(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光または音によりドライバーに警告する手段と、
エンジン制御に関係する部品または部位に故障が生じたかどうかを診断する手段と、
この診断結果より故障時に前記警告手段を作動させる手段と、
この作動手段または前記警告手段に故障が生じたかどうかを診断する手段と、
この診断結果より作動手段または警告手段の故障時でかつ前記エンジン制御に関係する部品または部位の故障時にエンジン出力を制限する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記エンジン制御に関係する部品または部位の故障は軽度の故障であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記エンジン制御に関係する部位の故障はエンジンの基本性能に直接影響しない部位であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記エンジンの基本性能に直接影響しない部位は診断機能であることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記診断機能はＣＰＵを対象とする監視ＩＣの診断機能であることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記エンジンの基本性能に直接影響しない部位はフェールセーフ機能であることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
燃料カットにより前記エンジン出力の制限を行うことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
電動モータにより駆動されるスロットル弁と、スロットル弁の開度を検出する手段と、アクセルペダルの踏み込み量を電気信号に変換する手段と、前記検出されたスロットル弁開度がこのアクセルペダル踏み込み量に応じたスロットル弁開度目標値と一致するように前記電動モータを制御する手段と備えることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記エンジン出力の制限は前記スロットル弁開度目標値を制限することであることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記スロットル弁開度目標値の制限は、前記アクセルペダル踏み込み量が所定値以上で上限値に制限することであることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記スロットル弁開度目標値の制限は、前記アクセルペダル踏み込み量に対するスロットル弁開度目標値の特性を、エンジン出力を制限しない場合より緩やかにすることであることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの制御装置、特に故障時の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常運転時にエンジン制御に関わる部品や部位に故障が生じた場合、フェールセーフ機能を作動させるようにしたものが提案されている（特開平６−１０８９０６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常運転時にエンジン制御に関わる部品や部位に故障が生じた場合にこの故障をドライバーに知らせるため警告灯を点灯することが考えられる。この場合に、故障は警告灯や警告灯の点灯回路（あるいは点滅回路）にも生じるので、これらの故障により警告灯が点灯しない状態に陥ると、エンジン制御に関わる部品や部位に故障があってもドライバーに警報することができない。
【０００４】
一方、エンジン制御に関わる部品や部位に故障が生じた場合にエンジン出力を制限（所定回転数以上でフュエルカットする等）し、この出力制限に伴うエンジン挙動の変化によりドライバーに故障を知らせることも考えられる。しかしながら、エンジン制御に関わる部品や部位の故障といっても様々なものがあり、そのうちの軽度の故障時やエンジンの基本機能に直接影響しない部位の故障時にも出力制限するのでは、不自由な運転を余儀なくされる機会が多くなる。
【０００５】
たとえば、アクセルペダルの踏み込み量とは独立に、電動モータを用いてスロットル弁開度を制御するものがあり、このものにおいてアクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサを２つ設けている場合に、そのうちの１つが故障（軽度の故障）したからといって、当面（つまり他の１つが故障するまで）は、通常時と同じ運転が可能である。したがって、アクセルペダルセンサの１つが故障した段階で出力制限したのでは、無用に出力制限することになる。
【０００６】
また、診断機能やフェールセーフ機能（エンジンの基本機能に直接影響しない部位）に故障が生じたからといって、診断の対象に故障が生じていない間は、通常時と同じ運転が可能であるので、診断対象の故障の前に診断機能やフェールセーフ機能に故障が生じたとき出力制限したのでも無用な出力制限を行うことになる。
【０００７】
そこで本発明は、エンジン制御に関わる部品や部位の故障時に光や音による警告手段によりドライバーに対して警報しエンジン出力は制限しないようにするとともに、前記警告手段の診断機能を追加し、エンジン制御に関わる部品や部位の故障時でかつ前記警告手段も故障している場合にエンジン出力を制限することにより、故障時にエンジン出力を制限する機会を無用に増やさないようにするとともに、前記警告手段の故障時にもドライバーへの故障警報を行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図７に示すように、光または音によりドライバーに警告する手段５１と、エンジン制御に関係する部品または部位に故障が生じたかどうかを診断する手段５２と、この診断結果より故障時に前記警告手段５１を作動させる手段５３と、この作動手段５３または前記警告手段５１に故障が生じたかどうかを診断する手段５４と、この診断結果より作動手段または警告手段の故障時でかつ前記エンジン制御に関係する部品または部位の故障時にエンジン出力を制限する手段５５とを設けた。
【０００９】
第２の発明では、第１の発明において前記エンジン制御に関係する部品または部位の故障が軽度の故障である。
【００１０】
第３の発明では、第１の発明において前記エンジン制御に関係する部位の故障がエンジンの基本性能に直接影響しない部位である。
【００１１】
第４の発明では、第３の発明において前記エンジンの基本性能に直接影響しない部位が診断機能である。
【００１２】
第５の発明では、第４の発明において前記診断機能がＣＰＵを対象とする監視ＩＣの診断機能である。
【００１３】
第６の発明では、第３の発明において前記エンジンの基本性能に直接影響しない部位がフェールセーフ機能である。
【００１４】
第７の発明では、第１から第６までのいずれか一つの発明において燃料カットにより前記エンジン出力の制限を行う。
【００１５】
第８の発明では、第１から第７までのいずれか一つの発明において図８に示すように、電動モータ６１により駆動されるスロットル弁６２と、スロットル弁６２の開度を検出する手段６３と、アクセルペダル６６の踏み込み量を電気信号に変換する手段６４と、前記検出されたスロットル弁開度がこのアクセルペダル踏み込み量に応じたスロットル弁開度目標値と一致するように前記電動モータ６１を制御する手段６５と備える。
【００１６】
第９の発明では、第８の発明において前記エンジン出力の制限が前記スロットル弁開度目標値を制限することである。
【００１７】
第１０の発明では、第９の発明において前記スロットル弁開度目標値の制限が、前記アクセルペダル踏み込み量が所定値以上で上限値に制限することである。
【００１８】
第１１の発明では、第９の発明において前記スロットル弁開度目標値の制限が、前記アクセルペダル踏み込み量に対するスロットル弁開度目標値の特性を、エンジン出力を制限しない場合より緩やかにすることである。
【００１９】
【発明の効果】
第１の発明では、故障診断手段により、エンジン制御に関係する部品または部位に故障があると診断されたとき、光または音による警告手段を作動させることによってドライバーに対し警報が与えられる。
【００２０】
ここでの故障が特に軽度であるものやエンジンの基本機能に直接影響しない部位にあるときには、光や音による警報だけで十分であり、エンジン出力を制限することがないので、エンジン出力を制限する機会を無用に増やすことがない。
【００２１】
一方、故障診断手段による故障診断時に光や音による警告手段を作動させるだけの構成だと、この警告手段に故障が生じたときは、ドライバーへの警告手段を失う。
【００２２】
これに対して第１の発明では、この場合（つまり警告手段を作動させたいのに警告手段が作動しない場合）が警告手段診断手段により故障として診断され、このときは、出力制限に伴うエンジン挙動の変化によりドライバーに故障があることが伝えられる。
【００２３】
このようにして第１の発明では、軽度の故障やエンジンの基本機能に直接影響しない部位の故障時には光や音による警報が与えられるだけなので、エンジン出力を無用に制限する機会を増やすことにならず、かつ光や音による警告手段が故障して警報できない場合にも他の方法で確実に警報を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン制御用のＥＣＭ（エレクトロニックコントロールモジュール）で、主にＣＰＵ２、メモリ３、入出力装置４からなり、このうちＣＰＵ２では、各種センサ１１からの信号に基づき、たとえば吸入空気量、エンジン回転数、冷却水温に応じた燃料噴射パルス幅を演算し、この燃料噴射パルス幅に対応する燃料が各気筒に設けたインジェクタ１２から所定のタイミングで供給されるように燃料制御を行うとともに、アイドル時以外で主にエンジンの回転数と負荷に基づいて、またアイドル時にはエンジン回転数に応じて最適な点火時期を演算し、この時期に点火コイル１３の一次電流が遮断されるようにＲＥＦ信号（圧縮上死点前の所定クランク角で立ち上がる）を用いて点火時期制御を行う。
ＣＰＵ２ではまた、通常運転時にエンジン制御に関わる部品（たとえばクランク角センサ、エアフローメータやその各信号系統）や部位に故障が生じたかどうかを診断するほか、監視ＩＣ５によるＣＰＵの診断機能に故障が生じているかどうかをも診断する。なお、監視ＩＣ５はＣＰＵ２からの一定パルスの周期を監視しており、このパルスよりＣＰＵ２に故障が生じたことを診断すると、ＣＰＵ２に対してリセット信号を出す。監視ＩＣ５はいわゆるウォッチドッグタイマの機能を有するもので、リセット信号を受けたとき、ＣＰＵ２では点火時期、燃料噴射パルス幅を一定値に固定することで、ＣＰＵ２の故障時にも最低限の走行だけはできるようにしている。
【００２５】
さて、上記エンジン制御に関わる部品や部位に故障が生じた場合にこの故障をドライバーに知らせるため警告灯を点灯（あるいは点滅）することが考えられる。この場合に、故障は警告灯や警告灯の点灯回路にも生じるので、故障により警告灯が点灯しない状態に陥ると、エンジン制御に関わる部品や部位に故障が生じてもドライバーに警報することができない。
【００２６】
一方、エンジン制御に関わる部品や部位に故障が生じた場合にエンジン出力を制限し、この出力制限に伴うエンジン挙動の変化によりドライバーに故障を知らせることも考えられるが、たとえばＣＰＵを対象とする監視ＩＣ５の診断機能に故障が生じたからといって、ＣＰＵ２に故障が生じてなければ通常時と同じ運転が可能であり、監視ＩＣ５の診断機能に故障が生じただけの段階で出力制限したのでは、無用な出力制限を行うことなる。
【００２７】
これに対処するため本発明の第１実施形態では、エンジン制御に関わる部品や部位の故障時に警告灯によりドライバーに警報するだけでエンジン出力を制限しないようにするとともに、警告灯および警告灯点灯回路の診断機能を追加し、エンジン制御に関わる部品や部位の故障時でかつ警告灯や警告灯点灯回路も故障している場合にだけエンジン出力を制限する。
【００２８】
このため、図２に示したように、警告灯２１を運転室内に設けるとともに、故障診断部２３からの信号を受ける警告灯点灯部２２、警告灯診断部２４、ＡＮＤ回路２５、エンジン出力制限部２６をＥＣＭ１内に新たに設けている。
【００２９】
まず、警告灯点灯部２２は、図３に示したようにパワトランジスタ３１からなり、ＣＰＵ２からの信号がローレベル（消灯要求がある）のとき警告灯２１が消えたままであるのに対して、ＣＰＵ２からの信号がハイレベル（点灯要求がある）になるとパワトランジスタ３１が導通しバッテリ３２からの電流が警告灯２１に流れて点灯する。
【００３０】
また、図３において、パワトランジスタ３１のコレクタが大きな抵抗３４を介して接地され、コレクタの電位が入力ＩＣ３３を介してＣＰＵ２に入力されている。これら入力ＩＣ３３と抵抗３４は警告灯診断部の一部を構成するもので、入力ＩＣを介して入力する電圧信号から警告灯診断部２４が警告灯２１やパワトランジスタ３１を主とする点灯回路に断線やショートなどの故障が生じたかどうかを診断する。たとえば、ＣＰＵ２より点灯要求があるのに消灯状態となる故障（バッテリ３２のショート、パワトランジスタ３１の常時ＯＦＦ故障、断線、玉切れ）と、ＣＰＵ２より消灯要求があるのに点灯状態となる故障（たとえばグランドショート、パワトランジスタ３１の常時ＯＮ故障）とがあり、これらの場合に警告灯２１やパワトランジスタを主とする点灯回路に故障が生じたと判定するのである。
【００３１】
図２に戻り、故障診断部２３では、従来と同じに、運転時にエンジン制御に関わる部品（たとえばクランク角センサ、エアフローメータやその各信号系統）や部位に故障が生じたかどうかを診断するほか、ＣＰＵ２を対象とする監視ＩＣ５の診断機能に故障が生じているかどうかも診断する。
【００３２】
故障診断部２３からの信号と警告灯診断部２４からの信号が入力されるＡＮＤ回路２５では、故障診断部２３により故障があると判定されたときかつ警告灯診断部２４によっても故障があると判定されたときだけハイレベルの信号を出力し、それ以外ではローレベルの信号を出力する。
【００３３】
エンジン出力制限部２６では、ＡＮＤ回路２５からの信号がローレベルのとき出力制限を行わないが、ＡＮＤ回路２５からの信号がハイレベルのとき燃料カットを行う。たとえば、回転数が所定値１を越えている場合に燃料カットを行い、その後に回転低下して所定値２以下となったら燃料カットよりリカバーさせる。ここで、所定値１には何とか走行が可能である回転数を選択する。
【００３４】
なお、図２には、故障診断部２３、警告灯診断部２４、エンジン出力制御部２６をブロックで示したが、これらの各機能およびＡＮＤ回路２５の機能をフローチャートにより容易に表現することができることはいうまでもない。
【００３５】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００３６】
故障診断部２３により、ＣＰＵ２を対象とする監視ＩＣの診断機能に故障があると診断されたとき、警告灯２１を点灯することによってドライバーに対し警報が与えられる。
【００３７】
ここで、特に監視ＩＣの診断機能は、エンジンの基本機能に直接影響しない部位であり、この部位の故障時には警告灯による警報だけで、エンジン出力を制限することはないので、エンジン出力を制限する機会を無用に増やすことがない。
一方、故障診断部２３による故障診断時に警告灯を点灯するだけの構成だと、警告灯が点灯しない故障が生じたときは、ドライバーへの光による警告手段を失う。
【００３８】
これに対して実施形態では、この場合（つまり点灯要求を出しているのに点灯しない場合）が警告灯診断部２４により故障として診断され、このときは、出力制限に伴うエンジン挙動の変化によりドライバーに故障があることが伝えられる。つまり、警告灯を点灯したいときに点灯しないため警告灯によっては警報できない場合にも、この実施形態では他の方法で警報できるわけである。
【００３９】
図４は第２実施形態で、第１実施形態の図２に対応する。なお、図２と同一部分には同一の符号を付けている。
【００４０】
スロットル弁を電動モータで駆動するとともに、アクセルペダルの踏み込み量に応じて電動モータへの駆動量を制御するようにするものでは、実際のスロットル弁開度を検出し、これがアクセルペダルの踏み込み量に応じたスロットル弁開度目標値と一致するように制御する必要があることから、スロットルセンサをスロットル弁に設けている。このスロットルセンサ出力は、図５に示したように、当初はスロットル弁の全閉位置で電圧Ａであったものが、経時劣化により電圧Ｂに移ったときには Δ Ｖの誤差が生じるので、この誤差を学習値としてバックアップＲＡＭに格納しておき、この場合であれば、始動時にスロットルセンサ出力からこの学習値の分を差し引いた値をスロットルセンサ出力とすることによって、スロットルセンサに生じる経時劣化に対処している。なお、図５では実際よりも
Δ Ｖを拡大して示している。また、図５では経時劣化によりスロットルセンサ出力が大きくなる場合で示したが、小さくなることもあり、この場合も学習値を導入することによってスロットルセンサに生じる経時劣化に対応できることはいうまでもない。
【００４１】
第２実施形態は、こうした電動式スロットル弁制御装置を前提とするもので、図４において、故障診断部４１では、第１実施形態で説明した故障診断に加えて、上記の学習値に異常があるかどうかを診断する。この結果、学習値に異常があると診断され、かつ警告灯診断部２４によっても故障があることが診断された場合にだけＡＮＤ回路２５がハイレベルの信号を出力し、このとき、エンジン出力制限部４２では、図６破線に示したように、所定のアクセルペダル踏み込み量以上でスロットル弁開度目標値を上限値に制限する。あるいは、図６一点鎖線のように、エンジン出力を制限しない場合（実線参照）よりアクセルペダル開度に対するスロットル弁開度目標値の傾きを緩やかにする。なお、スロットル弁開度目標値を制限するのでなく、第１実施形態と同様に、燃料カットによりエンジン出力を制限してもかまわない。
【００４２】
この第２実施形態でも、学習値の異常を診断したときには警告灯によりドライバーに警報するだけでエンジン出力を制限することはしないので、エンジン出力を制限する機会を無用に増やすことがなく、かつ故障により警告灯では警報できない場合にも他の方法で確実に警報を行うことができる。
【００４３】
２つの実施形態では、エンジンの基本性能に直接影響しない部位として、監視ＩＣの診断機能や学習値を挙げたが、他の診断機能（あるいはフェールセーフ機能）やその他の軽微な故障でもかまわない。
【００４４】
実施形態では、警告灯で説明したが、警告ブザーでもかまわない。
【００４５】
実施形態では、エンジン制御に関係する部位の故障がエンジンの基本性能に直接影響しない部位である場合で説明したが、エンジン制御に関係する部品または部位の故障が軽度の故障である場合にも本発明を適用することができる。たとえば、アクセルペダルの踏み込み量とは独立に、電動モータを用いてスロットル弁開度を制御するものがあり、このものにおいてアクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサを２つ設けている場合に、そのうちの１つが故障した場合が軽度の故障時である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＣＭ１の構成図である。
【図２】第１実施形態のＥＣＭ１のブロック図である。
【図３】警告灯回路図である。
【図４】第２実施形態のＥＣＭ１のブロック図である。
【図５】第２実施形態のスロットルセンサ出力の特性図である。
【図６】第２実施形態のアクセルペダル踏み込み量に対するスロットル弁開度目標値の特性図である。
【図７】第１の発明のクレーム対応図である。
【図８】第８の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
１  ＥＣＭ
２  ＣＰＵ
５  監視ＩＣ
２１  警告灯
２２  警告灯点灯部
２３  故障検出部
２４  警告灯診断部
２５  ＡＮＤ回路
２６  エンジン出力制限部
４１  故障診断部
４２  エンジン出力制限部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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