JP3627625B2 - 車載制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載機器の故障診断を行って当該機器の異常を検出する車載制御装置に係り、特に異常発生の履歴を好適に記憶保持するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種センサやアクチュエータ等の車載機器の故障診断において、故障診断結果を正しく解析するには異常検出のタイミングを記憶保持することが要望されており、その従来技術として、
(1)タイマICを利用して得られる現在時刻を記憶する技術、
(2)ナビゲーションシステムとの通信を利用して得られる現在時刻を記憶する技術(特開平10−160642号公報)、
(3)車両使用状態を示す累積的なパラメータ情報を記憶する技術(特開平8−201233号公報)、
が知られている。なお上記(3)の従来技術において、累積的なパラメータ情報とは、車載バッテリからの電源供給の累積的な積算時間、累積的な車両走行距離、イグニッションスイッチの累積操作回数である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記(1)〜(3)の従来技術では以下に示す問題が介在する。すなわち、上記(1)の従来技術では、タイマICは常時作動している必要があるが、電源は主にバッテリであるため、バッテリの着脱により時刻が不正になるという問題がある。
【0004】
また、上記(2)の従来技術では、GPS衛星からの信号を受信して時刻データを得るため、バッテリの着脱に拘わらず正確な時刻データを得ることができるものの、GPS受信装置との連携が前提となっており、専用機器を必須要件とすることからシステムが複雑になると共にコストアップを招くという問題が生じる。
【0005】
更に、上記(3)の従来技術では、専用機器を別途設ける必要が無くコスト面で優れる等の利点があるものの、複数の異常が連続的に発生する場合において正確な異常発生タイミングを記憶保持することができないという問題がある。つまり、車両状態を示す累積的なパラメータ情報として、車載バッテリからの電源供給の累積的な積算時間を用いる場合、長期に渡って計時動作を実現するには時間計測の間隔、すなわちタイマカウントアップの分解能を比較的粗くせざるを得ない(同公報の実施例では1分間隔としている)。それ故、例えば一つの異常発生に伴い他の異常が誘発される場合など、複数の異常が短時間に発生する場合に、異常発生の間隔を正確に把握することができなくなる。
【0006】
また、車両状態を示す累積的なパラメータ情報として、累積的な車両走行距離を用いる場合には、車両走行時以外(アイドル状態等)に複数の異常が発生した時にそれらの発生間隔を判定することができない。イグニッションスイッチの累積操作回数を用いる場合にも同様に、複数の異常の発生間隔を判定することが困難になる。
【0007】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、簡易且つ安価な構成を用いつつ、異常発生の履歴を適切に記憶保持することができる車載制御装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明では、累積回数計数手段は、車載バッテリからの電源投入の回数を累積して計数し記憶する。計時手段は、少なくとも電源供給の開始又は遮断に応じて初期化されるカウンタを用い、所定の時間間隔でカウント動作を行う。また、異常情報記憶手段は、異常情報を記憶する際にその時点で計数されている電源投入の累積回数と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶する。
【0009】
上記構成によれば、複数の異常情報に対して、その時系列を正確に把握することが可能となる。かかる場合、電源投入の累積回数だけの単一の情報では、1回の車両運転中に発生する複数の異常に対してその前後関係が不明となるが、上記構成では電源投入の累積回数に加えて、所定の時間間隔でカウントされるカウンタの値が異常情報と共に記憶保持されるので、複数の異常発生時にもその前後関係が明確になる。故に、故障診断結果の解析が容易となる。また、異常発生の履歴を記憶保持するにあたり、構成が複雑になったり専用機器を要することもない。
【0010】
更に本発明では、上記の如く少なくとも電源供給の開始又は遮断に応じてカウンタの値が初期化されるので、電源供給の開始から終了までの間でカウンタが動作すれば良く、累積的に時間を計測する場合に比べてカウントアップ(又はダウン)の時間間隔を大幅に狭めることが可能となる。故に、異常発生のタイミングを細かく把握することができ、比較的短時間に発生する複数の異常に関してもその発生の履歴を適正に把握することができる。また、実質上必要となるカウンタのサイズが小さくなり、これは、マイクロコンピュータ内においてカウンタ値を記憶保持するためのメモリサイズが縮小化できることを意味する。その結果、簡易且つ安価な構成を用いつつ、異常発生の履歴を適切に記憶保持することができる。
【0011】
前記計時手段としては、請求項1に記載したように、車両のイグニッションスイッチが閉じるタイミングで前記カウンタを初期化したり、請求項2に記載したように、車載機器の異常情報を記憶するタイミングで前記カウンタを初期化したりすると良い。
【0012】
ところで、1回の電源供給期間(1回の走行期間)内に、異常発生が単一である場合には、電源投入の累積回数だけで異常発生の履歴が把握でき、同期間内に2つ以上の異常が発生する場合には、それ以外の付加情報が必要となる。そこで、請求項3に記載の発明では、電源投入後の最初の異常検出時には、電源投入の累積回数だけを前記異常情報に関連付けて記憶するのに対し、2つ目以降の異常検出時には、電源投入の累積回数と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶する。この構成においても、異常発生の履歴を適切に記憶保持することが可能となる。
【0014】
請求項4に記載の発明では、前記累積回数計数手段に代えて、車両の走行距離を累積的に積算する走行距離積算手段を備え、前記異常情報記憶手段は、異常情報を記憶する際にその時点で積算されている車両の走行距離と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶する。かかる場合、車両走行時以外(アイドル状態等)に複数の異常が発生しても、各々の異常の発生履歴が把握できる。つまり、所定の時間間隔でカウント動作するカウンタの値と車両の走行距離とを併用することにより、既述の通り簡易且つ安価な構成を用いつつ、異常発生の履歴を適切に記憶保持することができるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態ではその概略として、自動車に搭載される電子制御装置において、各種センサやアクチュエータ等の車載機器の故障を診断し、その診断結果を時系列的に逐次記憶する。
【0016】
図1は、本実施の形態の概略構成を示すブロック図である。電子制御装置100はその内部に、入力回路101及び102、A/Dコンバータ103、出力回路104、マイクロコンピュータ105、記憶装置106を備える。記憶装置106は、電気的に書き込み/消去可能な不揮発性メモリ(EEPROM)である。マイクロコンピュータ105は、CPU105a、ROM105b、RAM105c及びI/O105dを備える。
【0017】
入力回路101,102には、エンジン運転状態等を検出するセンサ群110よりアナログ信号又はデジタル信号が各々入力される。マイクロコンピュータ105は、入力回路101,102及びA/Dコンバータ103を介して各種センサ信号を取り込んでエンジン運転状態を検知し、その結果に基づいて燃料噴射制御や点火制御のための制御信号を演算する。そして、同マイクロコンピュータ105は、その制御信号を出力回路104を介してインジェクタやイグナイタ等の各種アクチュエータ120に出力する。また、マイクロコンピュータ105は、センサ群110やアクチュエータ120等の車載機器に対して周知の故障診断を行い、異常発生の旨が検出されると、異常発生を表す故障診断データ(ダイアグコード)を記憶装置106に格納する。
【0018】
また、電子制御装置100には、イグニッションスイッチ(以下、IGスイッチと略す)131を介してバッテリ130が接続されており、運転者が図示しないイグニッションキーをON位置(又はACC位置)に操作すると、IGスイッチ131がONとなり、バッテリ130から電子制御装置100に対して電源が投入される。
【0019】
次に、上記構成の電子制御装置100について、故障診断に係る一連の処理を図2〜図4のフローチャートに従い説明する。ここで、図2はIGスイッチON時処理を、図3は所定時間毎(例えば1ms毎)の定時割り込み処理を、図4は故障診断処理をそれぞれ示すフローチャートであり、何れの処理もマイクロコンピュータ105のCPU105aにより実施される。
【0020】
さて、IGスイッチ131がONになると、電子制御装置100への電力供給が開始され、図2のIGスイッチON時処理が起動される。同図2において、先ずステップ101では、記憶装置106からIGスイッチON回数を読み出す。このIGスイッチON回数は、車両の工場出荷以降におけるIGスイッチ131のON回数(累積回数)を表すものであり、記憶装置106に常に記憶保持されている。但し、IGスイッチON回数は、必ずしも車両の工場出荷以降のカウント値でなくても良く、少なくとも最初の異常発生時以前にカウントアップが開始されていれば良い。
【0021】
その後、ステップ102では、IGスイッチON回数を「1」をインクリメントし、続くステップ103では、インクリメント後のIGスイッチON回数を記憶装置106に格納する。更に、ステップ104では、IGスイッチ131のON後の経過時間を計時するための経過時間カウンタを0にクリアしておく。なお、この経過時間カウンタは、マイクロコンピュータ105のRAM105cに設けられる。
【0022】
一方図3では、所定の時間間隔(本実施の形態では1ms間隔)で経過時間カウンタをカウントアップ動作させる。すなわち、ステップ201では、経過時間カウンタが保持できるMAX値かどうかを判別し、MAX値未満であればステップ202に進み、経過時間カウンタを「1」インクリメントする。また、MAX値以上であれば、オーバーフローするためインクリメントせずにMAX値を保持する。このカウンタの値と割り込み処理の周期とから、IGスイッチON後の経過時間が算出できる。
【0023】
因みに、経過時間カウンタの値がMAX値に達する場合(ステップ201がNOの場合)は正しい時間が計測できなくなるが、カウンタとして用いる変数を4バイト長にすることで、連続約49日間のカウントが可能となる(1ms周期の場合)。故に、事実上正確な時間計測が可能となる。
【0024】
一方、図4の故障診断処理は、エンジン制御メイン処理から周期的に実行される。先ずステップ301では、センサ群110からの各種信号に基づいて故障診断を実施する。故障診断の結果、ステップ302で異常無しと判定された場合は、そのまま本処理を抜け、燃料噴射制御や点火制御などのエンジン制御処理を実施する。
【0025】
ステップ302で異常有りと判定された場合は、ステップ303に進み、記憶装置106からIGスイッチON回数を読み出す。また、続くステップ304では、IGスイッチON回数とその時の経過時間カウンタの値(すなわち、IGスイッチON後の経過時間データ)とに関連付けて、該当する故障診断データを記憶装置106に格納する。
【0026】
その後、ステップ305では、フェールセーフ処理を実施する。例えば、センサ故障の場合にはそのセンサ出力値を固定値としたり、燃料噴射量の制御値を固定値としたりする。また、故障発生の旨を運転者等に警告するための異常警告灯(MIL灯)を点灯させる。
【0027】
なお本実施の形態では、前記図2のステップ101〜103が本発明の累積回数計数手段に相当し、前記図3の処理が計時手段に相当し、前記図4のステップ304が異常情報記憶手段に相当する。
【0028】
上記動作を図5のタイムチャートを用いてより具体的に説明する。図5において(a)はIGスイッチON回数の推移を示し、(b)は経過時間カウンタの推移を示す。また、(c),(d)は各々異なる異常の発生タイミングを示しており、例えば時刻t1,t2では「故障診断データ1」及び「故障診断データ2」として異常発生を表すデータ「1」が記憶されるようになっている。
【0029】
詳しくは図5では、IGスイッチ131のON毎、すなわち電子制御装置100への電源投入毎にIGスイッチON回数が「1」ずつインクリメントされる。また、IGスイッチON後の経過時間を表す経過時間カウンタは、IGスイッチ131のON毎に0にクリアされると共に、その後、定期的(1ms毎)にカウントアップされる。
【0030】
時刻t1で最初の異常発生が検出されると、その時のIGスイッチON回数(図のC1)と経過時間カウンタの値(図のC2)とがその時の故障診断データ1に関連付けて記憶装置106に格納される。また、時刻t2で2つ目の異常発生が検出されると、再びその時のIGスイッチON回数(図のC3)と経過時間カウンタの値(図のC4)とがその時の故障診断データ2に関連付けて記憶装置106に格納される。
【0031】
上記の時刻t1,t2では、仮に2つの異常が短時間に連続的に発生しても、経過時間カウンタのカウントアップ間隔が比較的短いので、各々の異常発生のタイミングを正確に知り得ることができる。こうして、連続する2つの異常発生に関し、正確な履歴情報が記憶保持することができる。
【0032】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
異常情報としての故障診断データを記憶装置106に記憶する際に、その時点のIGスイッチON回数(電源投入の累積回数)と経過時間カウンタの値とを故障診断データに関連付けて記憶するので、複数の異常情報に対して相対的な発生タイミングが判断でき、その時系列を正確に把握することが可能となる。故に、故障診断結果の解析が容易となる。また、異常発生の履歴を記憶保持するにあたり、構成が複雑になったり専用機器を要することもない。
【0033】
更に、経過時間カウンタは、IGスイッチON毎に初期化されるので、少なくとも電源供給の開始から終了までの間でカウント動作するものであれば良く、累積的に時間を計測する場合(従来技術、特開平8−201233号公報)に比べてカウントアップの時間間隔を大幅に狭めることが可能となる。故に、異常発生のタイミングを細かく把握することができ、比較的短時間に発生する複数の異常に関してもその発生の履歴を適正に把握することができる。また、実質上必要となるカウンタのサイズが小さくなり、これは、マイクロコンピュータ内においてカウンタ値を記憶保持するためのメモリサイズが縮小化できることを意味する。その結果、簡易且つ安価な構成を用いつつ、異常発生の履歴を適切に記憶保持することができるようになる。
【0034】
EEPROM(不揮発性メモリ)である記憶装置106にIGスイッチON回数を記憶し、RAM105c(揮発性メモリ)に経過時間カウンタの値を記憶するので、IGスイッチON回数は電源遮断後も記憶保持されるのに対し、経過時間カウンタの値は電源遮断後に消去される。この構成は、車載制御装置を実現する上で望ましいものとなる。
【0035】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
上記実施の形態では、IGスイッチ131のON毎に経過時間カウンタを0にクリア(初期化)すると共に、その後カウントアップさせる構成としたが、これを以下のように変更しても良い。
【0036】
(1)例えば、異常発生が検出されるタイミングで経過時間カウンタをクリア(初期化)する。図6はその動作を示すタイムチャートであり、これは前述の図5の一部を変更したものである。図6において、最初の異常発生のタイミング(時刻t1)では、IGスイッチON回数(図のC1)と経過時間カウンタの値(図のC2)とがその時の故障診断データ1に関連付けて記憶装置106に格納されると共に、経過時間カウンタが一旦0にクリアされ、その後カウントアップが再開される。そして、2つ目の異常発生のタイミング(時刻t2)では、再びその時のIGスイッチON回数(図のC3)と経過時間カウンタの値(図のC5)とがその時の故障診断データ2に関連付けて記憶装置106に格納される。マイクロコンピュータ105で図6の動作を実現するには、前述の図4の処理においてステップ304の後に「経過時間カウンタをクリアする」といった処理を追加すれば良い。
【0037】
(2)IGスイッチON後の最初の異常発生が検出されるまでは、経過時間カウンタを動かさず最初の異常発生後にカウントアップを開始する。図7はその動作を示すタイムチャートであり、これは前述の図5の一部を変更したものである。図7において、最初の異常発生のタイミング(時刻t1)では、IGスイッチON回数(図のC1)だけがその時の故障診断データ1に関連付けて記憶装置106に格納されると共に、経過時間カウンタのカウントアップが開始される。そして、2つ目の異常発生のタイミング(時刻t2)では、その時のIGスイッチON回数(図のC3)と経過時間カウンタの値(図のC6)とがその時の故障診断データ2に関連付けて記憶装置106に格納される。経過時間カウンタは、電源遮断時又は投入時に初期化されればよく、2つ目以降の異常発生時に経過時間カウンタを一旦クリアするか否かは任意でよい。マイクロコンピュータ105で図7の動作を実現するには、前述の図3の処理においてステップ201の前に「最初の異常有りか?」の判別処理を加え、異常有りの場合にのみステップ202のカウントアップ処理を行わせれば良い。
【0038】
図7の場合、IGスイッチON後の最初の異常発生に関しては、IGスイッチON回数のみが故障診断データに関連付けられ、2つ目以降の異常発生に関しては、IGスイッチON回数と経過時間カウンタの値とが故障診断データに関連付けられるようになるが、何れの場合にも異常発生の履歴が適切に記憶保持され、複数の異常の時系列を明確にすることが可能となる。
【0039】
(3)その他に、経過時間カウンタは、IGスイッチON後の異常発生前と異常発生後とでそのカウントアップの周期が異なるものであっても良い。例えば、異常発生前は周期を比較的大きくし、異常発生後は周期を比較的小さくする。また、電源遮断時(例えば、メインリレー制御時)にクリアされるものでも良い。
【0040】
また、上記実施の形態では、異常の履歴(時系列)を記憶する一情報として、IGスイッチON回数(電源投入の累積回数)を用いたが、これに代えて、車両の走行距離(積算値)を用いる。そして、異常情報としての故障診断データを記憶する際にその時点で積算されている車両の走行距離と経過時間カウンタの値(IGスイッチON後の経過時間)とを前記異常情報に関連付けて記憶する。かかる場合、経過時間カウンタは、IGスイッチのON時に初期化されるものや、異常発生時に初期化されるものの何れかが適用できる(図5〜図7に示すカウンタ動作の何れか)。本構成によれば、車両走行時以外(アイドル状態等)に複数の異常が発生しても、各々の異常の発生履歴が把握できる。つまり、IGスイッチON回数に代えて車両走行距離を用いる場合においても、既述の通り簡易且つ安価な構成を用いつつ、異常発生の履歴を適切に記憶保持することができる。なお、例えばマイクロコンピュータ105が走行距離積算手段に相当し、マイクロコンピュータ105により車両の走行距離が算出される。
【0041】
上記実施の形態では、経過時間カウンタの周期を1msとしたが、それを4ms,8ms等に変更しても良い。但し、故障診断データの時系列を明確化するには、故障診断の周期と同じ周期、又はそれよりも短い周期でカウント動作させるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態における車載制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図2】IGスイッチON時処理を示すフローチャート。
【図3】定時割り込み処理を示すフローチャート。
【図4】故障診断処理を示すフローチャート。
【図5】実施の形態の作用をより具体的に示すタイムチャート。
【図6】別の形態において作用を示すタイムチャート。
【図7】別の形態において作用を示すタイムチャート。
【符号の説明】
100…電子制御装置、105…マイクロコンピュータ、105a…CPU、105c…RAM、106…記憶装置、110…センサ群、120…アクチュエータ、130…バッテリ、131…IGスイッチ。
Claims (4)
- 車載機器の異常を検出した時にその異常情報を記憶する異常情報記憶手段を備えた車載制御装置において、
車載バッテリからの電源投入の回数を累積して計数し記憶する累積回数計数手段と、
少なくとも電源供給の開始又は遮断に応じて初期化されるカウンタを用い、所定の時間間隔でカウント動作を行う計時手段と、
前記異常情報記憶手段は、異常情報を記憶する際にその時点で計数されている電源投入の累積回数と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶し、
前記計時手段は、車両のイグニッションスイッチが閉じるタイミングで前記カウンタを初期化する
ことを特徴とする車載制御装置。 - 車載機器の異常を検出した時にその異常情報を記憶する異常情報記憶手段を備えた車載制御装置において、
車載バッテリからの電源投入の回数を累積して計数し記憶する累積回数計数手段と、
少なくとも電源供給の開始又は遮断に応じて初期化されるカウンタを用い、所定の時間間隔でカウント動作を行う計時手段と、
前記異常情報記憶手段は、異常情報を記憶する際にその時点で計数されている電源投入の累積回数と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶し、
前記計時手段は、車載機器の異常情報を記憶するタイミングで前記カウンタを初期化する
ことを特徴とする車載制御装置。 - 車載機器の異常を検出した時にその異常情報を記憶する異常情報記憶手段を備えた車載制御装置において、
車載バッテリからの電源投入の回数を累積して計数し記憶する累積回数計数手段と、
少なくとも電源供給の開始又は遮断に応じて初期化されるカウンタを用い、所定の時間間隔でカウント動作を行う計時手段と、
前記異常情報記憶手段は、異常情報を記憶する際にその時点で計数されている電源投入の累積回数と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶するにあたり、電源投入後の最初の異常検出時には、電源投入の累積回数だけを前記異常情報に関連付けて記憶するのに対し、2つ目以降の異常検出時には、電源投入の累積回数と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶する
ことを特徴とする車載制御装置。 - 前記累積回数計数手段に代えて、車両の走行距離を累積的に積算する走行距離積算手段を備え、
前記異常情報記憶手段は、異常情報を記憶する際にその時点で積算されている車両の走行距離と前記カウンタの値とを前記異常情報に関連付けて記憶する請求項1又は2に記載の車載制御装置。
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