JP2006234431A - Test apparatus and vehicle produced using same - Google Patents

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Kenji Kawakami
健二 川上
Hirosuke Ohara
宏亮 大原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To test whether a failure diagnostic system, which detects anomalies in output characteristics due to degradation etc. with the passage of time of sensors (representatively, an airflow meter) constituting internal combustion engines, normally functions or not. <P>SOLUTION: An airflow meter 42 provided for an engine 10 outputs an output voltage Vaf according to the amount of intake air. An engine ECU 300 has a failure diagnostic system function of the airflow meter 42 based on comparisons between the amount of intake air estimated by the operating conditions of the engine 10 and the detected amount of intake air corresponding to the output voltage Vaf. A test apparatus 500 receives the output voltage Vaf from the airflow meter 42 at test, converts it into a corresponding simulated voltage Vsm when the airflow meter 42 is in a degraded state with the passage of time, and outputs it. The engine ECU 300 diagnoses failure of the airflow meter 42 through the use of the simulated voltage Vsm instead of the output voltage Vaf. It is thereby possible to test whether the failure diagnostic system can accurately detect degraded conditions with the passage of time of the airflow meter 42 as anomalies or not. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、試験装置に関し、より特定的には、自動車の内燃機関の故障診断システムが正常に機能するか否かをチェックする試験装置およびそれを用いて生産された車両に関する。   The present invention relates to a test apparatus, and more particularly to a test apparatus for checking whether or not a failure diagnosis system for an internal combustion engine of a vehicle functions normally and a vehicle produced using the same.

工場で生産された自動車の出荷前には、排出ガス規制を初めとする法規制や、その他の満足すべき仕様を満たしているかどうかを確認するための試験が行なわれる。たとえば、特許文献1には、エンジンのベンチテスト時に各種エンジンに対応したプログラム(噴射、点火、吸気等)を記憶したプログラムメモリから、エンジン仕様に対応したプログラムを選択的に呼出すように構成された試験用のエンジン制御装置が開示されている。   Prior to shipment of automobiles produced in factories, tests are conducted to check whether the regulations are satisfied, including exhaust gas regulations, and other satisfactory specifications. For example, Patent Document 1 is configured to selectively call a program corresponding to an engine specification from a program memory storing a program (injection, ignition, intake air, etc.) corresponding to various engines during an engine bench test. An engine control device for testing is disclosed.

また一般的に、自動車には、自己診断(ダイアグノーシス)システムが搭載されており、機器・センサ類等を自己診断して、異常あるいは故障の発生を自動的に検出する構成が搭載されている。自己診断により検出された、機器・センサ類の故障/異常は、ダイアグモニタへの表示等によって、運転者に通知される。   In general, automobiles are equipped with a self-diagnosis system, which automatically detects the occurrence of an abnormality or failure by self-diagnosis of devices and sensors. . The failure / abnormality of the devices / sensors detected by the self-diagnosis is notified to the driver by display on a diagnosis monitor or the like.

しかし、センサ類については、断線等により出力信号が途絶える等の完全な故障・異常の発生のみならず、経年的な特性劣化が発生する。たとえば、特許文献1には、ディーゼルエンジンに設けられた、吸入空気量検出用のエアフローメータの出力特性が経年的に変化する点が指摘されており、このような出力特性の変化を補正する補正係数の導入によって吸入空気量の検出精度を維持する構成が開示されている。
特開2001−107797号公報 竹内彰浩,「テストベンチ用エンジン制御装置」,発明協会公開技報94−14816,1994年8月1日
However, in sensors, not only complete failure / abnormality such as disconnection of an output signal due to disconnection or the like, but also deterioration of characteristics over time occurs. For example, Patent Document 1 points out that the output characteristics of an air flow meter for detecting the intake air amount provided in a diesel engine change over time, and correction for correcting such changes in output characteristics. A configuration that maintains the detection accuracy of the intake air amount by introducing a coefficient is disclosed.
JP 2001-107797 A Akihiro Takeuchi, “Engine Control Device for Test Bench”, Japan Institute of Invention Technology Bulletin 94-14816, August 1, 1994

特に、排出ガス規制の厳しい米国では、CARB(California Air Resources Board)等により、エンジンからの排気エミッションの悪化に繋がる各種機器・センサ類の異常/故障を自己診断することが義務付けられている。特に、各種機器・センサが完全に故障に至らなくても、エンジン運転に不具合を生じさせるような経年的な特性劣化の発生を、上記自己診断システムによって検知することが要求される。   In particular, in the United States, where exhaust gas regulations are strict, CARB (California Air Resources Board) and the like are obliged to self-diagnose abnormalities / failures of various devices and sensors that lead to deterioration of exhaust emissions from engines. In particular, it is required that the self-diagnosis system detect the occurrence of deterioration over time that causes a malfunction in engine operation even if various devices and sensors do not completely fail.

たとえば、上記エアフローメータで検出された吸入空気量を基にエンジン内の空燃比制御が行なわれるため、エアフローメータの劣化に伴い吸入空気量を正確に測定できなくなると、排気エミッションが悪化してしまう。このため、CARBの規制では、エアフローメータでの経年劣化等による出力特性異常を検知可能な自己診断システムの搭載が義務付けられている。   For example, since the air-fuel ratio control in the engine is performed based on the intake air amount detected by the air flow meter, if the intake air amount cannot be accurately measured due to the deterioration of the air flow meter, the exhaust emission will deteriorate. . For this reason, the CARB regulations require that a self-diagnosis system capable of detecting an output characteristic abnormality due to aged deterioration or the like in an air flow meter be installed.

したがって、製造した自動車の出荷に先立って、上記自己診断システムが正常に異常検出を行なえるかどうかについて試験を行なう必要がある。しかしながら、上記特許文献1および非特許文献1は、各種機器・センサの特性劣化について考慮した試験および、このような特性劣化を自動検出する自己診断システムについての試験を行なう機能については、特に開示していない。   Therefore, prior to shipment of the manufactured automobile, it is necessary to test whether the self-diagnosis system can normally detect an abnormality. However, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 particularly disclose a function that performs a test in consideration of characteristic deterioration of various devices and sensors and a test for a self-diagnosis system that automatically detects such characteristic deterioration. Not.

この発明は、このような問題点を解決するためのものであって、この発明の目的は、内燃機関を構成するセンサ(測定装置)の経年劣化等による出力特性異常を検知する故障診断システムが正常に機能するかどうかを試験するための試験装置を提供することである。   The present invention is for solving such problems, and an object of the present invention is to provide a failure diagnosis system for detecting an output characteristic abnormality due to aging deterioration of a sensor (measuring device) constituting an internal combustion engine. It is to provide a test apparatus for testing whether or not it functions normally.

この発明に従う試験装置は、内燃機関の故障診断システムが正常に機能するか否かを示す試験装置であって、擬似劣化手段と、判定確認手段とを備える。また、内燃機関は、内燃機関の所定の状態量を測定して測定した状態量に応じた出力信号を発生する測定装置と、出力信号と内燃機関の運転状態との比較に基づいて測定装置の故障診断を行なうように構成された制御装置とを含んで構成される。擬似劣化手段は、測定装置からの出力信号を受けて、測定装置の劣化状態を模擬した出力信号に変換して出力する。制御装置は、試験時において、擬似劣化手段によって変換された出力信号および内燃機関の運転状態との比較に基づいて測定装置の故障診断を行なう。判定確認手段は、制御装置によって故障検出が行なわれたかどうかを確認する。   A test apparatus according to the present invention is a test apparatus that indicates whether or not a failure diagnosis system for an internal combustion engine functions normally, and includes a pseudo deterioration means and a determination confirmation means. In addition, the internal combustion engine measures a predetermined state quantity of the internal combustion engine and generates an output signal according to the measured state quantity, and based on a comparison between the output signal and the operating state of the internal combustion engine, And a control device configured to perform failure diagnosis. The pseudo deterioration means receives an output signal from the measuring device, converts it into an output signal that simulates the deterioration state of the measuring device, and outputs the output signal. At the time of the test, the control device performs a failure diagnosis of the measuring device based on a comparison between the output signal converted by the pseudo deterioration means and the operating state of the internal combustion engine. The determination confirmation means confirms whether or not a failure has been detected by the control device.

上記試験装置によれば、劣化状態を模擬した測定装置からの出力電圧を制御装置に入力して、当該測定装置の故障診断を実行する構成とすることができる。したがって、内燃機関に設けられた測定装置での劣化発生を自動的に検知する故障診断システムが正常に動作するかどうかを試験することができる。   According to the test apparatus, the output voltage from the measurement apparatus simulating the deterioration state can be input to the control apparatus to perform a failure diagnosis of the measurement apparatus. Therefore, it is possible to test whether or not the failure diagnosis system that automatically detects the occurrence of deterioration in the measuring device provided in the internal combustion engine operates normally.

好ましくは、本発明の試験装置において、擬似劣化手段は、試験入力を受ける試験入力手段と、測定装置からの出力信号を試験入力手段への試験入力に応じて変換する信号変換手段と、信号変換手段によって変換された出力信号を制御装置へ送出する信号出力手段とを含む。   Preferably, in the test apparatus of the present invention, the pseudo deterioration means includes a test input means for receiving a test input, a signal conversion means for converting an output signal from the measurement apparatus in accordance with the test input to the test input means, and a signal conversion Signal output means for sending the output signal converted by the means to the control device.

上記試験装置によれば、模擬される劣化状態を試験入力に応じて可変にできるので、故障診断システムの試験の自由度を向上させて、種々のパターンの劣化状態について故障診断システムが自動的に検知可能かどうかを試験できる。   According to the above test apparatus, the simulated deterioration state can be made variable according to the test input, so the degree of freedom in testing the failure diagnosis system is improved, and the failure diagnosis system automatically detects the deterioration state of various patterns. You can test whether it can be detected.

また好ましくは、本発明の試験装置において、信号変換手段は、試験入力によって定められる係数と測定装置からの出力信号との乗算によって、出力信号を変換する。   Also preferably, in the test apparatus of the present invention, the signal conversion means converts the output signal by multiplication of a coefficient determined by the test input and the output signal from the measurement apparatus.

上記試験装置によれば、簡易な演算によって、広範囲の出力電圧(たとえば、エアフローメータ出力電圧)、すなわち広範囲の状態量(たとえば、吸入空気量)に対して劣化状態を模擬できる。   According to the test apparatus, the deterioration state can be simulated for a wide range of output voltages (for example, an air flow meter output voltage), that is, for a wide range of state quantities (for example, intake air amount), by simple calculation.

あるいは好ましくは、本発明の試験装置において、測定装置からの出力信号はアナログ電圧であり、かつ、信号変換手段は、第1の補助変換手段と、演算手段と、第2の補助変換手段とを含む。第1の補助変換手段は、測定装置からの出力信号を第1のデジタル信号に変換する。演算手段は、第1の補助手段からの第1のデジタル信号と、試験入力に対応するデジタル信号との間で所定演算を行なう。第2の補助変換手段とを含み、記演算手段によって得られた演算結果をアナログ電圧に変換する。さらに、信号出力手段は、第2の補助変換手段からのアナログ電圧を、信号変換手段によって変換された出力信号として受ける。   Alternatively, preferably, in the test apparatus of the present invention, the output signal from the measuring apparatus is an analog voltage, and the signal conversion means includes a first auxiliary conversion means, a calculation means, and a second auxiliary conversion means. Including. The first auxiliary conversion means converts the output signal from the measuring device into a first digital signal. The calculating means performs a predetermined calculation between the first digital signal from the first auxiliary means and the digital signal corresponding to the test input. A calculation result obtained by the calculation means is converted into an analog voltage. Further, the signal output means receives the analog voltage from the second auxiliary conversion means as an output signal converted by the signal conversion means.

上記試験装置によれば、劣化状態を模擬した出力電圧の変換を、デジタル演算によって行なうことができる。したがって、模擬された出力電圧の設定を高精度に行なえる。また、模擬可能な劣化状態(たとえば、異なるパターンの経年劣化)の自由度が高められるので、故障診断システムの試験効果を高めることができる。   According to the test apparatus, the conversion of the output voltage simulating the deterioration state can be performed by digital calculation. Therefore, the simulated output voltage can be set with high accuracy. Moreover, since the degree of freedom of the deterioration state that can be simulated (for example, aging deterioration of different patterns) is increased, the test effect of the failure diagnosis system can be increased.

さらに好ましくは、本発明の試験装置において、制御装置による故障診断は、内燃機関からの排気エミッションに関するものである。   More preferably, in the test device of the present invention, the failure diagnosis by the control device relates to exhaust emission from the internal combustion engine.

上記試験装置によれば、排気エミッションの悪化に影響のある測定装置の劣化発生を自動的に検知する故障診断システムが正常に動作するかどうかを試験することができる。   According to the test apparatus, it is possible to test whether or not the failure diagnosis system that automatically detects the occurrence of deterioration of the measurement apparatus that affects the deterioration of exhaust emission operates normally.

あるいは、さらに好ましくは、本発明の試験装置において、測定装置は、内燃機関への吸入空気量を測定するエアフローメータである。   Alternatively, more preferably, in the test apparatus of the present invention, the measurement device is an air flow meter that measures the amount of intake air to the internal combustion engine.

上記試験装置によれば、空燃比制御に必要な状態量である吸入空気量を測定するエアフローメータの劣化発生を自動的に検知する故障診断システムが正常に動作するかどうかを試験することができる。   According to the above test apparatus, it is possible to test whether or not the failure diagnosis system that automatically detects the occurrence of deterioration of the air flow meter that measures the intake air amount, which is a state quantity necessary for air-fuel ratio control, operates normally. .

特に、本発明に従う車両は、請求項1から6のいずれか1項に記載の試験装置を用いて生産される。   In particular, a vehicle according to the present invention is produced using the test device according to any one of claims 1 to 6.

上記車両は、内燃機関に設けられた測定装置での劣化発生を自動的に検知する故障診断システムが正常に動作するかどうかを確認した上で出荷することができる。   The vehicle can be shipped after confirming whether or not a failure diagnosis system that automatically detects the occurrence of deterioration in a measuring device provided in the internal combustion engine operates normally.

この発明による試験装置によれば、測定装置(センサ)からの出力信号を劣化状態を模擬するように変換して故障診断システムへ入力することにより、故障診断システムによって測定装置の劣化状態を故障検出できるか否かを確認する試験を行なうことができる。   According to the test apparatus of the present invention, the deterioration signal of the measurement device is detected by the failure diagnosis system by converting the output signal from the measurement device (sensor) so as to simulate the deterioration state and inputting it to the failure diagnosis system. A test can be performed to confirm whether it is possible.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さないものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

図1に、本発明の実施の形態に係る試験装置の試験対象となる内燃機関に相当するエンジンシステムの概略構成図を示す。なお、図1にはエンジンとして直列4気筒エンジンを示すが、本発明の適用はこのようなエンジンに限定されるものではない。   FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an engine system corresponding to an internal combustion engine to be tested by a test apparatus according to an embodiment of the present invention. Although FIG. 1 shows an in-line four-cylinder engine as an engine, the application of the present invention is not limited to such an engine.

図1を参照して、エンジン10は、4つの気筒110を備え、各気筒110はそれぞれ対応するインテークマニホールド20を介して共通のサージタンク30に接続されている。サージタンク30は、吸気ダクト40を介してエアクリーナ50に接続される。吸気ダクト40内にはエアフローメータ42が配置されるとともに、電動モータ60によって駆動されるスロットルバルブ70が配置されている。このスロットルバルブ70は、アクセルペダル100とは独立してエンジンECU(Electronic Control Unit)300の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒110は、共通のエキゾーストマニホールド80に連結され、このエキゾーストマニホールド80は三元触媒コンバータ90に連結されている。   Referring to FIG. 1, engine 10 includes four cylinders 110, and each cylinder 110 is connected to a common surge tank 30 via a corresponding intake manifold 20. The surge tank 30 is connected to the air cleaner 50 via the intake duct 40. An air flow meter 42 is disposed in the intake duct 40 and a throttle valve 70 driven by an electric motor 60 is disposed. The opening of the throttle valve 70 is controlled independently of the accelerator pedal 100 based on an output signal of an engine ECU (Electronic Control Unit) 300. On the other hand, each cylinder 110 is connected to a common exhaust manifold 80, and this exhaust manifold 80 is connected to a three-way catalytic converter 90.

各気筒110に対しては吸気通路内に向けて燃料を噴射する燃料噴射インジェクタ120が配置されている。燃料噴射インジェクタ120はエンジンECU300の出力信号に基づいて制御される。また、各燃料噴射インジェクタ120は共通の燃料分配管160に接続されている。なお、燃料噴射インジェクタ120は、筒内に向けて直接燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタとして設けてもよく、このような筒内噴射用インジェクタと吸気通路内に燃料噴射する燃料噴射インジェクタ120との両方を配置する構成としてもよい。   A fuel injection injector 120 that injects fuel into the intake passage is disposed for each cylinder 110. The fuel injection injector 120 is controlled based on the output signal of the engine ECU 300. Each fuel injection injector 120 is connected to a common fuel distribution pipe 160. The fuel injection injector 120 may be provided as an in-cylinder injector that directly injects fuel into the cylinder. Such an in-cylinder injector and the fuel injection injector 120 that injects fuel into the intake passage; It is good also as a structure which arrange | positions both.

燃料分配管160は、燃料圧レギュレータ170を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ180に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ180は、燃料フィルタ190を介して燃料タンク200に接続されている。燃料圧レギュレータ170は、低圧燃料ポンプから吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ180から吐出された燃料の一部を燃料タンク200に戻すように構成されている。このため、燃料噴射インジェクタ120に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなることを阻止できる。   The fuel distribution pipe 160 is connected to an electric motor driven low-pressure fuel pump 180 through a fuel pressure regulator 170. Further, the low pressure fuel pump 180 is connected to the fuel tank 200 via the fuel filter 190. The fuel pressure regulator 170 returns a part of the fuel discharged from the low-pressure fuel pump 180 to the fuel tank 200 when the fuel pressure of the fuel discharged from the low-pressure fuel pump becomes higher than a predetermined set fuel pressure. It is configured. For this reason, it can prevent that the fuel pressure currently supplied to the fuel-injection injector 120 becomes higher than the said setting fuel pressure.

エンジンECU300は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス310を介して相互に接続されたROM(Read Only Memory)320、RAM(Random Access Memory)330、CPU(Central Processing Unit)340、入力ポート350および出力ポート360を備えている。   The engine ECU 300 is composed of a digital computer, and is connected to each other via a bidirectional bus 310, a ROM (Read Only Memory) 320, a RAM (Random Access Memory) 330, a CPU (Central Processing Unit) 340, and an input port 350. And an output port 360.

エアフローメータ42は、吸入空気量に応じた出力電圧を発生する。エアフローメータ42からの出力電圧Vaf(以下、エアフローメータ出力電圧Vafとも称する)は、経路375によりA/D変換器370へ伝達され、A/D変換器370を介して入力ポート350に入力される。なお、本発明の実施の形態において、エアフローメータ42の形式は特に限定されず、一般的に用いられているホットワイヤ式エアフローメータ、フラップ式エアフローメータ、カルマン渦式エアフローメータ等を任意に適用することが可能である。   The air flow meter 42 generates an output voltage corresponding to the intake air amount. Output voltage Vaf from air flow meter 42 (hereinafter also referred to as air flow meter output voltage Vaf) is transmitted to A / D converter 370 via path 375 and input to input port 350 via A / D converter 370. . In the embodiment of the present invention, the type of the air flow meter 42 is not particularly limited, and a commonly used hot wire type air flow meter, flap type air flow meter, Karman vortex type air flow meter or the like is arbitrarily applied. It is possible.

エンジン10には機関冷却水温(エンジン冷却水温)に応じた出力電圧を発生する水温センサ380が取付けられ、この水温センサ380の出力電圧は、A/D変換器390を介した入力ポート350に入力される。   A water temperature sensor 380 that generates an output voltage corresponding to the engine cooling water temperature (engine cooling water temperature) is attached to the engine 10, and the output voltage of the water temperature sensor 380 is input to the input port 350 via the A / D converter 390. Is done.

さらに、三元触媒コンバータ90の上流のエキゾーストマニホールド80には、排気ガス中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生する空燃比センサ420が取付けられ、この空燃比センサ420の出力電圧は、A/D変換器430を介して入力ポート350に入力される。   Further, an air-fuel ratio sensor 420 that generates an output voltage corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas is attached to the exhaust manifold 80 upstream of the three-way catalytic converter 90. The output voltage of the air-fuel ratio sensor 420 is A / The signal is input to the input port 350 via the D converter 430.

空燃比センサ420は、エンジン10で燃焼された混合気の空燃比に応じた出力電圧を発生する全域空燃比センサ(リニア空燃比センサ)である。なお、空燃比センサ420としては、エンジン10で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するO2センサを用いてもよい。 The air-fuel ratio sensor 420 is a global air-fuel ratio sensor (linear air-fuel ratio sensor) that generates an output voltage corresponding to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned by the engine 10. The air-fuel ratio sensor 420 may be an O 2 sensor that detects whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the engine 10 is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Good.

アクセルペダル100は、アクセルペダル100の踏み込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ440に接続され、アクセル開度センサ440の出力電圧は、A/D変換器450を介して入力ポート350に入力される。また、入力ポート350には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ460が接続されている。   The accelerator pedal 100 is connected to an accelerator opening sensor 440 that generates an output voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 100, and the output voltage of the accelerator opening sensor 440 is input to the input port 350 via the A / D converter 450. Is input. The input port 350 is connected to a rotational speed sensor 460 that generates an output pulse representing the engine rotational speed.

エンジンECU300のROM320には、上述のアクセル開度センサ440および回転数センサ460により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応されて設定されている燃料噴射量の値や、機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。さらに、燃料噴射量設定には、気筒110内の空燃比が所定値となるように、エアフローメータ42によって測定された吸入空気量が反映される。   In the ROM 320 of the engine ECU 300, the value of the fuel injection amount set corresponding to the operating state based on the engine load factor and the engine speed obtained by the accelerator opening sensor 440 and the engine speed sensor 460 described above, and the engine Correction values based on the cooling water temperature are stored in advance as a map. Further, the intake air amount measured by the air flow meter 42 is reflected in the fuel injection amount setting so that the air-fuel ratio in the cylinder 110 becomes a predetermined value.

このため、エアフローメータ42が劣化して吸入空気量に応じた出力電圧を発生しなくなれば、エンジンECU300による燃料噴射量設定が正常に行なわれず、空燃比が所定範囲から外れて排気エミッションが悪化する危険性がある。   Therefore, if the air flow meter 42 is deteriorated and does not generate an output voltage corresponding to the intake air amount, the fuel injection amount setting by the engine ECU 300 is not performed normally, and the air-fuel ratio is out of the predetermined range, and the exhaust emission deteriorates. There is a risk.

このため、エンジンシステムには、図2に示すような、エアフローメータの故障診断システム300♯が備えられている。故障診断システム300♯の機能は、エンジンECU300による所定プログラムの実行によって実現される。   For this reason, the engine system is provided with an air flow meter failure diagnosis system 300 # as shown in FIG. The function of failure diagnosis system 300 # is realized by execution of a predetermined program by engine ECU 300.

図2を参照して、故障診断システム300♯は、エンジン運転条件から吸入空気量を推定する吸入空気量推定部302と、エアフローメータ42の異常判定を行なう判定部304とを含む。   Referring to FIG. 2, failure diagnosis system 300 # includes an intake air amount estimation unit 302 that estimates the intake air amount from engine operating conditions, and a determination unit 304 that performs abnormality determination of the air flow meter 42.

吸入空気量推定部302は、エンジン運転条件、代表的にはアクセル開度およびエンジン回転数より、吸入空気量推定値Eairを求める。判定部304は、経路375よりエンジンECU300へ入力されたエアフローメータ出力電圧Vafと吸入空気量推定値Eairとに基づいて、エアフローメータ42の異常有無を判定する。判定部304からは判定結果を示す判定フラグJafが出力される。   The intake air amount estimation unit 302 obtains an intake air amount estimated value Eair from the engine operating conditions, typically the accelerator opening and the engine speed. The determination unit 304 determines whether or not the air flow meter 42 is abnormal based on the air flow meter output voltage Vaf and the intake air amount estimated value Eair that are input to the engine ECU 300 via the path 375. The determination unit 304 outputs a determination flag Jaf indicating a determination result.

図3に示すように、エアフローメータ42は、正常時には特性線305に従って、吸入空気量の増加に応じて出力電圧Vafが増加するように構成されている。   As shown in FIG. 3, the air flow meter 42 is configured so that the output voltage Vaf increases according to the increase in the intake air amount according to the characteristic line 305 in the normal state.

再び図2を参照して、判定部304は、図3に示したエアフローメータの出力特性線305に従って、吸入空気量推定部302による吸入空気量推定値Eairに応じた出力電圧推定値Vaf♯を算出する。さらに、判定部304は、出力電圧推定値Vaf♯とエアフローメータ出力電圧Vafとの比較によって、異常検出を行なう。たとえば、両者の誤差が判定値より大きい場合に、エアフローメータ42に異常があると判定される。   Referring to FIG. 2 again, determination unit 304 obtains output voltage estimated value Vaf # corresponding to intake air amount estimated value Eair by intake air amount estimating unit 302 in accordance with output characteristic line 305 of the air flow meter shown in FIG. calculate. Further, determination unit 304 performs abnormality detection by comparing output voltage estimated value Vaf # with airflow meter output voltage Vaf. For example, when the error between the two is larger than the determination value, it is determined that the air flow meter 42 is abnormal.

あるいは、判定部304は、エアフローメータ出力電圧Vafから出力特性線305に従って測定吸入空気量Qairを算出し、かつ、算出された測定吸入空気量Qairと吸入空気量推定部302による吸入空気量推定値Eairとの比較により、異常検出を行なう。この場合にも、比較される両者の誤差が判定値より大きい場合に、エアフローメータ42に異常があると判定される。   Alternatively, the determination unit 304 calculates the measured intake air amount Qair from the air flow meter output voltage Vaf according to the output characteristic line 305, and calculates the calculated intake air amount Qair and the estimated intake air amount by the intake air amount estimation unit 302. Abnormality detection is performed by comparison with Air. Also in this case, it is determined that there is an abnormality in the air flow meter 42 when the error between the two compared is larger than the determination value.

再び図3を参照して、エアフローメータ42の経年劣化に従って、吸入空気量に対する出力電圧の特性が符号307で示すように本来の特性線305から変化した場合には、実際の吸入空気量に対して出力電圧Vafが低下することによって吸入空気量が誤検出される。   Referring to FIG. 3 again, when the characteristic of the output voltage with respect to the intake air amount changes from the original characteristic line 305 as indicated by reference numeral 307 in accordance with the aging deterioration of the air flow meter 42, the actual intake air amount is As the output voltage Vaf decreases, the intake air amount is erroneously detected.

このような現象が発生すると、上記のようにエンジンECU300による燃料噴射量設定が正常に行なわれなくなって、空燃比を所定範囲に維持できなくなるため、排気エミッションが悪化する。したがって、本発明の実施の形態に係る試験装置によって、図2に示した故障診断システム300♯が正常に機能して、エアフローメータ42の経年劣化等による出力特性異常を自動検出できるか否かを試験する必要が生じる。   When such a phenomenon occurs, the fuel injection amount is not normally set by the engine ECU 300 as described above, and the air-fuel ratio cannot be maintained within a predetermined range, so that exhaust emission deteriorates. Therefore, it is determined whether or not the failure diagnosis system 300 # shown in FIG. 2 functions normally by the test apparatus according to the embodiment of the present invention so that the output characteristic abnormality due to the aging deterioration of the air flow meter 42 can be automatically detected. Need to test.

図4を参照して、本発明の実施の形態に係る試験装置500は、車両1000の出荷前に、エアフローメータ42およびエンジンECU300と配線502,504によって接続されて、エンジンECU300内のエアフローメータ42の故障診断システムが正常に機能しているかどうかを試験する。   Referring to FIG. 4, test apparatus 500 according to the embodiment of the present invention is connected to air flow meter 42 and engine ECU 300 by wires 502 and 504 before vehicle 1000 is shipped, and air flow meter 42 in engine ECU 300 is connected. Test whether the fault diagnosis system is functioning normally.

試験装置500は、配線502を介してエアフローメータ42からの出力電圧Vafを受けて、エアフローメータ42の劣化状態を模擬した模擬電圧Vsmを発生する。模擬電圧Vsmは、配線504によって、エンジンECU300へ与えられる。すなわち、試験時には、故障診断システム300♯は、エアフローメータ出力電圧Vafに代えて試験装置500からの模擬電圧Vsmを用いて、エアフローメータ42の異常検出を行なう。   The test apparatus 500 receives the output voltage Vaf from the air flow meter 42 via the wiring 502 and generates a simulated voltage Vsm that simulates the deterioration state of the air flow meter 42. Simulated voltage Vsm is applied to engine ECU 300 via wiring 504. That is, at the time of the test, failure diagnosis system 300 # detects abnormality of air flow meter 42 using simulated voltage Vsm from test apparatus 500 instead of air flow meter output voltage Vaf.

図4に示した構成と本発明との対応関係を説明すると、エアフローメータ42は本発明での「測定装置」に対応し、エンジンECU300は本発明での「制御装置」に対応する。また、車両1000は、本発明に係る試験装置を用いて生産された車両に相当する。   The correspondence relationship between the configuration shown in FIG. 4 and the present invention will be described. The air flow meter 42 corresponds to the “measuring device” in the present invention, and the engine ECU 300 corresponds to the “control device” in the present invention. The vehicle 1000 corresponds to a vehicle produced using the test device according to the present invention.

図5は、図4に示した試験装置500の構成を詳細に説明するブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram illustrating in detail the configuration of the test apparatus 500 shown in FIG.

図5を参照して、試験装置500は、試験開始スイッチ505と、電圧入力回路510と、A/D変換器520と、試験入力回路530と、劣化模擬演算部540と、ラッチ回路550と、D/A変換器560と、電圧出力回路570とを含む。   Referring to FIG. 5, a test apparatus 500 includes a test start switch 505, a voltage input circuit 510, an A / D converter 520, a test input circuit 530, a deterioration simulation calculation unit 540, a latch circuit 550, A D / A converter 560 and a voltage output circuit 570 are included.

試験開始スイッチ505は、電源電圧VccとノードNeとの間に接続される。ノードNeは抵抗Rsを介して接地電圧GNDと接続されている。これにより、試験開始スイッチ505のオン時にはノードNeが電源電圧Vccと接続されることにより、ノードNeが論理ハイレベルとなって、テスト実行ビットRBsがハイレベルに設定される。一方、試験開始スイッチ505のオフ時には、ノードNeは接地電圧GNDにプルダウンされるので、テスト実行ビットRBsは論理ローレベルに設定される。   Test start switch 505 is connected between power supply voltage Vcc and node Ne. Node Ne is connected to ground voltage GND through resistor Rs. Thus, when the test start switch 505 is turned on, the node Ne is connected to the power supply voltage Vcc, so that the node Ne becomes a logic high level and the test execution bit RBs is set to a high level. On the other hand, when the test start switch 505 is off, the node Ne is pulled down to the ground voltage GND, so that the test execution bit RBs is set to a logic low level.

電圧入力回路510は、演算増幅器を用いた電圧フォロワ回路で構成され、配線502によって伝達されたエアフローメータ出力電圧Vafをインピーダンス変換して出力する。   The voltage input circuit 510 is constituted by a voltage follower circuit using an operational amplifier, and impedance-converts and outputs the air flow meter output voltage Vaf transmitted through the wiring 502.

A/D変換器520は、電圧入力回路510によってインピーダンス変換されたエアフローメータ出力電圧Vafをデジタル電圧Dafに変換する。すなわち、デジタル電圧Dafは、エアフローメータ出力電圧Vafの大きさを示す複数ビットのデジタル信号で構成される。   The A / D converter 520 converts the air flow meter output voltage Vaf impedance-converted by the voltage input circuit 510 into a digital voltage Daf. That is, the digital voltage Daf is composed of a multi-bit digital signal indicating the magnitude of the airflow meter output voltage Vaf.

試験入力回路530は、デジタルスイッチS0〜S7を含む入力部522と、ノードN0〜N7を接地電圧GNDと接続する抵抗R0〜R7とを含む。入力部522を構成するデジタルスイッチS0〜S7は、電源電圧VccとノードN0〜N7との間にそれぞれ接続される。ノードN0〜N7は、抵抗R0〜R7をそれぞれ介して接地電圧GNDと接続されている。   Test input circuit 530 includes an input unit 522 including digital switches S0 to S7, and resistors R0 to R7 connecting nodes N0 to N7 to ground voltage GND. Digital switches S0 to S7 constituting input unit 522 are connected between power supply voltage Vcc and nodes N0 to N7, respectively. Nodes N0 to N7 are connected to ground voltage GND through resistors R0 to R7, respectively.

ノードN0〜N7の電位は、対応のデジタルスイッチS0〜S7のオンに応答して論理ハイレベルに設定され、対応のデジタルスイッチS0〜S7のオフ時には論理ローレベルに設定される。ノードN0〜N7の電圧レベルに応じて試験入力ビットRB0〜RB7が設定される。たとえば、デジタルスイッチS0〜S7へのオン/オフ入力(すなわち、試験入力)の組合せ、すなわち試験入力ビットRB0〜RB7の組合せによって、劣化模擬演算部540における電圧変換方法が設定される。なお、試験入力ビット数はデジタルスイッチの配置個数により、任意に設定できる。   The potentials of nodes N0 to N7 are set to a logic high level in response to turning on of corresponding digital switches S0 to S7, and are set to a logic low level when corresponding digital switches S0 to S7 are turned off. Test input bits RB0-RB7 are set according to the voltage levels of nodes N0-N7. For example, the voltage conversion method in deterioration simulation calculation unit 540 is set by a combination of on / off inputs (ie, test inputs) to digital switches S0-S7, that is, combinations of test input bits RB0-RB7. The number of test input bits can be arbitrarily set depending on the number of digital switches.

劣化模擬演算部540は、テスト実行ビットRBsのハイレベル時(すなわち試験実行時)に作動して、試験入力ビットRB0〜RB7に応じた電圧変換方法に従って、デジタル電圧Dafを変換するデジタル演算により、模擬電圧Vsmに対応するデジタル電圧Dsmを生成する。すなわち、デジタル電圧Dafは、出力されるべき模擬電圧Vsmの大きさを示す複数ビット(nビット,n:2以上の整数)のデジタル信号で構成される。   The deterioration simulation calculation unit 540 operates when the test execution bit RBs is at a high level (that is, when the test is executed), and performs digital calculation to convert the digital voltage Daf according to the voltage conversion method according to the test input bits RB0 to RB7. A digital voltage Dsm corresponding to the simulated voltage Vsm is generated. That is, the digital voltage Daf is composed of a digital signal of a plurality of bits (n bits, n: an integer of 2 or more) indicating the magnitude of the simulated voltage Vsm to be output.

ここで、図6および図7を用いて、劣化模擬演算部540におけるエアフローメータ出力電圧Vafの電圧変換について説明する。   Here, voltage conversion of the air flow meter output voltage Vaf in the deterioration simulation calculation unit 540 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

図6を参照して、特性線L1はVsm=Vaf、すなわち模擬電圧Vsmとして、エアフローメータ出力電圧Vafをそのまま出力する場合を示している。これに対して、特性線L2a,L2bでは、入力されたエアフローメータ出力電圧Vafと係数kとの乗算によって、模擬電圧Vsmが生成される。たとえば、特性線L2aのように係数kを0<k<1.0に設定すれば、エアフローメータ42の経年劣化に伴って、同一の吸入空気量に対する出力電圧が低下した状態を模擬することができる。   Referring to FIG. 6, characteristic line L1 shows a case where the air flow meter output voltage Vaf is output as it is as Vsm = Vaf, that is, the simulated voltage Vsm. On the other hand, on the characteristic lines L2a and L2b, the simulated voltage Vsm is generated by multiplying the input air flow meter output voltage Vaf and the coefficient k. For example, if the coefficient k is set to 0 <k <1.0 as in the characteristic line L2a, it is possible to simulate a state in which the output voltage with respect to the same intake air amount is reduced as the air flow meter 42 is aged. it can.

一方、劣化異常の種類によっては、同一の吸入空気量に対して出力電圧Vafが増大するケースも考えられるので、係数k>1.0に設定することにより、特性線L2bに示すような劣化状態を模擬することができる。   On the other hand, depending on the type of deterioration abnormality, there may be a case where the output voltage Vaf increases with respect to the same intake air amount. Can be simulated.

特性線L2a,L2bに従うような模擬電圧Vsmを発生してエアフローメータ42の劣化状態を模擬する場合には、試験入力を示す試験入力ビットRB0〜RB7に応じて劣化模擬演算部540が係数kを設定する構成とすればよい。   When the simulated voltage Vsm according to the characteristic lines L2a and L2b is generated to simulate the deterioration state of the air flow meter 42, the deterioration simulation calculation unit 540 sets the coefficient k according to the test input bits RB0 to RB7 indicating the test input. What is necessary is just to set it as the structure to set.

あるいは、図7の特性線L3a,L3bに示すように、エアフローメータ出力電圧Vafに対する模擬電圧Vsmを所定の非線形特性に従って生成させることもできる。この場合には、特性線L3a,L3bに対応する変換曲線テーブルを劣化模擬演算部540内に予め設定しておき、当該テーブルに従ってエアフローメータ出力電圧Vafに応じた模擬電圧Vsmを発生する構成とすればよい。なお、このような構成では、試験入力を示す試験入力ビットRB0〜RB7に応じて劣化模擬演算部540が複数の特性線(たとえば、特性線L3aおよびL3b)のうちの1つを選択する構成とすればよい。   Alternatively, as shown by the characteristic lines L3a and L3b in FIG. 7, the simulated voltage Vsm with respect to the air flow meter output voltage Vaf can be generated according to a predetermined nonlinear characteristic. In this case, a conversion curve table corresponding to the characteristic lines L3a and L3b is set in advance in the deterioration simulation calculation unit 540, and a simulation voltage Vsm corresponding to the air flow meter output voltage Vaf is generated according to the table. That's fine. In such a configuration, the deterioration simulation calculation unit 540 selects one of a plurality of characteristic lines (for example, characteristic lines L3a and L3b) according to test input bits RB0 to RB7 indicating test inputs. do it.

再び図5を参照して、ラッチ回路550は、劣化模擬演算部540が出力したデジタル電圧Dsmをラッチする。D/A変換器560は、ラッチ回路550に保持されたデジタル電圧Dsmに応じたアナログ電圧を模擬電圧Vsmとして発生する。電圧出力回路570は、電圧入力回路510と同様に演算増幅器を用いた電圧フォロワ回路で構成され、模擬電圧Vsmをインピーダンス変換してエンジンECU300への配線504に出力する。これにより、エアフローメータ42の劣化状態を模擬した模擬電圧Vsmが、エアフローメータ出力電圧Vafに代えてエンジンECU300に対して入力される。   Referring to FIG. 5 again, the latch circuit 550 latches the digital voltage Dsm output from the deterioration simulation calculation unit 540. The D / A converter 560 generates an analog voltage corresponding to the digital voltage Dsm held in the latch circuit 550 as the simulated voltage Vsm. The voltage output circuit 570 is configured by a voltage follower circuit using an operational amplifier similarly to the voltage input circuit 510, and impedance-converts the simulated voltage Vsm and outputs it to the wiring 504 to the engine ECU 300. Thus, a simulated voltage Vsm that simulates the deterioration state of the air flow meter 42 is input to the engine ECU 300 in place of the air flow meter output voltage Vaf.

この結果、図2に示した故障診断システム300♯では、実際の吸入空気量に対応するエアフローメータ出力電圧Vafに代えて、劣化状態におけるエアフローメータ42からの出力電圧に相当する模擬電圧Vsmが判定部304へ入力される。したがって、異常検出が要求される劣化状態に対応させて試験入力を設定して、判定フラグJafが異常検出を示す値に設定されるかどうかを監視することによって、故障診断システム300♯による異常検知が正常に行なわれるか否かをチェックする試験を行なえる。   As a result, in failure diagnosis system 300 # shown in FIG. 2, instead of air flow meter output voltage Vaf corresponding to the actual intake air amount, simulated voltage Vsm corresponding to the output voltage from air flow meter 42 in the deteriorated state is determined. Input to the unit 304. Therefore, abnormality detection by failure diagnosis system 300 # is performed by setting a test input corresponding to a deterioration state requiring abnormality detection and monitoring whether determination flag Jaf is set to a value indicating abnormality detection. A test can be performed to check whether or not is performed normally.

したがって、試験装置500を用いた車両試験により、エンジン10に設けられたエアフローメータ42の出力特性異常(たとえば経年劣化)を自動検知する故障診断システム300♯の健全性をチェックすることができる。   Therefore, the soundness of failure diagnosis system 300 # that automatically detects an output characteristic abnormality (for example, aged deterioration) of air flow meter 42 provided in engine 10 can be checked by a vehicle test using test apparatus 500.

さらに、デジタル演算によって模擬電圧Vsmを発生することにより、模擬可能な出力異常状態(たとえば、異なるパターンの経年劣化)の自由度が高められるので、種々の異常状態を模擬的に発生させて、故障診断システムの試験効果を高めることができる。また、模擬電圧の設定についても高精度に行なえる。   Furthermore, since the simulation voltage Vsm is generated by digital calculation, the degree of freedom of the output abnormal state that can be simulated (for example, aging deterioration of different patterns) is increased. The test effect of the diagnostic system can be enhanced. Also, the setting of the simulated voltage can be performed with high accuracy.

特に、エアフローメータ出力電圧Vafと係数kとの乗算によって模擬電圧Vsmを発生することにより、簡易な演算によって、広範囲のエアフローメータ出力電圧Vaf、すなわち広範囲の吸入空気量に対して経年劣化状態を模擬できる。   In particular, by generating the simulated voltage Vsm by multiplying the air flow meter output voltage Vaf and the coefficient k, the aging deterioration state is simulated for a wide range of air flow meter output voltage Vaf, that is, a wide range of intake air amount, by simple calculation. it can.

また、図示は省略するが、試験装置500には、たとえば、エアフローメータ出力電圧Vafが正常範囲であるかどうかを監視することによって、エアフローメータ42でのハード故障の発生を自動的に検知する構成についても備えられているものとする。   Although not shown, the test apparatus 500 automatically detects the occurrence of a hardware failure in the air flow meter 42 by monitoring whether the air flow meter output voltage Vaf is within a normal range, for example. Is also provided.

なお、図5に示した試験装置500の構成部分は本発明における「擬似劣化手段」に対応する。また、図5に示した構成のうち、試験入力回路530は本発明での「試験入力部」に対応し、A/D変換器520は本発明での「第1の補助変換手段」に対応し、劣化模擬演算部540が本発明での「演算手段」に対応し、D/A変換器560は本発明での「第2の補助変換手段」対応する。さらに、電圧出力回路570は本発明での「信号出力手段」に対応する。   Note that the components of the test apparatus 500 shown in FIG. 5 correspond to “pseudo-deterioration means” in the present invention. In the configuration shown in FIG. 5, the test input circuit 530 corresponds to the “test input unit” in the present invention, and the A / D converter 520 corresponds to the “first auxiliary conversion unit” in the present invention. The deterioration simulation calculation unit 540 corresponds to the “calculation unit” in the present invention, and the D / A converter 560 corresponds to the “second auxiliary conversion unit” in the present invention. Further, the voltage output circuit 570 corresponds to “signal output means” in the present invention.

図8には、本発明の実施の形態に従う試験装置によるエアフローメータ42の故障診断システムの試験方法が示される。   FIG. 8 shows a test method for the failure diagnosis system of air flow meter 42 by the test apparatus according to the embodiment of the present invention.

図8を参照して、ステップS100では、テスト実行ビットRBsに基づいて試験開始スイッチ505へのオン入力の有無を確認することにより、試験が開始されるかどうかが判定される。   Referring to FIG. 8, in step S100, it is determined whether or not the test is started by confirming whether or not there is an ON input to test start switch 505 based on test execution bit RBs.

試験開始時(ステップS100におけるYES判定時)には、配線504を介して試験装置500へ送られたエアフローメータ出力電圧Vafが、A/D変換器520によってA/D変換されて、デジタル電圧Dafが生成される(ステップS110)。   At the start of the test (when YES is determined in step S100), the air flow meter output voltage Vaf sent to the test apparatus 500 via the wiring 504 is A / D converted by the A / D converter 520, and the digital voltage Daf Is generated (step S110).

ステップS120では、A/D変換されたデジタル電圧Dafが正常範囲内であるかどうかが判定される。ステップS120におけるYES判定時、すなわちエアフローメータ出力電圧Vafが正常範囲内である場合には、試験入力の読込により、劣化模擬演算部540による、演算内容が設定される(ステップS130)。たとえば、試験入力ビットRB0〜RB7に応じて、図6に示した係数kが設定される。   In step S120, it is determined whether or not the A / D converted digital voltage Daf is within a normal range. When YES is determined in step S120, that is, when the airflow meter output voltage Vaf is within the normal range, the calculation content by the deterioration simulation calculation unit 540 is set by reading the test input (step S130). For example, the coefficient k shown in FIG. 6 is set according to the test input bits RB0 to RB7.

ステップS140では、ステップS130で読込まれた試験入力に応じた電圧変換が劣化模擬演算部540によって行なわれる。たとえば、図テップS130で設定された係数kとデジタル電圧Dafとを乗算するデジタル演算が実行されて、デジタル電圧Dsmが得られる。   In step S140, the deterioration simulation calculation unit 540 performs voltage conversion according to the test input read in step S130. For example, a digital operation of multiplying the coefficient k set in step S130 and the digital voltage Daf is executed to obtain the digital voltage Dsm.

ステップS150では、ステップS140で算出されたデジタル電圧Dsmが正常範囲内であるかを判定する。これにより、変換後の模擬電圧Vsmが正常範囲内であるかどうかが確認される。正常範囲内である場合(ステップS150におけるYES判定時)には、デジタル電圧DsmがD/A変換されて模擬電圧Vsmが生成される(ステップS160)。さらに、生成された模擬電圧Vsmは、試験装置500から配線504を介してエンジンECU300に対して出力される(ステップS170)。   In step S150, it is determined whether the digital voltage Dsm calculated in step S140 is within the normal range. Thereby, it is confirmed whether or not the simulated voltage Vsm after conversion is within a normal range. If it is within the normal range (when YES is determined in step S150), the digital voltage Dsm is D / A converted to generate a simulated voltage Vsm (step S160). Furthermore, the generated simulated voltage Vsm is output from engine equipment 500 to engine ECU 300 via wiring 504 (step S170).

ステップS180では、エンジンECU300によって模擬電圧Vsmに基づく、エアフローメータ42の故障診断が行なわれる。ステップS190では、配線504を介して、試験装置500側でエンジンECU300での判定結果(すなわち、図2での判定フラグJaf)を確認することにより、エアフローメータ42の経年劣化状態を正しく異常検出できているか、すなわち、故障診断システム300♯が正常動作しているかどうかを確認することができる。あるいは、ステップS190では、車両内の本来のダイアグモニタの表示を確認することもできる。   In step S180, the engine ECU 300 performs a failure diagnosis of the air flow meter 42 based on the simulated voltage Vsm. In step S190, by confirming the determination result (that is, the determination flag Jaf in FIG. 2) in the engine ECU 300 on the test apparatus 500 side via the wiring 504, the aged deterioration state of the air flow meter 42 can be correctly detected as an abnormality. That is, whether or not failure diagnosis system 300 # is operating normally can be confirmed. Or in step S190, the display of the original diagnostic monitor in a vehicle can also be confirmed.

なお、試験開始時以外(ステップS100におけるNO判定時)、および試験装置500へ入力されたエアフローメータ出力電圧Vafが正常範囲外である場合(ステップS120におけるNO判定時)、および模擬劣化演算後の模擬電圧Vsmが正常範囲外である場合(ステップS150におけるNO判定時)には、試験は実行されない。   It should be noted that, other than when the test is started (NO determination in step S100), when the air flow meter output voltage Vaf input to the test apparatus 500 is outside the normal range (NO determination in step S120), and after the simulated deterioration calculation If the simulated voltage Vsm is outside the normal range (NO determination in step S150), the test is not executed.

図8に示したフローチャートでは、ステップS190が本発明での「判定確認手段」に対応する。また、ステップS110〜S170の処理に従った試験装置500(図5)の動作により本発明での「擬似劣化手段」の機能が実現される。   In the flowchart shown in FIG. 8, step S190 corresponds to the “determination checking unit” in the present invention. Further, the function of the “pseudo-deteriorating means” in the present invention is realized by the operation of the test apparatus 500 (FIG. 5) according to the processing of steps S110 to S170.

なお、以上説明した本実施の形態では、エンジン(内燃機関)に設けられたエアフローメータの経年劣化による出力特性異常に関する故障診断システムの試験装置について例示したが、本発明の適用は、エアフローメータの故障診断システムの試験装置に限定されるものではない。すなわち、エンジンに設けられた他のセンサ類についても、経年劣化を模擬する特性線(図6,図7)を作成し、かつ、劣化模擬演算部においてこれらの特性線に従った模擬電圧を発生する構成とすれば、図2と同様に構成された、他のセンサ類についての故障診断システムが経年劣化による出力異常の発生を検知可能か否かを確認する試験装置を同様に構成することが可能である。   In the above-described embodiment, an example of a test apparatus for a failure diagnosis system relating to an output characteristic abnormality due to deterioration over time of an air flow meter provided in an engine (internal combustion engine) is illustrated. However, the present invention is applied to an air flow meter. It is not limited to a test apparatus for a failure diagnosis system. That is, for other sensors provided in the engine, characteristic lines (FIGS. 6 and 7) for simulating aging deterioration are created, and a simulation voltage is generated according to these characteristic lines in the deterioration simulation calculation unit. With this configuration, it is possible to similarly configure a test apparatus configured in the same manner as in FIG. 2 to check whether the failure diagnosis system for other sensors can detect the occurrence of output abnormality due to aging. Is possible.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態に係る試験装置の試験対象となるエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine system used as the test object of the test apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1のエンジンシステムに備えられた故障診断システムの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the failure diagnosis system with which the engine system of FIG. 1 was equipped. エアフローメータの出力特性を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the output characteristic of an airflow meter. 本発明の実施の形態に係る試験装置を用いた車両試験の構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure of the vehicle test using the test apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図4に示した試験装置の構成を詳細に説明するブロック図である。It is a block diagram explaining in detail the structure of the test apparatus shown in FIG. 試験装置におけるエアフローメータ出力電圧の変換を説明する第1の図である。It is a 1st figure explaining conversion of the air flow meter output voltage in a test device. 試験装置におけるエアフローメータ出力電圧の変換を説明する第2の図である。It is a 2nd figure explaining conversion of the air flow meter output voltage in a test device. 本発明の実施の形態に係る試験装置を用いた故障診断システムの試験方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the test method of the failure diagnosis system using the test apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン、20 インテークマニホールド、30 サージタンク、40 吸気ダクト、42 エアフローメータ、50 エアクリーナ、60 電動モータ、70 スロットルバルブ、80 エキゾーストマニホールド、90 三元触媒コンバータ、100 アクセルペダル、110 気筒、120 燃料噴射インジェクタ、160 燃料分配管、170 燃料圧レギュレータ、180 低圧燃料ポンプ、190 燃料フィルタ、200 燃料タンク、300 エンジンECU、300♯ 故障診断システム、302 吸入空気量推定部、304 判定部、305 出力特性線(エアフローメータ本来の特性)、307 出力特性線(エアフローメータ劣化時)、380 水温センサ、420 空燃比センサ、440 アクセル開度センサ、460 回転数センサ、500 試験装置、502,504 配線、505 試験開始スイッチ、510 電圧入力回路、520 A/D変換器、530 試験入力回路、540 劣化模擬演算部、550 ラッチ回路、560 D/A変換器、570 電圧出力回路、1000 車両、Daf デジタル電圧(エアフローメータ出力電圧)、Dsm デジタル電圧(模擬電圧)、Eair 吸入空気量推定値、Jaf 判定フラグ、k 係数(劣化模擬演算用)、L1 特性線、L2a,L2b,L3a,L3b 特性線(劣化模擬演算)、Qair 測定吸入空気量、RB0〜RB7 試験入力ビット、RBs テスト実行ビット、S0〜S7 デジタルスイッチ、Vaf エアフローメータ出力電圧、Vaf♯ 出力電圧推定値、Vsm 模擬電圧。   10 engine, 20 intake manifold, 30 surge tank, 40 intake duct, 42 air flow meter, 50 air cleaner, 60 electric motor, 70 throttle valve, 80 exhaust manifold, 90 three-way catalytic converter, 100 accelerator pedal, 110 cylinder, 120 fuel injection Injector, 160 Fuel distribution pipe, 170 Fuel pressure regulator, 180 Low pressure fuel pump, 190 Fuel filter, 200 Fuel tank, 300 Engine ECU, 300 # Fault diagnosis system, 302 Intake air amount estimation unit, 304 judgment unit, 305 Output characteristic line (Original characteristics of air flow meter), 307 Output characteristic line (when air flow meter deteriorates), 380 Water temperature sensor, 420 Air-fuel ratio sensor, 440 Accelerator opening sensor, 460 Rotation speed Sensor, 500 test device, 502,504 wiring, 505 test start switch, 510 voltage input circuit, 520 A / D converter, 530 test input circuit, 540 deterioration simulation operation unit, 550 latch circuit, 560 D / A converter, 570 Voltage output circuit, 1000 vehicle, Daf digital voltage (air flow meter output voltage), Dsm digital voltage (simulated voltage), Air air intake air amount estimated value, Jaf determination flag, k coefficient (for deterioration simulation calculation), L1 characteristic line, L2a, L2b, L3a, L3b Characteristic curve (deterioration simulation calculation), Qair measurement intake air amount, RB0-RB7 test input bit, RBs test execution bit, S0-S7 digital switch, Vaf airflow meter output voltage, Vaf # output voltage estimation Value, Vsm Simulated voltage.

Claims (7)

内燃機関の故障診断システムが正常に機能するか否かを示す試験装置であって、
前記内燃機関は、前記内燃機関の所定の状態量を測定して測定した状態量に応じた出力信号を発生する測定装置と、前記出力信号と前記内燃機関の運転状態との比較に基づいて前記測定装置の故障診断を行なうように構成された制御装置とを含んで構成され、
前記試験装置は、
前記測定装置からの出力信号を受けて、前記測定装置の劣化状態を模擬した出力信号に変換して出力する擬似劣化手段と、
前記制御装置によって故障検出が行なわれたかどうかを確認する判定確認手段とを備え、
試験時において、前記制御装置は、前記擬似劣化手段によって変換された出力信号および前記内燃機関の運転状態との比較に基づいて前記測定装置の故障診断を行なう、試験装置。
A test device for indicating whether or not a failure diagnosis system for an internal combustion engine functions normally,
The internal combustion engine measures the predetermined state quantity of the internal combustion engine and generates an output signal according to the measured state quantity, and based on the comparison between the output signal and the operating state of the internal combustion engine, And a control device configured to perform failure diagnosis of the measuring device,
The test apparatus comprises:
A pseudo-deterioration means that receives an output signal from the measuring device, converts it into an output signal that simulates the deterioration state of the measuring device, and outputs it;
Determination confirmation means for confirming whether or not failure detection has been performed by the control device,
At the time of a test, the control device performs a failure diagnosis of the measurement device based on a comparison between an output signal converted by the pseudo deterioration means and an operating state of the internal combustion engine.
前記擬似劣化手段は、
試験入力を受ける試験入力手段と、
前記測定装置からの出力信号を、前記試験入力手段への前記試験入力に応じて変換する信号変換手段と、
前記信号変換手段によって変換された出力信号を前記制御装置へ送出する信号出力手段とを含む、請求項1記載の試験装置。
The pseudo deterioration means is
A test input means for receiving a test input;
A signal converting means for converting an output signal from the measuring device according to the test input to the test input means;
The test apparatus according to claim 1, further comprising: a signal output unit that sends the output signal converted by the signal conversion unit to the control device.
前記信号変換手段は、前記試験入力によって定められる係数と前記測定装置からの出力信号との乗算によって、前記出力信号を変換する、請求項1記載の試験装置。   The test apparatus according to claim 1, wherein the signal conversion unit converts the output signal by multiplying a coefficient determined by the test input by an output signal from the measurement apparatus. 前記測定装置からの出力信号はアナログ電圧であり、
前記信号変換手段は、
前記測定装置からの出力信号を第1のデジタル信号に変換する第1の補助変換手段と、
前記第1の補助手段からの前記第1のデジタル信号と、前記試験入力に対応するデジタル信号との間で所定演算を行なう演算手段と、
前記演算手段によって得られた演算結果をアナログ電圧に変換する第2の補助変換手段とを含み、
前記信号出力手段は、前記第2の補助変換手段からの前記アナログ電圧を、前記信号変換手段によって変換された出力信号として受ける、請求項1記載の試験装置。
The output signal from the measuring device is an analog voltage,
The signal converting means includes
First auxiliary conversion means for converting an output signal from the measuring device into a first digital signal;
Computing means for performing a predetermined computation between the first digital signal from the first auxiliary means and the digital signal corresponding to the test input;
Second auxiliary conversion means for converting the calculation result obtained by the calculation means into an analog voltage;
The test apparatus according to claim 1, wherein the signal output unit receives the analog voltage from the second auxiliary conversion unit as an output signal converted by the signal conversion unit.
前記制御装置による故障診断は、前記内燃機関からの排気エミッションに関するものである、請求項1から4のいずれか1項に記載の試験装置。   The test apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the failure diagnosis by the control apparatus relates to exhaust emission from the internal combustion engine. 前記測定装置は、前記内燃機関への吸入空気量を測定するエアフローメータである、請求項1から5のいずれか1項に記載の試験装置。   The test apparatus according to claim 1, wherein the measurement apparatus is an air flow meter that measures an intake air amount to the internal combustion engine. 請求項1から6のいずれか1項に記載の試験装置を用いて生産された、車両。   A vehicle produced using the test apparatus according to claim 1.
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