(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を実施すると共に該電子スロットル制御の異常発生時にエンジントルク低減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とは異なるサブＣＰＵとを備える車両用電子制御装置において、
サブＣＰＵは、メインＣＰＵから受信する通信データに基づいて電子スロットル制御が正常に実施されているかどうかを監視し、スロットル制御異常時にその旨をメインＣＰＵに通知するとともに、該通知に応じてメインＣＰＵにより実施され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さらに判定し、フェイルセーフ異常が判定された時にエンジンを強制的にストールさせることを特徴とする車両用電子制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用電子制御装置において、サブＣＰＵは、メインＣＰＵのフェイルセーフ異常時にメインＣＰＵに対して連続してリセットをかける車両用電子制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両用電子制御装置において、メインＣＰＵのリセット時にはそれに連動してサブＣＰＵもリセットされる構成であって、サブＣＰＵは、メインＣＰＵのフェイルセーフ異常時にそれに相応する異常情報をバックアップ用メモリに記憶し、前記異常情報に基づきメインＣＰＵに対してリセットをかける車両用電子制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用電子制御装置において、サブＣＰＵは、エンジン始動に際し前記バックアップ用メモリに記憶した異常情報を消去する車両用電子制御装置。
【請求項５】
請求項３記載の車両用電子制御装置において、電源スイッチのオフ時に各ＣＰＵへの電源遮断を一時的に遅らせる電源遮断ディレイ処理を実施する構成を備え、サブＣＰＵは、前記バックアップ用メモリに記憶した異常情報を電源遮断ディレイ処理にて消去する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、車載エンジンの電子スロットル制御を実施する車両用電子制御装置において、特に電子スロットル制御異常時のフェイルセーフ処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載エンジン等の制御を司る車両用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）として、噴射制御及び点火制御を実施するメインＣＰＵと、電子スロットル制御を実施するサブＣＰＵとを持つ構成が知られている。メインＣＰＵは、サブＣＰＵでの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を禁止して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（いわゆるリンプホーム）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等が実施される。このフェイルセーフ処理によりエンジントルクが低減され、エンジンの異常な吹き上がり（過剰な回転上昇）が抑制されるようになっていた。
【０００３】
ところで近年では、ＣＰＵの高機能・大容量化により、従来２つのＣＰＵで実現してきたエンジン制御（噴射・点火制御）と電子スロットル制御とを１つの制御ＣＰＵで実現し、エンジンＥＣＵのコストダウンを図ることが考えられている。このような１ＣＰＵ構成のエンジンＥＣＵでは、メインＣＰＵの状態（電子スロットル制御の状態）を監視するための監視ＣＰＵが別途設けられる。かかる場合、電子スロットル制御の異常時には同様にフェイルセーフ処理が実施されるが、これら電子スロットル制御、フェイルセーフ処理は何れも同一の制御ＣＰＵで実施されるため、フェイルセーフ処理自体が正しく行われることの保証はない。
【０００４】
その対策として、サブＣＰＵがメインＣＰＵでのフェイルセーフ処理を監視し、フェイルセーフ処理の異常時にはメインＣＰＵに強制的にリセットをかけることが考えられる。しかしこの場合、単にリセットをかけるだけでは、その後のフェイルセーフ処理がどう推移するかが不明であり、エンジンの異常な吹き上がりが生じるおそれがあった。
【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、適切なフェイルセーフ処理を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を実施すると共に該電子スロットル制御の異常発生時にエンジントルク低減のためのフェイルセーフ処理を実施する。特に、サブＣＰＵは、メインＣＰＵから受信する通信データに基づいて電子スロットル制御が正常に実施されているかどうかを監視し、スロットル制御異常時にその旨をメインＣＰＵに通知するとともに、該通知に応じてメインＣＰＵにより実施され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さらに判定し、フェイルセーフ異常が判定された時にエンジンを強制的にストールさせる。本発明によれば、メインＣＰＵのフェイルセーフ異常時においてサブＣＰＵがエンジンを強制的にストールさせるため、エンジンの異常な吹き上がりが防止できる。その結果、車両用電子制御装置として適切なフェイルセーフ処理が実現できる。
【０００７】
特に、メインＣＰＵが電子スロットル制御機能とフェイルセーフ機能とを併せ持つ場合、電子スロットル制御の異常時にはフェイルセーフ処理自体が正しく行われることの保証はない。しかしながら本発明によれば、フェイルセーフ処理が確実に実施できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、サブＣＰＵは、メインＣＰＵのフェイルセーフ異常時にメインＣＰＵに対して連続してリセットをかける。メインＣＰＵへの１回のリセットだけではエンジンストールしない可能性があるが、リセットを掛け続けることにより確実にエンジンがストールする。
【００１０】
上記請求項２の発明では請求項３に記載したように、メインＣＰＵのリセット時にはそれに連動してサブＣＰＵもリセットされる構成であって、サブＣＰＵは、メインＣＰＵのフェイルセーフ異常時にそれに相応する異常情報をバックアップ用メモリに記憶し、前記異常情報に基づきメインＣＰＵに対してリセットをかけると良い。これにより、メインＣＰＵのリセットに伴いサブＣＰＵがリセットされたとしてもフェイルセーフ異常に相応する異常情報が記憶保持される。故に、請求項２記載のような連続したリセット出力が可能となる。
【００１１】
また上記請求項３の発明では、請求項４に記載したように、サブＣＰＵは、エンジン始動に際し前記バックアップ用メモリに記憶した異常情報を消去すると良い。又は、請求項５に記載したように、電源スイッチのオフ時に各ＣＰＵへの電源遮断を一時的に遅らせる電源遮断ディレイ処理を実施する構成であって、サブＣＰＵは、前記バックアップ用メモリに記憶した異常情報を電源遮断ディレイ処理にて消去すると良い。請求項４，５の発明によれば、異常検出後の次トリップにおいてエンジンの始動を支障なく行わせることができる。
【００１４】
【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。
【００１５】
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、電子スロットル制御に関する監視制御を実施するための監視ＣＰＵ（サブＣＰＵ）１２と、制御ＣＰＵ１１の動作を監視するためのＷＤ回路１３とを備える。制御ＣＰＵ１１は、エンジン回転数、吸気管内圧力、スロットル開度等々のエンジン運転情報を各種センサより随時入力し、当該運転情報に基づきインジェクタ２１、イグナイタ２２、スロットルアクチュエータ２３等の駆動を制御する。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。
【００１６】
また、制御ＣＰＵ１１及び監視ＣＰＵ１２にはイグニッションスイッチ情報（ＩＧＳＷ信号）、スタータ信号ＳＴＡが入力され、各ＣＰＵ１１，１２はＩＧＳＷ信号及びＳＴＡ信号によりエンジンの始動状態を判定する。
【００１７】
制御ＣＰＵ１１は、監視ＣＰＵ１２の動作を監視するための監視制御を実施する。すなわち、監視ＣＰＵ１２は制御ＣＰＵ１１に対して所定周期で反転するＷＤパルス（ウオッチドッグパルス）を出力し、制御ＣＰＵ１１は監視ＣＰＵ１２からのＷＤパルスが所定時間以上反転しなかった場合に監視ＣＰＵ１２に対してリセット信号を出力する。
【００１８】
同様に、制御ＣＰＵ１１はＷＤ回路１３に対してＷＤパルスを出力し、ＷＤ回路１３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に対してリセット信号を出力する。なお、制御ＣＰＵ１１がリセットされる時、それに連動して監視ＣＰＵ１２もリセットされるようになっている。
【００１９】
制御ＣＰＵ１１と監視ＣＰＵ１２とはＤＭＡ等の通信手段により相互に通信可能に接続されている。監視ＣＰＵ１２は、制御ＣＰＵ１１から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。
【００２０】
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から出力した噴射信号＃１が入力され、監視ＣＰＵ１２はこの噴射信号＃１に基づいて減筒制御（フェイルセーフ処理）の状態を監視する。そして、監視ＣＰＵ１２は、必要に応じて制御ＣＰＵ１１へエンスト要求の信号を出力する。
【００２１】
フェイルセーフ処理の異常が判定された場合、監視ＣＰＵ１２では、エンジンストールを生じさせるべく「異常情報」としてのエンスト要求フラグがセットされ、同フラグ情報がメモリ１２ａに記憶される。また、このフラグ情報が監視ＣＰＵ１２からＯＲ回路１４を介して制御ＣＰＵ１１に出力される。メモリ１２ａは「バックアップ用メモリ」に相当するものであり、スタンバイＲＡＭ等、電源遮断時にも内容を記憶保持可能なメモリで構成される。
【００２２】
なお、制御ＣＰＵ１１からの全気筒の噴射信号＃１〜＃４を監視ＣＰＵ１２に取り込み、監視ＣＰＵ１２がこれら噴射信号＃１〜＃４から減筒制御（フェイルセーフ処理）の状態を監視することも可能である。
【００２３】
次に、フェイルセーフ処理に関する動作を詳細に説明する。図２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、本処理は所定時間毎に監視ＣＰＵ１２により実施される。
【００２４】
図２において、先ずステップ１０１では、スタータ信号ＳＴＡがＯＮであるか否かを判別し、ＳＴＡ＝ＯＮの場合のみステップ１０２に進み、メモリ１２ａ内のエンスト要求フラグをクリアする。
【００２５】
その後、ステップ１０３では、制御ＣＰＵ１１でのフェイルセーフ処理の異常の有無を判別する。この判別は、前述の通り噴射信号＃１等により実施される。そして、フェイルセーフ異常である場合のみステップ１０４に進み、メモリ１２ａにエンスト要求フラグをセットする。また、ステップ１０５では、エンスト要求フラグがセットされているか否かを判別し、ＹＥＳであれば制御ＣＰＵ１１にリセット信号を出力する。
【００２６】
図３は、エンジンアイドル時におけるフェイルセーフ監視の動作を示すタイムチャートである。
さて、ＩＧＳＷ及びスタータ信号ＳＴＡのＯＮ操作に伴いタイミングｔ１でエンジンが始動し、エンジン回転数が所定のアイドル回転数（図では６００ｒｐｍ）に収束する。その後、タイミングｔ２で電子スロットル制御の異常が発生すると、それ以降制御ＣＰＵ１１において減筒制御等によるフェイルセーフ処理が開始される。このとき、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ程度に上昇する。
【００２７】
また更に、タイミングｔ３で制御ＣＰＵ１１でのフェイルセーフ処理に異常が生じるとエンジン回転数が一層上昇する。つまり、フェイルセーフ処理としての減筒制御が正常に行われないと、燃料が過剰に噴射されてエンジン回転数が上昇する。このとき、そのフェイルセーフ異常が監視ＣＰＵ１２で検出され、タイミングｔ４でエンスト要求フラグがセットされる。タイミングｔ４以降、監視ＣＰＵ１２から制御ＣＰＵ１１に対して連続してリセット信号が出力される。
【００２８】
かかる場合、制御ＣＰＵ１１のリセット時にはそれに連動して監視ＣＰＵ１２もリセットされるが、エンスト要求フラグはスタンバイＲＡＭ等よりなるメモリ１２ａに記憶保持されるため、その記憶情報が消失することはない。故に、監視ＣＰＵ１２の再起動の都度、制御ＣＰＵ１１がリセットされる。この連続的なリセット出力によりエンジンがストールし、エンジンの異常な吹き上がりが防止される。
【００２９】
エンジンストール後の再始動に際し、タイミングｔ５では、スタータ信号ＳＴＡがＯＮであることを条件にメモリ１２ａ内のエンスト要求フラグがクリアされる。これにより、制御ＣＰＵ１１へのリセット出力が途絶え、支障なくエンジンが再始動される。つまり、異常発生後の次トリップではドライバの意志通りにエンジン始動が可能となる。
【００３０】
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。
制御ＣＰＵ１１によるフェイルセーフ処理が異常になると、制御ＣＰＵ１１に代わって監視ＣＰＵ１２がフェイルセーフ処理を継続するため、エンジンの異常な吹き上がりが防止できる。その結果、エンジンＥＣＵ１０として適切なフェイルセーフ処理が実現できる。
【００３１】
特に、制御ＣＰＵ１１が電子スロットル制御機能とフェイルセーフ機能とを併せ持つ場合、電子スロットル制御の異常時にはフェイルセーフ処理自体が正しく行われることの保証はない。しかしながら本実施の形態によれば、フェイルセーフ処理が確実に実施できる。
【００３２】
監視ＣＰＵ１２は、制御ＣＰＵ１１からフェイルセーフ処理を引き継ぎ、エンジンを強制的にストールさせるようにしたため、エンジンの異常な吹き上がりがより確実に防止できる。この場合、監視ＣＰＵ１２の連続的なリセット出力により確実にエンジンがストールする。
【００３３】
メモリ１２ａのエンスト要求フラグは、スタータ信号ＳＴＡのＯＮ時に消去されるため、異常検出後の次トリップにおいてエンジンの始動を支障なく行わせることができる。
【００３４】
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、制御ＣＰＵ１１でのフェイルセーフ異常時に監視ＣＰＵ１２が行うフェイルセーフ処理として、制御ＣＰＵ１１を連続してリセットしたが、この構成を変更する。制御ＣＰＵ１１のフェイルセーフ異常時において、監視ＣＰＵ１２がインジェクタ２１に対して燃料噴射停止の指令を出力する。
【００３５】
より具体的には、図４（ａ）に示すように、噴射信号＃１〜＃４の出力経路にＡＮＤ回路３１をそれぞれ設けておき、制御ＣＰＵ１１でのフェイルセーフ異常時には監視ＣＰＵ１２が噴射カット要求をＡＮＤ回路３１に出力する。これにより、インジェクタ２１による全気筒の燃料噴射が停止されて強制的にエンジンストールが発生し、エンジンの異常な吹き上がりが防止できる。
【００３６】
或いは、図４（ｂ）に示すように、制御ＣＰＵ１１による減筒制御で本来の休止気筒が第１気筒及び第３気筒である場合において、噴射信号＃１，＃３の出力経路にＡＮＤ回路３２をそれぞれ設けておく。そして、制御ＣＰＵ１１でのフェイルセーフ異常時には監視ＣＰＵ１２が噴射カット要求をＡＮＤ回路３２に出力し、第１気筒及び第３気筒での燃料噴射を停止させる。これにより、エンジンストールには至らないものの、本来の減筒制御作動時と同等のトルク低減効果が実現できる。図４の（ａ），（ｂ）を比べた場合、後者の方がハード回路が少ないというメリットもある。
【００３７】
上記実施の形態では、スタータ信号ＳＴＡのＯＮ時にメモリ１２ａのエンスト要求フラグを消去したが、この構成を変更する。電源部に設けたメインリレーを用い、ＩＧＳＷのＯＦＦ時におけるメインリレー制御にてメモリ１２ａのエンスト要求フラグを消去する。因みに、メインリレー制御とは周知の通り、ＩＧＳＷ（電源スイッチ）のＯＦＦ時に各ＣＰＵへの電源遮断を一時的に遅らせる電源遮断ディレイ処理のことである。この場合にも、異常検出後の次トリップにおいてエンジンの始動を支障なく行わせることができる。
【００３８】
上記実施の形態では、メインＣＰＵ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制御ＣＰＵ１１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。この場合には、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する。また、サブＣＰＵは、メインＣＰＵによるフェイルセーフ処理を監視し、フェイルセーフ異常時にはメインＣＰＵに代わってフェイルセーフ処理を継続的に実施する。
【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】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３】フェイルセーフ監視の動作を示すタイムチャート。
【図４】別の回路構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０…エンジンＥＣＵ、１１…制御ＣＰＵ、１２…監視ＣＰＵ、１２ａ…メモリ、２１…インジェクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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