JP6133684B2 - Fault diagnosis device - Google Patents
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Description
本発明は、故障診断装置に関する。 The present invention relates to a failure diagnosis apparatus.
従来、主制御部と監視部との二つのマイクロコンピュータ(以下、単に「マイコン」という。)を備え、これら二つのマイコンを用いて監視対象である内燃機関の故障を診断する故障診断装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a failure diagnosis apparatus that includes two microcomputers (hereinafter simply referred to as “microcomputers”) of a main control unit and a monitoring unit and diagnoses a failure of an internal combustion engine to be monitored using these two microcomputers. (For example, refer to Patent Document 1).
一方のマイコンである主制御部は、内燃機関の駆動等に関するエンジン制御量の演算を行い、その演算結果に基づいてエンジン制御を実行する。他方のマイコンである監視部は、主制御部と同じエンジン制御量の演算を監視用として同時に行うとともに、その監視用エンジン制御量の演算結果を主制御部で演算したエンジン制御量の演算結果と比較することで内燃機関の故障を診断する。 The main control unit, which is one microcomputer, calculates an engine control amount related to driving of the internal combustion engine and the like, and executes engine control based on the calculation result. The monitoring unit, which is the other microcomputer, performs the same engine control amount calculation as that for the main control unit simultaneously for monitoring, and the calculation result of the engine control amount calculated by the main control unit with the calculation result of the monitoring engine control amount A failure of the internal combustion engine is diagnosed by comparison.
しかしながら、上述のような従来の故障診断装置にあっては、二つのマイコンを用い、それぞれを制御用と監視用として常に同じ演算を行っている。従って、監視用のマイコンには制御用のマイコンと同じ演算負荷が掛かることになり、監視用のマイコンには制御用のマイコンと同程度の演算性能が要求され、監視のためのコストが高くなるという問題があった。 However, in the conventional failure diagnosis apparatus as described above, two microcomputers are used and the same calculation is always performed for control and monitoring. Therefore, the monitoring microcomputer is subjected to the same calculation load as the control microcomputer, and the monitoring microcomputer is required to have the same calculation performance as the control microcomputer, which increases the cost for monitoring. There was a problem.
また、制御部と同じ演算を監視部で行うことで演算の負荷が高いからといって、監視部での制御演算要素の一部を単に省くといった簡略化を行うだけでは故障診断結果の信頼性が低下してしまう。 In addition, the reliability of the fault diagnosis result is simply determined by simply omitting some of the control calculation elements in the monitoring unit simply because the calculation load is high by performing the same calculation as the control unit in the monitoring unit. Will fall.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、監視対象に対する制御用と監視用との2系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる故障診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. The reliability of the diagnostic result is reduced while reducing the calculation load when performing the two-system calculation for the monitoring target and for the monitoring. It is an object of the present invention to provide a failure diagnosis device that can ensure the above.
本発明に係る故障診断装置は、上記目的達成のため、(1)複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する主制御部と、前記主制御部で使用した前記複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は前記主制御部上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用の制御量を演算する監視部と、を備えるよう構成する。 In order to achieve the above object, the failure diagnosis apparatus according to the present invention includes (1) a main control unit that calculates a control amount by combining a plurality of control calculation elements, and a plurality of control calculation elements used in the main control unit. The same control calculation as that of some of the control calculation elements is performed, and the remaining control calculation elements of the plurality of control calculation elements are set in advance with respect to values calculated by the control calculation elements on the main control unit. And a monitoring unit that calculates a control amount for monitoring using the value limited by the guard value in the predetermined range as the calculation value of the remaining control calculation elements.
この構成により、主制御部は複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する。監視部は、主制御部で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行い、残りの制御演算要素は主制御部上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として用い、これらの各要素を用いて監視用の制御量を演算する。 With this configuration, the main control unit calculates a control amount by combining a plurality of control calculation elements. The monitoring unit performs control calculations similar to some of the control calculation elements used in the main control unit, and the remaining control calculation elements are values calculated by the control calculation elements on the main control unit. In contrast, a value limited by a preset guard value within a predetermined range is used as a calculation value for the remaining control calculation elements, and a control amount for monitoring is calculated using each of these elements.
この際、監視部は、主制御部で用いた複数の制御演算要素のすべてをそのまま用いるのではなく、一部の制御演算要素はそのまま、残りの制御演算要素は所定範囲のガード値で制限した値を用いて監視用の制御量を演算するようになっている。 At this time, the monitoring unit does not use all of the plurality of control calculation elements used in the main control unit as they are, some of the control calculation elements are left as they are, and the remaining control calculation elements are limited by a guard value within a predetermined range. The control amount for monitoring is calculated using the value.
これにより、監視対象に対する制御用と監視用との2系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる。 As a result, the reliability of the diagnosis result can be ensured while reducing the calculation load when performing the two systems of control and monitoring for the monitoring target.
本発明に係る故障診断装置は、上記(1)に記載の故障診断装置において、(2)前記主制御部により演算した制御量と前記監視部により演算した前記監視用の制御量とを比較するとともに、前記主制御部により演算した制御量の値が前記監視用の制御量の値よりも大きいことを条件として監視対象が故障していると判断する比較部を備えるよう構成する。 The failure diagnosis apparatus according to the present invention is the failure diagnosis apparatus according to (1), wherein (2) the control amount calculated by the main control unit is compared with the monitoring control amount calculated by the monitoring unit. In addition, the control unit is configured to include a comparison unit that determines that the monitoring target has failed on the condition that the value of the control amount calculated by the main control unit is larger than the value of the monitoring control amount.
この構成により、主制御部の演算結果と監視部の演算結果とを比較し、主制御部により演算した制御量の値が監視用の制御量の値よりも大きい場合には監視対象が故障であると判定することができる。 With this configuration, the calculation result of the main control unit and the calculation result of the monitoring unit are compared, and if the value of the control amount calculated by the main control unit is larger than the value of the control amount for monitoring, the monitoring target is faulty. It can be determined that there is.
本発明に係る故障診断装置は、上記(1)または(2)に記載の故障診断装置において、(3)内燃機関の吸入空気量を調整する弁制御部を備え、前記主制御部は、前記弁制御部による吸気空気量を調整するための制御演算要素を前記複数の制御演算要素として用いるよう構成する。 The failure diagnosis device according to the present invention is the failure diagnosis device according to the above (1) or (2), further comprising: (3) a valve control unit that adjusts an intake air amount of the internal combustion engine; A control calculation element for adjusting the intake air amount by the valve control unit is used as the plurality of control calculation elements.
この構成により、内燃機関に故障が発生した場合には、内燃機関駆動のための吸入空気量を調整することで内燃機関故障への対応が可能となる。 With this configuration, when a failure occurs in the internal combustion engine, it is possible to cope with the failure of the internal combustion engine by adjusting the intake air amount for driving the internal combustion engine.
また、本発明に係る故障診断装置は、上記(3)に記載の故障診断装置において、(4)前記内燃機関のアイドリング時における吸入空気量をフィードバック制御するISC制御部を備え、前記ISC制御部は、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素を用いて補正値を演算し、前記監視部は、前記ISC制御部によって演算された補正値に対して予め設定した制御上で取り得る最大の上限ガード値から外れていない補正値を残りの制御演算要素として用いるよう構成する。 Further, the failure diagnosis apparatus according to the present invention is the failure diagnosis apparatus according to (3), further comprising: (4) an ISC control unit that feedback-controls an intake air amount when the internal combustion engine is idling, and the ISC control unit Calculates a correction value using the remaining control calculation elements of the plurality of control calculation elements, and the monitoring unit takes the control value set in advance for the correction value calculated by the ISC control unit. A correction value not deviating from the maximum obtained upper limit guard value is used as the remaining control calculation element.
この構成により、主制御部で演算する制御演算要素と監視部で演算する制御演算要素とを容易に同じとすることができ、演算結果の信頼性を向上することができる。 With this configuration, the control calculation element calculated by the main control unit and the control calculation element calculated by the monitoring unit can be easily made the same, and the reliability of the calculation result can be improved.
本発明によれば、監視対象に対する制御用と監視用との2系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる故障診断装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a failure diagnosis apparatus capable of ensuring the reliability of a diagnosis result while reducing the calculation load when performing two systems of control and monitoring for a monitoring target. .
以下、本発明の実施の形態に係る故障診断装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態の故障診断装置1は、複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する主制御部10を有している。また、故障診断装置1は、主制御部10とは別に、監視用の制御量を演算する監視部20を有している。監視部20は、主制御部10で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行う。また、監視部20は、主制御部10で使用した複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は、主制御部10上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を演算値として監視用のエンジン制御量を演算するようになっている。
First, the configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the failure diagnosis apparatus 1 of the present embodiment has a
具体的には、監視部20は、主制御部10により演算した制御量と監視部20により演算した監視用の制御量とを比較する比較部23を有している。比較部23は、制御量の値が監視用の制御量の値よりも大きいことを条件として監視対象が故障していると判断するようになっている。
Specifically, the
ここで、本発明に適用される監視対象を、内燃機関であるエンジン2に適用し、そのエンジン2の構成を先に説明する。なお、図1においては、エンジン2の全体図は省略し、要部のみを概略的に図示している。図1において、エンジン2は、複数の気筒からなる燃焼部50と、空気等の気体を燃焼部50に供給する吸気部60と、燃焼部50における燃焼によって生成した排気ガスを燃焼部50から排出する排気部70と、を有している。
Here, the monitoring object applied to the present invention is applied to the engine 2 which is an internal combustion engine, and the configuration of the engine 2 will be described first. In FIG. 1, the overall view of the engine 2 is omitted, and only the main part is schematically shown. In FIG. 1, an engine 2 discharges from the combustion unit 50 a
なお、燃焼部50は、例えば、図1の紙面と直行する奥行き方向に沿って隣接する4つの気筒のうち1つの気筒のみを図示している。また、エンジン2は、4つの気筒に限らず、単気筒または任意に気筒配列した多気筒により構成してもよい。
Note that, for example, the
燃焼部50は、シリンダブロック51と、シリンダブロック51の上部に固定したシリンダヘッド52と、を有している。シリンダブロック51とシリンダヘッド52とは、内部に空間を形成しており、この空間内において往復動可能にピストン53を収納している。ピストン53は、上端を連結したロッド54を有している。このロッド54の下端を、図示しないリンク機構に連結することで、ピストン53の往復動による直線運動をクランクシャフトの回転運動に変換するようになっている。なお、シリンダブロック51とシリンダヘッド52とピストン53とは、上述した空間のうちピストン53の上方に燃焼室55を形成するようになっている。
The
シリンダブロック51には、冷却水が流通し、その冷却水とシリンダブロック51との温度差によりシリンダブロック51を冷却するためのウォータジャケット56が形成されている。
In the
シリンダヘッド52は、吸気弁57Aと、排気弁57Bと、燃焼室55に導入した混合気に点火するための点火プラグ58と、を有している。また、シリンダブロック51は、ウォータジャケット56を流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ59を有している。
The
吸気弁57Aは、吸気部60で吸気した空気等の気体を混合気として燃焼室55へ導入するようになっている。排気弁57Bは、排気ガスを燃焼室55から排気部70へ排出するようになっている。吸気弁57Aと排気弁57Bとは、図示しないタイミングベルトを介してクランクシャフトと連結しており、クランクシャフトの回転に伴い、所望のタイミングで燃焼室55の開閉を行うようになっている。
The
点火プラグ58は、プラチナやイリジウム合金により形成した電極を有している。この点火プラグ58は、所望のタイミングで電極を通電させて放電を発生することにより、燃焼室55に導入した混合気に点火するようになっている。
The spark plug 58 has an electrode formed of platinum or an iridium alloy. The spark plug 58 ignites the air-fuel mixture introduced into the
水温センサ59は、例えば、抵抗値が温度に応じて変化するサーミスタにより構成してている。水温センサ59は、エンジン2を冷却する冷却水の温度に応じたサーミスタの抵抗値の変化を電圧の変化量として出力するようになっている。
The
吸気部60は、図示しないエアクリーナを通過して車外から流入した空気等の気体を燃焼室55に導入するようになっている。吸気管61は、エアクリーナよりも下流側にスロットル弁62を有している。吸気管61は、先端をシリンダヘッド52に接続することで燃焼室55と連通するようになっている。
The intake section 60 introduces gas such as air that has passed through an air cleaner (not shown) and entered from the outside of the vehicle into the
スロットル弁62は、弁軸の一端にスロットル弁62を駆動するためのアクチュエータであるスロットルモータ63を有している。スロットル弁62は、弁軸の他端にスロットル弁62の開度を検出するためのスロットル開度センサ64を有している。本実施例の形態におけるスロットル弁62は、スロットルモータ63によって開閉駆動される電子制御スロットルである。
The
スロットル弁62は、薄い円板状の弁体の中央に弁軸を有しており、この弁軸をスロットルモータ63によって回動させることによって弁体も回動し、吸気管61における気体の流量を変更するようになっている。また、スロットル開度センサ64は、スロットル弁62の開度を検出するようになっている。
The
吸気管61は、スロットル弁62よりも下流側にサージタンク65を形成している。このサージタンク65には、内部の吸気圧力を検出する圧力センサ66を配置している。
The
吸気管61の先端寄りには、吸気管61を通過する空気等に燃料を噴射するインジェクタ67を配置している。なお、インジェクタ67は、シリンダブロック51に配置してもよい。インジェクタ67は、吸気管61を通過する空気等に燃料を噴射することで生成した混合気を燃焼室55に導入するようになっている。
An
排気部70は、排気弁57Bを介して燃焼室55と連通する排気管71と、排気ガスの濃度を検出する空燃比センサの一種であるO2センサ72と、を有している。O2センサ72は、排気管71により排気される排気ガス中の三つの有害成分HC,CO,NOxを同時に浄化する三元触媒コンバータ(図示せず)よりも上流側に配置しており、排気ガス中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生するようになっている。
The
なお、上述したエンジン2の構成は、一例であり、上述した構成に限定されるものではない。また、本実施の形態においては、主制御部10と監視部20とは、一つのマイクロコンピュータによるエンジンコントロールユニット(以下、単に「エンジンECU」と称する。)3によって構成されている。
In addition, the structure of the engine 2 mentioned above is an example, and is not limited to the structure mentioned above. In the present embodiment, the
エンジンECU3は、図示を略するが、例えば、各種センサからの信号入力やエンジン2の駆動制御信号出力の入出力インタフェース、演算処理を行うCPU、エンジン2の制御プログラムを格納したROM等を有し、これらはバスで相互に接続されている。 Although not shown, the engine ECU 3 has, for example, an input / output interface for signal input from various sensors and a drive control signal output for the engine 2, a CPU that performs arithmetic processing, a ROM that stores a control program for the engine 2, and the like. These are connected to each other by a bus.
なお、エンジンECU3の構成および作用については公知であるので、本発明に関わる構成および作用を除き、これ以上の説明を省略する。 Since the configuration and operation of the engine ECU 3 are known, further description is omitted except for the configuration and operation related to the present invention.
故障診断装置1において、主制御部10は、要求トルク演算部11と、弁制御部12と、を有している。弁制御部12は、要求トルク演算部11による演算結果(a)に基づいてスロットルモータ63の駆動を制御するようになっている。また、スロットル弁62の開度指令値が演算結果(a)として弁制御部12に入力された時に、スロットルモータ63がこの指令値に応答して高速で追従できるようになっている。
In the failure diagnosis apparatus 1, the
要求トルク演算部11には、エンジン制御量の演算を行うために、アクセルペダル4の踏込量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサからのアクセル開度信号が入力される。このアクセル開度信号は、故障診断装置1における複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素に用いられる。
The requested
要求トルク演算部11には、エンジン制御量の演算に用いるISC補正量を演算するISC制御部30からの補正値信号が入力される。このISC制御部30からの補正値信号は、故障診断装置1における複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素に用いられる。
The required
ISC制御部30は、近年の省エネ化や排気浄化性能に対する要求の高度化に対して、無駄な燃料消費を抑えるべくアイドリング時のエンジン回転数を極力低い回転数とする制御を行う。ISC制御部30は、活性化温度領域で良好な排気浄化性能を発揮する触媒コンバータを始動時に急速に昇温させる制御を行う。
The
このため、ISC制御部30では、通常、エンジンストールを起こすことなくアイドリング可能な低い回転数として目標アイドル回転数を予め設定している。そして、ISC制御部30は、アイドル回転数をその目標アイドル回転数に維持するようにアイドリング時の吸入空気量をフィードバック制御するようになっている。これにより、エンジン2の燃焼と排気性状に大きく影響する点火時期を冷間始動時に遅角側に制御することで冷間始動時の排気温度を上昇させ、触媒コンバータを早期に昇温させることができる。
For this reason, the
ISC制御部30は、その演算した補正値を、エンジン制御量の演算のための制御演算要素で要求トルク演算部11に出力するようになっている。例えば、ISC制御部30は、クランクシャフトの回転角を検出する回転角センサ31や水温センサ59からの出力のほか、エアコン装置5やオルタネータ6からの出力に基づいて、各補正値を算出するようになっている。
The
ISC制御部30は、制御演算要素の一つとしてエンジン2の回転数補正を行うようになっている。ISC制御部30は、エンジン回転数の基本回転数からの変化による燃焼速度変化に対してエンジン2の点火時期を補正するための補正条件を特定するようになっている。ISC制御部30は、エンジン回転数の上昇によって吸入空気の乱れが増加し、エンジン2のトルク、空燃比、点火時期に関係なくエンジン回転数に応じて燃焼速度が速くなる現象に対して、その影響を考慮した点火時期制御を行うようになっている。ISC制御部30は、エンジン回転数および筒内圧力ピーククランク角に基づいて回転数正値を定めたマップを記憶しており、このマップを参照して回転数補正値を算出するようになっている。
The
ISC制御部30は、御演算要素の一つであるエンジン2の水温補正を行うようになっている。ISC制御部30は、エンジン2の冷却水温が低い間におけるエンジン2の安定回転を確保するようになっている。すなわち、エンジン2の冷却水温が低い間は、オイル粘度に起因するフリクションが大きいため、所望のアイドル回転数を保持してエンジン2を安定回転させるために、暖機終了時に比べてアイドル流量を増量する必要がある。したがって、ISC制御部30は、その増量分に相当する補正値とするため、冷却水温の関係で水温補正値を定めたマップを記憶しており、このマップを参照して水温補正値を算出するようになっている。
The
ISC制御部30は、御演算要素の一つであるエアコン補正を行うようになっている。ISC制御部30は、エアコン装置5の作動に伴ってエンジン2の駆動抵抗が大きくなったとき、その駆動抵抗に応じたエンジン2の安定回転を確保するようになっている。
The
ISC制御部30は、エンジン温間時の安定運転状態においてアイドル目標回転数を維持するために必要な空気基本量に対して、安定運転状態と現時点との条件の差異を反映して増量あるいは減量したエアコン補正値を算出するようになっている。この際、エアコン補正値は、エアコン装置5の負荷状態に応じて設定される。例えば、エアコン補正値には、エンジン冷間時にアイドル目標回転数を維持するために必要な空気増量や、エアコン装置5以外の付属機器等の作動に対応するエアコン補正値が含まれる。エンジンECU3は、そのエアコン補正値に基づいて、アイドリング時におけるエンジン2への吸入空気量を制御するようになっている。
The
例えば、ISC制御部30は、エアコン装置5がオン状態であればマップから、実際のエンジン回転数に基づいてエアコン補正値を算出するようになっている。このエアコン補正値は、エアコン装置5による負荷をエンジン2への燃料噴射量に反映させるための補正値であり、エンジン回転数に応じて調整される。したがって、エアコン装置5がオフ状態であれば、エアコン補正値は「0」に設定される。
For example, if the air conditioner device 5 is in an on state, the
ISC制御部30は、制御演算要素の一つであるオルタネータ補正を行うようになっている。ISC制御部30は、アイドル運転時にエンジン2のオルタネータ6によって発電が行われているとき、それに伴うエンジン2の駆動抵抗に応じてエンジン2の安定回転を確保するようになっている。ISC制御部30は、車載電気機器の作動に伴って給電を行うオルタネータ6の発電量を多くするとき、要求される発電量を得る際のエンジン2の駆動負荷によって、エンジン回転数が過度に低下しないようにオルタネータ補正値を算出するようになっている。
The
監視部20は、ISC制御部30から出力された各補正値に対して予め設定された上限ガードを超えていないかを判定する上限ガード判定部21を有する。監視部20は、アクセル開度センサからのアクセル開度信号並びに上限ガード判定部21を通過した補正値信号により監視用のエンジン制御量を演算する監視用トルク演算部22を有する。監視部20は、比較部23を有する。比較部23は、要求トルク演算部11によるエンジン制御量の演算結果(a)と監視用トルク演算部22による監視用のエンジン制御量の演算結果(b)とを比較するようになっている。
The
上限ガード判定部21で使用される上限ガード値は、例えば、エアコン装置5等の外部負荷の有無や種類毎に、これらのオン・オフ等のアイドル時の設定状態に対応して設けられているものである。この際、上限ガード値には上限ガード初期値が設定されている。この上限ガード初期値は、エンジン始動初期のフリクション分を積分補正項が吸収できる大きさに設定されている。
The upper limit guard value used in the upper limit
具体的な上限ガード値の一例としては、エンジンECU3は、ISC制御部30による水温補正値を算出するためのマップを用いて、エンジン始動時の水温と積算とに基づく上限ガード値を算出するようになっている。例えば、エアコン補正の取り得る範囲が0〜29Nmの場合、上限ガード値を30Nmに設定する。上限ガード判定部21では、このエンジン始動時の水温と積算とに基づく上限ガード値を利用してガード処理を行う。
As an example of a specific upper limit guard value, the engine ECU 3 uses the map for calculating the water temperature correction value by the
次に、本発明の作用を説明する。
本発明は、エンジン駆動のための吸入空気量を調整する弁制御部12と、弁制御部12における弁開度を決定するエンジンECU3と、を備え、主制御部10は、弁制御部12による開度を決定するための制御演算要素を複数の制御演算要素として用いる。
Next, the operation of the present invention will be described.
The present invention includes a
具体的には、エンジンアイドリング時の吸入空気量をフィードバック制御するISC制御部30を有する。ISC制御部30は、複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素を用いて補正値を演算してエンジンECU3に出力するようになっている。監視部20は、ISC制御部30から出力された補正値に対して予め設定した制御上で取り得る最大の上限ガード値から外れていない補正値を残りの制御演算要素に用いる。
Specifically, it has an
より具体的には、本発明では、エンジンECU3によるエンジン制御量の確からしさを保証するため、主制御部10と監視部20とで別々にエンジン制御量を演算している。これにより、主制御部10で演算したエンジン制御量の演算結果(a)で実際のエンシン制御を実行し、監視部20で演算した監視用のエンジン制御量の演算結果(b)で実際のエンジン制御量を監視することができる。
More specifically, in the present invention, the engine control amount is separately calculated by the
この際、主制御部10で用いる一部の制御演算要素を優先度合等によって単純に省略するのではなく、主制御部10の一部の制御演算要素に上限ガードを設定し、監視部20の演算負荷を下げつつ上限ガード値を超える故障が生じた場合の故障検出を行う。
At this time, some control calculation elements used in the
すなわち、ISC制御部30では、回転数補正量、水温補正量、エアコン補正量、オルタネータ補正量、などの多数の補正量を演算し、主制御部10の要求トルク演算部11と監視部20の監視用トルク演算部22に出力している。これらの全てを監視部20で主制御部10と同じ方法で演算すると、演算負荷が増加するばかりでなく、監視部20の演算結果を一時的に記憶するメモリ(図示せず)の使用量も大きくなる。そこで、ISC制御部30で演算した各補正量に制御上で取り得る最大の値で上限ガードした後、監視用のエンジン制御量に反映することで演算負荷やメモリ使用量を低減することができる。
That is, the
したがって、比較部23は、演算結果(a)と演算結果(b)とを比較し、演算結果(a)の値が演算結果(b)の値よりも大きいことを条件としてエンジン2が故障していると判断するようになっている。比較部23は、エンジン2が故障していると判断した場合には、弁制御部12に故障信号を出力するようになっている。弁制御部12は、故障信号を受信したならば、吸気を「0」とする。なお、比較部23は、弁制御部12に故障信号を出力するほか、例えば、インジェクタ67の駆動制御部(図示せず)に故障信号を出力するようにしてもよい。
Therefore, the
このように、故障診断装置1の主制御部10は、アクセル開度信号並びにISC制御部30で補正した各種制御演算要素を用いて実際のエンジン制御量を演算してエンジン制御を行う。
As described above, the
一方、故障診断装置1の監視部20は、アクセル開度信号はそのまま用いるとともに、ISC制御部30で補正した各制御種演算要素のうち、上限ガード判定部21を通過した各種制御演算要素を用いて監視用のエンジン制御量を演算している。
On the other hand, the
そして、比較部23は、主制御部10の要求トルク演算部11で演算したエンジン制御量の演算結果(a)と監視部20の監視用トルク演算部22で演算した監視用のエンジン制御量の演算結果(b)とを比較するようになっている。
The
さらに、比較部23は、演算結果(a)の値が演算結果(b)の値よりも大きいことを条件としてエンジン制御異常と判定し、出力制限や退避走行といったフェイルセーフを実行するようになっている。
Further, the
例えば、回転数補正量が何らかの異常で正規の値よりも過大な値になったと仮定すると、要求トルクは正規の値よりも大きな値となる。監視部20では上限ガード後の回転数補正量が監視用トルクに反映されるため、要求トルクよりも小さな値となる。その結果、要求トルク>監視用トルクとなり、エンジン制御の異常を検出できる。
For example, if it is assumed that the rotational speed correction amount is an abnormality and becomes an excessive value than the normal value, the required torque becomes a value larger than the normal value. In the
ところで、上記実施の形態では、一つのマイクロコンピュータによるエンジンECU3に、主制御部10と監視部20とを設け、エンジン制御量と監視用エンジン制御量とを同じ方法で計算して比較部23で比較することでエンジン2の故障を診断していた。
By the way, in the above embodiment, the
このような場合、制御用と監視用との二種類の演算結果を比較するためには、その演算結果を一時的に格納するメモリが必要となり、大容量のメモリが必要となる。例えば、監視部20の演算結果(b)が上限ガードを超える制御演算要素まで含む場合、その演算結果を記憶するためには、メモリ容量の上限値を高くしなければならない。
In such a case, in order to compare two types of calculation results for control and monitoring, a memory for temporarily storing the calculation results is required, and a large-capacity memory is required. For example, when the calculation result (b) of the
これに対し、故障診断装置1では、監視部20による演算には、上限ガードを設定していることから、メモリ容量の上限をある程度抑制することができ、大容量のメモリを用いなくてもよい。したがって、メモリのコストを抑制することができ、部品コストの削減に貢献することができる。
On the other hand, in the failure diagnosis apparatus 1, since the upper limit guard is set for the calculation by the
また、監視対象がエンジン2の場合、エンジン制御量の演算にはISC補正量や環境補正量などの多数の補正量が制御演算要素として存在する。このため、一つのマイコンでこれらの複雑なエンジン制御量の演算を同時に行うと、マイコンの演算負荷が増え、より高性能なマイコンが必要とる。 When the monitoring target is the engine 2, many correction amounts such as an ISC correction amount and an environmental correction amount exist as control calculation elements in the calculation of the engine control amount. For this reason, if these complicated engine control amount calculations are simultaneously performed by a single microcomputer, the calculation load of the microcomputer increases, and a higher performance microcomputer is required.
これに対し、故障診断装置1では、一方の監視部20による演算には、上限ガードを設定していることから、マイコンの処理能力をある程度抑制することができ、高性能のマイコンを用いなくてもよい。したがって、高価なマイコンのコストを抑制することができ、部品コストの削減に貢献することができる。
On the other hand, in the fault diagnosis apparatus 1, since the upper limit guard is set for the calculation by one
さらに、例え、二つのマイコンを用い、それぞれを制御用と監視用とした場合であっても、監視用として用いるマイコンの処理能力は制御用として用いるマイコンよりも低い処理能力のものを用いることができる。したがって、高価なマイコンのコストを抑制することができ、部品コストの削減に貢献することができる。 Furthermore, even if two microcomputers are used for control and monitoring, respectively, the processing capacity of the microcomputer used for monitoring should be lower than that used for control. it can. Therefore, the cost of an expensive microcomputer can be suppressed and it can contribute to the reduction of component costs.
また、監視部20で用いる制御演算要素は、監視部20による演算の負荷を低くするために一部を単に省くといった簡略化を行うことができない。すなわち、制御演算要素の一部を単純に省いてしまうと、監視部20による故障診断結果の信頼性が低下してしまう。
Further, the control arithmetic element used in the
これに対し、監視部20は、主制御部10で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は主制御部10上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用のエンジン制御量を演算する。
On the other hand, the
これにより、監視部20の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる。したがって、メモリ容量は少なくて済み、マイクロコンピュータの処理性能も低いもので済むため、部品コストの高騰を抑制し、低コストのエンジン2の故障診断装置1とすることができる。また、主制御部10と監視部20とを一つのマイコンにより構成することができる。
Thereby, the reliability of the diagnosis result can be ensured while reducing the calculation load of the
以上のように、本発明の実施の形態に係る故障診断装置1は、主制御部10により複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算し、監視部20により主制御部10で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は主制御部10上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用の制御量を演算するようにしたので、監視対象に対する制御用と監視用との2系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる。
As described above, in the failure diagnosis apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the
なお、本実施の形態においては、ISC制御部30で演算した補正量に制御で取り得る最大の値で設定した上限ガードした場合で説明したが、ISC制御部30で演算した補正量に制御上取り得る最小の値で設定した下限ガード値を併用してもよい。
In the present embodiment, the correction amount calculated by the
また、上記実施の形態では、要求トルクであるエンジン制御量と監視用トルクである監視用のエンジン制御量とを比較して異常を判定しているが、主制御部10の補正量と監視部20の上限ガード後の補正量とを直接比較しても良い。
In the above embodiment, the abnormality is determined by comparing the engine control amount that is the required torque and the monitoring engine control amount that is the monitoring torque, but the correction amount of the
また、本発明はガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのどちらにも適用可能である。さらに、これら車両用エンジンのほか、内燃機関全般に有用であるが、監視対象はこれらに限定されるものではない。 The present invention is applicable to both gasoline engines and diesel engines. In addition to these vehicle engines, the present invention is useful for general internal combustion engines, but the monitoring target is not limited to these.
以上説明したように、本発明に係る故障診断装置は、監視対象に対する制御用と監視用との2系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができるという効果を有し、車両用の故障診断装置に有用である。 As described above, the failure diagnosis apparatus according to the present invention can ensure the reliability of the diagnosis result while reducing the calculation load when performing the two systems of control and monitoring for the monitoring target. It is effective for a failure diagnosis apparatus for vehicles.
1…故障診断装置、2…エンジン(内燃機関)、3…エンジンECU、10…主制御部、20…監視部、23…比較部、30…ISC制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Failure diagnosis apparatus, 2 ... Engine (internal combustion engine), 3 ... Engine ECU, 10 ... Main control part, 20 ... Monitoring part, 23 ... Comparison part, 30 ... ISC control part
Claims (4)
前記主制御部で使用した前記複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は前記主制御部上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用の制御量を演算する監視部と、
を備えていることを特徴とする故障診断装置。 A main control unit that calculates a control amount by combining a plurality of control calculation elements;
While performing a control calculation similar to some control calculation elements of the plurality of control calculation elements used in the main control unit, the remaining control calculation elements of the plurality of control calculation elements are the main control unit A monitoring unit that calculates a control amount for monitoring using a value that is limited by a guard value within a predetermined range set in advance with respect to a value calculated by the above control calculation element, as a calculation value of the remaining control calculation element;
A failure diagnosis apparatus comprising:
前記主制御部は、前記弁制御部による吸気空気量を調整するための制御演算要素を前記複数の制御演算要素として用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の故障診断装置。 A valve control unit for adjusting the intake air amount of the internal combustion engine;
The failure diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the main control unit uses a control calculation element for adjusting an intake air amount by the valve control unit as the plurality of control calculation elements.
前記ISC制御部は、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素を用いて補正値を演算し、
前記監視部は、前記ISC制御部によって演算された補正値に対して予め設定した制御上で取り得る最大の上限ガード値から外れていない補正値を残りの制御演算要素として用いることを特徴とする請求項3に記載の故障診断装置。
An ISC control unit that performs feedback control of an intake air amount when idling the internal combustion engine;
The ISC control unit calculates a correction value using the remaining control calculation elements of the plurality of control calculation elements,
The monitoring unit uses a correction value that does not deviate from the maximum upper limit guard value that can be taken in the preset control with respect to the correction value calculated by the ISC control unit as the remaining control calculation element. The fault diagnosis apparatus according to claim 3.
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