JPH0649738U - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータが正常な動作状態から
正常でない動作状態に移行したとき、エンジンの作動状
態に急激な変化を与えない。 【構成】 マイクロコンピュータ１２は、センサなどか
ら入力処理回路１４を介して入力される入力信号のデー
タに基づいて、演算処理を行いエンジン１６を制御する
ための信号を、バックアップＩＣ１３および出力処理回
路１５を介して出力する。バックアップＩＣ１３は、マ
イクロコンピュータ１２の動作状態の異常を検出したと
き、エンジン１６を制御するための演算処理は、マイク
ロコンピュータ１２の処理からバックアップＩＣの処理
へと切換わる。このとき、バックアップＩＣ１３はマイ
クロコンピュータ１２から出力されているエンジン制御
信号の制御値からバックアップＩＣ１３において演算処
理されたエンジン制御信号の制御値へと漸次的に移行さ
せ、その制御値をエンジン１６へ出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両などのエンジンをマイクロコンピュータなどによって制御する エンジン制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、従来からの自動車用のエンジン制御装置についての典型的な先行技術 の概略的な電気的構成を示すブロック図である。エンジン制御装置１は、マイク ロコンピュータなどの半導体集積回路（以下「ＩＣ」と略称する。）を含んで構 成され、エンジン２の燃料噴射制御および点火時期制御などを行い、エンジン２ を常に最適な状態で作動させる。燃料噴射制御を行う場合、エンジン制御装置１ は、入力される吸気管圧力信号のデータが、エンジンの１サイクルあたりの吸入 空気量にほぼ比例することに基づき、吸気管圧力信号のデータに対応する基本燃 料噴射量を演算する。次にエンジン制御装置１は、センサから入力されるエンジ ン水温信号などのデータによって、エンジン２の運転状態を検知し、最適な燃料 噴射量になるように補正を行う。さらに、エンジン制御装置１は、その補正した 燃料噴射量に基づいてエンジン２に燃料噴射制御信号を出力する。点火時期制御 を行う場合、エンジン制御装置１は、入力された吸気管圧力とエンジン回転数の データから基本点火時期を演算する。エンジン制御装置１はその演算した値にセ ンサなどから入力する信号によって補正を行い、そのときの運転状態におけるエ ンジン２の最適な点火時期を演算し、エンジン２へ点火時期制御信号として出力 する。

【０００３】 エンジン制御装置１の演算処理部には、マイクロコンピュータと、障害時に対 応するためのバックアップＩＣとが含まれている。通常は、マイクロコンピュー タによってエンジン２の制御が行われているけれども、マイクロコンピュータの 動作状態がウオッチドック信号などによって異常と判断されたとき、バックアッ プＩＣによるエンジン制御に切換わる。したがって、マイクロコンピュータの動 作状態が異常になっても車両が走行不能になる事態は発生しない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

エンジン制御装置の演算処理部を前述のようにマイクロコンピュータとバック アップＩＣとで構成することによって、演算処理部の障害時に対応している。た とえば、マイクロコンピュータが燃料噴射制御信号および点火時期制御信号をエ ンジンに出力しているとき、マイクロコンピュータが異常と判断されると、バッ クアップＩＣから燃料噴射制御信号および点火時期制御信号をエンジンに出力す るように切換わる。この動作をバックアップＩＣによるバックアップ動作と称す る。しかし、このバックアップＩＣによるバックアップ動作時、マイクロコンピ ュータから出力されるエンジン制御信号の制御値とバックアップＩＣから出力さ れるエンジン制御信号の制御値とは必ずしも一致しない。これは、マイクロコン ピュータとバックアップＩＣとでは、エンジンを制御するための入力信号の条件 が異なり、これによって演算処理方法も異なるためである。この場合、マイクロ コンピュータのエンジン制御信号とバックアップＩＣのエンジン制御信号との制 御値の差が大きいときは、エンジンの作動状態に急激な変化をもたらす。この急 激な変化は、走行中の車両挙動として表れ、運転者や乗客に不快感を与える。

【０００５】 本考案の目的は、マイクロコンピュータが正常な動作状態から正常でない動作 状態に移行したとき、エンジンの作動状態に急激な変化を与えず、不快感を与え る車両挙動の発生を防止することができるエンジン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】

本考案は、エンジン制御出力を導出してエンジンの回転状態を制御するエンジ ン制御装置において、 予め設定されるプログラムに従ってエンジンを制御するための制御値を表す信 号を導出する主制御手段と、 主制御手段の動作状態を監視し、動作状態が正常であるか否かを表す監視信号 を導出する監視手段と、 監視手段からの監視信号に応答し、主制御手段の動作状態が正常であるときは 、主制御手段からの制御値をエンジン制御出力として導出し、主制御手段の動作 状態が正常でないときは、予め定める補助制御値をエンジン制御出力として導出 し、主制御手段が正常な動作状態から正常でない動作状態に移行するときは、予 め定める時間変化率でエンジン制御出力を制御値から補助制御値まで移行させる 補助制御手段とを含むことを特徴とするエンジン制御装置である。

【０００７】

【作用】

本考案に従えば、主制御手段と、監視手段と、補助制御手段とを含むエンジン 制御装置が用いられる。主制御手段は、予め設定されるプログラムに従ってエン ジンを制御するための制御値を表す信号を導出する。監視手段は、主制御手段の 動作状態を監視し、動作状態が正常であるか否かを表す監視信号を導出する。補 助制御手段は、監視手段からの監視信号に応答し、主制御手段の動作状態が正常 であるときは、主制御手段からの制御値をエンジン制御出力として導出し、主制 御手段の動作状態が正常でないときは、予め定める補助制御値をエンジン制御出 力として導出し、主制御手段が正常な動作状態から正常でない動作状態に移行す るときは、予め定める時間変化率でエンジン制御出力を制御値から補助制御値ま で移行させる。したがって、マイクロコンピュータなどの主制御手段が、正常な 状態から正常でない状態に移行したとき、エンジンの作動状態に急激な変化を与 えず、不快感を与える車両挙動の発生を防止することができるエンジン制御装置 を得ることができる。

【０００８】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例の概略的な電気的構成を示すブロック図である。エ ンジン制御装置１０は、マイクロコンピュータ１２、バックアップＩＣ１３、入 力処理回路１４および出力処理回路１５などから構成される。入力処理回路１４ は、センサなどからの入力信号を処理し、マイクロコンピュータ１２およびバッ クアップＩＣ１３へ出力する。入力信号がアナログ値の場合は、デジタル値に変 換してマイクロコンピュータ１２およびバックアップＩＣ１３へ出力する。主制 御手段であるマイクロコンピュータ１２は、入力された信号に基づいて演算処理 を行い、エンジン１６を制御するための制御信号を、バックアップＩＣ１３およ び出力処理回路１５を介して出力する。補助制御手段であるバックアップＩＣ１ ３は、マイクロコンピュータ１２が正常な動作状態から正常でない動作状態に移 行したとき、マイクロコンピュータ１２に替わって演算処理を行い、エンジン１ ６を制御するための制御信号を出力処理回路１５を介して出力する。この処理を 、バックアップＩＣによるバックアップ動作と称する。通常バックアップＩＣ１ ３は、マイクロコンピュータ１２からのエンジンの制御信号をそのまま出力処理 回路１５へ出力し、バックアップ動作時は、マイクロコンピュータ１２からの制 御信号は受付けない。このエンジン制御装置１０は、エンジン１６の燃料噴射制 御および点火時期制御などを行い、エンジン１６を常に最適な状態で作動させる 。

【０００９】 燃料噴射制御を行う場合、マイクロコンピュータ１２は入力される吸気管圧力 信号のデータおよびエンジンの回転数の信号のデータなどから、１サイクルあた りの吸入空気量を求め、その値から基本燃料噴射量を演算する。次にマイクロコ ンピュータ１２は、演算した基本燃料噴射量を、センサから入力されるエンジン 水温信号などのデータによってエンジン１６の運転状態を検知して、最適な燃料 噴射量となるように補正を行う。さらにマイクロコンピュータ１２は、この補正 された燃料噴射量に基づいて、燃料噴射制御信号をインジェクタ１７に出力する 。燃料噴射制御信号が出力されているとき、インジェクタ１７による燃料の噴射 が行われ、その噴射量は燃料噴射制御信号の出力時間によって決定される。

【００１０】 点火時期制御を行う場合は、マイクロコンピュータ１２は、入力される吸気管 圧力信号のデータおよびエンジン回転数信号のデータなどから基本点火時期を求 め、さらに各センサからの入力信号による補正を加え、そのときの運転状態に合 った最適な点火時期を演算する。さらにマイクロコンピュータ１２は、補正され た点火時期に基づいて点火時期制御信号をイグナイタ１８に出力し、点火プラグ １９の点火を行う。

【００１１】 マイクロコンピュータ１２は、自己の故障を判断するために、監視手段として ウォッチドックタイマを設けている。このウォッチドックタイマは、一定時間毎 に、マイクロコンピュータ１２が正常な処理を行っているか否かを判断するため のタイマで、正常であればその一定時間毎にウォッチドック信号をバックアップ ＩＣ１３へ監視信号として出力する。バックアップＩＣ１３は、このウォッチド ック信号を監視することによって、マイクロコンピュータ１２の動作状態の異常 を検出することができる。バックアップＩＣ１３がウォッチドック信号によって マイクロコンピュータ１２の異常を検出すると、前述のバックアップ動作を行い 、マイクロコンピュータ１２に替わってエンジン１６の制御を行う。このときバ ックアップＩＣ１３は、センサなどから入力される入力信号に基づいて演算を行 い、エンジンを制御するための燃料噴射制御信号および点火時期制御信号を出力 回路１５を介して出力する。しかし、バックアップＩＣ１３のバックアップ動作 時、マイクロコンピュータ１２から出力される燃料噴射制御信号および点火時期 制御信号などのエンジン制御信号の制御値とバックアップＩＣ１３から出力され るエンジン制御信号の制御値とは異なる場合がある。これは、マイクロコンピュ ータ１２とバックアップＩＣ１３とでは、エンジンを制御するための入力信号の 条件、およびその入力信号の演算処理の方法が異なるためである。一般に、バッ クアップＩＣ１３の方が簡易な演算処理を行うので、信頼性は高い。このため、 バックアップＩＣ１３のバックアップ動作時におけるエンジン制御信号の制御値 の急激な変化を避けるために、図２のフローチャートに示される処理を行う。

【００１２】 図２で示されるフローチャートは、マイクロコンピュータ１２の異常時におけ るバックアップＩＣ１３の処理内容を示す。ステップａ１で処理をスタートさせ る。ステップａ２では、バックアップＩＣ１３が、マイクロコンピュータ１２か らのウォッチドック信号を監視することによって、マイクロコンピュータ１２の 動作状態が異常であるか否かを判断する。マイクロコンピュータ１２の動作状態 が異常のとき、ステップａ３に移り、マイクロコンピュータ１２の動作状態が異 常でないとき、ステップａ７に移り処理を終了する。ステップａ３では、バック アップＩＣ１３のバックアップ動作時、マイクロコンピュータ１２のエンジン制 御信号の制御値ＴＡＵｉとそのときバックアップＩＣ１３によって演算されたエ ンジン制御信号の制御値ＴＡＵＢ／Ｕとが等しいか否かを判断する。ステップａ ３において、制御値ＴＡＵｉと制御値ＴＡＵＢ／Ｕが等しければ、エンジン制御 信号の制御値に変化はないので、バックアップＩＣ１３は、制御値ＴＡＵＢ／Ｕ をエンジン１６に出力する。ステップａ３において制御値ＴＡＵｉと制御値ＴＡ ＵＢ／Ｕが等しくなければ、ステップａ４に移る。

【００１３】 ステップａ４において、制御値ＴＡＵｉと制御値ＴＡＵＢ／Ｕとの大小関係の 判断を行っている。制御値ＴＡＵｉが制御値ＴＡＵＢ／Ｕを超えるとき、ステッ プａ５に移り、制御値ＴＡＵｉより一定の制御値ａを減算し、バックアップＩＣ １３は、その値をエンジン制御信号の制御値ＴＡＵｉとして出力し、ステップａ ７に移る。また、ステップａ４において制御値ＴＡＵｉが制御値ＴＡＵＢ／Ｕ以 下のとき、ステップａ６に移り、制御値ＴＡＵｉに一定の制御値ａを加算し、バ ックアップＩＣ１３はその値を制御信号の制御値ＴＡＵｉとして出力し、ステッ プａ７に移る。ステップａ７で処理を終了し、バックアップＩＣ１３は、前述の ステップａ１〜ａ７までの処理を周期的に繰返す。したがって、ステップａ４に おいて制御値ＴＡＵｉが制御値ＴＡＵＢ／Ｕを超えるとき、バックアップＩＣ１ ３はステップａ１からａ７の処理毎に、制御値ＴＡＵｉから一定の制御値ａを減 算し、その値をエンジン制御信号の制御値ＴＡＵｉとして出力する。バックアッ プＩＣ１３は、その処理を制御値ＴＡＵｉが制御値ＴＡＵＢ／Ｕに等しくなるま で繰返す。また、ステップａ４において制御値ＴＡＵｉが制御値ＴＡＵＢ／Ｕ以 下のとき、バックアップＩＣ１３は、ステップａ１からａ７の処理毎に制御値Ｔ ＡＵｉに一定の制御値ａを加算し、その値をエンジン制御値ＴＡＵｉとして出力 する。バックアップＩＣ１３は、その処理を制御値ＴＡＵｉが制御値ＴＡＵＢ／ Ｕに等しくなるまで繰返す。

【００１４】 このようにして、バックアップＩＣ１３によるバックアップ動作時、マイクロ コンピュータ１２のエンジン制御信号の制御値とバックアップＩＣ１３のエンジ ン制御信号の制御値とが異なった場合においても、バックアップＩＣ１３はその 切換時のマイクロコンピュータ１２の制御信号の制御値から漸次的にバックアッ プＩＣの制御信号の制御値へと移行させることができる。したがって、バックア ップＩＣ１３によるバックアップ動作時におけるエンジン制御信号の制御値の急 激な変化を避けることができる。これによってエンジン１６の作動状態に急激な 変化を与えることはなく、エンジンを常に最適な状態で作動させることができる 。

【００１５】 図３は、マイクロコンピュータ１２およびバックアップＩＣ１３から出力され る点火時期制御信号のタイムチャートを示す。点火時期制御信号は、イグナイタ １８の通電時間を制御するための信号で、点火時期制御信号がオンからオフにな る瞬間、点火プラグ１９を点火させることができる。実線で示される参照符２１ の信号は、バックアップＩＣ１３によるバックアップ動作時におけるマイクロコ ンピュータ１２から出力される点火時期制御信号で、破線で示される参照符２２ の信号は、バックアップＩＣ１３によるバックアップ動作時におけるバックアッ プＩＣ１３が演算した点火時期制御信号である。このとき、瞬時に参照符２１の 信号から参照符２２の信号に切換えるのではなく、前述の図２で示されるフロー チャートに基づいて参照符２１の信号から漸次的に参照符２２の信号へと切換わ る。すなわち、通電開始時期および点火時期を漸次的に移行することができ、最 適なエンジン１６の点火時期制御を行うことができる。バックアップＩＣ１３に よるバックアップ動作後は、バックアップＩＣ１３がエンジン制御のための演算 処理を行い、エンジン制御信号を出力する。

【００１６】 マイクロコンピュータ１２の動作状態の異常がバックアップＩＣ１３によって 検出されたときでも、バックアップＩＣ１３がエンジン回転数０および供給電源 の異常を検出したときは、バックアップ動作は行わない。また、通常時のエンジ ン１６の燃料噴射方式が、グループ噴射または独立噴射の場合、バックアップＩ Ｃのバックアップ動作時、エンジン１６の燃料噴射方式は、同時噴射方式に切換 わる。グループ噴射は、エンジン１６の隣接する気筒をグループにまとめ、エン ジン１６が２回転する間に１回、各グループの吸入行程に同期して、各グループ は独立して燃料噴射を行う方式である。この方式は、同時噴射より噴射弁駆動回 路が少なくなる利点がある。また独立噴射は、エンジン１６が２回転する間に１ 回、各気筒の吸入行程に同期して、各気筒独立に噴射を行う方式である。この方 式は、１サイクル分の燃料量を１回の噴射で最適時期に供給できる利点がある。 また同時噴射は、エンジン１６が１回転する間に１回所定のクランク角で、全気 筒一斉に噴射を開始する方式である。本方式では２回噴射して１サイクル分の燃 料量が得られる。この方式は、噴射弁駆動回路が簡易で安価なため、燃料噴射方 式の主流になっている。

【００１７】 バックアップＩＣ１３によるバックアップ動作時に、エンジンの燃料噴射方式 がグループ噴射方式または独立噴射方式から同時噴射方式に切換わったとき、バ ックアップＩＣ１３は、バックアップ動作時におけるグループ噴射方式または独 立噴射方式によるエンジン運転状態に対応する同時噴射方式の燃料噴射量を演算 する。次に、バックアップＩＣ１３は、その演算した燃料噴射量からバックアッ プＩＣ１３がバックアップ時における入力条件などによって演算した同時噴射方 式の燃料噴射量へと、漸次的に移行するように制御する。本実施例におけるバッ クアップＩＣ１３は、マイクロコンピュータなどの中央演算処理装置を用いても よいのは勿論である。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、エンジン制御装置の主制御手段の動作状態が正 常でないときは、補助制御手段は主制御手段に替わって、予め定める補助制御値 をエンジン制御出力として導出する。また、エンジン制御装置の主制御手段が正 常な動作状態から正常でない動作状態に移行するときは、補助制御手段は、予め 定める時間変化率でエンジン制御出力を制御値から補助制御値まで移行させるこ とができる。したがって、このエンジン制御装置を用いることによって、主制御 手段が正常な動作状態から正常でない動作状態に移行するときでも、エンジンの 作動状態に急激な変化を与えることはなく、不快感を与える車両挙動の発生を防 止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のエンジン制御装置の概略的
な電気的構成を示すブロック図である。

【図２】バックアップＩＣのバックアップ動作時におけ
る処理内容を示すフローチャートである。

【図３】マイクロコンピュータおよびバックアップＩＣ
から出力される点火時期制御信号のタイムチャートであ
る。

【図４】従来のエンジン制御装置の概略的な電気的構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ エンジン制御装置 １２ マイクロコンピュータ １３ バックアップＩＣ １４ 入力処理回路 １５ 出力処理回路 １６ エンジン １７ インジェクタ １８ イグナイタ １９ 点火プラグ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン制御出力を導出してエンジンの
   回転状態を制御するエンジン制御装置において、 予め設定されるプログラムに従ってエンジンを制御する
   ための制御値を表す信号を導出する主制御手段と、 主制御手段の動作状態を監視し、動作状態が正常である
   か否かを表す監視信号を導出する監視手段と、 監視手段からの監視信号に応答し、主制御手段の動作状
   態が正常であるときは、主制御手段からの制御値をエン
   ジン制御出力として導出し、主制御手段の動作状態が正
   常でないときは、予め定める補助制御値をエンジン制御
   出力として導出し、主制御手段が正常な動作状態から正
   常でない動作状態に移行するときは、予め定める時間変
   化率でエンジン制御出力を制御値から補助制御値まで移
   行させる補助制御手段とを含むことを特徴とするエンジ
   ン制御装置。