JPH0623930B2 - 電子的制御ユニツトの異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マイクロコンピュータのようなプロセスユ
ニットを内蔵する電子的な制御装置の、例えば設計時、
開発時において効果的にテストベンチで利用され、入出
力回路の障害、ミスマッチング、プログラム障害等の異
常状態の診断を実施する電子的制御ユニットの異常検出
装置に関する。

［背景技術］ マイクロコンピュータ等を利用した電子的な制御装置を
設計し、また開発する過程にあっては、その入出力回路
が障害なく作動しているか否か、さらには設定プログラ
ムに異常が存在するか否かを診断する必要がある。この
ような制御ユニットの診断は、例えばこの制御ユニット
に対して擬似なセンサ信号を与え、この制御ユニットの
出力信号をモニタすることによって実施することが知ら
れている。具体的には、この制御ユニットがエンジンの
制御ユニットとして使用されるものである場合、擬似信
号としてエンジンの吸入空気量信号、エンジンの回転速
度信号、スロットル開度信号、冷却水温信号、空燃比信
号等に相当する信号を設定し、制御ユニットから出力さ
れる燃料噴射量信号を計測するものである。そして、上
記擬似信号に対応した値の燃料噴射量信号が発生された
か否かを観測して、この制御ユニットが正常に障害なく
作動したか否かを判定するものである。

すなわち、所定の擬似センサ信号を制御ユニットに対し
て供給し、その状態でこの制御ユニットから予定された
出力信号が出力されない場合には、この制御ユニットの
ハードが不良であるのか、あるいはソフトが不良である
のか、さらに他の部分が不良であるのかを、勘によって
捜すようにしているものである。このため、正確な診断
作業を実行することが非常に困難となるものであり、ま
た具体的な不良箇所を検出するために、多大な時間と労
力が必要となるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例え
ばマイクロコンピュータを利用して構成されるエンジン
制御ユニットのような電子的な制御ユニットを、簡単に
且つ確実に診断できるようにするものであり、特に不良
箇所が存在する場合には、その不良箇所が具体性をもっ
て確実に検出されるようにして、このような制御ユニッ
トの設計あるいは開発時におけるテストベンチにおいて
効果的に利用されるようにする電子的制御ユニットの異
常検出装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る電子制御装置の異常検出装置は、異常を
検出すべき電子的制御ユニットの入力回路に対して擬似
センサ信号を供給し、この擬似センサ信号の供給された
前記制御ユニットの出力回路の出力信号を出力検出手段
で検出するもので、この検出結果に基づいて第１のモニ
タ手段で異常箇所の大まかな第１の推定を行う。また、
前記制御ユニットのプロセスユニットから前記出力回路
に対して供給される信号を検出し、前記出力回路に供給
される信号に基づいて、第２のモニタ手段で前記出力回
路の良否を判定する第２の推定を行うと共に、前記制御
ユニットの前記入力回路と前記プロセスユニットとの間
の擬似信号を検出し、この擬似信号検出結果に基づいて
第３のモニタ手段で前記入力回路の良否を判定する第３
の推定を行うもので、前記第１ないし第３のモニタ手段
のモニタ結果は表示手段で表示されるようにしている。

［作用］ 上記のように構成される異常検出装置にあっては、診断
の行われる電子制御ユニットの出力信号を検出する第１
のモニタ手段による大まかなモニタ結果と、上記第２の
モニタ手段のモニタ結果とによって、出力回路の異常が
判定できるものであり、また擬似信号と第３のモニタ手
段によるモニタ結果によって入力回路の診断が行われる
ようになる。すなわち、上記第１乃至第３のモニタ手段
によるモニタ結果によって、電子制御ユニットの内部の
異常箇所を区分して探索できるようになるものであり、
ハード的なものはもとより、ソフト的な不良箇所も効果
的に且つ能率的に診断することが可能となるものであ
る。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図は、例えばエンジン制御ユニットを構成する電子
的な制御装置１０の異常の存在を確認する診断を実行す
る場合を示しているもので、上記電子的制御装置10に対
して、診断動作を実行させる診断制御装置20が設定され
る。

上記診断制御装置20は、制御装置10を診断するための擬
似的な信号を発生する擬似センサ信号設定部21を備える
もので、この信号設定部21から発生されたセンサ擬似信
号は、信号ライン1aを介して制御装置10の入力回路11に
対して供給されるようになっている。この制御装置10に
あっては、上記入力回路11に入力された信号の供給され
るプロセスユニット12を備え、このユニット12では上記
入力センサ信号に基づき所定の演算動作を実行し、その
演算結果に対応する出力信号を、出力回路13を介してこ
の制御装置10の出力信号として取出し、制御対象である
アクチュータ30に対して制御駆動信号として出力するも
のである。

ここで、上記プロセスユニット12に対しては、演算動作
に対応して使用されるデータ信号等を記憶する記憶装置
としてＲＡＭ14を備えている。

上記診断制御装置20は、さらに上記入力回路11からの出
力信号、および出力回路13に対する入力信号をそれぞれ
信号ライン2aおよび3aを介して供給されるポート入出力
信号モニタ部22、上記ＲＡＭ14の信号を信号ライン4aを
介して検出するＲＡＭ値モニタ部23、さらに制御装置10
の検出信号を信号ライン5aを介して検出する出力信号計
測部24を有する。そして、上記信号設定部21、モニタ部
22、23、さらに計測部24は、内部バス27を介して接続設
定される制御部25によって駆動制御されるものである。
この制御部25に対しては、コンソール26が設定されてい
る。

上記擬似センサ信号設定部21は、電子的制御装置10に対
してテスト条件を与えるものであり、具体的には電圧、
電流、抵抗等のアナログ信号、スイッチ信号のようなデ
ィジタル信号、さらにエンジン回転速度信号のようなパ
ルス状の信号を発生する。

第２図はこの擬似センサ信号設定部21の具体的な構成例
を示しているもので、上記のようなディジタル状の信号
を出力するディジタル信号出力回路211、おなじくアナ
ログ信号を出力するアナログ出力回路212、さらにパル
ス出力回路213を備えるもので、これら出力回路211〜21
3それぞれからの出力信号は、信号ライン1aを介して制
御装置10の入力回路11に対して供給されるようになる。
そして、上記各出力回路211〜213は、バスインターフェ
ース回路214を介して内部バス27に接続設定される。

第３図はポート入出力信号モニタ部22の具体的な構成例
を示すもので、信号ライン2aおよび3aからの上記擬似セ
ンサ信号に対応するスイッチ信号等のディジタル信号、
またプロセスユニット12から出力されるディジタル駆動
信号のような信号の供給されるディジタル入力回路22
1、またアナログ状入力信号の供給されるアナログ計測
回路222、さらにエンジン回転信号、アクチュエータ駆
動信号等のパルス状信号の供給されるパルス計測回路22
3を備える。そして、これら入力回路211、計測回路22
2、223はバスインターフェース回路224を介して内部バ
ス27に対して接続するものである。

また、ＲＡＭ値モニタ部23は制御装置10のＲＡＭ14をモ
ニタするものであって、第４図に示すように信号ライン
4aを介してアドレスおよびデータが供給されるもので、
それぞれアドレスバッファ231、データバッファ232に対
して供給されるようになっている。またライト・リード
指令信号ＷＲも供給されているもので、この指令信号は
上記各バッファゥ231および232に入力された信号と共に
デュアルポートＲＡＭ233に対して供給設定する。そし
て、このデュアルポートＲＡＭ233はバスインターフェ
ース回路234を介して内部バス27に対して接続設定す
る。

出力信号計測部24は、第５図に示すように信号ライン5a
を介して供給されるこの制御装置10のディジタル、アナ
ログ信号およびパルス信号が供給されるもので、ディジ
タル入力回路241、アナログ計測回路242、およびパルス
計測回路243を備える。また、アクチュエータ駆動パル
ス等に異常があった場合にこれを検出する異常出力検出
回路244を備える。そして、これら回路241〜244はバス
インターフェース回路245を介して内部バス27に対して
接続するものである。

制御部25は、上記擬似センサ信号設定部21、モニタ部22
および23、および出力信号計測部24を使用して電子的制
御装置10の異常検出、すなわち不具合箇所の推定を実行
をするものである。そのため、第６図で示すようにデー
タバス251を介して接続設定されるようにしたＣＰＵ25
2、メモリ253を備えるものであり、またコンソールイン
ターフェース254を介してコンソール26が接続されるよ
うになってている。そして、上記バス251はバスインタ
ーフェース回路255を介して内部バス27に接続するよう
にしている。上記コンソール26は、制御部25に対して指
令を与えたり、また制御部25からの制御部10の異常の検
出結果を表示したりするものである。

すなわち、上記のように構成される異常検出装置にあっ
ては、その診断制御装置20の制御部25のメモリ253に対
しては、予め被テスト制御装置10の仕様書に基づいた検
査プログラムが格納されている。そして、コンソール26
からの指令に基づいて上記制御装置10の異常検出、すな
わち不具合箇所の推定を行なう。

上記制御装置10のテスト条件は、擬似センサ信号設定部
21から信号ライン1aを介して制御装置10の入力回路11に
対して与えられるようになるものであり、この入力信号
に対応するこの制御装置10の出力信号が、信号ライン5a
を介して出力信号計測部24に対して供給設定されるよう
になる。また、信号ライン2a〜4aを介して取り出される
信号により、ポート入出力信号モニタ部22およびＲＡＭ
値モニタ部23によって上記制御装置10の内部状態がモニ
タされるようになる。

第７図は上記のようなテスト条件信号を制御装置10に対
して供給して、この制御装置10の異常検出動作を実行す
る処理の流れを示すもので、まずステップ41でテスト条
件を設定する。すなわち、擬似センサ信号設定部21から
信号ライン1aに対して出力信号を発生し、制御装置10の
入力回路11に対して供給する。このように所定の擬似セ
ンサ信号を被測定装置である制御装置10に対して供給設
定した状態で上記制御装置10から出力信号が取り出され
るようになるものであるが、ステップ42で信号ライン5a
から取り出される出力信号を、出力信号計測部24で計測
する。そして、次のステップ43で仕様に対して満足でき
る出力が得られた否かを判定し、制御装置10の大まかな
異常状態の推定を行なう。そして、満足した仕様が得ら
れたならば、それでこの処理は終了される。また、仕様
に満足する出力が得られない場合は、次のステップ44に
進んで、ポート入出力信号をモニタ部22でモニタする。
また、ステップ45でモニタ部23に入力されるＲＡＭデー
タ信号をモニタし、次のステップ46で上記ステップ44お
よび45におけるモニタ結果に基づいて不具合箇所の推定
を実行する。この推定結果は、ステッププ47でコンソー
ル26において表示力されるようにする。

ここで、上記ステップ46における分具合箇所の推定は、
例えば第８図に示すような４つのステップ461〜464で実
行する。まずステップ461での推定は、制御装置10の出
力信号の計測結果に基づいて大まかな第１の推定を実行
する。例えば、制御装置10がエンジン制御ユニットを構
成するものであり、燃料噴射量を制御する出力信号を発
生するものである場合には、擬似センサ信号を与えた状
態で上記擬似センサ信号に対応した燃料噴射指令信号が
出力されるようになる。

このような設定状態でのこのステップ461での推定は、
第９図に示すような状態で実行されるもので、例えば１
−１で示すように制御装置10からの出力信号が「噴射せ
ず」となっている場合には、この図で△印で示すように
制御装置10の入力回路11の中でディジタル入力部あるい
はパルス入力部、出力回路13の中でドライバ部あるいは
内蔵プログラムの中の何れかに不具合が発生している可
能性があると推定するものである。同様に、１−２〜１
−５でそれぞれ示すように「噴射しっぱなし」「噴射時
間の誤差大」「噴射抜け有り」「異常噴射有り」等の出
力モニタ結果によって、そのそれぞれに対応した推定が
行われるものである。

次にステップ462では、制御装置10のプロセスユニット1
2の出力ポートの信号をモニタして、上記ステップ461の
大まかな推定を、より正確な第２の推定のものとする。
具体的には、第９図で２−１で示されるように出力ポー
トがオフのままの状態にある場合には、ディジタル入
力、パルス入力、内蔵プログラムの何れかにに異常が存
在することを指示するものであり、上記ステップ461の
大まかな推定の結果に対して不具合の可能性の有る部分
が３箇所にしぼられて、推定箇所が狭められるようにな
る。また、ポート出力が２−２で示すようにオン状態の
ままにあるはあいは、内蔵プログラムは正常であること
を、また２−３で示すようにポート出力が存在する場合
にはドライバが正常であることを指示するようになるも
ので、この推定がなされた場合には、不具合箇所の推定
処理がこのステップ462で終了する。

そして、ステップ463では制御装置10のプロセスユニッ
ト12の入力ポート信号をモニタし、第９図における３−
１〜３−３の第３の推定を行なってステップ462の推定
をより正確なものとするものである。すなわち、このス
テップ463で不具合箇所の推定が完了するものであり、
このステップ463でも不具合箇所の推定ができない場合
には、次のステップ464を実行し、制御装置10内のＲＡ
Ｍ14の値のモニタ結果によって、プログラムのバグ箇所
を推定させる。そして、このような推定処理が完了する
と、制御部25はその結果をコンソール26へ出力し、例え
ば第１０図に示すような状態で表示させるようになる。

すなわち、上記のように構成される異常検出装置にあっ
ては、検出対象となる制御装置を１つのブラックボック
スとして見ることなく、この制御装置10を入力回路11、
プロセスユニット12、出力回路13、およびＲＡＭ14の４
つの部分から構成されるものとして見ているものであ
り、プロセスユニット12に対する入出力信号およびＲＡ
Ｍ14を、この制御装置10の出力信号と一緒の状態でモニ
タし計測するものである。したがって、上記制御装置10
の不具合箇所の推定を、内部回路または内蔵プログラム
において、予めプログラムされている経験則に基づい
て、より細かい箇所まで推定が行われるようになる。す
なわち、この電子的制御装置10の不具合箇所の検出が、
より精度の高い状態で短時間に実行されるようになる。

また、電子的制御装置10において、内蔵のプログラムに
ほとんどバグが無い場合、またはバグがあったとしても
そのバグの箇所の細かい推定を要求されない場合には、
第１１図に示すように構成してもよい。すなわち、第１
図で示した実施例から信号ライン4a、およびＲＡＭ値モ
ニタ部23を取り除いたものである。尚、この図において
第１図と同一構成部分は同一符号を用いて示し、その説
明は省略する。

すなわち、上記のような状態の場合には、この実施例で
示すように構成しても、充分な制御装置10の異常検出装
置として機能するようになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る電子的制御装置の異常検出
装置によれば、例えばマイクロコンピュータ等を利用し
て構成される電子的制御ユニットの異常状態を、擬似的
センサ信号を供給する状態で、不具合箇所を充分細かい
点まで推定して診断することのできるものであり、この
ような制御ユニットの設計、開発過程において効果的に
使用することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る異常検出装置を説明
する構成図、第２図乃至第６図はそれぞれ上記実施例に
使用される各回路部分を取り出して示す構成図、第７図
は上記異常検出装置の処理の流れを説明するフローチャ
ート、第８図は上記処理の流れの中の異常推定ステップ
を説明するフローチャート、第９図は上記異常推定ステ
ップの状態を説明する図、第１０図は診断結果の表示状
態の例を示す図、第１１図はこの発明の他の実施例を示
す構成図である。 10……電子的制御装置、11……入力回路、12……プロセ
スユニット、13……出力回路、14……ＲＡＭ、20……診
断制御装置、21……擬似センサ信号設定部、22……ポー
ト入出力モニタ部、23……ＲＡＭ値モニタ部、24……出
力信号計測部、25……制御部、26……コンソール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 勝彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 高田 智 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−88377（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−55532（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力回路、この入力回路に入力された信号
   が供給されるプロセスユニット、およびこのプロセスユ
   ニットからの信号が供給される出力回路を備えた異常を
   検出すべき電子的制御ユニットの前記入力回路に対して
   擬似センサ信号を供給する手段と、 前記擬似センサ信号の供給された前記制御ユニットの出
   力回路の出力信号を検出する出力検出手段と、 この出力検出手段からの検出結果に基づいて異常箇所の
   大まかな第１の推定を行う第１のモニタ手段と、 前記制御ユニットのプロセスユニットから前記出力回路
   に対して供給される信号を検出するユニット出力検出手
   段と、 前記出力回路に供給される信号に基づいて前記出力回路
   の良否を判定する第２の推定を行う第２のモニタ手段
   と、 前記制御ユニットの前記入力回路と前記プロセスユニッ
   トとの間の信号を検出する擬似信号検出手段と、 この擬似信号検出手段の検出結果に基づいて前記入力回
   路の良否を判定する第３の推定を行う第３のモニタ手段
   と、 前記第１ないし第３のモニタ手段のモニタ結果を表示す
   る表示手段と、 を具備したことを特徴とする電子的制御ユニットの異常
   検出装置。