JP3025300B2 - コンピュータ支援エンジン診断システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、内燃機関用のコンピュータ診断システム
に関する。より詳細には、電子式燃料噴射（EFI）方式
の内燃機関をコンピュータ支援下で診断するための方法
と装置に関係するものである。

〔背景技術〕

自動車用のEFI方式エンジンは、一般に車載コンピュ
ータ、典型的にはマイクロプロセッサをベースにした装
置によってコントロールされるが、エンジンに取り付け
の複数のセンサによって検出された各運転パラメータ、
すなわち温度、エンジンスピード、スロットル位置、気
流等に対応しながら、前記プロセッサ装置によって燃料
噴射のタイミングとその継続時間がコントロールされ
る。そしてこれらの運転パラメータは毎秒何回も測定す
ることができるので、エンジンは常に最適効率で運転さ
れる。

マイクロプロセッサないしマイクロコンピュータをベ
ースにしたEFI方式エンジン用のコントロール回路は、
検出された諸運転パラメータの測定値を受け入れるよう
にプログラムされる。ただしこれらの諸測定値の受入れ
は、疑似信号に応答したり、誤信号に反応したりするこ
とを避けるため、これらの測定値がある所定レンジの中
に収まっている場合に限定される。そしてある特定セン
サによって測定された運転パラメータが所定レンジから
はみ出している場合には、コンピュータコントロールシ
ステムによって当該センサが故障しているものと判定さ
れ（実際では適正か否かが判定される）、当該センサの
実際の出力信号が標準値で置き換えられる（例えば米国
特許第4,780,826号記載のように）。このように置換値
を使用することにより、エンジンはセンサが故障しても
運転を持続することができるようになる。しかしエンジ
ンが運転を継続しているとは言え、必ずしもあるべき効
率で動作しているわけではない。コンピュータ化された
電子式コントロールシステムによって挿入される置換値
によって、エンジン内の欠陥が隠蔽されてしまうので、
通常の道具を使用する限り、整備士にとってこのような
欠陥箇所を所定して矯正することが、不可能ではないに
しても、容易なことではなくなる。

欠陥を特定するためには、複雑でしかも高価な診断機
器が必要になる。そしてこのような機器は、しばしばコ
ンピュータをベースにしたものであり、しかもこのよう
なコンピュータ装置は、特定用途のための特別製である
ことが要求される。このような複雑かつ特殊な診断機器
を使用し、しかも熟練した技能者が必要になることによ
り、自動車の修理コストの上昇がもたらされるようにな
る。

したがってこの発明は、経済的でしかも大多数のエンジ
ン整備士が技術的に使いこなせるような、EFIエンジン
のコンピュータ支援診断装置を提供することを目的とす
る。

またこの発明の更なる目的は、診断用コンピュータプ
ログラムの中に、大多数のエンジン整備士がこのような
診断を行えるようにするための手引情報も含んだ、EFI
エンジンのコンピュータ支援診断方法を提供することで
ある。

〔発明の概要〕

概要を述べれば、この発明は、内燃機関診断用機器を
提供するものであり、多線コネクタを介して車載マイク
ロコンピュータに接続された複数のセンサを有する内燃
機関を診断するための機器として、ディスプレイスクリ
ーンを有する外部のコンピュータ手段、センサヘつなが
る多線コネクタに接続するのに適した多入力コネクタを
有するインプット手段、およびコンピュータ手段とイン
プット手段との間に接続されるインターフェース回路を
もち、そのインターフェース回路には、コンピュータ手
段に応答して選定された測定モードに切り換わるマルチ
モード測定手段、コンピュータ手段に応答して多入力コ
ネクタの選定された入力端にマルチモード測定手段を選
択的に接続する切換回路、選定された多入力コネクタの
入力端に対応したセンサによって検出された運転パラメ
ータについてマルチモード測定手段によって測定された
値をディジタル形態に変換するためのアナログ・ディジ
タル変換器、およびディジタル化された測定値を直接コ
ンピュータ手段に出力させるためのアウトプット手段を
有し、使用に際してコンピュータ手段が、測定値と所定
レンジとの比較診断を実行しかつこの比較診断結果をデ
ィスプレイスクリーン上にディスプレイするようにプロ
グラムされている機器を提供するものである。

運転パラメータが所定の運転レンジからはみ出した場
合には、オペレーターがあり得る欠陥を特定しかつこれ
を排除するのを支援するための手引、ないしこれに類す
る情報が提供され得るように、コンピュータ手段をプロ
グラミングするのが好ましい。

エンジンは、典型的にはEFI（電子式燃料噴射）エン
ジンであり、テスト対象の運転パラメータには、バッテ
リー電圧、点火パルス、スターター信号、スロットル位
置センサ、気温センサ、気流計、冷却液温、燃料噴射装
置が含まれる。

コンピュータ手段は、標準タイプのラップトップコン
ピュータやパーソナルコンピュータ等、市販されている
多数の通常のコンピュータの中の適当な任意のものでよ
く、これらコンピュータのハードウェアの本質的な手直
しは不要である。従ってコストも最低となる。しかもこ
のコンピュータは、EFIエンジンの診断に使わないとき
には他の用途にも使用可能である。

インプット手段は、コンピュータディスプレイにディ
スプレイされる手引に従い、テスト対象に選定されたセ
ンサあるいはその他の運転パラメータに電気的に接続す
るように配置されるプローブをさらに含むものでもよ
い。

多入力コネクタは、マルチピン・ソケットの形態のも
のであってもよい。このソケットは、各エンジンセンサ
に接続されたマルチピン・プラグの形態である多線コネ
クタに接続される（このプラグは、通常、マイクロコン
ピュータコントロールのEFIエンジンを塔載した近代的
な車に見られるような車載マイクロコンピュータに接続
されている）。そしてこのような実施態様によれば、セ
ンサを迅速に試験可能となり、かつ欠陥箇所が自動的に
特定される。

またこれとは異なる実施態様においては、エンジンセ
ンサが２分割多線コネクタの第１部分に接続され、この
２分割多線コネクタの第２部分が車載マイクロコンピュ
ータに接続される。インプット手段は、その２分割多線
コネクタの２つの部分の間に接続される多入力コネクタ
の形態とされ、コンピュータコントロールの下に自動的
に切り換えられる。そしてこのことにより、各センサだ
けではなく、車載マイクロコンピュータも迅速にテスト
可能となる。

この発明による診断機器では、標準タイブの携帯用も
しくはパーソナルコンピュータを使用できるようにする
ため、インターフェース装置が設けられ、これによって
コンピュータ手段からの切換コントロールデータが翻訳
されるとともに、選定された運転パラメータの測定値
が、コンピュータの読み取り可能なフォーマットに変換
される。そしてこのインターフェース装置には、マルチ
メーターに類似したマルチモードの測定装置が含まれて
おり、これがコンピュータ手段によってコントロールさ
れ、目的の運転パラメータに適した測定モード、例えば
電圧計、抵抗計、タコメーターに切り換えられる。

そして測定値がディジタル形態に変換されたあと、こ
のインターフェース装置によってコンピュータ手段に、
典型的には直列データの形態で、アウトプットされる。

そしてこの測定値が、コンピュータのソフトウェアに
よって所定のレンジと比較診断されるとともに、その結
果に従い、必要に応じて修理ないしトラブル排除の手引
がディスプレイされる。

この発明の更に異なる実施態様によれば、前述した機
器を用いて内燃機関を診断する方法が提供される。そし
てこの方法には、前記エンジンの選定された運転パラメ
ータを逐次測定するステップが包含されており、これに
よれば、測定された諸値がコンピュータ手段に伝達さ
れ、これがコンピュータ手段に格納されていたそれぞれ
の所定レンジと比較され、その比較結果がコンピュータ
ディスプレイにディスプレイされるとともに、当該測定
値がこれに対して予め設定されていた所定レンジに収ま
っていない場合には、修理ないしトラブル排除の手引も
ディスプレイされる。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は、コンピュータ支援診断システムの基本的構
成成分の概要図である。

第２図は、図１のインターフェース装置の一形態を示
す概要回路図である。

第３図は、この発明の第一実施態様による図１のイン
ターフェース装置の概要回路図である。

第４図Ａ〜Ｇは、診断ならびに第３図の機器使用手引
ソフトウェアのフローチャート図である。

第５図は、この発明の第二実施態様の概要ブロック線
図である。

第６図は、第５図のカップリング回路の回路図であ
る。

第７図は、第５図のインターフェース回路の概要回路
図である。

〔実施例〕

図１に示されているように、この診断機器には、従来
の携帯用もしくはラップトップタイプのコンピュータに
相当したコンピュータ装置10が含まれている。しかしこ
れの代わりに、標準タイプのパーソナルコンピュータ
（PC）を使用してもよい。これらのコンピュータは一般
に市販されており、経済的にも大多数のエンジン整備工
場の手の届く範囲のものである。優先的実施態様におい
ては、このコンピュータ装置には、主としてエンジン作
業場の過酷な環境にも耐えるように頑丈に設計したケー
スに収容された通常の携帯用コンピュータ10が使用され
る。

インターフェース装置20が、テスト中のエンジンとこ
の携帯用コンピュータ10との間に配置され、これがコン
ピュータからの切換コントロールデータを変換するとと
もに、エンジン30の運転パラメータの測定値を、携帯用
コンピュータ10へのインプットならびにこれを用いた処
理に適したディジタル形態に変換する。

診断装置の簡単な形態においては、このインターフェ
ース装置20が、１個もしくは複数個のプローブ25を介し
てエンジン30に接続される。典型的には２個のプローブ
が使用され、その一つが接地され、他の一つ25が、テス
ト中のエンジン30に配置されたさまざまな場所のセンサ
に、予めプログラムされかつ携帯用コンピュータ10付属
のディスプレイに表示される手引に従って手操作で接触
される。

この発明の第一実施態様においては、インターフェー
ス装置20の入力端が、通常はマルチピンプラグの形態で
ある多線コネクタに接続されるが、該プラグは、一般
に、各エンジンセンサをEFIエンジン運転コントロール
用の車載マイクロプロセッサに接続するためのものであ
る。そしてこの実施態様においては、インターフェース
装置20の出力端は、マルチピンプラグに接続の種々のセ
ンサ間に自動的に切換接続されるもので、この切換は携
帯用コンピュータ10によってコントロールされる。この
ような手順において、エンジン30の診断のために、オペ
レーターは、単にマルチピンプラグを車載のマイクロプ
ロセッサ・コントローラーから移動させ、これを適宜の
コネクタリード線もしくはアダプターを介してインター
フェース装置20に接続しさえすればよい。そうすると、
個々のセンサによって測定された運転パラメータが逐次
走査されるとともに、測定データがインターフェース20
経由で携帯用コンピュータ10に送られ、ここで処理され
る。

これらの各運転パラメータはリアルタイムで測定され
る。典型的なケースにおいては、携帯用コンピュータ10
内の診断ソフトウェアが、各運転パラメータそれぞれの
測定値を該当所定レンジと比較するように設計される。
このレンジは、メーカーの仕様書もしくは経験に基づく
判断によって定めればよい。測定された運転パラメータ
が所定レンジ内に収まっている場合には、診断プログラ
ムが次の運転パラメータに前進される。しかし測定され
たパラメータがこの所定レンジからはみ出していると、
プログラムが手引モードに切り換えられ、オペレーター
は、欠陥箇所を特定してこれを矯正するのに必要な手順
のヒントが与えられる。

この発明の第二実施態様においては、インターフェー
ス装置20の入力端が、マルチピンプラグと車載マイクロ
プロセッサとの中間に配置されるので、センサ情報を診
断コンピュータに受け取らせるだけではなく、テスト値
を車載マイクロプロセッサに送ることにより、車載コン
ピュータそのものもチェックすることが可能となる。

インターフェース装置15の簡単な形態の概要回路図が
図２に示されている。このインターフェース装置15は、
基本的には、電圧計、抵抗計もしくはタコメーターとし
て動作可能なコンピュータ制御マルチメーターと、測定
値をディジタルの形態に変換するためのアナログ・ディ
ジタル変換器22とを組み合わせたものである。このイン
ターフェース回路は、低コストで構成され、小規模なエ
ンジン整備工場に適している。

使用中、コントロールデータが携帯用コンピュータ10
からデータ入力ライン経由でインターフェース回路15に
直列形態で送られる。そしてこのコントロール情報が、
スイッチの一つもしくはスイッチ１′、２′、３′、
４′の組合せを動作させるのに必要な電圧をコントロー
ル出力端１、２、３、４に発生させるのに使用される結
果、インターフェース15が、電圧計、抵抗計ないしタコ
メーターの何れか一つのモードで動作できるようになる
（図２の概要回路図においては、各スイッチが電磁式リ
レーの形態で描かれているが、これらは、例えば半導体
スイッチ等、他の適当した切換装置も勿論使用可能であ
ることは、専門家にとっては自明なことであろう）。

一例としてのバッテリーテストに際しては、携帯用コ
ンピュータ10がオペレーターに対し、プローブ25をバッ
テリーのプラス端子に、またここには図示されていない
他方のプローブをアースに、それぞれ接続するように指
示する。そしてコンピュータ10が所要データを入力ライ
ン21経由でインターフェース15に送る結果、スイッチ
１′が閉じ、その他のスイッチ２′、３′、４′はコン
トロール出力端２、３、４によって何れも開いたままと
される。プローブ25によって検出された電圧が、このよ
うな方法によってインターフェース内のA/D変換器に直
接伝達される（このインターフェース装置15には、電圧
測定値をA/D変換に適した条件にするための適切なレン
ジと波形の、ここには図示されていない回路が設けられ
る）。そして電圧測定値がディジタル変換され、直列方
式で出力ライン23を経由してコンピュータ10に伝達され
る。この結果、バッテリー電圧が、コンピュータに予め
インプットされていた所定レンジと比較される。

このバッテリー電圧測定値が許容レンジからはみ出し
ている場合には、欠陥メッセージがスクリーン上にディ
スプレイされる。そうでない場合にはコンピュータが次
のテストに取り掛かる。そしてオペレーターに対し、例
えば、エンジンスタートの指示がディスプレイされる
が、このときプローブ25はバッテリーのプラス端子に接
続されたままである。この手間の間、バッテリーのスタ
ーティング電圧と充電電圧とが測定され、これがコンピ
ュータ10にインプットされ、ここで所定レンジと比較さ
れる。

このような手順が継続されて各運転パラメータが逐次
チェックされ、これらが所定レンジ内に収まっているか
否かが確かめられる。

チェック対象の運転パラメータが抵抗の形態のもので
あった場合（例えば回路の断線や短絡のテストの場
合）、インターフェース装置15が抵抗計モードに切換え
られる。コンピュータ10から入力ライン21経由でコント
ロール情報が伝達されると、コントロール出力端によっ
てスイッチ１′と４′とが閉じられるが、その他のスイ
ッチは何れも開いたままである。そして基準電圧（Vre
f）を基準抵抗24に印加することによって既知の電流が
つくり出され、この電流がスイッチ４′とプローブ25と
を経由して測定対象の抵抗に供給される。この電流によ
る測定対象抵抗値に比例した電圧降下量がA/D変換器22
にインプットされ、ここで直列のディジタル形態に変換
されたあと、出力ライン23経由でコンピュータに送られ
る。この基準電圧は、バッテリーもしくはインターフェ
ース装置15内の基準電圧回路から取り出しても、あるい
は外部電源から供給させてもよい。

エンジンスピードを測定する場合には、インターフェ
ース装置15がタコメーターモードに切り換えられるが、
このモードにおいては、スイッチ２′と３′が閉じら
れ、その他のすべてのスイッチが開かれる。そしてプロ
ーブ25が、エンジンスピードに関係した周期的パルス発
生源の上に置かれる（例えば点火プラグ、点火コイルあ
るいはスピードセンサに接続することにより）。プロー
ブ25によって検出された周期的パルスがパルスタコメー
ター回路26に送られ、この回路から、インプットパルス
の周波数に比例した電圧がアウトプットされる。そして
このアウトプット電圧がスイッチ２′経由でA/D変換器2
2に送られ、ここで再び直列なディジタル形態に変換さ
れたあと、コンピュータ10に伝達される。

インターフェース装置15の電圧計、抵抗計およびタコ
メーターと言うさまざまなモードの切換は、コンピュー
タコントロールの下で自動的に行われる一方、インター
フェース15とコンピュータ10との間のコントロールデー
タと測定データの伝送は、適切なクロック、すなわちタ
イミング機構によって管理される。従ってオペレーター
は、コンピュータ10のスクリーン上にディスプレイされ
る予めプログラミングされた指示に従ってプローブ25を
移動させるだけでよい。必要な手引情報をコンピュータ
10のスクリーン上にディスプレイさせることができるの
で、特別な訓練や熟練は不要である。

さまざまなモデルの車に対して設定される運転パラメ
ータの許容レンジは、診断のサブルーチンや手引情報と
共に、それぞれのフロッピーディスクに記憶させること
が可能で、必要に応じて購入することもできる。これら
の情報は、テストに先立ち、コンピュータの中に格納す
ればよい。

前述したことによれば使用簡便で低コストなエンジン
診断システムが得られることは、この途の専門家にとっ
て明らかなことであろう。

図２に描かれている装置においては、必要な運転パラ
メータを測定するため、プローブが人の手によって必要
な箇所へ逐次移動される。そして低コストのインターフ
ェース回路が実現可能となる反面、プローブ25を相次い
で移動させなければならないことにより、診断手順に若
干時間がかかると言う難点がある。このような問題点を
解消させるため、インターフェース回路の自動化方式が
この発明の実施態様で用いられ、これの概要が図３に描
かれている。

この図３の自動インターフェース35は、携帯用コンピ
ュータ10からの直列形態のコントロールデータを入力ラ
イン31経由で受け取るのに適する。そしてこの直列コン
トロールデータが、インターフェース35内の回路32の直
列・並列変換器によって並列な形態に変換される。更に
詳細に述べれば、インプットされた直列データが、８ビ
ットの並列形態に変換されるのである。そして最初の６
ビットが配線33経由でA/D変換器34に供給され、A/D変換
器34の可能なインプットライン１〜64の中の一つを選択
するのに使用される。また、７番目と８番目の各ビット
は、図２について説明したのと同様な様式でマルチメー
ター回路36（マルチモード測定手段）の適切なモードを
選定するための４個のスイッチ（切換回路）１″、
２″、３″、４″の切換コントロールに使用される。こ
れを換言すれば、１〜64の可能なインプットラインから
選択された一つのために、回路36が電圧計、抵抗計ある
いはタコメーターとして入力の測定を行なうことを意味
する。このインプットラインは、インターフェース35上
で、マルチピンソケット29などの多入力コネクタに接続
されている。

使用中、エンジン上のさまざまなセンサに接続された
車載のマルチピンプラグ（多線コネクタ）は、車載マイ
クロコンピュータから切り離され、マルチピンソケット
29（多入力コネクタ）に再接続される。コンピュータか
らのコントロールデータのアウトプットが、適正なセン
サ入力ライン、すなわち所望の運転パラメータを選定す
るのに使用されるとともに、これによってマルチメータ
ー装置36が切り換えられ、当該運転パラメータに対する
適切な測定モードにされる。

選択されたライン上の測定値が、A/D変換器34によっ
てディジタル形態に変換されたあと、配線37経由で回路
32内の並列・直列変換器に伝達される。そしてここから
アウトプットされた直列データが、出力ライン38経由で
コンピュータ10に送られる。A/D変換器34および直列・
並列、並列・直列変換器32の切換は、クロック39によっ
てコントロールされる。

この図３の自動インターフェース回路35を使用する
と、プローブを手で移動させる必要がなくなるため、コ
ンピュータ10がより迅速に運転パラメータを測定できる
ようになる。

運転パラメータの測定値は、これに引き続く分析のた
め、即刻処理されたり、メモリーされたりする。

コンピュータは、測定されたすべての運転パラメータ
をそれぞれに許容されたレンジと比較し、診断ルーチン
の終わりに当たって“まとめ”を作成するとともに、欠
陥も分析することができる。またこれに代わり、コンピ
ュータに各運転パラメータを個々に測定させ、それぞれ
の比較診断結果をスクリーン上に逐次ディスプレイさせ
てもよい。このほか、メニュー選択を使用することによ
り、特定センサもしくは運転パラメータをチェックさせ
ることも可能である。

この自動インターフェース35は、これを単に車載のマ
ルチピンプラグに接続するだけで済むため、使用簡便で
ある。また車載マイクロプロセッサに取り付けられてい
るさまざまなタイプのプラグに適合させるため、適当な
アダプターソケットを用意するとよい。

このコンピュータ10に適したソフトウェアの一例のフ
ローチャートが図４に示されている。このソフトウェア
は、診断と手引の二つの性格を備えたものである。すな
わち欠陥箇所を特定するだけではなく、修理の手引とト
ラブル排除のアドバイスも与えてくれる。

コンピュータにプログラムを入力し、接続をテストし
た後、各運転パラメータや装置をテストする。そしてこ
のフローチャートの例によれば、最初にバッテリー電圧
がチェックされる。もしこの電圧が所定レンジ内に収ま
っていなければ、バッテリーもしくは車の充電システム
を修理すべき指示が出される。そしてこれに引き続き、
接地、点火、スターター、スロットルセンサ、気温セン
サ、気流計、冷却液温センサ、燃料噴射装置、リレーお
よび電源が逐次テストされる。

そしてこれら何れのテストに対しても、実行中のテス
トをオペレーターが容易に理解できるようにするため、
コンピュータのスクリーン上に手引情報が提供される。
テスト対象の個々の装置の運転パラメータが測定される
とともに、コンピュータメモリーの中に予め格納されて
いた所定レンジと比較される。そして測定されたパラメ
ータが所定レンジ内に収まっていれば、プログラムは次
のテストに前進する。しかしそうでない場合には、オペ
レーターに対する修理もしくはトラブル排除の指示がス
クリーン上にディスプレイされる。

オペレータによって測定可能な運転パラメータについ
ては、当該運転パラメータを測定する特定センサが正確
に動作しているか否かを、オペレーターが確かめること
ができる。例えば、ある特定センサから読み取られた値
が所定レンジからはみ出しているような場合、この値が
本当に正しいのか、それともセンサが故障しているのか
を確かめるため、直接測定することも可能である。

消去法プロセスによれば、この発明による診断装置
を、車載マイクロプロセッサが故障しているか否かを確
かめるのに使用することができるようになる。

また、適当にプログラミングすることにより、この発
明による診断機器を、テストそのもの、すなわちインタ
ーフェース回路が正しく動作しているか否かを確認する
のに使用することも可能となる。

図５ないし図７に、この発明の第二の実施態様が描か
れているが、この実施態様においては、インターフェー
ス回路40の入力端が、車載マイクロプロセッサとエンジ
ンセンサとの中間に接続される。そして図５の概要ブロ
ック結線図に示されているように、本実施態様における
インターフェース回路40に、レシーバー／ライン・イン
ターフェースをもつカップリング回路42を介して携帯用
コンピュータ（PC）41がつながれている。このレシーバ
ー／ライン・インターフェースをもつカップリング回路
42の回路図が図６に示されている。カップリング回路42
は、PCとの間の光学的な絶縁手段を備えており、信号を
RS485レベルに変換する。このRS485信号用の電源は、デ
ータケーブル経由でインターフェース回路40から供給さ
れる。このRS485インターフェースには、各インプット
ライン上に端末抵抗とフィルター回路網とを設けること
が好ましい。

インターフェース40は、カップリング回路42を介して
PCの並列入出力ポート、例えばプリンターポートに接続
される。そしてここに描かれている図においては、PCの
並列入出力ポートに次のような各信号ラインが使用され
る： D0;アドレス／データライン D1;データクロック D2;アドレスクロック D3;オプトアイソレック用のパワーライン D4〜D5;これらのラインがハイレベルになるとシステム
がエネーブル状態になる ビジイリターンデータ（プリンタ状態においてビット
７として読まれる） カップリング回路42からインターフェース40に送られ
る信号には、アドレス／データ、データクロックおよび
アドレスクロックが含まれるのに対し、インターフェー
ス40から受け取る信号にはリターンデータが含まれる。

インターフェース40の他端が、２分割多線コネクタで
あるＴ形コネクタ43の第１及び第２の２つの部分の間に
接続される。Ｔ形コネクタの第１部分45は、各エンジン
センサが接続されるプラグ又はハーネスコネクタであ
る。また、第２部分46は、車載のマイクロコンピュータ
に接続されるソケット又はハーネスコネクタである。こ
のＴ形コネクタについては、さまざまなタイプの自動車
エンジンに適合させるため、通常では、さまざまなサイ
ズや形状のものが用意される。

このインターフェース回路40の詳細が第７図に示され
ている。ここに描かれている実施態様においては、この
回路には、エンジンセンサと車載マイクロコンピュータ
との間の切換のために、48ラインを持つコントロール回
路50（第１切換手段）が設けられているが、それぞれの
用途にこのインターフェースを適合させるため、このコ
ントロール回路のライン数が変更され得ることは、この
方面の専門家達にとって自明のことであろう。この48ラ
インのコントロール回路50は、それぞれ８回路ずつ６枚
のボードに設けられている。この48ラインの何れか特定
の１本にインターフェース40を接続させるため、コンピ
ュータがカップリング回路を経由してそれぞれのアドレ
スデータをインターフェース40に送る。このアドレスデ
ータは、クロックコントロールの下に復号（デコード）
され、アドレッシング回路51（第２切換手段）によって
それぞれのアドレスラインに切り換えられる。そして６
枚のカードの中で当該ラインが接続された特定の１枚を
選択するため、アドレスラインEHl、EH2、EH3が使用さ
れる一方、当該カードの８本のラインの中の所望の１本
を選択するためにアドレスラインＡ、Ｂ、Ｃが使用され
る。

第７図から分かるように、ラインコントロール回路50
のそれぞれには、この48本の各ライン用の、センサハー
ネスコネクタ45（第１部分）と車載コンピュータコネク
タ46（第２部分）との間に直列接続された２個のリレー
（切換回路）が含まれているほか、何れも100KΩの抵抗
を介した接続回路（MUX）も設けられている。各ライン
に挿入されたこの１対のリレーをそれぞれに切り換える
ことにより、各種センサの測定アウトプットが得られる
とともに、車載コンピュータに情報が送られるようにな
る。

選定されたラインの両リレーが何れもオフ状態である
と、当該ラインのセンサと車載コンピュータとの間が直
接接続となり、通常の状態になる。電圧とパルスの測定
はこのモードでのラインで実行可能で、測定結果がMUX
出力ライン上にアウトプットされる。そして電圧測定に
関しては、アウトプット電圧が２入力マルチプレクサー
52の第１入力端に送られるが、このマルチプレクサーの
出力端は、12ビットアナログ・ディジタル変換器（AD
C）53に接続されている。ここでディジタル化された電
圧が12ビット・シフトレジスター54に送られ、ここから
カップリング回路42へのリターン・データラインヘ、そ
して更にPC41に伝達される。

パルス周波数を測定する場合には、MUX出力ライン上
へのアウトプットパルスが、先ず、しきい値レベルと比
較されたあと、これに合格したパルスが、信号処理回路
55内の該当するカウンター／タイマー回路によってカウ
ントされる。ここに描かれている実施例に用いられてい
るカウンター／タイマー回路は、トリプル・カウンター
／タイマーで、1MHz信号を分割して10KHzに引き下げる
レートジェネレーターとして構成された第１タイマー、
一つの第２アウトプットパルスを発生させるため、基準
として10KHzを用いてトリガーされるモノステーブルハ
ードウェアとして構成された第２タイマー、および一つ
の第２パルスに対して第１タイマーによってゲートされ
かつインプットされた合格パルスをカウントするカウン
ターとして構成された第３タイマーが包含されている。
そしてこれが１秒間に受け取ったパルスの個数によって
パルス周波数が求められる。

また、このインターフェース回路40は、パルス幅の測
定にも使用可能である。そしてこの場合、合格パルスが
信号処理回路55に送られるが、ここではトリプル・カウ
ンター／タイマーの第１タイマーが、1MHzを分割して10
0KHzに引き下げるレートジェネレーターとして設定され
る。第２タイマーは使用されず、また第３タイマーが予
め最大カウント数で負荷されるパルスカウンターとして
設定される。そしてパルスの立上りエッジが検出される
と、第１タイマーからの100KHzパルスによって第３タイ
マーのカウント数が、パルスの立下りエッジが検出され
るまでデクレメントされ続ける（パルス幅測定回路をリ
セットしない限り、これ以降のパルスはこのカウンター
を通過できなくなる）。検出されたパルスの幅を確認す
るため、第３カウンター内の最終カウント数を、このカ
ウンターのオリジナル最大カウント数から差し引くこと
により、0.01ミリ秒間の増分からパルス幅が求められ
る。このパルス幅測定回路がリセットされると、第３タ
イマーにはその最大カウント数が再び初期負荷される。

パルス周波数やパルス幅の測定値は、データTXシフト
レジスター56に伝達され、ここからリターン・データラ
イン経由でPC41に伝送される。

開路電圧とパルスの測定は、第１リレー（第７図に左
側に描かれているリレー）をオフのまま、すなわち車載
コンピュータとの接続はキープさせたままとする一方、
第２リレー（第７図で右側に描かれているリレー）をオ
ンに切り換え、センサラインと車載コンピュータとの接
続をカットすることにより、実施可能となる。

抵抗測定のためには、各リレーの状態をこれとは逆に
する。すなわち第２リレーをオフに切り換えてセンサラ
インとの接続をキープさせる一方、第１リレーをオンに
切り換えて事載コンピュータとの接続をカットするとと
もに、センサラインをコモンラインに接続する。センサ
ラインとアースとの間の抵抗測定は、これと同一モード
で実行される。抵抗測定のため、スイッチ57により、25
Vの基準電圧が既知の２個の抵抗の中の選定された１個
を介してコモンラインに印加される（このコモンライン
は既にセンサラインに切り換えられている）。典型的な
ケースにおいては、この基準抵抗が25KΩと250Ωとに切
換可能とされる。コモンライン上の電圧が、２入力マル
チプレクサー52の第２入力端に印加されるとともに、AD
C53によって12ビットのディジタルフォーマットに変換
される。そしてこのディジタル化された値がシフトレジ
スター54に送られ、ここからリターン・データライン経
由でPC41に伝達される。センサライン上の未知の抵抗値
は、下式を用いて計算される： Ｒ（未知）＝（コモンの測定電圧値／コモンの2.5V）×
既知抵抗値 インターフェース40は、テスト中のエンジンの所望箇
所に配置可能な４個のマニュアルプローブ60用の接続端
子も備えており、コンピュータコントロールの下にこれ
らのプローブに対し、インターフェース40によって12V
とアース電位とを選択的に切換可能となる。第７図に示
されているように、プローブ接続端子60は、それぞれが
それぞれの１対のリレー61、62を介してアドレッシング
回路51に接続される。そして特定プローブのリレー61が
動作すると、当該プローブが車の12Vバッテリー電圧に
接続される。また他方においては、プローブのリレー62
を動作させると、当該プローブが車のアースに接続され
る。アドレッシング回路51への全プローブの接続は、５
個のサーマルブレーカ63によって保護される。

このインターフェース回路40によってコンピュータが
特定センサラインをアドレス可能となり、適切にリレー
を切り換えることにより、当該ライン上で電圧、パルス
幅あるいはパルス周波数それに抵抗の諸測定が簡単に実
施されるようになることは、この途の専門家達にとって
は容易に理解されることであろう。マニュアルプローブ
に対する電圧も、コンピュータコントロールの下で選択
的に切換可能となる。従って、PC41の適切なソフトウェ
アコントロールの下で、このインターフェース回路40
は、あらゆるセンサラインに自動的にアクセス可能とな
る結果、適切な読み取りが実行され、これらの値が診断
評価のためにPCに中継される。

また、各センサラインをアイソレートすることも可能
であり、かつ詳細な値を、エンジン動作によって明確に
なったマイクロコンピュータのアウトプットのモニター
結果と共に車載マイクロコンピュータに供給することも
可能となる。このようなやり方によれば、上記実施例の
診断システムによって、エンジンセンサの欠陥だけでは
なく、車載コンピュータの動作の欠陥も特定可能とな
る。

前述した説明は、この発明の幾つかの実施例を説明し
たものに過ぎず、この途の専門家にとっては明らかなこ
れに関する修正が、特許請求の範囲において定義したこ
の発明の範囲から逸脱することなくなされ得るものであ
る。

フロントページの続き (72)発明者 マクライシュ ゲイリー イアン オーストラリア 4570 クイーンズラン ド ギンピー アッパー ウォンガ ヴ ィア パーソン ロード エム．エス. 115 (56)参考文献 米国特許4267569（ＵＳ，Ａ) 米国特許4821217（ＵＳ，Ａ) 米国特許4975846（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 15/00 F02P 17/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多線コネクタを介して車載マイクロコンピ
   ュータに接続された複数のセンサを有する内燃機関を診
   断するための機器であって、 ディスプレイスクリーンを有する外部のコンピュータ手
   段、前記多線コネクタに接続するのに適した多入力コネ
   クタを有するインプット手段、および前記コンピュータ
   手段と前記インプット手段との間に接続されるインター
   フェース回路をもち、前記インターフェース回路には、
   前記コンピュータ手段に応答して選定された測定モード
   に切り換わるマルチモード測定手段、前記コンピュータ
   手段に応答して前記多入力コネクタの選定された入力端
   に前記マルチモード測定手段を選択的に接続する切換回
   路、選定された前記多入力コネクタの入力端に対応した
   センサによって検出された運転パラメータについて前記
   マルチモード測定手段によって測定された値をディジタ
   ル形態に変換するためのアナログ・ディジタル変換器、
   およびディジタル化された測定値を直接前記コンピュー
   タ手段に出力させるためのアウトプット手段を有し、使
   用に際して前記コンピュータ手段が、測定値と所定レン
   ジとの比較診断を実行しかつこの比較診断結果をディス
   プレイスクリーン上にディスプレイするようにプログラ
   ムされている機器。
2. 【請求項２】コンピュータ手段が、汎用パーソナルコン
   ピュータもしくは携帯用コンピュータである請求の範囲
   １に記載の機器。
3. 【請求項３】マルチモード測定手段の測定モードに、電
   圧、周波数および抵抗の測定が含まれている請求の範囲
   ２に記載の機器。
4. 【請求項４】インプット手段中に、手で配置可能な少な
   くとも１個のプローブが含まれている請求の範囲１に記
   載の機器。
5. 【請求項５】コンピュータ手段が、マルチモード測定手
   段を、多入力コネクタの入力端のそれぞれに対応した各
   測定モードに逐次自動切換するようにプログラムされて
   いる請求の範囲１に記載の機器。
6. 【請求項６】２分割多線コネクタを介して車載マイクロ
   コンピュータに接続された複数のセンサを有する内燃機
   関を診断するための機器であって、 ディスプレイスクリーンを有する外部のコンピュータ手
   段、前記２分割多線クネクタの前記車載コンピュータに
   つながる第１部分と前記センサにつながる第２部分との
   間に接続される多入力コネクタを有するインプット手
   段、前記コンピュータ手段に応答して前記多入力コネク
   タの各入力端を前記第１部分または第２部分へ選択的に
   接続させるための第１切換手段、および前記コンピュー
   タ手段と前記インプット手段との間に接続されるインタ
   ーフェース回路をもち、前記インターフェース回路に
   は、前記コンピュータ手段に応答して選定された測定モ
   ードに切り換わるマルチモード測定手段、前記コンピュ
   ータ手段に応答して前記多入力コネクタの選定された入
   力端に前記マルチモード測定手段を選択的に接続する第
   ２切換手段、選定された前記多入力コネクタの入力端に
   対応したセンサによって検出された運転パラメータを前
   記マルチモード測定手段が測定した値をディジタル形態
   に変換するためのアナログ・ディジタル変換器、および
   ディジタル化された測定値を直接前記コンピュータ手段
   に出力させるためのアウトプット手段を有し、使用に際
   して前記コンピュータ手段が、設定値と所定運転レンジ
   との比較診断を実行しかつこの比較診断結果をディスプ
   レイスクリーン上にディスプレイするようにプログラム
   されている機器。
7. 【請求項７】第１切換手段が、コンピュータ手段に応答
   し、選定されたセンサを、これに対応する車載コンピュ
   ータへの接続線にも接続する請求の範囲６に記載の機
   器。
8. 【請求項８】コンピュータ手段が、汎用パーソナルコン
   ピュータもしくは携帯用コンピュータである請求の範囲
   ６に記載の機器。
9. 【請求項９】マルチモード測定手段の各測定モードに、
   電圧、周波数および抵抗の測定が含まれている請求の範
   囲６に記載の機器。
10. 【請求項１０】インプット手段中に、手で配置可能な少
    なくとも１個のプローブが含まれている請求の範囲６に
    記載の機器。
11. 【請求項１１】第１切換手段に、多線コネクタの第１部
    分および第２部分それぞれの１対の端子間にそれぞれ接
    続された複数の切換回路が備えられ、その各切換回路
    が、多入力コネクタの各入力端に接続されており、かつ
    前記各切換回路は、前記各対の端子相互間を接続、もし
    くは各対の端子を個別に前記多入力コネクタの入力端へ
    接続するように、それぞれ別個にコントロール可能とさ
    れる２個の直列接続スイッチを備える請求の範囲６に記
    載の機器。
12. 【請求項１２】車載マイクロコンピュータに接続された
    複数のセンサを有する内燃機関を、請求の範囲６に記載
    の機器を用いて診断する方法において、 測定手段を、選定されたセンサや車載マイクロコンピュ
    ータに逐次接続させるコンピュータコントロールの下
    に、第１および第２の各切換手段を切り換えるステップ
    と、選定されたセンサによって検出されたエンジンの運
    転パラメータを測定するステップと、測定値を、コンピ
    ュータ手段の中に格納されているそれぞれの所定レンジ
    と比較するソフトウェアを実行するステップと、この比
    較結果をコンピュータのディスプレイスクリーン上にデ
    ィスプレイさせるとともに、該測定値がそれぞれの所定
    レンジ内に収まっていない場合には、修理ないしトラブ
    ル排除の手引も併せてディスプレイさせるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】コンピュータ手段が、汎用パーソナルコ
    ンピュータもしくは携帯用コンピュータである請求の範
    囲12に記載の方法。
14. 【請求項１４】データを車載マイクロコンピュータにア
    ウトプットさせるステップと、それぞれのセンサによっ
    て検出された結果の運転パラメータを測定するステップ
    と、をさらに含む請求の範囲12に記載の方法。