JP5161805B2 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents
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本発明によれば、異常と判定された所定部位が、制御装置の電源切断前と次の電源投入後において継続しているか否かを判定する。そして、異常な状態が継続していると判定された所定部位に関連する制御に関するデータを記憶部へ記憶するので、故障原因を特定可能な制御に関するデータを優先的に記憶部に記憶することができる。
所定部位が異常と判定されたタイミングから時間的にかけ離れた制御に関するデータは、故障原因の特定に有効とはならない可能性が高いので、所定部位が異常と判定されたタイミングから時間的にかけ離れた制御に関するデータを記憶部に記憶させないようにすることができる。
入力回路102には、スタータスイッチ21やアイドルスイッチ22からの信号が入力される。
バキュームセンサ12は、エンジンに吸入空気を導く吸気通路の吸入空気量を検出し、検出結果を表す信号をマイコン103に送信する。
吸気温センサ13は、前述吸気通路の吸入空気の温度を検出し、検出結果を表す信号をマイコン103に送信する。
O2センサ14は、排気浄化触媒の下流に配置され、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出結果を表す信号をマイコン103に送信する。
スロットルポジションセンサ15は、モータの駆動によって回動されるスロットルバルブの開度を検出し、検出結果を表す信号をマイコン103に送信する。
排気温センサ16は、排気浄化触媒の下流側で排気温を検出し、検出結果を表す信号をマイコン103に送信する。
車速センサ17は、例えば、ドライブシャフトの回転数から車両の速度を検知し、検知結果を表す信号をマイコン103に送信する。
ノックセンサ18は、エンジンの振動(ノッキング)を検出し、検出結果を表す信号をマイコン103に送信する。
イオンセンサ19は、プレイグニッションが発生した場合に生じるイオン電流を検出し、検出結果を表す信号をマイコン103に送信する。
これらのセンサ以外にも車両の状態を測定するためのセンサ(以下、その他センサ20と呼ぶ)が複数搭載されている。
警報ランプ151は、エンジンECU100の故障監視により、故障の発生を検出した場合に点灯されるランプである。故障監視の詳細については後述する。
インジェクタ152は、エンジンECU100の制御により開閉駆動されて燃料を噴射する電磁弁から構成される。
イグナイタ153は、エンジンECU100の制御により不図示の点火コイルにバッテリ電圧を供給し、点火コイルに蓄えられた高電圧により点火プラグ154で火花を発生させて、燃焼室内の混合気を燃焼させる。
車両には、複数のECUが搭載され、これらのECUは車内LANによって接続されている。また、複数のECU間では、CAN(Controller Area Network)等のプロトコルに従って通信を行う。なお、図2には、車両の制御を行うECUとして、エンジンECU100、CVT(Continuously Variable Transmission)−ECU201、ブレーキECU202、ナビECU203、テレマティクスECU204、ライトECU205、エアバッグECU206、ドアECU207を示したが、エンジンECU100と通信を行うECUはこれらに限られるものではない。
マイコン103は、CPU(Central Processing Unit)111、ROM112、ノーマルRAM(Normal Random Access Memory(以下、NRAMと略記する)113、スタンバイRAM(Standby Random Access Memory(以下、SRAM114と略記する)114、入出力部115を有している。
なお、NRAM113は、揮発性のメモリであって、イグニッションスイッチがオフされたときにはNRAM113への電源供給も停止し、NRAM113の記録する情報も消去される。また、SRAM114は、イグニッションスイッチがオフされてもバッテリからの電源供給を受けて、記録する情報を保持し続ける。
リングバッファ制御処理とは、NRAM113をリングバッファとして使用し(以下では、NRAM113をリングバッファ113aと呼ぶ)、図1に示すセンサ11〜20や、スイッチ21、22等によって測定される車両の状態データをリングバッファ113aに順次記憶していく処理である。リングバッファ113aの記憶量がリングバッファ113aの容量を超えると、CPU111は、最も古い状態データの代わりに新しい状態データを上書きする。なお、車両の状態データの詳細については後述する。
また、一般にリングバッファ113aとは、データを一時的に格納するためのものであり、データもしくはデータの塊(以下、ブロックと呼ぶ)を先入れ先出し(FIFO:First In First Out)方式や後入れ先出し(LIFO:Last In First Out)方式などの形態で管理するメモリ装置である。
異常判定処理とは、入出力部115から入力したセンサ信号に基づいて車両の所定部位の異常を判定する処理である。
一の記憶制御処理とは、異常判定処理により異常と判定された所定部位に関する状態データをSRAM114の仮異常データ記憶領域130に記録させる処理である。
継続異常判定処理とは、異常判定処理により異常と判定された所定部位の異常が、エンジンECU100の電源切断前と次の電源投入後において継続しているか否かを判定する処理である。すなわち、イグニッションスイッチがオンされてからオフされるまでの期間を1トリップとする複数トリップで継続して異常であるか否かを判定する処理である。以下では、電源切断前と次の電源投入後において継続しているか否かという記載を複数トリップで継続しているか否かという記載に統一して表記する。
他の記憶制御処理とは、継続異常判定処理により異常と判定された所定部位に関する状態データをSRAM114の異常確定データ記憶領域140に記録させる処理である。
例えば、リングバッファ113aに車両の状態データとして記憶されたセンサ値が異常検出しきい値との比較で異常値を示した場合や、センサ値が一定値のまま変動しなかった場合には、異常値を検出したことを示すフラグ(以下、異常検出フラグと呼ぶ(図4(d)参照)が記録される。異常検出フラグが記録されると、CPU111は、図5に示す異常カウンタのカウントを開始する。なお、以下では異常検出フラグが記録された状態を異常検出の状態と呼ぶ。また、異常カウンタは、センサ値が異常値を示した場合にカウントアップされる。CPU111は、入力されるセンサ値が異常値を示す場合にカウントアップを続け、異常カウンタのカウント値が図5に示す異常判定しきい値を超えると、対象のセンサ値は継続して異常値を示す状態にあると判定する(以下、この状態を異常判定の状態と呼ぶ)。異常判定の状態にあると判定すると、CPU111は、図4(c)に示す異常判定フラグを記録する。また、CPU111は、異常判定フラグを記録すると、異常判定の状態にあると判定された回数をカウントする異常判定回数カウンタ(図4(b)参照)をカウントアップする。異常判定回数カウンタは、1トリップの間に1回のカウントアップが許可されたカウンタである。また、1トリップとは、イグニッションスイッチがオンされてからオフされるまでの期間を示す単位である。
なお、入力したセンサ値の異常を検出して異常検出フラグを記録してから異常判定回数カウンタを1カウントアップするまでの処理は、1トリップの間に行われる。また、異常判定フラグと異常検出フラグは、次のトリップでイグニッションスイッチがオンされた際にリセットされる。また、異常判定回数カウンタのカウント値は、SRAM114に記録され、イグニッションスイッチがオフされている間も記録される。
なお、車両の状態データには、複数トリップにわたって異常値を示す状態データであるか否かを判定しなくても故障原因と判定される状態データも存在する。このような状態データは、異常値を検出した段階で異常確定の判定を行い、状態データを異常確定データ記憶領域140に記憶する。例えば、水温センサのセンサ値が異常値を示す場合には、異常値を示した段階で異常確定の状態に設定される。
例えば、センサの断線・ショートの異常であると判定した際に異常検出の状態と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、信号レベルが不定状態であると判定した際に異常検出の状態と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、通信が途絶したと判定した際に異常検出の状態と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、回転角センサに進角、又は遅角異常が発生していると判定した際に異常検出の状態と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、可変バルブタイミング機構(以下、VVT(Variable Valve Timing-control)と呼ぶ)等に機能異常が生じていると判定した際に異常検出の状態と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、ICの動作に動作不良が生じていると判定した際に異常検出の状態と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、触媒等の性能の劣化を検出した際に異常検出の状態と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、例えば、ECU内、入力センサ、出力アクチュエータ等において発生する過電流による異常を検出した際に仮異常と判定し、この状態が所定時間以上継続した場合を異常判定の状態とする。さらに、この異常判定の状態が複数トリップ間で発生した場合を異常確定の状態とする。
また、仮異常データ記憶領域130は、異常が発生する直前の状態データを記憶する領域(以下、異常発生前の状態データ記憶領域131と呼ぶ)と、異常が発生した際の状態データを記憶する領域(以下、異常発生時の状態データ記憶領域132と呼ぶ)と、異常発生から所定時間経過後の状態データを記憶する領域(以下、異常発生後の状態データ記憶領域133と呼ぶ)とを有している。
同様に、異常確定データ記憶領域140も、異常が発生する直前の状態データを記憶する領域(以下、異常発生前の状態データ記憶領域141と呼ぶ)と、異常が発生した際の状態データを記憶する領域(以下、異常発生時の状態データ記憶領域142と呼ぶ)と、異常発生から所定時間経過後の状態データを記憶する領域(以下、異常発生後の状態データ記憶領域143と呼ぶ)とを有している。
法規関連部位には、例えば、A/F(空燃比)センサヒータ、O2センサヒータ、エアフロメータ、サブO2センサ電圧、燃料系、失火検出、クランク角センサ、カムポジションセンサ等の異常検出が含まれる。
また、エミッション関連部位には、表1に示すようにVVT、排気VVT、VVTのオイルコントロールバルブの断線、ショート、排気VVTのオイルコントロールバルブの断線、ショート、大気圧と吸気との圧力差異常、ポンプ弁異常、燃圧システム異常、レギュレータ異常、燃料漏れ異常、吸気圧センサ異常、水温センサ、スロットルセンサ、サーモスタット異常、インジェクタ異常、フューエルポンプ異常、ノックセンサ異常、イオン電流値の異常、排気ガス再循環(以下、EGR(Exhaust Gas Recirculation)と呼ぶ)システムの異常、触媒劣化検出、タンク内圧センサ異常、車速センサ異常、バッテリ温センサ異常、排気温センサ異常、油温センサ異常、タービン回転数センサ異常、COクラッチ回転数センサ異常、NC2回転数センサ異常、ソレノイド異常、CAN通信異常などの項目が含まれる。
また、エミッショ非関連部位には、表1に示すようにECUとNRAMとの異常が含まれる。
まず、上述した法規関連項目の異常原因を特定するために使用される車両の状態データには、表2に示すように、エンジン水温、吸気管圧力、エンジン回転数、車速、点火時期(例えば、進角時期)、吸気温度、エアフロー率、スロットル開度、フロントO2センサ出力、リアO2センサ出力、エンジン始動時間、トータル燃料補正量、A/Fセンサのセンサ出力電圧、EGR出力、EGRエラー、エバポパージ出力、大気圧、触媒温度、電源電圧、絶対負荷値、目標空燃比、相対スロットル開度、雰囲気温度、スロットル絶対位置センサ、アクセルペダル絶対位置センサ、スロットルアクチュエータ出力、可変バルブタイミング・リフト機構(以下、VVTL(Variable Valve Timing and Lift)と呼ぶ)の目標位置、油圧スイッチ、VVTL用OCVの駆動デューティ、VVT保持デューティの学習値、VVT変位角、OCV駆動要求デューティ、EXVVTのデューティ学習値、EXVVT変位角、EXOCV駆動要求デューティ値、TVVT角度換算値などが挙げられる。
また、上述したエミッション関連、エミッショ非関連部位の異常を検出するために使用される車両の状態データには、表2に示すように、エンジン水温、吸気管圧力、エンジン回転数、車速、点火時期進角、吸気温度、エアフロー率、スロットル開度、フロントO2センサ出力、リアO2センサ出力、エンジン始動時間、トータル燃料補正量、A/Fセンサのセンサ出力電圧、EGR出力、EGRエラー、エバポパージ出力、大気圧、触媒温度、電源電圧、目標空燃比、スロットル絶対位置センサ、アクセルペダル絶対位置センサ、スロットルアクチュエータ出力、充電制御バッテリ電流、充電制御バッテリ液温、オルタフィールドデューティ、目標過給圧、過給圧VSV(Vacuum Switching Valve)制御デューティ比、アイドリング信号、A/C信号、電気信号、STP信号、パワステ信号、吸気側目標変位角、吸気側実変位角、吸気側制御ディーティ比、排気側目標変位角、排気側実変位角、排気側制御デューティ比、ガス圧センサ値、EGRステップ数、油圧スイッチ、VVTL用OCVの駆動デューティ、VVT保持デューティの学習値、VVT変位角、OCV駆動要求デューティ、EXVVTのデューティ学習値、EXVVT変位角、EXOCV駆動要求デューティ値、TVVT角度換算値、アイドルスピードコントロール制御(以下、ISCと略記する)のステップ位置、ISCのデューティ値、燃料噴射量、エンジン始動時の水温、エンジン始動時の吸気温、燃料噴射時間などが挙げられる。
このとき、SRAM114に記録される車両の状態データは、重要度の高い部位の故障を特定可能な状態データが記録されている程、優先度の高いものが記録されている程、故障箇所や故障原因の特定に有効となる。そこで、本実施例では、上述した最も重要度の高い法規関連部位の異常を検出するための車両の状態データが優先度の高いデータとしてSRAM114に記録される。次に重要度の高いエミッション関連部位の異常を検出するための車両の状態データの優先度を法規関連部位のものよりも低く設定している。また、エミッション非関連部位の異常を検出するための車両の状態データの優先度をエミッション関連部位のものよりも低く設定している。
マイコン103は、各種センサ11〜20によって測定されたセンサ信号や、スイッチ21、22の状態を示す状態信号等の車両の状態データを512msecごとにリングバッファ113aに記憶させる。図7に示す例では、stepA1、A2のタイミングで状態データがリングバッファ113aに記憶される。なお、stepA1,A2,・・・が1トリップ内でのリングバッファ113aへの記憶タイミングを示す。イグニッションスイッチが一旦オフされ、その後、再度オンしたときにはstepB1,B2,・・・,のタイミングでリングバッファ113aへの記憶が行われる。以下、同様に、stepC1,C2,・・・が同一トリップ内でのリングバッファ113aへの記憶タイミングを示す。なお、図7には、stepB1以降のタイミングは示していない。同様に図7には、stepC1以降のタイミングは示していない。
状態データが複数トリップにわたって異常検出と異常判定の状態にあると判定され、異常判定回数カウンタのカウント値が所定値よりも大きくなると、マイコン103は状態データが異常確定の状態にあると判定する。異常確定の状態にあると判定すると、マイコン103はSRAM114の仮異常データ記憶領域130に記憶していた状態データをSRAM114の異常確定データ記憶領域140に記憶する。このとき、仮異常データ記憶領域130に記憶していた状態データは、仮異常データ記憶領域130から消去される。
なお、図7にはSRAM114の異常確定データ記憶領域140に記憶された状態データのうち、異常値を示す状態データを「確定異」と略記し、異常値を示す状態データの直前の状態データを「確定前」と略記する。
なお、図7に示す場合と同様に、マイコン103は、車両の状態データを512msecごとにリングバッファ113aに記憶させる。また、図8に示すstepD1,D2,・・・が1トリップ内でのリングバッファ113aへの記憶タイミングを示す。
従って、異常値を示した状態データから時間的にかけ離れた状態データをSRAM114に記録させることがない。このため、故障原因の特定に有効とはならないデータをSRAM114に記録する頻度を低減することができる。
103 マイコン(制御装置)
111 CPU(実行部)
112 ROM
113 NRAM
113a リングバッファ
114 SRAM
115 入出力部
120 異常検出箇所記憶領域
130 仮異常データ記憶領域(一の記憶部)
140 異常確定データ記憶領域(他の記憶部)
151 警報ランプ
152 インジェクタ
153 イグナイタ
154 点火プラグ
Claims (5)
- 被制御部を制御する際の制御に関するデータを記憶制御する制御装置であって、
不揮発性の記憶部であり、制御に関するデータを記憶するための一の記憶部と、
不揮発性の記憶部であり、一の記憶部に記憶されている制御に関するデータを記憶するための他の記憶部と、
逐次発生する制御に関するデータをリングバッファ制御により一時記憶部へ記憶するリングバッファ制御処理と、
入力部からの入力信号に基づいて所定部位の異常を判定する異常判定処理と、
前記異常判定処理により、所定部位を異常判定する際に仮異常状態であると判定されると、一時記憶部に記憶されている制御に関するデータを一の記憶部へ記憶する一の記憶制御処理と、
前記異常判定処理によって仮異常状態であると判定した異常判定が、制御装置の電源切断前と次の電源投入後において継続しているか否かを判定することで異常確定状態の判定を行う異常継続判定処理と、
前記異常継続判定処理により異常確定と判定されると、一の記憶部に記憶されている制御に関するデータを他の記憶部へ記憶する他の記憶制御処理と、
を実行する制御部と
を備えた制御装置。 - 前記一の記憶制御処理は、所定部位が異常と判定されたタイミングでの制御に関するデータと、所定部位が異常を示す直前の制御に関するデータと、所定部位が異常を示してから所定時間経過後の制御に関するデータとを一の記憶部に記憶させる処理であり、
所定部位が異常を示してから所定時間経過後の制御に関するデータを前記リングバッファ制御処理により記憶する前にイグニッションスイッチがオフされると、所定部位が異常を示してから所定時間経過後の制御に関するデータを一の記憶部に記憶させることなく処理を終了する、請求項1記載の制御装置。 - 前記他の記憶制御処理は、一の記憶部に記憶されている制御に関するデータを他の記憶部へ記憶する処理を行った後に、一の記憶部に記憶されている制御に関するデータを消去する、請求項1又は2に記載の制御装置。
- 前記制御に関するデータには、重要度が設定され、該重要度は、所定の異常を判定する際の制御に関するデータを記憶させておくことを定めている法律、または、法律に基づく命令、若しくは、規則における法律系の異常が最も高く、法律系の異常以外で、かつ、エミッション関連の異常がその次に高く、法律系の異常以外で、かつ、エミッション関連の異常以外のものがその次に高いものである、請求項1又は2記載の制御装置。
- 逐次発生する制御に関するデータをリングバッファ制御により一時記憶部へ記憶するリングバッファ制御ステップと、
入力部からの入力信号に基づいて所定部位の異常を判定する異常判定ステップと、
前記異常判定ステップにより、所定部位を異常判定する際に仮異常状態であると判定されると、一時記憶部に記憶されている制御に関するデータを一の記憶部へ記憶する一の記憶制御ステップと、
前記異常判定ステップによって仮異常状態であると判定した異常判定が、制御装置の電源切断前と次の電源投入後において継続しているか否かを判定することで異常確定状態の判定を行う異常継続判定ステップと、
前記異常継続判定ステップにより異常確定と判定されると、一の記憶部に記憶されている制御に関するデータを他の記憶部へ記憶する他の記憶制御ステップと
を有する、制御方法。
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