(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷の駆動を制御するための制御信号を出力する制御部（２０）と、
前記制御信号に基づいて、前記負荷を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路（２２）と、
前記制御部が正常に動作しているか否かを監視する監視部（２１）と、
を備える電子制御装置であって、
前記監視部は、
前記制御部の異常を検出すると、異常信号を出力する異常検出手段（３０）と、
前記異常信号が入力されると、前記負荷を予め設定された退避状態に保持させるために、前記駆動回路へフェールセーフ信号を出力するフェールセーフ手段（３１）と、
前記制御部をリセットするためのリセット信号を出力するリセット手段（３２）と、
を有し、
前記駆動回路は、前記リセット信号が出力されているときに、前記駆動信号として、前記負荷の駆動を抑制する信号を出力し、
前記フェールセーフ手段は、前記異常信号をトリガとして計数を開始し、所定の閾値に達すると出力信号として退避指示信号を出力する計数手段（３１ａ）と、前記計数手段の出力を所定時間遅延させて出力する遅延手段（３１ｂ）と、を有するとともに、遅延させた前記退避指示信号に基づいて前記フェールセーフ信号を出力し、
前記リセット手段は、前記退避指示信号の入力に基づいて、前記リセット信号を所定時間出力し、
前記制御部の異常が検出されたとき、前記リセット手段が前記退避指示信号に基づいて前記リセット信号を出力し、次いで、前記フェールセーフ手段が前記フェールセーフ信号を出力することを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記リセット手段は、前記遅延手段から前記退避指示信号が出力されるタイミングで、前記リセット信号の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記リセット手段から前記リセット信号が出力されるリセット時間を設定する設定手段（３２ｂ，３２ｆ）をさらに備え、
前記制御部により、前記リセット時間及び前記遅延手段により遅延される遅延時間が可変可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項４】
車両に搭載され、前記制御部が、前記負荷として、スロットルバルブ（１４）を開閉するためのモータ（１５）を制御する請求項１〜３いずれか１項に記載の電子制御装置であって、
前記フェールセーフ信号により前記モータの制御が停止され、前記リセット信号により前記モータの速度が低減されることを特徴とする電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷の駆動を制御するための制御信号を出力する制御部と、制御信号に基づいて、負荷を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路と、制御部が正常に動作しているか否かを監視する監視部と、を備える電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、マイコン（制御部）と、モータドライバ（駆動回路）と、判定ＩＣ（監視部）と、を備える電子制御装置が開示されている。制御部は、電子スロットル（負荷）の駆動を制御するための制御信号を出力する。駆動回路は、制御信号に基づいて、負荷を駆動するための駆動信号を出力する。監視部は、制御部が正常に動作しているか否かを監視する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２７５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電子制御装置では、制御部の異常を検出すると、負荷を予め設定された退避状態に保持させるために、監視部が駆動回路に対して閉塞信号（フェールセーフ信号）を出力する。フェールセーフ信号が入力されると、駆動回路は、負荷の制御を停止する。
【０００５】
電子スロットルの場合、駆動回路には、例えば、電子スロットルのモータを駆動するために、４つのスイッチからなるＨブリッジが構成されており、モータの制御停止時には、すべてのスイッチをオープン（開）にする。このようにモータの制御を停止すると、スロットルバルブは最終的に閉位置となる。しかしながら、制御停止により、モータ、ひいてはスロットルバルブが惰性で動作するため、惰性で動作したスロットルバルブが限界開度まで動作し、ストッパに突き当たる虞がある。特に、制御停止前の速度が速いと、突き当りの衝撃が大きくなる。このように、フェールセーフ信号に基づいて負荷を退避状態に保持させる際に、負荷に不具合が生じる虞がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、フェールセーフ信号に基づいて負荷を退避状態に保持させる際に、負荷に不具合が生じるのを抑制できる電子制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、負荷の駆動を制御するための制御信号を出力する制御部（２０）と、
制御信号に基づいて、負荷を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路（２２）と、
制御部が正常に動作しているか否かを監視する監視部（２１）と、
を備える電子制御装置であって、
監視部は、
制御部の異常を検出すると、異常信号を出力する異常検出手段（３０）と、
異常信号が入力されると、負荷を予め設定された退避状態に保持させるために、駆動回路へフェールセーフ信号を出力するフェールセーフ手段（３１）と、
制御部をリセットするためのリセット信号を出力するリセット手段（３２）と、
を有し、
駆動回路は、リセット信号が出力されているときに、駆動信号として、負荷の駆動を抑制する信号を出力し、
フェールセーフ手段は、異常信号をトリガとして計数を開始し、所定の閾値に達すると出力信号として退避指示信号を出力する計数手段（３１ａ）と、計数手段の出力を所定時間遅延させて出力する遅延手段（３１ｂ）と、を有するとともに、遅延させた退避指示信号に基づいてフェールセーフ信号を出力し、
リセット手段は、退避指示信号の入力に基づいて、リセット信号を所定時間出力し、
制御部の異常が検出されたとき、リセット手段が退避指示信号に基づいてリセット信号を出力し、次いで、フェールセーフ手段がフェールセーフ信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、フェールセーフ信号を出力する前に、計数手段が出力する退避指示信号の入力に基づいてリセット信号を出力することができる。したがって、負荷を退避状態に保持させる前に、負荷の駆動を抑制することができる。例えば、電子スロットルの制御を停止する前に、電子スロットルのモータの速度を低減することができる。したがって、惰性でスロットルバルブがストッパに突き当たり、電子スロットル（負荷）がダメージを負うのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る電子制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】監視ＩＣの概略構成を示す図である。
【図３】ＥＴＣドライバの等価回路図である。
【図４】ＥＴＣドライバの駆動を説明するための図である。
【図５】ＥＴＣドライバの真理値表である。
【図６】第１比較例におけるマイコン異常時の動作例を示すタイミングチャートである。
【図７】フェールセーフ処理時のスロットルバルブの突き当りを説明する図である。
【図８】第２比較例におけるマイコン異常時の動作例を示すタイミングチャートである。
【図９】第１実施形態におけるマイコン異常時の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る電子制御装置において、監視ＩＣの概略構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る電子制御装置において、監視ＩＣの概略構成を示す図である。
【図１２】マイコン異常時の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
【００１２】
（第１実施形態）
先ず、図１を用いて、本実施形態に係る電子制御装置の概略構成を説明する。
【００１３】
図１に示す電子制御装置１０は、車両のエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成されている。この電子制御装置１０は、負荷の駆動を制御するための制御信号を出力するマイコン２０と、マイコン２０が正常に動作しているか否かを監視する監視ＩＣ２１と、備えている。マイコン２０が、特許請求の範囲に記載の制御部に相当し、監視ＩＣ２１が、監視部に相当する。
【００１４】
マイコン２０は、インジェクタ１１、点火プラグ１２、及び電子スロットル１３の駆動を制御する。電子スロットル１３が、特許請求の範囲に記載の負荷に相当する。電子スロットル１３は、スロットルバルブ１４と、該スロットルバルブ１４を開閉するためのモータ１５を有しており、マイコン２０はモータ１５の駆動を制御する。
【００１５】
電子制御装置１０は、マイコン２０及び監視ＩＣ２１に加え、さらに電子スロットル１３（モータ１５）を駆動するためのＥＴＣ（Electronic Throttle Control）ドライバ２２を備えている。
【００１６】
インジェクタ１１は、燃料を噴射供給する電磁駆動式の弁であり、図示しない吸気マニホールドの各気筒の吸気ポート周辺に取り付けられている。ソレノイドコイルへの通電によりニードルバルブが変位し、燃料が噴射される。点火プラグ１２は、図示しないエンジンのシリンダヘッドに、気筒毎に取り付けられている。点火プラグ１２には、点火コイル等よりなる点火装置を通じて、目標とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ１２の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室内に導入された空気と燃料との混合気が着火され燃焼される。スロットルバルブ１４は、吸気管の吸気通路を開閉してエンジンの各気筒に導入される空気量を調整するためのものである。このスロットルバルブ１４の開度は、モータ１５によって調節される。
【００１７】
モータ１５への通電を停止すると、スロットルバルブ１４は閉位置となる。閉位置において、スロットルバルブ１４は、吸気通路を完全に遮断するのではなく、わずかに空気を流通させる程度、吸気通路を遮断する。この閉位置とは、従来の機械式スロットルにおいて、アクセルペダルが操作されていないときの状態と同じであり、エンジンの燃焼室へ供給可能な空気量が最も少なくなる状態である。
【００１８】
マイコン２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。マイコン２０において、ＣＰＵが、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラム、バスを介して取得した各種データなどに応じて信号処理を行う。また、この信号処理で得られた信号を、バスに出力したりする。このようにして、マイコン２０は、各種機能を実行する。
【００１９】
本実施形態では、マイコン２０が、イグニッション信号、エンジン回転数、エンジン冷却水温、吸気圧、空燃比、アクセル開度などに基づいて、インジェクタ１１による燃料噴射量、点火プラグ１２の点火時期、スロットルバルブ１４のスロットル開度などを制御する。すなわち、マイコン２０は、インジェクタ１１、点火プラグ１２、及び電子スロットル１３のモータ１５を駆動するＥＴＣドライバ２２のそれぞれに、制御信号を出力する。
【００２０】
また、マイコン２０は、監視ＩＣ２１との間でデータ通信可能に構成されており、監視ＩＣ２１に対し、予め設定されたタイミングで所定の監視データを送信する。本実施形態では、監視データとして所定の真偽パターンを送信する。
【００２１】
監視ＩＣ２１は、上記監視データを受信し、受信した監視データに基づいて、マイコン２０が正常であるか否かを監視する。そして、マイコン２０が異常であると判定すると、フェールセーフ信号をＥＴＣドライバ２２に出力する。また、リセット信号をマイコン２０に出力する。その詳細については、後述する。監視ＩＣ２１からリセット信号が出力されている間、マイコン２０はリセットされる。
【００２２】
なお、マイコン２０の異常とは、マイコン２０そのものが異常である場合だけでなく、マイコン２０は正常であっても、取得した各種データ（すなわち各種センサなど）の異常により、結果として負荷を正常に制御できない状態となっている場合も含む。
【００２３】
ＥＴＣドライバ２２は、マイコン２０からの制御信号にしたがって、モータ１５へスロットル駆動信号を出力し、モータ１５への通電を行うことにより、モータ１５を駆動する。これにより、スロットルバルブ１４が所定の開度になる。
【００２４】
ＥＴＣドライバ２２は、監視ＩＣ２１からフェールセーフ信号が入力されると、スロットル駆動信号として、モータ１５への通電を停止する信号を出力する。これにより、モータ制御停止となり、スロットルバルブ１４が上記した閉位置となる。詳細については後述する。一方、監視ＩＣ２１からのフェールセーフ信号の出力が停止されている場合、ＥＴＣドライバ２２は、マイコン２０からの制御信号にしたがってスロットル駆動信号を出力し、モータ１５への通電を行う。電子制御装置１０は、上記したように、インジェクタ１１や点火プラグ１２の駆動についても制御するものであるが、以下においては、電子スロットル１３の制御に焦点を絞って説明する。
【００２５】
次に、図２に基づき、監視ＩＣ２１について説明する。
【００２６】
図２に示すように、監視ＩＣ２１は、異常検出部３０と、フェールセーフ部３１と、リセット部３２と、を有している。異常検出部３０が、特許請求の範囲に記載の異常検出手段に相当し、フェールセーフ部３１が、フェールセーフ手段に相当する。また、リセット部３２が、リセット手段に相当する。
【００２７】
異常検出部３０は、マイコン２０から監視データが入力されると、この監視データに基づいて、マイコン２０が正常であるか否かを判定する。そして、マイコン２０が正常ではないと判定、すなわちマイコン２０の異常を検出すると、異常信号を出力する。本実施形態では、監視データとしての真偽パターンが不合格パターンであると判定すると、異常信号としてＨレベルの信号を出力する。一方、真偽パターンが合格パターンであると判定すると、正常信号として、Ｌレベルの信号を出力する。
【００２８】
フェールセーフ部３１は、異常信号が入力されると、電子スロットル１３を予め設定された退避状態に保持させるために、フェールセーフ信号を生成し、出力する。本実施形態では、フェールセーフ信号としてＬレベルの信号を出力する。詳しくは、モータ１５、ひいてはスロットルバルブ１４を退避状態に保持させるために、ＥＴＣドライバ２２に対してフェールセーフ信号を出力する。フェールセーフ信号により、モータ１５への通電が停止され、スロットルバルブ１４は閉位置となる。
【００２９】
フェールセーフ部３１は、カウンタ３１ａと、遅延タイマ３１ｂと、ＮＯＴゲート３１ｃと、を有している。カウンタ３１ａが特許請求の範囲に記載の計数手段に相当し、遅延タイマ３１ｂが遅延手段に相当する。カウンタ３１ａは、異常信号の入力をトリガとし、内部クロックにしたがってダウンカウントする。そして、カウント値がゼロになると、Ｈレベルの信号を出力する。また、異常検出部３０から正常信号が入力されると、カウント値がクリアされる。カウンタ３１ａが出力するＨレベルの信号が、特許請求の範囲に記載の退避指示信号に相当する。
【００３０】
遅延タイマ３１ｂは、出力信号を入力信号よりも所定時間遅らせる回路である。遅延タイマ３１ｂによる遅延時間は、予め図示しないレジスタなどに記憶されている。遅延タイマ３１ｂの出力は、ＮＯＴゲート３１ｃにより反転される。したがって、フェールセーフ部３１は、カウンタ３１ａがＨレベルの信号を出力してから遅延時間経過すると、Ｌレベルの信号をフェールセーフ信号として出力する。
【００３１】
リセット部３２は、異常信号が入力されると、マイコン２０をリセットするためのリセット信号を生成し、マイコン２０に出力する。本実施形態では、リセット信号としてＬレベルの信号を一定時間出力する。
【００３２】
リセット部３２は、カウンタ３２ａと、パルス生成回路３２ｂと、ＯＲゲート３２ｃと、ＮＯＴゲート３２ｄと、を有している。カウンタ３２ａも、カウンタ３１ａ同様、異常信号の入力をトリガとし、内部クロックにしたがってダウンカウントする。そして、カウント値がゼロになると、Ｈレベルの信号を所定時間出力する。また、マイコン２０がリセット信号の出力が終了すると、カウント値がクリアされる。
【００３３】
パルス生成回路３２ｂは、フェールセーフ部３１のカウンタ３１ａからＨレベルの信号が入力されると、その立ち上がりエッジをトリガとして、１パルス（矩形波）を生成し、出力する。すなわち、カウンタ３１ａから入力されるＨレベルの信号をトリガとして、所定時間、Ｈレベルの信号を出力する。このパルス生成回路３２ｂは、１ショットパルス回路とも呼ばれる。
【００３４】
ＯＲゲート３２ｃには、カウンタ３２ａの出力と、パルス生成回路３２ｂの出力が入力される。カウンタ３２ａ及びパルス生成回路３２ｂの少なくとも一方から、Ｈレベルの信号が入力されると、ＯＲゲート３２ｃは、Ｈレベルの信号を出力する。ＯＲゲート３２ｃの出力は、ＮＯＴゲート３２ｄにより反転される。したがって、リセット部３２は、カウンタ３２ａがＨレベルの信号を出力すると、Ｌレベルの信号をリセット信号として出力する。また、リセット部３２は、フェールセーフ部３１のカウンタ３１ａがＨレベルの信号を出力すると、それにともなって、リセット信号を出力する。
【００３５】
次に、図３〜図５に基づき、ＥＴＣドライバ２２の構成及びその駆動の一例について説明する。
【００３６】
図３に示すように、ＥＴＣドライバ２２には、電子スロットル１３のモータ１５を駆動するために、４つのスイッチ４０〜４３からなるＨブリッジが構成されている。スイッチ４０〜４３としては、例えばＭＯＳＦＥＴを採用することができる。一方のハーフブリッジを構成するスイッチ４０，４１は、スイッチ４０を電源（ハイサイド）側、スイッチ４１をグランド（ローサイド）側として直列接続されている。そして、これらスイッチ４０，４１の接続点が、モータ１５の端子に接続されている。他方のハーフブリッジを構成するスイッチ４２，４３は、スイッチ４２を電源側、スイッチ４３をグランド側として直列接続されている。そして、これらスイッチ４２，４３の接続点が、モータ１５の端子に接続されている。
【００３７】
図４に示すように、マイコン２０は、第１通信線４４及び第２通信線４５を介して、ＥＴＣドライバ２２と通信可能に接続されている。マイコン２０から、第１通信線４４を介して制御信号１が送信され、第２通信線４５を介して、制御信号２が送信される。制御信号１は、ＥＴＣドライバ２２の第１入力端子に入力され、制御信号２は、ＥＴＣドライバ２２の第２入力端子に入力される。図４及び図５では、便宜上、第１入力端子を入力１、第２入力端子を入力２と示している。
【００３８】
また、監視ＩＣ２１は、第３通信線４６を介して、ＥＴＣドライバ２２と通信可能に接続されている。監視ＩＣ２１から、第３通信線４６を介して、ＥＴＣドライバ２２にフェールセーフ信号が送信される。フェールセーフ信号は、ＥＴＣドライバ２２の停止端子に入力される。図４及び図５では、便宜上、停止端子を停止と示している。また、ＥＴＣドライバは、第１出力端子及び第２出力端子を有しており、図４及び図５では、便宜上、出力１及び出力２と示している。
【００３９】
図５に示すように、ＥＴＣドライバ２２の停止端子に、フェールセーフ信号（Ｌレベルの信号）が入力されると、すべてのスイッチ４０〜４３がオープン（開）とされる。したがって、各入力端子に入力される信号のレベルによらず、各出力端子から出力される信号はハイインピーダンス状態になる。このため、電子スロットル１３の制御は、制御停止となる。このように、停止端子にＬレベルの信号が入力されると、ＥＴＣドライバ２２は、制御停止モードを設定する。図５のＸは、Ｈレベル及びＬレベルのいずれでもよいことを示している。また、Ｈｉ−Ｚは、ハイインピーダンス状態を示している。
【００４０】
一方、ＥＴＣドライバ２２の停止端子に、Ｈレベルの信号が入力される場合には、制御信号１，２に応じて以下の通り制御される。
【００４１】
第１入力端子に第１制御信号としてＬレベルの信号が入力され、第２入力端子に第２制御信号としてＬレベルの信号が入力されると、ＥＴＣドライバ２２は、第１出力端子及び第２出力端子からＬレベルの信号を出力する。第１出力端子の出力がＬレベルの場合、スイッチ４０，４１のうち、ハイサイド側のスイッチ４０がオフ、ローサイド側のスイッチ４１がオンになる。同じく、第２出力端子の出力がＬレベルの場合、図３に示したスイッチ４２，４３のうち、ハイサイド側のスイッチ４２がオフ、ローサイド側のスイッチ４３がオンになる。
【００４２】
ともにローサイド側のスイッチ４１，４３がオンになると、モータ１５に蓄積されたエネルギーをグランドに逃がすことができるため、モータ１５が減速する。すなわち、負荷の駆動が抑制される。このように、停止端子にＨレベルの信号が入力され、各入力端子にＬレベルの信号が入力されると、電子スロットルの制御がブレーキモードになる。本実施形態では、図４に示すように、第１通信線４４及び第２通信線４５が接地されている。したがって、リセット信号により、マイコン２０がリセット状態になると、マイコン２０は、第１制御信号及び第２制御信号としてＬレベルの信号を出力し、これにより、ＥＴＣドライバ２２は、ブレーキモードを設定する。このように、ＥＴＣドライバ２２の出力端子からともにＬレベルの信号を出力すると、負荷の駆動を抑制することができる。
【００４３】
第１入力端子にＨレベルの信号が入力され、第２入力端子にＬレベルの信号が入力されると、ＥＴＣドライバ２２は、第１出力端子からＨレベルの信号を出力し、第２出力端子からＬレベルの信号を出力する。第１出力端子の出力がＨレベルの場合、ハイサイド側のスイッチ４０がオン、ローサイド側のスイッチ４１がオフになる。第２出力端子の出力がＬレベルの場合、ハイサイド側のスイッチ４２がオフ、ローサイド側のスイッチ４３がオンになる。
【００４４】
したがって、モータ１５に対して、スイッチ４０，４３の通電経路が形成される。本実施形態では、この場合に、スロットルバルブ１４が開き側に回転するように、モータ１５が駆動する。このように、停止端子及び第１入力端子にＨレベル、第２入力端子にＬレベルの信号が入力されると、ＥＴＣドライバ２２は、開き側駆動モードを設定する。
【００４５】
一方、第１入力端子にＬレベルの信号が入力され、第２入力端子にＨレベルの信号が入力されると、ＥＴＣドライバ２２は、第１出力端子からＬレベルの信号を出力し、第２出力端子からＨレベルの信号を出力する。第１出力端子の出力がＬレベルの場合、ハイサイド側のスイッチ４０がオフ、ローサイド側のスイッチ４１がオンになる。第２出力端子の出力がＨレベルの場合、ハイサイド側のスイッチ４２がオン、ローサイド側のスイッチ４３がオフになる。したがって、モータ１５に対して、スイッチ４１，４２の通電経路が形成される。本実施形態では、この場合に、スロットルバルブ１４が閉じ側に回転するように、モータ１５が駆動する。このように、停止端子及び第２入力端子にＨレベル、第１入力端子にＬレベルの信号が入力されると、ＥＴＣドライバ２２は、閉じ側駆動モードを設定する。マイコン２０による通常時の制御では、上記した開き側駆動モード、閉じ側駆動モードのいずれかが設定される。
【００４６】
なお、第１入力端子及び第２入力端子にＨレベルの信号が入力されると、ＥＴＣドライバ２２は、第１出力端子及び第２出力端子からＨレベルの信号を出力する。第１出力端子の出力がＨレベルの場合、ハイサイド側のスイッチ４０がオン、ローサイド側のスイッチ４１がオフになる。また、第２出力端子の出力がＨレベルの場合、ハイサイド側のスイッチ４２がオン、ローサイド側のスイッチ４３がオフになる。ともにハイサイド側のスイッチ４０，４２がオンになると、モータ１５に蓄積されたエネルギーを電源に逃がすことができるため、モータ１５が減速する。すなわち、負荷の駆動が抑制される。このように、停止端子にＨレベルの信号が入力され、各入力端子にＨレベルの信号が入力される場合にも、ＥＴＣドライバ２２はブレーキモードを設定する。このブレーキモードは、本実施形態の構成では適用されず、第１通信線４４及び第２通信線４５が電源に接続される構成において用いられる。
【００４７】
次に、図６〜９に基づき、マイコン２０に恒久的な異常が生じたときの動作について説明する。図６，８，９では、便宜上、ブレーキモードが設定される期間（すなわち、リセット期間）と、フェールセーフ信号による制御停止期間とに、ハッチングを施している。
【００４８】
図６は、第１比較例についてのタイミングチャートを示し、図８は第２比較例についてのタイミングチャートを示している。第１比較例は、上記した特許文献１同様、リセット部を有さない構成となっている。図示を省略するが、本実施形態の監視ＩＣ２１のうち、異常検出部３０とフェールセーフ部３１を備え、フェールセーフ部３１がカウンタ３１ａ及びＮＯＴゲート３１ｃのみを有する構成となっている。第２比較例は、リセット部を有しているものの、異常信号のみに基づいてリセット部がリセット信号を出力する構成となっている。図示を省略するが、本実施形態の監視ＩＣ２１のうち、異常検出部３０、フェールセーフ部３１、及びリセット部３２を備え、フェールセーフ部３１がカウンタ３１ａ及びＮＯＴゲート３１ｃのみを有し、リセット部３２がカウンタ３２ａ及びＮＯＴゲート３２ｄのみを有する構成となっている。
【００４９】
図６に示す第１比較例の場合、異常検出部がマイコンの異常を検出すると、異常信号を出力する。この異常信号をトリガとして、フェールセーフ部のカウンタが異常確定閾値からダウンカウントし、カウント値がゼロになるとＨレベルの信号を出力する。このＨレベルの信号がＮＯＴゲートにて反転され、Ｌレベルの信号がフェールセーフ信号として出力される。第１比較例の構成では、マイコン２０に恒久的な異常が生じたときに、ＥＴＣドライバ２２が、通常駆動モード、すなわち上記した開き側駆動モード又は閉じ側駆動モードから、制御停止モードに切り替える。
【００５０】
マイコン２０は、通常制御時において、スロットルバルブ１４が限界開度まで動作しないように、ＥＴＣドライバ２２に対して制御信号を出力する。しかしながら、第１比較例のように、通常駆動モードから制御停止モードに切り替えた場合、モータ、ひいてはスロットルバルブが惰性で動作する。このため、図７に示すように、惰性で動作したスロットルバルブが限界開度まで動作し、ストッパに突き当たる虞がある。特に、制御停止前の速度が速いと、突き当りの衝撃が大きくなる。このため、負荷に不具合が生じる虞がある。
【００５１】
図８に示す第２比較例の場合も同様である。第１比較例と異なる点は、制御停止となる前に、一度リセット処理を実施する点である。異常検出部から出力される異常信号をトリガとして、リセット部のカウンタはリセット閾値からダウンカウントし、カウント値がゼロになると、Ｈレベルの信号を出力する。この信号がＮＯＴゲートにて反転され、Ｌレベルの信号がリセット信号として出力される。フェールセーフ処理は、マイコンの恒久異常に対する処理であり、リセット処理は、マイコンの一時的な異常に対する処理である。したがって、同じ異常信号をトリガとしても、フェールセーフ信号の生成に要する時間より、リセット信号の生成に要する時間のほうが短い。すなわち、異常確定閾値のほうがリセット閾値よりも大きい値が設定されている。したがって、第２比較例の構成では、マイコン２０に恒久的な異常が生じたときに、ＥＴＣドライバ２２が、通常駆動モード→ブレーキモード→通常駆動モード→制御停止モードの順に切り替える。第１比較例同様、通常駆動モードから制御停止モードに切り替えるため、モータ、ひいてはスロットルバルブが惰性で動作し、ストッパに突き当たる虞がある。
【００５２】
図９は、本実施形態のタイミングチャートを示している。
【００５３】
上記したように、監視ＩＣ２１の異常検出部３０は、マイコン２０から入力された監視データが、正常であるか否かを判定する。マイコン２０が正常であると判定すると、正常信号としてＬレベルの信号を出力する。このため、フェールセーフ部３１のカウンタ３１ａがカウントを開始せず、カウンタ３１ａからＬレベルの信号が出力される。フェールセーフ部３１からＨレベルの信号が出力されるため、フェールセーフ信号の出力が停止される。
【００５４】
また、リセット部３２のカウンタ３２ａもカウントを開始せず、カウンタ３２ａからＬレベルの信号が出力される。カウンタ３１ａの出力もＬレベルであるから、パルス生成回路３２ｂはパルスを生成せず、ＯＲゲート３２ｃには、ともにＬレベルの信号が入力される。リセット部３２からＨレベルの信号が出力されるため、リセット信号の出力が停止される。
【００５５】
このように、マイコン２０が正常と判定された状態では、ＥＴＣドライバ２２に、フェールセーフ部３１からＨレベルの信号が入力される。また、マイコン２０には、リセット部３２からリセット信号が入力されない。したがって、マイコン２０は、上記した通常駆動モード、すなわち開き側駆動モード又は閉じ側駆動モードを設定するように、ＥＴＣドライバ２２に制御信号を出力する。ＥＴＣドライバ２２は、マイコン２０からの制御信号にしたがってスロットル駆動信号を出力し、モータ１５への通電を行う。このとき、車両は、通常制御状態となる。
【００５６】
異常検出部３０がマイコン２０の異常を検出し、異常信号（Ｈレベルの信号）を出力すると、フェールセーフ部３１のカウンタ３１ａがカウントを開始し、内部クロックにしたがって異常確定閾値からダウンカウントする。そして、カウント値がゼロになると、フェールセーフ部３１からＨレベルの信号（退避指示信号）が出力される。
【００５７】
また、異常信号をトリガとして、リセット部３２のカウンタ３２ａもカウントを開始し、内部クロックにしたがってリセット閾値からダウンカウントする。そして、カウント値がゼロになると、Ｈレベルの信号を出力する。
【００５８】
上記した理由により、異常確定閾値のほうが、リセット閾値よりも大きい値が設定されている。したがって、異常信号の出力後、カウンタ３２ａの値が、カウンタ３１ａの値よりも先にゼロになる。ＯＲゲート３２ｃに対し、カウンタ３２ａからＨレベルの信号が入力されると、ＮＯＴゲート３２ｄにて反転されて、リセット部３２からＬレベルの信号が出力される。すなわち、リセット信号が出力される。りセット信号は所定時間出力され、これにより、マイコン２０がリセットされる。リセット状態では、上記したように、マイコン２０から第１制御信号及び第２制御信号としてＬレベルの信号が出力されるため、ＥＴＣドライバ２２がブレーキモードを設定する。これにより、モータ１５に蓄積されたエネルギーがグランドへ逃がすことができ、モータ１５、ひいてはスロットルバルブ１４の回転が減速する。
【００５９】
リセット信号の出力が終了すると、カウンタ３２ａのカウント値がクリアされ、リセット閾値に戻る。マイコン２０には恒久的な異常が生じているため、リセット後も、マイコン状態は異常を示す。したがって、異常検出部３０が異常信号を出力する。これにより、カウンタ３２ａは、再度ダウンカウントを開始する。異常検出部３０から正常信号が出力されないため、フェールセーフ部３１のカウンタ３１ａは、ダウンカウントを継続する。一例として、本実施形態では、カウンタ３２ａの２回目のダウンカウントの途中に、カウンタ３１ａの値がゼロになる。
【００６０】
すると、カウンタ３１ａは、Ｈレベルの信号を出力する。しかしながら、遅延タイマ３１ｂがあるため、カウンタ３１ａの値がゼロになってから、所定の遅延時間経過後に、遅延タイマ３１ｂの出力がＨレベルになる。一方、カウンタ３１ａから出力されるＨレベルの信号をトリガとして、パルス生成回路３２ｂは、１パルスを出力する。カウンタ３２ａのカウント値がゼロに達していなくとも、パルス生成回路３２ｂからパルスが入力されることで、ＯＲゲート３２ｃは、パルスの入力期間だけ、Ｈレベルの信号を出力する。これにより、リセット部３２からリセット信号が出力される。したがって、ＥＴＣドライバ２２がブレーキモードを設定する。
【００６１】
パルスが入力されてＯＲゲート３２ｃがＨレベルを出力する時間、すなわちリセット信号を出力する時間は、パルス幅により決定される。本実施形態では、一例として、カウンタ３２ａの値がゼロになって出力されるリセット信号の出力時間と、パルスにより出力されるリセット信号の出力時間とがほぼ等しくなるように、パルス幅が設定されている。また、リセット信号の出力時間と、遅延時間とがほぼ等しい時間となるように、パルス幅と遅延時間が設定されている。したがって、リセットの終了とともに、フェールセーフ部３１からフェールセーフ信号が出力される。すなわち、ブレーキモードから制御停止モードに切り替わる。
【００６２】
次に、本実施形態に係る電子制御装置１０の効果について説明する。
【００６３】
本実施形態によれば、フェールセーフ信号を出力する前に、フェールセーフ部３１のカウンタ３１ａが出力するＨレベルの信号（退避指示信号）に応じて、リセット部３２がリセット信号を出力することができる。したがって、電子スロットル１３を退避状態に保持させる前に、電子スロットル１３の駆動を抑制することができる。詳しくは、電子スロットル１３の制御を停止する前に、モータ１５、ひいてはスロットルバルブ１４の回転の速度を低減することができる。したがって、スロットルバルブ１４が惰性で限界開度位置のストッパに突き当たり、電子スロットル１３に不具合が生じるのを抑制することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、フェールセーフ信号によって電子スロットル１３が制御停止となる直前に、ブレーキモードが設定される例を示した。すなわち、ブレーキモードから制御停止モードに切り替わる例を示した。しかしながら、カウンタ３１ａが出力するＨレベルの信号をトリガとしてリセット部３２がリセット信号を所定時間出力し、ブレーキモードが設定されることが特徴点である。このため、ブレーキモードの設定タイミングは上記例に限定されない。例えば、ブレーキモード→通常駆動モード→制御停止モードの順に設定されてもよい。
【００６５】
リセット信号の出力時間と、遅延時間とがほぼ等しい時間となるようにパルス幅と遅延時間が設定される例を示したが、これに限定されるものではない。リセット信号の出力時間＜遅延時間とすれば、上記したように、ブレーキモード→通常駆動モード→制御停止モードの順に設定されることなる。リセット信号の出力時間＞遅延時間とすると、リセットの終了前にフェールセーフ信号が出力されるため、自動的に制御停止モードに切り替わる。
【００６６】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した電子制御装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００６７】
第１実施形態では、パルス生成回路３２ｂを設けることで、カウンタ３１ａからＨレベルの信号が出力されたときに、所定時間だけ一時的にリセット信号を出力する例を示した。これに対し、本実施形態では、図１０に示すように、リセット部３２が、パルス生成回路３２ｂに代えて、ＡＮＤゲート３２ｅを有している。それ以外の構成は、第１実施形態（図２参照）と同じである。
【００６８】
ＡＮＤゲート３２ｅには、カウンタ３１ａの出力が入力される。また、ＮＯＴゲート３１ｃの出力も入力される。マイコン２０の異常が検出され、これにともなってカウンタ３１ａの出力がＨレベルになると、ＮＯＴゲート３１ｃの出力は、所定時間遅れてＬレベルになる。すなわち、遅延時間が経過するまでは、ＮＯＴゲート３１ｃからもＨレベルの信号が出力される。
【００６９】
ＡＮＤゲート３２ｅは、カウンタ３１ａの出力及びＮＯＴゲート３１ｃの出力が、ともにＨレベルの場合にのみ、Ｈレベルの信号を出力する。すなわち、遅延時間が経過するまでの間、ＡＮＤゲート３２ｅは、Ｈレベルの信号を出力する。ＯＲゲート３２ｃにＨレベルの信号が入力されるため、リセット部３２はリセット信号（Ｌレベルの信号）を出力する。
【００７０】
一方、遅延時間が経過すると、上記したように、ＮＯＴゲート３１ｃの出力がＬレベルになり、ＡＮＤゲート３２ｅが、Ｌレベルの信号を出力する。ＯＲゲート３２ｃにＬレベルの信号が入力されるため、リセット部３２はリセット信号を出力しない。すなわち、リセット信号の出力が停止される。
【００７１】
このように、本実施形態によれば、カウンタ３１ａがＨレベルの信号が出力し、ＮＯＴゲート３１ｃがＬレベルの信号を出力するまでの間、リセット信号を出力することができる。また、ＮＯＴゲート３１ｃからＬレベルの信号が出力されると、リセット信号の出力を停止することができる。このように、フェールセーフ部３１の出力に基づいて、リセット信号の出力時間を自動で決定することができる。
【００７２】
また、ＮＯＴゲート３１ｃから出力されるＬレベルの信号は、フェールセーフ信号であるので、制御停止の直前にブレーキモードを自動で設定することができる。
【００７３】
（第３実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した電子制御装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７４】
第１実施形態では、遅延タイマ３１ｂが設定する遅延時間と、パルス生成回路３２ｂが生成するパルスの幅が予め設定される例を示した。これに対し、本実施形態では、遅延時間とパルスの幅が、任意の値に設定可能となっている点を特徴とする。
【００７５】
図１１に示すように、フェールセーフ部３１がレジスタ３１ｄを有している。レジスタ３１ｄには、遅延タイマ３１ｂによる遅延時間を設定するための値が記憶されている。レジスタ３１ｄの値は、マイコン２０からの信号によって、書き換えることができる。
【００７６】
同様に、リセット部３２がレジスタ３２ｆを有している。パルス生成回路３２ｂ及びレジスタ３２ｆが、特許請求の範囲に記載の設定手段に相当する。レジスタ３２ｆには、パルス生成回路３２ｂにて生成されるパルスの幅を設定するための値が記憶されている。換言すれば、リセット信号を出力する時間が記憶されている。レジスタ３２ｆの値は、マイコン２０からの信号によって、書き換えることができる。
【００７７】
本実施形態では、カウンタ３２ａの出力がＨレベルとなってリセット信号が出力される時間よりも、カウンタ３１ａの出力がＨレベルとなってリセット信号が出力される時間の方が長くなるように、レジスタ３２ｆの値が設定されている。また、レジスタ３１ｄの値として、遅延時間とが、退避指示信号に基づくリセット信号の出力時間とほぼ等しくなるような値が設定されている。
【００７８】
図１２は、本実施形態の電子制御装置１０において、マイコン２０に恒久的な異常が生じたときの動作を示すタイミングチャートである。基本的には、第１実施形態（図９）と同じであり、異なる点は、カウンタ３１ａの出力がＨレベルとなってリセット信号が出力される時間が、第１実施形態よりも長くなっている点である。これによれば、ブレーキモードを長めに設定し、スロットルバルブ１４の減速の効果を高めることができる。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００８０】
電子制御装置１０が備える監視部は、監視ＩＣ２１に限定されない。たとえば、マイコン２０とは別に設けられた監視マイコンを採用することもできる。
【００８１】
マイコン２０によって駆動が制御される負荷は、電子スロットル１３に限定されない。フェールセーフ信号によって負荷の制御が停止状態になると、惰性によって負荷が動作し、それによりダメージを受ける虞のある負荷であれば適用対象となる。
【００８２】
電子制御装置１０としては、エンジンＥＣＵに限定されない。エンジンＥＣＵ以外の車載ＥＣＵを採用することもできる。また、車載にも限定されない。
【００８３】
カウンタ３１ａ，３２ａとして、ダウンカウンタの例を示したが、アップカウンタを採用することもできる。
【００８４】
Ｌレベルの信号をフェールセーフ信号とする例を示したが、これに限定されない。また、Ｌレベルの信号をリセット信号とする例を示したが、これに限定されない。Ｈレベルの信号をフェールセーフ信号として出力する場合、ＮＯＴゲート３１ｃは不要である。同じく、Ｈレベルの信号をリセット信号として出力する場合には、ＮＯＴゲート３２ｄは不要である。
【００８５】
フェールセーフ部３１からの出力に基づいて、リセット信号の出力を停止する構成については、第２実施形態に示した構成に限定されるものではない。例えば、フェールセーフ部３１が、異常信号をトリガとして所定時間のみＨレベルの信号を出力するカウンタと、カウンタからＨレベルの信号が出力されると、異常検出部３０から正常信号が出力されるまでＨレベルの信号を保持して出力するデータ保持部と、遅延タイマと、を有する構成としてもよい。データ保持部は、例えばフリップフロップを用いて構成される。データ保持部は、トリガとして正常信号が入力されると、Ｌレベルの信号を出力する。これによれば、カウンタの出力をリセット部３２のＯＲゲート３２ｃに入力させることで、フェールセーフ信号の出力前に、リセット信号を所定時間出力することができる。また、リセット信号の出力開始から、遅延タイマの遅延時間分遅れて、フェールセーフ信号が出力される。
【００８６】
リセット部３２がパルス生成回路３２ｂを有する例を示したが、フェールセーフ部３１がパルス生成回路を有しても良い。フェールセーフ部３１が、パルス生成回路を有する場合、パルス幅が記憶されるレジスタについても、フェールセーフ部３１に形成されることとなる。
【００８７】
リセット部３２がＡＮＤゲート３２ｅを有する例を示したが、フェールセーフ部３１がＡＮＤゲートを有してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…電子制御装置、１１…インジェクタ、１２…点火プラグ、１３…電子スロットル、１４…スロットルバルブ、１５…モータ、２０…マイコン、２１…監視ＩＣ、２２…ＥＴＣドライバ、３０…異常検出部、３１…フェールセーフ部、３１ａ…カウンタ、３１ｂ…遅延タイマ、３１ｃ…ＮＯＴゲート、３１ｄ…レジスタ、３２…リセット部、３２ａ…カウンタ、３２ｂ…パルス生成回路、３２ｃ…ＯＲゲート、３２ｄ…ＮＯＴゲート、３２ｅ…ＡＮＤゲート、３２ｆ…レジスタ、４０〜４３…スイッチ、４４…第１通信線、４５…第２通信線、４６…第３通信線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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