JP2008242747A

JP2008242747A - 故障検出装置

Info

Publication number: JP2008242747A
Application number: JP2007081688A
Authority: JP
Inventors: Yasutake Wada; 康武和田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】複数の監視対象が故障していることを検出する故障検出装置において、監視対象が異常である旨の判定結果に処理抜けが発生することを防止できるようにする。
【解決手段】車両制御装置において、ＥＣＵは、判定記憶処理にて、処理負荷の大きさが高負荷状態であると判定した場合に、ステータス遷移処理にて、各検出モジュールとしての機能により作動状態が正常であると判定された判定結果を利用することを禁止する。従って、作動状態が「正常」であるとの判定結果を利用することを禁止することによって、「正常」であるとの判定結果よりも重要な「異常」であるとの判定結果に処理抜けが発生しないようにしている。よって、アクチュエータまたはセンサの異常を正しく検出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の監視対象が故障していることを検出する故障検出装置に関する。

従来、上記故障検出装置として、複数の監視対象からの信号に基づいて、これらの監視対象が異常であるか否かを判定し、この判定結果に応じて監視対象の故障を検出し、警告等の報知を実施するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２６５６１７号公報

しかしながら、上記故障検出装置において、複数の監視対象が異常であるか否かを判定する判定周期には、例えばエンジンの回転数等によって変動するものがある。このように、判定周期に変動するものがあると、エンジンの回転数が極端に高くなったような場合には、判定周期が極端に短くなるため、単位時間当たりに処理すべき判定結果の量が多くなる。

この結果、判定結果を処理する際の処理負荷が大きくなるので、場合によっては受信した判定結果の一部を無視してしまう処理抜けが発生する虞がある。ここで、監視対象が正常である旨の判定結果に対して処理抜けが発生したとしても、さほど問題にはならないが、監視対象が異常である旨の判定結果に対して処理抜けが発生すると、監視対象の異常を正しく検出できなくなる。

そこで、このような問題点を鑑み、複数の監視対象が故障していることを検出する故障検出装置において、監視対象が異常である旨の判定結果に処理抜けが発生することを防止できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の故障検出装置において、禁止手段は、処理負荷判定手段が処理負荷の大きさが高負荷状態であると判定した場合に、報知手段が各作動状態判定手段により作動状態が正常であると判定された判定結果を利用することを禁止する。

即ち、故障検出装置による処理負荷が高負荷状態の際に、報知手段が全ての判定結果を利用した処理を実施すると、判定結果の一部を無視してしまう処理抜けが発生する虞がある。このため、作動状態が正常であるとの判定結果を利用することを禁止することによって、正常であるとの判定結果よりも重要な異常であるとの判定結果に処理抜けが発生しないようにしている。

従って、このような故障検出装置によれば、作動状態が異常である旨の判定結果に処理抜けが発生することを防止することができるので、監視対象の異常を正しく検出することができる。

なお、当該故障検出装置の処理負荷は、例えば、作動状態判定手段がエンジンの回転数等によって作動状態を判定する周期（判定結果を保持する周期）を変動する場合や、当該故障検出装置におけるＣＰＵ等の演算部が、本発明の処理と他の処理とを並行して実施する場合等に、高負荷状態となる。従って、処理負荷判定手段は、エンジンの回転数や、ＣＰＵの利用率等のステータスを監視するように構成されていればよい。

また、格納手段は複数設けられていてもよい。この場合、各格納手段は、作動状態判定手段と１対１の関係になる数だけ設けられていてもよい。
ところで、請求項１に記載の故障検出装置においては、請求項２に記載のように、複数の作動状態判定手段に保持された各判定結果を、判定結果毎に設定された所定周期で記録手段に格納する格納手段を備え、報知手段は、記録手段に記録された各判定結果に応じて、監視対象の作動状態を報知し、禁止手段は、格納手段が、作動状態が正常であるとの判定結果を記録手段に格納することを禁止するようにしてもよい。

このような故障検出装置によれば、故障検出装置による処理負荷が高負荷状態の際に、記録手段に作動状態が正常であるとの判定結果が記録されることがないので、この判定結果に応じて監視対象の作動状態を報知する報知手段の処理負荷を小さくすることができる。よって、作動状態が異常である旨の判定結果に処理抜けが発生することを防止することができる。

さらに、請求項１または請求項２に記載の故障検出装置においては、請求項３に記載のように、処理負荷判定手段により高負荷状態が解消されたと判定されると、禁止手段による作動を解除する解除手段を備えていてもよい。

このような故障検出装置によれば、高負荷状態が解消されれば、高負荷状態の際に利用を制限していた判定結果を利用することができる。
また、請求項１〜請求項３の何れかに記載の故障検出装置においては、請求項４に記載のように、故障検出装置は、エンジンを有する車両に搭載されており、処理負荷判定手段は、エンジンの回転数に応じて処理負荷の大きさを判定するようにしてもよい。

このような故障検出装置によれば、エンジンの回転数が増加することによって処理すべき判定結果の量が増加する等、処理負荷が増加したとしても、作動状態が異常である旨の判定結果に処理抜けが発生することを防止することができる。

また、処理負荷を検出するために既存のセンサ（エンジン回転数センサ）を利用することができるので、処理負荷を検出するためのセンサや、新たな処理を不要とすることができる。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された車両制御装置１（本発明でいう故障検出装置）の概略構成を示すブロック図である。

車両制御装置１は、例えば乗用車等の車両に搭載されており、この車両のエンジン等を制御する装置として利用される。具体的には、図１に示すように、車両制御装置１は、電子制御装置（以下、ＥＣＵという。）１０、複数のアクチュエータ３１，３２，３８や複数のセンサ３３〜３７（本発明でいう監視対象）を備えている。なお、センサ３３〜３７としては、周知のセンサである車速センサ、エンジン回転数センサ、水温センサ等が含まれている。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ（揮発性ＲＡＭ、または不揮発性ＲＡＭの何れでも可）等を備えた周知のマイコンとして構成されている。このＥＣＵ１０は、エンジンの制御を実施するエンジン制御モジュール１１としての機能、アクチュエータ３１，３２，３８やセンサ３３〜３７の作動状態を管理するＤＴＣ（Diagnostic Trouble Code：故障検出コード）ステータス管理モジュール１２としての機能、アクチュエータ３１，３２，３８やセンサ３３〜３７の異常を検出する検出モジュール２１〜２６（本発明でいう作動状態判定手段）としての機能等を、ＲＯＭに格納されたプログラムの機能として実施する。

なお、ＤＴＣステータス管理モジュール１２は、ハードウェアとして構成された判定結果記憶部１３（本発明でいう記録手段）と、ソフトウェア（プログラム）の機能として構成されたＤＴＣステータス遷移処理部１４とを備えている。判定結果記憶部１３は、ＥＣＵ１０におけるＲＡＭの一部分として構成されており、ＥＣＵ１０がＤＴＣステータス管理モジュール１２としての機能を実施する際に、検出モジュール２１〜２６とＤＴＣステータス遷移処理部１４との間で情報受け渡すためのメモリとして利用される。

各アクチュエータ３１，３２，３８および各センサ３３〜３７は、１または複数の検出モジュール２１〜２６に対してそれぞれ接続されている。そして、検出モジュール２１〜２６では、１または複数のアクチュエータ３１，３２，３８による作動状態や、センサ３３〜３７による検出結果を取得することにより、これらのアクチュエータ３１，３２，３８またはセンサ３３〜３７の状態（正常であるか異常であるか）を判定する。そして、この判定結果をＲＡＭにおける所定領域に記録（保持）する。

この際の具体的な処理について、図２（ａ）を用いて説明する。図２（ａ）は、ＥＣＵ１０が検出モジュール２１〜２６としての機能を用いて実行する判定記憶処理を示すフローチャートである。なお、この処理は、検出モジュール２１〜２６毎に並行して実施される。

判定記憶処理は、例えば、図示しない車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＮ状態にされると開始される処理であって、検出モジュール２１〜２６毎に予め設定された処理周期で繰り返し実施される。この処理周期としては、固定された処理周期（例えば、８ｍｓ、１６ｍｓ、２５６ｍｓ）に設定されたもの（図１では検出モジュール２１〜２３）もあれば、例えばエンジンの回転数に応じて（エンジンを構成するピストンやカムの位置に応じて）変動する処理周期（例えば、ピストンが上死点（ＴＤＣ）に到達する毎や、クランク角（ＣＡ）が３０ｄｅｇ、或いは７２０ｄｅｇ回転する毎等）に設定されたもの（図１では検出モジュール２４〜２６）もある。

この判定記憶処理では、まず、アクチュエータ３１，３２，３８やセンサ３３〜３７が故障状態であるか否かを判定する状態判定処理を実施する（Ｓ１１０）。この状態判定処理は、接続されたアクチュエータ３１，３２，３８やセンサ３３〜３７毎（検出モジュール２１〜２６毎）に異常を検出するための異なる処理が実施される。

例えば、水温センサの状態判定処理（グランドショートの検出）の際には、図２（ｂ）に示すような処理が実施される。図２（ｂ）は、判定記憶処理のうち状態判定処理を示すフローチャートである。

この状態判定処理においては、水温センサからの出力電圧が０．５Ｖ以上であるか否かを判定し（Ｓ２１０）、出力電圧が０．５Ｖ以上であれば異常状態（グランドショート状態）であるものとし、出力電圧が０．５Ｖ未満であれば正常状態とする。

ただし、何れの場合であっても、直ちに正常状態、または異常状態と特定するのではなく、たまたま誤検出した場合を排除するために、それぞれの状態を表すカウンタが、予め設定された閾値（例えば３回程度）を超えて検出された場合に、正常状態、または異常状態と特定する。なお、カウンタはＥＣＵ１０のＲＡＭ内における所定領域に記録される。

具体的には、出力電圧が０．５Ｖ以上であれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、正常カウンタを０とするとともに、異常カウンタをインクリメントする（Ｓ２２０）。そして、異常カウンタが閾値以上であるか否かを判定し（Ｓ２３０）、閾値以上であれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、水温センサが異常であると判定し、この結果をＲＡＭにおける所定の記憶領域に一時的に記録し（Ｓ２４０）、状態判定処理を終了する。また、異常カウンタが閾値未満であれば（Ｓ２３０：ＮＯ）、判定結果を記録することなくそのまま状態判定処理を終了する。

一方、出力電圧が０．５Ｖ未満であれば（Ｓ２１０：ＮＯ）、正常カウンタをインクリメントする（Ｓ２５０）。そして、正常カウンタが閾値以上であるか否かを判定し（Ｓ２６０）、閾値以上であれば（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、水温センサが正常であると判定する。

この際、異常カウンタを０に設定するとともに、この結果をＲＡＭにおける所定の記憶領域に一時的に記録し（Ｓ２７０）、状態判定処理を終了する。また、正常カウンタが閾値未満であれば（Ｓ２６０：ＮＯ）、判定結果を記録することなくそのまま状態判定処理を終了する。

この処理を終了すると、図２（ａ）に戻り、ＲＡＭにおける所定領域を参照することにより、状態判定処理における判定結果の状態を判定する（Ｓ１２０）。状態判定処理における判定結果が異常状態であれば（Ｓ１２０：異常）、異常状態である判定結果を判定結果記憶部１３に記憶させ（Ｓ１４０）、判定記憶処理を終了する。

また、状態判定処理における判定結果が正常状態であれば（Ｓ１２０：正常）、ＥＣＵ１０による処理負荷が低負荷状態であるか否かを判定する（Ｓ１３０：処理負荷判定手段、禁止手段、および解除手段）。具体的には、例えば、エンジンの回転数を周知のエンジン回転数検出手段により検出し、このエンジン回転数が予め設定された閾値（例えば５０００ｒｐｍ）未満であれば低負荷状態であると判定し、閾値以上であれば高負荷状態であると判定する。

低負荷状態であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、正常状態である判定結果を判定結果記憶部１３に記憶させ（Ｓ１４０：格納手段）、判定記憶処理を終了する。
また、Ｓ１２０の処理にて判定結果が未検出（つまり、正常判定（Ｓ２７０）または異常判定（Ｓ２４０）が実施されていない状態）であれば、直ちに判定記憶処理を終了する。

ここで、ＥＣＵ１０が各検出モジュール２１〜２６としての機能を用いた処理を実施すると、判定結果記憶部１３には、例えば図３に示すような故障検出結果が記録される。
具体的に判定結果記憶部１３には、図３に示すように、水温センサ故障、吸気温センサ故障、燃料ポンプ故障等の各種項目に対して、その状態として、正常、異常、未検出の何れかが対応して記憶される。なお、各種項目に対する状態は、項目毎に固定された記憶領域に順次上書きしながら記憶される。

このような処理によって、ＥＣＵ１０が高負荷状態のときには、判定結果記憶部１３に正常な旨を表す判定結果が記憶されないようにすることができる。よって、判定結果記憶部１３に記憶された判定結果の全てを順に読み出す処理（後述するＤＴＣステータス管理処理）の際の処理負荷を軽減することができる。

また、ＥＣＵ１０が高負荷状態から低負荷状態になると、正常な旨を表す判定結果を判定結果記憶部１３に記憶させる処理を再開する。特に、検出モジュール２１〜２６が判定結果記憶部１３に記憶させる処理の前に一時的に保持する判定結果が更新される周期（Ｓ２４０またはＳ２７０の処理が実施される周期）は、判定結果を判定結果記憶部１３に記憶させることを試みる周期（Ｓ１２０〜Ｓ１４０の処理が実施される周期）よりも長くなるよう設定されている。

よって、検出モジュール２１〜２６で一時的に保持する判定結果が更新されていなければ、高負荷状態のときに判定結果記憶部１３に記憶させることができなかった正常な旨を表す判定結果を記憶し直すことができる。

なお、判定記憶処理（図２）においては、アクチュエータ、またはセンサに異常があるか否かを検出したが、この異常が故障であるとまでは判定していない。検出した異常が故障であるか否かの判定は、後述するＤＴＣステータス管理処理で実施される。

ここで、このＤＴＣステータス管理処理について、図４を用いて説明する。図４はＥＣＵ１０が判定結果記憶部１３に記憶された判定結果に基づく処理について、ＤＴＣステータス遷移処理部１４としての機能を用いて実行するＤＴＣステータス管理処理を示すフローチャートである。

ＤＴＣステータス管理処理は、例えば、車両のＩＧがＯＮ状態にされると開始される処理であって、検出モジュール２１〜２６による判定記憶処理の処理周期よりも長い周期（例えば５１２ｍｓ毎）で実施される処理である。

このＤＴＣステータス管理処理では、まず、判定結果記憶部１３に記憶された判定結果を読み出し、後述するＤＴＣステータス遷移処理を実施していない未処理の判定結果（具体的には、「正常」または「異常」を表す判定結果）があるか否かを判定する（Ｓ３２０）。未処理の判定結果がなければ（Ｓ３２０：ＮＯ）、直ちにＤＴＣステータス管理処理を終了する。

また、未処理の判定結果があれば、このうちの１つの判定結果について、ＤＴＣステータス遷移処理を実施する（Ｓ３３０：報知手段）。ここで、ＤＴＣステータス遷移処理については図５を用いて説明する。

ＤＴＣステータス遷移処理は、判定結果に応じてＤＴＣステータス（状態）を遷移させ、このステータスに応じてアクチュエータ３１，３２，３８やセンサ３３〜３７が故障しているか否かの判定の実施、および異常を報知するか否かの決定をする処理である。

なお、このステータス遷移処理は、判定結果毎に別々に実施される。また、本処理においてカウントされる「正常」または「異常」の回数はＲＡＭの所定領域に記憶される。また、後述する各状態が他の状態に移行すると、正常、異常の回数はクリアされるものとして説明する。

ＤＴＣステータス遷移処理が初めて開始されたときには、異常を検出していない「NotStored」状態（Ｓ４１０）とされており、この状態で判定結果記憶部１３に記憶された判定結果に異常が検出されれば、警告灯を表示させる等の報知は実施しない仮異常状態を表す「Pending/Current」状態（Ｓ４２０）に移行する。

なお、「NotStored」状態または「Pending/Current」状態で、判定結果記憶部１３に記憶された判定結果が正常であれば、現在の状態を維持する。
次に、「Pending/Current」状態で、判定結果が異常である旨が２回検出されれば、警告灯を表示させる等の報知を実施する異常状態を表す「Confirmed/Current」状態（Ｓ４３０）に移行する。さらに、「Confirmed/Current」状態で、判定結果が正常である旨が３回検出されれば、警告灯を表示させる等の報知は実施しないが過去に異常を検出した履歴を不揮発性ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）に保持した履歴保持状態を表す「Confirmed/History」状態（Ｓ４４０）に移行する。

さらに、「Confirmed/History」状態で、判定結果が異常である旨が２回検出されれば、前述の「Confirmed/Current」状態（Ｓ４３０）に移行する。また、判定結果が正常である旨が４０回検出されれば、異常を検出した履歴を削除可能な状態を表す「Erasable」状態（Ｓ４５０）に移行する。

「Erasable」状態になると、ＥＣＵ１０は過去に異常を検出した履歴を不揮発性ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）から削除し、「NotStored」状態に戻る。なお、ＤＴＣステータス遷移処理における正常、異常の回数のカウントは、ＤＴＣステータス遷移処理が実施される度に加算されるようにしてもよい。

或いは、正常、異常の回数の回数を不揮発性ＲＡＭに記憶するようにしておき、正常、異常の回数のカウントは、１トリップ（ＩＧＯＮからＩＧＯＦＦまでの間）にそれぞれ１回だけ加算されるようにしてもよい。この場合、ＩＧがＯＮ状態になると、不揮発性ＲＡＭに記憶された状態から処理が再開されることになる。

このようなＤＴＣステータス遷移処理が終了すると、ＤＴＣステータス遷移処理を実施した判定結果（ここでは、図３に示す記憶内容）を削除（クリア）し（Ｓ３４０）、Ｓ３１０の処理に戻る。

以上のように詳述した車両制御装置１において、ＥＣＵ１０は、判定記憶処理にて、処理負荷の大きさが高負荷状態であると判定した場合に、ステータス遷移処理にて、各検出モジュール２１〜２６としての機能により作動状態が正常であると判定された判定結果を利用することを禁止する。

詳細には、ＥＣＵ１０は、状態判定処理にて一時的に保持された各判定結果を、判定記憶処理にて判定結果毎に設定された所定周期で判定結果記憶部１３に格納する。そして、ＥＣＵ１０は、ステータス遷移処理にて、判定結果記憶部１３に記録された各判定結果に応じて、アクチュエータ３１，３２，３８またはセンサ３３〜３７の作動状態を報知する。ただし、高負荷状態である場合には、ＥＣＵ１０は、判定記憶処理にて、作動状態が正常であるとの判定結果を判定結果記憶部１３に格納することを禁止する。

即ち、車両制御装置１による処理負荷が高負荷状態の際に、検出モジュール２１〜２６による全ての判定結果を利用した処理を実施すると、ステータス遷移処理が追いつかなくなり、判定結果の一部を無視してしまう処理抜けが発生する虞がある。このため、作動状態が正常であるとの判定結果を利用すること（判定結果記憶部１３に格納すること）を禁止することによって、正常であるとの判定結果よりも重要な異常であるとの判定結果に処理抜けが発生しないようにしている。

従って、このような車両制御装置１によれば、作動状態が異常である旨の判定結果に処理抜けが発生することを防止することができるので、アクチュエータ３１，３２，３８またはセンサ３３〜３７の異常を正しく検出することができる。

また、上記車両制御装置１において、ＥＣＵ１０は、高負荷状態が解消されたと判定されると、作動状態が正常であるとの判定結果を判定結果記憶部１３に格納することを許可する。

従って、このような車両制御装置１によれば、高負荷状態が解消されれば、高負荷状態の際に利用を制限していた判定結果を利用することができる。
さらに、車両制御装置１は、エンジンを有する車両に搭載されており、ＥＣＵ１０は、エンジンの回転数に応じて処理負荷の大きさを判定する。

従って、このような車両制御装置１によれば、エンジンの回転数が増加することによって処理すべき判定結果の量が増加する等、処理負荷が増加したとしても、作動状態が異常である旨の判定結果に処理抜けが発生することを防止することができる。

なお、本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
例えば、上記実施形態において、車両制御装置１の処理負荷を判定する際に、エンジンの回転数を利用するようにしたが、例えば、ＥＣＵ１０におけるＣＰＵの利用率等のステータスを監視するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、判定記憶処理の中で状態判定処理を実施するようにしたが、これらの処理は独立した処理にしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、検出モジュール２１〜２６による判定結果を一旦、判定結果記憶部１３に記憶させる構成としたが、検出モジュール２１〜２６にて一時的に保持された判定結果をＤＣＴステータス管理処理の際に直接読み出すようにしてもよい。この場合には、ＤＴＣステータス遷移処理（Ｓ３３０）の直前で、判定結果が正常であるか否かの判定（Ｓ１２０）、および処理負荷の大きさの判定（Ｓ１３０）を実施し、判定結果が正常であって、かつ処理負荷が高負荷状態のとき（つまり判定記憶処理でＳ１４０の処理を実施しない状況のとき）に、ＤＴＣステータス遷移処理（Ｓ３３０）の実施を禁止するようにすればよい。

このようにしても、上記実施形態とほぼ同等の効果が得られる。

本発明が適用された車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。判定記憶処理を示すフローチャート（ａ）、および判定記憶処理のうち状態判定処理を示すフローチャート（ｂ）である。判定結果記憶部に記憶される故障検出結果の具体例を示す説明図である。ＤＴＣステータス管理処理を示すフローチャートである。ＤＴＣステータス遷移処理を示す状態遷移図である。

符号の説明

１…車両制御装置、１０…ＥＣＵ、１１…エンジン制御モジュール、１２…ＤＴＣステータス管理モジュール、１３…判定結果記憶部、１４…ＤＴＣステータス遷移処理部、２１〜２６…検出モジュール、３１，３２，３８…アクチュエータ、３３〜３７…センサ。

Claims

複数の監視対象が故障していることを検出する故障検出装置であって、
自身に対応付けられた監視対象の作動状態を判定し、該判定結果を保持する複数の作動状態判定手段と、
前記複数の作動状態判定手段による各判定結果に応じて、監視対象の作動状態を報知する報知手段と、
当該故障検出装置による処理負荷の大きさを判定する処理負荷判定手段と、
前記処理負荷判定手段により前記処理負荷の大きさが高負荷状態であると判定された場合に、前記報知手段が、前記作動状態が正常であるとの判定結果を利用することを禁止する禁止手段と、
を備えたことを特徴とする故障検出装置。
前記複数の作動状態判定手段に保持された各判定結果を、該判定結果毎に設定された所定周期で記録手段に格納する格納手段を備え、
前記報知手段は、前記記録手段に記録された各判定結果に応じて、監視対象の作動状態を報知し、
前記禁止手段は、前記処理負荷判定手段により前記処理負荷の大きさが高負荷状態であると判定された場合に、前記格納手段が前記記録手段に作動状態が正常であるとの判定結果を格納することを禁止すること、
を特徴とする請求項１に記載の故障検出装置。
前記処理負荷判定手段により高負荷状態が解消されたと判定されると、前記禁止手段による作動を解除する解除手段
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の故障検出装置。
当該故障検出装置は、エンジンを有する車両に搭載されており、
前記処理負荷判定手段は、前記エンジンの回転数に応じて前記処理負荷の大きさを判定すること
を特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の故障検出装置。