JP2805958B2

JP2805958B2 - 車載用故障診断装置

Info

Publication number: JP2805958B2
Application number: JP2045273A
Authority: JP
Inventors: 健治神谷; 博之伊奈; 彰正中村; 雅一本田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: US5111686A; JPH03246440A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は車両を制御するための電子制御装置の異常状
態を記憶して診断する車載用故障診断装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕従来、車両を制御するための電子制御装置やこの電子
制御装置のセンサ類の異常時、異常信号だけでなく、異
常発生前後の運転状態を記憶し、修理工場等での修理に
役立てるようにするものが考えられている（例えば、特
開昭63−88423号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述した従来のものにおいても、異常発生
時の車両運転状態を再現して試験する場合には、各種の
運転状態を、記憶された異常発生時の運転状態に合わせ
る必要があるが、このように各種の運転状態を記憶され
た異常発生時の運転状態に合わせることは運転者の熟練
が必要であり、また、本当に異常時の車両運転状態を再
現できたかどうかを知ることが容易でないという問題が
あった。

〔課題を解決するための手段〕

そのため、本発明は第11図に示すごとく、車両の運転
状態を検出する運転状態検出手段と、車両の異常の発生
を記憶する異常状態記憶手段と、車両の異常状態発生時
の運転状態を記憶する車両運転状態記憶手段と、異常状
態再現試験モードを指示する再現モード指示手段と、こ
の指示手段による異常状態再現試験モードにおいて異常
状態発生時の車両運転状態と現在の車両運転状態とを比
較する運転状態比較手段と、この車両運転状態の比較結
果を報知する報知手段とを備える車載用故障診断装置を
提供するものである。

また、前記比較手段は異常状態発生時の車両運転状態
と現在の車両運転状態との差が設定値以下のときに前記
報知手段を作動させる手段を含むのが好ましい。

また、前記比較手段は異常状態発生時の車両運転状態
と現在の車両運転状態との差に応じた出力を前記報知手
段に出力する手段を含むこともできる。

さらに、前記車両運転状態記憶手段は車両の異常状態
発生時及びその前後の運転状態を記憶するものであり、
さらに前記再現試験モード指示手段は、異常発生時及び
その前後の運転状態を前記比較手段に選択的に比較入力
として供給する選択比較手段を含むこともできる。

〔作用〕

これにより、車両の運転状態を運転状態検出手段によ
り検出し、車両の異常の発生を異常状態記憶手段に記憶
し、さらに、車両の異常状態発生時の運転状態を車両運
転状態記憶手段に記憶する。そして、再現モード指示手
段により異常状態再現試験モードを指示すると、異常状
態発生時の車両運転状態と現在の車両運転状態とを運転
状態比較手段により比較し、この車両運転状態の比較結
果を報知手段により報知する。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は、車両に搭載された空燃比制御装置の設けら
れる内燃エンジンの概略的な構成を示すもので、エンジ
ン１の吸気系にはポテンショメータ18をもつエアフロメ
ータ2,スロットル弁3,スロットル弁開度を検出するスロ
ットルセンサ4,吸気温センサ17等が設けられている。こ
の吸気系から吸入された空気は、サージタンク５を介し
て吸気マニホールド６に供給され、電気パルス信号に応
じて作動する燃料噴射弁７から噴射される燃料と混合さ
れ所定の空燃比の混合気としてエンジン１の燃焼室８に
供給されている。

そしてこの燃焼室８では、燃料と空気との混合気がシ
リンダヘッド９に設けられた点火プラグ10により点火燃
焼され、その燃焼ガスは排気弁11を介して排気系12に排
出される。

この排気系12には、固体電界質、例えばZrO₂を利用し
た排気ガス中の残留酸素濃度に応じた電圧信号を発生す
る酸素濃度センサ（O₂センサ）13が設けられており、こ
のO₂センサ13の出力信号により空燃比が検出される。

また、エンジン１のシリンダブロック19にはエンジン
冷却水温を検出する水温センサ20が設けられ、またイグ
ナイタ21からの点火信号を各気筒に分配するディストリ
ビィータ22には気筒判別センサ23,回転角センサ24が内
臓されている。そして、上記エンジン１の各運転状況を
検出する上記のエアフローメータ2,O₂センサ13,水温セ
ンサ20,気筒判別センサ23,および回転角センサ24等から
の検出信号は、制御ユニット25に供給される。制御ユニ
ット25は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成さ
れるもので、第２図はその構成を示している。すなわ
ち、演算処理を実行する中央処理装置（以下「CPU」と
いう）27に対して一時記憶等を行うランダム・アクセス
・メモリ（以下「RAM」という）28,プログラムメモリ等
に使用されるリード・オンリー・メモリ（以下「ROM」
という）29を備え、CPU27,RAM28,ROM29等はデータバス3
0によって接続されている。このデータバス30には、入
出力ポート31,32、出力ポート26,33,34が接続されてお
り、入出力ポート31にはポテンショメータ18,O₂センサ1
3,吸気温センサ17,水温センサ20からの信号をマクチプ
レクサ36を介して取出し、A/D変換器37でデジタル信号
に変換して供給する。気筒判別センサ23および回転角セ
ンサ24からの信号は、波形整形回路38で波形整形され入
出力ポート32に供給され、さらにスロットルセンサ４か
らの検出信号は入力回路40で適宜A/D変換されて入出力
ポート32に供給される。出力ポート26,33,34のそれぞれ
からの出力信号は駆動回路35,41,42を介して、イグナイ
タ21,燃料噴射弁7,報知手段をなす異常警告手段39に供
給され、点火制御，燃料噴射量，報知の制御が行われ
る。43はクロック発振器であり、CPU27等に対しタイミ
ングクロック信号を与える。

異常警告手段39はランプ等を用い、車両の異常発生時
に運転者に知らせるとともに、修理工場等での再現試験
の際には、試験時の運転状態と故障発生時の値を比較
し、一致しているなら運転者に知らせる役割を持つ。再
現試験モード指示手段をなす再現試験エントリー用スイ
ッチ15は、後に述べる再現試験時に、故障時と試験時の
運転状態が一致した事を表示するモードに入るか否かを
選択するスイッチであり、このスイッチ15の出力は入力
回路16を通して入出力ポート32に供給される。

次に、上記構成においてその作動を説明する。この装
置の作動は、車両走行中と再現試験時の２つに分かれ
る。

まず、車両走行中には、一定時間毎に故障が発生した
か判断し、故障が発生しない時は、RAM28中の運転状態
記憶用のメモリの最も古い記憶を消去し、そこに最新の
状態を記憶する動作をくり返している。ここで、この記
憶内容は車両の電源スイッチ（キースイッチ）を遮断し
た後も保存されるものであることは勿論である。そし
て、故障が発生したその時点より一定時間記憶を続け、
その後の記憶は行わず、その時点のデータを保持する。

再現試験時は、試験時の運転状態と記憶された故障時
の値を比較し、一致した時にはランプの点減により運転
者に知らせる。

以下に第３図を用いて車両走行時の装置を動作を説明
する。第３図は128ms毎にCPU27にて実行されるルーチン
を示すもので、まず、ステップ300で異常運転状態の記
憶が完了したかチェックし、完了している場合には記憶
する必要がないのでそのままリターンし、完了していな
い場合には次のステップ310に進む。ステップ310では記
憶すべき故障が発生しているかチェックし、異常が発生
していないならステップ350に進む。ここで、ステップ3
10で判別される異常チェックは、第３図のルーチンとは
別ルーチンで実行される制御ユニット25やそのセンサな
どの各要素の異常診断結果の記憶状態に基づいてなされ
るものであり、その診断としては、例えば水温センサ20
の出力が許容以上の速度で急激に変化する異常、O₂セン
サ13の出力振幅が所定値以下に低下する異常、O₂センサ
13出力に基づく空燃比フィードバック値のへばりつき異
常などである。このような各要素の異常診断記憶ルーチ
ンはマイクロコンピュータを用いた車両用エンジン制御
装置において一般的に行われている周知のものをそのま
ま使用することができる。

そして、ステップ310で異常な状態ならば、ステップ3
20に進み、このステップ320では異常が発生したことを
示すフラグ（flag）が０か判別する。ここで、flag:1の
場合にはステップ350に進む。flag＝０の場合には、そ
の段階で初めて故障が生じた事になるので、ステップ33
0に進んで故障発生時のデータをストアするアドレス値
をS,S＋１番地に記憶（アドレス値の指定には２バイト
必要なため）した後、ステップ340に進んでflag＝１に
すると共にカウンタのカウントをスタートする。次のス
テップ350ではflag＝１かを判別し、もしflag＝０なら
ばステップ370に進み、flag＝１ならステップ355へ進ん
で異常警告手段（ランプ）39によって運転者に警告す
る。次のステップ360ではカウンタのカウント値が所定
値以上か判別し、flag＝１となってから所定時間T1（例
えば５秒）経過した場合には、もう記憶する必要がない
のでステップ365に進んで異常状態の記憶が完了したこ
とを示すフラグをセットした後、リターンする。flag＝
１でT1経過してない場合は異常発生後の運転状態を記憶
中なのでステップ370に進む。ここで、T1を大きくすれ
ば故障後の記憶の割合が増し、T1を小さくすれば故障前
の記憶割合が増す。

ステップ370では、現在のエンジン回転数（NE_m）、ス
ロットル開度（VTA_n）、水温（THW_m）を読み込む。

次のステップ380,390ではＰ＋ｎ番地にNE_n、Ｐ＋ｎ＋
１番地にTHWmを記憶する。

次のステップ400では、１回（128mS）前の値VTA_n-1と
今回読み込んだ値VTA_nとからVTAの変化率（VTA_n−VTA
_n-1）/Tを計算し、Ｐ＋ｎ＋２番地に記憶する。

次のステップ410ではＰ＋ｎ＋３番地にVTA_nに記憶す
る。その後、まずステップ420でｎ＝ｎ＋４として次回
の記憶用にアドレスを進める。次のステップ430ではＰ
＋ｎ＋３＞ｑか判別し、もしＰ＋ｎ＋３＞ｑなら、次の
記憶時に運転状態記憶用の容量を越えてしまうので、ス
テップ440へ進んでｎ＝０として先頭番地にもどす。Ｐ
＋ｎ＋３≦ｑならそのままリターンする。

第４図は第３図のルーチンの実行によって記憶される
RAM中のメモリ領域を示すものである。

次に第５図に再現試験時の動作の概略フローを示す。
この再現試験のモードに入るには、第２図に示す再現試
験エントリー用スイッチ15をオンにする。これにより、
第５図のルーチンが128ms毎にCPU27にて実行され、ま
ず、ステップ500において、第３図のステップ330にて記
憶されたアドレスに対応する故障時のデータNE_n,VTA_n,V
HW_n,VTA変化率を読み出す。ステップ510で128ms毎に現
在の水温を読み込んでステップ500で読み出された故障
時の水温との差の絶対値Ａを計算する。

次のステップ520ではこの絶対値Ａが設定値以下か判
別し、Ａが設定値（例えば５℃）以下なら、条件が一致
しているとしてステップ530に進む。Ａが設定値以上の
時は条件が一致していないのでステップ610に進みラン
プ39をオフしてリターンする。

ステップ530で現在のエンジン回転の値NE_nを読み込ん
でステップ500で読み出された故障時のエンジン回転数
との差の絶対値Ｂを計算する。次のステップ540では、
この絶対値Ｂが設定値以下かを判別し、Ｂが設定値（例
えば200rpm）以下なら条件が一致しているとしてステッ
プ550に進み、Ｂが設定値以上の時は条件が一致してい
ないのでステップ610に進み、ランプ39をオフしてリタ
ーンする。

ステップ550で現在のスロットル開度値VTA_nを読み込
む、128ms前の値VTA_n-1から現在のVTA変化率を計算し、
ステップ560において、ステップ500で読み出された故障
時のVTA変化率と現在のVTA変化率との差の絶対値Ｃを計
算する。次のステップ570では、この絶対値Ｃが設定値
以下か判別し、もし、Ｃが設定値（例えば30゜／秒）以
下ならば条件が一致しているとしてステップ580に進
み。Ｃが設定値以上の時は、条件が一致していないので
ステップ610に進み、ランプ39をオフしてリターンす
る。

ステップ580で現在の値VTA_nとステップ500で読み出さ
れた故障時の値との差の絶対値Ｄを計算する。次のステ
ップ590でこの絶対値が設定値以下かを判別し、もし、
Ｄが設定値（例えば５゜）以下なら、条件が一致してい
るとしてステップ600に進み、Ｄが設定値以上の時は条
件が一致していないのでステップ610に進み、ランプ39
をオフしてリターンする。

ステップ600の段階では、記憶した各種の運転状態と
それぞれの現在の値がすべて一致しているので、ランプ
39がオンしているならステップ610に進み、ランプ39を
オフし、ランプ39がオフの時はステップ620に進み、ラ
ンプ39をオンさせることによってランプ39を点減させ
る。

第６図には、実際に予想される結果の一例として記憶
した故障発生前後のNE,VTA,VTA変化率、THWの変化を示
す。図より、NE,VTA,VTA変化率には異常が見られない
が、THWが高温時にもかかわらずステップ的に低温を示
し、またすぐに元の値にもどっていることがわかる。こ
の原因としては、水温センサあるいはそのワイヤハーネ
ス，コネクタの開放が考えられるが、なぜこの運転状態
の時のみに水温センサあるいはそのワイヤーハーネス、
コネクタが開放になってしまうかわからず、再現試験エ
ントリー用スイッチ15をオンにして、故障発生時の運転
状態を再現する。

従来、この運転状態の再現は、運転者の感覚による部
分が多く簡単でなかった。そこで、この実施例では故障
時と再現試験時との運転状態の違いの有無をランプ39の
点減を用いて運転者に表示する事で、再現試験を容易に
している。

その結果、例えばあるエンジン回転数、負荷の時の振
動で水温センサが共振し、その結果、開放することが分
かる、という様に故障原因を発見することができる。

他の実施例として、エンジン回転数、スロットル開度
の様な各種運転状態ごとに、故障発生時との差異の有無
を表示する装置を別に設けること、また第７図に示すご
とく異常警告手段39としてブザー39aによる差異の有無
だけでなく、例えば（NE:＋500rpm）の様に各種運転状
態の目標との差の大きさを表示する各種運転状態表示装
置39b〜39eを設けることによって、更に再現が容易にな
る。このときのフローを第８図に示し、この第８図のフ
ローは第５図のフローに対し、基本的には各運転状態の
絶対値Ａ〜Ｄを設定値と比較するステップ520,540,570,
590の代わりに、各運転状態の偏差（相対値）を各運転
状態出力端子より出力するステップ521,541,571,591と
したものである。

また、スロットル開度の変化率等の手動で再現するこ
とが難しい場合には、記憶したVTAあるいは、VTA変化率
と時間との関係から自動的に故障発生時の運転状態を再
現する装置を別に設ければ、再現試験がある程度自動的
に行なえる。

どの時点の故障を記憶するかについては、この実施例
に示した様に最初に起こった故障を記憶するもの、最新
の故障を記憶するもの、故障の重大な順に番号をつけて
おき、記憶済みの故障より新たに発生した故障がより重
大な場合に限り、新たに記憶するもの等が考えられる。

異常警告手段39については、この例ではランプの点滅
を用いているが、他にも音声やブザーを用いる等、様々
考えられる。

記憶する運転状態としては、NE,VTA,VTA変化率、THW
を用いたが、必要に応じて任意のものを選択記憶すれば
よい。

また、上述した各実施例においては、車両の異常発生
時の運転状態と現在の車両の運転状態とを比較するよう
にしたが、第９図に示すごとく、再現試験エントリー用
スイッチ15として、異常発生時、異常直前、異常直後の
各状態を指示するスイッチ15a〜15cを設け、これら各状
態での車両の運転状態と現在の車両の運転状態とを比較
して異常状態の再現試験がより多様にできるようにする
こともできる。この場合の第５図におけるステップ500
に相当する内容をより詳細に示すのが第10図であって、
先ず、ステップ501において、スイッチ15a〜15cの投入
状態より故障時データの読出か判別し、故障時データの
読出の時にはステップ502へ進んで、第３図のステップ3
30に記憶されたアドレスに対応する故障時データを読み
出し、故障時データの読出でない時には次のステップ50
3へ進む。このステップ503ではスイッチ15a〜15cの投入
状態より故障直前データの読出か判別し、故障直前デー
タの読出の時にはステップ504へ進んで、第３図のステ
ップ330に記憶されたアドレスより所定番地前のアドレ
スに対応する故障直前データを読み出し、故障直前デー
タの読出でない時には次のステップ505へ進む。このス
テップ505ではスイッチ15a〜15cの投入状態より故障直
後データの読出か判別し、故障直後データの読出の時に
はステップ506へ進んで、第３図のステップ330に記憶さ
れたアドレスより所定番地後のアドレスに対応する故障
直後データを読み出し、故障直後データの読出でない時
には第５図のステップ510へ進む。これにより、スイッ
チ15a〜15cの投入状態より、故障時データ、故障直前デ
ータ及び故障直後データのうちいずれか一つが選択され
て、現在の運転状態と比較されることになる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、再現モード指示
手段により異常状態再現試験モードを指示すると、異常
状態発生時の車両運転状態と現在の車両運転状態とを運
転状態比較手段により比較して、この車両運転状態の比
較結果を報知手段により報知するから、熟練者でなくと
も比較的容易に異常時の車両運転状態を再現することが
できるのみならず、本当に異常時の車両運転状態を再現
できたかどうかを容易に知ることができるという優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す部分断面構成図、
第２図は第１図図示装置における制御ユニットの構成を
より詳細に示すブロック図、第３図（Ａ）、（Ｂ）及び
第５（Ａ）、（Ｂ）は第１図図示装置の作動説明に供す
るフローチャート、第４図は第３図のルーチンの実行に
よって記憶されるRAM中のメモリ領域を示す図、第６図
は第１図図示装置の作動説明に供する各部波形図、第７
図は第１図図示装置の異常警告手段の他の実施例を示す
ブロック図、第８図（Ａ）、（Ｂ）は第７図図示異常警
告手段を用いた場合の作動説明に供するフローチャー
ト、第９図は第１図図示装置の再現試験エントリー用ス
イッチの他の実施例を示す電気回路図、第10図は第９図
図示スイッチを用いた場合の作動説明に供するフローチ
ャート、第11図は本発明のクレーム対応図である。１……エンジン,15……再現試験モード指示手段をなす
再現試験エントリー用スイッチ,25……制御ユニット,39
……報知手段をなす異常警告手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本田雅一愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (56)参考文献特開昭63−88423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01M 17/00 - 17/10 G01M 15/00 B60R 16/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、車両の異常の発生を記憶する異常状態記憶手段
と、車両の異常状態発生時の運転状態を記憶する車両運
転状態記憶手段と、異常状態再現試験モードを指示する
再現モード指示手段と、この指示手段による異常状態再
現試験モードにおいて異常状態発生時の車両運転状態と
現在の車両運転状態とを比較する運転状態比較手段と、
この車両運転状態の比較結果を報知する報知手段とを備
える車載用故障診断装置。
【請求項２】前記比較手段は異常状態発生時の車両運転
状態と現在の車両運転状態との差が設定値以下のときに
前記報知手段を作動させる手段を含む請求項１記載の車
載用故障診断装置。
【請求項３】前記比較手段は異常状態発生時の車両運転
状態と現在の車両運転状態との差に応じた出力を前記報
知手段に出力する手段を含む請求項１記載の車載用故障
診断装置。
【請求項４】前記車両運転状態記憶手段は車両の異常状
態発生時及びその前後の運転状態を記憶するものであ
り、さらに前記再現試験モード指示手段は、異常発生時
及びその前後の運転状態を前記比較手段に選択的に比較
入力として供給する選択比較手段を含む請求項１ないし
３のうちいずれか１つに記載の車載用故障診断装置。