JPH08136410A - 故障診断装置 - Google Patents

故障診断装置

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JPH08136410A
JPH08136410A JP6275349A JP27534994A JPH08136410A JP H08136410 A JPH08136410 A JP H08136410A JP 6275349 A JP6275349 A JP 6275349A JP 27534994 A JP27534994 A JP 27534994A JP H08136410 A JPH08136410 A JP H08136410A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる通信プロトコルを有する様々な車載の
電子制御装置に対し、共通の故障診断装置を使用可能と
する。 【構成】 故障診断に際し、車載のECU2の通信プロ
トコルに適合したFPGA45の再プログラミング用設
計データを格納したROM61を有するメモリカートリ
ッジ60を装着し、故障診断装置Aのイニシャライズと
ともに、上記ROM61に格納されている設計データを
FPGA45に転送し、上記FPGA45を再プログラ
ミングしてECU2の通信プロトコルに適合した通信イ
ンタフェースを形成する。これにより、異なる通信プロ
トコルを有する様々な車載の電子制御装置に対し、共通
の故障診断装置が使用可能となり、ローコスト化と高い
汎用性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車輌に搭載された電子
制御装置内のデータを読み出して故障診断を行う故障診
断装置に係り、特に、各種のデータ通信プロトコルに対
応可能な故障診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の自動車等の車輌の制御系は、複雑
に電子制御化されており、故障診断に際しては、車輌に
搭載された電子制御装置からデータを簡単に読み込むこ
とのできる故障診断装置の装備が不可欠となっている。
【0003】この故障診断装置は、整備員が車輌の制御
系を簡単にチェックできるように、携帯性、汎用性を重
視した設計となっており、予め車種、あるいは、年式等
に対応する診断プログラムを格納した記憶媒体を内蔵す
るメモリカ−トリッジを故障診断装置本体に対して交換
自在とし、車輌の電子制御装置とのデータ通信により電
子制御装置内のデータを読み込むものが多い(特開平1
−210843号公報等)。
【0004】しかしながら、車輌に搭載される電子制御
装置は多種に渡り、従って、車載の電子制御装置に採用
されている通信システムや通信インタフェースの種類も
多く、各メーカー毎、車種毎に通信プロトコルが異なっ
ているため、複数のメーカーの車輌を取り扱う整備工場
等では、各メーカー毎、あるいは電子制御装置の形式毎
に、各通信プロトコルに適合したハードウエア構成を有
する故障診断装置を用意しなければならないといった問
題がある。
【0005】このような多種類の通信プロトコル毎に専
用の装置を多数取り揃えることは、現実問題として困難
であり、これに対処するため、特開平3−111733
号公報には、車種によって異なる車輌搭載の制御装置か
らの情報コード信号を、故障診断装置内の情報処理回路
に適合させる複数の信号変換アダプタを装着自在に設
け、車載の制御装置とのデータ通信に係わる回路部分を
脱着交換可能とした技術が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述の異なる通信シス
テム毎にデータ通信に係わる回路部分を脱着交換すると
いった先行例のような技術を用いる場合、各種の通信プ
ロトコルに対して汎用性は確保される反面、一つの故障
診断装置に対する付加的なハードウエアが多数必要とな
り、トータル的にコスト増加となる。
【0007】また、作業現場においては、車種、年式等
に対応する診断プログラムの交換に加えて、データ通信
に係わる付加的なハードウエアの交換が必要となり、取
り扱いが煩雑となって誤装着による誤診断を招くおそれ
がある。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、異なる通信プロトコルを有する様々な車載の電子制
御装置に対し、共通の故障診断装置を使用可能とし、ロ
ーコストで汎用性の高い故障診断装置を提供することを
目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
車輌に搭載された電子制御装置に接続し、この電子制御
装置内のデータを読み出して故障診断を行う故障診断装
置において、上記電子制御装置の通信プロトコルに適合
した通信インタフェースを、設計情報を与えることによ
りオンボードで論理機能を再プログラミング可能な集積
回路によって形成したことを特徴とする。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、上記集積回路に、再プログラミングのため
の設計情報を格納する揮発性メモリを備えたことを特徴
とする。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、上記集積回路に、再プログラミングのため
の設計情報を格納し、格納データを電気的に消去可能な
不揮発性メモリを備えたことを特徴とする。
【0012】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明において、上記集積回路の設計情報を格納する記憶媒
体を、交換可能なカートリッジ内に設けたことを特徴と
する。
【0013】請求項5記載の発明は、請求項1記載の発
明において、上記集積回路の設計情報とともに故障診断
処理用プログラムを格納する記憶媒体を、交換可能なカ
ートリッジ内に設けたことを特徴とする。
【0014】請求項6記載の発明は、請求項4または請
求項5記載の発明において、上記カートリッジ内に、上
記集積回路を上記電子制御装置に接続するインタフェー
ス回路を設けたことを特徴とする。
【0015】
【作用】請求項1記載の発明では、車載の電子制御装置
の通信プロトコルに適合した通信インタフェースを、設
計情報を与えることによりオンボードで論理機能を再プ
ログラミング可能な集積回路によって形成し、車載の電
子制御装置の通信プロトコルに従ったデータ通信によっ
て車載の電子制御装置内のデータを読み込み、故障診断
を行う。
【0016】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、再プログラミングのための設計情報を格
納する揮発性メモリを備えた集積回路により、車載の電
子制御装置の通信プロトコルに適合した通信インタフェ
ースを形成する。
【0017】請求項3記載の発明では、請求項1記載の
発明において、再プログラミングのための設計情報を格
納し、格納データを電気的に消去可能な不揮発性メモリ
を備えた集積回路により、車載の電子制御装置の通信プ
ロトコルに適合した通信インタフェースを形成する。
【0018】請求項4記載の発明では、請求項1記載の
発明において、カートリッジ交換により、車載の電子制
御装置の通信プロトコルに適合した通信インタフェース
を形成する。
【0019】請求項5記載の発明では、請求項1記載の
発明において、カートリッジ交換により、車載の電子制
御装置の通信プロトコルに適合した通信インタフェース
を形成するとともに車載の電子制御装置に対応した故障
診断処理を可能とする。
【0020】請求項6記載の発明では、請求項4または
請求項5記載の発明において、通信インタフェースを形
成する集積回路を、カートリッジ内のインタフェース回
路を介して車載の電子制御装置に接続し、信号の電圧レ
ベルや入出力駆動能力の相違等、通信プロトコルの適合
のみでは対処しきれない場合にも、上記インタフェース
回路で適合させる。
【0021】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図1は車載の電
子制御装置と故障診断装置との回路ブロック図、図2は
FPGAの基本構成を示す説明図、図3は通信設定から
故障診断に至る処理を示すフローチャート、図4は車載
の電子制御装置に接続する故障診断装置の外観図であ
る。
【0022】図4において、符号Aは、車載の電子制御
装置に接続して故障診断を行う携帯型の故障診断装置で
あり、前面に、液晶ディスプレイ等からなるディスプレ
イ30、複数のLED等からなるインジケータ部31、
キーボード32等が配設され、下部に後述するメモリカ
ートリッジ60が装着されている。
【0023】そして、上記故障診断装置Aを用いて車輌
Bに搭載した電子制御装置Cの故障診断を行う場合に
は、図示するように、上記故障診断装置Aに設けた入出
力コネクタ33から延出するアダプタハーネス34を上
記電子制御装置Cから延出する外部接続用コネクタ2a
に接続し、電源スイッチ35をONして上記キーボード
32により所定の操作入力を行い、上記ディスプレイ3
0に表示される内容を見ながら診断していく。
【0024】上記車輌Bに搭載される電子制御装置Cと
しては、エンジンや自動変速機等のパワートレイン制御
に係わるもの、エアコンや各種インフォメーションシス
テム等のボディ制御に係わるもの、サスペンションやオ
ートクルーズ等の車輌制御に係わるもの等があり、本実
施例においては、エンジンを制御するエンジン制御ユニ
ット(ECU)2を故障診断対象とする例を図1に従っ
て説明する。
【0025】上記ECU2は、主演算装置であるCPU
3、エンジン制御プログラムや各種のマップ類等の固定
データが記憶されているROM4、各種センサ・スイッ
チ類の出力信号を処理した後のデータや演算処理したデ
ータが格納されるRAM5、各種センサ・スイッチ類か
らの信号を入力する入力インタフェース6、各種アクチ
ュエータ類に対する制御信号等を出力する出力インタフ
ェース7がバスラインを介して互いに接続されるマイク
ロコンピュータを中核として構成されており、各部に特
定の定電圧を供給する定電圧回路8、及び駆動回路9を
有する。
【0026】上記入力インタフェース6を介して入力さ
れるデータとしては、冷却水温センサ10で検出した冷
却水温信号TW、O2センサ11で検出した空燃比のリー
ン/リッチ信号λ、吸入空気量センサ12で計測した吸
入空気量信号Q、エアコンスイッチ13のON/OFF
信号SWa、車速センサ14で検出した車速信号S、ア
イドルスイッチ15のON/OFF信号SWI、スロッ
トル開度センサ16で検出したスロットル開度信号Tr
θ、ニュートラルスイッチ17のON/OFF信号SW
n、エンジン回転数センサ18で検出したエンジン回転
数信号N等がある。
【0027】上記各入力データは、上記CPU3によっ
て処理されてRAM5に一時格納され、制御量の演算に
使用される。すなわち、CPU3で、上記RAM5に格
納されている各データに基づいて、燃料噴射パルス幅、
点火時期等、種々の制御量演算を行い、その制御量に対
応する制御信号を上記出力インタフェース7から駆動回
路9へ所定タイミングで出力する。
【0028】上記駆動回路9には、キャニスタパージ量
を制御するキャニスタ制御装置19、EGR量を制御す
るEGRアクチュエータ20、アイドル回転数を制御す
るアイドル制御アクチュエータ21、点火プラグに高電
圧を印加するイグニッションコイル22、燃料を噴射す
るインジェクタ23等が接続されており、上記出力イン
タフェース7からの制御信号によって駆動され、各運転
領域ごとにエンジンが最適な状態に制御される。
【0029】さらに、上記駆動回路9には、自己診断機
能によってシステム中の異常を検知した場合、上記RO
M4から読み出された故障部位に対応するトラブルコー
ドを、例えば複数個のランプを適宜点灯させたり、ある
いは、所定回数点滅することで表示する自己診断ランプ
24が接続されている。
【0030】尚、上記RAM5の一部は、システムの電
源がOFFされた後も、バッテリVBから上記定電圧回
路8を介して電源が供給され、データを保持するバック
アップRAMとなっており、学習制御による学習値や、
自己診断機能によって検知された故障部位に対応するト
ラブルコード等が格納される。
【0031】次に、上記故障診断装置Aの構成について
説明する。この故障診断装置Aは、ディーラのサービス
ステーション等に配備されるものであり、内部に、マイ
クロコンピュータからなる制御部36、上記車輌Bのバ
ッテリVBに上記アダプタハーネス34から上記電源ス
イッチ35を経て接続され、各部に定電圧を供給する電
源回路37等が設けられている。また、上記制御部36
には、接続コネクタ38を介して、外部から交換可能な
よう着脱自在なメモリカートリッジ60が接続されてい
る。
【0032】上記制御部36は、CPU40に、RAM
41、同期信号を出力するタイマ42、I/Oインタフ
ェース43,44、後述する通信インタフェース45、
及び、上記メモリカートリッジ60に設けられたROM
61がバスラインを介して接続される構成となってい
る。
【0033】上記I/Oインタフェース43には、上記
ECU2の各種スイッチ類の出力信号が上記出力インタ
フェース7を介して入力され、各種スイッチ類のON,
OFFに対応して上記インジケータ部31のLEDを点
灯(あるいは点滅)する信号を出力することで、各種ス
イッチ類の作動確認を行うようになっており、また、上
記I/Oインタフェース44には、上記キーボード32
からのキー操作信号が入力され、上記ディスプレイ30
へ表示信号を出力するようになっている。
【0034】上記通信インタフェース45は、車載の電
子制御装置Cの通信プロトコルに適合したハードウエア
を、設計情報を与えることにより論理機能をオンボード
で再プログラミング可能な集積回路によって形成するも
のであり、本実施例においては、FPGA(Field Prog
rammable Gate Array)を使用し、以下、上記通信イン
タフェース45を、FPGA45と記す。
【0035】上記FPGA45の基本構成の一例は、図
2に示され、SRAM型の揮発性メモリあるいはEEP
ROM型の電気的にデータを消去可能な不揮発性メモリ
によりプログラムの内容を記憶するメモリ部46、この
メモリ部46の内容により、その論理機能が決定される
複数のマクロセル47、この複数のマクロセル47間を
上記メモリ部46からの情報によって結線する論理配線
ブロック48、上記メモリ部46からの情報によって上
記マクロセル47と外部入出力信号とを接続するI/O
配線ブロック49、上記メモリ部46を管理するインシ
ステム・プログラマ50等から構成されている。
【0036】また、上記メモリカートリッジ60は、診
断項目や車種毎の相違、各種通信プロトコルの相違に対
し、上記故障診断装置Aを汎用的に使用できるようにす
るものであり、故障診断システムのブートプログラム、
車載の電子制御装置Cに対応した診断処理用プログラ
ム、及び、車載の電子制御装置Cの通信プロトコルに適
合するよう上記FPGA45を再プログラムするための
論理情報等からなる設計データが格納されている。
【0037】尚、上記CPU40のブートプログラム
は、上記メモリカートリッジ60内のROM61に格納
せず、上記制御部36内にROMを設けて格納するよう
にしても良い。
【0038】さらに、上記メモリカートリッジ60に
は、上記FPGA45と上記ECU2とを接続するI/
Oインタフェース62が内蔵されており、上記入出力コ
ネクタ33からアダプタハーネス34を介して上記EC
U2の入力インタフェース6に接続される通信ライン6
3aと、上記入出力コネクタ33からアダプタハーネス
34を介して上記ECU2の出力インタフェース7に接
続される通信ライン64aとが、上記接続コネクタ38
を介して上記メモリカートリッジ60内のI/Oインタ
フェース62に接続されている。
【0039】上記I/Oインタフェース62は、上記F
PGA45と車載の電子制御装置Cとのデータ通信に際
し、車載の通信システムによって異なる信号の電圧レベ
ルや入出力駆動能力の相違等、上記FPGA45による
論理機能のみでは補えない部分を車載の電子制御装置C
に適合させるためのインタフェース回路であり、上記F
PGA45の出力端子からの通信ライン63b、上記F
PGA45の入力端子への通信ライン64bが上記接続
コネクタ38を介して接続されている。
【0040】尚、車載の電子制御装置Cと上記FPGA
45との間で信号が整合する場合には、メモリカートリ
ッジ60の上記I/Oインタフェース部分は、通信ライ
ン63a,63bを接続する配線、及び、通信ライン6
4a,64bを接続する配線で置き換えられる。
【0041】そして、故障診断に際しては、車載の電子
制御装置C(本実施例においては、エンジンを制御対象
とするECU2)に対応した診断処理用プログラム、及
び、電子制御装置Cの通信プロトコルに適合させるため
FPGA45を再プログラミングするための設計データ
を格納したメモリカートリッジ60を装着し、故障診断
装置Aのイニシャライズとともに、上記ROM61に格
納されている上記FPGA45の設計データを上記FP
GA45に転送し、上記FPGA45を再プログラミン
グして車載の電子制御装置Cとの通信が可能な状態とす
る。
【0042】以下、上記故障診断装置Aにおける通信設
定から故障診断に至る処理を、図3のフローチャートに
従って説明する。
【0043】まず、診断対象とする車輌BのECU2に
適合したメモリカートリッジ60を装着した故障診断装
置Aを、アダプタハーネス34を介してECU2に接続
し、電源スイッチ35をONすると、故障診断装置Aの
システムを制御するCPU40がリセットされ、処理が
スタートする。
【0044】この処理では、まず、ステップS101で、シ
ステムをイニシャライズすると、ステップS102で、FP
GA45のプログラミングモードをONし(FPGA4
5のメモリ部46がEEPROMからなる場合には、先
にデータを消去する)、次いで、ステップS103へ進み、
メモリカートリッジ60のROM61からECU2の通
信プロトコルに適合した通信インタフェースを形成する
ための設計データをロードし、このデータをFPGA4
5へ転送する。
【0045】そして、ステップS104で、全データの転送
が終了したか否かを調べ、全データの転送が終了してい
ない場合には、データ転送を続け、全データの転送を終
了した場合、ステップS105へ進んで、FPGA45のプ
ログラミングモードをOFFにする。
【0046】これにより、FPGA45は、プログラミ
ングモードONで、メモリ部46にストアされた設計デ
ータに従って、インシステム・プログラマ50により、
マクロセル47の論理機能が決定されるとともに、論理
配線ブロック48及びI/O配線ブロック49が配線情
報に従って結線される。そして、全データの転送が終了
してFPGA45が車載のECU2の通信プロトコルに
適合した通信インタフェースとして形成され、プログラ
ミングモードOFFになると、FPGA45がアクティ
ブ状態になってCPU40とECU2との通信が可能と
なる。
【0047】その後、上記ステップS105からステップS1
06へ進み、ECU2に対する応答要求を、FPGA45
から通信ライン63b→メモリカートリッジ60内のI
/Oインタフェース62→故障診断装置A本体内の通信
ライン63a→アダプタハーネス34を経て、ECU2
の通信プロトコルに従って送信し、ステップS107で、E
CU2からの応答待ちとなる。
【0048】そして、ECU2において入力インタフェ
ース6を介して応答要求データが読み込まれ、出力イン
タフェース7から応答データが送信されると、この応答
データが、アダプタハーネス34→故障診断装置A本体
内の通信ライン64a→メモリカートリッジ60内のI
/Oインタフェース62→故障診断装置A本体内の通信
ライン64b→FPGA45の入力端子の経路で伝送さ
れ、バスラインを介してCPU40に読み込まれる。
【0049】その結果、CPU40では、ECU2から
の応答有りと判断してステップS107からステップS108へ
進み、ECU2の故障診断に係わるアプリケーションプ
ログラムを実行する。このアプリケーションプログラム
では、例えば、故障診断開始OKのメッセージをディス
プレイ30に表示し、キーボード32からの入力待ちと
なる。
【0050】そして、例えば、バッテリ電圧を調べる場
合、作業者がキーボード32から“F”、“0”、
“1”、“ENT”とバッテリ電圧診断のモードを入力
すると、この診断モードがCPU40で解釈され、EC
U2へバッテリ電圧のデータを要求するコードがFPG
A45を介して送信される。
【0051】すると、ECU2では、故障診断装置Aか
ら送信されたバッテリ電圧のデータータ要求コードを受
信し、このデータ要求コードに対応するアドレスを検索
して該当するアドレスに格納されているデータを読出
し、このデータを故障診断装置Aに送信する。
【0052】その結果、故障診断装置Aでは、ECU2
から返信されたバッテリ電圧のデータを受信すると、こ
のデータを、例えば2進数から10進数に変換する等
し、図4に示すように、ディスプレイ30に表示する。
作業者は、この表示を見てバッテリ電圧を確認し、次に
診断したい項目があれば、キーボード32から該当する
項目を入力して診断を続ける。
【0053】これにより、データフォーマット、送受信
タイミング等の通信プロトコルが異なる様々な電子制御
装置Cに対し、上記メモリカートリッジ60を交換する
のみで、故障診断装置A本体を共通に使用することがで
き、従来のように、診断対象となる電子制御装置Cの通
信プロトコルに応じてハード構成の異なる故障診断装置
を用意する必要がなく、診断作業の効率向上やトータル
コストの低減を図ることができる。
【0054】尚、FPGA45の設計データは、必ずし
も、メモリカートリッジ60内のROM61に格納する
ものに限定されるものではなく、例えば、CPU40の
ブートプログラムを変更して外部コンピュータからFP
GA45の設計データをロードするようにしても良い。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
載の電子制御装置の通信プロトコルに適合した通信イン
タフェースを、設計情報を与えることによりオンボード
で論理機能を再プログラミング可能な集積回路によって
形成し、車載の電子制御装置の通信プロトコルに従った
データ通信によって車載の電子制御装置内のデータを読
み込み、故障診断を行うため、異なる通信プロトコルを
有する様々な車載の電子制御装置に対し、共通の故障診
断装置を使用可能とし、ローコスト化と高い汎用性を得
ることができる。
【0056】また、通信インタフェースを形成する集積
回路の設計情報を交換可能なカートリッジ内の記憶媒体
に格納することで、車載の電子制御装置の通信プロトコ
ルに容易に適合させることができ、さらに、同一の記憶
媒体に故障診断処理用プログラムも格納しておくこと
で、同時に、車載の電子制御装置に対応した診断処理用
プログラムに交換することが可能となり、作業性を向上
することができる。
【0057】さらに、通信インタフェースを形成する集
積回路をカートリッジ内のインタフェース回路を介して
車載の電子制御装置に接続することにより、通信プロト
コルを適合させても互いの信号の電圧レベルや入出力駆
動能力等が異なる場合にも対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車載の電子制御装置と故障診断装置との回路ブ
ロック図
【図2】FPGAの基本構成を示す説明図
【図3】通信設定から故障診断に至る処理を示すフロー
チャート
【図4】車載の電子制御装置に接続する故障診断装置の
外観図
【符号の説明】
A 故障診断装置 C 電子制御装置 45 FPGA(通信インタフェース)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車輌に搭載された電子制御装置に接続
    し、この電子制御装置内のデータを読み出して故障診断
    を行う故障診断装置において、 上記電子制御装置の通信プロトコルに適合した通信イン
    タフェースを、設計情報を与えることによりオンボード
    で論理機能を再プログラミング可能な集積回路によって
    形成したことを特徴とする故障診断装置。
  2. 【請求項2】 上記集積回路に、再プログラミングのた
    めの設計情報を格納する揮発性メモリを備えたことを特
    徴とする請求項1記載の故障診断装置。
  3. 【請求項3】 上記集積回路に、再プログラミングのた
    めの設計情報を格納し、格納データを電気的に消去可能
    な不揮発性メモリを備えたことを特徴とする請求項1記
    載の故障診断装置。
  4. 【請求項4】 上記集積回路の設計情報を格納する記憶
    媒体を、交換可能なカートリッジ内に設けたことを特徴
    とする請求項1記載の故障診断装置。
  5. 【請求項5】 上記集積回路の設計情報とともに故障診
    断処理用プログラムを格納する記憶媒体を、交換可能な
    カートリッジ内に設けたことを特徴とする請求項1記載
    の故障診断装置。
  6. 【請求項6】 上記カートリッジ内に、上記集積回路を
    上記電子制御装置に接続するインタフェース回路を設け
    たことを特徴とする請求項4または請求項5記載の故障
    診断装置。
JP6275349A 1994-11-09 1994-11-09 故障診断装置 Expired - Fee Related JP2816312B2 (ja)

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GB9522868A GB2295250B (en) 1994-11-09 1995-11-08 Diagnosis system for motor vehicle
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