JP4051174B2 - 始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置に係り、特に、気体燃料等の燃料を小型（簡易）充填装置からエンジンに充填する型式のエンジンに用いられる始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車を取り巻く環境保護、経済性の要求は、強化の一途をたどっており、特に、エンジンから排出されるＨＣ、ＣＯ等の成分を含んだ排気ガスの浄化規制、及び、エンジンの燃料消費率の向上に対する要求が高くなっている。
一方、現在のエンジンに通常使用されている燃料は、ガソリンや軽油などの液体燃料が主であるが、該液体燃料はその埋蔵量に制限があり、将来、該液体燃料の供給不足が発生して、燃料価格が高騰することが懸念される。このために、代替エネルギーを用いた自動車の開発が急速に行われており、該代替えエネルギーを用いた自動車の代表的なものとして、電気自動車や、液体燃料と電気とのハイブリット自動車、アルコール、ガス（天然ガス、プロパンガス、水素ガスなど）を燃料としたガス自動車が挙げられる。
【０００３】
前記の如き代替エネルギー用自動車については、燃料供給設備等のインフラ面、或いは、製造コストの面で解決しなければならない多くの問題を抱えている。現在、前記代替エネルギー用自動車の内で、天然ガス自動車が、前記インフラ面や製造コストの面等を含めた総合面で、一歩リードしている状況であり、該天然ガス自動車は、使用燃料がメタンガスを主成分とするため、排気ガスの排出量を従来の液体燃料用自動車に比べて、低減することが可能である。
【０００４】
燃料供給設備等のインフラの整備は、所定の燃料充填所のみならず、小型充填装置（家庭用を含む）の普及によって、燃料充填を可能にするが、自動車の燃料充填口に充填ノズルを接続したままの状態で、エンジンを始動し、自動車の走行を行うと、小型充填機の場合には、引きずりや破損を招き、充填装置からのガス漏れ、又は前記燃料充填口の故障によるガス漏れを引き起こすことがある。
【０００５】
従来の技術では、エンジン始動用スタータの電源供給ラインに、燃料の充填口スイッチを直列に結線し、充填中は、前記充填口スイッチによりスタータの電源供給ラインを遮断し、エンジン始動を禁止する始動禁止手段を設けて、安全性を確保している。しかし、前記エンジン始動を禁止する始動禁止手段は、エンジン制御装置（コントロールユニット）とは、別系統のシステムとして構成されているのが通例である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来のエンジン始動を禁止する始動禁止手段を備えたシステムは、該手段を自動車に設けることで、自動車の燃料充填口に充填ノズルを接続した等の状態のままで、エンジンを始動して自動車の走行を行うことがないので、該システムによってエンジンの始動時の信頼性が確保される。そして、前記システムには、万一のシステムの故障に備えて、様々な結線方法が工夫されている。しかし、いずれの結線方法においても、主なるシステム構成としては、導電線（ハーネス）、スイッチ、リレーを用いるのが現状である。
【０００７】
また、前記システムは、制御装置を介在していないために、そのシステムが故障した場合、結線部品であるハーネス、スイッチ、及びリレーの何れかの故障かを判別することができず、該システム部品が故障した場合には、安全性が低下することが懸念される。例えば、スイッチ故障の場合、実際は、充填中のためスイッチがオープン（遮断）状態のはずが、何らかの原因でショート（短絡）していたり、リレーがショート状態で固着（導通）している場合、システムは、正常に動作しなくなる。
【０００８】
また、充填所以外での充填作業の増加は、前述のインフラの整備（更に言うと家庭充填設備の普及）に伴ない増加傾向を示すが、作業ミスの増加も同傾向になると予想され、充填作業での安全性の確保は、従来に増して厳重に行う必要がある。
本発明は、前記の如き問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、自動車の燃料充填口に充填ノズルを接続した等の状態、即ち、エンジンの燃料貯蔵手段への燃料の充填中は、エンジンの始動を禁止する始動禁止手段の故障を的確に判断することのできる始動系故障検出装置と、故障時の制御手段とを備えたエンジン制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するべく、本発明の本発明のエンジン制御装置は、エンジンを始動する始動手段と、該エンジンが始動している状態を検出する始動状態検出手段と、燃料噴射装置と、燃料貯蔵手段と、該燃料貯蔵手段への燃料充填の状態を検出する充填状態検出手段と、該充填状態検出手段で燃料充填状態を検出している場合に前記始動手段による始動を禁止する燃料充填中始動禁止手段と、始動系故障検出装置と、を備えたエンジン制御装置であって、前記始動系故障検出装置は、故障判定手段を備え、該故障判定手段は、前記燃料充填中始動禁止手段により始動が禁止されるべき時に前記始動状態検出手段が始動状態を検知した場合には、前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判断することを特徴としている。
【００１０】
前記の如く構成された本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置は、前記燃料充填中始動禁止手段により始動が禁止されている時に、始動状態検出手段が始動状態を検知した場合に、前記故障判定手段が燃料充填中始動禁止手段を故障と判断するようにしたので、燃料充填状態での不意なエンジン始動、車両移動を防ぐことが可能となり、安全性の向上が期待できる。
【００１１】
また、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の具体的な態様は、前記始動状態検出手段が、前記始動手段に連動して該始動手段の起動／停止に応じた判定信号に基づき始動状態を検出し、運転状態検出手段からの出力信号に基づき始動状態を検出するものであり、前記運転状態検出手段からの出力信号が、エンジン回転パラメータ、バッテリ電圧パラメータ、吸入空気パラメータ、もしくは、車速パラメータであることを特徴としている。
【００１２】
前記構成の如く、エンジンの起動／停止情報、或いは、エンジンの運転状態から容易に、エンジンの始動系の故障を検出することができる。
更に、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の他の具体的な態様は、前記充填状態検出手段での燃料充填状態の検出を、車両の燃料充填口と、車両とは別の外部充填装置との接続状態に基づき実施するか、燃料貯蔵手段内の燃料貯蔵量の推移に基づき実施するかを特徴としている。
【００１３】
更にまた、本発明の始動系故障診断装置を備えたエンジン制御装置の他の具体的な態様は、前記故障判定手段により前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判定した場合には、燃料供給停止手段によってエンジンへの燃料供給を停止させ、前記燃料供給停止手段が、前記燃料噴射装置を停止作動させることにより実施されるか、前記燃料貯蔵ボンベと前記燃料噴射装置との間に設置された燃料供給遮断装置を作動させることにより実施されることを特徴としている。
【００１４】
前記構成によって、燃料充填中始動禁止手段の故障と同時にエンジンの運転を停止することができるので、不用意な車両の走行を防止して、充填装置の引きずりや破損を未然に防ぎ、充填装置からのガス漏れ、又は前記燃料充填口の故障によるガス漏れを引き起こすことがない。
更にまた、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の更に他の具体的な態様は、前記故障判定手段により前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判定した場合は、警報装置により警報し、故障情報をメモリ内に記憶するとともに、外部から接続される外部診断装置から故障情報の出力要求がある場合には、メモリ内の故障情報を出力することを特徴としている。
【００１５】
前記構成によって、運転者等に知らせることができると共に、故障状態を判別した時の判定パラメータも、同時にＲＡＭ内に記憶させ、外部診断装置からの出力要求時に、フラグ情報と共に故障情報として転送することで、サービス性が更に向上して、故障部位修復の促進が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の一実施形態の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置について詳細に説明する。
図１は、本実施形態の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置のエンジンシステム全体構成図である。
【００１７】
エンジン１は、その各気筒２に各々、吸気管４と排気管５とを接続しており、前記気筒２には、点火プラグ７が取付られていると共に、前記吸気管４にはインジエクタ１８が取付られている。該吸気管４の上流にはエアクリーナ３とスロットル弁２３が配置されると共に、空気流量センサ６とスロットルセンサ２１とが取付られている。また、排気管５には、酸素センサ２０が取付られ、気筒２には水温センサ８が取付られている。
【００１８】
エンジン１の状態情報は、エアクリーナ３を通過し吸気管４を通過してエンジン１に吸入される吸気の質量流量を計測する吸気量検出センサ６、エンジンの冷却水温を計測する水温センサ８、吸気温度を計測する吸気温度センサ９、図示していないクランク角度を検出するクランク角センサ、スロットルバルブ角度を検出するスロットルセンサ２１、図示していない車輪を駆動するドライブシャフトの回転数を検出する車速センサ等から検出された信号を、コントロールユニット２４に入力することによって行われると共に、該コントロールユニット２４では、クランク角センサ信号からエンジン回転数を、スロットル開度、吸気量、及びエンジン回転数からエンジン負荷を算出する。
【００１９】
また、前記コントロールユニット（制御装置）２４は、各種情報に基づいてエンジン１に供給する最適燃料噴射パルス幅、燃料噴射時期、点火時期などを演算し、燃料噴射弁であるインジェクタ１８から燃料を噴射するべく制御する。更に、点火系では、前記各種センサからの各種情報に基づき、運転状態に合った点火時期を演算して、図示していない点火コイルへの通電／遮断により点火プラグ７で、燃焼室内の混合気に点火する。
更に、コントロールユニット２４は、排気管５を通して排出される排気ガス中の酸素濃度を計測する排気センサ２０からの信号を基にフィードバック補正値を演算し、混合気が理論空燃比になるように燃料噴射パルス幅を補正する。
【００２０】
一方、気体燃料の供給システムは、気体燃料を貯蔵する燃料ボンベ１０、充填装置から気体燃料を高圧の状態で、燃料ボンベ１０に充填する充填口１９、燃料噴射の燃圧を調整する調圧弁（レギュレータ）１６、燃料を噴射するインジェクタ１８、前記ボンベ１０と前記レギュレータ１６とを連結する高圧配管１５、レギュレータ１６とインジェクタ１８とを連結する低圧配管１７、高圧配管１５のボンベ側およびレギュレータ１６側に設置された遮断弁１１、１２、低圧配管１７に設置され燃料状態（燃温、燃圧）を検出する燃温センサ１３、及び、燃圧センサ１４で構成され、高圧配管１５には、該高圧配管内の異常燃圧、燃温を検知する高圧対応の図示していない燃圧センサ、燃温センサが配置構成されている。
【００２１】
また、エンジン１の始動／それ以外を判別するために、スタータ２２からのスタータ信号をコントロールユニット２４へ入力している。
図２は、エンジン始動系システムの一例を示したものである（実際には、図示するよりも複雑な結線であり、更に他のシステム結線方法も存在するが、今回は説明を簡単にするために、図２の如きシステム結線にて説明し、他の結線に関する説明は省略する）。
【００２２】
バッテリ３３のプラス電極の下流には、まず手動で操作されるメインスイッチ３４（通称イグニションスイッチ）を設置し、メインスイッチ３４の断続により車両、エンジン１への電力供給を導通／遮断する。この下流側には、スタータスイッチ３５と充填スイッチ３６を並列に設置するが、通常はメインスイッチ３４とスタータスイッチ３５は、運転席キーシリンダで一体になっている。充填スイッチ３６は、前記充填口１９と一体であり、充填時の充填ノズルの抜き挿しにより、断続される。
【００２３】
両スイッチ３５，３６の下流には、燃料充填中始動禁止手段としてのサブリレー３７とスタータリレー３８があり、サブリレー３７は充填口１９に充填ノズルが挿されていない場合は、充填スイッチはＯＮ（導通状態）で、スタータスイッチ３５をＯＮ（導通状態）にすると、更に下流のスタータリレー３８を駆動し、大電流をスタータ２２に供給し、スタータ２２の回転によってエンジン１を始動（クランキング）する。
【００２４】
また、充填口１９に充填ノズルが挿されている場合、充填スイッチ３６は、ＯＦＦ（遮断状態）で、スタータスイッチ３５をＯＮ（導通状態）にしてもスターター２２への電力は供給されず、充填中のエンジン始動を禁止し、安全性を確保することができる。
以上が、本実施形態の前提となるシステム構成の概要であるが、次に、本実施形態の概要を、図３の制御フローチャートにより説明する（本フローチャートは、定時間間隔でルーチン処理される）。
【００２５】
本実施形態は、前記充填中の始動禁止システムの監視に主眼を置いたものであり、ステップ２５では、気体燃料の充填状態を検出する。充填状態の検出方法は、図４、図５に示すように、２種類の検出方法があり、一つは、図４の充填口の接続状態を電気的に検出する方法であり、他の一つは、図５の充填された気体燃料の状態により、検出する方法である。
【００２６】
図４の一つの検出方法は、図２で説明した充填スイッチ３６の上流側の電位状態を、コントロールユニット２４に取り込む方法である。充填時以外では、充填スイッチ３６がＯＮしているので、メインスイッチ３４がＯＮされている状態では、コントロールユニット２４の取り込み状態（ＬｉｄＳＷ）ｂは、Ｌｏｗレベルになり、充填中では、取り込み状態（ＬｉｄＳＷ）ｂは、Ｈｉｇｈレベルになる。この入力レベルで、気体燃料が充填中か否かを判別できる。
【００２７】
図５の他の一つの方法は、充填スイッチ３６の状態検出取り込みが無いシステム（コスト削減）、又は充填スイッチ３６があっても、該充填スイッチ３６が何らかの原因で故障した場合のための更なる安全性確保のための方法であり、定時間周期で、燃料ボンベ１０の燃料圧を測定し、充填中であれば、燃料貯蔵ボンベ内の燃料圧は、図５の（ａ）のように増加し、やがて最大燃圧（日本では約２００気圧）に到達する。
【００２８】
本実施形態では、充填状態を明確化するために、図５の（ｂ）のように、ボンベ内圧をその変化量（変化割合）として求め、該変化量が、しきい値ＰＴ以上であれば充填中であると判定する。ちなみに、しきい値ＰＴは、自然放置状態で発生する外気温度による燃圧上昇と、充填機により加圧される燃圧上昇との間で設定される。但し、これは、あくまでもメインスイッチ３４がＯＮの状態でなければ、測定不可能であり、本実施形態では、家庭用の小型充填機を想定しており、エコステーションなどにある高速充填機に対しては、充填速度が著しく遅く（一晩で充填完了するイメージ）、この充填時間が長い事により引き起こされる運転者の充填口１９の抜き忘れの防止としては、効果的である。
【００２９】
再び、図３に戻り、前記記載した方法で燃料充填中か否かを判定し、充填中でなければ、そのまま本ルーチンは終了するが、充填中と判定した場合は、ステップ２７に移行する。ステップ２７では、エンジン１、車両の運転状態（例えばコントロールユニット２４で入力処理されたエンジン回転数や車速情報）を検出し、この検出値に基づきステップ２８で始動状態検出手段により始動状態を検出する（始動状態検出方法に関しては後述する）。
【００３０】
ステップ２９で、始動状態でないと判定した場合には、そのまま本ルーチンは終了するが、始動状態と判定した場合は、ステップ３０に移行し、始動系故障検出手段の故障判定手段で、充填中かつ始動中として始動系の安全システム（燃料充填中始動禁止手段）が起動していない（燃料充填中始動禁止手段の故障）と判定し、本フローチャートは終了する。ステップ２９及びステップ３０の技術的事項が、本実施形態の特徴とするところである。次に、本実施形態の前記始動状態検出手段について説明する。
【００３１】
図６は、充填スイッチ３６と始動スイッチ３５（スタータスイッチ）の断続状態により、スタータスイッチ３５の上流のコントロールユニット２４に取り込まれる信号（ＳＴＳＷ）ａレベルを記述したものである。
スタータスイッチ３５がＯＮの状態で、充填スイッチがＯＮでは、Ｌｏｗレベルとなり、スタータスイッチ３５がＯＮの状態で、充填スイッチＯＦＦでは、Ｈｉｇｈレベルとなって、コントロールユニット２４に取り込まれる。つまり、Ｌｏｗの状態は、エンジン始動中、Ｈｉｇｈの状態は、エンジン停止中を意味する。前記信号（ＳＴＳＷ）ａにより始動状態が判別できる。
【００３２】
ここで、サブリレー３７の信頼性の確保についても少し述べる。サブリレー３７が故障している場合、特に、固着（充填スイッチ３６のＯＮ・ＯＦＦの如何に係わらず、常にＯＮ：導通状態）している場合には、充填スイッチ３６の状態による始動禁止は、不可能であることは言うまでもない。一般に、リレーは、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しによりアーク放電し、該アーク放電等によって、固着することが、稀少頻度であるが存在する。特に、最近は、低コスト志向が強く、リレーの信頼性の低下が懸念されるので、リレー固着も想定したシステム構成が必要になる（図８は、サブリレー３７が固着した様子を示している。）
【００３３】
本実施形態では、ＳＴＳＷレベルａを監視することにより、サブリレーの故障状態も検知可能である。つまり、図７に示すように、始動スイッチ３５がＯＮの状態では、充填スイッチ３６のＯＮ／ＯＦＦ状態によらず、ＳＴＳＷレベルａは、常にＬｏｗレベルになることを利用する。従って、充填スイッチ３６と始動スイッチ３５の状態毎でのＳＴＳＷレベルを監視することで、始動状態の判別と、システム故障（リレー故障）を判別することができるのである。
【００３４】
次に、図９〜図１２に基づき、本実施形態の始動状態検出手段について説明する。
図９は、運転状態検出信号の一つであるエンジン回転数の変化に対する始動スイッチ３５と充填スイッチ３６の状態を示したものである。（ａ）は充填スイッチの状態、（ｂ）は始動スイッチ（スタータスイッチ）の状態、及び（ｃ）はエンジン回転数を示している。通常の状態においては、充填スイッチ３６が遮断状態にあり、スタータスイッチ３５が導通状態にあれば、始動禁止の状態にあるので、クランキングによるエンジン回転数の発生（上昇）は有り得ない（（ｃ）のエンジン回転数が点線状態）。しかし、前記状態において、エンジン回転数が上昇した（図９中のエンジン回転数が実線状態となり、しきい値Ｎを上回った）場合には、何らかの原因で、始動が許可された始動状態に至ったと判定できる。更には、車速信号の状態と組み合わせることで、押しがけ（降坂）とを区別することも可能である。
【００３５】
図１０は、図９と同様に、バッテリ３３の電圧をコントロールユニット２４に取り込み、該電圧の変化で、始動判定する状態を示したものである。スタータ２２によりエンジン１を始動する場合、大電流が必要であり、何らかの原因により、クランキングが開始された場合、バッテリ電圧は、エンジン停止時の約１２Ｖから大きく落込むことになる（図１０では、しきい値Ｖ１を下回る）。更に、その後、エンジン回転が継続している場合には、オルタネータの発電により電圧は、約１４．４Ｖ程度まで上昇する（図１０のＶ２を上回る）。これによりバッテリ状態を検出することで、始動を判定することが可能である。
【００３６】
図１１は、同様に吸気量検出センサ６の信号により始動を判定する方法であり、エンジン停止状態では、空気は、エンジン１に吸入されることがないが、何らかの原因により始動された場合には、図１１のように、吸入空気量が検出されることになり、該吸入空気量が、しきい値Ｑを上回る場合には、該吸入空気量の検出により始動を判定することができる。
【００３７】
図１２は、直接エンジンの始動を判定する方法ではなく、補助的な実施形態であるが、車速により車両の移動を検知するものである。つまり、充填状態で、車両が走行してしまうと、充填機の引きずりを招く（充填機破損によるガス漏れの発生）ことになり、この状態は、絶対に起こしてはならない。よって、図１２に示すように、車速を監視し、しきい値ＳＰを上回った時、始動（自走）と判定する。
【００３８】
前記の各種の始動判定方法は、単独で用いても良いし、複合的に用いてもかまわないものである。
以上、本実施形態の充填状態と始動状態を検知して、始動禁止手段の故障判定を行う各種の方法について説明したが、次に、前記始動禁止手段の故障判定後の処理について説明する。
【００３９】
図１３は、始動禁止手段の故障判定とその後の制御処理を示した、図３とほぼ同等の制御フローチャートである。ステップ２６では、燃料の充填中か否かを判定し、ステップ２９では、始動状態か否かを判定し、前記結果より、ステップ３０では、始動禁止手段の故障判定を行う。故障と判定した場合には、ステップ３９でエンジン１への燃料供給を停止（遮断）し、該停止によりエンジン１を停止させ（車両を走行不可にし）て、充填設備へのダメージを防止することで安全性を確保する。
【００４０】
つまり、充填中でありエンジンの始動を禁止したい状況では、エンジン１は、絶対に始動させないために、燃料を遮断するものである。燃料供給の遮断に関しては、以下に述べる二つの方法がある。
一つの方法は、図１に示すエンジン１の燃料噴射装置（インジェクタ１８）からの燃料噴射を停止する方法、他の方法は、図１に示す高圧配管１５に設置してある燃料遮断弁１１又は燃料遮断弁１２によって、燃料経路を遮断する方法である。前記二つの方法によって、始動禁止手段が故障した場合には、燃料配管内の燃料通路を遮断状態に移行させて、燃料供給を停止することが可能になる。前記方法において、インジェクタ１８による燃料供給遮断の方法の方が速効性があるため、始動禁止手段が故障と判定された場合には、先ず、インジェクタ１８による燃料供給を遮断し、その後、供給の元弁である燃料遮断弁１１，１２で燃料を遮断するのが良い。
【００４１】
以上、始動禁止手段の故障判定時の燃料遮断の方法について述べたが、次に、故障状態を、運転者、ディーラーメカニック等へ知らせる等の、サービス性の向上のための実施形態について記載する。
図１４は、図１の構成図に対して、コントロールユニット２４に外部警報装置５１と外部診断装置５２とを接続した状態を示した図である。例えば、外部警報装置５１は、メーターパネル内に取り付けられているランプやブザーであり、外部診断装置５２は、ディーラーメカニックなどの車検、定期検診などで用いる故障診断テスターである。外部診断装置５２との接続は、必要な時に専用コネクタで接続することで結線され、通信方法には、複数線を用いたシリアル通信、単線、光ケーブルを用いた多重通信などが挙げられる。
【００４２】
図１５は、外部警報装置５１への警報手段を示す制御フローチャートであり、該図１５は、図１３に対してステップ３９とステップ５３のみが相違している。
ステップ２６、２９、３０によって、始動禁止手段の故障を判定した場合、ステップ５３で、外部警報装置５１への出力を行う。具体的には、外部警報装置５１がランプであれば、ランプへの電源供給をステップ５３で制御してランプを点灯させる。
【００４３】
図１６、図１７は、外部診断装置５２との情報転送方法の概要を示す制御フローチャートである。
図１６は、始動禁止手段の故障判定情報を、コントロールユニット２４内のメモリに格納する方法であり、ステップ２６、２９、３０は、図１５と同一であるので、説明は省略する。ステップ５４では、種々の故障履歴を格納するための格納用ＲＡＭ内に、始動禁止手段の故障に対応したエリア（例えばフラグ情報）を設定しておき、始動禁止手段が故障であると判定したときには、このエリアに情報を記憶する。例えば、正常時は、フラグを０（クリア）、異常時には、フラグを１（セット）とする。
【００４４】
図１７は、外部診断装置５２との情報の授受に関する制御フローチャートであり、ステップ５５では、外部診断装置５２からの故障情報の出力要求が、あるか否かを判定する。外部診断装置５２では、サービスメカニックが故障情報の出力要求を、外部診断装置５２にセットすることで、又は、予め設定された自動診断行程を外部診断装置５２にセットすることで、コントロールユニット２４へ通信線を経由して故障情報の出力要求信号を出力する。ステップ５５で、要求なしと判定した場合は、ルーチンを終了するが、要求ありと判定した場合は、ステップ５６へ移行し、図１６で格納した故障情報（例えばフラグ情報）の呼び出しを行う。ステップ５７では、通信線を経由して外部診断装置５２へ故障情報を出力し、外部診断装置５２では、これに基ついた故障コードあるいは故障部位を外部診断装置５２の画面（ディスプレー）上に表示する。
【００４５】
以上の制御手段により、外部診断装置５２への故障情報の転送が可能であり、サービス性の向上を図ることができる。更に言えば、故障状態を判別した時の判定パラメータ（例えば、始動状態判定で前述したエンジン回転数やバッテリ電圧など）も同時にＲＡＭ内に記憶させ、外部診断装置５２からの出力要求時に、フラグ情報と共に故障情報として転送することで、サービス性は、更に向上し故障部位修復の促進が可能になる。
【００４６】
前記の如く、本実施形態のエンジンの始動系故障検出装置は、充填状態における始動禁止手段の故障に基づく、不意なエンジン始動、車両移動を防ぐことが可能となり、安全性を向上させることができる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。
【００４７】
例えば、前記実施形態においては、気体燃料を天然ガスとして記載したが、該気体燃料は、天然ガスに限定されるものではなく、他の気体燃料であっても、本発明に適応可能であり、電気自動車やハイブリット車などの家庭用小型充電器を用いる場合、該小型充電器の引きずりに基づく、漏電防止機能にも適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置は、エンジン始動手段による始動を禁止する燃料充填中始動禁止手段と、故障判定手段とを備え、前記燃料充填中始動禁止手段により始動が禁止されている時に、始動状態検出手段が始動状態を検知した場合に、前記故障判定手段が燃料充填中始動禁止手段を故障と判断するようにしたので、燃料充填状態での不意なエンジン始動、車両移動を防ぐことが可能となり、安全性の向上が期待できる。
【００４９】
また、外部警報装置を備えたことで、運転者等に知らせることができると共に、始動禁止手段の故障判定情報を、制御装置内のメモリに格納するようにしたので、外部診断装置からの出力要求時に、フラグ情報と共に故障情報として転送することで、サービス性が更に向上して、故障部位修復の促進が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の一実施形態を示すシステム全体構成図。
【図２】図１の始動系故障検出装置のエンジン始動系システムの一例を示した図。
【図３】図１の始動系故障検出装置の制御フローチャート。
【図４】図１の始動系故障検出装置の充填口の接続状態を電気的に検出する手段の充填スイッチの信号状態を示す表。
【図５】図１の始動系故障検出装置の充填された気体燃料のボンベ内の圧力状態を示す図。
【図６】図１の始動系故障検出装置の正常時の始動スイッチの信号状態を示す図。
【図７】図１の始動系故障検出装置の異常時の始動スイッチの信号状態を示す図。
【図８】図２のエンジン始動系システムの故障時の状態を示す図。
【図９】図２のエンジン始動系システムのエンジン回転数の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１０】図２のエンジン始動系システムのバッテリ電圧の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１１】図２のエンジン始動系システムの吸入空気量の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１２】図２のエンジン始動系システムの車両の車速の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１３】図１のエンジンの始動系故障検出装置の始動禁止手段の故障判定と、その後の制御処理を示した制御フローチャート。
【図１４】図１の始動系故障検出装置に外部診断装置を付加したシステム構成図。
【図１５】図１４の始動系故障検出装置の制御フローチャート。
【図１６】図１の始動系故障検出装置の始動禁止手段の故障判定情報を、コントロールユニット内のメモリに格納する制御フローチャート。
【図１７】図１４の始動系故障検出装置の外部診断装置との情報の授受に関する制御フローチャート。
【符号の説明】
１． エンジン
２． エンジンの気筒
８． 水温センサ
９． 吸気温センサ
１０． ボンベ
１１． 燃料遮断弁
１２． 燃料遮断弁
１３． 燃温センサ
１４． 燃圧センサ
１６、 レギュレータ
１８． インジェクタ
２０． 排気センサ
２２． スタータ
２４． コントロールユニット
３３． バッテリ
３５． スタータスイッチ
３６． 充填スイッチ
５１． 外部警報装置
５２． 外部診断装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置に係り、特に、気体燃料等の燃料を小型（簡易）充填装置からエンジンに充填する型式のエンジンに用いられる始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車を取り巻く環境保護、経済性の要求は、強化の一途をたどっており、特に、エンジンから排出されるＨＣ、ＣＯ等の成分を含んだ排気ガスの浄化規制、及び、エンジンの燃料消費率の向上に対する要求が高くなっている。
一方、現在のエンジンに通常使用されている燃料は、ガソリンや軽油などの液体燃料が主であるが、該液体燃料はその埋蔵量に制限があり、将来、該液体燃料の供給不足が発生して、燃料価格が高騰することが懸念される。このために、代替エネルギーを用いた自動車の開発が急速に行われており、該代替えエネルギーを用いた自動車の代表的なものとして、電気自動車や、液体燃料と電気とのハイブリット自動車、アルコール、ガス（天然ガス、プロパンガス、水素ガスなど）を燃料としたガス自動車が挙げられる。
【０００３】
前記の如き代替エネルギー用自動車については、燃料供給設備等のインフラ面、或いは、製造コストの面で解決しなければならない多くの問題を抱えている。現在、前記代替エネルギー用自動車の内で、天然ガス自動車が、前記インフラ面や製造コストの面等を含めた総合面で、一歩リードしている状況であり、該天然ガス自動車は、使用燃料がメタンガスを主成分とするため、排気ガスの排出量を従来の液体燃料用自動車に比べて、低減することが可能である。
【０００４】
燃料供給設備等のインフラの整備は、所定の燃料充填所のみならず、小型充填装置（家庭用を含む）の普及によって、燃料充填を可能にするが、自動車の燃料充填口に充填ノズルを接続したままの状態で、エンジンを始動し、自動車の走行を行うと、小型充填機の場合には、引きずりや破損を招き、充填装置からのガス漏れ、又は前記燃料充填口の故障によるガス漏れを引き起こすことがある。
【０００５】
従来の技術では、エンジン始動用スタータの電源供給ラインに、燃料の充填口スイッチを直列に結線し、充填中は、前記充填口スイッチによりスタータの電源供給ラインを遮断し、エンジン始動を禁止する始動禁止手段を設けて、安全性を確保している。しかし、前記エンジン始動を禁止する始動禁止手段は、エンジン制御装置（コントロールユニット）とは、別系統のシステムとして構成されているのが通例である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来のエンジン始動を禁止する始動禁止手段を備えたシステムは、該手段を自動車に設けることで、自動車の燃料充填口に充填ノズルを接続した等の状態のままで、エンジンを始動して自動車の走行を行うことがないので、該システムによってエンジンの始動時の信頼性が確保される。そして、前記システムには、万一のシステムの故障に備えて、様々な結線方法が工夫されている。しかし、いずれの結線方法においても、主なるシステム構成としては、導電線（ハーネス）、スイッチ、リレーを用いるのが現状である。
【０００７】
また、前記システムは、制御装置を介在していないために、そのシステムが故障した場合、結線部品であるハーネス、スイッチ、及びリレーの何れかの故障かを判別することができず、該システム部品が故障した場合には、安全性が低下することが懸念される。例えば、スイッチ故障の場合、実際は、充填中のためスイッチがオープン（遮断）状態のはずが、何らかの原因でショート（短絡）していたり、リレーがショート状態で固着（導通）している場合、システムは、正常に動作しなくなる。
【０００８】
また、充填所以外での充填作業の増加は、前述のインフラの整備（更に言うと家庭充填設備の普及）に伴ない増加傾向を示すが、作業ミスの増加も同傾向になると予想され、充填作業での安全性の確保は、従来に増して厳重に行う必要がある。
本発明は、前記の如き問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、自動車の燃料充填口に充填ノズルを接続した等の状態、即ち、エンジンの燃料貯蔵手段への燃料の充填中は、エンジンの始動を禁止する始動禁止手段の故障を的確に判断することのできる始動系故障検出装置と、故障時の制御手段とを備えたエンジン制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するべく、本発明の本発明のエンジン制御装置は、エンジンを始動する始動手段と、該エンジンが始動している状態を検出する始動状態検出手段と、燃料噴射装置と、燃料貯蔵手段と、該燃料貯蔵手段への燃料充填の状態を検出する充填状態検出手段と、該充填状態検出手段で燃料充填状態を検出している場合に前記始動手段による始動を禁止する燃料充填中始動禁止手段と、始動系故障検出装置と、を備えたエンジン制御装置であって、前記始動系故障検出装置は、故障判定手段を備え、該故障判定手段は、前記燃料充填中始動禁止手段により始動が禁止されるべき時に前記始動状態検出手段が始動状態を検知した場合には、前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判断することを特徴としている。
【００１０】
前記の如く構成された本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置は、前記燃料充填中始動禁止手段により始動が禁止されている時に、始動状態検出手段が始動状態を検知した場合に、前記故障判定手段が燃料充填中始動禁止手段を故障と判断するようにしたので、燃料充填状態での不意なエンジン始動、車両移動を防ぐことが可能となり、安全性の向上が期待できる。
【００１１】
また、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の具体的な態様は、前記始動状態検出手段が、前記始動手段に連動して該始動手段の起動／停止に応じた判定信号に基づき始動状態を検出し、運転状態検出手段からの出力信号に基づき始動状態を検出するものであり、前記運転状態検出手段からの出力信号が、エンジン回転パラメータ、バッテリ電圧パラメータ、吸入空気パラメータ、もしくは、車速パラメータであることを特徴としている。
【００１２】
前記構成の如く、エンジンの起動／停止情報、或いは、エンジンの運転状態から容易に、エンジンの始動系の故障を検出することができる。
更に、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の他の具体的な態様は、前記充填状態検出手段での燃料充填状態の検出を、車両の燃料充填口と、車両とは別の外部充填装置との接続状態に基づき実施するか、燃料貯蔵手段内の燃料貯蔵量の推移に基づき実施するかを特徴としている。
【００１３】
更にまた、本発明の始動系故障診断装置を備えたエンジン制御装置の他の具体的な態様は、前記故障判定手段により前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判定した場合には、燃料供給停止手段によってエンジンへの燃料供給を停止させ、前記燃料供給停止手段が、前記燃料噴射装置を停止作動させることにより実施されるか、前記燃料貯蔵ボンベと前記燃料噴射装置との間に設置された燃料供給遮断装置を作動させることにより実施されることを特徴としている。
【００１４】
前記構成によって、燃料充填中始動禁止手段の故障と同時にエンジンの運転を停止することができるので、不用意な車両の走行を防止して、充填装置の引きずりや破損を未然に防ぎ、充填装置からのガス漏れ、又は前記燃料充填口の故障によるガス漏れを引き起こすことがない。
更にまた、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の更に他の具体的な態様は、前記故障判定手段により前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判定した場合は、警報装置により警報し、故障情報をメモリ内に記憶するとともに、外部から接続される外部診断装置から故障情報の出力要求がある場合には、メモリ内の故障情報を出力することを特徴としている。
【００１５】
前記構成によって、運転者等に知らせることができると共に、故障状態を判別した時の判定パラメータも、同時にＲＡＭ内に記憶させ、外部診断装置からの出力要求時に、フラグ情報と共に故障情報として転送することで、サービス性が更に向上して、故障部位修復の促進が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の一実施形態の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置について詳細に説明する。
図１は、本実施形態の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置のエンジンシステム全体構成図である。
【００１７】
エンジン１は、その各気筒２に各々、吸気管４と排気管５とを接続しており、前記気筒２には、点火プラグ７が取付られていると共に、前記吸気管４にはインジエクタ１８が取付られている。該吸気管４の上流にはエアクリーナ３とスロットル弁２３が配置されると共に、空気流量センサ６とスロットルセンサ２１とが取付られている。また、排気管５には、酸素センサ２０が取付られ、気筒２には水温センサ８が取付られている。
【００１８】
エンジン１の状態情報は、エアクリーナ３を通過し吸気管４を通過してエンジン１に吸入される吸気の質量流量を計測する吸気量検出センサ６、エンジンの冷却水温を計測する水温センサ８、吸気温度を計測する吸気温度センサ９、図示していないクランク角度を検出するクランク角センサ、スロットルバルブ角度を検出するスロットルセンサ２１、図示していない車輪を駆動するドライブシャフトの回転数を検出する車速センサ等から検出された信号を、コントロールユニット２４に入力することによって行われると共に、該コントロールユニット２４では、クランク角センサ信号からエンジン回転数を、スロットル開度、吸気量、及びエンジン回転数からエンジン負荷を算出する。
【００１９】
また、前記コントロールユニット（制御装置）２４は、各種情報に基づいてエンジン１に供給する最適燃料噴射パルス幅、燃料噴射時期、点火時期などを演算し、燃料噴射弁であるインジェクタ１８から燃料を噴射するべく制御する。更に、点火系では、前記各種センサからの各種情報に基づき、運転状態に合った点火時期を演算して、図示していない点火コイルへの通電／遮断により点火プラグ７で、燃焼室内の混合気に点火する。
更に、コントロールユニット２４は、排気管５を通して排出される排気ガス中の酸素濃度を計測する排気センサ２０からの信号を基にフィードバック補正値を演算し、混合気が理論空燃比になるように燃料噴射パルス幅を補正する。
【００２０】
一方、気体燃料の供給システムは、気体燃料を貯蔵する燃料ボンベ１０、充填装置から気体燃料を高圧の状態で、燃料ボンベ１０に充填する充填口１９、燃料噴射の燃圧を調整する調圧弁（レギュレータ）１６、燃料を噴射するインジェクタ１８、前記ボンベ１０と前記レギュレータ１６とを連結する高圧配管１５、レギュレータ１６とインジェクタ１８とを連結する低圧配管１７、高圧配管１５のボンベ側およびレギュレータ１６側に設置された遮断弁１１、１２、低圧配管１７に設置され燃料状態（燃温、燃圧）を検出する燃温センサ１３、及び、燃圧センサ１４で構成され、高圧配管１５には、該高圧配管内の異常燃圧、燃温を検知する高圧対応の図示していない燃圧センサ、燃温センサが配置構成されている。
【００２１】
また、エンジン１の始動／それ以外を判別するために、スタータ２２からのスタータ信号をコントロールユニット２４へ入力している。
図２は、エンジン始動系システムの一例を示したものである（実際には、図示するよりも複雑な結線であり、更に他のシステム結線方法も存在するが、今回は説明を簡単にするために、図２の如きシステム結線にて説明し、他の結線に関する説明は省略する）。
【００２２】
バッテリ３３のプラス電極の下流には、まず手動で操作されるメインスイッチ３４（通称イグニションスイッチ）を設置し、メインスイッチ３４の断続により車両、エンジン１への電力供給を導通／遮断する。この下流側には、スタータスイッチ３５と充填スイッチ３６を並列に設置するが、通常はメインスイッチ３４とスタータスイッチ３５は、運転席キーシリンダで一体になっている。充填スイッチ３６は、前記充填口１９と一体であり、充填時の充填ノズルの抜き挿しにより、断続される。
【００２３】
両スイッチ３５，３６の下流には、燃料充填中始動禁止手段としてのサブリレー３７とスタータリレー３８があり、サブリレー３７は充填口１９に充填ノズルが挿されていない場合は、充填スイッチはＯＮ（導通状態）で、スタータスイッチ３５をＯＮ（導通状態）にすると、更に下流のスタータリレー３８を駆動し、大電流をスタータ２２に供給し、スタータ２２の回転によってエンジン１を始動（クランキング）する。
【００２４】
また、充填口１９に充填ノズルが挿されている場合、充填スイッチ３６は、ＯＦＦ（遮断状態）で、スタータスイッチ３５をＯＮ（導通状態）にしてもスターター２２への電力は供給されず、充填中のエンジン始動を禁止し、安全性を確保することができる。
以上が、本実施形態の前提となるシステム構成の概要であるが、次に、本実施形態の概要を、図３の制御フローチャートにより説明する（本フローチャートは、定時間間隔でルーチン処理される）。
【００２５】
本実施形態は、前記充填中の始動禁止システムの監視に主眼を置いたものであり、ステップ２５では、気体燃料の充填状態を検出する。充填状態の検出方法は、図４、図５に示すように、２種類の検出方法があり、一つは、図４の充填口の接続状態を電気的に検出する方法であり、他の一つは、図５の充填された気体燃料の状態により、検出する方法である。
【００２６】
図４の一つの検出方法は、図２で説明した充填スイッチ３６の上流側の電位状態を、コントロールユニット２４に取り込む方法である。充填時以外では、充填スイッチ３６がＯＮしているので、メインスイッチ３４がＯＮされている状態では、コントロールユニット２４の取り込み状態（ＬｉｄＳＷ）ｂは、Ｌｏｗレベルになり、充填中では、取り込み状態（ＬｉｄＳＷ）ｂは、Ｈｉｇｈレベルになる。この入力レベルで、気体燃料が充填中か否かを判別できる。
【００２７】
図５の他の一つの方法は、充填スイッチ３６の状態検出取り込みが無いシステム（コスト削減）、又は充填スイッチ３６があっても、該充填スイッチ３６が何らかの原因で故障した場合のための更なる安全性確保のための方法であり、定時間周期で、燃料ボンベ１０の燃料圧を測定し、充填中であれば、燃料貯蔵ボンベ内の燃料圧は、図５の（ａ）のように増加し、やがて最大燃圧（日本では約２００気圧）に到達する。
【００２８】
本実施形態では、充填状態を明確化するために、図５の（ｂ）のように、ボンベ内圧をその変化量（変化割合）として求め、該変化量が、しきい値ＰＴ以上であれば充填中であると判定する。ちなみに、しきい値ＰＴは、自然放置状態で発生する外気温度による燃圧上昇と、充填機により加圧される燃圧上昇との間で設定される。但し、これは、あくまでもメインスイッチ３４がＯＮの状態でなければ、測定不可能であり、本実施形態では、家庭用の小型充填機を想定しており、エコステーションなどにある高速充填機に対しては、充填速度が著しく遅く（一晩で充填完了するイメージ）、この充填時間が長い事により引き起こされる運転者の充填口１９の抜き忘れの防止としては、効果的である。
【００２９】
再び、図３に戻り、前記記載した方法で燃料充填中か否かを判定し、充填中でなければ、そのまま本ルーチンは終了するが、充填中と判定した場合は、ステップ２７に移行する。ステップ２７では、エンジン１、車両の運転状態（例えばコントロールユニット２４で入力処理されたエンジン回転数や車速情報）を検出し、この検出値に基づきステップ２８で始動状態検出手段により始動状態を検出する（始動状態検出方法に関しては後述する）。
【００３０】
ステップ２９で、始動状態でないと判定した場合には、そのまま本ルーチンは終了するが、始動状態と判定した場合は、ステップ３０に移行し、始動系故障検出手段の故障判定手段で、充填中かつ始動中として始動系の安全システム（燃料充填中始動禁止手段）が起動していない（燃料充填中始動禁止手段の故障）と判定し、本フローチャートは終了する。ステップ２９及びステップ３０の技術的事項が、本実施形態の特徴とするところである。次に、本実施形態の前記始動状態検出手段について説明する。
【００３１】
図６は、充填スイッチ３６と始動スイッチ３５（スタータスイッチ）の断続状態により、スタータスイッチ３５の上流のコントロールユニット２４に取り込まれる信号（ＳＴＳＷ）ａレベルを記述したものである。
スタータスイッチ３５がＯＮの状態で、充填スイッチがＯＮでは、Ｌｏｗレベルとなり、スタータスイッチ３５がＯＮの状態で、充填スイッチＯＦＦでは、Ｈｉｇｈレベルとなって、コントロールユニット２４に取り込まれる。つまり、Ｌｏｗの状態は、エンジン始動中、Ｈｉｇｈの状態は、エンジン停止中を意味する。前記信号（ＳＴＳＷ）ａにより始動状態が判別できる。
【００３２】
ここで、サブリレー３７の信頼性の確保についても少し述べる。サブリレー３７が故障している場合、特に、固着（充填スイッチ３６のＯＮ・ＯＦＦの如何に係わらず、常にＯＮ：導通状態）している場合には、充填スイッチ３６の状態による始動禁止は、不可能であることは言うまでもない。一般に、リレーは、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しによりアーク放電し、該アーク放電等によって、固着することが、稀少頻度であるが存在する。特に、最近は、低コスト志向が強く、リレーの信頼性の低下が懸念されるので、リレー固着も想定したシステム構成が必要になる（図８は、サブリレー３７が固着した様子を示している。）
【００３３】
本実施形態では、ＳＴＳＷレベルａを監視することにより、サブリレーの故障状態も検知可能である。つまり、図７に示すように、始動スイッチ３５がＯＮの状態では、充填スイッチ３６のＯＮ／ＯＦＦ状態によらず、ＳＴＳＷレベルａは、常にＬｏｗレベルになることを利用する。従って、充填スイッチ３６と始動スイッチ３５の状態毎でのＳＴＳＷレベルを監視することで、始動状態の判別と、システム故障（リレー故障）を判別することができるのである。
【００３４】
次に、図９〜図１２に基づき、本実施形態の始動状態検出手段について説明する。
図９は、運転状態検出信号の一つであるエンジン回転数の変化に対する始動スイッチ３５と充填スイッチ３６の状態を示したものである。（ａ）は充填スイッチの状態、（ｂ）は始動スイッチ（スタータスイッチ）の状態、及び（ｃ）はエンジン回転数を示している。通常の状態においては、充填スイッチ３６が遮断状態にあり、スタータスイッチ３５が導通状態にあれば、始動禁止の状態にあるので、クランキングによるエンジン回転数の発生（上昇）は有り得ない（（ｃ）のエンジン回転数が点線状態）。しかし、前記状態において、エンジン回転数が上昇した（図９中のエンジン回転数が実線状態となり、しきい値Ｎを上回った）場合には、何らかの原因で、始動が許可された始動状態に至ったと判定できる。更には、車速信号の状態と組み合わせることで、押しがけ（降坂）とを区別することも可能である。
【００３５】
図１０は、図９と同様に、バッテリ３３の電圧をコントロールユニット２４に取り込み、該電圧の変化で、始動判定する状態を示したものである。スタータ２２によりエンジン１を始動する場合、大電流が必要であり、何らかの原因により、クランキングが開始された場合、バッテリ電圧は、エンジン停止時の約１２Ｖから大きく落込むことになる（図１０では、しきい値Ｖ１を下回る）。更に、その後、エンジン回転が継続している場合には、オルタネータの発電により電圧は、約１４．４Ｖ程度まで上昇する（図１０のＶ２を上回る）。これによりバッテリ状態を検出することで、始動を判定することが可能である。
【００３６】
図１１は、同様に吸気量検出センサ６の信号により始動を判定する方法であり、エンジン停止状態では、空気は、エンジン１に吸入されることがないが、何らかの原因により始動された場合には、図１１のように、吸入空気量が検出されることになり、該吸入空気量が、しきい値Ｑを上回る場合には、該吸入空気量の検出により始動を判定することができる。
【００３７】
図１２は、直接エンジンの始動を判定する方法ではなく、補助的な実施形態であるが、車速により車両の移動を検知するものである。つまり、充填状態で、車両が走行してしまうと、充填機の引きずりを招く（充填機破損によるガス漏れの発生）ことになり、この状態は、絶対に起こしてはならない。よって、図１２に示すように、車速を監視し、しきい値ＳＰを上回った時、始動（自走）と判定する。
【００３８】
前記の各種の始動判定方法は、単独で用いても良いし、複合的に用いてもかまわないものである。
以上、本実施形態の充填状態と始動状態を検知して、始動禁止手段の故障判定を行う各種の方法について説明したが、次に、前記始動禁止手段の故障判定後の処理について説明する。
【００３９】
図１３は、始動禁止手段の故障判定とその後の制御処理を示した、図３とほぼ同等の制御フローチャートである。ステップ２６では、燃料の充填中か否かを判定し、ステップ２９では、始動状態か否かを判定し、前記結果より、ステップ３０では、始動禁止手段の故障判定を行う。故障と判定した場合には、ステップ３９でエンジン１への燃料供給を停止（遮断）し、該停止によりエンジン１を停止させ（車両を走行不可にし）て、充填設備へのダメージを防止することで安全性を確保する。
【００４０】
つまり、充填中でありエンジンの始動を禁止したい状況では、エンジン１は、絶対に始動させないために、燃料を遮断するものである。燃料供給の遮断に関しては、以下に述べる二つの方法がある。
一つの方法は、図１に示すエンジン１の燃料噴射装置（インジェクタ１８）からの燃料噴射を停止する方法、他の方法は、図１に示す高圧配管１５に設置してある燃料遮断弁１１又は燃料遮断弁１２によって、燃料経路を遮断する方法である。前記二つの方法によって、始動禁止手段が故障した場合には、燃料配管内の燃料通路を遮断状態に移行させて、燃料供給を停止することが可能になる。前記方法において、インジェクタ１８による燃料供給遮断の方法の方が速効性があるため、始動禁止手段が故障と判定された場合には、先ず、インジェクタ１８による燃料供給を遮断し、その後、供給の元弁である燃料遮断弁１１，１２で燃料を遮断するのが良い。
【００４１】
以上、始動禁止手段の故障判定時の燃料遮断の方法について述べたが、次に、故障状態を、運転者、ディーラーメカニック等へ知らせる等の、サービス性の向上のための実施形態について記載する。
図１４は、図１の構成図に対して、コントロールユニット２４に外部警報装置５１と外部診断装置５２とを接続した状態を示した図である。例えば、外部警報装置５１は、メーターパネル内に取り付けられているランプやブザーであり、外部診断装置５２は、ディーラーメカニックなどの車検、定期検診などで用いる故障診断テスターである。外部診断装置５２との接続は、必要な時に専用コネクタで接続することで結線され、通信方法には、複数線を用いたシリアル通信、単線、光ケーブルを用いた多重通信などが挙げられる。
【００４２】
図１５は、外部警報装置５１への警報手段を示す制御フローチャートであり、該図１５は、図１３に対してステップ３９とステップ５３のみが相違している。
ステップ２６、２９、３０によって、始動禁止手段の故障を判定した場合、ステップ５３で、外部警報装置５１への出力を行う。具体的には、外部警報装置５１がランプであれば、ランプへの電源供給をステップ５３で制御してランプを点灯させる。
【００４３】
図１６、図１７は、外部診断装置５２との情報転送方法の概要を示す制御フローチャートである。
図１６は、始動禁止手段の故障判定情報を、コントロールユニット２４内のメモリに格納する方法であり、ステップ２６、２９、３０は、図１５と同一であるので、説明は省略する。ステップ５４では、種々の故障履歴を格納するための格納用ＲＡＭ内に、始動禁止手段の故障に対応したエリア（例えばフラグ情報）を設定しておき、始動禁止手段が故障であると判定したときには、このエリアに情報を記憶する。例えば、正常時は、フラグを０（クリア）、異常時には、フラグを１（セット）とする。
【００４４】
図１７は、外部診断装置５２との情報の授受に関する制御フローチャートであり、ステップ５５では、外部診断装置５２からの故障情報の出力要求が、あるか否かを判定する。外部診断装置５２では、サービスメカニックが故障情報の出力要求を、外部診断装置５２にセットすることで、又は、予め設定された自動診断行程を外部診断装置５２にセットすることで、コントロールユニット２４へ通信線を経由して故障情報の出力要求信号を出力する。ステップ５５で、要求なしと判定した場合は、ルーチンを終了するが、要求ありと判定した場合は、ステップ５６へ移行し、図１６で格納した故障情報（例えばフラグ情報）の呼び出しを行う。ステップ５７では、通信線を経由して外部診断装置５２へ故障情報を出力し、外部診断装置５２では、これに基ついた故障コードあるいは故障部位を外部診断装置５２の画面（ディスプレー）上に表示する。
【００４５】
以上の制御手段により、外部診断装置５２への故障情報の転送が可能であり、サービス性の向上を図ることができる。更に言えば、故障状態を判別した時の判定パラメータ（例えば、始動状態判定で前述したエンジン回転数やバッテリ電圧など）も同時にＲＡＭ内に記憶させ、外部診断装置５２からの出力要求時に、フラグ情報と共に故障情報として転送することで、サービス性は、更に向上し故障部位修復の促進が可能になる。
【００４６】
前記の如く、本実施形態のエンジンの始動系故障検出装置は、充填状態における始動禁止手段の故障に基づく、不意なエンジン始動、車両移動を防ぐことが可能となり、安全性を向上させることができる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。
【００４７】
例えば、前記実施形態においては、気体燃料を天然ガスとして記載したが、該気体燃料は、天然ガスに限定されるものではなく、他の気体燃料であっても、本発明に適応可能であり、電気自動車やハイブリット車などの家庭用小型充電器を用いる場合、該小型充電器の引きずりに基づく、漏電防止機能にも適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明の始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置は、エンジン始動手段による始動を禁止する燃料充填中始動禁止手段と、故障判定手段とを備え、前記燃料充填中始動禁止手段により始動が禁止されている時に、始動状態検出手段が始動状態を検知した場合に、前記故障判定手段が燃料充填中始動禁止手段を故障と判断するようにしたので、燃料充填状態での不意なエンジン始動、車両移動を防ぐことが可能となり、安全性の向上が期待できる。
【００４９】
また、外部警報装置を備えたことで、運転者等に知らせることができると共に、始動禁止手段の故障判定情報を、制御装置内のメモリに格納するようにしたので、外部診断装置からの出力要求時に、フラグ情報と共に故障情報として転送することで、サービス性が更に向上して、故障部位修復の促進が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る始動系故障検出装置を備えたエンジン制御装置の一実施形態を示すシステム全体構成図。
【図２】図１の始動系故障検出装置のエンジン始動系システムの一例を示した図。
【図３】図１の始動系故障検出装置の制御フローチャート。
【図４】図１の始動系故障検出装置の充填口の接続状態を電気的に検出する手段の充填スイッチの信号状態を示す表。
【図５】図１の始動系故障検出装置の充填された気体燃料のボンベ内の圧力状態を示す図。
【図６】図１の始動系故障検出装置の正常時の始動スイッチの信号状態を示す図。
【図７】図１の始動系故障検出装置の異常時の始動スイッチの信号状態を示す図。
【図８】図２のエンジン始動系システムの故障時の状態を示す図。
【図９】図２のエンジン始動系システムのエンジン回転数の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１０】図２のエンジン始動系システムのバッテリ電圧の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１１】図２のエンジン始動系システムの吸入空気量の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１２】図２のエンジン始動系システムの車両の車速の変化に対する始動スイッチと充填スイッチの状態を示した始動状態判定のタイミングチャート。
【図１３】図１のエンジンの始動系故障検出装置の始動禁止手段の故障判定と、その後の制御処理を示した制御フローチャート。
【図１４】図１の始動系故障検出装置に外部診断装置を付加したシステム構成図。
【図１５】図１４の始動系故障検出装置の制御フローチャート。
【図１６】図１の始動系故障検出装置の始動禁止手段の故障判定情報を、コントロールユニット内のメモリに格納する制御フローチャート。
【図１７】図１４の始動系故障検出装置の外部診断装置との情報の授受に関する制御フローチャート。
【符号の説明】
１． エンジン
２． エンジンの気筒
８． 水温センサ
９． 吸気温センサ
１０． ボンベ
１１． 燃料遮断弁
１２． 燃料遮断弁
１３． 燃温センサ
１４． 燃圧センサ
１６、 レギュレータ
１８． インジェクタ
２０． 排気センサ
２２． スタータ
２４． コントロールユニット
３３． バッテリ
３５． スタータスイッチ
３６． 充填スイッチ
５１． 外部警報装置
５２． 外部診断装置
Claims (14)
- エンジンを始動する始動手段と、該エンジンが始動している状態を検出する始動状態検出手段と、燃料噴射装置と、燃料貯蔵手段と、該燃料貯蔵手段への燃料充填の状態を検出する充填状態検出手段と、該充填状態検出手段で燃料充填状態を検出している場合に前記始動手段による始動を禁止する燃料充填中始動禁止手段と、始動系故障検出装置と、を備えたエンジン制御装置であって、
前記始動系故障検出装置は、故障判定手段を備え、該故障判定手段は、前記燃料充填中始動禁止手段により始動が禁止されるべき時に前記始動状態検出手段が始動状態を検知した場合には、前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判断することを特徴とするエンジン制御装置。 - 前記始動状態検出手段は、前記始動手段に連動して該始動手段の起動／停止に応じた判定信号に基づき始動状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
- 前記始動状態検出手段は、運転状態検出手段からの出力信号に基づき始動状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
- 前記運転状態検出手段からの出力信号は、エンジン回転パラメータであることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記運転状態検出手段からの出力信号は、バッテリ電圧パラメータであることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記運転状態検出手段からの出力信号は、吸入空気パラメータであることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記運転状態検出手段からの出力信号は、車速パラメータであることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記充填状態検出手段での燃料充填状態の検出は、車両の燃料充填口と、車両とは別の外部充填装置との接続状態に基づき実施されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
- 前記充填状態検出手段での燃料充填状態の検出は、燃料貯蔵手段内の燃料貯蔵量の推移に基づき実施されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
- 前記故障判定手段により前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判定した場合には、燃料供給停止手段によってエンジンへの燃料供給を停止することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
- 前記燃料供給停止手段は、前記燃料噴射装置を停止作動させることにより実施されることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン制御装置。
- 前記燃料供給停止手段は、前記燃料貯蔵ボンベと前記燃料噴射装置との間に設置された燃料供給遮断装置を作動させることにより実施されることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン制御装置。
- 前記故障判定手段により前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判定した場合には、警報装置により警報することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
- 前記故障判定手段により前記燃料充填中始動禁止手段を故障と判定した場合には、故障情報をメモリ内に記憶するとともに、外部から接続される外部診断装置からの故障情報の出力要求がある場合には、前記メモリ内の故障情報を出力することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
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