| 【発明の名称】 |
自動車用電子制御装置の故障診断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松浦 雄一郎
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| 【要約】 |
【課題】高振動環境下での誤検出による不具合を回避することができる自動車用電子装置の故障診断装置を提供する。
【解決手段】自動車用電子装置であるエンジンＥＣＵ１はエンジンルーム又はエンジンの振動が直接加わる位置に配設されている。枠体２の内部にはプリント基板３が配置され、プリント基板３にＥＣＵを構成するための電子部品が搭載されるとともにＧセンサ１３が搭載されている。エンジン振動を検出するＧセンサ１３からの信号がＣＰＵ４に取り込まれ、所定範囲以上の振動下にあると判断した際には、異常検出処理を禁止する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高振動環境下に置かれる自動車用電子制御装置に適用されるものであって、自動車用電子制御装置の異常を検出する異常検出手段と、振動を検出する振動センサと、前記振動センサからの信号により所定範囲以上の振動下にあると判断した際には、前記異常検出手段による異常検出処理を禁止、又は異常検出結果を無効化する処理手段と、を備えたことを特徴とする自動車用電子制御装置の故障診断装置。
【請求項２】 自動車用電子制御装置は、エンジンルーム又はエンジンの振動が直接加わる位置に配設され、エンジン制御を行うためのものであり、前記振動センサは、エンジン振動を検出するものである請求項１に記載の自動車用電子制御装置の故障診断装置。
【請求項３】 前記振動センサは、電子制御装置を構成するための電子部品が搭載されるプリント基板に搭載されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用電子制御装置の故障診断装置。
【請求項４】 前記振動センサは、電子制御装置を構成するための電子部品がパッケージされる枠体の内部に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用電子制御装置の故障診断装置。
【請求項５】 前記電子制御装置は、エンジン吸気系の部材に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車用電子装置の故障診断装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は自動車用電子制御装置の故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車用電子機器である電子制御装置（ＥＣＵ）への信号線（入力信号）が断線していないか故障診断をする際には、外部より乱入するノイズの影響などが考慮されてきた。その対策としては、抵抗とコンデンサでフィルタを設けたり、信号線のモニター状態が一回のサンプリングで断線状態にあったとしてもすぐには故障判定せず、複数回続けてその状態になったときに初めて故障判定するやり方がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＥＣＵが搭載される環境には上述の電気的ノイズばかりではなく、温度や振動も考慮すると、上記従来技術を備えた検出方法でも、誤検出する可能性がある。信号線の断線検出では、実際に断線していなくてもコネクタ嵌合部の接触不良によって断線を誤検出したり、高振動環境下の動作においては接触不良だけでなく、振動によって圧力を受けた素子・基板が発するピエゾ効果によって、アナログ入力信号値の異常をもたらすこともある。
【０００４】このような形で故障判定した車両が整備工場で検査を受けた場合、高振動環境ではないためほとんどの故障状態が再現せずに終わってしまう。そのため、原因不明のままユニット交換となって多大な出費を生じることが多々ある。
【０００５】また、近年のＥＣＵ搭載環境に見られる傾向では、車室内空間の拡大やワイヤーハーネスの短縮化を狙ってＥＣＵをエンジンルーム内に搭載したり、エンジンへ直接搭載するケースも増加しており、高温環境下でのコネクタの緩みが生じやすい。また、ＥＣＵの制御が複雑化して制御に使用するコネクタのピン数の増加が更に今後この問題を増加させる可能性がある。
【０００６】そこで、この発明の目的は、高振動環境下での誤検出による不具合を回避することができる自動車用電子制御装置の故障診断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１，２に記載の発明によれば、処理手段によって、振動センサからの信号により所定範囲以上の振動下にあると判断した際には、異常検出手段による異常検出処理が禁止、又は異常検出結果が無効化される。よって、高振動環境下での誤検出による不具合を回避することができる。
【０００８】ここで、請求項３に記載のように、前記振動センサは、電子制御装置を構成するための電子部品が搭載されるプリント基板に搭載されているものとしたり、請求項４に記載のように、前記振動センサは、電子制御装置を構成するための電子部品がパッケージされる枠体の内部に配置されているものとすると、電子制御装置に加わる振動を正確に検出できる等の効果がある。
【０００９】また、請求項５に記載のように、前記電子制御装置はエンジン吸気系の部材に配設されているものとすると、特に高い振動が加わる環境にある場合に有用なものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１１】本実施形態では、自動車用電子制御装置がエンジン制御用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）であり、このエンジンＥＣＵはエンジンルーム又はエンジンの振動が直接加わる位置（エンジン吸気系の部材等）に配設されている。このように、エンジンＥＣＵは高振動環境下に置かれる。
【００１２】本実施形態におけるエンジンＥＣＵの故障診断装置の構成を図１に示す。図１においては、エンジンＥＣＵ１を上から見ており、ＥＣＵ容器（パッケージ）の蓋を取り外した状態である。
【００１３】エンジンＥＣＵ１の枠体２は、ＥＣＵ１を構成するための電子部品をパッケージするためのものであり、枠体２内にはプリント基板３が配置されている。プリント基板３にはＥＣＵ１を構成するための電子部品が搭載され、より具体的には、ＣＰＵ４（電子部品）と入力バッファ５（電子部品）と出力バッファ６（電子部品）が搭載されている。また、枠体２にはコネクタ７ａが設けられている。このコネクタ７ａの相手方のコネクタ７ｂにはワイヤーハーネス８を介して車両センサ・スイッチ９がつながっている。このセンサ・スイッチ用コネクタ７ｂがＥＣＵ側コネクタ７ａに接続され、雄雌のコネクタの嵌合にてピン同士が接触して電気的に接続されている。そして、ＣＰＵ４はセンサ・スイッチ９からの信号を入力バッファ５を介して入力する。このエンジンＥＣＵ１が車両信号を入力する際、入力バッファ５によりＣＰＵ４の処理し易い状態に変換される。また、入力バッファ５には、外部より乱入するノイズを除去するためのフィルタ回路（例えばＣＲ回路）も含まれる。このようして入力された信号に基づきＣＰＵ４は各種の演算を行い、エンジン運転状態に応じた最適燃料量等を算出する。
【００１４】また、枠体２にはコネクタ１０ａが設けられている。このコネクタ１０ａの相手方のコネクタ１０ｂにはワイヤーハーネス１１を介して車両アクチュエータ１２がつながっている。このアクチュエータ用コネクタ１０ｂがＥＣＵ側コネクタ１０ａに接続され、雄雌のコネクタの嵌合にてピン同士が接触して電気的に接続されている。そして、ＣＰＵ４は前述の各種の演算結果に基づいて出力バッファ６を作動させ、車両アクチュエータ１２を制御して最適なる燃料量の噴射等を行わせる。
【００１５】さらに、エンジンＥＣＵ１は故障診断機能を有しており、ＣＰＵ４はエンジンＥＣＵ１への信号線（入力信号）が断線していないか等の異常を検出する。また、プリント基板３には、エンジン振動を検出する振動センサとしてＧセンサ１３が搭載（実装）されている。つまり、本システムは車両からの入力信号が疑わしいことを判断するのが目的であるため、振動を検出するセンサ（Ｇセンサ）１３はＥＣＵ１に内蔵されている。そして、このＧセンサ１３の値（センサ出力信号）はアナログ信号として直接ＣＰＵ４に取り込まれる。
【００１６】次に、故障を検出する処理方法について、図２のフローチャートで説明する。ＣＰＵ４は１６ｍｓｅｃ毎に信号を取り込み、通常の制御を実行している。これと並行して図２の処理を実行する。
【００１７】ステップ１００，１０２〜１０５の処理を先に説明する。ＣＰＵ４は１６ｍｓｅｃ毎にステップ１００で信号（例えばヒータ信号）を読み取る。そして、ＣＰＵ４は、ステップ１０２で、その読み取り値が正常範囲内であるかを判断する。これが仮故障判定である。
【００１８】正常範囲である場合は、ＣＰＵ４はそのままステップ１００に戻って同じことを繰り返す。ＣＰＵ４は読み取り値が正常範囲内でない場合、つまり仮故障と判定された場合は、ステップ１０３に移行して、用意されたカウンタのカウント値を「１」インクリメントし、その疑わしさのレベルを上げる。
【００１９】その後、ＣＰＵ４はステップ１０４では、そのカウンタの値が所定値を越えたかどうかで故障判定する。そして、ＣＰＵ４はステップ１０４でカウント値が所定値を越えていなければ、ステップ１００に戻り、越えていた場合には仮故障ではないとして故障処理ステップ１０５に移る。つまり、例えば、信号レベルから断線有りとの仮判定が４回連続した場合には最終的に故障であると判定する。
【００２０】このステップ１０５の処理には、故障コードの記憶やユーザーへの故障表示、入力データのフェールセーフ値への置き換えなどが含まれる。これが、故障検出フローの一連の処理である。
【００２１】ここまでは、故障診断として一般的に行われている故障検出方法である。さらに、図２のフローチャートにおいては、ステップ１０２の処理よりも前のステップ１０１において、ＣＰＵ４はＧセンサ１３の値が所定範囲内であるかを判断する。つまり、エンジンＥＣＵ１が受ける振動として一定値以上の大きな振動がかかっているか否か判定する。
【００２２】なお、ステップ１００での信号読取りはＧセンサ１３の値を読み取ることも含まれる。ここで、Ｇセンサ１３の値が所定範囲内、つまり振動が小さいときは外部から入力される信号の値に対する信頼性も高いものとして、ステップ１０２以降の故障判定処理を実行する。
【００２３】しかし、Ｇセンサ１３の値が高く、高振動環境であると判定した場合は、ステップ１００に戻って、その後の故障判定処理（故障診断）を禁止する。特に、エンジンＥＣＵ１をエンジン吸気系部材に取り付けたときには、エンジンＥＣＵ１にかかる振動が約２０Ｇ近くになることもあり（単にエンジンルーム内の振動環境というだけでは４Ｇ〜５Ｇ）、この場合にコネクタの一時的な接触不良などが発生しやすくダイアグコードを記憶し、異常があったエンジンＥＣＵとして整備工場などに返品されると再現しない不具合が大量に発生することも考えられるが、本装置においては高Ｇ環境下に使われるエンジンＥＣＵにＧセンサを取り付けて、高Ｇがかかっている時には故障診断（断線検出）が行われない。
【００２４】また、Ｇセンサ１３はエンジンＥＣＵ１に内蔵されているため、他の外部から入力される信号よりは信頼性が高い。つまり、プリント基板３に搭載され、直接ＣＰＵ４に接続されているので（ハーネスやコネクタを介さずにＥＣＵ１に接続されているので）、信頼性が高く、かつ、振動を直接検出できる。
【００２５】このように本実施の形態は、下記の特徴を有する。
（イ）処理手段としてのＣＰＵ４は図２の処理を実行することにより、Ｇセンサ（振動センサ）１３からの信号により所定範囲以上の振動下にあると判断した際には異常検出処理を禁止した。これにより、エンジンＥＣＵ１が受ける振動を検出してある一定値以上の大きな振動がかかっている最中は故障診断が止められるので、高振動環境下での誤検出による不具合を回避することができる。
【００２６】詳しくは、エンジンＥＣＵ１をエンジンルーム内もしくはエンジンへ直接搭載する場合に、ＥＣＵ１への入力信号が断線していないか故障診断をする際、高振動環境下の動作においてはコネクタ嵌合部の接触不良によって断線を誤検出するだけでなく、振動によって圧力を受けた素子・基板が発するピエゾ効果によって、アナログ入力信号値の異常をもたらすこともあり、故障判定した車両が整備工場で検査を受けた場合、高振動環境ではないため故障状態が再現できずに原因不明のままユニット交換となってしまうが、本実施形態においては、高振動時には異常検出処理が禁止されるので断線の誤検出を防止して無用なユニット交換が行われることがない。
（ロ）特に、振動センサ１３は、エンジンＥＣＵ１での枠体２の内部のプリント基板３に搭載したので、エンジンＥＣＵ１に加わる振動を正確に検出でき、又、コネクタを使わずにＣＰＵ４にその信号を送るので、断線やコネクタ外れに強い。
（ハ）ＥＣＵ１はエンジン吸気系の部材に配設され、特に高い振動が加わる環境にあるので有用である。例えば、吸気系モジュール（エアクリーナ、インテークマニホールド、燃料配管系それぞれのモジュール構成が集合体となり、例えばエンジン直上にマウントされるもの）にＥＣＵを取り付ける場合に適用すると、特に有用である。
【００２７】なお、前述した例ではＥＣＵ１内に振動センサ１３を設けたが、ＥＣＵ１外に振動センサ１３があってもよい。但し、この場合には振動によるコネクタ嵌合部の接触不良により振動センサ信号が誤入力されるのを防止すべく、振動センサ値をデジタル変換したデータを取込んだ方が望ましい。また、ＥＣＵ１と同じ振動環境下にある他のＥＣＵ内に振動センサがあり、この他のＥＣＵにて検出した振動センサデータを通信によりＥＣＵ１に取込むようにしてもよい。
（第２の実施形態）次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２８】図３には第２の実施の形態の処理を示す。ＣＰＵ４はステップ２００で信号読取りを行った後、ステップ２０１でＧセンサ１３による振動が所定範囲以内であればステップ２０２〜２０５の一連の故障検出処理を実行する。これは、図２のステップ１０２〜１０５と同じなので説明は省略する。
【００２９】一方、ステップ２０１において、振動が所定値より大きい場合には、ＣＰＵ４はステップ２０６以降に移行して仮故障判定を実行する。詳しくは、まず、ステップ２０６で、その読取った値が正常範囲内であるかを判断する（仮故障判定）。正常範囲である場合は、ＣＰＵ４はそのままステップ２００に戻って同じことを繰り返し、正常範囲でない場合（仮故障と判定された場合）は、ステップ２０７に移行して、カウンタのカウント値を「１」インクリメントし、ステップ２０８においてそのカウンタの値が所定値を越えたかどうかで故障判定する。越えていなければ、ステップ２００に戻り、越えていた場合には仮故障ではないとして故障処理ステップ２０９に移る。この故障処理ステップ２０９において、記憶される故障データに高振動環境であるデータも記憶させる。つまり、ダイアグコードに高Ｇであるというサブ情報を付け、検出した故障判定値を従来の故障判定情報と区別する。
【００３０】このように、本実施形態では、第１の実施の形態とは異なり、高振動環境下においても故障判定処理を禁止せずに、ステップ２０６で故障判定処理を継続するとともに、ステップ２０９では、記憶される故障データに高振動環境であることを付随させ、車両整備時におけるサービス性を向上させている。
【００３１】つまり、図２の実施形態では疑わしい故障情報を最初から記憶しないようにしたものであり、図３は記憶した故障情報を疑わしいものであるか判別可能な状態にしたものである。
【００３２】以上の作用によって、再現性の乏しい故障診断結果を低減させることが可能となる。このように本実施の形態は、下記の特徴を有する。
（イ）処理手段としてのＣＰＵ４は図３の処理を実行することにより、Ｇセンサ（振動センサ）１３からの信号により所定範囲以上の振動下にあると判断した際には異常検出結果に高Ｇであるというサブ情報を付けることにより異常検出結果を無効化した。このように、エンジンＥＣＵ１が受ける振動を検出してある一定値以上の大きな振動がかかっている最中は検出した故障判定値を従来の故障判定情報と区別することにより、高振動環境下での誤検出による不具合を回避することができる。
【００３３】なお、所定範囲以上の振動下にあると判断した際には異常検出結果に高Ｇであるというサブ情報を付けることにより異常検出結果を無効化したが、他にも、所定範囲以上の振動下にあると判断した際には異常検出結果を完全にキャンセルしてもよい。
【００３４】以下、別例を説明する。これまでの説明においては電子制御装置はエンジン制御を行うためのＥＣＵであったが、これに限ることなく、車両制御用のＥＣＵやボディ制御用のＥＣＵ等に適用してもよい。
【００３５】また、電子制御装置の配置箇所に関して、車両ボディ系（例えばサスペンション等）にＥＣＵを配設する場合に適用してもよく、この場合には振動センサにて車両ボディ系の振動を検出する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１１年８月３０日（１９９９．８．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８７５５
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５４０３（Ｐ２００１−６５４０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４３１８０ |
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