JP2005146888A

JP2005146888A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2005146888A
Application number: JP2003381585A
Authority: JP
Inventors: Yukifumi Kikutani; 享史菊谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】車載機器の異常を検出するとともに、安全な状態で停止可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載したエンジン１の動作を制御するとともにエンジン１の動作状態を検出する車両の制御装置において、エンジン１の予兆的異常を検出する異常検出手段Ｓ２０１、Ｓ２０２と、予兆的異常を検出すると、車外に異常事態を報知する報知手段６０と、報知手段６０による車外への報知開始の所定時間後に、エンジン１の動作を制限する制限手段Ｓ２１１、Ｓ２１２とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、例えば車両に搭載される内燃機関等の車両駆動系ユニットの制御装置に適用して好適なものである。

車両用制御装置は、車両の制御状態から、車載機器の各種の異常検出を行なうものがある（特許文献１参照）。異常検出手段としては、エンジン制御ユニット、自動変速制御ユニット等の様々な手段が用いられている。また、搭載機器の異常の程度、種類によって様々な異常処置がとられている。

また、近年、自動車には、法的にも、自車の状態を監視するＯＢＤ装置等を搭載して異常を運転者に知らせることを義務付けるものもある。
特開平６−６６１９７号公報

様々な異常処置をとるにあたって、搭載機器の異常は同じ優先度であるわけではなく、例えば燃料系の洩れ等の異常は重大な異常として他のどの異常よりも優先度が高い。燃料系の洩れによって車両が安全な走行を維持できない状態にある場合には、エンジン制御ユニットは、燃料供給を停止するような処置を実施する場合がある。

しかしながら、従来技術では、重大な異常を検出したための処置としてやむを得ないことではあるが、予期せぬエンジン停止を強制実施することになる。異常が発生した車両の運転者に対しては、メータパネル上のランプ等で異常を知らせることはできるが、後続の車両に対しては異常を知らせることはなく、停止あるいは急減速する。そのため、高速道路等では特に後続車との車両間距離が近接しすぎると、後続車両の運転者がパニック状態となるなどの事態が発生するおそれがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、車載機器の異常を検出するとともに、安全な状態で制動可能な車両の制御装置を提供することにある。

本発明の請求項１によると、車両に搭載した搭載機器の動作を制御するとともに搭載機器の動作状態を検出する車両の制御装置において、搭載機器の予兆的異常を検出する異常検出手段と、予兆的異常を検出すると、車外に異常事態を報知する報知手段と、報知手段による車外への報知開始の所定時間後に、搭載機器の動作を制限する制限手段とを備えていることを特徴とする。

これによると、燃料洩れ等の予兆的異常を検出する異常検出手段と、予兆的異常を検出すると、車外に異常事態を報知する報知手段と、報知手段による車外への報知開始の所定時間後に、搭載機器の動作を制限する制限手段とを備えるので、車両の安全な走行に支障を及ぼすおそれのある異常を異常検出手段が検出する場合であっても、報知手段による車外への異常事態の警報を、後続車両等の周囲の車両が認知するまでの余裕時間として、その警報を発する車両における制動動作を開始するまで間に所定時間を設けることができる。

したがって、異常検出のため強制制動を実施前に警報をする車両は、周囲の車両に対して警報を認知後に退避行動などの処置をとる時間的余裕を与えることができる。

本発明の請求項２によると、搭載機器は車両駆動系ユニットであって、車両駆動系ユニットは、要求に従い予定された出力とおりに動作しない状態にあるとき、予兆的異常と判断されることを特徴とする。

これによると、異常の発生を早期に捕らえることが可能である。例えば車両駆動系ユニットとしての内燃機関が運転者の要求に従い予定された出力とおりに動作しない状態として、予定出力より小さい場合には、内燃機関を構成する内燃機関へ燃料を供給する燃料噴射手段等の燃料系からの燃料洩れ発生を早期に捕らえることが可能である。また、予定出力より大きい場合には、内燃機関の燃焼室への燃料系からの洩れによる燃料供給の過剰状態の発生を早期に捕らえることが可能である。これら燃料洩れ、過剰な燃料供給等の車両の安全な走行に支障を及ぼすおそれのある異常を早期に捕らえられる。

本発明の請求項３によると、車両駆動系ユニットは内燃機関であって、内燃機関は、内燃機関へ燃料供給する燃料噴射手段と、燃料噴射手段が内燃機関へ供給する燃料噴射量を制御する燃料噴射制御手段とを備え、内燃機関における予兆的異常とは、内燃機関の予定出力を得るために行なう内燃機関への燃料噴射量、あるいは燃料噴射タイミングの制御動作において、燃料噴射手段における燃料噴射量、あるいは燃料噴射タイミングの変化が所定値を超えて生じ、予定された出力よりも所定値以上に大または小出力となることを特徴とする。

これによると、内燃機関の動作状態において、予定出力に対して出力の僅かな増減という予定出力どおり動作しない状態に陥っている僅かな異常兆候であっても、
内燃機関の予定出力を得るために行なう内燃機関への燃料噴射量、あるいは燃料噴射タイミングの制御動作において、燃料噴射手段における燃料噴射量、あるいは燃料噴射タイミングの変化が所定値を超えて生じる現象を、異常として捕らえることが可能である。

本発明の請求項４によると、燃料噴射手段は、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、蓄圧室に燃料を圧送する高圧供給ポンプと、蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を前記内燃機関の各気筒に噴射供給する燃料噴射弁とを備えていることを特徴とする。

燃料噴射手段として、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、蓄圧室に燃料を圧送する高圧供給ポンプと、蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を前記内燃機関の各気筒に噴射供給する燃料噴射弁とを備えているものに適用して好適である。例えば蓄圧室は、駆動系ユニットである内燃機関が運転中は常時高圧状態となっているため、例えば蓄圧室と燃料噴射弁との間を繋ぐ供給配管等の高圧燃料経路に亀裂等が生じると、高圧燃料が霧状に噴出するおそれがある。予兆的異常を検出して直ちに強制制動させるのではなく、車外へ異常状態の警報を報知開始の所定時間後に制動処置を実施することで、異常を報知した車両、およびその周囲の車両における車両の安全状態の確保が図れる。

本発明の請求項５によると、制限手段は、燃料噴射手段を備え、燃料噴射手段は、予兆的異常があるとき、燃料噴射を停止、または燃料噴射量を減量することを特徴とする。

これによると、車外へ異常状態の警報を報知開始の所定時間後に、燃料噴射手段によって内燃機関への燃料供給を停止、または供給する燃料噴射量を減量することで、車両を停止または減速するため、必要に応じて退避走行をしながら、安全な状態で車両を停止できる。

以下、本発明の車両の制御装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。

図１は、実施形態の車両の制御装置に適用した内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成図である。図２は、図１中のＥＣＵにおいて異常の検出と異常の種類に基いて実施する異常処置とを行なう制御処理を示すフローチャートである。

図１に示すように、内燃機関の制御装置は、本発明の車両の制御装置に相当するもので、例えば自動車等の車両に搭載された４気筒のディーゼルエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）１の運転状態または運転条件、車両の走行状態および運転者の操作量（意志）を各種センサにより検出して、エンジンコントロールユニット（エンジン制御ユニット）（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１０に伝えて、各種センサからのセンサ信号により最適な目標噴射量（指令噴射量）、目標噴射時期（指令噴射時期）、目標噴射期間（指令噴射期間）および目標噴射圧力（指令噴射圧力）を演算し、それぞれを制御する複数個（本実施例では４個）のインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）２および高圧供給ポンプ（燃料供給ポンプ）（以下、サプライポンプと呼ぶ）３等に指令するように構成されている。

エンジン１は、シリンダ、シリンダヘッド、およびオイルパン等から構成された４サイクル４気筒エンジンである。なお、エンジン１の各気筒の吸入ポートは、吸気弁（インテークバルブ）１１により開閉され、排気ポートは排気弁（エキゾーストバルブ）１２により開閉される。また、各気筒内には、連接棒を介してクランク軸１３に連結されたピストン１４が摺動自在に配設されている。

インジェクタ２は、エンジン１のシリンダヘッドに、各気筒に対応して取付けられている。これらのインジェクタ２は、噴射孔を形成したノズルボディ内に、噴射孔を開閉するノズルニードルを摺動自在に収容した燃料噴射ノズル、ノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁（ニードル駆動手段、ソレノイドアクチュエータ）、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段等により構成されている。

これらのインジェクタ２からエンジン１への燃料噴射は、ノズルニードルに連結されたコマンドピストンの背圧制御室（圧力制御室）内の燃料圧力を制御する電磁弁（図示せず）への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により電子制御される。各気筒のインジェクタ２の電磁弁が開弁している間、蓄圧室としてのコモンレール１７内に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射される。なお、インジェクタ２の内部リーク燃料または圧力制御室からの排出燃料（インジェクタ２を開弁するために用いた燃料）は、リターン配管３３を経て燃料タンク１５に還流するように構成されている。

サプライポンプ３は、吸入した燃料を加圧して吐出口からコモンレール１７へ高圧燃料を圧送する高圧供給ポンプであり、燃料タンク１５から燃料を汲み上げるフィードポンプ（低圧供給ポンプ）６を備えている。フィードポンプ６からサプライポンプ３の加圧室への燃料経路には、その燃料経路の開口度合（弁開度または開口面積）を調整することで、サプライポンプ３からコモンレール１７への燃料吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更する電磁アクチュエータとしての吸入調量弁（リニアソレノイドアクチュエータ）７が取付けられている。

吸入調量弁７は、図示しないポンプ駆動回路を介してＥＣＵ１０からのポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、フィードポンプ６からサプライポンプ３の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁弁であり、各インジェクタ２からエンジン１の各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力（以下、コモンレール圧と呼ぶ）を変更する。そして、サプライポンプ３は、燃料タンク１５から燃料を吸入して加圧し、ＥＣＵ１０より指令された燃料吐出量をコモンレール１７に圧送する。このコモンレール１７内のコモンレール圧は、燃料圧力検出手段としての燃料圧力センサ１８によって測定され、ポンプ駆動指令値（ポンプ駆動電流値）と噴射量指令値（パルス状のインジェクタ駆動電流、インジェクタ噴射指令パルス）とがＥＣＵ１０で算出される。

コモンレール１７は、連続的に燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するために、コモンレール１７に蓄圧される高圧燃料は、供給配管（以下、高圧配管と呼ぶ）２０を介してサポライポンプ３から供給される。なお、コモンレール１７から燃料タンク１５へ燃料を戻すためのリターン配管２１が設けられている。そして、コモンレール１７には、リターン配管２１の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁２２が配置されている。この減圧弁２２は、減圧弁駆動回路を介してＥＣＵ１０から印加される減圧弁駆動電流値によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やかにコモンレール１７内のコモンレール圧を高圧から低圧へ減圧させる機能を有する。なお、減圧弁２２の代わりに、コモンレール１７とリターン配管２１との間に、コモンレール１７内のコモンレール圧が限界設定圧力を超えることがないように、コモンレール１７内の燃料圧力を逃がすためのプレッシャリミッタを取付けるようにしてもよい。

なお、ここで、インジェクタ２とサプライポンプ３とコモンレール１７とは、エンジン１へ燃料供給する燃料噴射手段を構成する。

ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行なうＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路、およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、燃料圧力センサ１８から出力される検出信号（電圧信号）や、その他の各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１０に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。また、ＥＣＵ１０は、エンジン１をクランキングさせた後にエンジンキーをＩＧ位置に戻して、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基いて、例えばインジェクタ２の電磁弁、サプライポンプ３の吸入調量弁７、スロットルバルブ３９を駆動するアクチュエータ４０、および排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲバルブ４２等の各制御部品のアクチュエータを電子制御するように構成されている。

そして、ＥＣＵ１０は、クランク軸（クランクシャフト）１３に取付けられたクランク角度センサ４、およびカム軸（カムシャフト）２３に取付けられたカム角度センサ５とからのクランク軸回転パルスおよびカム軸回転パルスの信号を基準にして、各気筒のインジェクタ２の噴射時期およびサプライポンプ３の圧送期間を決めることで、コモンレール１７内の実燃料圧力（実コモンレール圧）を指令噴射圧力に保持する。クランク角度センサ４は、エンジン１のクランク軸１３に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）２４、このタイミングロータ２４の周面に対向するように配置された電磁ピックアップコイル、および磁束を発生させる永久磁石（マグネット）等で構成された電磁式回転センサであり、クランク軸１３の回転角度を検出する。なお、ＥＣＵ１０は、クランク角度信号（ＮＥパルス信号）の間隔時間を計測することによって、エンジン回転速度（ＮＥ）を検出する。タイミングロータ２４には、所定角度（例えば１０°）毎に凸状歯が複数個形成されている。タイミングロータ２４が回転すると、凸状歯が電磁ピックアップコイルに対して近接離反するため、電磁誘導によって電磁ピックアップコイルからクランク角度信号（ＮＥパルス信号）が出力される。そして、カム角度センサ５は、エンジン１のカム軸２３に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）２７、このタイミングロータ２７の周面に対向するように配置された電磁ピックアップコイル、および磁束を発生させる永久磁石（マグネット）等で構成された電磁式回転センサであり、カム軸２３の回転角度を検出する。タイミングロータ２７には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。

また、ＥＣＵ１０は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル操作量、アクセル開度）を測定するアクセル開度センサ３０、およびエンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ３１等からセンサ信号を入力するように構成されている。そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転条件に応じた最適な指令噴射圧力（＝目標燃料圧力：ＰＦＩＮ）を演算し、ポンプ駆動回路を介してサプライポンプ３の吸入調量弁７を駆動する吐出量制御手段を有している。なお、具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を算出し、この目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、サプライポンプ３の吸入調量弁７へのポンプ駆動信号（ポンプ駆動電流値）を調整して、サプライポンプ３より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量）を制御するように構成さている。

また、ＥＣＵ１０は、各気筒のインジェクタ２から噴射される燃料噴射量を個別に制御する機能を有する。なお、具体的には、ＥＣＵ１０は、基本噴射量決定手段と、指令噴射量決定手段と、噴射時期決定手段と、噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動手段とから構成されている。基本噴射量決定手段は、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成した特性マップとによって最適な基本噴射量（Ｑ）を算出する機能を有する。指令噴射量決定手段は、基本噴射量（Ｑ）に、冷却水温センサ３１によって検出された冷却水温（ＴＨＷ）または燃料温度センサ３４によって検出された燃料リーク温度（燃料温度：ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する機能を有する。噴射時期決定手段は、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と予め実験等により測定して作成した特性マップから指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する機能を有する。噴射期間決定手段は、コモンレール圧（ＮＰＣ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）と予め実験等により測定して作成した特性マップからインジェクタ２への通電パルス時間（噴射指令パルス時間：ＴＱ）を算出する機能を有する。インジェクタ駆動手段は、各気筒のインジェクタ２の電磁弁に、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）から噴射指令パルス時間（ＴＱ）が経過するまでの間、パルス状のインジェクタ駆動電流（インジェクタ噴射指令パルス）を印加する機能を有する。

また、ＥＣＵ１０は、センサ故障判定手段と、アクチュエータ故障判定手段と、燃料洩れ判定手段とを有する内燃機関の故障診断をする機能を有する。センサ故障判定手段は、クランク角度センサ４、燃料圧力センサ１８等の各種センサが故障しているか否かを判定する機能を有する。アクチュエータ故障判定手段は、インジェクタ２の電磁弁、サプライポンプ３の吸入調量弁７等の各制御部品のアクチュエータが故障しているか否かを判定する機能を有する。燃料洩れ判定手段はシステム故障を判定する判定手段であり、例えば燃料吐出量と燃料消費量の収支から燃料洩れを判定する機能を有する。なお、詳しくは、サプライポンプ３の燃料吐出量と、インジェクタ２のリーク量および噴射量との差（洩れ量）が所定値（所定の閾値）を超えたとき、燃料洩れと判定する。なお、サプライポンプ３の燃料吐出量とインジェクタ２のリーク量（リーク配管３３を経て燃料タンク１５へリリーフされる量）および噴射量（指令噴射量）とを比較し、その差が所定の閾値を超えるときに燃料洩れと判定する方法に限らず、インジェクタ２の噴射終了から次の噴射開始までの期間内におけるコモンレール１７内のコモンレール圧の圧力変動（圧力変化）を測定し、その圧力変化量（低下量）が所定値（所定の閾値）を超えたとき燃料洩れと判定する方法等、システム内の燃料収支を判定することが可能な方法であれば、いずれの方法でもよい。

なお、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ１８によって検出されるコモンレール１７内のコモンレール圧（ＮＰＣ）がエンジン１の運転状態に応じて設定される目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、サプライポンプ３へのポンプ駆動電流値をフィードバック制御することが好ましい。なお、吸入調量弁７へのポンプ駆動電流値の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行なうことが好ましい。例えばコモンレール圧（ＮＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との偏差（ΔＰ）に応じて単位時間当りのポンプ駆動信号のオン／オフの割合（通電時間割合、デューティ比）を調整して、吸入調量７の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能である。

また、ＥＣＵ１０は、運転者へ異常を報知する報知手段としてのウォーニングランプ５０に接続している。ＥＣＵ１０は、ブレーキランプ６０に接続されており、車外に異常事態を報知する報知手段としてブレーキランプ６０を直接点灯駆動する機能を有する。

なお、ＥＣＵ１０は、車両の走行速度（車速）を測定するための車速センサ３２から車速信号を入力するように構成されている。ここで、インジェクタ２の内部リーク燃料または圧力制御室からの排出燃料（インジェクタ２を開弁するために用いた燃料）は、リリーフ配管としてのリターン配管３３を経て燃料タンク１５へ戻される。そのリターン配管３３には、リターン配管３３を経て燃料タンク１５へ戻されるリターン燃料の温度またはリーク燃料の温度（燃料温度：ＴＨＦ）を測定する燃料温度センサ３４が取付けられている。この燃料温度センサ３４は、各インジェクタ２のリターン配管３３の集合部分に比較的近い位置に取付けることが好ましい。

次に、上述した構成を有する本実施形態において異常の検出と異常の種類に基いて実施する異常処置について、図２に従って説明する。ＥＣＵ１０は、各種センサからの検出信号から、車両（内燃機関）の運転状態や運転者の操作量（意志）を検出し、アクチュエータに駆動信号を出力して、インジェクタ２等の制御部品を制御しており、燃料温度センサ３４等のセンサの異常（故障）、サプライポンプ３の吸入調量弁７等の各制御部品のアクチュエータ（故障）、および燃料洩れ等のシステムの異常（故障）の優先度の度合いによって、異常処置が、デフォルト値等の代用信号とするフェイルセーフ制御、退避走行制御、あるいは走行停止を行なうかは様々である。なお、以下、センサの異常（故障）、アクチュエータの異常（故障）、およびシステムの異常（故障）は、燃料温度センサ３４の故障、サプライポンプ３の吸入調量弁７の故障、燃料洩れの場合を一例として説明する。

図２に示すように、Ｓ２０１（Ｓはステップ）では、ＥＣＵ１０は、各センサ、各アクチュエータ、およびシステムのうちのいずれかの異常があるか否かを判断する。燃料温度センサ３４は、システムの運転状態を表す運転状態検出手段であるため、通常の運転状態ではあり得ない燃料温度範囲を示す検出信号がＥＣＵ１０に入力されると、燃料温度センサ３４の異常（故障）と判断する。なお、燃料温度センサ３４とＥＣＵ１０とを接続するワーヤハネス等が断線あるいは短絡した場合も、あり得ない燃料温度範囲を示すこととなり、センサの異常（故障）と判断される。また、サプライポンプ３の吸入調量弁７は、例えばポンプ駆動電流を変えてフィードバック制御するとき、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）とコモンレール圧（ＮＰＣ）の偏差（ΔＰ）が縮まる方向に、燃料圧力センサ１８で検出するコモンレール圧（ＮＰＣ）が変化しなかったとき、アクチュエータの異常（故障）と判断される。なお、アクチュエータの異常（故障）の判定前には、センサの異常（故障）の判定を完了し、センサの異常（故障）のないことを確認していることが好ましい。また、システムの異常（故障）を判断する場合には、センサおよびアクチュエータの異常（故障）のないことＥＣＵ１０によって確認されていることが好ましい。少なくとも燃料系制御部品、つまりサプライポンプ３、およびインジェクタ２に係わるアクチュエータおよびセンサについては、異常（故障）が無いことを検出しておく必要がある。そして、センサおよびアクチェータの異常（故障）が無いことを確認した上で、燃料洩れ判定手段によって燃料吐出量と燃料消費量との差が所定の閾値を超えるときには、燃料洩れの異常（故障）と判断される。

Ｓ２０１にてセンサ、アクチュエータ、およびシステムのうちいずれかの異常があると判断されると、Ｓ２０２では、その異常について異常の重要度を判定する。車両の安全な運行を妨げる異常は、他の異常より異常処置のための優先度が高く、重大な異常となる。また、燃料洩れ等の異常は、火災、暴走等の車両の安全な運行を妨げる重大な異常ではないものの、その異常を見過ごすと重大な異常となるおそれのあるいわゆる予兆的異常であり、他の異常より優先度は高いため重要度が最も高いと判定し、Ｓ２１１へ移行する。

なお、燃料温度センサ３４等のセンサの異常（故障）は、ＥＣＵ１０に予め記憶してあるデフォルト値等によってセンサ信号を代用することで、走行可能となる場合があるため、異常の重要度は比較的低いと判定される。また、サプライポンプ３の吸入調量弁７等のアクチュエータの異常（故障）は、アクチュエータの弁開度のまま、走行に支障のない範囲で走行可能となる場合があるため、異常の重要度は比較的低いと判定される。アクチュエータはＥＣＵ１０によって制御される制御部品を駆動する駆動手段であるため、車両走行への影響割合がセンサの異常（故障）よりは大きく、センサの異常（故障）に比べて重要度は高い。また、燃料洩れ等のシステムの異常（故障）は、システム故障に至った原因となる部位を特定することは困難なため、一般的には、運転者等ユーザーが整備工場に持ち込み、故障の点検を行なうことになる。そのため、整備工場へ自走して持ち込める異常状態か、あるいはその場で車両停止させて牽引等が必要な異常状態かが問題となる。燃料洩れの場合では、他のどの異常よりも優先度が高い。

Ｓ２０２で異常の重要度が最も高いと判定されると、Ｓ２１１では、緊急停止等の車両の制動動作を行なう処置を想定して、ＥＣＵ１０は、ブレーキランプ６０を点灯作動させて、Ｓ２１２へ移行する。後続車両の運転者等の外部へ、自車の異常をブレーキランプを点灯することで知らせる。これにより、異常を検出したＥＣＵ１０は、ブレーキランプ６０の点灯を開始することで、後続車両等の周囲の車両に、ブレーキランプ６０の点灯した車両が異常状態であることを認知させることが可能である。

Ｓ２１２では、Ｓ２１１にてブレーキランプ６０の点灯による車外への報知開始の所定時間後に、緊急処置として、ＥＣＵ１０はインジェクタ２の電磁弁の開弁期間を短くする等して、インジェクタ２からエンジン１への燃料供給を停止する。そして、自車の運転者にも異常状態をウォーニングランプ５０の点灯によって知らせる。

なお、車外への報知開始の所定時間としては、例えば３〜５秒程度が好ましい。これにより、ブレーキランプ点灯による車外への異常事態の警報を、後続車両等の周囲の車両が認知するまでの余裕時間として、その警報を発する車両における制動動作を開始するまで間に所定時間（本例では３〜５秒程度）を設けることができる。したがって、異常検出のため強制制動を実施前に警報をする車両は、周囲の車両に対して警報を認知後に退避行動などの処置をとる時間的余裕を与えることができる。

なお、ここで、Ｓ２０１およびＳ２０２は、燃料洩れ等の予兆的異常を検出する異常検出手段を構成する。Ｓ２１１およびＳ２１２は、予兆的異常を検出すると、車外に報知した後に、エンジン１の動作を制限し、車両を制動する制限手段を構成する。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）燃料洩れ等の予兆的異常を検出する異常検出手段Ｓ２０１およびＳ２０２と、予兆的異常を検出すると、車外に異常事態を報知する報知手段６０と、報知手段６０による車外への報知開始の所定時間後に、エンジン１の動作を制限する制限手段Ｓ２１１およびＳ２１２とを備えるので、車両の安全な走行に支障を及ぼすおそれのある燃料洩れ等の異常を異常検出手段Ｓ２０１およびＳ２０２が検出する場合であっても、報知手段６０による車外への異常事態の警報を、後続車両等の周囲の車両が認知するまでの余裕時間として、その警報を発する車両における制動動作を開始するまで間に所定時間（本実施例では３〜５秒程度）を設けることができる。したがって、異常検出のため強制制動を実施前に警報をする車両は、周囲の車両に対して警報を認知後に退避行動などの処置をとる時間的余裕を与えることができる。

（２）車両駆動系ユニットとしてのエンジン１が運転者の要求に従い予定された出力とおりに動作しない状態として、予定出力より小さい場合には、エンジン１の燃料系を構成するサプライポンプ３、コモンレール１７、およびインジェクタ２等の燃料噴射手段からの燃料洩れ発生を早期に捕らえることが可能である。また、予定出力より大きい場合には、エンジン１の燃焼室へのインジェクタ２からの燃料洩れによる燃料供給過剰状態の発生を早期に捕らえることが可能である。これら燃料洩れ、過剰な燃料供給等の車両の安全な走行に支障を及ぼすおそれのある異常を早期に捕らえられる。

（３）エンジン１は、燃料噴射手段２、３、１７と、燃料噴射手段２、３、１７がエンジン１へ供給する燃料噴射量を制御するＥＣＵ１０（詳しくは燃料噴射制御手段）とを備えている。さらに、エンジン１における予兆的異常とは、エンジン１の予定出力を得るために行なうＥＣＵ１０のエンジンへの燃料噴射量の制御動作において、燃料噴射手段２、３、１７における燃料吐出量と燃料消費量との収支差が所定値を超えて生じることであることを特徴とする。これによると、エンジン１の動作状態において、予定出力に対して出力の僅かな増減という予定出力どおり動作しない状態に陥っている僅かな異常兆候であっても、燃料噴射手段２、３、１７における燃料吐出量と燃料消費量との収支差から、微小な所定値を超える程度の燃料洩れを異常として捕らえることが可能である。

なお、エンジン１における予兆的異常は、燃料吐出量と燃料消費量との収支差から所定値を超えて生じるものに限らず、コモンレール１７内のコモンレール圧の圧力変動（圧力変化）を測定し、その圧力変化量（低下量）が所定値を超えて生じるものでもよい。なお、燃料吐出量と燃料消費量との収支差が所定値を超えて生じるものは、燃料噴射手段による燃料噴射量の変化、あるいは燃料噴射手段による燃料噴射タイミングの変化が所定値を超えて生じるものであってもよい。

（４）燃料噴射手段として、燃料を高圧状態で蓄えるコモンレール１７と、コモンレール１７に燃料を圧送するサプライポンプと、コモンレール１７に蓄えられた高圧燃料をエンジン１に噴射供給するインジェクタ２とを備えているものに適用して好適である。コモンレール１７は、エンジン１の運転中は常時高圧状態となっているため、例えばコモンレール１７とインジェクタ２との間を繋ぐ供給配管２０等の高圧燃料経路に亀裂等が生じると、高圧燃料が霧状に噴出するおそれがある。予兆的異常を検出して直ちに強制制動させるのではなく、車外へ異常状態の警報を報知開始の所定時間後に制動処置を実施することで、異常を報知した車両、およびその周囲の車両における車両の安全状態の確保が図れる。

（５）制限手段Ｓ２１１およびＳ２１２は、燃料噴射手段２、３、１７を備え、燃料噴射手段２、３、１７は、予兆的異常があるとき、燃料噴射を停止、または燃料噴射量を減量することで、車両を停止または減速するため、必要に応じて退避走行をしながら、安全な状態で車両を停止できる。

（他の実施形態）
以上説明した本実施形態では、エンジン１が運転者等の要求に従い予定された出力（トルク、回転数、噴射量等）どおりに動作しない状態にあるとき、予兆的異常と判定されて異常の早期把握が可能であると説明したが、運転者等の要求に従い予定された出力を得る車両駆動系ユニットとしては、燃料の燃焼により駆動するエンジン１に限らず、車両の駆動系ユニットであれば、電気で駆動するモータ、エンジン１とモータとを組合せたハイブリット、あるいは動力伝達手段としての変速装置であってもよい。

以上説明した本実施形態では、車外へ報知する車外報知手段として、ブレーキランプ６０を点灯動作することで説明したが、ブレーキランプに限らず、ハザードランプ、あるいは警笛としてのホーンを動作させてもよい。なお、ブレーキランプ６０を点灯動作する場合には、点滅による点灯動作としてもよい。これにより、正常なブレーキ踏込みと区別けすることができる。

以上説明した本実施形態では、Ｓ２１１にてブレーキランプ６０の点灯による車外への報知開始の所定時間後に、Ｓ２１２では、緊急処置として、ＥＣＵ１０はインジェクタ２の電磁弁の開弁期間を短くすることで、インジェクタ２からエンジン１への燃料供給を停止したが、インジェクタ２の電磁弁の開弁期間を短くする方法に限らず、コモンレール１７の減圧弁２２を駆動制御することで、コモンレール１７内のコモンレール圧を高圧状態から低圧状態にして燃料供給停止してもよい。

以上説明した本実施形態では、車両の制御装置として、エンジン１のＥＣＵ（エンジン制御ユニット）１０で説明したが、自動変速装置（オートマチックトランスミッション）の変速状態を変更するアクチェエータを制御するＴＣＭ（自動変速制御ユニット）、ＡＢＳ／ＴＣＳ（アンチロックブレーキユニット／トラクションコントロールユニット）、ＡＣＣ（車間クルーズ）、エンジン・イモビライザ・システム（電子式車両盗難防止装置）等の間でＣＡＮ通信等を行なえるように構成されていてもよい。

本発明の実施形態の車両の制御装置に適用した内燃機関の制御装置の全体構成を示す構成図である。図１中のＥＣＵにおいて異常の検出と異常の種類に基いて実施する異常処置とを行なう制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１エンジン（内燃機関、車両駆動系ユニット、搭載機器）
２インジェクタ（燃料噴射弁、電磁式燃料噴射弁）
３サプライポンプ（高圧供給ポンプ、燃料供給ポンプ）
７吸入調量弁
１０ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、異常検出手段、制限手段）
１７コモンレール（蓄圧室）
２０高圧配管（供給配管）
５０ウォーニングランプ
６０ブレーキランプ（報知手段）

Claims

車両に搭載した搭載機器の動作を制御するとともに前記搭載機器の動作状態を検出する車両の制御装置において、
前記搭載機器の予兆的異常を検出する異常検出手段と、
前記予兆的異常を検出すると、車外に異常事態を報知する報知手段と、
前記報知手段による車外への報知開始の所定時間後に、前記搭載機器の動作を制限する制限手段とを備えていることを特徴とする車両の制御装置。
前記搭載機器は車両駆動系ユニットであって、
前記車両駆動系ユニットは、要求に従い予定された出力とおりに動作しない状態にあるとき、予兆的異常と判断されることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
前記車両駆動系ユニットは内燃機関であって、
前記内燃機関は、前記内燃機関へ燃料供給する燃料噴射手段と、前記燃料噴射手段が前記内燃機関へ供給する燃料噴射量を制御する燃料噴射制御手段とを備え、
前記内燃機関における予兆的異常とは、前記内燃機関の予定出力を得るために行なう前記内燃機関への燃料噴射量、あるいは燃料噴射タイミングの制御動作において、前記燃料噴射手段における燃料噴射量、あるいは燃料噴射タイミングの変化が所定値を超えて生じ、
前記予定された出力よりも所定値以上に大または小出力となることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
前記燃料噴射手段は、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、前記蓄圧室に燃料を圧送する高圧供給ポンプと、前記蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を前記内燃機関の各気筒に噴射供給する燃料噴射弁とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
前記制限手段は、前記燃料噴射手段を備え、
前記燃料噴射手段は、予兆的異常があるとき、燃料噴射を停止、または燃料噴射量を減量することを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。