車両の制御装置
【課題】二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】クランク角センサの異常が検出され（ステップＳ１１でＹＥＳと判定）、電子スロットル制御装置に対するフェールセーフ中である（ステップＳ１２でＮＯと判定）場合には、クランク角センサに対するフェールセーフの実行を禁止し（ステップＳ１４）、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタを生成しないので、クランク角センサに対するフェールセーフ機能によって、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能により行われているエンジンの点火時期の補正に影響を与えることがないため、点火時期タイミングがずれず、狙い通りの点火時期制御を行うことができ、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【解決手段】クランク角センサの異常が検出され（ステップＳ１１でＹＥＳと判定）、電子スロットル制御装置に対するフェールセーフ中である（ステップＳ１２でＮＯと判定）場合には、クランク角センサに対するフェールセーフの実行を禁止し（ステップＳ１４）、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタを生成しないので、クランク角センサに対するフェールセーフ機能によって、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能により行われているエンジンの点火時期の補正に影響を与えることがないため、点火時期タイミングがずれず、狙い通りの点火時期制御を行うことができ、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェールセーフ機能を備えた車両の制御装置に関し、特に、電子スロットル制御装置およびクランク角センサに対するフェールセーフを行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを備えた車両の制御装置は、ドライバーのアクセルペダルの操作量を検出し、この検出量に応じて電子スロットル制御装置を作動させて、エンジンに供給される空気量を調整することにより、エンジンの制御を行うようになっている。
【０００３】
この電子スロットル制御装置は、車両の制御装置により指示された値によってスロットルモータを作動させ、エンジンの吸気管に設けられたスロットルバルブを開閉させて、エンジンに供給する空気量を調整するようになっている。また、電子スロットル制御装置は、スロットルセンサを備え、スロットルバルブの開閉量を検出するようになっている。
【０００４】
このような車両の制御装置において、電子スロットル制御装置が故障してしまった場合、スロットルバルブの開閉ができず、エンジンの吸入空気量を調整することができなくなってしまう。そこで、電子スロットル制御装置が故障してしまった場合に、十分な走行性能を確保しながら、退避走行を円滑に行うことができるフェールセーフ機能を備えた車両の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この車両の制御装置は、電子スロットル制御装置が故障してしまった場合、電子スロットル制御装置への通電を遮断し、スロットルバルブの開度をデフォルト開度に保持することによって、退避走行に必要な吸入空気量を供給するようにしている。そして、車両の制御装置は、アクセルペダルの開度を検出し、このアクセルペダルの開度に応じてエンジンの点火時期を補正することにより、エンジントルクを変更し、退避走行を円滑に行うことができるようにしている。
【０００６】
また、車両は、エンジンのクランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサ、および、カムシャフトの回転位置を検出するカム角センサを備えている。車両の制御装置は、クランク角センサおよびカム角センサにより検出された情報により、エンジンの各気筒の燃焼サイクルに対応する基準タイミングを生成し、燃料供給制御処理および点火時期制御処理を実行するようになっている。
【０００７】
このような車両の制御装置において、クランク角センサが故障し、検出が正常にできなくなってしまった場合には、カム角センサにより検出された情報に基づいて、エンジンの各気筒の燃焼サイクルに対応するタイミングを生成し、燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行することができるフェールセーフ機能を備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
この車両の制御装置は、クランク角センサが故障した場合、カム角センサが検出したパルス発生間隔に基づきエンジンの各気筒の燃焼サイクルに対応する疑似基準タイミングを生成する。これにより、車両の制御装置は、クランク角センサが故障した場合であっても、疑似基準タイミングを用いて、エンジンに対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行でき、退避走行を行うことができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１５５９５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、カム角センサによるカムシャフトの回転位置を検出できる回転角度は、クランク角センサによるクランクシャフトの回転位置を検出できる回転角度よりも、大幅に大きなものである。このため、上記特許文献２に記載の発明のように、カム角センサの検出信号により生成した疑似基準タイミングは、実際のタイミングとずれてしまうおそれがある。特に、加速や減速時には、カムシャフトの回転位置の検出の間に、基準タイミングが変わり、このずれが大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
したがって、電子スロットル制御装置とクランク角センサとの二重故障が万が一発生してしまった場合には、上記特許文献１に記載の発明のように、アクセルペダルの開度を検出して、このアクセルペダルの開度に応じてエンジンの点火時期を補正しようとしても、クランク角センサに対するフェールセーフ機能により、カム角センサの検出信号によって生成した疑似基準タイミングが正確性を欠くため、狙い通りの点火時期制御を行うことが困難であるという問題があった。
【００１２】
このように、電子スロットル制御装置とクランク角センサとの二重故障が発生した場合、二重フェールセーフによる干渉が発生してしまい、ドライバビリティが悪化する虞があるという問題があった。なお、カム角センサの検出信号により生成する疑似基準タイミングの正確性を向上させるため、カム角センサによるカムシャフトの回転位置を検出できる回転角度を狭めることが考えられるが、このような方法は、通常走行時の制御の負荷が増大してしまうとともに、構造や制御の変更が大幅に伴うという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る車両の制御装置は、上記課題を解決するため、（１）エンジンの吸入空気量を変更するスロットル制御装置を制御して、前記エンジンを制御する車両の制御装置において、前記エンジンのクランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサと、前記エンジンのカムシャフトの回転位置を検出するカム角センサと、前記クランク角センサの異常を検出するクランク角センサ異常検出手段と、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常を検出したことを条件に、前記カム角センサにより検出された前記カムシャフトの回転位置に基づいて前記エンジンの燃焼サイクルを制御する疑似基準タイミングを生成する疑似タイミング生成手段と、前記疑似タイミング生成手段により生成された前記疑似基準タイミングを用い、前記クランク角センサ異常時における前記エンジンに対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行する継続制御手段と、前記スロットル制御装置の異常を検出するスロットル異常検出手段と、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサと、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記スロットル制御装置の制御を中止し、前記アクセルペダルの開度に応じて前記エンジンの点火時期を補正する点火時期補正手段と、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出され、かつ、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止するタイミング生成禁止手段と、を備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１５】
この構成により、スロットル制御装置の異常が検出され、かつ、クランク角センサの異常が検出された場合には、疑似基準タイミングの生成を禁止するので、クランク角センサに対するフェールセーフ機能によって、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能により行われているエンジンの点火時期の補正に影響を与えることがないため、点火時期タイミングがずれず、狙い通りの点火時期制御を行うことができ、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る車両の制御装置は、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記タイミング生成禁止手段は、前記点火時期補正手段による前記点火時期の補正が行われている最中に、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とした構成を有している。
【００１７】
この構成により、点火時期の補正が行われている最中に、クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、疑似基準タイミングの生成を禁止するので、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能の実行中に、クランク角センサに異常が発生しても、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能に影響をおよぼさず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００１８】
さらに、本発明に係る車両の制御装置は、上記（１）または（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記タイミング生成禁止手段は、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成が行われている最中に、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とした構成を有している。
【００１９】
この構成により、疑似基準タイミングの生成が行われている最中に、スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、疑似基準タイミングの生成を禁止するので、クランク角センサに対するフェールセーフ機能の実行中に、スロットル制御装置の異常が発生した場合には、クランク角センサに対するフェールセーフ機能における疑似基準タイミングの生成を禁止して、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能を実行するため、クランク角センサに対するフェールセーフ機能がスロットル制御装置に対するフェールセーフ機能に干渉せず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における制御装置を備えた車両の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるエンジンの概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるエンジンの概略斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるクランクセンサプレートの正面図である。
【図５】本発明の実施の形態における吸気カムセンサプレートの正面図である。
【図６】本発明の実施の形態における吸気カムセンサプレートおよび排気カムセンサプレートの状態を表す遷移図である。
【図７】本発明の実施の形態における車両の制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態における車両の制御装置を備えた車両の構成について、図１に示す車両の概略ブロック構成図、図２に示すエンジンの概略断面図、および、図３に示すエンジンの概略斜視図を参照して、説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態における車両１０は、動力源としてのエンジン２０と、エンジン２０において発生した動力を伝達するとともに車両１０の走行状態等に応じて変速比を変化させるトランスミッション３０と、トランスミッション３０から伝達された動力を駆動軸としてのドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒに分配するディファレンシャル機構４０と、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒから伝達された動力により回転させられ、車両１０を駆動させる駆動輪５２Ｌ、５２Ｒと、を備えている。
【００２４】
また、車両１０は、車両１０全体を制御するための車両用電子制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、トランスミッション３０を油圧により制御する油圧制御装置１２０と、を備えている。さらに、車両１０は、クランク角センサ１３１と、駆動軸回転数センサ１３２と、アクセル開度センサ１３３と、フットブレーキセンサ（以下、「ＦＢセンサ」という）１３４と、吸入空気量センサ１３６と、吸入空気温度センサ１３７と、冷却水温センサ１３８と、吸気カム角センサ１３９と、排気カム角センサ１４０と、その他図示しない各種センサを備えている。上記車両１０に備えられたそれぞれのセンサは、検出した検出信号を、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００２５】
エンジン２０は、内燃機関によって構成されており、特に本実施の形態においては、ピストン２１１（図２参照）が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、所謂４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。また、本実施の形態におけるエンジン２０は、直列４気筒のガソリンエンジンを採用したものとして説明するが、これに限らず、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンを採用することができる。なお、エンジン２０の詳細については、後述する。
【００２６】
トランスミッション３０は、複数の遊星歯車装置を備え、これらの遊星歯車装置に設けられた複数の摩擦係合要素としてのクラッチおよびブレーキの係合状態および解放状態の組み合わせに応じた変速段をとるようになっている。上記クラッチおよびブレーキは、油圧制御装置１２０により係合状態および解放状態を切り替えられるようになっている。また、油圧制御装置１２０は、アクセル開度Ａｃｃ、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ等によって、ＥＣＵ１００に制御されるようになっている。すなわち、トランスミッション３０は、ＥＣＵ１００によって制御され、変速段が切り替えられるようになっている。
【００２７】
このような構成により、トランスミッション３０は、エンジン２０の動力として入力されるクランクシャフト２１３の回転力すなわちトルクを、所定の変速比γで減速あるいは増速して、ディファレンシャル機構４０に出力する有段式の変速機であり、走行状態に応じた変速段を構成し、各変速段に応じた速度変換を行うようになっている。なお、トランスミッション３０は、無段階に変速段を切り替えることができる無段変速機（以下、ＣＶＴという）によって構成されるものであってもよい。
【００２８】
ディファレンシャル機構４０は、カーブ等を走行する場合に、駆動輪５２Ｌと駆動輪５２Ｒとの回転数の差を許容するものである。ディファレンシャル機構４０は、トランスミッション３０から入力されたトルクを、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒに分配して、出力するようになっている。なお、ディファレンシャル機構４０は、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒを同一回転とし、駆動輪５２Ｌと駆動輪５２Ｒとの回転数の差を許容しないデフロック状態をとることができるものであってもよい。
【００２９】
ＥＣＵ１００は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａ、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）１００ｂ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１００ｃ、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）１００ｄおよび入出力インターフェース回路（Ｉ／Ｆと図示）１００ｅを備え、車両１０の制御を統括するようになっている。
【００３０】
また、後述するように、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１、駆動軸回転数センサ１３２、アクセル開度センサ１３３等と接続されている。ＥＣＵ１００は、これらのセンサから出力された検出信号により、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖ（車両１０の走行速度）、アクセル開度Ａｃｃ等を検出するようになっている。
【００３１】
また、ＥＣＵ１００は、内部時計を有し、時刻を計測することができるようになっている。
さらに、ＥＣＵ１００は、油圧制御装置１２０を制御し、トランスミッション３０の各部の油圧を制御するようになっている。これにより、ＥＣＵ１００は、トランスミッション３０の変速比を変化させることができるようになっている。
【００３２】
また、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂには、スロットル開度制御マップ、変速線図、車両１０の諸元値、車両制御を実行するためのプログラム等が記憶されている。
【００３３】
スロットル開度制御マップは、アクセル開度Ａｃｃに基づいて、スロットル開度θｔｈを求めるためのマップである。また、スロットル開度制御マップは、複数のモードを有し、走行状態、走行路等に応じて、モードを切り替えるようにしてもよい。ＥＣＵ１００は、スロットル開度制御マップにおけるモードの選択を、走行状態、走行路等に応じて、自動で切り替えるようにしてもよいし、ドライバーによる選択に応じて切り替えるようにしてもよい。
【００３４】
また、変速線図は、車速Ｖおよびスロットル開度θｔｈに基づいて、自動変速を行う場合の変速段を決定するマップである。例えば、同一のスロットル開度θｔｈで車速Ｖが上昇し、アップシフト用変速線を超えて車速Ｖが大きくスロットル開度θｔｈが小さい領域に移行した場合には、その領域に応じた変速段にアップシフトする。一方、同一のスロットル開度θｔｈで車速Ｖが下降し、ダウンシフト用変速線を超えて車速Ｖが小さくスロットル開度θｔｈが大きい領域に移行した場合には、その領域に応じた変速段にダウンシフトする。また、同様に、同一の車速Ｖでスロットル開度θｔｈが上昇し、ダウンシフト用変速線を超えて車速Ｖが小さくスロットル開度θｔｈが大きい領域に移行した場合にも、その領域に応じた変速段にダウンシフトする。
ここで、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、変速線図に基づいて、車速Ｖおよびスロットル開度θｔｈに応じて決定した変速段を、ＲＡＭ１００ｃに記憶しておく。
【００３５】
また、車両１０の諸元値には、全幅・全高等の車両寸法、車両重量、エンジン総排気量、最小回転半径、車両１０のタイヤ径（駆動輪５２Ｌ、５２Ｒの直径）等が含まれている。
また、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶された車両制御を実行するためのプログラムについては、後述する。
【００３６】
油圧制御装置１２０は、電磁弁としての複数のソレノイドバルブを備え、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、各ソレノイドバルブにより油圧回路の切り替えおよび油圧制御が行われ、トランスミッション３０の各部を動作させるようになっている。
【００３７】
クランク角センサ１３１は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、クランクシャフト２１３の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、クランク角センサ１３１は、クランクシャフト２１３に設けられたクランクセンサプレート２５４（図３参照）によりクランク回転信号を検出し、クランク位置およびクランク角速度の検出を行うようになっている。また、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１から出力された検出信号からクランクシャフト２１３の回転数を算出し、エンジン回転数Ｎｅとして取得するようになっている。なお、クランク角センサ１３１の詳細については、後述する。
【００３８】
駆動軸回転数センサ１３２は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、ドライブシャフト５１Ｌ（または５１Ｒ）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ１３２から出力された検出信号が表すドライブシャフト５１Ｌ（または５１Ｒ）の回転数を、駆動軸回転数Ｎｄとして取得するようになっている。さらに、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ１３２から取得した駆動軸回転数Ｎｄに基づいて、車速Ｖを算出するようになっている。
【００３９】
アクセル開度センサ１３３は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、アクセルペダルが踏み込まれた踏み込み量（以下、ストロークという）を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１３３から出力された検出信号が表すアクセルペダルのストロークから、アクセル開度Ａｃｃを算出するようになっている。
【００４０】
ＦＢセンサ１３４は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、フットブレーキペダルが踏み込まれた踏み込み量（以下、ストロークという）を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、ＦＢセンサ１３４から出力された検出信号が表すフットブレーキペダルのストロークから、フットブレーキ踏力Ｂｆを算出するようになっている。
【００４１】
吸入空気量センサ１３６は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０の吸気バルブ２２３（図２参照）から吸入される空気量を検出して、検出した空気量に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、吸入空気量センサ１３６から出力された検出信号から、エンジン２０の吸入空気量Ｑａｒを取得するようになっている。
【００４２】
吸入空気温度センサ１３７は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０の吸気バルブ２２３から吸入される空気の温度を検出して、検出した温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、吸入空気温度センサ１３７から出力された検出信号から、エンジン２０の吸入空気温度Ｔａｒを取得するようになっている。
【００４３】
冷却水温センサ１３８は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０のシリンダブロック２１０（図２参照）を冷却する冷却水（以下、単にエンジン２０の冷却水という）の温度を検出して、検出した温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、冷却水温センサ１３８から出力された検出信号から、エンジン２０の冷却水温Ｔｗを取得するようになっている。
【００４４】
吸気カム角センサ１３９は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、吸気カムシャフト２４１（図３参照）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、吸気カム角センサ１３９は、吸気カムシャフト２４１に設けられた吸気カムセンサプレート２５５（図３参照）の所定の位置、すなわち、所定の回転角を検出し、吸気カムシャフト２４１の回転角の検出を行うようになっている。なお、吸気カム角センサ１３９の詳細については、後述する。
【００４５】
排気カム角センサ１４０は、吸気カム角センサ１３９と同様に、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、排気カムシャフト２４２（図３参照）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、排気カム角センサ１４０は、排気カムシャフト２４２に設けられた排気カムセンサプレート２５６（図３参照）の所定の位置、すなわち、所定の回転角を検出し、排気カムシャフト２４２の回転角の検出を行うようになっている。なお、排気カム角センサ１４０の詳細については、後述する。
【００４６】
次に、エンジン２０の詳細について、説明する。なお、図２においては、直列に配置された４つの気筒のうちの１つについて説明する。
図２に示すように、エンジン２０は、エンジン本体部２１を有し、エンジン本体部２１は、シリンダブロック２１０と、シリンダブロック２１０の上部に固定されたシリンダヘッド２２０と、オイルパン２３０と、を備えている。
【００４７】
シリンダブロック２１０には、ピストン２１１が往復動可能に設けられている。ピストン２１１は、コネクティングロッド２１２と連結されている。コネクティングロッド２１２は、クランクシャフト２１３と連結されている。そして、ピストン２１１の往復動は、コネクティングロッド２１２を介して、クランクシャフト２１３の回転運動に変換されるようになっている。
【００４８】
また、エンジン本体部２１においては、シリンダブロック２１０とシリンダヘッド２２０とピストン２１１とによって、燃焼室２０１が形成されている。
エンジン２０は、燃焼室２０１において燃料と空気との混合気を所望のタイミングで燃焼させることによりピストン２１１を往復動させ、コネクティングロッド２１２を介してクランクシャフト２１３を回転させることにより、トランスミッション３０にトルクを出力するようになっている。なお、エンジン２０に用いられる燃料は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料や、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００４９】
シリンダヘッド２２０は、エアクリーナ３１２を通過して車外から流入した空気を燃焼室２０１に導入するための吸気管３１１と、燃焼室２０１における混合気の燃焼によって発生した排気ガスを触媒コンバータ３２２に通じさせて車外へ排出するための排気管３２１と、が連結されている。
【００５０】
なお、エアクリーナ３１２は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。チリやホコリといった空気中の異物には硬いものもあり、このような硬い異物が燃焼室２０１に入り込むと、研磨剤として働いてしまい、シリンダブロック２１０の内壁面やピストン２１１を磨耗させる原因ともなり得る。したがって、エアクリーナ３１２は、これらの異物を除去して、吸入空気を清浄化するようになっている。
【００５１】
また、吸気管３１１には、エンジン２０に供給される空気量を制御する電子スロットル制御装置１６０が備えられている。この電子スロットル制御装置１６０は、スロットルバルブ１６１と、スロットルモータ１６２と、スロットル開度センサ１６３と、を有している。
【００５２】
スロットルバルブ１６１は、吸気管３１１の内部に薄い円板状の弁体として設けられ、弁体の中央にシャフトを備えている。また、スロットルバルブ１６１は、このシャフトが回動させられることによって弁体が回動し、吸気管３１１内の空気が流通する断面積を変更し、吸気管３１１における空気の流量を変更するようになっている。
【００５３】
スロットルモータ１６２は、スロットルバルブ１６１のシャフトを回動させることにより、弁体を回動させるようになっている。また、スロットルモータ１６２は、ＥＣＵ１００によって制御され、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Ａｃｃに応じたスロットル開度となるように、スロットルバルブ１６１を回動させるようになっている。
【００５４】
スロットル開度センサ１６３は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、スロットルモータ１６２により駆動されるスロットルバルブ１６１の開度を検出して、検出した開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、スロットル開度センサ１６３から出力された検出信号が表すスロットルバルブ１６１の開度を、スロットル開度θｔｈとして取得するようになっている。
【００５５】
さらに、電子スロットル制御装置１６０は、ＥＣＵ１００によるスロットルモータ１６２の制御が中止されると、スロットルバルブ１６１に設けられたバネにより、所定の中立位置に復帰されるようになっている。
【００５６】
また、触媒コンバータ３２２は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
【００５７】
さらに、シリンダヘッド２２０は、吸気管３１１と燃焼室２０１とを連通させる吸気ポート２２１と、燃焼室２０１と排気管３２１とを連通させる排気ポート２２２と、が形成され、吸気管３１１から燃焼室２０１への燃焼用空気の導入を制御するための吸気バルブ２２３と、燃焼室２０１から排気管３２１への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ２２４と、燃料を燃焼室２０１内へ噴射するためのインジェクタ２２５と、燃焼室２０１内の混合気に点火するための点火プラグ２２６と、が取り付けられている。
【００５８】
吸気バルブ２２３は、上端に後述する吸気カムシャフト２４１（図３参照）に設けられた吸気カム２４３が当接されており、吸気カム２４３の回転により、吸気ポート２２１と燃焼室２０１との間を開閉するようになっている。
【００５９】
排気バルブ２２４は、上端に後述する排気カムシャフト２４２（図３参照）に設けられた吸気カム２４４が当接されており、排気カム２４４の回転により、燃焼室２０１と排気ポート２２２との間を開閉するようになっている。
【００６０】
インジェクタ２２５は、ＥＣＵ１００により制御されるソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。また、インジェクタ２２５には、所定の圧力で燃料が供給されている。したがって、インジェクタ２２５は、ＥＣＵ１００によってソレノイドコイルに所望のタイミングで通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室２０１に燃料を噴射するようになっている。
【００６１】
点火プラグ２２６は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグである。点火プラグ２２６は、ＥＣＵ１００によって所望のタイミングで上記電極に通電されて放電を発生させることにより、燃焼室２０１内の混合気に点火するようになっている。
【００６２】
さらに、図３に示すように、エンジン２０は、シリンダヘッド２２０の上部に、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２が、回転可能に設けられている。
【００６３】
吸気カムシャフト２４１には、吸気バルブ２２３の上端に当接する吸気カム２４３が設けられている。これにより、吸気カムシャフト２４１が回転すると、吸気カム２４３により吸気バルブ２２３が開閉駆動されるようになっている。
【００６４】
排気カムシャフト２４２には、排気バルブ２２４の上端に当接する排気カム２４４が設けられている。これにより、排気カムシャフト２４２が回転すると、排気カム２４４により排気バルブ２２４が開閉駆動されるようになっている。
【００６５】
吸気カムシャフト２４１の一端部には、吸気カムシャフト２４１を吸気カムスプロケット２４５に対して回転させる吸気側回転位相コントローラ２４７が設けられている。また、排気カムシャフト２４２の一端部には、排気カムシャフト２４２を排気カムスプロケット２４６に対して回転させる排気側回転位相コントローラ２４８が設けられている。一方、駆動側回転軸であるクランクシャフト２１３には、クランクスプロケット２４９が取り付けられている。
【００６６】
なお、吸気側回転位相コントローラ２４７は、ＥＣＵ１００に制御されることにより、吸気カムシャフト２４１を吸気カムスプロケット２４５に対して回転させ、遅角制御を行うことができるようになっている。また、排気側回転位相コントローラ２４８は、ＥＣＵ１００に制御されることにより、排気カムシャフト２４２を排気カムスプロケット２４６に対して回転させ、遅角制御を行うことができるようになっている。
【００６７】
これら吸気カムスプロケット２４５、排気カムスプロケット２４６およびクランクスプロケット２４９には、タイミングベルト２５０が巻き掛けられている。これにより、タイミングベルト２５０によって、クランクスプロケット２４９の回転が、吸気カムスプロケット２４５および排気カムスプロケット２４６に伝達される。すなわち、駆動側回転軸としてのクランクシャフト２１３の回転が、タイミングベルト２５０を介して、従動側回転軸としての吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に伝達されることで、これら吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に駆動される吸気バルブ２２３および排気バルブ２２４が、クランクシャフト２１３に同期して吸気ポート２２１および排気ポート２２２を開閉するようになっている。
【００６８】
また、タイミングベルト２５０は、テンショナ２５１およびアイドラプーリ２５２によって経路が規制されている。さらに、タイミングベルト２５０は、テンショナ２５１によって適度なテンションが与えられ、吸気カムスプロケット２４５、排気カムスプロケット２４６およびクランクスプロケット２４９から外れることが防止されている。
【００６９】
上記のように、タイミングベルト２５０は、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１３の回転力を、吸気バルブ２２３および排気バルブ２２４を駆動する吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に伝達するようになっている。
【００７０】
次に、クランク角センサ１３１、吸気カム角センサ１３９および排気カム角センサ１４０について、説明する。
クランクシャフト２１３には、クランクシャフト２１３とともに回転し、クランク角センサ１３１の被検出部となるクランクセンサプレート２５４が設けられている。
【００７１】
図４に、クランクセンサプレート２５４を示す。図４に示すように、クランクセンサプレート２５４は、外周に１０°ごとに信号歯が設けられ、上死点検出用に２歯欠歯した部分が１箇所あり、全周で３４歯の信号歯が設けられている。
【００７２】
クランク角センサ１３１は、電磁ピックを有し、クランクセンサプレート２５４の信号歯の突起により、クランクシャフト２１３が回転すると、コイル部を通過する磁束が増減し、起電力が発生される。この発生電圧は、クランクセンサプレート２５４の突起部がクランク角センサ１３１に近づくときと離れるときとでは逆向きになるため、交流電流として現れる。また、クランク角センサ１３１は、この信号を矩形波に整形して、Ｎｅ信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００７３】
したがって、クランク角センサ１３１は、クランクセンサプレート２５４により、クランクシャフト２１３の回転角を１０°ごとに検出することができるとともに、クランクセンサプレート２５４の欠歯した箇所により、クランクシャフト２１３の位置、すなわち、回転位置を検出することができるようになっている。
【００７４】
さらに、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１により検出されたクランクシャフト２１３の１０°ごとの検出信号の３つ分をまとめて、すなわち、クランクシャフト２１３の３０°で１つとなるクランクカウンタｃｃｒｎｋを生成する。このクランクカウンタｃｃｒｎｋは、所定の気筒、例えば、タイミングベルト２５０に最も近い側の気筒（以下、第１気筒という）におけるピストン２１１の上死点から次の上死点までを、クランクカウンタｃｃｒｎｋ０〜クランクカウンタｃｃｒｎｋ２３とする。
【００７５】
また、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２は、クランクシャフト２１３が２周する間に１周するようになっている。したがって、角度の記載を統一するため、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に関する記載についても、クランクシャフト２１３の角度を示すクランクアングル（以下、ＣＡと記載する）を用いるものとする。
【００７６】
吸気カムシャフト２４１には、吸気カムシャフト２４１とともに回転し、吸気カム角センサ１３９の被検出部となる吸気カムセンサプレート２５５が設けられている。また、排気カムシャフト２４２には、排気カムシャフト２４２とともに回転し、排気カム角センサ１４０の被検出部となる排気カムセンサプレート２５６が設けられている。
【００７７】
図５に、吸気カムセンサプレート２５５を示す。図５に示すように、吸気カムセンサプレート２５５は、外周に山と谷が設けられている。吸気カムセンサプレート２５５は、順に６０°ＣＡの谷、１８０°ＣＡの山、１８０°ＣＡの谷、６０°ＣＡの山、１２０°ＣＡの谷、１２０°ＣＡの山が設けられている。
【００７８】
吸気カム角センサ１３９は、磁気抵抗素子（ＭＲＥ：Magnetic Resistance Element）を有し、吸気カムセンサプレート２５５に設けられた山と谷により、吸気カムシャフト２４１が回転すると、吸気カム角センサ１３９にかかる磁界の方向、すなわち、磁気ベクトルが変化し、内部抵抗値が変化する。吸気カム角センサ１３９は、この抵抗値変化を電圧に変換した上で出力される波形と、しきい値との大小比較で、ハイ（図中ではＨｉｇｈと記載）とロー（図中ではＬｏｗと記載）の矩形波に整形し、Ｎｃｉ信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００７９】
排気カムセンサプレート２５６は、吸気カムセンサプレート２５５と同様のものであり、吸気カムセンサプレート２５５と比較して６０°ＣＡずれた状態で、排気カムシャフト２４２に設けられている。
【００８０】
排気カム角センサ１４０は、吸気カム角センサ１３９と同様に磁気抵抗素子を有し、排気カムシャフト２４２が回転すると、排気カムセンサプレート２５６に設けられた山と谷に対応する矩形波を、Ｎｃｏ信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００８１】
ＥＣＵ１００は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号と、クランク角センサ１３１から入力したＮｅ信号と、を比較し、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２の実際の回転角を検出するとともに、気筒判別を行うようになっている。
【００８２】
さらに、ＥＣＵ１００は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号と、クランクカウンタｃｃｒｎｋと、から１８０°ＣＡごとのカムカウンタｃｃａｍを生成する。このカムカウンタｃｃａｍは、クランクカウンタｃｃｒｎｋ２〜７をカムカウンタｃｃａｍ０とし、クランクカウンタｃｃｒｎｋ８〜１３をカムカウンタｃｃａｍ１とし、クランクカウンタｃｃｒｎｋ１４〜１９をカムカウンタｃｃａｍ２とし、クランクカウンタｃｃｒｎｋ２０〜２３およびクランクカウンタｃｃｒｎｋ０〜１をカムカウンタｃｃａｍ３とする。
【００８３】
次に、電子スロットル制御装置１６０が故障した場合のフェールセーフ機能について、説明する。電子スロットル制御装置１６０の故障とは、例えば、スロットルモータ１６２が正常に動作できなくなった場合、スロットルモータ１６２は正常に動作するが、スロットルバルブ１６１が動作しなくなった場合、スロットル開度センサ１６３が正常にスロットル開度θｔｈを検出できない場合、スロットル開度センサ１６３が不正な値を出力する場合等がある。なお、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０を監視し、電子スロットル制御装置１６０が故障した場合には、電子スロットル制御装置１６０の異常検出信号を受信するようになっている。
【００８４】
また、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフを実行する際、電スロＦＳ実行禁止フラグを確認し、この電スロＦＳ実行禁止フラグが立っている場合には、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行を中止する。さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行中は、電スロＦＳ中フラグを立てる。なお、電スロＦＳ実行禁止フラグとは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行を禁止するか否か、すなわち、許可するか否かを判定するためのフラグである。また、電スロＦＳ中フラグとは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行中であるか否かを判定するためのフラグである。
【００８５】
ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出すると、電子スロットル制御装置１６０の制御を中止し、アクセル開度Ａｃｃに基づいて、エンジン２０の駆動気筒数および点火時期を調整するようになっている。
【００８６】
具体的には、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出すると、スロットルモータ１６２の制御を中止する。電子スロットル制御装置１６０は、スロットルモータ１６２の駆動が停止されると、スロットルバルブ１６１がバネにより所定の中立位置に復帰される。このスロットルバルブ１６１の中立位置は、例えば、スロットル開度が７°の位置であり、エンジン２０に吸入される吸入空気量が固定された空気量となる。
次に、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが２０°以上の場合には、全気筒を運転し、点火時期も通常時、すなわち、遅角制御を行わない状態で、エンジン２０を制御する。
【００８７】
また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが１０°以上２０°未満の場合には、全気筒を運転し、所定の点火遅角制御を行って、エンジン２０を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが２０°以上の場合よりも、エンジン２０の出力を抑制させることができる。
【００８８】
また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが１０°未満の場合には、運転気筒数を半分とし、さらに、所定の点火遅角制御を行って、エンジン２０を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが１０°以上２０°未満の場合よりも、エンジン２０の出力を抑制させることができる。
【００８９】
したがって、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０が故障してしまった場合であっても、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、ある程度エンジン２０の出力量を変化させて、車両１０を走行させるフェールセーフを行うことができる。
【００９０】
次に、クランク角センサ１３１が故障した場合のフェールセーフ機能について、説明する。また、図６に、正常時のクランクカウンタｃｃｒｎｋと、吸気カムセンサプレート２５５および排気カムセンサプレート２５６の状態を表す遷移図を示す。
【００９１】
また、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行と同様に、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフを実行する際、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグを確認し、このＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグが立っている場合には、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を中止する。さらに、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行中は、ＮｅセンサＦＳ中フラグを立てる。なお、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグとは、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を禁止するか否か、すなわち、許可するか否かを判定するためのフラグである。また、ＮｅセンサＦＳ中フラグとは、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行中であるか否かを判定するためのフラグである。
【００９２】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出すると、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号に基づいて、クランクカウンタｃｃｒｎｋの代わりに、フェールセーフ用クランクカウンタ（以下、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタという）を生成するようになっている。
【００９３】
例えば、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出すると、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２の遅角を中止して、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２を基準位置に戻す。そして、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ３の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号がハイからローへの切り替わりを検出する。以下、信号のハイからローへの切り替わりを、信号の立ち下がりといい、信号のローからハイへの切り替わりを、信号の立ち上がりという。
【００９４】
ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ３の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち下がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ２〜７の開始時間を決定して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ２〜７を生成する。すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気カムシャフト２４１が直前の１８０°ＣＡを回転するのに擁した時間を６等分して、３０°ＣＡごとのＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ７の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち上がりの検出とする。
【００９５】
また、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ０の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち上がりを検出する。ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ０の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち上がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち上がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ８〜１３を生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１３の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりの検出とする。
【００９６】
また、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ１の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりを検出する。ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ１の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち下がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち上がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１４〜１９を生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１９の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりの検出とする。
【００９７】
また、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ２の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりを検出する。ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ２の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち下がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ２０〜１を生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりの検出とする。
【００９８】
また、ＥＣＵ１００は、排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号に基づいても、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号に基づいたＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋの生成と同様に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成することができる。
【００９９】
さらに、ＥＣＵ１００は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号の双方に基づいて、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成することにより、より正確にＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成することができる。
【０１００】
なお、上記説明においては、カムカウンタｃｃａｍを利用して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成するようにしたが、これに限らず、Ｎｃｉ信号の立ち下がり検出の時間間隔に基づいてＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成する等、他の方法を用いてＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成するようにしてもよい。
【０１０１】
以上のように、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１が故障してしまった場合であっても、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号に基づいて、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成して、フェールセーフを行うことができる。
【０１０２】
ところが、このようなクランク角センサ１３１の故障時のフェールセーフ機能においては、クランク角センサ１３１による検出間隔よりも長い検出間隔によって入力した検出信号を基に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成している。例えば、ＥＣＵ１００は、直前の１８０°ＣＡ間隔の時間を６等分して、３０°ＣＡのＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成している。したがって、クランク角センサ１３１におけるフェールセーフの実行時のＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋは、クランク角センサ１３１によって１０°ＣＡごとに検出し、３回分の検出値により３０°ＣＡのクランクカウンタｃｃｒｎｋを生成している場合よりも、正確ではない。
【０１０３】
このため、電子スロットル制御装置１６０の故障と、クランク角センサ１３１の故障とが、重なってしまった場合に、双方のフェールセーフ機能を実行してしまうと、制御の正確性が担保されなくなってしまう。すなわち、電子スロットル制御装置１６０の故障時のフェールセーフ機能によって実行している遅角制御が、クランク角センサ１３１の故障時のフェールセーフ機能によって生成したＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを使用するため、遅角タイミングにずれが生じる虞がある。
【０１０４】
そこで、本実施の形態における車両の制御装置は、電子スロットル制御装置１６０の故障と、クランク角センサ１３１の故障との二重故障が発生してしまった場合には、クランク角センサ１３１の故障時のフェールセーフ機能の実行を禁止するようにした。
【０１０５】
以下、本発明の実施の形態における車両の制御装置を備えた車両１０の特徴的な構成について、説明する。
【０１０６】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるクランク角センサ異常検出手段を構成している。
【０１０７】
さらに、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出したことを条件に、吸気カム角センサ１３９および排気カム角センサ１４０により検出された吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２の回転位置に基づいてエンジン２０の燃焼サイクルを制御するＦ／Ｓ用クランクカウンタを生成するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における疑似タイミング生成手段を構成している。
【０１０８】
さらに、ＥＣＵ１００は、生成したＦ／Ｓ用クランクカウンタを用い、クランク角センサ１３１が異常時におけるエンジン２０に対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における継続制御手段を構成している。
【０１０９】
さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるスロットル異常検出手段を構成している。
【０１１０】
さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出したことを条件に、電子スロットル制御装置１６０の制御を中止し、アクセル開度Ａｃｃに応じてエンジン２０の点火時期を補正するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における点火時期補正手段を構成している。
【０１１１】
さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出され、かつ、クランク角センサ１３１の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の点火時期の補正が行われている最中に、クランク角センサ１３１の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成が行われている最中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出されたことも条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるタイミング生成禁止手段を構成している。
【０１１２】
次に、本実施の形態における車両の制御処理の動作について、図７に示すフローチャートを参照して、説明する。
【０１１３】
なお、図７に示すフローチャートは、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａによって、ＲＡＭ１００ｃを作業領域として実行される車両の制御処理のプログラムの実行内容を表す。この車両の制御処理のプログラムは、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶されている。また、この車両の制御処理は、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａによって、イグニッションのオンからオフまでの間に、予め定められた時間間隔で実行されるようになっている。
【０１１４】
図７に示すように、まず、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１が異常であるか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１の異常検出信号を受信したか否かを判定する。
【０１１５】
ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１が異常でない、すなわち、クランク角センサ１３１が正常に動作している場合には（ステップＳ１１でＮＯと判定）、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を禁止して（ステップＳ１４）、本車両の制御処理を終了する。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグを立てる。
【０１１６】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１が異常であると判定した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳと判定）、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ中でないか否かの判定を行う（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電スロＦＳ中フラグが立っているか否かを判定する。
【０１１７】
ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ中である、すなわち、電スロＦＳ中フラグが立っている場合には（ステップＳ１２でＮＯと判定）、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を禁止して（ステップＳ１４）、本車両の制御処理を終了する。
【０１１８】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ中でない、すなわち、電スロＦＳ中フラグが立っていない場合には（ステップＳ１２でＹＥＳと判定）、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を許可して（ステップＳ１３）、本車両の制御処理を終了する。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグをクリアする。
【０１１９】
また、上記実施の形態においては、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出された場合には、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフを中止し、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフを実行する。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出された際、ＮｅセンサＦＳ中フラグが立っていたら、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフを中止し、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止して、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフを実行する。
【０１２０】
以上のように、本実施の形態における車両の制御装置は、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出され、かつ、クランク角センサ１３１の異常が検出された場合には、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するので、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能によって、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能により行われているエンジン２０の点火時期の補正に影響を与えることがないため、点火時期タイミングがずれず、狙い通りの点火時期制御を行うことができ、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態における車両の制御装置は、点火時期の補正が行われている最中に、クランク角センサ１３１の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するので、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能の実行中に、クランク角センサ１３１に異常が発生しても、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能に影響をおよぼさず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１２２】
さらに、本実施の形態における車両の制御装置は、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成が行われている最中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するので、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能の実行中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が発生した場合には、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能におけるＦ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止して、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能を実行するため、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能が電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能に干渉せず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１２３】
なお、上述した実施の形態においては、１つのＥＣＵを有するものとして説明したが、これに限らず、複数のＥＣＵによって構成されるものであってもよい。例えば、エンジン２０の燃焼制御を実行するＥ−ＥＣＵ、トランスミッション３０の変速制御を実行するＴ−ＥＣＵ等の複数のＥＣＵによって、本実施の形態のＥＣＵ１００が構成されるものであってもよい。この場合、各ＥＣＵは、必要な情報を相互に入出力する。
【０１２４】
以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置は、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができるという効果を有し、電子スロットル制御装置およびクランク角センサに対するフェールセーフを行う車両の制御装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０ 車両
２０ エンジン
１００ ＥＣＵ（クランク角センサ異常検出手段、疑似タイミング生成手段、継続制御手段、スロットル異常検出手段、点火時期補正手段、タイミング生成禁止手段）
１３１ クランク角センサ
１３２ 駆動軸回転数センサ
１３３ アクセル開度センサ
１３９ 吸気カム角センサ（カム角センサ）
１４０ 排気カム角センサ（カム角センサ）
１６０ 電子スロットル制御装置（スロットル制御装置）
１６１ スロットルバルブ
１６２ スロットルモータ
１６３ スロットル開度センサ
２０１ 燃焼室
２１０ シリンダブロック
２１１ ピストン
２１３ クランクシャフト
２２０ シリンダヘッド
２２１ 吸気ポート
２２２ 排気ポート
２２３ 吸気バルブ
２２４ 排気バルブ
２４１ 吸気カムシャフト
２４２ 排気カムシャフト
２４３ 吸気カム
２４４ 排気カム
２４５ 吸気カムスプロケット
２４６ 排気カムスプロケット
２４７ 吸気側回転位相コントローラ
２４８ 排気側回転位相コントローラ
２４９ クランクスプロケット
２５０ タイミングベルト
２５１ テンショナ
２５２ アイドラプーリ
２５４ クランクセンサプレート
２５５ 吸気カムセンサプレート
２５６ 排気カムセンサプレート
３１１ 吸気管
３２１ 排気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェールセーフ機能を備えた車両の制御装置に関し、特に、電子スロットル制御装置およびクランク角センサに対するフェールセーフを行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを備えた車両の制御装置は、ドライバーのアクセルペダルの操作量を検出し、この検出量に応じて電子スロットル制御装置を作動させて、エンジンに供給される空気量を調整することにより、エンジンの制御を行うようになっている。
【０００３】
この電子スロットル制御装置は、車両の制御装置により指示された値によってスロットルモータを作動させ、エンジンの吸気管に設けられたスロットルバルブを開閉させて、エンジンに供給する空気量を調整するようになっている。また、電子スロットル制御装置は、スロットルセンサを備え、スロットルバルブの開閉量を検出するようになっている。
【０００４】
このような車両の制御装置において、電子スロットル制御装置が故障してしまった場合、スロットルバルブの開閉ができず、エンジンの吸入空気量を調整することができなくなってしまう。そこで、電子スロットル制御装置が故障してしまった場合に、十分な走行性能を確保しながら、退避走行を円滑に行うことができるフェールセーフ機能を備えた車両の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この車両の制御装置は、電子スロットル制御装置が故障してしまった場合、電子スロットル制御装置への通電を遮断し、スロットルバルブの開度をデフォルト開度に保持することによって、退避走行に必要な吸入空気量を供給するようにしている。そして、車両の制御装置は、アクセルペダルの開度を検出し、このアクセルペダルの開度に応じてエンジンの点火時期を補正することにより、エンジントルクを変更し、退避走行を円滑に行うことができるようにしている。
【０００６】
また、車両は、エンジンのクランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサ、および、カムシャフトの回転位置を検出するカム角センサを備えている。車両の制御装置は、クランク角センサおよびカム角センサにより検出された情報により、エンジンの各気筒の燃焼サイクルに対応する基準タイミングを生成し、燃料供給制御処理および点火時期制御処理を実行するようになっている。
【０００７】
このような車両の制御装置において、クランク角センサが故障し、検出が正常にできなくなってしまった場合には、カム角センサにより検出された情報に基づいて、エンジンの各気筒の燃焼サイクルに対応するタイミングを生成し、燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行することができるフェールセーフ機能を備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
この車両の制御装置は、クランク角センサが故障した場合、カム角センサが検出したパルス発生間隔に基づきエンジンの各気筒の燃焼サイクルに対応する疑似基準タイミングを生成する。これにより、車両の制御装置は、クランク角センサが故障した場合であっても、疑似基準タイミングを用いて、エンジンに対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行でき、退避走行を行うことができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１５５９５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、カム角センサによるカムシャフトの回転位置を検出できる回転角度は、クランク角センサによるクランクシャフトの回転位置を検出できる回転角度よりも、大幅に大きなものである。このため、上記特許文献２に記載の発明のように、カム角センサの検出信号により生成した疑似基準タイミングは、実際のタイミングとずれてしまうおそれがある。特に、加速や減速時には、カムシャフトの回転位置の検出の間に、基準タイミングが変わり、このずれが大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
したがって、電子スロットル制御装置とクランク角センサとの二重故障が万が一発生してしまった場合には、上記特許文献１に記載の発明のように、アクセルペダルの開度を検出して、このアクセルペダルの開度に応じてエンジンの点火時期を補正しようとしても、クランク角センサに対するフェールセーフ機能により、カム角センサの検出信号によって生成した疑似基準タイミングが正確性を欠くため、狙い通りの点火時期制御を行うことが困難であるという問題があった。
【００１２】
このように、電子スロットル制御装置とクランク角センサとの二重故障が発生した場合、二重フェールセーフによる干渉が発生してしまい、ドライバビリティが悪化する虞があるという問題があった。なお、カム角センサの検出信号により生成する疑似基準タイミングの正確性を向上させるため、カム角センサによるカムシャフトの回転位置を検出できる回転角度を狭めることが考えられるが、このような方法は、通常走行時の制御の負荷が増大してしまうとともに、構造や制御の変更が大幅に伴うという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る車両の制御装置は、上記課題を解決するため、（１）エンジンの吸入空気量を変更するスロットル制御装置を制御して、前記エンジンを制御する車両の制御装置において、前記エンジンのクランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサと、前記エンジンのカムシャフトの回転位置を検出するカム角センサと、前記クランク角センサの異常を検出するクランク角センサ異常検出手段と、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常を検出したことを条件に、前記カム角センサにより検出された前記カムシャフトの回転位置に基づいて前記エンジンの燃焼サイクルを制御する疑似基準タイミングを生成する疑似タイミング生成手段と、前記疑似タイミング生成手段により生成された前記疑似基準タイミングを用い、前記クランク角センサ異常時における前記エンジンに対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行する継続制御手段と、前記スロットル制御装置の異常を検出するスロットル異常検出手段と、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサと、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記スロットル制御装置の制御を中止し、前記アクセルペダルの開度に応じて前記エンジンの点火時期を補正する点火時期補正手段と、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出され、かつ、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止するタイミング生成禁止手段と、を備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１５】
この構成により、スロットル制御装置の異常が検出され、かつ、クランク角センサの異常が検出された場合には、疑似基準タイミングの生成を禁止するので、クランク角センサに対するフェールセーフ機能によって、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能により行われているエンジンの点火時期の補正に影響を与えることがないため、点火時期タイミングがずれず、狙い通りの点火時期制御を行うことができ、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る車両の制御装置は、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記タイミング生成禁止手段は、前記点火時期補正手段による前記点火時期の補正が行われている最中に、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とした構成を有している。
【００１７】
この構成により、点火時期の補正が行われている最中に、クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、疑似基準タイミングの生成を禁止するので、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能の実行中に、クランク角センサに異常が発生しても、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能に影響をおよぼさず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００１８】
さらに、本発明に係る車両の制御装置は、上記（１）または（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記タイミング生成禁止手段は、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成が行われている最中に、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とした構成を有している。
【００１９】
この構成により、疑似基準タイミングの生成が行われている最中に、スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、疑似基準タイミングの生成を禁止するので、クランク角センサに対するフェールセーフ機能の実行中に、スロットル制御装置の異常が発生した場合には、クランク角センサに対するフェールセーフ機能における疑似基準タイミングの生成を禁止して、スロットル制御装置に対するフェールセーフ機能を実行するため、クランク角センサに対するフェールセーフ機能がスロットル制御装置に対するフェールセーフ機能に干渉せず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における制御装置を備えた車両の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるエンジンの概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるエンジンの概略斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるクランクセンサプレートの正面図である。
【図５】本発明の実施の形態における吸気カムセンサプレートの正面図である。
【図６】本発明の実施の形態における吸気カムセンサプレートおよび排気カムセンサプレートの状態を表す遷移図である。
【図７】本発明の実施の形態における車両の制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態における車両の制御装置を備えた車両の構成について、図１に示す車両の概略ブロック構成図、図２に示すエンジンの概略断面図、および、図３に示すエンジンの概略斜視図を参照して、説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態における車両１０は、動力源としてのエンジン２０と、エンジン２０において発生した動力を伝達するとともに車両１０の走行状態等に応じて変速比を変化させるトランスミッション３０と、トランスミッション３０から伝達された動力を駆動軸としてのドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒに分配するディファレンシャル機構４０と、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒから伝達された動力により回転させられ、車両１０を駆動させる駆動輪５２Ｌ、５２Ｒと、を備えている。
【００２４】
また、車両１０は、車両１０全体を制御するための車両用電子制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、トランスミッション３０を油圧により制御する油圧制御装置１２０と、を備えている。さらに、車両１０は、クランク角センサ１３１と、駆動軸回転数センサ１３２と、アクセル開度センサ１３３と、フットブレーキセンサ（以下、「ＦＢセンサ」という）１３４と、吸入空気量センサ１３６と、吸入空気温度センサ１３７と、冷却水温センサ１３８と、吸気カム角センサ１３９と、排気カム角センサ１４０と、その他図示しない各種センサを備えている。上記車両１０に備えられたそれぞれのセンサは、検出した検出信号を、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００２５】
エンジン２０は、内燃機関によって構成されており、特に本実施の形態においては、ピストン２１１（図２参照）が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、所謂４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。また、本実施の形態におけるエンジン２０は、直列４気筒のガソリンエンジンを採用したものとして説明するが、これに限らず、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンを採用することができる。なお、エンジン２０の詳細については、後述する。
【００２６】
トランスミッション３０は、複数の遊星歯車装置を備え、これらの遊星歯車装置に設けられた複数の摩擦係合要素としてのクラッチおよびブレーキの係合状態および解放状態の組み合わせに応じた変速段をとるようになっている。上記クラッチおよびブレーキは、油圧制御装置１２０により係合状態および解放状態を切り替えられるようになっている。また、油圧制御装置１２０は、アクセル開度Ａｃｃ、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ等によって、ＥＣＵ１００に制御されるようになっている。すなわち、トランスミッション３０は、ＥＣＵ１００によって制御され、変速段が切り替えられるようになっている。
【００２７】
このような構成により、トランスミッション３０は、エンジン２０の動力として入力されるクランクシャフト２１３の回転力すなわちトルクを、所定の変速比γで減速あるいは増速して、ディファレンシャル機構４０に出力する有段式の変速機であり、走行状態に応じた変速段を構成し、各変速段に応じた速度変換を行うようになっている。なお、トランスミッション３０は、無段階に変速段を切り替えることができる無段変速機（以下、ＣＶＴという）によって構成されるものであってもよい。
【００２８】
ディファレンシャル機構４０は、カーブ等を走行する場合に、駆動輪５２Ｌと駆動輪５２Ｒとの回転数の差を許容するものである。ディファレンシャル機構４０は、トランスミッション３０から入力されたトルクを、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒに分配して、出力するようになっている。なお、ディファレンシャル機構４０は、ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒを同一回転とし、駆動輪５２Ｌと駆動輪５２Ｒとの回転数の差を許容しないデフロック状態をとることができるものであってもよい。
【００２９】
ＥＣＵ１００は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａ、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）１００ｂ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１００ｃ、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）１００ｄおよび入出力インターフェース回路（Ｉ／Ｆと図示）１００ｅを備え、車両１０の制御を統括するようになっている。
【００３０】
また、後述するように、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１、駆動軸回転数センサ１３２、アクセル開度センサ１３３等と接続されている。ＥＣＵ１００は、これらのセンサから出力された検出信号により、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖ（車両１０の走行速度）、アクセル開度Ａｃｃ等を検出するようになっている。
【００３１】
また、ＥＣＵ１００は、内部時計を有し、時刻を計測することができるようになっている。
さらに、ＥＣＵ１００は、油圧制御装置１２０を制御し、トランスミッション３０の各部の油圧を制御するようになっている。これにより、ＥＣＵ１００は、トランスミッション３０の変速比を変化させることができるようになっている。
【００３２】
また、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂには、スロットル開度制御マップ、変速線図、車両１０の諸元値、車両制御を実行するためのプログラム等が記憶されている。
【００３３】
スロットル開度制御マップは、アクセル開度Ａｃｃに基づいて、スロットル開度θｔｈを求めるためのマップである。また、スロットル開度制御マップは、複数のモードを有し、走行状態、走行路等に応じて、モードを切り替えるようにしてもよい。ＥＣＵ１００は、スロットル開度制御マップにおけるモードの選択を、走行状態、走行路等に応じて、自動で切り替えるようにしてもよいし、ドライバーによる選択に応じて切り替えるようにしてもよい。
【００３４】
また、変速線図は、車速Ｖおよびスロットル開度θｔｈに基づいて、自動変速を行う場合の変速段を決定するマップである。例えば、同一のスロットル開度θｔｈで車速Ｖが上昇し、アップシフト用変速線を超えて車速Ｖが大きくスロットル開度θｔｈが小さい領域に移行した場合には、その領域に応じた変速段にアップシフトする。一方、同一のスロットル開度θｔｈで車速Ｖが下降し、ダウンシフト用変速線を超えて車速Ｖが小さくスロットル開度θｔｈが大きい領域に移行した場合には、その領域に応じた変速段にダウンシフトする。また、同様に、同一の車速Ｖでスロットル開度θｔｈが上昇し、ダウンシフト用変速線を超えて車速Ｖが小さくスロットル開度θｔｈが大きい領域に移行した場合にも、その領域に応じた変速段にダウンシフトする。
ここで、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、変速線図に基づいて、車速Ｖおよびスロットル開度θｔｈに応じて決定した変速段を、ＲＡＭ１００ｃに記憶しておく。
【００３５】
また、車両１０の諸元値には、全幅・全高等の車両寸法、車両重量、エンジン総排気量、最小回転半径、車両１０のタイヤ径（駆動輪５２Ｌ、５２Ｒの直径）等が含まれている。
また、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶された車両制御を実行するためのプログラムについては、後述する。
【００３６】
油圧制御装置１２０は、電磁弁としての複数のソレノイドバルブを備え、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、各ソレノイドバルブにより油圧回路の切り替えおよび油圧制御が行われ、トランスミッション３０の各部を動作させるようになっている。
【００３７】
クランク角センサ１３１は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、クランクシャフト２１３の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、クランク角センサ１３１は、クランクシャフト２１３に設けられたクランクセンサプレート２５４（図３参照）によりクランク回転信号を検出し、クランク位置およびクランク角速度の検出を行うようになっている。また、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１から出力された検出信号からクランクシャフト２１３の回転数を算出し、エンジン回転数Ｎｅとして取得するようになっている。なお、クランク角センサ１３１の詳細については、後述する。
【００３８】
駆動軸回転数センサ１３２は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、ドライブシャフト５１Ｌ（または５１Ｒ）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ１３２から出力された検出信号が表すドライブシャフト５１Ｌ（または５１Ｒ）の回転数を、駆動軸回転数Ｎｄとして取得するようになっている。さらに、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ１３２から取得した駆動軸回転数Ｎｄに基づいて、車速Ｖを算出するようになっている。
【００３９】
アクセル開度センサ１３３は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、アクセルペダルが踏み込まれた踏み込み量（以下、ストロークという）を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１３３から出力された検出信号が表すアクセルペダルのストロークから、アクセル開度Ａｃｃを算出するようになっている。
【００４０】
ＦＢセンサ１３４は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、フットブレーキペダルが踏み込まれた踏み込み量（以下、ストロークという）を検出して、検出したストロークに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、ＦＢセンサ１３４から出力された検出信号が表すフットブレーキペダルのストロークから、フットブレーキ踏力Ｂｆを算出するようになっている。
【００４１】
吸入空気量センサ１３６は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０の吸気バルブ２２３（図２参照）から吸入される空気量を検出して、検出した空気量に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、吸入空気量センサ１３６から出力された検出信号から、エンジン２０の吸入空気量Ｑａｒを取得するようになっている。
【００４２】
吸入空気温度センサ１３７は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０の吸気バルブ２２３から吸入される空気の温度を検出して、検出した温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、吸入空気温度センサ１３７から出力された検出信号から、エンジン２０の吸入空気温度Ｔａｒを取得するようになっている。
【００４３】
冷却水温センサ１３８は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、エンジン２０のシリンダブロック２１０（図２参照）を冷却する冷却水（以下、単にエンジン２０の冷却水という）の温度を検出して、検出した温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、冷却水温センサ１３８から出力された検出信号から、エンジン２０の冷却水温Ｔｗを取得するようになっている。
【００４４】
吸気カム角センサ１３９は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、吸気カムシャフト２４１（図３参照）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、吸気カム角センサ１３９は、吸気カムシャフト２４１に設けられた吸気カムセンサプレート２５５（図３参照）の所定の位置、すなわち、所定の回転角を検出し、吸気カムシャフト２４１の回転角の検出を行うようになっている。なお、吸気カム角センサ１３９の詳細については、後述する。
【００４５】
排気カム角センサ１４０は、吸気カム角センサ１３９と同様に、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、排気カムシャフト２４２（図３参照）の回転数を検出して、検出した回転数に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。より詳しくは、排気カム角センサ１４０は、排気カムシャフト２４２に設けられた排気カムセンサプレート２５６（図３参照）の所定の位置、すなわち、所定の回転角を検出し、排気カムシャフト２４２の回転角の検出を行うようになっている。なお、排気カム角センサ１４０の詳細については、後述する。
【００４６】
次に、エンジン２０の詳細について、説明する。なお、図２においては、直列に配置された４つの気筒のうちの１つについて説明する。
図２に示すように、エンジン２０は、エンジン本体部２１を有し、エンジン本体部２１は、シリンダブロック２１０と、シリンダブロック２１０の上部に固定されたシリンダヘッド２２０と、オイルパン２３０と、を備えている。
【００４７】
シリンダブロック２１０には、ピストン２１１が往復動可能に設けられている。ピストン２１１は、コネクティングロッド２１２と連結されている。コネクティングロッド２１２は、クランクシャフト２１３と連結されている。そして、ピストン２１１の往復動は、コネクティングロッド２１２を介して、クランクシャフト２１３の回転運動に変換されるようになっている。
【００４８】
また、エンジン本体部２１においては、シリンダブロック２１０とシリンダヘッド２２０とピストン２１１とによって、燃焼室２０１が形成されている。
エンジン２０は、燃焼室２０１において燃料と空気との混合気を所望のタイミングで燃焼させることによりピストン２１１を往復動させ、コネクティングロッド２１２を介してクランクシャフト２１３を回転させることにより、トランスミッション３０にトルクを出力するようになっている。なお、エンジン２０に用いられる燃料は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料や、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００４９】
シリンダヘッド２２０は、エアクリーナ３１２を通過して車外から流入した空気を燃焼室２０１に導入するための吸気管３１１と、燃焼室２０１における混合気の燃焼によって発生した排気ガスを触媒コンバータ３２２に通じさせて車外へ排出するための排気管３２１と、が連結されている。
【００５０】
なお、エアクリーナ３１２は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。チリやホコリといった空気中の異物には硬いものもあり、このような硬い異物が燃焼室２０１に入り込むと、研磨剤として働いてしまい、シリンダブロック２１０の内壁面やピストン２１１を磨耗させる原因ともなり得る。したがって、エアクリーナ３１２は、これらの異物を除去して、吸入空気を清浄化するようになっている。
【００５１】
また、吸気管３１１には、エンジン２０に供給される空気量を制御する電子スロットル制御装置１６０が備えられている。この電子スロットル制御装置１６０は、スロットルバルブ１６１と、スロットルモータ１６２と、スロットル開度センサ１６３と、を有している。
【００５２】
スロットルバルブ１６１は、吸気管３１１の内部に薄い円板状の弁体として設けられ、弁体の中央にシャフトを備えている。また、スロットルバルブ１６１は、このシャフトが回動させられることによって弁体が回動し、吸気管３１１内の空気が流通する断面積を変更し、吸気管３１１における空気の流量を変更するようになっている。
【００５３】
スロットルモータ１６２は、スロットルバルブ１６１のシャフトを回動させることにより、弁体を回動させるようになっている。また、スロットルモータ１６２は、ＥＣＵ１００によって制御され、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Ａｃｃに応じたスロットル開度となるように、スロットルバルブ１６１を回動させるようになっている。
【００５４】
スロットル開度センサ１６３は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、スロットルモータ１６２により駆動されるスロットルバルブ１６１の開度を検出して、検出した開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、スロットル開度センサ１６３から出力された検出信号が表すスロットルバルブ１６１の開度を、スロットル開度θｔｈとして取得するようになっている。
【００５５】
さらに、電子スロットル制御装置１６０は、ＥＣＵ１００によるスロットルモータ１６２の制御が中止されると、スロットルバルブ１６１に設けられたバネにより、所定の中立位置に復帰されるようになっている。
【００５６】
また、触媒コンバータ３２２は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
【００５７】
さらに、シリンダヘッド２２０は、吸気管３１１と燃焼室２０１とを連通させる吸気ポート２２１と、燃焼室２０１と排気管３２１とを連通させる排気ポート２２２と、が形成され、吸気管３１１から燃焼室２０１への燃焼用空気の導入を制御するための吸気バルブ２２３と、燃焼室２０１から排気管３２１への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ２２４と、燃料を燃焼室２０１内へ噴射するためのインジェクタ２２５と、燃焼室２０１内の混合気に点火するための点火プラグ２２６と、が取り付けられている。
【００５８】
吸気バルブ２２３は、上端に後述する吸気カムシャフト２４１（図３参照）に設けられた吸気カム２４３が当接されており、吸気カム２４３の回転により、吸気ポート２２１と燃焼室２０１との間を開閉するようになっている。
【００５９】
排気バルブ２２４は、上端に後述する排気カムシャフト２４２（図３参照）に設けられた吸気カム２４４が当接されており、排気カム２４４の回転により、燃焼室２０１と排気ポート２２２との間を開閉するようになっている。
【００６０】
インジェクタ２２５は、ＥＣＵ１００により制御されるソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。また、インジェクタ２２５には、所定の圧力で燃料が供給されている。したがって、インジェクタ２２５は、ＥＣＵ１００によってソレノイドコイルに所望のタイミングで通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室２０１に燃料を噴射するようになっている。
【００６１】
点火プラグ２２６は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグである。点火プラグ２２６は、ＥＣＵ１００によって所望のタイミングで上記電極に通電されて放電を発生させることにより、燃焼室２０１内の混合気に点火するようになっている。
【００６２】
さらに、図３に示すように、エンジン２０は、シリンダヘッド２２０の上部に、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２が、回転可能に設けられている。
【００６３】
吸気カムシャフト２４１には、吸気バルブ２２３の上端に当接する吸気カム２４３が設けられている。これにより、吸気カムシャフト２４１が回転すると、吸気カム２４３により吸気バルブ２２３が開閉駆動されるようになっている。
【００６４】
排気カムシャフト２４２には、排気バルブ２２４の上端に当接する排気カム２４４が設けられている。これにより、排気カムシャフト２４２が回転すると、排気カム２４４により排気バルブ２２４が開閉駆動されるようになっている。
【００６５】
吸気カムシャフト２４１の一端部には、吸気カムシャフト２４１を吸気カムスプロケット２４５に対して回転させる吸気側回転位相コントローラ２４７が設けられている。また、排気カムシャフト２４２の一端部には、排気カムシャフト２４２を排気カムスプロケット２４６に対して回転させる排気側回転位相コントローラ２４８が設けられている。一方、駆動側回転軸であるクランクシャフト２１３には、クランクスプロケット２４９が取り付けられている。
【００６６】
なお、吸気側回転位相コントローラ２４７は、ＥＣＵ１００に制御されることにより、吸気カムシャフト２４１を吸気カムスプロケット２４５に対して回転させ、遅角制御を行うことができるようになっている。また、排気側回転位相コントローラ２４８は、ＥＣＵ１００に制御されることにより、排気カムシャフト２４２を排気カムスプロケット２４６に対して回転させ、遅角制御を行うことができるようになっている。
【００６７】
これら吸気カムスプロケット２４５、排気カムスプロケット２４６およびクランクスプロケット２４９には、タイミングベルト２５０が巻き掛けられている。これにより、タイミングベルト２５０によって、クランクスプロケット２４９の回転が、吸気カムスプロケット２４５および排気カムスプロケット２４６に伝達される。すなわち、駆動側回転軸としてのクランクシャフト２１３の回転が、タイミングベルト２５０を介して、従動側回転軸としての吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に伝達されることで、これら吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に駆動される吸気バルブ２２３および排気バルブ２２４が、クランクシャフト２１３に同期して吸気ポート２２１および排気ポート２２２を開閉するようになっている。
【００６８】
また、タイミングベルト２５０は、テンショナ２５１およびアイドラプーリ２５２によって経路が規制されている。さらに、タイミングベルト２５０は、テンショナ２５１によって適度なテンションが与えられ、吸気カムスプロケット２４５、排気カムスプロケット２４６およびクランクスプロケット２４９から外れることが防止されている。
【００６９】
上記のように、タイミングベルト２５０は、エンジン２０の出力軸であるクランクシャフト２１３の回転力を、吸気バルブ２２３および排気バルブ２２４を駆動する吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に伝達するようになっている。
【００７０】
次に、クランク角センサ１３１、吸気カム角センサ１３９および排気カム角センサ１４０について、説明する。
クランクシャフト２１３には、クランクシャフト２１３とともに回転し、クランク角センサ１３１の被検出部となるクランクセンサプレート２５４が設けられている。
【００７１】
図４に、クランクセンサプレート２５４を示す。図４に示すように、クランクセンサプレート２５４は、外周に１０°ごとに信号歯が設けられ、上死点検出用に２歯欠歯した部分が１箇所あり、全周で３４歯の信号歯が設けられている。
【００７２】
クランク角センサ１３１は、電磁ピックを有し、クランクセンサプレート２５４の信号歯の突起により、クランクシャフト２１３が回転すると、コイル部を通過する磁束が増減し、起電力が発生される。この発生電圧は、クランクセンサプレート２５４の突起部がクランク角センサ１３１に近づくときと離れるときとでは逆向きになるため、交流電流として現れる。また、クランク角センサ１３１は、この信号を矩形波に整形して、Ｎｅ信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００７３】
したがって、クランク角センサ１３１は、クランクセンサプレート２５４により、クランクシャフト２１３の回転角を１０°ごとに検出することができるとともに、クランクセンサプレート２５４の欠歯した箇所により、クランクシャフト２１３の位置、すなわち、回転位置を検出することができるようになっている。
【００７４】
さらに、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１により検出されたクランクシャフト２１３の１０°ごとの検出信号の３つ分をまとめて、すなわち、クランクシャフト２１３の３０°で１つとなるクランクカウンタｃｃｒｎｋを生成する。このクランクカウンタｃｃｒｎｋは、所定の気筒、例えば、タイミングベルト２５０に最も近い側の気筒（以下、第１気筒という）におけるピストン２１１の上死点から次の上死点までを、クランクカウンタｃｃｒｎｋ０〜クランクカウンタｃｃｒｎｋ２３とする。
【００７５】
また、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２は、クランクシャフト２１３が２周する間に１周するようになっている。したがって、角度の記載を統一するため、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２に関する記載についても、クランクシャフト２１３の角度を示すクランクアングル（以下、ＣＡと記載する）を用いるものとする。
【００７６】
吸気カムシャフト２４１には、吸気カムシャフト２４１とともに回転し、吸気カム角センサ１３９の被検出部となる吸気カムセンサプレート２５５が設けられている。また、排気カムシャフト２４２には、排気カムシャフト２４２とともに回転し、排気カム角センサ１４０の被検出部となる排気カムセンサプレート２５６が設けられている。
【００７７】
図５に、吸気カムセンサプレート２５５を示す。図５に示すように、吸気カムセンサプレート２５５は、外周に山と谷が設けられている。吸気カムセンサプレート２５５は、順に６０°ＣＡの谷、１８０°ＣＡの山、１８０°ＣＡの谷、６０°ＣＡの山、１２０°ＣＡの谷、１２０°ＣＡの山が設けられている。
【００７８】
吸気カム角センサ１３９は、磁気抵抗素子（ＭＲＥ：Magnetic Resistance Element）を有し、吸気カムセンサプレート２５５に設けられた山と谷により、吸気カムシャフト２４１が回転すると、吸気カム角センサ１３９にかかる磁界の方向、すなわち、磁気ベクトルが変化し、内部抵抗値が変化する。吸気カム角センサ１３９は、この抵抗値変化を電圧に変換した上で出力される波形と、しきい値との大小比較で、ハイ（図中ではＨｉｇｈと記載）とロー（図中ではＬｏｗと記載）の矩形波に整形し、Ｎｃｉ信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００７９】
排気カムセンサプレート２５６は、吸気カムセンサプレート２５５と同様のものであり、吸気カムセンサプレート２５５と比較して６０°ＣＡずれた状態で、排気カムシャフト２４２に設けられている。
【００８０】
排気カム角センサ１４０は、吸気カム角センサ１３９と同様に磁気抵抗素子を有し、排気カムシャフト２４２が回転すると、排気カムセンサプレート２５６に設けられた山と谷に対応する矩形波を、Ｎｃｏ信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００８１】
ＥＣＵ１００は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号と、クランク角センサ１３１から入力したＮｅ信号と、を比較し、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２の実際の回転角を検出するとともに、気筒判別を行うようになっている。
【００８２】
さらに、ＥＣＵ１００は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号と、クランクカウンタｃｃｒｎｋと、から１８０°ＣＡごとのカムカウンタｃｃａｍを生成する。このカムカウンタｃｃａｍは、クランクカウンタｃｃｒｎｋ２〜７をカムカウンタｃｃａｍ０とし、クランクカウンタｃｃｒｎｋ８〜１３をカムカウンタｃｃａｍ１とし、クランクカウンタｃｃｒｎｋ１４〜１９をカムカウンタｃｃａｍ２とし、クランクカウンタｃｃｒｎｋ２０〜２３およびクランクカウンタｃｃｒｎｋ０〜１をカムカウンタｃｃａｍ３とする。
【００８３】
次に、電子スロットル制御装置１６０が故障した場合のフェールセーフ機能について、説明する。電子スロットル制御装置１６０の故障とは、例えば、スロットルモータ１６２が正常に動作できなくなった場合、スロットルモータ１６２は正常に動作するが、スロットルバルブ１６１が動作しなくなった場合、スロットル開度センサ１６３が正常にスロットル開度θｔｈを検出できない場合、スロットル開度センサ１６３が不正な値を出力する場合等がある。なお、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０を監視し、電子スロットル制御装置１６０が故障した場合には、電子スロットル制御装置１６０の異常検出信号を受信するようになっている。
【００８４】
また、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフを実行する際、電スロＦＳ実行禁止フラグを確認し、この電スロＦＳ実行禁止フラグが立っている場合には、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行を中止する。さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行中は、電スロＦＳ中フラグを立てる。なお、電スロＦＳ実行禁止フラグとは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行を禁止するか否か、すなわち、許可するか否かを判定するためのフラグである。また、電スロＦＳ中フラグとは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行中であるか否かを判定するためのフラグである。
【００８５】
ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出すると、電子スロットル制御装置１６０の制御を中止し、アクセル開度Ａｃｃに基づいて、エンジン２０の駆動気筒数および点火時期を調整するようになっている。
【００８６】
具体的には、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出すると、スロットルモータ１６２の制御を中止する。電子スロットル制御装置１６０は、スロットルモータ１６２の駆動が停止されると、スロットルバルブ１６１がバネにより所定の中立位置に復帰される。このスロットルバルブ１６１の中立位置は、例えば、スロットル開度が７°の位置であり、エンジン２０に吸入される吸入空気量が固定された空気量となる。
次に、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが２０°以上の場合には、全気筒を運転し、点火時期も通常時、すなわち、遅角制御を行わない状態で、エンジン２０を制御する。
【００８７】
また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが１０°以上２０°未満の場合には、全気筒を運転し、所定の点火遅角制御を行って、エンジン２０を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが２０°以上の場合よりも、エンジン２０の出力を抑制させることができる。
【００８８】
また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが１０°未満の場合には、運転気筒数を半分とし、さらに、所定の点火遅角制御を行って、エンジン２０を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、アクセル開度Ａｃｃが１０°以上２０°未満の場合よりも、エンジン２０の出力を抑制させることができる。
【００８９】
したがって、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０が故障してしまった場合であっても、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、ある程度エンジン２０の出力量を変化させて、車両１０を走行させるフェールセーフを行うことができる。
【００９０】
次に、クランク角センサ１３１が故障した場合のフェールセーフ機能について、説明する。また、図６に、正常時のクランクカウンタｃｃｒｎｋと、吸気カムセンサプレート２５５および排気カムセンサプレート２５６の状態を表す遷移図を示す。
【００９１】
また、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフの実行と同様に、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフを実行する際、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグを確認し、このＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグが立っている場合には、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を中止する。さらに、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行中は、ＮｅセンサＦＳ中フラグを立てる。なお、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグとは、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を禁止するか否か、すなわち、許可するか否かを判定するためのフラグである。また、ＮｅセンサＦＳ中フラグとは、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行中であるか否かを判定するためのフラグである。
【００９２】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出すると、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号に基づいて、クランクカウンタｃｃｒｎｋの代わりに、フェールセーフ用クランクカウンタ（以下、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタという）を生成するようになっている。
【００９３】
例えば、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出すると、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２の遅角を中止して、吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２を基準位置に戻す。そして、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ３の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号がハイからローへの切り替わりを検出する。以下、信号のハイからローへの切り替わりを、信号の立ち下がりといい、信号のローからハイへの切り替わりを、信号の立ち上がりという。
【００９４】
ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ３の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち下がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ２〜７の開始時間を決定して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ２〜７を生成する。すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気カムシャフト２４１が直前の１８０°ＣＡを回転するのに擁した時間を６等分して、３０°ＣＡごとのＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ７の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち上がりの検出とする。
【００９５】
また、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ０の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち上がりを検出する。ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ０の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち上がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち上がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ８〜１３を生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１３の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりの検出とする。
【００９６】
また、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ１の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりを検出する。ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ１の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち下がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち上がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１４〜１９を生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１９の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりの検出とする。
【００９７】
また、ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ２の範囲内にあるときには、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりを検出する。ＥＣＵ１００は、カムカウンタｃｃａｍ２の範囲内において、Ｎｃｉ信号の立ち下がりを検出すると、前回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間から今回のＮｃｉ信号の立ち下がり時間までの間隔を６等分して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ２０〜１を生成する。なお、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋ１の終了は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号の立ち下がりの検出とする。
【００９８】
また、ＥＣＵ１００は、排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号に基づいても、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号に基づいたＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋの生成と同様に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成することができる。
【００９９】
さらに、ＥＣＵ１００は、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号の双方に基づいて、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成することにより、より正確にＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成することができる。
【０１００】
なお、上記説明においては、カムカウンタｃｃａｍを利用して、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成するようにしたが、これに限らず、Ｎｃｉ信号の立ち下がり検出の時間間隔に基づいてＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成する等、他の方法を用いてＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成するようにしてもよい。
【０１０１】
以上のように、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１が故障してしまった場合であっても、吸気カム角センサ１３９から入力したＮｃｉ信号および排気カム角センサ１４０から入力したＮｃｏ信号に基づいて、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成して、フェールセーフを行うことができる。
【０１０２】
ところが、このようなクランク角センサ１３１の故障時のフェールセーフ機能においては、クランク角センサ１３１による検出間隔よりも長い検出間隔によって入力した検出信号を基に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成している。例えば、ＥＣＵ１００は、直前の１８０°ＣＡ間隔の時間を６等分して、３０°ＣＡのＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを生成している。したがって、クランク角センサ１３１におけるフェールセーフの実行時のＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋは、クランク角センサ１３１によって１０°ＣＡごとに検出し、３回分の検出値により３０°ＣＡのクランクカウンタｃｃｒｎｋを生成している場合よりも、正確ではない。
【０１０３】
このため、電子スロットル制御装置１６０の故障と、クランク角センサ１３１の故障とが、重なってしまった場合に、双方のフェールセーフ機能を実行してしまうと、制御の正確性が担保されなくなってしまう。すなわち、電子スロットル制御装置１６０の故障時のフェールセーフ機能によって実行している遅角制御が、クランク角センサ１３１の故障時のフェールセーフ機能によって生成したＦ／Ｓ用クランクカウンタｃｃｒｎｋを使用するため、遅角タイミングにずれが生じる虞がある。
【０１０４】
そこで、本実施の形態における車両の制御装置は、電子スロットル制御装置１６０の故障と、クランク角センサ１３１の故障との二重故障が発生してしまった場合には、クランク角センサ１３１の故障時のフェールセーフ機能の実行を禁止するようにした。
【０１０５】
以下、本発明の実施の形態における車両の制御装置を備えた車両１０の特徴的な構成について、説明する。
【０１０６】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるクランク角センサ異常検出手段を構成している。
【０１０７】
さらに、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１３１の異常を検出したことを条件に、吸気カム角センサ１３９および排気カム角センサ１４０により検出された吸気カムシャフト２４１および排気カムシャフト２４２の回転位置に基づいてエンジン２０の燃焼サイクルを制御するＦ／Ｓ用クランクカウンタを生成するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における疑似タイミング生成手段を構成している。
【０１０８】
さらに、ＥＣＵ１００は、生成したＦ／Ｓ用クランクカウンタを用い、クランク角センサ１３１が異常時におけるエンジン２０に対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における継続制御手段を構成している。
【０１０９】
さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるスロットル異常検出手段を構成している。
【０１１０】
さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常を検出したことを条件に、電子スロットル制御装置１６０の制御を中止し、アクセル開度Ａｃｃに応じてエンジン２０の点火時期を補正するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における点火時期補正手段を構成している。
【０１１１】
さらに、ＥＣＵ１００は、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出され、かつ、クランク角センサ１３１の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、エンジン２０の点火時期の補正が行われている最中に、クランク角センサ１３１の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するようになっている。また、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成が行われている最中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出されたことも条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるタイミング生成禁止手段を構成している。
【０１１２】
次に、本実施の形態における車両の制御処理の動作について、図７に示すフローチャートを参照して、説明する。
【０１１３】
なお、図７に示すフローチャートは、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａによって、ＲＡＭ１００ｃを作業領域として実行される車両の制御処理のプログラムの実行内容を表す。この車両の制御処理のプログラムは、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶されている。また、この車両の制御処理は、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａによって、イグニッションのオンからオフまでの間に、予め定められた時間間隔で実行されるようになっている。
【０１１４】
図７に示すように、まず、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１が異常であるか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１の異常検出信号を受信したか否かを判定する。
【０１１５】
ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１が異常でない、すなわち、クランク角センサ１３１が正常に動作している場合には（ステップＳ１１でＮＯと判定）、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を禁止して（ステップＳ１４）、本車両の制御処理を終了する。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグを立てる。
【０１１６】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１が異常であると判定した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳと判定）、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ中でないか否かの判定を行う（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電スロＦＳ中フラグが立っているか否かを判定する。
【０１１７】
ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ中である、すなわち、電スロＦＳ中フラグが立っている場合には（ステップＳ１２でＮＯと判定）、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を禁止して（ステップＳ１４）、本車両の制御処理を終了する。
【０１１８】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ中でない、すなわち、電スロＦＳ中フラグが立っていない場合には（ステップＳ１２でＹＥＳと判定）、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行を許可して（ステップＳ１３）、本車両の制御処理を終了する。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、ＮｅセンサＦＳ実行禁止フラグをクリアする。
【０１１９】
また、上記実施の形態においては、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフの実行中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出された場合には、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフを中止し、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフを実行する。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵ１００ａは、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出された際、ＮｅセンサＦＳ中フラグが立っていたら、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフを中止し、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止して、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフを実行する。
【０１２０】
以上のように、本実施の形態における車両の制御装置は、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出され、かつ、クランク角センサ１３１の異常が検出された場合には、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するので、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能によって、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能により行われているエンジン２０の点火時期の補正に影響を与えることがないため、点火時期タイミングがずれず、狙い通りの点火時期制御を行うことができ、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態における車両の制御装置は、点火時期の補正が行われている最中に、クランク角センサ１３１の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するので、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能の実行中に、クランク角センサ１３１に異常が発生しても、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能に影響をおよぼさず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１２２】
さらに、本実施の形態における車両の制御装置は、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成が行われている最中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が検出されたことを条件に、Ｆ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止するので、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能の実行中に、電子スロットル制御装置１６０の異常が発生した場合には、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能におけるＦ／Ｓ用クランクカウンタの生成を禁止して、電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能を実行するため、クランク角センサ１３１に対するフェールセーフ機能が電子スロットル制御装置１６０に対するフェールセーフ機能に干渉せず、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１２３】
なお、上述した実施の形態においては、１つのＥＣＵを有するものとして説明したが、これに限らず、複数のＥＣＵによって構成されるものであってもよい。例えば、エンジン２０の燃焼制御を実行するＥ−ＥＣＵ、トランスミッション３０の変速制御を実行するＴ−ＥＣＵ等の複数のＥＣＵによって、本実施の形態のＥＣＵ１００が構成されるものであってもよい。この場合、各ＥＣＵは、必要な情報を相互に入出力する。
【０１２４】
以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置は、二重フェールセーフによる干渉を防止し、ドライバビリティの悪化を防止することができるという効果を有し、電子スロットル制御装置およびクランク角センサに対するフェールセーフを行う車両の制御装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０ 車両
２０ エンジン
１００ ＥＣＵ（クランク角センサ異常検出手段、疑似タイミング生成手段、継続制御手段、スロットル異常検出手段、点火時期補正手段、タイミング生成禁止手段）
１３１ クランク角センサ
１３２ 駆動軸回転数センサ
１３３ アクセル開度センサ
１３９ 吸気カム角センサ（カム角センサ）
１４０ 排気カム角センサ（カム角センサ）
１６０ 電子スロットル制御装置（スロットル制御装置）
１６１ スロットルバルブ
１６２ スロットルモータ
１６３ スロットル開度センサ
２０１ 燃焼室
２１０ シリンダブロック
２１１ ピストン
２１３ クランクシャフト
２２０ シリンダヘッド
２２１ 吸気ポート
２２２ 排気ポート
２２３ 吸気バルブ
２２４ 排気バルブ
２４１ 吸気カムシャフト
２４２ 排気カムシャフト
２４３ 吸気カム
２４４ 排気カム
２４５ 吸気カムスプロケット
２４６ 排気カムスプロケット
２４７ 吸気側回転位相コントローラ
２４８ 排気側回転位相コントローラ
２４９ クランクスプロケット
２５０ タイミングベルト
２５１ テンショナ
２５２ アイドラプーリ
２５４ クランクセンサプレート
２５５ 吸気カムセンサプレート
２５６ 排気カムセンサプレート
３１１ 吸気管
３２１ 排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸入空気量を変更するスロットル制御装置を制御して、前記エンジンを制御する車両の制御装置において、
前記エンジンのクランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサと、
前記エンジンのカムシャフトの回転位置を検出するカム角センサと、
前記クランク角センサの異常を検出するクランク角センサ異常検出手段と、
前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常を検出したことを条件に、前記カム角センサにより検出された前記カムシャフトの回転位置に基づいて前記エンジンの燃焼サイクルを制御する疑似基準タイミングを生成する疑似タイミング生成手段と、
前記疑似タイミング生成手段により生成された前記疑似基準タイミングを用い、前記クランク角センサ異常時における前記エンジンに対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行する継続制御手段と、
前記スロットル制御装置の異常を検出するスロットル異常検出手段と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサと、
前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記スロットル制御装置の制御を中止し、前記アクセルペダルの開度に応じて前記エンジンの点火時期を補正する点火時期補正手段と、
前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出され、かつ、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止するタイミング生成禁止手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記タイミング生成禁止手段は、前記点火時期補正手段による前記点火時期の補正が行われている最中に、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記タイミング生成禁止手段は、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成が行われている最中に、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
エンジンの吸入空気量を変更するスロットル制御装置を制御して、前記エンジンを制御する車両の制御装置において、
前記エンジンのクランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサと、
前記エンジンのカムシャフトの回転位置を検出するカム角センサと、
前記クランク角センサの異常を検出するクランク角センサ異常検出手段と、
前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常を検出したことを条件に、前記カム角センサにより検出された前記カムシャフトの回転位置に基づいて前記エンジンの燃焼サイクルを制御する疑似基準タイミングを生成する疑似タイミング生成手段と、
前記疑似タイミング生成手段により生成された前記疑似基準タイミングを用い、前記クランク角センサ異常時における前記エンジンに対する燃料供給制御処理および点火時期制御処理を継続実行する継続制御手段と、
前記スロットル制御装置の異常を検出するスロットル異常検出手段と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサと、
前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記スロットル制御装置の制御を中止し、前記アクセルペダルの開度に応じて前記エンジンの点火時期を補正する点火時期補正手段と、
前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出され、かつ、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止するタイミング生成禁止手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記タイミング生成禁止手段は、前記点火時期補正手段による前記点火時期の補正が行われている最中に、前記クランク角センサ異常検出手段により前記クランク角センサの異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記タイミング生成禁止手段は、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成が行われている最中に、前記スロットル異常検出手段により前記スロットル制御装置の異常が検出されたことを条件に、前記疑似タイミング生成手段による前記疑似基準タイミングの生成を禁止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２２０１６６（Ｐ２０１１−２２０１６６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８７０７（Ｐ２０１０−８８７０７）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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