JPH02147968A - 電気回路の異常検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車輌などに搭載される電子制ａｌｌ装置に接
続された複数の電気回路の異常検出を行う電気回路の異
常検出袋］ｄに関する。

［従来の技術と発明が解決しようとづ゛る課題］一般に
、自動車などの車輌に搭載される電子制御装置には、ア
クヂュエータ類などを負荷とする複数の電気回路が接続
され、これらの電気回路に制胛信１］を出力して、各種
の制御を行っている。。

最近では、上記電子制御装置には、上記電気回路が制御
信号に対して正常に作動しているか否かを自己診断りる
機能が備えられており、例えば、第６図（ａ）に示Ｊよ
うに、インジ１”フタ５０などの電気４何に直列に接続
された電流検出抵抗５１などにＪ：す、上記電気回路の
動作を確認している。

例えば、電流制御駆動方式のインジＩクタにＪ３いては
、第６図（ａ）に示すように、モニタ出力ｐｍによって
り１作確認を行っている。Ｖなわち、制御部５２が上記
電子制御装置からの駆動パルス信ＯＰをうけてインジェ
クタ駆動部５３を動作させ、インジェクタ５０及びｔ流
検出抵抗５１に負荷′８３流が流れ始めると、電流検出
比較部５４によって上記電流検出抵抗５１に発生した電
圧と内部基準電圧とが比較され、負荷電流が内部基準電
圧に相当するピーク電流値１ｐに達した時、」１記制御
部５２がインジエクタ５０に流れる電流を制御して一定
のホールド？１１１ｈに保つ。

ここで、第６図（ｂ）に示寸Ｊ：うに、インジェクタ５
０のピーク電流（＋ａ　Ｉ　ｐが検出された時、上記制
！！１１部５２から放雷回路５５へｔｌｉ雷信号Ｐｄを
出力し、この放雷回路５５がＩＩＫ抗Ｒ及びコンデンサ
Ｃで構成される積分回路のコンデンサ電圧を放電１Ｊる
。このリイクルが上記インジェクタ駆動パルスの１パル
ス毎に繰り返され、上記コンデン（〕Ｃの電圧が第６図
（ｂ）のＩＣで示される波形となる。上記コンデンサ゛
Ｃの電圧は比較器５６の非反転入力端子に入力され、反
転入力端子に印加されている基準電圧Ｖ　ｒｅｒと比較
されてこのｔ！準電圧Ｖ　ｒｅｆよりも低くなった時、
比較器５６からローレベルの信号がモニタ出力Ｐａとし
て出力される。

従って、モニタ出力ｐｍがローレベルに保たれていると
き、上記インジェクタ５０は正常であると判断でき、上
記電子制御装置では、上記インジェクタ５０のピーク電
流値Ｉｐが検出されるまでの持ら時間を経過後、このモ
ニタ出力ＰＩＩｌを監視することにより、上記インジェ
クタ５０の動作確認が行える。

しかし、上記モニタ出力Ｐｍは、上記インジェクタ５０
の異常の有無を検出する際に、駆動パルスの周期と上記
コンデンサＣ１抵抗Ｒの充ＩＪ！ｉ電の時定数との関係
によっては、１パルス１８の異常検出に不確実性が生じ
る恐れがあり、上記インジェクタ５０のｒｆ！発的な作
動不良に対して必ずしし完全とはいえなかった。

ここで、上記制御信号と一対一に対応して電気負荷の動
作を確認する技術は、特開昭６３−２７７６９号公報に
電気回路の動作確認装置として開示されており、この先
行例にＪ３いては、電源母線に分流器からなる電流レン
サを設け、この電流セン１ノによって上記電源母線の電
流値を検出し、検出回路にて上記電流セン１Ｊの検出信
号とその時点にお１ノ゛る制御信号との照合を行い、制
御項目が正常動作状態にあることを検出している。

しかしながら、上記先行例においては、負荷電流が予め
一義的に設定された基準値内にある峙、その時点で制御
回路から該当づ”る電気回路に出力されている個別の制
御信号と論理和を取り、異常の発生した系統を判別して
いる。このため、上記検出回路には電気回路に対応した
数の異常系統判別回路が必要となり、上記制９１１回路
に対して多数の外付は回路を付加Ｕねばならない。従っ
て、コスト増加を１１１りばかりでなく、回路搭載用基
板の増大による設置スペースの増大、上記制御回路との
接続のためのコネクタビン数の増加による信頼性低下な
どを招くという開鎖があった。

さらには、各電気回路の負荷電流が予め一義的に設定さ
れた塁準値内にあるか否かを判定しているため、電ＩＩ
ｉ電圧の変動を考慮して許容幅を比較的広くけねばなら
ず、この比較的広い許容幅内にある負荷Ｐｉｆｉ流埴の
論理出力と上記制御信号とのｔｌｌなる論理和ににる異
常判定では、電気負荷の過渡状態の異常判定は困難であ
り、例えば、過渡電流の変化を伴うアク′Ｐ：ｌエータ
の特ｆ１劣化などｌま検出できない。

ｔなわち、上記インジェクタ５０などのように機械的応
答時間が制御ｈｉを支装置るアクヂコエータなどでは、
例えば、劣化による可動部の機械的変化が回路のインピ
ーダンス変化を生じさせ、時定数の変化による過度電流
の変化が開弁時間の変化となって燃料噴射■が変化りる
。このような状態では、」１述のように一義的に設定さ
れた基準値と検出された電流値とを比較して制御信号と
の論理和をとる技術では、異常を検出できず正常と判定
してしまう恐れがあった。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電気回路
の負荷に供給される負荷電流を、制ａｌｌ　（３号に対
して所定時間経過後に検出し、この所定時間経過後の負
荷電流によって電気回路の状態を検知して確実に異常を
検出することのできる電気回路の異常検出装置を提供η
ることを［１的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明による電
気回路の異常検出Ｖｔｌは、複数の電気回路を電子制御
装置からの制御信号によって１．ＩＩ　ａｌｌ　′１す
るとき、これらの電気回路の異常を検出りる電気回路の
異常検出装置において、上記電気回路に、この電気回路
の負荷に供給される負荷電流を検出する負荷電流検出セ
ンサを設り、上記電子制ｔｉｌｌ装防に、上記制御信号
出力開始から所定時間紙送１ｕに上記負荷電流検出廿ン
ＩＪ′ぐ検出される角荷電流賄と、予め異常と判定可能
なｍ流値との照合を行い、上記電気回路が正常か否かを
判定１ノ″るＱ　？、″ｊ状態判定手段を設りたもので
あり、上記電気回路の負６Ｘｉに供給される負荷電流が
、上記電子制御！ＩＩ装置から上記電気回路に出力され
る制御信号の出力開始から所定時間経過後に上記負荷電
流検出センサにＪ：って検出され、上記負荷状態判定手
段によってこの所定時間経過後の負荷電流と予め異常と
判定ｊグ能なＦｉ流値とが照合されて上記電気回路が正
常か否かが判定される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明Ｊ。

る。

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係わる電気回路の異常検出装置の機能ブＩ］ツク
図、第２図は回路ブ〔Ｉツク図、第３図（ａ　）は負荷
電流検出センサ゛を示」゛説明図、第３図（ｂ）は負荷
電流検出センサーの特性図、第４図は電気回路におりる
負荷の波形図、第５図は１１ｉ気回路の動作確認手順を
示すフローヂャ−１・である。

（回路４’４成） 第２図において、符号１は電子制御１ｌｅｔ（ＥＣＵ）
Ｃあり、自動車などの車輌に搭載されてエンジン制御、
トランスミッション制御、あるいは、エアコンデシ］ナ
ー制御などの各種制御を行う。

このＥＣＵｌには、マイクロプロしツリ（ＣＩ）　Ｕ　
）２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、不揮発性ＲＡＭ４ａ、出力
インターフェイス５、および、入力インターフェイス６
がパスライン７を介して互いに接続されてお−り、上記
各種制御が上記ＲＯＭ３に格納された制御プログラムに
従って上記ＣＰＵ２ににって行われる。ここｒは、エン
ジン制御を例にとって、以下の説明を進める。

上記出力インク−フェイス５には、抵抗８．９゜１０を
介してそれぞれトランジスタ１１．１２゜１３などが接
続され、各種アク′ｆ−１エータ類などの電気９葡を駆
動する。例えば、上記［−ランジスタ１１には、外１１
抵抗１５、インジェクタ１６が接続され、また」−記１
ヘランジスタ１２には、アイドルスピードコントロール
バルブ（ＩＳＣＶ）１７が接続されている。さらに、上
記ＥＣＵ１の外部に設けられた上記］・ランジスタ１３
には、外部抵抗１８、点火コイル１９が接続されている
。また、上記出力インターフェイス５には、制御系の異
常を知らせる自己＃断うンプ１４が接続されている。

尚、上記外部抵抗１５．１８は、それぞれインジェクタ
１６、点火コイル１９の電流制限抵抗で、′ｒｉ流制開
制御駆動方式のでは、不要である。

また、バッテリ２０から紙出された電源母線２１には、
外部抵抗Ｉ　Ｅ５−インジェクタ１６−トランジスタ１
１、ｌ５ｃＶＩ　７−１’−５／ジスタ１２、Ｊ３よび
、外部抵抗１８−点火コイル１９−トランジスタ１３が
接続されて、各々電気回路が構成される。上記バラｊす
２０から各電気回路に供給される負荷電流ＩＬは、上記
電気回路に設けられた負荷電流検出センサ２２によって
直接検出される。

上記負荷電流検出レンｖ′２２は、第３図（ａ）に示す
ように、例えば、フェライトなどからなるコア２３に電
線を巻回した変成器とホール素子２４と増幅器２５とで
構成され、第３図（ｂ）に示１′ように、入力信号であ
る電流Ｉと出力電圧Ｖとの関係が略リニアｔ′に特性を
有している。上記電気回路に電流が流れると、この電流
にＪ：る磁界が発生し、コア２３からなる変成器によっ
て上記ホール素子２４を磁束が貫き、上記ホール素子２
４に電圧が発生する。上記ホール素子２４に発生した電
圧は、上記増幅器２５にＪ：って増幅、出力され、電流
に略比例した電圧が出力される。

一方、上記入力インターフェイス６には、アナログ−デ
ジタル変換器（Δ／Ｄ変換器）２６を介して上記ｆ４荷
電流検出センサ２２及びバッテリ２０が接続され、上記
負荷電流検出セン′す２２及びバッテリ２０の出力電圧
が上記△／Ｄ変換器２６によってデジタル信号に変換さ
れて入力される。

また、上記人力インターフェイス６には、例えば、吸入
空気ｆｆｉセンセン、クランク角ピン１す、０２１！ン
＋Ｊ−４’どのヒンサ類２７が接続されている。

上記ＲＯＭ３には制御プログラムなどの固定データが記
憶されており、また、上記ＲＡ　Ｍ　４に１よ、データ
処理した後の上ｉｔ！レンリ類２７からの出力値及び上
記ＣＰＵ２にて演ｎ処即されたアークが格納される。ま
た、」二記不揮発性ＲＡＭ４Ｈには、上記アクヂ１エー
タ類１６．１７，１９、センサ類２７、あるいは、制御
系統に故障が発生した場合のトラブルデータが格納され
、上記バッテリ２０にＪ：ってバックアップされて図示
しないキースイッチＯＦＦの状態にＪ３いても記憶され
たトラブルデータが保持されるようになっている。

上記ＣＰＵ２では、上記ＲＯＭ３に記憶されている制御
プログラムに従い上記ＲＡ　Ｍ　４に記憶されている各
種データに基づき各梯制御データを演わ１Ｊる。そして
、上記ＣＰ　ｔ、Ｊ　２は、１ｌｑｔ９ｔ、た各種制御
データを一旦」−記ＲＡＭ４に格納し、所定のタイミン
グで上記出力インターフェイス５を介して上記アクｙ〜
ユエータ類１６，１７．１９などの電気９何に制御信号
を出力し、空燃圧制り（１、アイドル回転数制御、点火
時期制御などの各種制御を行うと共に、各電気回路の状
態を判定して白己診所を行い、異常が検出されると自己
診断ランプ１４を点灯（点滅）させてドライバーに異常
を知らせる。

（機能構成） 次に、上記ＥＣＩＪＩの機能構成について説明Ｊる。

上記ＥＣＵＩは、第１図に示づ−ように、人力処１！］
！手段３０、油筒処理手段３１、記憶手段３２、出力処
理手段３３、負荷状態判定手段３４、自己診断手段３５
から構成されている。

２Ｌ記大入力処理段３０では、上記吸入空気量レンサ、
クランク角センリ′、０２ｔ？ンサなどのピンサ類２７
、上記バッテリ２０、および、上記負荷電流検出はン１
Ｊ２２からの出ツノ信号を波形整形、あるいはアナログ
−デジタル変換器１！ｌ！　Ｉ、、記憶手段３１に格納
する。

上記演ｉ処理手段３１では、」二記記憶手段３２に格納
された制御プロゲラ１１に従って、」−記入力手段３０
によって取り込まれたセンサ類２７からの信号に基づい
て各抽料り１１用デーウを演算する。

」ユ記出力処理手段３３では、上記演算処理手段３１で
峰出された各種制御用データを出力し、インジェクタ１
６、ｌ５ＣＶ１７、点火コイル１９４【どの各種電気負
荷を駆Ｅａｔ　する。

上記ｆ″４？Ｉｊｊ状態判定手段３４では、」二記出力
処理手段３３からの制御信号出力開始後、所定時間が経
過した時、負荷電流検出センリ２２からの信号を読込ｌ
νで、上記電気回路の負荷電流値ＩＬと上記記憶手段３
２に格納された異常と判定可能な電流値との照合を行い
、電気回路が正常か否かを判定する。上記電流値は、例
えば、バッテリ２０の電圧ＢＶをパラメータとして、上
記各電気０荷の特性から予め設定された基準電流値Ｉ　
Ｉ＋がデープルとして上記記憶手段３２（４体的には上
記ＲＯＭ３）に格納されており、このｌ（準゛准流＋ｔ
ｒｉ　ｉ　ｎに対して上記各電気回路に流れる実際の負
荷電流値［１が予め設定されたγ「容幅Δｌ　Ｒ内にあ
るか否かを判定することにより、上記各電気負荷の作動
に対して、定常状態あるいは過度状態での異常が判定で
きる。

すなわち、例えば、上記インジェクタ１６に対し制御信
号が出力されたどき、ぞのときのバッテリ電圧ＢＶをパ
ラメータとして基準電流値Ｉ　１１をテーブルから直接
あるいは補間計ｎにより求め、上記インジェクタ１６に
制御信号が出力されてから所定時間Ｔ経道後の実際の負
荷電流値ＩＬと上記基準電流値Ｉｎとを比較して許容幅
ΔＩＩＩ内にあるか否かを判定する。このとき、上記経
過時間Ｔを予め適切に設定してＪ３　＜ことにＪ：す、
インジェクタ１６の劣化などによる可動部の機械的変化
に起因する過度電流の変化、すなわら量弁時間の変化を
も検出でき、定常電流値だけでは検出できない燃料噴射
間の変化をも異常検出できる。

上記自己診断手段３５では、上記４何状態判定手段３４
によって異常と判定されたとき、そのトラブルデータを
上記記憶手段３２に格納するど共に、異常信号を出力し
て自己診断ランプ１４を点灯（点滅）さける。

（動　作） 次に、上記構成にＪ：る電気回路の動作確認手順を、第
５図のフローヂト一トに従って説明する。

尚、ここでは、電気角４：ｌとしてインジェクタ１６を
例にとって説明を行うが、ｌ５ＣＶ１７、点火コイル１
９などの他の電気負荷においてム同様である。

ステップ５１００で、インジェクタ１６に対りる噴射開
始の制御信号、１ｙなわら第４図にＰｉで示される駆動
パルス信＠パ出力される。次いで、ステップ５１０１に
て、上記駆動パルス信号］〕１の時刻ＴＯにＪ３ける立
上がりからΔ／Ｄ変換開始のトリガー信ｑが△／Ｄ変換
盟２６に出力され、負荷電流検出レンザ２２の出力電圧
信号のデジタル信号への変換が開始される。

スーアップ５１０２へ進むと、第４図のｌ１ｎｊで示さ
れるインジェクタ１６の電流波形にＪ３ける時刻ＴＯの
電流値Ｉ［【０に相当する負荷電流検出センサ２２の出
力（微小出力）が」二記Ａ／Ｄ変換器２６にてデジタル
信号に変換され、ＲＡＭ４の所定アドレスにストアされ
る。次にステップ５１０３で、上記Ａ／［〕変換器２６
にＡ／Ｄ変換終了信号が出ツノされ、上記ステップ５１
００でインジエクタ１６に出力された駆動パルス信号Ｐ
ｉの立上がりから所定時間Ｔ１が経過するまで持つ。こ
の所定１１．Ｙ間゛「１は、例えば上記インジェクタ１
６などのにうにインダクタンスを右する負荷では、第４
図のｌ１ｎｊＣ示Ｊように、制御信号が出力されＣから
定″常雷流値に達するまで経過時間にＪ：ってその電流
値が異なるため、負荷の特性に応じて退官設定されてい
る。

」二記所定時聞Ｔ１経過後、ステップ５１０４で、再び
上記−負伺ＴＩｆ流検出セン１す２２の出力電圧信号の
Ａ／Ｄ変換が開始され、ステップ５１０５で、第４図に
示される時刻Ｔ１のインジェクタ１６の電流値１目１が
、上記Δ／Ｄ変換器２６にて再びデジタル信号に変換さ
れると」（に、バッテリ２０の電圧ＢＶがデジタル信号
に変換され、それぞれ、上記ＲＡＭ４の別のアドレスに
ストアされる。

次に、ステップ８１０６で、上記ステップ５１０２及び
５１０５でＲＡＭ４にストアされた電流値Ｉ　ＬｔＯと
１ＬＨとから電流変化量Δ１１　　（Δ１ｌ−ＩＬｔ１
−ＩＬｔＯ）が筒用され、ステップ５１０７へ進む。こ
の電流変化量Δ１１の算出は、負荷電流値ＩＬがＯ付近
のとき上記ｔ１拘電流検出ヒン１す２２の出ツノに加わ
るドリフトなどの影響をＩＪＩ除し、検出電流値の精度
を上げるために行われる。

ステップ５１０７では、上記ステップ５ＩＱ４で検出し
たバッテリ電圧ＢＶをパラメータとして、例えば、ＲＯ
Ｍ３に格納されたテーブルから上記インジエクタ１６の
基準電流値１１１を直接あるいは補闇討痒により求め、
このｆＪ　Ｑ値ＩＲと上記ステップ８１０６で算出され
た電流変化量Δ！１とから、診断値Ｉ　０ＩＡＧを算出
（ｌ　ＤＩＡＧ＝△１ｌ−１１１）ｔ、て、ステップ５
１０８へ進む。

ステップ３１０８では、上記ステップ５１０７で算出さ
れた診断値Ｉ　ＤＩＡＣが、予め設定された許容幅ΔＩ
Ｒ内か否かを判定し、許容幅ΔＩＲ内にある場合はステ
ップ５１００へ戻って上述の手順を繰り返り。

一方、上記ステップ８１０８で上記診断ｆｉＡ　Ｉ　Ｄ
ＩＡＣがｙｒａ幅八ＩへＩ内にないと判定されたとき１
ま、ステップ５１０９へ進み故障と判断して自己診断手
段３５によって故障の発生した上記インジェクタ１６の
トラブルデータを不揮発性ＲＡＭ４ａにス１−ア１Ｊる
と共に、故障発生を賢１告Ｊる自己詮所ランプ１４を点
灯（点滅）さしる。

従って、制御信号の出力開始から負荷用流を検出する経
過時間Ｔ１を負荷の特性に応じて適切に設定することに
より、定常状態、過渡状態にかかわらず異常が検出でき
、また、電気回路中の：ｌネクタの接触不良、トランジ
スク１１．１２．１３などの異常も検出できる。

尚、上述の例においては、経過時間Ｔ１の１ボインドか
ら負荷電流のｂ′シ常判定を行っているが、例えば、経
過時間Ｔを複数に設定し、経過時間Ｔおよびバッテリ電
圧ＢＶをパラメータとＪ゛る基準電流１ｌｌ１１１Ｒの
マツプから対応する基準電流値ＩＲを求め、過渡電流お
よび定常電流の複数ポインｈで異常判定を行っても良い
。

［発明の効果１ 以上説明したにうに本発明ににれば、電気回路の負荷に
供給される負荷電流を負荷電流検出センサ゛にＪ：って
検出し、上記電子制御装置の負荷状態判定手段で上記制
御信号出力開始から所定ＩＳ問経過後に上記負荷電流検
出センサで検出される負荷電流値と予め＆’Ｉ！常と判
定可能な電流値どの照合を行い、十記７Ｉ２気回路が正
常か否かを判定するため、各電気回路に対Ｊる多数の外
イ・」け異常検出回路が不要となり、コス１へ増加、設
置スペースの増大、］ネクタビン数の増加による信頼性
低下／、１どを１ａくことなく、各電気回路の異常を確
実に検出できる。また、定常、過渡にかかわらず負荷の
状態が検出でき、従来、検出が回能であった負荷の部分
的動作不良４１どが検出可能となり、制６１１性の悪化
が未然に防止できるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係わる電気回路の異常検出装置の機能ブｒＸｌツ
ク図、第２図は回路ブロック図、第３図（ａ）は負荷電
流検出セン１すを丞す説明図、第３図（ｂ）は負荷電流
検出セン１ノの特性図、第４図は電気回路における負荷
の波形図、第５図は電気回路の動作確認手順を示すフロ
ーチｔｚ　−ｔ−１第６図（ａ）及び第６図（ｂ）は従
来例を示し、第６図（ａ）は電気回路の異常検出装置を
示す説明図、第６図（ｂ）は波形図である。 １・・・電子制御装置、２２・・・負荷電流検出センサ
、３４・・・負荷状態判定手段、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数の電気回路を電子制御装置からの制御信号によっ
   て制御するとき、これらの電気回路の異常を検出する電
   気回路の異常検出装置において、上記電気回路に、この
   電気回路の負荷に供給される負荷電流を検出する負荷電
   流検出センサを設け、 上記電子制御装置に、上記制御信号出力開始から所定時
   間経過後に上記負荷電流検出センサで検出される負荷電
   流値と、予め異常と判定可能な電流値との照合を行い、
   上記電気回路が正常か否かを判定する負荷状態判定手段
   を設けたことを特徴とする電気回路の異常検出装置。