JPH0463404B2

JPH0463404B2 -

Info

Publication number: JPH0463404B2
Application number: JP58165491A
Authority: JP
Inventors: Kunro Umesaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1992-10-09
Also published as: JPS6057415A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は内燃エンジンにおける燃料噴射弁等の
ような電子制御装置により駆動されるアクチユエ
ータ系の異常を検出する検出方法に関する。

［従来の技術］一般に内燃エンジン等を制御する電子制御装置
にあつては、アクチユエータ、アクチユエータ駆
動回路及びこれらの結線（以下、これらを総括し
てアクチユエータ系と称す）の作動及び通電状態
の異常を検出し、異常検出時に適当な補償動作を
行い、制御の適正化及び安定化を図つている。

従来、斯かるアクチユエータ系の異常検出は、
例えばアクチユエータの作動状態を表わす信号
（作動状態信号）を検出して電子制御装置に供給
し、前記アクチユエータの作動状態信号と電子制
御装置から出力されるアクチユエータ駆動指令信
号とを常時比較し、両者が一致しているか否かを
判別することにより行つている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、斯かる従来の作動状態信号と駆
動指令信号とを常時比較する方法によれば、両信
号を常時比較するために論理回路等より成る異常
検出回路を設ける必要がある。従つて、特に多数
のアクチユエータあるいは作動頻度の高いアクチ
ユエータの異常を検出するための処理情報は膨大
な量となり、上記異常検出回路の回路構成の複雑
化を招くと共に、コスト高となる。

更に、例えば車輌用内燃エンジンの燃料噴射弁
のように、点火装置の如きノイズ発生源の近傍に
配されるアクチユエータの場合に、前記ノイズに
よるアクチユエータの一時的な異常に起因する誤
判別の問題があり、真の異常を確実に検出できる
異常検出方法の出現が望まれている。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、アクチユエータ系の異
常を簡単且つ確実に検出できるアクチユエータ系
の検出方法を提供することにある。

［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は、電子制御装
置からアクチユエータ系に供給される駆動指令信
号と、該アクチユエータ系の作動状態を表わす作
動状態信号とを検出し、検出された該作動状態信
号と前記駆動指令信号とを比較し、この比較結果
により前記アクチユエータ系の異常を検出するア
クチユエータ系の異常検出方法において、前記電
子制御装置は制御信号パルスの出力タイミングに
同期して前記駆動信号の演算を行うと共に前記駆
動指令信号を出力し、該駆動指令信号の演算直前
及び出力開始直後の少なくとも一方の時点に於い
て検出した前記作動状態信号の値と、該検出時に
おける前記駆動信号の値との比較結果に基づき前
記異常の発生を検出し、該異常の発生回数を前記
各制御信号パルスの出力タイミングに同期して計
数し、第１の所定時間内の前記計数した異常の発
生回数が第１の所定回数以上であるか否かを判別
し、前記計数した異常発生回数が該第１の所定回
数異常であると判別されたとき第２の所定時間を
設定し、該第２の所定時間内の前記計数した異常
の発生回数が第２の所定回数以上であるか否かを
判別し、前記計数した異常発生回数が該第２の所
定回数以上であると判別されたとき前記アクチユ
エータ系に異常があると判断するものである。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

［第１実施例］第１図及び第２図は、本発明の１実施例に係る
異常検出方法が適用される電子制御装置（以下、
ECUと称する）の回路構成を示す。このECU１
０は、車輌用内燃エンジンのアクチユエータ系と
しての燃料噴射弁２１〜２４を駆動してエンジン
の運転状態に応じた所要量の燃料をエンジンに供
給し、エンジンの諸特性を最適なものとするよう
に作動する一方、燃料噴射弁２１〜２４の異常時
に補償動作を行うように構成されている。

エンジン回転数センサ（Neセンサ）１１から
の出力信号はECU１０に入力されて波形整形回
路１０１で波形整形された後、パルス状のTDC
信号としてMeカウンタ１０２及び中央演算処理
装置（以下CPUと言う）１０３に加えられる。
Meカウンタ１０２は逐次入力される各TDC信号
の発生間隔時間を逐次計数するもので、その計数
値Meはエンジン回転数Neの逆数に比例する。こ
のMeカウンタ１０２の計数値Meはデータバス１
１２をしてCPU１０３に供給される。

又、排気ガスセンサ（O₂センサ）１２，絶対
圧センサ（P_BAセンサ）１３及びエンジン冷却水
温センサ（Twセンサ）１４等の各種エンジンパ
ラメータセンサからの各入力信号は、ECU１０
に入力されてレベル修正回路１０４で所定電圧レ
ベルに修正された後、マルチプレクサ１０５によ
り所定のタイミングで順次アナログ−デイジタル
変換器（以下Ａ−Ｄ変換器という）１０６に加え
られる。Ａ−Ｄ変換器１０６は順次入力する各セ
ンサ１２〜１４からのアナロゲ信号を対応するデ
イジタル信号に変換してデータバス１１２を介し
てCPU１０３に供給する。CPU１０３にはデー
タバス１１２を介してリードオンリメモリ（以下
ROMという）１０７、ランダムアクセスメモリ
（以下RAMという）１０８及び出力カウンタ１
０９が接続されている。ROM１０７にはCPU１
０３により実行される制御プログラム、燃料噴射
弁２１〜２４の基本噴射時間Tiマツプ、各種エ
ンジンパラメータの所定の値に対応する補正係数
値又は変数値等が記憶されている。またRAM１
０８にはCPU１０３により算出された演算結果
が一時的に記憶される。

CPU１０３はTDC信号に同期してROM１０７
に記憶されている制御プログラムに従つて前述の
各種エンジンパラメータセンサ１２〜１４からの
信号に応じた補正係数値K₁又は変数値K₂をROM
１０７から読み出して算出式Tou_T＝Ti×K₁＋K₂
により燃料噴射時間Tou_Tを演算し、該演算値を
データバス１１２を介して出力カウンタ１０９に
プリセツトする。該出力カウンタ１０９はダウン
カウンタで、噴射弁駆動回路１１０に信号を出力
する。該回路１１０は、出力カウンタ１０９から
の信号が入力されている間、燃料噴射弁２１〜２
４の対応するものに駆動信号を出力してこれを開
弁作動させる。なお、各燃料噴射弁２１〜２４
は、イグニツシヨンスイツチ２５を介してバツテ
リ２６に接続されている。

ECU１０は燃料噴射弁２１〜２４の異常を検
出する異常検出回路を内蔵している。ECU１０
のCPU１０３には、アクチユエータ系の作動状
態信号即ち駆動回路１１０からの駆動信号がレベ
ル変換器１１３，入力ポート１１４及びデータバ
ス１１２を介して供給される。後述するように、
CPU１０３は前記駆動信号と駆動指令信号即ち
カウンタ１０９からのボロー端子出力とを比較し
て燃料噴射弁２１〜２４及びこれら燃料噴射弁と
CPU１０３間に介在する回路及び電線路より成
る燃料噴射系（アクチユエータ系）の異常の有無
を判断し、異常有りと判断したときに警報用駆動
回路１１５を介してECU１０に接続された故障
表示用発光ダイオード（故障表示LED）２７を
点灯し警報動作を行う。

なお、ECU１０の異常発生回数カウンタ１１
６は、前記駆動指令信号と前記作動状態信号との
間の不一致即ち異常発生の回数を表わす情報を一
時的に記憶するものである。

第２図は第１図のECU１０の一部を詳細に示
す図であり、CPU１０３は後述のように作動す
るタイマ１０３ａを内蔵し若しくは計時機能（プ
ログラムタイマ）を有する。出力カウンタ１０
９，駆動回路１１０及びレベル変換器１１３は、
夫々、各燃料噴射弁２１〜２４に対応する４組の
プリセツト式ダウンカウンタ及びAND回路、４
つのトランジスタ電力増幅回路及び４つのレベル
シフタ（燃料噴射弁２１に対応するもののみを図
示）を含む。そして、図示部分について述べれ
ば、出力カウンタ１０９のカウンタ１０９ａは、
CPU１０３からのロード信号が選択的に印加さ
れると同時に燃料噴射時間データがプリセツトさ
れ、該プリセツト値はクロツク信号が供給される
毎に減算される。そして、該プリセツト値が零に
なるまでの間、高レベルのボロー端子出力がイン
バータ１１０a′を介してトランジスタ増幅回路１
１０ａに供給され、該回路１１０ａのトランジス
タTr₁，Tr₂が導通して燃料噴射弁２１が開弁さ
れる。一方、前記プリセツト値が零になると低レ
ベルのボロー端子出力により燃料噴射弁２１が開
弁されると共に、ND回路１０９a′が閉じること
によつて、ダウンカウント動作が停止される。こ
のようにして駆動回路１１０を介して出力カウン
タ１０９に接続された４つの燃料噴射弁２１〜２
４は、TDC信号に同期して所定順序で逐次開弁
作動し、シリンダ内への燃料噴射を行う。

一方、駆動回路１１０からの駆動信号は、トラ
ンジスタ回路１１０ａの後段のトランジスタTr₂
のコレクタから取り出されてレベルシフタ１１３
ａで所定レベルに修正された後、作動状態表示信
号として入力ポート１１４及びデータバス１１２
を介してCPU１０３に供給される。

ところで、本発明の異常検出方法の要点は、電
子制御装置からのアクチユエータ駆動指令信号と
アクチユエータ系の作動状態を表わす作動状態信
号とを低頻度で間欠的に比較して異常の有無を検
出するようにしていることである。即ち、アクチ
ユエータとしての第１図の燃料噴射弁２１〜２４
の異常を検出するに際し、第３図に示すように各
TDC信号パルス（制御信号パルス）の出力タイ
ミングに同期してエンジンパラメータ値を読み込
み、該読み込んだパラメータ値により燃料噴射弁
２１〜２４の燃料噴射時間T_OUTを演算して、該
演算した燃料噴射時間T_OUTに基づき噴射弁２１
〜２４へ駆動指令信号（カウンタ１０９のボロー
端子出力信号）を出力する。このとき、燃料噴射
時間T_OUTの演算直前及び駆動指令信号の出力開
始直後の出力が安定した少なくとも一方の時点に
おいて検知した燃料噴射弁の作動状態信号（駆動
回路１１０からの駆動信号）と、該検知時の駆動
指令信号（カウンタ１０９のボロー端子出力信
号）との比較結果に基づき燃料噴射弁２１〜２４
の動作の異常を検出する。

次に、前記各TDC信号パルスの出力タイミン
グに同期して異常の発生回数を計数し、この計数
した異常発生回数が２つの所定時間内に夫々の所
定値を共に越えたときに初めて異常有りと判断す
るようにしている。即ち例えば、第４図に示すよ
うに、第２図のタイマ１０３ａの動作開始時刻t₁
から時刻t₂までの第１の所定時間T₁内での前記計
数した異常発生回数が第１の所定回数に達しない
とき、該第１の所定時間T₁経過毎にタイマを同
じ第１の所定時間T₁にセツトして異常無しと判
断する。

一方、第１の所定時間T₁が経過する以前の時
刻t₃において前記計数した異常発生回数が第１の
所定回数に達したときは、直ちにタイマ１０３ａ
を第２の所定時間T₂にツトし、該第２の所定時
間T₂経過前であつても、即ち時刻t₄にて計数した
異常発生回数が第２の所定回数に達したときは直
ちに異常有りと判断する。

第５図は本発明方法の一実施例に係る燃料噴射
弁の異常検出サブルーチンのフローチヤートを示
す。

先ず、本プログラムのスタート時のみ、CPU
１０３内のデータを初期化（イニシヤライズ）す
ると共に、タイマ１０３ａの設定時間を第１の所
定時間T₁としてから、ステツプ１以降のプログ
ラムを各TDC信号パルス（制御信号パルス）の
発生タイミングに同期して実行する。即ち、各種
センサからのエンジンパラメータ信号を第１図の
CPU１０３内に読込み（ステツプ１）、次いで第
１図の駆動回路１１０から今回ループ時に開弁作
動する予定の噴射弁（INJ）へ供給される駆動信
号、即ち駆動トランジスタTr₂のコレクタ電圧レ
ベルを読込み（ステツプ２）、該読込み値（作動
状態信号）とカウンタ１０９のボロー端子出力
（駆動指令信号）とを比較して当該噴射弁が実際
に閉弁状態にあるかを判別する（ステツプ３）。
この判別結果が肯定（Yes）ならば噴射弁の閉弁
動作は正常であるので、ステツプ１にて読込んだ
エンジンパラメータ値等に基づいて前述の算出式
より燃料噴射時間Tou_Tを算出し（ステツプ４）、
前記噴射弁に駆動指令信号を供給すべく出力カウ
ンタ１０９にTou_T値をプリセツトする（ステツ
プ５）。この結果、駆動回路１１０から付勢レベ
ル（低レベル）の駆動信号が出力される。

次いで、該駆動信号レベルの安定化を待つて付
勢レベルにあるべき駆動信号の実際のレベルを読
込み（ステツプ６）、該読込み値（作動状態信号）
とカウンタ１０９のボロー端子出力（駆動指令信
号）とを比較して該噴射弁が実際に開弁状態にあ
るか否かを判別し（ステツプ７）、この答が肯定
（Yes）ならば噴射弁の開弁動作は正常であるの
でステツプ８に移行して第１び第２の記憶情報n_F
s₁，n_Fs₂が共に値１であるか否かが判別される。
両記憶情報n_Fs₁，n_Fs₂は、夫々第１の所定時間
T₁，第２の所定時間T₂での異常判別結果を示し、
夫々RAM１０８の第１及び第２の所定番地領域
に書込まれた異常判別用のフラグ又はコード化さ
れた情報であり、本実施例では値１にて異常状態
を、値Ｏにて正常状態を表わすす。

ステツプ３，７の判別結果が否定（No）なら
ば、夫々ステツプ９及び１０に進み、夫々、異常
カウント処理がなされる。すなわち、噴射弁の閉
弁又は開弁動作に異常が発生したと判別される
と、第６図のステツプ１に於て前回ループまでに
得られた異常発生回数E_1NJを加算した値を今回の
異常発生回数E_lNJとし、次いで該回数E_lNJが第１
の所定回数E_1NJFS1に等しいか否かを判別する（ス
テツプ２）。なお、この所定回数は数回ないし数
十回の適宜値に設定される。ステツプ２の判別結
果が否定（No）ならば異常カウント処理を終了
して、第５図のステツプ９終了の場合はステツプ
４へ、ステツプ１０終了の場合はステツプ８に進
む。

そして、第５図のステツプ８の判別結果が否定
（No）ならば第２図のタイマ１０３ａがタイムア
ツプしたか否かが判別され（ステツプ１１）、そ
の答が否定（No）ならば本プログラムを終了す
る。

異常発生回数E_1NJが第１の所定回数E_lNJFS1未満
の状態で第１所定時間T₁が経過するとステツプ
１１の答が肯定（Yes）となりステツプ１２に移
行してE_1NJカウンタ１１６をリセツトする。次い
で両記憶情報n_Fs₁，n_Fs₂をクリヤし（ステツプ１
３）、タイマ１０３ａを第１の所定時間T₁にセツ
トし再スタートさせ（ステツプ１４）、本プログ
ラムを終了する。

一方、第６図のステツプ２の判別結果が肯定
（Yes）すなわち第５図のステツプ１１で判別さ
れる第１の所定時間T₁経過前に異常発生回数E_1NJ
が第１の所定回数E_1NJFS1に達したと判別されたな
らば、第１の記憶情報n_Fs₁が値１であるか否かを
判別し（ステツプ３）、その答えが否定（No）な
らば第１の記憶情報n_Fs₁の値を１とし１度目の異
常検出を完了する（ステツプ４）。次いで、異常
発生回数（E_INJ）カウンタをリセツトし（ステツ
プ５）、タイマ１０３ａを第２の所定時間T₂にセ
ツトし、再スタートさせ（ステツプ６）、異常カ
ウント処理を終了して第５図のステツプ９終了の
場合はステツプ４へ、ステツプ１０終了の場合は
ステツプ８へ夫々進む。

その後、ステツプ１１で判別される第２の所定
時間T₂が経過するまで上述の処理が繰返され、
第６図のステツプ２において異常発生回数E_INJが
第２の所定回数E_INJFS2に達したか否かが判別され
る。そして第２の所定時間T₂経過時に異常発生
回数が第２の所定回数に達していなければ、異常
検出が１度なされたにもかかわらず正常状態にあ
ると判断され、第５図のステツプ１１〜１４を経
て初期状態に戻る。

一方、第２の所定時間T₂内で異常発生回数E_INJ
が第２の所定回数E_INJFS2に達すると、第６図のス
テツプ２の判別結果が肯定（Yes）となり、又、
１度目の異常検知は既に完了しているのでステツ
プ３の判別結果も肯定（Yes）となる。この結
果、第２の記憶情報n_FS₂の値が１とされ（ステツ
プ７）、２度目の異常検知がなされる。従つて、
今回のループ時、第５図のステツプ８の判別結果
が肯定（Yes）となり、ステツプ１５に移行して
警報動作がなされ、例えば故障表示用発光ダイオ
ード２７にて故障が表示される。

このように、第５，第６図に示される異常検出
サブルーチンのプログラムによれば、各TDC信
号パルス（制御信号パルス）の出力タイミングに
同期して燃料噴射弁への駆動信号演算（第５図の
ステツプ４）の直前と燃料噴射弁への駆動信号出
力（第５図のステツプ５）の直後において検出し
た作動状態信号（駆動回路１０から出力される駆
動信号）と該作動状態信号の検出時の駆動指令信
号（カウンタ１０９のボロー端子出力信号）とを
比較して異常を検出した場合（第５図のステツプ
３及びステツプ７がNoの場合）、ステツプ９，１
０の異常カウント処理に進んで異常発生回数E_INJ
を計数し、第１の所定時間T₁内にこの各TDC信
号パルスの出力タイミングに同期して計数した異
常発生回数E_INJが第１の所定回数E_INJFS1に達し、
この時点からスタートする第２の所定時間T₂内
に計数した異常発生回数E_INJが第２の所定回数
E_INJFS2に達したときのみ、燃料噴射弁の開閉弁作
動に異常があると最終的に判断するものである。
なお、第２の所定回数は第１の所定回数と同様数
回ないし数十回のうちの適宜値に設定される。

上記実施例では各TDC信号パルスの出力タイ
ミング毎にタイマがタイムアツプしたか否か等の
一連の処理すなわち第５図のステツプ９〜１２を
行つたが、周期的に発生する割込み信号パルスに
同期して当該処理を行うようにしても良い。

［第２実施例］また、上記第１実施例では全ての燃料噴射弁の
異常発生回数の累計が第１，第２所定時間内の各
所定回数以下にあるか否かに基づき異常を検知し
ているが、各噴射弁毎に異常発生回数をカウント
し異常を個別的に検知するようにしても良い。

第７図に斯かる個別的異常判別検出の第２実施
例を示し、各噴射弁に対応する異常発生回数カウ
ンタE_INJｉ（ｉ＝１〜４）を設け、各ループ時に
対象となる噴射弁に異常があれば対応するカウン
タの異常発生回数_INJｉを更新し（ステツプ１）、
該回数が所定回数E_INJFSに等しいか否かを判別し
（ステツプ２）、その答が肯定（Yes）ならば当該
噴射弁に対応する異常表示コードKi（＝１，２，
３，４）を読出し（ステツプ３）、第１の記憶情
報n_Fs₁が該コードKiに等しいか否かを判別する
（ステツプ４）。判別結果が否定（No）ならば第
１の記憶情報n_Fs₁をKiとし（ステツプ５）、対応
する異常発生回数カウンタをリセツトし（ステツ
プ６）、タイマを再スタートさせる（ステツプ
７）。その後タイマがタイマアツプするまでに１
度目の異常検出がなされた噴射弁の異常発生回数
が所定回数に達すれば第２の記憶情報n_Fs₂をKiと
して２度目の異常検出を行い（ステツプ８）当該
噴射弁に異常があることを表示する。本実施例で
は第５図のステツプ８で両記憶情報n_Fs₁，n_Fs₂が
異常表示コードKiに等しいか否かを判別するよ
うにする。

尚、各上記実施例では、燃料噴射弁への駆動信
号演算直前と駆動信号出力の直後の両方の時点に
おいて、異常発生を検出しているがどちらか一方
の時点のみで異常を検出してもよい。

また、各上記実施例において、第１及び第２の
所定時間を等しく設定しかつ第１及び第２の所定
回数を等しく設定し処理の簡易化を図つても良
い。

［発明の効果］以上のように本発明によれば電子制御装置から
アクチユエータ系に供給される駆動指令信号と該
アクチユエータ系の作動状態を表わす作動状態信
号とを比較して異常発生を検知する異常検出方法
において、第１の所定時間内に計数した異常発生
回数が第１の所定回数以上であると判別されたと
きに第２の所定時間を設定し、該第２の所定時間
内に計数した異常発生回数が第２の所定回数以上
であると判別されたときにアクチユエータ系に異
常があると判別するようにしたので、外部ノイズ
等に起因する一時的若しくは偶発的な異常発生に
よる誤判断が回避でき、又、異常発生検出を前記
駆動指令信号の演算直前及び駆動信号の出力直後
の少なくとも一方において行うようにしたので、
異常検出に要する処理データ量を大幅に削減で
き、多数かつ動作頻度の高いアクチユエータ及び
その周辺回路の異常を膨大な回路を要することな
く確実かつ安定に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が適用される電子制御装
置の回路構成を例示するブロツク回路図、第２図
は第１図の噴射弁駆動回路及びその周辺回路を詳
細に示す部分回路図、第３図及び第４図は本発明
の方法の概要を例示的に説明するタイミングチヤ
ート、第５図は本発明の第１実施例に係る異常検
出実行サブルーチンのフローチヤート、第６図は
第５図の異常カウント処理実行サブルーチンのフ
ローチヤート、第７図は第２実施例に係る異常カ
ウント処理実行サブルーチンのフローチヤートで
ある。１０……電子制御装置、１０３……中央演算処
理装置、１０３ａ……タイマ、１１０……噴射弁
駆動回路、１１０ａ……トランジスタ電力増幅回
路、１１２……データバス、１１３……レベル変
換器、１１４……入力ポート、１１６……異常発
生回数カウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】１電子制御装置からアクチユエータ系に供給さ
れる駆動指令信号と、該アクチユエータ系の作動
状態を表わす作動状態信号とを検出し、検出され
た該作動状態信号と前記駆動指令信号とを比較
し、この比較結果により前記アクチユエータ系の
異常を検出するアクチユエータ系の異常検出方法
において、前記電子制御装置は制御信号パルスの
出力タイミングに同期して前記駆動指令信号の演
算を行うと共に前記駆動指令信号を出力し、該駆
動指令信号の演算直前及び出力開始直後の少なく
とも一方の時点に於いて検出した前記作動状態信
号の値と、該検出時における前記駆動信号の値と
の比較結果に基づき前記異常の発生を検出し、該
異常の発生回数を前記各制御信号パルスの出力タ
イミングに同期して計数し、第１の所定時間内の
前記計数した異常の発生回数が第１の所定回数以
上であるか否かを判別し、前記計数した異常発生
回数が該第１の所定回数異常であると判別された
とき第２の所定時間を設定し、該第２の所定時間
内の前記計数した異常の発生回数が第２の所定回
数以上であるか否かを判別し、前記計数した異常
発生回数が該第２の所定回数以上であると判別さ
れたとき前記アクチユエータ系に異常があると判
断することを特徴とするアクチユエータ系の異常
検出方法。２前記第１の所定時間の経過以前に前記計数し
た異常の発生回数が前記第１の所定回数に達した
とき前記第１の所定時間の経過を待たずに前記第
２の所定時間を設定し、該第２の所定時間の経過
以前に計数した異常発生回数が前記第２の所定回
数に達したとき前記第２の所定時間の経過を待た
ずに前記アクチユエータ系に異常があると判別す
る特許請求の範囲第１項記載のアクチユエータ系
の異常検出方法。３車輌用内燃エンジンの運転状態を変化させる
燃料噴射弁を含むアクチユエータ系の異常を判断
する特許請求の範囲第１項乃至第２項のいずれか
一項に記載のアクチユエータ系の異常検出方法。