JPH028135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関（以下エンジンと略称する）制御用の
マイクロコンピユータ装置、特に自己のROMの
記憶内容と、比較すべき他の同種装置のROMの
記憶内容とが同一かどうかを判定する機能を備え
たエンジン制御用コンピユータ装置に関する。以
下本発明におけるエンジン制御用のマイクロコン
ピユータ装置をエンジン制御ユニツトと略称す
る。

従来のエンジン制御用の車載用マイクロコンピ
ユータを用いてエンジンを制御するエンジン制御
ユニツトが正常に動作しているか否かをチエツク
する方法としては、エンジンをシミユレートする
装置で判定するか、実装状態でメモリの記憶内容
を読み出す装置を用いてメモリの記憶内容をチエ
ツクするか、あるいは自己診断装置を組み込んで
診断するかのいずれかであつた。

しかしエンジン動作をシミユレートする装置に
しても実装状態でメモリの記憶内容を読み出す装
置にしてもかなり大がかりなものであるためメー
カーの工場や実験室における使用は可能であつて
も、全てのサービス工場に設置することは費用の
面からみて困難がある。

また、最近市場に出されているエンジン制御ユ
ニツトの中には自己診断装置を備えたものがあ
り、自己診断装置を動作させることにより故障箇
所を通報することができる。しかしながらこれら
の自己診断装置の作用には自己のもつ機能を利用
して自己のもつ機能を診断するという基本的な矛
盾に起因する限界があり、実際には故障を生じて
いるにもかかわらず故障の判定ができなかつたり
することが起きる。また自己のメモリの記憶内容
の完全なチエツクは無理であるという欠点があ
る。

本発明の目的は、全てのエンジン制御ユニツト
に自己の内蔵するメモリの記憶内容と比較すべき
他のエンジン制御ユニツトのメモリの記憶内容と
が同一かどうかを判定する機能を持たせることで
ある。

本発明の装置を構成するために必要な素子は、
電源、表示装置及びマスターとなるべきエンジン
制御ユニツトである。但し、マスタ及び被診断エ
ンジン制御ユニツトには、マスタエンジン制御ユ
ニツトのメモリの記憶内容と比較されるべき被診
断エンジン制御ユニツトのそれとが同一か否かを
判別するためのプログラムがエンジンを制御する
ためのプログラムとは別に内蔵されている。表示
装置は、相互診断モードにあるか否かの信号を発
生させるスイツチ、及びマスタエンジン制御ユニ
ツトで判定した結果を表示する表示器から構成さ
れている。またワイヤハーネスによつて前記の２
台のエンジン制御ユニツトの接続が可能にされて
いる。

上記の構成を有する本発明の装置によれば、マ
スタエンジン制御ユニツト及び診断すべきエンジ
ン制御ユニツトを前記の表示装置に接続しエンジ
ン制御ユニツトを動作させるだけで、診断すべき
エンジン制御ユニツトの診断を容易に行なうこと
ができる。

本発明の実施例を添附図面を参照しつつ以下に
説明する。

第１図は本発明を適用したエンジン制御ユニツ
トがエンジンを制御する場合の接続を概略的に示
す。第１図において、１はエンジン吸入空気量を
検出する空気量センサ、２はエンジン冷却水温を
検出する水温センサ、３は吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ、４は電磁作動式の燃料噴射
弁、５はエンジンの点火装置の一部をなす点火コ
イル、６は点火エネルギを各気筒の点火プラグに
分配するデイストリビユータを示している。デイ
ストリビユータ６はエンジンのクランク軸の２回
転当り１回転するものであるが、その内部にはエ
ンジンの回転角を検出する２個の電磁ピツクアツ
プを有する回転角センサ７が内蔵されている。

その他エンジンの作動状態をデイジタル信号と
して検出するセンサとしては、スロツトル弁が全
閉状態であることを検出するLLスイツチ８、全
開状態を検出するULスイツチ９、トランスミツ
シヨンがニユートラルか否かを検出するNSスイ
ツチ１０、エアコンが動作状態か否かを検出する
エアコンスイツチ１１、スタータモータが動作状
態か否かを検出するスタータスイツチ１２等があ
る。１３はエンジン制御ユニツト本体であり、吸
気量センサ１、水温センサ２、吸気温センサ３、
回転角センサ７及びデイジタルセンサ８，９，１
０，１１及び１２からの各信号が入力され、これ
らの信号に基づき、燃料噴射弁４からエンジンに
噴射される燃料量及び点火時期を計算し、点火コ
イル５に信号を出力するほか、排気ガス再循環の
可否を判断し、EGRバルブ１４を制御する。１
５は６気筒４サイクルのエンジン本体を、１６は
本発明の装置全体の電源であるバツテリを示して
いる。

第２図は上記エンジン制御ユニツトの詳細な説
明に供するブロツク図である。第２図において１
３はエンジン制御ユニツトを一般的に示してお
り、２１は噴射制御、点火制御、EGR制御等の
演算を行なうマイクロプロセツサであり、２２は
演算の手順を示すプログラム及び計算結果を一時
格納する記憶装置である。２３はセンサ１，２及
び３から出力されるアナログ信号をデイジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換器である。２４は回転割込
回路であり、その中にはエンジン回転信号ｅ及び
ｆを回転角センサ７から入力し波形整形の後デイ
ジタル変換によりエンジン回転速度信号を得る回
路、並びにエンジンクランク角に同期して燃料噴
射計算を開始する割込信号ｂ、燃料噴射を開始す
る時点を知らせる割込信号ｄ、点火計算を開始す
る割込信号ａ、及び点火信号を出力する時点を知
らせる割込信号ｃを発生する回路が内蔵されてい
る。上記の回転割込回路２４の内部の構成を第３
図に示す。

２５は、LLスイツチ８、ULスイツチ９、NS
スイツチ１０、エアコンスイツチ１１及びスター
タスイツチ１２よりのデイジタル信号を入力する
入力回路である。

第４図は回転割込回路２４が動作したときのタ
イミングチヤートである。第３図に示したよう
に、エンジン１５のクランク軸が２回転すると回
転角センサ７の回転角は１回転して信号ｅ及びｆ
を発生し、それらはエンジン制御ユニツト１３の
中の回転割込回路２４に入力される。このうち信
号ｅはエンジンクランク角60°ごとにくり返され
る信号であり、信号ｆは720°ごとにくり返される
信号であり、後者の信号ｆはクランク角位置を決
定する基準信号として使用されるものである。信
号ｅ及びｆは回転割込回路２４の内部でそれぞれ
コンパレータ２４１により波形整形され、第４図
に示したそれぞれのタイミングで割込信号ａ，
ｂ，ｃ及びｄが発生される。一方回転数計測カウ
ンタ２４４でクランク軸の回転速度が計測され
る。

再び第２図において、２６は水晶発振器を用い
たクロツク発生器であり、CPU２１、Ａ／Ｄ変
換器２３、回転割込回路２４及び出力回路２８，
２９及び３０で使用するクロツク信号ｊ及びｋを
発生するための分周器を内蔵している。

２８，２９及び３０はCPU２１から送られる
パルス信号のパルス巾を制御することが可能な出
力回路である。その代表例として出力回路２８の
内部の構成を第５図に示す。第５図において、デ
ータロードタイミング回路２８２によりデータが
バス３１からダウンカウンタ２８１にセツトされ
ると、セツトされた瞬間からダウンカウンタ２８
１はダウンカウントを開始する。ダウンカウント
中は燃料噴射弁４に電流が流れ燃料噴射が行なわ
れる。ダウンカウントが終了すると燃料噴射は停
止する。出力回路２９及び３０も出力回路２８と
同様な構成をもつ。

第６図は入力回路２５においてデイジタルセン
サの１つであるLLスイツチ８よりの信号が入力
される部分の構成を１例として示している。第６
図の中で２５１及び２５３によつて表わされるデ
ータ読み出しタイミング回路がCPU２１の望む
タイミングで入力端１０８における信号状態をバ
スライン３１に出力する。

第７図は第２図に示したエンジン制御ユニツト
１３の中の記憶装置２２のROMに内蔵されたプ
ログラムを例示する。

次に同プログラムのステツプのそれぞれの動作
について略述する。ステツプ51においてエンジン
制御モードか否かの判定を行い、エンジン制御モ
ードならばステツプ52及び53においてエンジン冷
却水温のＡ／Ｄ変換を、ステツプ54及び55にて空
気温度のＡ／Ｄ変換をスタートさせ、ステツプ56
及び57では吸入空気量のＡ／Ｄ変換をスタートさ
せる。次のステツプ58ではＡ／Ｄ変換が終了した
か否かを判定し、終了していればステツプ59で水
温、空気温及び吸入空気量のＡ／Ｄ変換値を記憶
装置２２に記憶する。次のステツプ60において
EGRをオンにするための条件を満たすか否かの
判定をする。本実施例においては、エンジン冷却
水温が60℃以上のときEGRバルブをオンにする。
EGRがオンの時は第７図のプログラムのメイン
ルーチンのループを回る時間（数ｍｓ）より長い
パルス時間巾に相当する値を出力回路３０にセツ
トする。

割込演算は第７図の下部に示したように４種類
がある。割込信号ｂがCPU２１に入力すると、
ステツプ51〜63の処理を一時中断し、ステツプ65
で回転速度を回転割込回路２４からとり込み、ス
テツプ66において回転速度、吸入空気量及び記憶
装置２２から読み出した補正値f_tをもとに噴射時
間を計算する。その計算結果は記憶装置２２に貯
えておく。ステツプ68において割込演算は終了
し、中断していたメインルーチンの処理にもど
る。割込信号ｄがCPU２１に入力すると記憶装
置２２に記憶されている最新の燃料噴射時間値を
出力回路２８にセツトする。割込信号ａがCPU
２１に入力すると、ステツプ73で、回転速度、吸
入空気量、水温を基にして点火時期の計算が行な
われる。その計算結果はステツプ74で記憶装置２
２に記憶され、割込信号ｃがCPU２１に入力し
たタイミングで出力回路２９にセツトされる。実
際のエンジンにおける点火タイミングは、出力回
路２９に点火進角値がセツトされた後出力回路２
９の中で行なわれるダウンカウントが終了し、ダ
ウンカウント終了の信号が出力される時点であ
る。割込信号ａ，ｂ，ｃ，ｄによる計算のタイミ
ング、及びエンジン制御ユニツト１３の出力信号
である燃料噴射信号及び点火信号を第８図に示
す。

第９図は、第７図図示のプログラムのステツプ
51において相互診断モードであると判定されたと
きに相互診断を行なうための構成を示したもので
ある。相互診断を行なうためには、マスタ側エン
ジン制御ユニツト１３と被診断側エンジン制御ユ
ニツト１３とを第９図図示のように導線により接
続し、かつ発光表示装置４２及び４３とともに電
源４４に接続する。４５は電源を接あるいは断に
するスイツチである。ここで、第９図の中の左側
の被診断側エンジン制御ユニツト１３は車両に固
有の車載のエンジン制御ユニツトを示す。また同
図中右側のマスタ側エンジン制御ユニツトは、第
７図図示のプログラムのステツプ51において相互
診断モードであると判定された場合にはじめて接
続し使用するように別に用意された車両には固定
して使用されない相互診断専用のエンジン制御ユ
ニツトを示している。

スイツチ４５を投入すると同時に、２つのエン
ジン制御ユニツトの中の被診断エンジン制御ユニ
ツトはマスタエンジン制御ユニツトに向かつて自
分の記憶装置２２の記憶内容を転送する。その結
果全転送データがマスタエンジン制御ユニツトの
記憶装置２２の内容と同一であることが判別され
ると発光表示装置４２及び４３により良好である
ことを表示し、また異なつておれば不良であるこ
とを表示する。

第１０図は第７図のステツプ64における演算処
理の相互診断プログラムの処理手順を例示したフ
ローチヤートを示す。第７図において、ROMに
内蔵されたプログラムを読み取つた結果ステツプ
51において、エンジン制御モードではなく、相互
診断モードであると判定した場合は相互診断プロ
グラムを実行する。実際にエンジンを制御してい
るときには決して起こり得ない入力状態、たとえ
ば第９図に示したように、回転信号入力、水温入
力、吸気温入力、吸入空気量入力、スタータ信号
入力の端子１０７，１０２，１０３，１０１，１
１２のそれぞれが接地され、ニユートラル検出用
NSスイツチ１０が接続される入力端子１１０が
電源に接続されている状態が入力された時に診断
を行なうようにあらかじめプログラムしておく。

第１０図のステツプ80において、マスタ側エン
ジン制御ユニツトか被診断側エンジン制御ユニツ
トかの判別を、エアコンの動作状態検出用のエア
コンスイツチ１１よりの信号の入力端子１１１の
状態を読み取ることにより行なう。従つて第９図
に示した実施例においては、その状態が「１」の
場合にはマスタ側エンジン制御ユニツトと、「０」
の場合には被診断側エンジン制御ユニツトと判定
する。

以下第１０図に示した演算処理においては、マ
スタ側エンジン制御ユニツトから信号ｇを「１」
として出力することにより、被診断側エンジン制
御ユニツトよりのデータのビツトを信号ｉとして
転送することを許可し、被診断側エンジン制御ユ
ニツトから信号ｈを「１」として出力することに
より、被診断側エンジン制御ユニツトより送られ
る信号ｉを、マスタ側エンジン制御ユニツトが読
みとることを許可するように動作するものであ
る。マスタ側エンジン制御ユニツトと判別された
場合は、ステツプ81において信号ｇをマスタ側エ
ンジン制御ユニツトの出力回路２８において
「１」にセツトして出力端子１０４に送り、被診
断側エンジン制御ユニツトからのデータの転送を
待つ。被診断側エンジン制御ユニツトからの信号
ｈがマスタ側エンジン制御ユニツトの入力端子１
０９に入力されると、ステツプ83において信号ｉ
を有効と判断してマスタ側エンジン制御ユニツト
の入力端子１０８から１ビツトのデータを読む。
ステツプ84にて信号ｇを「０」とし、ステツプ85
においてマスタ側エンジン制御ユニツトの記憶装
置２２の特定のアドレスの特定のｎ番目のビツト
のデータと比較し、信号ｇを「１」にセツトして
次のビツトのデータの転送を待つ。ステツプ86で
被診断側エンジン制御ユニツトからの転送データ
とそのデータに対応するマスタ側エンジン制御ユ
ニツトのデータとを比較し、両者が異なる場合は
ステツプ91でフエイル（FAIL）の表示を行な
う。最終ビツトまでの比較を終了した結果、相違
がない場合はステツプ90でパス（PASS）の表示
を行なう。本発明の実施例においては、PASSの
時は第９図示の発光表示器４２、例えばLED（発
光ダイオード）を点灯し、FAILの時はそれを消
灯するようになつている。そして上記の操作によ
り比較するビツトは読み出し専用記憶装置
（ROM）の各ビツトごとに番号をつけておいて
最終ビツトまで比較が行なわれる。

ステツプ80において被診断モードと判定した場
合はステツプ92において信号ｈを「０」にセツト
し、ステツプ93において転送許可信号ｇが被診断
側エンジン制御ユニツトの入力端子１０８におい
て「１」になつているか否かを判定し、「１」で
あればステツプ94において被診断側エンジン制御
ユニツトの記憶装置２２のｎ番目のビツトのデー
タを被診断側エンジン制御ユニツトの出力端子１
０４から信号ｉとして出力する。その出力の後被
診断側エンジン制御ユニツトの出力端子１０６よ
りの信号ｈを「１」として信号の読取りを許可す
る。ステツプ97においてマスタ側エンジン制御ユ
ニツトがデータを読み取つたことを、マスタ側エ
ンジン制御ユニツトの出力端子１０４より被診断
側エンジン制御ユニツトの入力端子１０８に送ら
れる信号ｇが「０」になつていることによつて確
認した後被診断側エンジン制御ユニツトの出力端
子１０６よりの信号ｈを「０」にもどす。

以上に説明した信号ｇ，ｈ及びｉの相互のタイ
ミングの関係を第１１図に示す。

以上本発明の１つの実施例について説明した
が、この外にもいくつかの変形実施例が考えられ
る。そのいくつかの例を述べれば下記の通りであ
る。

(1) 上記の実施例においては、PASS又はFAIL
の表示を発光表示器４２の例としてLEDを用
いて行つたが、LEDのみに限らず他の表示用
素子を使用することが可能である。

(2) 上記の実施例においては、表示用素子を診断
装置に内蔵させたが、あらかじめエンジン制御
用ユニツトに表示用素子を組み込んでおくこと
もできる。

(3) 上記の実施例においては、マスタのエンジン
制御ユニツトを用いて被診断エンジン制御ユニ
ツトの診断を行なつたが、マスタのエンジン制
御ユニツトの代わりにマスタのエンジン制御ユ
ニツトの記憶装置の内容と同等の内容を記憶し
ているミニコンをマスタとして用いることも可
能である。ミニコンを使用した場合には、
FAILと判定したアドレスをプリンタに打ち出
すことができ、またRAM領域の診断を行なう
ことも可能となる。

(4) 上記の実施例においては、被診断側エンジン
制御ユニツトからマスタ側エンジン制御ユニツ
トへのデータ・ビツトの転送は１ビツトずつ転
送したが、２ビツト以上並列に転送すること
も、１ワードずつ直列に転送することも可能で
ある。

第１２図の全体構成図に本発明装置の構成を明
示する。第１２図は、本発明によるエンジン制御
ユニツトを構成する車載の被診断エンジン制御ユ
ニツトと、それと同一の構成を有し、かつ、被診
断エンジン制御ユニツトの診断のために用いるマ
スタエンジン制御ユニツトとが、診断時に、相互
に接続されたときの全体構成を図示している。両
エンジン制御ユニツトは、それぞれ同一の内容の
エンジン動作制御用プログラム及び相互診断用プ
ログラムを格納した記憶装置を有する。上記の診
断時の状態において、診断、被診断判別手段は、
相互診断用プログラムに従つて、両エンジン制御
ユニツトのいずれが使用可能となるかを判別す
る。交信制御手段は、診断、被診断判別手段の判
別結果に基き、かつ、相互診断用プログラムに従
つて、両エンジン制御ユニツト間の交信を制御す
る。交信制御手段の交信制御に従つて、両エンジ
ン制御ユニツト間において、下記の診断操作が行
われる。すなわち、被診断エンジン制御ユニツト
内では、読取り手段はその記憶装置に記憶されて
いるデータを順次読み取り、読み取られたデータ
を順次マスタエンジン制御ユニツトに転送する。
マスタエンジン制御ユニツト内では、比較手段
は、その一方の入力端に被診断エンジン制御ユニ
ツトから順次転送されるデータが印加され、その
他方の入力端にマスタエンジン制御ユニツトの中
の記憶装置より順次読み取られた対応データが印
加され、それにより両入力データ間の逐次比較を
行ない、その結果を表わす比較出力信号を発生す
る。異常判定手段は、比較手段の比較出力信号に
基いて比較された両データ間の異同を識別し、被
診断エンジン制御ユニツトの異常の有無を判定す
る。次に、出力手段は、異常判定手段の判定結果
に従つて判定結果を表わす出力信号を発生する。

本発明による内燃機関制御用コンピユータ装置
においては、エンジンを制御するデイジタルコン
ピユータのすべてに同機種のコンピユータのメモ
リ内容を相互にチエツクできる機能を持たせるこ
とにより手軽な方法で車載用コンピユータの診断
を確実に行なうことができるというすぐれた効果
が得られる。

さらに詳述すれば、本発明の被診断内燃機関制
御ユニツト及び診断用マスタ内燃機関制御ユニツ
トはともに同一の構成を有し、かつ、それぞれ同
一の内容のエンジン動作制御用プログラム及び相
互診断用プログラムを格納した記憶装置を有す
る。それにより、診断のために特別の診断装置を
用いる必要はない。さらに、それのみならず、マ
スタ内燃機関制御ユニツトとしては、診断時の基
準として用意した特定の診断用内燃機関制御ユニ
ツトに限定されることはない。すなわち、現実に
内燃機関の動作を制御するために好適に実用に供
しうることが確認された内燃機関制御ユニツト
は、どれでもそのままマスタ内燃機関制御用ユニ
ツトとして診断用の目的のために使用することが
できる。このことは、実用中の内燃機関制御ユニ
ツトの異常の有無の診断を行いたいときに、たま
たま上述の特別の診断装置、または基準とする特
定の診断用内燃機関制御ユニツトが得られない場
合等に実用上の便宜が得られるというすぐれた効
果を与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジン制御ユニツトが
エンジンを制御する場合の概略接続図である。第
２図は本発明によるエンジン制御ユニツトの構成
を概略的に示すブロツク図である。第３図は第２
図図示の本発明によるエンジン制御ユニツトの中
の回転割込回路の内部の構成を示す概略接続図で
ある。第４図は第３図図示の回転割込回路の動作
時に発生される電気信号のタイミングチヤートで
ある。第５図は第２図図示の本発明によるエンジ
ン制御ユニツトの中の出力回路の１つの内部構成
を例示した概略構成図である。第６図は第２図図
示の本発明によるエンジン制御ユニツトの中の入
力回路の１部分の構成を例示した概略構成図であ
る。第７図は第２図図示の本発明によるエンジン
制御ユニツトの中の記憶装置に内蔵されたプログ
ラムの処理手順を例示したフローチヤートであ
る。第８図は割込信号による第７図図示の割込演
算のタイミング並びにエンジン制御ユニツトより
出力される燃料噴射信号及び点火信号を示したタ
イミングチヤートである。第９図は本発明による
マスタ側エンジン制御ユニツトと被診断側エンジ
ン制御ユニツトとを互いに接続して相互診断を行
う場合の接続状態を例示した概略接続図である。
第１０図は第７図図示の相互診断プログラムの処
理手順を例示したフローチヤートである。第１１
図は第９図図示の接続により相互診断を行なう場
合に用いられる電気信号の相互のタイミング関係
を示すタイミングチヤートである。第１２図は本
発明装置の構成を明示するための全体構成図であ
る。 （符号の説明）、１……空気量センサ、２……
水温センサ、３……吸気温センサ、４……燃料噴
射弁、５……点火コイル、６……デイストリビユ
ータ、７……回転角センサ、８……LLスイツチ、
９……ULスイツチ、１０……NSスイツチ、１１
……エアコンスイツチ、１２……スタータスイツ
チ、１３……エンジン制御ユニツト、１４……
EGRバルブ、１５……内燃機関（エンジン）本
体、１６……バツテリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両用内燃機関の動作の制御機能を有し、コ
   ンピユータ装置を内蔵した内燃機関制御ユニツト
   であつて、前記内燃機関制御ユニツトは、前記車
   両用内燃機関の動作を制御するための車載の被診
   断内燃機関制御ユニツトと、該被診断内燃機関制
   御ユニツトと同一の構成を有し、かつ、該被診断
   内燃機関制御ユニツトの診断に用いるマスタ内燃
   機関制御ユニツトとより成り、前記被診断内燃機
   関制御ユニツトの診断時には前記マスタ内燃機関
   制御ユニツトは前記被診断内燃機関制御ユニツト
   と相互に接続され、前記各内燃機関制御ユニツト
   のコンピユータ装置は、それぞれ同一の内容の前
   記内燃機関の動作を制御するための内燃機関制御
   用プログラム及び相互診断用プログラムを格納し
   た記憶装置を有し、さらに、前記各内燃機関制御
   ユニツトは、診断時に、前記相互診断用プログラ
   ムに従つて、前記マスタ内燃機関制御ユニツト及
   び被診断内燃機関制御ユニツトのいずれが使用可
   能となるかを判別する診断、被診断判別手段と、
   該診断、被診断判別手段の判別結果に基き、か
   つ、前記相互診断用プログラムに従つて、前記マ
   スタ内燃機関制御ユニツトと前記被診断内燃機関
   制御ユニツトとの間の交信を制御する交信制御手
   段と、該交信制御手段の交信制御に従つて、前記
   被診断内燃機関制御ユニツト内の記憶装置に記憶
   されているデータを順次読み取る読取り手段と、
   前記の読み取られたデータと前記マスタ内燃機関
   制御ユニツト内の記憶装置に記憶されている対応
   データとを入力し、両入力データ間の比較を行う
   比較手段と、比較した両データ間の異同により前
   記被診断内燃機関制御ユニツトの異常の有無を判
   定する異常判定手段と、該判定の結果を表わす出
   力信号を発生する出力手段とを含むことを特徴と
   する車両用内燃機関の内燃機関制御ユニツト。