JP3847664B2 - 車載エンジン制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータによって自動車用エンジンの吸気量等を電子制御する車載エンジン制御装置に係わり、さらに詳しくは、１個のＣＰＵ（マイクロプロセッサ）を用いてエンジンの点火・燃料供給等の主制御を合せて行う形式のものであって、全体制御の安全性を向上して吸気量等の電子制御を行う車載エンジン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸気用スロットル弁開度をアクセルペダルの踏込度に応じて電動モータで制御する電子スロットル制御は広く実用されており、最近ではアクセルワイヤを持たないワイヤレス方式のものが普及しつつあるが、バックアップ手段としてアクセルワイヤを併用したり、通常はアクセルワイヤで運転するが定速運転時に電動モータを使用するなどアクセルワイヤを併用した方式のものもある。
一方、エンジン制御全般では点火コイル（ガソリンエンジンの場合）や燃料噴射弁等に対するエンジン駆動機器に関する主制御や、変速機用電磁弁やエヤコン駆動用電磁クラッチ等の周辺機器に関する補機制御などがあり、上記スロットル制御と合せてどのようなＣＰＵ構成とするかについては様々な形式のものがある。
【０００３】
図１０は、第一従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図であり、全ての制御を１個のＣＰＵ1aで行う形式のものを示している。
該ＣＰＵ1aには、エンジンの回転検出用センサ、クランク角センサ、吸気量を測定するエヤフロ−センサ、吸気圧センサ、排気ガスセンサ、水温センサ、アクセルペダルの踏込み度合いを測定するアクセルポジションセンサ（以下ＡＰＳと略称）、スロットル弁開度を測定するスロットルポジションセンサ（以下ＴＰＳと略称）、変速レバ−位置を検出するシフト位置センサ等々その他多数のＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）またはアナログ入力信号11aが接続されている。
また、ＣＰＵ１aの制御出力としては点火コイル、燃料噴射用電磁弁、変速機用電磁弁、排ガス循環制御用電磁弁等々の主機・補機制御出力21aやスロトル制御モータ22aなどがある。
【０００４】
特開平2-176141号公報に示された「内燃機関用制御装置」や特開平11-141389号公報に示された「内燃機関のスロットル制御装置」は、上述の第一従来例のとおりＣＰＵ１個で全体制御を行う形式のものであるが、ＣＰＵ１個方式の問題点はシステム異常時の安全性に欠けたり、充分な性能・仕様を発揮するにはＣＰＵの負担が高すぎることである。
特に、吸気量を確実に抑制できればエンジンが暴走することは無いので、吸気量の制御は安全確保の上で最も重要であり、電子スロットル制御では関連するセンサやＣＰＵを二重系にするのが市場の動向である。
また、図１１は、第二従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図であり、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１bによって主機・補機21bを制御し、該ＣＰＵには関連する主機・補機制御入力信号11bが接続されている。
また、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２bはＡＰＳ、ＴＰＳ等のスロットル制御入力信号12bを受けて、スロットル制御モータ22bを制御すると共に、第三ＣＰＵ（ＣＰＵ３）３bは監視制御入力信号13bを受けて監視制御出力23bを発生し、電子スロットル制御の安全性を向上するものとなっている。
【０００５】
特開平6-278502号公報に示された「クル−ズコントロ−ル装置」や特開平11-2152号公報に示された「車両用定速走行装置」は、上記第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１bについては論及していないが、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２bをメインＣＰＵ、第三ＣＰＵ（ＣＰＵ３）３bをサブＣＰＵとしてスロットル制御に限定した記述がなされている。
これは、従来のアクセルワイヤ方式のエンジン制御装置に定速制御装置を追加した概念のものであって、その結果として３個のＣＰＵによる複雑・高価な構成となっている。
【０００６】
また、図１２は、第三従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図であり、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１cによって主機・補機21cを制御し、該ＣＰＵ１cには関連する主機・補機制御入力信号11cが接続されている。
また、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２cはＡＰＳ、ＴＰＳ等のスロットル制御入力信号や監視制御入力信号12cを受けて、スロットル制御モータに対する制御出力や監視制御出力22cを発生すると共に、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１cと第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２c間で相互監視を行っている。
この形式のＣＰＵ構成は、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１cは俗に言うＥＣＵ（エンジンコントロ−ルユニット）、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２cは俗に言うＴＣＵ（スロットルコントロ−ルユニット）となっていて、相互監視による全体システムの安全性向上を図ろうとするものである。
特開平8-270488号公報に示された「エンジン制御装置」はアクセルワイヤを併用した形式の２ＣＰＵ構成のものであるのに対し、特開2000-97087号公報に示された「スロットル弁制御装置」はワイヤレス・２ＣＰＵ構成のものとなっている。
いずれの場合も、異常発生時のリンプホ−ム運転（退避・帰宅運転）を円滑に行うフェ−ルセ−フ制御手段を論及したものである。
【０００７】
一方、特開平6-249015号公報に示された「車両用制御装置」によれば、退避走行用バイパスバルブを備え、リターンスプリングによって全閉復帰するメインのスロットルバルブの開度をモータによって制御するようにしたものにおいて、モータやアクチェータ等の異常によってメインのスロットルバルブが全閉復帰しなかった場合の過開異常に対する退避運転手段が示されている。
上記従来例では、メインスロットルの弁開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）出力電圧とアクセルペダルの踏込み度を検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）の出力電圧に対応した休筒レベルを設定し、多気筒エンジンの一部のエンジンに対する燃料供給を停止し、有効気筒を減筒することによってエンジン回転速度を抑制することが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術において、ＣＰＵを１個にすることには安全性の問題やＣＰＵの制御負担が過大となる問題があるので、ＣＰＵの負担軽減や安全性監視の強化は不可欠なものとなっている。
しかし、点火制御や燃料噴射制御等のエンジン駆動制御とスロットル制御は極めて関連性の深い制御であって、これを個別のＣＰＵで分担制御することは決して得策なことでは無い。
【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、１個のマイクロプロセッサによってエンジン駆動制御とスロットル制御を一括制御するのに適し、かつ、安全性の向上を図ることができる車載エンジン制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車載エンジン制御装置は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する一対のアクセルポジションセンサの一方の出力と吸気用のスロットル弁の開度を検出する一対のスロットルポジションセンサの一方の出力とに応動して上記スロットル弁の開度を制御するモータと、少なくとも燃料噴射用電磁弁を含むエンジン駆動機器を有する車載エンジンの制御装置であって、
上記モータに対して電源を供給すると共に、上記電源の遮断によって上記スロットル弁の開度を所定位置に復帰させる負荷リレーと、エンジンの駆動制御に必要な高速・高頻度動作の第一のオン／オフ入力センサ群と、エンジン動作状態に関連する第一のアナログ入力センサ群および第二のアナログ入力センサ群が接続され、かつ、マイクロプロセッサを包含し、上記モータに対するスロットル弁制御用の第一の制御出力と上記エンジン駆動機器に対する第二の制御出力とを発生する第一の集積回路素子と、エンジンの駆動制御に必要な低速・低頻度動作の第二のオン／オフ入力センサ群が接続され、上記第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号がシリアルインタフェースを介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、かつ、上記マイクロプロセッサと協動して上記負荷リレーに対して駆動出力を発生する第二の集積回路素子と、上記第一の集積回路素子に内蔵され、上記第二の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第一の相互診断手段と、上記第二の集積回路素子に内蔵され、上記第一の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第二の相互診断手段と、上記スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作を常時監視し、異常発生時に異常検出出力を発生する異常検出手段とを備える。
【００１１】
そして、上記第一の相互診断手段による上記第二の集積回路素子の動作診断結果、上記第二の相互診断手段による上記第一の集積回路素子の動作診断結果および上記異常検出手段の出力に応動して、上記シリアルインタフェースを介しないで上記負荷リレーの動作停止が直接制御されると共に、上記第一の制御出力および上記第二の制御出力は上記第一の集積回路素子の主体構成要素である一つのマイクロプロセッサから出力される。
【００１２】
更に、上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサは、上記第一のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号、上記第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、上記第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、および上記シリアルインタフェースを介して上記第二の集積回路素子より送信されてきた上記第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号に基づいて、周辺補機に対する低速・低頻度動作の補機駆動出力である第三の制御出力を発生し、発生した上記第三の制御出力は上記シリアルインタフェースを介して上記第二の集積回路素子から出力されるものである。
【００１３】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第一のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第一のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第一のスロットルポジションセンサを包含し、上記第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第一のＡ／Ｄ変換器を介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、上記第二のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏 込み度合いを検出する第二のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第二のスロットルポジションセンサを包含し、上記第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第二のＡ／Ｄ変換器を介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力されるものである。
【００１４】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第一の相互診断手段は、上記第一の集積回路素子が上記第二の集積回路素子に対して送信したシリアル通信データに対する返信応答時間のチェックおよび返信データのサムチェックを行うと共に、上記第二の集積回路素子から上記第一の集積回路素子に対して定期的に送信される通信データの受信周期をチェックするものである。
【００１５】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、上記マイクロプロセッサが発生するウォッチドッグタイマクリヤ信号の時間間隔が所定値以上である時に、上記マイクロプロセッサに対する再起動用リセット出力を発生するウォッチドッグタイマ回路と、上記第一の集積回路素子から上記第二の集積回路素子に対して繰返し送信されるシリアル通信データの受信時間間隔のチェックおよび受信データのサムチェックを行う通信チェック回路を備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、上記第二の集積回路素子から上記第一の集積回路素子に送信される循環データを格納する循環データメモリと、上記循環データメモリに格納されている循環データが上記第一の集積回路素子内の各種メモリ間に転送された後に上記第二の集積回路素子に返信された循環完了データを受信して格納する循環完了データメモリと、上記循環データメモリに格納された循環データと上記循環完了データメモリに格納された循環完了データの内容が一致しているかどうかを判定する比較判定回路とを備えたものである。
【００１７】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記異常検出手段は、上記モータおよび上記モータへの給電配線の断線・短絡を検出することによってアクチェータ系の異常検出を行うモータ断線・短絡検出回路と、一対の上記アクセルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第一のセンサ異常検出手段と、一対の上記スロットルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第二のセンサ異常検出手段と、上記アクセルポジションセンサの動作に応動する仮想スロットルポジション算出手段の出力と上記スロットルポジションセンサの出力を比較することによってアクチェータ異常を含む制御系の異常を検出するループ異常検出手段とを備えたものである。
【００１８】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、車載エンジン制御装置に対する電源スイッチの投入または遮断を検出する電源検出回路と、少なくとも上記第二の相互診断手段の異常検出出力と上記モータ断線・短絡検出回路の異常検出出力によってセットされ、上記電源検出回路によってリセットされる異常記憶素子と、上記第二の集積回路素子が発生する負荷リレー駆動出力と上記負荷リレーとの間にあって、上記異常記憶素子の出力と上記異常検出手段の一部の出力および上記第一の相互診断手段の出力によって上記負荷リレーを遮断するように構成されているゲート素子とを備え、上記第一の集積回路素子から出力された上記異常記憶素子に対する異常検出信号は上記シリアルインタフェースを介しないで直接入力されるものである。
【００１９】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、上記負荷リレーが給電電源を遮断した時に上記スロットル弁の開度を退避運転用デフォルト位置に復帰させるデフォルト位置復帰機構を更に備えると共に、上記第一の集積回路素子は、更に、正常なスロットルポジションセンサ出力が無い時に作用し、エンジンが安定な回転を維持するための最小回転速度であるアイドル回転速度よりも若干高い所定のエンジン回転速度を設定する最小閾値設定手段と、正常なスロットルポジションセンサ出力が有る時に作用し、スロットルポジションセンサによって検出されたスロットル弁開度に略反比例するエンジン回転速度を演算設定する通常閾値設定手段と、上記負荷リレーの遮断時に作用し、上記最小閾値設定手段または通常閾値設定手段によって設定された所定のエンジン回転速度と実際のエンジン回転速度の偏差に応動して上記第二の制御出力によって燃料供給量を調節してエンジンの回転速度を抑制するエンジン回転抑制手段とを備えたものである。
【００２０】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記エンジン回転抑制手段は、車両を静止保持するための補助制動手段である補助ブレーキの動作を検出する補助ブレ−キ動作判定手段と、二重系設置された一対のスロットルポジションセンサの断線・短絡異常と相対比較異常によって正常なスロットルポジションセンサが無いことを判定するスロットルポジションセンサ異常判定手段と、上記補助ブレーキが動作して車両を停止させようとする時、或いはスロットルポジションセンサ出力が異常である時には上記最小閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定し、正常なスロットルポジションセンサ出力があって、しかも上記補助ブレーキが解除されている時には上記通常閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定するエンジン回転速度設定手段を備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車載エンジン制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
図１において、100aは図示しない密閉筐体に収納された電子基板で構成された電子制御装置であり、該電子制御装置100aは後述の第一の集積回路素子110と第二の集積回路素子120およびこれら集積回路素子外部で電子基板上に実装された電子回路を主体として構成されている。
上記電子制御装置100aは、図示しないコネクタを介して外部の入出力機器に接続されており、先ずはこれらの入出力機器について説明する。
【００２２】
101aはエンジン回転センサ、クランク角センサ、車速センサ等の第一のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）入力センサ群であり、これらの入力信号はON／OFFの頻度が高かったり、その動作を速やかにマイクロプロセッサに取込む必要のある高速・高頻度動作のものとなっている。
101bは変速機用シフトレバ−の選択位置センサ、エヤコンスイッチ、アクセルペダルのアイドル位置検出用スイッチ、パワ−ステアリング動作スイッチ、定速走行用クル−ズスイッチ、ブレ−キスイッチ等の第二のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）入力センサ群であり、これらの入力信号はＯＮ／ＯＦＦ動作の読取り応答遅れがあってもあまり問題の無い低速・低頻度動作のものである。
【００２３】
102aはスロットルの吸気量を測定するエヤフロ−センサ（ＡＦＳ）、アクセルペダルの踏込度を測定する第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）、スロットル弁開度を測定する第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）等の第一のアナログ入力センサ群、102bは第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）、第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）、排気ガスセンサ、水温センサ、吸気圧センサ等の第二のアナログ入力センサ群であり、上記ＡＰＳ１とＡＰＳ２やＴＰＳ１とＴＰＳ２は安全のために二重設置されているものである。
103は吸気用スロットル弁を開閉制御するモータ、104aは出力接点104bによって上記モータ103に対する電源供給/遮断を行う負荷リレーであり、該負荷リレー104aが動作するとモータ103の電源回路が閉路されるようになっている。
【００２４】
105aはエンジンの点火コイル（ガソリンエンジンの場合）、燃料噴射用電磁弁、排気ガス循環燃焼用電磁弁（またはステッピングモータ）等のエンジン駆動機器、105bは変速機の変速段切換用電磁弁、エヤコン駆動用電磁クラッチ、各種表示器等の周辺補機、106は車載バッテリ、107はイグニションスイッチ等の電源スイッチ、108aは出力接点108bを有し、車載バッテリ106から給電される電源リレー、109はスロットル制御関係の警報・表示器であり、ジーゼルエンジンの場合には上記点火コイルは設けられない。
【００２５】
次に、上記第一の集積回路素子110において、111は例えば32ビットのマイクロプロセッサ、112は上記第一のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101aとマイクロプロセッサ111間に接続された入力インタフェ−ス、113aは上記第一のアナログ入力群センサ102aとマイクロプロセッサ111間に接続された第一のＡ／Ｄ変換器（アナログ→デジタル変換器）、113bは上記第二のアナログ入力群センサ102bとマイクロプロセッサ111間に接続された第二のＡ／Ｄ変換器（アナログ→デジタル変換器）であり、上記入力インタフェース112は図示しない電子基板上に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系の発熱部品と上記第一の集積回路素子110内に収納されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部品とによって構成されている。
【００２６】
114aは上記マイクロプロセッサ111が発生する第二の制御出力DR2によって、上記エンジン駆動機器105aをＯＮ／ＯＦＦ駆動する出力インタフェースであり、該出力インタフェース114aは上記第一の集積回路素子110に内蔵されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部分と、図示しない電子基板に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系のパワートランジスタなどによって構成されている。
また、114bは上記マイクロプロセッサ111が発生する第一の制御出力DR1によって、上記モータ103をＯＮ／ＯＦＦ駆動するインタフェ−ス用パワ−トランジスタ回路によって構成されたモータ駆動回路、114cはモータ103の断線・短絡検出回路である。
該断線・短絡検出回路114cはＯＮ駆動時のモータ電流が所定値以上（短絡）となっていたり、ＯＦＦ駆動時の断線検出用リ−ク電流が無い時（断線）に回路異常検出出力MERを発生するようになっており、これによって配線回路の断線・短絡等も合せて検出されるようになっている。
なお、上記モータ駆動回路114bや断線・短絡検出回路114cについても、上記出力インタフェース114aや入力インタフェース112と同様に、第一の集積回路素子110と図示しない電子基板上の分散配置されるものである。
【００２７】
115および125は互いに協動して第一集積回路素子110と第二の集積回路素子120間でシリアル信号の授受を行う直並列変換器によって構成されたシリアルインタフェ−ス（ＳＣＩ）である。
ER1は図５・図６を用いて後述する通信診断出力であり、該通信診断出力ER1は上記第一の集積回路素子110によって、第二の集積回路素子120に対するシリアル通信の状態を監視する第一の相互診断出力となっている。
CERは図４を用いて後述する制御異常検出出力であり、該制御異常検出出力CERはアクセルポジションセンサやスロットルポジションセンサ、或いはスロットル制御用アクチェータ全体に対する異常検出出力となっている。
DR4は上記警報・表示器109に対する警報・表示出力、WDは後述のウォッチドッグタイマ（Ｗ／Ｄタイマ）128に対するウォッチドッグタイマクリヤ信号、RSTは上記マイクロプロセッサ111を初期化するために後述のウォッチドッグタイマ128が発生するリセット出力である。
【００２８】
次に、上記第二の集積回路素子120において、121は論理回路部、122は上記第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bと上記論理回路部121間に接続された入力インタフェ−ス、124は上記論理回路部121が仲介する第三の制御出力DR33によって上記周辺補機105bをＯＮ／ＯＦＦ駆動するインタフェ−ス用パワ−トランジスタ回路で構成された出力インタフェースある。
なお、上記第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bのＯＮ／ＯＦＦ信号は上記論理回路部121内でノイズフィルタ処理などが行われた後、シリアルインタフェ−ス125、115を介して上記マイクロプロセッサ111に送信されると共に、マイクロプロセッサ111は第三の制御出力DR33を生成してシリアルインタフェ−ス115、125を介して論理回路部121に送信するものである。
また、上記入力インタフェース122は図示しない電子基板上に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系の発熱部品と上記第二の集積回路素子120内に収納されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部品とによって構成されている。
また、上記出力インタフェース124は上記第二の集積回路素子120に内蔵されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部分と、図示しない電子基板に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系のパワートランジスタなどによって構成されている。
【００２９】
126は上記第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120に給電するための安定化電源制御回路、127は投入時または遮断時に短時間の電源検出パルス出力RPを発生する電源検出回路、128は上記マイクロプロセッサ111が発生するウォッチドッグタイマクリヤ信号WDを監視し、所定時間幅のパルス列が発生していない時にリセット出力RSTを発生してマイクロプロセッサ111を再起動させるウォッチドッグタイマ、129はセット入力部129aとリセット入力部129cによって構成された異常記憶素子、129bは上記異常記憶素子129のセット出力部に接続された否定論理素子である。
ER21は図３および図５を用いて後述する通信診断出力（第二の相互診断出力の一つ）、ER22は図３で後述する循環診断出力（第二の相互診断出力の一つ）であり、上記異常記憶素子129は上記回路異常検出出力MER、リセット出力RST、通信診断出力ER21、循環診断出力ER22のいずれかによってセットされ、電源検出パルス出力RPによってリセットされるようになっている。
【００３０】
130、131、132aおよび132bは上記第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120の外部に設けられた各種構成部品であり、130は上記車載バッテリ106から直接給電されるスリ−プ用電源と電源スイッチ107または電源リレー108aの出力接点108bを介して給電される運転用電源に接続され、上記電源制御回路126によって導通制御される開閉素子、131は上記電源リレー108aを駆動するトランジスタ、132aは上記電源スイッチ107から上記トランジスタ131をＯＮさせる駆動抵抗、132bは上記論理回路部121に設けられた電源リレー駆動出力DR32によって上記トランジスタ131をＯＮさせる駆動抵抗である。
なお、上記電源リレー108aは電源スイッチ107が閉路された時に駆動抵抗132a、トランジスタ131を介して付勢され、その出力接点108bが閉路する。
第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120が動作を開始すると、上記トランジスタ131は上記電源リレー駆動出力DR32によっても動作するようになっているので、その後に電源スイッチ107を開路しても、電源リレー駆動出力DR32をＯＦＦするまでは駆動抵抗132bによって電源リレー108aの動作は保持されており、この間にマイクロプロセッサの退避処理やアクチェ−タの原点復帰動作などが行われるようになっている。
【００３１】
133は論理回路部部121の負荷リレー駆動出力DR31と負荷リレー104a間に接続されたゲート素子、134は該ゲート素子133の入力端子に接続されたプルダウン抵抗、ＩＬ１は上記通信診断出力（第一の相互診断出力）ER1または制御異常検出出力CERが異常出力を発生して、論理レベル「Ｌ」になった時に上記ゲート素子133に作用して、負荷リレー104aの駆動を停止する第一のインタロック信号、ＩＬ２は上記異常記憶素子129がセットされた時、否定論理素子129bを介して上記ゲート素子133の入力論理レベルを「Ｌ」にして、負荷リレー104aの駆動を停止する第二のインタロック信号である。
【００３２】
図２は、図１に示した実施の形態１による車載エンジン制御装置によつて駆動制御されるエンジンの機構を説明するための概念図である。
図２において、200aはスロットル弁200bを有する吸気スロットル、201は上記スロット弁200bを開閉制御するモータ103の回転軸、202aは該回転軸201と連動する角度運動部であるが、該角度運動部202aは説明の便宜上から矢印202bの方向に上下動作するように表現されている。
203aは上記角度運動部202aを矢印203b方向（開弁方向）に付勢する抗張ばね、204は抗張ばね205aによって矢印205b方向（閉弁方向）に付勢され、上記抗張ばね203aに打ち勝って角度運動部202aを閉弁方向に復帰させる復帰部材、206は該復帰部材204の復帰位置を規制するデフォルトストッパ、207は復帰部材204がデフォルトストッパ206の位置まで復帰した状態からさらに角度運動部202aを閉弁方向に駆動した時に当接するアイドルストッパである。
なお、上記モータ103はデフォルト位置からアイドルストッパ207までの間は抗張ばね203aに抗して弁開度を制御すると共に、デフォルト位置を超えた開弁動作に対しては抗張ばね203aと協動しながら抗張ばね205aに抗して開弁制御を行うようになっている。
【００３３】
従って、モータ103の電源が遮断されると、角度運動部202aは抗張ばね205a、203aの作用によってデフォルトストッパ206で規制される位置まで閉弁または開弁動作を行い、これが異常時の退避運転に対する弁開度位置となる。
但し、ギヤ機構の異常等があって目標とするデフォルト位置まで復帰できないようなアクチェ−タ異常が発生した場合には、非常に大きな弁開度位置でロックしてしまうようなことがあることも想定しておく必要がある。
なお、第一スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）および第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）は角度運動部202aの動作位置、即ちスロットルの弁開度を検出するように配置されている。
また、208は抗張ばね203a、205a、角度運動部202a、復帰部材204、デフォルトストッパ206等によって構成されたデフォルト位置復帰機構である。
【００３４】
210aは支点210bを中心として矢印210c方向に踏込まれるアクセルペダル、210dは抗張ばね211aによって矢印211b方向に付勢され、上記アクセルペダル210aを復帰方向に駆動する連結部材、212はアクセルペダル210aの復帰位置を規制するペダルストッパ、213はアクセルペダル210aが踏込まれず抗張ばね211aによってペダルストッパ212の位置まで復帰していることを検出するアイドルスイッチであり、第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）および第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）はアクセルペダル210aの踏込み度合いを検出するように配置されている。
なお、上記モータ103としては、直流モータ、ブラシレスモータ、ステピングモータなどが用いられるが、ここではＯＮ／ＯＦＦ比率制御される直流モータとして扱われており、その制御は第一の集積回路素子110内のマイクロプロセッサ111によって行われるものである。
【００３５】
図３は、実施の形態１による車載エンジン制御装置の制御動作全体を説明するためのブロック図である。
図３において、アクセルペダル210aと連動する第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）および第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）は符号300、301で示されており、スロットル弁200bと連動する第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）および第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）は符号302、303で示されている。
これらのセンサの内部構成は符号300の第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）で代表して表現したとおり、正側抵抗300a、可変抵抗300b、負側抵抗300cの直列回路が正負の電源線300dと300e間に接続されていて、上記可変抵抗300bの摺動端子から検出出力を取出すように構成されている。
これにより、センサの出力電圧は例えば0.2〜4.8Ｖとなるのが正常状態となっているが、配線の断線・短絡、可変抵抗の接触不良等があると上記以外の電圧が出力されることがある。
【００３６】
第一の集積回路素子110において、310は検出信号線の断線や可変抵抗300bの接触不良等があった時に入力信号電圧をゼロにするためのプルダウン抵抗、311はエヤコンが使用されていたりエンジン水温が低い時にエンジンのアイドル回転速度を高めるためのアイドル補正ブロック、312は該アイドル補正を行うための補正要因信号であり、該補正要因信号は第二のＡ／Ｄ変換器113bに対する入力情報によるものである。
313はアクセルペダル210aを急速に踏込んだ時、加速性を改善するために燃料供給を増やしたい場合やその他安定定速運転時に燃料を抑制したい場合に応じて増減する運転補正ブロック、314は該運転補正を行うための補正要因信号であり、該補正要因信号はアクセルペダル210aの踏込み速度（ＡＰＳ1の出力信号の微分値）やその他様々な要因に基づいてマイクロプロセッサ111内で算定されるものである。
【００３７】
315はマイクロプロセッサ111内で演算された目標スロットル弁開度であり、該目標スロットル弁開度315はアクセルペダル210aの踏込み度合いに対応した第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ1）の出力信号電圧に対して、上記アイドル補正ブロック311や運転補正ブロック313で演算された増減補正値が代数加算されたものとなっている。
316は実際のスロットル弁開度に対応した第一のスロットルポジションセンサ
（ＴＰＳ1）の出力信号電圧が上記目標スロットル弁開度315の信号電圧と合致するようにモータ103をＯＮ／ＯＦＦ比率制御するPID制御部である。
317は後述の閾値設定回転速度、318はエンジンの回転速度検出センサ304に基づく実際のエンジン回転速度が上記閾値回転速度に等しくなるように燃料噴射用電磁弁305によって燃料供給を抑制するエンジン回転抑制手段であり、後述のとおりスロットル制御系の異常発生時に安全対策として重要な役割を果たすものとなっている。
【００３８】
114cは前述のモータ用断線・短絡検出回路、423は図４で後述するとおり、第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ1）および第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ2）の異常を検出する第一のセンサ異常検出手段、426は図４で後述するとおり、第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ1）および第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ2）の異常を検出する第二のセンサ異常検出手段、427は図４で後述するループ異常検出手段、611は図６で後述する第一の相互診断手段である。
【００３９】
第二の集積回路素子120において、128は前述のウォッチドッグタイマ、129はセット入力部129aとリセット入力部129cによって構成された異常記憶素子、329aは第二の相互診断手段の一つとして、図５で後述するとおり第二の集積回路素子120によって第一の集積回路素子110とのシリアル通信の動作をチェックする通信チェック回路、ER21は該通信チェック回路による通信診断出力、329bは第二の相互診断手段の一つとして上記循環診断出力ER22を発生する比較判定回路である。
また、329ｃは第二の集積回路素子120がシリアルインタフェース125・115を介してマイクロプロセッサ111に送信した自己診断用の循環データを記憶する循環データメモリ、329dはマイクロプロセッサ111が上記循環データを第一の集積回路素子110内の各種メモリ間に転送した後、シリアルインタフェース115・125を介してに第二の集積回路素子に返信した循環完了データを記憶する循環完了データメモリであり、上記比較判定回路329bは上記循環データメモリ329cの内容と循環完了データメモリ329dの内容が一致しているかどうかを判定するものである。
【００４０】
図４は、図１に示した実施の形態１による車載エンジン制御装置における異常検出動作を説明するための異常検出フローチャートである。
先ず、図４に示したフロ−チャ−トに基づいて、マイクロプロセッサ111によって検出される制御異常検出出力CERの発生方法を説明する。
図４において、400は定期的に割込み動作で活性化されるマイクロプロセッサ111の動作開始工程、401は該動作開始工程400に続くＡＰＳ1の出力電圧範囲異常の判定工程であり、該判定工程401ではＡＰＳ1の出力電圧が0.2〜4.8Ｖの時に正常であって、検出信号線の断線や接触不良或いは正負の電源線とかその他の異電圧配線に対する短絡誤触の有無を判定するものとなっている。
402は上記判定工程401が正常である時に作用して、ＡＰＳ1の出力電圧変化率に関する異常判定を行うものであり、該異常判定402では前回読取られた出力電圧と今回読取られた出力電圧の差分によって変化率を測定し、これが通常は有得ない急変となった場合には同上の断線・短絡等による異常であったと判定するものである。
【００４１】
403、404は上記行程401、402と同様にＡＰＳ2の異常判定を行う工程、405は上記工程404が正常である時に作用して、ＡＰＳ1とＡＰＳ2の両出力電圧が所定の誤差内で一致しているかどうかを相対比較し、誤差が大きければ異常と判定する判定工程、406は該工程が正常である時に作用し、スロットル制御用アクチェータ系の伝達関数をもとにして、現在のアクセルポジションセンサの信号に対応する仮想のスロットルポジションセンサの出力信号を算出する仮想スロットルポジション算出手段、410はフロ−の中継端子である。
411、412は上記工程401、402と同様にＴＰＳ1の異常判定を行う工程、413、414は上記工程401、402と同様にＴＰＳ2の異常判定を行う工程、415は上記工程414が正常である時に作用し、ＴＰＳ1とＴＰＳ2の両出力電圧が所定の誤差内で一致しているかどうかを相対比較し、誤差が大きければ異常と判定する判定工程、416は該工程が正常である時に作用し、上記工程406で算出された仮想スロットル弁開度とＴＰＳの出力電圧を比較して、所定値以上の乖離があれば制御異常と判定する判定工程である。
【００４２】
420は判定工程401〜405、411〜416の何れかに異常があった時に作用して、図１および図３における制御異常検出出力CERを発生するエラ−出力工程であり、該出力工程420の動作終了時または上記全ての判定工程が正常であった時に終了工程428へ移行し、開始工程400が再度活性化されるまで工程428で待機するようになっている。
なお、421は工程401と402によるＡＰＳ1の断線・短絡異常検出手段、422は工程403と404によるＡＰＳ2の断線・短絡異常検出手段、423は工程401〜405による第一のセンサ異常検出手段、424は工程411と412によるＴＰＳ1の断線・短絡異常検出手段、425は工程413と414によるＴＰＳ2の断線・短絡異常検出手段、426は工程411〜415による第二のセンサ異常検出手段、427は工程406と416によるループ異常検出手段となっている。
【００４３】
次に、第一の集積回路素子110と第二の集積回路素子120間のシリアル通信について、図５に示した通信動作説明図に基づいて説明する。
図５（ａ）は第一の集積回路素子110（親局）から第二の集積回路素子120（子局）に対して、例えば補機駆動出力DR33を送信する場合のフレーム構成を示したものである。
図５（ａ）において、501aは親局→子局への定期送信フレームであり、親局→子局への定期送信フレーム501aは開始データ５５Ｈ・コマンド１０Ｈ・格納先アドレス・送信データ・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
502aは第二の集積回路素子120が上記定期送信フレーム501aによる一連のデータを受信し、図３の通信チェック回路329aがサムチェックと受信間隔のタイムアウトチェックを行う判定ブロックである。
【００４４】
503aは判定ブロック502aの判定が正常受信であった時に親局に返信される正常返信フレームであり、該正常返信フレームは開始データ５５Ｈ・認知データ６１Ｈ・格納先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
504aは判定ブロック502aの判定が異常受信であった時に親局に返信される異常返信フレームであり、該異常返信フレームは開始データ５５Ｈ・非認知データ６２Ｈ・格納先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
505aは正常返信フレーム503aを返信した後に、受信した補機駆動出力DR33を論理回路部121内のメモリに格納すると共に、周辺補機105bを駆動するブロックである。
506aは異常返信フレーム504aを返信した後に、通信チェック回路329aが通信診断出力ER21を発生するブロックであるが、実際には図示しない再送確認処理の上で通信診断出力ER21が発生する。
【００４５】
507aは子局が返信した正常返信フレーム503aまたは異常返信フレーム504aを親局が受信した時のサムチェックや受信できなかった時の返信応答のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック507aの診断結果が異常であったり、異常返信フレーム504aを正常受信した場合には再度定期送信フレーム501aを送信し、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
【００４６】
図５（ｂ）は第一の集積回路素子110（親局）が第二の集積回路素子120（子局）に対して、各種データの読出要求（子局→親局への読出）をする場合のフレーム構成を示したものである。
図５（ｂ）において、501bは親局→子局への不定期送信フレームであり、不定期送信フレーム501bは開始データ５５Ｈ・コマンド３０Ｈ・読出先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
502bは第二の集積回路素子120が上記不定期送信フレーム501bによる一連のデータを受信し、図３の通信チェック回路329aがサムチェックを行う判定ブロックである。
【００４７】
503bは判定ブロック502bの判定が正常受信であった時に親局に返信される正常返信フレームであり、該正常返信フレームは開始データ２５Ｈ・読出先アドレス・読出データ・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
504bは判定ブロック502bの判定が異常受信であった時に親局に返信される異常返信フレームであり、該異常返信フレームは開始データ５５Ｈ・非認知データ７２Ｈ・読出先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
505bは異常返信フレーム504bを返信した後に、通信チェック回路329aが通信診断出力ER21を発生するブロックであるが、実際には図示しない再送確認処理の上で通信診断出力ER21が発生する。
【００４８】
506bは子局が返信した正常返信フレーム503bまたは異常返信フレーム504bを親局が受信した時のサムチェックや、受信できなかった時の返信応答のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック506bの診断結果が異常であったり、異常返信フレーム504bを正常受信した場合には再度不定期送信フレーム501bを送信し、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
上記診断ブロック506bが正常返信フレーム503bを正常受信した場合には、正常読出された受信データを所定のアドレスのメモリに格納するようになっている。
【００４９】
図５（ｃ）は第二の集積回路素子120（子局）が第一の集積回路素子110（親局）に対して、例えば第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bからの入力信号を送信する場合のフレーム構成を示したものである。
図５（ｃ）において、501cは親局→子局への許可送信フレームであり、許可送信フレーム501cは開始データ５５Ｈ・コマンド１０Ｈ・格納先アドレス＃００・送信データ０１Ｈ・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
502cは第二の集積回路素子120が上記許可送信フレーム501cによる一連のデータを受信し、図３の通信チェック回路329aがサムチェックを行う判定ブロックである。
【００５０】
503cは判定ブロック502cの判定が正常受信であった時に親局に返信される正常返信フレームであり、該正常返信フレームは開始データ１１Ｈ・データ１・データ２・データ３・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
504cは判定ブロック502cの判定が異常受信であった時に親局に返信される異常返信フレームであり、該異常返信フレームは開始データ５５Ｈ・非認知データ６２Ｈ・格納先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
505cは異常返信フレーム504cを返信した後に、通信チェック回路329aが通信診断出力ER21を発生するブロックであるが、実際には図示しない再送確認処理の上で通信診断出力ER21が発生する。
【００５１】
506cは子局が返信した正常返信フレーム503cまたは異常返信フレーム504cを親局が受信した時のサムチェックや、受信できなかった時の返信応答のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック506cの診断結果が異常であったり、異常返信フレーム504cを正常受信した場合には再度許可送信フレーム501cを送信し、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
上記診断ブロック506cが正常返信フレーム503cを正常受信した場合には、正常読出されたデータ１・データ２・データ３を所定のアドレスのメモリに格納するようになっている。
なお、上記許可送信フレーム501cのデータが00Hに変更されて親局→子局に送信されない限り、507cで示した繰返し周期T0の間隔をおいて継続返信が行われる。
503dは継続返信フレームであり、その構成は上記正常返信フレーム503cと同じである。
【００５２】
505dは子局が返信した上記継続返信フレーム503dを親局が受信して、サムチェックや上記繰返し周期T0のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック505dの診断結果が異常であれば、次回の継続返信フレーム503dに対する診断を行い、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
上記診断ブロック505dが継続返信フレーム503dを正常受信した場合には、正常読出されたデータ１・データ２・データ３を所定のアドレスのメモリに格納するようになっている。
なお、子局→親局に対する継続返信の間の空き時間を狙って、定期送信フレーム501aや不定期送信フレーム501bも送信されるようになっており、これを508cで示している。
【００５３】
次に、図６は、図１に示した実施の形態１による車載エンジン制御装置の通信動作（相互診断動作）を説明するための通信チェックフローチャートである。
図６において、600は定期的に割込み動作で活性化されるマイクロプロセッサ111の動作開始工程、601は該動作開始工程600に続くコマンド送信要否の判定工程であり、該判定工程601では図５に示した定期送信フレーム501a・不定期送信フレーム501b・許可送信フレーム501cの送信タイミングであるかどうかを判定する。
602は上記判定工程601が送信タイミングを過ぎていたと判定した時に作用し、図５に示した定期送信フレーム501a・不定期送信フレーム501b・許可送信フレーム501cのどれかを送信すると共に、子局からの返信応答を待つ待機工程、603は該待機工程602に続いて作用し、返信データの受信とサムチェックやタイムアウトチェックを行う工程である。
また、604は該工程に続いて作用し、上記工程603で異常があったかどうかを判定する第一の通信チェック手段としての工程、605は該工程604で異常有りであった時に作用し、初回異常であったかどうかを判定する工程であり、該工程が初回異常であった時には上記工程602に移行して再度コマンド送信を行うと共に、再送信後の異常（初回異常ではない）の時には通信診断出力ER1を発生する工程606へ移行するようになっている。
【００５４】
607は上記判定工程601がＮＯであるか、または上記判定工程604が正常である時、或いは後述の工程610がYESであった時に作用し、図５のフレーム503c・504c・503dのいずれかを受信したかどうかを判定する工程である。
608は上記工程607がYESであった時に作用し、受信データのサムチェックやタイムアウトチェック或いは周期チェックを行う第二の通信チェック手段としての工程、609は該工程に続いて作用し、上記工程608で異常があったかどうかを判定する工程、610は該工程で異常有りであった時に作用し、初回異常であったかどうかを判定する工程であり、該工程が初回異常であった時には上記工程607に移行して定期データの受信を待つと共に、次回受信後の異常（初回異常ではない）の時には通信診断出力ER1を発生する工程606へ移行するようになっている。
【００５５】
611は上記工程607がＮＯであるか、または上記工程609が正常であった時に作用し、図３の循環データメモリ329cに格納されている循環データを受信したかどうかを判定する工程、612は該工程がYESであった時に作用し、循環データを各部メモリ間に転送した後、図３に示した循環完了データ受信メモリ329dへ送信する工程、613は上記工程611がＮＯであった時、または上記工程612や606に続いて作用し、通信診断出力606のエラー内容や図４で示した制御異常検出出力420の内容に応じて、警報・表示器109（図１参照）に対する警報・表示出力を発生する警報・表示出力手段となっている。
614は上記工程613に続く動作終了工程であり、開始工程600が再度活性化されるまで該工程で待機するようになっている。
615は第一の通信チェック手段である工程603や、第二の通信チェック手段である工程608を包含した第一の相互診断手段となっている。
【００５６】
図１〜図３に関する個々の動作については、構成の説明と合せて説明してきたが、ここでは第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120の役割分担を中心として説明する。
先ず、第一の集積回路素子110は第一・第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101a・101bや第一・第二のアナログ入力センサ群102a・102bなどの各種センサからの入力信号を基にして、第一の制御出力DR1でモータ103を駆動したり、第二・第三の制御出力DR2・DR33でエンジン駆動機器105aや周辺補機105bを駆動する。
ただし、低速・低頻度動作の第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bからの入力信号や周辺補機105bに対する第三の制御出力DR33はシリアルインタフェース115・125によって第二の集積回路素子120を介して入出力されるので、第一の集積回路素子110の入出力ピン数が減少し、小形化ができるようになっている。
【００５７】
更なる分担機能として、各種異常判定とその結果に対する処置のあり方が重要である。
図１において、異常記憶素子129のセット入力部129aには４種類の異常検出入力が接続されている。
まず、第二の集積回路素子120によって診断される第一の集積回路素子110の異常は第二の相互診断出力としてリセット出力RST・通信診断出力ER21・循環診断出力ER22があり、いずれも異常記憶素子129によって記憶されるようになっている。
同様に、モータ103の異常については断線・短絡異常検出回路114cに基づく回路異常検出出力MERを記憶するようになっており、異常が異常記憶素子129に記憶されるとゲート素子133を介して負荷リレー104aが遮断されると共に、電源スイッチ107を再投入するまでリセットされないようになっている。
【００５８】
一方、第一の集積回路素子110によって診断される第二の集積回路素子120の異常は第一の相互診断出力ER1としてゲート素子133に作用し、負荷リレー104aを遮断するようになっている。
また、アクセルやスロットルのポジションセンサについては、第一・第二のセンサ異常検出手段423・426（図４参照）によってチェックされ、アクチェータ異常を含む制御系全般の異常はループ異常検出手段427（図４参照）によってチェックされて、制御異常検出出力CERとしてゲート素子133に作用し、負荷リレー104aを遮断するようになっている。
【００５９】
スロットル弁開閉機構については安全対策としてのデフォルト位置復帰機構208（図２参照）が設けられているが、その機械的異常に対してはループ異常検出手段427（図４参照）によってチェックされるようになっている。
このような各種の異常に対しては、警報・表示器109が動作して運転手に知らせると共に、負荷リレー104aが消勢されてモータ103の電源回路が遮断され、デフォルト位置復帰機構208によってスロットル弁200bはデフォルト位置に復帰する。
一方、この状態ではエンジン回転抑制手段318（図３）によって所定の閾値回転以上にならないように抑制され、ブレ−キペダルの踏込み度合いに応じた退避運転が行われることになる。
【００６０】
なお、一時的なノイズ誤動作等によるマイクロプロセッサ111の暴走があったような場合、マイクロプロセッサ111自体は自動的にリセットされて再起動され正常動作を回復することになるが、この場合であっても、異常記憶素子129は異常動作を記憶していて、警報・表示器109が動作したりスロットル弁200bのデフォルト復帰が行われる。
しかし、電源スイッチ107を遮断→再投入すれば電源検出パルス出力RPによって異常記憶素子129はリセットされるので、スロットル制御を含めて正常動作状態に回復する。
異常発生がノイズ誤動作等の一時的なものでない場合には、異常記憶素子129が電源スイッチ107によって一旦リセットしても、再度異常検出されてこれを記憶することになる。
【００６１】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による車載エンジン制御装置の構成説明するためのブロック図である。
図７において、100bは図示しない密閉筐体に収納された電子基板で構成されていて、マイクロプロセッサ111bを主体とする電子制御装置であり、該電子制御装置は図示しないコネクタを介して外部の入出力機器に接続されている。
【００６２】
101aは304で示したエンジンの回転速度検出センサの他に、クランク角センサ、車速センサ等を含むの第一のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群であり、これらの入力信号DI1はＯＮ／ＯＦＦの頻度が高かったり、その動作を速やかにマイクロプロセッサ111bに取込む必要のある高速・高頻度動作のものとなっている。
101bは変速機用シフトレバ−の選択位置センサ、エヤコンスイッチ、アクセルペダルのアイドル位置検出用スイッチ、パワ−ステアリング動作スイッチ、定速走行用クル−ズスイッチ、ブレ−キスイッチ等の第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群であり、これらの入力信号DI2はＯＮ／ＯＦＦ動作の読取り応答遅れがあってもあまり問題の無い低速・低頻度動作のものである。
【００６３】
102aはスロットルの吸気量を測定するエヤフロ−センサAFS、アクセルペダルの踏込度を測定する第一のアクセルポジションセンサＡＰＳ1、スロットル弁開度を測定する第一のスロットルポジションセンサＴＰＳ1等の第一のアナログ入力センサ群、AI1は第一のアナログ入力信号、102bは第二のアクセルポジションセンサＡＰＳ2、第二のスロットルポジションセンサＴＰＳ2、排気ガスセンサ、水温センサ、吸気圧センサ等の第二のアナログ入力センサ群、AI2は第二のアナログ入力信号であり、上記ＡＰＳ1とＡＰＳ2やＴＰＳ1とＴＰＳ2は安全のために二重設置されているものである。
103は第一の制御出力DR1によって駆動される吸気用スロットル弁の開閉制御用のモータ、104aは制御出力DR31によって駆動され、出力接点104bによって上記モータ103に対する電源供給/遮断を行う負荷リレーであり、該負荷リレー104aが動作するとモータ103の電源回路が閉路されるようになっている。
【００６４】
105aは第二の制御出力DR2によって駆動されるエンジンの点火コイル（ガソリンエンジンの場合）、305で示した燃料噴射用電磁弁、排気ガス循環燃焼用電磁弁（またはステッピングモータ）等のエンジン駆動機器、105bは第三の制御出力DR33によって駆動される変速機の変速段切換用電磁弁、エヤコン駆動用電磁クラッチ、各種表示器等の周辺補機、106は端子BAT1に接続された車載バッテリである。
また、107は上記車載バッテリ106と端子IGSに接続されたイグニションスイッチ等の電源スイッチ、108aは端子BAT2に接続された出力接点108bを有し、車載バッテリ106から給電される電源リレー、DR32は該電源リレーを駆動するための電源リレー駆動出力、109は制御出力DR4によって駆動されるスロットル制御関係の警報・表示器である。
【００６５】
図８は、図７に示した実施の形態２による車載エンジン制御装置におけるエンジン回転速度の閾値を設定する動作を説明するための閾値設定用フローチャートである。
図８において、800は定期的に割込み動作で活性化されるマイクロプロセッサ111bの動作開始工程、該工程に続く801は負荷リレー104aが動作中であるかどうかを判定する工程、802は負荷リレー104aが不作動である時に作用し、ＴＰＳ1またはＴＰＳ2の内少なくとも一方が正常であるかどうかを判定する工程、803はＴＰＳが正常である時に作用し、補助ブレーキが操作されているかどうかを判定する工程であり、補助ブレーキの操作/解除はブレ−キスイッチのＯＮ／ＯＦＦによって判定されるものである。
【００６６】
804は上記工程802でＴＰＳが異常であった時、或いは上記工程803で補助ブレーキスイッチがＯＮであった時に作用し、エンジン回転速度の制限値をN1に設定する最小閾値設定手段、805は上記工程803で補助ブレーキスイッチがＯＦＦであった時に作用し、エンジン回転速度の制限値をN2に設定する通常閾値設定手段、806は負荷リレー104aが動作中である時に作用し、エンジン回転速度の制限値をN4に設定する最大閾値設定手段であり、
例えば、N1＝1000rpm、N4＝8000rpmであるのに対し、
N2は次式によって算出される値となっている。
Ｎ2＝2500／[１＋1.5×（θp/θmax）] （rpm）
但し、θp＝現在のスロットル弁開度（θp＝０〜θmax）
θmax＝最大弁開度 （deg)
従って、N2の最小値はθp＝θmaxの時に1000rpmとなり、N2の最大値はθp＝０の時に2500rpmとなるが、図２で示したデフォルト位置復帰機構208が正常に動作しておれば、例えばθp＝0.05θmaxのレベルであり、この時の閾値N2は2325 rpmとなる。
【００６７】
807は工程804〜806で設定された閾値回転速度とエンジンの回転速度検出センサ304（図７参照）によって検出された実際のエンジン回転速度との偏差を測定する工程、808は該偏差値に応じて燃料噴射用電磁弁305（図７参照）に作用して、エンジンの回転速度が設定された閾値以上にならないように燃料カットを行う燃料抑制噴射手段、809は上記工程807・808によって構成されたエンジン回転抑制手段、810は動作終了工程である。
なお、上記エンジン回転抑制手段809は、速度偏差に応じて燃料噴射を停止した休筒数を増減させたり、軽負荷時には必要に応じて全エンジンの燃料供給を停止する燃料カット制御等によってエンジン回転速度が過大にならないように抑制するものであるが、重負荷時には全筒の燃料供給を行っても上記閾値回転速度に到達するとは限らないものである。
【００６８】
以上のとおり閾値が設定されている場合において、負荷リレー104aが動作している正常状態にあっては、閾値N4により許容された最大のエンジン回転速度以下の範囲で運転が行われる。
負荷リレー104aが不作動になると、閾値N2によって制限されたエンジン回転速度以下で退避運転が行われ、ブレ−キを強く踏めばエンジンの駆動力に打ち勝って車両が停止する。
しかし、スロットルポジションセンサＴＰＳが異常でスロットル弁開度が不明の時や、補助ブレーキを作動させて車両を停止させようとしている時には、閾値をN1に低下させて容易に車両を停止・保持することができるように設定変更されている。
【００６９】
図９はエンジンのトルク特性の一例を示す図である。
図９において、縦軸で示したエンジン出力トルクは横軸で示したエンジン回転速度に対して山型の略二次曲線で示されており、最大エンジン出力トルクはスロットル弁開度が大きい程大きな値となっている。
特にエンジン回転速度が低い領域では、エンジン出力トルクはエンジン回転速度に略比例している。
従って、スロットル弁開度が大きい時には低いエンジン回転速度Ｎ1に規制し、スロットル弁開度が小さい時には大きなエンジン回転速度Ｎ3に規制すれば、エンジンの出力トルクは図９の横線TRのレベルに規制されることになる。
上記算式は近似的に一定出力トルクTRを得るための上限回転速度となっており、この出力トルクはブレ−キペダルの踏込みによって容易に車両停止ができると共に、ブレ−キペダルを解除すれば車両の軽負荷運転が可能となるレベルに選択されている。
【００７０】
なお、第一の集積回路素子110と第二の集積回路素子120間の入出力の取合いは、前述の実施の形態１において説明した以外にも様々な変形形態をとることができる。
例えば、第二のA/D変換器113bは第二の集積回路素子120内に設け、第二のアナログ入力センサ群102bからの低速動作のアナログ信号は、第二の集積回路素子120に取込んで、シリアルインタフェース125・115を介してマイクロプロセッサ111に送信するようにしても良い。
また、主にアクセルペダルの踏込み度合いと車速の関数として変速段数が決定される変速機用電磁弁の制御出力は、第一の集積回路素子110側から直接出力するようにしてもよい。
【００７１】
要は、エンジン回転制御に密着した点火制御・燃料噴射制御・スロットル制御を一体不可分の制御として捉え、これをマイクロプロセッサ111を包含した第一の集積回路素子110側で一元的に実行すると共に、第二の集積回路素子120が併用されて監視制御を分担強化することが重要である。
更に、第一・第二の集積回路素子110・120間の信号交信にはシリアルインタフェ−ス115、125が用いられ、第一の集積回路素子110のピン数を増加させないで、協調監視制御機能を付加することができる構成とすることが重要である。
【００７２】
【発明の効果】
この発明による車載エンジン制御装置は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する一対のアクセルポジションセンサの一方の出力と吸気用のスロットル弁の開度を検出する一対のスロットルポジションセンサの一方の出力とに応動してスロットル弁の開度を制御するモータと、少なくとも燃料噴射用電磁弁を含むエンジン駆動機器を有する車載エンジンの制御装置であって、モータに対して電源を供給すると共に、上記電源の遮断によって上記スロットル弁の開度を所定位置に復帰させる負荷リレーと、エンジンの駆動制御に必要な高速・高頻度動作の第一のオン／オフ入力センサ群と、エンジン動作状態に関連する第一のアナログ入力センサ群および第二のアナログ入力センサ群が接続され、かつ、マイクロプロセッサを包含し、上記モータに対するスロットル弁制御用の第一の制御出力とエンジン駆動機器に対する第二の制御出力とを発生する第一の集積回路素子と、エンジンの駆動制御に必要な低速・低頻度動作の第二のオン／オフ入力センサ群が接続され、第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号がシリアルインタフェースを介して第一の集 積回路素子のマイクロプロセッサに入力され、かつ、マイクロプロセッサと協動して負荷リレーに対して駆動出力を発生する第二の集積回路素子と、第一の集積回路素子に内蔵され、第二の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第一の相互診断手段と、第二の集積回路素子に内蔵され、第一の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第二の相互診断手段と、スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作を常時監視し、異常発生時に異常検出出力を発生する異常検出手段とを備え、
第一の相互診断手段による上記第二の集積回路素子の動作診断結果、第二の相互診断手段による第一の集積回路素子の動作診断結果および異常検出手段の出力に応動して、シリアルインタフェースを介しないで負荷リレーの動作停止が直接制御されると共に、第一の制御出力および第二の制御出力は第一の集積回路素子の主体構成要素である一つのマイクロプロセッサから出力され、更に、第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサは、第一のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号、第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、およびシリアルインタフェースを介して第二の集積回路素子より送信されてきた第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号に基づいて、周辺補機に対する低速・低頻度動作の補機駆動出力である第三の制御出力を発生し、発生した第三の制御出力はシリアルインタフェースを介して第二の集積回路素子から出力される。
【００７３】
従って、エンジンの回転制御に密着した第一の制御出力および第二の制御出力を１個のマイクロプロセッサで一元的に制御することが可能となり、相互に関連しあった制御信号のやり取りが容易となり、制御の応答性や性能を向上することができる。
また、協動して相互の異常を検出する第一の相互診断手段および第二の相互診断手段の診断結果と、スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作異常を監視する異常検出手段の異常検出出力に基づいて負荷レリーを動作させるので、安全性機能が向上し、安心して１個のＣＰＵによってエンジン駆動制御とスロットル制御を一括制御することができる。
【００７４】
更に、多数の入力信号はシリアルインタフェ−スを介して第一の集積回路素子および第二の集積回路素子間で授受することが可能となり、マイクロプロセッサを包含した第一の集積回路素子の入力端子が大幅に減少して、小型チップの集積回路で構成できると共に、マイクロプロセッサの機能や応答性を高めるための論理回路等を追加することができる。
【００７５】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記第一のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第一のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第一のスロットルポジションセンサを包含し、第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第一のＡ／Ｄ変換器を介して第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、第二のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第二のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第二のスロットルポジションセンサを包含し、第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第二のＡ／Ｄ変換器を介して第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力されるので、スロットル制御用アナログセンサおよびＡ／Ｄ変換器を全て２重系で構成してマイクロプロセッサを包含した第一の集積回路素子で処理することが可能となり、アナログ入力系の異常判定を容易に行えると共に、安全性を向上することができる。
【００７６】
また、この発明による車載エンジン制御装置の第一の相互診断手段は、第一の集積回路素子が第二の集積回路素子に対して送信したシリアル通信データに対する返信応答時間のチェックおよび返信データのサムチェックを行うと共に、第二の集積回路素子から第一の集積回路素子に対して定期的に送信される通信データの受信周期をチェックするので、通信が正常でなければ負荷リレーが駆動されないようにすることができると共に、通信異常時には確実に負荷リレーを遮断することができるので、安全性が向上する。
【００７７】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、マイクロプロセッサが発生するウォッチドッグタイマクリヤ信号の時間間隔が所定値以上である時に、マイクロプロセッサに対する再起動用リセット出力を発生するウォッチドッグタイマ回路と、第一の集積回路素子から第二の集積回路素子に対して繰返し送信されるシリアル通信データの受信時間間隔のチェックおよび受信データのサムチェックを行う通信チェック回路を備えたので、第一の相互診断手段がソフトウエア依存であるのに対し、第二の相互診断手段はハードウエア依存のものであり、相互に役割補完しながら安全性を向上することができる。
【００７８】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、第二の集積回路素子から第一の集積回路素子に送信される循環データを格納する循環データメモリと、循環データメモリに格納されている循環データが第一の集積回路素子内の各種メモリ間に転送された後に第二の集積回路素子に返信された循環完了データを受信して格納する循環完了データメモリと、循環データメモリに格納された循環データと循環完了データメモリに格納された循環完了データの内容が一致しているかどうかを判定する比較判定回路とを備えたので、第二の相互診断手段はマイクロプロセッサの制御動作の自己診断を行うことが可能であり、第一の相互診断手段と相互に役割補完しながら安全性をさらに強化することができる。
【００７９】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記異常検出手段は、モータおよびモータへの給電配線の断線・短絡を検出することによってアクチェータ系の異常検出を行うモータ断線・短絡検出回路と、一対のアクセルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第一のセンサ異常検出手段と、一対のスロットルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第二のセンサ異常検出手段と、アクセルポジションセンサの動作に応動する仮想スロットルポジション算出手段の出力とスロットルポジションセンサの出力を比較することによってアクチェータ異常を含む制御系の異常を検出するループ異常検出手段とを備えたので、スロットル制御に関連するモータ系の異常検出およびアナログセンサの異常検出のみならず、スロットル制御に関連するセンサ・アクチェータ・制御全般の異常を検出して多重チェックすることが可能となり、安全性をさらに向上することができる。
【００８０】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、車載エンジン制御装置に対する電源スイッチの投入または遮断を検出する電源検出回路と、少なくとも第二の相互診断手段の異常検出出力とモータ断線・短絡検出回路の異常検出出力によってセットされ、電源検出回路によってリセットされる異常記憶素子と、第二の集積回路素子が発生する負荷リレー駆動出力と負荷リレーとの間にあって、異常記憶素子の出力と異常検出手段の一部の出力および第一の相互診断手段の出力によって負荷リレーを遮断するように構成されているゲート素子とを備え、第一の集積回路素子から出力された上記異常記憶素子に対する異常検出信号はシリアルインタフェースを介しないで直接入力されるので、モータの給電回路に対する異常が検出されると、再度電源が投入されるまでは不用意に断線・短絡検出を続行させないようにして、モータの駆動回路の破損を防止することができる。
また、マイクロプロセッサを包含した第一の集積回路素子側に異常が発生した場合には、再度電源投入されるまでは負荷リレーの動作を停止して安全性を向上することができる。
更に、マイクロプロセッサがノイズ等によって一時的に誤動作したような場合には、直ちに正常復帰させて点火制御や燃料噴射制御等を正常に続行できると共に、走行の安全性に係わるスロットル制御を停止して、電源スイッチの再投入によって回復できるようにすることで危険性を回避し運転手がこれを認知できる。
【００８１】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、負荷リレーが給電電源を遮断した時にスロットル弁の開度を退避運転用デフォルト位置に復帰させるデフォルト位置復帰機構を更に備えると共に、第一の集積回路素子は、更に、正常なスロットルポジションセンサ出力が無い時に作用し、エンジンが安定な回転を維持するための最小回転速度であるアイドル回転速度よりも若干高い所定のエンジン回転速度を設定する最小閾値設定手段と、正常なスロットルポジションセンサ出力が有る時に作用し、スロットルポジションセンサによって検出されたスロットル弁開度に略反比例するエンジン回転速度を演算設定する通常閾値設定手段と、負荷リレーの遮断時に作用し、最小閾値設定手段または通常閾値設定手段によって設定された所定のエンジン回転速度と実際のエンジン回転速度の偏差に応動して第二の制御出力によって燃料供給量を調節してエンジンの回転速度を抑制するエンジン回転抑制手段とを備えたので、エンジンの回転制御に密着した第一および第二の制御出力を１個のマイクロプロセッサで一元的に制御することが可能となり、相互に関連しあった制御信号のやり取りが容易となり、制御の応答性や性能を向上することができ、また、協動して相互の異常を検出する第一の相互診断手段および第二の相互診断手段の診断結果と、スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作異常を監視する異常検出手段の異常検出出力に基づいて負荷レリーを動作させるので、安全性機能が向上し、安心して１個のＣＰＵによってエンジン駆動制御とスロットル制御を一括制御することができるばかりでなく、更に、電気制御に依存しないフェールセーフ機構によってスロットル弁開度を所定位置に復帰させて安全性をより向上することができ、万一フェールセーフ機構に異常があって正常位置に復帰していなくて、正常なスロットルポジションセンサも無い状態であっても、最小閾値回転速度で退避運転を行うことができる。
また、万一フェールセーフ機構に異常があって正常位置に復帰していなくとも、スロットルポジションセンサが有効であれば通常閾値回転速度で退避運転を行うことができる。
しかも、上記通常閾値回転速度によれば、異常停止しているスロットル弁開度の大小にかかわらず、略一定のエンジン出力トルクを得ることができる。
【００８２】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記エンジン回転抑制手段は、車両を静止保持するための補助制動手段である補助ブレーキの動作を検出する補助ブレ−キ動作判定手段と、二重系設置された一対のスロットルポジションセンサの断線・短絡異常と相対比較異常によって正常なスロットルポジションセンサが無いことを判定するスロットルポジションセンサ異常判定手段と、補助ブレーキが動作して車両を停止させようとする時、或いはスロットルポジションセンサ出力が異常である時には最小閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定し、正常なスロットルポジションセンサ出力があって、しかも補助ブレーキが解除されている時には通常閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定するエンジン回転速度設定手段を備えたので、退避運転に当たっては、補助ブレーキを解除して、主制動手段であるフットブレーキを調整しながら車両を前進・後退させることができると共に、補助ブレーキを作動させるとエンジン回転速度が低下して、安全に車両停止を行うことができるので、上記通常閾値設定手段によるエンジン回転速度は比較的高い目のエンジン回転速度として、退避登坂性能を向上することができる。
また、スロットル弁開度やスロットルポジションセンサが共に異常であっても、最小閾値回転速度設定手段によって安全に車両停止を行うことができる回転速度に制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の機構を説明するための概念図である。
【図３】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の制御動作全体を説明するためのブロック図である。
【図４】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の異常検出動作を説明するための異常検出フロ−チャ−トである。
【図５】 実施の形態１による車載エンジン制御装置における通信動作を説明するための図である。
【図６】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の通信チェック動作を説明するための通信チェックフローチャートである。
【図７】 実施の形態２による車載エンジン制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】 実施の形態２による車載エンジン制御装置におけるエンジン回転速度の閾値を設定する動作を説明するための閾値設定用フロ−チャ−トである。
【図９】 エンジンのトルク特性を説明するための図である。
【図１０】 第一従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図である。
【図１１】 第二従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図である。
【図１２】 第三従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図である。
【符号の説明】
100a 電子制御装置 100b 電子制御装置
101a 第一のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群
101b 第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群
102a 第一のアナログ入力センサ群
102b 第二のアナログ入力センサ群
103 モータ 104a 負荷リレー
104b 負荷リレーの出力接点
105a エンジン駆動機器（燃料噴射用電磁弁）
105b 周辺補機 106 車載バッテリ
107 電源スイッチ 109 警報・表示器
110 第一の集積回路素子
111 マイクロプロセッサ 111b マイクロプロセッサ
112 ＯＮ／ＯＦＦ入力インタフェース
113a 第一のＡ/D変換器 113b 第二のＡ/D変換器
114a ＯＮ／ＯＦＦ出力インタフェース
114b モータ駆動回路 114c 断線・短絡検出回路
115 シリアル・インタフェース
120 第二の集積回路素子 121 論理回路部
122 ＯＮ／ＯＦＦ入力インタフェース
124 ＯＮ／ＯＦＦ出力インタフェース
125 シリアル・インタフェース
126 電源制御回路 127 電源検出回路
128 ウォッチドッグタイマ 129 異常記憶素子
133 ゲート素子 200b スロットル弁
208 デフォルト位置復帰機構 210a アクセルペダル
300 第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）
301 第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）
302 第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ1）
303 第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）
329a 通信チェック回路 329b 比較判定回路
329c 循環データメモリ
329d 循環完了データ受信メモリ
406 仮想スロットルポジション算出手段
423 第一のセンサ異常検出手段
426 第二のセンサ異常検出手段
427 ループ異常検出手段
603 第一の通信チェック手段
608 第二の通信チェック手段
613 警報・表示出力手段
615 第一の相互診断手段
802 スロットルポジションセンサ異常判定手段
803 動作判定手段 804 最小閾値設定手段
805 通常閾値設定手段
809 エンジン回転抑制手段
DR1 第一の制御出力 DR2 第二の制御出力
DR31 負荷リレー駆動出力
DR33 補機駆動出力（第三の制御出力）
DR4 警報・表示出力
ER1 通信診断出力（第一の相互診断出力）
CER 制御異常検出出力（異常検出手段）
ER21 通信診断出力（第二の相互診断出力）
ER22 循環診断出力（第二の相互診断出力）
MER 回路異常検出出力（異常検出出力）
RST リセット出力（第二の相互診断出力）
WD ウォッチドッグタイマクリヤ信号
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータによって自動車用エンジンの吸気量等を電子制御する車載エンジン制御装置に係わり、さらに詳しくは、１個のＣＰＵ（マイクロプロセッサ）を用いてエンジンの点火・燃料供給等の主制御を合せて行う形式のものであって、全体制御の安全性を向上して吸気量等の電子制御を行う車載エンジン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸気用スロットル弁開度をアクセルペダルの踏込度に応じて電動モータで制御する電子スロットル制御は広く実用されており、最近ではアクセルワイヤを持たないワイヤレス方式のものが普及しつつあるが、バックアップ手段としてアクセルワイヤを併用したり、通常はアクセルワイヤで運転するが定速運転時に電動モータを使用するなどアクセルワイヤを併用した方式のものもある。
一方、エンジン制御全般では点火コイル（ガソリンエンジンの場合）や燃料噴射弁等に対するエンジン駆動機器に関する主制御や、変速機用電磁弁やエヤコン駆動用電磁クラッチ等の周辺機器に関する補機制御などがあり、上記スロットル制御と合せてどのようなＣＰＵ構成とするかについては様々な形式のものがある。
【０００３】
図１０は、第一従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図であり、全ての制御を１個のＣＰＵ1aで行う形式のものを示している。
該ＣＰＵ1aには、エンジンの回転検出用センサ、クランク角センサ、吸気量を測定するエヤフロ−センサ、吸気圧センサ、排気ガスセンサ、水温センサ、アクセルペダルの踏込み度合いを測定するアクセルポジションセンサ（以下ＡＰＳと略称）、スロットル弁開度を測定するスロットルポジションセンサ（以下ＴＰＳと略称）、変速レバ−位置を検出するシフト位置センサ等々その他多数のＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）またはアナログ入力信号11aが接続されている。
また、ＣＰＵ１aの制御出力としては点火コイル、燃料噴射用電磁弁、変速機用電磁弁、排ガス循環制御用電磁弁等々の主機・補機制御出力21aやスロトル制御モータ22aなどがある。
【０００４】
特開平2-176141号公報に示された「内燃機関用制御装置」や特開平11-141389号公報に示された「内燃機関のスロットル制御装置」は、上述の第一従来例のとおりＣＰＵ１個で全体制御を行う形式のものであるが、ＣＰＵ１個方式の問題点はシステム異常時の安全性に欠けたり、充分な性能・仕様を発揮するにはＣＰＵの負担が高すぎることである。
特に、吸気量を確実に抑制できればエンジンが暴走することは無いので、吸気量の制御は安全確保の上で最も重要であり、電子スロットル制御では関連するセンサやＣＰＵを二重系にするのが市場の動向である。
また、図１１は、第二従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図であり、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１bによって主機・補機21bを制御し、該ＣＰＵには関連する主機・補機制御入力信号11bが接続されている。
また、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２bはＡＰＳ、ＴＰＳ等のスロットル制御入力信号12bを受けて、スロットル制御モータ22bを制御すると共に、第三ＣＰＵ（ＣＰＵ３）３bは監視制御入力信号13bを受けて監視制御出力23bを発生し、電子スロットル制御の安全性を向上するものとなっている。
【０００５】
特開平6-278502号公報に示された「クル−ズコントロ−ル装置」や特開平11-2152号公報に示された「車両用定速走行装置」は、上記第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１bについては論及していないが、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２bをメインＣＰＵ、第三ＣＰＵ（ＣＰＵ３）３bをサブＣＰＵとしてスロットル制御に限定した記述がなされている。
これは、従来のアクセルワイヤ方式のエンジン制御装置に定速制御装置を追加した概念のものであって、その結果として３個のＣＰＵによる複雑・高価な構成となっている。
【０００６】
また、図１２は、第三従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図であり、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１cによって主機・補機21cを制御し、該ＣＰＵ１cには関連する主機・補機制御入力信号11cが接続されている。
また、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２cはＡＰＳ、ＴＰＳ等のスロットル制御入力信号や監視制御入力信号12cを受けて、スロットル制御モータに対する制御出力や監視制御出力22cを発生すると共に、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１cと第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２c間で相互監視を行っている。
この形式のＣＰＵ構成は、第一ＣＰＵ（ＣＰＵ１）１cは俗に言うＥＣＵ（エンジンコントロ−ルユニット）、第二ＣＰＵ（ＣＰＵ２）２cは俗に言うＴＣＵ（スロットルコントロ−ルユニット）となっていて、相互監視による全体システムの安全性向上を図ろうとするものである。
特開平8-270488号公報に示された「エンジン制御装置」はアクセルワイヤを併用した形式の２ＣＰＵ構成のものであるのに対し、特開2000-97087号公報に示された「スロットル弁制御装置」はワイヤレス・２ＣＰＵ構成のものとなっている。
いずれの場合も、異常発生時のリンプホ−ム運転（退避・帰宅運転）を円滑に行うフェ−ルセ−フ制御手段を論及したものである。
【０００７】
一方、特開平6-249015号公報に示された「車両用制御装置」によれば、退避走行用バイパスバルブを備え、リターンスプリングによって全閉復帰するメインのスロットルバルブの開度をモータによって制御するようにしたものにおいて、モータやアクチェータ等の異常によってメインのスロットルバルブが全閉復帰しなかった場合の過開異常に対する退避運転手段が示されている。
上記従来例では、メインスロットルの弁開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）出力電圧とアクセルペダルの踏込み度を検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）の出力電圧に対応した休筒レベルを設定し、多気筒エンジンの一部のエンジンに対する燃料供給を停止し、有効気筒を減筒することによってエンジン回転速度を抑制することが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術において、ＣＰＵを１個にすることには安全性の問題やＣＰＵの制御負担が過大となる問題があるので、ＣＰＵの負担軽減や安全性監視の強化は不可欠なものとなっている。
しかし、点火制御や燃料噴射制御等のエンジン駆動制御とスロットル制御は極めて関連性の深い制御であって、これを個別のＣＰＵで分担制御することは決して得策なことでは無い。
【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、１個のマイクロプロセッサによってエンジン駆動制御とスロットル制御を一括制御するのに適し、かつ、安全性の向上を図ることができる車載エンジン制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車載エンジン制御装置は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する一対のアクセルポジションセンサの一方の出力と吸気用のスロットル弁の開度を検出する一対のスロットルポジションセンサの一方の出力とに応動して上記スロットル弁の開度を制御するモータと、少なくとも燃料噴射用電磁弁を含むエンジン駆動機器を有する車載エンジンの制御装置であって、
上記モータに対して電源を供給すると共に、上記電源の遮断によって上記スロットル弁の開度を所定位置に復帰させる負荷リレーと、エンジンの駆動制御に必要な高速・高頻度動作の第一のオン／オフ入力センサ群と、エンジン動作状態に関連する第一のアナログ入力センサ群および第二のアナログ入力センサ群が接続され、かつ、マイクロプロセッサを包含し、上記モータに対するスロットル弁制御用の第一の制御出力と上記エンジン駆動機器に対する第二の制御出力とを発生する第一の集積回路素子と、エンジンの駆動制御に必要な低速・低頻度動作の第二のオン／オフ入力センサ群が接続され、上記第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号がシリアルインタフェースを介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、かつ、上記マイクロプロセッサと協動して上記負荷リレーに対して駆動出力を発生する第二の集積回路素子と、上記第一の集積回路素子に内蔵され、上記第二の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第一の相互診断手段と、上記第二の集積回路素子に内蔵され、上記第一の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第二の相互診断手段と、上記スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作を常時監視し、異常発生時に異常検出出力を発生する異常検出手段とを備える。
【００１１】
そして、上記第一の相互診断手段による上記第二の集積回路素子の動作診断結果、上記第二の相互診断手段による上記第一の集積回路素子の動作診断結果および上記異常検出手段の出力に応動して、上記シリアルインタフェースを介しないで上記負荷リレーの動作停止が直接制御されると共に、上記第一の制御出力および上記第二の制御出力は上記第一の集積回路素子の主体構成要素である一つのマイクロプロセッサから出力される。
【００１２】
更に、上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサは、上記第一のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号、上記第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、上記第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、および上記シリアルインタフェースを介して上記第二の集積回路素子より送信されてきた上記第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号に基づいて、周辺補機に対する低速・低頻度動作の補機駆動出力である第三の制御出力を発生し、発生した上記第三の制御出力は上記シリアルインタフェースを介して上記第二の集積回路素子から出力されるものである。
【００１３】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第一のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第一のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第一のスロットルポジションセンサを包含し、上記第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第一のＡ／Ｄ変換器を介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、上記第二のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏 込み度合いを検出する第二のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第二のスロットルポジションセンサを包含し、上記第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第二のＡ／Ｄ変換器を介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力されるものである。
【００１４】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第一の相互診断手段は、上記第一の集積回路素子が上記第二の集積回路素子に対して送信したシリアル通信データに対する返信応答時間のチェックおよび返信データのサムチェックを行うと共に、上記第二の集積回路素子から上記第一の集積回路素子に対して定期的に送信される通信データの受信周期をチェックするものである。
【００１５】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、上記マイクロプロセッサが発生するウォッチドッグタイマクリヤ信号の時間間隔が所定値以上である時に、上記マイクロプロセッサに対する再起動用リセット出力を発生するウォッチドッグタイマ回路と、上記第一の集積回路素子から上記第二の集積回路素子に対して繰返し送信されるシリアル通信データの受信時間間隔のチェックおよび受信データのサムチェックを行う通信チェック回路を備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、上記第二の集積回路素子から上記第一の集積回路素子に送信される循環データを格納する循環データメモリと、上記循環データメモリに格納されている循環データが上記第一の集積回路素子内の各種メモリ間に転送された後に上記第二の集積回路素子に返信された循環完了データを受信して格納する循環完了データメモリと、上記循環データメモリに格納された循環データと上記循環完了データメモリに格納された循環完了データの内容が一致しているかどうかを判定する比較判定回路とを備えたものである。
【００１７】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記異常検出手段は、上記モータおよび上記モータへの給電配線の断線・短絡を検出することによってアクチェータ系の異常検出を行うモータ断線・短絡検出回路と、一対の上記アクセルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第一のセンサ異常検出手段と、一対の上記スロットルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第二のセンサ異常検出手段と、上記アクセルポジションセンサの動作に応動する仮想スロットルポジション算出手段の出力と上記スロットルポジションセンサの出力を比較することによってアクチェータ異常を含む制御系の異常を検出するループ異常検出手段とを備えたものである。
【００１８】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、車載エンジン制御装置に対する電源スイッチの投入または遮断を検出する電源検出回路と、少なくとも上記第二の相互診断手段の異常検出出力と上記モータ断線・短絡検出回路の異常検出出力によってセットされ、上記電源検出回路によってリセットされる異常記憶素子と、上記第二の集積回路素子が発生する負荷リレー駆動出力と上記負荷リレーとの間にあって、上記異常記憶素子の出力と上記異常検出手段の一部の出力および上記第一の相互診断手段の出力によって上記負荷リレーを遮断するように構成されているゲート素子とを備え、上記第一の集積回路素子から出力された上記異常記憶素子に対する異常検出信号は上記シリアルインタフェースを介しないで直接入力されるものである。
【００１９】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、上記負荷リレーが給電電源を遮断した時に上記スロットル弁の開度を退避運転用デフォルト位置に復帰させるデフォルト位置復帰機構を更に備えると共に、上記第一の集積回路素子は、更に、正常なスロットルポジションセンサ出力が無い時に作用し、エンジンが安定な回転を維持するための最小回転速度であるアイドル回転速度よりも若干高い所定のエンジン回転速度を設定する最小閾値設定手段と、正常なスロットルポジションセンサ出力が有る時に作用し、スロットルポジションセンサによって検出されたスロットル弁開度に略反比例するエンジン回転速度を演算設定する通常閾値設定手段と、上記負荷リレーの遮断時に作用し、上記最小閾値設定手段または通常閾値設定手段によって設定された所定のエンジン回転速度と実際のエンジン回転速度の偏差に応動して上記第二の制御出力によって燃料供給量を調節してエンジンの回転速度を抑制するエンジン回転抑制手段とを備えたものである。
【００２０】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置の上記エンジン回転抑制手段は、車両を静止保持するための補助制動手段である補助ブレーキの動作を検出する補助ブレ−キ動作判定手段と、二重系設置された一対のスロットルポジションセンサの断線・短絡異常と相対比較異常によって正常なスロットルポジションセンサが無いことを判定するスロットルポジションセンサ異常判定手段と、上記補助ブレーキが動作して車両を停止させようとする時、或いはスロットルポジションセンサ出力が異常である時には上記最小閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定し、正常なスロットルポジションセンサ出力があって、しかも上記補助ブレーキが解除されている時には上記通常閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定するエンジン回転速度設定手段を備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車載エンジン制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
図１において、100aは図示しない密閉筐体に収納された電子基板で構成された電子制御装置であり、該電子制御装置100aは後述の第一の集積回路素子110と第二の集積回路素子120およびこれら集積回路素子外部で電子基板上に実装された電子回路を主体として構成されている。
上記電子制御装置100aは、図示しないコネクタを介して外部の入出力機器に接続されており、先ずはこれらの入出力機器について説明する。
【００２２】
101aはエンジン回転センサ、クランク角センサ、車速センサ等の第一のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）入力センサ群であり、これらの入力信号はON／OFFの頻度が高かったり、その動作を速やかにマイクロプロセッサに取込む必要のある高速・高頻度動作のものとなっている。
101bは変速機用シフトレバ−の選択位置センサ、エヤコンスイッチ、アクセルペダルのアイドル位置検出用スイッチ、パワ−ステアリング動作スイッチ、定速走行用クル−ズスイッチ、ブレ−キスイッチ等の第二のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）入力センサ群であり、これらの入力信号はＯＮ／ＯＦＦ動作の読取り応答遅れがあってもあまり問題の無い低速・低頻度動作のものである。
【００２３】
102aはスロットルの吸気量を測定するエヤフロ−センサ（ＡＦＳ）、アクセルペダルの踏込度を測定する第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）、スロットル弁開度を測定する第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）等の第一のアナログ入力センサ群、102bは第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）、第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）、排気ガスセンサ、水温センサ、吸気圧センサ等の第二のアナログ入力センサ群であり、上記ＡＰＳ１とＡＰＳ２やＴＰＳ１とＴＰＳ２は安全のために二重設置されているものである。
103は吸気用スロットル弁を開閉制御するモータ、104aは出力接点104bによって上記モータ103に対する電源供給/遮断を行う負荷リレーであり、該負荷リレー104aが動作するとモータ103の電源回路が閉路されるようになっている。
【００２４】
105aはエンジンの点火コイル（ガソリンエンジンの場合）、燃料噴射用電磁弁、排気ガス循環燃焼用電磁弁（またはステッピングモータ）等のエンジン駆動機器、105bは変速機の変速段切換用電磁弁、エヤコン駆動用電磁クラッチ、各種表示器等の周辺補機、106は車載バッテリ、107はイグニションスイッチ等の電源スイッチ、108aは出力接点108bを有し、車載バッテリ106から給電される電源リレー、109はスロットル制御関係の警報・表示器であり、ジーゼルエンジンの場合には上記点火コイルは設けられない。
【００２５】
次に、上記第一の集積回路素子110において、111は例えば32ビットのマイクロプロセッサ、112は上記第一のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101aとマイクロプロセッサ111間に接続された入力インタフェ−ス、113aは上記第一のアナログ入力群センサ102aとマイクロプロセッサ111間に接続された第一のＡ／Ｄ変換器（アナログ→デジタル変換器）、113bは上記第二のアナログ入力群センサ102bとマイクロプロセッサ111間に接続された第二のＡ／Ｄ変換器（アナログ→デジタル変換器）であり、上記入力インタフェース112は図示しない電子基板上に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系の発熱部品と上記第一の集積回路素子110内に収納されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部品とによって構成されている。
【００２６】
114aは上記マイクロプロセッサ111が発生する第二の制御出力DR2によって、上記エンジン駆動機器105aをＯＮ／ＯＦＦ駆動する出力インタフェースであり、該出力インタフェース114aは上記第一の集積回路素子110に内蔵されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部分と、図示しない電子基板に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系のパワートランジスタなどによって構成されている。
また、114bは上記マイクロプロセッサ111が発生する第一の制御出力DR1によって、上記モータ103をＯＮ／ＯＦＦ駆動するインタフェ−ス用パワ−トランジスタ回路によって構成されたモータ駆動回路、114cはモータ103の断線・短絡検出回路である。
該断線・短絡検出回路114cはＯＮ駆動時のモータ電流が所定値以上（短絡）となっていたり、ＯＦＦ駆動時の断線検出用リ−ク電流が無い時（断線）に回路異常検出出力MERを発生するようになっており、これによって配線回路の断線・短絡等も合せて検出されるようになっている。
なお、上記モータ駆動回路114bや断線・短絡検出回路114cについても、上記出力インタフェース114aや入力インタフェース112と同様に、第一の集積回路素子110と図示しない電子基板上の分散配置されるものである。
【００２７】
115および125は互いに協動して第一集積回路素子110と第二の集積回路素子120間でシリアル信号の授受を行う直並列変換器によって構成されたシリアルインタフェ−ス（ＳＣＩ）である。
ER1は図５・図６を用いて後述する通信診断出力であり、該通信診断出力ER1は上記第一の集積回路素子110によって、第二の集積回路素子120に対するシリアル通信の状態を監視する第一の相互診断出力となっている。
CERは図４を用いて後述する制御異常検出出力であり、該制御異常検出出力CERはアクセルポジションセンサやスロットルポジションセンサ、或いはスロットル制御用アクチェータ全体に対する異常検出出力となっている。
DR4は上記警報・表示器109に対する警報・表示出力、WDは後述のウォッチドッグタイマ（Ｗ／Ｄタイマ）128に対するウォッチドッグタイマクリヤ信号、RSTは上記マイクロプロセッサ111を初期化するために後述のウォッチドッグタイマ128が発生するリセット出力である。
【００２８】
次に、上記第二の集積回路素子120において、121は論理回路部、122は上記第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bと上記論理回路部121間に接続された入力インタフェ−ス、124は上記論理回路部121が仲介する第三の制御出力DR33によって上記周辺補機105bをＯＮ／ＯＦＦ駆動するインタフェ−ス用パワ−トランジスタ回路で構成された出力インタフェースある。
なお、上記第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bのＯＮ／ＯＦＦ信号は上記論理回路部121内でノイズフィルタ処理などが行われた後、シリアルインタフェ−ス125、115を介して上記マイクロプロセッサ111に送信されると共に、マイクロプロセッサ111は第三の制御出力DR33を生成してシリアルインタフェ−ス115、125を介して論理回路部121に送信するものである。
また、上記入力インタフェース122は図示しない電子基板上に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系の発熱部品と上記第二の集積回路素子120内に収納されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部品とによって構成されている。
また、上記出力インタフェース124は上記第二の集積回路素子120に内蔵されたＤＣ５Ｖ系の低消費電力回路部分と、図示しない電子基板に直接取付けされたＤＣ１２Ｖ系のパワートランジスタなどによって構成されている。
【００２９】
126は上記第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120に給電するための安定化電源制御回路、127は投入時または遮断時に短時間の電源検出パルス出力RPを発生する電源検出回路、128は上記マイクロプロセッサ111が発生するウォッチドッグタイマクリヤ信号WDを監視し、所定時間幅のパルス列が発生していない時にリセット出力RSTを発生してマイクロプロセッサ111を再起動させるウォッチドッグタイマ、129はセット入力部129aとリセット入力部129cによって構成された異常記憶素子、129bは上記異常記憶素子129のセット出力部に接続された否定論理素子である。
ER21は図３および図５を用いて後述する通信診断出力（第二の相互診断出力の一つ）、ER22は図３で後述する循環診断出力（第二の相互診断出力の一つ）であり、上記異常記憶素子129は上記回路異常検出出力MER、リセット出力RST、通信診断出力ER21、循環診断出力ER22のいずれかによってセットされ、電源検出パルス出力RPによってリセットされるようになっている。
【００３０】
130、131、132aおよび132bは上記第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120の外部に設けられた各種構成部品であり、130は上記車載バッテリ106から直接給電されるスリ−プ用電源と電源スイッチ107または電源リレー108aの出力接点108bを介して給電される運転用電源に接続され、上記電源制御回路126によって導通制御される開閉素子、131は上記電源リレー108aを駆動するトランジスタ、132aは上記電源スイッチ107から上記トランジスタ131をＯＮさせる駆動抵抗、132bは上記論理回路部121に設けられた電源リレー駆動出力DR32によって上記トランジスタ131をＯＮさせる駆動抵抗である。
なお、上記電源リレー108aは電源スイッチ107が閉路された時に駆動抵抗132a、トランジスタ131を介して付勢され、その出力接点108bが閉路する。
第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120が動作を開始すると、上記トランジスタ131は上記電源リレー駆動出力DR32によっても動作するようになっているので、その後に電源スイッチ107を開路しても、電源リレー駆動出力DR32をＯＦＦするまでは駆動抵抗132bによって電源リレー108aの動作は保持されており、この間にマイクロプロセッサの退避処理やアクチェ−タの原点復帰動作などが行われるようになっている。
【００３１】
133は論理回路部部121の負荷リレー駆動出力DR31と負荷リレー104a間に接続されたゲート素子、134は該ゲート素子133の入力端子に接続されたプルダウン抵抗、ＩＬ１は上記通信診断出力（第一の相互診断出力）ER1または制御異常検出出力CERが異常出力を発生して、論理レベル「Ｌ」になった時に上記ゲート素子133に作用して、負荷リレー104aの駆動を停止する第一のインタロック信号、ＩＬ２は上記異常記憶素子129がセットされた時、否定論理素子129bを介して上記ゲート素子133の入力論理レベルを「Ｌ」にして、負荷リレー104aの駆動を停止する第二のインタロック信号である。
【００３２】
図２は、図１に示した実施の形態１による車載エンジン制御装置によつて駆動制御されるエンジンの機構を説明するための概念図である。
図２において、200aはスロットル弁200bを有する吸気スロットル、201は上記スロット弁200bを開閉制御するモータ103の回転軸、202aは該回転軸201と連動する角度運動部であるが、該角度運動部202aは説明の便宜上から矢印202bの方向に上下動作するように表現されている。
203aは上記角度運動部202aを矢印203b方向（開弁方向）に付勢する抗張ばね、204は抗張ばね205aによって矢印205b方向（閉弁方向）に付勢され、上記抗張ばね203aに打ち勝って角度運動部202aを閉弁方向に復帰させる復帰部材、206は該復帰部材204の復帰位置を規制するデフォルトストッパ、207は復帰部材204がデフォルトストッパ206の位置まで復帰した状態からさらに角度運動部202aを閉弁方向に駆動した時に当接するアイドルストッパである。
なお、上記モータ103はデフォルト位置からアイドルストッパ207までの間は抗張ばね203aに抗して弁開度を制御すると共に、デフォルト位置を超えた開弁動作に対しては抗張ばね203aと協動しながら抗張ばね205aに抗して開弁制御を行うようになっている。
【００３３】
従って、モータ103の電源が遮断されると、角度運動部202aは抗張ばね205a、203aの作用によってデフォルトストッパ206で規制される位置まで閉弁または開弁動作を行い、これが異常時の退避運転に対する弁開度位置となる。
但し、ギヤ機構の異常等があって目標とするデフォルト位置まで復帰できないようなアクチェ−タ異常が発生した場合には、非常に大きな弁開度位置でロックしてしまうようなことがあることも想定しておく必要がある。
なお、第一スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）および第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）は角度運動部202aの動作位置、即ちスロットルの弁開度を検出するように配置されている。
また、208は抗張ばね203a、205a、角度運動部202a、復帰部材204、デフォルトストッパ206等によって構成されたデフォルト位置復帰機構である。
【００３４】
210aは支点210bを中心として矢印210c方向に踏込まれるアクセルペダル、210dは抗張ばね211aによって矢印211b方向に付勢され、上記アクセルペダル210aを復帰方向に駆動する連結部材、212はアクセルペダル210aの復帰位置を規制するペダルストッパ、213はアクセルペダル210aが踏込まれず抗張ばね211aによってペダルストッパ212の位置まで復帰していることを検出するアイドルスイッチであり、第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）および第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）はアクセルペダル210aの踏込み度合いを検出するように配置されている。
なお、上記モータ103としては、直流モータ、ブラシレスモータ、ステピングモータなどが用いられるが、ここではＯＮ／ＯＦＦ比率制御される直流モータとして扱われており、その制御は第一の集積回路素子110内のマイクロプロセッサ111によって行われるものである。
【００３５】
図３は、実施の形態１による車載エンジン制御装置の制御動作全体を説明するためのブロック図である。
図３において、アクセルペダル210aと連動する第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）および第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）は符号300、301で示されており、スロットル弁200bと連動する第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）および第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）は符号302、303で示されている。
これらのセンサの内部構成は符号300の第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）で代表して表現したとおり、正側抵抗300a、可変抵抗300b、負側抵抗300cの直列回路が正負の電源線300dと300e間に接続されていて、上記可変抵抗300bの摺動端子から検出出力を取出すように構成されている。
これにより、センサの出力電圧は例えば0.2〜4.8Ｖとなるのが正常状態となっているが、配線の断線・短絡、可変抵抗の接触不良等があると上記以外の電圧が出力されることがある。
【００３６】
第一の集積回路素子110において、310は検出信号線の断線や可変抵抗300bの接触不良等があった時に入力信号電圧をゼロにするためのプルダウン抵抗、311はエヤコンが使用されていたりエンジン水温が低い時にエンジンのアイドル回転速度を高めるためのアイドル補正ブロック、312は該アイドル補正を行うための補正要因信号であり、該補正要因信号は第二のＡ／Ｄ変換器113bに対する入力情報によるものである。
313はアクセルペダル210aを急速に踏込んだ時、加速性を改善するために燃料供給を増やしたい場合やその他安定定速運転時に燃料を抑制したい場合に応じて増減する運転補正ブロック、314は該運転補正を行うための補正要因信号であり、該補正要因信号はアクセルペダル210aの踏込み速度（ＡＰＳ1の出力信号の微分値）やその他様々な要因に基づいてマイクロプロセッサ111内で算定されるものである。
【００３７】
315はマイクロプロセッサ111内で演算された目標スロットル弁開度であり、該目標スロットル弁開度315はアクセルペダル210aの踏込み度合いに対応した第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ1）の出力信号電圧に対して、上記アイドル補正ブロック311や運転補正ブロック313で演算された増減補正値が代数加算されたものとなっている。
316は実際のスロットル弁開度に対応した第一のスロットルポジションセンサ
（ＴＰＳ1）の出力信号電圧が上記目標スロットル弁開度315の信号電圧と合致するようにモータ103をＯＮ／ＯＦＦ比率制御するPID制御部である。
317は後述の閾値設定回転速度、318はエンジンの回転速度検出センサ304に基づく実際のエンジン回転速度が上記閾値回転速度に等しくなるように燃料噴射用電磁弁305によって燃料供給を抑制するエンジン回転抑制手段であり、後述のとおりスロットル制御系の異常発生時に安全対策として重要な役割を果たすものとなっている。
【００３８】
114cは前述のモータ用断線・短絡検出回路、423は図４で後述するとおり、第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ1）および第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ2）の異常を検出する第一のセンサ異常検出手段、426は図４で後述するとおり、第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ1）および第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ2）の異常を検出する第二のセンサ異常検出手段、427は図４で後述するループ異常検出手段、611は図６で後述する第一の相互診断手段である。
【００３９】
第二の集積回路素子120において、128は前述のウォッチドッグタイマ、129はセット入力部129aとリセット入力部129cによって構成された異常記憶素子、329aは第二の相互診断手段の一つとして、図５で後述するとおり第二の集積回路素子120によって第一の集積回路素子110とのシリアル通信の動作をチェックする通信チェック回路、ER21は該通信チェック回路による通信診断出力、329bは第二の相互診断手段の一つとして上記循環診断出力ER22を発生する比較判定回路である。
また、329ｃは第二の集積回路素子120がシリアルインタフェース125・115を介してマイクロプロセッサ111に送信した自己診断用の循環データを記憶する循環データメモリ、329dはマイクロプロセッサ111が上記循環データを第一の集積回路素子110内の各種メモリ間に転送した後、シリアルインタフェース115・125を介してに第二の集積回路素子に返信した循環完了データを記憶する循環完了データメモリであり、上記比較判定回路329bは上記循環データメモリ329cの内容と循環完了データメモリ329dの内容が一致しているかどうかを判定するものである。
【００４０】
図４は、図１に示した実施の形態１による車載エンジン制御装置における異常検出動作を説明するための異常検出フローチャートである。
先ず、図４に示したフロ−チャ−トに基づいて、マイクロプロセッサ111によって検出される制御異常検出出力CERの発生方法を説明する。
図４において、400は定期的に割込み動作で活性化されるマイクロプロセッサ111の動作開始工程、401は該動作開始工程400に続くＡＰＳ1の出力電圧範囲異常の判定工程であり、該判定工程401ではＡＰＳ1の出力電圧が0.2〜4.8Ｖの時に正常であって、検出信号線の断線や接触不良或いは正負の電源線とかその他の異電圧配線に対する短絡誤触の有無を判定するものとなっている。
402は上記判定工程401が正常である時に作用して、ＡＰＳ1の出力電圧変化率に関する異常判定を行うものであり、該異常判定402では前回読取られた出力電圧と今回読取られた出力電圧の差分によって変化率を測定し、これが通常は有得ない急変となった場合には同上の断線・短絡等による異常であったと判定するものである。
【００４１】
403、404は上記行程401、402と同様にＡＰＳ2の異常判定を行う工程、405は上記工程404が正常である時に作用して、ＡＰＳ1とＡＰＳ2の両出力電圧が所定の誤差内で一致しているかどうかを相対比較し、誤差が大きければ異常と判定する判定工程、406は該工程が正常である時に作用し、スロットル制御用アクチェータ系の伝達関数をもとにして、現在のアクセルポジションセンサの信号に対応する仮想のスロットルポジションセンサの出力信号を算出する仮想スロットルポジション算出手段、410はフロ−の中継端子である。
411、412は上記工程401、402と同様にＴＰＳ1の異常判定を行う工程、413、414は上記工程401、402と同様にＴＰＳ2の異常判定を行う工程、415は上記工程414が正常である時に作用し、ＴＰＳ1とＴＰＳ2の両出力電圧が所定の誤差内で一致しているかどうかを相対比較し、誤差が大きければ異常と判定する判定工程、416は該工程が正常である時に作用し、上記工程406で算出された仮想スロットル弁開度とＴＰＳの出力電圧を比較して、所定値以上の乖離があれば制御異常と判定する判定工程である。
【００４２】
420は判定工程401〜405、411〜416の何れかに異常があった時に作用して、図１および図３における制御異常検出出力CERを発生するエラ−出力工程であり、該出力工程420の動作終了時または上記全ての判定工程が正常であった時に終了工程428へ移行し、開始工程400が再度活性化されるまで工程428で待機するようになっている。
なお、421は工程401と402によるＡＰＳ1の断線・短絡異常検出手段、422は工程403と404によるＡＰＳ2の断線・短絡異常検出手段、423は工程401〜405による第一のセンサ異常検出手段、424は工程411と412によるＴＰＳ1の断線・短絡異常検出手段、425は工程413と414によるＴＰＳ2の断線・短絡異常検出手段、426は工程411〜415による第二のセンサ異常検出手段、427は工程406と416によるループ異常検出手段となっている。
【００４３】
次に、第一の集積回路素子110と第二の集積回路素子120間のシリアル通信について、図５に示した通信動作説明図に基づいて説明する。
図５（ａ）は第一の集積回路素子110（親局）から第二の集積回路素子120（子局）に対して、例えば補機駆動出力DR33を送信する場合のフレーム構成を示したものである。
図５（ａ）において、501aは親局→子局への定期送信フレームであり、親局→子局への定期送信フレーム501aは開始データ５５Ｈ・コマンド１０Ｈ・格納先アドレス・送信データ・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
502aは第二の集積回路素子120が上記定期送信フレーム501aによる一連のデータを受信し、図３の通信チェック回路329aがサムチェックと受信間隔のタイムアウトチェックを行う判定ブロックである。
【００４４】
503aは判定ブロック502aの判定が正常受信であった時に親局に返信される正常返信フレームであり、該正常返信フレームは開始データ５５Ｈ・認知データ６１Ｈ・格納先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
504aは判定ブロック502aの判定が異常受信であった時に親局に返信される異常返信フレームであり、該異常返信フレームは開始データ５５Ｈ・非認知データ６２Ｈ・格納先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
505aは正常返信フレーム503aを返信した後に、受信した補機駆動出力DR33を論理回路部121内のメモリに格納すると共に、周辺補機105bを駆動するブロックである。
506aは異常返信フレーム504aを返信した後に、通信チェック回路329aが通信診断出力ER21を発生するブロックであるが、実際には図示しない再送確認処理の上で通信診断出力ER21が発生する。
【００４５】
507aは子局が返信した正常返信フレーム503aまたは異常返信フレーム504aを親局が受信した時のサムチェックや受信できなかった時の返信応答のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック507aの診断結果が異常であったり、異常返信フレーム504aを正常受信した場合には再度定期送信フレーム501aを送信し、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
【００４６】
図５（ｂ）は第一の集積回路素子110（親局）が第二の集積回路素子120（子局）に対して、各種データの読出要求（子局→親局への読出）をする場合のフレーム構成を示したものである。
図５（ｂ）において、501bは親局→子局への不定期送信フレームであり、不定期送信フレーム501bは開始データ５５Ｈ・コマンド３０Ｈ・読出先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
502bは第二の集積回路素子120が上記不定期送信フレーム501bによる一連のデータを受信し、図３の通信チェック回路329aがサムチェックを行う判定ブロックである。
【００４７】
503bは判定ブロック502bの判定が正常受信であった時に親局に返信される正常返信フレームであり、該正常返信フレームは開始データ２５Ｈ・読出先アドレス・読出データ・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
504bは判定ブロック502bの判定が異常受信であった時に親局に返信される異常返信フレームであり、該異常返信フレームは開始データ５５Ｈ・非認知データ７２Ｈ・読出先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
505bは異常返信フレーム504bを返信した後に、通信チェック回路329aが通信診断出力ER21を発生するブロックであるが、実際には図示しない再送確認処理の上で通信診断出力ER21が発生する。
【００４８】
506bは子局が返信した正常返信フレーム503bまたは異常返信フレーム504bを親局が受信した時のサムチェックや、受信できなかった時の返信応答のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック506bの診断結果が異常であったり、異常返信フレーム504bを正常受信した場合には再度不定期送信フレーム501bを送信し、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
上記診断ブロック506bが正常返信フレーム503bを正常受信した場合には、正常読出された受信データを所定のアドレスのメモリに格納するようになっている。
【００４９】
図５（ｃ）は第二の集積回路素子120（子局）が第一の集積回路素子110（親局）に対して、例えば第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bからの入力信号を送信する場合のフレーム構成を示したものである。
図５（ｃ）において、501cは親局→子局への許可送信フレームであり、許可送信フレーム501cは開始データ５５Ｈ・コマンド１０Ｈ・格納先アドレス＃００・送信データ０１Ｈ・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
502cは第二の集積回路素子120が上記許可送信フレーム501cによる一連のデータを受信し、図３の通信チェック回路329aがサムチェックを行う判定ブロックである。
【００５０】
503cは判定ブロック502cの判定が正常受信であった時に親局に返信される正常返信フレームであり、該正常返信フレームは開始データ１１Ｈ・データ１・データ２・データ３・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
504cは判定ブロック502cの判定が異常受信であった時に親局に返信される異常返信フレームであり、該異常返信フレームは開始データ５５Ｈ・非認知データ６２Ｈ・格納先アドレス・終了データＡＡＨ・チェックサムデータによって構成されている。
505cは異常返信フレーム504cを返信した後に、通信チェック回路329aが通信診断出力ER21を発生するブロックであるが、実際には図示しない再送確認処理の上で通信診断出力ER21が発生する。
【００５１】
506cは子局が返信した正常返信フレーム503cまたは異常返信フレーム504cを親局が受信した時のサムチェックや、受信できなかった時の返信応答のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック506cの診断結果が異常であったり、異常返信フレーム504cを正常受信した場合には再度許可送信フレーム501cを送信し、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
上記診断ブロック506cが正常返信フレーム503cを正常受信した場合には、正常読出されたデータ１・データ２・データ３を所定のアドレスのメモリに格納するようになっている。
なお、上記許可送信フレーム501cのデータが00Hに変更されて親局→子局に送信されない限り、507cで示した繰返し周期T0の間隔をおいて継続返信が行われる。
503dは継続返信フレームであり、その構成は上記正常返信フレーム503cと同じである。
【００５２】
505dは子局が返信した上記継続返信フレーム503dを親局が受信して、サムチェックや上記繰返し周期T0のタイムアウトチェックを行う診断ブロックであり、該診断ブロック505dの診断結果が異常であれば、次回の継続返信フレーム503dに対する診断を行い、それでも異常が継続する場合には通信診断出力ER1（第一の相互診断出力）を発生するようになっている。
上記診断ブロック505dが継続返信フレーム503dを正常受信した場合には、正常読出されたデータ１・データ２・データ３を所定のアドレスのメモリに格納するようになっている。
なお、子局→親局に対する継続返信の間の空き時間を狙って、定期送信フレーム501aや不定期送信フレーム501bも送信されるようになっており、これを508cで示している。
【００５３】
次に、図６は、図１に示した実施の形態１による車載エンジン制御装置の通信動作（相互診断動作）を説明するための通信チェックフローチャートである。
図６において、600は定期的に割込み動作で活性化されるマイクロプロセッサ111の動作開始工程、601は該動作開始工程600に続くコマンド送信要否の判定工程であり、該判定工程601では図５に示した定期送信フレーム501a・不定期送信フレーム501b・許可送信フレーム501cの送信タイミングであるかどうかを判定する。
602は上記判定工程601が送信タイミングを過ぎていたと判定した時に作用し、図５に示した定期送信フレーム501a・不定期送信フレーム501b・許可送信フレーム501cのどれかを送信すると共に、子局からの返信応答を待つ待機工程、603は該待機工程602に続いて作用し、返信データの受信とサムチェックやタイムアウトチェックを行う工程である。
また、604は該工程に続いて作用し、上記工程603で異常があったかどうかを判定する第一の通信チェック手段としての工程、605は該工程604で異常有りであった時に作用し、初回異常であったかどうかを判定する工程であり、該工程が初回異常であった時には上記工程602に移行して再度コマンド送信を行うと共に、再送信後の異常（初回異常ではない）の時には通信診断出力ER1を発生する工程606へ移行するようになっている。
【００５４】
607は上記判定工程601がＮＯであるか、または上記判定工程604が正常である時、或いは後述の工程610がYESであった時に作用し、図５のフレーム503c・504c・503dのいずれかを受信したかどうかを判定する工程である。
608は上記工程607がYESであった時に作用し、受信データのサムチェックやタイムアウトチェック或いは周期チェックを行う第二の通信チェック手段としての工程、609は該工程に続いて作用し、上記工程608で異常があったかどうかを判定する工程、610は該工程で異常有りであった時に作用し、初回異常であったかどうかを判定する工程であり、該工程が初回異常であった時には上記工程607に移行して定期データの受信を待つと共に、次回受信後の異常（初回異常ではない）の時には通信診断出力ER1を発生する工程606へ移行するようになっている。
【００５５】
611は上記工程607がＮＯであるか、または上記工程609が正常であった時に作用し、図３の循環データメモリ329cに格納されている循環データを受信したかどうかを判定する工程、612は該工程がYESであった時に作用し、循環データを各部メモリ間に転送した後、図３に示した循環完了データ受信メモリ329dへ送信する工程、613は上記工程611がＮＯであった時、または上記工程612や606に続いて作用し、通信診断出力606のエラー内容や図４で示した制御異常検出出力420の内容に応じて、警報・表示器109（図１参照）に対する警報・表示出力を発生する警報・表示出力手段となっている。
614は上記工程613に続く動作終了工程であり、開始工程600が再度活性化されるまで該工程で待機するようになっている。
615は第一の通信チェック手段である工程603や、第二の通信チェック手段である工程608を包含した第一の相互診断手段となっている。
【００５６】
図１〜図３に関する個々の動作については、構成の説明と合せて説明してきたが、ここでは第一の集積回路素子110および第二の集積回路素子120の役割分担を中心として説明する。
先ず、第一の集積回路素子110は第一・第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101a・101bや第一・第二のアナログ入力センサ群102a・102bなどの各種センサからの入力信号を基にして、第一の制御出力DR1でモータ103を駆動したり、第二・第三の制御出力DR2・DR33でエンジン駆動機器105aや周辺補機105bを駆動する。
ただし、低速・低頻度動作の第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群101bからの入力信号や周辺補機105bに対する第三の制御出力DR33はシリアルインタフェース115・125によって第二の集積回路素子120を介して入出力されるので、第一の集積回路素子110の入出力ピン数が減少し、小形化ができるようになっている。
【００５７】
更なる分担機能として、各種異常判定とその結果に対する処置のあり方が重要である。
図１において、異常記憶素子129のセット入力部129aには４種類の異常検出入力が接続されている。
まず、第二の集積回路素子120によって診断される第一の集積回路素子110の異常は第二の相互診断出力としてリセット出力RST・通信診断出力ER21・循環診断出力ER22があり、いずれも異常記憶素子129によって記憶されるようになっている。
同様に、モータ103の異常については断線・短絡異常検出回路114cに基づく回路異常検出出力MERを記憶するようになっており、異常が異常記憶素子129に記憶されるとゲート素子133を介して負荷リレー104aが遮断されると共に、電源スイッチ107を再投入するまでリセットされないようになっている。
【００５８】
一方、第一の集積回路素子110によって診断される第二の集積回路素子120の異常は第一の相互診断出力ER1としてゲート素子133に作用し、負荷リレー104aを遮断するようになっている。
また、アクセルやスロットルのポジションセンサについては、第一・第二のセンサ異常検出手段423・426（図４参照）によってチェックされ、アクチェータ異常を含む制御系全般の異常はループ異常検出手段427（図４参照）によってチェックされて、制御異常検出出力CERとしてゲート素子133に作用し、負荷リレー104aを遮断するようになっている。
【００５９】
スロットル弁開閉機構については安全対策としてのデフォルト位置復帰機構208（図２参照）が設けられているが、その機械的異常に対してはループ異常検出手段427（図４参照）によってチェックされるようになっている。
このような各種の異常に対しては、警報・表示器109が動作して運転手に知らせると共に、負荷リレー104aが消勢されてモータ103の電源回路が遮断され、デフォルト位置復帰機構208によってスロットル弁200bはデフォルト位置に復帰する。
一方、この状態ではエンジン回転抑制手段318（図３）によって所定の閾値回転以上にならないように抑制され、ブレ−キペダルの踏込み度合いに応じた退避運転が行われることになる。
【００６０】
なお、一時的なノイズ誤動作等によるマイクロプロセッサ111の暴走があったような場合、マイクロプロセッサ111自体は自動的にリセットされて再起動され正常動作を回復することになるが、この場合であっても、異常記憶素子129は異常動作を記憶していて、警報・表示器109が動作したりスロットル弁200bのデフォルト復帰が行われる。
しかし、電源スイッチ107を遮断→再投入すれば電源検出パルス出力RPによって異常記憶素子129はリセットされるので、スロットル制御を含めて正常動作状態に回復する。
異常発生がノイズ誤動作等の一時的なものでない場合には、異常記憶素子129が電源スイッチ107によって一旦リセットしても、再度異常検出されてこれを記憶することになる。
【００６１】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による車載エンジン制御装置の構成説明するためのブロック図である。
図７において、100bは図示しない密閉筐体に収納された電子基板で構成されていて、マイクロプロセッサ111bを主体とする電子制御装置であり、該電子制御装置は図示しないコネクタを介して外部の入出力機器に接続されている。
【００６２】
101aは304で示したエンジンの回転速度検出センサの他に、クランク角センサ、車速センサ等を含むの第一のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群であり、これらの入力信号DI1はＯＮ／ＯＦＦの頻度が高かったり、その動作を速やかにマイクロプロセッサ111bに取込む必要のある高速・高頻度動作のものとなっている。
101bは変速機用シフトレバ−の選択位置センサ、エヤコンスイッチ、アクセルペダルのアイドル位置検出用スイッチ、パワ−ステアリング動作スイッチ、定速走行用クル−ズスイッチ、ブレ−キスイッチ等の第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群であり、これらの入力信号DI2はＯＮ／ＯＦＦ動作の読取り応答遅れがあってもあまり問題の無い低速・低頻度動作のものである。
【００６３】
102aはスロットルの吸気量を測定するエヤフロ−センサAFS、アクセルペダルの踏込度を測定する第一のアクセルポジションセンサＡＰＳ1、スロットル弁開度を測定する第一のスロットルポジションセンサＴＰＳ1等の第一のアナログ入力センサ群、AI1は第一のアナログ入力信号、102bは第二のアクセルポジションセンサＡＰＳ2、第二のスロットルポジションセンサＴＰＳ2、排気ガスセンサ、水温センサ、吸気圧センサ等の第二のアナログ入力センサ群、AI2は第二のアナログ入力信号であり、上記ＡＰＳ1とＡＰＳ2やＴＰＳ1とＴＰＳ2は安全のために二重設置されているものである。
103は第一の制御出力DR1によって駆動される吸気用スロットル弁の開閉制御用のモータ、104aは制御出力DR31によって駆動され、出力接点104bによって上記モータ103に対する電源供給/遮断を行う負荷リレーであり、該負荷リレー104aが動作するとモータ103の電源回路が閉路されるようになっている。
【００６４】
105aは第二の制御出力DR2によって駆動されるエンジンの点火コイル（ガソリンエンジンの場合）、305で示した燃料噴射用電磁弁、排気ガス循環燃焼用電磁弁（またはステッピングモータ）等のエンジン駆動機器、105bは第三の制御出力DR33によって駆動される変速機の変速段切換用電磁弁、エヤコン駆動用電磁クラッチ、各種表示器等の周辺補機、106は端子BAT1に接続された車載バッテリである。
また、107は上記車載バッテリ106と端子IGSに接続されたイグニションスイッチ等の電源スイッチ、108aは端子BAT2に接続された出力接点108bを有し、車載バッテリ106から給電される電源リレー、DR32は該電源リレーを駆動するための電源リレー駆動出力、109は制御出力DR4によって駆動されるスロットル制御関係の警報・表示器である。
【００６５】
図８は、図７に示した実施の形態２による車載エンジン制御装置におけるエンジン回転速度の閾値を設定する動作を説明するための閾値設定用フローチャートである。
図８において、800は定期的に割込み動作で活性化されるマイクロプロセッサ111bの動作開始工程、該工程に続く801は負荷リレー104aが動作中であるかどうかを判定する工程、802は負荷リレー104aが不作動である時に作用し、ＴＰＳ1またはＴＰＳ2の内少なくとも一方が正常であるかどうかを判定する工程、803はＴＰＳが正常である時に作用し、補助ブレーキが操作されているかどうかを判定する工程であり、補助ブレーキの操作/解除はブレ−キスイッチのＯＮ／ＯＦＦによって判定されるものである。
【００６６】
804は上記工程802でＴＰＳが異常であった時、或いは上記工程803で補助ブレーキスイッチがＯＮであった時に作用し、エンジン回転速度の制限値をN1に設定する最小閾値設定手段、805は上記工程803で補助ブレーキスイッチがＯＦＦであった時に作用し、エンジン回転速度の制限値をN2に設定する通常閾値設定手段、806は負荷リレー104aが動作中である時に作用し、エンジン回転速度の制限値をN4に設定する最大閾値設定手段であり、
例えば、N1＝1000rpm、N4＝8000rpmであるのに対し、
N2は次式によって算出される値となっている。
Ｎ2＝2500／[１＋1.5×（θp/θmax）] （rpm）
但し、θp＝現在のスロットル弁開度（θp＝０〜θmax）
θmax＝最大弁開度 （deg)
従って、N2の最小値はθp＝θmaxの時に1000rpmとなり、N2の最大値はθp＝０の時に2500rpmとなるが、図２で示したデフォルト位置復帰機構208が正常に動作しておれば、例えばθp＝0.05θmaxのレベルであり、この時の閾値N2は2325 rpmとなる。
【００６７】
807は工程804〜806で設定された閾値回転速度とエンジンの回転速度検出センサ304（図７参照）によって検出された実際のエンジン回転速度との偏差を測定する工程、808は該偏差値に応じて燃料噴射用電磁弁305（図７参照）に作用して、エンジンの回転速度が設定された閾値以上にならないように燃料カットを行う燃料抑制噴射手段、809は上記工程807・808によって構成されたエンジン回転抑制手段、810は動作終了工程である。
なお、上記エンジン回転抑制手段809は、速度偏差に応じて燃料噴射を停止した休筒数を増減させたり、軽負荷時には必要に応じて全エンジンの燃料供給を停止する燃料カット制御等によってエンジン回転速度が過大にならないように抑制するものであるが、重負荷時には全筒の燃料供給を行っても上記閾値回転速度に到達するとは限らないものである。
【００６８】
以上のとおり閾値が設定されている場合において、負荷リレー104aが動作している正常状態にあっては、閾値N4により許容された最大のエンジン回転速度以下の範囲で運転が行われる。
負荷リレー104aが不作動になると、閾値N2によって制限されたエンジン回転速度以下で退避運転が行われ、ブレ−キを強く踏めばエンジンの駆動力に打ち勝って車両が停止する。
しかし、スロットルポジションセンサＴＰＳが異常でスロットル弁開度が不明の時や、補助ブレーキを作動させて車両を停止させようとしている時には、閾値をN1に低下させて容易に車両を停止・保持することができるように設定変更されている。
【００６９】
図９はエンジンのトルク特性の一例を示す図である。
図９において、縦軸で示したエンジン出力トルクは横軸で示したエンジン回転速度に対して山型の略二次曲線で示されており、最大エンジン出力トルクはスロットル弁開度が大きい程大きな値となっている。
特にエンジン回転速度が低い領域では、エンジン出力トルクはエンジン回転速度に略比例している。
従って、スロットル弁開度が大きい時には低いエンジン回転速度Ｎ1に規制し、スロットル弁開度が小さい時には大きなエンジン回転速度Ｎ3に規制すれば、エンジンの出力トルクは図９の横線TRのレベルに規制されることになる。
上記算式は近似的に一定出力トルクTRを得るための上限回転速度となっており、この出力トルクはブレ−キペダルの踏込みによって容易に車両停止ができると共に、ブレ−キペダルを解除すれば車両の軽負荷運転が可能となるレベルに選択されている。
【００７０】
なお、第一の集積回路素子110と第二の集積回路素子120間の入出力の取合いは、前述の実施の形態１において説明した以外にも様々な変形形態をとることができる。
例えば、第二のA/D変換器113bは第二の集積回路素子120内に設け、第二のアナログ入力センサ群102bからの低速動作のアナログ信号は、第二の集積回路素子120に取込んで、シリアルインタフェース125・115を介してマイクロプロセッサ111に送信するようにしても良い。
また、主にアクセルペダルの踏込み度合いと車速の関数として変速段数が決定される変速機用電磁弁の制御出力は、第一の集積回路素子110側から直接出力するようにしてもよい。
【００７１】
要は、エンジン回転制御に密着した点火制御・燃料噴射制御・スロットル制御を一体不可分の制御として捉え、これをマイクロプロセッサ111を包含した第一の集積回路素子110側で一元的に実行すると共に、第二の集積回路素子120が併用されて監視制御を分担強化することが重要である。
更に、第一・第二の集積回路素子110・120間の信号交信にはシリアルインタフェ−ス115、125が用いられ、第一の集積回路素子110のピン数を増加させないで、協調監視制御機能を付加することができる構成とすることが重要である。
【００７２】
【発明の効果】
この発明による車載エンジン制御装置は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する一対のアクセルポジションセンサの一方の出力と吸気用のスロットル弁の開度を検出する一対のスロットルポジションセンサの一方の出力とに応動してスロットル弁の開度を制御するモータと、少なくとも燃料噴射用電磁弁を含むエンジン駆動機器を有する車載エンジンの制御装置であって、モータに対して電源を供給すると共に、上記電源の遮断によって上記スロットル弁の開度を所定位置に復帰させる負荷リレーと、エンジンの駆動制御に必要な高速・高頻度動作の第一のオン／オフ入力センサ群と、エンジン動作状態に関連する第一のアナログ入力センサ群および第二のアナログ入力センサ群が接続され、かつ、マイクロプロセッサを包含し、上記モータに対するスロットル弁制御用の第一の制御出力とエンジン駆動機器に対する第二の制御出力とを発生する第一の集積回路素子と、エンジンの駆動制御に必要な低速・低頻度動作の第二のオン／オフ入力センサ群が接続され、第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号がシリアルインタフェースを介して第一の集 積回路素子のマイクロプロセッサに入力され、かつ、マイクロプロセッサと協動して負荷リレーに対して駆動出力を発生する第二の集積回路素子と、第一の集積回路素子に内蔵され、第二の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第一の相互診断手段と、第二の集積回路素子に内蔵され、第一の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第二の相互診断手段と、スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作を常時監視し、異常発生時に異常検出出力を発生する異常検出手段とを備え、
第一の相互診断手段による上記第二の集積回路素子の動作診断結果、第二の相互診断手段による第一の集積回路素子の動作診断結果および異常検出手段の出力に応動して、シリアルインタフェースを介しないで負荷リレーの動作停止が直接制御されると共に、第一の制御出力および第二の制御出力は第一の集積回路素子の主体構成要素である一つのマイクロプロセッサから出力され、更に、第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサは、第一のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号、第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、およびシリアルインタフェースを介して第二の集積回路素子より送信されてきた第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号に基づいて、周辺補機に対する低速・低頻度動作の補機駆動出力である第三の制御出力を発生し、発生した第三の制御出力はシリアルインタフェースを介して第二の集積回路素子から出力される。
【００７３】
従って、エンジンの回転制御に密着した第一の制御出力および第二の制御出力を１個のマイクロプロセッサで一元的に制御することが可能となり、相互に関連しあった制御信号のやり取りが容易となり、制御の応答性や性能を向上することができる。
また、協動して相互の異常を検出する第一の相互診断手段および第二の相互診断手段の診断結果と、スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作異常を監視する異常検出手段の異常検出出力に基づいて負荷レリーを動作させるので、安全性機能が向上し、安心して１個のＣＰＵによってエンジン駆動制御とスロットル制御を一括制御することができる。
【００７４】
更に、多数の入力信号はシリアルインタフェ−スを介して第一の集積回路素子および第二の集積回路素子間で授受することが可能となり、マイクロプロセッサを包含した第一の集積回路素子の入力端子が大幅に減少して、小型チップの集積回路で構成できると共に、マイクロプロセッサの機能や応答性を高めるための論理回路等を追加することができる。
【００７５】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記第一のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第一のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第一のスロットルポジションセンサを包含し、第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第一のＡ／Ｄ変換器を介して第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、第二のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第二のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第二のスロットルポジションセンサを包含し、第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第二のＡ／Ｄ変換器を介して第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力されるので、スロットル制御用アナログセンサおよびＡ／Ｄ変換器を全て２重系で構成してマイクロプロセッサを包含した第一の集積回路素子で処理することが可能となり、アナログ入力系の異常判定を容易に行えると共に、安全性を向上することができる。
【００７６】
また、この発明による車載エンジン制御装置の第一の相互診断手段は、第一の集積回路素子が第二の集積回路素子に対して送信したシリアル通信データに対する返信応答時間のチェックおよび返信データのサムチェックを行うと共に、第二の集積回路素子から第一の集積回路素子に対して定期的に送信される通信データの受信周期をチェックするので、通信が正常でなければ負荷リレーが駆動されないようにすることができると共に、通信異常時には確実に負荷リレーを遮断することができるので、安全性が向上する。
【００７７】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、マイクロプロセッサが発生するウォッチドッグタイマクリヤ信号の時間間隔が所定値以上である時に、マイクロプロセッサに対する再起動用リセット出力を発生するウォッチドッグタイマ回路と、第一の集積回路素子から第二の集積回路素子に対して繰返し送信されるシリアル通信データの受信時間間隔のチェックおよび受信データのサムチェックを行う通信チェック回路を備えたので、第一の相互診断手段がソフトウエア依存であるのに対し、第二の相互診断手段はハードウエア依存のものであり、相互に役割補完しながら安全性を向上することができる。
【００７８】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記第二の相互診断手段は、第二の集積回路素子から第一の集積回路素子に送信される循環データを格納する循環データメモリと、循環データメモリに格納されている循環データが第一の集積回路素子内の各種メモリ間に転送された後に第二の集積回路素子に返信された循環完了データを受信して格納する循環完了データメモリと、循環データメモリに格納された循環データと循環完了データメモリに格納された循環完了データの内容が一致しているかどうかを判定する比較判定回路とを備えたので、第二の相互診断手段はマイクロプロセッサの制御動作の自己診断を行うことが可能であり、第一の相互診断手段と相互に役割補完しながら安全性をさらに強化することができる。
【００７９】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記異常検出手段は、モータおよびモータへの給電配線の断線・短絡を検出することによってアクチェータ系の異常検出を行うモータ断線・短絡検出回路と、一対のアクセルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第一のセンサ異常検出手段と、一対のスロットルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第二のセンサ異常検出手段と、アクセルポジションセンサの動作に応動する仮想スロットルポジション算出手段の出力とスロットルポジションセンサの出力を比較することによってアクチェータ異常を含む制御系の異常を検出するループ異常検出手段とを備えたので、スロットル制御に関連するモータ系の異常検出およびアナログセンサの異常検出のみならず、スロットル制御に関連するセンサ・アクチェータ・制御全般の異常を検出して多重チェックすることが可能となり、安全性をさらに向上することができる。
【００８０】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、車載エンジン制御装置に対する電源スイッチの投入または遮断を検出する電源検出回路と、少なくとも第二の相互診断手段の異常検出出力とモータ断線・短絡検出回路の異常検出出力によってセットされ、電源検出回路によってリセットされる異常記憶素子と、第二の集積回路素子が発生する負荷リレー駆動出力と負荷リレーとの間にあって、異常記憶素子の出力と異常検出手段の一部の出力および第一の相互診断手段の出力によって負荷リレーを遮断するように構成されているゲート素子とを備え、第一の集積回路素子から出力された上記異常記憶素子に対する異常検出信号はシリアルインタフェースを介しないで直接入力されるので、モータの給電回路に対する異常が検出されると、再度電源が投入されるまでは不用意に断線・短絡検出を続行させないようにして、モータの駆動回路の破損を防止することができる。
また、マイクロプロセッサを包含した第一の集積回路素子側に異常が発生した場合には、再度電源投入されるまでは負荷リレーの動作を停止して安全性を向上することができる。
更に、マイクロプロセッサがノイズ等によって一時的に誤動作したような場合には、直ちに正常復帰させて点火制御や燃料噴射制御等を正常に続行できると共に、走行の安全性に係わるスロットル制御を停止して、電源スイッチの再投入によって回復できるようにすることで危険性を回避し運転手がこれを認知できる。
【００８１】
また、この発明に係る車載エンジン制御装置は、負荷リレーが給電電源を遮断した時にスロットル弁の開度を退避運転用デフォルト位置に復帰させるデフォルト位置復帰機構を更に備えると共に、第一の集積回路素子は、更に、正常なスロットルポジションセンサ出力が無い時に作用し、エンジンが安定な回転を維持するための最小回転速度であるアイドル回転速度よりも若干高い所定のエンジン回転速度を設定する最小閾値設定手段と、正常なスロットルポジションセンサ出力が有る時に作用し、スロットルポジションセンサによって検出されたスロットル弁開度に略反比例するエンジン回転速度を演算設定する通常閾値設定手段と、負荷リレーの遮断時に作用し、最小閾値設定手段または通常閾値設定手段によって設定された所定のエンジン回転速度と実際のエンジン回転速度の偏差に応動して第二の制御出力によって燃料供給量を調節してエンジンの回転速度を抑制するエンジン回転抑制手段とを備えたので、エンジンの回転制御に密着した第一および第二の制御出力を１個のマイクロプロセッサで一元的に制御することが可能となり、相互に関連しあった制御信号のやり取りが容易となり、制御の応答性や性能を向上することができ、また、協動して相互の異常を検出する第一の相互診断手段および第二の相互診断手段の診断結果と、スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作異常を監視する異常検出手段の異常検出出力に基づいて負荷レリーを動作させるので、安全性機能が向上し、安心して１個のＣＰＵによってエンジン駆動制御とスロットル制御を一括制御することができるばかりでなく、更に、電気制御に依存しないフェールセーフ機構によってスロットル弁開度を所定位置に復帰させて安全性をより向上することができ、万一フェールセーフ機構に異常があって正常位置に復帰していなくて、正常なスロットルポジションセンサも無い状態であっても、最小閾値回転速度で退避運転を行うことができる。
また、万一フェールセーフ機構に異常があって正常位置に復帰していなくとも、スロットルポジションセンサが有効であれば通常閾値回転速度で退避運転を行うことができる。
しかも、上記通常閾値回転速度によれば、異常停止しているスロットル弁開度の大小にかかわらず、略一定のエンジン出力トルクを得ることができる。
【００８２】
また、この発明による車載エンジン制御装置の上記エンジン回転抑制手段は、車両を静止保持するための補助制動手段である補助ブレーキの動作を検出する補助ブレ−キ動作判定手段と、二重系設置された一対のスロットルポジションセンサの断線・短絡異常と相対比較異常によって正常なスロットルポジションセンサが無いことを判定するスロットルポジションセンサ異常判定手段と、補助ブレーキが動作して車両を停止させようとする時、或いはスロットルポジションセンサ出力が異常である時には最小閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定し、正常なスロットルポジションセンサ出力があって、しかも補助ブレーキが解除されている時には通常閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定するエンジン回転速度設定手段を備えたので、退避運転に当たっては、補助ブレーキを解除して、主制動手段であるフットブレーキを調整しながら車両を前進・後退させることができると共に、補助ブレーキを作動させるとエンジン回転速度が低下して、安全に車両停止を行うことができるので、上記通常閾値設定手段によるエンジン回転速度は比較的高い目のエンジン回転速度として、退避登坂性能を向上することができる。
また、スロットル弁開度やスロットルポジションセンサが共に異常であっても、最小閾値回転速度設定手段によって安全に車両停止を行うことができる回転速度に制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の機構を説明するための概念図である。
【図３】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の制御動作全体を説明するためのブロック図である。
【図４】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の異常検出動作を説明するための異常検出フロ−チャ−トである。
【図５】 実施の形態１による車載エンジン制御装置における通信動作を説明するための図である。
【図６】 実施の形態１による車載エンジン制御装置の通信チェック動作を説明するための通信チェックフローチャートである。
【図７】 実施の形態２による車載エンジン制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】 実施の形態２による車載エンジン制御装置におけるエンジン回転速度の閾値を設定する動作を説明するための閾値設定用フロ−チャ−トである。
【図９】 エンジンのトルク特性を説明するための図である。
【図１０】 第一従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図である。
【図１１】 第二従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図である。
【図１２】 第三従来例の車載エンジン制御装置におけるＣＰＵ構成を示す図である。
【符号の説明】
100a 電子制御装置 100b 電子制御装置
101a 第一のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群
101b 第二のＯＮ／ＯＦＦ入力センサ群
102a 第一のアナログ入力センサ群
102b 第二のアナログ入力センサ群
103 モータ 104a 負荷リレー
104b 負荷リレーの出力接点
105a エンジン駆動機器（燃料噴射用電磁弁）
105b 周辺補機 106 車載バッテリ
107 電源スイッチ 109 警報・表示器
110 第一の集積回路素子
111 マイクロプロセッサ 111b マイクロプロセッサ
112 ＯＮ／ＯＦＦ入力インタフェース
113a 第一のＡ/D変換器 113b 第二のＡ/D変換器
114a ＯＮ／ＯＦＦ出力インタフェース
114b モータ駆動回路 114c 断線・短絡検出回路
115 シリアル・インタフェース
120 第二の集積回路素子 121 論理回路部
122 ＯＮ／ＯＦＦ入力インタフェース
124 ＯＮ／ＯＦＦ出力インタフェース
125 シリアル・インタフェース
126 電源制御回路 127 電源検出回路
128 ウォッチドッグタイマ 129 異常記憶素子
133 ゲート素子 200b スロットル弁
208 デフォルト位置復帰機構 210a アクセルペダル
300 第一のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）
301 第二のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）
302 第一のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ1）
303 第二のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）
329a 通信チェック回路 329b 比較判定回路
329c 循環データメモリ
329d 循環完了データ受信メモリ
406 仮想スロットルポジション算出手段
423 第一のセンサ異常検出手段
426 第二のセンサ異常検出手段
427 ループ異常検出手段
603 第一の通信チェック手段
608 第二の通信チェック手段
613 警報・表示出力手段
615 第一の相互診断手段
802 スロットルポジションセンサ異常判定手段
803 動作判定手段 804 最小閾値設定手段
805 通常閾値設定手段
809 エンジン回転抑制手段
DR1 第一の制御出力 DR2 第二の制御出力
DR31 負荷リレー駆動出力
DR33 補機駆動出力（第三の制御出力）
DR4 警報・表示出力
ER1 通信診断出力（第一の相互診断出力）
CER 制御異常検出出力（異常検出手段）
ER21 通信診断出力（第二の相互診断出力）
ER22 循環診断出力（第二の相互診断出力）
MER 回路異常検出出力（異常検出出力）
RST リセット出力（第二の相互診断出力）
WD ウォッチドッグタイマクリヤ信号
Claims (9)
- アクセルペダルの踏込み度合いを検出する一対のアクセルポジションセンサの一方の出力と吸気用のスロットル弁の開度を検出する一対のスロットルポジションセンサの一方の出力とに応動して上記スロットル弁の開度を制御するモータと、少なくとも燃料噴射用電磁弁を含むエンジン駆動機器を有する車載エンジンの制御装置であって、
上記モータに対して電源を供給すると共に、上記電源の遮断によって上記スロットル弁の開度を所定位置に復帰させる負荷リレーと、
エンジンの駆動制御に必要な高速・高頻度動作の第一のオン／オフ入力センサ群と、エンジン動作状態に関連する第一のアナログ入力センサ群および第二のアナログ入力センサ群が接続され、かつ、マイクロプロセッサを包含し、上記モータに対するスロットル弁制御用の第一の制御出力と上記エンジン駆動機器に対する第二の制御出力とを発生する第一の集積回路素子と、
エンジンの駆動制御に必要な低速・低頻度動作の第二のオン／オフ入力センサ群が接続され、上記第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号がシリアルインタフェースを介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、かつ、上記マイクロプロセッサと協動して上記負荷リレーに対して駆動出力を発生する第二の集積回路素子と、
上記第一の集積回路素子に内蔵され、上記第二の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第一の相互診断手段と、
上記第二の集積回路素子に内蔵され、上記第一の集積回路素子の動作の異常の有無を診断する第二の相互診断手段と、
上記スロットル弁の制御に関連するセンサ系、制御系およびアクチェータ系の動作を常時監視し、異常発生時に異常検出出力を発生する異常検出手段とを備え、
上記第一の相互診断手段による上記第二の集積回路素子の動作診断結果、上記第二の相互診断手段による上記第一の集積回路素子の動作診断結果および上記異常検出手段の出力に応動して、上記シリアルインタフェースを介しないで上記負荷リレーの動作停止が直接制御されると共に、上記第一の制御出力および上記第二の制御出力は上記第一の集積回路素子の主体構成要素である一つのマイクロプロセッサから出力され、
更に、上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサは、
上記第一のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号、上記第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、上記第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力、および上記シリアルインタフェースを介して上記第二の集積回路素子より送信されてきた上記第二のオン／オフ入力センサ群からのオン／オフ信号に基づいて、周辺補機に対する低速・低頻度動作の補機駆動出力である第三の制御出力を発生し、発生した上記第三の制御出力は上記シリアルインタフェースを介して上記第二の集積回路素子から出力されることを特徴とする車載エンジン制御装置。 - 上記第一のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第一のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第一のスロットルポジションセンサを包含し、上記第一のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第一のＡ／Ｄ変換器を介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力され、
上記第二のアナログ入力センサ群は、アクセルペダルの踏込み度合いを検出する第二のアクセルポジションセンサとスロットル弁開度を検出する第二のスロットルポジションセンサを包含し、上記第二のアナログ入力センサ群からのセンサ出力は第二のＡ／Ｄ変換器を介して上記第一の集積回路素子の上記マイクロプロセッサに入力されることを特徴とする請求項１に記載の車載エンジン制御装置。 - 上記第一の相互診断手段は、上記第一の集積回路素子が上記第二の集積回路素子に対して送信したシリアル通信データに対する返信応答時間のチェックおよび返信データのサムチェックを行うと共に、上記第二の集積回路素子から上記第一の集積回路素子に対して定期的に送信される通信データの受信周期をチェックすることを特徴とする請求項１に記載の車載エンジン制御装置。
- 上記第二の相互診断手段は、上記マイクロプロセッサが発生するウォッチドッグタイマクリヤ信号の時間間隔が所定値以上である時に、上記マイクロプロセッサに対する再起動用リセット出力を発生するウォッチドッグタイマ回路と、上記第一の集積回路素子から上記第二の集積回路素子に対して繰返し送信されるシリアル通信データの受信時間間隔のチェックおよび受信データのサムチェックを行う通信チェック回路を備えたことを特徴とする請求項３に記載の車載エンジン制御装置。
- 上記第二の相互診断手段は、上記第二の集積回路素子から上記第一の集積回路素子に送信される循環データを格納する循環データメモリと、
上記循環データメモリに格納されている循環データが上記第一の集積回路素子内の各種メモリ間に転送された後に上記第二の集積回路素子に返信された循環完了データを受信して格納する循環完了データメモリと、上記循環データメモリに格納された循環データと上記循環完了データメモリに格納された循環完了データの内容が一致しているかどうかを判定する比較判定回路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車載エンジン制御装置。 - 上記異常検出手段は、上記モータおよび上記モータへの給電配線の断線・短絡を検出することによってアクチェータ系の異常検出を行うモータ断線・短絡検出回路と、
一対の上記アクセルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第一のセンサ異常検出手段と、
一対の上記スロットルポジションセンサの断線・短絡異常および相対出力異常を検出することによってセンサ系の異常を検出する第二のセンサ異常検出手段と、上記アクセルポジションセンサの動作に応動する仮想スロットルポジション算出手段の出力と上記スロットルポジションセンサの出力を比較することによってアクチェータ異常を含む制御系の異常を検出するループ異常検出手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車載エンジン制御装置。 - 車載エンジン制御装置に対する電源スイッチの投入または遮断を検出する電源検出回路と、少なくとも上記第二の相互診断手段の異常検出出力と上記モータ断線・短絡検出回路の異常検出出力によってセットされ、上記電源検出回路によってリセットされる異常記憶素子と、上記第二の集積回路素子が発生する負荷リレー駆動出力と上記負荷リレーとの間にあって、上記異常記憶素子の出力と上記異常検出手段の一部の出力および上記第一の相互診断手段の出力によって上記負荷リレーを遮断するように構成されているゲート素子とを備え、
上記第一の集積回路素子から出力された上記異常記憶素子に対する異常検出信号は上記シリアルインタフェースを介しないで直接入力されることを特徴とする請求項６に記載の車載エンジン制御装置。 - 上記負荷リレーが給電電源を遮断した時に上記スロットル弁の開度を退避運転用デフォルト位置に復帰させるデフォルト位置復帰機構を更に備えると共に、
上記第一の集積回路素子は、更に、正常なスロットルポジションセンサ出力が無い時に作用し、エンジンが安定な回転を維持するための最小回転速度であるアイドル回転速度よりも若干高い所定のエンジン回転速度を設定する最小閾値設定手段と、
正常なスロットルポジションセンサ出力が有る時に作用し、スロットルポジションセン サによって検出されたスロットル弁開度に略反比例するエンジン回転速度を演算設定する通常閾値設定手段と、
上記負荷リレーの遮断時に作用し、上記最小閾値設定手段または通常閾値設定手段によって設定された所定のエンジン回転速度と実際のエンジン回転速度の偏差に応動して上記第二の制御出力によって燃料供給量を調節してエンジンの回転速度を抑制するエンジン回転抑制手段とを備えたことを特徴とする請求項１に車載エンジン制御装置。 - 上記エンジン回転抑制手段は、車両を静止保持するための補助制動手段である補助ブレーキの動作を検出する補助ブレ−キ動作判定手段と、二重系設置された一対のスロットルポジションセンサの断線・短絡異常と相対比較異常によって正常なスロットルポジションセンサが無いことを判定するスロットルポジションセンサ異常判定手段と、上記補助ブレーキが動作して車両を停止させようとする時、或いはスロットルポジションセンサ出力が異常である時には上記最小閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定し、正常なスロットルポジションセンサ出力があって、しかも上記補助ブレーキが解除されている時には上記通常閾値設定手段によってエンジン回転速度を設定するエンジン回転速度設定手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の車載エンジン制御装置。
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