JPH02185651A - 車両故障診断装置 - 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、車両の故障系統の診断に好適な車両故障診断
装置に関する。

（従来の技術） 近年、自動車用電子制御システムの高度化、複雑化に伴
い、システムはブラックボックス化していく方向にあり
、不具合現象そのものも複雑になってきている。そのた
め、システムの仕様２機能を熟知していないと、迅速か
つ確実な診断は困難な情況にある。

一方、現在の自動車の故障診断においては、整備工場の
サービスマンの知識、経験に頼る面が大きいが、自動車
の電子制御システムは、性能向上や新機能追加のために
システム仕様が漸次新しいものへと変遷してきている。

そして、このような仕様変更のスピードに合わせ、サー
ビスマンがこれらの電子制御システムを理解していくに
は多大な努力を必要とする情況になりつつある。

そこで、サービスマンにも高度な専門知識を提供する装
置として、ＡＩ（人工知能）を利用した診断システムが
紹介されている（自動車技術、Ｌｏｌ、４０．Ｎｏ、２
　１９８６参照）。

また、この種の装置として本出願人が先に提案した例が
第４図に示されている（特願昭５７−１１１４２８号参
照）。

今、同図に基いてその基本構成を説明すると、入力手段
１はキーボード等が使用され、被診断車９の車種、エン
ジン型式１珍断点検の内容（例えば１年法定点検、エン
ジン故障診断等）やその車のオーナー名等の情報データ
を入力するものである。

入力手段２はサービスマンが手元におき、サービスマン
から装置へ情報を送ったり、逆に装置からの情報が表示
されるものである。入力手段２における表示は後述の表
示手段７がある場合はそれの補助的なものとなるが、表
示手段７を省き入力手段２で表示機能を全て行なうこと
も行われている。

また、信号検出処理手段３は車の各部品、各部位、各シ
ステムの機能を検出するセンサとそのセンサの信号をコ
ンピュータ４に入力可能なように整形、増幅等の処理を
行なう信号処理回路、あるいはエンジン制御コントロー
ルユニットが使用しているセンサ信号情報やアクチュエ
ータ駆動信号情報をコンピュータ４に入力可能なように
処理する信号処理回路からなる。

コンピュータ４は、少なくともＩｌｏ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、ＣＰＵを備えて構成され、本装置の制御。

演算１判断を行なうもので、周辺入出力装置の制御を行
なう。なお、Ｉｌｏ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＣＰＵはす
べて１チツプ上に乗ったものから、個々に別れているも
の等、規模、処理性能により多種のものが使用される。

診断手順記憶手段５は、例えばエンジンの点火系の機能
や燃料系統の機能の診断を行なうために、サービスマン
へ指示する内容や指示手順が記憶され、実際に人力され
た信号をどう判断するかの手順も記憶されている。そし
て、コンピュータ４のＣＰＵはこの手順に従って周辺装
置を制御するように指令を発する。

基準値記憶手段６は、車の各車種、エンジン型式毎に正
常、故障、要注意等の基準値が記憶されており、コンピ
ュータ４のＣＰＵは診断手順記憶手段５の手順に従い、
信号検出処理手段３で測定した値と上記基準値とを比較
して診断を行なう。

表示手段７は、一般にＣＲＴ等が使用され、この装置で
サービスマンへ表示すべき内容を写し出す。例えば、入
力手段１で入力した内容のモニタ。

サービスマンへの指示内容、測定値のモニタ、診断結果
の表示等が行われる。なお、上記の如く、人力手段２の
表示可能範囲が広い場合、省略することも行われている
。

記録手段８は、プリンタ等のようにハードコピー可能な
ものであり、必要に応じて測定値１診断結果、車の情報
をプリントアウトする。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の如き従来装置にあっては、例えば
前者の「自動車技術」に記載されたＡＩを利用した診断
システムにあっては、問診による対話形式であるため、
問診に対する正確な応答ができなければ正確な故障箇所
の診断は出来ないという問題点があった。

すなわち、例えば、「アイドル不安定」や「運転性不良
」等のエンジン故障の不具合症状に対しては、空気系（
ＡＡＣバルブ、エアレギュレータ等）が不具合なのか、
ＭＲ系（空気と燃料の混合比）が不具合なのかが正確に
応答できなければ以後の処理において個々の故障箇所に
ついての診断はできないという問題点があった。

そして、このような場合、従来はサービスマンが長年培
ってきた経験と勘に頼って判断していたが、誤った情報
をＡＩシステムに入力すると誤った診断結果を出力した
り、正確な故障箇所の診断に必要以上の多大な時間を費
やすという問題点があった。

また、後者の特願昭５７−１１１４２８号に記載のもの
にあっては、故障診断過程において確実に判断できるも
のはその行表示し、判断できないものは得られた入力情
報または可能性のある判断を表示するよう構成されてい
るが、具体的な診断内容については示されておらず、上
記の例でいえば空気系が不具合なのか、ＭＲ系が不具合
なのかは判断できないという問題点があった。

（発明の目的） この発明は、上記問題点に鑑み、空気系の不具合かＭＲ
系（空燃比率）の不具合かを確実に判断でき、その後の
診断の展開がスムーズに進められる車両故障診断装置を
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） 上記問題点を解決するためにこの発明は、エンジンの回
転信号に基づいてエンジンの回転数を演算するエンジン
回転数演算手段と、スロットル弁を全閉から全開に制御
したときの前記演算した回転数に基づき所定時間毎の前
記エンジン回転数の変化率を演算する変化率演算手段と
、 基準変化率として零近傍の値を、また基準回転数として
エンジンの最高回転数をそれぞれ記憶した基準値記憶手
段と、 前記スロットル弁を全閉から全開に制御したときの所定
時間毎の前記エンジン回転数の変化率が前記基準変化率
以下のときであって、そのときのエンジン回転数が基準
回転数以上のときは空気系の異常と判別する第１の判断
手段と、 前記基準回転数より小さいときは空燃比系の異常と判別
する第２の判別手段と、 構成されることを特徴とする。

（実施例の説明） 以下、本発明の好適な実施例を図面に基いて説明する。

なお、この実施例は、エンジン故障車両において「アイ
ドル不安定」や「運転性不良」等という不具合症状に対
して、どの系統の不具合に起因して上記症状がでるのか
、すなわち空気系（ＡＡＣバルブ、エアレギュレータ等
）に起因するものか、ＭＲ系（空気と燃料の混合比）に
起因するものかを判別しようとするものである。

第１図には本実施例の基本構成が示されているが、従来
例を示した第４図とほぼ同様な構成となるため、同一構
成部分には同一符号を付してその説明は省略する。

そして、本実施例の場合、上記従来例と異なるのは、上
記信号検出処理手段３には、エンジン回転信号を検出す
ることによりエンジン回転数およびその変化率を演算処
理するエンジン回転信号演算処理手段３１、およびスロ
ットル弁の開閉状態を検出するスロットル弁検出手段３
２が含まれていることである。

また、この例では、基準値記憶手段６には、スロットル
弁の閉状態から開状態に変更するときのエンジンの回転
数およびその変化率に基（故障系統判別のためのそれぞ
れの基準値が記憶されており、後述するようにエンジン
回転数およびその変化率が演算処理されると、この記憶
された基準値を参照しつつ、故障系統の診断が行われる
よう構成されている。

一方、第２図には空気系が不具合な場合とＭＲ系が不具
合な場合のそれぞれにおいてスロットル弁を全閉状態か
ら全開状態にしたときのエンジン回転数の変化が示され
ている。

同図（ａ）に示す如く、空気系が不具合な場合、スロッ
トル弁が全閉状態から全開状態になるｔ。

時からｔ２時の間におけるエンジン回転数の立上り方は
矢印Ａに示す如く滑らかである。

一方、同図（ｂ）に示す如く、ＭＲ系が不具合な場合、
エンジン回転数は空気系が不具合な場合と同様に最高５
５０Ｏｒｐｍ＜らいとなりスロットル全開状態に対応す
る回転数になるが、スロットル弁が全開状態から全開状
態になるｔ３時からｔ４時の間におけるエンジン回転数
の立上り方は矢印Ｂに示す如く滑らかではない。

すなわち、空気系が不具合な場合とＭＲ系が不具合な場
合とでは、スロットル弁を全開状態がら全開状態に変化
させたときのエンジン回転数の変位に差異がある。

そこで、スロットル弁を全開状態から全開状態に変化さ
せたときの故障系統判別のためのエンジン回転数の基準
値ＮＲおよび回転数の変化率の基重鎖ＮＲ□（例えばゼ
ロ近傍の値）を予め基準値記憶手段６に記憶させ、この
記憶された基準値ＮＲおよびＮＲ１を参照しつつ、検出
されたエンジン回転数の変化率および回転数に基いて空
気系が不具合なのかＭＲ系が不具合なのかを判別しよう
とするのが本実施例である。

なお、本実施例において空気系の不具合箇所にはＡＡＣ
バルブ、エアレギュレータ等が含まれ、ＭＲ系の不具合
としては、例えばエアフローメータの特性劣化、インジ
ェクタの詰まり、プレッシャレギューレータの燃料制御
不良等を想定している。

以下、コンピュータ４内で実行される上記判別の処理手
順を第３図のフローチャートに基いて説明する。

すなわち、所定の初期情報が入力手段１に入力されてプ
ログラムがスタートすると、まずスロットル弁検出手段
３２の検出結果からスロットル弁が全開状態にあるか否
かが調べられる（チップ１００）。

ここで、スロットル弁が全閉状態にない場合（ステップ
１００でＮＯ）、表示手段７のＣＲ７画面に「スロット
ル弁を全閉状態にして下さい」の表示を出力しくステッ
プ１１０）、サービスマンに指示する。

これにより、サービスマンは入力手段２のキー操作等に
よりスロットル弁を全開状態にセットすることになる。

その後、スロットル弁の全閉状態がスロットル弁検出手
段３２の検出結果により確認されると（ステップ１００
でＹＥＳ）、次に「スロットル弁を全開状態にして下さ
い」の表示を表示手段７に表示させ、サービスマンに指
示する（ステップ１２０）。

そして、スロットル弁の全開状態がスロットル弁検出手
段３２の検出結果により確認されると（ステップ１３０
でＹＥＳ）、以下、スロットル弁の全開状態から全開状
態への変更時におけるエンジン回転数およびその変化率
が演算処理されて、この演算結果に基いて空気系の不具
合かＭＲ系の不具合かの判別がなされることになる。

すなわち、次のステップ１４０では、まずエンジン回転
数の変化率Ｎｉ”を演算する。すなわち、ｔｉ毎に人力
されるエンジン回転数をＲＰＭｉとすると、エンジン回
転数の変化率（微分値）Ｎｔ′は次式により求まる。

Ｎｉ　＝ＲＰＭｉ−ＲＰＭ、−、／１ｉ−ｔ、−１そし
て、この値が予め基準値記憶手段６に記憶されていた基
準値ＮＲ工と比較される。

ここで、検出されたエンジン回転数の変化率Ｎｔ′がＮ
ＲＩより大ならば（ステップ１４０でＮＯ）エンジンは
スムーズに回転されていると判断される。

一方、Ｎｉ″がＮＲＩ以下の場合（ステップ１４０でＹ
ＥＳ）、そのときのエンジン回転数を検出し続くステッ
プ１５０でこの回転数から空気系に起因する不具合かＭ
Ｒ系に起因する不具合かが調べられる。

ここで、空気系の不具合かＭＲ系の不具合かの判別は、
Ｎｉ′がＮＲ１以下の場合のエンジン回転数Ｎｉが所定
の基準値Ｎ８以上か否かで調べられる。なお、基準値Ｎ
Ｒはエンジンの最高回転数としてレブリミットを考慮し
た性能限界のエンジン回転数近傍の値や、フューエルカ
ットをするときのエンジン回転数近傍の値を基準にして
定められるものとする。

そして、検出されたエンジン回転数Ｎｉが基準値ＮＲよ
り小さい場合（ステップ１５０でＹＥＳ）ＭＲ系の不具
合とされる。

一方、検出されたエンジン回転数Ｎｉが基準値Ｎ８以上
の場合（ステップ１５０でＮＯ）、空気系の不具合と判
断する。すなわち、エンジンに故障があってその現象が
空気系もしくはＭＲ系にあると想定される場合、エンジ
ン回転数の変化率が基準値ＮＲＩ以下のときのエンジン
回転数が基準値Ｎ８以上のときには、その回転数までは
スムーズに上昇すると考えられるので空気系の不具合と
される。また、エンジン回転数の変化率が基準値Ｎ８□
以下のときの回転数が基準値ＮＲより小さければ、スム
ーズに回転が上昇しないと考えられるのでＭＲ系の不具
合とされる。

本実施例装置は、上記の如く、エンジン回転信号を検出
してエンジン回転数およびその変化率を演算処理するエ
ンジン回転信号演算処理手段３１と、スロットル弁の開
閉状態を検出するスロットル弁検出手段３２とを設け、
基準値記憶手段６には予めスロットル弁の全閉状態から
全開状態に変化する際のエンジン回転数およびその変化
率に基く故障系統判別のための基準値が記憶されるよう
構成されている。

このため、スロットル弁が全閉状態から全開状態に変化
するときのエンジン回転数およびその変化率を演算処理
し、変化率が基準値ＮＲ１以下のときの回転数が基準値
ＮＲ以上か否かを判別することにより確実に空気系の不
具合かＭＲ系の不具合かが検出できることになる。

また、上記の如くしてサービスマンの経験や五感に頼る
ことなく空気系かＭＲ系かの不具合の判別がなされるの
で、その後の診断では各系統に起因する部品だけを調べ
れば良いことになり、以後の診断をスムーズに進められ
ることになる。

（発明の効果） 本発明に係わる車両故障診断装置は、スロットル弁を全
開から全開に制御したときの所定時間毎の前記エンジン
回転数の変化率が前記基準変化率以下のときであって、
そのときのエンジン回転数が基準回転数以上のときは空
気系の異常と判別し、また、前記基準回転数より小さい
ときは空燃比系の異常と判別するようにしたので空燃比
系の不具合か、空気系の不具合かを確実に判別でき、故
障系統を確実に診断できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図は
空気系統が不具合な場合とＭＲ系が不具合な場合のスロ
ットル弁開度に対応したエンジン回転数特性図、第３図
は本実施例の処理手順を示すフローチャート、第４図は
従来例における装置の基本構成を示すブロック図である
。 １．２・・・入力手段 ３・・・信号検出処理手段 ４・・・コンピュータ ５・・・診断手順記憶手段 ６・・・基準値記憶手段 ７・・・表示手段 ８・・・記憶手段 ３１・・・エンジン回転信号演算処理手段３２・・・ス
ロットル弁検出手段 第１図 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの回転信号に基づいてエンジンの回転数を
   演算するエンジン回転数演算手段と、スロットル弁を全
   閉から全開に制御したときの前記演算した回転数に基づ
   き所定時間毎の前記エンジン回転数の変化率を演算する
   変化率演算手段と、 基準変化率として零近傍の値を、また基準回転数として
   エンジンの最高回転数をそれぞれ記憶した基準値記憶手
   段と、 前記スロットル弁を全閉から全開に制御したときの所定
   時間毎の前記エンジン回転数の変化率が前記基準変化率
   以下のときであって、そのときのエンジン回転数が基準
   回転数以上のときは空気系の異常と判別する第１の判断
   手段と、 前記基準回転数より小さいときは空燃比系の異常と判別
   する第２の判別手段と、 構成されることを特徴とする車両故障診断装置。