JPS62111145A - 故障診断機能を有する車両制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 凡用り亘灼 ［産業上の利用分野］ 本発明は故障診断機能を有する車両制御装置に係り、詳
しくは車両各部に配設された検出器の異常判定に有効な
故障診断機能を有する車両制ｍ装置に関する。

［従来の技術］ 近年、車両運転に関する各種の制御を、マイクロコンピ
ュータを中心として構成した電子制御装置により実行ざ
ぜる車両制御装置が開発されている。これらの車両制御
装置は、排気特性および燃費性能の向上を目的とした、
燃料噴射ｍ、点火時期、燃料噴射時期、アイドル回転速
度、排気再循環量等の内燃機関に関する諸量の制御を行
なうに留まらず、車両走行性能の向上を目的とした変速
機の制御、アンチスキッド制御、加速スリップ制御およ
びサスペンション特性の制御等を行なうに至っている。

このような車両制御装置は、車両各部に配設された各種
センサからの入力信号に基づいて、車両各部に設けられ
た各種機器を駆動するものである。

このような制御が適切に行なわれるためには、上述した
マイクロコンピュータの処理およびその入出力信号が常
に正常であることが補償されていなければならない。こ
のため、工場での生産または検査の各工程、あるいはフ
ィールドでの保守等の場合に、比較的容易に車両制御装
置の機能確認を可能にすることを目的として、自己診断
機能を有する車両制御装置が開発されている。例えば、
入出力装置に、マイクロコンピュータ系に診断命令を供
給可能な診断装置を接続し、記憶装置のうちの１つの記
憶装置に記憶された診断プログラムに応じて自動車に固
有のデータを診断装置に伝達するよう構成し、主プログ
ラム内のサブプログラムを用いて種々の測定個所を呼出
しまたは検査しかつそれ自体公知の指示または評価装置
を用いて相応する値を指示するかまたは後続処理するこ
とによって、マイクロコンピュータ系を有する自動車を
比較的簡単に検査できる「診断装置を有する制御装置」
　（特開昭５４−１５８５３０号公報）等が提案されて
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ かかる従来技術としての故障診断機能を有する車両制御
装置には以下のような問題点が存在した。

すなわち、 （１）　故障診断開始の指令を入力するため、あるいは
故障診断を行なうための外部機器を接続するための専用
のテスト入力ボートを車両制御装置を構成するマイクロ
コンピュータに設ける必要があった。ところが、車両制
御装置の制御対象の増加に伴い、上記マイクロコンピュ
ータの入力ポートに接続する必要のあるセンサの数は増
加する。

このため、数に制限のある入力ポートの一つを、常時使
用するものではないテスト入力専用に使用すると、車両
制御装置の機能向上を図ることが困雌になると共に、車
両制御装置設計時に制約が生じて設計時の自由度が低下
するという問題点があった。

（２）　また、故障診断時にのみ使用する専用の入力ポ
ートを設けておくと、車両整備時の誤接続等により、車
両制御装置の破損を招く危険性があるといった問題も考
えられた。

本発明はマイクロコンピュータ入力ポートを効率的に使
用した故障診断機能を有する車両制御装置の提供を目的
とするものである。

及」匹適威 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題を解決するために、第１図に例示する
構成をとった。本発明は第１図に例示するように、 車両の排気中の残存酸素濃度を検出する酸素濃度検出器
からの検出結果を入力する酸素濃度入力部Ｍ１および車
両各部に配設された検出器からの検出結果を入力する入
力部を有する入力手段Ｍ２と、 該入力された各検出結果に基づいて車両の運転制御を行
なう運転制御部Ｍ３および予め定められた診断手順に従
う１または複数の処理を実行することにより上記車両の
故障を診断する故障診断部Ｍ４を有する制御手段Ｍ５と
、 を具備した故障診断機能を有する車両制御装置において
、 上記制御手段Ｍ５が、上記酸素濃度入力部Ｍ１に上記検
出結果とは異なる所定の電圧が入力されている場合に上
記故障診断部Ｍ４を起動させるよう構成されたことを特
徴とする故障診断機能を有する車両制御装置を要旨とす
るものである。

入力手段Ｍ２とは、酸素ＷＡ度検出器からの検出結果を
入力する酸素濃度入力部Ｍ１およびその他の検出器から
の検出結果を入力する入力部を有するものである。例え
ば、検出器からの信号のバッファ回路もしくはノイズ除
去回路または波形整形回路等から成る入力部を有し、該
入力部に入力されたアナログ信号をディジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器および該Ａ／Ｄ変換器の出力信号を
入力する入力ボート等を備えて構成することができる。

運転制御部Ｍ３とは、車両各部に配設された検出器から
の検出結果に基づいて車両の運転制御を行なうものであ
る。例えば、上記各検出結果から車両運転に関する所定
の制御量を算出し、該算出値に従って各機器を駆動して
車両の運転制御を行なうよう構成してもよい。

故障診断部Ｍ４とは、予め定められた診断手順に従う処
理を実行して車両の故障診断を行なうものである。例え
ば、上述した各検出器からの検出結果が所定範囲内にあ
るか否かを判定することにより故障診断を行なうよう構
成することができる。

また、例えば、車両の運転制御に必要な値であって、予
め記憶されている値の総和を算出し、該算出値が所定値
であるか否かを判定することにより故障診断を行なうこ
ともできる。さらに、例えば、所定の値を一時的に記憶
させ、該記憶値と上記所定の値とが一致しているか否か
を判定することにより故障診断を行なうことも考えられ
る。

制御手段Ｍ５とは、上記運転制御部Ｍ３と故障診断部Ｍ
４とを備えて構成され、上述した酸素濃度入力部に酸素
濃度検出器の検出結果が入力されている場合は車両の運
転制御を行ない、一方、酸素濃度入力部に上記検出器結
果とは異なる所定の電圧が入力された場合は車両の故障
診断を行なうものである。例えば、上記所定の電圧に応
じて故障診断を行なう複数の処理を選択的に実行するよ
う構成してもよい。制御手段Ｍ５は、例えば、周知のＣ
ＰＵを中心にＲＯＭ、ＲＡＭおよびその他の周辺回路素
子を備えた論理演算回路として構成され、車両の運転制
御または車両の故障診断を行なうものであってもよい。

［作用］ 本発明の故障診断機能を有する車両制御装置は第１図に
例示するように、入力手段Ｍ２の酸素濃度入力部Ｍ１に
酸素濃度検出器からの検出結果が入力されている場合は
制御手段Ｍ５が運転制御部Ｍ３を起動させて車両の運転
制御を行ない、一方、酸素濃度入力部Ｍ１に上記検出結
果とは異なる所定の電圧が入力されている場合は制御手
段Ｍ５が故障診断部Ｍ４を起動させて車両の故障診断を
行なうよう働く。

従って本発明の故障診断機能を有する車両制御装置は、
故障診断部Ｍ４を起動させるための専用の入力部が必要
となり効率的な入力部の使用ができないといった問題を
生じることなく、！！素濃度入力部Ｍ１に所定の電圧を
入力することにより故障診断を行なうよう働く。

［実施例］ 次に本発明の好適な一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

車両には、第２図に示すように、各種のセンサと各機器
が配設され、電子！１ＩＩＩＩＩ装置は上記センサの検
出結果に基づいて上記各機器の制御を行なう。

センサとしては、図示しないエンジンの排気マニホール
ド内に設けられて排気中の残存酸素濃度を検出する酸素
濃度センサ１、エンジンの冷却系統に配設されて冷却水
温度を検出する水温センサ２、エアクリーナ内部に設け
られて吸入空気温度を検出する吸気温センサ３、吸気通
路に配設されて吸気管内圧力を検出する吸気管内圧力セ
ンサ４、スロットルバルブの開度を検出するスロットル
ポジションセンサ５を備えている。また、図示しないデ
ィストリビュータ内に取り付けられてディストリビュー
タのカムシャフトの１／２４回転毎に、すなわちクラン
ク角Ｏ０から３００の整数倍毎に回転角信号を出力する
回転速度センサを兼ねた回転角センサ６、同じくディス
トリビュータ内に配設されてディストリビュータのカム
シャフトの１回転毎に、すなわちクランク軸の２回転毎
に基準信号を１回出力する気筒判別センサ７、およびエ
ンジンの出力軸に配設された車速センサ８も備えられて
いる。

一方、各種機器としては、故障診断処理実行時に点滅す
ることによりその内容を表示する警告灯９、図示しない
エンジンの点火に必要な高電圧を出力するイグナイタ１
０、吸気系統に燃料を供給する燃料噴射弁１１、排気系
統に２次空気の供給を行なうエアーコントロールバルブ
（以下単にＡＣ■とよぶ）の開度調節を行なう負圧切換
弁（以下単にｖＳ■とよぶ）１２を有している。

上述した各センサの検出結果は電子制御装置く以下単に
ＥＣＵとよぶ）２０に入力され、該ＥＣＵ２０は、上記
各機器を制御する。

次に、上記ＥＣＵ２０の構成を説明する。ＥＣＵ２０は
、上述した各センサにより検出された各データを制御プ
ログラムに従って入力および演算すると共に、上記各機
器を駆動するための処理を行なうＣＰＵ２０ａ、上記制
御プログラムおよび初期データが予め記憶されているＲ
ＯＭ２０ｂ。

ＥＣＵ２０に入力される各種データや演算制御に必要な
データが一時的に記憶されるＲＡＭ２０ｃ。

エンジンのキースイッチが運転者によってＯＦＦされて
も以後のエンジン制御に必要な各種データを記憶保持可
能なようにバッテリによってバックアップされたバック
アツプＲＡＭ２０ｄ等を中心に論理演算回路として構成
され、コモンバス２０ｅにより入出力ボート２Ｏｆおよ
び出力ポート２０ｇに接続されて外部との入出力を行な
う。

ＥＣＵ２０には、既述した酸素濃度センサ１、水温セン
サ２、吸気温センサ３、吸気管内圧力センサ４、スロッ
トルポジションセンサ５からの検出結果を入力するバッ
フ？回路２ｏｈ、　２ｏｔ。

２０ｊ、２０に、２０ｍが設けられており、上記各セン
サの出力信号を選択的にＣＰＵ２０ａに出力するマルチ
プレクサ２０ｎ、およびアナログ信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器２０ｐも配設されている。

また、ＥＣＵ２０は、回転角センサ６、気筒判別センサ
７、車速センサ８の各出力信号の波形を整形する波形整
形回路２０Ｑも有している。上述した各センサにより検
出された信号は、入出力ボート２Ｏｆを介してＣＰＵ２
０ａに入力される。

さらに、ＥＣＬ１２０は、既述した警告灯９、イグナイ
タ１０、燃料噴射弁１１およびＶＳＶｌ２に駆動電流を
通電する駆動回路２Ｏｒ、２０８゜２０ｔ、２０ｕを有
する。ＣＰＵ２０ａは、出力ポート２０Ｑを介して上記
各駆動回路に制御信号を出力する。

またＥＣＬ、１２０は、ＣＰＵ２０ａを始めＲＯＭ２ｏ
ｂ、ＲＡＭ２０ｃ等への所定の間隔で制御タイミングと
なるクロック信号を送るクロック回路２０ｖ、ＥＣＵ２
０に＋５［■］の直流定電圧を供給する電源回路２０Ｗ
も備えている。

次に、本発明第１実施例において、上記ＥＣＵ２０によ
り実行される処理について第３図に示すフローチャート
に基づいて説明する。

本処理起動後、ステップ１００では、酸素濃度センサ１
のバッファ回路２０ｈに印加される入力電圧が４　［Ｖ
］未満であるか否かが判定される。

これは、酸素濃度センサ１の出力電圧が、第４図に示す
ようにＯ［Ｖ］〜１［ｖ］の範囲ａであることに着目し
、誤動作防止のための電位差を３［■］とみなして４［
ｖ］〜５［■］の範囲すの電圧を酸素濃度センサバッフ
１回路２０ｔｌに人為的に印加することができるように
設定したためである。

酸素濃度センサバッファ回路２０ｈの入力電圧が４［■
］未満である場合には、通常の酸素濃度センサ１の出力
信号が入力されているものと判定され、ステップ１１０
に進む。ステップ１１０では、エンジン制御処理が行な
われる。すなわち、まず、吸気管内圧力センサ４と回転
角センサ６との検出結果に基づいて、基本燃料噴射量が
算出される。次に、酸素濃度センサ１、水温センサ２、
吸気温センサ３、スロットルポジションセンサ５の各検
出結果に基づいて、上記基本燃料噴射量の補正が行なわ
れて、実燃料噴射量が算出される。

この実燃料噴射量に基づいて、燃料噴射弁１１から燃料
が噴射される。また、酸素濃度センサ１の検出結果に基
づいて、ＶＳＶｌ　２を駆動して２次空気を導入し、排
気中の酸素濃度を調整する処理も行なわれる。その後、
上記ステップ１００に戻る。

一方、上記ステップ１００で酸素濃度センサｌ＜ッフ７
回路２０ｈの入力電圧が４［Ｖ］以上であると判定され
た場合には、ステップ１２０に進む。

これは、故障診断を目的として上記酸素濃度センサバッ
ファ回路２０ｈに人為的に４［ｖ］以上の電圧が印加さ
れた場合である。ステップ１２０では、故障診断処理が
行なわれる。すなわち、水温センサ２、吸気温センサ３
、吸気管内圧力センサ４、スロットルポジションセンサ
５、回転角センサ６、車速センサ８の各出力信号および
電源回路２０Ｗの電源電圧が正常であるか否かの診断が
行なわれる。上記各センサまたは電源回路に異常が検出
された場合には、警告灯９を所定の時間間隔で点滅させ
て異常力所を表示する。その後、上記ステップ１００に
戻る。以後、本処理は、ＥＣＵ２０の動作中は繰り返し
て実行される。

なお本第１実施例において、バッフ１回路２０ｈが酸素
濃度入力部Ｍ１に、入出力ボート２０ｆ１バツフア回路
２０ｉ、２０ｊ、２０に、２０ｍ、マルチプレクサ２Ｏ
ｎ、Ａ／Ｄ変換器２０ｐ、波形整形回路２０ｑが入力手
段Ｍ２に各々該当する。

また、ＥＣＵ２０と該ＥＣＬＪ２０により実行される処
理（ステップ１１０）が運転制御部Ｍ３として、ＥＣＬ
Ｊ２０と該ＥＣＬＩ２０により実行される処理（ステッ
プ１２０）が故障診断部Ｍ４として、ＥＣＵ２０と該Ｅ
ＣＵ２０により実行される処理（ステップ１００，１１
０，１２０）が制御手段Ｍ５として各々機能する。

以上説明したように本実施例は、酸素濃度センサ１のバ
ッファ回路２０ｈにＯ〜１［ｖ］の範囲の電圧が印加さ
れている場合にはＥＣＵ２０がエンジン制御処理を実行
し、上記バッフ・７回路２０ｈに４〜５［■］の範囲の
電圧が印加されている場合にはＥＣＵ２０が故障診断処
理を実行するように構成されている。このため、バッフ
ァ回路２ｏｈを通常運転時は酸素濃度センサ１の入力用
に使用し、一方、故障診断時は故障診断開始指令の入力
用に使用しているので、故障診断開始指令専用のバッフ
ァ回路が不用となり、しかも新たな回路構成を付加する
ことなく、接続可能な回路の数に制限のある入出力ボー
ト２Ｏｆを効率的に使用することができる。

また、新たなセンサ入力回路等の追加を行なうような設
計変更時にも制約が少なくなるという利点を生じる。

さらに、酸素濃度センサ１の出力は１［■］を上回るこ
とがないので、車両走行中に誤動作を生じることなく、
故障診断開始指令入力端子として兼用することができる
という利点も生じる。

次に本発明第２実施例について説明する。第２実施例の
システム構成は、第１実施例と全く同様のため、符号等
は第１実施例と同様に表記して説明を省略する。第２実
施例と第１実施例との相違点は、酸素濃度センサバッフ
？回路２０ｈに印加される電圧に応じて、故障診断処理
とメモリテスト処理とを選択的に実行するように構成し
た点である。

本発明第２実施例において、上記ＥＣＵ２０により実行
される処理を、第５図に示すフローチャートに基づいて
説明する。

本処理起動後、ステップ２００では、酸素濃度センサ１
のバッファ回路２０ｈに印加される入力電圧が４［■］
未満であるか否かが判定される。

該バッファ回路２０ｈに印加される入力電圧が４［Ｖ］
未満である場合には、ステップ２１０に進む。ステップ
２１０では、エンジン制御処理が行なわれて、再び上記
ステップ２００に戻る。なお、ステップ２１０の処理内
容は、第１実施例のステップ１１０と同様のため説明を
省略する。

一方、上記ステップ２００で酸素濃度センサバッファ回
路２０ｈの入力電圧が４［Ｖ］以上であると判定された
場合には、ステップ２１５に進む。

ステップ２１５では、上記入力電圧が４［７１以上４．
５　［Ｖ］未満であるか否かが判定される。

該入力電圧が４［■］以上４．５　［Ｖ］未満である場
合には、ステップ２２０に進む。ステップ２２０では故
障診断処理が行なわれた後、上記ステップ２００に戻る
。なお、ステップ２２０の処理内容は、第１実施例のス
テップ１２０と同様のため説明を省略する。

一方、上記ステップ２１５で酸素濃度センサバッフ１回
路２０ｈの入力電圧が４．５　［Ｖ］以上であると判定
された場合には、ステップ２３０に進む。ここでは、メ
モリテスト処理が行なわれる。

すなわち、まずＲＯＭ２Ｏｂ内に記憶されているデータ
の総和を求める処理が行なわれる。次に、上記総和が予
め定められた所定値と一致するか否かが判定される。該
総和が上記所定値と一致する場合には、ＲＯＭ２０ｂの
内容が正しいものと判断される。一方、上記総和が上記
所定値と一致しない場合には、ＲＯＭ２０ｂの内容に誤
りがあるものと判断されて、異常が生じたことが警告灯
９の点滅により表示される。次に、ＲＡＭ２０ｃに予め
定められた所定の値を一旦記憶させ、次に該記憶値と上
記所定値とが一致するか否かが判定される。上記記憶値
と上記所定値とが一致する場合には、ＲＡＭ２０Ｇが正
常に作動するものと判定される。一方、上記記憶値と上
記所定値とが一致しない場合には、ＲＡＭ２０Ｇに異常
が生じたものと判断されて、警告灯９の点滅により異常
が表示される。その後、上記ステップ２００に戻る。

以後、本処理は、ＥＣＬＪ２０動作中は、繰り返して実
行される。

なお本第２実施例において、バッファ回路２０ｈが酸素
濃度入力部Ｍ１に、入出力ボート２０ｆ１バツフア回路
２０ｉ、２０ｊ、２０に、２０ｍ、マルチプレクサ２０
ｎ１Ａ／Ｄ変換器２０ｐ、波形整形回路２０ｑが入力手
段Ｍ２に各々該当する。

また、ＥＣＵ２０と該ＥＣＵ２０により実行される処理
（ステップ２１０）が運転制御部Ｍ３として、ＥＣｔ、
１２０と該ＥＣｔＪ２０により実行される処理（ステッ
プ２２０，２３０＞が故障診断部Ｍ４として、ＥＣＵ２
０と該ＥＣＵ２０により実行される処理（ステップ２０
０，２１０，２１５゜２２０．２３０＞が制御手段Ｍ５
として各々機能する。

以上説明したように本第２実施例は、酸素濃度センサバ
ッファ回路２０ｈに入力される電圧が４［Ｖ］以上４．
５　［Ｖ］未満である場合には、故障診断処理が実行さ
れ、一方、４．５　［Ｖ］以上である場合にはメモリテ
スト処理が実行されるように構成されている。このため
、第１実施例の各効果が向上したことに加えて、以下の
効果を生じる。

すなわち、回路構成に何ら変更を加えることなく、一つ
のバッファ回路２０Ｈに印加する電圧に応じて２種類の
処理を切り替えて実行するので、複数種類の故障診断処
理を連続して行なう場合の作業効率が向上するという利
点が生じる。

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に何等限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。

及服二羞里 以上詳記したように本発明の故障診断機能を有する車両
制御装置は、酸素濃度入力部に酸素濃度検出器からの検
出結果とは異なる所定の電圧が入力された場合に制御手
段が故障診断部を起動させるよう構成されている。この
ため、故障診断専用の入力部を配設せず、かつ入力手段
の構成を変更することなく、車両の故障診断を行なうこ
とができるという優れた効果を奏する。

また、入力手段に故障診断専用の入力部を設ける必要が
なくなるため、入力部の数に関する制約が少なくなるの
で、車両制御装置を設計する場合に設計の自由度が増加
すると共に、機能向上を比較的容易に実現できる。

さらに、例えば、制御手段が酸素濃度入力部に入力され
る所定の電圧に応じて複数の故障診断処理を選択的に実
行するよう構成した場合には、複数の故障診断作業を連
続して行なう場合の作業効率が向上するという利点も生
じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明内容を概念的に例示した基本的構成図、
第２図は本発明一実施例である電子制御装置（ＥＣＵ）
の構成を説明するためのブロック図、第３図は本発明第
１実施例においてＥＣＵにより実行される処理を示すフ
ローチャート、第４図は酸素濃度センサバッファ回路に
印加される電圧の特性を示す説明図、第５図は本発明第
２実施例おいてＥＣｔＪにより実行される処理を示すフ
ローチャートである。 Ｍｌ・・・酸素濃度入力部 Ｍ２・・・入力手段 Ｍ３・・・運転制御部 Ｍ４・・・故障診断部 Ｍ５・・・制御手段 １・・・酸素濃度センサ ２Ｏｆ・・・入出力ボード ２０ｈ、２０ｉ、２０ｊ、２０に、２０ｍ・・・バッフ
１ ２０ｎ・・・マルチプレクサ ２０Ｄ・・・Ａ／Ｄ変換器 ２０ｑ・・・波形整形回路 ２０・・・電子制御装置（ＥＣＬＩ） ２０　ａ−ＣＰ　Ｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　車両の排気中の残存酸素濃度を検出する酸素濃度検
   出器からの検出結果を入力する酸素濃度入力部および車
   両各部に配設された検出器からの検出結果を入力する入
   力部を有する入力手段と、該入力された各検出結果に基
   づいて車両の運転制御を行なう運転制御部および予め定
   められた診断手順に従う１または複数の処理を実行する
   ことにより上記車両の故障を診断する故障診断部を有す
   る制御手段と、 を具備した故障診断機能を有する車両制御装置において
   、 上記制御手段が、上記酸素濃度入力部に上記検出結果と
   は異なる所定の電圧が入力されている場合に上記故障診
   断部を起動させるよう構成されたことを特徴とする故障
   診断機能を有する車両制御装置。 ２　上記制御手段が、上記酸素濃度入力部に入力される
   上記所定の電圧に応じて上記複数の処理を選択的に実行
   する特許請求の範囲第１項に記載の故障診断機能を有す
   る車両制御装置。