(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子スロットル制御を実施するマイクロコンピュータを備え、該マイクロコンピュータは、エンジン負荷情報に応じて、メモリに記憶された開度監視値のデータ特性から開度監視値を設定してスロットル開度の正常範囲を決め、実際のスロットル開度が前記正常範囲内にあるかどうかにより電子スロットル制御を監視する車両用電子制御装置において、
開度監視値のデータ特性を、メモリリテンション異常時に設定される開度監視値が正常時に設定される開度監視値に比してスロットル開度減少の方向となるよう定めたことを特徴とする車両用電子制御装置。
【請求項２】
開度監視値のデータ特性を、メモリリテンション異常時の読出し論理に対し逆の特性となる論理とした請求項１記載の車両用電子制御装置。
【請求項３】
前記マイクロコンピュータがその時々のエンジン運転状態に応じて、メモリに記憶されたスロットル目標開度値のデータ特性からスロットル目標開度値を算出してこの目標開度値によりスロットルアクチュエータの駆動を制御する車両用電子制御装置において、スロットル目標開度値のデータ特性を、メモリリテンション異常時に設定されるスロットル目標開度値が正常時に設定されるスロットル目標開度値に比してスロットル開度減少の方向となるよう定めた請求項１又は２記載の車両用電子制御装置。
【請求項４】
電子スロットル制御を実施するマイクロコンピュータを備え、該マイクロコンピュータは、その時々のエンジン運転状態に応じて、メモリに記憶されたスロットル目標開度値のデータ特性からスロットル目標開度値を算出してこの目標開度値によりスロットルアクチュエータの駆動を制御すると共に、実際のスロットル開度が目標開度値を中心とする正常範囲内にあるかどうかにより電子スロットル制御を監視する車両用電子制御装置において、
スロットル目標開度値のデータ特性を、メモリリテンション異常時に設定されるスロットル目標開度値が正常時に設定されるスロットル目標開度値に比してスロットル開度減少の方向となるよう定めたことを特徴とする車両用電子制御装置。
【請求項５】
スロットル目標開度値のデータ特性を、メモリリテンション異常時の読出し論理に対し逆の特性となる論理とした請求項３又は４記載の車両用電子制御装置。
【請求項６】
スロットル目標開度値と実際のスロットル開度との偏差に基づき制御値を算出し、更に該制御値から駆動電流信号を算出してスロットルアクチュエータを駆動する車両用電子制御装置であって、前記制御値から駆動電流信号を算出する際、当該制御値が大きくなるほど電流信号を小さくするようにした請求項１乃至５の何れかに記載の車両用電子制御装置。
【請求項７】
スロットル目標開度値を演算するメインマイクロコンピュータと、メインマイクロコンピュータよりスロットル目標開度値を受信して当該目標開度値によりスロットルアクチュエータを駆動させるサブマイクロコンピュータとを備え、各マイクロコンピュータで、実際のスロットル開度が正常範囲内かどうかを監視する請求項１乃至６の何れかに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機能を備えた車両用電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両用電子制御装置では、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）にてその都度のアクセル開度等に基づきスロットル目標開度値が演算されると共に、当該目標開度値によりスロットルモータが駆動される。これにより、運転者によるアクセル操作量に応じてスロットル開度が望み通りに制御されるようになっている。
【０００３】
かかる場合において、上記の如く制御された実際のスロットル開度（実スロットル開度）が所定の正常範囲内にあるかどうかを判定し、それにより電子スロットル制御の正当性を監視する技術が提案されている。具体的には、図７に示す補間テーブルを用い、その都度のアクセル開度に応じてスロットル開度上限値とスロットル開度下限値とを補間演算する。そして、スロットル開度演算値が開度上限値と開度下限値の間の正常範囲内にあれば、電子スロットル制御が正常である、すなわちマイコン正常であると判断するようにしていた。なお、図７の特性では、＄００（開度０ｄｅｇ）〜＄ＦＦ（開度１２５ｄｅｇ）の範囲で開度上限値及び開度下限値が設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、開度上限値又は開度下限値のメモリ記憶領域が異常（データ化け）になった場合において異常監視が正しく機能しない場合がある。
【０００５】
具体的には、０→１でリテンション異常となるメモリの場合、例えば開度上限値にリテンション異常が発生すると、開度上限値が期待する値より大きな値となる（図７のＢ）。従って、メモリ異常が検出されるまでは、スロットル開側の制御異常が検出不能となってしまう。近年多用されつつあるフラッシュメモリでは、メモリ構造上経年劣化によるデータ異常が発生する場合があり、スロットル開度の監視時において異常検出が遅れるといったおそれがあった。
【０００６】
その他メモリの異常監視方法として、記憶領域をチェックサム検査する手法があるが、例えばこのチェックサム検査をスロットル目標開度値の演算毎に実施した場合、マイコン処理負荷が増大する。従って、他の制御（燃料噴射制御等）に悪影響を与える可能性がある。この問題を解消するには、高機能なマイコンを使用しなければならず、これではコストアップの問題を招く。
【０００７】
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、処理負荷増加等の不都合を防止し、しかも電子スロットル制御の監視を好適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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車両用電子制御装置では、マイコンは、エンジン負荷情報に応じて、メモリに記憶された開度監視値のデータ特性から開度監視値を設定してスロットル開度の正常範囲を決め、実際のスロットル開度が前記正常範囲内にあるかどうかにより電子スロットル制御を監視する。また特に、開度監視値のデータ特性を、メモリリテンション異常時に設定される開度監視値が正常時に設定される開度監視値に比してスロットル開度減少の方向となるよう定めた。具体的には、開度監視値のデータ特性を、メモリリテンション異常時の読出し論理に対し逆の特性となる論理とすると良い（請求項２）。
【０００９】
上記構成によれば、仮に開度監視値に対してメモリリテンション異常が発生しても不用意なスロットル開度増加を招くことはない。故に、エンジン出力の上昇が抑止され、安全性の高いシステムが実現できる。また、チェックサム検査等によるメモリの異常監視が頻繁に強いられることもなく、異常監視のための処理負荷増大が抑制できる。その結果、処理負荷増加等の不都合を防止し、しかも電子スロットル制御の監視を好適に実施することができるようになる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、マイコンがその時々のエンジン運転状態に応じて、メモリに記憶されたスロットル目標開度値のデータ特性からスロットル目標開度値を算出し、この目標開度値によりスロットルアクチュエータの駆動を制御する。また特に、スロットル目標開度値のデータ特性を、メモリリテンション異常時に設定されるスロットル目標開度値が正常時に設定されるスロットル目標開度値に比してスロットル開度減少の方向となるよう定めた。具体的には、スロットル目標開度値のデータ特性を、メモリリテンション異常時の読出し論理に対し逆の特性となる論理とすると良い（請求項５）。
【００１１】
上記構成によれば、仮にスロットル目標開度値に対してメモリリテンション異常が発生しても不用意なスロットル開度増加を招くことはない。故に、エンジン出力の上昇が抑止され、安全性の高いシステムが実現できる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、実際のスロットル開度が目標開度値を中心とする正常範囲内にあるかどうかにより電子スロットル制御を監視するものであって、スロットル目標開度値のデータ特性を、メモリリテンション異常時に設定されるスロットル目標開度値が正常時に設定されるスロットル目標開度値に比してスロットル開度減少の方向となるよう定めた。かかる場合にも同様に、処理負荷増加等の不都合を防止し、しかも電子スロットル制御の監視を好適に実施することができるようになる。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、スロットル目標開度値と実際のスロットル開度との偏差に基づき制御値を算出し、更に該制御値から駆動電流信号を算出してスロットルアクチュエータを駆動する車両用電子制御装置であって、前記制御値から駆動電流信号を算出する際、当該制御値が大きくなるほど電流信号を小さくする。この場合にも、例えば０→１のデータ化けによるスロットル開度の増加が防止できる。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、スロットル目標開度値を演算するメインマイコンと、メインマイコンよりスロットル目標開度値を受信して当該目標開度値によりスロットルアクチュエータを駆動させるサブマイコンとを備え、各マイコンで、実際のスロットル開度が正常範囲内かどうかを監視する。この場合、各マイコンによる相互監視が可能となり、監視処理の信頼性が向上する。
【００１５】
【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制御システムに本発明を具体化しており、その制御の中枢をなす電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）は、燃料噴射制御や点火制御に加え、電子スロットル制御を実施する。以下その詳細を説明する。
【００１６】
図１は、本制御システムの構成を示すブロック図である。図１において、ＥＣＵ１０はメインマイコン１１とサブマイコン１２とを備える。これら各マイコン１１，１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器等を備える周知の論理演算回路であり、所定の通信手段により互いに通信可能に接続されている。ＲＯＭはフラッシュメモリであっても良い。メインマイコン１１は、主要な機能として燃料噴射や点火の制御機能を具備する他、電子スロットル制御に関する目標開度演算及び目標開度送信、サブマイコン監視の各機能を具備する。また、サブマイコン１２は、目標開度受信、モータ駆動出力、メインマイコン監視の各機能を具備する。
【００１７】
これら各マイコン１１，１２には、アクセル開度センサ２１、スロットル開度センサ２２等の検出値が逐次入力され、これらの検出値は入力の都度Ａ／Ｄ変換される。また本実施の形態では、電子スロットル制御によるアイドル回転数制御を用いており、アイドル回転数の制御パラメータとして吸入空気量、エンジン回転角位置がメインマイコン１１に入力される。
【００１８】
かかる場合、メインマイコン１１は、アクセル開度信号、スロットル開度信号等に基づいてスロットル目標開度値を演算し、その目標開度値をサブマイコン１２に送信する。サブマイコン１２は、メインマイコン１１より受信した目標開度値とその時の実スロットル開度（センサ検出値）とに基づき位置フィードバック演算を実施し、モータ駆動信号をＨブリッジ駆動回路２３に対して出力する。Ｈブリッジ駆動回路２３は、サブマイコン１２からのモータ駆動信号を受けてスロットル駆動モータ２４（スロットルアクチュエータ）を駆動する。これにより、車両運転者のアクセル操作量に応じた目標位置にスロットル開度が制御されることとなる。このとき、スロットル駆動モータ２４によるスロットル開度位置がスロットル開度センサ２２により検出される。
【００１９】
図中の符号１３はモータ電源カット手段を構成するＯＲ回路であり、各マイコン１１，１２の少なくとも何れかからモータ駆動停止信号が出力されると、モータ電源カットの信号がＨブリッジ駆動回路２３に対して出力される。これにより、スロットル駆動モータ２４への駆動出力が停止される。モータ駆動出力停止の場合、メカスプリングによるデフォルト開度にスロットル開度が保持される。
【００２０】
次に、上記構成のＥＣＵ１０におけるスロットル目標開度の演算と当該目標開度の監視の手順について説明する。
ここで、図２は、アクセル開度に対するスロットル開度特性を示す図面である。同図によれば、その都度のアクセル開度に応じてスロットル開度演算値（目標開度値）、開度上限値及び開度下限値が設定される。開度上限値と開度下限値との間がスロットル開度の正常範囲である。図２では特に、スロットル目標開度値、開度上限値及び開度下限値のデータ特性が、メモリリテンション異常時にスロットル開度減少の方向となるようメモリリテンション異常論理に対し１の補数となる論理で定められている。リテンション異常論理が”１”であるメモリでは、例えば開度上限値にリテンション異常が発生すると、開度上限値が本来よりも大きくなる（図２のＡ）。しかしながら、開度上限値が大きくなることで、実際にはスロットル開度減少の方向に開度上限値が変化する。なお本実施の形態では、アクセル開度が「エンジン負荷情報」に相当し、開度上限値及び開度下限値が「開度監視値」に相当する。
【００２１】
因みに、従来のスロットル開度特性（図７）では、スロットル目標開度値、開度上限値及び開度下限値のデータ特性がリテンション異常論理と同特性である。故に、例えば開度上限値にリテンション異常が発生し、開度上限値が期待する値より大きな値になると、スロットル開度増加の方向に開度上限値が変化する。
【００２２】
図３は、スロットル目標開度の演算処理を示すフローチャートであり、本処理は所定時間周期でメインマイコン１１により実施される。
図３において、先ずステップ１０１では、図２の補間テーブルを用い、アクセル開度信号に基づいてスロットル開度値（Ａ）を補間演算する。また、ステップ１０２では、アイドル回転数制御による補正スロットル開度（Ｂ）を演算する。このとき、例えば所定のアイドル回転数を保持すべく、吸入空気量や、エンジン回転角位置により算出したエンジン回転数の増減に応じて補正スロットル開度が算出される。
【００２３】
その後、ステップ１０３では、前記算出したスロットル開度値（Ａ）と補正スロットル開度（Ｂ）とを加算し、その和をスロットル目標開度値とする。最後に、ステップ１０４では、スロットル目標開度値をサブマイコン１２に対して送信する。
【００２４】
図４はスロットル駆動出力処理を示すフローチャートであり、この処理は、メインマイコン１１からのスロットル目標開度値の受信の都度、サブマイコン１２により実施される。
【００２５】
ステップ２０１では、周知のＰＩＤ手法によりモータ駆動電流を算出する。すなわち、メインマイコン１１より受信したスロットル目標開度値とスロットル開度信号（実開度）とに基づき比例項、微分項及び積分項を算出し、それらからモータ駆動電流を算出する。このとき、図５（ａ）に示すように、サブマイコン１２による制御値（ＣＰＵ値）が大きいほど、モータ電流が小さくなるよう演算される。
【００２６】
ステップ２０２では、今現在のスロットル制御方向が閉じ方向か否かを判別し、続くステップ２０３，２０４ではスロットル制御方向と積分・微分項ゲイン定数の符号（Ｂｉｔ７）との整合性を確認する。ここで本実施の形態では、積分・微分項ゲイン定数として２バイトの符号付き制御値（２進データ）を用いており、最終ビットであるＢｉｔ７により符号を決定する。
【００２７】
図５（ｂ）に示すように、ゲイン定数のＢｉｔ０〜６がメモリリテンション異常によりデータ化けした場合（０→１）を想定すると、当該ゲイン定数は正のゲインが大きくなる方向（図の丸数字１の方向）に変化する。また、ゲイン定数のＢｉｔ７がメモリリテンション異常によりデータ化けした場合（０→１）を想定すると、当該ゲイン定数は負のゲインが大きくなる方向（図の丸数字２の方向）に変化する。
【００２８】
スロットル制御方向が閉じ方向で且つゲイン定数のＢｉｔ７＝１であるか、或いはスロットル制御方向が開き方向で且つゲイン定数のＢｉｔ７＝０であれば、正常の旨判別し、ステップ２０５に進む。ステップ２０５ではモータ駆動電流を制御Ｄｕｔｙに変換し、ステップ２０６ではそれをモータ駆動信号として出力する。
【００２９】
また、ステップ２０３，２０４の何れかがＮＯとなる場合、ステップ２０７に進む。ステップ２０７では、ＯＲ回路１３に対してモータ駆動停止の信号を出力し、スロットルモータ駆動電源をＯＦＦ（遮断）する。これにより、退避走行モード（リンプホームモード）となり、所定のフェイルセーフ処理が実施される。
【００３０】
図６は、メインマイコン１１及びサブマイコン１２による相互監視処理を示すフローチャートであり、この処理は各マイコン１１，１２での目標開度値の演算又は受信の都度、実施される。
【００３１】
ステップ３０１では、図２の補間テーブルを用い、アクセル開度信号に基づいてスロットル開度の上限値及び下限値を補間演算する。ステップ３０２では、その時のスロットル開度（センサ検出値）が上限値と下限値との間の正常範囲内にあるか否かを判別する。ＹＥＳであれば正常判定し、ステップ３０３で異常状態継続カウンタをクリアする。
【００３２】
また、異常判定されてステップ３０２がＮＯとなる場合、ステップ３０４に進み、異常状態が１００ｍｓ継続しているか否かを判別する。ＮＯであればステップ３０５に進み、その時のスロットル目標開度値を上限値又は下限値の何れか該当するガード値で制限する。続くステップ３０６では、異常状態継続カウンタをカウントアップする。
【００３３】
異常状態が１００ｍｓ継続した場合にはステップ３０７に進む。ステップ３０７では、ＯＲ回路１３に対してモータ駆動停止の信号を出力し、スロットルモータ駆動電源をＯＦＦ（遮断）する。これにより、退避走行モード（リンプホームモード）となり、所定のフェイルセーフ処理が実施される。
【００３４】
メインマイコン１１により上記図６の処理が実施される場合、サブマイコン１２による開度位置のフィードバック演算及びモータ駆動処理が正しく実施されたかどうかが監視される。また、サブマイコン１２により上記図６の処理が実施される場合、メインマイコン１１による目標開度演算が正しく実施されたかどうかが監視される。
【００３５】
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。
スロットル目標開度、開度上限値及び開度下限値のデータ特性を、メモリリテンション異常時にスロットル開度減少の方向となるよう定めたため、メモリリテンション異常が発生しても不用意なスロットル開度増加を招くことはない。故に、エンジン出力の上昇が抑止され、安全性の高いシステムが実現できる。また、チェックサム検査等によるメモリの異常監視が頻繁に強いられることもなく、異常監視のための処理負荷増大が抑制できる。その結果、処理負荷増加等の不都合を防止し、しかも電子スロットル制御の監視を好適に実施することができるようになる。
【００３６】
制御値（ＣＰＵ値）からモータ電流（駆動電流信号）を算出する際、当該制御値が大きくなるほどモータ電流を小さくするようにしたため、この場合にも例えば０→１のデータ化けによるスロットル開度の増加が防止できる。
【００３７】
また、フィードバック制御のゲイン定数を符号付きデータとしたため、符号部（Ｂｉｔ７）とスロットル開閉の状態とからリテンション異常がいち早く判定できる。
【００３８】
メインマイコン１１及びサブマイコン１２による相互監視を実施することとしたため、監視処理の信頼性が向上する。このことは、事後の異常解析にも有用である。
【００３９】
上記実施の形態では、開度監視値として開度上限値及び開度下限値を設定したが、上限側又は下限側の何れか一方のみを設定する構成であっても良い。例えば、スロットル開度の上昇側のみを監視する場合、開度上限値だけを設定すれば良い。
【００４０】
また、スロットル監視手法として、実際のスロットル開度が目標開度値を中心とする正常範囲内にあるかどうかを判定するものであっても良い。すなわちこれは、目標開度値±α（補正値）で規定される正常範囲内に実スロットル開度が存在するかどうかを判定するものである。この場合やはり、スロットル目標開度値のデータ特性を、メモリリテンション異常時にスロットル開度減少の方向となるよう定めることにより（図２参照）、上記実施の形態と同様に既述の優れた効果が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】スロットル開度特性を示す図。
【図３】目標開度演算処理を示すフローチャート。
【図４】スロットル駆動出力処理を示すフローチャート。
【図５】制御データの特性を示す図。
【図６】マイコン相互監視処理を示すフローチャート。
【図７】スロットル開度特性を示す図。
【符号の説明】
１０…ＥＣＵ、１１…メインマイコン、１２…サブマイコン、２４…スロットル駆動モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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