JP2003120412A

JP2003120412A - 内燃機関の運転状態記憶装置

Info

Publication number: JP2003120412A
Application number: JP2001314092A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Morigami; 忠昭森上
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: JP4110761B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の稼動状況の履歴を継続して適性に
記憶し、かつその記憶装置である不揮発性メモリの信頼
性を向上させ得る内燃機関の運転状態記憶装置を提供す
る。【解決手段】内燃機関の稼動情報を演算処理する中央
処理ユニット１２と、演算処理された稼動情報をいくつ
かに範囲分けされたセンサ値に対応させて一時的に記憶
する揮発性メモリ１４と、一時的に記憶された前記稼動
情報を格納する不揮発性メモリ１６とを有する内燃機関
の運転状態記憶装置であって、所定のクランク回転回数
毎に時間を計測し、かつそのときのセンサ値を決定し、
計測された時間を、前記いくつかに範囲分けされたセン
サ値の内で前記決定されたセンサ値に基づき決定された
範囲に対応させて積算し、積算時間を揮発性メモリ１４
に記憶し、所定のクランク回転回数毎のタイミングで、
揮発性メモリに記憶された時間を不揮発性メモリに格納
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汎用、車両用ある
いは船舶用の内燃機関の運転状態記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の回転数別の使用頻度等、内燃
機関の運転履歴をメモリに記憶（格納）して、その運転
履歴情報を読み出して、内燃機関の不具合・故障等の各
種診断の情報として使用する技術が検討されている。こ
の種の技術において、エンジンの稼動状態を記憶する場
合、その情報を永久的に残すためには、中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）で演算処理した稼動情報を記憶している揮
発性メモリ（ＲＡＭ）から不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ等）にデータを転送する必要がある。ただ、不揮発性
メモリには書き換え回数に制限があり、特に１０万回以
上の書き換えでは信頼性が低下すると言われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
エンジン停止時の通常操作では同時にイグニッションキ
ースイッチ（IGN KEY）をオフ(OFF)する場合もあるた
め、コントロールユニットにバックアップ電源や自己遮
断回路が必要になり、前記エンジン停止時にデータを転
送する方式ではユニットの小型化、コストの低減の要求
に対して逆行する制御方式になっていたという問題があ
った。

【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に着目し
てなされたもので、内燃機関の稼動状況の履歴を継続し
て適性に記憶し、かつその記憶装置である不揮発性メモ
リの信頼性を向上させ得る内燃機関の運転状態記憶装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、センサあるい
はスイッチから得られた内燃機関の稼動情報を演算処理
する中央処理ユニットと、演算処理された稼動情報をい
くつかに範囲分けされたセンサ値に対応させて一時的に
記憶する揮発性メモリと、一時的に記憶された前記稼動
情報を格納する不揮発性メモリとを有する内燃機関の運
転状態記憶装置であって、所定のクランク回転回数毎
に、時間を計測し、かつそのときのセンサ値を決定する
手段と、計測された時間を、前記いくつかに範囲分けさ
れたセンサ値の内で前記決定されたセンサ値に基づき決
定された範囲に対応させて積算し、積算時間を揮発性メ
モリに記憶する手段と、所定のクランク回転回数毎のタ
イミングで、揮発性メモリに記憶された時間を不揮発性
メモリに格納する手段とを有することを特徴とする内燃
機関の運転状態記憶装置である。本発明によれば、所定
のクランク回転回数毎に、時間を計測し、かつそのとき
のセンサ値を決定し、計測された時間を、前記いくつか
に範囲分けされたセンサ値の内で前記決定されたセンサ
値に基づき決定された範囲に対応させて積算し、積算時
間を揮発性メモリに記憶するので、内燃機関が低回転で
使用されている場合に、センサ出力は急激に変化する可
能性が少ないため、稼動運転時間の計測は時間が長くな
り、逆に、高回転の急激な変化が発生する場合には計測
時間を短くすることができ、精度良く計測することが可
能となる。また、所定のクランク回転回数毎のタイミン
グで、格納するので、不揮発性メモリの不必要な格納回
数を減らすことができ、データの信頼性を向上させるこ
とができる。また、揮発性メモリに記憶された時間を不
揮発性メモリに格納するので、同内容を不揮発性メモリ
に書き込むのでデータ化けを容易に判定することが可能
であり、修正も容易である。

【０００６】なお、本発明においては、揮発性メモリに
記憶された時間を不揮発性メモリに格納する手段は、通
常操作において内燃機関のイグニッションスイッチがオ
フされる可能性のある所定期間内に格納を行うことが好
適である。また、所定の期間は、内燃機関が所定回転速
度以下であることが好適である。また、所定の期間は、
内燃機関が規定吸入圧力範囲外であることが好適であ
る。また、所定の期間は、内燃機関が規定スロットル開
度以下であることが好適である。

【０００７】ここで、本発明においては、揮発性メモリ
に時間を積算するクランク回転回数は不揮発性メモリに
格納する第２のクランク回転回数と同じとするばかりで
なく、揮発性メモリに時間を積算するクランク回転回数
は不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数よ
りも少なくすることが好適である。このようにすれば、
短期間でのセンサ出力変化を長期間への変化に置き換え
ることができ、不必要な詳細データを記憶することが防
止できる。また、所定のクランク回転回数毎の時間を、
センサ値から決定される範囲に対応させて積算し、積算
された時間の内で最も時間の多いセンサ値に対応する時
間のみ変更することが好適である。このようにすれば、
センサにより、その変化特性が異なるため、それぞれ適
したデータの取得方法を選択することができる。この場
合、所定のクランク回転回数毎にセンサ値を度数分布化
し、その頻度にセンサ値範囲毎で所定の係数を演算さ
せ、演算後の値の最も大きい範囲の時間のみ変更するこ
とが好ましい。また、所定のクランク回転回数毎のセン
サ値を平均化し、その平均化されたセンサ値の範囲の時
間のみ変更することが好ましい。また、所定のクランク
回転回数で決定されるセンサ値は、不揮発性メモリに格
納する第２のクランク回転回数のタイミングで変更され
ることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図に基づき本発明の実施の
形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に適用
するエンジン（内燃機関）の運転状態記憶装置の説明ブ
ロック図、図２はデータ取り込みの制御フローチャー
ト、図３はデータ書き換えの制御フローチャート、図４
は同時間のインターバル時間とした比較例におけるエン
ジンの回転情報の変化例、図５は比較例の時間を加算し
て説明図、図６は実施形態のエンジンの回転情報例、図
７は実施形態の時間を加算した例の説明図、図８はデー
タ取得とデータ書き換えの基準となる回転回数を異なる
ものにした説明図、図９（ａ），（ｂ）は図８の場合の
データ決定の各説明図である。

【０００９】実施形態は、エンジンの稼動状況の履歴を
継続して適性に記憶し、かつ記憶装置である不揮発性メ
モリの信頼性を向上することができるエンジンの運転状
態記憶装置である。図１に示すように、運転状態記憶装
置は、エンジンに搭載された燃料噴射制御装置と共に搭
載されたものであるが、燃料噴射制御装置とは別にハー
ドウエアを構成しても良い。前記運転状態記憶装置に
は、制御ユニット１０内に中央処理ユニット（ＣＰＵ）
１２、揮発性メモリ１４、不揮発性メモリ１６、各入出
力インターフェイス（例えばアナログ／デジタル変換
器）１８、各駆動回路２０が内蔵等されて設けられ、ク
ランク角センサ２２ａ、カム角センサ２２ｂ、スロット
ル全閉スイッチ２２ｃ、ニュートラルスイッチ２２ｄ、
吸気圧センサ２２ｅ、および温度センサ２２ｆ等のセン
サ群あるいはスイッチ群が各インターフェイス１８を介
して接続され、また、ＩＳＣ（アイドルスピードコント
ロール）２４ａおよびインジェクタ２４ｂ等が駆動回路
２０で接続される。

【００１０】センサ、スイッチ群から得られるエンジン
稼動情報は、前記制御ユニット１０内のＣＰＵ１２と揮
発性メモリ１４を用いて演算処理され、不揮発性メモリ
（電気的消去可能ＰＲＯＭ）１６に保存される。その保
存される情報は、エンジン回転速度情報、温度情報、圧
力情報等の既存の燃料噴射装置（システム）から容易に
推測される内容である。この実施形態では、稼動時間情
報としてエンジン回転速度について説明するが、本発明
はこの情報に限定されるものではない。

【００１１】比較例では、図６に示すように、予め決め
られた時間間隔（Ｓ１〜Ｓ２４）毎にエンジン回転速度
（ａ〜ｅ（ｒｐｍ）：（ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅでそれぞれ
任意に設定））を検知し、図７に示すように、そのデー
タをいくつかに範囲分けされたエンジン回転速度（ａ未
満，ａ〜ｂ，ｂ〜ｃ，ｃ〜ｄ，ｄ〜ｅ，ｅ以上）のうち
の該当する一つの範囲に対応してカウントアップする。
つまり同じタイミングで各データを書き換える（上書き
等で書き換える）。

【００１２】この比較例では、センサ値の情報取得イン
ターバルは時間を基準としているため、高回転速度から
低回転速度等の速度変化があった場合にも設定された時
間内では、データの更新は行われず、その機関に変化し
た回転速度を演算処理した値をその期間内のデータとし
て扱っている。また、稼動時間と回転速度の判定誤差を
減少させる場合、インターバルを短い時間に設定し、取
り扱うデータ量を増やして対応していた。これら情報
は、揮発性メモリに一旦記憶され、その後エンジン停止
時不揮発性メモリへと転送される。データの転送は決め
られた時間間隔毎に実施することも可能である。エンジ
ン停止時にデータを転送する場合、不揮発性メモリの書
き換え回数は減少するが、バックアップ電源や自己遮断
回路が必要となる。また、決められた時間間隔でデータ
転送を実施する場合、バックアップ電源等が不要となる
が、不揮発性メモリの書き換え回数が多くなってしま
い、それを防止するには書き換え間隔を長くすることが
必要となり、記憶する稼動時間データが粗いサンプリン
グとなり信頼性が低下した。逆に、インターバルを短く
してデータ量を増やした場合、不揮発性メモリの書き換
え回数が増加し、データの信頼性低下を招いてしまう。

【００１３】（実施形態１）これに対して、実施形態１
では、上記のような比較例の問題点を解消するべく、図
２のように、データ取り込みにおいては、エンジンのク
ランク軸の所定回転回数に準じ、その回転回数Ｘに要し
た時間αから回転速度を決定し（ステップ（図２、３で
は「Ｓ」と略記）１）、その回転速度の範囲（時間の範
囲Ｅ未満、Ｅ〜Ｄ，Ｄ〜Ｃ、Ｃ〜Ｂ、Ｂ〜Ａ、Ａ以上）
に対応して今回要した時間αを加算する（ステップ２〜
６とステップ２ａ〜６ａ、６ｂ）。加算後に時間αに
は、０秒としてクリアする（ステップ７）。このように
回転回数を使用することで、回転速度に応じてインター
バル（この場合はエンジン回転速度検知の時間間隔；図
４でＳ１〜Ｓ２４で示す）は変化し、高回転速度時のイ
ンターバルに対応する時間は、低回転速度時のインター
バルに比較して短くなる。したがって、回転速度が変化
した場合でも、その変化の度合いに合わせてインターバ
ルに対応する時間が変化し、必要以上にデータ量を増や
すことが無く、また、精度よく稼働時間のデータをサン
プリングすることが可能となる。これは、不揮発性メモ
リへの格納を所定のインターバルに従って行うのに、そ
の基準をクランク軸回転回数にすることで容易に情報の
サンプリング時間を変更可能とする技術である。

【００１４】また、上記では、データのサンプリング方
法を変更することで不揮発性メモリへの書き換え回数を
減少させることができる方法であるが、以下の技術でも
さらに効果を得ることができる。図３には、データの不
揮発性メモリの書き換えのフローチャートを示してい
る。

【００１５】（実施形態２）エンジンを停止させる場
合、通常回転速度を低下させ機関の出力を抑えた後、エ
ンジンイグニッションスイッチ等の操作を利用して停止
させる。また、自動車や船外機等ではスロットルを全閉
とし、シフトを所定の位置（ニュータラル位置、パーキ
ング位置など）に戻し機関を停止させる。これらの操作
を実施せずに、エンジンを停止することはまれであり、
もしこの操作以外で停止したとしてもその時間は非常に
短いため全体の稼動時間にほとんど影響を与えない。

【００１６】実施形態２では、上記の条件を利用して、
揮発性メモリから不揮発性メモリへのデータ転送のタイ
ミングを所定のエンジン回転速度範囲で行う。すなわ
ち、図３に示すように、回転回数Ｘに要した時間αを求
め（ステップ（Ｓ）２１）、この時間αが前記時間の範
囲のＣを超えていない状態（Ｃ以下）であれば（ステッ
プ２２〜２３）、揮発性メモリのみを書き換え（ステッ
プ２８）、一方、時間αがＢを超えた場合（ステップ２
４）、揮発性メモリと不揮発性メモリを書き換える（ス
テップ２７）。または、時間がＢ以下でＣを超えていた
場合には、スロットル全閉スイッチがオン（ステップ２
５）、あるいは、ニュートラルスイッチがオン（ステッ
プ２６）のときには、揮発性メモリと不揮発性メモリを
書き換える（ステップ２７）。それ以外には、揮発性メ
モリのみを書き換える（ステップ２８）。

【００１７】以上のようにして、実施形態では、回転速
度の低い場合でのみ不揮発性メモリの更新が実施され、
回転速度が高い場合（時間が短い）では更新が行われ
ず、揮発性メモリのみで書き換えが実施される。一方、
回転速度が低くなって所定範囲内になった場合、不揮発
性メモリの更新が実施される。また、スロットル全閉や
シフトが所定の位置である場合、この条件はエンジン運
転中の限られた期間となるため、回転速度が低い場合と
同様に、不揮発性メモリの更新回数を制限することがで
きる。また、データのサンプリング方法の変更、不揮発
性メモリへのデータ転送の限定を同時に実施することで
詳細稼動時間データの記憶、不揮発性メモリの信頼性向
上を併せて行うことができる。

【００１８】上記のことから本発明と比較例を比較する
と次のようなる。すなわち、比較例では、回転速度がい
くつあっても同様のサンプリングを行うため、必要以上
にデータの更新を実施していた。また、データの最高値
をとっていたため、実際の使用状況とは異なるデータの
更新を行ってしまっていた。これに対して、本発明で
は、上記各実施例のように、低回転速度時は高回転速度
時に比べて長いサンプリング時間となるため、データの
更新回数を低減することができる。また、高回転速度時
では不揮発性メモリのデータ更新を実施しないため、更
に更新回数を削減できた。また、回転回数をサンプリン
グに使用するため、最高値とは異なり実際の使用状況に
近い、平均のデータを得ることが可能である。

【００１９】ここで、本発明においては、揮発性メモリ
に時間を積算する第１のクランク回転回数は不揮発性メ
モリに格納する第２のクランク回転回数と同じとするば
かりでなく、図８に示すように、揮発性メモリに時間を
積算するクランク回転回数は不揮発性メモリに格納する
第２のクランク回転回数よりも少なくすることが好適で
ある。このようにすれば、短期間でのセンサ出力変化を
長期間への変化に置き換えることができ、不必要な詳細
データを記憶することが防止できる。また、所定のクラ
ンク回転回数毎の時間を、図８（ａ）に示すように、セ
ンサ値から決定される範囲に対応させて積算し、積算さ
れた時間の内で最も時間の多いセンサ値に対応する時間
のみ変更することが好適である。このようにすれば、セ
ンサにより、その変化特性が異なるため、それぞれ適し
たデータの取得方法を選択することができる。この場
合、所定のクランク回転回数毎にセンサ値を度数分布化
し、その頻度にセンサ値範囲毎で所定の係数を演算さ
せ、演算後の値の最も大きい範囲の時間のみ変更するこ
とが好ましい。また、図８（ｂ）に示すように、所定の
クランク回転回数毎のセンサ値を平均化し、その平均化
されたセンサ値の範囲の時間のみ変更することが好まし
い。また、所定のクランク回転回数で決定されるセンサ
値は、不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回
数のタイミングで変更されることが好ましい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれば
内燃機関の稼動状況の履歴を継続して適性に記憶し、か
つその記憶装置である不揮発性メモリの信頼性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に適用するエンジン（内燃機
関）の運転状態記憶装置の説明ブロック図である。

【図２】データ取り込みの制御フローチャートである。

【図３】データ書き換えの制御フローチャートである。

【図４】同時間のインターバル時間とした比較例におけ
るエンジンの回転情報の変化例説明図である。

【図５】比較例の時間を加算して説明図である。

【図６】実施形態のエンジンの回転情報例である。

【図７】実施形態の時間を加算した例の説明図である。

【図８】データ取得とデータ書き換えの基準となる回転
回数を異なるものにした説明図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は図８の場合のデータ決定の各
説明図である。

【符号の説明】

１０制御ユニット１２中央処理ユニット１４揮発性メモリ１６不揮発性メモリ１８入出力インターフェイス２０駆動回路２２ａクランク角センサ２２ｂカム角センサ２２ｃスロットル全閉スイッチ２２ｄニュータラルスイッチ２２ｅ吸気圧センサ２２ｆ温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサあるいはスイッチから得られた内
燃機関の稼動情報を演算処理する中央処理ユニットと、
演算処理された稼動情報をいくつかに範囲分けされたセ
ンサ値に対応させて一時的に記憶する揮発性メモリと、
一時的に記憶された前記稼動情報を格納する不揮発性メ
モリとを有する内燃機関の運転状態記憶装置であって、所定のクランク回転回数毎に、時間を計測し、かつその
ときのセンサ値を決定する手段と、計測された時間を、前記いくつかに範囲分けされたセン
サ値の内で前記決定されたセンサ値に基づき決定された
範囲に対応させて積算し、積算時間を揮発性メモリに記
憶する手段と、所定のクランク回転回数毎のタイミングで、揮発性メモ
リに記憶された時間を不揮発性メモリに格納する手段
と、を有することを特徴とする内燃機関の運転状態記憶装
置。
【請求項２】揮発性メモリに記憶された時間を不揮発
性メモリに格納する手段は、通常操作において内燃機関
のイグニッションスイッチがオフされる可能性のある所
定期間内に格納を行うことを特徴とする請求項１に記載
の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項３】所定の期間は、内燃機関が所定回転速度
以下であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関
の運転状態記憶装置。
【請求項４】所定の期間は、内燃機関が規定吸入圧力
範囲外であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機
関の運転状態記憶装置。
【請求項５】所定の期間は、内燃機関が規定スロット
ル開度以下であることを特徴とする請求項２に記載の内
燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項６】揮発性メモリに時間を積算するクランク
回転回数は不揮発性メモリに格納する第２のクランク回
転回数よりも少ないことを特徴する請求項1ないし５の
うちのいずれか1項に記載の内燃機関の運転状態記憶装
置。
【請求項７】所定のクランク回転回数毎の時間を、セ
ンサ値から決定される範囲に対応させて積算し、積算さ
れた時間の内で最も時間の多いセンサ値に対応する時間
のみ記憶時間を変更することを特徴とする請求項１か６
のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の運転状態記憶
装置。
【請求項８】所定のクランク回転回数毎にセンサ値を
度数分布化し、その頻度にセンサ値範囲毎で所定の係数
を演算させ、演算後の値の最も大きい範囲の時間のみ変
更することを特徴とする請求項１ないし６のうちのいず
れか1項に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項９】所定のクランク回転回数毎のセンサ値を
平均化し、その平均化されたセンサ値の範囲の時間のみ
変更することを特徴とする請求項１ないし６のうちのい
ずれか1項に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項１０】所定のクランク回転回数で決定される
センサ値は、不揮発性メモリに格納する第２のクランク
回転回数のタイミングで変更される請求項１ないし６の
うちのいずれか1項に記載の内燃機関の運転状態記憶装
置。