JP2003020985A

JP2003020985A - エンジン制御装置

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Publication number: JP2003020985A
Application number: JP2001206487A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Koyama; 克也小山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-24
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP4516241B2

Abstract

(57)【要約】【課題】不揮発性メモリに対して複数の演算装置から
のアクセスを可能にし、異常時のデータの記録及びその
保持を行うことができるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】少なくともエンジンに供給される燃料噴
射量を演算する演算装置と、バッテリーの電圧から前記
演算装置に最適な電圧を生成するレギュレータと、該レ
ギュレータの電圧のレベルを監視する電圧検出器と、前
記演算装置の演算機能を監視するフェールセーフロジッ
ク部と、電気的に消去及び書き込みが可能な不揮発性メ
モリと、を有するエンジン制御装置であって、該エンジ
ン制御装置は、前記演算装置及び前記フェールセーフロ
ジック部の双方から前記不揮発性メモリにアクセスを可
能とするメモリアクセス手段を有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン制御装置
に係り、特に、電源、不揮発性メモリ、及び電圧検出部
等をワンチップ化するとともに、演算装置を有するエン
ジン制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車用のエンジン制御装置は、
燃料噴射等の各種システムに用いられる制御装置を内蔵
しており、これらの各システムの制御装置は、異常時に
対するフェールセーフによって信頼性の向上を図ること
が行われ、例えば、スロットルバルブをモータにより駆
動する電子制御スロットル制御装置を内蔵したエンジン
制御装置において、複数のマイコンにより相互機能監視
を行うエンジン制御装置等の技術が各種提案されている
（例えば、特開平１１−２９４２５２号公報、特開平９
−１２３８９４号公報、特開２０００−２９３２４６号
公報等参照）。また、前記エンジン制御装置は、異常時
のデータをメモリに記録しており、このデータ処理に関
しては、例えば、特開平９−１７０９３２号公報、特開
２０００−３３９２３１号公報記載の技術等が各種提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記近年の
エンジン制御装置は、監視等を行うロジック部、及びレ
ギュレータ等を同一の半導体基板上に形成させてワンチ
ップ化することが一般的に行われ、その小型化及び軽量
化が図られている。そして、このワンチップ化された集
積回路（ＩＣ）と演算装置との間で種々のデータの授受
が行われ、上述の異常時のデータもまた、制御プログラ
ムの実行中においてはメモリに記録される。

【０００４】しかし、前記従来の技術における異常時の
データを記録するメモリは、揮発性メモリであることか
ら、電源が遮断された場合については考慮がなされてい
ないものである。つまり、揮発性メモリは、前記データ
を電気的に保持していることから、バッテリーを外した
際にはその内容もクリアされてしまい、例えマイコンの
相互監視により異常を検出した場合であっても、電源の
遮断によって前記異常時の結果は保持されないことにな
る。

【０００５】一方、前記異常時のデータを上記の揮発性
メモリではなく、不揮発性のメモリに記録することも考
えられるが、この不揮発性メモリは、一般的に演算装置
と対になるものである。つまり、一の演算装置にはこの
一の演算装置からの命令に従う不揮発性メモリが存在
し、この不揮発性メモリは他の演算装置からアクセスす
ることができないものである。

【０００６】すなわち、本発明者は、前記異常時のデー
タを消去せず、しかも、上記の如くのワンチップ化によ
る小型化及び軽量化を図るためには、演算装置毎の不揮
発性メモリを用いずに、一つの不揮発性メモリに対して
複数の演算装置等からのアクセスを可能とするための何
等かの手段が必要であるという新たな知見を得たもので
あるが、前記の従来の技術は、この点については格別の
配慮がなされていない。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、不揮発性メモリに
対して複数の演算装置からのアクセスを可能にし、異常
時のデータの記録及びその保持を行うことができるエン
ジン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】前記目的を達成すべく、
本発明に係るエンジン制御装置は、少なくともエンジン
に供給される燃料噴射量を演算する演算装置と、バッテ
リーの電圧から前記演算装置に最適な電圧を生成するレ
ギュレータと、該レギュレータの電圧のレベルを監視す
る電圧検出器と、前記演算装置の演算機能を監視するフ
ェールセーフロジック部と、電気的に消去及び書き込み
が可能な不揮発性メモリと、を有するエンジン制御装置
であって、該エンジン制御装置は、前記演算装置及び前
記フェールセーフロジック部の双方から前記不揮発性メ
モリにアクセスを可能とするメモリアクセス手段を有す
ることを特徴としている。

【０００９】前記の如く構成された本発明のエンジン制
御装置は、不揮発性メモリにアクセスできるメモリアク
セス手段を有し、不揮発性メモリへの電気的な消去及び
書き込みが、該メモリアクセス手段を介して演算装置と
フェールセーフロジック部の双方から可能となるので、
異常の結果等を常に保持することができるとともに、従
来に比して前記不揮発性メモリにアクセスするデバイス
よりも少ないメモリで行うことができ、エンジン制御装
置の信頼性の向上を図り、かつ、その構成を安価にする
ことができる。

【００１０】また、本発明に係るエンジン制御装置の具
体的態様は、前記メモリアクセス手段は、前記演算装置
及び／又は前記フェールセーフロジック部からの信号に
基づいて、前記不揮発性メモリに対する消去及び書き込
みをすること、若しくは前記メモリアクセス手段は、前
記電圧検出器が前記レギュレータの電圧の異常値を検出
した場合には、前記不揮発性メモリに対する消去及び書
き込みを禁止することを特徴としている。

【００１１】さらに、本発明に係るエンジン制御装置の
他の具体的態様は、前記メモリアクセス手段は、前記フ
ェールセーフロジック部が前記演算装置の演算機能の異
常を検出した場合には、該演算装置の異常判定結果を前
記不揮発性メモリに書き込むこと、若しくは前記演算装
置が自己診断によって演算機能の異常を検出した場合に
は、該演算装置の異常判定結果を前記不揮発性メモリに
書き込むこと、若しくは前記演算装置が前記フェールセ
ーフロジック部のロジックの異常を検出した場合には、
該フェールセーフロジックの異常判定結果を前記不揮発
性メモリに書き込むこと、又は前記フェールセーフロジ
ック部が自己診断によってロジックの異常を検出した場
合には、該フェールセーフロジック部の異常判定結果を
前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴としている。
また、前記エンジン制御装置は、前記レギュレータと、
前記電圧検出器と、前記フェールセーフロジック部と、
前記不揮発性メモリと、前記メモリアクセス手段と、を
一つの基板に有することを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態について説明する。

【００１３】図１は、本実施形態に係るエンジン制御装
置の構成を示すものである。該エンジン制御装置５０
は、自動車車輌に設定されたバッテリー１を電源とし、
演算装置４に最適な電圧をバッテリー１の電圧から生成
するレギュレータ２と、レギュレータ２の電圧の電圧レ
ベルを監視する電圧検出器３と、少なくともエンジンに
供給される燃料噴射量を演算する演算装置４と、該演算
装置４の演算機能を監視するフェールセーフロジック部
５と、電気的に消去及び書き込みが可能な不揮発性メモ
リ７とを有するとともに、この不揮発性メモリ７に対し
て演算装置４及びフェールセーフロジック部５の双方か
らのアクセスを可能とするメモリアクセスコントローラ
（メモリアクセス手段）６を有している。そして、レギ
ュレータ２、電圧検出器３、フェールセーフロジック部
５、メモリアクセスコントローラ６、並びに不揮発性メ
モリ７は、一つの基板６０に設けられている。

【００１４】レギュレータ２は、バッテリー電圧１ａが
通常１２Ｖであるため、エンジン制御装置５０内のハー
ドウェアに最適な電圧値（ＶＣＣ）に変換し、各部に供
給している。電圧検出部３は、前記レギュレータ２で生
成されたＶＣＣ電圧２ａが、エンジン制御装置５０内の
ハードウェアの動作電圧の範囲内であるか否かを検出す
る。そして、例えば、電圧検出部３は、ＶＣＣ電圧２ａ
の異常電圧を検出すると、後述するように、演算装置
４、フェールセーフロジック部５、及びメモリアクセス
コントローラ６にリセット信号３ａを出力し、これら演
算装置４、フェールセーフロジック部５、及びメモリア
クセスコントローラ６の動作を停止させる。

【００１５】演算装置４は、上述の如く、少なくともエ
ンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置を制御するための
演算を行うものであるが、次記のようにフェールセーフ
ロジック部５のロジックの機能監視を行うとともに、演
算装置４の演算機能の監視を行っており、演算装置４
は、前記ロジック及び／又は自己演算機能の異常を検知
した場合には、メモリアクセスコントローラ６にメモリ
７への書き込み要求信号４ａを出力している。

【００１６】なお、演算装置４によるフェールセーフロ
ジック部５のロジックの機能監視は、フェールセーフロ
ジック部５に対し、故意に間違った演算結果を返信し、
フェールセーフロジック部５が、演算機能に異常がある
ことを演算装置４に信号線５ｃで出力されるか否かを確
認している。

【００１７】フェールセーフロジック部５は、主として
演算装置４の機能を検査するためのものであり、フェー
ルセーフロジック部５から演算装置４に対して通信線５
ｂで出題を送信し、この出題に基づいた演算装置４から
の回答が通信線５ｂでフェールセーフロジック部５に返
信され、これをチェックすることにより、演算装置４の
演算機能の監視を行っている。また、フェールセーフロ
ジック部５は、そのロジックの監視をも行っており、前
記演算機能及び／又は自己診断機能の異常を検知した場
合には、メモリアクセスコントローラ６にメモリ７への
書き込み要求信号５ａを出力している。つまり、演算装
置４とフェールセーフロジック部５は、自己の機能監視
を行うとともに、後述のように、相互に機能監視を行っ
ている。

【００１８】メモリアクセスコントローラ６は、メモリ
アクセス手段の一態様であり、不揮発性メモリ７へのア
クセス権をハンドリングする、すなわち、演算装置４と
フェールセーフロジック部５とからの不揮発性メモリ７
に対するアクセスが衝突しないように、メモリ７へのア
クセス権を操作している。そして、メモリアクセスコン
トローラ６は、後述のように、演算装置４及び／又はフ
ェールセーフロジック部５からの信号に基づいて、不揮
発性メモリ７に対する消去及び書き込みを禁止してい
る。

【００１９】また、メモリアクセスコントローラ６は、
フェールセーフロジック部５が演算装置４の演算機能の
異常を検出した場合、又は演算装置４が自己診断によっ
て演算機能の異常を検出したときには、この演算装置４
の異常判定結果を不揮発性メモリ７に書き込み、また、
演算装置４がフェールセーフロジック診断により、フェ
ールセーフロジック部５のロジックの異常を検出した場
合、又はフェールセーフロジック部５が自己診断によっ
てフェールセーフロジック部５のロジックの異常を検出
したときには、このフェールセーフロジック部５の異常
判定結果を不揮発性メモリ７に書き込んでいる。

【００２０】電気的に消去、書き込み可能な不揮発性メ
モリ７は、電源遮断の有無にかかわらず前記診断結果等
を格納しておくものであり、メモリアクセスコントロー
ラ６を介して、演算装置４及びフェールセーフロジック
部５の双方からアクセス可能にされている。メモリ７の
消去、書き込みの最小単位はビット、及びブロックであ
る。

【００２１】図２は、電圧検出部３の内部構成図であ
る。電圧検出部３では、バッテリー電圧１ａ、又はＶＣ
Ｃ電圧２ａを電源として生成される基準電圧源１１と、
ディバイダー１２と、コンパレータ１３とからなり、前
記基準電圧１１と、ＶＣＣ電圧２ａをディバイダー１２
で分圧した信号１２ａとをコンパレータ１３で比較し、
ＶＣＣ電圧２ａの異常電圧を検出する。

【００２２】そして、異常な電圧値を検出した場合に
は、演算装置４、フェールセーフロジック部５、メモリ
アクセスコントローラ６に対してリセット信号３ａを出
力し、演算装置４、フェールセーフロジック部５、及び
メモリアクセスコントローラ６の動作を停止させる。す
なわち、電圧検出部３がＶＣＣ電圧２ａの異常電圧を検
出することによって、演算装置４、フェールセーフロジ
ック部５、及びメモリアクセスコントローラ６の誤動作
が防止され、特に、メモリ７のデータばけの防止が図ら
れることになる。

【００２３】図３は、メモリアクセスコントローラ６の
内部ブロック図を示す。メモリアクセスコントローラ６
は、演算装置４及びフェールセーフロジック部５からの
メモリ７へのアクセス要求が入力されるコントローラ５
１と、コントローラ５１によるアクセス優先順位の高い
処理に対して切換えられるセレクタ５２とからなり、こ
の切換えによって演算装置４又はフェールセーフロジッ
ク部５のいずれかによるメモリ７に対するアクセスが許
可される。

【００２４】つまり、この場合には、いずれか一方のデ
バイスはアクセス権待ちになり、他方のデバイスによる
メモリ７へのアクセスが終了した後にセレクタ５２が切
換えられ、前記一方のデバイスによるメモリ７へのアク
セスが可能となる。また、電圧検出部３において異常電
圧が検出された場合には、メモリ７への異常値書込みを
防止するために、リセット信号３ａをコントローラ５１
に出力し、コントローラ５１の動作が停止される。

【００２５】図４は、演算装置４とフェールセーフロジ
ック部５の相互監視機能を示すフローチャートである。
演算装置４では、ステップ２１にて、定時割り込みタス
クにより監視機能ロジックを起動する。

【００２６】そして、ステップ２２では、演算装置４と
フェールセーフロジック部５とが通信線５ｂを介してデ
ータ通信を行い、フェールセーフロジック部５からの出
題データ２２ａを受信すると同時に、前回の演算結果を
回答データ２２ｂとしてフェールセーフロジック部５に
送信する。

【００２７】ステップ２３では、フェールセーフロジッ
ク部５のロジックの機能を監視するプログラムの実行可
否を判断して、誤回答演算を実施するタイミングか否か
を決定する。つまり、誤回答演算を実施するタイミング
である場合、すなわち、ＯＫのときには、演算装置４内
の制御シーケンスにおいて、通常制御の妨げにならない
条件、例えば、エンジンを停止した後の電源オフシーケ
ンス内で、機能監視プログラム（ステップ２５〜ステッ
プ２８）を実行する判定を行う。

【００２８】すなわち、ステップ２５では、フェールセ
ーフロジック部５からの出題データ２２ａを基に、誤回
答を演算し、ステップ２６では、フェールセーフロジッ
ク部５からの通信データによらないＦａｉｌ信号５ｃを
確認してステップ２７に進む。そして、ステップ２７で
は、誤回答をフェールセーフロジック部５に送信した回
数をカウントしており、カウンタが指定回数以上、例え
ば、誤回答を２回送信したときに、フェールセーフロジ
ック部５からＦａｉｌ信号５ｃが出力されていることを
確認する。ここで、Ｆａｉｌ信号５ｃがフェールセーフ
ロジック部５から出力されている場合、すなわち、ＯＫ
のときには、フェールセーフロジック部５の正常判定を
してステップ２９にて監視機能ロジックの１ＪＯＢシー
ケンスを終了する。

【００２９】しかし、Ｆａｉｌ信号５ｃが出力されない
ときには、ステップ２８に進み、フェールセーフロジッ
ク部５の異常判定をして、その異常結果をメモリ７に書
き込み、ステップ２９にて監視機能ロジックの１ＪＯＢ
シーケンスを終了する。また、ステップ２３において、
誤回答演算を実施するタイミングではない場合、つま
り、通常制御時にはステップ２４に進み、フェールセー
フロジック部５からの出題データ２２ａに基づき、回答
を演算してステップ２９にて監視機能ロジックの１ＪＯ
Ｂシーケンスを終了する。

【００３０】なお、前記回答２２ｂをフェールセーフロ
ジック部５に送信するタイミングは、前記ステップ２２
のタイミングである。また、図示していないが、回答演
算２４を異なるＲＡＭエリアで冗長演算することによ
り、演算装置４の自己診断を行っている。この冗長演算
結果が異なる場合は、演算装置４の異常判定により、メ
モリアクセスコントローラ６を介してメモリ７に異常結
果を書き込んでいる。

【００３１】次に、フェールセーフロジック部５では、
ステップ３１にて、演算装置４に出題２２ａを送信する
と同時に、回答２２ｂを受信する。そして、ステップ３
２では、受信した回答２２ｂが前回の出題２２ａに対し
て正常回答であるか否かを判定し、回答２２ｂが正常で
あると判定された場合、すなわち、ＯＫのときには、ス
テップ３３に進んで回答２２ｂの異常回数を数えている
カウンタを０クリアしてステップ３４に進む。ステップ
３４では、次の通信で送信する出題２２ａ、及びその出
題に対する正解回答の演算を行い、次回のステップ３１
での通信に備え、ステップ４０にて、フェールセーフロ
ジック部５での１ＪＯＢシーケンスを終了する。

【００３２】一方、ステップ３２にて、回答２２ｂが正
常ではないと判定された場合には、ステップ３５に進
み、異常が判定されたことからＮＧカウンタをインクリ
メントする。そして、ＮＧカウンタが定められた値以
上、例えば、２回以上になった場合には、ステップ３６
にて演算装置４の異常判定を行う。なお、異常判定をし
ないときにはステップ３４に進み、次の通信で送信する
出題２２ａ、及びその出題に対する正解回答の演算を行
い、次回のステップ３１での通信に備え、ステップ４０
にて、フェールセーフロジック部５での１ＪＯＢシーケ
ンスを終了する。

【００３３】次に、ステップ３６にて演算装置４の異常
判定をした場合において、ステップ３７では、演算装置
４がフェールセーフロジック部５の機能監視プログラム
の実行条件に入っているか否かを判断し、前記条件に入
っている場合、すなわち、ＹＥＳのときには、ステップ
３９に進んでＦａｉｌ信号５ｃを出力し、ステップ４０
にてフェールセーフロジック部５の１ＪＯＢシーケンス
を終了する。

【００３４】逆に、ステップ３７において、前記条件に
入っていない場合には、演算装置４が異常であることを
示しており、ステップ３８にて演算装置ＮＧ結果をメ
モリ７に書き込み、ステップ３９でＦａｉｌ信号５ｃを
出力し、ステップ４０にてフェールセーフロジック部５
の１ＪＯＢシーケンスを終了する。

【００３５】なお、図示していないが、回答演算３４を
異なるロジックで冗長演算することによりフェールセー
フロジック部５の自己診断を行っている。この冗長演算
結果が異なる場合は、フェールセーフロジック部５の異
常判定により、メモリアクセスコントローラ６を介して
メモリ７に異常結果を書き込んでいる。以上のように、
本発明の前記各実施形態は、上記の構成としたことによ
って次の機能を奏するものである。

【００３６】すなわち、前記実施形態のエンジン制御装
置５０は、レギュレータ２、電圧検出器３、フェールセ
ーフロジック部５、メモリアクセスコントローラ６、並
びに不揮発性メモリ７をＩＣ化し、不揮発性メモリ７に
アクセスできるメモリアクセスコントローラ６が、演算
装置４とフェールセーフロジック部５の双方から不揮発
性メモリ７に対するアクセスを可能しているので、電源
の遮断等にもかかわらず、演算装置４又はフェールセー
フロジック部５の異常の結果等を常に保持することがで
き、しかも、従来の如く演算装置に対となる構成に比し
て、少ない不揮発性メモリで達成することができるの
で、エンジン制御装置５０の信頼性を向上させることが
できるとともに、その構成を安価にすることができる。

【００３７】以上、本発明の一実施形態について詳説し
たが、本発明は前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しな
い範囲で、設計において種々の変更ができるものであ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明のエンジン制御装置は、電源を遮断した場合、特に、
バッテリーを外した際においても演算装置、及びフェー
ルセーフロジック部の自己診断結果並びに相互監視結果
を保持することができる。また、不揮発性メモリに対
し、演算装置とフェールセーフロジック部の双方からア
クセスできるので、安価で信頼性の高いエンジン制御装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すエンジン制御装置の
構成図。

【図２】図１のエンジン制御装置の電圧検出部の内部構
成図。

【図３】図１のエンジン制御装置のメモリアクセスコン
トローラの内部ブロック図。

【図４】図１のエンジン制御装置の演算装置とフェール
セーフロジック部の相互監視機能等を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１バッテリー２レギュレータ３電圧検出器４演算装置５フェールセーフロジック部６メモリアクセス手段（メモリアクセスコントロー
ラ）７不揮発性メモリ５０エンジン制御装置６０基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともエンジンに供給される燃料噴
射量を演算する演算装置と、バッテリーの電圧から前記
演算装置に最適な電圧を生成するレギュレータと、該レ
ギュレータの電圧のレベルを監視する電圧検出器と、前
記演算装置の演算機能を監視するフェールセーフロジッ
ク部と、電気的に消去及び書き込みが可能な不揮発性メ
モリと、を有するエンジン制御装置において、該エンジン制御装置は、前記演算装置及び前記フェール
セーフロジック部の双方から前記不揮発性メモリにアク
セスを可能とするメモリアクセス手段を有することを特
徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】前記メモリアクセス手段は、前記演算装
置及び／又は前記フェールセーフロジック部からの信号
に基づいて、前記不揮発性メモリに対する消去及び書き
込みをすることを特徴とする請求項１記載のエンジン制
御装置。
【請求項３】前記メモリアクセス手段は、前記電圧検
出器が前記レギュレータの電圧の異常値を検出した場合
には、前記不揮発性メモリに対する消去及び書き込みを
禁止することを特徴とする請求項２記載のエンジン制御
装置。
【請求項４】前記メモリアクセス手段は、前記フェー
ルセーフロジック部が前記演算装置の演算機能の異常を
検出した場合には、該演算装置の異常判定結果を前記不
揮発性メモリに書き込むことを特徴とする請求項１乃至
３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】前記メモリアクセス手段は、前記演算装
置が自己診断によって演算機能の異常を検出した場合に
は、該演算装置の異常判定結果を前記不揮発性メモリに
書き込むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一
項に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】前記メモリアクセス手段は、前記演算装
置が前記フェールセーフロジック部のロジックの異常を
検出した場合には、該フェールセーフロジック部の異常
判定結果を前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴と
する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジン制
御装置。
【請求項７】前記メモリアクセス手段は、前記フェー
ルセーフロジック部が自己診断によってロジックの異常
を検出した場合には、該フェールセーフロジック部の異
常判定結果を前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴
とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエンジン
制御装置。
【請求項８】前記エンジン制御装置は、前記レギュレ
ータと、前記電圧検出器と、前記フェールセーフロジッ
ク部と、前記不揮発性メモリと、前記メモリアクセス手
段と、を同一の基板に有することを特徴とする請求項１
乃至７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。