JP2016091483A - Control system and failure diagnosis method for the system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御システム及び制御システムの故障診断方法に関し、より詳細には、セレクタIC自身のエラー通知以外でも、セレクタICの故障を診断することができる制御システム及び制御システムの故障診断方法に関する。 The present invention relates to a control system and a control system failure diagnosis method, and more particularly to a control system and a control system failure diagnosis method capable of diagnosing a failure of a selector IC other than the error notification of the selector IC itself.
内燃機関を搭載した車両の運転制御においては、スピードセンサ、エンジン水温センサ、大気圧センサ等数多くのセンサからのアナログ信号及びデジタル信号を入力して、これらの信号を使用して運転制御を行っている。 In operation control of a vehicle equipped with an internal combustion engine, analog signals and digital signals from a number of sensors such as a speed sensor, an engine water temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, etc. are input and operation control is performed using these signals. Yes.
図1に示すように、この制御システム1においては、中央処理装置(CPU)22を備えた制御装置(ECM:エンジンコントロールモジュール)20を用いており、各種センサ11〜18等の信号装置10からの信号を一旦、AD変換ブロックの各チャンネルで受けた後、制御装置20のセレクタ21aを通して、時系列的に分割した信号を信号出力端子21bに出力している。
As shown in FIG. 1, the control system 1 uses a control device (ECM: engine control module) 20 having a central processing unit (CPU) 22, and the
そして、中央処理装置22では、この信号出力端子21bからの信号の時系列データを入力して、デマルチプレクサ(分配回路)(図示しない)で、信号の時系列データから、各種センサ11〜18の検出値を識別して、各種センサ11〜18のそれぞれの検出値の時系列データとして取扱い各種制御を行っている。
The
また、このセレクタIC21には、内部診断回路21cが設けられており、セレクタIC21における故障を自己診断し、その結果をエラー信号端子21dに出力しており、中央処理装置22では、このエラー信号端子21dの出力を監視することで、セレクタIC21からの信号の妥当性、即ち、誤信号でないことを判断している。
The
これに関連して、例えば、AD変換ブロック、および、デジタル信号処理ブロックのデジアナ兼用の入力端子を設けた場合に内部異常を検出できるように、同一入力信号をアナデジ兼用入力端子に入力させた状態で得られるAD変換ブロックの変換結果、デジタル信号処理ブロックの処理結果に基づいて、AD変換ブロック又はデジタル信号処理ブロックの異常を推定する、推定手段を備えて、同一入力信号を用いて得られるAD変換ブロックの変換結果とデジタル信号処理ブロックの処理結果に相互の矛盾を生じるときには、AD変換ブロック又はデジタル信号処理ブロックの異常であると推定するマイクロコンピュータを搭載した電子制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In this connection, for example, when an analog conversion input terminal and a digital signal processing block digital / analog input terminal are provided, the same input signal is input to the analog / digital input terminal so that an internal abnormality can be detected. The AD conversion block or the digital signal processing block obtained based on the conversion result and the digital signal processing block processing result is used to estimate an abnormality of the AD conversion block or the digital signal processing block. There has been proposed an electronic control device equipped with a microcomputer that presumes that the AD conversion block or the digital signal processing block is abnormal when there is a contradiction between the conversion result of the conversion block and the processing result of the digital signal processing block ( For example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来技術においては、制御システム1における、セレクタIC21の故障診断では、エラー判定に、エラー信号端子21dに出力されたエラー通知信号でしか使用していないため、このセレクタIC21の内部診断回路21cによるセレクタIC21が自己判断してエラーとして通知してきた場合にしか故障判定することができず、セレクタIC21が自身のエラーを通知できないような故障に陥った場合には、この故障を検出することができないという問題があった。
However, in the conventional technique, in the failure diagnosis of the
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、セレクタICが自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システムが制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる制御システム及び制御システムの故障診断方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to be in an abnormal state in the abnormality determination on the central processing unit side even if the selector IC falls into a failure that cannot notify its own error. Control system can be switched to control for protection of equipment such as the engine controlled by the control system when this abnormal condition is detected, and safety and minimum vehicle operation can be ensured And providing a fault diagnosis method for a control system.
上記の目的を達成するための本発明の制御システムは、複数のセンサからの信号を受けるセレクタと、該セレクタの出力信号を出力する信号出力端子と、内部診断回路と、該内部診断回路における診断結果を出力するエラー信号端子とを有するセレクタICと、中央処理装置を備えた制御システムにおいて、前記中央処理装置が、前記セレクタICの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査する時系列データ検査手段を備えると共に、該時系列検査手段による検査結果で、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとしたときに、前記異常信号センサの数が、前記セレクタICに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタICが異常である判定するセレクタIC異常判定手段を備えて構成される。 In order to achieve the above object, a control system of the present invention includes a selector that receives signals from a plurality of sensors, a signal output terminal that outputs an output signal of the selector, an internal diagnostic circuit, and a diagnosis in the internal diagnostic circuit. In a control system including a selector IC having an error signal terminal for outputting a result and a central processing unit, the central processing unit inputs an output from the signal output terminal of the selector IC and detects each sensor. A time-series data inspection unit that inspects the time-series data of the signal, and an inspection signal sensor determined to be abnormal based on the inspection result of the time-series inspection unit is an abnormal signal sensor, and is determined to be normal. When the sensor of the inspection signal is a normal signal sensor, the number of the abnormal signal sensors is the number of all sensors connected to the selector IC. If greater than the number of abnormality determination proportions set because, regardless of the output of said error signal terminals, and a selector IC abnormality determining means for determining said selector IC is abnormal.
この構成によれば、セレクタICが自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システムが制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる。 According to this configuration, even if the selector IC falls into a failure such that it cannot notify its own error, it can be detected as an abnormal state by the abnormality determination on the central processing unit side, and when this abnormal state is detected, It is possible to switch to control for protecting equipment such as an engine controlled by the control system, and to ensure safety and minimum vehicle operation.
なお、この時系列検査手段とセレクタIC異常判定手段は、制御システムが作動しているときは、常時、その機能を作動させておくことが好ましいが、安全性と制御性を考慮して、一定時間間隔でその機能を作動させてもよい。 It should be noted that the time series inspection means and the selector IC abnormality determination means preferably operate their functions at all times when the control system is operating, but they are constant in consideration of safety and controllability. The function may be activated at time intervals.
また、上記の制御システムにおいて、前記時系列検査手段が、検査対象のセンサの検出信号の時系列データが、前記検査対象のセンサ毎に予め設定される上限値と下限値の範囲から逸脱したデータの個数が予め設定された第1逸脱個数以上ある場合に異常であると判定し、かつ、前記検査対象のセンサ毎に予め設定される検査時間とデータ幅に対して、検査対象の時系列データが、検査時間内おいて前記データ幅の外に出るデータの個数が予め設定された第2逸脱個数以下の場合には異常であると判定するように構成される。 Further, in the above control system, the time-series inspection unit is configured such that the time-series data of the detection signal of the sensor to be inspected deviates from a range of an upper limit value and a lower limit value set in advance for each sensor to be inspected. Time series data to be inspected with respect to the inspection time and the data width set in advance for each of the sensors to be inspected. However, when the number of data that falls outside the data width within the inspection time is equal to or smaller than the preset second deviation number, it is determined to be abnormal.
これらの上限値、下限値、検査時間、データ幅、第1逸脱個数、第2逸脱個数などは、対象となるセンサの特性と、制御におけるセンサの検出値の影響度等により設定される。 These upper limit value, lower limit value, inspection time, data width, first deviation number, second deviation number, and the like are set according to the characteristics of the target sensor, the degree of influence of the detected value of the sensor in the control, and the like.
また、上記の制御システムにおいて、前記異常判定割合を60%とする。この異常判定割合は、実際には、対象となるセンサの特性と、制御におけるセンサの検出値の影響度、制御される機器の敏感性により設定され、場合によっては、80%、90%、100%(全数)に設定される。 In the above control system, the abnormality determination ratio is set to 60%. This abnormality determination ratio is actually set according to the characteristics of the target sensor, the degree of influence of the detected value of the sensor in the control, and the sensitivity of the device to be controlled. In some cases, 80%, 90%, 100 % (Total number) is set.
また、上記の制御システムにおいて、当該制御システムが内燃機関を搭載した車両を制御する。この場合には、数多くのセンサが使用され、しかも、乗務員の安全確保が重要なので、より本発明のメリットが増すことになる。 In the above control system, the control system controls a vehicle equipped with an internal combustion engine. In this case, since many sensors are used and it is important to ensure the safety of the crew, the merit of the present invention is further increased.
そして、上記の目的と達成するための本発明の制御システムの故障診断方法は、複数のセンサからの信号を受けるセレクタと、該セレクタの出力信号を出力する信号出力端子と、内部診断回路と、該内部診断回路における診断結果を出力するエラー信号端子とを有するセレクタICと、中央処理装置を備えた制御システムの故障診断方法において、前記セレクタICの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査して、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとし、前記異常信号センサの数が、前記セレクタICに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタICが異常である判定することを特徴とする方法である。この方法によれば、上記の制御システムと同様な効果を得ることができる。 And the fault diagnosis method of the control system of the present invention for achieving the above-mentioned object is a selector that receives signals from a plurality of sensors, a signal output terminal that outputs an output signal of the selector, an internal diagnostic circuit, In a fault diagnosis method for a control system comprising a selector IC having an error signal terminal for outputting a diagnosis result in the internal diagnostic circuit and a central processing unit, an output from the signal output terminal of the selector IC is input, The time series data of the detection signal for each sensor is inspected, the sensor of the inspection signal determined to be abnormal is the abnormal signal sensor, the sensor of the inspection signal determined to be normal is the normal signal sensor, and the abnormality When the number of signal sensors is larger than a preset number of abnormality determination ratios relative to the number of all sensors connected to the selector IC, the error signal Regardless of the output of the child, a method characterized by determining said selector IC is abnormal. According to this method, the same effect as that of the above control system can be obtained.
本発明の制御システム及び制御システムの故障診断方法によれば、セレクタICが自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システムが制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる。 According to the control system and the control system failure diagnosis method of the present invention, even if the selector IC falls into a failure in which it cannot notify its own error, it can detect an abnormal state by the abnormality determination on the central processing unit side. When this abnormal state is detected, it is possible to switch to control for protection of equipment such as an engine controlled by the control system, and to ensure safety and minimum vehicle operation.
以下、本発明に係る実施の形態の制御システム及び制御システムの故障診断方法について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a control system and a control system failure diagnosis method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の実施の形態の制御システム1は、信号装置(センサ群)10と制御装置(ECM:エンジンコントロールモジュール)20からなり、信号装置10は、スピードセンサ11、水温センサ(油温センサ?)12、エンジン水温センサ13、燃料温度センサ14、吸気温度センサ15、排気温度センサ16、気圧センサ17、ブースト圧センサ18等の各種センサからなる。また、制御装置20は、セレクタIC21と中央処理装置(CPU)とからなる。
As shown in FIG. 1, a control system 1 according to an embodiment of the present invention includes a signal device (sensor group) 10 and a control device (ECM: engine control module) 20, and the
そして、各種センサ11〜18等の信号装置10からの信号を一旦、AD変換ブロックの各チャンネルで受けた後、セレクタIC21のセレクタ(マルチプレクサ:選択回路)21aを通して、時系列的に分割した信号を信号出力端子21bに出力している。
Then, after receiving signals from the
一方、中央処理装置22では、この信号出力端子21bからの信号の時系列データを入力して、デマルチプレクサ(分配回路)(図示しない)で、信号の時系列データから、各種センサ11〜18の検出値を識別して、各種センサ11〜18のそれぞれの検出値の時系列データとして取扱い各種制御を行っている。
On the other hand, in the
このセレクタIC21には、内部診断回路21cが設けられており、セレクタIC21における故障を自己診断し、その結果をエラー信号端子21dに出力している。
The
そして、本発明では、この複数のセンサ11〜18からの信号を受けるセレクタ21aと、このセレクタ21aの出力信号を出力する信号出力端子21bと、内部診断回路21cと、この内部診断回路21cにおける診断結果を出力するエラー信号端子21dとを有するセレクタIC21と、中央処理装置22を備えた制御システムにおいて、中央処理装置22が、時系列データ検査手段22aとセレクタIC異常判定手段22bを備えて構成される。
In the present invention, a
この時系列データ検査手段22aは、セレクタIC21の信号出力端子21bからの出力を入力して、センサ11〜18毎の検出信号の時系列データを検査する手段である。
The time-series
この時系列検査手段22aでは、検査対象のセンサ11〜18の検出信号の時系列データDiが、検査対象のセンサ11〜18毎に予め設定される上限値Duと下限値Ddの範囲から逸脱したデータDioutの個数N1outが予め設定された第1逸脱個数Nc1以上ある場合に異常であると判定する。
In this time-series inspection means 22a, the time-series data Di of the detection signals of the
更に、検査対象のセンサ11〜18毎に予め設定される検査時間Tdとデータ幅ΔDに対して、検査対象の時系列データDiが、検査時間Td内おいてデータ幅ΔDの外に出るデータDjoutの個数N2outが予め設定された第2逸脱個数Nc2以下の場合には、即ち、検査時間Tdの間に時系列データDiが変化しない場合には、異常であると判定する。
Further, with respect to the inspection time Td and data width ΔD preset for each of the
これらの上限値Du、下限値Dd、検査時間Td、データ幅ΔD、第1逸脱個数、第2逸脱個数などは、対象となるセンサの特性と、制御におけるセンサの検出値の影響度等により設定される。 These upper limit value Du, lower limit value Dd, inspection time Td, data width ΔD, first deviation number, second deviation number, etc. are set according to the characteristics of the target sensor and the degree of influence of the detected value of the sensor in the control. Is done.
また、セレクタIC異常判定手段22bは、時系列検査手段22aによる検査結果で、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとしたときに、異常信号センサの数Nunが、全センサの数Nstに対する予め設定した異常判定割合αの数Nαよりも多い場合に、エラー信号端子21dの出力に関わらず、セレクタIC21が異常である判定する手段である。
Further, the selector IC abnormality determination means 22b uses the inspection signal sensor determined to be abnormal as an abnormality signal sensor based on the inspection result of the time-series inspection means 22a, and normalizes the inspection signal sensor determined to be normal. When the number Nun of abnormal signal sensors is greater than the preset number Nα of abnormality determination ratios α with respect to the number Nst of all sensors when the signal sensor is used, the
この異常判定割合αは、実際には、対象となるセンサ11〜18の特性と、制御におけるセンサ11〜18の検出値の影響度、制御される機器の敏感性により設定され、通常は、異常判定割合αは、60%に設定されるが、場合によっては、80%、90%、100%(全数)に設定される。
This abnormality determination ratio α is actually set according to the characteristics of the
また、特定なセンサを幾つか選定しておき、これらの選択されたセンサのいくつかが異常信号センサに含まれている場合には、異常信号センサの数Nunが、セレクタIC21に接続される全センサの数Nstに対する予め設定した異常判定割合αの数Nαよりも小さくても、セレクタIC21が異常である判定するように構成してもよい。更には、各センサ11〜18に、故障の判定用の重みを付けて、重み付きの異常信号センサの数Nunmで、異常を判定するように構成してもよい。
In addition, when some specific sensors are selected and some of these selected sensors are included in the abnormal signal sensor, the number Nun of the abnormal signal sensors is the total number connected to the
なお、この時系列検査手段22aとセレクタIC異常判定手段22bは、制御システム1が作動しているときは、常時、その機能を作動させておくこと、即ち、常時、異常判定を行うことが好ましいが、安全性と制御性を考慮して、予め設定された一定時間間隔でその機能を作動させてもよい。 The time series inspection means 22a and the selector IC abnormality determination means 22b preferably operate at all times when the control system 1 is operating, that is, always perform abnormality determination. However, in consideration of safety and controllability, the function may be operated at predetermined time intervals.
次に、本発明の実施の形態の制御システムの故障診断方法について説明する。この方法は、複数のセンサ11〜18からの信号を受けるセレクタ21aと、このセレクタ21aの出力信号を出力する信号出力端子21bと、内部診断回路21cと、この内部診断回路21cにおける診断結果を出力するエラー信号端子21dとを有するセレクタIC21と、中央処理装置22を備えた制御システムの故障診断方法であり、セレクタIC21の信号出力端子21bからの出力を入力して、センサ11〜18毎の検出信号の時系列データDiを検査して、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとし、異常信号センサの数Nunが、セレクタIC21に接続される全センサの数Nstに対する予め設定した異常判定割合αの数Nαよりも多い場合に、エラー信号端子21dの出力に関わらず、セレクタIC21が異常である判定する。
Next, the failure diagnosis method for the control system according to the embodiment of the present invention will be described. This method outputs a
上記の構成の制御システム1及び制御システムの故障診断方法によれば、セレクタIC21が自身のエラーを通知できないような故障に陥っても、中央処理装置22側の異常判定で異常状態であることを検出できて、この異常状態を検出したときに、制御システム1が制御しているエンジン等の機器の保護のための制御に切り替えることができて、安全及び最低限の車両動作を確保できる。
According to the control system 1 and the control system failure diagnosis method configured as described above, even if the
また、この制御システム1が内燃機関を搭載した車両を制御する場合には、数多くのセンサが使用され、しかも、乗務員の安全確保が重要なので、本発明のメリットをより有効利用できるようになる。 Further, when the control system 1 controls a vehicle equipped with an internal combustion engine, many sensors are used, and since it is important to ensure the safety of the crew, the merit of the present invention can be used more effectively.
1 制御システム
10 信号装置(センサ群)
11 スピードセンサ
12 水温センサ
13 エンジン水温センサ
14 燃料温度センサ
15 吸気温度センサ
16 排気温度センサ
17 大気圧センサ
18 ブースト圧センサ
20 制御装置(ECM)
21 セレクタIC
21a セレクタ
21c 内部診断回路
21b 信号出力端子
21d エラー信号端子
22 中央処理装置(CPU)
22a 時系列データ検査手段
22b 異常判定手段
1
11 Speed sensor 12
21 Selector IC
22a Time series data inspection means 22b Abnormality determination means
Claims (5)
前記中央処理装置が、前記セレクタICの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査する時系列データ検査手段を備えると共に、
該時系列検査手段による検査結果で、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとしたときに、前記異常信号センサの数が、前記セレクタICに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタICが異常である判定するセレクタIC異常判定手段を備えたことを特徴とする制御システム。 A selector IC having a selector for receiving signals from a plurality of sensors, a signal output terminal for outputting an output signal of the selector, an internal diagnostic circuit, and an error signal terminal for outputting a diagnostic result in the internal diagnostic circuit; In a control system equipped with a processing device,
The central processing unit includes an output from a signal output terminal of the selector IC, and includes time-series data inspection means for inspecting time-series data of detection signals for each sensor,
The abnormality signal when the sensor of the inspection signal determined to be abnormal is an abnormal signal sensor and the sensor of the inspection signal determined to be normal is the normal signal sensor based on the inspection result by the time-series inspection means. When the number of sensors is larger than the number of preset abnormality determination ratios with respect to the total number of sensors connected to the selector IC, it is determined that the selector IC is abnormal regardless of the output of the error signal terminal. A control system comprising selector IC abnormality determination means.
前記セレクタICの信号出力端子からの出力を入力して、前記センサ毎の検出信号の時系列データを検査して、異常であると判断された検査信号のセンサを異常信号センサとし、正常であると判断された検査信号のセンサを正常信号センサとし、前記異常信号センサの数が、前記セレクタICに接続される全センサの数に対する予め設定した異常判定割合の数よりも多い場合に、前記エラー信号端子の出力に関わらず、前記セレクタICが異常である判定することを特徴とする制御システムの故障診断方法。 A selector IC having a selector for receiving signals from a plurality of sensors, a signal output terminal for outputting an output signal of the selector, an internal diagnostic circuit, and an error signal terminal for outputting a diagnostic result in the internal diagnostic circuit; In a fault diagnosis method for a control system provided with a processing device,
The output from the signal output terminal of the selector IC is input, the time series data of the detection signal for each sensor is inspected, and the sensor of the inspection signal determined to be abnormal is an abnormal signal sensor, which is normal If the sensor of the inspection signal determined to be a normal signal sensor and the number of abnormal signal sensors is greater than the number of preset abnormality determination ratios relative to the number of all sensors connected to the selector IC, the error A failure diagnosis method for a control system, wherein the selector IC is determined to be abnormal regardless of the output of a signal terminal.
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WO2018110268A1 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 株式会社日立製作所 | Operation assistance system and operation assistance method |
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