JP3279220B2

JP3279220B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP3279220B2
Application number: JP12343297A
Authority: JP
Inventors: 卓也松本; 徹橋本; 光浩三宅; 誠一井上
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2002-04-30
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: JPH10299554A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットル弁を電
気的に駆動する電子スロットル制御装置、いわゆるドラ
イブバイワイヤ（ＤＢＷ）をそなえた車両に適用され
る、内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等のエンジンにおい
て、アクセルペダルとスロットルバルブとの間を電気信
号で連絡するようにしたドライブバイワイヤ（以下、Ｄ
ＢＷという）が開発されている。このようなＤＢＷで
は、アクセルペダルとスロットルバルブとが機械的には
接続されておらず、アクセルペダルの操作量（アクセル
開度）の他にも種々のパラメータに基づいてコンピュー
タにより仮想のアクセル開度（疑似アクセル開度）を設
定し、これに応じてスロットルバルブを制御することが
でき、電子スロットル制御装置とも称される。

【０００３】したがって、例えばアクセルペダルが操作
されていない（即ち、アクセル開度が微小な所定値以下
の）アイドル運転時に、スロットルバルブを微調整しな
がらアイドルスピードをコントロールしたりできるほ
か、車両の走行状態やエンジンの運転状態に応じてアク
セル開度（運転者の操作）を補正するようにして疑似ア
クセル開度を設定して、これに基づいたスロットル制御
により、フィーリングのよいエンジン運転を実現するこ
ともできる。

【０００４】一方、近年、点火プラグにより火花点火す
る内燃機関（一般には、ガソリンエンジン）であって、
シリンダ内に直接燃料を噴射する火花点火式筒内噴射型
内燃機関（以下、エンジンという）が、実用化されてい
る。かかるエンジンでは、燃料噴射タイミングを自由に
行なえ混合気の形成状態を自由に制御できる特性を利用
して機関の燃費性能の向上と出力性能の向上とを両立さ
せることができる。

【０００５】つまり、この火花点火式筒内噴射型エンジ
ンでは、圧縮行程で燃料を噴射することで、層状燃焼に
より燃料の極めて希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃
比よりも極めて大）での運転（超リーン燃焼運転）を行
なうことができ、その燃焼形態として超リーン運転モー
ド（圧縮行程噴射モード又は圧縮リーン運転モード）を
そなえており、燃料消費率の大幅な向上を実現すること
ができる。

【０００６】火花点火式筒内噴射型エンジンでは、主と
して吸気行程で燃料を噴射する予混合燃焼運転も当然な
がら行なうことができ、この場合には、燃焼室（シリン
ダ内）へ直接燃料を噴射することにより、各燃焼サイク
ルで噴射した燃料の大半をその燃焼サイクル内で確実に
燃焼させることができるため、エンジン出力を向上させ
ることもできる。

【０００７】このような予混合燃焼運転も、超リーン運
転モードほどではないが燃料の希薄な状態（即ち、空燃
比が理論空燃比よりも大）で運転を行なうリーン運転モ
ード（吸気リーン運転モード）と、空燃比が理論空燃比
となるようにＯ₂センサ情報等に基づいてフィードバッ
ク制御を行なうストイキオ運転モード（ストイキオフィ
ードバック運転モード）と、燃料の過濃な状態（即ち、
空燃比が理論空燃比よりも小）で運転を行なうエンリッ
チ運転モード（オープンループモード）とを、燃焼形態
として設定できる。

【０００８】一般には、エンジンへの要求出力が小さけ
れば、即ち、エンジンの回転数が低く負荷も小さけれ
ば、圧縮リーン運転モードとして燃費の向上を図り、こ
れよりもエンジン回転数やエンジン負荷が増大するにし
たがって、吸気リーン運転モード，ストイキオ運転モー
ド，エンリッチ運転モードの順に選択するように構成さ
れている。

【０００９】ところで、超リーン燃焼運転（圧縮リーン
運転）の場合、空燃比を大きくするために、燃焼室によ
り多くの空気を供給する必要があるが、この圧縮リーン
運転は、エンジン負荷の低い領域、即ち、アクセルペダ
ルの踏込量（アクセル開度）の小さい領域で運転を行な
うので、アクセル開度に応じたスロットルバルブ開度で
は所要の空燃比を満たすことができない。

【００１０】そこで、スロットルバルブをそなえた吸気
通路を迂回するエアバイパス通路を設け、このエアバイ
パス通路に電子制御バルブ（エアバイパスバルブ）を介
装し、アクセル開度に応じたスロットルバルブ開度では
吸気不足となるときに、このエアバイパスバルブを必要
な空気量に応じて開放して空気供給を行なうようにした
技術も開発されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の火花
点火式筒内噴射型エンジンに、前述のドライブバイワイ
ヤ（ＤＢＷ）を適用することも考えられる。つまり、Ｄ
ＢＷではアクセル開度に対応せずにスロットルバルブ開
度を制御しうるので、アクセル開度に応じた量よりも多
量の空気を燃焼室に供給することができ、火花点火式筒
内噴射型エンジンの圧縮リーン運転時などにアクセル開
度が小さくても必要量の空気を燃焼室に供給することが
できるのである。

【００１２】さて、このようなＤＢＷを採用する場合、
ＤＢＷの万が一の故障に対する対策も用意しておきた
い。そこで、このような対策の一つとして、ＤＢＷに設
けられるアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）及びスロ
ットルポジションセンサ（ＴＰＳ）等のセンサ類や、ス
ロットル弁を駆動するアクチュエータ等をそれぞれ複数
設けるように構成することが考えられる。

【００１３】すなわち、これらのセンサ類やアクチュエ
ータ等（以下、これらをまとめて制御系統という）を二
重に設け、一方の制御系統が故障した場合には、他方の
（正常な方の）制御系統を用いてＤＢＷを制御するよう
に構成するのである。そして、ＤＢＷにこのような二重
の制御系統を設けることでＤＢＷのフェイルセーフ化を
図り、ＤＢＷの安全性や信頼性を高めることができるの
である。

【００１４】また、上述の複数の制御系統の全てが故障
することも考えられるが、このような場合には、スロッ
トル弁を強制的に閉じるとともに、スロットル弁をバイ
パスする通路を開放して、車両の走行に必要な最低限の
一定吸気量を確保するようにすればよい。このような構
成によれば、少なくとも車両の自力走行が可能となるの
で、車両の立ち往生を防止することができ、ドライバの
運転により車両を修理工場等まで持ち込むことが可能と
なる。

【００１５】ところで、万が一、上述の複数の制御系統
の全てが故障したにもかかわらず何らかの理由により制
御系統の故障が検出できなかった場合には、スロットル
弁の動きが予想できないものとなってしまうことが考え
られる。そこで、複数の制御系統の全てが故障し、且つ
これを検出できなかった場合であっても何らかの安全対
策を用意しておきたい。

【００１６】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、電子スロットル制御装置（ドライブバイワイヤ）
の複数組の制御系統の全てが故障し、且つこれらの制御
系統の故障が検出できなかった場合でも、スロットル弁
の不測の動作を防止して車両の安全性を高めるようにし
た、内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の内燃機関の制御装置では、複数組の電子スロ
ットル制御系統が設けられており、このうち一組の電子
スロットル制御系統によりエンジンのスロットル弁が電
気的に駆動される。また、スロットル弁の開度はアクセ
ルペダルの操作量に基づいて設定される。

【００１８】そして、故障判定手段により複数組の制御
系統のうちの一組の電子スロットル制御系統の故障が判
定され、且つブレーキスイッチによりブレーキの作動が
検出された場合には、規制手段によりスロットル弁の開
度の上限が規制され、車両の安全性を高めることができ
る。また、故障判定手段により複数組の電子スロットル
制御系統のうち全ての電子スロットル制御系統の故障が
判定された場合には、吸気量制御手段によりスロットル
弁が閉方向に駆動されるとともに所定量の吸気がエンジ
ンに供給される。これにより、車両の走行に必要な最低
限の吸気量が確保され少なくとも車両の自力走行が可能
となる。

【００１９】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
制御装置では、電子スロットル制御系統は、アクセルペ
ダルの操作量を検出するアクセル開度検出手段であっ
て、故障判定手段では、複数のアクセル開度検出手段に
よる検出情報の差に基づいて、アクセル開度検出手段が
故障を判定される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図６は本発明の一実
施形態としての内燃機関の制御装置が適用される筒内噴
射式内燃機関を示すものであり、これらの図に基づいて
説明する。〔筒内噴射内燃機関の全体説明〕まず、本実施例にかか
る火花点火式筒内噴射型内燃機関（以下、筒内噴射エン
ジンともいう）の構成について、図２を参照しながら説
明する。

【００２１】図２において、１はエンジン本体、２は吸
気通路、３はスロットル弁設置部分、４はエアクリーナ
である。吸気通路２は、上流側から吸気管７，スロット
ルボディ５，サージタンク８，吸気マニホールド９の順
で接続された構成になっている。スロットルボディ５に
は、電気的に制御される電子制御スロットルバルブ（吸
気量調整手段）１５が備えられており、この電子制御ス
ロットルバルブ１５は後述するスロットル制御コンピュ
ータ（スロットルコントローラ）１６０を通じて開度制
御される。なお、スロットルバルブの目標開度（目標ス
ロットル開度）は、後述するエンジン制御コンピュータ
（エンジンＥＣＵ）１６で、アクセルポジションセンサ
（ＴＰＳ１）５１Ａで検出されたアクセルペダル５０の
踏込量（アクセル開度）及びエンジン運転状態に応じて
設定されるようになっている。

【００２２】そして、このような電子制御スロットルバ
ルブ１５及びエンジンＥＣＵ１６及びスロットルコント
ローラ１６０等から電子スロットル制御装置〔即ち、ド
ライブバイワイヤ（ＤＢＷ）〕１５０が構成されてい
る。また、このような電子制御スロットルバルブ１５と
並列に、リンプホームバルブ装置（ＬＨＶ）１２が装備
されている。このＬＨＶ１２は、後述する電子制御スロ
ットルバルブ故障時（閉故障時）に機関の燃焼が成立す
るよう空気を供給するためのものであり、電子制御スロ
ットルバルブ１５を迂回するようにサージタンク８上流
側に設けられたバイパス通路１３と、このバイパス通路
１３に介装されたＬＨＶ本体１４とからなり、ＬＨＶ本
体１４は後述するエンジン制御コンピュータ（エンジン
ＥＣＵ）１６により制御されるリニアソレノイド（図示
略）で駆動されるようになっている。

【００２３】また、１７は排気通路、１８は燃焼室であ
り、吸気通路２及び排気通路１７の燃焼室１８への開口
部、即ち吸気ポート２Ａ及び排気ポート１７Ａには、吸
気弁１９及び排気弁２０が装備されている。さらに、２
１は燃料噴射弁（インジェクタ）であり、本実施形態で
は、インジェクタ２１が燃焼室１８へ直接燃料噴射する
ように配設されている。

【００２４】また、２２は燃料タンク、２３Ａ〜２３Ｅ
は燃料供給路、２４は低圧燃料ポンプ、２５は高圧燃料
ポンプ、２６は低圧レギュレータ、２７は高圧レギュレ
ータ、２８はデリバリパイプであり、燃料タンク２２内
の燃料を低圧燃料ポンプ２４で駆動して更に高圧燃料ポ
ンプ２５で加圧して所定の高圧状態で燃料供給路２３
Ａ，２３Ｂ，デリバリパイプ２８を通じてインジェクタ
２１へ供給するようになっている。この際、低圧燃料ポ
ンプ２４から吐出された燃料圧力は低圧レギュレータ２
６で調圧され、高圧燃料ポンプ２５で加圧されてデリバ
リパイプ２８に導かれる燃料圧力は高圧レギュレータ２
７で調圧されるようになっている。

【００２５】また、２９は排出ガスの一部を吸気通路２
に還流する排出ガス還流通路（ＥＧＲ通路）、３０はＥ
ＧＲ２９を通じた排出ガスの還流量を調整するＥＧＲバ
ルブ（排出ガス量調整手段）であり、３２はブローバイ
ガスを還元する流路であり、３３はクランク室積極換気
用のバルブであり、３４はキャニスタであり、３５は排
出ガス浄化用触媒（ここでは、三元触媒）である。

【００２６】ところで、図２に示すように、エンジンＥ
ＣＵ１６では、インジェクタ２１の駆動制御や、図示し
ない点火プラグを作動させる点火コイルの駆動制御や、
ＥＧＲバルブの開度制御や、高圧レギュレータ２７によ
る燃圧制御等に加えて、ＬＨＶ１２の制御を、エンジン
の運転状態や故障状態に応じて行なうようになってい
る。また、スロットルコントローラ１６０では、電子制
御スロットルバルブ１５の開閉制御をドライバのアクセ
ル指令やエンジンの運転状態や故障状態に応じて行なう
ようになっている。

【００２７】そこで、エンジンＥＣＵ１６には、図２に
示すように、第１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ
１）５１Ａ，エアフローセンサ（図示略），吸気温度セ
ンサ３６，スロットル開度を検出するスロットルポジシ
ョンセンサ（ＴＰＳ）３７Ｂ，アイドルスイッチ３８，
ブーストセンサ（図示略），エアコンスイッチ（図示
略），変速ポジションセンサ（図示略），車速センサ
（図示略），パワーステアリングの作動状態を検出する
パワステスイッチ（図示略），スタータスイッチ（図示
略），第１気筒検出センサ４０，クランク角センサ４
１，エンジンの冷却水温を検出する水温センサ４２，排
出ガス中の酸素濃度を検出するＯ２センサ４３等から、
検出信号が送信されるようになっている。なお、クラン
ク角センサ４１に基づいて機関回転数（エンジン回転
数）を算出しうるので、クランク角センサ４１を便宜上
エンジン回転数センサとよぶ。

【００２８】また、スロットルコントローラ１６０に
は、図２に示すように、アクセルポジションセンサ（Ａ
ＰＳ）５１Ｂ，スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）
３７Ａ等から、検出信号が送信されるようになってい
る。そして、エンジンＥＣＵ１６とスロットルコントロ
ーラ１６０とは、互いに通信により情報を交換しうるよ
うに構成されている。

【００２９】さらに、本エンジンには、自動変速機（Ａ
Ｔ）１７０と、自動変速機１７０を制御する自動変速機
コントローラ（ＡＴコントローラ）１７１とが付設され
ており、エンジンＥＣＵ１６とこのＡＴコントローラ１
７１との間でも通信により互いに情報を交換しうるよう
に構成されている。また、本エンジンには、オートクル
ーズ機能もそなえられており、オートクルーズ関連の入
力情報に応じて、スロットルコントローラ１６０による
スロットル開度制御等が行なわれるようになっている。

【００３０】ところで、このような本エンジンでは、運
転モードとして、後期リーン燃焼運転モード（圧縮行程
噴射モード），前期リーン燃焼運転モード，ストイキオ
フィードバック運転燃焼運転モード，オープンループ燃
焼運転モードがあり、エンジンの運転状態（即ち、エン
ジン回転数及びエンジン負荷）や車両の走行状態等に応
じてこれらのモードの何れかが選択されるようになって
いる。

【００３１】このうち、後期リーン燃焼運転モードは、
燃料噴射を圧縮行程後期のように極めて点火時期に近い
段階で行ない、しかも燃料を点火プラグの近傍に集めて
部分的にはリッチにし全体的にはリーンとしながら、層
状燃焼を行なうモードであり、着火性，燃焼安定性を確
保しつつ節約運転を行なうことのできる超希薄燃焼モー
ドである。本実施形態では総合空燃比が約２４以上の領
域に設定されており、最も希薄燃焼を実現することがで
きるが、総合空燃比については、本実施形態よりも低い
領域（例えば総合空燃比が約２３以上程度の範囲）に設
定してもよく、また、本実施形態よりも高い領域に設定
してもよい。

【００３２】また、前期リーン燃焼運転モードも希薄燃
焼モードであるが、このモードでは、燃料噴射を後期リ
ーン燃焼運転モードよりも前（主として、吸気行程）に
行ない、燃料を予混合して全体的には理論空燃比よりも
リーンとしながら着火性，燃焼安定性を確保しつつある
程度の出力を得るようにしながら、節約運転を行なうモ
ードである。ここでは、前期リーン燃焼運転モードの領
域を、総合空燃比が約２４以下で理論空燃比以上の領域
に設定されている。

【００３３】また、ストイキオフィードバック燃焼運転
モードは、Ｏ₂ センサの出力に基づいて、空燃比をスト
イキオ状態に維持しながら十分なエンジン出力を効率よ
く得られるようにしている。このモードでは、吸気行程
での燃料噴射に基づく予混合燃焼が行なわれる。また、
オープンループ燃焼運転モードでは、加速時や発進時等
に十分な出力が得られるように、オープンループ制御に
よりストイキオ又はリッチな空燃比での燃焼を行なう。
このモードでは、吸気行程での燃料噴射に基づく予混合
燃焼が行なわれる。

【００３４】このような各運転モードは、エンジン回転
数及びエンジン負荷に応じて、後述するエンジンＥＣＵ
１６により選択されるが、通常は、低回転，低負荷状態
では後期リーン燃焼運転モードが選択され、エンジン回
転数やエンジン負荷が増加していくと、前期リーン燃焼
運転モード、ストイキオ燃焼運転モードの順に切り替え
られ、さらにエンジン回転数やエンジン負荷が増加すれ
ばオープンループモード（エンリッチ燃焼運転モード）
へと切り替えられる。

【００３５】エンジンＥＣＵ１６では、このように運転
モードを選択した上で、各種制御を行なうが、スロット
ルバルブ制御に着目すると、圧縮行程で燃料噴射して空
燃比の極めて大きい後期リーン燃焼運転モードでは、目
標空燃比を実現するためには、アクセル開度に応じたス
ロットルバルブ開度では空気不足になるため、アクセル
開度に応じたスロットルバルブ開度よりも大幅に大きい
目標開度（疑似目標開度）を設定してこれに基づいてス
ロットルバルブの開度制御を行なうようになっている。
また、ストイキオフィードバック燃焼運転モードやオー
プンループ燃焼運転モードでも、アクセル開度に応じた
スロットルバルブ開度では空気不足になる場合があり、
この場合には、アクセル開度に応じたスロットルバルブ
開度よりも適当に大きい目標開度（疑似目標開度）を設
定してこれに基づいてスロットルバルブの開度制御を行
なうようになっている。〔吸気制御系の説明〕ここで、本発明の制御装置に関す
る電子スロットル制御装置（ＤＢＷ）１５０及びＬＨＶ
１２の制御系（即ち、リンプホームバルブ制御装置）１
２０に着目して説明すると、これらの制御系は、図１に
示すように構成される。

【００３６】つまり、ＤＢＷ１５０を構成する電子制御
スロットルバルブ１５は、スロットルボディ５内の吸気
通路５Ａに介装されたバタフライ弁１５１と、バタフラ
イ弁１５１を支持する軸１５２に外装されてバタフライ
弁１５１に閉動付勢力を与えるリターンスプリング１５
３と、軸１５２を回転駆動する電動モータ（スロットル
アクチュエータ）１５４と、アクチュエータ１５４と軸
１５２との間に介装されたギヤ機構１５５とをそなえて
いる。

【００３７】そして、軸１５２には、バタフライ弁１５
１の開度（スロットル弁開度）を検出するスロットルポ
ジションセンサ３７として、第１のスロットルポジショ
ンセンサ（ＴＰＳ１）３７Ａと第２のスロットルポジシ
ョンセンサ（ＴＰＳ２）３７Ｂとが付設されている。こ
のように、本装置では、二つのスロットルポジションセ
ンサ（ＴＰＳ１，ＴＰＳ２）３７Ａ，３７Ｂが設けられ
ているが、これは、スロットルポジションセンサ３７
Ａ，３７Ｂの故障時にそなえたものである。

【００３８】ＤＢＷ１５０は、このような電子制御スロ
ットルバルブ１５と、この電子制御スロットルバルブ１
５の目標開度を設定するエンジンＥＣＵ１６と、エンジ
ンＥＣＵ１６で設定された目標開度に基づいてアクチュ
エータ１５４の作動を制御してスロットルバルブ開度を
調整するスロットルコントローラ１６０とから構成され
ている。

【００３９】このため、図１に示すように、エンジンＥ
ＣＵ１６には、目標開度設定部１６Ａがそなえられ、ス
ロットルコントローラ１６０には、スロットル開度フィ
ードバック制御部１６０Ａがそなえられている。図３は
スロットル制御に着目した制御ブロック図であり、図３
に示すように、エンジンＥＣＵ１６の目標開度設定部１
６Ａには、第１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ
１）５１Ａからの検出情報とクランク角センサ４１（図
２参照）の検出結果から得られるエンジン回転数とから
目標エンジントルクを設定する機能１６ａと、この設定
された目標エンジントルクに吸気温補正及び大気圧補正
を施す機能１６ｂと、エアコン，電気負荷等に関する補
正を施す機能１６ｃと、この補正後の目標エンジントル
クとエンジン回転数とから目標スロットル開度を設定す
る機能１６ｄとがそなえられる。

【００４０】目標開度設定部１６Ａには、さらに、第２
のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）３７Ｂから
の検出情報に基づいてダッシュポット制御開度を設定す
る機能１６ｅと、水温センサ（ＷＴＳ）で検出されたエ
ンジンの冷却水温情報等に応じてアイドルスピード制御
開度を設定する機能１６ｆとをそなえるとともに、これ
らの各設定開度の中から最大値を選択する機能１６ｇを
そなえており、選択した最大設定開度をスロットルバル
ブの目標開度として、スロットルコントローラ１６０に
出力するようになっている。

【００４１】そして、スロットルコントローラ１６０の
スロットル開度フィードバック制御部１６０Ａでは、こ
のエンジンＥＣＵ１６から出力されたスロットルバルブ
目標開度に応じてモータ駆動電流を決定し、アクチュエ
ータ（スロットル制御サーボともいう）１５４の駆動を
制御するが、この際、スロットルコントローラ１６０内
では、第１のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）
３７Ａで検出されたスロットルバルブ開度（実開度）に
応じてスロットルバルブをフィードバック制御するよう
になっている。

【００４２】ところで、本装置では、図１に示すよう
に、スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１，ＴＰＳ
２）３７Ａ，３７Ｂの場合と同様に、アクセルポジショ
ンセンサ５１も、第１のアクセルポジションセンサ（Ａ
ＰＳ１）５１Ａと第２のアクセルポジションセンサ（Ａ
ＰＳ２）５１Ｂとの二つが設けられているが、これも故
障時にそなえたものである。

【００４３】そして、第１のアクセルポジションセンサ
（ＡＰＳ１）５１Ａの検出信号はエンジンＥＣＵ１６に
入力されてスロットルバルブ目標開度の設定に用いら
れ、第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１
Ｂの検出信号はスロットルコントローラ１６０に入力さ
れて、第１のアクセルポジションセンサ５１Ａの故障時
にはこの第２のアクセルポジションセンサ５１Ｂの検出
信号がスロットルコントローラ１６０から通信によりエ
ンジンＥＣＵ１６に送信されてスロットルバルブ目標開
度の設定に用いられるようになっている。

【００４４】スロットルポジションセンサ３７について
も、第１のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）３
７Ａの検出信号はスロットルコントローラ１６０に入力
されてスロットルバルブ１５のフィードバック制御に用
いられ、第２のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ
２）３７Ｂの検出信号はエンジンＥＣＵ１６に入力され
て、前述のダッシュポット制御等に用いられるほか、第
１のスロットルポジションセンサ３７Ａの故障時にはこ
の第２のスロットルポジションセンサ３７Ｂの検出信号
がエンジンＥＣＵ１６から通信によりスロットルコント
ローラ１６０に送信されてスロットルバルブのフィード
バック制御に用いられるようになっている。

【００４５】一方、リンプホームバルブ装置１２は、ス
ロットルボディ５内の吸気通路５Ａと並列に（即ち、電
子制御スロットルバルブ１５のバタフライ弁１５１の上
流側と下流側との間に）装備されたバイパス通路１３
と、このバイパス通路１３にＬＨＶ本体１４と、このＬ
ＨＶ本体１４を開閉駆動する図示しないリニアソレノイ
ドと、このリニアソレノイドの作動を制御するエンジン
ＥＣＵ１６とから構成され、その制御系（リンプホーム
バルブ制御装置）１２０は、リニアソレノイド及びエン
ジンＥＣＵ１６とから構成される。

【００４６】リンプホームバルブ装置１２は、ＤＢＷ１
５０の万が一の故障に対処するためにそなえられている
が、本装置では、このようなＤＢＷ１５０の故障対策と
して、エンジンＥＣＵ１６及びスロットルコントローラ
１６０において、種々の故障判定を行なうようになって
おり、各故障判定に対して例えばリンプホームバルブ装
置１２を用いるなどしてそれぞれの対応処理を行なうよ
うになっている。

【００４７】なお、図１に示すように、この故障対応処
理に利用しうるように、バッテリ６１からスロットルコ
ントローラ１６０への電源供給回路には、電源リレー６
２が介装されており、エンジンＥＣＵ１６によって適宜
オン・オフしうるようになっている。ここで、各故障判
定処理について説明する。Ａ．ポジションフィードバック故障まず、電子制御スロットルバルブ１５の開度（ポジショ
ン）を、指令通りに調整できないという故障（ポジショ
ンフィードバック故障）の判定処理について説明する。

【００４８】ポジションフィードバックの故障とは、
バルブ系の固着（全閉固着を含む）や、モータ出力オ
ープン故障があり、ポジションフィードバック故障信号
を受信した場合に、故障と判定する。ただし、イグニ
ッションスイッチがオンである。モータリレーがオン
である、又は、エンジンＥＣＵ１６からスロットルコン
トローラ１６０への通信異常が発生している。バッテ
リ電圧Ｖｂが所定値以上ある。スロットルコントロー
ラ１６０からエンジンＥＣＵ１６への通信異常は発生し
ていない。といった故障判定前提条件が全て成立した場
合にこの故障判定を行なう。

【００４９】このポジションフィードバック故障の一つ
に、電子制御スロットルバルブ１５の固着があるが、こ
の場合、第１のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ
１）３７Ａで固着した電子制御スロットルバルブ１５の
開度を検出できる。そこで、この開度情報から、スロッ
トルバルブ１５が第１所定開度以上で固着した場合（バ
ルブ開固着）には、開固着対応処理（バルブ開固着フェ
ール処理）を行ない、スロットルバルブ１５が第２所定
開度以下で固着した場合（バルブ閉固着）には、閉固着
対応処理（バルブ閉固着フェール処理）を行なうように
なっている。Ｂ．モータ故障モータ故障には、モータ地絡，モータ天絡（過電流
検出）があるが、モータ出力の地絡，天絡故障信号を受
信した場合に、故障と判定する。ただし、モータリレ
ーがオンである。スロットルコントローラ１６０から
エンジンＥＣＵ１６への通信異常は発生していない。と
いった故障判定前提条件が全て成立した場合にこの故障
判定を行なう。このようなモータ故障時には、後述する
リンプホームモード処理を行なう。Ｃ．ＴＰＳ故障スロットルポジションセンサ３７には、第１及び第２の
２つのＴＰＳ３７Ａ，３７Ｂがあるが、スロットルコン
トローラ１６０によるフィードバック制御に用いられる
第１のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）３７Ａ
については、電流回路のオープン又はショートによる
故障とリニアリティ不良とがあり、第２のスロットル
ポジションセンサ（ＴＰＳ２）３７Ｂについては、特
性異常と電流回路のオープン又はショートによる故障
とがあり、それぞれの故障信号を受信した場合に、故障
と判定する。

【００５０】ただし、この故障判定は、イグニッショ
ンスイッチがオンである。スロットルコントローラ１
６０からエンジンＥＣＵ１６への通信異常は発生してい
ない。という故障判定前提条件が全て成立した場合にお
いて行なう。そして、第１のスロットルポジションセン
サ（ＴＰＳ１）３７Ａの故障時には、スロットルバルブ
のフィードバック制御に支障を来すので、エンジンの運
転領域を制限する処理を行なう。また、第１のスロット
ルポジションセンサ（ＴＰＳ１）３７Ａの故障時に、既
に第２のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）３７
Ｂが故障していたり、後述する通信異常（エンジンＥＣ
Ｕ１６からスロットルコントローラ１６０への通信異
常）があると、リンプホーム処理を行なう。Ｄ．通信故障通信は、エンジンＥＣＵ１６とスロットルコントローラ
１６０との間で行なわれ、通信故障には、エンジンＥＣ
Ｕ１６からスロットルコントローラ１６０への通信異常
と、スロットルコントローラ１６０からエンジンＥＣＵ
１６への通信異常とがある。

【００５１】・エンジンＥＣＵ１６からスロットルコン
トローラ１６０への通信異常については、スロットルコ
ントローラ１６０がエンジンＥＣＵ１６からの通信故障
信号を受信した場合に、故障と判定する。ただし、この
故障判定は、バッテリ電圧Ｖｂが所定値以上ある。
スロットルコントローラ１６０からエンジンＥＣＵ１６
への通信異常は発生していない。といった故障判定前提
条件が全て成立した場合において行なう。

【００５２】この通信故障時には、エンジンＥＣＵ１６
で設定されたスロットルバルブの目標開度をスロットル
コントローラ１６０で取り込めず、吸気量制御を適切に
行なえないおそれが高くなるため、次のような処理を行
なう。リーン運転禁止処理クルーズコントロール制御禁止処理エンジン高回転時（例えばＮｅ≧３０００ｒｐｍ）燃
料カット処理・スロットルコントローラ１６０からエンジンＥＣＵ１
６への通信異常については、以下の条件のいずれかが成
立した場合に、故障と判定する。

【００５３】チェックサムエラーがある。オーバラン・フレーミングエラーがある。所定時間（例えば２５ｍｓｅｃ間）通信未完である。ただし、この故障判定は、バッテリ電圧Ｖｂが所定値
以上ある。クルージングスイッチがオフである。とい
った故障判定前提条件が全て成立した場合において行な
う。

【００５４】この通信故障時にも、エンジンＥＣＵ１６
がスロットルコントローラ１６０から制御信号等を取り
込めず、吸気量制御を適切に行なえないおそれが高くな
るため、次のような処理を行なう。スロットルコントローラ１６０に通信フェイルを送信リーン運転禁止処理クルーズコントロール制御禁止処理エンジン高回転時（例えばＮｅ≧３０００ｒｐｍ）燃
料カット処理ブレーキ踏込時、エンジンＥＣＵ１６からのスロット
ルバルブ１５の指令目標開度を上限クリップする。Ｅ．スロットルコントローラ故障スロットルコントローラ１６０の故障については、以下
〜の条件の全てが成立した場合、又は、以下〜
の条件の全てが成立した場合に、故障と判定する。

【００５５】イグニッションスイッチがオンである。第２アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂ及
び第２スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）３７Ｂ
に異常がない。エンジンＥＣＵ１６からスロットルコントローラ１６
０への通信異常が発生している。

【００５６】｜（Ｖ_APS2）／２−（５ｖ−Ｖ_TPS2）｜≧１ｖイグニッションスイッチがオンである。第２アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂ及
び第２スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）３７Ｂ
に異常がない。スロットルコントローラ１６０からエンジンＥＣＵ１
６への通信異常が発生している。

【００５７】｜（エンジンＥＣＵ指令開度電圧−Ｖ_TPS2）｜≧１ｖこのようなスロットルコントローラ１６０の故障が判定
されたら、リンプホーム処理を行なう。Ｆ．ＡＰＳ故障アクセルポジションセンサ５１には、第１及び第２の２
つのＡＰＳ５１Ａ，５１Ｂがあるが、これらの第１及び
第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１，ＡＰＳ
２）５１Ａ，５１Ｂについては、電流回路のショート
による故障，センサＧＮＤオープンによる故障と、電
流回路のオープンによる故障，センサＧＮＤショートに
よる故障と、特性異常とがある。・第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂ
の電流回路のショートによる故障，センサＧＮＤオープ
ンによる故障は、通信異常がなく、且つ、第１のア
クセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５１Ａに異常がな
いという条件が成立していることを前提に、以下の両条
件が成立したら判定する。

【００５８】第２のアクセルポジションセンサ５１Ｂ
の出力値Ｖ_APS2が所定値Ｖ１以上である（例えばＶ１＝
４．５ｖとすると、Ｖ_APS2≧４．５ｖである）。第１のアクセルポジションセンサ５１Ａの出力値Ｖ
_APS1が所定領域内にある（例えば０．２ｖ≦Ｖ_APS1≦
２．５ｖ）である。・第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂ
の電流回路のオープンによる故障，センサＧＮＤショー
トによる故障は、第２のアクセルポジションセンサ５１
Ｂの出力値Ｖ_APS2が所定値Ｖ２以下である（例えばＶ２
＝０．２ｖとすると、Ｖ_APS2＜０．２ｖである）ときに
判定する。・第１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５１Ａ
の電流回路のショートによる故障，センサＧＮＤオープ
ンによる故障は、通信異常がなく、且つ、第２のア
クセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂに異常がな
いという条件が成立していることを前提に、以下の両条
件が成立したら判定する。

【００５９】第１のアクセルポジションセンサ５１Ａ
の出力値Ｖ_APS1が所定値Ｖ３以上である（例えばＶ２＝
４．５ｖとすると、Ｖ_APS1≧４．５ｖである）。第２のアクセルポジションセンサ５１Ｂの出力値Ｖ
_APS2が所定領域内にある（例えば０．２ｖ≦Ｖ_APS2≦
２．５ｖ）である。・第１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５１Ａ
の電流回路のオープンによる故障，センサＧＮＤショー
トによる故障は、第１のアクセルポジションセンサ５１
Ａの出力値Ｖ_APS1が所定値Ｖ４以下である（例えばＶ４
＝０．２ｖとすると、Ｖ_APS1＜０．２ｖである）ときに
判定する。・また、アクセルポジションセンサの特性異常は、アイ
ドルスイッチがオン（即ち、アイドル運転中）を前提条
件に、Ｖ_APS2≧１．１ｖのときに判定する。

【００６０】そして、第２のアクセルポジションセンサ
５１Ｂの故障時には、次のような処理を行なう。Ｖ_APS＝Ｖ_APS1／２に設定リーン運転禁止処理クルーズコントロール制御禁止処理エンジン出力上限クリップ処理ただし、第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）
５１Ｂの故障検出後に、スロットルコントローラ１６０
からエンジンＥＣＵ１６への通信異常が生じた場合に
は、リンプホーム処理を行なう。

【００６１】また、第１のアクセルポジションセンサ５
１Ａの故障時には、次のような処理を行なう。Ｖ_APS＝Ｖ_APS2／２に設定リーン運転禁止処理クルーズコントロール制御禁止処理エンジン出力上限クリップ処理ただし、既に第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ
２）５１Ｂが故障していれば、リンプホーム処理を行な
う。

【００６２】アクセルポジションセンサの特性異常時に
は、次のような処理を行なう。Ｖ_APS＝Ｖ_APS1／２に設定リーン運転禁止処理クルーズコントロール制御禁止処理エンジン出力上限クリップ処理ただし、既に第１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ
１）５１Ａが故障していれば、リンプホーム処理を行な
う。

【００６３】Ｇ．ＬＨＶ故障ＬＨＶ１２の故障は、ＬＨＶソレノイドがオフ、且
つ、端子電圧Ｌｏ検出された場合に行なう。このＬＨ
Ｖ１２の故障時には、以下の処理を行なう。強制圧縮リーン運転とする。

【００６４】エンジン高回転時（例えばＮｅ≧３００
０ｒｐｍ）燃料カット処理ＥＧＲをカットする。アイドルスピードコントロールのエンジン回転数フィ
ードバック制御を禁止する。ところで、リンプホーム処理は次のように行なう。

【００６５】Ａ：燃料カット処理１）前進走行時第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂ
の出力値が所定値以下〔（５ｖ−Ｖ_APS2）＞１．５ｖ〕
のときには、全気筒燃料噴射する。第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂ
の出力値が所定値以上〔（５ｖ−Ｖ_APS2）≦１．５ｖ〕
のときには、一部の気筒（例えば全６気筒なら３気筒）
を燃料噴射カットする。

【００６６】第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰ
Ｓ２）５１Ｂの故障時には、一部の気筒（例えば全６気
筒なら３気筒）を燃料噴射カットする。ブレーキ踏込時には、一部の気筒（例えば全６気筒な
ら３気筒）を燃料噴射カットする。２）後退走行時一部の気筒（例えば全６気筒なら３気筒）を燃料噴射カ
ットする。

【００６７】Ｂ：モータリレーをオフにする。Ｃ：ＬＨＶ１２をオンにする〔ただし、ブレーキ踏込時
（ブレーキスイッチオン時）には所定時間（例えば２秒
間）ＬＨＶ１２を５Ｈｚでデューティ制御する。Ｄ：リーン運転を禁止する。

【００６８】Ｅ：クルーズコントロール制御禁止処理を行なう。Ｆ：エンジン回転数フィードバック制御を禁止する。Ｇ：警告灯を点灯する。Ｈ：一旦リンプホームモードに移行したら、イグニッシ
ョンスイッチがオフ操作されるまでは正常復帰しない。

【００６９】さて、次に本発明の特徴となる部分に着目
して説明する。上述したように、このドライブバイワイ
ヤ（ＤＢＷ）１５０では、ドライブバイワイヤ１５０の
故障時にそなえて２つのアクセルポジションセンサ（ア
クセル開度検出手段）５１Ａ，５１Ｂ及び２つのスロッ
トルポジションセンサ（スロットル開度検出手段）３７
Ａ，３７Ｂが設けられており、これにより２組の電子ス
ロットル制御系統２３１，２３２が構成されている（図
６参照）。

【００７０】ここで、第１の電子スロットル制御系統
（以下、第１制御系統という）２３１は、第１のアクセ
ルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５１Ａ，第１のスロッ
トルポジションセンサ（ＴＰＳ１）３７Ａ及び電動モー
タ（スロットルアクチュエータ）１５４をそなえ、第２
の電子スロットル制御系統（以下、第２制御系統とい
う）２３２は、第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰ
Ｓ２）５１Ｂ，第２のスロットルポジションセンサ（Ｔ
ＰＳ２）３７Ｂ及び電動モータ（スロットルアクチュエ
ータ）１５４をそなえている。なお、本実施形態におい
ては、第１制御系統２３１と第２制御系統２３２とで共
通のモータ１５４を用いているが、第１，第２制御系統
２３１，２３２においてそれぞれ異なるモータを設けて
構成してもよい。

【００７１】そして、通常時には、上述したように、第
１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５１Ａから
のアクセル開度情報に基づいてスロットルコントローラ
１６０にてスロットル開度が設定され、スロットルコン
トローラ１６０からの制御信号に基づいて、バタフライ
弁１５１が設定開度となるように電動モータ１５４が駆
動される。また、このバタフライ弁１５１の開度は第１
のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）３７Ａによ
り、スロットルコントローラ１６０のフィードバック制
御部１６０Ａにフィードバックされるようになってい
る。

【００７２】一方、図１，図６に示すように、ＥＣＵ１
６及びスロットルコントローラ１６０には、故障判定手
段７０が設けられており、この故障判定手段７０によ
り、各センサ類やモータ１５４の故障が判定されるよう
になっている。そして、第１制御系統２３１のうち、第
１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５１Ａや第
１のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ１）３７Ａが
故障していると判定されると、第２制御系統２３２によ
り、ＤＢＷ１５０が制御されるのである。

【００７３】このように、ＤＢＷ１５０の制御系統を二
重化することにより、一方の制御系統２３１が故障して
も、他方の制御系統２３２によりＤＢＷ１５０を制御す
ることでフェイルセーフを図るようになっているのであ
る。また、第１制御系統２３１の故障が判定された場合
には、ＥＣＵ１６により警告手段１８０が作動するよう
になっている。この警告手段１８０は、例えば車両のイ
ンストルメントパネル内に設けられた警告灯であって、
この警告灯を点灯させることにより、第１制御系統２３
１に故障が生じたことをドライバに知らせ、早期の修理
を促すようになっている。

【００７４】一方、上述の二重の制御系統２３１，２３
２の全てが故障することも考えられるが、このような場
合には、上述したリンプホーム処理が実行される。すな
わち、故障判定手段７０により両方の制御系統２３１，
２３２の故障が判定されると、スロットルコントローラ
１６０に設けられた吸気量制御手段２０１により、モー
タリレーがオフに制御されて電動モータ１５４の電源が
遮断されるとともに、ＬＨＶ１２がオンに制御されるよ
うになっている。

【００７５】この場合は、電動モータ１５４の電源がオ
フに制御されることにより、スロットル弁１５の弁体
（バタフライ弁）１５１がリターンスプリング１５３の
付勢力により閉動駆動され、スロットル弁１５が略全閉
状態となる。また、ＬＨＶ１２がオンに制御されること
によりバイパス通路１３が開放されて、吸気通路２に取
り入れられた吸気はスロットルボディ５内のバイパス通
路１３を通って一定量の吸気がエンジン１に供給される
ようになっている。

【００７６】したがって、万が一両方の制御系統２３
１，２３２が故障したとしても、車両の走行に必要な最
低限の吸気量が確保されるので、車両が立ち往生するこ
となく、修理工場等までは自力で走行できるようになっ
ているのである。ここで、車両の走行に必要な最低限の
吸気量とは、例えば車両が８０ｋｍ／ｈ程度の車速で走
行可能な程度の吸気量である。

【００７７】ところで、両方の制御系統２３１，２３２
が故障している（以下、このような故障を二重故障とい
う）にもかかわらず、故障判定手段７０で二重故障を判
定できない場合が考えられる。特に、本実施形態におい
ては、アクセルポジションセンサ５１Ａ，５１Ｂの故障
を、これらのセンサ５１Ａ，５１Ｂの検出情報の差に基
づいて判定しているため、後述の場合には、二重故障の
判定が困難になる場合がある。すなわち、具体的には、
故障判定手段７０では、基本的にはアクセルポジション
センサ（ＡＰＳ１）５１Ａからの出力値Ｖ_APS1とアクセ
ルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂからの出力値Ｖ
_APS2との差が所定値以内であれば、各アクセルポジショ
ンセンサ５１Ａ，５１Ｂが正常に作動していると判定す
るようになっているため、一方のセンサ故障は判定でき
るが、その後もう一方のセンサが同じ位置で故障した場
合には、二重故障を判定しない場合も考えられるのであ
る。

【００７８】また、万が一アクセルポジションセンサ５
１Ａ，５１Ｂが二重故障しているにもかかわらず、この
ような二重故障を判定しなかった場合には、上述したリ
ンプホーム処理モードが実行されず、スロットル弁１５
の動きが予想できないものとなってしまうので、このよ
うな面からも二重故障に至る以前に何らかの対策を講じ
る必要がある。

【００７９】そこで、本発明の内燃機関の制御装置で
は、故障判定手段７０により一方のアクセルポジション
センサ（ここでは、代表して第１のアクセルポジション
センサ５１Ａを用いる）の故障が判定された場合に、ド
ライバがブレーキを踏み込むと、ドライバに減速又は走
行停止の意思があるものとして、スロットル弁１５の開
度を所定の開度にクリップするようになっているのであ
る。

【００８０】すなわち、図６に示すように、スロットル
コントローラ１６０には、スロットル弁の開度を規制す
るための規制手段２４０が設けられている。そして、故
障判定手段７０からの情報により一方のアクセルポジシ
ョンセンサ５１Ａの故障が判定されるとともに、ブレー
キスイッチ２００からの情報によりドライバがブレーキ
ペダルを踏み込んだことが検出されると、この規制手段
２４０によりスロットル弁１５の開度が所定の上限値で
クリップされるようになっているのである。したがっ
て、このような場合には、エンジンの出力が確実に抑制
され、確実に車両を減速又は停止させることができるの
である。

【００８１】ところで、この場合のスロットル弁１５の
開度の上限値クリップ処理は、電動モータ（スロットル
アクチュエータ）１５４への指令目標開度電圧の上限値
をクリップすることにより行なわれる。つまり、一方の
アクセルポジションセンサ５１Ａの故障が判定され、且
つブレーキペダルの踏み込みが検出されると、スロット
ルコントローラ１６０では、モータ１５４に対して、例
えば指令目標開度電圧を０．８Ｖに設定し、この電圧に
対応するスロットル弁開度が、開度上限値としてクリッ
プされるようになっている。

【００８２】このように、本発明の内燃機関の制御装置
では、アクセルポジションセンサ５１Ａ，５１Ｂの二重
故障を判定しなかった場合の対策として、アクセルポジ
ションセンサ５１Ａ，５１Ｂのうちの一方の故障が判定
されると、ブレーキの作動に基づいてスロットル弁の開
度の上限値をクリップするので、この後、他方のアクセ
ルポジションセンサ５１Ｂ，５１Ａが故障したにもかか
わらずこの故障が判定されなかった場合でも、スロット
ル弁１５の不測の動作を防止でき車両の安全性を高める
ことができるのである。

【００８３】なお、このようなスロットル弁の開度の上
限値クリップ以外にも、アクセルポジションセンサ５１
Ａ，５１Ｂのいずれかの故障が判定された場合には、上
述のＦ．ＡＰＳ故障の項目で説明したように、以下の処
理が実行される。Ｖ_APS＝Ｖ_APS2／２に設定又はＶ_APS＝Ｖ_APS1／２に
設定リーン運転禁止処理クルーズコントロール制御禁止処理本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装置は、上
述のように構成されているので、吸気制御系の故障、即
ち、電子スロットル制御装置（ＤＢＷ）１５０及びＬＨ
Ｖ１２系の故障に対しては、例えば図４に示すように、
処理が行なわれる。

【００８４】つまり、まず、ＬＨＶ故障判定ルーチン
（ステップＡ１０）により、ＬＨＶ故障の判定にかかる
処理を行なう。ＬＨＶ故障の判定は、ＬＨＶソレノイ
ドがオフであるか否か、及び、端子電圧Ｌｏ検出され
ているか否かを判定するが、ＬＨＶソレノイドがオフ
且つ端子電圧Ｌｏ検出されていれば、ＬＨＶ故障であ
ると判定する。この場合には、ステップＡ２０の判定を
経て、ステップＡ３０でエンジン出力抑制処理を行な
う。具体的には、次の各処理を行なう。

【００８５】運転モードを強制的に後期リーン燃焼運
転モード（圧縮行程噴射モード）に設定し、エンジン出
力の抑制を図る。エンジン回転数Ｎｅが所定回転数（例えば３０００ｒ
ｐｍ）以上になったら、燃料をカット（燃料供給停止）
を行ない、エンジン出力の抑制を図る。ＥＧＲをカット（停止）し、排気ガス浄化よりも安定
燃焼を優先させる。

【００８６】アイドルスピードコントロールについ
て、エンジン回転数フィードバック制御を禁止して、安
定燃焼を優先させる。一方、ＬＨＶ故障でなければ、ステップＡ２０の判定を
経て、ステップＡ４０に進み、ＡＰＳフェイルフラグＦ
fail₁が１であるか否かを判定する。このＡＰＳフェイ
ルフラグＦfail₁は、アクセルポジションセンサ（ＡＰ
Ｓ）５１Ａ，５１Ｂのいずれかが故障した場合には１と
なり、そうでなければ０となる。ここで、フラグＦfail
₁が１であればステップＡ８０のＡＰＳ二重故障判定ル
ーチンへ進み、フラグＦfail₁が１でなければステップ
Ａ５０のＡＰＳ故障判定ルーチンへ進む。

【００８７】ステップＡ５０のＡＰＳ故障判定ルーチン
では、第１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５
１Ａ，第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５
１Ｂのそれぞれについて、電流回路のショートによる
故障，センサＧＮＤオープンによる故障、電流回路の
オープンによる故障，センサＧＮＤショートによる故
障、特性異常時について、前述のような判定処理を行
なう。

【００８８】ここで、ＡＰＳ故障が判定されると、ステ
ップＡ７０を経て、ステップＡ８０に進み、ＡＰＳ故障
が二重故障、即ち、第１及び第２のアクセルポジション
センサ（ＡＰＳ１，ＡＰＳ２）５１Ａ，５１Ｂがいずれ
も故障しているか否かが判定される。ＡＰＳが二重故障
なら、ステップＡ３００に進み、リンプホーム処理を行
ない、ＡＰＳが二重故障でなければ、即ち、２つのＡＰ
Ｓの一方のみが故障している場合は、ステップＡ９０に
進む。

【００８９】ステップＡ９０では、ブレーキスイッチ２
００がオンか否か、即ち、ブレーキ操作が行なわれてい
るか否かが判定される。ブレーキ操作が行なわれていれ
ば、ステップＡ１００に進み、スロットル開度指令値を
所定の上限値にクリップ処理して、吸気量を抑えること
で、エンジン出力を抑制する。ブレーキ操作が行なわれ
ていなければ、ステップＡ１２０に進み、ＡＰＳ故障に
応じて、各故障時処理を行なう。

【００９０】つまり、第２のアクセルポジションセンサ
５１Ｂの故障時には、Ｖ_APS＝Ｖ_APS1／２に設定し、
リーン運転を禁止し、クルーズコントロール制御を
禁止し、エンジン出力上限をクリップ処理する。ただ
し、第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１
Ｂの故障検出後に、スロットルコントローラ１６０から
エンジンＥＣＵ１６への通信異常が生じた場合には、リ
ンプホーム処理を行なう。

【００９１】第１のアクセルポジションセンサ５１Ａの
故障時には、Ｖ_APS＝Ｖ_APS2／２に設定し、リーン
運転を禁止し、クルーズコントロール制御を禁止し、
エンジン出力上限をクリップ処理する。ただし、既に
第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂが
故障していれば、リンプホーム処理を行なう。また、ア
クセルポジションセンサの特性異常時には、Ｖ_APS＝
Ｖ_APS1／２に設定し、リーン運転を禁止し、クルー
ズコントロール制御を禁止し、エンジン出力上限をク
リップする。ただし、既に第１のアクセルポジションセ
ンサ（ＡＰＳ１）５１Ａが故障していれば、リンプホー
ム処理を行なう。

【００９２】一方、ＡＰＳ故障でない場合は、ステップ
Ａ６０からステップＡ１３０のＥＴＶ判定ルーチンへ進
む。このＥＴＶ判定ルーチンでは、スロットルコントロ
ーラの故障を判定する。イグニッションスイッチがオ
ンであり、第２アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ
２）及び第２スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）
に異常がなく、エンジンＥＣＵ１６からスロットルコ
ントローラ１６０への通信異常が発生していて、｜
（Ｖ_APS2）／２−（５ｖ−Ｖ_TPS2）｜≧１ｖである場
合、又は、イグニッションスイッチがオンであり、
第２アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）及び第２ス
ロットルポジションセンサ（ＴＰＳ２）に異常がなく、
スロットルコントローラ１６０からエンジンＥＣＵ１
６への通信異常が発生していて、｜（エンジンＥＣＵ
指令開度電圧−Ｖ_TPS2）｜≧１ｖの場合、スロットルコ
ントローラの故障と判定する。

【００９３】スロットルコントローラの故障が判定され
たら、ステップＡ１４０を経て、ステップＡ３００に進
み、リンプホーム処理を行ない、スロットルコントロー
ラの故障が判定されなければ、ステップＡ１５０の通信
故障判定ルーチンへ進む。この通信故障判定ルーチンで
は、通信故障には、エンジンＥＣＵ１６からスロットル
コントローラ１６０への通信異常と、スロットルコント
ローラ１６０からエンジンＥＣＵ１６への通信異常とが
判定される。

【００９４】エンジンＥＣＵ１６からスロットルコント
ローラ１６０への通信異常については、バッテリ電圧
Ｖｂが所定値以上あり、スロットルコントローラ１６
０からエンジンＥＣＵ１６への通信異常は発生していな
い状況下（ゾーン）において判定し、スロットルコント
ローラ１６０がエンジンＥＣＵ１６からの通信故障信号
を受信した場合に、故障と判定する。

【００９５】スロットルコントローラ１６０からエンジ
ンＥＣＵ１６への通信異常については、バッテリ電圧
Ｖｂが所定値以上あり、クルージングスイッチがオフ
である状況下（ゾーン）において判定し、チェックサ
ムエラーがあり、オーバラン・フレーミングエラーが
あり、所定時間（例えば２５ｍｓｅｃ間）通信未完で
ある場合に、故障と判定する。

【００９６】このような通信故障が判定されたら、ステ
ップＡ１６０を経て、ステップＡ１７０に進み、通信故
障対応処理を行なう。つまり、エンジンＥＣＵ１６から
スロットルコントローラ１６０への通信異常時には、吸
気量制御を適切に行なえないおそれが高くなるため、
リーン運転を禁止し、クルーズコントロール制御を禁
止し、エンジン高回転時（例えばＮｅ≧３０００ｒｐ
ｍ）には燃料カットを行なう。

【００９７】また、スロットルコントローラ１６０から
エンジンＥＣＵ１６への通信異常時には、吸気量制御を
適切に行なえないおそれが高くなるため、スロットル
コントローラ１６０に通信フェイルを送信して、リー
ン運転を禁止し、クルーズコントロール制御を禁止
し、エンジン高回転時（例えばＮｅ≧３０００ｒｐ
ｍ）には燃料カットを行ない、ブレーキ踏込時には、
エンジンＥＣＵ１６からのスロットルバルブの指令目標
開度を上限クリップする。

【００９８】通信故障が判定されなければ、ステップＡ
１６０を経て、ステップＡ１８０のモータ故障判定ルー
チンに進む。モータ故障判定ルーチンでは、モータリ
レーがオンであり、スロットルコントローラ１６０か
らエンジンＥＣＵ１６への通信異常は発生していない状
況下（ゾーン）で、モータ出力の地絡，天絡故障信号を
受信した場合に、モータ故障と判定する。

【００９９】このモータ故障判定時には、ステップＡ１
９０を経て、ステップＡ３００に進み、リンプホーム処
理を行ない、モータ故障が判定されなければ、ステップ
Ａ２００のＴＰＳ故障判定ルーチンに進む。ＴＰＳ故障
判定ルーチンでは、イグニッションスイッチがオンで
あり、スロットルコントローラ１６０からエンジンＥ
ＣＵ１６への通信異常は発生していないという状況下
（ゾーン）で、それぞれの故障信号を受信した場合に、
故障と判定する。なお、スロットルコントローラ１６０
によるフィードバック制御に用いられる第１のスロット
ルポジションセンサ（ＴＰＳ１）３７Ａについては、
電流回路のオープン又はショートによる故障とリニア
リティ不良とがあり、第２のスロットルポジションセン
サ（ＴＰＳ２）３７Ｂについては、特性異常と電流
回路のオープン又はショートによる故障とがある。

【０１００】このようなＴＰＳ故障判定ルーチンの判定
結果に基づいて、ステップＡ２１０で、ＴＰＳ１とＴＰ
Ｓ２とのいずれか一方が故障しているか否かが判定され
る。ここで、ＴＰＳ１とＴＰＳ２とのいずれか一方が故
障していれば、ステップＡ２２０に進み、ＴＰＳ１とＴ
ＰＳ２との両方が共に故障しているか否かが判定され
る。

【０１０１】ＴＰＳ１とＴＰＳ２との両方が共に故障し
ていれば、ステップＡ３００に進み、リンプホーム処理
を行ない、そうでなければ（即ち、ＴＰＳ１とＴＰＳ２
とのいずれか一方のみが故障している場合）、ステップ
Ａ２３０に進み、リーンモード禁止処理を行なう。この
リーンモード禁止処理は、リーンモードは、高精度なス
ロットル制御の基に成立するモードなので、ＴＰＳ故障
時にはリーンモードでは安定燃焼を損なうおそれがあ
る。これを回避するためにリーンモードを禁止するので
ある。

【０１０２】一方、スロットルポジションセンサ（ＴＰ
Ｓ）がいずれも故障していなければ、ステップＳ２１０
を経て、ステップＳ２４０のポジションフィードバック
故障判定ルーチン（ＰＯＳＦ／Ｂ故障判定ルーチン）
に進む。ポジションフィードバック故障判定ルーチンで
は、ポジションフィードバックの故障、つまり、バル
ブ系の固着（全閉固着を含む）や、モータ出力オープ
ンを判定するが、この判定は、イグニッションスイッ
チがオンであって、モータリレーがオンである、又
は、エンジンＥＣＵ１６からスロットルコントローラ１
６０への通信異常が発生していて、バッテリ電圧Ｖｂ
が所定値以上あり、スロットルコントローラ１６０か
らエンジンＥＣＵ１６への通信異常は発生していない状
況下（ゾーン）で、ポジションフィードバック故障信号
を受信した場合に、故障と判定する。

【０１０３】ポジションフィードバック故障が判定され
なければ、ステップＡ２５０を経て、故障処理は行なわ
ない（リターンする）が、ポジションフィードバック故
障が判定されれば、ステップＡ２５０を経て、ステップ
Ａ２６０に進み、第２スロットルバルブ開度Ｖ_TPS2が所
定値Ｋ１（Ｋ１：バルブ全開に近い値）以上か否かが判
定される。ここで、第２スロットルバルブ開度Ｖ_TPS2が
所定値Ｋ１以上なら、ステップＡ２８０へ進み、バルブ
開固着フェイル処理を行なう。

【０１０４】ステップＡ２６０で、第２スロットルバル
ブ開度Ｖ_TPS2が所定値Ｋ１以上でなければ、ステップＡ
２７０に進み、第２スロットルバルブ開度Ｖ_TPS2が所定
値Ｋ２（Ｋ２：バルブ全閉に近い値）以下か否かが判定
される。ここで、第２スロットルバルブ開度Ｖ_TPS2が所
定値Ｋ２以下なら、ステップＡ２９０へ進み、バルブ閉
固着フェイル処理を行なう。

【０１０５】また、第２スロットルバルブ開度Ｖ
_TPS2が、所定値Ｋ１，Ｋ２の間の値であれば、ステップ
Ａ３００に進み、リンプホーム処理を行なう。次に、本
実施形態にかかる内燃機関の制御装置において特徴とな
るリンプホーム処理時の動作について説明すると、この
ステップＡ３００のリンプホーム処理は、図５に示すよ
うに行なわれる。

【０１０６】リンプホーム処理時には、まず最初にリー
ン運転モードを禁止する（ステップＢ１０）。つまり、
高精度なスロットル制御を要求するリーン運転モードを
回避して、ストイキオモード等によってより安定した燃
焼が行なえるようにする。次に、モータリレー（電源リ
レー）６２をオフにする。これにより、スロットルコン
トローラ１６０には電力供給されなくなり、スロットル
コントローラ１６０を通じたスロットルバルブ制御は行
なわれなくなり、リンプホームバルブ１４のみを制御し
て吸気量調整を行なうようになる。

【０１０７】そして、ブレーキスイッチ２００がオンか
否か、即ち、ブレーキ操作が行なわれているか否かが判
定される（ステップＢ３０）。ブレーキスイッチ２００
がオンならば、リンプホームバルブ（ＬＨＶ）１４を所
定時間（例えば２秒間）だけデューティ制御する（ステ
ップＢ４０）。つまり、このリンプホームバルブ１４
は、通常時にはオンかオフかのいずれかにセットされる
オン・オフバルブであが、電磁バルブなので、デューテ
ィ制御も可能であり、ここでは、例えばデューティ比５
０％程度としてＬＨＶ１４の開度を抑制することで、バ
イパス通路１３に流れる空気量を低下させる。そして、
これにより吸気マニホールド９の負圧を増加させマスタ
バック負圧を確保するようになっているのである。した
がって、ドライブバイワイヤ１５０が故障してリンプホ
ーム処理が行なわれても、ブレーキ操作時には十分なマ
スタバック負圧が確保されるので、通常時と同等の制動
力を確保できるのである。

【０１０８】また、このような処理は、ブレーキ操作開
始時の所定時間（ここでは２秒間）で十分であり、所定
時間経過したら、デューティ制御は終了する。なお、こ
のリンプホームバルブ１４のデューティ制御を所定時間
内に規制することで、ソレノイドの耐久性も確保され
る。一方、ブレーキスイッチ２００がオフならば、リン
プホームバルブ（ＬＨＶ）１４をオン（開）状態にする
（ステップＢ５０）。

【０１０９】そして、ステップＢ４０，Ｂ５０の処理を
行なったら、ステップＢ６０に進み、車両が前進してい
るか否かを判定する。車両が前進していなければ、車両
は後退していることになり、一部の気筒の燃料カット
（例えば６気筒中の３気筒を燃料カット）を行ない、エ
ンジン出力の抑制を行なう（ステップＢ１１０）。車両
が前進していれば、ステップＢ７０に進み、第２のアク
セルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂの出力値が所
定値以上か否か〔（５ｖ−Ｖ_APS2）＞１．５ｖか又は
（５ｖ−Ｖ_APS2）≦１．５ｖか〕を判定する。

【０１１０】ここで、（５ｖ−Ｖ_APS2）≦１．５ｖのと
きには、ステップＢ１１０に進み、一部の気筒の燃料カ
ット（例えば６気筒中の３気筒を燃料カット）を行な
い、エンジン出力の抑制を行なう。また、（５ｖ−Ｖ
_APS2）＞１．５ｖなら、ステップＢ８０に進み、第２の
アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）５１Ｂが故障し
ているか否かを判定する。この故障判定は前述のように
行なう。

【０１１１】ＡＰＳ２が故障していれば、ステップＢ１
１０に進み、一部の気筒の燃料カット（例えば６気筒中
の３気筒を燃料カット）を行ない、エンジン出力の抑制
を行なう。ＡＰＳ２が故障していなければ、ステップＢ
９０に進み、ブレーキスイッチ２００がオンか否か、即
ち、ブレーキ操作が行なわれているか否かが判定され
る。

【０１１２】ここで、ブレーキスイッチ２００がオンな
らば、一部の気筒の燃料カット（例えば６気筒中の３気
筒を燃料カット）を行ない、エンジン出力の抑制を行な
う。ブレーキスイッチ２００がオンでなければ、ステッ
プＢ１００に進み、全気筒で燃料噴射を行ない、出力を
確保する。また、リンプホーム処理時には、警告灯１８
０の点灯も行なう。

【０１１３】このように、リンプホーム処理は、前進走
行時で、ＡＰＳ２故障がなく（即ち、ＡＰＳ２情報から
ドライバの速度要求意思を把握できる状態である）、ブ
レーキ操作がされていないで、アクセル開度が所定値以
上ある場合、すなわち、ドライバがエンジン出力を要求
している時には、燃料カットは行なわないが、後進走行
時や、ＡＰＳ２故障時や、ブレーキ操作時や、アクセル
開度が所定値以下の場合には、安全側の制御として、一
部の気筒の燃料カット（例えば６気筒中の３気筒を燃料
カット）を行ない、エンジン出力の抑制を行なうのであ
る。

【０１１４】そして、ドライバは、ブレーキ操作しなけ
れば車速を得ることができ、ブレーキ操作すれば減速や
停止をおこなうことができ、吸気系の故障時にも、残さ
れたドライバ意思反映手段であるブレーキ操作情報に基
づいて、ドライバ意思を反映した車速制御を一定レベル
で行なえるのである。ところで、本発明の内燃機関の制
御装置の特徴となる動作について説明すると、上述のス
テップＡ８０，Ａ９０，Ａ１００で説明したように、ス
テップＡ８０でＡＰＳ故障が二重故障、即ち、第１及び
第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１，ＡＰＳ
２）５１Ａ，５１Ｂがいずれも故障していることが判定
されず、２つのＡＰＳの一方のみが故障していることが
判定されると、ステップＡ９０では、ブレーキスイッチ
２００がオンか否か、即ち、ブレーキ操作が行なわれて
いるか否かが判定され、ブレーキ操作が行なわれていれ
ば、ステップＡ１００に進み、スロットル開度指令値を
所定の上限値にクリップ処理して、吸気量を抑えること
でエンジン出力を抑制するのである。

【０１１５】したがって、一方のアクセルポジションセ
ンサの故障が判定されると、ブレーキの作動によりスロ
ットル弁の開度の上限値がクリップされるので、この後
他方のアクセルポジションセンサが故障したにもかかわ
らず故障判定されなかった場合でも、スロットル弁の不
測の動作を防止することができ、車両の安全性を高める
ことができる利点がある。

【０１１６】また、他方のアクセルポジションセンサが
正常であっても、一方のアクセルポジションセンサの故
障時には、ブレーキの作動が検出されるとスロットル弁
の開度の上限値がクリップされるので、ドライバにエン
ジン出力の変化により車両の異常を認識させて、早期の
車両の修理を促すという利点もある。また、これによ
り、ドライブバイワイヤ１５０の信頼性や安全性も向上
する利点がある。

【０１１７】なお、フェイル判定のリセット条件につい
て簡単に述べると、リセット条件としては、イグニッシ
ョンキーＯＦＦ，バッテリＯＦＦ等があり、再走行時に
前述した制御を繰り返すとともに、再判定時にＤＢＷ正
常とされた場合は、通常制御に復帰する。なお、その際
に、フェイル情報としてフェイル内容をコンピュータに
記憶させれば、車両点検時にＤＢＷシステムの再チェッ
クを行なうことができる。

【０１１８】また、本実施形態では、筒内噴射式内燃機
関に本制御装置を適用した場合について説明したが、本
発明の内燃機関の制御装置は、このような実施形態に限
定されるものではなく、電子スロットル制御装置と、複
数組の電子スロットル制御系統とをそなえた車両に広く
適用することができる。

【０１１９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の内燃機関の制御装置によれば、故障判定手段によ
り複数組の制御系統のうちの一組の電子スロットル制御
系統の故障が判定され、且つブレーキスイッチによりブ
レーキの作動が検出された場合には、規制手段によりス
ロットル弁の開度の上限が規制されるので、この後他方
の電子スロットル制御系統が故障したにもかかわらず故
障判定されなかった場合でも、スロットル弁の不測の動
作を防止することができ、車両の安全性を高めることが
できる利点がある。

【０１２０】また、他方の電子スロットル制御系統が正
常であっても、一方の電子スロットル制御系統の故障時
には、ブレーキの作動が検出されるとスロットル弁の開
度の上限値がクリップされるので、ドライバにエンジン
出力の変化により車両の異常を認識させて、早期の車両
の修理を促すという利点もある。また、これにより、電
子スロットル制御装置の信頼性や安全性も向上する利点
がある。

【０１２１】また、請求項２記載の本発明の内燃機関の
制御装置によれば、電子スロットル制御系統としてアク
セル開度検出手段を設け、複数のアクセル開度検出手段
による検出情報の差に基づいて、アクセル開度検出手段
の故障を判定するようなシステムにおいて、アクセル開
度検出手段が二重故障しているにも関わらずこの二重故
障が判定されなかった場合でも、確実にスロットル弁の
不測の動作を防止することができ、やはり車両の安全性
を高めることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装
置の要部を示す模式的な構成図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装
置を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の吸気制
御系を示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の吸気制
御系のフェイル対策処理を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の吸気制
御系のフェイル対策処理のうちのリンプホーム処理を示
すフローチャートである。

【図６】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装
置の要部機能に着目した模式的なブロック図である。

【符号の説明】

１エンジン１６エンジン制御コンピュータ（エンジンＥＣＵ）３７スロットル開度検出手段としてのスロットルポジ
ションセンサ３７Ａ第１のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ
１）３７Ｂ第２のスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ
２）５１アクセル開度検出手段としてのアクセルポジショ
ンセンサ５１Ａ第１のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ１）５１Ｂ第２のアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ２）７０故障判定手段１５０電子スロットル制御装置又はドライブバイワイ
ヤ（ＤＢＷ）１５４電動モータ（スロットルアクチュエータ）１６０スロットル制御コンピュータ（スロットルコン
トローラ）１８０警告手段２００ブレーキスイッチ２０１吸気量制御手段２３１第１制御系統（第１の電子スロットル制御系
統）２３２第２制御系統（第２の電子スロットル制御系
統）２４０規制手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｇ (72)発明者井上誠一東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開平６−42396（ＪＰ，Ａ) 特開平10−77888（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−211702（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−150048（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−246425（ＪＰ，Ａ) 実開平１−122327（ＪＰ，Ｕ) 特表昭63−501303（ＪＰ，Ａ) 特表平６−510101（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/22 310 F02D 9/02 341 F02D 9/02 351 F02D 11/10 F02D 45/00 364

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アクセルペダルの操作量に基づいてエン
ジンのスロットル弁を電気的に駆動する複数組の電子ス
ロットル制御系統と、ブレーキの作動状態を検出するブ
レーキスイッチとをそなえ、該複数組の電子スロットル制御系統のうち一組の電子ス
ロットル制御系統の故障を判定するとともに、該複数組
の全ての電子スロットル制御系統の故障を判定する故障
判定手段と、該故障判定手段により該複数組の全ての電子スロットル
制御系統の故障が判定されると、該スロットル弁を閉方
向に駆動するとともに所定量の吸気をエンジンに供給す
る吸気量制御手段と、該故障判定手段により該複数組のうちの一組の電子スロ
ットル制御系統の故障が判定されるとともに、該ブレー
キスイッチによりブレーキの作動が検出されると、該ス
ロットル弁の開度の上限を規制する規制手段とをそなえ
ていることを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項２】該電子スロットル制御系統が該アクセル
ペダルの操作量を検出するアクセル開度検出手段として
構成され、該故障判定手段が、該複数のアクセル開度検出手段によ
る検出情報の差に基づいて、該アクセル開度検出手段の
故障を判定するように構成されていることを特徴とす
る、請求項１記載の内燃機関の制御装置。