JPH03226678A - ピークホールド回路の故障検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概　　要 センサの出力信号などのピーク値をホールドし、そのホ
ールドしているピーク値が制御量演算などに用いられる
ピークホールド回路の故障を検出するにあたって、先ず
ピークホールド回路の充電ｔコ充分な期間だけ予め定め
る電源電圧を与え、電標電圧の供給を遮断してから予め
定める時間経過行と、その後に、リセット信号を出力し
てから予ｒ定める時間経過後とでホールドされている電
圧レベルを読込む、読込んだ２つの電圧レベルに基づい
てピークホールド回路の故障判定を行う。

または前記電源電圧の供給を遮断してから予虻定める第
１の時間経過後の時点と、該時点から予め定める第２の
時間経過後の時点とにおいて、ホールドされている電圧
レベルを読込み、読込んな２つの電圧レベルと、前記第
２の時間とに基づいて電圧レベルの時間変化率を求め、
この時間変化率からピークホールド回路の故障判定を行
う。

このようにして、ピークホールド回路単体の故障検出を
行う。

産業上の利用分野 本発明は、センサの出力信号レベルの抽出などに用いら
れるピークホールド回路の故障を検出するための回路に
関する。

従来の技術 ピークホールド回路が内燃機関制御などの制御装置に用
いられ、制御量演算などに用いられるピーク値出力を導
出する場合、該ピークホールド回路の故障による影響は
非常に大きい、たとえば内燃機関のノック制御装置に用
いられる場合、該ピークホールド回路には加速度センサ
などのノックセンサからの出力信号が入力され、該ピー
クホールド回路でホールドしているピーク値に基づいて
内燃機関のノック判定が行われる。

すなわち、該ピークホールド回路からのピーク値出力の
平均値に基づいてノック判定基準が設定され、ノックセ
ンサからの出力信号レベルがこのノック判定基準を上回
るとノックであると判断され、点火時期の遅角制御が行
われる。

したがって該ピークホールド回路に故障が発生し、たと
えばピーク充電機能およびリーク特性が不充分な場合、
ホールドされるピーク値は小さくなってしまい、ノック
無しと誤判定して点火時期が進み過ぎ、内燃機関が破壊
してしまうおそれがある。またピークリセット機能が不
充分な場合、検出されたピーク値の最大値が継続してホ
ールドされる二とになり、異常遅角となってしまう。

このため典型的な従来技術では、ピークホールド回路を
含めた制御装置全体での故障検出が行われていた。すな
わち、ピークホールド回路のホールド値が入力される制
御装置側で、少なくとも内燃機関のアイドル時であって
も、入力されるべきレベルの微小信号が検出されないと
きには、ノックセンサと、ピークホールド回路との少な
くともいずれか一方に故障が発生したものと判断するよ
うに構成されている。ノック制御装置は、このような故
障が検出されたときには、ノック制御を禁止して、いわ
ゆるフェイルセーフ化が図られている。

発明が解決しようとする課題 上述の従来技術では、ノックセンサからの信号線の断線
や制御装置全体の故障に対するフェイルセーフは実現さ
れるが、ピークホールド回路単体て゛の故障に対する対
策はなく、前述のような不具合が発生する。

本発明の目的は、センサの出力信号などのピーク値をホ
ールドし、そのホールド値が制御量演算などに用いられ
るピークホールド回路を、単体で高精度に故障検出を行
うことができるピークホールド回路の故障検出回路を提
供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、ピークホールド回路の信号入力端子に予め定
める電源電圧を供給／遮断するスイッチング手段と、 ピークホールド回路の出力信号をアナログ／デジタル変
換するアナログ／デジタル変換器と、前記スイッチング
手段をピークホールド回路が前記電源電圧に充電される
まで導通し、スイッチング手段を遮断してから予め定め
る時間経過後にアナログ／デジタル変換器を介してピー
クホールド回路の出力電圧レベルを読込み、その後、ピ
ークホールド回路にリセット信号を出力し、該リセット
信号出力から予め定める時間経過後にアナログ／デジタ
ル変換器を介してピークホールド回路の出力電圧レベル
を読込み、読込んだ２つの電圧レベルに基づいて故障判
定を行う判定手段とを含むことを特徴とするピークホー
ルド回路の故障検出回路である。

また本発明は、ピークホールド回路の信号入力端子に予
め定める電源電圧を供給／遮断するスイッチング手段と
、 ピークホールド回路の出力信号をアナログ／デジタル変
換するアナログ／デジタル変換器と、前記スイッチング
手段をピークホールド回路が前記電源電圧に充電される
まで導通し、スイッチング手段を遮断してから予め定め
る第１の時間経過後の時点と、該時点から予め定める第
２の時間経過後の時点とにおいて、アナログ／デジタル
変換器を介してピークホールド回路の出力電圧レベルを
読込み、読込んだ２つの電圧レベルに基づいて故障判定
を行う判定手段とを含むことを特徴とするピークホール
ド回路の故障検出回路である。

作　　用 本発明に従えば、判定手段は、ピークホールド回路を充
電するにの充分な時間だけスイッチング手段を導通して
、電源電圧をピークホールド回路の信号入力端子に入力
する。続いて、スイッチング手段を遮断し、予め定める
時間が経過した時点で、アナログ／デジタル変換器を介
してピークホールド回路の出力電圧レベルを読込み、ピ
ーク充電機能の検査を行う。

その後、ピークホールド回路にリセット信号を出力し、
該リセット信号出力から予め定める時間が経過した時点
で、再びピークホールド回路の出力電圧レベルを読込み
、ピークリセット機能の検査を行う、これらの検査結果
に基づいて、ピークホールド回路の故障判定を行う。

また本発明に従えば、判定手段は、ピークホールド回路
を充電し、スイッチング手段を遮断してから予め定める
第１の時間経過後の時点と、該時点から予め定める第２
の時間経過後の時点とにおいて、アナログ／デジタル変
換器を介してピークホールド回路の出力電圧レベルを読
込む。

こうして読込んだ２つの電圧レベルと、前記第２の時間
とから電圧レベルの時間変化率を求め、この時間変化率
からリーク特性の検査を行い、その検査結果に基づいて
ピークホールド回路の故障判定を行う。

このようにして各種の検査を行い、ピークホールド回路
単体を高精度に検査する。

実施例 第１図は本発明の一実施例のノック制御装置１の電気的
構成を示すブロック図であり、第２図はノック制御装置
１によって点火時期制御される内燃機関２の構成を示す
ブロック図である。このノック制御装置１は、ノックセ
ンサ３、吸気圧センサ４、冷却水温度センサ５、クラン
ク角センサ６およびその他のセンサ、たとえば吸気温度
センサ７ａ、スロットル弁開度センサ７ｂ、排気温度セ
ンサ７ｃ（以下、総称するときは参照符７で示す）の検
出結果に基づいて、イグナイタ９を介して点火プラグ１
０へ点火信号を導出する。

前記センサ４〜７からの出力は、入力インタフェイス回
路１１からアナログ／デジタル変換器１２を介して、判
定手段である処理回路１３に入力される。また前記セン
サ６からの出力は、入力インタフェイス回路１４を介し
て処理回路１３に入力されている。さらにまたノックセ
ンサ３からの出力は、後述する信号処理回路１５で、ノ
ック信号成分のｔ波とピーク値検出とが行われた後、処
理回路１３に入力される。ノックセンサ３は、たとえば
加速度センサなとで実現され、内燃機関２のシリンダブ
ロック２１に固定されている。

前記処理回路１３は、たとえばマイクロコンピュータな
どで実現され、各種の制御用マツプや学習値などを記憶
するためのメモリ１６を内蔵している。この処理回路１
３には、バッテリ１７からの電力が、定電圧回路１８を
介して供給されている。処理回路１３からの点火信号は
、出力インタフェイス回路１９を介して前記イグナイタ
９に与えられる。また、後述する信号処理回路１５内の
ピークホールド回路３１の故障を含む該ノック制御装置
ｌの故障時には、処理回路１３は出力インタフェイス回
路１９を介して警告灯３２を点灯する。

前記信号処理回路１５は、バンドパスフィルタ３３と、
前記ピークホールド回路３１と、アナログ／デジタル変
換器３４とを含んで構成される。

バンドパスフィルタ３３の中心周波数は、７ｋＨｚ程度
に選ばれており、これによってノックセンサ３の出力信
号から、ノック信号成分のみを抽出する。したがってピ
ークホールド回路３１へは、第３図（２）で示されるノ
ックセンサ３の出力信号が入力される。これに対してピ
ークホールド回路３１は、処理回路１３から第３図（４
）で示されるリセット信号が入力されるまで、前記ノッ
クセンサ３からの出力信号のピーク値を、第３図（３）
で示されるようにホールドする。

このピークホールド回路３１からの出力は、第３図（１
）で示される予め定める検出区間ＷＯの終了直前に、ア
ナログ／デジタル変換器３４でデジタル変換されて処理
回路１３に読込まれる。前記検出区間ＷＯは、点火信号
が導出されず、かつ吸排気弁の開閉による振動の影響を
受けない期間に設定される。こうして読込まれたピーク
値が、それまでのピーク値の平均値から求められるノッ
ク判定基準を超えているか否かによって、点火時期が進
角または遅角制御される。

上述のように構成されたノック制御装置１において、ピ
ークホールド回路３１の故障検出は、以下のようにして
行われる。処理回路１３は、イグニションスイッチがオ
ンされて該ノック制御装置１が起動してから、内燃機関
２が始動し、予め定めるノック制御条件が満足されるま
での非制御領域において、ピークチエツク端子Ｐ１から
第４図（１）で示されるピークチエツク信号を導出する
。

これによってスイッチ３５が導通し、定電圧回路１８か
ら予め定める電源電圧、たとえば５■がピークホールド
回路３１の信号入力端子に入力される。前記ピークチエ
ツク信号は、時刻ｔ１で出力が開始されてから、ピーク
ホールド回路３１が前記５■に充電されるのに充分な時
間Ｗ１が経過した時刻ｔ２まで出力される。

これによってピークホールド回路３１の出力電圧レベル
は、第４図（２）で示されるように上昇し、処理回路１
３は前記時刻ｔ１から予め定める時間Ｗ２経過後の時刻
ｔ３において、アナログ／デジタル変換器３４を介して
ピークホールド回路３１の出力電圧レベルを読込み、ピ
ーク充電機能の検査を行う。

前記ピーク充電機能の検査が終了すると、時刻ｔ４で、
処理回路１３はピークリセット端子Ｐ２からピークホー
ルド回路３１へ、第４図（３）で示されるように予め定
める時間Ｗ３だけリセット信号を導出する。処理回路１
３は、前記リセット信号の導出が開始された時刻ｔ４か
ら予め定める時間Ｗ４だけ経過した時刻ｔ５において、
アナログ／デジタル変換器３４の変換結果を読込み、ピ
ークホールド回路３１のピークリセット機能の検査を行
う。

こうして得られた検査結果から、前記ピーク充電機能と
、このピークリセット機能とのいずれもが正常であると
きにのみ、前記ノック制御動作が行われ、こうしてフェ
イルセーフが実現される。

第５図は、上述の故障検出動作を説明するためのフロー
チャートである。ステップｎ１では、処理回路１３は前
記時刻ｔ１のタイミングで、ピークチエツク端子Ｐ１か
らピークチエツク信号を導出し、前記時間Ｗ１が経過し
た時刻ｔ２のタイミングとなると、ステップｎ２でピー
クチエツク信号の出力を停止する。ステップｎ３では、
時刻ｔ３のタイミングでアナログ／デジタル変換器３４
によってピークホールド回路３１の出力電圧レベルがデ
ジタル変換されて読込まれる。

ステップｎ４では、その読込んだ電圧レベルが前記電源
電圧の５Ｖに等しいか否かが判断され、そうでないとき
にはステップｎ５に移ってピーク充電機能が異常である
と判断し、ステップｎ６で故障判定フラグをセットして
他の動作へ移る。

前記ステップｎ４において、読込んだ電圧レベルが５■
であるときにはステップｎ７に移り、前記時刻ｔ４のタ
イミングでピークリセット端子Ｐ２からリセット信号の
出力を開始し、ステップｎ８で前記時間Ｗ３が経過する
と、リセット信号の出力を停止する。

ステップｎ９では、前記時刻ｔ５のタイミングで、ピー
クホールド回路３１の出力電圧レベルの読込が行われる
。ステップｎｌＯでは、その読込んだ電圧レベルがＯｖ
であるか否かが判断され、そうでないときにはステップ
ｎｉｌで、ピークリセット機能が異常であると判断され
た後前記ステップｎ６に移り、故障判定フラグがセット
される。

ステップｎｌｏにおいて、前記電圧レベルが０■である
ときには、ステップｎ１２でピークホールド回路３１は
正常であると判断され、他の動作へ移る。

このようにして故障判定が行われた後、第６図で示され
るノック制御動作に移り、ステップｓ１で前記故障判定
フラグがセットされているか否かが判断され、そうでな
いときにはステップｓ２で、各センサ３〜７の検出結果
に基づいて点火時期を変化する通常のノック制御が行わ
れ、そうであるときにはステップｓ３で、点火時期をメ
モリ１６内にストアされている予め定める一定タイミン
グとして他の動作へ移る。

このようにピークホールド回路３１の故障判定結果が正
常であるときにのみノック制御を行うことによって、従
来技術の項で述べたような不具合を解消することができ
、高精度なフェイルセーフを実現することができる。

第７図は、本発明の他の実施例のピークホールド回路３
１の故障検出動作を説明するためのタイミングチャート
である。この実施例では、第７図（１）で示されるよう
に時刻ｔ１〜ｔ２間に亘って前記ピークチエツク信号が
出力され、前記時刻ｔ３で第７図（２）で示されるピー
クホールド回路３１の出力電圧レベル■１がデジタル変
換されて読込まれる。その後、第７図（３）で示される
リセット信号が出力される前記時刻ｔ４以前の時刻ｔ６
において、再びピークホールド回路３１の出力電圧レベ
ルｖ２がデジタル変換されて読込まれる。

処理回路１３は、こうして読込んだ電圧レベルＶｌ、Ｖ
２と、時刻ｔ３〜ｔ６間の時間Ｗ５とに基づいて、時間
変化率（Ｖ　１−Ｖ２　＞　／Ｗ５を演算し、その演算
結果が予め定める判定値Ｖ　ｒｅｆ以下であるときには
、ピークホールド回路３１のリーク特定が正常であると
判断し、通常のノック制御を行う。

第８図は、第７図に示されるピークホールド回路３１の
故障検出動作を説明するためのフローチャートである。

ステップｍ１ではピークチエツク信号の出力が開始され
、前記時間Ｗ１が経過するとステップｍ２でピークチエ
ツク信号の出力が停止される。

ステップｍ３では前記時刻ｔ３のタイミングでピークホ
ールド回路３１の出力電圧レベルｖ１がデジタル変換さ
れ、その変換結果がステップｍ４でレジスタＶＩＡＤに
ストアされる。ステップｍ５では前記時間Ｗ５が経過す
るまで待機し、こうして前記時刻ｔ６となったタイミン
グでステップｍ６に移り、ピークホールド回路３１の出
力電圧レベル■２がデジタル変換され、その変換結果は
ステップｍ７でレジスタＶ２ＡＤにストアされる。

ステップｍ８ではリセット信号の出力が開始され、ステ
ップｍ９でリセット信号の出力が停止される。

ステップｍｌｏでは、前記レジスタＶＩＡＤ。

Ｖ２ＡＤのストア内容からピークホールド回路３１の出
力電圧レベルの時間変化率が演算され、レジスタＶＡＤ
にストアされる。この演算結果は、ステップｍｌｌで前
記判定値Ｖｒｅｆ未満であるか否かが判断され、そうで
ないときにはステップｍ１２でピークホールド回路３１
が異常であると判断され、ステップｍ１３で前記故障フ
ラグがセットされた後、他の動作に移り、そうであると
きにはステップｍ１４でピークホールド回路３１が正常
であると判断された後、他の動作へ移る。

このようにして、ピークホールド回路３１のリーク特性
を検査することができる。その検査結果に基づいて、前
記第６図で示される動作によって点火時期制御が行われ
る。

このように本発明に従うノック制御装置１では、ピーク
ホールド回路３１単体での故障検出を行うようにしたの
で、ノック制御における従来技術で述べたような不具合
を解消することができ、フェイルセーフ機能を拡充する
ことができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、スイッチング手段を導通
してピークホールド回路に電源電圧を供給して充分に充
電し、前記スイッチング手段を遮断してから予め定める
時間が経過した時点で出力電圧レベルを読込んでピーク
充電機能を検査し、その後ピークホールド回路にリセッ
ト信号を出力した後、予め定める時間経過後に出力電圧
レベルを読込んでピークリセット機能を検査して、ピー
クホールド回路の故障判定を行うようにしたので、該ピ
ークホールド回路が用いられる装置内において、該ピー
クホールド回路のみの故障を高精度に検出することがで
きる。

また本発明によれば、スイッチング手段を導通してピー
クホールド回路に電源電圧を供給して充分に充電した後
遮断し、その時点から予め定める第１の時間経過後のピ
ークホールド回路の出力電圧レベルと、さらにその後、
第２の時間経過後の出力電圧レベルとから、出力電圧レ
ベルの時間変化率を求め、リーク特性を検査するように
したので、ピークホールド回路単体の故障検出を高精度
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のノック制御装置１の電気的
構成を示すブロック図、第２図はノック制御装！１とそ
れに関連する内燃機関２の構成を示すブロック図、第３
図はノック検出動作を説明するための波形図、第４図は
本発明の一実施例のピークホールド回路３１の故障検出
動作を説明するためのタイミングチャート、第５図は第
４図で示される故障検出動作を説明するためのフローチ
ャート、第６図はノック制御動作を説明するためのフロ
ーチャート、第７図は本発明の他の実施例のピークホー
ルド回路３１の故障検出動作を説明するためのタイミン
グチャート、第８図は第７図で示される故障検出動作を
説明するためのフローチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピークホールド回路の信号入力端子に予め定める
   電源電圧を供給／遮断するスイッチング手段と、 ピークホールド回路の出力信号をアナログ／デジタル変
   換するアナログ／デジタル変換器と、前記スイッチング
   手段をピークホールド回路が前記電源電圧に充電される
   まで導通し、スイッチング手段を遮断してから予め定め
   る時間経過後にアナログ／デジタル変換器を介してピー
   クホールド回路の出力電圧レベルを読込み、その後、ピ
   ークホールド回路にリセット信号を出力し、該リセット
   信号出力から予め定める時間経過後にアナログ／デジタ
   ル変換器を介してピークホールド回路の出力電圧レベル
   を読込み、読込んだ２つの電圧レベルに基づいて故障判
   定を行う判定手段とを含むことを特徴とするピークホー
   ルド回路の故障検出回路。
2. （２）ピークホールド回路の信号入力端子に予め定める
   電源電圧を供給／遮断するスイッチング手段と、 ピークホールド回路の出力信号をアナログ／デジタル変
   換するアナログ／デジタル変換器と、前記スイッチング
   手段をピークホールド回路が前記電源電圧に充電される
   まで導通し、スイッチング手段を遮断してから予め定め
   る第１の時間経過後の時点と、該時点から予め定める第
   ２の時間経過後の時点とにおいて、アナログ／デジタル
   変換器を介してピークホールド回路の出力電圧レベルを
   読込み、読込んだ２つの電圧レベルに基づいて故障判定
   を行う判定手段とを含むことを特徴とするピークホール
   ド回路の故障検出回路。