JP3811298B2 - エンジン制御の監視装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用エンジンに係る各種制御を監視するようにしたエンジン制御の監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子制御エンジンと、電子スロットルバルブとを搭載した車両がある。電子制御エンジンは、燃料噴射弁及び点火プラグ等の部品と、エンジンコントローラとを備える。エンジンコントローラは、燃料噴射弁及び点火プラグ等の部品を直接又は間接に制御対象として制御することにより、燃料噴射制御及び点火時期制御等の各種エンジン制御を実行するものである。
【0003】
電子スロットルバルブは、エンジンの吸気通路に設けられたリンクレスタイプのスロットルバルブを電動モータにより開閉させるものである。この電子スロットルバルブの開閉動作を制御するために、スロットルコントローラが設けられる。このスロットルコントローラは、少なくとも運転者によるアクセルペダルの操作に基づいて電子スロットルバルブの動作を制御するものである。
【0004】
ここで、電子制御エンジン及び電子スロットルバルブの制御異常に対処するために、エンジンコントローラ及びスロットルコントローラにより互いに相手側の制御動作を監視させることが考えられる。
【0005】
即ち、スロットルコントローラは、エンジンコントローラの制御動作を監視し、その動作に異常を検出したときに、例えば、エンジンコントローラにリセット信号を送信し、燃料噴射制御及び点火時期制御等の各種エンジン制御を初期状態に戻すことが考えられる。これにより、燃料噴射制御及び点火時期制御等のエンジン制御が不正常な状態になることを未然に防止することができる。
【0006】
一方、エンジンコントローラは、スロットルコントローラの制御動作を監視し、その動作に異常を検出したときに、例えば、電動モータに対する電源供給を停止させることにより電動モータの電気的制御を停止させることが考えられる。これにより、電子スロットルバルブが不用意に動作することを未然に防止することができる。ここで、電子スロットルバルブがリターンスプリングの付勢力に基づいて閉じ側へ回動され、なおかつ、リターンスプリングとオープナースプリングとの釣り合いにより全閉状態に対して若干開かれた状態で保持されるように構成することが考えられる。この構成によれば、電子スロットルバルブの電気的制御が停止されても、最低限、車両を路側へ退避走行させることができるよになる。
【0007】
ここで、特開平6−4353号公報は、上記の相互監視に関連した従来技術を既に開示している。この公報に開示された従来技術の内容は、電子制御エンジンと電子スロットルバルブを対象に制御するものではないが、異なる二つのマイクロコンピュータが互いに相手側のマイクロコンピュータの異常動作を監視するものである。そして、各マイクロコンピュータが相手側のマイクロコンピュータの異常動作を検出したときには、相手側のマイクロコンピュータの制御対象の負荷を遮断する、即ち、相手側の制御対象に対する電源供給を停止するようにしている。この点において、上記エンジンコントローラとスロットルコントローラの相互監視の機能に類似している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のスロットルコントローラでは、電動モータの電気的制御が停止されたときには、スロットルコントローラに対する電源供給は続けられていることから、同コントローラは異常状態のままエンジンコントローラの制御動作を監視し続けることになる。このため、エンジンコントローラが正常に動作しているにも拘わらず、スロットルコントローラがエンジンコントローラの制御動作を異常として誤検出し、エンジンコントローラへ誤ってリセット信号を送信してしまうおそれがある。この結果、誤ってリセット信号が送信されたときには、せっかく電子スロットルバルブが退避走行を可能にした非全閉状態に保持されていても、燃料噴射制御や点火時期制御等が不正常な状態となり、エンジンの運転に不調を来して車両を路側へ円滑に退避走行させることができなくなるおそれがある。
【0009】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンコントローラ及びスロットルコントローラが互いに相手側の制御動作を監視し合うようにした構成において、スロットルコントローラの制御動作に異常を来しても、エンジンコントローラの制御動作を正常に維持することにより、電子制御エンジンに係る各種制御を正常な状態に保つことを可能にしたエンジン制御の監視装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
【0011】
【0012】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明の監視装置は、燃料噴射弁及び点火プラグの少なくとも一つを有する電子制御エンジンと、燃料噴射弁及び点火プラグの少なくとも一つを制御対象として電気的に制御するためのエンジンコントローラと、電子制御エンジンの吸気通路に設けられた電子スロットルバルブと、電子スロットルバルブを制御対象として電気的に制御するためのスロットルコントローラとを備え、エンジンコントローラとスロットルコントローラとが互いに相手側の制御動作を監視し合い、その相手側の制御動作に異常を検出したときにその異常に対処するようにしたエンジン制御の監視装置において、スロットルコントローラがエンジンコントローラの制御動作に異常を検出したときに、同スロットルコントローラがエンジンコントローラの制御動作をリセットするための信号をエンジンコントローラへ出力することと、エンジンコントローラがスロットルコントローラの制御動作に異常を検出したときに、同エンジンコントローラが電子スロットルバルブの電気的制御を停止させると共に、エンジンコントローラの制御動作をリセットするためにスロットルコントローラから出力される信号のエンジンコントローラへの入力をエンジンコントローラにおいて遮断することと、電子スロットルバルブは、電気的制御が停止されたときに同バルブを全閉に対して所定の開き状態に保持するための全閉規制手段を有することとを備えたことを趣旨とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
以下、本発明のエンジン制御の監視装置を具体化した第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1には、本実施の形態において、自動車に搭載された電子制御エンジン(以下、単に「エンジン」と言う。)1、電子スロットルバルブ(以下、単に「スロットルバルブ」と言う。)2及びそれらの制御装置の概略構成を示す。エンジン1は、燃料噴射弁(インジェクタ)3及び点火プラグ4等の部品と、エンジンコントローラとしてエンジン電子制御装置(エンジンECU)5とを備える。エンジンECU5は、インジェクタ3及び点火プラグ4等の部品を制御対象として電気的に制御することにより、燃料噴射制御及び点火時期制御等の各種エンジン制御を実行するものである。
【0015】
エンジン1は周知の構造を有する多気筒タイプのものである。このエンジン1は、吸気通路6を通じて供給される燃料及び空気、即ち、可燃混合気を、各気筒の燃焼室7で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気ガスを排気通路8を通じて排出させることにより、ピストン9を駆動させてクランクシャフト10を回転させ、動力を得るようにしたものである。
【0016】
吸気通路6に設けられたスロットルハウジング(以下、単に「ハウジング」という。)11は、同通路6を通じて各燃焼室7に吸入される空気量(吸気量)を調節するためにスロットルバルブ2を備える。ハウジング11は、スロットルバルブ2の他に、電動モータ12及びスロットルセンサ13を備える。電動モータ12はスロットルバルブ2を開閉駆動させるためのものである。スロットルセンサ13は、スロットルバルブ2の開度(スロットル開度)TAを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。吸気通路6に設けられた吸気圧センサ14は、スロットルバルブ2より下流の吸気通路6における吸気圧力PMを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。
【0017】
各気筒毎の吸気ポートに設けられたインジェクタ3は、各気筒に対して燃料を噴射するためのものである。各インジェクタ3には、燃料タンク(図示しない)から圧送される燃料が供給される。
【0018】
エンジン1において各燃焼室7に対応して設けられた点火プラグ4は、ディストリビュータ15から分配される点火信号を受けて動作する。ディストリビュータ15は、イグナイタ16から出力される高電圧をクランクシャフト10の回転角度、即ちクランク角度の変化に同期して各点火プラグ4へ分配するものである。各点火プラグ4の動作時期、即ち点火時期は、イグナイタ16から出力される高電圧の出力タイミングにより決定される。従って、イグナイタ16を制御することにより、各点火プラグ4による点火時期が制御される。
【0019】
排気通路8に設けられた酸素センサ17は、各燃焼室7から排気通路8へ排出される排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。この酸素センサ17は、燃焼室7に供給された可燃混合気の空燃比に相関して燃焼室7から排出される排気ガス中の酸素濃度を検出するものである。この酸素センサ17は、酸素濃度が低い場合、即ち空燃比が相対的にリッチである場合に高い電圧を出力し、酸素濃度が高い場合、即ち空燃比が相対的にリーンである場合に低い電圧を出力する。
【0020】
クランクシャフト10に対応して設けられた回転センサ18は、同シャフト10の回転速度、即ち、エンジン回転速度NEを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。エンジン1に設けられ水温センサ19は、エンジン1の内部を流れる冷却水の温度(冷却水温)THWを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。
【0021】
運転席のアクセルペダル20に設けられたアクセルセンサ21は、運転者によるアクセルペダル20の操作量(アクセル開度)ACCPを検出し、その検出結果に応じた電気信号を出力するものである。
【0022】
次に、スロットルバルブ2等を含むハウジング11の構造を詳しく説明する。スロットルバルブ2は、アクセルペダル20の操作には機械的に連動しないが、アクセルペダル20の操作に基づいて制御される電動モータ12により駆動されるリンクレスタイプのものである。図1に示すように、スロットルコントローラ22は、アクセルセンサ21により検出されるアクセルペダル20の操作量等に基づいてスロットルバルブ2の動作を電気的に制御するためのものである。
【0023】
図2にハウジング11の概念構成を、図3にスロットルバルブ2の作動状態をそれぞれ示す。図2に示すように、ハウジング11は吸気通路6に連通する連通路31を有する。連通路31には、スロットルバルブ2が配置される。ハウジング11には、スロットルバルブ2の支軸32が回転可能に取り付けられる。支軸32の一端には、電動モータ12が連結される。支軸32の他端には、スロットルセンサ13が連結される。ここで、スロットルバルブ2の開閉につき、全閉位置から全開位置までの開き方向を開方向とし、全開位置から全閉位置まで閉じ方向を閉方向とする。
【0024】
支軸32の他端には、エンジン1の停止時にスロットルバルブ2を所定の回動位置に保持するためのオープナーレバー33が設けられる。オープナーレバー33には、リターンスプリング34の一端が接続され、同スプリング34の他端はハウジング11に接続される。リターンスプリング34はオープナーレバ33を介してスロットルバルブ2を閉方向へ付勢する。オープナーレバー33は所定の回動位置で全開ストッパ35に係合して停止する。ハウジング11には、スロットルバルブ2を全閉状態Sに保持するための全閉ストッパ36が設けられる。オープナーレバー33には、オープナースプリング37の一端が接続される。オープナースプリング37の他端は、支軸32に接続される。オープナースプリング37は、スロットルバルブ2を開方向へ付勢する。この実施の形態では、リターンスプリング34及びオープナースプリング37により、本発明の全閉規制手段が構成される。
【0025】
ここで、リターンスプリング34の付勢力は、電動モータ12の駆動トルクよりも小さく、電動モータ12の非通電時におけるディテントトルクよりも大きく設定される。この設定は、電動モータ12の通電時には、リターンスプリング34又はオープナースプリング37の付勢力に抗してスロットルバルブ2を開閉させ、一方で非通電時には、リターンスプリング34とオープナースプリング37との釣り合いによりスロットルバルブ2を所定の開き状態としてのオープナー開度状態Nに保持させるためのものである。
【0026】
次に、上記のように構成したスロットルバルブ2等の動作について説明する。図3に示すように、スロットルバルブ2には、全開状態F、全閉状態S及びオープナー開度状態Nが存在する。オープナー開度状態Nは、エンジン1の停止時に、エンジン1の始動を可能にするための初期開度となる。一方、エンジン1の運転中に電動モータ12への電源供給が停止されたときには、このオープナー開度状態Nが、最低限、自動車を路側へ退避走行させることができる程度にエンジン1の運転を持続させるための開度となる。
【0027】
エンジン1の停止時、或いは、電動モータ12の非通電時には、支軸32及びオープナーレバー33がリターンスプリング34により閉方向へ付勢される。これと同時に、支軸32がオープナースプリング37により開方向へ付勢される。そして、これらリターンスプリング34及びオープナースプリング37の釣り合いにより、スロットルバルブ2がオープナー開度状態Nに保持される。
【0028】
スロットルバルブ2をオープナー開度状態Nから全開状態Fへ開く場合には、電動モータ12の駆動トルクがリターンスプリング34の付勢力に抗して支軸32に作用し、オープナーレバー33が全開ストッパ38に係合するまで支軸32が回動される。
【0029】
スロットルバルブ2をオープナー開度状態Nから全閉状態Sまで閉じる場合には、電動モータ12の駆動トルクがオープナースプリング37の付勢力に抗して支軸32に作用し、支軸32が全閉ストッパ36に係合するまで支軸32が回動される。
【0030】
ここで、エンジン1の運転時には、アクセルペダル20の操作に基づいて電動モータ12が制御されることにより、スロットルバルブ2が所定の開度に開かれる。このとき、アクセルペダル20の踏込量に応じてスロットルバルブ2の開度が、全閉状態Sから全開状態Fまでの作動範囲の中で決定される。全開状態Fでは、オープナーレバー33が全開ストッパ38に係合することから、連通路31が最大限に開いた状態で保持される。この全開ストッパ38があることから、スロットルバルブ2が全開状態Fを超えて、開方向へ余分に回動することがない。全閉状態Sでは、支軸32が全閉ストッパ36に係合することから、連通路31が全閉状態で保持される。この全閉ストッパ36があることから、スロットルバルブ2が全閉状態Sを超えて、閉方向へ余分に回動することがない。
【0031】
次に、エンジン1及びスロットルバルブ2を制御するためのエンジンECU5及びスロットルコントローラ22の構成について説明する。この実施の形態において、エンジンECU5及びスロットルコントローラ22は、互いに信号のやりとりを行うように、即ち、相互通信可能に構成される。この実施の形態で、エンジンECU5及びスロットルコントローラ22は、エンジン1及びスロットルバルブ2をそれぞれ制御することを前提に、両者5,22が互いに相手側の制御動作を監視し合うように構成される。そして、エンジンECU5及びスロットルコントローラ22のそれぞれは、相手側の制御動作に異常を検出したときにその異常に対処するように構成される。
【0032】
先ず、スロットルコントローラ22は、前述したアクセルセンサ21及びスロットルセンサ13から出力されるアクセル開度ACCP及びスロットル開度TAに係る信号、並びに、エンジンECU5から出力されるスロットルバルブ2に係る要求開度信号をそれぞれ入力する。そして、スロットルコントローラ22は、これらの入力信号に基づいてスロットルバルブ2を開閉制御するために、電動モータ12を制御する。スロットルコントローラ22は、エンジンECU5からの要求開度信号の入力に基づいてエンジンECU5の制御動作を監視する監視制御を実行する。スロットルコントローラ22は、バッテリ23からの電源供給を電源制御リレー24を介して受けるように構成される。
【0033】
この実施の形態において、スロットルコントローラ22は、中央処理装置(CPU)51、読み出し専用メモリ(ROM)52、ランダムアクセスメモリ(RAM)53、入力回路54、出力回路55,56、通信用インターフェイス57及び電源回路58を備える。ROM52は、前述した開閉制御等に係る所定の制御プログラムを予め記憶したものである。CPU51は、これら制御プログラムに従って開閉制御等を実行するものである。CPU51はカウンタの機能を兼ね備える。RAM53は、CPU51が行う算出結果を一時的に記憶するものである。入力回路54は、アクセルセンサ21及びスロットルセンサ13から出力される信号を入力し、AD変換等の処理を施した後、CPU51へ出力するものである。出力回路55は、CPU51からの制御信号を電動モータ12へ出力するものである。出力回路55には、バッテリ23から電源制御リレー24を介して電源が供給される。出力回路56は、CPU51からの制御信号を電源制御リレー24へ出力するものである。電源回路58は、バッテリ23から電源制御リレー24を介して供給される電源を所定電圧に変換してCPU51へ出力するためのものである。通信用インターフェイス57は、CPU51からの制御信号をエンジンECU5へ出力したり、エンジンECU5からの信号を入力したりするものである。
【0034】
ここで、上記したスロットルバルブ2の開閉制御とは、エンジン1の運転状態及び運転者の加減速要求に応じてスロットルバルブ2の開度を制御することである。そのために、スロットルコントローラ22のCPU51は、入力回路54を介して入力されるスロットル開度TAの値が、通信用インターフェイス57を介してエンジンECU5から入力される要求開度の値と一致するように通電時間を算出する。そして、CPU51は、その算出された通電時間に係る制御信号を出力回路55を介して電動モータ12へ出力し、電動モータ12を制御する。
【0035】
スロットルコントローラ22が実行するエンジンECU5のための監視制御とは、エンジンECU5の制御動作を監視し、その制御動作に異常を検出したときに、エンジンECU5の制御動作を初期化させることである。詳しくは、CPU51は、通信用インターフェイス57を通じて入力されるエンジンECU5からの要求開度信号の有無を監視する。そして、CPU51は、その要求開度信号が所定時間受信できない場合に、エンジンECU5の制御動作が異常である判定する。そこで、CPU51は、エンジンECU5による燃料噴射制御及び点火時期制御を初期化するために、出力回路56を介して、エンジンECU5へリセット信号を出力するのである。
【0036】
一方、エンジンECU5は、前述した吸気圧センサ14、酸素センサ17、回転センサ18及び水温センサ19から出力される吸気圧PM、酸素濃度、エンジン回転速度NE及び冷却水温THW係る各種信号、並びに、スロットルコントローラ22から出力されるアクセル開度ACCP及びスロットル開度TAに係る信号をそれぞれ入力する。そして、エンジンECU5は、吸気圧PM、酸素濃度、エンジン回転速度NE、冷却水温THW及びアクセル開度ACCPに係る各種信号に基づいてスロットルバルブ2に係る要求開度を算出する。更に、エンジンECU5は、その算出結果を要求開度信号としてスロットルコントローラ22へ出力する。又、エンジンECU5は、吸気圧PM、酸素濃度、エンジン回転速度NE、冷却水温THW及びスロットル開度TAに係る各種信号に基づき、空燃比制御を含む燃料噴射制御及び点火時期制御等を実行するために、各インジェクタ3及びイグナイタ16をそれぞれ制御する。更に、エンジンECU5は、スロットルコントローラ22から出力されるスロットル開度TAに係る信号に基づいてスロットルコントローラ22の制御動作を監視する監視制御を実行する。エンジンECU5は、バッテリ23から直接的に電源供給を受けるように構成される。
【0037】
この実施の形態において、エンジンECU5はスロットルコントローラ22と同様にCPU61、ROM62、RAM63、入力回路64、出力回路65、通信用インターフェイス66及び電源回路67を備える。ROM62は、前述した各種制御に係る所定の制御プログラムを予め記憶したものである。CPU61は、それら制御プログラムに従って前述した各種制御を実行するものである。CPU61はカウンタの機能を兼ね備える。RAM63は、CPU61が行う算出結果を一時的に記憶するものである。入力回路64は、吸気圧センサ14、酸素センサ17、回転センサ18及び水温センサ19から出力される各種信号を入力し、AD変換等の処理を施した後、CPU61へ出力するものである。出力回路65は、CPU61からの制御信号を電源制御リレー24、インジェクタ3及びイグナイタ16へ出力するものである。電源回路67は、バッテリ23から供給される電源を所定電圧に変換してCPU61へ供給するためのものである。通信用インターフェイス66は、CPU61から出力される要求開度信号をスロットルコントローラ22へ出力したり、スロットルコントローラ22からのスロットル開度信号を入力したりするものである。
【0038】
ここで、前述した燃料噴射制御とは、エンジン1の運転状態に応じて各インジェクタ3から噴射される燃料量(燃料噴射量)を制御することである。そのために、エンジンECU5のCPU61は、入力回路64を介して入力される吸気圧PM、酸素濃度、エンジン回転速度NE、冷却水温THW及びスロットル開度TAに係る各種信号に基づいて燃料噴射量を算出する。そして、CPU61は、算出された燃料噴射量に係る通電信号を出力回路65を介して各インジェクタ3へ出力することにより、燃焼室7へ供給される燃料量を制御する。
空燃比制御とは、少なくとも酸素センサ17の検出値に基づいてエンジン1における空燃比をフィードバック制御することである。そのために、CPU61は、入力回路64を介して入力される酸素濃度に係る信号に基づいて燃焼室7に供給される可燃混合気の空燃比を判定し、その空燃比が目標空燃比となるような空燃比補正量を算出する。そして、CPU61は、算出された補正量を、前述した燃料噴射量に反映させることにより、空燃比をフィードバック制御する。
点火時期制御とは、エンジン1の運転状態に応じてイグナイタ16を制御することにより、各点火プラグ4による点火時期を制御することである。そのために、CPU61は、入力回路64を介して入力される吸気圧PM、エンジン回転速度NE、冷却水温THW及びスロットル開度TAに係る各種信号に基づいてエンジン1の運転状態に適合した目標点火時期を算出する。そして、CPU61はその目標点火時期に基づき、出力回路65を介してイグナイタ16を制御することにより、ディストリビュータ15を介して各点火プラグ4を制御する。
【0039】
エンジンECU5が実行するスロットルコントローラ22のための監視制御とは、スロットルコントローラ22の制御動作を監視し、その制御動作に異常を検出したときに、スロットルコントローラ22の制御対象であるスロットルバルブ2(電動モータ12)の電気的制御を停止させると共に、スロットルコントローラ22によるエンジンECU5の監視を無効化させることである。
詳しくは、エンジンECU5のCPU61は、通信用インターフェイス66を通じて入力されるスロットルコントローラ22からのスロットル開度信号の有無を監視する。そして、CPU61は、そのスロットル開度信号が所定時間受信できない場合に、スロットルコントローラ22の制御動作が異常であると判定する。そこで、CPU61は、スロットルバルブ2(電動モータ12)の電気的制御を停止させ、併せてスロットルコントローラ22の監視動作を無効化するために、出力回路65を介して電源制御リレー24をOFFするのである。
【0040】
図4,5には、エンジンECU5のCPU61が実行する監視制御のための処理内容をフローチャートに示す。
ここでは、スロットルコントローラ22からエンジンECU5へ送信されるスロットル開度信号がパルス信号であるものとし、エンジンECU5はそのパルス信号の有無を監視するものとする。ここでは、エンジンECU5のCPU61が、監視制御のための処理を2系統で実行することになる。
【0041】
即ち、図4は「5msタイミング処理」のルーチンを示す。先ず、ステップ100において、CPU61は、5msごとのタイミングでカウンタ値csinを「1」だけカウントアップする。
次に、ステップ110において、CPU61は、カウンタ値csinが「20(100msに相当する。)」を超えたか否かを判断する。
カウンタ値csinが「20」を超えていない場合、CPU61は、ステップ120において、スロットルコントローラ22に対する電源供給を継続するために電源制御リレー24をONし、その後の処理を一旦終了する。
一方、カウンタ値csinが「20」を超えた場合、CPU61は、ステップ130において、スロットルコントローラ22に対する電源供給を停止するために電源制御リレー24をOFFし、その後の処理を一旦終了する。
【0042】
しかし、上記の処理だけでは、「100ms」が経過すると常に電源制御リレー24がOFFされ、スロットルコントローラ22に対する電源供給が停止されることにる。そこで、図5に示す「データ受信割り込み」のルーチンでは、先ず、ステップ200において、CPU61は、スロットル開度信号(パルス信号)を受信する毎に、カウンタ値csinをクリアして「0」にする。そして、ステップ210において、CPU61はそのスロットル開度信号を受信データtpsとしてRAM63に格納し、その後の処理を一旦終了する。
【0043】
従って、上記処理によれば、図6にタイムチャートで示すように、スロットルコントローラ22の制御動作が正常であり、同コントローラ22が定期的に(例えば、「100ms」以内の間隔で)スロットル開度TAに係る信号をエンジンECU5へ送信していれば、カウンタ値csinが「20」を超えることはなく、電源制御リレー24はONのままとなる。一方、スロットルコントローラ22の制御動作が異常であり、同コントローラ22がスロットル開度TAに係る信号をエンジンECU5へ定期的に送信しなければ、カウンタ値csinが「20」を超えることになり、電源制御リレー24はOFFされることになる。
【0044】
以上説明したように、この実施の形態のエンジン制御の監視装置によれば、エンジンECU5とスロットルコントローラ22とが互いに相手側の制御動作を監視し合い、その相手側の制御動作に異常を検出したときにその異常に対処するようにしている。
【0045】
即ち、スロットルコントローラ22がエンジンECU5の制御動作に異常を検出したときには、エンジンECU5の電源回路67がリセットされてCPU61の制御動作がリセットされる。これにより、燃料噴射制御及び点火時期制御が初期化され、それらの制御が不正常となることが防止される。
【0046】
一方、エンジンECU5がスロットルコントローラ22の制御動作に異常を検出したときには、電源制御リレー24がOFFされ、スロットルコントローラ22の出力回路55に対する電源供給が停止される。これにより、スロットルバルブ2及び電動モータ12の電気的制御が停止され、同バルブ2が不用意には動作しなくなる。これと同時に、電源制御リレー24がOFFされ、CPU51に対する電源供給が停止される。これにより、スロットルコントローラ22によるエンジンECU5の監視制御が強制的に停止されて無効化される。
【0047】
従って、スロットルコントローラ22による監視動作にも異常がある場合には、エンジンECU5の制御動作が正常にも拘わらず異常であると誤検出されることがなく、燃料噴射制御及び点火時期制御が初期化されることがない。これにより、スロットルバルブ2の電気的制御が停止されるときに、エンジン1に係る各種制御が誤って停止されることがなくなる。この結果、スロットルコントローラ22の制御動作に異常を来しても、エンジンECU5の制御動作を正常に維持することができるよになる。このことにより、エンジン1に係る各種制御、即ち燃料噴射制御及び点火時期制御を正常な状態に保つことが可能になる。
【0048】
しかしながら、実際には、エンジン1に係る各種制御を正常な状態に保つことができても、運転のための前提条件が成立していない限りエンジン1の運転を継続させることはできない。特に、燃焼室7への吸気が確保されなければ、エンジンストールに至ることになる。
この実施の形態では、電動モータ12に対する電源供給が停止されてスロットルバルブ2の電気的制御が停止されても、スロットルバルブ2がリターンスプリング34により閉じ側へ回動され、同スプリング2がリターンスプリング34及びオープナースプリング37の釣り合いにより全閉に対して若干開いたオープナー開度状態Nに保持されることになる。従って、スロットルバルブ2が制御されなくなっても、吸気通路6には少しの空気の流通が許容され、燃焼室7への吸気が最低限確保され、エンジン1につき最低限の運転が確保されるようになる。この結果、エンジン1において、エンジンストール等の不正常な状態を発生させない程度の最低限の運転状態を確保することができるようになる。このため、自動車の運転中にスロットルバルブ2の制御が不能となっても、エンジン1の運転を順調に継続させて自動車を路側へ円滑に退避走行させることができるようになる。
【0049】
[第2の実施の形態]
次に、本発明のエンジン制御の監視装置を具体化した第2の実施の形態を図面に従って説明する。尚、以後の説明において、前記第1の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略するものとする。
【0050】
図7には、本実施の形態におけるエンジン1、スロットルバルブ2及びそれらの制御装置の概略構成を示す。前記第1の実施の形態では、エンジンECU5がスロットルコントローラ22の制御動作に異常を検出したとき、エンジンECU5が電源制御リレー24をOFFするようにした。これにより、スロットルコントローラ22のCPU51及び電動モータ12に対する電源供給を停止して、スロットルバルブ2(電動モータ12)の電気的制御を停止させると共に、CPU51によるエンジンECU5の監視を無効化させるようにした。
これに対して、本実施の形態では、エンジンECU5において、スロットルコントローラ22の出力回路56からの信号と、CPU61からの信号とを入力条件として、電源回路67へ出力するようにしたアンド回路68を設ける。又、スロットルコントローラ22の電源回路58をバッテリ23に直接接続させている。そして、エンジンECU5がスロットルコントローラ22の制御動作に異常を検出したときに、エンジンECU5が電源制御リレー24をOFFすることにより、電動モータ12に対する電源供給のみを停止し、スロットルバルブ2(電動モータ12)の電気的制御を停止させる。これと同時に、エンジンECU5において、CPU61からアンド回路68への信号出力をOFFとし、スロットルコントローラ22の出力回路56からエンジンECU5の電源回路67をリセットさせようとする信号が出力されても、その信号をアンド回路68で遮断して電源回路67がリセットされないように構成する。これにより、異常なスロットルコントローラ22がエンジンECU5の異常を誤検出して、監視制御の一環としてエンジンECU5の制御動作をリセットしようとするときに、その監視制御を無効化するようにしている。従って、この実施の形態の監視装置によっても、前記第1の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【0051】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で、例えば、以下のように実施することもできる。
【0052】
(1)前記第1の実施の形態では、エンジンECU5がスロットルコントローラ22からのスロットル開度信号の有無を監視することにより、同コントローラ22の制御動作を監視し、スロットルコントローラ22がエンジンECU5からの要求開度信号の有無を監視することにより、同ECU5の制御動作を監視するように構成した。
これに対して、エンジンECU及びスロットルコントローラの双方が相手側に対して監視専用のウォッチドッグ信号を送信するようにし、エンジンECU及びスロットルコントローラのそれぞれが相手側のウォッチドッグ信号の有無を監視することにより、相手側の制御動作を監視するようにしてもよい。
【0053】
(2)前記各実施の形態では、インジェクタ3及び点火プラグ4を備えたエンジン1において、それらの両方をエンジンECU5の制御対象とした。
これに対して、燃料噴射弁及び点火プラグを備えたエンジンにおいて、それらの一方をエンジンECUの制御対象としてもよい。或いは、燃料噴射弁及び点火プラグの一方を備えたエンジンにおいて、燃料噴射弁又は点火プラグをエンジンECUの制御対象としてもよい。
【0054】
(3)前記各実施の形態では、アクセルセンサ21からのアクセル開度ACCPの信号をスロットルコントローラ22へ入力するようにしたが、そのアクセル開度ACCPの信号をエンジンECU5へ入力するようにしてもよい。
【0055】
(4)前記各実施の形態では、スロットルコントローラ22とエンジンECU5とが相互監視を行うように構成したが、一つのECUに搭載されたエンジン制御用のマイコンとスロットルコントロール用のマイコンとが相互監視を行うように構成することもできる。
【0056】
【発明の効果】
【0057】
上記請求項1に記載の発明の構成によれば、エンジンコントローラとスロットルコントローラとが互いに相手側の制御動作を監視し合い、その相手側の制御動作に異常を検出したときにその異常に対処するようにしたエンジン制御の監視装置において、エンジンコントローラがスロットルコントローラの制御動作に異常を検出したときに、同エンジンコントローラが電子スロットルバルブの電気的制御を停止させると共に、エンジンコントローラの制御動作をリセットするためにスロットルコントローラから出力される信号のエンジンコントローラへの入力を遮断させ、そのときに、全閉規制手段が電子スロットルバルブを全閉に対して所定の開き状態に保持するようにしている。
この結果、エンジンコントローラの制御動作を正常に維持することができ、電子制御エンジンに係る各種制御を正常な状態に保つことができる。又、車両に搭載された電子制御エンジンにつき、その運転中に電子スロットルバルブに異常が発生しても、電子制御エンジンの運転を順調に継続させることができ、車両を路側へ円滑に退避走行させることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係り、電子制御エンジン、電子スロットルバルブ及びそれらの制御装置を示す概略構成図である。
【図2】 同じく、スロットルハウジングを示す概念構成図である。
【図3】 同じく、スロットルバルブの作動状態を示す図である。
【図4】 同じく、「5msタイミング処理」のルーチンを示すフローチャートである。
【図5】 同じく、「データ受信割り込み」のルーチンを示すフローチャートである。
【図6】 同じく、スロットルコントローラからエンジンECUへの信号と、電源制御リレーの動作との関係を示すタイムチャートである。
【図7】 第2の実施の形態に係り、電子制御エンジン、電子スロットルバルブ及びそれらの制御装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 電子制御エンジン
2 電子スロットルバルブ
3 インジェクタ(燃料噴射弁)
4 点火プラグ
5 エンジンECU(エンジンコントローラ)
6 吸気通路
22 スロットルコントローラ
34 リターンスプリング
37 オープナースプリング(34,37は全閉規制手段を構成する。)
Claims (1)
- 燃料噴射弁及び点火プラグの少なくとも一つを有する電子制御エン
ジンと、
前記燃料噴射弁及び前記点火プラグの少なくとも一つを制御対象として電気的に制御するためのエンジンコントローラと、
前記電子制御エンジンの吸気通路に設けられた電子スロットルバルブと、
前記電子スロットルバルブを制御対象として電気的に制御するためのスロットルコントローラと
を備え、前記エンジンコントローラと前記スロットルコントローラとが互いに相手側の制御動作を監視し合い、その相手側の制御動作に異常を検出したときにその異常に対処するようにしたエンジン制御の監視装置において、
前記スロットルコントローラが前記エンジンコントローラの制御動作に異常を検出したときに、同スロットルコントローラが前記エンジンコントローラの制御動作をリセットするための信号を前記エンジンコントローラへ出力することと、
前記エンジンコントローラが前記スロットルコントローラの制御動作に異常を検出したときに、同エンジンコントローラが前記電子スロットルバルブの電気的制御を停止させると共に、前記エンジンコントローラの制御動作をリセットするために前記スロットルコントローラから出力される信号の前記エンジンコントローラへの入力を前記エンジンコントローラにおいて遮断することと、
前記電子スロットルバルブは、前記電気的制御が停止されたときに同バルブを全閉に対して所定の開き状態に保持するための全閉規制手段を有することと
を備えたことを特徴とするエンジン制御の監視装置。
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JP27074198A JP3811298B2 (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | エンジン制御の監視装置 |
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