CN107366581A - 电子控制装置和电子控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子控制装置和电子控制方法。提出了能够在统合型的电子控制装置中通过简易的电路结构来可靠地实现自动防止故障的电子控制装置和电子控制方法。在通过单一的微型计算机（11）来对发动机***（20）和传动***（30）两者的工作进行控制的统合型的电子控制装置（10）中，其特征在于，具备对微型计算机（11）的工作进行监视的单一的监视部（12），监视部（12）当感测到微型计算机（11）的异常工作时，自动防止故障地控制发动机***（20）和传动***（30）两者的工作。

Description

电子控制装置和电子控制方法

技术领域

本发明涉及电子控制装置和电子控制方法，特别是应用于通过一个微型计算机来对发动机和传动装置（transmission）两者的工作进行控制的统合型的电子控制装置以及自动防止故障地控制该统合型的电子控制装置的电子控制方法而优选的电子控制装置和电子控制方法。

背景技术

以往，对发动机的工作进行控制的ECU（Engine Control Unit，发动机控制单元）和对传动装置的工作进行控制的TCU（Transmission Control Unit，传动控制单元）分别通过各自的框体而被装载于车辆。这些ECU和TCU分别被设计为自动防止故障，在假设在ECU或TCU中发生了故障的情况下，车辆总是被控制在安全侧。

例如，在ECU或TCU中发生了故障的情况下，不管实际的油门开度，而关于发动机，停止向汽缸内的燃料喷射，此外，关于传动装置，排挡保持被换挡为第三速的状态而被固定。将像这样在故障发生时仅能够进行向路边的移动或短距离的移动的工作模式称为跛行回家模式（limp home mode）。

在专利文献1中公开了在综合地控制ECU的工作的工作控制单元感测到节气门的错误工作的情况下向对节气门的工作进行控制的驱动器电路输出控制停止信号并且向供电控制电路输出供电停止信号的ECU。

此外，公开了：专利文献1所记载的ECU具备对工作控制单元自身的工作进行监视的监视单元，在该监视单元感测到工作控制单元的错误工作的情况下，监视单元代替工作控制单元来将控制停止信号和供电停止信号分别向驱动器电路和供电控制电路输出。

根据该专利文献1所记载的ECU，能够通过具备监视单元来感测工作控制单元自身的错误工作，在感测到错误工作的情况下，监视单元代替工作控制单元来将控制停止信号和供电停止信号输出，因此，能够更可靠地实现自动防止故障。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-48804号公报。

发明内容

发明要解决的课题

可是，近年来，发展了将用于实现TCU的功能的电子部件汇集在ECU中并将ECU和TCU统合的电子控制装置的开发。在该统合型的电子控制装置中，单一的工作控制单元（以下，称为微型计算机）对发动机和传动装置两者的工作进行控制，由此，实现ECU和TCU两者的功能。

在此，在想要将该统合型的电子控制装置设计为自动防止故障的情况下，关于发动机，能够通过装入上述现有技术的结构来实现自动防止故障。可是，关于传动装置，在上述现有技术中丝毫未考虑，因此，不能就这样作为电子控制装置整体来实现自动防止故障。

此外，对于关于传动装置来实现自动防止故障的通常的结构，也存在已经公知的技术，但是，当将其仅装入到该统合型的电子控制装置中时，发动机和传动装置两者的自动防止故障用的结构混合存在，产生电路结构复杂化这样的问题。

因此，本发明的课题在于提出了一种能够在统合型的电子控制装置中通过简易的电路结构来可靠地实现自动防止故障的电子控制装置和电子控制方法。

用于解决课题的方案

为了解决这样的课题，在本发明中，在通过单一的微型计算机（11）来对发动机***（20）和传动***（30）两者的工作进行控制的统合型的电子控制装置（10）中，其特征在于，具备对微型计算机（11）的工作进行监视的单一的监视部（12），监视部（12）当感测到微型计算机（11）的异常工作时，自动防止故障地控制发动机***（20）和传动***（30）两者的工作。

发明效果

根据本发明，能够在统合型的电子控制装置中通过简易的电路结构来可靠地实现自动防止故障。

附图说明

图1是本实施方式中的统合型的电子控制装置的整体结构图。

图2是统合型的电子控制装置之中的与TCU的功能有关的内部结构图。

图3是统合型的电子控制装置之中的与TCU的功能有关的另一内部结构图。

图4是逻辑电路的概念结构图。

图5是与逻辑电路的实际的设置数目对应的概念结构图。

图6是监视处理的流程图。

具体实施方式

（1）整体结构

图1示出本实施方式中的统合型的电子控制装置10的整体结构。电子控制装置10为将对发动机***20的工作进行控制的ECU（Engine Control Unit，发动机控制单元）的功能和对传动***（transmission system）30的工作进行控制的TCU（Transmission ControlUnit，传动控制单元）的功能汇集统合在一个基板上或框体内的电子控制装置。

具体地，电子控制装置10具备单一的微型计算机11和单一的监视部12来作为与ECU和TCU两者的功能有关的电子部件。微型计算机11为具备未图示的CPU（CentralProcessing Unit，中央处理单元）和存储器等的电子部件，综合地控制电子控制装置10的工作。

即，该微型计算机11综合地控制电子控制装置10的工作，由此，对发动机***20和传动***30两者的工作（在此，作为一个例子为节气门（throttle）21和电磁阀31的工作）进行控制。

监视部12同样为具备未图示的CPU和存储器等的电子部件，对微型计算机11的举动进行监视。

作为举动的监视手法，只要采用通常的手法即可。例如，监视部12将用于判断工作状态是否正常的监视信号定期地向微型计算机11输出，在规定期间内输入了来自微型计算机11的响应信号的情况下判断为进行正常工作，在规定期间内未输入响应信号的情况下判断为进行异常工作。

此外，作为其他的监视手法，监视部12时常监视从微型计算机11输出的控制信号，在该控制信号中断或者以规定范围外的值输出的情况下，判断为微型计算机11进行异常工作也可。

电子控制装置10此外具备供电控制电路13和节气门控制电路14等来作为与ECU的功能有关的电子部件。此外，具备电磁阀控制电路15、或电路16和电流切断电路17等来作为与TCU的功能有关的电子部件。

供电控制电路13被构成为具备未图示的或电路和FET（Field EffectTransistor，场效应晶体管）。供电控制电路13根据来自微型计算机11或监视部12的信号来执行针对节气门控制电路14的电源的供电或切断。

例如，供电控制电路13当从微型计算机11或监视部12之中的任一个输入供电停止信号时切断针对节气门控制电路14的电源的供给。在该情况下，节气门控制电路14的控制工作停止，发动机***20内的节气门21的打开工作停止。

节气门控制电路14被构成为具备晶体管等。节气门控制电路14根据来自微型计算机11或监视部12的信号来对发动机***20内的节气门21的打开关闭工作进行控制。

例如，节气门控制电路14当从微型计算机11或监视部12之中的任一个输入控制停止信号时停止节气门21的打开关闭工作的控制。在该情况下，节气门21的打开工作停止。

在像这样微型计算机11进行正常工作的情况下在发动机***20中发生了故障的情况下，微型计算机11能够将供电控制电路13和节气门控制电路14的工作控制在安全侧。

此外，在微型计算机11进行异常工作的情况下，监视部12能够将供电控制电路13和节气门控制电路14的工作控制在安全侧。因此，关于发动机***20，能够可靠地实现自动防止故障（fail-safe）。

另一方面，作为与TCU的功能有关的电子部件，电磁阀控制电路15被构成为具备晶体管等。电磁阀控制电路15根据来自微型计算机11的信号来对传动***30内的电磁阀31的打开关闭工作进行控制。

例如，电磁阀控制电路15当输入来自微型计算机11的控制信号时控制为：向电磁阀31的螺线管部供给电源来对阀部进行打开工作。此外，电磁阀控制电路15当输入来自微型计算机11的控制停止信号时停止电磁阀31的打开关闭工作的控制。在该情况下，电磁阀31进行关闭。

或电路16当从微型计算机11或监视部12之中的任一个输入切断信号时，代替在此之前输出的导通信号而将截止信号向电流切断电路17输出。

电流切断电路17被构成为具备FET等。电流切断电路17当输入来自或电路16的截止信号时切断针对电磁阀31的通电。在该情况下，传动***30内的全部电磁阀31被关闭（或打开）。传动***30的齿轮被固定于在全部电磁阀31被关闭的情况下确定的任一个排挡。

再有，在此的传动***30被设计为在全部电磁阀31被关闭的情况下转移到所谓的跛行回家模式（limp home mode）而排挡被机械地固定于第三速（three speed）的位置，但是，被固定的排挡未必限于第三速，也可以为其他的排挡。

在像这样微型计算机11进行正常工作的情况下在传动***30中发生了故障的情况下，微型计算机11能够将电磁阀控制电路15、或电路16和电流切断电路17的工作控制在安全侧。

此外，在微型计算机11进行异常工作的情况下，监视部12能够将或电路16和电流切断电路17的工作控制在安全侧。因此，关于传动***30，能够可靠地实现自动防止故障。

（2）内部结构

图2示出电子控制装置10的与TCU的功能有关的内部结构。电子控制装置10被构成为关于TCU的功能如上述那样具备微型计算机11、监视部12、电磁阀控制电路15、或电路16和电流切断电路17。

在传动***30正常地进行工作的通常时，微型计算机11输入在此未图示的当前的车速、加速度和排挡等各种信息，基于这些各种信息来生成用于对电磁阀31进行控制的控制信号S1。然后，将该控制信号S1向电磁阀控制电路15输出。

电磁阀控制电路15将来自微型计算机11的控制信号S1变换为打开信号H或关闭信号L，将这些打开信号H或关闭信号L向电磁阀31输出。电磁阀31基于来自电磁阀控制电路15的打开信号H或关闭信号L来实际上进行打开关闭工作。

再有，电磁阀31实际上由多个电磁阀构成，例如在传动***30内的排挡有直到第一速~第四速的情况下，电磁阀31由5个电磁阀构成。然后，通过多个电磁阀的打开或关闭的组合来确定在传动***30内换挡（shift）的排挡。

另一方面，微型计算机11通过在此未图示的传感器来对电磁阀31的实际的打开关闭工作进行监视。微型计算机11当经由该传感器感测到例如尽管接着打开信号H输入了关闭信号L但是实际上为保持打开工作的状态等电磁阀31的错误工作时，判断为在电磁阀31中发生了某些故障。

然后，微型计算机11在故障发生时生成控制停止信号S11，并将其向电磁阀控制电路15输出。电磁阀控制电路15当输入来自微型计算机11的控制停止信号S11时，停止向电磁阀31输出打开信号H或关闭信号L，由此，停止电磁阀31的控制工作。

此外，微型计算机11在故障发生时生成切断信号F1，并将其向或电路16输出。或电路16在通常时生成导通信号A1，并将其向电流切断电路17输出，但是，当在故障发生时输入来自微型计算机11的切断信号F1时，生成截止信号B1并将其向电流切断电路17输出。

电流切断电路17当输入来自或电路16的截止信号B1时停止电路内的FET。由此，经由电磁阀控制电路15向电磁阀31流动的电流失去路径而被切断。

另一方面，监视部12生成监视信号M1，并将其向微型计算机11适当输出。然后，监视部12基于来自微型计算机11的响应信号M11的有无来判断微型计算机11进行正常工作或者进行异常工作。

监视部12在微型计算机11进行正常工作的情况下接着继续微型计算机11的监视。与此相对地，在微型计算机11进行异常工作的情况下生成切断信号F2，并将其向或电路16输出。或电路16当输入来自监视部12的切断信号F2时，与输入了切断信号F1的情况同样地生成截止信号B1并将其向电流切断电路17输出。

电流切断电路17根据来自或电路16的截止信号B1来停止电路内的FET。由此，与由微型计算机11进行的切断控制同样，通过由监视部12进行的切断控制，向电磁阀31流动的电流失去路径而被切断。

图3示出电子控制装置10的与TCU的功能有关的另一内部结构。在逻辑电路18串联地连接于微型计算机11与电磁阀控制电路15之间来构成的方面与图2的电子控制装置10不同。以下对不同的方面进行说明。

监视部12基于监视信号M1和响应信号M11的有无来生成监视结果信号R1，并将其向逻辑电路18输出。在监视结果信号R1中包含表示微型计算机11进行正常工作或者进行异常工作的信息。

逻辑电路18基于来自微型计算机11的控制信号S1或控制停止信号S11和来自监视部12的监视结果信号R1来将控制信号S1或控制停止信号S11的任一个向电磁阀控制电路15输出。

图4示出逻辑电路18的概念结构。逻辑电路18在来自监视部12的监视结果信号R1表示微型计算机11的正常工作的情况下，采用来自微型计算机11的控制信号S1或控制停止信号S11的任一个，并将其输出。

此外，逻辑电路18在来自监视部12的监视结果信号R1表示微型计算机11的异常工作的情况下，输出控制停止信号S11。即，采用来自微型计算机11的控制信号S1或控制停止信号S11限于监视结果信号R1表示微型计算机11的正常工作的情况。

通过设置像这样构成的逻辑电路18，从而除了微型计算机11在故障发生时使电磁阀控制电路15的控制工作停止之外，即使在微型计算机11自身中发生了故障的情况下，监视部12也能够使电磁阀控制电路15的控制工作停止。因此，能够更可靠地实现自动防止故障。

图5示出与逻辑电路18的实际的设置数目对应的概念结构。此外，与此伴随地示出与电磁阀控制电路15和传动***30的实际的设置数目对应的内部结构。

实际上设置有与作为控制对象的电磁阀31的数目相同的数目的逻辑电路18。此外，同样地，实际上也设置有与电磁阀31的数目相同的数目的电磁阀控制电路15。在此，设置有5个电磁阀31，因此，也设置有181A~185A这5个逻辑电路18，也设置有151~155这5个电磁阀控制电路15。

各逻辑电路181A~185A如在图4中说明的那样在来自监视部12的监视结果信号R1表示微型计算机11的异常工作的情况下，即使在从微型计算机11假设输入了控制信号S1的情况下也总是输出控制停止信号S11。

各电磁阀控制电路151~155当输入控制停止信号S11时停止针对各电磁阀311~315的控制工作。再有，在此，只有第五电磁阀控制电路155在输入了控制停止信号S11的情况下变换为打开信号H，并将其向电磁阀315输出。

在该情况下，例如能够形成将传动***30的排挡固定于第二速而不是第三速的状态。当停止（关闭）电磁阀311~315之中的哪一个的控制时排挡被固定于哪个速在设计上被预先确定。因此，像这样，只有任意的电磁阀315在不停止控制的情况下保持打开的状态来固定，由此，能够转移到固定于任意的排挡的跛行回家模式。

（3）流程图

图6示出本实施方式中的监视处理的流程图。该监视处理在使电子控制装置10的电源为接通的定时被执行。此外，之后在转移到跛行回家模式之前或者在使电子控制装置10的电源为关断之前被适当执行。

首先，监视部12通过将监视信号M1向微型计算机11输出来对微型计算机11的举动进行监视（SP1）。然后，监视部12基于响应信号M11的有无来判断微型计算机11是否进行正常工作（SP2）。

监视部12当在步骤SP2的判断中得到否定结果时（SP2：否），判断为微型计算机11进行异常工作，生成切断信号F2。然后，通过该切断信号F2来切断在电磁阀31中流动的电流（SP3）。再有，此时，监视部12假设如图3所示那样将监视结果信号R1向逻辑电路18输出也可。

此外，监视部12为了关于发动机***20也实现自动防止故障而停止供电控制电路13的供电控制，并且，也停止节气门控制电路14的节气门21的控制工作。其结果是，电子控制装置10转移到跛行回家模式（SP4），结束本处理。

与此相对地，监视部12当在步骤SP2的判断中得到肯定结果时（SP2：是），判断为微型计算机11进行正常工作。

接着，微型计算机11通过传感器监视电磁阀31的实际的举动（SP5），基于来自该传感器的实际的电磁阀31的举动和由控制信号S1表示的电磁阀31的举动来判断电磁阀31是否进行正常工作（SP6）。

微型计算机11当在步骤SP6的判断中得到肯定结果时（SP6：是），判断为电磁阀31进行正常工作。然后，在该情况下，监视处理转移到步骤SP1。

与此相对地，微型计算机11当在步骤SP6的判断中得到否定结果时（SP6：否），判断为电磁阀31进行异常工作，生成切断信号F1。然后，通过该切断信号F1来切断在电磁阀31中流动的电流（SP7）。

此外，微型计算机11为了关于发动机***20也实现自动防止故障而停止供电控制电路13的供电控制，并且，也停止节气门控制电路14的节气门21的控制工作。其结果是，电子控制装置10转移到跛行回家模式（SP4），结束本处理。

（4）由本实施方式得到的效果

如以上那样，根据本实施方式，除了单一的微型计算机11自动防止故障地控制发动机***20和传动***30的工作之外，在单一的监视部12感测到微型计算机11的异常工作的情况下，该监视部12也自动防止故障地控制发动机***20和传动***30的工作，因此，能够在统合型的电子控制装置10中通过仅追加了1个监视部12的简易的电路结构来可靠地自动防止故障地控制发动机***20和传动***30两者的工作。

附图标记的说明

10…电子控制装置、11…微型计算机、12…监视部、13…供电控制电路、14…节气门控制电路、15…电磁阀控制电路、16…或电路、17…电流切断电路、18…逻辑电路、20…发动机***、21…节气门、30…传动***、31…电磁阀、S1…控制信号、S11…控制停止信号、M1…监视信号、M11…响应信号、F1、F2…切断信号。

Claims (7)

1.一种电子控制装置，所述电子控制装置是单一的微型计算机（11）对发动机***（20）和传动***（30）两者的工作进行控制的统合型的电子控制装置（10），所述装置的特征在于，

具备对所述微型计算机（11）的工作进行监视的单一的监视部（12），

所述监视部（12）当感测到所述微型计算机（11）的异常工作时，自动防止故障地控制所述发动机***（20）和所述传动***（30）两者的工作。

2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，

所述监视部（12）当感测到所述微型计算机（11）的异常工作时，切断向所述发动机***（20）供给的电源，也切断向所述传动***（30）供给的电源，由此，自动防止故障地控制所述发动机***（20）和所述传动***（30）两者的工作。

3.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，

所述监视部（12）当感测到所述微型计算机（11）的异常工作时，使对所述发动机***（20）的工作进行控制的第一控制电路（14）的控制工作停止，由此，自动防止故障地控制所述发动机***（20）的工作。

4.根据权利要求3所述的电子控制装置，其特征在于，

所述监视部（12）当感测到所述微型计算机（11）的异常工作时，使对所述传动***（30）的工作进行控制的第二控制电路（15）的控制工作停止，由此，自动防止故障地控制所述传动***（30）的工作。

5.根据权利要求4所述的电子控制装置，其特征在于，

具备逻辑电路（18），所述逻辑电路（18）输入来自所述微型计算机（11）的控制信号（S1）和来自所述监视部（12）的监视结果信号（R1），

所述逻辑电路（18）在所述监视结果信号（R1）表示所述微型计算机（11）的正常工作的情况下基于所述控制信号（S1）来对所述第二控制电路（15）的工作进行控制，

在所述监视结果信号（R1）表示所述微型计算机（11）的异常工作的情况下使所述第二控制电路（15）的控制工作停止，由此，自动防止故障地控制所述传动***（30）的工作。

6.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，

所述微型计算机（11）对所述发动机***（20）和所述传动***（30）的工作进行监视，当感测到任一个***（20、30）的异常工作时，自动防止故障地控制所述发动机***（20）和所述传动***（30）两者的工作。

7.一种电子控制方法，所述方法是通过单一的微型计算机（11）来对发动机***（20）和传动***（30）两者的工作进行控制的统合型的电子控制装置（10）的电子控制方法，所述方法的特征在于，

对所述微型计算机（11）的工作进行监视的单一的监视部（12）具备：

第一步骤，对所述微型计算机（11）的异常工作进行感测；以及

第二步骤，自动防止故障地控制所述发动机***（20）和所述传动***（30）两者的工作。