JP4924905B2

JP4924905B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP4924905B2
Application number: JP2008205953A
Authority: JP
Inventors: 佳史村上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-08-08
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Description

本発明は、センサ出力信号に基づいて車両の制御に用いる制御信号を演算するマイクロコンピュータを搭載した車両の制御装置に関する発明である。

近年の電子制御化された車両においては、マイクロコンピュータを搭載した制御システムの動作信頼性を確保するために、例えば、特許文献１（特開平６−１４９３４８号公報）に記載されているように、センサの出力信号を２つのマイクロコンピュータに入力し、これらの２つのマイクロコンピュータで、それぞれセンサの出力信号に基づいて同じ演算処理を行った後、これらの２つのマイクロコンピュータの演算結果を比較して制御システムの異常の有無を判定するようにしたものがある。
特開平６−１４９３４８号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、１つの制御システムに同じ演算処理を行うマイクロコンピュータを２つ設ける必要があるため、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができないという欠点がある。

そこで、本発明者は、１つのマイクロコンピュータと１つの監視ＩＣで制御システムの動作信頼性を確保するシステムを研究している。具体的には、図５に示すように、マイクロコンピュータ１３の信号演算部１６で、アクセル開度センサ１１やスロットル開度センサ１２等の各種センサの出力信号（Ａ／Ｄ変換後の出力信号）に基づいてアクセル開度検出値やスロットル開度検出値等の各種の制御信号を演算し、トルク制御部１７で、これらの制御信号に基づいて内燃機関の実トルクを要求トルクに一致させるように制御するトルク制御システムにおいて、マイクロコンピュータ１３のトルクモニタ部１９で、制御信号に基づいて実トルクと要求トルクとを比較してトルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）の有無を判定し、このマイクロコンピュータ１３とは別に設けた監視ＩＣ２１で、トルクモニタ部１９の動作状態を監視してトルクモニタ部１９の動作異常の有無を判定するシステムを研究しているが、その研究過程で次のような新たな課題が判明した。

図５に示すトルク制御システムでは、監視ＩＣ２１でトルクモニタ部１９の動作を保証することができるが、信号演算部１６の動作を保証する機能がないため、信号演算部１６の動作異常により制御信号（アクセル開度検出値等）が異常値になった場合に、トルクモニタ部１９が正常に機能していても、トルクモニタ部１９では、異常な制御信号に基づいてトルク増大異常の有無を判定することになり、実際にトルク増大異常が発生していても、そのトルク増大異常を検出できない可能性があり、制御システムの動作信頼性を十分に確保することができない。

この対策として、図６に示すように、監視ＩＣ２１で信号演算部１６とトルクモニタ部１９の両方の動作状態を監視して信号演算部１６とトルクモニタ部１９の両方の動作異常の有無を判定することで、監視ＩＣ２１で信号演算部１６とトルクモニタ部１９の両方の動作を保証することが考えられる。

しかし、図６に示すトルク制御システムでは、監視ＩＣ２１で信号演算部１６の動作状態を監視するために、信号演算部１６に、テストデータに対する演算を行う機能を追加する必要があると共に、監視ＩＣ２１に、テストデータに対する信号演算部１６の演算結果をチェックする機能を追加する必要があり、マイクロコンピュータ１３や監視ＩＣ２１の演算負荷が増大するため、マイクロコンピュータ１３や監視ＩＣ２１の演算能力を高める必要があり、低コスト化の要求を満たすことができなくなるという問題がある。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、低コスト化の要求を満たしながら、制御システムの動作信頼性を確保することができる車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両に装備されたセンサの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を備え、Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号に基づいて車両の制御に用いる制御信号を演算する信号演算手段として機能するマイクロコンピュータを搭載した車両の制御装置において、マイクロコンピュータは、制御信号に基づいて該マイクロコンピュータによる制御異常の有無を判定する制御異常診断手段と、Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号と制御信号との関係に基づいて信号演算手段の動作異常の有無を判定する信号異常診断手段としての機能も備え、マイクロコンピュータとは別に、制御異常診断手段及び信号異常診断手段の動作状態を監視して該制御異常診断手段及び該信号異常診断手段の動作異常の有無を判定する監視手段を設けるようにしたものである。

この構成では、監視手段で制御異常診断手段の動作を保証することができると共に、監視手段で信号異常診断手段の動作を保証することで間接的に信号演算手段の動作を保証することができる。このように制御異常診断手段と信号演算手段の両方の動作を保証した上で、信号演算手段で演算した制御信号に基づいて、制御異常診断手段で制御異常の有無を判定することができるため、信号演算手段の動作異常により制御異常診断手段で制御異常を検出できなくなるといった事態を回避することができ、１つのマイクロコンピュータと１つ監視手段で制御システムの動作信頼性を確保することができる。しかも、信号異常診断手段は、Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号と制御信号との関係に基づいて信号演算手段の動作異常の有無を判定するという簡単な異常判定動作を行うだけであるため、監視手段は、信号異常診断手段の簡単な異常判定動作を監視するだけで信号演算手段の動作を保証することができる。これにより、マイクロコンピュータや監視手段の演算負荷を軽減することができて、マイクロコンピュータや監視手段の演算能力を高める必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。

ところで、信号演算手段の異常により制御信号が異常値になっても、Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号と制御信号との関係が制御異常診断手段による異常検出を妨げない関係の場合には、制御異常診断手段で制御異常として検出することが可能である。

そこで、請求項２のように、信号異常診断手段は、Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号と制御信号との関係が制御異常診断手段による異常検出を妨げる関係になった場合に信号演算手段の動作異常有りと判定するようにしても良い。このようにすれば、信号異常診断手段の異常判定動作を更に簡単化することができ、マイクロコンピュータや監視手段の演算負荷を更に軽減することができる。

また、請求項３のように、制御異常診断手段と信号異常診断手段と監視手段のうちの少なくとも１つで異常有りと判定されたときに所定のフェイルセーフ制御を実行するようにすると良い。このようにすれば、制御異常、信号演算手段の動作異常、制御異常診断手段の動作異常、信号異常診断手段の動作異常のうちのいずれかが検出されたときに、直ちにフェイルセーフ制御を実行することが可能となり、安全性を向上させることができる。

本発明は、請求項４のように、内燃機関を搭載した車両において、マイクロコンピュータは、制御信号に基づいて内燃機関の実トルクを要求トルクに一致させるように制御するトルク制御手段としての機能も備え、制御異常診断手段は、制御信号に基づいて内燃機関の実トルクと要求トルクとを比較して該内燃機関のトルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）の有無を判定するようにしても良い。このようすれば、低コスト化の要求を満たしながら、トルク制御システムの動作信頼性を確保することができる。

この場合、請求項５のように、信号演算手段は、アクセル開度センサの出力信号に基づいてアクセル開度検出値を制御信号として演算し、信号異常診断手段は、アクセル開度センサの出力信号が所定値よりも閉じ側であるにも拘らずアクセル開度検出値が所定値よりも大きい場合に信号演算手段の動作異常有りと判定するようにしても良い。

このようにすれば、アクセル開度センサの出力信号が所定値よりも閉じ側であるにも拘らずアクセル開度検出値が所定値よりも大きい場合には、アクセル開度検出値等に応じた要求トルクが異常に大きくなって、トルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）を検出し難くなるため、アクセル開度センサの出力信号とアクセル開度検出値との関係が制御異常診断手段によるトルク増大異常の検出を妨げる関係であると判断して、信号演算手段の動作異常有りと判定することができる。

また、請求項６のように、信号演算手段は、スロットル開度センサの出力信号に基づいて実トルク推定値を制御信号として演算し、信号異常診断手段は、スロットル開度センサの出力信号が所定値よりも開き側であるにも拘らず実トルク推定値が所定値よりも小さい場合に信号演算手段の動作異常有りと判定するようにしても良い。

このようにすれば、スロットル開度センサの出力信号が所定値よりも開き側であるにも拘らず実トルク推定値が所定値よりも小さい場合には、実トルク推定値が異常に小さくなって、トルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）を検出し難くなるため、スロットル開度センサの出力信号と実トルク推定値との関係が制御異常診断手段によるトルク増大異常の検出を妨げる関係であると判断して、信号演算手段の動作異常有りと判定することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン（内燃機関）のトルク制御システム全体の概略構成を説明する。

アクセル開度（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセル開度センサ１１やスロットル開度（スロットルバルブの開度）を検出するスロットル開度センサ１２等の各種センサの出力信号は、マイクロコンピュータ１３（ＣＰＵ）に入力される。このマイクロコンピュータ１３は、ＲＯＭ（図示せず）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてスロットルバルブ、燃料噴射弁、点火プラグ等のアクチュエータ１４を制御する。

マイクロコンピュータ１３は、Ａ／Ｄ変換部１５で、アクセル開度センサ１１やスロットル開度センサ１２等の各種センサの出力信号（出力電圧）をＡ／Ｄ変換し、信号演算部１６（信号演算手段）で、Ａ／Ｄ変換後の各種センサの出力信号に基づいてアクセル開度検出値、スロットル開度検出値等の各種の制御信号を演算する。

この後、トルク制御部１７（トルク制御手段）で、スロットル開度検出値等に基づいて実トルクを演算すると共に、アクセル開度検出値等に基づいて要求トルクを演算し、実トルクを要求トルクに一致させるように、目標スロットル開度、燃料噴射量、点火時期等を演算して、スロットルバルブ、燃料噴射弁、点火プラグ等のアクチュエータ１４を制御するトルク制御を実行すると共に、第１のトルクモニタ部１８で、信号演算部１６で演算した制御信号等に基づいてマイクロコンピュータ１３の異常以外の要因によるトルク制御の異常の有無を判定する。

また、マイクロコンピュータ１３は、第２のトルクモニタ部１９（制御異常診断手段）で、信号演算部１６で演算した制御信号等に基づいてマイクロコンピュータ１３の異常によるトルク制御の異常の有無を判定する。具体的には、スロットル開度検出値等に基づいて実トルクを演算すると共に、アクセル開度検出値等に基づいて要求トルクを演算し、実トルクと要求トルクとを比較して、要求トルクに対して実トルクが過大になるトルク増大異常の有無を判定する。

更に、マイクロコンピュータ１３は、信号異常診断部２０（信号異常診断手段）で、信号演算部１６に入力されるセンサ出力信号と、信号演算部１６で演算した制御信号との関係（例えば、Ａ／Ｄ変換後のアクセル開度センサ１１の出力信号と、信号演算部１６で演算したアクセル開度検出値との関係）に基づいて信号演算部１６の動作異常の有無を判定する。

具体的には、図２（ａ）に示すように、Ａ／Ｄ変換後のアクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤが所定値Ａ１（例えばアクセルオフ時よりも少し大きいセンサ出力）よりも小さい（閉じ側）か否かによってアクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤがＬｏｗレベル（ローレベル）かＨｉｇｈレベル（ハイレベル）かを判定すると共に、信号演算部１６で演算したアクセル開度検出値ＡＰＳが所定値Ａ２（例えばアクセルオフ時よりも少し大きいアクセル開度）よりも小さいか否かによってアクセル開度検出値ＡＰＳがＬｏｗレベルかＨｉｇｈレベルかを判定する。

その結果、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳが両方ともＬｏｗレベルの場合及び両方ともＨｉｇｈレベルの場合には、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係が正しいため、信号演算部１６の動作異常無し（正常）と判定する。

また、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤがＨｉｇｈレベルであるにも拘らずアクセル開度検出値ＡＰＳがＬｏｗレベルの場合には、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係が正しくないが、この場合、アクセル開度検出値ＡＰＳ等に基づいて演算される要求トルクが異常に小さくなって、第２のトルクモニタ部１９でトルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）有りと判定されるため、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係が第２のトルクモニタ部１９によりトルク増大異常として検出できる関係であると判断して、信号異常診断部２０では信号演算部１６の動作異常無しと判定する。

一方、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤがＬｏｗレベルであるにも拘らずアクセル開度検出値ＡＰＳがＨｉｇｈレベルの場合には、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係が正しくない。この場合、アクセル開度検出値ＡＰＳ等に基づいて演算される要求トルクが異常に大きくなって、第２のトルクモニタ部１９でトルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）を検出し難くなるため、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係が第２のトルクモニタ部１９によるトルク増大異常の検出を妨げる関係であると判断して、信号異常診断部２０では信号演算部１６の動作異常有りと判定する。

また、図１に示すように、マイクロコンピュータ１３とは別に、監視ＩＣ２１（監視手段）が設けられている。この監視ＩＣ２１で、第２のトルクモニタ部１９の動作状態を監視して第２のトルクモニタ部１９の動作異常の有無を判定すると共に、信号異常診断部２０の動作状態を監視して信号異常診断部２０の動作異常の有無を判定する。

具体的には、図３に示すように、マイクロコンピュータ１３の自己監視部２２からテストデータを第２のトルクモニタ部１９に出力し、そのテストデータに対する第２のトルクモニタ部１９の演算結果を監視ＩＣ２１と自己監視部２２に出力する。監視ＩＣ２１と自己監視部２２は、それぞれテストデータに対する第２のトルクモニタ部１９の演算結果をチェックして、第２のトルクモニタ部１９の動作異常の有無を判定する。

更に、自己監視部２２からテストデータを信号異常診断部２０に出力し、そのテストデータに対する信号異常診断部２０の演算結果を監視ＩＣ２１と自己監視部２２に出力する。監視ＩＣ２１と自己監視部２２は、それぞれテストデータに対する信号異常診断部２０の演算結果をチェックして、信号異常診断部２０の動作異常の有無を判定する。

また、監視ＩＣ２１と自己監視部２２には、それぞれフェイルセーフ実行部２３，２４が設けられ、第２のトルクモニタ部１９、信号異常診断部２０、監視ＩＣ２１、自己監視部２２のうちの少なくとも１つで異常有りと判定された場合、つまり、トルク増大異常、信号演算部１６の動作異常、第２のトルクモニタ部１９の動作異常、信号異常診断部２０の動作異常のいずれかが検出されたときに、フェイルセーフ実行部２３，２４からフェイルセーフ信号を出力して、直ちにフェイルセーフ制御を実行する。このフェイルセーフ制御では、例えば、スロットル開度を強制的に所定開度（いわゆるオープナ開度）に維持してエンジンの吸入空気量を制限することでエンジンの出力トルクを制限する。

以上説明したトルク制御システムの異常診断は、マイクロコンピュータ１３と監視ＩＣ２１によって図４の異常診断ルーチンに従って実行される。以下、この異常診断ルーチンの処理内容を説明する。

図４に示す異常診断ルーチンは、所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、監視ＩＣ２１により、第２のトルクモニタ部１９の動作状態を監視して第２のトルクモニタ部１９の動作異常の有無を判定すると共に、信号異常診断部２０の動作状態を監視して信号異常診断部２０の動作異常の有無を判定する。

この後、ステップ１０２に進み、上記ステップ１０１の異常診断結果に基づいて、第２のトルクモニタ部１９又は信号異常診断部２０の動作異常有りか否かを判定し、第２のトルクモニタ部１９の動作異常有りと判定された場合、又は、信号異常診断部２０の動作異常有りと判定された場合には、ステップ１０７に進み、フェイルセーフ信号を出力して、直ちにフェイルセーフ制御を実行する。このフェイルセーフ制御では、例えば、スロットル開度を強制的に所定開度（いわゆるオープナ開度）に維持してエンジンの吸入空気量を制限することでエンジンの出力トルクを制限する。

一方、上記ステップ１０２で、第２のトルクモニタ部１９の動作異常無しと判定され、且つ、信号異常診断部２０の動作異常無しと判定された場合には、ステップ１０３に進み、信号演算部１６により、Ａ／Ｄ変換後のアクセル開度センサ１１の出力信号やスロットル開度センサ１２の出力信号等のセンサ出力信号に基づいて、アクセル開度検出値やスロットル開度検出値等の制御信号を演算する。

この後、ステップ１０４に進み、第２のトルクモニタ部１９により、スロットル開度検出値等に基づいて実トルクを演算すると共に、アクセル開度検出値等に基づいて要求トルクを演算した後、ステップ１０５に進み、第２のトルクモニタ部１９により、実トルクと要求トルクとの差が所定値よりも大きいか否かによって、要求トルクに対して実トルクが過大になるトルク増大異常の有無を判定する。

このステップ１０５で、実トルクと要求トルクとの差が所定値よりも大きいと判定された場合には、トルク増大異常有りと判定して、ステップ１０７に進み、フェイルセーフ信号を出力して、直ちにフェイルセーフ制御を実行する。

一方、上記ステップ１０５で、実トルクと要求トルクとの差が所定値以下であると判定された場合には、トルク増大異常無しと判定して、ステップ１０６に進み、信号異常診断部２０により、Ａ／Ｄ変換後のアクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤが所定値Ａ１よりも小さく且つアクセル開度検出値ＡＰＳが所定値Ａ２よりも大きい（つまりアクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤがＬｏｗレベルで且つアクセル開度検出値ＡＰＳがＨｉｇｈレベルである）か否かによって、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係が第２のトルクモニタ部１９によるトルク増大異常の検出を妨げる関係であるか否かを判定して、信号演算部１６の動作異常の有無を判定する。

このステップ１０６で、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤがＬｏｗレベルであるにも拘らずアクセル開度検出値ＡＰＳがＨｉｇｈレベルであると判定された場合には、信号演算部１６の動作異常有りと判定して、ステップ１０７に進み、フェイルセーフ信号を出力して、直ちにフェイルセーフ制御を実行する。

一方、上記ステップ１０６で、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤがＨｉｇｈレベルであると判定された場合、又は、アクセル開度検出値ＡＰＳがＬｏｗレベルであると判定された場合には、信号演算部１６の動作異常無しと判定して、フェイルセーフ制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

図５に示す比較例１のトルク制御システムは、本実施例のトルク制御システム（図１）に対して信号異常診断部２０が省略され、監視ＩＣ２１で、第２のトルクモニタ部１９の動作状態を監視して第２のトルクモニタ部１９の動作異常の有無を判定するようにしたものである。

しかし、比較例１のトルク制御システムでは、監視ＩＣ２１で第２のトルクモニタ部１９の動作を保証することができるが、信号演算部１６の動作を保証する機能がないため、信号演算部１６の動作異常により制御信号（アクセル開度検出値等）が異常値になった場合に、第２のトルクモニタ部１９が正常に機能していても、第２のトルクモニタ部１９では、異常な制御信号に基づいてトルク増大異常の有無を判定することになり、実際にトルク増大異常が発生していても、そのトルク増大異常を検出できない可能性があり、制御システムの動作信頼性を十分に確保することができない。

この対策として、図６に示す比較例２のトルク制御システムでは、監視ＩＣ２１で信号演算部１６と第２のトルクモニタ部１９の両方の動作状態を監視して信号演算部１６と第２のトルクモニタ部１９の両方の動作異常の有無を判定することで、監視ＩＣ２１で信号演算部１６と第２のトルクモニタ部１９の両方の動作を保証するようにしている。

しかし、この比較例２のトルク制御システムでは、監視ＩＣ２１で信号演算部１６の動作状態を監視するために、信号演算部１６に、テストデータに対する演算を行う機能を追加する必要があると共に、監視ＩＣ２１に、テストデータに対する信号演算部１６の演算結果をチェックする機能を追加する必要があり、マイクロコンピュータ１３や監視ＩＣ２１の演算負荷が増大するため、マイクロコンピュータ１３や監視ＩＣ２１の演算能力を高める必要があり、低コスト化の要求を満たすことができなくなるという問題がある。

これに対して、図１に示す本実施例のトルク制御システムでは、監視ＩＣ２１で第２のトルクモニタ部１９の動作を保証することができると共に、監視ＩＣ２１で信号異常診断部２０の動作を保証することで間接的に信号演算部１６の動作を保証することができる。このように第２のトルクモニタ部１９と信号演算部１６の両方の動作を保証した上で、信号演算部１６で演算した制御信号（アクセル開度検出値等）に基づいて、第２のトルクモニタ部１９でトルク増大異常の有無を判定することができるため、信号演算部１６の動作異常により第２のトルクモニタ部１９でトルク増大異常を検出できなくなるといった事態を回避することができ、１つのマイクロコンピュータ１３と１つ監視ＩＣ２１でトルク制御システムの動作信頼性を確保することができる。

しかも、信号異常診断部２０は、アクセル開度センサ１１の出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係が第２のトルクモニタ部１９によるトルク増大異常の検出を妨げる関係であるか否かによって、信号演算部１６の動作異常の有無を判定するという簡単な異常判定動作を行うだけであるため、監視ＩＣ２１は、信号異常診断部２０の簡単な異常判定動作を監視するだけで信号演算部１６の動作を保証することができる。これにより、マイクロコンピュータ１３や監視ＩＣ２１の演算負荷を軽減することができて、マイクロコンピュータ１３や監視ＩＣ２１の演算能力を高める必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。

尚、上記実施例では、信号異常診断部２０により、Ａ／Ｄ変換後のアクセル開度センサ１１の出力信号と、信号演算部１６で演算したアクセル開度検出値との関係に基づいて信号演算部１６の動作異常の有無を判定するようにしたが、これに限定されず、例えば、信号演算部１６で実トルク推定値を演算するシステムの場合には、Ａ／Ｄ変換後のスロットル開度センサ１２の出力信号と、信号演算部１６で演算した実トルク推定値との関係に基づいて信号演算部１６の動作異常の有無を判定するようにしても良い。

具体的には、図２（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換後のスロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤが所定値Ｔ１（例えばスロットル全閉時よりも少し大きいセンサ出力）よりも小さい（閉じ側）か否かによってスロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤがＬｏｗレベルかＨｉｇｈレベルかを判定すると共に、信号演算部１６で演算した実トルク推定値Ｔｒｑが所定値Ｔ２（例えばスロットル全閉時よりも少し大きいトルク）よりも小さいか否かによって実トルク推定値ＴｒｑがＬｏｗレベルかＨｉｇｈレベルかを判定する。

その結果、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤと実トルク推定値Ｔｒｑが両方ともＬｏｗレベルの場合及び両方ともＨｉｇｈレベルの場合には、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤと実トルク推定値Ｔｒｑとの関係が正しいため、信号演算部１６の動作異常無し（正常）と判定する。

また、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤがＬｏｗレベルであるにも拘らず実トルク推定値ＴｒｑがＨｉｇｈレベルの場合には、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤと実トルク推定値Ｔｒｑとの関係が正しくないが、この場合、実トルク推定値Ｔｒｑが異常に大きくなって、第２のトルクモニタ部１９でトルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）有りと判定されるため、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤと実トルク推定値Ｔｒｑとの関係が第２のトルクモニタ部１９によりトルク増大異常として検出できる関係であると判断して、信号異常診断部２０では信号演算部１６の動作異常無しと判定する。

一方、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤがＨｉｇｈレベルであるにも拘らず実トルク推定値ＴｒｑがＬｏｗレベルの場合には、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤと実トルク推定値Ｔｒｑとの関係が正しくない。この場合、実トルク推定値Ｔｒｑが異常に小さくなって、第２のトルクモニタ部１９でトルク増大異常（要求トルクに対して実トルクが過大になる異常）を検出し難くなるため、スロットル開度センサ１２の出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤと実トルク推定値Ｔｒｑとの関係が第２のトルクモニタ部１９によるトルク増大異常の検出を妨げる関係であると判断して、信号異常診断部２０では信号演算部１６の動作異常有りと判定する。

また、上記実施例では、アクセル開度センサ１１等のセンサ出力信号とアクセル開度検出値等の制御信号との関係が正しくなくても、センサ出力信号と制御信号との関係が第２のトルクモニタ部１９によりトルク増大異常として検出できる関係である場合には、信号演算部１６の動作異常無しと判定するようにしたが、これを信号演算部１６の動作異常有りと判定するようにしても良い。

尚、本発明は、アクセル開度センサ１１やスロットル開度センサ１２の出力信号を処理する制御装置に限定されず、車両に搭載された様々なセンサ（例えば、エアフローセンサ、吸気圧センサ、クランク角センサ、カム角センサ、筒内圧センサ、冷却水温センサ、ノックセンサ、外気温センサ、大気圧センサ等）の出力信号を処理する制御装置に広く適用して実施できる。

その他、本発明は、エンジンのトルク制御システムに限定されず、エンジンの他の制御システム（例えば、空燃比制御システム、アイドル回転制御システム等）や車両の制御システム（例えば、トラクション制御システム、電気自動車のモータ制御システム等）に適用しても良い。

本発明の一実施例におけるトルク制御システムの概略構成を示すブロック図である。（ａ）はアクセル開度センサの出力信号ＡＰＳ＿ＡＤとアクセル開度検出値ＡＰＳとの関係に基づいて信号演算部の異常診断を行う方法を説明する図で、（ｂ）スロットル開度センサの出力信号Ｔｈｒ＿ＡＤと実トルク推定値Ｔｒｑとの関係に基づいて信号演算部の異常診断を行う方法を説明する図である。監視ＩＣの監視機能を説明するブロック図である。異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。比較例１のトルク制御システムの概略構成を示すブロック図である。比較例２のトルク制御システムの概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１…アクセル開度センサ、１２…スロットル開度センサ、１３…マイクロコンピュータ、１５…Ａ／Ｄ変換部、１６…信号演算部（信号演算手段）、１７…トルク制御部（トルク制御手段）、１９…第２のトルクモニタ部（制御異常診断手段）、２０…信号異常診断部（信号異常診断手段）、２１…監視ＩＣ（監視手段）、２３，２４…フェイルセーフ実行部

Claims

車両に装備されたセンサの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を備え、Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号に基づいて車両の制御に用いる制御信号を演算する信号演算手段として機能するマイクロコンピュータを搭載した車両の制御装置において、
前記マイクロコンピュータは、前記制御信号に基づいて該マイクロコンピュータによる制御異常の有無を判定する制御異常診断手段と、前記Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号と前記制御信号との関係に基づいて前記信号演算手段の動作異常の有無を判定する信号異常診断手段としての機能も備え、
前記マイクロコンピュータとは別に、前記制御異常診断手段及び前記信号異常診断手段の動作状態を監視して該制御異常診断手段及び該信号異常診断手段の動作異常の有無を判定する監視手段が設けられていることを特徴とする車両の制御装置。
前記信号異常診断手段は、前記Ａ／Ｄ変換後のセンサ出力信号と前記制御信号との関係が前記制御異常診断手段による異常検出を妨げる関係になった場合に前記信号演算手段の動作異常有りと判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
前記制御異常診断手段と前記信号異常診断手段と前記監視手段のうちの少なくとも１つで異常有りと判定されたときに所定のフェイルセーフ制御を実行する手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
内燃機関を搭載した車両において、
前記マイクロコンピュータは、前記制御信号に基づいて前記内燃機関の実トルクを要求トルクに一致させるように制御するトルク制御手段としての機能も備え、
前記制御異常診断手段は、前記制御信号に基づいて前記内燃機関の実トルクと要求トルクとを比較して該内燃機関のトルク増大異常の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両の制御装置。
前記信号演算手段は、アクセル開度センサの出力信号に基づいてアクセル開度検出値を前記制御信号として演算し、
前記信号異常診断手段は、前記アクセル開度センサの出力信号が所定値よりも閉じ側であるにも拘らず前記アクセル開度検出値が所定値よりも大きい場合に前記信号演算手段の動作異常有りと判定することを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
前記信号演算手段は、スロットル開度センサの出力信号に基づいて実トルク推定値を前記制御信号として演算し、
前記信号異常診断手段は、前記スロットル開度センサの出力信号が所定値よりも開き側であるにも拘らず前記実トルク推定値が所定値よりも小さい場合に前記信号演算手段の動作異常有りと判定することを特徴とする請求項４又は５に記載の車両の制御装置。