JPH0342417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、診断すべき系に対して故障の有無を
検出する自己診断機能を有する内燃機関用電子制
御装置に関し、詳しくは、電気的処理情報に同期
しない構成要素の系に対する診断結果を、エンジ
ンが安定状態の場合のみ表示する内燃機関用電子
制御装置の故障診断表示装置に関する。

【従来の技術】

近年、車両用内燃機関の制御精度、応答性の向
上のため、車両用内燃機関における制御について
は、マイクロコンピユータを用いた電子制御装置
が用いられている。 そして、上記内燃機関の電子制御装置は、入力
構成要素（センサ）からの入力信号および出力構
成要素（アクチユエータ）への出力信号をそれぞ
れモニタし、入力信号あるいは出力信号の異常の
有無により、診断すべき系の故障診断を行い自己
診断結果を表示手段に表示する自己診断機能を有
している。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、この場合、点火信号発生回路、
スタータ動作信号発生回路、エアフローメータ、
水温センサなどの入力系、フユーエルインジエク
タ、フユーエルポンプなどの出力系は、その電気
的処理情報に同期して、すなわちどのようなエン
ジン運転条件下においても直ちに故障の有無を自
己診断できる。しかし、酸素濃度検出センサ、バ
キユームスイツチ、フルスイツチなどの系は、そ
の電気的処理情報に同期しないので、そこから直
接、故障の有無を自己診断できない。すなわち酸
素濃度検出センサ、バキユームスイツチ、フルス
イツチなどの系は、所定の条件を加えなければ診
断できない。例えばフルスイツチについては、ス
ロツトル全開領域でしか動作せず、故障診断時、
スロツトル全開等の条件を要する。このため、こ
のような系については、コンピユータによる自己
診断の対象から外し、必要に応じてデイーラなど
で、別のチエツカを用いて点検を行つている。こ
のようなものとしては特開昭56−42123号公報所
載のものが知られている。しかし、各デイーラ毎
にチエツカを用意しなければならず、かつ、診断
作業工数が増大するという課題があつた。 本発明は、上記事情にもとづいてなされたもの
で、ジヤンパ線などの簡単な部品を用いるだけ
で、電子制御装置に内蔵した自己診断機能の一部
を使用可能状態として、電気的処理情報に同期し
ない系についても、所定の条件を与えて故障診断
できるようにした内燃機関用電子制御装置の故障
診断表示装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明による内燃機
関用電子制御装置の故障診断表示装置は、入力構
成要素からの入力信号および出力構成要素への出
力信号をそれぞれモニタし、入力信号あるいは出
力信号の異常の有無により診断すべき系の故障診
断を行う自己診断機能を有する内燃機関用電子制
御装置において、電気的処理情報と同期する上記
構成要素の系からの信号を入力し、故障診断を行
い故障表示手段に故障診断結果を直接表示させる
第１の診断手段と、電気的処理情報に同期しない
構成要素の系からの信号を入力し、故障診断を行
う第２の診断手段と、上記自己診断機能の診断モ
ードを切換える診断モード切換手段と、上記診断
モード切換手段により特定の診断モードを選択し
た際、エンジン回転数が予め設定された回転数以
上の状態が予め設定された積算時間以上経過して
いるかによつてエンジンが安定状態に移行したこ
とを判定するエンジン運転状態判定手段と、上記
エンジン運転状態判定手段によりエンジンが安定
状態に移行したと判定された場合のみ、上記第２
の診断手段による故障診断結果を上記故障表示手
段へ表示するのを許可するゲート手段とを備えて
いる。

【作用】

このような手段を採用したことにより、電気的
処理情報と同期する構成要素の系に対する第１の
診断手段の故障診断結果が、直接、故障診断手段
に表示される。 また、診断モード切換手段により特定の診断モ
ードを選択し、エンジン運転状態判定手段により
エンジン安定状態に移行したと判定された場合の
み、ゲート手段によつて、電気的処理情報に同期
しない構成要素の系に対する第２の診断手段の故
障診断結果が故障表示手段に表示される。 したがつて、電気的処理情報に同期しない構成
要素の系についても、所定の条件を与えて故障診
断することができる。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体
的に説明する。 第１図は、マイクロコンピユータを用いた電子
制御による燃料噴射システムの一例を示したブロ
ツク図であり、図において、符号１は点火コイル
の一次側負極より信号をとり点火位置および点火
間隔を検出するための点火信号発生回路、２は、
吸入系の途中に設けられ吸入空気量を検出するエ
アフローメータ、３は冷却水温を検出する水温セ
ンサ、４は吸入空気の温度を検出する吸気温セン
サ、５は排気系の途中に設置され排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素濃度検出センサ（O₂セン
サ）、６はスタータ動作を検出するスタータスイ
ツチ、７は吸入管負圧を検出するバキユームスイ
ツチ、８はスロツトルシヤフトに取りつけられて
おり、アクセル・オフの状態を検出するアイドル
スイツチ、９は、アイドルスイツチと同心的に配
置され、アクセルが所定開度以上であることを、
すなわちスロツトル全開領域を検出するフルスイ
ツチ、１０は２つのモード（ユーザ用とデイーラ
点検用）に分けられているコンピユータ１１の自
己診断機能１１ａをコネクタの接続・解放により
切換える診断モード切換用コネクタである。 また、符号１２は吸入管の各気筒の接合部に設
けられているフユーエルインジエクタの内部通路
中の弁を、コンピユータ１１の自己診断機能１１
ａの判定の結果、フエイルセーフ機能１１ｂ、燃
料噴射制御機能１１ｃを働かせる時、あるいは、
前記各入力構成要素１ないし１０からの入力信号
で燃料噴射制御機能１１ｃを働かせる時、その出
力信号で開閉動作し、燃料を吸入管内に噴射させ
るフユーエルインジエクタ制御回路、１３はガソ
リンタンクより燃料を吸出し加圧してフユーエル
インジエクタへ圧送するフユーエルポンプ、１４
は同ポンプを駆動するためのリレー回路、１５は
自己診断機能１１ａにおいて診断個所に故障があ
つたとき、ランプを点灯してそれを告知する故障
表示手段としての警報ランプ、１６はコンピユー
タの自己診断機能１１ａからの酸素濃度検出信号
により点滅モード切換え機能１１ｄを働かせ、故
障のない時には酸素濃度検出センサ５のモニタ動
作を行い、排気ガス中の酸素濃度が濃いとき点灯
し、薄い時消灯すると共に故障のある時には故障
個所を点滅信号で表示するモニタランプである。 上記コンピユータ１１と各入力構成要素１ない
し１０との間にはインタフエース回路１７ａない
し１７ｇがあり、出力構成要素１２，１３および
１５との間には駆動回路１８ａ，１８ｂ，１８ｃ
があつて制御ユニツトを構成している。上記コン
ピユータ１１は、例えばメモリ、Ｉ／Ｏおよびタ
イマを内蔵したマイクロコンピユータである。そ
して、前述のように、自己診断機能１１ａ、フエ
イルセーフ機能１１ｂ、燃料噴射制御機能１１ｃ
および酸素濃度モニタランプ１６の点滅モード切
換え機能１１ｄを達成するプログラムが格納され
ている。 更に説明するならば、上記自己診断機能１１ａ
では、各構成要素１ないし９および１２，１３の
動作状態を監視し、故障と判定できる入出力信号
となつた際、警報ランプ１５を作動させ、故障を
告知すると同時に一部の故障内容に対してはフエ
イルセーフを行うようフエイルセーフ機能１１ｂ
に実行を指令する。 また、フエイルセーフ機能１１ｂでは自己診断
機能１１ａからの指令信号で燃料噴射制御機能１
１ｃに対して故障した部分からの信号入力を停止
させ、フエイルセーフ機能１１ｂ内に設定した故
障部品に対応する疑似信号を与え、システムの暴
走を防止する。 また、燃料噴射制御機能１１ｃでは、故障のあ
る時には上記疑似信号で、また、故障のない時に
は、各入力構成要素１ないし９からの入力信号に
対して演算処理を行い、フユーエルインジエクタ
の制御回路１２を、適正なタイミングおよび時
間、作動させ、フユーエルインジエクタを動作
し、所定の空燃比状態になるように燃料を噴射さ
せ、同時に、フユーエルポンプ１３を作動し、燃
料をフユーエルインジエクタに供給する。 更に、点滅モード切換機能１１ｄでは、通常の
システムが正常に働いている時は、燃料噴射制御
機能１１ｃより信号をうけ酸素濃度検出センサ５
のモニタ動作を行なうが、故障発生時は自己診断
機能１１ａより信号を受け（警報ランプ点灯と動
作が同期している）、故障した個所を点滅信号に
よりモニタランプ１６に表示する。 このような制御ユニツトにおいて、本発明に係
る自己診断モードの切換えは、先述の診断モード
切換用コネクタ１０を含む診断モード切換手段に
よつて達成される。自己診断モードを切換えない
で、そのまま故障診断し、警報ランプ１５を表示
させる対象は、例えば、点火信号発生回路、スタ
ータ動作信号発生回路、エアフローメータ、水温
センサなどの入力系、フユーエルインジエクタ、
フユーエルポンプなどの出力系であつて、これら
は、いずれも、電気的処理情報がそのまま故障診
断の対象となるような同期した信号を出力し、す
なわちどのようなエンジン運転条件下でも必ず正
常時には所定の信号を出力する。 また、コネクタ１０の接続によつて新たに使用
状態になつた自己診断の特殊モードでは、与えら
れた電気的処理情報は、所定の条件下で故障診断
の条件に合わされ、故障診断対象信号となる。こ
のような条件で自己診断されるもの、すなわち所
定の条件を加えなければ診断できないものは、例
えば、酸素濃度検出センサ、フルスイツチ、バキ
ユームスイツチ、吸気温センサなどである。 この実施例においては、例えば水温センサ３に
ついては、コネクタ１０の接続なしで、コンピユ
ータ１の自己診断機能１１ａは、その故障の有無
を診断して、故障があれば駆動回路１８ｃに出力
信号を与え、警報ランプ１５を点灯するのであ
る。また、例えばフルスイツチ９については、コ
ネクタの接続なしでは自己診断機能１１ａで故障
と判定しても出力されず、警報ランプ１５の点灯
はなされない。また、コネクタ１０の接続状態
（これはデイーラ側で行う自己診断方式の一環で
あるが）では、点火信号回路１の出力が所定の回
転数N₁回転以上の状態を所定の時間分積算し、
タイムアツプした時、すなわちエンジンが始動さ
れてから予め設定された時間を経過し、エンジン
が安定した時、上記フルスイツチ９に係る入力系
の故障につき自己診断機能１１ａで故障判定の出
力を駆動回路１８ｃに与え、警報ランプ１５を点
灯する。 次に、コンピユータ１１の自己診断機能１１ａ
に等価な回路を第２図に示し、より具体的に説明
する。 水温センサ３の出力は、第１の診断手段２１に
よつて故障の有無を診断される。上記第１の診断
手段２１への入力信号はウインドコンパレータで
判定され、上記コンパレータは、２つのオペアン
プ２２，２３にそれぞれ定電圧を印加してあつ
て、そこに入力信号を与え、定電圧信号との比較
により上限および下限を越えた時、オアゲート２
４にＨレベル信号を出力し、上限および下限内の
時、Ｌレベル信号となる。 故障状態の継続をカウント値で定義するため
に、上記第１の診断手段２１には発振回路２５か
らの信号で開閉するアンドゲート２６，２７が用
意されており、ウインドコンパレータからの出力
信号は、アンドゲート２６に対してはストレート
に、アンドゲート２７に対してはインバータ２８
を介して反転して与えられる。 上記アンドゲート２６を経由して第１のカウン
タ２９に与えられた信号は、ノイズなどの誤判定
を防止するため或る回数以上カウントした時、カ
ウンタ２９から出力される。この時、上記カウン
タ２９からの出力信号は、インバータ３０および
アンドゲート３１で構成されるラツチ部を介して
フイードバツクされ、ラツチされている。 一方、前述の或る回数により少ない回数までカ
ウントして正常状態に戻つた場合、第１のカウン
タ２９に値を残して置くと、長い間の運転により
誤判定のカウント数が累積され、故障と判定され
てしまう。そこで第１のカウンタ２９をリセツト
するために、第２のカウンタ３２が設けられてい
る。 正常時には、ウインドコンパレータの出力はＬ
レベルであるので、前述のようにインバータ２８
で反転してカウンタ３２でカウントアツプし、所
定回数以上になつた時点（正常状態の一定持続）
でＨレベルで出力し、第１カウンタ２９をリセツ
トする。 なお、ここで使用しているカウンタは、便宜上
２進カウンタを利用しているため、カウントアツ
プする値の２倍の周期でＨ−Ｌを繰り返す。した
がつて第２カウンタ３２がＬレベルのときは第１
カウンタ２９はセツト状態にあるが、Ｈレベルの
ときにはリセツト状態となつたままなので、この
時に故障が発生したならば、第１カウンタ２９は
カウントできない。そこで第２カウンタ３２がカ
ウントアツプしてＨレベルになつたら、微少時間
の遅れを取つて自分自身をリセツトして第１カウ
ンタ２９を常にセツト状態にして置く必要があ
る。この目的で遅延素子３３が設けられている。 そして上記第１の診断手段２１よりの出力信号
は、駆動同路１８ｃを介して警報ランプ１５の点
灯をもたらす。 また、電気的処理情報に同期しない構成要素の
系としてフルスイツチ９の入力系における自己診
断は、第２の診断手段３４によつて故障の有無を
診断される。 上記第２の診断手段３４への入力信号は、発振
回路３５からの信号で開閉するアンドゲート３６
に対してストレートに、また同じくアンドゲート
３７に対してはインバータ３８を介して入力され
る。各アンドゲート３６，３７からの出力信号
は、第１のカウンタ３９および第２のカウンタ４
０にそれぞれ与えられ、カウントアツプされる。
そして或る回数以上カウントアツプした時にカウ
ンタ３９，４０から出力する信号は、インバータ
４１，４２およびアンドゲート４３，４４で構成
されるラツチ部を介してフイードバツクされ、ラ
ツチされる。 上記カウンタ３９および４０の出力はナンドゲ
ート４５に与えられ、上記ナンドゲート４５の出
力はゲート手段としてのアンドゲート４６に入力
される。 次に、上記第２の診断手段３４の作動について
説明する。 フルスイツチ９の正常時には、アクセルペダル
を踏み込みスロツトル全開領域になると、フルス
イツチ９がオンして第２の診断手段３４にＬレベ
ルの信号が入力し、アクセルペダルを戻すとスロ
ツトルが閉じ、フルスイツチ９がオフして第２の
診断手段３４にＨレベルの信号が入力する。すな
わに、スロツトル全開、スロツトル非全開に対応
してフルスイツチ９がオン、オフし、これに応じ
第２の診断手段３４にはＬレベル、Ｈレベルを繰
り返す信号が入力される。 ここで第２の診断手段３４においては、この入
力信号がＨレベルのときで、発振回路３５の出力
（Ｈレベル）と同期したとき、アンドゲート３６
が１パルスのＨレベル信号をアンドゲート４３へ
出力する。そしてアンドゲート４３から出力され
るＨレベルの信号の数を第１のカウンタ３９がカ
ウントアツプし、そのカウント値が所定値に達す
ると、第１のカウンタ３９はＨレベル信号を出力
し、この状態がラツチされる。 また、Ｌレベルの入力信号が入力される毎に、
これをインバータ３８が反転し、発振回路３５の
出力（Ｈレベル）と同期したとき、アンドゲート
３７が１パルスのＨレベル信号をアンドゲート４
４へ出力する。そして第２のカウンタ４０が、ア
ンドゲート４０から出力されるＨレベルの信号の
数をカウントアツプし、そのカウント値が所定値
に達すると、第２のカウンタ４０からＨレベルの
信号が出力され、この状態がラツチされる。この
ため、ナンドゲート４５の両入力端子にはＨレベ
ルの信号が入力され、ナンドゲート４５はＬレベ
ルの信号を出力する。 すなわち、第２の診断手段３４は、エンジン始
動後、フルスイツチ９のオン、オフにより入力信
号が、ＬレベルとＨレベルとを所定回数繰り返し
たとき、正常と診断してＬレベルの信号を前記ア
ンドゲート４６に出力する。 一方、フルスイツチ９が断線した場合には、第
２の診断手段３４にはＨレベルの信号しか入力さ
れないため、アンドゲート３７はＬレベルの信号
出力を継続する。そこで、アンドゲート４４はＬ
レベルの信号を第２のカウンタ４０に出力するよ
うになり、第２のカウンタ４０の出力はＬレベル
のままとなり、ナンドゲート４５の出力はＨレベ
ルを維持する。 また、フルスイツチ９が短絡した場合には、第
２の診断手段３４の入力信号がＬレベルのままと
なり、アンドゲート３６はＬレベルの信号出力を
継続する。そこで、アンドゲート４３はＬレベル
の信号を第１のカウンタ３９に出力するようにな
り、第１のカウンタ３９の出力はＬレベルのまま
となり、ナンドゲート４５からの出力はＨレベル
を維持する。 すなわち、フルスイツチ９の故障時には、第２
の診断手段３４はＨレベル信号を出力維持する。 点火信号発生回路１からの出力信号（エンジン
回転数信号に相当）は、エンジン状態判定手段６
０における波形整形回路４７、周波数−電圧変換
回路であるＦ−Ｖコンバータ４８を経由してオペ
アンプ４９で構成されるコンパレータにより定電
圧信号と比較され、エンジン回転数が、N₁以上
でＨレベル、N₁以下でＬレベルの信号を出力す
る。 上記エンジン状態判定手段６０からの出力信号
は、Ｈレベルでアンドゲート５０を介して積算タ
イマ５１に供給され、積算タイマ５１の出力信号
は、前述のアンドゲート４６に入力される。そし
て上記アンドゲート４６の出力は、駆動回路１８
ｃに供給され、警報ランプ１５の点灯をもたら
す。 上記アンドゲート５０の開閉信号は、診断モー
ド切換手段６１の診断モード切換コネクタ１０か
ら与えられる。上記コネクタ１０が接続される
時、Ｌレベル信号がインバータ５２に入力され、
その出力信号はＨレベルで上記アンドゲート５０
に供給されるからゲートは開いて、出力信号を上
記積算タイマ５１に与える積算時間数を越える
時、フルスイツチ９の入力系において故障信号が
あれば、アンドゲート４６を介して駆動回路１８
ｃへと出力信号を出すのである。 このような構成では、水温センサ３の入力系に
故障があれば、水温センサ３の入力系からの入力
信号が上限と下限との範囲外となり、第１の診断
手段２１で故障と判定し、出力信号を駆動回路１
８ｃへ与え、故障表示手段としての警報ランプ１
５を点灯させる。 また、フルスイツチ９に関しては、診断モード
切換手段６１のコネクタ１０を接続しない限り、
故障判定の信号を駆動回路１８ｃに出力しない。 さらに、コネクタ１０を接続した条件下で、エ
ンジン回転数が予め設定された回転数N₁以上の
状態が積算タイマ５１によつて予め設定された積
算時間以上継続されるまでの間、すなわちエンジ
ン始動後、予め設定された時間が経過してエンジ
ンが安定するまでの間についても、エンジン運転
状態判定手段６０からゲート手段としてのアンド
ゲート４６に信号を与えないので（Ｌレベル出
力）、フルスイツチ９の系を診断する第２の診断
手段３４における故障信号を駆動回路１８ｃに出
力しない。 一方、コネクタ１０を接続した条件下で、エン
ジン回転数が予め設定された回転数N₁以上であ
り、この状態が予め設定された積載時間以上経過
するとエンジン運転状態判定手段６０でエンジン
が安定状態に移行したと判別してアンドゲート４
６に信号（Ｈレベル信号）を与える。そしてこの
とき、アクセルペダルを踏込み、スロツトル全開
したのにもかかわらずフルスイツチ９が動作しな
い（ONしない）、あるいはフルスイツチ９の系
が断線の場合には、第２の診断手段３４にＨレベ
ル信号が入力され続けるため、第２の診断手段３
４ではフルスイツチ９の系が故障と判別し、アン
ドゲート４６にＨレベル信号を出力するので、ア
ンドゲート４６から駆動回路１８ｃへ信号（Ｈレ
ベル信号）が出力されて警報ランプ１５を点灯す
る。 従つて、ユーザー使用状態（コネクタ１０を解
放した状態）では、水温センサのように、電気的
処理情報がそのまま自己診断の対象となるように
同期している系では、直ちに故障判定の表示を行
うが、電気的処理情報がそのまま自己診断の対象
とならない同期しない系についてはデイーラへ持
込まれた際、上記コネクタ１０の接続で、デイー
ラ側で、特殊モードとして、フルスイツチなどの
故障チエツクを行うのである。

【発明の効果】

本発明は、以上詳述したように、入力構成要素
からの入力信号および出力構成要素への出力信号
をそれぞれモニタし、入力信号あるいは出力信号
を異常の有無により診断すべき系の故障診断を行
う自己診断機能を有する内燃機関の電子制御装置
において、電気的処理情報と同期する上記構成要
素の系からの信号を入力し、故障診断を行い故障
表示手段に故障診断結果を直接表示させる第１の
診断手段と、電気的処理情報に同期しない構成要
素の系からの信号を入力し、故障診断を行う第２
の診断手段と、上記自己診断機能の診断モードを
切換える診断モード切換手段と、上記診断モード
切換手段により特定の診断モードを選択した際、
エンジン回転数が予め設定された回転数以上の状
態が予め設定された積算時間以上経過しているか
によつてエンジンが安定状態に移行したことを判
定するエンジン運転状態判定手段と、上記エンジ
ン運転状態判定手段によりエンジンが安定状態に
移行したと判定された場合のみ、上記第２の診断
手段による故障診断結果を上記故障表示手段へ表
示するのを許可するゲート手段とを備えているの
で、ユーザーによる故障表示のチエツク数が制限
され、運転中における誤診断がさけられ、ユーザ
に不必要な不安感を与えることなく、また、コネ
クタ接続などで別の電気的入力系を参加させるこ
とにより、デイーラで点検する際には、電気的処
理情報が故障診断情報と同期しない系についても
自己診断ができ、これらの特殊情報についての誤
診断をさけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す燃料噴射シス
テムのブロツク図、第２図は水温センサおよびフ
ルスイツチの各入力系における故障診断の等価回
路図である。 １〜９……入力構成要素、１２〜１４……出力
構成要素、１１ａ……自己診断機能、１５……故
障表示手段、２１……第１の診断手段、３４……
第２の診断手段、４６……ゲート手段、６０……
エンジン運転状態判定手段、６１……診断モード
切換手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力構成要素からの入力信号および出力構成
   要素への出力信号をそれぞれモニタし、入力信号
   あるいは出力信号の異常の有無により診断すべき
   系の故障診断を行う自己診断機能を有する内燃機
   関用電子制御装置において、 電気的処理情報と同期する上記構成要素の系か
   らの信号を入力し、故障診断を行い故障表示手段
   に故障診断結果を直接表示させる第１の診断手段
   と、 電気的処理情報に同期しない構成要素の系から
   の信号を入力し、故障診断を行う第２の診断手段
   と、 上記自己診断機能の診断モードを切換える診断
   モード切換手段と、 上記診断モード切換手段により特定の診断モー
   ドを選択した際、エンジン回転数が予め設定され
   た回転数以上の状態が予め設定された積算時間以
   上経過しているかによつてエンジンが安定状態に
   移行したことを判定するエンジン運転状態判定手
   段と、 上記エンジン運転状態判定手段によりエンジン
   が安定状態に移行したと判定された場合のみ、上
   記第２の診断手段による故障診断結果を上記故障
   表示手段へ表示するのを許可するゲート手段とを
   備えたことを特徴とする内燃機関用電子制御装置
   の故障診断表示装置。