JPH1082340A - スロットル制御一体型エンジン制御装置、及びエンジン制御プログラムを記録した媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットル制御手段とこれとは別個独立した
エンジン制御手段とを備えたスロットル制御一体型エン
ジン制御装置において、スロットル制御に異常が発生し
てエンジン回転数が変動するおそれのある場合に、スロ
ットル制御の異常の発生を確実に検出する。 【解決手段】 エンジン制御ＣＰＵにおける点火割込処
理において、点火処理要求があるとき（Ｓ１００でＹＥ
Ｓ）、スロットル異常フラグがオフならば（Ｓ１０１で
オフ）、スロットル制御ＣＰＵから取り込んだＲＵＮパ
ルスによりスロットル制御ＣＰＵが正常か異常かを判断
し（Ｓ１０２）、異常の場合にはスロットルバルブを全
閉し、点火処理を中断する（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。こ
れにより、スロットル制御ＣＰＵ１１に異常が発生して
エンジン３０の回転数が変動するおそれのある場合で
も、エンジン３０の回転数変動を確実に抑止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルバルブ
の位置を制御するスロットル制御手段と、スロットル制
御手段とは別個独立した手段であって少なくともエンジ
ンの点火制御を行うエンジン制御手段とを備えたスロッ
トル制御一体型エンジン制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用のエンジンには、エンジン
制御ＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニッ
ト）と電子スロットル制御ＥＣＵが各々独立して設けら
れたものが知られており、これらのＥＣＵは異常時バッ
クアップ機能等を備えたものが知られていた。例えば特
開昭６３−２４６４４９号に開示されたスロットル制御
ＥＣＵは、各種センサからの信号に基づいてスロットル
弁制御を行う主制御部のほか、この主制御部に異常が発
生したときには主制御部に代わってスロットル弁制御を
行う副制御部を備えていた。

【０００３】ところで、これら２つのＥＣＵは、車両内
における環境等が異なるため、同時に故障するいわゆる
二重故障は発生確率が非常に低いとみなされ、そのた
め、このような二重故障の対策は特に考慮されていなか
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
コストダウン及び省スペースを目的にエンジン制御ＥＣ
Ｕとスロットル制御ＥＣＵを一体化し、２ＣＰＵ構成と
したスロットル制御一体型エンジン制御ＥＣＵが主流に
なりつつあり、この場合２つのＣＰＵが同一の電気ノイ
ズや熱衝撃を受けるため、同時に故障する確率が別々の
ＥＣＵによって構成されたものに比べて高くなる恐れが
ある。

【０００５】このような状況に対し、従来の２ＣＰＵ構
成のＥＣＵのうち、例えばエンジン制御ＣＰＵとＥＣＴ
（エレクトロニック・コントロールド・トランスミッシ
ョン）制御ＣＰＵとから構成されるＥＣＵにおける監視
方法としては、お互いのＲＵＮパルスをメイン処理やタ
イマ割込やＡ／Ｄ変換割込処理等で複数チェックし、相
手が異常ならフェイルセーフ処理をとるといったもので
あった。尚、ＲＵＮパルスとは、異常監視用のパルス信
号であって、一定周期でオン／オフ信号を繰り返すもの
である。

【０００６】このようにエンジン制御ＣＰＵとＥＣＴ制
御ＣＰＵから構成されたＥＣＵの場合には、たとえ２Ｃ
ＰＵが同時故障してどのような状況になっても、ユーザ
ーがアクセルを放しさえすれば、スロットルが閉じられ
るため、エンジン回転数が上昇するようなことはなかっ
た。

【０００７】ところが、スロットル制御一体型エンジン
制御ＥＣＵの場合、前述のようにメイン処理やタイマ割
込やＡ／Ｄ変換割込でチェックする監視方法では、２Ｃ
ＰＵが同時に故障したとき、タイマ割込やＡ／Ｄ変換割
込処理等が異常で点火割込処理のみ正常となると、異常
検出が行えない上に、スロットルが開きっぱなし、燃料
も噴射しっぱなしであるにもかかわらず点火が正常に行
われる、というような事態が起きる可能性がゼロとはい
えず、このような事態が生じた場合にはエンジン回転数
が変動するおそれがあった。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、スロットル制御手段とこれとは別個独立したエンジ
ン制御手段とを備えたスロットル制御一体型エンジン制
御装置において、スロットル制御の異常の発生を確実に
検出して、スロットル制御に異常が発生してエンジン回
転数が変動するのを防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明は、スロットルバルブの位置を
制御するスロットル制御手段と、前記スロットル制御手
段とは別個独立した手段であって、少なくともエンジン
の点火制御を行うエンジン制御手段と、を備えたスロッ
トル制御一体型エンジン制御装置であって、前記エンジ
ン制御手段は、前記エンジンの点火制御を実行する際に
前記スロットル制御手段の異常監視を併せて行うことを
特徴とする。

【００１０】かかるスロットル制御一体型エンジン制御
装置では、スロットル制御手段は、例えばスロットルバ
ルブの開度を検出する開度検出手段により検出されたス
ロットルバルブ開度と目標開度とが一致するようにスロ
ットルバルブの位置を制御する。また、エンジン制御手
段は、例えば各種センサからの入力に基づいて、走行状
態に応じた最適な燃料噴射量を演算しその燃料噴射量に
基づいて燃料噴射弁の駆動を制御したり、点火制御（イ
グニッションコイルの通電時間の制御や点火時期の制
御）を行ったりするものである。各制御手段は、別個独
立の手段であり、例えば２つのＣＰＵから構成すること
ができる。

【００１１】ここで、エンジン制御手段に異常が発生し
て点火制御が正常に行われない場合には、正確なシーケ
ンスで点火できないため、スロットル制御手段が正常か
異常かにかかわらず、エンジンが回らなくなる。このた
め、この場合には、エンジン回転数が上昇する等の問題
が生じることはない。

【００１２】一方、エンジン制御手段が正常な場合、又
はエンジン制御手段に異常が発生したにもかかわらず点
火制御が正常に行われる場合には、スロットル制御手段
が故障すると、空気と燃料があり正確なシーケンスで点
火される可能性があり、このような場合にはエンジンは
空気と燃料の量に応じてエンジン回転数が変動してしま
うおそれがある。ここで、本発明では、正常に行われて
いる点火制御内でスロットル制御手段の異常監視を行う
ため、上述のようにスロットル制御に異常が発生してエ
ンジン回転数が変動するおそれのあるときに、その異常
を確実に検出できる。

【００１３】例えば、エンジン制御手段は、請求項２に
記載したように、スロットル制御手段から出力される一
定周期でオン／オフを繰り返す監視用パルス信号を取り
込み、この監視用パルス信号が所定時間経過してもオン
／オフの反転をしない場合に、スロットル制御手段に異
常が発生したと判断してもよい。このように監視用パル
ス信号を利用して異常監視を行う場合、異常の発生を迅
速に捉えることができる。

【００１４】以上のように、本発明のスロットル制御一
体型エンジン制御装置によれば、スロットル制御の異常
の発生を確実に検出でき、スロットル制御に異常が発生
してエンジン回転数が変動するのを防止できるという効
果が得られる。また、エンジン制御手段は、請求項３に
記載したように、スロットル制御手段の異常を検出した
ときには、エンジン回転数の変動を抑止してもよい。例
えば、請求項４に記載したように、スロットル制御手段
の異常を検出したときには、スロットルバルブを閉鎖し
たり、エンジンの点火を中断したりしてもよい。スロッ
トルバルブを閉鎖した場合には、エンジンに空気が吸入
されなくなるので点火不能となり、エンジンの点火を中
断した場合と同様、燃焼工程が起こらず、エンジン回転
数が変動することはない このため、スロットル制御に異常が発生してエンジン回
転数が変動するおそれのある場合（たとえば、スロット
ル制御手段及びエンジン制御手段が同時に故障ししかも
点火制御処理だけが正常に作動する場合）であっても、
スロットル制御の異常の発生を確実に検出し、エンジン
回転数の変動を確実に抑止できるという効果が得られ
る。

【００１５】また、エンジン制御手段は、エンジンの点
火を制御するためのプログラムを記録した媒体によっ
て、作動するものであってもよい。この場合のプログラ
ムは、例えば、請求項５に記載したように、エンジン制
御手段に、エンジンの点火制御を実行させる際に、スロ
ットル制御手段の異常監視を併せて実行させるものとし
てもよい。かかる媒体としては、コンピュータ等によっ
て読み取り可能な記録媒体であれば特に限定されるもの
ではなく、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの内部メモリ
や、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィディスク、ハードディス
ク、磁気テープ、パンチングされたテープ、ＯＣＲで読
取可能な文字が記された紙などの外部メモリなどが挙げ
られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施例を
図面に基づいて説明する。尚、本発明の実施の形態は、
下記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の
技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはい
うまでもない。

【００１７】図１はスロットル制御一体型エンジン制御
装置（以下「一体型ＥＣＵ」という）の概略構成図であ
る。一体型ＥＣＵ１０は、主として、スロットル制御Ｃ
ＰＵ１１とエンジン制御ＣＰＵ１６から構成される。

【００１８】スロットル制御ＣＰＵ１１は、周知のＲＯ
Ｍ２１、ＲＡＭ２２、クロック２３に接続されている。
このスロットル制御ＣＰＵ１１は、スロットル開度セン
サ３、アクセル開度センサ７等からのアナログ信号を一
体型ＥＣＵ１０の内部に設けたＡ／Ｄコンバータ１２を
通じてデジタル信号として入力可能に接続され、一体型
ＥＣＵ１０の内部に設けたモータ駆動回路１３にデュー
ティ信号を出力可能に接続されている。

【００１９】このスロットル制御ＣＰＵ１１は、アクセ
ル開度センサ７からスロットルバルブ１の目標開度を求
め、その目標開度とスロットル開度センサ３から検出さ
れるスロットルバルブ１の開度とが一致するようにモー
タ駆動回路１３を制御するデューティ信号を演算しこれ
をモータ駆動回路１３に出力することにより、スロット
ルバルブ１の位置を制御するスロットル制御を行う。

【００２０】尚、スロットルバルブ１は、アクセルペダ
ルに連動して吸入空気量を調節するものであり、エンジ
ン３０に空気を吸入するための吸気経路１３内に設けら
れている。スロットル開度センサ３は、スロットルバル
ブ１の回転軸に取り付けられ、スロットルバルブ１の開
度を電圧値として出力するものである。ＤＣモータ５
は、スロットルバルブ１の回転軸とギア１５を介して取
り付けられ、モータ駆動回路１３により流される電流に
よってリターンスプリング１９の付勢力に抗してスロッ
トルバルブ１を駆動するスロットルバルブ駆動手段であ
る。このＤＣモータ５は電源スイッチ５ａがオフされる
とスロットルバルブ１を全閉位置に配置する。アクセル
開度センサ７は、アクセルペダル７ａの踏み込み具合い
を電圧値として出力するものである。

【００２１】エンジン制御ＣＰＵ１６は、周知のＲＯＭ
２４、ＲＡＭ２５、クロック２６に接続されている。こ
のエンジン制御ＣＰＵ１６は、スロットル開度センサ３
のほか、エンジンの回転数を検出する回転センサ３１、
吸気温センサ３２、冷却水温センサ３３、アイドルスイ
ッチ３４等からのアナログ信号を一体型ＥＣＵ１０の内
部に設けたＡ／Ｄコンバータ１７を通じてデジタル信号
として入力可能に接続され、インジェクタ３６、イグナ
イタ３７に制御信号を出力可能に接続されている。

【００２２】このエンジン制御ＣＰＵ１６は、各種セン
サからの入力に基づいて走行状態に応じた最適な燃料噴
射量やイグニッションコイルへの通電時間、点火時期を
演算し、この演算結果に応じた制御信号をインジェクタ
３６やイグナイタ３７に出力して、燃料噴射量制御、点
火制御を行う。

【００２３】また、スロットル制御ＣＰＵ１１は、ＲＵ
Ｎパルスをエンジン制御ＣＰＵ１６に送出している。こ
のＲＵＮパルスは、スロットル制御ＣＰＵ１１の正常・
異常を判断するために用いる監視用パルス信号であっ
て、一定周期でオン／オフを繰り返す信号である。ここ
では、図２に示すように、正常時において８ｍｓのオン
信号と８ｍｓのオフ信号が繰り返し送出されるものとす
る。

【００２４】また、エンジン制御ＣＰＵ１６は、スロッ
トル制御ＣＰＵ１１から送出されるＲＵＮパルスのオン
／オフの反転タイミングが正常時と異なるか否かを判断
して、正常時と異なる場合にはスロットル制御ＣＰＵ１
１に異常が発生したとしてリセットをかける。

【００２５】次に、上記構成を備えた本実施例の一体型
ＥＣＵ１０の制御について説明する。車両のイグニッシ
ョンがオンされると、スロットル制御ＣＰＵ１１及びエ
ンジン制御ＣＰＵ１６は、各々、ＲＯＭ２１及びＲＯＭ
２４に記録されたプログラムに従って、各装置の制御を
行う。

【００２６】図３はエンジン制御ＣＰＵ１１のベース処
理（メイン処理）と各種割込処理の関係を表すチャート
図である。一体型ＥＣＵ１０のエンジン制御ＣＰＵ１６
は、優先順位の低いベース処理（例えば各種スイッチや
ＲＡＭ２５などの動作のチェック等）を行っている途中
で、定期的に各種センサからのアナログ信号をデジタル
信号として読み取るＡ／Ｄ変換割込処理、定期的にタイ
マのカウントアップやアクチュエータを制御するタイマ
割込処理、イグニッションコイルの通電時間や点火時期
を制御する点火割込処理などが実行される。

【００２７】ここで、本発明の特徴の一つである、エン
ジン制御ＣＰＵ１６における点火割込処理について図４
のフローチャートに基づいて説明する。点火割込処理が
開始されると、まず、点火処理を実行する要求があるか
否かをエンジン３０のクランク位置に基づいて判断する
（Ｓ１００）。ここで、点火処理の要求がなければ（Ｓ
１００でＮＯ）、そのままこの処理を終える。

【００２８】一方、点火処理の要求があるならば（Ｓ１
００でＹＥＳ）、続いてスロットル異常フラグを確認す
る（Ｓ１０１）。このスロットル異常フラグは、エンジ
ン制御ＣＰＵ１６に接続されたＲＡＭ２４の所定領域に
記憶されているフラグであり、このフラグがオンのとき
はスロットル制御ＣＰＵ１１に異常が発生していること
を示し、オフのときはスロットル制御ＣＰＵ１１が正常
であることを示す。

【００２９】Ｓ１０１にて、スロットル異常フラグがオ
ンならば（Ｓ１０１で「オン」）、つまり前回のこの点
火割込処理のＳ１０５においてスロットル異常フラグが
オンされたならば、後述のＳ１０３以下の処理を行う。
一方、スロットル異常フラグがオフならば（Ｓ１０１で
「オフ」）、スロットル制御ＣＰＵ１１から取り込んだ
ＲＵＮパルスによりスロットル制御ＣＰＵ１１が正常か
異常かを判断する（Ｓ１０２）。即ち、取り込んだＲＵ
Ｎパルスのオン／オフの切替が８ｍｓ毎に行われていれ
ば正常と判断し、８ｍｓ毎に行われていなければ異常と
判断する。尚、このＳ１０２の処理が図３におけるＲＵ
Ｎパルス監視処理（即ちスロットル制御手段の異常監
視）に相当する。

【００３０】Ｓ１０２にて、スロットル制御ＣＰＵ１１
が正常と判断されたならば（Ｓ１０２で「正常」）、通
常の点火処理、即ち各種センサからの入力に基づいてイ
グニッションコイルの通電時間や点火時期を演算し、こ
の演算結果に応じた制御信号をイグナイタ３７に出力す
るという周知の処理を行い（Ｓ２００）、その後、こ点
火割込処理を終了する。これにより、圧縮混合気は効率
的に燃焼されるため、エンジン３０はアクセルペダル７
ａに応じて効率よく回転する。

【００３１】一方、Ｓ１０２にて、スロットル制御ＣＰ
Ｕ１１が異常と判断されたならば（Ｓ１０２で「異
常」）、スロットルバルブ１を駆動するＤＣモータ５の
電源スイッチ５ａをオフにし（Ｓ１０３）、また点火処
理を中断する（Ｓ１０４）。そして、続くＳ１０５でス
ロットル異常フラグをオンとし、これをＲＡＭ２４の所
定領域に記憶した上で、この点火割込処理を終える。

【００３２】これにより、スロットルバルブ１は全閉さ
れるためエンジン３０には空気が供給されず、また、正
常なシーケンスで点火されないため、エンジン３０の回
転数が変動するおそれはない。以上詳述した本実施例で
は、エンジン制御ＣＰＵ１６に異常が発生して点火割込
処理が正常に行われない場合には、そもそも正確なシー
ケンスで点火できないため、スロットル制御ＣＰＵ１１
が正常か異常かにかかわらず、エンジン３０が回らなく
なる。このため、この場合には、エンジン３０の回転数
が変動する等の問題が生じることはなく、特にスロット
ル制御ＣＰＵ１１を監視する必要はない。

【００３３】一方、エンジン制御ＣＰＵ１６が正常な場
合、又はエンジン制御ＣＰＵ１６に異常が発生したにも
かかわらず点火処理が正常に行われる場合には、スロッ
トル制御ＣＰＵ１１が故障すると、空気と燃料があって
正確なシーケンスで点火が行われることがあり、この場
合には、エンジン３０の回転数は空気と燃料の量に応じ
て変動するおそれがある。ここで、本実施例では、正常
に行われている点火割込処理内でスロットル制御ＣＰＵ
１１の異常監視を行うため、スロットル制御ＣＰＵ１１
の異常を確実に検出できる。また、エンジン制御ＣＰＵ
１６は、点火割込処理内でスロットル制御ＣＰＵ１１の
異常を検出したときには、スロットルバルブ１を閉鎖
し、エンジン３０の点火処理を中断するため、燃焼工程
が起こらず、エンジン３０の回転数が変動することはな
い。

【００３４】従って、例えばスロットル制御ＣＰＵ１１
及びエンジン制御ＣＰＵ１６が同時に故障ししかも点火
割込処理だけが正常に作動する場合などのように、スロ
ットル制御ＣＰＵ１１に異常が発生してエンジン３０の
回転数が変動するおそれのある場合であっても、スロッ
トル制御ＣＰＵ１１の異常の発生を確実に検出し、エン
ジン３０の回転数変動を確実に抑止できるという効果が
得られる。

【００３５】尚、上記実施例では、点火割込処理内でＲ
ＵＮパルス監視処理及びそれに続く回転数変動抑止処理
（図４のＳ１０３〜Ｓ１０５）を併せて行う構成とした
が、点火割込処理以外の処理（図３のベース処理、Ａ／
Ｄ変換割込処理、タイマ割込処理）のいずれか又はすべ
てにおいても同様のＲＵＮパルス監視処理や、それに続
く回転数変動抑止処理を行うように構成してもよい（例
えば図５参照）。この場合、スロットル制御ＣＰＵ１１
の異常をより確実に検出することができる。

【００３６】また、上記実施例の点火割込処理におい
て、自分自身（つまりエンジン制御ＣＰＵ自身）のチェ
ックを行うようにしてもよい。例えば、点火割込処理の
中で、タイマ割込の動作をチェック（タイマカウンタが
停止していないかどうか等によりチェック）したり、Ａ
／Ｄ変換割込の動作をチェック（Ａ／Ｄ変換割込を行う
毎にカウントアップするカウンタを設け、このカウンタ
が停止していないかどうか等によりチェック）したりす
ることにより、自分自身のチェックを行う。そして、自
分自身に異常が発生した場合には、外部よりリセットし
てもらうように作動する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 スロットル制御一体型エンジン制御装置（一
体型ＥＣＵ）の概略構成図である。

【図２】 ＲＵＮパルスの一例を表すチャート図であ
る。

【図３】 エンジン制御ＣＰＵのベース処理と各種割込
処理の関係を表すチャート図である。

【図４】 エンジン制御ＣＰＵの点火割込処理のフロー
チャートである。

【図５】 他の実施例のエンジン制御ＣＰＵのベース処
理と各種割込処理の関係を表すチャート図である。

【符号の説明】

１・・・スロットルバルブ、３・・・スロットル開度セ
ンサ、５・・・ＤＣモータ、５ａ・・・電源スイッチ、
７・・・アクセル開度センサ、１０・・・スロットル制
御一体型エンジン制御ＥＣＵ（一体型ＥＣＵ）、１１・
・・エンジン制御ＣＰＵ、１２・・・Ａ／Ｄコンバー
タ、１３・・・モータ駆動回路、１６・・・スロットル
制御ＣＰＵ、１７・・・Ａ／Ｄコンバータ、１９・・・
リターンスプリング、３０・・・エンジン、３６・・・
インジェクタ、３７・・・イグナイタ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルバルブの位置を制御するスロ
   ットル制御手段と、 前記スロットル制御手段とは別個独立した手段であっ
   て、少なくともエンジンの点火制御を行うエンジン制御
   手段とを備えたスロットル制御一体型エンジン制御装置
   であって、 前記エンジン制御手段は、前記エンジンの点火制御を実
   行する際に前記スロットル制御手段の異常監視を併せて
   行うことを特徴とするスロットル制御一体型エンジン制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記エンジン制御手段は、 前記スロットル制御手段から出力される一定周期でオン
   ／オフを繰り返す監視用パルス信号を取り込み、この監
   視用パルス信号が所定時間経過してもオン／オフの反転
   をしない場合に異常検出とすることを特徴とする請求項
   １記載のスロットル制御一体型エンジン制御装置。
3. 【請求項３】 前記エンジン制御手段は、 前記スロットル制御手段の異常を検出したときには、前
   記エンジンの回転数の変動を抑止することを特徴とする
   請求項１又は２記載のスロットル制御一体型エンジン制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記エンジン制御手段は、 前記スロットル制御手段の異常を検出したときには、前
   記スロットルバルブを閉鎖するか、又は、前記エンジン
   の点火を中断もしくは中止することを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載のスロットル制御一体型エンジ
   ン制御装置。
5. 【請求項５】 スロットルバルブの位置を制御するスロ
   ットル制御手段と、前記スロットル制御手段とは別個独
   立した手段であって、少なくともエンジンの点火制御を
   行うエンジン制御手段とを備えたスロットル制御一体型
   エンジン制御装置のうち、前記エンジン制御手段によっ
   て前記エンジンの点火制御を実行させるためのプログラ
   ムを記録した媒体であって、 該プログラムは、前記エンジン制御手段に、エンジンの
   点火制御を実行させる際に、前記スロットル制御手段の
   異常監視を併せて実行させることを特徴とするエンジン
   制御プログラムを記録した媒体。