(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における電子スロットル制御の異常発生時にエンジントルク調整のためのフェイルセーフ処理を実施するメインＣＰＵと、該メインＣＰＵの動作を監視するサブＣＰＵとを備える車両用電子制御装置において、
前記サブＣＰＵは、メインＣＰＵによるフェイルセーフ処理が正常に実施されているかどうかを判定する手段と、フェイルセーフ異常が判定された時にエンジントルクをモニタし、該エンジントルクが所定レベル以上の場合のみメインＣＰＵに対してリセットをかける手段とを備えたことを特徴とする車両用電子制御装置。
【請求項２】
メインＣＰＵは、エンジン制御機能並びに電子スロットル制御機能に加え、前記フェイルセーフ処理機能を備えるものである請求項１記載の車両用電子制御装置。
【請求項３】
サブＣＰＵは、フェイルセーフ異常時のエンジン回転数に基づきエンジントルクが所定レベル以上かどうかを判定する請求項１又は２記載の車両用電子制御装置。
【請求項４】
サブＣＰＵは、メインＣＰＵにおいてリセットから復帰後もフェイルセーフ異常の状態が継続する場合、以後メインＣＰＵをリセット状態で保持する請求項１乃至３の何れかに記載の車両用電子制御装置。
【請求項５】
サブＣＰＵは、メインＣＰＵより所定周期で反転するウオッチドッグパルスを入力し、その周期性が崩れるとその都度のエンジントルクに依存せず直ちにメインＣＰＵにリセットをかける請求項１乃至４の何れかに記載の車両用電子制御装置。
【請求項６】
サブＣＰＵはウオッチドッグパルス異常によるリセット回数（Ｃ１）とフェイルセーフ異常によるリセット回数（Ｃ２）とを各々計数してこれらリセット回数（Ｃ１，Ｃ２）が所定値に達すると、以後メインＣＰＵをリセット状態で保持する構成であって、リセット回数（Ｃ１）を比較判定する所定値１を、リセット回数（Ｃ２）を比較判定する所定値２よりも小さくした請求項５記載の車両用電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子スロットル制御の異常発生時にエンジントルク調整のための所定のフェイルセーフ処理を実施する車両用電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車載エンジンの制御を司る車両用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）として、メイン及びサブの２つのＣＰＵを持つ構成が知られている。図６にその構成を示す。図６に示すエンジンＥＣＵ３０において、メインＣＰＵ３１は噴射制御及び点火制御を実施し、サブＣＰＵ３２は電子スロットル制御を実施する。これら各ＣＰＵ３１，３２はＤＭＡ通信等を通じて相互のデータを共有し協調制御を行っている。メインＣＰＵ３１は、サブＣＰＵ３２から出力されるウオッチドッグパルス（ＷＤパルス）をモニタし、ＷＤパルスの周期性に基づいてサブＣＰＵ３２の異常を検出する。サブＣＰＵ３２の異常時には、メインＣＰＵ３１がサブＣＰＵ３２にリセットをかける。ＷＤ回路３３は、メインＣＰＵ３１から出力されるＷＤパルスに基づいてメインＣＰＵ３１の異常を検出し、メインＣＰＵ３１の異常時に当該メインＣＰＵ３１にリセットをかける。
【０００３】
また、メインＣＰＵ３１は、電子スロットル制御の異常を検出し、スロットル制御異常時には、電子スロットル制御の禁止、すなわちスロットル制御モータへの通電停止を行い、スロットル弁を所定の開度に固定する。またこれに加え、電子スロットル制御に対する所定のフェイルセーフ処理を実施する。フェイルセーフ処理として具体的には、車両の退避走行（リンプホーム）を実現すべく、一部の気筒の燃料噴射を休止させる減筒制御や点火時期を遅角させる点火遅角制御等を実施する。
【０００４】
前述のようなフェイルセーフ処理の実施に際し、サブＣＰＵ３２は、減筒制御や点火遅角制御が正しく実施されているかどうかを監視する。そして、フェイルセーフ処理の異常時にはメインＣＰＵ３１に強制的にリセットをかけてフェイルセーフ処理を一旦中止し、これによりエンジントルクを低減させるようにしている。しかしながら、メインＣＰＵ３１にリセットをかけるとエンジンストールに至る可能性があり、スロットル制御が異常な状態でエンジンストールするとエンジン再始動できなくなることが考えられる。この場合、以後のフェイルセーフ処理が実施できず、所望の退避走行が行えないという問題が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、電子スロットル制御の異常発生時において、フェイルセーフ処理並びにそれによる車両の退避走行を適正に実施することができる車両用電子制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、メインＣＰＵは、車両における電子スロットル制御の異常発生時にエンジントルク調整のためのフェイルセーフ処理を実施する。サブＣＰＵは、メインＣＰＵの動作を監視する。また特に、サブＣＰＵは、メインＣＰＵによるフェイルセーフ処理が正常に実施されているかどうかを判定する。更に、フェイルセーフ異常が判定された時にエンジントルクをモニタし、該エンジントルクが所定レベル以上の場合のみメインＣＰＵに対してリセットをかける。本発明によれば、エンジントルクが所定レベル以上であることを条件にメインＣＰＵのリセットが許可されるため、メインＣＰＵのリセットに伴いエンジンストールが生じ、ひいてはエンジン再始動が不可能になるという不都合が回避できる。またこのとき、エンジントルクが大きい場合にはフェイルセーフ処理により確実にトルク低減できる。その結果、電子スロットル制御の異常発生時において、フェイルセーフ処理並びにそれによる車両の退避走行を適正に実施することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、メインＣＰＵは、エンジン制御機能並びに電子スロットル制御機能に加え、前記フェイルセーフ処理機能を備える。この場合、コストダウンを図るべく制御機能を集約化した車両用電子制御装置において、フェイルセーフ処理並びにそれによる車両の退避走行を適正に実施することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、サブＣＰＵは、フェイルセーフ異常時のエンジン回転数に基づきエンジントルクが所定レベル以上かどうかを判定する。この場合、エンジン回転数は元々の車両制御で演算されており、そのエンジン回転数を流用してトルク監視を行うことにより各ＣＰＵの演算負荷が軽減できる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、サブＣＰＵは、メインＣＰＵにおいてリセットから復帰後もフェイルセーフ異常の状態が継続する場合、以後メインＣＰＵをリセット状態で保持する。つまり、継続的にフェイルセーフ異常が発生する場合、メインＣＰＵのリセットを解除せず、車両用電子制御装置をシステムダウンさせる。これにより、不確かな状態でのフェイルセーフ処理が禁じられる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、サブＣＰＵは、メインＣＰＵより所定周期で反転するウオッチドッグパルスを入力し、その周期性が崩れるとその都度のエンジントルクに依存せず直ちにメインＣＰＵにリセットをかける。つまり、メインＣＰＵから出力されるウオッチドッグパルスが異常の場合、フェイルセーフ処理が正しく行われない可能性が高いため、ウオッチドッグパルス異常の検出に伴い直ちにメインＣＰＵがリセットされる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、サブＣＰＵは、ウオッチドッグパルス異常によるリセット回数（Ｃ１）とフェイルセーフ異常によるリセット回数（Ｃ２）とを各々計数してこれらリセット回数（Ｃ１，Ｃ２）が所定値に達すると、以後メインＣＰＵをリセット状態で保持する。そしてこの構成において、リセット回数（Ｃ１）を比較判定する所定値１を、リセット回数（Ｃ２）を比較判定する所定値２よりも小さくした。すなわち、所定値１＜所定値２とした。この場合、フェイルセーフ異常よりもウオッチドッグパルス異常が優先され、メインＣＰＵがリセット状態で保持される（システムダウンされる）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態では、車両用電子制御装置としてのエンジンＥＣＵに本発明を具体化しており、図１にはエンジンＥＣＵの構成を示す。
【００１３】
図１において、エンジンＥＣＵ１０は、エンジンの噴射制御、点火制御及び電子スロットル制御を実施するための制御ＣＰＵ（メインＣＰＵ）１１と、この制御ＣＰＵ１１の動作を監視する監視ＣＰＵ（サブＣＰＵ）１２とを備える。これら各ＣＰＵ１１，１２はＤＭＡ通信等を通じて相互のデータを共有し協調制御を行っている。制御ＣＰＵ１１は、回転センサ２１、アクセルセンサ２２等の各種センサ信号等に基づいてエンジンの噴射制御、点火制御、電子スロットル制御等の演算を行い、インジェクタ２３、イグナイタ２４、スロットル制御モータ２５等の各種アクチュエータを駆動する。この場合、制御ＣＰＵ１１は、エンジン気筒毎に噴射信号＃１〜＃４を出力すると共に点火信号ＩＧＴ１〜ＩＧＴ４を出力する。
【００１４】
また、制御ＣＰＵ１１は、監視ＣＰＵ１２に対して所定周期で反転するＷＤパルスを出力し、監視ＣＰＵ１２は、制御ＣＰＵ１１からのＷＤパルスが所定時間以上反転しなかった場合に制御ＣＰＵ１１へリセット信号を出力する。
【００１５】
更に、監視ＣＰＵ１２は、制御ＣＰＵ１１からの受信した通信データに基づいて電子スロットル制御が正しく実施されているかどうかを監視する。そして、電子スロットル制御の異常を検出すると、その旨をＤＭＡ通信を介して制御ＣＰＵ１１に通知する。制御ＣＰＵ１１は、電子スロットル制御の異常時において減筒制御や点火遅角制御等のフェイルセーフ処理を実施し、これによりエンジントルクを低減しつつ車両の退避走行（リンプホーム）を実現する。
【００１６】
監視ＣＰＵ１２は、上記した電子スロットル制御の監視機能に加え、フェイルセーフ処理の監視機能を有する。すなわち、監視ＣＰＵ１２は、制御ＣＰＵ１１でのフェイルセーフ処理が正しく実施されているかどうかを監視する。この場合、監視ＣＰＵ１２には例えば制御ＣＰＵ１１からの噴射信号＃１〜＃４が入力され、監視ＣＰＵ１２はこれら噴射信号＃１〜＃４やその他、回転センサ２１、アクセルセンサ２２の検出信号等に基づいて減筒制御の状態を監視する。そして、監視ＣＰＵ１２は、必要に応じて制御ＣＰＵ１１へリセット信号を出力する。
【００１７】
次に、スロットル制御異常時におけるフェイルセーフ手順と、該フェイルセーフの監視手順について図２〜図５のフローチャートを用いて詳しく説明する。先ずはじめに図２は、スロットル制御異常に対するフェイルセーフ処理を示すフローチャートであり、本処理は制御ＣＰＵ１１により所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）に実施される。
【００１８】
図２において、先ずステップ１００では、スロットル制御が異常であるか否かを判別する。このとき実際には、監視ＣＰＵ１２でスロットル制御の異常監視が実施されており、制御ＣＰＵ１１は、監視ＣＰＵ１２からの受信データに基づきスロットル制御異常の有無を判別する。異常の場合、フェイルセーフ処理として減筒制御を実施する。詳しくは、ステップ１１０では、アクセル開度、エンジン回転数等からその時必要な要求トルクを算出する。続くステップ１２０では、要求トルクに応じて噴射停止気筒を設定し、必要に応じて減筒制御を実施する。なお、単にユーザ意思であるアクセル開度に応じて噴射停止気筒を設定する構成であっても良い。
【００１９】
図３は、フェイルセーフ監視の処理を示すフローチャートであり、本処理は監視ＣＰＵ１２により所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）に実施される。
図３において、先ずステップ２００では、今現在フェイルセーフ処理中であるか否かを判別する。フェイルセーフ処理中であればステップ２１０に進み、フェイルセーフ処理としてトルク調整の制御が正常に実施されているか否かを判別する。詳しくは、ステップ２１０では、アクセル開度、エンジン回転数等からその時必要な要求トルクを算出し、続くステップ２２０では、要求トルクに応じて噴射停止気筒を推定する。このとき、制御ＣＰＵ１１と同様の手法（前記図２のステップ１１０，１２０と同様の手法）で噴射停止気筒が推定される。
【００２０】
その後、ステップ２３０では、噴射停止気筒の有無を判別し、噴射停止気筒が有ればステップ２４０に進む。ステップ２４０では、減筒制御による噴射停止が正常に実施されているか否かを判別する。具体的には、前記ステップ２２０で推定した噴射停止気筒について噴射信号エッジが確認される場合、制御ＣＰＵ１１で噴射停止が正常に実施されていないと判断する。或いは、監視ＣＰＵ１２内部のクランクカウンタを参照し、監視ＣＰＵ１２に入力された噴射信号の噴射開始角度が所定値内に入っていない場合、制御ＣＰＵ１１で噴射停止が正常に実施されていないと判断する。
【００２１】
噴射停止が正常に実施されていない場合ステップ２５０に進み、エンジン回転数が所定値以上であるか否かを判別する。ここで、ステップ２５０の処理は、エンジントルクが所定レベル以上かどうかを判定するものであり、前記所定値は、制御ＣＰＵ１１にリセットがかかってもエンジンストールに至らない程度の回転数であれば良い。本実施の形態では例えば１２００ｒｐｍとする。そして、エンジン回転数が所定値以上であることを条件にステップ２６０に進み、噴射停止異常によるリセット回数を示すリセット回数カウンタＣ２をカウントアップする。続くステップ２７０では、制御ＣＰＵ１１にリセットをかける。
【００２２】
一方、図４は、ＷＤパルスによる制御ＣＰＵ１１の監視処理を示すフローチャートであり、本処理はＷＤパルスの反転周期よりも短い時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）に監視ＣＰＵ１２により実施される。
【００２３】
ステップ３００では、制御ＣＰＵ１１からのＷＤパルスが所定の周期で反転しているか否かを判定し、それにより制御ＣＰＵ１１の制御状態を監視する。ＷＤパルスが異常の場合、制御ＣＰＵ１１が暴走していると判断し、ステップ３１０でＷＤパルス異常によるリセット回数を示すリセット回数カウンタＣ１をカウントアップする。続くステップ３２０では、制御ＣＰＵ１１にリセットをかける。
【００２４】
上記図３，図４の処理によれば、フェイルセーフ異常時或いは制御ＣＰＵ１１の暴走時において、制御ＣＰＵ１１に対して適切にリセットをかけることができる。特に図３の処理によれば、フェイルセーフ処理中（減筒制御中）に噴射停止が正常に行えなくてもＣＰＵリセットによりエンジン回転数の上昇が抑えられ、しかもリセットによるエンジンストールが防止される。
【００２５】
図５は、監視ＣＰＵ１２によるシステムダウン制御の処理を示すフローチャートであり、本処理によれば制御ＣＰＵ１１のリセット復帰後の挙動に応じてエンジンＥＣＵ１０のシステムダウンが行われる。本処理は監視ＣＰＵ１２により所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）に実施される。
【００２６】
図５において、ステップ４００，４１０では、制御ＣＰＵ１１へのリセット回数が所定値以上であるか否かを判別する。すなわち、
（１）ＷＤパルス異常時のリセットの都度カウントアップされるリセット回数カウンタＣ１が所定値１以上であるか、
（２）フェイルセーフ異常時のリセットの都度カウントアップされるリセット回数カウンタＣ２が所定値２以上であるか、
を各々判別する。但しこのとき、所定値１＜所定値２である。
【００２７】
そして、ステップ４００，４１０の何れかがＹＥＳの場合ステップ４２０に進む。ステップ４２０では、制御ＣＰＵ１１のリセット信号をＯＮのまま保持し、制御ＣＰＵ１１に対して継続的にリセットをかける。これにより、制御ＣＰＵ１１による制御が強制的に停止され、エンジンＥＣＵ１０がシステムダウンする。この場合、前述の通り所定値１＜所定値２であるため、フェイルセーフ異常時に比べて制御ＣＰＵ１１の暴走時の方が早くシステムダウンする。
【００２８】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
フェイルセーフ異常が判定された時、エンジントルクが所定レベル以上であることを条件に制御ＣＰＵ１１のリセットが許可されるため、制御ＣＰＵ１１のリセットに伴いエンジンストールが生じ、ひいてはエンジン再始動が不可能になるという不都合が回避できる。またこのとき、エンジントルクが大きい場合にはフェイルセーフ処理により確実にトルク低減できる。その結果、電子スロットル制御の異常発生時において、フェイルセーフ処理並びにそれによる車両の退避走行を適正に実施することができる。特に、コストダウンを図るべく制御機能を集約化したエンジンＥＣＵ１０において、上記の優れた効果を奏することができる。
【００２９】
監視ＣＰＵ１２は、フェイルセーフ異常時のエンジン回転数に基づきエンジントルクが所定レベル以上かどうかを判定するので、エンジントルクをその都度算出する必要が無く、各ＣＰＵ１１，１２の演算負荷が軽減できる。
【００３０】
監視ＣＰＵ１２は、制御ＣＰＵ１１においてリセットから復帰後もフェイルセーフ異常の状態が継続する場合、エンジンＥＣＵ１０をシステムダウンさせるため、不確かな状態でのフェイルセーフ処理が禁じられる。
【００３１】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
上記実施の形態では、フェイルセーフ処理として減筒制御を実施する構成を説明したが、これに代えて（或いはこれに加えて）、フェイルセーフ処理として点火遅角制御を実施する構成であっても良い。この場合、制御ＣＰＵ１１は、各気筒の点火時期を遅角させ、監視ＣＰＵ１２は、点火信号ＩＧＴ１〜ＩＧＴ４に基づいて点火遅角制御の状態を監視する。
【００３２】
上記実施の形態では、制御ＣＰＵ（メインＣＰＵ）１１として、車両におけるエンジン制御機能と電子スロットル制御機能とを有するものを用いたが、この構成を変更する。例えば、エンジン制御機能を有するメインＣＰＵと電子スロットル制御機能を有するサブＣＰＵとを個別に設ける構成であっても良い（図６参照）。この場合、電子スロットル制御の異常発生時においてメインＣＰＵがトルク調整のためのフェイルセーフ処理を実施し、サブＣＰＵがフェイルセーフ監視の処理を実施する。
【００３３】
上記実施の形態では、構成の簡素化を図るべく、フェイルセーフ異常時のエンジン回転数に基づきエンジントルクが所定レベル以上かどうかを判定したが、エンジントルクをその都度算出する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジンＥＣＵの概要を示す構成図。
【図２】制御ＣＰＵによるフェイルセーフ処理を示すフローチャート。
【図３】監視ＣＰＵによるフェイルセーフ監視の処理を示すフローチャート。
【図４】監視ＣＰＵによる制御ＣＰＵ監視の処理を示すフローチャート。
【図５】監視ＣＰＵによるシステムダウン制御の処理を示すフローチャート。
【図６】従来技術におけるエンジンＥＣＵを示す構成図。
【符号の説明】
１０…エンジンＥＣＵ、１１…制御ＣＰＵ、１２…監視ＣＰＵ。
【図１】
0003883849.tif 000002
【図２】
0003883849.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003883849.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003883849.tif 000007