JP6699505B2 - Electronic control unit - Google Patents
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Description
本発明は、電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device.
従来より、内燃機関を制御する電子制御装置が供されている。この種の電子制御装置は、例えばパワーMOSFET等の発熱素子を含む電子部品を備えており、内燃機関を制御する際には、電子部品が発熱することで内部温度が上昇する。電子制御装置の内部温度が過度に上昇してしまうと、電子部品の誤作動や故障が発生する虞がある。このような事情から、電子制御装置の内部温度を検知する温度センサを設け、電子制御装置の内部温度が所定温度に到達すると、燃料を噴射するインジェクタの噴射回数を制限する等して電子制御装置の内部温度の上昇を抑制する技術が開示されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, an electronic control device for controlling an internal combustion engine has been provided. This type of electronic control device includes an electronic component including a heat-generating element such as a power MOSFET. When controlling an internal combustion engine, the electronic component generates heat to raise the internal temperature. If the internal temperature of the electronic control unit rises excessively, there is a risk of malfunction or failure of electronic components. Under such circumstances, a temperature sensor for detecting the internal temperature of the electronic control unit is provided, and when the internal temperature of the electronic control unit reaches a predetermined temperature, the number of injections of the injector for injecting fuel is limited and the electronic control unit is controlled. A technique for suppressing an increase in the internal temperature of is disclosed (for example, refer to Patent Document 1).
電子制御装置の内部温度を検知する温度センサを設ける構成では、温度センサが正常に作動しているか否かを判定する故障診断を行う必要がある。その場合、温度センサの検知温度が上昇したか否かを判定することで、温度センサの故障診断を行う構成が考えられる。しかしながら、内燃機関の始動後に温度センサの検知温度を判定する構成では、内燃機関の駆動中に故障診断を行うことになるので、温度センサの故障診断を完了する前に電子部品の誤作動や故障を招いてしまう可能性がある。特に農建機や発電機等の内燃機関の始動直後から高負荷状態となる機器に搭載される電子制御装置では、温度センサの故障診断を完了する前に電子部品の誤作動や故障を招いてしまう可能性が比較的高い。 In the configuration in which the temperature sensor that detects the internal temperature of the electronic control device is provided, it is necessary to perform a failure diagnosis to determine whether the temperature sensor is operating normally. In that case, a configuration is conceivable in which a failure diagnosis of the temperature sensor is performed by determining whether or not the temperature detected by the temperature sensor has risen. However, in the configuration in which the temperature detected by the temperature sensor is determined after the internal combustion engine is started, failure diagnosis is performed while the internal combustion engine is being driven, so malfunctions or failures of electronic components may occur before the failure diagnosis of the temperature sensor is completed. May be invited. In particular, in electronic control devices that are installed in equipment that is in a high load state immediately after the start of internal combustion engines such as agricultural machinery and generators, malfunctions and failures of electronic components may occur before the failure diagnosis of the temperature sensor is completed. There is a relatively high possibility that it will happen.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子部品の誤作動や故障を招いてしまう事態を未然に回避しつつ、内部温度を検知する温度センサの故障診断を適切に行うことができる電子制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to perform a failure diagnosis of a temperature sensor that detects an internal temperature while avoiding a situation that causes malfunction or failure of an electronic component. An object of the present invention is to provide an electronic control device that can be appropriately operated.
請求項1に記載した発明によれば、温度センサ(4)は、内燃機関を制御する電子制御装置の内部温度を検知する。駆動回路(3)は、制御対象(6〜8)を駆動させるための駆動信号を出力する。マイコン(2)は、内燃機関の始動前であって駆動信号を駆動回路から制御対象に出力させる前に、制御対象を駆動させない程度の故障診断信号を駆動回路から制御対象に出力させ、故障診断信号を出力させた前後での温度センサの検知温度の変化を用い、温度センサの故障診断を行う。駆動回路は、故障診断信号を制御対象に出力する際には、駆動信号を制御対象に出力する場合よりも駆動回路における消費エネルギーを高めた状態で故障診断信号を制御対象に出力する。
According to the invention described in
即ち、内燃機関の始動前に、制御対象を駆動させるための駆動信号とは別の故障診断信号を駆動回路から制御対象に出力し、電子制御装置の内部温度が上昇する状況を意図的に設定し、温度センサの故障診断を行うようにした。内燃機関の始動後に温度センサの故障診断を行う従来とは異なり、内燃機関の始動前に温度センサの故障診断を行うことで、内燃機関の始動時には温度センサの故障診断を完了しておくことができる。これにより、内燃機関の駆動中に故障診断を行うことがなく、電子部品の誤作動や故障を招いてしまう事態を未然に回避しつつ、温度センサの故障診断を適切に行うことができる。 That is, before starting the internal combustion engine, a fault diagnosis signal different from the drive signal for driving the controlled object is output from the drive circuit to the controlled object, and the situation in which the internal temperature of the electronic control unit rises is intentionally set. Then, the failure diagnosis of the temperature sensor is performed. Unlike the conventional method in which the temperature sensor failure diagnosis is performed after the internal combustion engine is started, by performing the temperature sensor failure diagnosis before the internal combustion engine is started, it is possible to complete the temperature sensor failure diagnosis when the internal combustion engine is started. it can. As a result, it is possible to appropriately perform the failure diagnosis of the temperature sensor without performing the failure diagnosis during the driving of the internal combustion engine and avoiding the situation of causing the malfunction or failure of the electronic component.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
電子制御装置1は、内燃機関を制御する装置であり、マイコン2と、駆動回路3と、温度センサ4と、入出力回路5とを有する。内燃機関は、図2に示すように、インジェクタ6(制御対象に相当する)と、燃料ポンプ7(制御対象に相当する、以下、ポンプと略称する)と、EGRバルブ8(制御対象に相当する)と、エアフロセンサ9と、インタークーラ10と、電子スロットルバルブ11と、グローコントローラ12と、燃料タンク13と、排気バルブ14と、コモンレール15と、尿素SCRシステム16等を有する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The
マイコン2は、CPU、RAM、ROM、I/O等を有し、格納している制御プログラムを実行し、電子制御装置1の動作を制御する。駆動回路3は、インジェクタ6と、ポンプ7と、EGRバルブ8とを接続している。以下、インジェクタ6と、ポンプ7と、EGRバルブ8とを制御対象6〜8と総称する場合がある。駆動回路3は、例えばパワーMOSFET等の発熱素子を含む電子部品を備えており、後述する駆動信号や故障診断信号を制御対象6〜8に出力する際には、電流が流れることで電子部品が発熱する。
The
マイコン2は、内燃機関を制御する際には、それぞれインジェクタ6に対する駆動指令、ポンプ7に対する駆動指令、EGRバルブ8に対する駆動指令を所定の出力タイミングで駆動回路3に出力する。駆動回路3は、マイコン2から駆動指令を入力すると、駆動信号としてパルス幅が所定幅以上のパルス信号を制御対象6〜8に出力し、制御対象6〜8の駆動を制御する。即ち、駆動回路3は、マイコン2からインジェクタ6に対する駆動指令を入力すると、駆動信号をインジェクタ6に出力する。インジェクタ6は、駆動回路3から駆動信号を入力すると、その入力した駆動信号が所定幅以上のパルス幅を有するパルス信号であり、動作することができるエネルギーが発生するので燃料を噴射する。又、駆動回路3は、マイコン2からポンプ7に対する駆動指令を入力すると、駆動信号をポンプ7に出力する。ポンプ7は、駆動回路3から駆動信号を入力すると、その入力した駆動信号が所定幅以上のパルス幅を有するパルス信号であり、動作することができるエネルギーが発生するので駆動する。又、駆動回路3は、マイコン2からEGRバルブ8に対する駆動指令を入力すると、駆動信号をEGRバルブ8に出力する。EGRバルブ8は、駆動回路3から駆動信号を入力すると、その入力した駆動信号が所定幅以上のパルス幅を有するパルス信号であり、動作することができるエネルギーが発生するので開放する。
When controlling the internal combustion engine, the
尚、駆動回路3は、図示しないが、電子スロットルバルブ11や排気バルブ14も接続している。マイコン2は、内燃機関を制御する際には、上記した駆動指令に加え、それぞれ電子スロットルバルブ11に対する駆動指令、排気バルブ14に対する駆動指令をも所定の出力タイミングで駆動回路3に出力する。
Although not shown, the drive circuit 3 is also connected to the
マイコン2は、上記した駆動指令とは別に故障診断指令を駆動回路3に出力する。駆動回路3は、マイコン2から故障診断指令を入力すると、故障診断信号としてパルス幅が所定幅未満のパルス信号を所定時間又は所定回数にしたがって継続的に制御対象6〜8に出力する。インジェクタ6は、駆動回路3から故障診断信号を入力しても、その入力した故障診断信号が所定幅未満のパルス幅であり、動作するほどのエネルギーを発生しないので燃料を噴射しない。又、ポンプ7は、駆動回路3から故障診断信号を入力しても、その入力した故障診断信号が所定幅未満のパルス幅であり、動作するほどのエネルギーを発生しないので駆動しない。又、EGRバルブ8は、駆動回路3から故障診断信号を入力しても、その入力した故障診断信号が所定幅未満のパルス幅であり、動作するほどのエネルギーを発生しないので開放しない。
The
尚、駆動回路3は、故障診断信号を制御対象6〜8に出力する際には、駆動信号を制御対象6〜8に出力する場合よりも例えばコンデンサに蓄積する電荷量を多くすることで消費エネルギーを高めた状態で故障診断信号を出力する。即ち、駆動回路3は、故障診断信号を制御対象6〜8に出力する際には、駆動信号を制御対象6〜8に出力する場合よりも電子部品の発熱速度(即ち単位時間あたりの発熱量)が大きい。
The drive circuit 3 consumes more electric charge when it outputs the failure diagnosis signal to the controlled
又、駆動回路3からインジェクタ6に出力されるパルス信号が駆動信号であるか故障診断信号であるかを区分する所定幅、駆動回路3からポンプ7に出力されるパルス信号が駆動信号であるか故障診断信号であるかを区分する所定幅、駆動回路3からEGRバルブ8に出力されるパルス信号が駆動信号であるか故障診断信号であるかを区分する所定幅は、同じであっても良いし異なっていても良い。
Further, whether the pulse signal output from the drive circuit 3 to the
温度センサ4は、電子制御装置1の内部に設けられ、電子制御装置1の内部温度を検知し、その検知した内部温度を示す温度検知信号をマイコン2に出力する。入出力回路5は、イグニッションスイッチからイグニッション信号を入力することで、イグニッションスイッチのオンオフを検知し、その検知したイグニッションスイッチのオンオフを示すイグニッション検知信号をマイコン2に出力する。尚、入出力回路5は、イグニッションスイッチからイグニッション信号を直接入力しても良いし車載ネットワークを介して入力しても良い。又、イグニッションスイッチがオンすると、電子制御装置1が通電する。
The temperature sensor 4 is provided inside the
次に、上記した構成の作用について図3を参照して説明する。
マイコン2は、イグニッション信号の入出力回路5への入力を監視し、イグニッションスイッチのオフからオンへの切替を監視している。マイコン2は、イグニッションスイッチのオフからオンへの切替を判定すると、温度センサ故障判定処理を開始する。マイコン2は、温度センサ故障判定処理を開始すると、内燃機関が始動前、即ち停止中であるか否かを判定する(S1)。マイコン2は、内燃機関が始動前であると判定すると(S1:YES)、温度センサ4から温度検知信号を入力し、その入力した温度検知信号により示される電子制御装置1の内部温度を信号出力前の検知温度として取得し(S2)、その取得した信号出力前の検知温度を所定の記憶領域に記憶する(S3)。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG.
The
マイコン2は、故障診断指令を駆動回路3に出力することで、故障診断信号を駆動回路3から例えばインジェクタ6に出力させる。即ち、マイコン2は、パルス幅が所定幅未満のパルス信号を駆動回路3から例えばインジェクタ6に継続的に出力させる(S4)。このとき、インジェクタ6は、故障診断信号を駆動回路3から入力しても、動作するほどのエネルギーが発生しないので、燃料を噴射しないが、駆動回路3が故障診断信号を出力するので、その駆動回路3を構成する電子部品が発熱する。そして、電子部品が発熱することで、電子制御装置1の内部温度が上昇する。
The
マイコン2は、駆動回路3からインジェクタ6へのパルス信号の継続的な出力を完了し、故障診断信号の出力を完了すると、温度センサ4から温度検知信号を入力し、その入力した温度検知信号により示される電子制御装置1の内部温度を信号出力後の検知温度として取得する(S5)。マイコン2は、これよりも先に記憶領域に記憶しておいた信号出力前の検知温度と、その取得した信号出力後の検知温度とを用い、信号出力後の検知温度から信号出力前の検知温度を差し引いて温度センサ4の検知温度の変化量を計算する(S6)。
When the
マイコン2は、その計算した検知温度の変化量が正方向に所定量以上であるか否かを判定する(S7)。マイコン2は、検知温度の変化量が正方向に所定量以上であると判定すると(S7:YES)、電子制御装置1の内部温度の上昇を温度センサ4が正常に検知した特定し、温度センサ4が正常であると特定し(S8)、温度センサ故障判定処理を終了する。一方、マイコン2は、検知温度の変化量が正方向に所定量以上でないと判定すると(S7:NO)、電子制御装置1の内部温度の上昇を温度センサ4が正常に検知しなかったと特定し、温度センサ4が異常であると特定し(S9)、温度センサ故障判定処理を終了する。
The
このようにマイコン2は、内燃機関の始動前に、駆動回路3からインジェクタ6に故障診断信号を出力させることで、電子制御装置1の内部温度が上昇する状況を意図的に設定し、温度センサ4が正常であるか異常であるかの故障診断を行う。尚、以上は、マイコン2において、故障診断信号を駆動回路3からインジェクタ6に出力させる場合を例示したが、故障診断信号を駆動回路3からポンプ7やEGRバルブ8に出力させても良い。又、マイコン2において、故障診断信号を駆動回路3からインジェクタ6、ポンプ7、EGRバルブ8のうち複数を組み合わせて異なるタイミングで出力させても良い。
As described above, the
以上説明したように本実施形態によれば、次に示す効果を得ることができる。
電子制御装置1において、内燃機関の始動前に、故障診断信号を駆動回路3から制御対象6〜8に出力し、電子制御装置1の内部温度が上昇する状況を意図的に設定して温度センサ4の故障診断を行うようにした。内燃機関の始動前に温度センサ4の故障診断を行うことで、内燃機関の始動時には温度センサ4の故障診断を完了しておくことができる。これにより、内燃機関の駆動中に故障診断を行うことがなく、電子部品の誤作動や故障を招いてしまう事態を未然に回避しつつ、温度センサ4の故障診断を適切に行うことができる。特に農建機や発電機等の内燃機関の始動直後から高負荷状態となる機器に搭載される場合に、多大な効果を得ることができる。
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
In the
又、電子制御装置1において、故障診断信号としてパルス幅が所定幅未満のパルス信号を所定時間又は所定回数にしたがって継続的に出力するようしたので、電子部品の発熱を促進することができ、温度センサ4の故障診断を短時間で行うことができる。
又、電子制御装置1において、故障診断信号を出力した前後での温度センサ4の検知温度の変化量が正方向に所定量以上であるか否かを判定し、温度センサ4の故障診断を行うようにしたので、温度センサ4の検知温度の変化量を判定する簡易な方法で温度センサ4の故障診断を行うことができ、温度センサ4の故障診断を短時間で行うことができる。
又、電子制御装置1において、通電してから内燃機関の始動の制御を開始するまでの期間で故障診断信号を出力するようにしたので、通電してから内燃機関の始動の制御を開始するまでの期間を効果的に活用し、温度センサ4の故障診断を行うことができる。
Further, in the
Further, in the
Further, since the
又、電子制御装置1において、故障診断信号を出力する際には、駆動信号を出力する場合よりも消費エネルギーを高めた状態で故障診断信号を出力するようにしたので、電子部品の発熱を促進することができ、温度センサ4の故障診断を短時間で行うことができる。
又、電子制御装置1において、故障診断信号をインジェクタ6、ポンプ7、EGRバルブ8に出力するようにしたので、既存の構成を活用することで、新たな構成を追加することなく、温度センサ4の故障診断を短時間で行うことができる。
Further, in the
Further, since the
本発明は、上記した実施形態で例示したものに限定されることなく、その範囲を逸脱しない範囲で任意に変形又は拡張することができる。
本実施形態では、故障診断信号として制御対象を駆動させない程度のパルス幅のパルス信号を所定時間又は所定回数にしたがって継続的に制御対象に出力する構成を例示したが、制御対象を駆動させない信号であれば、どのような信号でも良い。例えば制御対象が駆動する方向とは逆方向の電流、即ち制御対象が駆動しない方向に電流を流す信号でも良い。又、故障診断信号を電子スロットルバルブ11や排気バルブ14に出力しても良い。
The present invention is not limited to what has been illustrated in the above-described embodiment, and can be arbitrarily modified or expanded without departing from the scope thereof.
In the present embodiment, as the failure diagnosis signal, a pulse signal having a pulse width that does not drive the control target is continuously output to the control target according to a predetermined time or a predetermined number of times, but it is a signal that does not drive the control target. Any signal will do as long as it is available. For example, it may be a signal in the direction opposite to the direction in which the controlled object drives, that is, a signal that causes a current to flow in the direction in which the controlled object does not drive. Further, the failure diagnosis signal may be output to the
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、或いはそれ以下を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described with reference to exemplary embodiments, it is understood that the disclosure is not limited to those exemplary embodiments and structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within an equivalent range. In addition, various combinations and forms, and other combinations and forms including only one element, more, or less than them are also included in the scope and concept of the present disclosure.
図面中、1は電子制御装置、2はマイコン、3は駆動回路、4は温度センサ、6はインジェクタ(制御対象)、7はポンプ(制御対象)、8はEGRバルブ(制御対象)である。 In the drawings, 1 is an electronic control device, 2 is a microcomputer, 3 is a drive circuit, 4 is a temperature sensor, 6 is an injector (control target), 7 is a pump (control target), and 8 is an EGR valve (control target).
Claims (4)
前記電子制御装置の内部温度を検知する温度センサ(4)と、
制御対象(6〜8)を駆動させるための駆動信号を出力する駆動回路(3)と、
前記温度センサの故障診断を行うマイコン(2)と、を備え、
前記マイコンは、前記内燃機関の始動前であって前記駆動信号を前記駆動回路から前記制御対象に出力させる前に、前記制御対象を駆動させない程度の故障診断信号を前記駆動回路から前記制御対象に出力させ、前記故障診断信号を出力させた前後での前記温度センサの検知温度の変化を用い、前記温度センサの故障診断を行い、
前記駆動回路は、前記故障診断信号を前記制御対象に出力する際には、前記駆動信号を前記制御対象に出力する場合よりも前記駆動回路における消費エネルギーを高めた状態で前記故障診断信号を前記制御対象に出力する電子制御装置。 In an electronic control unit (1) for controlling an internal combustion engine,
A temperature sensor (4) for detecting the internal temperature of the electronic control unit,
A drive circuit (3) for outputting a drive signal for driving the controlled object (6 to 8);
A microcomputer (2) for performing a failure diagnosis of the temperature sensor,
The microcomputer, before starting the internal combustion engine and before outputting the drive signal from the drive circuit to the control target, outputs a failure diagnosis signal from the drive circuit to the control target to the extent that the control target is not driven. It is output, using the change in the detected temperature of the temperature sensor before and after that to output the failure diagnosis signal, have rows fault diagnosis of the temperature sensor,
When the drive circuit outputs the failure diagnosis signal to the control target, the drive circuit outputs the failure diagnosis signal in a state in which energy consumption in the drive circuit is higher than when the drive signal is output to the control target. An electronic control device that outputs to a controlled object.
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