JPS62157256A

JPS62157256A - エンジンの故障診断装置

Info

Publication number: JPS62157256A
Application number: JP60298590A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Ikeda; 龍司池田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-07-13
Also published as: JPH031498B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、自動車用等のエンジン、特に各種センサから
の入力信号に基いて種々の制御を行うようにしたエンジ
ンにおける故障診断装置に関する。

（従　　来　　技　　術）近年、自動車用等のエンジンにおいては、マイクロコン
ピュータ等で構成される制御回路を用いたコントロール
ユニットにより、例えば燃料供給ｍ、アイドル回転数、
点火時期等の各種制御を行うようにした制御システムが
備えられるようになっているが、この種の制御システム
においては、上記各制御に用いられるアクチュエータや
該アクチュエータを作動させるためのコントロールユニ
ットにおける駆動回路が故障したり、或は該駆動回路と
各アクチュエータとを結ぶ配線が断線したりすることが
ある。このような場合、正常な制御が不能となるので、
故障を検出して所要の処置を講することが必要となり、
そこで、この種の制御システムには、上記の如き故障の
有無を診断する故障診断システムが備えられる。

この故障診断システムとしては、従来、コントロールユ
ニットもしくは該ユニットを構成する制御回路から各ア
クチュエータに至る制御信号の出力系の状ｆｆｐを個々
に検出、判定する方式が知られている。この方式による
と、各出力系に対する故障診断が個々に行われるので、
エンジンの運転中にも診断制御を実行することかできて
、故障の有無がリアルタイムで判定されるメリットがあ
る。

しかし、その反面において、制御回路に、各アクチュエ
ータに制御信号を夫々出力するためのアクチュエータと
同数の出力ポートに加えて、各出力系の状態を示す状態
検出信号を入力するための入力ポートもアクチュエータ
と同数個必要となり、またこれらの入力ポートから入力
される状態検出信号に基いて故障の有無を判定する判定
手段も同様であって、その結果、当該故障診断システム
のハード構成が大型化、複雑化することになり、コスト
も高く付くのである。

そして、現状のエンジン制御システムを参照した場合、
上記のような故障の有無をエンジン運転中にリアルタイ
ムで判定しても、故障の弁士時にその故障を直ちに解消
するための手段が完備されておらず、従って、実質上、
故障診断をリアルタイム化するメリットがなく、上記の
如きハード構成の大型化やコストアップ等が問題となる
のである。

尚、特開昭５７−１３５２０号公報によれば、「自己診
断装置」として、外部スイッチからの信号で通常プログ
ラムとは別に自己診断プログラムを実行させることによ
り、負荷の動作を検査するようにした発明が開示されて
いるが、これはマイクロコンピュータが上記自己診断プ
ログラムを実行するだけで、故障の有無は負荷（発光ダ
イオード等）の動作を直接観察することにより判定する
ものである。つまり、この公報に開示された発明は、本
願が対象としているエンジンの故障診断システムのよう
に、複数の出力系の状態をコントロールユニットもしく
は該ユニットを構成する制御回路に入力して故障の有無
を判定するものではなく、エンジン制御システムのよう
に各アクチュエータの作動状態等を直接観察することが
できないシステムには適用し得ないものである。

（発　　明　　の　　目　　的）本発明は各種の制御が行われるエンジンにおける故Ｉｌ
１診断システムに関する上記のような実情に対処するも
ので、コントロールユニットを構成する制御回路の各出
力ポートから上記各制御用のアクチュエータに至る出力
系に夫々制御信号を出力するようにした構成において、
各出力系の状態を示す信号を１つの入力ポートに入力さ
せると共に、この入力信号がいずれの出力系の状態を示
すかを識別し得るように構成す゛る。これにより、上記
制御回路のポート数及び故障の有無を判定する判定回路
の数を削減させて、該コントロールユニットないし制御
回路の小型化やコストの低減等を図ることを目的とする
。

（発　　明　　の　　構　　成）本発明に係るエンジンの故障診断装置は、上記目的達成
のため次のように構成したことを特徴とする。

即ち、第１図に示すように各種センサΔからの信号を入
力し、これらの信号が示すエンジンの各状態に応じて制
御手段Ｂの各出力ポートから複数のアクチュエータＣ・
・・Ｃに駆動手段りを介して制御信号を夫々出力するよ
うに構成されたエンジンの制御システムにおいて、該エ
ンジンの非運転時（例えばイグニッションスイッチのＯ
Ｎ後、エンジンが始動するまでの間）に、上記制御手段
Ｂの出力ポートから駆動手段りを介して各アクチユエー
タＣ・・・Ｃに至る複数の出力系にチェック信号を夫々
出力するチェック信号出力手段Ｅと、このチェック信号
に基いて各出力系の状態に応じて発生される複数の状態
検出信号を入力すると共に、これらの入力信号に基づく
ワイヤードＯＲ信号を出力するＯＲ信信号出力手段色、
上記ワイヤードＯＲ信号を入力して故障の有無を判定す
る故障判定手段Ｇとを備える。上記チェック信号出力手
段Ｅは、制御手段Ｂにおける各制御信号の出力ポートを
兼用してチェック信号を各アクチュエータに出力するが
、その際、該チェック信号出力手段Ｅは制御手段Ｂから
各アクチュエータＣ・・・Ｃに至る複数の出力系に対し
て順次出力レベルを反転させながらチェック信号を夫々
出力するようになっている。また、上記故障判定手段Ｇ
は、チェック信号の出力レベルを反転させたことによる
ワイヤードＯＲ信号の変化を検出し、その変化の状態に
より、チェック信号の出力レベルを反転させた出力系に
おける故障の有無を判定する。そして、これを当該出力
系についての診断結果として表示手段Ｈに表示させる。

このような構成によれば、故障判定手段Ｇと、該手段Ｇ
にワイヤードＯＲ信号を入力するための入力ポートを夫
々１つ設けるだけで、複数の出力系に対する故障診断が
いずれの出力系に対するものであるかを識別しながら行
うことかできるようになる。

（発　　明　　の　　効　　果）このように本発明に係るエンジンの故障診断装置によれ
ば、複数の出力系に対する故障診断が、制御回路におけ
る一つの入力ポートの増設及び一つの故障判定手段の設
置だけで行われることになり、この種の故障診断を行う
ようにしたエンジンの制御システムにおけるハード構成
の簡素化やコストの低減が図られることになる。

〈実　　施　　例）以下、本発明の実施例について説明する。

第２図は本発明に係る故障診断装置を含むエンジンの制
御システムの全体（ず＾成を示すもので、このシステム
の中心をなすコントロールユニツｌ−１０には、マイク
ロコンピュータ２０と、駆動回路３０とが設けられてい
ると共に、マイクロコンピュータ２０には、エンジンの
各部に配置されて夫々の状態を検出する複数のセンサト
・・１からセンサ信号ａ・・・ａがコントロールユニッ
ト１０の入力端子１１・・・１１及び該マイクロコンピ
ュータ２０の入力ポート２０ａ・・・２０ａを介して入
力されるようになっている。また、このマイクロコンピ
ュータ２０には複数の出力ポート２０ｂ・・・２０ｂが
設けられていると共に、各出力ポート２０ｂ・・・２Ｑ
ｂには上記駆動回路３０を構成する複数のトランジスタ
３１・・・３１のベースが夫々接続されている。これら
のトランジスタ３１・・・３１は、エミッタが接地され
、且つコレクタが抵抗３２・・・３２を介してコントロ
ールユニット１０の各出力端子１２・・・１２に接続さ
れている。そして、各出力端子１２・・・１２にはエン
ジンの各部に配置されて各種の被制御部材を作動させる
アクチュエータとしてのソレノイド２・・・２が接続さ
れている。これにより、上記各センサト・・１からの信
号ａ・・・ａが示すエンジン各部の状態に応じてソレノ
イド２・・・２がＯＮ、ＯＦＦ動作されると共に、これ
に伴って上記各被制御部材が動作してエンジンの各種制
御が行われることになる。その場合に、この実施例にお
いては、マイクロコンピュータ２０の各出カポ−ｌ−２
０ｂから「Ｈ」レベルの制御信号すが出力された時に、
当該トランジスタ３１が導通され、これに伴って電源３
からの電流で対応するソレノイド２がＯＮされるように
なっている。

然して、コントロールユニット１０には、上記の構成に
加えて、故障診断用のワイヤード回路４０が設けられて
いる。この回路４０は、上記駆動回路３０における各ト
ランジスタ３１・・・３１のコレクタ電位を夫々検出す
る検出信号Ｃ・・・Ｃが抵抗４１・・・４１を介して入
力されるＯＲ回路４２と、該ＯＲ回路４２の出力信号（
ワイヤードＯＲ（ｇ　＠　）ｄがベースに入力されるト
ランジスタ４３とを有する。そして、このトランジスタ
４３は、エミッタが接地されていると共に、抵抗４４を
介して電源４５に接続されたコレクタが上記マイクロコ
ンピュータ２０における診断用人カポ−ｈ　２０　Ｃに
接続されている。これにより、上記ワイヤードＯＲ信号
ｄがｒＬＪレベルの時、即ち駆動回路３０からの複数の
検出信号Ｃ・・・Ｃが全てｒＬＪレベルの時に、上記ト
ランジスタ４３がＯＦＦされることに伴って、マイクロ
コンピュータ２０の入力ポート２０ＣにｒＨＪレベルの
故障診断信号ｅが入力されるようになっている。そして
、この故障診断信号ｅはマイクロコンピュータ２０にお
ける所定の処理を経た後、表示信号［として表示用出力
ポート２０ｄから出力され、出力回路５０を介してコン
トロールユニット外部の表示装置４に出力されるように
なっている。

次に、第３図により上記マイクロコンピュータ２０の内
部ＷＩ造について説明する。尚、この図においては、簡
略化のため、出力ポート２０ｂ及び該ポート２０ｂに至
る構成を１つだけ示している。

このマイクロコンピュータ２０には、入カポ−ｈ　２０
　ａから上記各種センサ１からのセンサ信号ａが入力さ
れると共に、これらの信号ａに応じて出カポ−１〜２０
ｂから制御信号すを出力させる通常制御部２１の他に、
故障診断用のチェック信号出力部２２と、該出力部２２
からのチェック信号９の出力時期を設定するチェック信
号出力時期設定部２３とが設けられている。このチェッ
ク信号出力時期設定部２３は、上記センサ信号ａによっ
て所定の診断時期、例えばイグニッションスイッチのＯ
Ｎ後、エンジンスタータの作動前である時に上記チェッ
ク信号出力部２２から上記出カポ−１−２０ｂに対して
チェック信号ｇを出力させるように動作する。この時、
チェック信号Ｑは、制御信号すの代りに第２図に示す複
数の出力ポート２０ｂ・・・２０ｂから駆動回路３０に
おける各トランジスタ３１・・・３１のベースに一斉に
出力されると共に、各チェック信号ｑ・・・ｇは第１番
目の出力ポート２０ｔ）＋に対するものから順次出力レ
ベルを反転さ往ながら出力されるようになっている。

また、このマイクロコンピュータ２０には、診断用入力
ポート２０ｃを介して第２図に示すワイヤード回路４ｏ
からの故障診断信号ｅが入力されるモニタ部２４と、該
モニタ部２４の出力信号りと上記チェック信号０とを入
力する故障判定部２５とを有する。この故障判定部２５
は、故障診断信号ｅないしモニタ部２４の出力信号りの
状態に基いていずれかの出力系に故障が発生しているか
否かを判定するが、その時に、順次レベルが反転される
チェック信号０が入力されることにより、いずれの出力
系に対して故障の有無を判定しているかを識別する。そ
して、この故障判定部２５から出力系を特定した上での
故障の有無を示す判定結果信号ｉが表示用出力ポート２
０ｄに出力されるようになっている。

次に、上記の如く構成されたマイクロコンピュータ２０
の故障診断動作を第４図の７０−チャートに従って説明
する。

先ず、マイクロコンピュータ２０は、フローチｔ−−ｔ
−のステップ＄１で各種フラグのリセット動作等の所定
のイニシャライズを行った後、ステップＳ２．Ｓ３でエ
ンジンスタータが作動しておらず、またイグニッション
パルスが発生していないこと、叩らエンジンが運転開始
されていないことを確認する。そして、次にステップＳ
４として、イグニッションスイッチがＯＮされた時点で
第２図の各出力ポート２０ｂ・・・２０ｂから一斉に「
１」」レベルのチェック信号ｇ・・・９を出力すると共
に、ステップＳ５で１ｍ秒経過するのを持って上記信号
ｇ・・・９の出力状態が安定するのを待つ。

次に、マイクロコンピュータ２０はステップＳ６で第２
図の診断用入力ポート２０ｃに入力される故障診断信号
Ｃを読み取るが、この時、上記各出力ポート２０ｂ・・
・２０ｂに接続された駆動回路３０における複数のトラ
ンジスタ３１・・・３１のいずれにも故障がないものと
すると、上記ｒ　Ｉ−Ｉ　Ｊレベルのチェック信号ｇ・
・・９により各トランジスタ３１・・・３１が導通する
ため、これらのトランジスタ３１・・・３１のコレクタ
電位を検出する検出信号Ｃ・・・Ｃは全てｒＬＪレベル
となる。従って、ワイヤード回路４０におけるＯＲ回路
４２の出力信号ｄもｒＬＪレベルとなると共に、これに
伴って該ワイヤード回路４０におけるトランジスタ４３
がＯＦＦとなることにより、上記診断用入力ポート２０
ＣにはｒＨＪレベルの故障診断信号ｅが入力されること
になる。そこで、マイクロコンピュータ２０はステップ
Ｓ７でこの信号ｅのレベルを判定し、これがｒＨＪレベ
ルの時は、コントロールユニット１０ないし駆動回路３
０に故障がないものと判断した上で、ステップ８１０以
下の制御に移行する。一方、上記駆動信号３０における
各トランジスタ３１・・・３１の少なくとも一つが故障
している時は、当該トランジスタ３１は「１」」レベル
のチェック信号ｇを受けても導通しないためコレクタ電
位ないし検出信号ＣがｒＨＪレベルとなり、そのためワ
イヤード回路４０におけるＯＲ回路４２の出力信号ｄが
「（」」レベルとなってトランジスタ４３が導通され、
その結果、診断用人カポ−ｉ−２０ｃにｒＬＪレベルの
故障診断信号ｅが入力さ札ることになる。この場合、マ
イクロコンピュータ２０は上記ステップＳ７からステッ
プＳ８を実行して、上記の動作を再度繰り返すと共に、
２回目の動作によっても上記信＠ｅがＩＪレベルの時は
、ステップＳ９によりコントロールユニット故障フラグ
をセットし、第２図に示す出力回路５０を介して表示装
置４にコントロールユニット１０の故障を表示させる。

これにより、該コントロールユニット１０．特に駆動回
路３０におけるトランジスタ３１の故障が表示されるこ
とになる。

尚、この場合においては、駆動回路３０におけるいずれ
のトランジスタ３１が故障しているかは表示されない。

一方、コントロールユニット１０における駆動回路３０
に上記の如き故障がない場合は、マイクロコンピュータ
２０は上記ステップＳ７からステップＳ＋ｏを実行して
コントロールユニット故障フラグをリセットすると共に
、ステップＳ１１でｉｌＪ　ｌｉｔ変数ｉを１にセット
する。そして、ステップＳ１２で第１番目の出力ポート
２０ｂ　（この場合は第１番目の出力ポート２０ｂ　＋
　）からのチェック信号０をｒＬＪレベルに反転させる
と共に、ステップＳ　１３で該信号ｑの安定を待ち、然
る後、ステップ３１４．３１５で診断用入力ポート２０
Ｃに入力される故障診断信号Ｃのレベルを判定する。こ
の場合において、第１出力ポート２０ｂ１にトランジス
タ３１を介して接続された第１ソレノイド２１（もしく
は該ソレノイド２１に至る配線）に断線等の異常がなけ
れば、当該トランジスタ３１が上記ｒＬＪレベルのチェ
ック信号ＱによってＯＦＦとされるので、第１番目の検
出信号Ｃは「１」」レベルとなり、従ってワイヤード回
路４０におけるＯＲ回路４２の出力信号ｄが「ト１」レ
ベルとなって上記診断用入力ポート２０ＣにｒＬＪレベ
ルの故障診断信号ｅが入力されることになる。つまり、
第１ソレノイド２１に異常がない場合には、第１出力ポ
ート２０ｂ１から出力されるチェック信号ｇを「ｌ」」
レベルからｒＬＪレベルに反転することによって、診断
用入力ポート２０Ｃに入力される故障診断信号ｅがｒＨ
ＪレベルからｒＬＪレベルに転じることになり、これに
より上記第１ソレノイド２１に異常がないことが確認さ
れる。一方、この第１ソレノイド２１に断線等の異常が
ある時は、チェック信号ｑを「ト１」レベルから「Ｌ」
レベルに反転させても検出信ＱＣは「シ」レベルのまま
であるから、診断用入力ポート２０Ｃに入力される故障
診断信号ｅが「Ｈ」レベルに保持されることになり、こ
れにより第１ソレノイド２１の故障が判定されることに
なる。この場合、マイクロコンピュータ２０はステップ
Ｓ１５からステップＳ　１６を実行し、上記動作を２度
繰り返した上でステップＳ＋７で故障フラグをセットす
る。

また、上記のようにして第１ソレノイド２１に対する故
障診断が終了すれば、マイクロコンピュータ２０はステ
ップＳ１ｓからステップＳ　＋ｓを実行して故障フラグ
をリセットすると共に（このリセット動作は第１ソレノ
イド２１に故障がない場合のみ行う）、ステップＳ＋９
．Ｓ２ｏに従って第１番目の出力ポート２０ｂ１から出
力されるチェック信号９をｒＨＪレベルに戻し、また制
御変数ｉに１を加える。そして、ステップＳ２１でこの
制御変数１がソレノイド２・・・２の数に１を加えた数
値Ｎに等しくなっていないことを確認した上で上記ステ
ップＳ　１２からステップ３２０までの制御を行い、第
２番目の出力ポート２０ｂ２からのチェック信号ｇを「
し」レベルに反転することにより、上記の場合と同様に
して第２番目のソレノイド２２についての故障の有無を
診断する。以下、同様にして、マイクロコンピュータ２
０は、各出力ポート２０ｂ・・・２０ｂからのチェック
信号ｑ・・・９の出力レベルを順次反転させながら各ソ
レノイド２・・・２についての故障の有無を診断する。

そして、その診断結果を第２図に示す出力回路５０を介
して表示装置４に表示させる。

このようにして、複数のソレノイド２・・・２に対する
故障が診断されるが、その場合に、マイクロコンピュー
タ２０には各出力系の状態を示す複数の検出信ｇ　Ｃ・
・・Ｃがワイヤ−ド回路４０を介して１つの入力ポート
２０ｃから入力され、またこのポート２０ｃから入力さ
れる故障診断信Ｆｊｅに基いて故障の有無を判定する構
成（第３図に示すモニタ部２４及び故障判定部２５）も
夫々１つで足りることになる。従って、マイクロコンピ
ュータ２０ないしコントロールユニット１０の大型化や
コス１への著しい増大等を招くことなく、複数の出力系
に対する故障診断を行うことが可能となる。

尚、ステップ８２．Ｓ３でエンジンスタータが作動し或
はイグニッションパルスが発生したことが検出された時
には上記の蛸き故障診断制御が停止され、マイクロコン
ピュータ２０から出力される制御信号ｂ・・・ｂによっ
て各ソレノイド２・・・２に対づる通常の制御が行われ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの故障診断装置の全体構
成を示すブロック図、第２〜４図は本発明の実施例を示
すもので、第２図はコントロールユニットを中心とする
制御システムの構成を示す回路図、第３図は上記コント
ロールユニットにおけるマイクロコンピュータの内部椙
造を示すブロック図、第４図は該マイクロコンピュータ
の動作を示すフローチャート図である。１・・・センサ、２・・・アクチュエータ、２０・・・
制御手段（マイクロコンピュータ）、２０ｂ・・・出カ
ポ−１〜、２００・・・入カポ−１へ、２２．２３・・
・チェック信号出力手段（チェック信号出力部、チェッ
ク信号出力時期設定部）、２４゜２５・・・故障判定手
段くモニタ部、故障判定部）、４０．４２・・・ワイヤ
ードＯＲ信号出力手段（ワイヤード回路、ＯＲ回路）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各種センサからの入力信号に応じて複数の出力ポ
ートから複数のアクチュエータに夫々制御信号を出力す
る制御手段が備えられたエンジンにおいて、該エンジン
の非運転時に、上記各出力ポートから各アクチュエータ
に至る複数の出力系に対して順次出力レベルを反転させ
ながらチェック信号を夫々出力するチェック信号出力手
段と、上記各チェック信号に基いて各出力系の状態に応
じて発生される複数の状態検出信号を入力すると共に、
これらの状態検出信号のワイヤードＯＲ信号を出力する
単一のＯＲ信号出力手段と、上記ワイヤードＯＲ信号を
入力する入力ポートと、該ポートから入力される信号に
基づいて上記各出力系における故障の有無を判定する故
障判定手段とを備えたことを特徴とするエンジンの故障
診断装置。