JPH065197B2 - 操作機器の機能能力を検査する方法および装置 - Google Patents

操作機器の機能能力を検査する方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、操作機器の機能能力を検査する方法および装
置、更に詳細には、内燃機関の制御装置、特にアイドリ
ング充填効率制御に用いられる操作機器の機能能力を検
査する方法および装置に関する。
［従来技術］ 従来からこの分野で、閉ループ制御あるいは開ループ制
御により所定の量、値あるいは位置を求めることが行な
われている。これは任意の操作機器に所定の特性値を有
する値を制御器から入力させることにより行なわれてい
る。制御器はその制御系からの入力信号を処理し、操作
機器を駆動させる駆動信号を発生させ、実際値の大きさ
を変化させている。
この場合、通常所定の箇所に発生する信号を検出し、正
しく動作しているかどうかをチェックする自己チェック
あるいはいわゆるフェイルセーフ回路を設けることが通
常行なわれている。しかし操作機器自体の診断には問題
がある。というのは制御機器を診断する時それに関連し
て設けられた制御回路あるいはそれによって制御される
制御回路が不本意な応答を示してはいけないし、またシ
ステムを静止させたり、また他のハードウェアや部品を
設けて操作機器の移動を測定させなければならない必要
性が生じるからである。
従来からシステムが非動作の時各操作機器に外部信号を
入力させることにより作動させ、操作機器の反応を単に
視聴覚的に見ることにより操作機器の診断を行なう方法
が考えられている。
今日では内燃機関の制御においては例えばモトローニッ
クあるいはＬジェトロニックの名前で知られているよう
にマイクロコンピュータを用いた制御が頻繁に行なわれ
ており、このような装置では各部品あるいはユニットを
自己診断することの必要性が高まっている。各システム
に設けられたセンサのチエックは比較的容易にできる。
というのはセンサ信号は入力信号としてコンピュータに
入れられ、対応するサブルーチンにより容易に妥当であ
るかどうかチエックできるからである。しかし制御回路
によって駆動される操作機器の場合は本質的に難しくな
る。というのは各出力は少なくともそれをコンピュータ
に戻す必要があるし、その場合配線を行なう等、他にハ
ードウェアの構成を必要とし、また操作機器の機械的な
故障は判別することができないからである。
［発明が解決しようとする問題点］ 従って本発明はこのような点に鑑み成されたもので、更
にハードウェアの構成を必要とすることなく、また制御
されるシステムの正常な駆動に故障をきたすことなく、
しかも操作機器の機能能力を正確に知ることが可能な操
作機器の機能能力を検査する方法および装置を提供する
ことを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような問題点を解決するために、内燃機
関を制御する開あるいは閉ループ制御装置の操作機器で
車両の内燃機関に供給される空気量を調節する操作機器
の機能能力を検査する方法において、アクセルペダルが
作動されず前記空気量を変化させても内燃機関の運転が
維持される所定の運転状態で操作機器の電気駆動量を変
化させ、操作機器の駆動量の変化並びにその駆動量の変
化に関連する負荷の測定値の変化を検出し、前記駆動量
の変化と測定値の変化を格納された値と比較して妥当性
があるかを検査し、前記格納された値が駆動量変化とこ
の駆動量変化に関連する測定値変化間の相関関係を含ん
でいる構成を採用した。
また、本発明は、内燃機関を制御する開あるいは閉ルー
プ制御装置の操作機器で車両の内燃機関に供給される空
気量を調節する操作機器の機能能力を検査する装置にお
いて、操作機器の電気駆動量を形成する手段と、アクセ
ルペダルが作動されず前記空気量を変化させても内燃機
関の運転が維持される所定の運転状態で作動され前記駆
動量を変化させる手段と、負荷の測定値を検出する手段
と、前記駆動量を変化させる手段に関連して設けられ、
駆動量変化と前記測定値の変化間の関係を格納するメモ
リとを有し、前記駆動量を変化させる手段が機能検査の
ために駆動量変化、測定値変化並びに格納値間の妥当性
比較を行なう構成も採用している。
［作用］ 本発明では閉ループ制御あるいは開ループ制御において
所定の制御系の操作機器を駆動させる。その場合操作機
器の駆動は、その操作機器を変化させてもこの制御系に
よって制御が行なわれる制御対象に何らあるいはほぼ応
答が無いような、即ち不本意な作用を及ぼさずこの制御
系の実際値にも何らの影響を及ぼさないような駆動状態
で行なわれる。
即ち、本発明では他の制御系に属するが、関連する操作
機器によって制御される量と相関関係がつけられている
他の実際値信号を処理し、操作機器の駆動によるその実
際値の変化を測定し、これが所定の関係になるか否かを
判断して、操作機器の自己診断を行なうようにしてい
る。
即ち、本発明では自己診断のために操作機器を駆動さ
せ、その結果を間接的に測定するようにしており、詳し
くはともかく他の制御目的に用いられる適当な実際値セ
ンサから得られる実際値信号に基づき診断を行なうよう
にしている。例えば内燃機関のアイドリング充填効率制
御に用いられる操作機器の自己診断では実際値として内
燃機関の吸気管における圧力信号ないしは空気重量ある
いは空気流量信号が用いられる。また操作機器の診断す
べき応答が機能値あるいは関数値として処理される。そ
の場合アイドリング充填効率制御の操作機器の一部を成
す制御回路は空気値として関連するデータは全然必要で
なく、実際値として回転数量が必要となるだけである。
また本発明では所定動作点において操作機器が問題なく
動作するかどうか診断されるだけでなく、操作機器の全
動作領域に渡って特性値が判断され、機械的な故障、例
えば操作機器の詰りや同時に接点不良あるいは制御回路
における他の障害も検出するようにしている。
［実施例］ 以下、図面に示す実施例に従い本発明を詳細に説明す
る。
以下に述べる実施例では内燃機関のアイドリング充填効
率制御（アイドル回転数制御）に用いられる操作機器の
診断について述べられるが、本発明はこれに限定させる
ものではなく他の任意の開ループ制御あるいは閉ループ
制御あるいはそれらを組合わせた制御に用いられる操作
機器の診断にも適用できるものである。
また以下に述べる実施例はブロック図として図示される
が、それに限定されるものではなくそのブロックによる
実現される機能的な作用も含むものである。また各部品
ユニットはアナログ的、デジタル的あるいはハイブリッ
ト的にも構成でき、例えばマイクロコンピュータやマイ
クロプロセッサ、しあるいはデジタルあるいはアナログ
論理回路を用いても実現できるものである。
第１図においてアイドリング充填効率制御器１０には回
転数の目標値ｎｓ、回転数の実際値ni、内燃機関の温度
θ等が入力される。制御器１０からの信号はその後段に
接続された出力段１２に入力され、それにより例えば電
磁操作機器として構成された操作機器（アクチュエー
タ）を駆動する。操作機器１３の弁１３ａは例えば内燃
機関の吸気管１５の空気バイパス路１４に配置され、絞
り弁１６がほぼ閉じている時（アイドリング時）、内燃
機関１７に供給される空気量を制御し、実際の回転数ni
を所定の限界値内に位置するように制御する。
内燃機関１７の全体の制御システムは、上述したアイド
リング充填効率制御の他に、電子燃料噴射制御、点火制
御または吸気管１５における圧力測定あるいは空気重量
ないし空気流量等を含む他の制御系を有している。この
空気量を測定する空気量センサが第１図で１８で図示さ
れており、図では機械的に揺動する揺動弁１８ａとして
図示されており、その揺動角によって内燃機関に供給さ
れる空気量Ｑが表される。
噴射制御器２０はこの負荷（空気量）信号Ｑと回転数の
実際値niに基づき燃料噴射弁２１に供給される噴射信号
を発生する。この噴射制御器、２０はその他に第１図で
矢印Ａで図示された種々の入力信号並びに駆動状態を示
す信号が入力される。
このような構成で操作機器１３の機械的な機能までチェ
ックするのには非常な困難であり複雑な問題が伴なう。
というのは弁１３が占る位置に関するデータは得られ
ず、操作機器を駆動する駆動信号をフィードバックさせ
るのには更に配線等ハードウェア的な構成が必要となる
からである。
本発明において操作機器の診断を行なう場合、内燃機関
が所定の駆動状態になった時が選ばれる。即ち、内燃機
関が通常駆動であり、またシステムを遮蔽することな
く、アクセルペダルを作動させず、更に操作機器を駆動
させて空気量を変化させた場合でも走行特性やエンジン
特性に何ら不本意な作用を及ぼさないような駆動状態が
選ばれる。
このような駆動状態において正規の操作機器の状態から
出発し操作機器が駆動され、その変化によって生じる空
気流量ないし空気気質あるいは吸気圧の変化が検出され
る。このような操作機器の駆動はアイドリング充填効率
制御器あるいは出力段１２を介して行なわれるか、ある
いはリード線２２を介して別の診断回路２３により操作
機器に信号を入力することによって行なわれる。なおこ
の診断回路２３はマイクロコンピュータによって制御さ
れる場合プログラムループの一部とすることもできる。
操作機器の診断に適する駆動状態としては、例えば回転
数が所定回転数以上（例えば1800/回転以上）で燃料カ
ットを伴なう減速運転状態（エンジンブレーキ等）が好
適である。
このような駆動状態で操作機器を解放させ、同時に場合
によって発生する回転数の降下も考慮して空気量センサ
１８によって測定される負荷信号が変化するかどうかが
チェックされる。このように操作機器を駆動しても走行
特性には何ら顕著な変化を行させない。というのは燃料
カットにより噴射はそもそも遮断されており、単に吸気
管１５並びに内燃機関１７に達する空気流量が変化する
だけであるからである。
空気流量測定装置の例を考えると、所定の操作機器の開
度τ１に対して減速運転状態での回転数に対し第２図の
特性からわかるように負荷信号は ｔＬ１＝ＱＬ（τ１）／ｎ・Ｋ となる。操作機器は診断用の駆動信号によって短時間、
例えばτ２のデューティ比で解放される。その場合第２
図（ｂ）からわかるように回転数に関係した負荷信号の
特性に基づき負荷信号はｔＬ２の値に増大する。第２図
に図示したデータは診断回路２３に接続されるメモリ２
４の一部に格納させるか、あるいは制御システムを構成
するマイクロコンピュータのメモリ部分に格納される。
従って操作機器が正常に働いている場合における操作機
器の駆動とそれに関連した負荷信号間における関係ない
し相関値が格納されたデータから読み出すことが可能と
なる。
本発明では所定の駆動状態において診断が行なわれるの
で、第１図に図示した実施例では燃料カット状態を判別
する判別回路（ＳＡＳ）２５ないし始動直後を判別する
判別回路２５′が設けられる。
また診断回路２３には診断を行なうのに必要な駆動状態
を識別するデータの他に回転数の実際値信号niが入力さ
れる。この回転数の実際値信号はそもそも内燃機関の駆
動時には存在するものであり、例えばクランク軸と同期
して回転するディスク２７上にマーク２７ａを誘導的あ
るいは容量的に検出するセンサ２６によって得られるも
のである。
減速運転時の回転数並びに減速運転の期間によっては操
作機器を全範囲までに渡って駆動させ、操作機器に入力
される信号を変化させて操作機器全体の特性値を調べ、
それが問題無く動作するかどうか検査することも可能で
ある。全特性値を検査する場合には、例えば操作機器を
連続的に駆動し、しかも負荷信号が突然変化したような
場合には接点不良等も検出することが可能になる。操作
機器を診断の目的で駆動させ、それによって予想される
負荷信号との相関を常にとるこにより、す早くしかも所
望の場合には所定の駆動状態が表れる毎に操作機器の自
己診断をす早く行なうことが可能になる。
上述した例では自己診断を内燃機関が減速運転状態にあ
る時に行なうようにしたが、それに限定されることな
く、例えば第１図でブロック２５′で示したように始動
直後における駆動状態を選ぶようにしてもよい。始動直
後の場合操作機器の回動を大きくすると、アイドル回転
数が上昇する。続いて操作機器を閉じることにより目標
とするアイドル回転数になるまで空気量が減量される。
この回転数の実際値の変化を考慮することにより同様に
センサ１８から得られる空気量の変化を得、操作機器の
開度の変化に相関させて診断回路２３において操作機器
が正常に機能しているかどうかを診断することができ
る。
この場合自己診断を適当な始動着後の信号により行なう
ようにすることもできるが、その場合操作機器を駆動す
る診断回路２３でなく駆動信号を診断回路２３と並列に
接続された回路あるいはマイクロコンピュータの対応す
る回路に入力させ、始動直後信号が得られた場合に他の
制御回路からの負荷信号を実際値として用い、供給値ま
たは測定値あるいは特性値を格納された値と比較するこ
とができる。
以上の実施例では、何ら付加的な装置を用いることなく
操作機器の機械的な機能までを含めた操作機器の自己診
断を行なうことが可能になる。その場合何らのハードウ
ェア的な構成を必要とすることなく、構成されるシステ
ムに従って少なくとも一部をプログラム化し測定された
値と格納された値を所定の時間毎に比較しより正確な操
作機器の自己診断が可能になる。
［効果］ 以上説明したように、本発明では、操作機器を駆動する
駆動量が変化され、その駆動量の変化とそれによって発
生する負荷の測定値の変化がこれらの変化間の相関関係
を格納した格納値と比較されて、操作機器の機能能力を
検査するようにしている。従って、本発明では、操作機
器を任意に駆動させることができ、その駆動量の変化と
その変化によって予想される負荷の測定値の変化間の相
関関係を常にみるようにしているので、操作機器を広範
囲に駆動してしかも素早くかつ正確に操作機器の機能能
力を検査することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置の概略構成を示すブロック図、第２
図（ａ），（ｂ）は内燃機関が減速運転状態にある時回
転数に関係させた操作機器の開度並びに負荷信号の関係
を示した特性図である。 １０…アイドリング充填効率制御器 １２…出力段、１３…操作機器 １４…空気バイパス路 １５…吸気管、１６…絞り弁 １７……内燃機関、１８…空気量センサ ２０…噴射制御器、２１…燃料噴射弁 ２３…診断回路、２４…メモリ ２５…燃料遮蔽判別回路 ２５′…始動直後判別回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関を制御する開あるいは閉ループ制
    御装置の操作機器で車両の内燃機関に供給される空気量
    を調節する操作機器の機能能力を検査する方法におい
    て、 アクセルペダルが作動されず前記空気量を変化させても
    内燃機関の運転が維持される所定の運転状態で操作機器
    の電気駆動量を変化させ、 操作機器の駆動量の変化並びにその駆動量の変化に関連
    する負荷の測定値の変化を検出し、 前記駆動量の変化と測定値の変化を格納された値と比較
    して妥当性があるかを検査し、 前記格納された値が駆動量変化とこの駆動量変化に関連
    する測定値変化間の相関関係を含んでいることを特徴と
    する操作機器の機能能力を検査する方法。
  2. 【請求項２】前記所定の運転状態は回転数が所定回転数
    以上にあり燃料が遮断される内燃機関の減速運転状態で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】操作機器を全駆動量にわたって変化させ、
    その駆動量の変化と測定値の変化が格納値と比較される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】前記所定の運転状態が発生した時に自己診
    断回路（２３）を介して操作機器の駆動量を変化させる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または
    第３項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記開あるいは閉ループ制御装置がマイク
    ロプロセッサから構成され、このマイクロプロセッサに
    より格納値との比較が行なわれることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載
    の方法。
  6. 【請求項６】内燃機関を制御する開あるいは閉ループ制
    御装置の操作機器で車両の内燃機関に供給される空気量
    を調節する操作機器の機能能力を検査する装置におい
    て、 操作機器の電気駆動量を形成する手段（１０）と、 アクセルペダルが作動されず前記空気量を変化させても
    内燃機関の運転が維持される所定の運転状態で作動され
    前記駆動量を変化させる手段（２３）と、 負荷の測定値を検出する手段（１８）と、 前記駆動量を変化させる手段（２３）に関連して設けら
    れ、駆動量変化と前記測定値の変化間の関係を格納する
    メモリ（２４）とを有し、 前記駆動量を変化させる手段（２３）が機能検査のため
    に駆動量変化、測定値変化並びに格納値間の妥当性比較
    を行なうことを特徴とする操作機器の機能能力を検査す
    る装置。
  7. 【請求項７】前記所定の運転状態は内燃機関の減速運転
    あるいは始動直後の運転状態であることを特徴とする特
    許請求の範囲第６項に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記所定の運転状態を判別する回路（２
    ５、２５′）が設けられることを特徴とする特許請求の
    範囲第６項または第７項に記載の装置。
JP60162193A 1984-08-03 1985-07-24 操作機器の機能能力を検査する方法および装置 Expired - Lifetime JPH065197B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE3428620.9 1984-08-03
DE3435465.4 1984-09-27
DE19843435465 DE3435465A1 (de) 1984-08-03 1984-09-27 Verfahren und vorrichtung zur eigendiagnose von stellgliedern

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EP (1) EP0170018B1 (ja)
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