JP6396777B2 - 自動車用電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用電子制御装置に関し、詳しくは、センサのアナログ出力信号を入力してデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えた自動車用電子制御装置において、ＡＤ変換器の出力異常の有無を検出する技術に関する。

特許文献１には、アナログ入力電圧が入力される入力端子と、ＤＡ変換部と、前記アナログ入力電圧と前記ＤＡ変換部の出力電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータから出力される変換結果を格納する逐次比較レジスタと、前記逐次比較レジスタが保持する前記変換結果へ所定の値を加算及び減算した加算デジタルデータ及び減算デジタルデータを生成する生成部と、前記ＤＡ変換部が前記加算デジタルデータ及び減算デジタルデータを変換した各出力レベルと前記アナログ入力電圧とを比較した結果を用いて故障が発生しているか否かを判定する判定部と、を備えるＡＤ変換器が開示されている。

特開２０１４−０９０３６２号公報

ところで、ＡＤ変換器の出力異常の有無を専用の診断回路を用いて検出する構成とした場合、電子制御装置のコストアップにつながり、また、ＡＤ変換器の出力値が正常範囲内であるか否かに基づいてＡＤ変換器の出力異常の有無を検出する構成とした場合は、ＡＤ変換器の出力値が正常範囲内で停止する異常を検知できないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ＡＤ変換器の出力値が正常範囲内で停止する異常を含むＡＤ変換器の出力異常を、専用の診断回路を用いずに検出できる、自動車用電子制御装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明に係る自動車用電子制御装置は、センサのアナログ出力信号を入力してデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えた自動車用電子制御装置であって、前記ＡＤ変換器の出力に基づき検出した第１制御パラメータと、前記第１制御パラメータを検出するセンサとは別のセンサの出力から求めた制御パラメータであって前記第１制御パラメータに相関して変化する第２制御パラメータとを比較して、前記ＡＤ変換器の出力異常の有無を検出する診断手段を備える。
ここで、前記診断手段において、前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとは相互に異なる状態量であり、前記第２制御パラメータは前記ＡＤ変換器の出力に基づき検出した制御パラメータとすることができる。
また、前記診断手段は、前記第１制御パラメータの変化速度と前記第２制御パラメータの変化速度とを比較して前記ＡＤ変換器の出力異常の有無を検出することができる。

上記発明によると、専用の診断回路を設けることなく、ＡＤ変換器の出力が正常範囲内に停止（固着）する異常を含むＡＤ変換器の出力異常の有無を検出できる。

自動車用電子制御装置の一例を示すブロック図である。 ＡＤ変換器の診断処理の一例を示すフローチャートである。 ＡＤ変換器の診断処理の一例におけるスロットル開度と吸入空気流量との相関を例示する線図である。 ＡＤ変換器の診断処理の一例を示すフローチャートである。 ＡＤ変換器の診断処理の一例におけるエンジン回転数及び車速とスロットル開度との相関、及び、エンジン回転数及び車速と吸入空気流量との相関を例示する線図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る自動車用電子制御装置の一例を示すブロック図である。
図１の自動車用電子制御装置１００は、一例として車両に搭載された走行用エンジン（内燃機関）２００を制御する装置であり、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＡＤ変換器（アナログ−デジタル変換回路）１０４、パルス入力回路１０５、デジタル出力回路１０６、パルス出力回路１０７などを含むマイクロコンピュータを備えて構成される。

エンジン２００には、スロットル開度（アクセル開度）ＴＶＯに応じた電圧信号を出力するスロットルセンサ２０１、エンジン２００の吸入空気流量ＱＡに応じた電圧信号を出力する熱線式などのエアフローセンサ２０２、クランク軸の回転に同期するパルス信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ２０３などの各種センサが設けられ、更に、車両の駆動軸には当該駆動軸の回転に同期するパルス信号を出力する車速センサ２０４が設けられている。
また、エンジン２００には、電子制御装置１００からの出力で制御されるデバイスとして、各種のリレー２１１、燃料噴射弁２１２、パワートランジスタ内蔵のイグニッションコイル２１３などが設けられている。

電子制御装置１００のＡＤ変換器１０４は、スロットルセンサ２０１やエアフローセンサ２０２などの各種センサ（電圧出力センサ）が出力する電圧信号（アナログ出力信号）を入力してデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器１０４が出力するデジタル信号は、図示省略したレジスタを介してバッファ（ＲＡＭ１０３など）に格納され、ＣＰＵ１０１により制御パラメータとして用いられる。

また、電子制御装置１００のパルス入力回路１０５は、クランク角センサ２０３や車速センサ２０４などの各種センサ（パルス出力センサ）が出力するパルス信号を入力して、パルス信号の周期計測や所定時間内のパルス発生数の計数などを行う。
パルス入力回路１０５が出力する周期データや計数データなどは、図示省略したレジスタを介してバッファに格納され、ＣＰＵ１０１により制御パラメータとして用いられる。

そして、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されているプログラムに従い複数の制御パラメータを演算処理することで、燃料噴射弁２１３、イグニッションコイル２１４に内蔵されるパワートランジスタなどの制御パルス信号を決定し、係る制御パルス信号をパルス出力回路１０７から各デバイスに出力する。
また、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されているプログラムに従い複数の制御パラメータＣＰを演算処理することで、各種のリレー２１１などのオン・オフを決定し、係るオン・オフ信号をデジタル出力回路１０６から各デバイスに出力する。

更に、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されているプログラムに従いＡＤ変換器１０４の出力異常（ＡＤ変換器１０４の故障）の有無を検出する診断処理を実施する。
図２のフローチャートは、ＣＰＵ１０１による診断処理の一例を示す。
図２のフローチャートに示される処理は、ＣＰＵ１０１により所定時間毎に割り込み処理される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０１で、ＡＤ変換器１０４のデジタル出力値から求められた複数の制御パラメータ（状態量検出値）のうちの予め選択された１つを、ＡＤ変換器１０４の出力異常に用いる第１制御パラメータＣＰ１として読み込む。
次のステップＳ５０２で、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４のデジタル出力値のうちの１つであって第１制御パラメータを検出するセンサとは別のセンサで検出され、第１制御パラメータに相関して変化する制御パラメータとして予め選択された第２制御パラメータＣＰ２を読み込む。

例えば、第１制御パラメータＣＰ１は、スロットルセンサ２０１が出力する電圧信号をＡＤ変換器１０４でデジタル信号に変換して求められたスロットル開度データ（開度検出値）ＴＶＯであり、第２制御パラメータＣＰ２は、エアフローセンサ２０２が出力する電圧信号をＡＤ変換器１０４でデジタル信号に変換して求められた吸入空気流量データ（流量検出値）ＱＡである。

図３は、エンジン２００の過渡状態でのスロットル開度ＴＶＯ及び吸入空気流量ＱＡの変化を例示するものであり、スロットル開度ＴＶＯの単位時間当たりの変化量（変化速度）と、吸入空気流量ＱＡの単位時間当たりの変化量（変化速度）とを示す。
この図３に示すように、スロットル開度ＴＶＯと吸入空気流量ＱＡとは相互に相関して変化する状態量であり、一方が増加すると他方も増え、一方が減少すると他方も減る特性を有し、双方の変化速度は相互に相関して変化する。

ＣＰＵ１０１は、次いでステップＳ５０３に進み、第１制御パラメータＣＰ１の単位時間当たりの変化量（変化速度）と第２制御パラメータＣＰ２の単位時間当たりの変化量（変化速度）との比Ｒ１（Ｒ１＝ＣＰ１の変化量／ＣＰ２の変化量）を演算する。

なお、ＣＰＵ１０１は、第１制御パラメータＣＰ１の変化速度と第２制御パラメータＣＰ２の変化速度との少なくとも一方を所定関数に従って補正し、補正後の制御パラメータＣＰ１，ＣＰ２に基づいて比Ｒ１を演算することができる。
また、ＣＰＵ１０１は、制御パラメータＣＰ１，ＣＰ２の単位時間当たりの変化量（変化速度）の比Ｒ１を演算する代わりに、第１制御パラメータＣＰ１と第２制御パラメータＣＰ２との比（Ｒ１＝ＣＰ１／ＣＰ２）を演算することができる。

次いで、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０４で、比Ｒ１が下限閾値ＭＩＮ１と上限閾値ＭＡＸ１（ＭＩＮ１＜ＭＡＸ１）とで挟まれる領域内の値であるか否かを検出する。
下限閾値ＭＩＮ１及び上限閾値ＭＡＸ１は、スロットルセンサ２０１及びエアフローセンサ２０２が正常で、かつ、ＡＤ変換器１０４が正常であるときに、下限閾値ＭＩＮ１と上限閾値ＭＡＸ１とで挟まれる領域を比Ｒ１が逸脱することがない値として予め実験やシミュレーションによって適合されている。

比Ｒ１が下限閾値ＭＩＮ１と上限閾値ＭＡＸ１とで挟まれる領域（正常範囲）内の値（ＭＩＮ１≦Ｒ１≦ＭＡＸ１）である場合、つまり、スロットル開度データＴＶＯの増減変化に連動して吸入空気流量データＱＡが変化している場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０５に進み、カウンタＣ１をクリア（零にリセット）し、次のステップＳ５０６では、ＡＤ変換器１０４の出力が正常であることを判定する。
係るＡＤ変換器１０４の正常状態では、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４の出力に基づく制御パラメータを用いたエンジン２００の制御（燃料噴射制御や点火時期制御など）を通常に実施させる。

なお、ＣＰＵ１０１は、上記のＡＤ変換器１０４の診断とは別に各センサの故障診断を実施し、センサが正常であるときにＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断することで、センサ故障とＡＤ変換器１０４の故障とを区別することが可能である。
例えばスロットルセンサ２０１を多重に設け、ＣＰＵ１０１が複数のスロットルセンサ２０１の検出出力が一致するか否かを検出することで、複数のスロットルセンサ２０１のいずれかが故障している状態を検出することができる。そして、ＣＰＵ１０１は、複数のスロットルセンサ２０１の検出出力が一致するスロットルセンサ２０１の正常状態においてＡＤ変換器１０４の診断を行うことで、ＡＤ変換器１０４が正常に動作しているか否かを診断することができる。

一方、比Ｒ１が下限閾値ＭＩＮ１と上限閾値ＭＡＸ１とで挟まれる領域内の値でない場合、換言すれば、スロットル開度データＴＶＯと吸入空気流量データＱＡとが連動して変化していない場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０７に進み、カウンタＣ１をインクリメントする。つまり、ＣＰＵ１０１は、比Ｒ１が下限閾値ＭＩＮ１を下回る場合にカウンタＣ１をインクリメントし、比Ｒ１が上限閾値ＭＡＸ１を上回る場合にもカウンタＣ１をインクリメントする。
例えば第１制御パラメータＣＰ１としてのスロットル開度データＴＶＯが上昇しているときに第２制御パラメータＣＰ２としての吸入空気量データＱＡが一定値を保持する場合、比Ｒ１は正常範囲（上限閾値ＭＡＸ１）よりも高くなり、ＣＰＵ１０１はカウンタＣ１をインクリメントする。

また、例えばスロットル開度データＴＶＯが減少しているときに吸入空気量データＱＡが一定値を保持する場合、比Ｒ１は正常範囲（下限閾値ＭＩＮ１）よりも低くなり、ＣＰＵ１０１はカウンタＣ１をインクリメントする。
逆に、吸入空気量データＱＡが増減変化するときにスロットル開度データＴＶＯが一定値を保持する場合、比Ｒ１は正常範囲（下限閾値ＭＩＮ１と上限閾値ＭＡＸ１とで挟まれる領域）を逸脱し、ＣＰＵ１０１はカウンタＣ１をインクリメントする。

スロットル開度ＴＶＯ（第１制御パラメータＣＰ１）と吸入空気量ＱＡ（第２制御パラメータＣＰ２）とは、図３に例示したように相互に同調して変化するから、ＣＰＵ１０１は、これらの制御パラメータが同調変化しているか否かを比Ｒ１と閾値ＭＩＮ１、ＭＡＸ１との比較に基づき検出する。
そして、吸入空気量データＱＡとスロットル開度データＴＶＯとが同調して変化していない場合はＡＤ変換器１０４の出力異常（ＡＤ変換器１０４の故障）が発生している可能性があるので、ＣＰＵ１０１は、カウンタＣ１をインクリメントして異常判定履歴を更新する。

ステップＳ５０７でカウンタＣ１をインクリメントした後、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０８に進み、カウンタＣ１の値が閾値ＳＬ１以上であるか否かを検出する。
そして、カウンタＣ１の値が閾値ＳＬ１未満であれば、比Ｒ１が正常範囲を逸脱する状態（ＡＤ変換器１０４の出力異常の判定）がノイズなどに影響されて一時的に発生したものであって、ＡＤ変換器１０４は正常に動作している可能性があるので、ＣＰＵ１０１は、最終的な異常判定を行うことなく今回の診断処理を終了させる。

一方、カウンタＣ１の値が閾値ＳＬ１以上になると、比Ｒ１が正常範囲を逸脱する状態が継続的なものであってＡＤ変換器１０４に異常（故障）が発生しているものと推定されるので、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０９へ進み、ＡＤ変換器１０４の出力異常の発生を判定する。
なお、前記閾値ＳＬ１は、ノイズなどに影響されて比Ｒ１が一時的に異常値を示すときに、カウンタＣ１が超えることのない値になるように、予め実験やシミュレーションによって適合されている。
換言すれば、カウンタＣ１の値が閾値ＳＬ１以上になった場合は、比Ｒ１が異常値である状態がノイズなどに影響されたものではなく、ＡＤ変換器１０４の出力異常（故障）に因るものであると判定できるように、閾値ＳＬ１は適合される。

上記のように、ＣＰＵ１０１は、センサのアナログ出力をＡＤ変換器１０４でデジタル信号に変換して得た制御パラメータのうち、相互に相関して変化する制御パラメータＣＰ１，ＣＰ２を比較することで、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断する。
これにより、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換されたデジタル信号が正常領域内で固着する異常を含むＡＤ変換器１０４の出力異常（動作不良）を、専用の診断回路を用いずに検出できる。

なお、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４の出力異常の発生を検出したときには、センサのアナログ出力（電圧信号）を正しく読み込むことができない状態、換言すれば、エンジン２００の運転状態を正しく認識することができない状態であるので、スロットル開度や燃料噴射量などの変化を所定低域に制限するなどのフェイルセーフ処理を実施する。

ところで、図２のフローチャートに示す診断処理で、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４の出力に基づく制御パラメータ同士を比較してＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断するが、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４の出力に基づく第１制御パラメータＣＰ１と、パルス入力回路１０５の出力から求めた第２制御パラメータＣＰ２とを比較して、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断することができる。

図４のフローチャートは、ＡＤ変換器１０４の出力に基づく第１制御パラメータＣＰ１と、パルス入力回路１０５の出力から求めた第２制御パラメータＣＰ２とを比較して、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断する、ＣＰＵ１０１の診断処理の一例を示す。
図４のフローチャートに示される処理は、ＣＰＵ１０１により所定時間毎に割り込み処理される。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０１で、ＡＤ変換器１０４のデジタル出力値から求められる複数の制御パラメータ（状態量検出値）のうちの予め設定された１つを、ＡＤ変換器１０４の出力異常に用いる第１制御パラメータＣＰ１として読み込む。
次のステップＳ６０２で、ＣＰＵ１０１は、パルス入力回路１０５の出力から求められる制御パラメータのうちの複数に基づき、第１制御パラメータＣＰ１の期待値Ａex（第２制御パラメータ）を算出する。

例えば、第１制御パラメータＣＰ１は、スロットルセンサ２０１が出力する電圧信号をＡＤ変換器１０４でデジタル信号に変換して求めたスロットル開度データ（開度検出値）ＴＶＯであり、期待値Ａexの算出に用いる複数の制御パラメータは、クランク角センサ２０３が出力するパルス信号からパルス入力回路１０５で求められたエンジン回転数ＮＥ（rpm）の検出データ及び車速センサ２０４が出力するパルス信号からパルス入力回路１０５で求められた車速ＶＳＰ（km/h）の検出データである。

図５に例示するように、エンジン回転数ＮＥが高く車速ＶＳＰが高い状態はスロットル開度ＴＶＯが高い状態であり、逆に、エンジン回転数ＮＥが低く車速ＶＳＰが低い状態はスロットル開度ＴＶＯが低い状態であり、エンジン回転数ＮＥと車速ＶＳＰとからそのときのスロットル開度ＴＶＯを大凡推定できる。
そこで、ＣＰＵ１０１は、共にセンサのパルス出力から求められたエンジン回転数ＮＥ及び車速ＶＳＰに基づきそのときのスロットル開度ＴＶＯを推定し、当該推定値を、ＡＤ変換器１０４の出力から求められるスロットル開度データＴＶＯの期待値Ａexに設定する。

また、スロットル開度データＴＶＯに代えて、エアフローセンサ２０２が出力する電圧信号をＡＤ変換器１０４でデジタル信号に変換して求めた吸入空気流量データＱＡを、第１制御パラメータＣＰ１とすることができる。
図５に例示するように、エンジン回転数ＮＥが高く車速ＶＳＰが高い状態は吸入空気流量ＱＡが多い状態であり、逆に、エンジン回転数ＮＥが低く車速ＶＳＰが低い状態は吸入空気流量ＱＡが少ない状態であり、エンジン回転数ＮＥと車速ＶＳＰとからそのときの吸入空気流量ＱＡを大凡推定できる。

そこで、ＣＰＵ１０１は、共にセンサのパルス出力から求められるエンジン回転数ＮＥ及び車速ＶＳＰに基づきそのときの吸入空気流量ＱＡを推定し、当該推定値を、ＡＤ変換器１０４の出力から求められる吸入空気流量データＱＡの期待値Ａexに設定する。
なお、例えば、車両の停止状態（車速ＶＳＰが略零）でエンジン回転数ＮＥがアイドル回転数域であること（車両のアイドル停止状態であること）を診断実施条件とし、診断実施条件が成立するときはスロットル開度ＴＶＯ又は吸入空気流量ＱＡが所定範囲になっているものと推定して、期待値Ａexを設定することができる。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０２で期待値Ａexを設定すると、ステップＳ６０３にて、第１制御パラメータＣＰ１の単位時間当たりの変化量（変化速度）と当該第１制御パラメータＣＰ１の期待値Ａexの単位時間当たりの変化量（変化速度）との比Ｒ２（Ｒ２＝ＣＰ１の変化量／Ａexの変化量）を演算する。
ここで、ＣＰＵ１０１は、第１制御パラメータＣＰ１と当該第１制御パラメータＣＰ１の期待値Ａexとの比をＲ２に設定する（Ｒ２＝ＣＰ１／Ａex）ことができる。

そして、次のステップＳ６０４で、ＣＰＵ１０１は、比Ｒ２が下限閾値ＭＩＮ２と上限閾値ＭＡＸ２（ＭＩＮ２＜ＭＡＸ２）とで挟まれる領域内の値であるか否かを検出する。
下限閾値ＭＩＮ２及び上限閾値ＭＡＸ２は、アナログ出力がＡＤ変換器１０４に入力されるセンサ（スロットルセンサ２０１、エアフローセンサ２０２）が正常で、かつ、ＡＤ変換器１０４が正常であるときに、下限閾値ＭＩＮ２と上限閾値ＭＡＸ２とで挟まれる領域を比Ｒ２が逸脱することがない値として予め実験やシミュレーションによって適合されている。

比Ｒ２が下限閾値ＭＩＮ２と上限閾値ＭＡＸ２とで挟まれる領域（正常範囲）内の値である場合、つまり、ＭＩＮ２≦Ｒ２≦ＭＡＸ２を満たす場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０５に進み、カウンタＣ２をクリア（零にリセット）し、次のステップＳ６０６では、ＡＤ変換器１０４の出力が正常であることを判定する。
係るＡＤ変換器１０４の正常状態では、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４の出力に基づく制御パラメータを用いたエンジン２００の制御（燃料噴射制御や点火時期制御など）を通常に実施させる。

一方、比Ｒ２が下限閾値ＭＩＮ２と上限閾値ＭＡＸ２とで挟まれる領域内の値でない場合、つまり、スロットル開度データＴＶＯ（吸入空気流量データＱＡ）の変動が期待値Ａexの変動に見合っていない場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０７に進み、カウンタＣ２をインクリメントする。
換言すれば、ＣＰＵ１０１は、比Ｒ２が下限閾値ＭＩＮ２を下回る場合にカウンタＣ２をインクリメントし、かつ、比Ｒ２が上限閾値ＭＡＸ２を上回る場合にもカウンタＣ２をインクリメントする。

例えば、スロットル開度ＴＶＯの期待値Ａexが上昇しているときに、第１制御パラメータとしてのスロットル開度データＴＶＯ（吸入空気流量データＱＡ）が一定値を保持する場合、比Ｒ２は正常範囲（下限閾値ＭＩＮ２）よりも低くなり、ＣＰＵ１０１はカウンタＣ２をインクリメントする。
また、例えば、スロットル開度ＴＶＯの期待値Ａexが減少しているときに、第１制御パラメータとしてのスロットル開度データ（吸入空気流量データＱＡ）が一定値を保持する場合、比Ｒ２は正常範囲（上限閾値ＭＡＸ２）よりも高くなり、ＣＰＵ１０１はカウンタＣ２をインクリメントする。

このように、ＣＰＵ１０１は、スロットル開度データＴＶＯ又は吸入空気量データＱＡが期待値Ａexと同調して変化しているか否かを、比Ｒ２と閾値ＭＩＮ２、ＭＡＸ２との比較に基づき検出し、スロットル開度データＴＶＯ又は吸入空気量データＱＡが期待値Ａexと同調変化していない場合はＡＤ変換器１０４の出力異常が発生している可能性があるので、カウンタＣ２をインクリメントして異常判定履歴を更新する。

ステップＳ６０７でカウンタＣ２をインクリメントした後、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０８に進み、カウンタの値Ｃ２が閾値ＳＬ２以上であるか否かを検出する。
そして、カウンタＣ２の値が閾値ＳＬ２未満であれば、比Ｒ２が正常範囲を逸脱する状態がノイズなどに影響された一時的なものであってＡＤ変換器１０４の異常（故障）ではない可能性があるので、ＣＰＵ１０１は、最終的な異常判定を行うことなく診断処理を終了させる。

一方、カウンタＣ２の値が閾値ＳＬ２以上になると、比Ｒ２が正常範囲を逸脱する状態が継続的なものであってＡＤ変換器１０４に異常（故障）が発生しているものと推定されるので、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０９へ進み、ＡＤ変換器１０４の出力異常の発生を判定する。
なお、前記閾値ＳＬ２は、ノイズ影響などに影響されて比Ｒ２が一時的に異常値を示すときに、カウンタＣ２が超えることのない値になるように、予め実験やシミュレーションによって適合されている。
換言すれば、カウンタＣ２の値が閾値ＳＬ２以上になった場合は、比Ｒ２が異常値である状態がノイズなどに影響されたものではなく、ＡＤ変換器１０４の出力異常に因るものであると判定できるように、閾値ＳＬ２は適合される。

上記のように、ＣＰＵ１０１は、センサのアナログ出力をＡＤ変換器１０４でデジタル信号に変換して得た第１制御パラメータ（スロットル開度ＴＶＯや吸入空気流量ＱＡなどの状態量検出値）と、パルス出力を発生するセンサから求めた制御パラメータ（エンジン回転数ＮＥや車速ＶＳＰなどの状態量検出値）から推定される第１制御パラメータの期待値（予測値）Ａexとを比較することで、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断するので、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を専用の診断回路を用いずに検出できる。

また、期待値Ａexの決定に用いる制御パラメータ（エンジン回転数ＮＥや車速ＶＳＰなどの状態量検出値）は、ＡＤ変換器１０４によるアナログ／デジタル変換によって求められる値ではなく、パルス信号を出力するセンサの信号を入力するパルス入力回路１０５によって検出される値であって、ＡＤ変換器１０４の正常・異常に影響されて変動することがない。
従って、ＡＤ変換器１０４の正常・異常に影響されて変動する第１制御パラメータＣＰ１と、ＡＤ変換器１０４の正常・異常に影響されない期待値Ａexとを比較することになる。

このため、ＡＤ変換器１０４の出力異常は、正常値である期待値Ａexに対する第１制御パラメータＣＰ１のずれとして現れることになり、第１制御パラメータＣＰ１の異常、換言すれば、ＡＤ変換器１０４の出力異常をより高精度に検出できる。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、上記実施形態において、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４によるセンサ出力のアナログ／デジタル変換によって求められた第１制御パラメータＣＰ１（又は第１制御パラメータＣＰ１の変化速度）と、別のセンサの出力から求めた制御パラメータであって第１制御パラメータに相関して変化する第２制御パラメータＣＰ２（又は第２制御パラメータＣＰ２の変化速度）との比に基づいて、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断するが、第１制御パラメータと第２制御パラメータとの差と閾値とを比較してＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断することができる。

また、第１制御パラメータＣＰ１を、スロットル開度ＴＶＯや吸入空気量ＱＡに限定するものではなく、例えば、各種の温度センサの出力信号（電圧信号）がＡＤ変換器１０４でデジタル信号に変換される構成では、係る温度データを第１制御パラメータＣＰ１とすることができる。
そして、ＣＰＵ１０１は、例えば、エンジンの冷却水温度を第１制御パラメータＣＰ１とし、冷却水温度に相関して変化する潤滑油温度を第２制御パラメータＰＣ２とし、これらを比較することでＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断することができる。

また、ＣＰＵ１０１は、第１制御パラメータＣＰ１を冷却水温度又は潤滑油温度とし、これら温度の期待値Ａexを車速及びエンジン回転数から推定し、期待値Ａex（第２制御パラメータＣＰ２）と第１制御パラメータＣＰ１とを比較して、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断することができる。

また、電子制御装置１００が、例えば、エンジンの吸気負圧（ブースト）に応じた電圧信号を出力するセンサの出力をＡＤ変換器１０４で変換して吸気負圧データを検出する場合、係る吸気負圧データを第１制御パラメータＣＰ１若しくは第２制御パラメータＣＰ２とし、スロットル開度データＴＶＯ又は吸入空気量データＱＡを第２制御パラメータＣＰ２若しくは第１制御パラメータＣＰ１とし、これら第１制御パラメータＣＰ１と第２制御パラメータＣＰ２とを比較して、ＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断することができる。

更に、ＣＰＵ１０１は、吸気負圧データを第１制御パラメータＣＰ１とし、車速ＶＳＰ及びエンジン回転数ＮＥから推定した吸気負圧を期待値Ａex（第２制御パラメータＣＰ２）とし、係る第１制御パラメータＣＰ１と期待値Ａexとを比較してＡＤ変換器１０４の出力異常の有無を診断することができる。

また、ＣＰＵ１０１は、ＡＤ変換器１０４の出力から求めた制御パラメータＣＰ１，ＣＰ２同士を比較し、更に、これらの制御パラメータＣＰ１，ＣＰ２のうちの少なくとも１つについて、パルス出力を発生するセンサから求めた複数の制御パラメータに基づき期待値Ａexを求めて、当該期待値Ａexと制御パラメータとを比較することができる。

また、上記実施形態では、ＣＰＵ１０１は、比Ｒ１，Ｒ２（又は差）が正常範囲を逸脱した連続回数が閾値ＳＬ１，ＳＬ２以上になったときに、ＣＰＵ１０１はＡＤ変換器１０４の出力異常を判定するが、連続回数の計数処理を省略することができる。つまり、ＣＰＵ１０１は、比Ｒ１，Ｒ２（又は差）が正常範囲を逸脱したときにＡＤ変換器１０４の出力異常を判定することができる。

また、ＣＰＵ１０１は、比Ｒ１，Ｒ２（又は差）が正常範囲を逸脱した連続回数の増大に応じ、エンジン出力をより低く制限するフェイルセーフ処理に切り替えることができる。
また、ＣＰＵ１０１は、比Ｒ１，Ｒ２（又は差）と正常範囲（正常値）との乖離が大きくなるほど、カウンタＣ１，Ｃ２をインクリメントするときのステップ幅を大きくし、最終的な異常判定のタイミングを早めることができる。

また、自動車用電子制御装置１００の制御対象をエンジン２００に限定するものではなく、例えば、自動変速機を制御する自動車用電子制御装置１００にも本願発明に係るＡＤ変換器の診断処理を適用することが可能である。
例えば、自動変速機を制御する自動車用電子制御装置１００の場合、ＡＴフルードの温度を検出する油温センサの電圧信号、油圧を検出する圧力センサの電圧信号などのアナログ信号がＡＤ変換器を介してＣＰＵ１０１に読み込まれ、入力軸の回転数（rpm）を検出する回転センサのパルス信号などのパルス信号がパルス入力回路（信号検出回路）を介してＣＰＵ１０１に読み込まれる。
そして、ＣＰＵ１０１は、油温や油圧などの検出データを第１制御パラメータとし、係る第１制御パラメータに相関して変化する第２制御パラメータと第１制御パラメータとを比較することで、ＡＤ変換器の出力異常の有無を診断することができる。

また、ＣＰＵ１０１は、第２制御パラメータとして、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して他の電子制御装置から送信される制御パラメータを用いることができる。
また、アナログ出力を発生するセンサを多重に備える場合に、ＣＰＵ１０１は、係る多重センサのうちの１つのアナログ出力をＡＤ変換器でデジタル信号に変換して求められる制御パラメータを第１制御パラメータとし、多重センサのうちの別のセンサのアナログ出力をＡＤ変換器でデジタル信号に変換して求められる制御パラメータを第２制御パラメータとし、これら第１制御パラメータと第２制御パラメータとを比較して、ＡＤ変換器の出力異常の有無を診断することができる。

１００…自動車用電子制御装置、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…ＡＤ変換器、１０５…パルス入力回路、１０６…デジタル出力回路、１０７…パルス出力回路、２０１…スロットルセンサ、２０２…エアフローセンサ、２０３…クランク角センサ、２０４…車速センサ、２１１…リレー、２１２…燃料噴射弁、２１３…イグニッションコイル

Claims (2)

1. センサのアナログ出力信号を入力してデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えた自動車用電子制御装置であって、
   前記ＡＤ変換器の出力に基づき検出した第１制御パラメータと、前記第１制御パラメータを検出するセンサとは別のセンサの出力から求めた制御パラメータであって前記第１制御パラメータに相関して変化する第２制御パラメータとを比較して、前記ＡＤ変換器の出力異常の有無を検出する診断手段を備え、
   前記診断手段において、前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとは相互に異なる状態量であり、前記第２制御パラメータは前記ＡＤ変換器の出力に基づき検出した制御パラメータである、自動車用電子制御装置。
2. センサのアナログ出力信号を入力してデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えた自動車用電子制御装置であって、
   前記ＡＤ変換器の出力に基づき検出した第１制御パラメータと、前記第１制御パラメータを検出するセンサとは別のセンサの出力から求めた制御パラメータであって前記第１制御パラメータに相関して変化する第２制御パラメータとを比較して、前記ＡＤ変換器の出力異常の有無を検出する診断手段を備え、
   前記診断手段は、前記第１制御パラメータの変化速度と前記第２制御パラメータの変化速度とを比較して前記ＡＤ変換器の出力異常の有無を検出する、自動車用電子制御装置。