(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関制御系の各種センサからの検出信号を取り込む入力処理手段と、該取り込まれた検出信号に基づき故障発生の有無を判定し、故障信号を出力する故障判定手段と、前記出力された故障信号に基づき点灯信号を出力し警告灯を点灯する警告灯点灯手段と、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を診断する警告灯故障診断手段とを有する内燃機関の警告灯故障診断装置において、
前記警告灯故障診断手段は、前記入力処理手段から入力した検出信号と前記警告灯点灯手段から出力された点灯信号とに基づき、前記警告灯故障診断条件を判定する警告灯故障検出要否判定手段と、前記判定された前記警告灯故障診断条件に基づき、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を検出する警告灯故障検出手段と、前記検出された故障を予め設定された確定条件と比較して前記検出された警告灯及び警告灯制御ラインの故障状態が、所定時間または所定回数継続した時に故障と確定判定する警告灯故障判定手段を有すると共に、前記確定判定された故障結果と前記出力された故障信号とに基づき、燃料カットのフェイルセーフ制御を行なうフェイルセーフ制御手段とを有することを特徴とする内燃機関の警告灯故障診断装置。
【請求項２】
請求項１において、前記フェイルセーフ制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定値以上に上昇しないように、燃料噴射弁への燃料カットを行なうことを特徴とする内燃機関の警告灯故障診断装置。
【請求項３】
内燃機関制御系の各種センサから取り込まれた検出信号に基づき故障発生の有無を判定し、該判定結果により出力された故障信号に基づき点灯信号を出力し、前記取り込まれた検出信号と前記出力された点灯信号とに基づき、前記警告灯故障診断条件を判定し、該判定された前記警告灯故障診断条件に基づき、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を検出し、該検出された故障を予め設定された確定条件と比較して確定する内燃機関の警告灯故障診断方法において、
前記検出された警告灯及び警告灯制御ラインの故障状態が、所定時間または所定回数継続した時に故障と確定判定し、
確定された故障結果と前記出力された故障信号とに基づき、燃料カットのフェイルセーフ制御を行なうことを特徴とする内燃機関の警告灯故障時制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の警告灯故障診断装置、方法及び故障時制御方法に係り、特に、故障時に点灯し運転者に故障を伝える警告灯の故障を診断すると共に、故障時に運転者への警告灯の代替警告手段を確保する内燃機関の警告灯故障診断装置、方法及び故障時制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジン制御装置では、制御装置の何れかが故障した場合に、故障判定を行い、故障時に警告灯を点灯させて、運転者へ異常を警告する手段を設けている。
【０００３】
このような警告灯を設けたエンジン制御装置として、例えば特開平９−１２５９３８号公報では、エンジンの排気ガスを浄化する触媒の劣化判定を行い、該劣化判定された場合には警告灯を点灯させる技術を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方式は、エンジン装置が故障と判定された場合には、警告灯を点灯させることで、運転者へ異常を伝えることを実現している。
【０００５】
しかしながら、異常を伝えるべき警告灯及び警告灯制御ラインが故障した場合には、運転者への異常を伝える方法が損なわれてしまい、運転者がエンジンの異常を認識することができなくなってしまう問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、このような問題に鑑みてなされたものであって、、警告灯及び警告灯制御ラインの故障診断を確実に行うと共に、例え警告灯及び警告灯制御ライン自体に故障が発生した場合であっても、運転者へ制御系の異常を伝えることができる内燃機関の警告灯故障診断装置、方法及び故障時制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるの特徴とするところは、内燃機関制御系の各種センサから取り込まれた検出信号と故障判定手段から出力された故障信号とに基づき警告灯故障診断条件を判定し、該判定された警告灯故障診断条件に基づき警告灯及び警告灯制御ラインの故障を検出し、該検出された故障を予め設定された確定条件と比較することにより確定又は、確定に基づき内燃機関を制御することにある。
【０００８】
具体的には本発明は次に掲げる装置及び方法を提供する。
【０００９】
本発明は、内燃機関制御系の各種センサからの検出信号を取り込む入力処理手段と、該取り込まれた検出信号に基づき故障発生の有無を判定し、故障信号を出力する故障判定手段と、前記出力された故障信号に基づき点灯信号を出力し警告灯を点灯する警告灯点灯手段と、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を診断する警告灯故障診断手段とを有することを特徴とする内燃機関の警告灯故障診断装置を提供する。
【００１０】
また、好ましくは、前記警告灯故障診断手段は、前記入力処理手段から入力した検出信号と前記警告灯点灯手段から出力された点灯信号とに基づき、前記警告灯故障診断条件を判定する警告灯故障検出要否判定手段と、前記判定された前記警告灯故障診断条件に基づき、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を検出する警告灯故障検出手段と、前記検出された故障を予め設定された確定条件と比較して確定判定する警告灯故障判定手段とを有する。
【００１１】
また、好ましくは、前記警告灯故障診断手段は、前記入力処理手段から入力した検出信号と前記警告灯点灯手段から出力された点灯信号とに基づき、前記警告灯故障診断条件を判定する警告灯故障検出要否判定手段と、前記判定された前記警告灯故障診断条件に基づき、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を検出する警告灯故障検出手段と、前記検出された故障を予め設定された確定条件と比較して確定判定する警告灯故障判定手段を有すると共に、前記確定判定された故障結果と前記出力された故障信号とに基づき、燃料カットのフェイルセーフ制御を行なうフェイルセーフ制御手段とを有する。
【００１２】
また、好ましくは、前記警告灯故障判定手段は、前記検出された警告灯及び警告灯制御ラインの故障状態が、所定時間または所定回数継続した時に故障と確定判定する。
【００１３】
また、好ましくは、前記フェイルセーフ制御手段は、前記確定された故障結果と前記出力された故障信号とに基づき、前記内燃機関制御系の故障と判定されたとき、前記内燃機関の回転数が所定値以上に上昇しないように、燃料噴射弁への燃料カットを行なう。
【００１４】
また、本発明は、内燃機関制御系の各種センサから取り込まれた検出信号に基づき故障発生の有無を判定し、該判定結果により出力された故障信号に基づき点灯信号を出力し、前記取り込まれた検出信号と前記出力された点灯信号とに基づき、前記警告灯故障診断条件を判定し、該判定された前記警告灯故障診断条件に基づき、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を検出し、該検出された故障を予め設定された確定条件と比較して確定することを特徴とする内燃機関の警告灯故障診断方法を提供する。
【００１５】
また、本発明は、内燃機関制御系の各種センサから取り込まれた検出信号に基づき故障発生の有無を判定し、該判定結果により出力された故障信号に基づき点灯信号を出力し、前記取り込まれた検出信号と前記出力された点灯信号とに基づき、前記警告灯故障診断条件を判定し、該判定された前記警告灯故障診断条件に基づき、前記警告灯及び警告灯制御ラインの故障を検出し、該検出された故障を予め設定された確定条件と比較して確定すると共に、該確定された故障結果と前記出力された故障信号とに基づき、燃料カットのフェイルセーフ制御を行なうことを特徴とする内燃機関の警告灯故障時制御方法を提供する。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施の形態例に係る内燃機関の警告灯故障診断装置、方法及び故障時制御方法を、図を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態例に係る故障制御装置が備えられたエンジンシステムの全体構成を示す。図１に示すように、エンジン８が吸入すべき空気はエアクリーナ１の入口部２から取り入れられ、吸入空気量を制御する絞り弁５を設置した絞り弁装置６を通り、コレクタ７に入る。
【００１８】
絞り弁５は、モータ１０に連結されており、モータ１０を駆動することにより絞り弁５が操作される。絞り弁５を操作して、吸入空気量を制御している。コレクタ７に至った吸入空気は、エンジン８の各シリンダ２３に接続された各吸入空気管９に分配されてシリンダ２３内に導かれる。
【００１９】
一方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク１１から燃料ポンプ１２により吸引、加圧された上で燃料噴射弁（インジェクタ）１３、可変燃圧プレッシャレギュレータ１４が配管されている燃料系２４に供給される。
【００２０】
そして、この燃料系は、上記した可変燃圧プレッシャレギュレータ１４により所定の圧力に調圧され、それぞれのシリンダ２３に燃料噴射口を開口しているインジェクタ１３からシリンダ２３に噴射される。また、空気流量計３からは吸気流量を表す信号が出力され、コントロールユニット１５に入力されるようになっている。
【００２１】
さらに、絞り弁装置６には絞り弁５の開度を検出するスロットルセンサ１８が取り付けられており、その出力もコントロールユニット１５に入力されるようになっている。
【００２２】
次に、１６はクランク角センサであり、これはカム軸２５によって回転駆動され、クランク軸の回転位置を表す信号を出力する。この信号もコントロールユニット１５に入力されるようになっている。
【００２３】
また、２０は排気管２６に設けられたＡ／Ｆ（空燃比）センサであり、排気ガスの成分から実運転空燃比を検出、出力してその信号は同じくコントロールユニット１５に入力されるようになっている。
【００２４】
このコントロールユニット１５は、処理手段（ＣＰＵ）２７を有し、前述したクランク角信号、スロットル開度信号などのエンジンの運転状態を検出する各種の信号を入力信号として取り込み、所定の演算を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、上記したインジェクタ１３や点火コイル１７や絞り弁操作のためのモータ１０に所定信号を出力し、燃料供給制御、点火時期制御、吸入空気量制御を実行する。
【００２５】
２８は、これら各種制御系の何れかが故障した場合に点灯して運転者へ異常を知らせる警告灯である。
【００２６】
図２は、図１のコントロールユニット１５における制御系を示す。なお、以下に説明する図において、図１と共通する部分には、同一符号を付すものとする。
【００２７】
コントロールユニット１５には、制御の中枢を成すＣＰＵ１５ａと、後述する各種センサからの検出信号に対して所定の処理（例えばＡ／Ｄ変換等）を施す入力処理回路１５ｂと、データの転送を行うバス１５ｃと、ＣＰＵ１５ａによって所定の演算処理が施されたデータを出力する出力処理回路１５ｄとが設けられている。
【００２８】
入力処理回路１５ｂには、クランク角センサ１７、スロットルセンサ１８、アクセルセンサ１０７、水温センサ１０８、エアフローメータ３、イグニッションスイッチ１０９、スタータスイッチ１１０、バッテリ電圧１１１からの検出信号が取り込まれ、これらの信号は入力処理回路１５ｂによって、所定の処理が施され、データに変換された後、バス１５ｃを介してＣＰＵ１５ａに与えられる。
【００２９】
また、入力処理回路１５ｂからは、割込コントローラ１０４に対して割込信号が与えられるようになっている。
【００３０】
ＣＰＵ１５ａは、バス１５ｃを介して各種検出データが与えられると、該各種検出データに対しＲＯＭ１０１に格納されている所定のプログラム等に基づいて演算処理を施した後、該演算処理したデータをＲＡＭ１０２、バックアップＲＡＭ１０６に格納すると共に、警告灯２８、インジェクタ１３ａ〜１３ｄ、スロットルモータ１０、フュエルポンプ１２、イグナイタ１７に対し、出力処理手段１５ｄを介して制御信号を出力する。
【００３１】
図３は、本発明の一実施の形態例に係る故障制御装置の機能構成を示す。
図３に示すように、故障制御装置は、入力処理手段３０１と、故障判定手段３０２と、警告灯点灯手段３０３と、警告灯故障診断手段３０４とで構成されている。
【００３２】
入力処理手段３０１は、内燃機関の制御系に故障が生じた場合、バッテリ電圧１１１、クランク角センサ１７、エアフローメータ３、アクセルセンサ１０７等の検出信号を取り込む。
【００３３】
故障判定手段３０２は、該取り込まれた各種センサの出力信号に基づき故障発生の有無を判定し、故障信号を出力する。
【００３４】
警告灯点灯手段３０３は、出力された故障信号に基づき、点灯信号を出力し、警告灯２８を点灯する。
【００３５】
警告灯故障診断手段３０４は、警告灯２８及び警告灯制御ラインの故障を診断する。
【００３６】
警告灯故障診断手段３０４は、警告灯故障検出要否判定手段３０４１と、警告灯故障検出手段３０４２と、警告灯故障判定手段３０４３と、フェイルセーフ制御手段３０４４とで構成されている。
【００３７】
警告灯故障検出要否判定手段３０４１は、入力処理手段３０１により入力された検出信号と警告灯点灯手段３０３から出力された点灯信号とに基づき、警告灯故障診断が確実に行なえる条件、例えば制御系を動作させるバッテリ電圧１１１の電圧が十分かどうかを判定する。
【００３８】
警告灯故障検出手段３０４２は、警告灯故障診断条件が成立（許可）された場合に、警告灯２８及び警告灯制御ラインが故障しているか否かを検出する。
【００３９】
警告灯故障判定手段３０４３は、警告灯故障検出手段３０４２で検出された結果が誤検出であるか否かを判定し故障を確定する。すなわち、検出された警告灯及び警告灯制御ラインの故障状態が、所定時間または所定回数継続した時に故障と確定判定する。
【００４０】
フェイルセーフ制御手段３０４４は、警告灯故障判定手段３０４３からの確定結果と、故障判定手段３０２から出力された故障信号とに基づき、インジェクタ１３ａ〜１３ｄへのフェイルセーフ制御を行なう。
【００４１】
警告灯故障のみで、エンジン制御系部品、例えばセンサ、アクチュエータ等が故障していなければ、フェイルセーフは実行しなくても、走行上は何ら差し支えない。
【００４２】
図４は、図１の警告灯２８の点灯制御を示すもので、警告灯２８は、図８に示すように、運転席のインタパネル３０に設けられている。警告灯２８は、バッテリ電圧ＶＢからの電力によって点灯する。また、コントロールユニット１５内のＣＰＵ１５ａによって、例えばトランジスタＴｒが駆動されるようになっており、Ｔｒが駆動された時、警告灯２８が点灯するようになっている。
【００４３】
さらに、警告灯２８とトランジスタＴｒとの間の断線及びショートを検出するために、警告灯２８とトランジスタＴｒとの間に電圧発生抵抗Ｒ及び警告灯電圧検出回路１５ｅが設けられている。
【００４４】
これに対し、例えば図４の制御ラインのＡ部分で断線が生じた場合、図５の警告灯故障診断入出力表に示すように、警告灯点灯出力（ＣＰＵ１５ａからトランジスタＴｒへのベース出力）がＬｏｗの時、トランジスタＴｒがオフ状態であっても、電圧発生回路Ｒに電圧が発生しないため、警告灯点灯入力ＩＣ読み込み値（警告灯電圧検出回路１５ｅからＣＰＵ１５ａへの信号）がＬｏｗとなる。
【００４５】
また、図３の制御ラインのＡ部分でショートが生じた場合、図５に示すように、警告灯点灯出力（ＣＰＵ１５ａからトランジスタＴｒへのベース出力）がＨｉｇｈの時、トランジスタＴｒがオン状態であっても、電圧発生回路Ｒに電圧が発生するため、警告灯点灯入力ＩＣ読み込み値（警告灯電圧検出回路１５ｅからＣＰＵ１５ａへの信号）がＨｉｇｈとなる。上記により、警告灯２８の断線及びショート故障ありと判断する。
【００４６】
図６は、警告灯２８の断線及びショート故障を診断するフローチャートを示す。図４で説明したように、ＣＰＵ１５ａの出力と電圧検出回路１５ｅの出力との関係から断線及びショート故障判定が行われるものである。
【００４７】
すなわち、ステップ６０１において、警告灯の故障検出許可が判定される。ここでの検出許可判定条件は、例えば、バッテリ電圧１１１が低すぎると、制御系が誤動作して正確な故障診断ができなくなるので、バッテリ電圧１１１等の電圧状態に応じて判定される。
【００４８】
次に、ステップ６０２において、図３で示すクランク角センサ１７、エアフローメータ３、アクセルセンサ１０７等の各種センサの故障判定に応じた警告灯点灯制御状態を検出する。
【００４９】
次いで、警告灯点灯制御が施されている時は、ステップ６０３にて警告灯電圧検出回路１５ｅの出力値を取り込む。図５で説明したように、警告灯点灯制御が施されている場合、すなわちＣＰＵ１５ａからトランジスタＴｒへＨｉｇｈの信号を出力している時、警告灯電圧検出回路１５ｅがＣＰＵ１５ａへＬｏｗの出力を出力することで、ＣＰＵ１５ａによりショートなしと判定される。
【００５０】
これに対し、例えば図４のＡの部分でショートが生じた場合、上述したように、ＣＰＵ１５ａからトランジスタＴｒへＨｉｇｈの信号を出力している時、警告灯電圧検出回路１５ｅがＣＰＵ１５ａへＨｉｇｈとなることで、ＣＰＵ１５ａによりショートありと判定される。
【００５１】
ショートありと判定された場合、ステップ６０４において、ＭＩＬＳＣＮＴカウンタによってカウントアップが行われると共に、ステップ６０５において、カウンタ値が規定ＮＧ（ＭＩＬＳＮＧ）値に達したか否かの判定が行われる。ここで、規定ＮＧ値を設けている理由は、規定ＮＧ値を所定値としておくことで、ノイズ等によるＭＩＬＳＣＮＴカウンタのカウントアップによる誤診断を防止するためである。
【００５２】
一方、ステップ６０３にてショートなしと判定された時は、ステップ６０６において、ＭＩＬＳＣＮＴカウンタのクリア処理を行う。
【００５３】
次に、ステップ６０２において、警告灯点灯制御が施されていない時は、ステップ６０７にて、ステップ６０３と同様に、警告灯電圧検出回路１５ｅの出力値を取り込む。図５で説明したように、警告灯点灯制御が施されていない場合、すなわちＣＰＵ１５ａからトランジスタＴｒへＬｏｗの信号を出力している時、電圧検出回路１５ｅがＣＰＵ１５ａへＨｉｇｈの出力を出力することで、ＣＰＵ１５ａにより断線なししと判定される。
【００５４】
これに対し、例えば図４のＡの部分で断線が生じた場合、上述したように、ＣＰＵ１５ａからトランジスタＴｒへＬｏｗの信号を出力している時、警告灯電圧検出回路１５ｅがＣＰＵ１５ａへＬｏｗとなることで、ＣＰＵ１５ａにより断線ありと判定される。
【００５５】
断線ありと判定された場合、ステップ６０８において、ＭＩＬＤＣＮＴカウンタによってカウントアップが行われると共に、ステップ６０９において、カウンタ値が規定ＮＧ（ＭＩＬＤＮＧ）値に達したか否かの判定が行われる。ここで、規定ＮＧ値を設けている理由は、規定ＮＧ値を所定値としておくことで、同様にノイズ等によるＭＩＬＤＣＮＴカウンタのカウントアップによる誤診断を防止するためである。
【００５６】
一方、ステップ６０７にて断線なしと判定された時は、ステップ６１０において、ＭＩＬＤＣＮＴカウンタのクリア処理を行う。
【００５７】
次に、ステップ６１１において、ステップ６０５またはステップ６０９の何れかの判定にて警告灯２８の断線もしくはショート故障と判定された時に、警告灯２８及び警告灯制御ラインの故障と判定される。
【００５８】
図７は、上述した警告灯故障と判定された後のフローチャートを示す。ステップ７０１において、例えば図６に示したステップ６０５（警告灯断線故障検出）、或いはステップ６０９（警告灯ショート故障検出）の何れかでＮＧ判定を下すと、ステップ７０２において、警告灯点灯要求があるか判定する。
【００５９】
この時、警告灯２８及び警告灯制御ラインが故障しているため、警告灯点灯制御要求に応じた点灯が実施できない。そこで、警告灯点灯要求があった時、すなわち内燃機関の制御系が故障しての警告灯点灯要求があった時には、ステップ７０３において、エンジン回転数が所定値（ＭＩＬＮＧＦＣ）以上であるか否かを判定し、所定値以上ならば、ステップ７０４にて燃料カットを行う。燃料カットするとエンジン回転数が下がるので、運転者は警告灯が点灯できない故障状態であっても、エンジン異常を察知することが可能となる。
【００６０】
また、ステップ７０１で警告灯故障が判定されている時でも、ステップ７０２にて警告灯点灯要求がない時、すなわち単に警告灯２８及び警告灯制御ラインが故障したときには、上述の燃料カット等の運転者への代替警告をする必要がないことから、何も行わない。
【００６１】
次に、ステップ７０５において、ステップ７０４で燃料カットしたことにより、エンジン回転数が所定値（ＭＩＬＮＧＲＣ）を下回ったことが判定された時は、ステップ７０６において、燃料カットリカバ（燃料噴射再開）される。これにより、ステップ７０４の燃料カット制御によるエンジンストール（エンスト）を防止する。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、警告灯及び警告灯制御ラインの故障診断を確実に行うと共に、例え警告灯及び警告灯制御ライン自体に故障が発生した場合であっても、運転者へ制御系の異常を伝えることができるので、より高い安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例に係る故障制御装置が備えられたエンジンシステムの全体構成図である。
【図２】図１のコントロールユニットにおける制御系の構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態例に係る故障制御装置の機能構成ブロック図である。
【図４】図１の警告灯２８の点灯制御を示す図である。
【図５】本発明に適用される警告灯診断の入出力特性図である。
【図６】警告灯及び警告灯制御ラインの断線及びショート故障を診断するフローチャート図である。
【図７】図６で警告灯故障と判定された後のフローチャート図である。
【図８】図１に適用される警告灯の配置図である。
【符号の説明】
３０１…入力処理手段、３０２…故障判定手段、３０３…警告灯点灯手段、３０４…警告灯故障診断手段、３０４１…警告灯故障検出要否判定手段、３０４２…警告灯故障検出手段、３０４３…警告灯故障判定手段、３０４４…フェイルセーフ制御手段
【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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