JP2003155954A - 車両用電子制御装置 - Google Patents

車両用電子制御装置

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JP2003155954A JP2001353580A JP2001353580A JP2003155954A JP 2003155954 A JP2003155954 A JP 2003155954A JP 2001353580 A JP2001353580 A JP 2001353580A JP 2001353580 A JP2001353580 A JP 2001353580A JP 2003155954 A JP2003155954 A JP 2003155954A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】エンジンECU10は、制御CPU11と
監視CPU12とを備える。制御CPU11は、車両に
おける電子スロットル制御の異常発生時においてエンジ
ントルク調整のためのフェイルセーフ処理を実施し、監
視CPU12は、制御CPU11の動作を監視する。監
視CPU12は、制御CPU11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。ま
た、同監視CPU12は、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制御CPU11に対してリ
セットをかける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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C
PU32は電子スロットル制御を実施する。これら各C
PU31,32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(W
D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CP
U31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(C
1)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(C
1)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C
PU)12とを備える。これら各CPU11,12はD
MA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〜IGT
4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C
PU11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CPU
11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C
PU12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4mse
c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CPU1
2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24
0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1200rp
m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CPU
11にリセットをかける。
【0022】一方、図4は、WDパルスによる制御CP
U11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4m
sec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CP
U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4mse
c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C
PU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。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/22 310 F02D 41/22 310G Fターム(参考) 3G065 CA38 CA40 DA00 DA04 GA10 3G084 AA03 BA05 BA13 BA16 DA26 DA27 DA31 EA11 EB22 EB24 EC01 FA10 FA32 FA33 3G301 HA01 HA06 JB04 JB08 JB09 KA26 LA01 MA06 MA11 MA24 NB20 NC08 NE23 PA11B PE01B PE06B PF03B

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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C
    PU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。
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