JPS62168952A - 内燃機関の制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自己診断機能を有する内燃機関の制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

マイクロフンピユータを用いた自己診断機能を有する内
燃機関の制御装置では、機関の始動時に各センサからの
信号をチェックしワイヤハーネスの断ｍ等の故障を診断
するものが多い。ことに、制御のための基本的な情報で
ある回転角信号を出力する回転角センサの診断は機関の
始動時に行う必要がある。

従来の装置では、１１１２図に示す様に、スタータスイ
ッチ２からの信号を直接電子制御ユニット（ＥＣＵ）１
に入力し、スタータ信号（＋１２Ｖか０■）の有無によ
り始動状態を判別していた（たとえば′ＶｆｇＲ昭５５
−１０９７５９号）。しかし、スタータスイッチ２はス
タータ３のモータ４に直接接続されでおり、モータ４に
は始動時に大電流が流され強力なノイズを発生する。こ
のため、スタータ３からの強いノイズも直接電子制御ユ
ニットに入力されてしまった。それ故、電子制御ユニッ
ト１の誤動作を招き易く、高度なノイズ対策回路を特別
に設けて誤動作を防止歓る必要があり、コストアップの
要因になるという問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、大さなノイズの発生源であるスタータからの信号
を用いずに機関の始動状態を判別することができ、スタ
ータからのノイズによる誤動作をなくし、ノイズ対策回
路及び電子制御ユニットからスタータまでのワイヤハー
ネスも不要にし、安価な制御装置を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明では、回転情報検出センサ及び各種の運
転状態センサからの信号に基き、内燃機関の運転状態に
応じて燃料噴射装置の燃料噴射量又は点火時期をマイク
ロコンピュータを用いて計算し制御する装置であって、
その装置自身の故障を始動時に自己診断する手段を有す
る制御装置において、機関の運転開始に伴って変化する
信号を与える特定の運転状態センサからの信号に基き、
機関の始動を検出する手段を備えることを特徴とする内
ｍａ関の制御装置が提供される。

〔作用〕

上記の構成によれば、スタータからの信号を用いず、特
定の運転状態センサからの信号に基き機関の始動を検出
するから、スタータと１１ｉ′ｌ制御装置とを信号線で
直接接続する必要がなく、スタータからの大きなノイズ
が制御装置に入力することがなり１゜ 〔実施例〕 本発明の実施例について図面に従って具体的に説明する
。

第１図は制御装置のブロック図である。電子制御二二ッ
）（ＥＣＵ）１には、ディストリビュータ軸、カム袖、
クランク軸等の回転を検出してクランク軸の所定回転角
（たとえば３０°ＣＡ）ごとに回転角信号を発生する回
転角センサ５．１汲気管に取付ちれ吸気圧を検出してア
ナログ信号を出力する吸気圧センサ６、それに、車輌用
Ｗｉ源をなす電池の電圧を検出してアナログ（ｇ号を出
力する電圧センサ８が接続され、それぞれの信号を入力
する。

また、この他に図示しない基準角センサ、冷却水温セン
サ、空燃比センサ等の各種センサからの信号が電子制御
ユニット１に入力される。電子制御ユニット１内のマイ
クロコンピュータは、これら各種のセンサからの情報に
基いてその時の運転状態に応じた最適な点火時期及び燃
料噴射量を計算し点火信号及び燃料噴射信号を出力する
。そして、点火信号により点火装置１０が駆動されて点
火フィルへの通Ｎ遮断すなわち各気筒への点火が行なわ
れ、燃料噴射信号によりインジェクタ１１が駆動されて
燃料が噴射される。

また、機関の始動時には回転角センサ５、基準角センサ
等からの＠ＩＦｉｌ−信号が正常に入力されているか否
かが診断される。信号線の断線等により回＠信号が入力
されない異常時には、故障箇所を表示するグイアゲ表示
ランプ１２を駆動して異常を知らせると共に、７工イル
セー７機能を働かせて最少限の運転を可能とする制御が
実行される。

以下、回転角センサ５からの回転角信号の異常を診断す
る場合を例に、機関の始動状態の判別手段及び故障診断
処理について説明する。

その第１の態様は、負荷センサとして用いられる吸気圧
センサ６からの信号の脈動を検出して機関の始動を判別
し、回転角センサ５からの信号を診断する手段である。

吸気圧センサ６からの信号（以下吸気圧信号と称する）
は、機関の始動に伴い吸気管内の空気が吸気されるため
点火サイクルに対応して脈動する。

第２図乃至第５図は第１の実施例を示し、＄２図は正常
時の、ｆ１４３図は回転角センサ５の断線時のそれぞれ
作動を示すタイミングチャート、第４図及び第５図は電
子制御ユニット１内のマイクロコンピュータでの実際の
処理を示す７０−チャートである。

この実施例では、吸気圧信号ＰＭＡＤの脈動は吸気圧信
号ＰＭＡＤの最低値より所定値たとえば５０ｍｍＨｇだ
け高いしきい値ＤＰＭＴＨｆ！−吸気圧信号ＰＭＡＤが
横切ることにより検出される。そして、吸気圧信号ＰＭ
ΔＤがしきい値ＤＰＭＴＨを横切った回数を数えること
に上り脈動回数を数え、脈動回数が所定値だと元ば６回
を数える間に回転角信号が一度も入力されない場合は回
転角センサ５の断線等の故障と判定し、グイアゲ処理フ
ラグを立ててダイアグ表示ランプ１２に故障箇所を表示
すると共に、以後は故障時のグイアゲ処理による制御を
実行する。

第４図に示す脈動検出ルーチン１００は大略一定時間毎
に実行され、第５図に示す回転角センサ割込ルーチン２
００は回転角信号の入力毎に割込処理として実行される
。

脈動検出ルーチン１００が開始されると、まず、ステッ
プ１０１にて、吸気圧センサ６からのアナログ信号をデ
ジタル値に変換し、吸気圧信号ＰＭＡＤとして読取る０
次に、ステップ１０３．１０４では、今回までに読込ま
れた吸気圧信号ＰＭＡＤの最小値ＰＭＭＩＮを判別し、
今回読込まれた吸気圧信号ＰＭＡＤが現在までの最小値
であれば、ステップ１０４でその値ＰＭＡＤを最小値Ｐ
ＭＭＩＮとして更新記憶する。

ステップ１０５では、脈動を検出するためのしきい値Ｄ
ＰＭＴＨをステップ１０４で得られた最小値ＰＭＭＩＮ
に所定値たとえば５０ｍｍＨＨに相当する値を加えて求
め、記憶する。しきい値ＤＰＭＴＨは、第２図及Ｖ第３
図に示す様に、機関の始動前には大気圧より５０ａ＋ｍ
Ｈｇ高い値を示し、機関の始動に伴って低下し変化する
ｔｉである。

ステップ１０６では、脈デカ７ラグＦＰＭを調べ、脈動
７ラグＦＰＭが「０」であればステップ１０７に、「１
」であればステップ１０９に進む。脈動７ラグＦＰＭは
、前回の脈動検出ルーチン１００の実行時に吸気圧信号
ＰＭＡＤがしきい値ＤＰＭＴ■４より大きな値であった
か否かを知らせるフラグであり、後述するステップ１０
８．１１０で設定される。

脈ｇＪ７ラグＦＰＭが「０」であり前回の吸？ｌ（圧信
号ＰＭＡＤがしきい値Ｄ　Ｐ　Ｍ　”ｒ”　Ｈより大き
かった場合にはステップ１０７に進む、ステップ１０７
では、今回の吸気圧信号ＰＭＡＤが前回と異なりしきい
値ＤＰＭＴＨより小さくなったか否かを調べ、前回の状
態から変化し小さくなっていた場合にはステップ１０８
に進み、脈動７ラグＦＰＭを反転させる。前回の状態と
同じであれば何！ｊ実行せずステップ１１４に進み今回
の処理を終了する。

脈動７ラグＦＰＭが「１」であり前回の吸気圧信号ＰＭ
ＡＤがしきい値ＤＰＭＴＨより小さかった場合にはステ
ップ１０９に進む。ステップ１０９では、今回の吸気圧
信号Ｐ　Ｍ　Ａ　Ｄが前回と異なりしきい値Ｄ　Ｐ　Ｍ
　Ｔ　Ｈより大きくなったか杏かを調べ、前回の状態か
ら変化し大きくなっていた場合、即ち、吸気圧信号Ｐ　
Ｍ　Ａ　Ｄがしきい値Ｄ　Ｐ　Ｍ　Ｔ　Ｈを下から上に
横切った場合にはステップ１１０に進む、そして、ステ
ップ１１０で、脈動７ラグＦＰＭを反転させ、次のステ
ップ１１１で、脈動カウンタＣＰＭＤに１を加えカウン
ト値を歩進させる。ステップ１０９で、吸気圧（ｆ１号
ＰＭＡＤの状態が前回と同じであればステップ１１０及
び］１１を飛ばしてステップ１１２に進む。

脈動カウンタＣＰＭＤは、吸気圧信号ＰＭＡＤの脈動の
回数を数えるカウンタであり、ステップ１１１でそのカ
ウント値を歩進する。そして、第５図に示す様に、回転
角センサ割込ルーチン２００のステップ２０１にて、脈
動カウンタＣＰＭＤのカウント値がリセットされる０回
転角センサ割込ルーチン２００では、実際には脈動力ク
ンタＣＰＭＤをリセットするばかりではなく、点火処理
、燃料噴射処理等の重要な処理が実行されるのであるが
、ここでは省略して図示しない。

このようにして、脈動カウンタＣＰＭＤのカウント値は
、吸気圧信号ＰＭＡＤがしきい値ＤＰＭＴ　Ｈを横切る
毎に歩進され、回転角信号が入力する毎にリセットされ
る。それ故、回転角センサ５から正常に回転角信号が入
力されている場合には、ｆｆ５２図に示す様に、脈動カ
ウンタＣＰＭＤのカウント値は絶えずリセットされ、“
１”以上の値になることがない、一方、断線等の故障に
より回転角センサ５からの回転角信号が入力されなくな
ると、第３図に示す様に、脈動カウンタＣＰＭＤのカウ
ント値が機関の回転に伴って次々に上昇していく。

脈動検出ルーチン１００のステップ１１２では、この脈
動カウンタＣＰＭＤのカウント値が調べられる。カウン
ト値が５以上の場合は、回転角信号が入力されず回転角
センサ５が故障であると判定し、ステップ１１３に進み
、故障を知らせるグイアゲ処理フラグを立て、グイアゲ
表示ランプ１１２を点灯させると共に、以後の制御を故
障時の制御に変更する。カウント値が５以」二であれば
、何も実行せず今回の処理を終了する。

以上述べたようにして、大きなノイズを発生するスター
タ３からのスタータ信号を調べることなく吸気圧信号の
脈動によりｌ’ｆｉｌ！Ｉの始動を判別し、回転角セン
サ５等からの信号が正常か否かを診断することができる
。

前記第１の実施例では、吸気圧信号が所定のしきい値を
横切ることを検出することにより脈動を検出したが、吸
気圧信号の脈動を検出するために他の手段を用いること
も可能である。

第６図は第２の実施例を示すタイミングチャートである
。この実施例では、吸気圧信号の変化が減少から増加に
切換る極小点（ＰＬ、　Ｐ２等）を検出して脈動を判別
するものである。そして、第１の実施例と同様に、極小
点Ｐｉ、　Ｐ２等を通過する毎に脈動カウンタのカウン
ト値を歩進し、回転角信号の入力毎に脈動カウンタの値
をリセットする処理を〒テい、脈動カウンタの値が５以
上になった場合に異常であると判定してグイアゲ処理フ
ラグを立てている。吸気圧信号の極小点ＰＬ、　Ｐ２等
ではなく、増加から減少に切換る極大点を求めて脈動カ
ウンタを歩進させてらよいことは勿論である。

！ｌＩ′Ｓ７図は第３の実施例を示すタイミングチャー
トである。この実施例では、吸気圧信号の変化が減少か
ら増加に切換る極小点と増加から減少に切換る極大点と
での吸気圧の差が所定値以上あった場合に脈す１とｔｌ
Ｉ定して検出しようとするものである。たとえば、極小
、αＰＭＩと次に現われる極大点ＰＭ２との圧力差Δ】
が５０ｍｍ１（Ｈ以上あった場合には脈動であるとｆ−
１定し、脈動カウンタを歩進させる。以下の処理は第１
の実施例と同じであり、回転角信号の入力毎に脈動カウ
ンタをリセットし、脈動カウンタの値が５以上になった
場合は異常と判定してダイアグ処１！！７ラグを立てて
いる。

以上述べた３つの実施例は、いずれも吸気圧信号の脈動
を検出して機関の始動即ち回転を判別する第１の態様の
実施例である。第１の態様はＷ１関の回転を直接検出す
ることになり、始動の判定を確実にすることがでさる利
点がある。

第２の態様として、脈動を検出するのではなく、吸気圧
信号が所定値以下になった累積時間により機関の始動を
判別し、その間に回転角信号が１回も入力されなかった
場合には異常であると診断する態様も可能である。第２
の態様は始動の判別が簡易であり、プログラム負担が小
さくてすむ利点がある。

第８図は第４の実施例を示すタイミングチャートである
。この実施例では、吸気圧センサ６からの吸気圧信号が
所定値Ａ以下に落込んだことを検出して回転検出フラグ
を立てる。所定値へはたとえば５０ａＬＩＩＨｇ程度の
値が選択される。回転検出フラグは、機関の回転数が極
く低い始動初期には吸気圧の低下も少ないため吸気圧信
号の脈動に対応して断続する信号になり、回転数が若干
」二昇し吸気圧が低下すると連続した信号になる。この
回転検出プラグが立っている間のみ回転検出タイマを走
らせ累積時間を計測する。一方、回転検出タイマは回転
角信号の入力毎にリセットされる。そして、回転検出タ
イマの計測時間が所定時間ＴＤを超過した場合に、その
間に回転角信号が一度も入力しなかったのであるから１
４常と判定し、グイアゲ処Ｊ！ｆｉ７ラグを立てる。所
定時間ＴＤはたとえば１秒程度の値が選択される。

以上説明した４つの実施例では、機関の始動を検出する
のに回転角センサ５からの回転角信号を用いたが、機関
の運転に伴って周期的に変化する信号を与える他の検出
器からの信号を用いることも可能である。

第９図及び第１１図はそれぞれ第５の実施例を示すタイ
ミングチャート及びブロック図である。

この実施例は吸気量センサ７からの吸気量信号を用いて
いる。吸Ｘ量は吸気圧とは逆に機関の始動に伴い上昇す
るが機関の回転に伴って脈動するため、吸気量信号を用
い前述第１乃至第４の実施例と等価な手段により機関の
始動を検出し、回転角センサ５からのｆＮ号が正常か否
かを診断することができる。

第１０図は第６の実施例を示すタイミングチャートであ
り、この実施例は車輌用電源をなすバッテリの電圧を検
出する電圧センサ８からのバッテリ電圧信号をｍいてい
る。バッテリ電圧も始動時のクランキング中は圧縮行程
に伴う負荷変動により脈動するため、前述第１乃至第４
の実施例と等価な手段により機関の始動を検出し診断す
ることができる。バッテリ電圧信号を用いる場合は、そ
の脈動を検出する態様より、その低下を検出する前記第
４の実施例に担当する手段の方が精度が良く優れでいる
。これは、クランキングによるバッテリ電圧信号の低下
が所定４１’１ＶＤ（たとえば１■）以上ある時間が所
定時間Ｔ（たとえば２秒間）以上継続する開に、一度も
回転角信号の入力が無かった場合に異常と判定し、ダイ
アグ処理フラグを立てるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は上記の構成を有し、強力な
ノイズの発生源であるスタータからの信号を用いず機関
の始動を検出することができるから、制御装置の誤動作
を防止することができ、商度なノイズ対策回路及びスタ
ータからのワイヤハーネスを無くすることができ、制御
装置のコストダウンを図ることがでさるという優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

！６１図は本発明に係る制御装置のブロック図、第２図
乃至第５図は第１の実施例を示し、第２図及び第３図は
作動を説明するタイミングチャート、第４図及び第５図
はマイクロコンピュータでの実際の処理を示す７０−チ
ャートであり、第６図乃至第１０図はそｆｉぞれ第２乃
至第６の実施例を示すタイミングチャート、第１１図は
第５の実施例を示すブロック図、第１２図は従来の制御
装置を示すブロックである。 １・・・マイクロコンピュータを有する電子制御ユニッ
ト、２・・・スタータスイッチ、３・・・スタータ、５
・・・回転角センサ、６・・・吸気圧センサ、７・・・
吸気量センサ、８・・・バッテリ電圧センサ、１２・・
・グイアゲ表示ランプ。 代理人　　弁理士　　後　ａ　勇　作 禎　１　図 第２図 第３図 スタータ信号　　　　ｒ＝−一−−−＝＝−一＝＝−＝
−−−−−−−−第８図 スクータ信号　　　　　ｒ　　−−−−−−−−−一−
−−−−−−−−−−−−−−−−−第９２ 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転情報検出センサ及び各種の運転状態センサから
   の信号に基き、内燃機関の運転状態に応じて燃料噴射装
   置の燃料噴射量又は点火時期をマイクロコンピュータを
   用いて計算し制御する装置であって、その装置自身の故
   障を始動時に自己診断する手段を有する制御装置におい
   て、 機関の運転開始に伴って変化する信号を与える特定の運
   転状態センサからの信号に基き、機関の始動を検出する
   手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 ２　前記特定の運転状態センサが、吸気圧センサである
   特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制御装置。 ３　前記特定の運転状態センサが、吸気量センサである
   特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制御装置。 ４　前記特定の運転状態センサが、バッテリ電圧センサ
   である特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制御装置
   。 ５　前記始動を検出する手段が、前記特定の運転状態セ
   ンサからの信号の脈動を検出し、その脈動により機関の
   始動を判定する手段である特許請求の範囲第１項乃至第
   ４項いずれかに記載の内燃機関の制御装置。 ６　前記始動を検出する手段が、前記特定の運動状態セ
   ンサからの信号レベルが所定値以下若しくは所定値以上
   である時間が累積して所定時間以上経過したことを検出
   する手段である特許請求の範囲第１項乃至第４項いずれ
   かに記載の内燃機関の制御装置。