランド（ＦＧ）に接続された状態（接地状態）になる。逆に、スイッチ９２がオフの時には、シールド線Ｌｓが開放状態（オープン）になることで、各振動センサ９がグランド（ＦＧ）に接続されていない状態になるようになる。そして、このスイッチ９２のオン、オフの切り替えは、断線検知装置１による制御が可能に構成される。

【0020】

図２に示す実施形態では、複数の振動センサ９の各々のシールド線Ｌｓが、１本の配線に束ねられており、この１本の配線にスイッチ９２が設置されることで、全てのシールド線Ｌｓが１つのスイッチ９２により一括して接続状態が切り替えられるように構成されている。ただし、本実施形態に本発明は限定されない。他の幾つかの実施形態では、１または一部のスイッチ９２のシールド線Ｌｓ毎にスイッチ９２が設けられることで、複数のスイッチ９２が設けられても良い。

【0021】

上述した構成を備える断線検知システム７において、断線検知装置１は、各振動センサ９の信号線Ｌの断線を個別に検知することが可能に構成される。このため、図３～図５に示すように、断線検知装置１は、取得部１２と、断線判定部２と、を備える。
上述した断線検知装置１が備える機能部について、それぞれ説明する。

【0022】

なお、断線検知装置１は、コンピュータで構成されていても良い。すなわち、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部６ｍを備えており、メモリ（主記憶装置）にロードされたファームウェアなどのプログラム（断線検知プログラム）の命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、上記の各機能部を実現する。換言すれば、上記のプログラムは、コンピュータに後述する各機能部を実現させるためのソフトウェアであり、コンピュータによる読み込みが可能な記憶媒体に記憶されても良い。また、図１～図２に示す実施形態では、断線検知装置１はＥＣＵ６の一機能として設けられているが、他の幾つかの実施形態では、断線検知装置１はＥＣＵ６とは別のデバイスに設けられても良い。

【0023】

取得部１２は、振動センサ９の信号線Ｌの断線検知用のクランク角範囲として定められた対象クランク角範囲Ｒｔ（断線検知用のウィンドウ）における振動センサ９による振動の検出結果（以下、対象検出結果Ｖ）を取得するよう構成された機能部である。上記の対象クランク角範囲Ｒｔは、振動センサ９によって監視する事象（例えばノック）が発生しないタイミングとなるクランク角の範囲である。対象検出結果Ｖには、対象クランク角範囲Ｒｔの幅や、その範囲いおける振動のサンプリング周期などに応じて、１以上のセンサ信号の検出値が含まれる。

【0024】

具体的には、取得部１２は、クランク角を検出可能なクランク角センサ（不図示）の検出結果に基づいて、各気筒８ｓにおける上記の対象検出結果Ｖを取得しても良い。例えば、気筒８ｓ毎に設けられたクランク角センサ（不図示）がＥＣＵ６に接続されており、各クランク角センサ（不図示）の検出結果に基づいて対象クランク角範囲Ｒｔが識別されても良い。なお、この識別は、取得部１２によって行われても良いし、入力回路６１によって行われても良い。

【0025】

図１～図５に示す実施形態では、図１に示すように、複数の振動センサ９によって気筒８ｓ毎にノックの発生が監視されている。また、上記の対象クランク角範囲Ｒｔは、ノックが発生することのないタイミングであって、エンジンサイクル毎に必ず振動が発生するタイミングとなるクランク角の範囲となっている。例えば、上記の対象クランク角範囲Ｒｔは、気筒８ｓ毎に設けられた排気バルブあるいは給気バルブの着座時が含まれるクランク角の範囲などであっても良い。

【0026】

断線判定部２は、上述した取得部１２によって取得された対象検出結果Ｖに基づいて、振動センサ９の信号線Ｌの断線の有無の判定（以下、断線判定）を実行するよう構成された機能部である。より詳細には、断線判定部２は、振動センサ９のシールド線Ｌｓに設けられた上述したスイッチ９２のオンとオフとの切り替えを実行するよう構成されたスイッチ制御部４と、上記のスイッチ９２がオフの時の対象検出結果Ｖに基づいて、振動センサ９の信号線Ｌの断線の有無を判定するよう構成された判定実行部５と、を有する。すなわち、断線判定部２は、断線判定にあたって、それ以外の通常時はオンにされているスイッチ９２をオフに切り替えることで、シールド線Ｌｓを接地状態から開放状態に切り替える。その後、スイッチ９２がオフの時に得られる対象検出結果Ｖに基づいて、断線判定を行う。

【0027】

ここで、上記のＥＣＵ６と振動センサ９とを接続する信号線Ｌが断線すると、ＥＣＵ６で検出されるセンサ信号は実際よりも小さくなる。そして、本発明者らは、鋭意研究により、振動センサ９のシールド線Ｌｓが接地されている場合には、信号線Ｌにおける断線位置に応じてセンサ信号の低下の程度が異なると共に、上記の断線時において振動センサ９のシールド線Ｌｓを開放状態にすると、信号線Ｌにおける断線位置にかかわらず、センサ信号や断線検知用の特徴量Ｆ（後述）がほぼ０にまで低下することを見出した。よって、スイッチ９２をオフにすることで、シールド線Ｌｓが開放状態である際の信号レベルがほぼ０になるかを確認することにより、より正確な断線判定が可能となる。

【0028】

なお、上述したようにシールド線Ｌｓの接地時における断線位置に応じたセンサ信号の信号レベルのばらつきが生じるのは、断線した信号線Ｌと、接地された状態のシールド線Ｌｓとの間に生じる静電結合によるものであると考えられる。そして、シールド線Ｌｓを開放状態にすることで、上記の静電結合の発生を防止している。

【0029】

例えば幾つかの実施形態では、上記の断線判定は、対象検出結果Ｖに基づいて算出（抽出）可能な断線判定用の特徴量Ｆに基づいて行っても良い。図３～図５に示す実施形態では、断線判定部２は、対象検出結果Ｖに基づいて、上記の断線判定に用いる特徴量Ｆを算出するよう構成された特徴量算出部２１をさらに有している。そして、上記の判定実行部５は、スイッチ９２がオフの時の対象検出結果Ｖに基づいて算出される上記の特徴量Ｆが所定の第１閾値Ｔ１以下である場合（Ｆ≦Ｔ１）には、信号線Ｌが断線していると判定し、Ｆ＞Ｔ１である場合には、信号線Ｌが断線していないと判定するようになっている。

【0030】

なお、上記の特徴量Ｆは周知な手法により算出すれば良い。例えば、対象クランク角範囲Ｒｔにおけるセンサ信号のサンプリング数をＮ、サンプリングされた各センサ信号の信号レベルをｘ_ｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）とした場合に、特徴量Ｆを、これらの積分処理により算出しても良いし、そのうちのピーク値（最大値）としても良い。その他の方法により特徴量Ｆを算出しても良い。上記の積分処理では、サンプリングされた各信号レベルの平均値の平方根が算出され、特徴量Ｆとされる（Ｆ＝√｛Σｘ_ｉ／Ｎ｝）。また、上記の第１閾値Ｔ１については、信号線Ｌの断線時には、その断線位置や、エンジンの機種、号機、気筒８ｓにかかわらず信号レベルはほぼ０にまで低下するので、例えば上記の断線時においてスイッチ９２がオフされた際に取り得るセンサ信号や特徴量Ｆ（後述）の最大値など、０や０付近の値に設定すれば良い。

【0031】

図３～図５に示す実施形態について説明すると、上記のスイッチ制御部４は、上記の判定実行部５に接続されている。そして、後述する仮判定部３の結果に基づくなど、判定実行部５による断線判定を行う必要がある場合に、スイッチ制御部４はスイッチ９２をオンからオフに切り替えるようになっている。その後、スイッチ制御部４から判定実行部５に対する実行指示が入力されると、判定実行部５による処理が実行されるようになっている。また、判定実行部５は、点火時期指示部５２に接続されており、信号線Ｌが断線していると判定した場合には、その旨が点火時期指示部５２に入力されるようになっている。

【0032】

この点火時期指示部５２は、判定実行部５によって信号線Ｌの断線が有ると判定された場合に、信号線Ｌが断線していると判定された振動センサ９の検出結果に基づいて点火時期が制御される気筒８ｓに対する点火時期を所定量だけリタードさせるよう構成された機能部である。上記の所定量は、例えば遅角が可能な最大限までリタードさせる量であって良いし、例えば上死点となるクランク角などの予め定めたリタード位置、あるいは、例えば予め定めたα°などのリタード量だけリタードさせるのに必要となる量であっても良い。このリタード量は０あっても良く、この場合には点火時期がそれ以上進角されず、維持される。これによって、信号線Ｌが断線している振動センサ９によってノックの発生が監視されている気筒８ｓに対する点火時期が進角され続けることで実際にノックが生じ、機関損傷などが発生するのを回避することが可能となる。

【0033】

上記の構成によれば、例えばノックセンサなどとなる振動センサ９のシールド線Ｌｓにはスイッチ９２が設けられており、スイッチ９２のオン、オフの切り替えによって、シールド線Ｌｓを介した振動センサ９とグランドとの間が接続された状態（オン時）と、切り離された状態（オフ時）とに切り替えられるようになっている。そして、断線検知装置１は、スイッチ９２をオフにした上で、断線検知用の対象クランク角範囲Ｒｔにおける振動センサ９による振動の検出結果（対象検出結果Ｖ）を取得し、この検出結果に基づいて、振動センサ９とＥＣＵ６などとを接続する信号線Ｌが断線している否かの断線判定を実行する。

【0034】

このように、上記のスイッチ９２のオフ時（シールド線Ｌｓが開放状態）における対象検出結果Ｖに基づいて断線判定を実行することにより、断線が生じていた場合には信号線Ｌ上の断線位置にかかわらず断線検知用の特徴量がほぼ０にまで低下することを利用して、上記の断線の有無を適切に判定することができる。すなわち、エンジン８の機種、号機、気筒８ｓなどに応じて、断線判定用の閾値（第１閾値Ｔ１）を調整することなく、断線の有無を適切に判定することができる。また、ノックの発生など、振動センサ９で検出しようとする事象の検知に際しては、スイッチ９２をオンにした状態で行うことによって、シールド線Ｌｓをグランドに接続した状態で取得したセンサ信号に基づいて判定することで、ノイズの影響を抑えつつ、適切な検知を行うことができる。

【0035】

また、幾つかの実施形態では、図３～図５に示すように、上述した断線判定部２は、上記のスイッチ９２がオフの時には点火時期の進角を禁止（停止）するよう構成される禁止部４２をさらに有しても良い。スイッチ９２がオフにされることによって、シールド線Ｌｓが開放状態にされると、ノックレベルＫが実際よりも小さくなり、実際の値から乖離するため、ノックレベルＫに基づいて行われる点火時期制御における少なくとも点火時期の進角を禁止させる。

【0036】

この点火時期の進角の禁止は、スイッチ９２がオンからオフに切り替えられる直前に行われても良いし、その直後に行われても良い。また、この禁止によってノックの発生の監視の意味がなくなる場合などには、禁止部４２は、ノックの発生の監視も停止させても良い。

【0037】

図３～図５に示す実施形態では、禁止部４２は、スイッチ制御部４に接続されることで、連動して動作するようになっている。また、禁止部４２は、点火時期制御部６２やノック監視部６３に接続されることで、上述した点火時期制御やノックの発生の監視の禁止を行うことが可能になっている。

【0038】

上記の構成によれば、シールド線Ｌｓが開放されている間は、点火時期制御による進角を禁止する。シールド線Ｌｓを開放状態にするとノックレベルＫが実際よりも小さくなる。よって、シールド線Ｌｓの開放に伴って小さくなっているノックレベルＫに基づいて、点火時期が進角され続けることによって実際にノックが生じ、機関損傷などが発生するのを回避することができる。

【0039】

次に、上述したスイッチ９２がオフ（シールド線Ｌｓが開放状態）の時間を短縮するための構成について説明する。
上述したようにスイッチ９２をオフに切り替えると、振動センサ９はノイズの影響を受け易くなるため、スイッチ９２のオフへの切り替えの頻度やオフの時間は少ない方が望ましい。そこで、幾つかの実施形態では、上記の判定実行部５による断線判定を本判定として、この本判定の前に、振動センサ９の信号線Ｌの断線の有無の仮判定を実行し、仮判定によって断線の可能性があると判定された場合に、スイッチ９２をオフに切り替えた上での本判定を実行しても良い。

【0040】

すなわち、幾つかの実施形態では、図３～図５に示すように、上述した断線判定部２は、上述したスイッチ９２がオンの時の対象検出結果Ｖに基づいて、振動センサ９の信号線Ｌの断線の有無の仮判定を実行するよう構成された仮判定部３をさらに有しても良い。この場合において、上述したスイッチ制御部４は、上記の仮判定部３による仮判定によって、上記の信号線Ｌに断線が有りと判定された場合にスイッチ９２をオフに切り替えるように構成されている。また、判定実行部５は、上記の仮判定により上記の断線が有りと判定され、かつ、スイッチ９２がオフに切り替えられた後に、上述したように信号線Ｌの断線の有無を判定するように構成されている。つまり、上述したシールド線Ｌｓ上のスイッチ９２のオフへの切り替え、および上述した断線判定は、断線の有無の仮判定により断線の可能性があると判定された場合に行われる。

【0041】

この仮判定部３による断線の仮判定は、スイッチ９２がオンの時に振動センサ９から得られる例えばエンジンサイクル毎の対象検出結果Ｖに基づいて特徴量Ｆ（既出）を算出し、算出した特徴量Ｆと所定の閾値（第２閾値Ｔ２）との比較に基づいて行っても良い。具体的には、幾つかの実施形態では、図３～図５に示すように、断線判定部２は、上述した特徴量算出部２１をさらに有している。この場合において、上述した判定実行部５は、特徴量算出部２１により、スイッチ９２がオンの時の対象検出結果Ｖに基づいて算出された特徴量Ｆ（以下、仮判定用特徴量Ｆｐ）が所定の閾値（第２閾値Ｔ２）以下である場合（Ｆ≦Ｔ２）に、振動センサ９の断線が有ると仮判定する。この第２閾値Ｔ２は、スイッチ９２がオンの時に信号線Ｌが断線した可能性の有無を判定可能な値に設定されるため、上述した第１閾値Ｔ１よりも大きな値を有する。

【0042】

ここで、仮判定用特徴量Ｆｐ（特徴量Ｆ）は、上記の信号線Ｌが断線していない場合にはエンジンサイクル毎に上下に変動（変化）するため、あるエンジンサイクルにおける特徴量Ｆが、上記の信号線Ｌが断線していないにもかかわらず、たまたま第２閾値Ｔ２以下になる場合があり得る。よって、これによる仮判定への影響を抑制するために、仮判定部３による断線の仮判定は、特徴量算出部２１によって算出された仮判定用特徴量Ｆｐの変動の低周波成分を抽出し、この低周波成分に基づいて得られる値Ｆｐ´と第２閾値Ｔ２との比較に基づいて、仮判定を行っても良い。

【0043】

具体的には、幾つかの実施形態では、図３～図５に示すように、断線判定部２は、上述した特徴量算出部２１と、この特徴量算出部２１によって算出された、例えば毎サイクルなどの所定のエンジンサイクル毎に得られる仮判定用特徴量Ｆｐの変化（時間変化）の低周波数成分を抽出するよう構成されたローパスフィルタ部２２と、をさらに有しても良い。この場合において、上述した仮判定部３は、このローパスフィルタ部２２による処理を通して得られる仮判定用特徴量Ｆｐの低周波成分に基づく値Ｆｐ´が第２閾値Ｔ２以下である場合（Ｆｐ´≦Ｔ２）に、振動センサ９の断線が有ると仮判定する。この値Ｆｐ´は、例えば、仮判定用特徴量Ｆｐの所定期間における時間推移をフーリエ変換し、所定の周波数値以下の成分を抽出し、抽出した成分を逆フーリエ変換することで求めても良い。伝達関数によるフィルタ処理で求めても良い。

【0044】

さらに、上記の仮判定部３による断線の仮判定にあたっては、上記の仮判定用特徴量Ｆｐあるいはその低周波数成分に基づく値Ｆｐ´に関する条件を満たすことに加えて、他の条件を加重しても良い。具体的には、エンジン８の負荷値Ｄが、エンジン８の高負荷状態を判定するための所定の閾値（負荷閾値Ｔｄ）以上との条件（Ｄ≧Ｔｄ）を加重しても良い。ノックが起こるのはエンジン８が例えば７０～１００％などの高負荷時であり、高負荷時に断線の仮判定を実行することで、その判定精度を高めることが可能となる。

【0045】

このため、幾つかの実施形態では、図３～図５に示すように、断線判定部２は、上述した特徴量算出部２１と、ローパスフィルタ部２２とに加えて、エンジン８の負荷値Ｄを取得するよう構成された負荷値取得部２３をさらに有する。この場合において、上述した判定実行部５は、負荷値Ｄが負荷閾値Ｔｄ以上（Ｄ≧Ｔｄ）である場合であって、仮判定用特徴量Ｆｐなどのスイッチ９２がオフ時の対象検出結果Ｖに基づく条件が満たされる場合に、信号線Ｌに断線が有ると仮判定する。なお、負荷値Ｄは、ＥＣＵ６に設けられた各気筒８ｓに対する燃料の供給量を制御するよう構成された機能部である燃料制御部などから取得しても良いし、エンジン８に駆動（接続）される発電機などの出力（電圧、電流）や、インテークマニホールドの圧力などの信号値に基づいて取得しても良い。

【0046】

図３～図５に示す実施形態について説明すると、断線判定部２は、上述した、特徴量算出部２１と、ローパスフィルタ部２２と、負荷値取得部２３と、をさらに有している。そして、仮判定部３は、上述した仮判定用特徴量Ｆｐの変化の低周波数成分に基づく値Ｆｐ´が第２閾値Ｔ２以下（Ｆｐ´≦Ｔ２）であり、かつ、上記の負荷値取得部２３によって取得された負荷値Ｄが負荷閾値Ｔｄ以上（Ｄ≧Ｔｄ）である場合に、信号線Ｌに断線が有ると仮判定するようになっている。そして、仮判定部３によって、振動センサ９の信号線Ｌに断線が有ると仮判定した旨がスイッチ制御部４に入力されるのに応じて、スイッチ制御部４はスイッチ９２をオンからオフに切り替えるようになっている。

【0047】

このように、仮判定用特徴量Ｆｐの低周波数成分に基づく値Ｆｐ´を用いて仮判定をする行うことにより、例えばエンジンサイクル毎の仮判定用特徴量Ｆｐの上下の変動の影響を抑えつつ、ノックが生じる高負荷（例えば負荷値が７０％以上）時の状況に基づいて仮判定を行うことができ、仮判定の精度を高めることができる。

【0048】

また、幾つかの実施形態では、上記の仮判定における断線の有無の判定条件は、ノックレベルＫに関する条件を含んでも良い。具体的には、図４に示すように、断線判定部２は、上記の振動センサ９による振動の検出結果に基づいて算出される、ノックの発生を監視するための上述したノックレベルＫを取得するよう構成されたノックレベル取得部２４をさらに有する。この場合において、仮判定部３は、仮判定用特徴量Ｆｐの低周波数成分に基づく値Ｆｐ´が第２閾値Ｔ２以下（Ｆｐ´≦Ｔ２）で、負荷値Ｄが負荷閾値Ｔｄ以上（Ｄ≧Ｔｄ）で、かつ、ノックレベルＫがノック閾値Ｔｋ以下（Ｋ≦Ｔｋ）の場合に、振動センサ９の信号線Ｌの断線が有ると仮判定する。つまり、エンジン８が高負荷時において、ノックレベルＫが想定よりも過度に小さい場合には、信号線Ｌの断線の可能性が高くなると考えられるので、これを仮判定の条件に加重している。

【0049】

図４に示す実施形態では、ＥＣＵ６は、上述したノック監視部６３を有している（図１参照）。そして、図４に示すように、ノックレベル取得部２４には、ノック監視部６３によって算出されたノックレベルＫが入力されるようになっている。また、ノックレベル取得部２４は仮判定部３に接続されており、取得したノックレベルＫを仮判定部３に入力するようになっている。

【0050】

上記の構成によれば、ノックレベルＫの状況を考慮して仮判定を行う。ノックレベルＫは負荷値Ｄが高いほど大きくなる。このため、仮判定用特徴量Ｆｐの低周波数成分に基づく値Ｆｐ´が第２閾値Ｔ２以下で、かつ、負荷値Ｄが負荷閾値Ｔｄ以上であるにもかかわらず、ノックレベルＫがノック閾値Ｔｋよりも小さい場合は、振動センサ９の断線が有ると仮判定する。よって、仮判定の精度を高めることができ、スイッチ９２をオフにする頻度や時間を低減することができる。

【0051】

また、幾つかの実施形態では、上記の仮判定における断線の有無の判定条件は、仮判定用特徴量Ｆｐの標準偏差σに関する条件を含んでも良い。具体的には、他の幾つかの実施形態では、図５に示すように、断線判定部２は、特徴量算出部２１によって算出された仮判定用特徴量Ｆｐの標準偏差σを算出するよう構成された標準偏差算出部２５をさらに有しても良い。この場合において、仮判定部３は、仮判定用特徴量Ｆｐの低周波数成分に基づく値Ｆｐ´が第２閾値以下（Ｆｐ´≦Ｔ２）で、負荷値Ｄが負荷閾値Ｔｄ以上（Ｄ≧Ｔｄ）で、かつ、上記の標準偏差σが偏差閾値Ｔσ以下（σ≦Ｔσ）の場合に、振動センサ９の信号線Ｌの断線が有ると仮判定する。

【0052】

本発明者は、図６に示すように、振動センサ９の信号線Ｌが断線すると、特徴量Ｆの標準偏差σが断線前よりも小さくなることを見出しており、この条件を仮判定の条件に加重したものである。図６は、本発明の一実施形態に係る振動センサ９の信号線Ｌの断線の前後における仮判定用特徴量Ｆｐの標準偏差σの変化を示す図である。図６の破線は振動センサ９の信号線Ｌの断線時（片側断線時）を示し、実線はこの信号線Ｌが断線していない場合を示している。図６から、断線時の仮判定用特徴量Ｆｐの標準偏差σａは、断線前の仮判定用特徴量Ｆｐの標準偏差σｂよりも小さくなっていることが分かる。

【0053】

上記の構成によれば、仮判定用特徴量Ｆｐそのものの標準偏差σを求め、この標準偏差σの状況を考慮して仮判定を行う。振動センサ９の信号線Ｌが断線すると、仮判定用特徴量Ｆｐの標準偏差σは断線前よりも小さくなる。よって、仮判定の条件に仮判定用特徴量の標準偏差σに関する条件を加えることで、仮判定の精度を高めることができる。したがって、スイッチ９２をオフにする頻度や時間を低減することができる。

【0054】

また、幾つかの実施形態では、上述したスイッチ制御部４は、スイッチ９２をオフに切り替えた後、予め定められた条件が成立した場合に、スイッチ９２をオンに切り替えるように構成されても良い。この条件は、例えば、スイッチ９２をオフに切り替えてから経過時間が規定時間を経過したことであっても良い。

【0055】

上記の構成によれば、例えばスイッチ９２をオフに切り替え後に一定時間が経過した場合などの条件が成立した場合には、例え断線判定の結果が得られていなくても、スイッチ９２をオンに切り替える。これによって、スイッチ９２がオフにされている時間の低減を図ることができる。

【0056】

以下、上述した断線検知装置１の処理に対応した断線検知方法を、図７を用いて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る断線検知方法を示す図である。図７に示す断線検知方法は、例えば１エンジンサイクルといった所定のエンジンサイクル毎など、周期的に行われても良い。

【0057】

断線検知方法は、エンジン８に設置された振動センサ９の信号線Ｌの断線を検知するための方法である。図７に示すように、断線検知方法は、上述した対象検出結果Ｖを取得する取得ステップ（Ｓ１）と、取得された対象検出結果Ｖに基づいて、振動センサ９の信号線Ｌに対する断線判定を実行する断線判定ステップ（Ｓ２）と、を備える。そして、この断線判定ステップ（Ｓ２）は、振動センサ９のシールド線Ｌｓに設けられたスイッチ９２をオンからオフに切り替える切替ステップ（Ｓ２２）と、スイッチ９２がオフに切り替えられることによって、スイッチ９２がオフの時の対象検出結果Ｖに基づいて、信号線Ｌの断線の有無を判定する判定実行ステップ（Ｓ２４）と、を有する。

【0058】

幾つかの実施形態では、図７に示すように、上記の断線判定ステップ（Ｓ２）は、スイッチ９２がオンの時の対象検出結果Ｖに基づいて、上記の信号線のＬｓの断線の仮判定を実行する仮判定ステップ（Ｓ２１）を、さらに有しても良い。そして、仮判定ステップ（Ｓ２１）による仮判定によって、信号線Ｌの断線が有りと判定された場合に、上記の切替ステップ（Ｓ２２）および判定実行ステップ（Ｓ２４）をこの順番で行っても良い。

【0059】

上記の取得ステップ（Ｓ１）、断線判定ステップ（Ｓ２）、およびこの断線判定ステップ（Ｓ２）で行われる仮判定ステップ（Ｓ２１）、切替ステップ（Ｓ２２）、判定実行ステップ（Ｓ２４）は、それぞれ、既に説明した取得部１２、断線判定部２、仮判定部３、スイッチ制御部４、判定実行部５がそれぞれ実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0060】

また、幾つかの実施形態では、断線検知方法は、図７に示すように、上記の切替ステップ（Ｓ２２）によってスイッチ９２がオフの時には点火時期の進角を禁止する禁止ステップ（Ｓ２３）をさらに備えても良い。また、幾つかの実施形態では、断線検知方法は、図７に示すように、上記の判定実行ステップ（Ｓ２４）によって、信号線Ｌの断線が有ると判定された場合にエンジン８の点火時期を所定量だけリタードさせる点火時期指示ステップ（Ｓ２５）を、さらに備えても良い。この禁止ステップ（Ｓ２３）、点火時期指示ステップ（Ｓ２５）は、それぞれ、既に説明した禁止部４２、点火時期指示部５２がそれぞれ実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0061】

図７に示す実施形態では、ステップＳ１において取得ステップを実行し、スイッチ９２がオンである場合の信号線Ｌの接地状態において上記の対象検出結果Ｖを取得する。ステップＳ２１において仮判定ステップを実行し、上記のステップＳ１で取得した対象検出結果Ｖに基づいて、各振動センサ９の信号線のＬｓの断線の仮判定を実行する。そして、このステップＳ２１の仮判定の結果、断線の可能性があると仮判定された信号線Ｌがなかった場合には、他のステップ（Ｓ２２～Ｓ２６）を実行することなく、処理を終了する。逆に、ステップＳ２１において、断線の可能性があると仮判定された信号線Ｌがあった場合には、ステップＳ２２において切替ステップを実行し、スイッチ９２をオンからオフに切り替える。また、ステップＳ２３において禁止ステップを実行し、断線有りと仮判定された振動センサ９が監視している気筒８ｓにおける点火時期が進角されるのを停止する。より具体的には、ステップＳ２３では全気筒８ｓの点火時期の進角を停止する。

【0062】

その上で、ステップＳ２４において判定実行ステップを実行し、上記のステップＳ２２によってスイッチ９２がオフにされた状態（開放状態）で新たに取得された、断線していると仮判定されている信号線Ｌに接続されている振動センサ９の対象検出結果Ｖに基づいて、その信号線Ｌが断線しているか否かを判定（本判定）する。その結果、断線していると判定された場合には、ステップＳ２５において点火時期指示ステップを実行し、その振動センサ９が設置されている気筒８ｓの点火時期を所定量だけリタードさせる。その後、ステップＳ２６において、スイッチ９２をオンに戻すことでシールド線Ｌｓをグランドに接地した後、処理を終了する。逆に、ステップＳ２４において信号線Ｌが断線していないと判定された場合には、上記のステップＳ２５を実行することなく、上記のステップＳ２６を実行した後、処理を終了する。

【0063】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
（付記）

【0064】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る断線検知装置（１）は、
内燃機関に設置された振動センサ（９）の信号線（Ｌ）の断線を検知するための断線検知装置（１）であって、
前記信号線（Ｌ）の断線検知用の対象クランク角範囲（Ｒｔ）における前記振動センサ（９）の検出結果である対象検出結果（Ｖ）を取得するよう構成された取得部（１２）と、
前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて、前記信号線（Ｌ）に対する断線判定を実行するよう構成された断線判定部（２）と、を備え、
前記断線判定部（２）は、
前記振動センサ（９）のシールド線（Ｌｓ）に設けられたスイッチ（９２）のオンとオフとの切り替えを実行するよう構成されたスイッチ制御部（４）と、
前記スイッチ（９２）のオフによって前記シールド線（Ｌｓ）が開放状態にされている時の前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて、前記信号線（Ｌ）の断線の有無を判定するよう構成された判定実行部（５）と、を有する。

【0065】

例えばノッキングの発生を検知するためのノックセンサといった振動センサ（９）（加速度センサ）は、ノイズ対策のためにシールド線（Ｌｓ）を有している。この種の振動センサ（９）は、その検出信号（センサ信号）を伝送先に伝送するための配線（信号線（Ｌ））が断線すると、伝送先で検出されるセンサ信号は実際よりも小さくなる。そして、本発明者らは、鋭意研究により、振動センサ（９）のシールド線（Ｌｓ）が接地されている場合には、信号線（Ｌ）における断線位置に応じてセンサ信号の低下の程度が異なると共に、上記の断線時において振動センサ（９）のシールド線（Ｌｓ）をオープン（開放状態）にすると、信号線（Ｌ）における断線位置にかかわらず、センサ信号などがほぼ０にまで低下することを見出した。よって、スイッチ（９２）をオフにした際の振動センサ（９）の信号レベルがほぼ０になるかを確認することにより、より正確な断線判定が可能となる。

【0066】

上記（１）の構成によれば、例えばノックセンサなどとなる振動センサ（９）のシールド線（Ｌｓ）にはスイッチ（９２）が設けられており、スイッチ（９２）のオン、オフの切り替えによって、シールド線（Ｌｓ）を介した振動センサ（９）とグランドとの間が接続された状態（オン時）と、切り離され状態（オフ時）とに切り替えられるようになっている。そして、断線検知装置（１）は、例えば排気バルブあるいは給気バルブの着座時などのノックが発生することのないタイミングであって、内燃機関のエンジン（８）サイクル毎に必ず振動が発生するタイミングとなるクランク角範囲（対象クランク角範囲（Ｒｔ））において、スイッチ（９２）をオフにした上で、振動センサ（９）による振動の検出結果（対象検出結果（Ｖ））を取得し、この検出結果に基づいて、振動センサ（９）とＥＣＵ（６）などとを接続する信号線（Ｌ）が断線している否かの判定（断線判定）を実行する。

【0067】

このように、上記のスイッチ（９２）がオフ時（シールド線（Ｌｓ）が開放状態）における振動センサ（９）の対象検出結果（Ｖ）に基づいて断線判定を実行することにより、断線が生じていた場合には信号線（Ｌ）上の断線位置にかかわらず断線検知用の特徴量（Ｆ）がほぼ０にまで低下することを利用して、上記の断線の有無を適切に判定することができる。すなわち、内燃機関の機種、号機、気筒（８ｓ）などに応じて、断線判定用の閾値（Ｔ１）を調整することなく、断線の有無を適切に判定することができる。また、ノックの発生など、振動センサ（９）で検出しようとする事象の検知に際しては、スイッチ（９２）をオンにすることでシールド線（Ｌｓ）をグランドに接続した状態で取得したセンサ信号に基づいて判定することで、ノイズの影響を抑えつつ、適切な検知を行うことができる。

【0068】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記断線判定部（２）は、
前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて前記断線判定に用いる特徴量（Ｆ）を算出するよう構成された特徴量算出部（２１）をさらに有し、
前記判定実行部（５）は、前記スイッチ（９２）がオフの時の前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて算出される前記特徴量（Ｆ）が所定の第１閾値（Ｔ１）以下である場合に、前記信号線（Ｌ）が断線していると判定するよう構成されている。

【0069】

上記（２）の構成によれば、スイッチ（９２）がオフの時の対象検出結果（Ｖ）に基づいて得られる特徴量（Ｆ）が閾値（Ｔ１）以下である場合に、上記の断線が発生していると判定する。上述したように、スイッチ（９２）がオフの時の対象検出結果（Ｖ）に基づいて得られる特徴量（Ｆ）は、信号線（Ｌ）の断線時には、その断線位置やエンジン（８）の機種、号機、気筒（８ｓ）にかかわらずほぼ０にまで低下することを利用することで、より正確な断線判定を行うことができる。

【0070】

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記断線判定部（２）は、
前記スイッチ（９２）がオンの時の前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて、前記信号線（Ｌ）の断線の仮判定を実行するよう構成された仮判定部（３）をさらに有し、
前記スイッチ制御部（４）は、前記仮判定によって前記断線が有りと判定された場合に前記スイッチ（９２）をオフに切り替えるように構成され、
前記判定実行部（５）は、前記仮判定により前記断線が有りと判定され、かつ、前記スイッチ（９２）がオフに切り替えられた後に、前記信号線（Ｌ）の断線の有無を判定するように構成されている。

【0071】

上記（３）の構成によれば、上述したシールド線（Ｌｓ）上のスイッチ（９２）のオフへの切り替え、および上述した断線判定は、断線の有無の仮判定により断線の可能性があると判定された場合に行われる。ここで、上記のスイッチ（９２）をオフに切り替えると、振動センサ（９）はノイズの影響を受け易くなるため、スイッチ（９２）のオフへの切り替えの頻度やオフの少ない方が望ましい。よって、仮判定により断線の可能性があると判定された場合に、スイッチ（９２）のオフへの切り替えた上での断線判定（本判定）を実行することにより、スイッチ（９２）をオフにする頻度や時間を低減することができる。

【0072】

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記断線判定部（２）は、
所定のエンジン（８）サイクル毎に得られる前記特徴量（Ｆ）の変化の低周波数成分を抽出するよう構成されたローパスフィルタ部（２２）と、
前記内燃機関の負荷値（Ｄ）を取得するよう構成された負荷値取得部（２３）と、をさらに有し、
前記仮判定部（３）は、前記スイッチ（９２）がオンの時の前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて算出された前記特徴量（Ｆ）である仮判定用特徴量（Ｆｐ）についての前記低周波数成分に基づく値（Ｆｐ´）が、前記第１閾値（Ｔ１）よりも大きな値を有する第２閾値（Ｔ２）以下であり、かつ、前記負荷値（Ｄ）が負荷閾値（Ｔｄ）以上である場合に、前記断線が有ると仮判定するよう構成されている。

【0073】

上記（４）の構成によれば、仮判定用特徴量（Ｆｐ）の変動の低周波数成分に基づく値（Ｆｐ´）が閾値（第２閾値（Ｔ２））以下であり、かつ、負荷値（Ｄ）が閾値（Ｔｄ）以上である場合には、信号線（Ｌ）の断線の可能性があると仮判定する。通常、仮判定用特徴量（Ｆｐ）はエンジン（８）サイクル毎に上下する。よって、仮判定用特徴量（Ｆｐ）の変動の低周波数成分に基づく値（Ｆｐ´）を用いていて仮判定を行うことにより、例えばエンジン（８）サイクル毎の仮判定用特徴量（Ｆｐ）の上下の変動の影響を抑えつつ、例えばノックが生じる高負荷（例えば負荷値（Ｄ）が７０％以上）時の状況に基づいて仮判定を行うことができ、仮判定の精度を高めることができる。

【0074】

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記断線判定部（２）は、
前記振動センサ（９）の検出結果に基づいて算出される、ノックの発生を監視するためのノックレベル（Ｋ）を取得するよう構成されたノックレベル取得部（２４）をさらに有し、
前記仮判定部（３）は、前記仮判定用特徴量（Ｆｐ）の前記低周波数成分に基づく値（Ｆｐ´）が前記第２閾値（Ｔ２）以下で、前記負荷値（Ｄ）が前記負荷閾値（Ｔｄ）以上で、かつ、前記ノックレベル（Ｋ）がノック閾値（Ｔｋ）以下の場合に、前記断線が有ると仮判定するよう構成されている。

【0075】

上記（５）の構成によれば、ノックレベル（Ｋ）の状況を考慮して仮判定を行う。ノックレベル（Ｋ）は負荷値（Ｄ）が高いほど大きくなる。このため、仮判定用特徴量（Ｆｐ）の低周波数成分に基づく値（Ｆｐ´）が第２閾値（Ｔ２）以下で、かつ、負荷値（Ｄ）が負荷閾値（Ｔｄ）以上であるにもかかわらず、ノックレベル（Ｋ）がノック閾値（Ｔｋ）よりも小さい場合は、振動センサ（９）の断線が有ると仮判定する。よって、仮判定の精度を高めることができ、スイッチ（９２）をオフにする頻度や時間を低減することができる。

【0076】

（６）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記断線判定部（２）は、
前記仮判定用特徴量（Ｆｐ）の標準偏差を算出するよう構成された標準偏差算出部（２５）をさらに有し、
前記仮判定部（３）は、前記仮判定用特徴量（Ｆｐ）の前記低周波数成分に基づく値（Ｆｐ´）が前記第２閾値（Ｔ２）以下で、前記負荷値（Ｄ）が前記負荷閾値（Ｔｄ）以上で、かつ、前記仮判定用特徴量（Ｆｐ）の標準偏差が偏差閾値（Ｔ）以下の場合に、前記断線が有ると仮判定するよう構成されている。

【0077】

上記（６）の構成によれば、仮判定に用いる仮判定用特徴量（Ｆｐ）そのものの標準偏差を求め、この標準偏差の状況を考慮して仮判定を行う。振動センサ（９）の信号線（Ｌ）が断線すると、仮判定用特徴量（Ｆｐ）の標準偏差は断線前よりも小さくなる。よって、仮判定の条件に、仮判定用特徴量（Ｆｐ）の標準偏差に関する条件を加えることで、仮判定の精度を高めることができる。したがって、スイッチ（９２）をオフにする頻度や時間を低減することができる。

【0078】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）～（６）の構成において、
前記スイッチ制御部（４）は、前記スイッチ（９２）をオフに切り替えた後、予め定められた条件が成立した場合に、前記スイッチ（９２）をオンに切り替えるよう構成されている。

【0079】

上記（７）の構成によれば、例えばスイッチ（９２）をオフに切り替え後に一定時間が経過した場合などの条件が成立した場合には、例え断線判定の結果が得られていなくても、スイッチ（９２）をオンに切り替える。これによって、スイッチ（９２）がオフにされている時間の低減を図ることができる。

【0080】

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）～（７）の構成において、
前記断線判定部（２）は、
前記スイッチ（９２）がオフの時には点火時期の進角を禁止するよう構成される禁止部（４２）をさらに有する。

【0081】

上記（８）の構成によれば、シールド線（Ｌｓ）が開放されている間は、点火時期制御による進角を禁止する。シールド線（Ｌｓ）を開放状態にするとノックレベル（Ｋ）が実際よりも小さくなる。よって、シールド線（Ｌｓ）の開放に伴って小さくなっているノックレベル（Ｋ）に基づいて、点火時期が進角され続けることによって実際にノックが生じ、機関損傷などが発生するのを回避することができる。

【0082】

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）～（８）の構成において、
前記信号線（Ｌ）が断線していると判定された前記振動センサ（９）の検出結果に基づいて点火時期が制御される気筒（８ｓ）に対する前記点火時期を、所定量だけリタードさせるよう構成された点火時期指示部（５２）をさらに備える。

【0083】

上記（９）の構成によれば、振動センサ（９）の信号線（Ｌ）の断線が有ると判定された場合には、その振動センサ（９）によって監視されている気筒（８ｓ）に対する点火時期が所定量だけリタードされる。これによって、信号線（Ｌ）が断線している振動センサ（９）によってノックの発生が監視されている気筒（８ｓ）に対する点火時期が進角され続けることによって実際にノックが生じ、機関損傷などが発生するのを回避することができる。

【0084】

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る断線検知方法は、
内燃機関に設置された振動センサ（９）の信号線（Ｌ）の断線を検知するための断線検知方法であって、
前記信号線（Ｌ）の断線検知用の対象クランク角範囲（Ｒｔ）における前記振動センサ（９）の検出結果である対象検出結果（Ｖ）を取得するステップと、
前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて、前記信号線（Ｌ）に対する断線判定を実行するステップと、を備え、
前記断線判定を実行するステップは、
前記振動センサ（９）のシールド線（Ｌｓ）に設けられたスイッチ（９２）をオンからオフに切り替えるステップ、
前記スイッチ（９２）のオフによって前記シールド線（Ｌｓ）が開放状態にされている時の前記対象検出結果（Ｖ）に基づいて、前記信号線（Ｌ）の断線の有無を判定するステップと、を有する。
上記（１０）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

【符号の説明】

【0085】

１ 断線検知装置
１２ 取得部
２ 断線判定部
２１ 特徴量算出部
２２ ローパスフィルタ部
２３ 負荷値取得部
２４ ノックレベル取得部
２５ 標準偏差算出部
３ 仮判定部
４ スイッチ制御部
４２ 禁止部
５ 判定実行部
５２ 点火時期指示部
６ ＥＣＵ
６ｍ 記憶部
６１ 入力回路
６２ 点火時期制御部
６３ ノック監視部
７ 断線検知システム
８ エンジン
８ｓ 気筒
８ｈ シリンダヘッド
８ｐ ピストン
８２ 点火装置
８２ｐ 点火プラグ
９ 振動センサ
９２ スイッチ

Ｌ 信号線
Ｌｓ シールド線
Ｒｔ 対象クランク角範囲
Ｖ 対象検出結果
Ｖｋ ノック判定用検出結果
Ｆ 特徴量
Ｆｐ 仮判定用特徴量
Ｆｐ´ 仮判定用特徴量の低周波成分に基づく値
Ｄ 負荷値
Ｋ ノックレベル
Ｔ１ 第１閾値
Ｔ２ 第２閾値
Ｔｄ 負荷閾値
Ｔｋ ノック閾値
Ｔ 偏差閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】