(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサあるいはスイッチから得られた内燃機関の稼動情報であるセンサ値を演算処理する中央処理ユニットと、内燃機関の稼動情報を予めいくつかに範囲分けし、演算処理されたセンサ値を対応する可動情報範囲に一時的に記憶する揮発性メモリと、一時的に記憶された前記稼動情報を格納する不揮発性メモリとを有する内燃機関の運転状態記憶装置であって、
所定のクランク回転回数毎にその回転に要した時間を計測し、その計測された時間に応じセンサ値を演算処理して決定する手段と、
計測された時間を、前記いくつかに範囲分けされた稼働情報範囲の内で前記センサ値を演算処理して決定された値の対応する範囲に積算し、この積算時間を揮発性メモリに記憶する手段と、
所定のクランク回転回数毎のタイミングで、揮発性メモリに記憶された時間を不揮発性メモリに格納する手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項２】
揮発性メモリに記憶された時間を不揮発性メモリに格納する手段は、通常操作において内燃機関のイグニッションスイッチがオフされる可能性のある所定期間内に格納を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項３】
所定の期間は、内燃機関が所定回転速度以下であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項４】
所定の期間は、内燃機関が規定吸入圧力範囲外であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項５】
所定の期間は、内燃機関が規定スロットル開度以下であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項６】
揮発性メモリに時間を積算するクランク回転回数は不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数よりも少ないことを特徴する請求項１ないし５のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項７】
所定のクランク回転回数毎の時間を、センサ値から決定される範囲に対応させて積算し、積算された時間の内で最も時間の多いセンサ値に対応する時間のみ記憶時間を変更することを特徴とする請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項８】
所定のクランク回転回数毎にセンサ値を度数分布化し、その頻度にセンサ値範囲毎で所定の係数を演算させ、演算後の値の最も大きい範囲の時間のみ変更することを特徴とする請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項９】
所定のクランク回転回数毎のセンサ値を平均化し、その平均化されたセンサ値の範囲の時間のみ変更することを特徴とする請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【請求項１０】
所定のクランク回転回数で決定されるセンサ値は、不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数のタイミングで変更される請求項１ないし６のうちのいずれか１項に記載の内燃機関の運転状態記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汎用、車両用あるいは船舶用の内燃機関の運転状態記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の回転数別の使用頻度等、内燃機関の運転履歴をメモリに記憶（格納）して、その運転履歴情報を読み出して、内燃機関の不具合・故障等の各種診断の情報として使用する技術が検討されている。
この種の技術において、エンジンの稼動状態を記憶する場合、その情報を永久的に残すためには、中央処理ユニット（ＣＰＵ）で演算処理した稼動情報を記憶している揮発性メモリ（ＲＡＭ）から不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）にデータを転送する必要がある。ただ、不揮発性メモリには書き換え回数に制限があり、特に１０万回以上の書き換えでは信頼性が低下すると言われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般にエンジン停止時の通常操作では同時にイグニッションキースイッチ（IGN KEY）をオフ(OFF)する場合もあるため、コントロールユニットにバックアップ電源や自己遮断回路が必要になり、前記エンジン停止時にデータを転送する方式ではユニットの小型化、コストの低減の要求に対して逆行する制御方式になっていたという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたもので、内燃機関の稼動状況の履歴を継続して適性に記憶し、かつその記憶装置である不揮発性メモリの信頼性を向上させ得る内燃機関の運転状態記憶装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、センサあるいはスイッチから得られた内燃機関の稼動情報であるセンサ値を演算処理する中央処理ユニットと、内燃機関の稼動情報を予めいくつかに範囲分けし、演算処理されたセンサ値を対応する可動情報範囲に一時的に記憶する揮発性メモリと、一時的に記憶された前記稼動情報を格納する不揮発性メモリとを有する内燃機関の運転状態記憶装置であって、所定のクランク回転回数毎にその回転に要した時間を計測し、その計測された時間に応じセンサ値を演算処理して決定する手段と、計測された時間を、前記いくつかに範囲分けされた稼働情報範囲の内で前記センサ値を演算処理して決定された値の対応する範囲に積算し、この積算時間を揮発性メモリに記憶する手段と、所定のクランク回転回数毎のタイミングで、揮発性メモリに記憶された時間を不揮発性メモリに格納する手段と、を有することを特徴とする内燃機関の運転状態記憶装置である。
本発明によれば、所定のクランク回転回数毎に、その回転に要した時間を計測し、その計測された時間に応じセンサ値を演算処理して決定し、計測された時間を、前記いくつかに範囲分けされた稼働情報範囲の内で前記センサ値を演算処理して決定された値の対応する範囲に積算し、この積算時間を揮発性メモリに記憶するので、内燃機関が低回転で使用されている場合に、センサ出力は急激に変化する可能性が少ないため、稼動運転時間の計測は時間が長くなり、逆に、高回転の急激な変化が発生する場合には計測時間を短くすることができ、精度良く計測することが可能となる。
また、所定のクランク回転回数毎のタイミングで、格納するので、不揮発性メモリの不必要な格納回数を減らすことができ、データの信頼性を向上させることができる。また、揮発性メモリに記憶された時間を不揮発性メモリに格納するので、同内容を不揮発性メモリに書き込む際のデータ化けを容易に判定することが可能であり、修正も容易である。
【０００６】
なお、本発明においては、揮発性メモリに記憶された時間を不揮発性メモリに格納する手段は、通常操作において内燃機関のイグニッションスイッチがオフされる可能性のある所定期間内に格納を行うことが好適である。また、所定の期間は、内燃機関が所定回転速度以下であることが好適である。また、所定の期間は、内燃機関が規定吸入圧力範囲外であることが好適である。また、所定の期間は、内燃機関が規定スロットル開度以下であることが好適である。
【０００７】
ここで、本発明においては、揮発性メモリに時間を積算するクランク回転回数は不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数と同じとするばかりでなく、揮発性メモリに時間を積算するクランク回転回数は不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数よりも少なくすることが好適である。このようにすれば、短期間でのセンサ出力変化を長期間への変化に置き換えることができ、不必要な詳細データを記憶することが防止できる。
また、所定のクランク回転回数毎の時間を、センサ値から決定される範囲に対応させて積算し、積算された時間の内で最も時間の多いセンサ値に対応する時間のみ変更することが好適である。このようにすれば、センサにより、その変化特性が異なるため、それぞれ適したデータの取得方法を選択することができる。
この場合、所定のクランク回転回数毎にセンサ値を度数分布化し、その頻度にセンサ値範囲毎で所定の係数を演算させ、演算後の値の最も大きい範囲の時間のみ変更することが好ましい。
また、所定のクランク回転回数毎のセンサ値を平均化し、その平均化されたセンサ値の範囲の時間のみ変更することが好ましい。
また、所定のクランク回転回数で決定されるセンサ値は、不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数のタイミングで変更されることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づき本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に適用するエンジン（内燃機関）の運転状態記憶装置の説明ブロック図、図２は実施形態に係るデータ取り込みの制御フローチャート、図３は実施形態に係るデータ書き換えの制御フローチャート、図４はエンジン回転速度に応じて検知時間間隔とした実施形態におけるエンジンの回転情報の変化例説明図、図５は実施形態に係るクランク軸の所定回転回数Ｘに要した時間αを回転速度の範囲に対応して加算した例の説明図、図６は比較例のエンジンの回転情報例、図７は比較例の各回転速度範囲における稼働時間情報の説明図、図８は実施形態に係るデータ取得とデータ書き換えの基準となる回転回数を異なるものにした説明図、図９（ａ），（ｂ）は図８の場合のデータ決定の各説明図である。
【０００９】
実施形態は、エンジンの稼動状況の履歴を継続して適性に記憶し、かつ記憶装置である不揮発性メモリの信頼性を向上することができるエンジンの運転状態記憶装置である。
図１に示すように、運転状態記憶装置は、エンジンに搭載された燃料噴射制御装置と共に搭載されたものであるが、燃料噴射制御装置とは別にハードウエアを構成しても良い。前記運転状態記憶装置には、制御ユニット１０内に中央処理ユニット（ＣＰＵ）１２、揮発性メモリ１４、不揮発性メモリ１６、各入出力インターフェイス（例えばアナログ／デジタル変換器）１８、各駆動回路２０が内蔵等されて設けられ、クランク角センサ２２ａ、カム角センサ２２ｂ、スロットル全閉スイッチ２２ｃ、ニュートラルスイッチ２２ｄ、吸気圧センサ２２ｅ、および温度センサ２２ｆ等のセンサ群あるいはスイッチ群が各インターフェイス１８を介して接続され、また、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）２４ａおよびインジェクタ２４ｂ等が駆動回路２０で接続される。
【００１０】
センサ、スイッチ群から得られるエンジン稼動情報は、前記制御ユニット１０内のＣＰＵ１２と揮発性メモリ１４を用いて演算処理され、不揮発性メモリ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）１６に保存される。その保存される情報は、エンジン回転速度情報、温度情報、圧力情報等の既存の燃料噴射装置（システム）から容易に推測される内容である。この実施形態では、稼動時間情報としてエンジン回転速度について説明するが、本発明はこの情報に限定されるものではない。
【００１１】
比較例では、図６に示すように、予め決められた時間間隔（Ｓ１〜Ｓ２４）毎にエンジン回転速度（ａ〜ｅ（ｒｐｍ）：（ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅでそれぞれ任意に設定））を検知し、図７に示すように、そのデータをいくつかに範囲分けされたエンジン回転速度（ａ未満，ａ〜ｂ，ｂ〜ｃ，ｃ〜ｄ，ｄ〜ｅ，ｅ以上）のうちの該当する一つの範囲に対応してカウントアップする。つまり同じタイミングで各データを書き換える（上書き等で書き換える）。
【００１２】
この比較例では、図６、図７に示すように、センサ値の情報取得インターバルは時間（Ｓ１〜Ｓ２４）を基準としているため、高回転速度から低回転速度等の速度変化があった場合にも設定された時間内では、データの更新は行われず、その時間内に変化した回転速度を演算処理した値をその期間内のデータとして扱っている。また、稼動時間と回転速度の判定誤差を減少させる場合、インターバルを短い時間に設定し、取り扱うデータ量を増やして対応していた。
これら情報は、揮発性メモリに一旦記憶され、その後エンジン停止時不揮発性メモリへと転送される。データの転送は決められた時間間隔毎に実施することも可能である。エンジン停止時にデータを転送する場合、不揮発性メモリの書き換え回数は減少するが、バックアップ電源や自己遮断回路が必要となる。
また、決められた時間間隔でデータ転送を実施する場合、バックアップ電源等が不要となるが、不揮発性メモリの書き換え回数が多くなってしまい、それを防止するには書き換え間隔を長くすることが必要となり、記憶する稼動時間データが粗いサンプリングとなり信頼性が低下した。
逆に、インターバルを短くしてデータ量を増やした場合、不揮発性メモリの書き換え回数が増加し、データの信頼性低下を招いてしまう。
【００１３】
（実施形態のデータ取り込み制御）
これに対して、実施形態では、上記のような比較例の問題点を解消するべく、図２のように、データ取り込みにおいては、エンジンのクランク軸の所定回転回数に準じ、その回転回数Ｘに要した時間αから回転速度を決定し（ステップ（図２、３では「Ｓ」と略記）１）、その回転速度の範囲（時間の範囲Ｅ未満、Ｅ〜Ｄ，Ｄ〜Ｃ、Ｃ〜Ｂ、Ｂ〜Ａ、Ａ以上）に対応して今回要した時間αを加算する（ステップ２〜６とステップ２ａ〜６ａ、６ｂ）。加算後に時間αには、０秒としてクリアする（ステップ７）。
このように所定回転回数を使用することで、図４、図５に示すように、回転速度（上記時間α）に応じてインターバル（この場合はエンジン回転速度検知の時間間隔；図４の例でＳ１〜Ｓ２４で示し、各回転速度範囲の加算結果は図５に示す）は変化し、高回転速度時のインターバルに対応する時間は、低回転速度時のインターバルに比較して短くなる。
したがって、回転速度が変化した場合でも、その変化の度合いに合わせてインターバルに対応する時間が変化し、必要以上にデータ量を増やすことが無く、また、精度よく稼働時間のデータをサンプリングすることが可能となる。
これは、不揮発性メモリへの格納を所定のインターバルに従って行うのに、その基準をクランク軸回転回数にすることで容易に情報のサンプリング時間を変更可能とする技術である。
【００１４】
また、上記では、データのサンプリング方法を変更することで不揮発性メモリへの書き換え回数を減少させることができる方法であるが、以下の技術でもさらに効果を得ることができる。
図３には、データの不揮発性メモリの書き換えのフローチャートを示している。
【００１５】
（実施形態のデータ書き換え制御）
エンジンを停止させる場合、通常回転速度を低下させ機関の出力を抑えた後、エンジンイグニッションスイッチ等の操作を利用して停止させる。
また、自動車や船外機等ではスロットルを全閉とし、シフトを所定の位置（ニュートラル位置、パーキング位置など）に戻し機関（エンジン）を停止させる。
これらの操作を実施せずに、エンジンを停止することはまれであり、もしこの操作以外で停止したとしても、その時間は非常に短いため、全体の稼動時間にほとんど影響を与えない。
【００１６】
実施形態では、上記の条件を利用して、揮発性メモリから不揮発性メモリへのデータ転送のタイミングを所定のエンジン回転速度範囲で行う。
すなわち、図３に示すように、回転回数Ｘに要した時間αを求め（ステップ（Ｓ）２１）、この時間αが前記時間の範囲のＣを超えていない状態（Ｃ以下）であれば（ステップ２２〜２３）、揮発性メモリのみを書き換え（ステップ２８）、一方、時間αがＢを超えた場合（ステップ２４）、揮発性メモリと不揮発性メモリを書き換える（ステップ２７）。
または、時間がＢ以下でＣを超えていた場合には、スロットル全閉スイッチがオン（ステップ２５）、あるいは、ニュートラルスイッチがオン（ステップ２６）のときには、揮発性メモリと不揮発性メモリを書き換える（ステップ２７）。
それ以外には、揮発性メモリのみを書き換える（ステップ２８）。
【００１７】
以上のようにして、実施形態では、回転速度の低い場合でのみ不揮発性メモリの更新が実施され、回転速度が高い場合（時間が短い）では更新が行われず、揮発性メモリのみで書き換えが実施される。
一方、回転速度が低くなって所定範囲内になった場合、不揮発性メモリの更新が実施される。また、スロットル全閉やシフトが所定の位置である場合、この条件はエンジン運転中の限られた期間となるため、回転速度が低い場合と同様に、不揮発性メモリの更新回数を制限することができる。
また、データのサンプリング方法の変更、不揮発性メモリへのデータ転送の限定を同時に実施することで詳細稼動時間データの記憶、不揮発性メモリの信頼性向上を併せて行うことができる。
【００１８】
上記のことから本発明と比較例を比較すると次のようなる。
すなわち、比較例では、回転速度がいくつであっても同様のサンプリングを行うため、必要以上にデータの更新を実施していた。また、データの最高値をとっていたため、実際の使用状況とは異なるデータの更新を行ってしまっていた。
これに対して、本発明では、上記各実施例のように、低回転速度時は高回転速度時に比べて長いサンプリング時間となるため、データの更新回数を低減することができる。
また、高回転速度時では不揮発性メモリのデータ更新を実施しないため、更に更新回数を削減できた。
また、回転回数をサンプリングに使用するため、最高値とは異なり実際の使用状況に近い、平均のデータを得ることが可能である。
【００１９】
ここで、本発明においては、揮発性メモリに時間を積算する第１のクランク回転回数は不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数と同じとするばかりでなく、図８に示すように、揮発性メモリに時間を積算する第１のクランク回転回数は、不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数よりも少なくすることが好適である。このようにすれば、短期間でのセンサ出力変化を長期間への変化に置き換えることができ、不必要な詳細データを記憶することが防止できる。
また、所定のクランク回転回数毎の時間を、図９（ａ）に示すように、センサ値から決定される範囲に対応させて積算し、積算された時間の内で最も時間の多いセンサ値に対応する時間のみ変更することが好適である。このようにすれば、センサにより、その変化特性が異なるため、それぞれ適したデータの取得方法を選択することができる。
この場合、所定のクランク回転回数毎にセンサ値を度数分布化し、その頻度にセンサ値範囲毎で所定の係数を演算させ（乗じ）、演算後の値の最も大きい範囲の時間のみ変更することが好ましい。
また、図９（ｂ）に示すように、所定のクランク回転回数毎のセンサ値を平均化し、その平均化されたセンサ値の範囲の時間のみ変更することが好ましい。
また、所定のクランク回転回数で決定されるセンサ値は、不揮発性メモリに格納する第２のクランク回転回数のタイミングで変更されることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば内燃機関の稼動状況の履歴を継続して適性に記憶し、かつその記憶装置である不揮発性メモリの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に適用するエンジン（内燃機関）の運転状態記憶装置の説明ブロック図である。
【図２】  実施形態に係るデータ取り込みの制御フローチャートである。
【図３】  実施形態に係るデータ書き換えの制御フローチャートである。
【図４】  エンジン回転速度に応じて検知時間間隔とした実施形態におけるエンジンの回転情報の変化例説明図である。
【図５】  実施形態に係るクランク軸の所定回転回数Ｘに要した時間αを回転速度の範囲に対応して加算した例の説明図である。
【図６】  比較例のエンジンの回転情報例である。
【図７】  比較例の各回転速度範囲における稼働時間情報の説明図である。
【図８】  実施形態に係るデータ取得とデータ書き換えの基準となる回転回数を異なるものにした説明図である。
【図９】  （ａ），（ｂ）は図８の場合のデータ決定の各説明図である。
【符号の説明】
１０  制御ユニット
１２  中央処理ユニット
１４  揮発性メモリ
１６  不揮発性メモリ
１８  入出力インターフェイス
２０  駆動回路
２２ａ  クランク角センサ
２２ｂ  カム角センサ
２２ｃ  スロットル全閉スイッチ
２２ｄ  ニュートラルスイッチ
２２ｅ  吸気圧センサ
２２ｆ  温度センサ
【図１】
0004110761.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004110761.tif 000006
【図６】
0004110761.tif 000007
【図７】
0004110761.tif 000008
【図８】
0004110761.tif 000009
【図９】
0004110761.tif 000010