JPS59154335A - 内燃機関の信号発生器の異常を表示，記憶する装置 - 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】 イ）技術分野 本発明は、内燃機関の信号発生器の異常を表示、記憶す
る装置、更に詳細には一回転に少くとも−・つの基準信
号を発生する、軸と結合された第１の信号発生器と、こ
の第１の信号発生器からの信号と所定の関係にある信号
を発生する第２の信号発生器とを備えた内燃機関の信号
発生器の異常を表示、記憶する装置に関する。

口）従来技術 特に、５気筒の内燃機関の場合電子式の点火を制御する
ためにクランク軸から得られる基準信号の外に更に位相
信号を取シ出しシリンダーを識別するようにしなければ
ならない。位相信号発生器はカム軸と結合されており、
通常点火ディス）　ＩＪピユータに配置される誘導性、
光学式あるいはホールセンサとして形成される。このセ
ンサの外に更に回転数センサが用いられ、この回転数信
号はクランク軸に結合された歯車を介して形成される。

このような複雑なセンサ装置は例えば燃料噴射装置やそ
の他の制御装置に利用されている。

このような装置において、異常が発生すると、どの異常
がどの信号発生器に起因（７ているのかを調べるのが困
難である場合が多い。異常を正しく検出することにより
不必要なセンサの交換あるいは不必要な信号線の修理や
制御装置の交換等をしなくて済む場合が多い。例えばｉ
Ｅ常な場合位相信号の間に基準信号が現われなければな
らないのにその後に現われだような場合には種々の原因
、例えば位相信号のゆるみ接触あるいは基準信号のゆる
み接触あるいはディストリビュータの回転等種々の原因
が考えられる。

ドイツ特許公開公報第３２０４００３号から自動車にお
けるセンサあるいはスイッチング装置の種々の異常全記
憶したり表示したりする装置が知られている。この場合
、個／での素子がその限界値と比較されることにより異
常のみが表示され、種々の部品（例えばセンサ装置、特
にパルス発生器）の多くが作用して起る異常の原因につ
いては検出でき々いという欠点がある。

ハ）目　的 従って、本発明はこのような従来の欠点全解消するため
に成されたもので、異常が検出され表示されると共にそ
の原因をも追求することが可能な内燃機関の信号発生器
の異常を表示、記憶する装置を提供することを目的とす
る。

二）実　施　例 以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳Ａ・ｉｌｌに
説明する。

第１図に図示された実施例において、符号１０で示すも
のはマイクロコンピュータとして形成された制御装置で
あり、それによって点火及び噴射段１１が制御される。

この制御装置１０には回転数信号発生器１２からの回転
数信号ｌ〕、クランク軸、従って回転数信号発生器１２
と結合されだ基準信号発生器１３から得られる基準信号
ｌ゛、並びに内燃機関の力ｌ、軸と結合された位相信号
発生器１４から得られる位相信号ｐが人力される。これ
らの信号発生器は、誘導センサ、光学式のセンサあるい
はホールセンサとして形成される。この制御装置１０は
点火あるいは燃料噴射を制御する機能だけでなく信号発
生器１２，１３．１４に対する診断機能も有する。診断
ないしテストの結果はそれぞれマイクーロコンピュータ
のメモリに記憶され、直ちに又は玉揚で後で表示装置１
５を介して調べられる０、表示装置１５は種々の異常を
表示できるチェックランプ、異常を個別に表示できるデ
ィスプレイ、測定計器あるいは種々の異常を区別できる
種々の装置から構成される。異常信号の記憶並びに異常
の表示の方法は、上述したドイツ特許公開公報に詳細に
説明されているのでここでの説明は省略する。

第２図には信号発生器から得られる種々の信号の相互の
位置関係が図示されている。その場合回転数信号発生器
１２はクランク軸の一回転数当たり多数の回転数信号ｎ
、例えば１３５個の信号全発生する。一方基準信号発生
器１３はクランク軸の一回転当たり１つの基準信号ｒを
発生するので、２つの基準信号間の間隔は２Ｚ個の回転
数信号に対応する。同様にカム軸に結合された位相信号
発生器はカム軸が１回転する当たり位相信号ｐを発生す
るので、この位相信号ｐはクランク軸が２回転する毎に
一回発生することになり、正常な機能な場合位相信号は
基準信号、ｒと一致しなければならない。その場合位相
信号は信号幅Ｚｐを有する。

通常ディストリビュータに配置されたこの位相信号発生
器は５シリンダーエンジンのシリンダーを識別するため
に必要となるものである。

これら３つの信号ｎｒ　ｒ＋　ｐｋ互いに論理的に結合
することによりこれらのパルスないしノくルス列が存在
するか否かだけでなく、信号ｒ、ｐの互いの正しい位置
、従ってディス）　Ｉ）ピコ７−タが正しく調節されて
いるかが検出並びに表示することが可能になる。更にそ
れぞれのノシルス列の静的な異常の外にリード線とのゆ
るみ接触を検出しそれ全表示することも可能である。こ
の論理的な結合による検査は個有の診断プログラム全有
する制御装ｆｔ内（７）マイクロコンピュータによって
行なわれる。その場合本来の制御（点火、噴射）の前段
にこの診断プログラムが行なわれる。又診断プログラム
ない１−テスト、並びに点火噴射等の主プログラムはそ
れぞれ互いに組み合わせたり、又診断プログラムは主プ
ログラムの間で周期的に実施するようにすることもでき
る。

第３図には流れ図の形でテストの順が図示されており、
その場合重要な基準は信号の時間的な流れにおいである
異常に対して多くの原因があり、従って異常が一義的に
所定の信号あるいは所定の原因に関連することができる
時のみ異常全格納し、表示するようにしていることであ
る。

寸スマイクロコンピュータ１０においてステップ２０に
おいてスタートした後ステップ２１で初期化が行なわれ
、全ての異常が消去（リセット）され、全てのレジスタ
、フリラグフロップ及びカウンタがリセットされる。そ
の俊才ずステップ２２においで回転数に対し異常信号が
セットされる。

この回転数の異常信号は＋１異常（１）として図示され
ており、この１１異常（１）はステップ２３において回
転数信号ｎの端部が得られた後は消去される（ステップ
２４）。【１信号が現われず回転数信号に異常がある場
合は、第４図で更に詳却１に説明されるステップ６８に
おいて調べられる。

ｎ異常（１）が消去された後（ステップ２４）、ステッ
プ２５において位相信号をヂエツクするためマイクロコ
ンピュータ１０にあるｎカウンタがＯの値にセットされ
る。このカウンタは（更に４つ必要トなる）マイクロコ
ンピュータのレジスタであったり又加算はアキュムレー
タにおいて行なわれる。いずれにしてもその結果はメモ
リに記憶されるものである。続くステップ２６において
ＩＩ力■）信号の端部が現われない場合には、ｎカウン
タに４７．−１−　Ｋより大きな値が存在しているか否
かが調べられる（ステップ２８）。この場合４Ｚはクラ
ンク軸の４回転に対応する。即ちこの間隔内に２つの位
相信号が現われることになる。その場合まずｐ信号の異
常か否かの検査に許容範囲が設けられる。そのような許
容範囲を設けない場合には４Ｚの代りに２Ｚを用いるよ
うにする。但しＫは許容係数である。ステップ２８にお
いてこの条件が満たされない場合にはステップ２６にお
いてｎカウンタの内容が＋１−される。ｐ信号の端部が
現われない限り値が４　Ｚ　−４−Ｋに達する迄このル
ープが繰り返えされる。４Ｚ＋Ｋに達すると位相信号に
異常があることとなりｎ異常（１）が記憶され表示され
る（ステップ２９）。この異常信号は位相信号発生器１
４に欠陥があるかあるいはリード線の断線ないしは短絡
が存在しているものと判断される。このような場合には
点火あるいは噴射の制御は不可能となる。

これに対してステップ２７においてｐ信号の端部が現わ
れると、ステップ３０において位相信号が０の値となる
かどうか、即ち位相信号の開始に達したか否か（位相信
号は０信号である）が判断される。続いて基準信号ｒが
存在するかが調べられる。そのためにステップ３１にお
いてｎカウンタが０にセットされ、続いてステップ３２
°において］−１−が行なわれる。又ステップ３３にお
いて基準信号ｒが現われたか否かが判断される。基準信
号ｒがない場合にはステップ３２においてｎカウンタが
＋１ずつ増大されこれはステップ３４において位相信号
が存在するだけ行なわれる。ここでこの位相信号の間に
正常に基準信号ｒが現われたとしておく（ステップ３３
）。

続いて位相信号に対してゆるみ接触（ｎ異常（２）゛が
存在するかどうかが調べられる。このために次の基準信
号「の時に正常通り位相信号発生器１４かもの信号が１
であるかどうかＡＤ”ｌａ位相信１号の値が０でないか
どうかが調べられる。このためにまずステップ３５にお
いてｎカウンタが０にセットされる。続いてステップ３
６においてｎカウンタが＋１ずつされる。これはカウン
タがステップ３７において２つの基準信号ｒ間の距離か
ら補正係数１くを引いた値に対応するＺ−Ｋに達する迄
行なわれる。ステップ３７においてこの値を越えるとス
テップ３８において基準信号［が現われたが否かが判断
される。これはループ３６〜３９を繰り返すことにより
行なわれ、ステップ３６においてその毎にｎカウンタが
対応して増大し、値がＺ＋Ｋを越える迄行なわれる。Ｚ
−にとＺ＋にの間に基準信号ｒが現われない場合には、
このテストステップにおいて調べることができない異常
が存在していることになる（即ち基準信号がないのかあ
るいはゆるみ接触により回転数信号が欠除しているのか
を一義的に定めることができない）。それによりテスト
はステップ２４に戻って継続される。

こノ１に対°しこの時間間隔内に基準信号ｒが現われる
と（ステップ３８）、同時にステップ４０において位相
信号発生器１４からの信βレベルが調べられる。この信
号レベルが正常通り１−の値に等しいと、図示されてい
ないが主プログラムが開始され、点火、噴射あるいはそ
の他の制御が開始される。これに対して信号レベルがＯ
の場合には、ステップ４１において位相信号に異常信号
を発生し（ｎ異常（２））、それによって位相信号に欠
陥があることが表示される。これ１／：ｌ：ゆるみ接触
に起因する場合か多い異常である。

再びループ３２がら３４に戻って説明すると、ステップ
３４において位相信号の終了時、尚基準信号ｒが現われ
ない場合には、基準信号に異常があるかどうかが調べら
れる。そのためにステップ４２に示し７たように現在Ｚ
ｐを有するｎカウンタに４−１が行なわねる。続いてス
テップ４３において基準信号ｒが発生し／ζが否がが改
めて調べられる。

その場合４２〜４４のループはカウンタの値が２Ｚ十Ｚ
ｐに達する迄行なわれる（ステップ４４）。この２Ｚ＋
Ｚｒ）の値は２つの基準信号間の距離の２倍に位相信号
の信号幅に対しちする計数値Ｚｐを足したものに対応し
ている。その場合同様に基準信号の異常に対して許容範
囲が設けられる。このような許容を求めない場合にはル
ープ４２〜４４においてＺ　＋　Ｚｐの値に達する迄繰
り返えされる。この値に達すると、ステップ４５におい
て基準信号に対して異常があることが格納され、同様に
異常信号発生器に続いてステップ４６において万一位相
角の異常（α異常）が格納されている場合にはそれを消
去（リセッｌ−）する。このことについては後で詳細に
説明する。

一方ループ４２〜４４の過程でステップ４３において基
準信号ｒが得られた場合には、位相角の異常（ずれ）が
あるかどうか、即ち基準信号が位相信号に対して位相角
的に誤ってずれているがどうかが検査される。この異常
は例えばディス）　ＩＪピユータの回転ずれに基づくも
のである。寸ずステップ４７において０１カウンタＯに
セットされる。その後ステップ４８において第１の皇〕
カウンタがＺｐの値を越えたかどうかが判断される。ｊ
１カウンタはすでに前の位相信号の時にＺｐの値を割数
しているので、ステップ４９に進むことになるが、その
値よりも小さい場合には、他の異常が存在Ｉ〜でおりス
テップ２４に戻って再びテストが行なわれる。これに対
しステップ４８においてｚｐの値を越えている場合には
ステップ４９において基準信号ｒが現われているかどう
かが判断される。　これはループ４５・〜５１を介して
行なわれその間ステップ５０でｎ１カウンタが＋１ずつ
増大され、これは計数値が２　Ｚ　−＋−Ｊ（の値を越
える迄行なわれる（ステップ５１）。２　Ｚ、＋　Ｋの
値を越えた場合には基準信号に異常があることになり、
これがステップ４５において格納される。これに対しル
ープ４９〜５１の間に基準信号ｒが現われると（ステッ
プ４９）、この基準信号が前のに対して正しい距離を保
っているかどうかが判断される（ステップ５２）。正し
い距離はＺであり、その場合少くとも＋１の許容範囲が
設けられる。距離が正しくない場合には、他の異常が存
在しており、ステップ２４に戻って再びテストが行なわ
れる。これに対１−て距離が正しい場合には同時にステ
ップ５３において位相信号ｐ＝Ｑが存在するか否かが調
べられる。前の基準信号（ステップ４３）は位相信号に
一致していないので、機能が正常な場合には位相信号が
存在することになる。従ってステップ５３において位相
信号が存在しない場合には位相角の異常（α異常）が格
納され、同様に表示される（ステップ５４）。これは基
準信号と位相信号との間に角度のずれがあり、これは主
にディストリビュータのずれに起因するものである。

第４図には第３図に概略図示された回転数信号の異常を
知るだめの制御の流れ（６８）が図示されている。この
目的は他の回転数異常（ｎ異常（２）　）　￥ｒ：格納
することであり、電源を投入した後正常通りのｐ及びｒ
信号は発生するが、回転数信号ｎが発生［７ない時回転
数信号が得られたと（〜でもこの異常を記憶させた１壕
にしておくことである。即ち電源を入れた時チャタリン
グやその他のノイズにより基準信号と位相信号が間違え
られ、しかもこの時点で回転数信号が発生しないことが
起こりうる。そのｌｊ％合正常な基準信号及び位相信号
の２〜３周期経た後初めて回転数信号が得られる場合に
は、回転数の異常が存在していることになる。これは回
転数信号がともかく現わｈたことによυ解決されたよう
にみえるが、基本的には回転数信号発生器に異常がある
ものと判断される。そのために本発明では数個の基準信
号並びに位相信号が正常の順序で出たかどうかが調べら
れ、その後でも尚回転数信月が発生しない場合には回転
数の異常全記憶するようにしている。

ステップ２３において回転数信号の端部が現わＦｌない
場合にはステップ５５において位相信号の端部が現われ
７社かどうかが調べられ、ステップ５６においでその端
部が位相信号の始１りであるかとうかが調べられる。

その後位相信号のカウンタが＋１され（ステップ５７）
、その後ステップ５８において位相信号発生器１４の状
態が調べられ、その時点では信号レベルはＯとなってい
る。その後ループ５９〜６３．５８を介して基準信号ｒ
が発生したかどうかが調べられる（ステップ５９）。こ
のループで回転〆りの端部が現われると（ステップ６２
）、回転数信号の異常は記憶されず、既に述べた方法で
ステップ２４に戻り既にセットされていた回転数異常信
号（［１異常（１））が再びリセットされる。今ステッ
プ５９において基準信号ｒが現われると、ｐ−０の場合
にのみカウントする基準信号カウンタが＋１され・二、
（ステップ゛６４）。−上述したループ〜６３）におい
て位相イ言号が終了すると（ステップ５８）、ステップ
６５において基準信号ｒが現われるかどうかが調べられ
る。このループはステップ６０−６３．５８．６５から
成る。ここで基準信号が現われるとステップ６６におい
て■）＝１の時のみ計数を行なう基準信号カウンタが＋
１される。このように両ループを交ｈ゛−に分枝するが
、これｔよステップ６０において、所定の条件、即ち基
準信号カウンタ（ｐ＝ｏ）が２の瞳を有し、又基準信号
カウンタ（　ｐ＝１　）が１の値を有し、位相信号カウ
ンタ（１〕カウンタ）が３の値を有する迄続けられる。

その場合このループにおいてステップ６３でｐ信号の端
部が現われる時ｄ：いつもｐカウンタが＋１される（ス
テップ５７）。一方ステップ６０において所定の条件が
満たされると、（これ（はｌ）、、Ｉの信号が第２図で
図示したｔ■の時点で正常な順序で現われたことを意味
する）、回転数の異常信号（２）が記憶される（ステッ
プ６７）。

これは回転数の異常信号（１）と異なりステップ２４で
消去されることはない。これは制御装置１０が作動（ヅ
Ｃから回転数信号に不規則性を有するか、あるいはエン
ジンが回転（〜でいる場合にはゆるみ接触により所定の
時間回転数信号が欠除しているこ．１：全意味する。そ
れに対して第４図に図示したようにｐｓｒ信号が所定の
順序で現われない場合には、それはノイズあるいはチャ
タリング信号であると判断され、回転数の異常信号（２
）は形成されｆ１ステップ２３で回転数の端部が現われ
るかどうかが８周べられる。

上述した実施例において信号発生器１３．１４は１つの
信号だけでなく１回転当たり複数の信号を発生さぜるよ
うにすることもできる。これは特に４シリンダー内燃（
襞間においてはその池に必要となる信号が内部的に電子
的に作られなければならないか否かにかかつーＣいる。

更に制御装置１０には制御信号全形成するために更に必
要なパラメータを供給するようにすることもできる。こ
れが矢印Ｉ）　Ｍで図示されている。

ホ）効　果 以上説明したように本発明によれば内燃機関の信号発生
器に発生する異常を検出する場合、これが表示されるだ
けでなく、その原因も追求されることになる。即ち原因
が追求できるような場合にのみ異常が更に詳しく示され
ることになる。即ち種々の信号発生器が交互に作用して
いる場合にはその異常の原因となる信号発生器の異常が
示されることになる。このようにして短絡や断線のよう
な全体に係る欠陥の外に信号発生器のゆるみ接触や位相
角の異常等も識別することになる。後で工場において記
憶されている異常を読み出すことにより異常の克服が容
易となシ部品を不必要に交換しなくてもよいという利点
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る種々の信号発生器を備えた制御装
置の原理的な構成を示した構成図、第２図は信号発生器
から得られる正常な信号列を示した信号波形図、第３図
及び第４図は信号発生器の異常をテストするだめの制御
の流れを示した流れ図である。 １０・・・制御装置　　　　１１・・・点火及び噴射段
１２・・・回転数信号発生器　１３・・・基準信号発生
器１４・・位相信号発生器　　１５・・表示装置ｊｉ：
：ｌ・’、７．−７ｉ 代理人　弁理士加　藤　卓１　、、： Ｆ＋６．１ ／、ア。ζ −リ胎 □二ｊ− ”ｌ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）−回転毎に少くとも一つの基準信号（ｒ）を発生す
   る、軸と結合された第１の信号発生器（１３）と、この
   第１の信号発生器からの信号と所定の関係にある信号を
   発生する第２の信号発生器とを備えた内燃機関の信号発
   生器の異常を表示、記憶する装置において基準信号とこ
   の基準信号と所定の関係にある信号の順序並びに間隔が
   所定の順序、間隔とずれた場合異常信号全発生し、この
   異常信号を記憶するかあるいは表示装置（１５）に導く
   ようにしたことを物像とする内燃機関の信号発生器の異
   常を表示、記憶する装置。 ２）前記第１の信号発生器（１３）は内燃機関のクラン
   ク軸と結合され、又第２の信号発生器（１４）はカム軸
   と結汗され位相信号を発生する特許請求の範囲第１項に
   記載の内燃機関の信号発生器の異常を表示、記憶する装
   置。 ３′）位相信号の間に各第ｎ番目（ｎ＝２　）の基準信
   号が作られ、この関係が所定の許容範囲を越えてずれた
   場合異常信号を発生するようにした特許請求の範囲第１
   項に記載の内燃機関の信号発生器の異常を表示、記憶す
   る装置。 ４）回転数センサ（１２）からの回転数信号（ｎ）ヲ用
   いて２つの信号間の信号間隔全計数し、所定の計数値を
   越えた場合検査すべき信号に対して異常信号を発生する
   ようにした特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に
   記載の内燃機関の信号発生器の異常を表示、記憶する装
   置。 ５）位相信号と一致とする第１番目の基準信号から回転
   数信号（ロ）を計数し、続く基準信号と同時に位相信号
   が発生した場合位相信号に対し異常信号を発生するよう
   にした特許請求の範囲第４項に記載の内燃機関の信号発
   生器の異常を表示、記憶する装置。 ６）位相信号（ｐ）の第１の端部から回転数信号（］】
   ）を計数し、位相信号の長さに対応する計数値（Ｚ’ｐ
   ）に達する前に基準信号（ｒ）が発生１〜だ場合位相信
   号遵 を発生さ拷ず、次のステップに遊むようにした特許請求
   の範囲第３項、第４項又は第５項に記載の内燃機関の信
   号発生器の異常を表示、記憶する装置。 ７）基準信号が２つの基準信号（ｒ）間の信号間隔（Ｚ
   ）に対応する所定の計数値内に現われない場合基準信号
   に対し異常信号を発生するようにした特許請求の範囲第
   ６項に記載の内燃機関の信号発生器の異常全表示、記憶
   する装置。 ８）所定の計数値に達する前に基準信号が発生１−だ場
   合回転数信号の計数を開始し５、次の基準信号が基準信
   号間の信号間隔に対応する計数値に達した後で、基準信
   号が現われない場合基準信号に対し異常信号を発生する
   ようにした特許請求の範囲第７項に記載の内燃機関の信
   号発生器の異常を表示、記憶する装置。 ９）所定の間隔内で基準信号が発生した場合で同時に位
   相信号が欠如している場合位相角信号に対し異常信号を
   発生するようにした特許請求の範囲第８項に記載の内燃
   機関の信号発生器の異常全表示、記憶する装置。 １０）テストを開始する時回転数に対する異常信号（１
   ）全形成し、回転数信号の端部が現われだ場合これをリ
   セットするようにした特許請求の範囲第１項から第９項
   迄のいずれか１項に記載の内燃機関の信号発生器の異常
   を表示、記憶する装置。 １１）位相信号並びに基準信号が発生し回転数信号に異
   常がある場合位相信号及び基準信号の順序が所定の順序
   にあるか否かが調べられ、所定の順序にある場合回転数
   信号に対し第２の異常信号（２）全発生するようにした
   特許請求の範囲第１０項に記載の内燃機関の信号発生器
   の英常を表示、記憶する装置。 １２）前記回転数信号に対する第２の異常信号は続いて
   回転数信号が現われだ場合にも記憶させておくことを特
   徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の内燃機関の信
   号発生器の異常を表示、記憶する装置。 、１３）マイクロコンピュータ（１０）ｋ用いて異常を
   表示、記憶するようにした特許請求の範囲第１項から一
   第１２項迄のいずれか１項に記載の内燃機関の信号発生
   器の異常を表示、記憶する装置。 １４）異常の検査、記憶並びに内燃機関の制御（Ｃ対し
   共通のマイクロコンピュータを用いるようにした特許請
   求の範囲第１３項に記載の内燃機関の信号発生器の異常
   を表示、記憶する装置。