JP5126538B2 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Description
基本的な故障診断は、車両の走行状況が一定の条件を満たした時点で、車両用制御装置の入出力をモニタして正常か異常かを判別する。異常と判断されたなら、どの部品やシステムが異常であるかを識別する故障コード(DTC:Diagnostic Troub1e Code)と故障判定を実施したときの走行状態を、記憶手段としてのデータ保持用メモリ(EEPROMやバッテリー電源でバックアップされたRAM)に保存している。
内燃機関の故障診断方式には、内燃機関の動作時間又はその動作時間に関連する物理量を積算し、故障発生までの時間等の物理量を知るようにしたものがある。
車両制御装置には、不揮発性メモリの記憶容量を増加させることなく、車両の運転回数及び故障診断回数を記憶する不揮発性メモリの書換え回数を動作保証回数以下に制限することが可能なものがある。
エンジン始動不良は顧客にとって重大な不具合にも関わらず、これを故障として判定できないため、修理業者に車両が持込まれたあと、修理業者は、状況把握のため、不具合の再検証をしなくてはならない。エンジン始動不良は、一般的に特殊な条件下でのみ発生することが多く、この再検証は時間がかかり、修理業者・顧客共、多くの工数/不便を強いられることになる。
また、顧客が修理業者に持ち込む車両の不具合は、現行の故障診断プログラムでは診断できずに故障コードが残っていない場合が多い。これらの症状がすぐ再現できれば、作業者による故障診断は可能ではあるが、再現性の低い故障では故障原因の解析が非常に困難となっている
このような問題点を改善するため、上記の特許文献1では、第2の故障コード(症状ベース)を新設することによって、エンジンストール・エンジン始動不良といった症状べース(上記の「現行の故障診断プログラムでは診断できずに故障コードが残っていない場合」に該当する)の不具合に関するデータの保存を可能としている。
しかしながら、再現性の低い不具合の解析において、どのような状況下であったか、特に、どのようなエンジンの冷却水温度状態で発生しているかが、不具合解析におけるポイントとなるにもかかわらず、それが再現できる程度に十分なデータが蓄積されていなかったという不都合があった。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
図1、図2において、1は車両である。この車両1は、エンジン2と通信診断システム3とを搭載している。この通信診断システム3には、車両用制御装置4として、複数の、例えば、第1車両用制御装置4A、第2車両用制御装置4B…が備えられ、また、故障診断装置(故障診断テスタ)5が車両1から離れて備えられている。
第1車両用制御装置4A、第2車両用制御装置4B…は、通信線として、シリアル通信可能で双方向のデータ通信が可能な車両側通信線6を介して互いに接続され、通常時には互いにデータの送受信を実施しながら制御対象を制御する。車両側通信線6には、車両側接続コネクタ7が設けられている。
故障診断装置5は、前記複数の車両用制御装置4のいずれか一つの車両用制御装置に接続され、一つの車両用制御装置のプログラムの書換え処理、あるいは車両1やエンジン2の故障診断(OBD:On Board Diagnostic)を実行するものである。
この故障診断装置5には、ディスプレイ8が備えられ、また、車両側接続コネクタ7に結合可能な車外コネクタ9を設けた通信線である車外通信線10が接続している。この車外通信線10は、前記車両側通信線6に接続可能である。
第1車両用制御装置4Aと第2車両用制御装置4Bとは、同一構造であり、ここでは、以下のように、第2車両用制御装置4Bについてのみ説明する。
図1に示すように、第2車両用制御装置4Bは、車両側通信線6に接続した受信手段である通信ポート11と、車載用センサ12からの信号を入力して波形処理するとともに通信ポート10に出力する入力処理装置13と、通信ポート11に連絡するとともに入力処理装置13からの信号に基づいて目的の制御に対する最適制御量を演算し、この演算結果に基づいた制御信号を出力する中央処理装置(CPU)14と、制御用のプログラムやデータを格納するブロック書き換え可能な不揮発性メモリ(ROM)からなる書込み用記憶手段15と、工場でプログラムする場合等に使用される不揮発性のEEPROM(電気的に消去・書込み可能なROM)からなるデータ保持用記憶手段16と、中央処理装置(CPU)14が演算を行うためのデータを保存するとともに保存されている故障情報を他の電子制御装置内にも保存するデータ保存記憶手段(RAM)17と、データをバックアップ保存するバックアップ記憶手段(RAM)18と、中央処理装置(CPU)14からの制御信号を受けてアクチュエータ(燃料噴射弁等)19を駆動するように通信ポート11に接続した出力制御装置10と、電源供給回路21とを備えている。
一方、故障診断装置5には、車外コネクタ9に接続した車外電源線28及び車外グランド線29が接続している。車外電源線28は、車両側電源線26に接続可能である。車外グランド線29は、車両側グランド線27に接続可能である。
そして、車両が修理工場に持ち込まれた場合に、車両1の車両用制御装置4Bに故障診断装置5を接続し、車両用制御装置4Bの内部のデータ保持用記憶手段16に保存された故障コードと走行状態及びエンジン2の冷却水温度毎の始動時間の統計データとエンジン冷却水温度毎の始動不良発生回数を読み出し、故障診断装置5のディスプレイ8に表示する。
前記第一のカウンタは、前記冷却水温度と前記クランキング時間とを組合せた条件に依存して複数に分けて設けられ、且つその当て嵌まる条件の実績を頻度としてカウントする。つまり、第一のカウンタは、冷却水温度を複数の温度域に分けるとともに、クランキング時間を複数の所要時間帯に分けて、これらを組合せた条件に依存して複数分けて設けている。そして、複数に分けられたカウンタのそれぞれに対して、当て嵌まる条件が成立したという実績を、成立した頻度として、カウントするものである。
車両用制御装置4Bの故障診断機能(自己診断)によって、故障が判別されれば、第一の故障コードが記録される。特定の故障が判別されない場合(第一の故障コードが記録されない場合)は、車両用制御装置4Bが関わるシステム全体が正常の場合であるか、あるいは、第二の故障コードが記録されるような症状ベースの故障の場合であるか、どちらかである。いずれにしても、第一のカウンタには実績が残るので、解析によって判別が可能である。
また、上記の二分割処理は、第一のカウンタの値を、小数点以下を切り上げた整数値となるように半減するものとしている。例えば、この二分割処理によって、255(11111111)の場合には、128(10000000)となり、128(10000000)の場合には、64(01000000)となり、2(00000010)の場合には、1(00000001)となり、そして、1(00000001)の場合には、1(00000001)のままとなる。
また、上記のように、インクリメント処理を継続して実施することにより、二分割処理が行われ、前記第二のカウンタ(二分割回数)が増大する。
この第二のカウンタ(二分割回数)が増大するにつれて、直近の最後にオーバーフロー間近となる最大値に達した第一のカウンタの二分割処理後のnビット目を2値(0,1)のうち1とする。例えば、この二分割処理によって、255(11111111)の場合に、128(10000000)となり、n=8の8ビット目は1となる。
また、255を128とするように、約半値を保持することにより、unitデータが0の場合には、実績が0であることが明確になり、実績が「ない」というunitデータが「ある」ということになる。また、この二分割実施では、一度でもunitデータが1となれば、何回繰り返しても、1となるので、0か1かの違いは有意差となる。これは、非常に簡単な数値判定なので、作業者が視覚的に判断でき、また、自動的に電算処理もできる。
これに対して、従来技術では、オーバーフローカウンタの一つを共有して、リセットによって0となるので、多くが0の場合に、実績の有無がそのままではわからないことになっていた。
このことは、現在何らかの不具合が生じて車両1のサービスを受けるとした場合に、現在生じている不具合とは関係ない古いデータは圧縮され、関係の深い新しいデータは圧縮されず、時間経過を含んだデータの大小によって重要度や優先度といった重み付けがなされていることになり、再現して検証すベき条件を正確に示すことができる。この正確性によって、防止策等の検討につなげることが可能となる。
しかしながら、No.2、No.3やNo.4でのカウントが比較的小さな値で、No.5では大きな値がカウントされている場合、常に長い時間かかって始動していることになるので、何らかの不良や故障が考えられる。あるいは、始動時冷却水温度が低い場合や高い場合の方が、始動時冷却水温度が常温に近い場合に、例えば、燃料噴射量の過多あるいは不足という不都合を起こし易い。複数の温度域にわたって一様に散らばるようにしてクランキング時間が長いのであれば、何らかの故障(例えば、電気系の故障)が考えられる、といった判断を行うことができる。
図5に示す始動時間統計データ保存例の例1においては、各始動時冷却水温度の温度域毎にクランキング時間を持ち、クランキング時間カウンタのいずれかが255(二進法の8ビット)をオーバーした場合、全てのクランキング時間カウンタの値を2で割って更新し(少数は切り上げる)、そして、「NO.1」(二分割実施回数)をインクリメントする。ここで、二分割とは、データを略半分ずつの二つに分けることである。なお、この図5においては、パラメータ名毎に付した「NO.1」、「NO.2」…が大きな番号になるにつれて、長時間で高温となるものである。「二分割実施回数(オーバーフローカウンタ)」が0〜255の255に達し、オーバーフロー目前となった場合は、二分割実施回数も二分割実施して半減させて継続する。
なお、この始動時間統計保存データの保存例の例1では、「二分割実施回数(オーバーフローカウンタ)」は、その値に意味があるのではなく、長期間継続できることに意味があるため、そのように継続すれば良い。
この始動時間統計データ保存例の例2においても、上述の例1と同様に、「二分割実施回数(オーバーフローカウンタ)」が0〜255の255に達し、オーバーフロー目前となった場合は、二分割実施回数も二分割実施して半減させて継続する。この「二分割実施回数(オーバーフローカウンタ)」は、その値に意味があるのではなく、長期間継続できることに意味があるため、そのように継続すれば良い。
この始動時間統計データ保存例の例2では、図6に示すように、クランキング時間カウンタのいずれかが255(二進法の8ビット)をオーバーした場合、このオーバーした始動時冷却水温度の温度域毎の単位でクランキング時間カウンタの値を2で割って更新し(少数は切り上げる)、そして、この始動時冷却水温度の温度域の二分割実施回数をインクリメントする。
図7に示す不具合発生回数統計データ保存例の例1においては、エンジン2の始動不良回数をカウントする第三のカウントを設け、この第三のカウンタを、複数の温度域に分けた冷却水温度に応じて複数設けた。このように第三のカウンタを設けることにより、第二の故障コードが記録されるような症状べースの故障の場合に対して、長期にわたる過去の実績を残し、解析を容易にする。
この不具合発生回数統計データ保存例の例1において、「二分割実施回数(オーバーフローカウンタ)」は、その値に意味があるのではなく、長期間継続できることに意味があるため、最大値でその値を保持する。
この不具合発生回数統計データ保存例の例1での統計データにおける「始動不良」とは、「始動不能、始動不良」だけのことである。例えば、クランキングを間欠して3回行い、その3回目で長い時間かかって完爆判定(所定回転数以上となる)となった場合に、カウントでは、「始動不良」が2回となる。
この不具合発生回数統計データ保存例の例1では、図7に示すように、始動不良回数が、レンジ(Range)の最大値に達した場合に、最大値として保存される。
この不具合発生回数統計データ保存例の例2での統計データにおける「始動不良」とは、「始動可能、始動不良」及び「始動不能、始動不良」である。なお、「始動可能、始動不良」及び「始動不能、始動不良」を分けずに含めた値とすることも可能である。例えば、クランキングを間欠して3回行い、その3回目で長い時間かかって完爆判定(所定回転数以上となる)となった場合に、この「始動不良」のカウントは、「始動可能、始動不良」では1回、「始動不能、始動不良」では2回とすることができる。なお、「始動可能、始動不良」と「始動不能、始動不良」とを分けずに含めた値とした場合には、「始動不良」のカウントが3回となる。
この不具合発生回数統計データ保存例の例2では、図8に示すように、始動不良回数が、始動可能/始動不能で分けて保存される。
図3に示すように、イグニションスイッチ25がオンになると、プログラムがスタートし(ステップA01)、エンジン2のクランキングが開始したか否かを判断し(ステップA02)、このステップA02がNOの場合には、この判断を継続する。
このステップA02がYESの場合には始動時冷却水温度を確認し(ステップA03)、クランキングが終了したか否かを判断し(ステップA04)、このステップA04がNOの場合には、この判断を継続する。
このステップA04がYESの場合には、始動時間統計データ更新処理として、先ず、今回のクランキング時間、始動時冷却水温度のクランキング時間カウンタが255回になったか否かを判断し(ステップA05)、このステップA05がYESの場合には、二分割実施回数をインクリメントし、全てのクランキング時間カウンタを半分(1/2)にする(ステップA06)。これは、オーバーフローによって予期せぬデータ異常を起こさないように予防するものであり、カウンタをエンジン2の異なる運転状態に割り当てて複数設け、カウンタによってカウントし、カウンタがオーバーフローしそうな場合に、第二のカウンタ(オーバーフローカウンタ)をインクルメントし、カウンタをオーバーフロー防止のためにその値を半減する。
前記ステップA05がNOの場合、又は前記ステップA06の処理後は、クランキング時間カウンタをインクリメントし(ステップA07)、始動時間統計データ更新処理を終了する。
そして、不具合発生回数の統計データ更新処理として、先ず、始動不良判定が成立したか否かを判断し(ステップA08)、このステップA08がYESの場合には、今回の始動時冷却水温度の始動不良回数が255回になったか否かを判断し(ステップA09)、このステップA09がNOの場合には、今回の始動時冷却水温度の始動不良回数をインクリメントし(ステップA10)、不具合発生回数の統計データ更新処理を終了して、プログラムをエンドとする(ステップA11)。
一方、前記ステップA08がNO、前記ステップA09がYESの場合には、直ちにプログラムをエンドとする(ステップA11)。
また、上記の図3のフローチャートにおいて、不具合発生回数統計データ保存例を例2とした場合には、図10に示すように、始動不良判定処理後(上記のステップA08の後)、完爆判定等を利用し、始動可能な始動不良と始動不可能な始動不良とを分離して始動不良回数を保存する(ステップA12)。
そして、車両用制御装置4では、カウンタがエンジン2の運転状態に割り当てて複数設けられ、個々のカウンタが累積した値を比較し、その後、データを解析することで、実績データを長期にわたって累積すること、この累積に際して時間の流れに応じた重み付けを含めてそれによって蓄積されたデータの数値に解析を容易にする意味づけをすること、故障コードの残らない不良をデータとして累積すること、等の目的を達成できる。つまり、第二のカウンタ(オーバーフローカウンタ)の対象以外の他のカウンタで、全て一律にカウンタを半減し、また、時間経過を含んだデータの大小によって重要度、優先度といった重み付けをしながら、データを記憶でき、更に、修理業者で再現して検証すべき条件を正確に示すことができる。
請求項1に係る発明は、運転条件のバリエーションに対応して相互に同等の上限値を持つ第一のカウンタを複数設け、この複数の第一のカウンタに関わる別な第二のカウンタ(オーバーフローカウンタ)を設け、前記所定条件が成立した場合にその実績に基づいてそれぞれの前記第一のカウンタを一単位ずつ継続的にインクリメント処理し、経時的な運転に従いこの第一のカウンタのインクリメント処理を継続して実施し、前記複数の第一のカウンタ中のいずれかの第一のカウンタが上限値に達した際に、この上限値に達した第一のカウンタを略半減させる二分割処理を行うとともに、この二分割処理を実施した実績に基づいて前記第二のカウンタを一単位ずつ継続的にインクリメント処理し、さらに、この第二のカウンタのインクリメント処理と同時に、前記複数の第一のカウンタ中の前記上限値に達した第一のカウンタを除く他の第一のカウンタの二分割処理を行い、その後、経時的な運転に従い前記第二のカウンタのインクリメント処理を継続して実施し、前記運転条件は、エンジン2の始動時における冷却水温度とクランキング時間とであり、前記第一のカウンタは、前記冷却水温度と前記クランキング時間とを組合せた条件に依存して複数に分けて設けられ、且つその当て嵌まる条件の実績を頻度としてカウントし、前記第二のカウンタは、複数の温度域に分けた冷却水温度に対応して複数設けられ、この冷却水温度の温度域に分けられた第一のカウンタがインクリメント処理により増加するのに対応させて、前記複数の温度域毎に分けて前記第二のカウンタをインクリメント処理する。
これにより、データによって傾向を把握できるので、不具合再現確認の作業時間を短縮でき、その後の原因特定作業に時間をかけることができ、また、得られたデータの相互の経過時間の違いによる重み付けをして記憶することができる。特に、直近のデータ最近のデータを重く、優先度や重要度を高くし、相対的に、古いデータ程低く下げることができる。更に、二分割処理をカウントすることによって、長い期間にわたってデータを蓄積できる。カウントのデータは、故障コードとは別に蓄積できるので、限られた故障コードのみによる診断とは別な解析を行うことができる。
また、不具合が発生しやすい冷却水温度の温度域とその発生割合が取得できる。
更に、冷却水温度を温度域に分けたそれぞれの温度域毎に二分割処理の更新をすることができるので、季節の違いといった外部環境の影響を抑制したデータを得ることができ、また、得られたデータの相互の経過時間の違いによる影響を抑制できる。
これにより、症状べースであるエンジン始動不良の実績を残し、傾向を把握することができる。その解析によって、故障や不具合を見つける作業が容易となる。
これにより、症状べースであるエンジン始動不良の実績をより細かく残し、最終的にエンジン2の始動ができた場合と始動ができなかった場合とで、それぞれの傾向を詳しく把握することができ、そして、その解析によって、故障や不具合を見つける作業が容易となるだけでなく、制御設定上の不備等も発見し易くなる。
例えば、上記の「統計データ」は、電源(バッテリ)を外しても保存を継続することができる不揮発性メモリ(EEPROM等)のデータ保持用記憶手段(ROM)に保存することにより、長期の統計データを採取することが可能になる。また、不揮発性メモリがない場合には、データがバックアップされるバックアップ記憶手段(RAM)にも保存することも可能である。
また、「始動不良」は、さらに細かく細分化しても良い。例えば、一度は始動完了といえる所定回転数以上に達して完爆判定したその後にエンストするようなものを含めて、「始動不良」を細分化することも可能である。
更に、「データの蓄積」の手法は、エンジンの始動時のクランキング時間だけでなく、他のものとしても良い。例えば、電源(バッテリ)の電圧や電流といったものならば、エンジンだけでなく、電気自動車やハイブリッド車両の電源等にも応用可能である。
更にまた、「記憶手段」は、必ずしも診断機能を備えた車両用制御装置に併設しなくてもよく、車両上の通信ネットワークを介して別な制御装置(車体制御装置、変速制御装置、協調制御装置等)に設けることも可能である。
2 エンジン
3 通信診断システム
4 車両用制御装置
4A 第1車両用制御装置
4B 第2車両用制御装置
5 故障診断装置
14 中央処理装置
14A 故障判定部
14B カウンタ部
15 書込み用記憶手段(ROM)
16 データ保持用記憶手段(ROM)
17 データ保存記憶手段(RAM)
18 バックアップ記憶手段(RAM)
19 アクチュエータ
21 電源供給回路
23 電源
25 イグニションスイッチ
Claims (3)
- 記憶領域を有するとともに複数のカウンタ機能を有し、このカウンタ機能では所定条件の成立に伴って対応するそれぞれのカウンタを増加させるインクリメント処理を行い、このインクリメント処理によって増加したカウント値を前記記憶領域に記憶する車両用制御装置において、
運転条件のバリエーションに対応して相互に同等の上限値を持つ第一のカウンタを複数設け、
この複数の第一のカウンタに関わる別な第二のカウンタを設け、
前記所定条件が成立した場合にその実績に基づいてそれぞれの前記第一のカウンタを一単位ずつ継続的にインクリメント処理し、
経時的な運転に従いこの第一のカウンタのインクリメント処理を継続して実施し、
前記複数の第一のカウンタ中のいずれかの第一のカウンタが上限値に達した際に、この上限値に達した第一のカウンタを略半減させる二分割処理を行うとともに、この二分割処理を実施した実績に基づいて前記第二のカウンタを一単位ずつ継続的にインクリメント処理し、
さらに、この第二のカウンタのインクリメント処理と同時に、前記複数の第一のカウンタ中の前記上限値に達した第一のカウンタを除く他の第一のカウンタの二分割処理を行い、
その後、経時的な運転に従い前記第二のカウンタのインクリメント処理を継続して実施し、
前記運転条件は、エンジンの始動時における冷却水温度とクランキング時間とであり、
前記第一のカウンタは、前記冷却水温度と前記クランキング時間とを組合せた条件に依存して複数に分けて設けられ、且つその当て嵌まる条件の実績を頻度としてカウントし、
前記第二のカウンタは、複数の温度域に分けた冷却水温度に対応して複数設けられ、
この冷却水温度の温度域に分けられた第一のカウンタがインクリメント処理により増加するのに対応させて、前記複数の温度域毎に分けて前記第二のカウンタをインクリメント処理することを特徴とする車両用制御装置。 - 前記エンジンの始動不良回数をカウントする第三のカウントを設け、この第三のカウンタを、複数の温度域に分けた冷却水温度に応じて複数設けたことを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。
- エンジン始動可能になった始動不良回数とエンジン始動不能になった始動不良回数とをカウントする第四のカウンタを設け、この第四のカウンタを、それぞれ複数の温度域に分けた冷却水温度に応じて複数設けたことを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。
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