JPS61292709A - 信号記憶装置 - 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） 本発明は信号記憶装置に関し、特に車両等の各種制御シ
ステムの異常原因の診断に必要な信号を記憶し、この記
憶内容からシステムの異常原因を診断するようにした信
号記憶装置に関する。

（従来技術） 従来、車両用制御システムの動作状態を監視してシステ
ム異常を診断する方法としては主に次のものが知られて
いる。

第１に、制御システムにおける異常判断に使用する動作
信号と、予め設定した異常判定のための基準値との偏差
を検出し、この偏差がある一定の大きざに達したときに
システム異常と判定して警報等を行なう方法、第２に、
制御システムを構成するセンサやアクチュエータ等をシ
ステムから切り離し、個別に診断用チェッカーを使用し
そ良否を判定する方法等である。

しかし、第１の方法にあっては、システムが完全に異常
となった場合は良いが、故障に至らなくとも一時的もし
くは間欠的に異常に至る変化を起したような場合、この
異常状態を検知することができず、また最終的に故障に
至っても途中の状況はわからないために故障原因の究明
が困難で必った。一方、第２の方法にあっても、センサ
やアクチュエータ等の単体チェックであるため、システ
ム全体としての異常を捕えることができず、また一時的
または間欠的な故障も当然チェックできないという不具
合があった。

そこで、従来の故障診断方法の問題を解消し、実装状態
でのシステム故障、特に継続的な故障は勿論のこと間欠
的な故障や一時的な故障であっても故障に至るシステム
の動作状態の記録から故障原因を追及できるようにした
診断装置が考えられている（特願昭５４−１３０８４６
号等）。

第４図はこのような従来の診断装置の概略を示したもの
で、制御システムとしてセンサ１、制御回路２、アクチ
ュエータ３及びコネクタ４，５を備え、制御回路２の入
出力信号を信号線１７．１８によって記憶回路１５に入
力し、書込制御回路１６によって制御系統の信号を所定
のタイミングで時系列的に記憶回路に書込んで記憶させ
、後に記憶回路１５の記憶内容を再生することでシステ
ム異常が起きたときの故障診断ができるようにしている
。

しかし、実際問題として記憶回路１５の記憶容量には限
度があるため、第５図に示すようなタイマ２１を備えた
回路を使用し、所定のタイミングでタイマ２１を起動し
、タイマ２１で定まる一定期間のデータのみを記憶する
・ようにしている。

例えば、エンジン始動スイッチ２０のオンでタイマ２１
を起動し、Ｔ時間に亘って得られるタイマ出力をアンド
ケート２３に与え、アンドゲート２３から発娠器２２に
よる書込クロック２４を一定時間出力して記憶回路１５
にデータを書込むようにしている。

しかし、このような信号記憶による診断装置におっても
次の問題があった。

まず、制御システムの異常を正確に捕えるためには、制
御演算に使用している制御データのサンプリングインタ
ーバルより短いタイミングで記憶データを取込む必要が
あるが、通常、１ｍｓ以下の極めて高速のタイミングと
なるため、時系列データとして記憶させるには記憶容量
が膨大になる。

また、所定期間のみデータ記憶を行なっても、その期間
に異常が発生するとは限らず、結局故障診断のための記
憶データが常に得られるとは限らない。

更に、記憶容量の制約から記憶データのサンプリングレ
ートを押えて充分な期間データ記憶を行なったとしても
、故障診断に必要な異常データは記憶データの中のわず
かな部分にしか通常存在せず、再生データから異常デー
タを捜し出すのに手間がかかり、同時に異常データの記
憶量からみると、メモリ容量に大きな無駄が生じている
。

この問題を解決する方法しては、所定の記憶容量をもっ
た書換可能な記憶回路に順次データを入力することで、
記憶容量に達したときには最も古いデータから逐次最新
データに書換え、更に、システム異常が発生した時点で
データ書込みを停止させると共にデータを保持させるこ
とで異常発生時のデータ記憶ができるようにした方法が
考えられる。

第６図はこのときの記憶回路のデータ書込状態を示した
もので、メモリの記憶可能エリアがＭＯ０番地ら１ｖｌ
ｎ番地であったとすると、矢印で示すように時系列デー
タが時刻ｔｏから順次記憶され、もし時刻ｔ×の時点で
記憶停止がかかったとすると、そのとき保存されている
データは、時刻ｔｘ−ｔｙ期間のものとなり、データは
古い順にＭＸ−１番地からＭｎ番地及びＭＯ０番地らＭ
Ｘ番地の順に記憶されている。

例えば書込停止をかける条件としてエンジン制御システ
ムのエンストを例にとると、−ｔｍ的にはＩＮＧスイッ
チがオンのままエンジン回転数Ｎが所定回転数Ｎｏ以下
に低下したときでおる。

即ち、第７図（Ａ＞に点線で示すように、エンジン回転
数Ｎが時間の経過とともに低下して所定の回転数ＮＯ以
下となり、最終的に、エンジン回転数Ｎが零となったと
きである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、場合によっては、第７図（Ａ＞に実線で示すよ
うに、−瞬の回転落ち込み後に復帰する場合も往々にし
である。

そこで、確実にエンストを判定するためには、エンジン
回転数を複数回サンプリングし、全てが所定回転数Ｎｏ
以下となったときエンストと判定する等、エンスト判定
に時間をかけることが考えられる。

しかし、エンスト判定に時間をかけていると、その間に
も第６図に示したようにデータ書込が継続されているた
め、エンスト判定に要する時間をΔ王とすると、ΔＴ時
間分だけ無駄なデータ書込となり、このエンスト判定時
間へＴを見込んだメモリ容量を必要とする。

また、第４図（Ｂ）（Ｃ）のように、エンジン回転数の
低下パターンは、車両の走行条件などに依存してさまざ
まな時間変化を生じ、エンスト判定時間ΔＴも変る可能
性があり、エンスト時から常に故障原因に関連する一定
時間分のデータを確保することが困難であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
システム異常を検出したときに異常判定に時間がかかつ
ても記憶容量を増やすことな（、異常と判定されたとき
には常に異常状態に至るまでの一定期間の信号データの
記憶を確保して記憶内容から故障原因を容易に究明でき
るようにした信号記憶装置を提供することを目的とする
。

この目的を達成するため本発明に必っでは、システム異
常に陥る動作状態の変化を検出したらまず記憶回路への
データ書込を停止し、このデータ書込停止後に動作状態
の変化を一定時間監視し、システム異常に至らなかった
ときには、書込停止を解除して再びデータ書込を再開し
、一方、システム異常に至ったときには、書込停止時の
データをそのまま保持させるようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロック図であり、
制御システムとして車両用のエンジン制御システムを例
にとり、また制御システムの異常としてはエンストを例
にとるものとする。

まず構成を説明すると、１はエンジン制御システムに用
いられるセンサであり、例えば空気量センサ、クランク
角センサ、水温センサ、油圧センサ、負圧センサ等があ
る。２は制御回路であり、センサ１から得られた各種の
検出信号に基づいて、エンジンの最適燃焼条件を得るた
めの制御処理を行なう。３はアクチュエータであり、例
えばエンジン点火制御のための点火プラグ、燃料噴射用
のインジェクタ等で成る。更にセンサ１と制御回路２は
コネクタ４で接続され、また制御回路２とアクチュエー
タ３はコネクタ５で接続されている。

３０はセンサ１、制御回路２及びアクチュエータ３で成
るエンジン制御システムからエンストの故障原因を究明
するための信号を信号線４０，４１により取入れた入力
インタフェースであり、信号・線４０からはエンスト時
のエンジン状態のセンサ信号を取入れ、また信号線４１
からはエンスト時の制御回路２の制御信号を取入れてい
る。

入力インタフェース３０からの信号は信号線４２を介し
て記憶制御回路３１に与えられ、記憶制御回路回路３１
による書込制御のちとに記憶回路３２に時系列データと
して書込まれる。この記憶制御回路３１は後の説明で明
らかにするマイクロコンピュータによる制御指令のもと
に記憶回路３２に対する書込みの開始と停止を行なう。

記憶回路３２にはバックアップ用電源３３が接続され、
イグニションスイッチをオフにしても記憶回路３２の記
憶内容が保持できるようにしている。勿論、記憶回路３
２として不揮発性メモリを使用すれば、バックアップ用
電源３３は不要である。

３６は本発明による記憶回路３２に対するデータ書込み
の停止と再開をプログラム制御により実行するＣＰＵで
あり、制御プログラムを固定的に格納したＲＯＭ３７と
、制御処理に必要なデータを一時記憶するＲＡＭ３Ｂが
接続されている。

このＣＰｔＪ３６に対しては、エンジンの回転数Ｎを検
出する回転数処理回路３４の出力が与えられ、また処理
回路３５からイグニションスイッチのオン、オフを示す
信号が与えられている。回転数処理回路３４に対しては
エンジン回転数に比例した数のパルス信号４４が与えら
れ、このため回転数処理回路３４はエンジン回転パルス
の周期に基づいてエンジン回転数Ｎを求め、ＣＰＵ３６
に与える。また処理回路３５にはイグニションスイッチ
の出力側から分岐された信号線の信号４５が入力されて
いる。

ＣＰＵ３６によるエンストの原因を診断するためのセン
サ信号及び制御回路２０の制御信号の書込制御は次の条
件に従って行なわれる。

書込みの継続； （ａ　）イグニションスイッチがオンしていること（ｂ
　）エンジン回転数Ｎが規定回転数Ｎ１以上であること 書込み停止： ＜ａ　＞イグニションスイッチがオンしていること（ｂ
　）エンジン回転数が所定回転Ｎ１以下であること 書込みの再開； （ａ　＞イグニションスイッチがオンでおること（ｂ　
）書込みが停止されていること （Ｃ）書込みを停止してから一定時間の間に所定回転数
Ｎ２　（Ｎ２＜Ｎ１　）以下に落ち込まなかったこと 書込み停止後のエンスト判定によるデータ保持；（ａ　
＞イグニションスイッチがオンしていること（ｂ）＆ｉ
込み停止から一定時間の間に所定回転数Ｎ２以下に落ち
込んだこと 次に第１図の実施例による制御処理を第２図のフローチ
ャートを参照して説明する。尚、第２図において［Ａ］
はエンスト判定による書込制御のメインフローを示し、
［８１はエンジン回転パルスからエンジン回転数を演算
するためのフローを示す。

まず制御システムの電源をオンすると、マイクロコンピ
ュータ３６にイニシャルリセットがかけられ、第２図［
Ａ］のメインフローが実行される。

勿論、エンジン制御システムにあってはシグニションス
イッチのオンで電源が入る。

まずステップ（１）でシステムの初期化、定数の初期設
定等が行なわれ、次のステップ（２）でエンジン回転数
Ｎが所定値Ｎｏ以上か否かを判定する。

ここでエンジン回転数Ｎの検出は、例えば第２図［８］
のフローに示すような処理により求められる。即ち、第
１図の回転数処理回路３４に対しては、エンジン回転パ
ルス４４が入力していることから、このエンジン回転パ
ルス４４の立上りでマイクロコンピュータ３６に割込み
をかけ、第２図［８］のフローを実行する。

即ち、第３図のタイムチャートに示すように、エンジン
回転パルス４４に対し、充分高速な所定周波数のクロッ
クパルスを使用し、このクロックパルスを計数している
カウンタをステップ（１２）で停止させ、次のステップ
（１３）でカウンタ停止時のカウント値を読込み、ステ
ップ（１４）で読込んだカウント値をメモリの所定アド
レスに記憶する。更にステップ（１５）でカウンタをリ
セットし、再び第２図［Ａ］のメインフローにもどる。

このような［８］に示すフローをエンジン回転パルスが
得られる毎に実行すれば、第３図に示すエンジン回転パ
ルスのパルス間隔Ｔ１．Ｔ２．・・・をその都度クロッ
クパルスの数として計数することができ、このパルス数
がエンジン回転数が逆数に比例した値となることから、
カウント値を記憶した時点でエンジン回転数Ｎに相当す
るデータが記憶されることになる。　　・ 再び第２図［Ａ］のメインフローを参照するに、ステッ
プ（２）でエンジン回転数Ｎが所定値Ｎ。

以下であればステップ（３）に進み、イグニションスイ
ッチのオン、オフを判定する。イグニションスイッチが
オンしていれば再びステップ（２）（もどり、この時は
エンジン始動直後の回転が上がる前の状態にあることか
ら、ステップ（２）。

（３）の処理を繰返してエンジン回転数Ｎが所定値Ｎ０
以上になるまで待つ。

一方、ステップ（３）でイグニションスイッチがオフで
あれば、例えばイグニションスイッチをオンしてもクラ
ンキングのみでエンジンが停止したものとみなし、制御
を停止させる。

次にステップ（２）でエンジン回転数ＮがＮ。

以上となった場合にはステップ（４）に進み、エンジン
制御システムの動作信号より得られた信号データの記憶
回路３２への書込みを開始させる。

続いて、ステップ（５）に進み、エンスト発生チェック
のための判別処理を行なう。その間、第２図［Ｂ］のエ
ンジン回転数Ｎを算出するフローはエンジン回転パルス
が得られる毎に繰返されており、ステップ（５）ではエ
ンジン回転パルスが得られる毎に算出されたエンジン回
転数Ｎと所定の回転数Ｎ１を比較し、エンジン回転数Ｎ
が所定回転数Ｎ１以上であれば、エンジンは正常に回転
しているものとしてステップ（４）のデータ書込みを継
続している。

一方、エンジン回転数Ｎ１が所定回転数Ｎ１以下に下が
ると、ステップ（６）に進み、データ書込みを停止させ
る。従って、記憶回路３２にはデータ書込みを停止した
時から一定期間前までの信号データが書込まれた状態に
おる。

次にステップ（７）で再びイグニションスイッチのオン
、オフを判定する。ここでイグニションスイッチがオフ
となっていた場合には、エンストではなく単にイグニシ
ョンスイッチを切ってエンジンを停止させたノーマルな
状態なので、書込み停止を保持したまま処理を終了する
。

一方、イグニションスイッチがオンしていた場合には、
エンストの可能性があることからステップ（８）に進み
、更に一定時間の間エンジン回転数Ｎの経過を監視する
。例えば、一定時間の間に第２図［Ｂ］のフローで算出
されるエンジン回転数Ｎを所定回数連続してチェックし
、その平均値Ｎを求め、次のステップ（９）で平均値Ｎ
からエンストか否かを判定する。

ステップ（９）で平均値＆が所定回転数Ｎ２（但し、Ｎ
２＜Ｎ１＞以下であるか否かを監視しており、所定回転
数Ｎ２以下に下がらなければ第７図［Ａ］に実線で示し
たように一時的なエンジン回転の落込みであるため、エ
ンストを対象としたデータ記録の必要はないことから、
ステップ（１０）に進み、ステップ（６）で停止した記
憶回路３２へのデータ書込みの停止を解除し、再びステ
ップ（４）にもどり、データ書込みを再開させる。

一方、ステップ（９）で平均値Ｎが所定回転Ｎ２以下に
落ち込んだ時には、確実にエンストであることからステ
ップ（１１）に進み、ステップ（６）で書込みが停止さ
れて、その時記憶回路３２に残されているデータを保存
するための制御処理を行ない、一連の処理を終了する。

このようにエンストの箭段瑛象として瑛われるエンジン
回転数の低下が発生した時点で、直ちに記憶回路に対す
るデータ書込みを停止し、データ書込み停止の時点から
エンジン回転数の経過を監視し、確実にエンストに至っ
た場合にのみ、書込み停止状態で残っている記憶データ
の保持を行なうため、記憶回路には確実にエンストの原
因となる一定期間の間の信号データの記憶が確保される
こととなり、エンスト後に記憶回路の記憶データを再生
することでエンストの故障原因を確実且つすみやかに知
ることができる。

尚、上記の実施例はエンジン制御システムを例にとるも
のであったが、本発明はこれに限定されず、故障診断の
ためのデータ記憶を必要とする自動空調システム、オー
トマチックトランスミッションの制御システム、アンチ
スキッド制御システム等の適宜の車両用制御システムに
つき、そのまま適用することができる。

（発明の効果） 以上、説明してきたように本発明によれば、システム異
常に至る動作状態の変化を検出したら、まず記憶回路の
データ書込みを停止し、このデータ書込み停止後に動作
状態の変化を一定時間監視し、システム異常に至らなか
った時には書込み停止を解除して再びデータ書込みを再
開し、一方、システム異常に至った時には書込み停止時
のデータをそのまま保持させるようにしたため、異常現
象が検出されてから最終的に異常状態と判断されるまで
に判断時間を必要としても、最初の異常判定時にデータ
書込みが停止されていることから、異常判定時間の間の
無駄なデータ書込みが行なわれず、また異常判定期間に
対応したメモリ容量も確保する必要がなく、常に故障原
因につながる一定期間の信号データを効率良く確実に記
憶することができ、記憶データの再生による迅速且つ確
実な故障原因の究明が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図、第２図
は第１図の実施例による信号の記憶制御処理を示したフ
ローチャート、第３図はエンジン回転数の算出に用いる
エンジン回転パルスと計数用クロックパルスを示したタ
イムチャート、第４゜５図は従来例を示したブロック図
、第６図は従来の時系列的な信号記憶を示した説明図、
第７図はエンスト時のエンジン回転数の時間変化を示し
たタイムチャートである。 １：センサ ２：制御回路 ３：アクチュエータ ４．５：コネクタ ３０：入力インタフェース ３１：記憶制御回路 ３２二記憶回路 ３３：バックアップ用電源 ３４：回転数処理回路 ３５：処理回路 ３６：ＣＰＵ ３７：ＲＯＭ ３８：ＲＡＭ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 システムの異常原因の診断に必要な信号を所定の記憶容
   量をもった記憶回路に時系列的に記録する信号記憶装置
   に於いて、 システム動作状態を監視し、システム異常に陥る制御状
   態の変化を検出したとき前記記憶回路へのデータ書込み
   を停止させる書込停止手段と、該書込停止後の動作状態
   の変化を一定時間監視しシステム異常に至らなかったと
   きは前記書込停止を解除して書込を再開させる書込再開
   手段と、前記書込停止後の一定監視時間内に制御異常に
   至ったときは書込停止時のデータを保持させる記憶保持
   手段とを設けたことを特徴とする信号記憶装置。