JP3042277B2 - 車載電子制御システムのフェイルセイフ装置 - Google Patents
車載電子制御システムのフェイルセイフ装置Info
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- JP3042277B2 JP3042277B2 JP5228884A JP22888493A JP3042277B2 JP 3042277 B2 JP3042277 B2 JP 3042277B2 JP 5228884 A JP5228884 A JP 5228884A JP 22888493 A JP22888493 A JP 22888493A JP 3042277 B2 JP3042277 B2 JP 3042277B2
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車載電子制御システムの
フェイルセイフ装置に関する。
フェイルセイフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車載電子制御システムのフェイルセイフ
装置に関する従来の技術としては、例えば、特開平１−
１３４６０１号公報に開示された技術が挙げられる。こ
れは、２つのマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）で、同じ制
御演算を実行して、その中間および最終結果を比較し
て、相互の動作を監視し、異常が確認された時には、各
ＣＰＵが出力をオフできる構成の安全装置である。この
技術は、どちらか一方のＣＰＵだけが、例えば、長期間
使用中の発熱などで誤動作するようになった場合などに
は有効である。
装置に関する従来の技術としては、例えば、特開平１−
１３４６０１号公報に開示された技術が挙げられる。こ
れは、２つのマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）で、同じ制
御演算を実行して、その中間および最終結果を比較し
て、相互の動作を監視し、異常が確認された時には、各
ＣＰＵが出力をオフできる構成の安全装置である。この
技術は、どちらか一方のＣＰＵだけが、例えば、長期間
使用中の発熱などで誤動作するようになった場合などに
は有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、高密度集積回
路であるＣＰＵの周囲に、空中を伝搬してくる強力な電
波によって強い電磁界ができると、ＣＰＵ回路内部に電
波の周波数に応じた電位が誘起されて通常動作とは異な
る動作の原因となる可能性がある。従って、上記の従来
の技術を用いた場合に、法規制等を逸脱した強電磁界の
電波を車両外から受けた場合でも、複数個のＣＰＵが同
時に上記のごとき通常動作とは異なる動作をすることが
ないようにするには、金属ケースで完全に遮蔽すること
が必要であって原価高となる。逆に、低原価の簡易ケー
スを用いた場合には、複数個のＣＰＵを用いた監視装置
を遮蔽しても、結局、電波障害によって何れのＣＰＵも
上記のごとき通常動作とは異なる動作をする畏れがあ
り、電子制御システムが通常の作動とは異なる作動を行
なう畏れがある。
路であるＣＰＵの周囲に、空中を伝搬してくる強力な電
波によって強い電磁界ができると、ＣＰＵ回路内部に電
波の周波数に応じた電位が誘起されて通常動作とは異な
る動作の原因となる可能性がある。従って、上記の従来
の技術を用いた場合に、法規制等を逸脱した強電磁界の
電波を車両外から受けた場合でも、複数個のＣＰＵが同
時に上記のごとき通常動作とは異なる動作をすることが
ないようにするには、金属ケースで完全に遮蔽すること
が必要であって原価高となる。逆に、低原価の簡易ケー
スを用いた場合には、複数個のＣＰＵを用いた監視装置
を遮蔽しても、結局、電波障害によって何れのＣＰＵも
上記のごとき通常動作とは異なる動作をする畏れがあ
り、電子制御システムが通常の作動とは異なる作動を行
なう畏れがある。
【０００４】本発明は上記したような従来の問題を解消
し、法規制等を逸脱した異常に強力な電磁界を生ずる電
波が到来した場合に、たとえ車載電子制御システムに対
する電磁遮蔽手段の一部に多少不完全な点（例えば低原
価の簡易ケース内に設置する）があったとしても、被害
を最小限に食い止められるようにした車載電子制御シス
テムのフェイルセイフ装置を提供することを課題とす
る。
し、法規制等を逸脱した異常に強力な電磁界を生ずる電
波が到来した場合に、たとえ車載電子制御システムに対
する電磁遮蔽手段の一部に多少不完全な点（例えば低原
価の簡易ケース内に設置する）があったとしても、被害
を最小限に食い止められるようにした車載電子制御シス
テムのフェイルセイフ装置を提供することを課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、アクチュエータ駆動回路の故障診
断と制御システムの監視回路同士で相互故障診断を行な
うために、複数個のシステム監視回路を、互いに別個に
設置し、かつ、上記二つの監視手段は、車両内で相互に
離れた場所に設置するか若しくは一方の監視手段を他方
よりも電波遮蔽効果の大きな収納手段に収納するかの少
なくとも一方の処置を施した。さらに、スタートスイッ
チオン後のみ導通状態が保持され、上記監視回路により
システムの故障が検出された時には遮断され、再びスタ
ートスイッチがオンされるまで、遮断状態を保持する自
己保持リレーを、電源とアクチュエータ駆動回路の間に
設けることにした。
に本発明においては、アクチュエータ駆動回路の故障診
断と制御システムの監視回路同士で相互故障診断を行な
うために、複数個のシステム監視回路を、互いに別個に
設置し、かつ、上記二つの監視手段は、車両内で相互に
離れた場所に設置するか若しくは一方の監視手段を他方
よりも電波遮蔽効果の大きな収納手段に収納するかの少
なくとも一方の処置を施した。さらに、スタートスイッ
チオン後のみ導通状態が保持され、上記監視回路により
システムの故障が検出された時には遮断され、再びスタ
ートスイッチがオンされるまで、遮断状態を保持する自
己保持リレーを、電源とアクチュエータ駆動回路の間に
設けることにした。
【０００６】
【作用】電子制御システムの複数個の監視回路は、前記
のように、それぞれ車体内の互いに離れた別部位に設置
するか、近接設置するにしても少なくとも一方の監視回
路は金属ケース内に収納して良好な電磁遮蔽を施すか
ら、外部からの強烈な電磁波の影響を受けるにしても、
電子制御システムの複数個の監視回路が全く同時に誤動
作するような状態にはならない。従って、システム監視
回路の何れかが誤動作するようになったことは、僅かな
時間差により未だ正常状態で生き残っている他のシステ
ム監視回路によって検出され、電子制御システムは電源
から遮断され、すなわち本発明フェイルセイフ装置によ
って、電子制御システムの故障はフェイルセイフに処理
されて、システム搭載車の制御は例えばマニュアル制御
等に委ねられることになる。
のように、それぞれ車体内の互いに離れた別部位に設置
するか、近接設置するにしても少なくとも一方の監視回
路は金属ケース内に収納して良好な電磁遮蔽を施すか
ら、外部からの強烈な電磁波の影響を受けるにしても、
電子制御システムの複数個の監視回路が全く同時に誤動
作するような状態にはならない。従って、システム監視
回路の何れかが誤動作するようになったことは、僅かな
時間差により未だ正常状態で生き残っている他のシステ
ム監視回路によって検出され、電子制御システムは電源
から遮断され、すなわち本発明フェイルセイフ装置によ
って、電子制御システムの故障はフェイルセイフに処理
されて、システム搭載車の制御は例えばマニュアル制御
等に委ねられることになる。
【０００７】
第１実施例：本実施例は、内燃機関搭載車両で、アクセ
ル開度に応じてスロットル開度を制御する駆動力特性可
変制御（アクセルバイワイヤ）を、電子制御式スロット
ルと前述のフェイルセイフ装置を用いたシステムであ
る。図１に、ノーマルクローズタイプの第１電磁クラッ
チをアクセルペダルとスロットルバルブの間に配置し、
ノーマルオープンタイプの第２電磁クラッチをスロット
ルバルブと駆動用ＤＣモータの間に配置した電子式スロ
ットルアクチュエータの構造例を示す。この実施例の図
１の左側に示す第１電磁クラッチとその近傍に、スロッ
トルバルブを閉方向に付勢（スロットル軸を回転させ
る）するスロットルバルブ用リターンスプリングと、ア
クセルペダルにアクセルワイヤで連結したアクセルドラ
ムを、閉方向に付勢（スロットル軸の周囲に回転させ
る）するアクセルドラム用リターンスプリングとが配置
されている。また、スロットル軸の回転角を計測するス
ロットルセンサと、アクセルドラムの回転角を計測する
アクセルセンサとを所定の位置に配置してある。図１に
示す第１、第２電磁クラッチの中で、黒く塗り潰した部
分が、スロットル側クラッチプレートであって、電磁ク
ラッチコイルへの通電のオン、オフに応じてスロットル
軸方向には可動（何れもコイル通電時にはスプリングを
押し縮めて図の右方へ移動）であるが、スロットルシャ
フトと回転方向には係合している。第１電磁クラッチで
は、其のクラッチプレートがアクセルドラムと連結する
方向（図の左方）にスプリングで常時付勢されており、
また、第２電磁クラッチでは、其のクラッチプレートが
モータ側と非連結方向（図の左方）にスプリングで常時
付勢されており、コイルに通電していなければ、アクセ
ルペダルの操作は、アクセルワイヤを介して、アクセル
ドラムを回転させ、スロットル軸は、アクセルドラムと
共に回転する。また、コイルに通電すれば双方のクラッ
チプレートは図の右方へ吸引されてスロットル軸はモー
タによって回転されるようになる。なお、本実施例で
は、駆動用にＤＣモータを用いている。
ル開度に応じてスロットル開度を制御する駆動力特性可
変制御（アクセルバイワイヤ）を、電子制御式スロット
ルと前述のフェイルセイフ装置を用いたシステムであ
る。図１に、ノーマルクローズタイプの第１電磁クラッ
チをアクセルペダルとスロットルバルブの間に配置し、
ノーマルオープンタイプの第２電磁クラッチをスロット
ルバルブと駆動用ＤＣモータの間に配置した電子式スロ
ットルアクチュエータの構造例を示す。この実施例の図
１の左側に示す第１電磁クラッチとその近傍に、スロッ
トルバルブを閉方向に付勢（スロットル軸を回転させ
る）するスロットルバルブ用リターンスプリングと、ア
クセルペダルにアクセルワイヤで連結したアクセルドラ
ムを、閉方向に付勢（スロットル軸の周囲に回転させ
る）するアクセルドラム用リターンスプリングとが配置
されている。また、スロットル軸の回転角を計測するス
ロットルセンサと、アクセルドラムの回転角を計測する
アクセルセンサとを所定の位置に配置してある。図１に
示す第１、第２電磁クラッチの中で、黒く塗り潰した部
分が、スロットル側クラッチプレートであって、電磁ク
ラッチコイルへの通電のオン、オフに応じてスロットル
軸方向には可動（何れもコイル通電時にはスプリングを
押し縮めて図の右方へ移動）であるが、スロットルシャ
フトと回転方向には係合している。第１電磁クラッチで
は、其のクラッチプレートがアクセルドラムと連結する
方向（図の左方）にスプリングで常時付勢されており、
また、第２電磁クラッチでは、其のクラッチプレートが
モータ側と非連結方向（図の左方）にスプリングで常時
付勢されており、コイルに通電していなければ、アクセ
ルペダルの操作は、アクセルワイヤを介して、アクセル
ドラムを回転させ、スロットル軸は、アクセルドラムと
共に回転する。また、コイルに通電すれば双方のクラッ
チプレートは図の右方へ吸引されてスロットル軸はモー
タによって回転されるようになる。なお、本実施例で
は、駆動用にＤＣモータを用いている。
【０００８】図２は本実施例のシステム構成図である。
１はエンジンの吸入空気量を調節するスロットルバルブ
である。２は前述のＤＣモータおよび電磁クラッチを用
いた電子式スロットルバルブアクチュエータである。３
はアクセル（開度）センサ（二重系）であり、アクセル
開度ＡCCをポテンショメータの出力電圧によって検知す
る。４はスロットル（開度）センサでスロットル開度Ｔ
VOをポテンショメータの出力電圧によって検知する。５
は内燃機関の始動時にドライバによってオン操作される
スタートスイッチである。６は電磁リレー（３個）を用
いた自己保持リレー回路である。
１はエンジンの吸入空気量を調節するスロットルバルブ
である。２は前述のＤＣモータおよび電磁クラッチを用
いた電子式スロットルバルブアクチュエータである。３
はアクセル（開度）センサ（二重系）であり、アクセル
開度ＡCCをポテンショメータの出力電圧によって検知す
る。４はスロットル（開度）センサでスロットル開度Ｔ
VOをポテンショメータの出力電圧によって検知する。５
は内燃機関の始動時にドライバによってオン操作される
スタートスイッチである。６は電磁リレー（３個）を用
いた自己保持リレー回路である。
【０００９】７は前述のスロットル駆動回路および第１
システム監視回路として兼用される第１電子コントロー
ラである。８はワンチップマイコンで、ＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、ディジタルポート、Ａ／Ｄポート、各種タ
イマーを内蔵している。マイコン８は、システム正常時
には、電磁クラッチの通電を指示するＣＬＵＴＣＨ信号
を出力し、さらに、各種センサ信号とスイッチ信号に基
づいて、目標スロットル開度を演算し、実スロットル開
度がこの目標値に一致するように、ＤＣモータの正逆回
転方向を指示するＤＩＲ出力信号、ＤＣモータ駆動電流
を指示するＤＵＴＹ出力信号を出力する。また、システ
ム故障時（駆動回路または第２システム監視回路の故障
時）には、モータ駆動電流およびクラッチ駆動電流、並
びに自己保持リレー回路６の電磁リレー（Ｎｏ．１）駆
動電流の遮断を指示する出力を行ない、モータを駆動力
とするスロットル開度の電子制御から、アクセルペダル
（とアクセルワイヤ）によるスロットル直接駆動に移行
させると同時に、電源供給を完全に遮断することが可能
である。９はマイコン出力信号（ＤＵＴＹ、ＤＩＲ）に
基づいて、ＤＣモータ駆動用ブリッジ回路の対角位置に
あるどちらか１組のパワートランジスタのみがオン状態
となるようにして、モータ駆動電流および電流方向を制
御するＤＣモータ駆動回路である。１０は電磁クラッチ
駆動回路であり、マイコン８の出力信号（ＣＬＵＴＣ
Ｈ）に基づいて、パワートランジスタをオン、オフす
る。
システム監視回路として兼用される第１電子コントロー
ラである。８はワンチップマイコンで、ＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、ディジタルポート、Ａ／Ｄポート、各種タ
イマーを内蔵している。マイコン８は、システム正常時
には、電磁クラッチの通電を指示するＣＬＵＴＣＨ信号
を出力し、さらに、各種センサ信号とスイッチ信号に基
づいて、目標スロットル開度を演算し、実スロットル開
度がこの目標値に一致するように、ＤＣモータの正逆回
転方向を指示するＤＩＲ出力信号、ＤＣモータ駆動電流
を指示するＤＵＴＹ出力信号を出力する。また、システ
ム故障時（駆動回路または第２システム監視回路の故障
時）には、モータ駆動電流およびクラッチ駆動電流、並
びに自己保持リレー回路６の電磁リレー（Ｎｏ．１）駆
動電流の遮断を指示する出力を行ない、モータを駆動力
とするスロットル開度の電子制御から、アクセルペダル
（とアクセルワイヤ）によるスロットル直接駆動に移行
させると同時に、電源供給を完全に遮断することが可能
である。９はマイコン出力信号（ＤＵＴＹ、ＤＩＲ）に
基づいて、ＤＣモータ駆動用ブリッジ回路の対角位置に
あるどちらか１組のパワートランジスタのみがオン状態
となるようにして、モータ駆動電流および電流方向を制
御するＤＣモータ駆動回路である。１０は電磁クラッチ
駆動回路であり、マイコン８の出力信号（ＣＬＵＴＣ
Ｈ）に基づいて、パワートランジスタをオン、オフす
る。
【００１０】１１は第２システム監視回路として用いら
れる第２電子コントローラである。（燃料噴射制御コン
トローラ等、他の目的のコントローラと兼用してもよ
い）この第２電子コントローラ１１も第１電子コントロ
ーラ７と同様に、ワンチップマイコン１２と電磁リレー
駆動回路１３で構成されている。第１システム監視回路
の故障検出時には、自己保持リレー回路６の電磁リレー
（Ｎｏ．２）駆動電流の遮断を行なう。１４はスロット
ル制御用の第１電子コントローラ７と、故障監視用の第
２電子コントローラ１１の間を結ぶシリアル通信線であ
って、各電子コントローラ間の相互監視に用いられ、特
に外界からの電磁波の影響を受けないように光通信用ケ
ーブルを用いる。
れる第２電子コントローラである。（燃料噴射制御コン
トローラ等、他の目的のコントローラと兼用してもよ
い）この第２電子コントローラ１１も第１電子コントロ
ーラ７と同様に、ワンチップマイコン１２と電磁リレー
駆動回路１３で構成されている。第１システム監視回路
の故障検出時には、自己保持リレー回路６の電磁リレー
（Ｎｏ．２）駆動電流の遮断を行なう。１４はスロット
ル制御用の第１電子コントローラ７と、故障監視用の第
２電子コントローラ１１の間を結ぶシリアル通信線であ
って、各電子コントローラ間の相互監視に用いられ、特
に外界からの電磁波の影響を受けないように光通信用ケ
ーブルを用いる。
【００１１】図３は第１電子コントローラ７内のマイコ
ン８の行なう制御動作を各パート毎に示す図で、同図の
ルーチンは一定の周期（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実
施される。Ｐ１では、入力信号、駆動回路の出力モニタ
信号等に基づいて、センサ、アクチュエータ、入力回
路、駆動回路を含むシステム診断を行ない、故障の有無
を確認する。また、シリアル通信の受信データが所定の
プロトコルに沿ったものかをチェックして、第２電子コ
ントローラ１１の故障の有無を判定する。Ｐ２では、Ｐ
１の結果に基づいて、故障がなければＰ４へ進み、故障
があればＰ３へ進む。Ｐ３では、電磁クラッチ駆動電流
のオンオフを指示するＣＬＵＴＣＨ、モータの駆動電流
および回転方向を指示するＤＵＴＹ、ＤＩＲの値をゼロ
に初期化する。また、自己保持リレー回路の電磁リレー
（Ｎｏ．１）への通電のオンオフを指示するＦＡＩＬ１
をゼロに初期化（クリア）する。Ｐ９へ進む。Ｐ４で
は、自己保持リレー回路の電磁リレー（Ｎｏ．１）への
通電のオン（オフ）を指示するＦＡＩＬ１を１（セッ
ト）とする。Ｐ５〜Ｐ６では、アクセル開度ＡCCをアク
セルセンサ３で、スロットル開度ＴVOをスロットルセン
サ４で読み込み、上述のマイコン８はそれらの値に基づ
いて計算する。Ｐ７では、エンジンや車両特性を考慮し
て予め定めてある、図５に示すようなアクセル開度−ス
ロットル開度対応特性図に基づいて、アクセル開度ＡCC
から目標スロットル開度ＴVORを演算する。Ｐ８へ進
む。Ｐ８では、ＰＩＤ制御等の公知の制御手法を用い
て、スロットル開度偏差に基づいてモータ駆動電流を指
示するデューティ比ＤＵＴＹと、モータ回転方向を指示
するＤＩＲを演算する。Ｐ９では、マイコン８の所定の
Ｉ／Ｏレジスタに前記のＤＵＴＹ、ＤＩＲ、ＣＬＵＴＣ
Ｈ、ＦＡＩＬ１を書き込み、ＰＷＭ（パルス幅変調）信
号、モータ回転方向指示信号、電磁クラッチ制御信号、
自己保持リレー回路制御信号などを出力する。
ン８の行なう制御動作を各パート毎に示す図で、同図の
ルーチンは一定の周期（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実
施される。Ｐ１では、入力信号、駆動回路の出力モニタ
信号等に基づいて、センサ、アクチュエータ、入力回
路、駆動回路を含むシステム診断を行ない、故障の有無
を確認する。また、シリアル通信の受信データが所定の
プロトコルに沿ったものかをチェックして、第２電子コ
ントローラ１１の故障の有無を判定する。Ｐ２では、Ｐ
１の結果に基づいて、故障がなければＰ４へ進み、故障
があればＰ３へ進む。Ｐ３では、電磁クラッチ駆動電流
のオンオフを指示するＣＬＵＴＣＨ、モータの駆動電流
および回転方向を指示するＤＵＴＹ、ＤＩＲの値をゼロ
に初期化する。また、自己保持リレー回路の電磁リレー
（Ｎｏ．１）への通電のオンオフを指示するＦＡＩＬ１
をゼロに初期化（クリア）する。Ｐ９へ進む。Ｐ４で
は、自己保持リレー回路の電磁リレー（Ｎｏ．１）への
通電のオン（オフ）を指示するＦＡＩＬ１を１（セッ
ト）とする。Ｐ５〜Ｐ６では、アクセル開度ＡCCをアク
セルセンサ３で、スロットル開度ＴVOをスロットルセン
サ４で読み込み、上述のマイコン８はそれらの値に基づ
いて計算する。Ｐ７では、エンジンや車両特性を考慮し
て予め定めてある、図５に示すようなアクセル開度−ス
ロットル開度対応特性図に基づいて、アクセル開度ＡCC
から目標スロットル開度ＴVORを演算する。Ｐ８へ進
む。Ｐ８では、ＰＩＤ制御等の公知の制御手法を用い
て、スロットル開度偏差に基づいてモータ駆動電流を指
示するデューティ比ＤＵＴＹと、モータ回転方向を指示
するＤＩＲを演算する。Ｐ９では、マイコン８の所定の
Ｉ／Ｏレジスタに前記のＤＵＴＹ、ＤＩＲ、ＣＬＵＴＣ
Ｈ、ＦＡＩＬ１を書き込み、ＰＷＭ（パルス幅変調）信
号、モータ回転方向指示信号、電磁クラッチ制御信号、
自己保持リレー回路制御信号などを出力する。
【００１２】図４は第２電子コントローラ１１のマイコ
ン１２が行なう制御動作を示し、同図のルーチンは一定
の周期（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実施される。Ｐ１
では、シリアル通信の受信データが所定のプロトコルに
沿ったものかをチェックして、第１電子コントローラ７
の故障の有無を判定する。Ｐ２では、Ｐ１の結果に基づ
いて、故障がなければＰ４へ進み、故障があればＰ３へ
進む。Ｐ３では、自己保持リレー回路６の電磁リレー
（Ｎｏ．２）への通電の（オン）オフを指示するＦＡＩ
Ｌ２をゼロに初期化（クリア）する。Ｐ５へ進む。Ｐ４
では、自己保持リレー回路６の電磁リレー（Ｎｏ．２）
への通電のオン（オフ）を指示するＦＡＩＬ２を１（セ
ット）とする。Ｐ５へ進む。Ｐ５では、マイコン１２の
所定のＩ／Ｏレジスタに上記のＦＡＩＬ２を書き込み、
自己保持リレー回路６の制御信号を出力する。
ン１２が行なう制御動作を示し、同図のルーチンは一定
の周期（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実施される。Ｐ１
では、シリアル通信の受信データが所定のプロトコルに
沿ったものかをチェックして、第１電子コントローラ７
の故障の有無を判定する。Ｐ２では、Ｐ１の結果に基づ
いて、故障がなければＰ４へ進み、故障があればＰ３へ
進む。Ｐ３では、自己保持リレー回路６の電磁リレー
（Ｎｏ．２）への通電の（オン）オフを指示するＦＡＩ
Ｌ２をゼロに初期化（クリア）する。Ｐ５へ進む。Ｐ４
では、自己保持リレー回路６の電磁リレー（Ｎｏ．２）
への通電のオン（オフ）を指示するＦＡＩＬ２を１（セ
ット）とする。Ｐ５へ進む。Ｐ５では、マイコン１２の
所定のＩ／Ｏレジスタに上記のＦＡＩＬ２を書き込み、
自己保持リレー回路６の制御信号を出力する。
【００１３】第１実施例の作用および効果を説明する。
第１電子コントローラ７と第２電子コントローラ１１が
強力な電磁波に作用された場合でも、これら両電子コン
トローラが、それぞれ、別ケース内ににシールドされ、
車両内のそれぞれ別の部位にケースが設置されている場
合には、第１電子コントローラ７と第２電子コントロー
ラ１１とが、完全に同時に、誤動作するようになること
は有り得ない。従って、本実施例を用いた場合、第１電
子コントローラ７がまず誤動作した場合には、第２電子
コントローラ１１が、異常を検知して、自己保持回路の
電磁リレー（Ｎｏ．２）をオフする。その結果、電磁リ
レー（Ｎｏ．３）が遮断状態となり、ドライバが再びス
タートスイッチをオンするまでは、電源の遮断状態が完
全に保持される。つまりこの後（第１電子コントローラ
７が誤動作した後）、第２電子コントローラ１１も誤動
作してしまう重複故障状態になっても、電子制御システ
ムは遮断状態であり安全が確保される。逆に第２電子コ
ントローラ１１が先に誤動作した場合でも同様である。
第１電子コントローラ７と第２電子コントローラ１１が
強力な電磁波に作用された場合でも、これら両電子コン
トローラが、それぞれ、別ケース内ににシールドされ、
車両内のそれぞれ別の部位にケースが設置されている場
合には、第１電子コントローラ７と第２電子コントロー
ラ１１とが、完全に同時に、誤動作するようになること
は有り得ない。従って、本実施例を用いた場合、第１電
子コントローラ７がまず誤動作した場合には、第２電子
コントローラ１１が、異常を検知して、自己保持回路の
電磁リレー（Ｎｏ．２）をオフする。その結果、電磁リ
レー（Ｎｏ．３）が遮断状態となり、ドライバが再びス
タートスイッチをオンするまでは、電源の遮断状態が完
全に保持される。つまりこの後（第１電子コントローラ
７が誤動作した後）、第２電子コントローラ１１も誤動
作してしまう重複故障状態になっても、電子制御システ
ムは遮断状態であり安全が確保される。逆に第２電子コ
ントローラ１１が先に誤動作した場合でも同様である。
【００１４】図６は、本発明実施例による場合と、従来
例による場合の動作を時間の経過に沿って比較して説明
する図で、従来例ではシステムのコントローラが双方と
も異常になった時は、電源は結局オンであるのに対し、
本実施例では両コントローラの何れかが異常になった後
は電源はオフになる、即ちフェイルセイフである。次
に、第１及び第２電子コントローラが同時に誤動作しな
いことを図８（ａ）により説明する。固定局からの違法
電波による強電磁界に車両が１８０ｋｍ／ｈで突入した
場合、車両周辺の電磁界強度は前方から次第に強まるの
で、各電子コントローラを図７に示すように設置したと
き、車室内運転席足元付近に設置した第２電子コントロ
ーラが誤動作する電磁界強度Ｅ１に達してから、後部ト
ランクルーム内に設置した第１電子コントローラが誤動
作する電磁界強度Ｅ１に達するまでには、６０ｍｓ以上
の時間差が得られる。（車体夫々による遮蔽効果の差違
は無視している。）従って、この時間差内で作動するメ
カ式リレーを用いれば、電源を確実に遮断状態に保持で
きる。
例による場合の動作を時間の経過に沿って比較して説明
する図で、従来例ではシステムのコントローラが双方と
も異常になった時は、電源は結局オンであるのに対し、
本実施例では両コントローラの何れかが異常になった後
は電源はオフになる、即ちフェイルセイフである。次
に、第１及び第２電子コントローラが同時に誤動作しな
いことを図８（ａ）により説明する。固定局からの違法
電波による強電磁界に車両が１８０ｋｍ／ｈで突入した
場合、車両周辺の電磁界強度は前方から次第に強まるの
で、各電子コントローラを図７に示すように設置したと
き、車室内運転席足元付近に設置した第２電子コントロ
ーラが誤動作する電磁界強度Ｅ１に達してから、後部ト
ランクルーム内に設置した第１電子コントローラが誤動
作する電磁界強度Ｅ１に達するまでには、６０ｍｓ以上
の時間差が得られる。（車体夫々による遮蔽効果の差違
は無視している。）従って、この時間差内で作動するメ
カ式リレーを用いれば、電源を確実に遮断状態に保持で
きる。
【００１５】第２実施例：第１及び第２電子コントロー
ラの双方を、車室内運転席足元付近に設置する。さら
に、第１電子コントローラ（スロットル制御用）は、金
属ケースに収納して遮蔽してあり、第２電子コントロー
ラ（監視用）は、遮蔽効果のない簡易ケースに収納して
ある。（第２電子コントローラとして、例えばエアコン
用コントローラのように、それが故障しても車両走行に
影響しない危険度の低いコントローラを利用することも
可能である。）固定局からの違法電波による強電磁界に
車両が進入した場合や違法電波を発信する物体が車両に
接近した場合でも、第２電子コントローラが誤動作する
電磁界強度Ｅ１に達してから、金属ケースに収納した第
１電子コントローラが誤動作する電磁界強度Ｅ２に達す
るまでには、通常、時間差があると考えられる。図８
（ｂ）は、第２実施例での電子コントローラ付近の電磁
界強度の時間的変化を示す。（車体夫々による遮蔽効果
の差違は無視している。）従って、この時間差が、メカ
式リレーを作動するのに必要最小限の時間以上であれ
ば、第２実施例でも第１実施例と同様な効果が得られ
る。
ラの双方を、車室内運転席足元付近に設置する。さら
に、第１電子コントローラ（スロットル制御用）は、金
属ケースに収納して遮蔽してあり、第２電子コントロー
ラ（監視用）は、遮蔽効果のない簡易ケースに収納して
ある。（第２電子コントローラとして、例えばエアコン
用コントローラのように、それが故障しても車両走行に
影響しない危険度の低いコントローラを利用することも
可能である。）固定局からの違法電波による強電磁界に
車両が進入した場合や違法電波を発信する物体が車両に
接近した場合でも、第２電子コントローラが誤動作する
電磁界強度Ｅ１に達してから、金属ケースに収納した第
１電子コントローラが誤動作する電磁界強度Ｅ２に達す
るまでには、通常、時間差があると考えられる。図８
（ｂ）は、第２実施例での電子コントローラ付近の電磁
界強度の時間的変化を示す。（車体夫々による遮蔽効果
の差違は無視している。）従って、この時間差が、メカ
式リレーを作動するのに必要最小限の時間以上であれ
ば、第２実施例でも第１実施例と同様な効果が得られ
る。
【００１６】第３実施例：図７に示すように第２電子コ
ントローラを車室内運転席の足元付近に設置し、第１電
子コントローラは、後部トランクルーム内に配置する。
（３ｍ以上前後に離して設置可能。）更に、第１電子コ
ントローラ（スロットル制御用）は、金属ケースに納め
て遮蔽されており、第２電子コントローラ（監視用）
は、遮蔽効果がない簡易ケースに納めてある。（第２の
電子コントローラとしては、第２実施例同様に、それが
故障しても車両走行に影響しない危険度の低いコントロ
ーラを利用することも可能。）固定局から発信される違
法電波による強電磁界に車両が前方から１８０ｋｍ／ｈ
で突入した場合、車両周辺の電磁界強度は次第に強まる
ので、簡易ケースに収納された第２電子コントローラが
誤動作する電磁界強度Ｅ１に達してから、金属ケースに
収納された第１電子コントローラが誤動作する電磁界強
度Ｅ２に達するまでには、通常、６０ｍｓ以上の時間差
が得られる。（車体による遮蔽効果の差異は無視。）従
って、この時間差内で作動するメカ式リレーを用いれ
ば、第１実施例以上の効果が得られる。
ントローラを車室内運転席の足元付近に設置し、第１電
子コントローラは、後部トランクルーム内に配置する。
（３ｍ以上前後に離して設置可能。）更に、第１電子コ
ントローラ（スロットル制御用）は、金属ケースに納め
て遮蔽されており、第２電子コントローラ（監視用）
は、遮蔽効果がない簡易ケースに納めてある。（第２の
電子コントローラとしては、第２実施例同様に、それが
故障しても車両走行に影響しない危険度の低いコントロ
ーラを利用することも可能。）固定局から発信される違
法電波による強電磁界に車両が前方から１８０ｋｍ／ｈ
で突入した場合、車両周辺の電磁界強度は次第に強まる
ので、簡易ケースに収納された第２電子コントローラが
誤動作する電磁界強度Ｅ１に達してから、金属ケースに
収納された第１電子コントローラが誤動作する電磁界強
度Ｅ２に達するまでには、通常、６０ｍｓ以上の時間差
が得られる。（車体による遮蔽効果の差異は無視。）従
って、この時間差内で作動するメカ式リレーを用いれ
ば、第１実施例以上の効果が得られる。
【００１７】第４実施例：燃焼噴射を完全に電子制御す
る電子制御ディーゼルや、電子制御操舵装置や、電子制
御アンチロックブレーキ装置に、本発明を用いた場合
も、第１、２、３実施例とほぼ同様であり、アクチュエ
ータ駆動回路が替わるだけである。電気自動車に応用す
る場合には、機関始動用のスタートスイッチを、フェイ
ルセイフ目的に特別に備える必要がある。
る電子制御ディーゼルや、電子制御操舵装置や、電子制
御アンチロックブレーキ装置に、本発明を用いた場合
も、第１、２、３実施例とほぼ同様であり、アクチュエ
ータ駆動回路が替わるだけである。電気自動車に応用す
る場合には、機関始動用のスタートスイッチを、フェイ
ルセイフ目的に特別に備える必要がある。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
クチュエータ駆動回路の故障診断および監視回路相互間
の故障診断を行う複数個の監視回路、並びに、電源とア
クチュエータ駆動回路の間に、スタートスイッチオン後
のみ導通状態が保持され、前記監視回路によりシステム
故障が検出されて遮断された時は、再びスタートスイッ
チがオンされるまで、遮断状態を保持する自己保持リレ
ーを、設ける構成としたために、低コストの簡易遮蔽ケ
ースを各監視回路に用いた場合でも、違法電波の強電磁
界を車両外から受けた時、全く同時に全ての監視回路が
故障しない限り、何れかの監視回路が異常を検知し、自
己保持回路を遮断するので、以後ドライバによりスター
トスイッチがオンされるまで、電子制御システムは電源
から遮断され、アクチュエータは作動せず、フェイルセ
イフである。
クチュエータ駆動回路の故障診断および監視回路相互間
の故障診断を行う複数個の監視回路、並びに、電源とア
クチュエータ駆動回路の間に、スタートスイッチオン後
のみ導通状態が保持され、前記監視回路によりシステム
故障が検出されて遮断された時は、再びスタートスイッ
チがオンされるまで、遮断状態を保持する自己保持リレ
ーを、設ける構成としたために、低コストの簡易遮蔽ケ
ースを各監視回路に用いた場合でも、違法電波の強電磁
界を車両外から受けた時、全く同時に全ての監視回路が
故障しない限り、何れかの監視回路が異常を検知し、自
己保持回路を遮断するので、以後ドライバによりスター
トスイッチがオンされるまで、電子制御システムは電源
から遮断され、アクチュエータは作動せず、フェイルセ
イフである。
【図１】非通電時結合形の第１電磁クラッチをアクセル
ペダルとスロットルバルブの間に、非通電時開放形の第
２電磁クラッチをスロットルバルブと駆動用ＤＣモータ
の間に配置した第１実施例の電子式スロットルアクチュ
エータを示す図である。
ペダルとスロットルバルブの間に、非通電時開放形の第
２電磁クラッチをスロットルバルブと駆動用ＤＣモータ
の間に配置した第１実施例の電子式スロットルアクチュ
エータを示す図である。
【図２】第１実施例のシステム構成図である。
【図３】第１実施例の第１電子コントローラ内のマイコ
ンが行なう制御動作を各パート毎に示す図である。
ンが行なう制御動作を各パート毎に示す図である。
【図４】第１実施例の第２電子コントローラのマイコン
が行なう制御動作を示す図である。
が行なう制御動作を示す図である。
【図５】アクセル開度−スロットル開度対応特性の例を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明による場合と、従来例による場合の、電
子制御システムの動作を時間の経過に沿って比較して説
明する図である。
子制御システムの動作を時間の経過に沿って比較して説
明する図である。
【図７】第１、第２電子コントローラの配置場所の例を
示す図である。
示す図である。
【図８】図（ａ）は第１実施例での、図（ｂ）は第２実
施例での、図（ｃ）は第３実施例での、各電子コントロ
ーラ周辺の電磁界強度の時間的変化を示す図である。
施例での、図（ｃ）は第３実施例での、各電子コントロ
ーラ周辺の電磁界強度の時間的変化を示す図である。
１…スロットルバルブ ２…電子式スロットルバルブアクチュエータ ３…アクセルセンサ ４…スロットルセ
ンサ ５…スタートスイッチ ６…自己保持リレ
ー回路 ７…第１電子コントローラ ８…マイコン ９…ＤＣモータ駆動回路 １０…電磁クラッチ
駆動回路 １１…第２電子コントローラ １２…マイコン １３…リレー駆動回路 １４…シリアル通
信線
ンサ ５…スタートスイッチ ６…自己保持リレ
ー回路 ７…第１電子コントローラ ８…マイコン ９…ＤＣモータ駆動回路 １０…電磁クラッチ
駆動回路 １１…第２電子コントローラ １２…マイコン １３…リレー駆動回路 １４…シリアル通
信線
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 9/02 B60T 8/96 F02D 41/22 310 F02D 45/00 372
Claims (7)
- 【請求項１】電圧を供給する電源手段と、 アクチュエータ駆動手段および第２システム監視手段を
監視し、それらの故障検出を行なう、上記第２システム
監視手段とは別個に設置された第１システム監視手段
と、 アクチュエータ駆動手段および第１システム監視手段を
監視し、それらの故障検出を行なう第２システム監視手
段と、を備え、かつ、上記第１システム監視手段と上記第２シ
ステム監視手段とは、車両内で相互に離れた場所に設置
するか若しくは一方の監視手段を他方よりも電波遮蔽効
果の大きな収納手段に収納するかの少なくとも一方の処
置を施してあり 、さらに、 運転者の操作により、トリガ信号を出力するトリガスイ
ッチ手段と、 上記トリガスイッチ手段によってのみ導通状態となり、
第１または第２システム監視手段からの故障検出信号に
より遮断状態となり、その後トリガ信号が入力されるま
で遮断状態を保持する自己保持リレー手段と、 上記自己保持リレー手段によって供給される電源によ
り、アクチュエータを駆動させるアクチュエータ駆動手
段と、 を有することを特徴とする車載電子制御システムのフェ
イルセイフ装置。 - 【請求項２】エンジン始動用スタートスイッチを、上記
トリガスイッチ手段とすることを特徴とする請求項１記
載の車載電子制御システムのフェイルセイフ装置。 - 【請求項３】内燃機関のスロットル弁開度を電子制御す
る手段を、上記アクチュエータ駆動手段とすることを特
徴とする請求項１記載の車載電子制御システムのフェイ
ルセイフ装置。 - 【請求項４】ディーゼル機関の燃料噴射量を電子制御す
る手段を、上記アクチュエータ駆動手段とすることを特
徴とする請求項１記載の車載電子制御システムのフェイ
ルセイフ装置。 - 【請求項５】後輪または前輪の舵角を電子制御する手段
を、上記アクチュエータ駆動手段とすることを特徴とす
る請求項１記載の車載電子制御システムのフェイルセイ
フ装置。 - 【請求項６】ブレーキを電子制御する手段を、上記アク
チュエータ駆動手段とすることを特徴とする請求項１記
載の車載電子制御システムのフェイルセイフ装置。 - 【請求項７】電気自動車の駆動源である電動モータを、
上記アクチュエータ駆動手段とすることを特徴とする請
求項１記載の車載電子制御システムのフェイルセイフ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228884A JP3042277B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 車載電子制御システムのフェイルセイフ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228884A JP3042277B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 車載電子制御システムのフェイルセイフ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0784602A JPH0784602A (ja) | 1995-03-31 |
| JP3042277B2 true JP3042277B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=16883375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5228884A Expired - Lifetime JP3042277B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 車載電子制御システムのフェイルセイフ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042277B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19933086B4 (de) * | 1999-07-15 | 2008-11-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur gegenseitigen Überwachung von Steuereinheiten |
| JP5853691B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2016-02-09 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 車両用制御装置および方法 |
| JP5983168B2 (ja) * | 2012-08-09 | 2016-08-31 | 株式会社デンソー | フェールセーフ装置及びフェールセーフシステム |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP5228884A patent/JP3042277B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0784602A (ja) | 1995-03-31 |
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