車両の制御装置
【課題】機関始動時に点火時期遅角制御を実行し、吸入空気量を増大して機関暖機運転を行っている場合であって、ブレーキブースタ内の負圧を回復するために、点火時期遅角制御を中止もしくは抑制を行う場合に、各種センサ等が異常である場合を考慮し、負圧確保に関する制御を適切に行う車両の制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】機関暖機運転中であり、負圧確保が必要か否かを判断するためのセンサ（具体的には車両の移動を検出するセンサ）の信号が異常であって、センサや通信系統に異常がある場合には、負圧確保が不必要との判断は誤りであるとして、点火時期遅角を中止もしくは抑制を行って負圧確保を行う。一方、センサがノイズを検出している場合には、負圧確保が必要との判定は誤りであるとして、点火時期遅角を中止もしくは抑制を行わずに、点火時期遅角制御を継続して機関暖機運転を継続する。
【解決手段】機関暖機運転中であり、負圧確保が必要か否かを判断するためのセンサ（具体的には車両の移動を検出するセンサ）の信号が異常であって、センサや通信系統に異常がある場合には、負圧確保が不必要との判断は誤りであるとして、点火時期遅角を中止もしくは抑制を行って負圧確保を行う。一方、センサがノイズを検出している場合には、負圧確保が必要との判定は誤りであるとして、点火時期遅角を中止もしくは抑制を行わずに、点火時期遅角制御を継続して機関暖機運転を継続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関始動時の暖機過程において、ブレーキブースタの圧力を制御するための車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気管内に発生する負圧を蓄えてブレーキ力を高めることを利用するブレーキブースタが公知である。このようなブレーキブースタには、機関始動時において、吹き上がった機関回転数によって吸気管内に発生する絶対値の高い負圧が蓄えられる。アイドルＯＮのときに、吸気管内に絶対値の高い負圧が発生していれば、ブレーキブースタ内の負圧が消費されてもブレーキブースタ内の負圧を必要な負圧に回復することができる。
【０００３】
しかしながら、機関始動直後であって機関暖機運転時には、排気ガス温度を高めて機関排気系の触媒装置を早期に暖機するために点火時期を遅角する点火時期遅角制御が実施されることがあり、それによる出力低下を防止するためにスロットル弁の開度は正規のアイドル時開度より大きく制御され、吸入空気量が大きくされる。この場合には、機関始動直後であって機関暖機運転時には、アイドルＯＮのときにおいて、吸気管内には絶対値の高い負圧を発生させることはできない。
【０００４】
それにより、ブレーキブースタ内の負圧を回復するためには、点火時期遅角制御を一時的に中止又は抑制してスロットル弁を制御して吸入空気量を小さくすることが必要となる。
【０００５】
特許文献１には、機関始動時に点火時期遅角制御を実行し、吸入空気量を増大して機関暖機運転を行う場合に、ブレーキブースタ内の負圧を回復するために、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制を行う技術が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、機関暖機過程において、ブレーキブースタの負圧を確保するために、吸気管圧力を低下させるか、あるいは制限する制御装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１７００８３号公報
【特許文献２】特開平１０−１４７１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された技術では検出された信号に基づき制御を行っているが、なんらかの原因で信号が異常である場合の対応について考慮がされていない。例えば、センサが異常をきたした場合には、負圧確保ができず、ブレーキ性能低下をまねくおそれがある。例えば、機関暖機運転中にセンサの出力値にノイズが重畳しており、誤って負圧の確保が必要な状況であると判断して、負圧の確保を行う制御を実行してしまうと、排気エミッションが悪化するそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、信号が異常である場合を考慮し、負圧を確保する負圧確保制御を適切に行う車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、機関暖機運転時に、点火時期を遅角させるとともに吸入空気量を増大させ暖機制御を行う暖機制御手段と、吸入空気量を制御して、ブレーキブースタに供給される内燃機関の吸気管の負圧を確保する負圧確保制御を行う負圧確保手段と、暖機制御中に、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号が異常かどうかを判断し、該判断結果に基づいて負圧確保制御を行うか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする車両の制御装置が提供される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、判断手段は、所定の信号が異常である場合に、更に該異常の内容に基づいて、負圧確保制御を行うか否かを判断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が提供される。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、負圧確保手段は、負圧確保制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、負圧確保手段は、負圧確保制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に、負圧確保手段は負圧確保制御を行わずに、暖機制御手段は暖機制御を継続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が提供される。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、判断手段が、所定の信号が異常であって、センサ又は通信系統に異常があると判断した場合に、負圧確保手段は、負圧確保制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、判断手段が、所定の信号が異常であって、センサ又は通信系統が正常であると判断した場合に、負圧確保手段は負圧確保制御を行わずに、暖機制御手段は暖機制御を継続することを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１６】
請求項７に記載の発明によれば、所定の信号は、車両の移動距離を示す信号を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１７】
請求項８に記載の発明によれば、判断手段は、所定の信号と、予め定められた比較値を比較することにより、所定の信号の異常に関する判断を行うことを特徴する請求項1乃至７に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１８】
請求項９に記載の発明によれば、判断手段は、所定の信号と、所定の信号と同一の情報を示す別の所定の信号とを比較することにより、所定の信号の異常に関する判断を行うことを特徴する請求項1乃至８に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１９】
請求項１０に記載の発明によれば、負圧確保制御は、点火時期の遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する制御、もしくは内燃機関が動力を供給するエアコンプレッサを停止する制御を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずかれに記載の車両の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１乃至１０に記載の発明によれば、判断手段が、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号が異常かどうかを判断して判断結果に基づいて、吸気管において負圧を確保する負圧確保制御を行うか否かを判断するので、負圧確保制御を適切に行うことを可能とする効果を奏する。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合に、更に異常の内容に基づいて、負圧確保制御を行うか否かを判断するので、負圧確保制御を適切に行うことを可能とする効果を奏する。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、負圧確保手段が負圧確保制御を実行するため、負圧確保が達成できブレーキ性能の確保を可能とする効果を奏する。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に、負圧確保制御を行わずに暖機制御を継続するため、機関の暖機が達成でき、排気エミッションの向上を可能とする効果を奏する。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、センサ又は通信系統に異常があると判断した場合に、負圧確保手段が負圧確保制御を実行するため、負圧確保が達成できブレーキ性能の確保を可能とする効果を奏する。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、センサ又は通信系統が正常であると判断した場合に、負圧確保制御を行わずに暖機制御を継続するため、機関の暖機が達成でき排気エミッションの向上を可能とする効果を奏する。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、所定の信号は車両の移動を示す信号を含み、この所定の信号に基づいて負圧確保が必要であるか否かを判断するため、車両の移動を検出しない場合には負圧確保が不必要と判断する。更に所定の信号が異常である場合で、所定の信号の生成伝達システムに異常があると判断した場合に、負圧確保が不必要と判断が誤りであるとして、負圧確保手段が負圧確保制御を実行するため、負圧確保が達成できブレーキ性能の確保を可能とする効果を奏する。一方、車両の移動を検出する場合には負圧確保が必要と判断する。所定の信号が異常である場合で、生成伝達システムが正常であると判断した場合に、負圧確保が必要と判断は誤りであるとして、負圧確保制御を行わずに暖機制御を継続することを選択するため、機関の暖機が達成でき、排気エミッションの向上を可能とする効果を奏する。
【００２７】
請求項８又は９に記載の発明によれば、適切に所定の信号の異常に関する判断をすることを可能とする効果を奏する。
【００２８】
請求項１０に記載の発明によれば、適切に負圧を確保することを可能とする効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付して説明を簡素化ないし省略する。
【実施例１】
【００３０】
以下の順番でセンサの異常を検出して負圧確保制御を実行又は実行しない車両の制御装置について説明をする。
１．車両の基本構成
２．負圧確保と点火時期遅角制御（遅角制御）
３．車両とセンサの基本構成
４．フローチャート
５．本実施例の効果
【００３１】
１．車両の基本構成
図１から図４は、実施例１の基本構成を説明するための模式図である。図１は内燃機関の全体を示す模式図である。同図において、内燃機関はエンジン本体１１を含み、内燃機関には、下記の各種のセンサが取り付けられている。ＥＣＵ１０は、下記の各種センサからの情報を取り込み、制御を行う。
【００３２】
ＥＣＵ１０は、ステップモータ３１のアクチュエータを制御して電子スロットル７を制御し、自由に開度設定を行って吸入空気量を調整することができる。電子スロットル７の開度を検出するスロットルポジションセンサ１９が設置されている。吸入空気はエアクリーナ１８から吸気管３８の中に進入し、エアフロセンサ８で吸入空気量が測定される。吸入空気は吸入空気温度センサ９で温度が測定される。吸入空気はサージタンク３０を通り、吸気ポートに入る。吸気ポートには燃料噴射弁４が取り付けられており、ＥＣＵ１０は燃料噴射弁４を制御して燃料噴射の時期および、燃料噴射量を制御する。燃料噴射された吸入空気は燃料を含んだ混合気となる。吸気ポートを通って燃焼室内に流入した混合気は点火プラグ３によって点火され、燃焼が終わった排気ガスは排気ポートを通って排気管に流入する。
【００３３】
排気管３９には、Ａ／Ｆセンサ１４、触媒４０及び酸素センサ１３が取り付けられている。なお、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ６が冷却水通路に取り付けられている。ＥＣＵ１０は上記の各種センサの情報を取り込み、エンジン１１、ステップモータ３１およびブレーキ装置１６を制御している。ＥＣＵ１０が車両の制御装置を実現するものである。車両の制御装置は暖機制御手段と負圧確保手段と判断手段とを備えるためＥＣＵ１０が暖機制御手段と負圧確保手段と判断手段とを実現するものである。
【００３４】
２．負圧確保と点火時期遅角制御（遅角制御）
図２は、ブレーキブースタ３２に吸気管３８の負圧の確保することを説明するための模式図である。図２において電子スロットル７をバイパスするバイパス通路３７が設置されている。吸気管３８からバイパス通路３７へ入りこむ吸入空気量を調節するバイパスバルブ２０が、バイパス通路３７に設置されている。ＥＣＵ１０はバイパスバルブ２０の制御を行う。バイパス通路３７にはエゼクタ（絞り部とも言う）１３が設けられている。エゼクタ１３を吸気が通過する際に負圧が発生し、この負圧はブレーキブースタ３２に供給される。ブレーキブースタ３２は、蓄えられた負圧によってブレーキ力を高める。ブレーキブースタ３２の負圧タンクに通じる連通管３３が設置されており、連通管３３とエゼクタ１３とは第一負圧供給管によって接続され設置されている。第一負圧供給管には、連通管３３からエゼクタ１３への空気流れだけを許容する第一逆止弁３４が配置されている。
【００３５】
また、ブレーキブースタ３２の負圧タンクには、電子スロットル７の下流側で発生する吸気管負圧も供給される。そのために、連通管３３は、第二負圧供給管によって、例えばバイパス通路３７のエゼクタ１３下流側とも接続されている。第二負圧供給管には、連通管３３からバイパス通路３７への空気流れだけを許容する第二逆止弁３５が配置されている。こうして、ブレーキブースタ３２に負圧が供給される構造となっている。
【００３６】
エンジン１１の始動時には、機械回転数が吹き上がり、この時には、電子スロットル７の下流側に絶対値のかなり大きい負圧が発生し、この負圧が第二負圧供給管を介してブレーキブースタに蓄えられる。
【００３７】
エンジン１１の始動直後には、排気管３９に配置されている触媒４０を早期に暖機して活性化温度に達するようにして、機関始動後の比較的早い時期から排気ガスを浄化して大気中へ放出することが望ましい。ＥＣＵ１０は触媒４０を早期に暖機するために点火時期を遅角させることで排気温度を上昇させる制御を行う。この制御は点火時期遅角制御と言われている。ＥＣＵ１０が、エンジン１１の冷間始動時に、点火時期を遅角させるとともに信号に基づき触媒４０の暖機が完了したと判定したときに、ＥＣＵ１０は、吸入空気量調整弁の開度を徐々に小さくして吸入空気量を徐々に減少させながら点火時期を徐々に進角させる制御を実行してから通常制御に切り換える制御を実行する。
【００３８】
ＥＣＵ１０が、点火時期を通常制御の点火時期と比して遅角すると、排気ガス温度が高まる。そのため、触媒４０などの機関の暖機を行うことができる。ＥＣＵ１０が点火時期を通常制御の点火時期と比して遅角するとは、ＥＣＵ１０が点火プラグ３を制御し、点火時期を圧縮上死点での最高圧力より遅角側に離れた時期において点火し、燃焼を行うことを意味する。
【００３９】
点火時期を遅角する暖機制御を実行すると、点火時期を遅角させるため機関出力が低下する。そのため、ＥＣＵ１０は機関出力の低下を補うために吸入空気を増量させてアイドル回転速度を上昇させる制御を行う。そのため、図５のように、点火時期遅角制御が実行されている時には、電子スロットル７の開度は通常時のアイドル時開度に比して大きく設定される。点火時期遅角制御と吸入空気量を増大させる制御とを併せて以下では暖機制御と言う。ＥＣＵ１０が暖機制御を実行するので、ＥＣＵ１０が暖機制御手段を実現するものである。
【００４０】
こうして電子スロットル７の開度が大きく制御されていると、電子スロットル７の下流側では、吸気管圧が大気圧に近くなる。すると吸気管圧から大気圧を引いた値である負圧について、負圧の絶対値は低くなる。負圧の絶対値は低くなるため、消費されたブレーキブースタ内の負圧を回復するには限界がある。ブレーキブースタ内の負圧を回復させるためには、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制して、電子スロットル開度を小さくし、結果吸入空気量を減少させ吸気管圧を低くして、負圧の絶対値を大きくすることが必要である。ＥＣＵ１０は、所定のセンサの検出値に関する検出情報に基づいて負圧確保が必要と判定した場合には、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行する。しかしながら、この抑制制御を不適切な時期に実行すると、触媒４０の暖機が遅れてしまう。触媒４０の暖機が遅れると排気エミッションの悪化につながる。このため、抑制制御は適時的確に行うことが求められる。
【００４１】
３．車両とセンサの基本構成
図３は車両を上から見た模式図であり、トランスミッション２７、クラッチ２４及びディファレンシャル２６と各種センサを図示している。車両移動距離に関する情報を検出することができるセンサである、タービン回転センサ２２、アウトプット回転センサ２３およびＡＢＳセンサ２５が車両に取り付けられている。タービン回転センサ２２はトランスミッションインプット回転数を測定する。トランスミッション２７によって変速された回転をアウトプット回転センサ２３は計測する。ＡＢＳセンサ２５は車速度を計測する車速センサとしての役割も備えている。
【００４２】
図４を用いて、車両移動距離に関する情報を検出するセンサの動作原理を説明する。タービン回転センサ２２、アウトプット回転センサ２３およびＡＢＳセンサ２５は、図４（ｂ）のように電磁ピックアップセンサ２９とロータ２８からなる。電磁ピックアップセンサ２９は内部に永久磁石、コア及びコイルを備えており、ロータ２８は溝を備える。ロータ２８が回転するとロータとコイルとの距離が変化することから、すなわち永久磁石から出ている磁路の長さが変化することから、永久磁石の磁束が変化してコイルに交流電流が発生し、図５や図６にあるようなセンサ出力が得られる。図５にあるように、センサ出力のパルスの２つを１セットとして、カウンタを加算していくことで、ロータ２８の回転数を基に、車両の移動距離が計測でき、車両移動距離検出値が検出される。例えば、あるギヤ比、デフ比、タイヤ比においては、ＡＢＳセンサ２５のロータ２８についている歯の１つは車両の移動距離に対応させると４２ｍｍであり、アウトプット回転センサ２３についている歯の１つは８ｍｍ、タービン回転センサについている歯の１つは４ｍｍにそれぞれ対応する。カウンタの値と歯の１つに対応する車両の移動距離を関連付けることで、車両の移動距離が検出できる。
【００４３】
上記センサ間や、上記センサとＥＣＵ１０との間でデータの受け渡しが行われている。ブレーキ制御のためのＥＣＵ（不図示）などが、お互いに離れて車両に設置されていることもある。データの受け渡しを担っているものを総称して通信系統と言う。通信系統には車載ＬＡＮが含まれる。複数のＥＣＵ間のデータ通信を行う通信形態はＣＡＮ通信と言われている。ＥＣＵ１０はデータの受け渡しが行われる通信系統を介して検出した情報を取得している。本実施例において、信号生成伝達システムは車両移動検出センサ及び通信系統の構成を含む。
【００４４】
４．フローチャート
図７のフローチャートを用いて本実施例の具体的な制御について説明を行う。ＥＣＵ１０はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。ステップ１（以下Ｓ１と称する）からＳ３で以下の条件をＥＣＵ１０は判定する。全ての条件を満たしたときにＳ４に進む。
アイドルＯＮの状態であること。（Ｓ１） 点火時期の遅角量である点火時期遅角量が所定値αより大きいこと。（Ｓ２） 負圧の絶対値が所定値βよりも小さいこと。（Ｓ３） なお、（１）で、アイドルＯＮの状態であることという条件に代わって、スロットル開度が所定値以下であることとしてもよい。
【００４５】
（１）において、アイドルＯＮの状態であるとは、アクセルペダルが踏み込まれていない状態である。アイドルＯＮの状態の場合にはドライバがブレーキペダルを踏みこんでブレーキ操作を行う可能性が大きい。アクセルベタルセンサ（不図示）から信号をＥＣＵ１０は取得して、この判断に使う。このほか、ＥＣＵ１０は、電子スロットルの開度に関する情報を取得して、あるいは、スロットルポジションセンサ１９からスロットル開度に関する情報を取得して、スロットル開度が所定値以下であることを判定して、ドライバがブレーキペダルを踏みこんでブレーキ操作を行う可能性が大きいと判定する、としてもよい。（２）において、触媒暖機のための点火時期遅角制御が行われているか否かを判定する。（３）において、点火時期遅角制御を行っているので、スロットル開度を大きく制御しているために、吸入管の負圧が低下しているかどうかを判定する。
【００４６】
Ｓ４では、以下の条件を判定する。
（４）ＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値が所定値以上であること。このステップでは、車両が走行中であるか否かを判定する。車両移動距離検出値が所定値以上である場合には、Ｓ６に進む。否定された場合にはＳ５に進む。ＥＣＵ１０は、（１）及び（４）の条件を合わせて、アイドルＯＮの状態であり、かつ車両が走行中であるという条件から、ドライバがブレーキ操作を行う可能性が高く、（３）の条件から負圧確保が必要であることを上記のセンサの情報を基に判断することができる。そのため、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号とは、（１）、（３）及び（４）の条件を判定するための信号である。
【００４７】
Ｓ６においては、ＥＣＵ１０は点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行する。ＥＣＵ１０は、この抑制制御を実行することで負圧確保が達成できる。負圧を確保するために、エアコンプレッサ２１を停止してもよい。エアコンプレッサ２１が作動しているときは、エンジン１１に負荷がかかり、そのため、エンジン１１の出力を大きくするためにスロットル開度を大きくするという処置が取られる。つまり、エアコンプレッサ２１が停止しているときは、エアコンプレッサ２１が作動しているときに比し、電子スロットル開度を小さくすることができる。そのため、負圧の確保が可能となる。負圧確保制御は、抑制制御又はエアコンプレッサ２１を停止する制御を含む。エアコンプレッサ２１のほかにエンジン１１に負荷をかける補器の作動を停止する制御をおこなってもよい。
【００４８】
Ｓ６では抑制制御もしくはエアコンプレッサ２１を停止する制御を実行して負圧を確保する。Ｓ６が負圧確保手段に相当する。すなわち、ＥＣＵ１０が負圧確保手段を実現するものである。
【００４９】
Ｓ５では、信号生成伝達システムを構成する車両移動検出センサであるＡＢＳセンサ２５又は通信系統に異常があるかどうかを判定する。この判定方法を説明すると、判断手段は、ＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値と、アウトプット回転センサを使って検出した車両移動距離検出値とを比較して、ＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値が大幅に小さい場合には、ＡＢＳセンサ２５又は通信系統に異常があると判定する。この場合には、Ｓ６に進む。
【００５０】
通信系統に異常があるか否かを判定する方法を説明すると、ＥＣＵ１０がＡＢＳセンサ２５やブレーキ制御のためのＥＣＵにデータ取得の指令を出して、データが取得できないときには、通信系統に異常があると判定する。通信系統の異常があると判定した場合にはＳ６に進む。判断手段は、このようにして、所定の信号が異常であり、所定の信号の生成伝送システムが異常であることを判断する。
【００５１】
なお、車両移動検出センサとして、ＡＢＳセンサ２５を採用したが、アウトプット回転センサ２３や、タービン回転センサ２２を使ってもよい。判断手段は、この車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報と、別の車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報とを比較することで、この車両移動検出センサが異常か否かを判定する。Ｓ１からＳ５が判断手段に相当する。ＥＣＵ１０が判断手段を実現するものである。判断手段が、車両移動検出センサが異常であると判断した場合は、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に含まれる。
【００５２】
５．本実施例の効果
本実施例は、判断手段に相当するＳ１からＳ５の構成のうち、Ｓ５の構成をもつことで、センサの出力もしくは通信系統に異常がある場合には、ＡＢＳセンサ２５の車両移動距離検出値が所定値以下であっても、Ｓ６に進み、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行する。こうすることで、点火時期遅角を行っており、負圧確保が必要な場合であって、センサの出力もしくは通信系統が異常であって、車両の移動を正確に検出できない場合には、確実にブレーキの負圧を確保することができる。ブレーキの負圧を確実に確保することで、走行安全性を高めることができる。特に、車両移動検出センサとして、本実施例のようにＡＢＳセンサ２５を採用した場合、ブレーキ操作ために安全上重要であるＡＢＳセンサが異常をきたした場合には、暖機制御より優先してブレーキの負圧確保を行い、走行安全性を優先する効果がある。
【実施例２】
【００５３】
以下の順番でセンサの異常とセンサに重畳したノイズとを検出して負圧確保制御を実行又は実行しない車両の制御装置について説明をする。
１．車両移動検知センサによる移動検出とノイズ
２．フローチャート
３．本実施例の効果
【００５４】
１．車両移動検知センサによる移動検出とノイズ
移動距離検出センサの出力は、図５および図６にあるように波形の形をしている。そこで、このセンサの出力の周期を検出することができて、周期が短い場合には車速度が大きく、周期が長い場合には車速度が小さいとして、センサの出力の周期と車速度とを変換することができる。このセンサの出力の周期から算出した車速度をＳと言う。例えば、アウトプット回転センサはロータ２８の歯１つが８ｍｍに対応する場合には、歯１つに対応するパルスが１ｍｓであるとき、Ｓは約２９ｋｍ／ｈと算出できる。移動距離検出センサとして、アウトプット回転センサ２３を使う。アウトプット回転センサ２３の電磁ピックアップセンサ２９は内部に永久磁石、コア及びコイルを備えており、ロータ２８の回転にあわせて、永久磁石の磁束が変化してコイルに交流電流を検出する。
【００５５】
このような構造になっているために、何かの原因で外来の電波や電気ノイズをコイルが誤って検出してしまうと交流電流が発生し、ロータ２８が回転をしていないに、センサに出力波形が発生することがある。また、なんらかの原因で電磁ピックアップセンサ２９が左右に振動すると、ロータ２８が停止しているのにもかかわらず、出力波形が発生することがある。これらの現象をチャタリングと称する。このようなチャタリングによって、アウトプット回転センサ２３はノイズ信号を生成する。センサがノイズ信号を生成すると、センサ出力のパルスの間隔が短くなる。言い換えると、周期が短くなるため、周期から算出したＳが大きくなる。
【００５６】
このＳの値と、アウトプット回転センサ２３以外の移動距離検出センサ、例えば、ＡＢＳセンサ２５で検出した車速度とを比較することで、ＥＣＵ１０は、検出値にノイズ信号が重畳しているか否かを判定することができる。Ｓ１からＳ５、Ｓ５０及びＳ５１が判断手段に相当する。ＥＣＵ１０が判断手段を実現するものである。判断手段が、ノイズが発生したと判断する場合は、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に含まれる。
【００５７】
２．フローチャート
図８のフローチャートを用いて本実施例の具体的な制御について説明を行う。ＥＣＵ１０は図８のフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。実施例１のフローチャートである図７と共通するステップは、ステップの番号を同一にして説明を省略する。
【００５８】
Ｓ４でＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値が所定値以上と判定された場合には、Ｓ５１に進む。Ｓ５１では、アウトプット回転センサ２３のセンサ出力からパルスの周期を検出して、図６にあるように周期から車速度Ｓを算出する。Ｓ５２では、このＳとＡＢＳセンサ２５で検出した車速度とを比較する。そして、ＳがＡＢＳセンサ２５で検出した車速度に比して大きい場合には、このルーチンを抜ける。ＳとＡＢＳセンサ２５で検出した車速度とが大きく違わない場合には、Ｓ６に進む。
【００５９】
ＳがＡＢＳセンサ２５で検出した車速度より大きいとは、アウトプット回転センサ２３で検出した車両移動距離検出値になんらかの誤りがあり、ＡＢＳセンサ２５で検出した車両移動距離検出値より大きいことを意味する。言い換えると、アウトプット回転センサ２３が発する信号は異常であって、信号の生成伝送システムに含まれるアウトプット回転センサ２３は正常であることを意味する。Ｓ１からＳ４、Ｓ５０およびＳ５１が判断手段に相当する。すなわち、ＥＣＵ１０が判断手段を実現するものである。
【００６０】
車両移動検出センサとして、アウトプット回転センサ２３を採用したが、タービン回転センサ２２を使ってもよい。車速度を検出するためにＡＢＳセンサを使ったが、他の車速センサの検出値を採用してもよい。判断手段は、この車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報と、別の車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報とを比較することで、この車両移動検出センサにノイズが重畳したか否かを判定する。
【００６１】
３．本実施例の効果
本実施例は実施例１の効果に加えて以下の効果を奏する。本実施例は、Ｓ５０において、車両移動検出センサの波形から周期を検出して車速度Ｓを検出した。Ｓ５１において、このＳと他のセンサで検出した車速度とを比較することでノイズが重畳したか否かを判定する。移動検出センサにノイズによる誤差が発生した場合には、センサの誤った検出結果を基にして、負圧確保が必要な場合であると誤った判断がされてしまう。誤った判断を基にして、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行すると、機関の暖機が遅れることになり、排気エミッションが悪化するおそれがある。本実施例のＳ５０、Ｓ５１では、抑制制御を実行することによる排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００６２】
本実施例では、ＥＣＵ１０は車両移動検出センサの異常の種類を検出する。言い換えると、センサもしくは通信系統の異常であるのか、ノイズが発生したのかをＥＣＵ１０は検出する。この検出は判断手段に含まれるＳ５又はＳ５１において行われる。ＥＣＵ１０が車両移動検出センサの異常の内容に基づいて、負圧確保に関する制御である抑制制御あるいはエアコンプレッサ２１の停止を実行することを決めるために、負圧確保に関する制御を適切に行うことが可能となる。
【００６３】
なお、本実施例では、移動検出センサにノイズによる誤差が発生を検出するために、Ｓ５０において、センサの出力の周期から算出した車速度Ｓを算出ノイズが重畳したかを判定するたが、本発明はそれに限定されない。車両移動検出センサの出力成分のうち、周波数成分に注目して、ノイズが発生したか否かを判断してもよい。センサの信号を、電気信号の低い周波数成分を取り出すフィルタ回路であるローパスフィルタに入力して、周波数成分のうちノイズ成分を検出するようにしてもよい。このようにして、判断手段は、ノイズが発生したと判断して、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断してもよい。
【００６４】
なお、上記各実施例においては、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号として、車両の移動距離に関する信号としたが、本発明はそれに限定されない。本発明は、負圧確保が必要であるか否かを判断するための信号であれば適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】内燃機関の全体構成を示す模式的な側面図である。
【図２】吸気管圧を用いた負圧確保のためのエゼクタを説明するための模式図である。
【図３】車両に搭載されているトランスミッションと移動検出センサを示した図である。
【図４】移動検出センサの基本構成を示す模式図とノイズの発生のメカニズムを説明した図である。
【図５】センサ出力に対してカウンタ、車速度、暖機遅角を時系列に沿って説明した図である。
【図６】センサ出力に対してカウンタ、車速度、暖機遅角を時系列に沿って説明した図である。
【図７】実施例１に記載のルーチンを示した図である。
【図８】実施例２に記載のルーチンを示した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ クランクシャフトポジションセンサ
２ ＯＣＶ
３ イグニッションコイル
４ 燃料噴射弁
５ ノックセンサ
６ 冷却水温度センサ
７ 電子スロットル
８ 吸気温度センサ
９ エアフロセンサ
１０ ＥＣＵ（電子制御装置）
１１ エンジン
１２ ＶＶＴ（吸気）
１３ 酸素センサ
１４ Ａ／Ｆセンサ
１５ クランクシャフトポジションセンサ
１６ ブレーキ装置
１７ ＶＶＴ（排気）
１８ エアクリーナ
１９ スロットルポジションセンサ
２０ バイパスバルブ
２１ エアコンプレッサ
２２ タービン回転センサ
２３ アウトプット回転センサ
２４ クラッチ
２５ ＡＢＳセンサ
２６ ディファレンシャル
２７ トランスミッション
２８ ロータ
２９ 電磁ピックアップセンサ
３０ サージタンク
３１ ステップモータ
３２ ブレーキブースタ
３３ 連通管
３４ 第一逆止弁
３５ 第二逆止弁
３７ バイパス通路
３８ 吸気管
３９ 排気管
４０ 触媒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関始動時の暖機過程において、ブレーキブースタの圧力を制御するための車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気管内に発生する負圧を蓄えてブレーキ力を高めることを利用するブレーキブースタが公知である。このようなブレーキブースタには、機関始動時において、吹き上がった機関回転数によって吸気管内に発生する絶対値の高い負圧が蓄えられる。アイドルＯＮのときに、吸気管内に絶対値の高い負圧が発生していれば、ブレーキブースタ内の負圧が消費されてもブレーキブースタ内の負圧を必要な負圧に回復することができる。
【０００３】
しかしながら、機関始動直後であって機関暖機運転時には、排気ガス温度を高めて機関排気系の触媒装置を早期に暖機するために点火時期を遅角する点火時期遅角制御が実施されることがあり、それによる出力低下を防止するためにスロットル弁の開度は正規のアイドル時開度より大きく制御され、吸入空気量が大きくされる。この場合には、機関始動直後であって機関暖機運転時には、アイドルＯＮのときにおいて、吸気管内には絶対値の高い負圧を発生させることはできない。
【０００４】
それにより、ブレーキブースタ内の負圧を回復するためには、点火時期遅角制御を一時的に中止又は抑制してスロットル弁を制御して吸入空気量を小さくすることが必要となる。
【０００５】
特許文献１には、機関始動時に点火時期遅角制御を実行し、吸入空気量を増大して機関暖機運転を行う場合に、ブレーキブースタ内の負圧を回復するために、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制を行う技術が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、機関暖機過程において、ブレーキブースタの負圧を確保するために、吸気管圧力を低下させるか、あるいは制限する制御装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１７００８３号公報
【特許文献２】特開平１０−１４７１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された技術では検出された信号に基づき制御を行っているが、なんらかの原因で信号が異常である場合の対応について考慮がされていない。例えば、センサが異常をきたした場合には、負圧確保ができず、ブレーキ性能低下をまねくおそれがある。例えば、機関暖機運転中にセンサの出力値にノイズが重畳しており、誤って負圧の確保が必要な状況であると判断して、負圧の確保を行う制御を実行してしまうと、排気エミッションが悪化するそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、信号が異常である場合を考慮し、負圧を確保する負圧確保制御を適切に行う車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、機関暖機運転時に、点火時期を遅角させるとともに吸入空気量を増大させ暖機制御を行う暖機制御手段と、吸入空気量を制御して、ブレーキブースタに供給される内燃機関の吸気管の負圧を確保する負圧確保制御を行う負圧確保手段と、暖機制御中に、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号が異常かどうかを判断し、該判断結果に基づいて負圧確保制御を行うか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする車両の制御装置が提供される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、判断手段は、所定の信号が異常である場合に、更に該異常の内容に基づいて、負圧確保制御を行うか否かを判断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が提供される。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、負圧確保手段は、負圧確保制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、負圧確保手段は、負圧確保制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に、負圧確保手段は負圧確保制御を行わずに、暖機制御手段は暖機制御を継続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が提供される。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、判断手段が、所定の信号が異常であって、センサ又は通信系統に異常があると判断した場合に、負圧確保手段は、負圧確保制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、判断手段が、所定の信号が異常であって、センサ又は通信系統が正常であると判断した場合に、負圧確保手段は負圧確保制御を行わずに、暖機制御手段は暖機制御を継続することを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１６】
請求項７に記載の発明によれば、所定の信号は、車両の移動距離を示す信号を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１７】
請求項８に記載の発明によれば、判断手段は、所定の信号と、予め定められた比較値を比較することにより、所定の信号の異常に関する判断を行うことを特徴する請求項1乃至７に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１８】
請求項９に記載の発明によれば、判断手段は、所定の信号と、所定の信号と同一の情報を示す別の所定の信号とを比較することにより、所定の信号の異常に関する判断を行うことを特徴する請求項1乃至８に記載の車両の制御装置が提供される。
【００１９】
請求項１０に記載の発明によれば、負圧確保制御は、点火時期の遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する制御、もしくは内燃機関が動力を供給するエアコンプレッサを停止する制御を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずかれに記載の車両の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１乃至１０に記載の発明によれば、判断手段が、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号が異常かどうかを判断して判断結果に基づいて、吸気管において負圧を確保する負圧確保制御を行うか否かを判断するので、負圧確保制御を適切に行うことを可能とする効果を奏する。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合に、更に異常の内容に基づいて、負圧確保制御を行うか否かを判断するので、負圧確保制御を適切に行うことを可能とする効果を奏する。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、負圧確保手段が負圧確保制御を実行するため、負圧確保が達成できブレーキ性能の確保を可能とする効果を奏する。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に、負圧確保制御を行わずに暖機制御を継続するため、機関の暖機が達成でき、排気エミッションの向上を可能とする効果を奏する。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、センサ又は通信系統に異常があると判断した場合に、負圧確保手段が負圧確保制御を実行するため、負圧確保が達成できブレーキ性能の確保を可能とする効果を奏する。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、判断手段が、所定の信号が異常である場合で、センサ又は通信系統が正常であると判断した場合に、負圧確保制御を行わずに暖機制御を継続するため、機関の暖機が達成でき排気エミッションの向上を可能とする効果を奏する。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、所定の信号は車両の移動を示す信号を含み、この所定の信号に基づいて負圧確保が必要であるか否かを判断するため、車両の移動を検出しない場合には負圧確保が不必要と判断する。更に所定の信号が異常である場合で、所定の信号の生成伝達システムに異常があると判断した場合に、負圧確保が不必要と判断が誤りであるとして、負圧確保手段が負圧確保制御を実行するため、負圧確保が達成できブレーキ性能の確保を可能とする効果を奏する。一方、車両の移動を検出する場合には負圧確保が必要と判断する。所定の信号が異常である場合で、生成伝達システムが正常であると判断した場合に、負圧確保が必要と判断は誤りであるとして、負圧確保制御を行わずに暖機制御を継続することを選択するため、機関の暖機が達成でき、排気エミッションの向上を可能とする効果を奏する。
【００２７】
請求項８又は９に記載の発明によれば、適切に所定の信号の異常に関する判断をすることを可能とする効果を奏する。
【００２８】
請求項１０に記載の発明によれば、適切に負圧を確保することを可能とする効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付して説明を簡素化ないし省略する。
【実施例１】
【００３０】
以下の順番でセンサの異常を検出して負圧確保制御を実行又は実行しない車両の制御装置について説明をする。
１．車両の基本構成
２．負圧確保と点火時期遅角制御（遅角制御）
３．車両とセンサの基本構成
４．フローチャート
５．本実施例の効果
【００３１】
１．車両の基本構成
図１から図４は、実施例１の基本構成を説明するための模式図である。図１は内燃機関の全体を示す模式図である。同図において、内燃機関はエンジン本体１１を含み、内燃機関には、下記の各種のセンサが取り付けられている。ＥＣＵ１０は、下記の各種センサからの情報を取り込み、制御を行う。
【００３２】
ＥＣＵ１０は、ステップモータ３１のアクチュエータを制御して電子スロットル７を制御し、自由に開度設定を行って吸入空気量を調整することができる。電子スロットル７の開度を検出するスロットルポジションセンサ１９が設置されている。吸入空気はエアクリーナ１８から吸気管３８の中に進入し、エアフロセンサ８で吸入空気量が測定される。吸入空気は吸入空気温度センサ９で温度が測定される。吸入空気はサージタンク３０を通り、吸気ポートに入る。吸気ポートには燃料噴射弁４が取り付けられており、ＥＣＵ１０は燃料噴射弁４を制御して燃料噴射の時期および、燃料噴射量を制御する。燃料噴射された吸入空気は燃料を含んだ混合気となる。吸気ポートを通って燃焼室内に流入した混合気は点火プラグ３によって点火され、燃焼が終わった排気ガスは排気ポートを通って排気管に流入する。
【００３３】
排気管３９には、Ａ／Ｆセンサ１４、触媒４０及び酸素センサ１３が取り付けられている。なお、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ６が冷却水通路に取り付けられている。ＥＣＵ１０は上記の各種センサの情報を取り込み、エンジン１１、ステップモータ３１およびブレーキ装置１６を制御している。ＥＣＵ１０が車両の制御装置を実現するものである。車両の制御装置は暖機制御手段と負圧確保手段と判断手段とを備えるためＥＣＵ１０が暖機制御手段と負圧確保手段と判断手段とを実現するものである。
【００３４】
２．負圧確保と点火時期遅角制御（遅角制御）
図２は、ブレーキブースタ３２に吸気管３８の負圧の確保することを説明するための模式図である。図２において電子スロットル７をバイパスするバイパス通路３７が設置されている。吸気管３８からバイパス通路３７へ入りこむ吸入空気量を調節するバイパスバルブ２０が、バイパス通路３７に設置されている。ＥＣＵ１０はバイパスバルブ２０の制御を行う。バイパス通路３７にはエゼクタ（絞り部とも言う）１３が設けられている。エゼクタ１３を吸気が通過する際に負圧が発生し、この負圧はブレーキブースタ３２に供給される。ブレーキブースタ３２は、蓄えられた負圧によってブレーキ力を高める。ブレーキブースタ３２の負圧タンクに通じる連通管３３が設置されており、連通管３３とエゼクタ１３とは第一負圧供給管によって接続され設置されている。第一負圧供給管には、連通管３３からエゼクタ１３への空気流れだけを許容する第一逆止弁３４が配置されている。
【００３５】
また、ブレーキブースタ３２の負圧タンクには、電子スロットル７の下流側で発生する吸気管負圧も供給される。そのために、連通管３３は、第二負圧供給管によって、例えばバイパス通路３７のエゼクタ１３下流側とも接続されている。第二負圧供給管には、連通管３３からバイパス通路３７への空気流れだけを許容する第二逆止弁３５が配置されている。こうして、ブレーキブースタ３２に負圧が供給される構造となっている。
【００３６】
エンジン１１の始動時には、機械回転数が吹き上がり、この時には、電子スロットル７の下流側に絶対値のかなり大きい負圧が発生し、この負圧が第二負圧供給管を介してブレーキブースタに蓄えられる。
【００３７】
エンジン１１の始動直後には、排気管３９に配置されている触媒４０を早期に暖機して活性化温度に達するようにして、機関始動後の比較的早い時期から排気ガスを浄化して大気中へ放出することが望ましい。ＥＣＵ１０は触媒４０を早期に暖機するために点火時期を遅角させることで排気温度を上昇させる制御を行う。この制御は点火時期遅角制御と言われている。ＥＣＵ１０が、エンジン１１の冷間始動時に、点火時期を遅角させるとともに信号に基づき触媒４０の暖機が完了したと判定したときに、ＥＣＵ１０は、吸入空気量調整弁の開度を徐々に小さくして吸入空気量を徐々に減少させながら点火時期を徐々に進角させる制御を実行してから通常制御に切り換える制御を実行する。
【００３８】
ＥＣＵ１０が、点火時期を通常制御の点火時期と比して遅角すると、排気ガス温度が高まる。そのため、触媒４０などの機関の暖機を行うことができる。ＥＣＵ１０が点火時期を通常制御の点火時期と比して遅角するとは、ＥＣＵ１０が点火プラグ３を制御し、点火時期を圧縮上死点での最高圧力より遅角側に離れた時期において点火し、燃焼を行うことを意味する。
【００３９】
点火時期を遅角する暖機制御を実行すると、点火時期を遅角させるため機関出力が低下する。そのため、ＥＣＵ１０は機関出力の低下を補うために吸入空気を増量させてアイドル回転速度を上昇させる制御を行う。そのため、図５のように、点火時期遅角制御が実行されている時には、電子スロットル７の開度は通常時のアイドル時開度に比して大きく設定される。点火時期遅角制御と吸入空気量を増大させる制御とを併せて以下では暖機制御と言う。ＥＣＵ１０が暖機制御を実行するので、ＥＣＵ１０が暖機制御手段を実現するものである。
【００４０】
こうして電子スロットル７の開度が大きく制御されていると、電子スロットル７の下流側では、吸気管圧が大気圧に近くなる。すると吸気管圧から大気圧を引いた値である負圧について、負圧の絶対値は低くなる。負圧の絶対値は低くなるため、消費されたブレーキブースタ内の負圧を回復するには限界がある。ブレーキブースタ内の負圧を回復させるためには、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制して、電子スロットル開度を小さくし、結果吸入空気量を減少させ吸気管圧を低くして、負圧の絶対値を大きくすることが必要である。ＥＣＵ１０は、所定のセンサの検出値に関する検出情報に基づいて負圧確保が必要と判定した場合には、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行する。しかしながら、この抑制制御を不適切な時期に実行すると、触媒４０の暖機が遅れてしまう。触媒４０の暖機が遅れると排気エミッションの悪化につながる。このため、抑制制御は適時的確に行うことが求められる。
【００４１】
３．車両とセンサの基本構成
図３は車両を上から見た模式図であり、トランスミッション２７、クラッチ２４及びディファレンシャル２６と各種センサを図示している。車両移動距離に関する情報を検出することができるセンサである、タービン回転センサ２２、アウトプット回転センサ２３およびＡＢＳセンサ２５が車両に取り付けられている。タービン回転センサ２２はトランスミッションインプット回転数を測定する。トランスミッション２７によって変速された回転をアウトプット回転センサ２３は計測する。ＡＢＳセンサ２５は車速度を計測する車速センサとしての役割も備えている。
【００４２】
図４を用いて、車両移動距離に関する情報を検出するセンサの動作原理を説明する。タービン回転センサ２２、アウトプット回転センサ２３およびＡＢＳセンサ２５は、図４（ｂ）のように電磁ピックアップセンサ２９とロータ２８からなる。電磁ピックアップセンサ２９は内部に永久磁石、コア及びコイルを備えており、ロータ２８は溝を備える。ロータ２８が回転するとロータとコイルとの距離が変化することから、すなわち永久磁石から出ている磁路の長さが変化することから、永久磁石の磁束が変化してコイルに交流電流が発生し、図５や図６にあるようなセンサ出力が得られる。図５にあるように、センサ出力のパルスの２つを１セットとして、カウンタを加算していくことで、ロータ２８の回転数を基に、車両の移動距離が計測でき、車両移動距離検出値が検出される。例えば、あるギヤ比、デフ比、タイヤ比においては、ＡＢＳセンサ２５のロータ２８についている歯の１つは車両の移動距離に対応させると４２ｍｍであり、アウトプット回転センサ２３についている歯の１つは８ｍｍ、タービン回転センサについている歯の１つは４ｍｍにそれぞれ対応する。カウンタの値と歯の１つに対応する車両の移動距離を関連付けることで、車両の移動距離が検出できる。
【００４３】
上記センサ間や、上記センサとＥＣＵ１０との間でデータの受け渡しが行われている。ブレーキ制御のためのＥＣＵ（不図示）などが、お互いに離れて車両に設置されていることもある。データの受け渡しを担っているものを総称して通信系統と言う。通信系統には車載ＬＡＮが含まれる。複数のＥＣＵ間のデータ通信を行う通信形態はＣＡＮ通信と言われている。ＥＣＵ１０はデータの受け渡しが行われる通信系統を介して検出した情報を取得している。本実施例において、信号生成伝達システムは車両移動検出センサ及び通信系統の構成を含む。
【００４４】
４．フローチャート
図７のフローチャートを用いて本実施例の具体的な制御について説明を行う。ＥＣＵ１０はこのフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。ステップ１（以下Ｓ１と称する）からＳ３で以下の条件をＥＣＵ１０は判定する。全ての条件を満たしたときにＳ４に進む。
アイドルＯＮの状態であること。（Ｓ１） 点火時期の遅角量である点火時期遅角量が所定値αより大きいこと。（Ｓ２） 負圧の絶対値が所定値βよりも小さいこと。（Ｓ３） なお、（１）で、アイドルＯＮの状態であることという条件に代わって、スロットル開度が所定値以下であることとしてもよい。
【００４５】
（１）において、アイドルＯＮの状態であるとは、アクセルペダルが踏み込まれていない状態である。アイドルＯＮの状態の場合にはドライバがブレーキペダルを踏みこんでブレーキ操作を行う可能性が大きい。アクセルベタルセンサ（不図示）から信号をＥＣＵ１０は取得して、この判断に使う。このほか、ＥＣＵ１０は、電子スロットルの開度に関する情報を取得して、あるいは、スロットルポジションセンサ１９からスロットル開度に関する情報を取得して、スロットル開度が所定値以下であることを判定して、ドライバがブレーキペダルを踏みこんでブレーキ操作を行う可能性が大きいと判定する、としてもよい。（２）において、触媒暖機のための点火時期遅角制御が行われているか否かを判定する。（３）において、点火時期遅角制御を行っているので、スロットル開度を大きく制御しているために、吸入管の負圧が低下しているかどうかを判定する。
【００４６】
Ｓ４では、以下の条件を判定する。
（４）ＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値が所定値以上であること。このステップでは、車両が走行中であるか否かを判定する。車両移動距離検出値が所定値以上である場合には、Ｓ６に進む。否定された場合にはＳ５に進む。ＥＣＵ１０は、（１）及び（４）の条件を合わせて、アイドルＯＮの状態であり、かつ車両が走行中であるという条件から、ドライバがブレーキ操作を行う可能性が高く、（３）の条件から負圧確保が必要であることを上記のセンサの情報を基に判断することができる。そのため、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号とは、（１）、（３）及び（４）の条件を判定するための信号である。
【００４７】
Ｓ６においては、ＥＣＵ１０は点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行する。ＥＣＵ１０は、この抑制制御を実行することで負圧確保が達成できる。負圧を確保するために、エアコンプレッサ２１を停止してもよい。エアコンプレッサ２１が作動しているときは、エンジン１１に負荷がかかり、そのため、エンジン１１の出力を大きくするためにスロットル開度を大きくするという処置が取られる。つまり、エアコンプレッサ２１が停止しているときは、エアコンプレッサ２１が作動しているときに比し、電子スロットル開度を小さくすることができる。そのため、負圧の確保が可能となる。負圧確保制御は、抑制制御又はエアコンプレッサ２１を停止する制御を含む。エアコンプレッサ２１のほかにエンジン１１に負荷をかける補器の作動を停止する制御をおこなってもよい。
【００４８】
Ｓ６では抑制制御もしくはエアコンプレッサ２１を停止する制御を実行して負圧を確保する。Ｓ６が負圧確保手段に相当する。すなわち、ＥＣＵ１０が負圧確保手段を実現するものである。
【００４９】
Ｓ５では、信号生成伝達システムを構成する車両移動検出センサであるＡＢＳセンサ２５又は通信系統に異常があるかどうかを判定する。この判定方法を説明すると、判断手段は、ＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値と、アウトプット回転センサを使って検出した車両移動距離検出値とを比較して、ＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値が大幅に小さい場合には、ＡＢＳセンサ２５又は通信系統に異常があると判定する。この場合には、Ｓ６に進む。
【００５０】
通信系統に異常があるか否かを判定する方法を説明すると、ＥＣＵ１０がＡＢＳセンサ２５やブレーキ制御のためのＥＣＵにデータ取得の指令を出して、データが取得できないときには、通信系統に異常があると判定する。通信系統の異常があると判定した場合にはＳ６に進む。判断手段は、このようにして、所定の信号が異常であり、所定の信号の生成伝送システムが異常であることを判断する。
【００５１】
なお、車両移動検出センサとして、ＡＢＳセンサ２５を採用したが、アウトプット回転センサ２３や、タービン回転センサ２２を使ってもよい。判断手段は、この車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報と、別の車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報とを比較することで、この車両移動検出センサが異常か否かを判定する。Ｓ１からＳ５が判断手段に相当する。ＥＣＵ１０が判断手段を実現するものである。判断手段が、車両移動検出センサが異常であると判断した場合は、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に含まれる。
【００５２】
５．本実施例の効果
本実施例は、判断手段に相当するＳ１からＳ５の構成のうち、Ｓ５の構成をもつことで、センサの出力もしくは通信系統に異常がある場合には、ＡＢＳセンサ２５の車両移動距離検出値が所定値以下であっても、Ｓ６に進み、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行する。こうすることで、点火時期遅角を行っており、負圧確保が必要な場合であって、センサの出力もしくは通信系統が異常であって、車両の移動を正確に検出できない場合には、確実にブレーキの負圧を確保することができる。ブレーキの負圧を確実に確保することで、走行安全性を高めることができる。特に、車両移動検出センサとして、本実施例のようにＡＢＳセンサ２５を採用した場合、ブレーキ操作ために安全上重要であるＡＢＳセンサが異常をきたした場合には、暖機制御より優先してブレーキの負圧確保を行い、走行安全性を優先する効果がある。
【実施例２】
【００５３】
以下の順番でセンサの異常とセンサに重畳したノイズとを検出して負圧確保制御を実行又は実行しない車両の制御装置について説明をする。
１．車両移動検知センサによる移動検出とノイズ
２．フローチャート
３．本実施例の効果
【００５４】
１．車両移動検知センサによる移動検出とノイズ
移動距離検出センサの出力は、図５および図６にあるように波形の形をしている。そこで、このセンサの出力の周期を検出することができて、周期が短い場合には車速度が大きく、周期が長い場合には車速度が小さいとして、センサの出力の周期と車速度とを変換することができる。このセンサの出力の周期から算出した車速度をＳと言う。例えば、アウトプット回転センサはロータ２８の歯１つが８ｍｍに対応する場合には、歯１つに対応するパルスが１ｍｓであるとき、Ｓは約２９ｋｍ／ｈと算出できる。移動距離検出センサとして、アウトプット回転センサ２３を使う。アウトプット回転センサ２３の電磁ピックアップセンサ２９は内部に永久磁石、コア及びコイルを備えており、ロータ２８の回転にあわせて、永久磁石の磁束が変化してコイルに交流電流を検出する。
【００５５】
このような構造になっているために、何かの原因で外来の電波や電気ノイズをコイルが誤って検出してしまうと交流電流が発生し、ロータ２８が回転をしていないに、センサに出力波形が発生することがある。また、なんらかの原因で電磁ピックアップセンサ２９が左右に振動すると、ロータ２８が停止しているのにもかかわらず、出力波形が発生することがある。これらの現象をチャタリングと称する。このようなチャタリングによって、アウトプット回転センサ２３はノイズ信号を生成する。センサがノイズ信号を生成すると、センサ出力のパルスの間隔が短くなる。言い換えると、周期が短くなるため、周期から算出したＳが大きくなる。
【００５６】
このＳの値と、アウトプット回転センサ２３以外の移動距離検出センサ、例えば、ＡＢＳセンサ２５で検出した車速度とを比較することで、ＥＣＵ１０は、検出値にノイズ信号が重畳しているか否かを判定することができる。Ｓ１からＳ５、Ｓ５０及びＳ５１が判断手段に相当する。ＥＣＵ１０が判断手段を実現するものである。判断手段が、ノイズが発生したと判断する場合は、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に含まれる。
【００５７】
２．フローチャート
図８のフローチャートを用いて本実施例の具体的な制御について説明を行う。ＥＣＵ１０は図８のフローチャートを所定のクランク角毎に実行する。実施例１のフローチャートである図７と共通するステップは、ステップの番号を同一にして説明を省略する。
【００５８】
Ｓ４でＡＢＳセンサ２５を使って検出した車両移動距離検出値が所定値以上と判定された場合には、Ｓ５１に進む。Ｓ５１では、アウトプット回転センサ２３のセンサ出力からパルスの周期を検出して、図６にあるように周期から車速度Ｓを算出する。Ｓ５２では、このＳとＡＢＳセンサ２５で検出した車速度とを比較する。そして、ＳがＡＢＳセンサ２５で検出した車速度に比して大きい場合には、このルーチンを抜ける。ＳとＡＢＳセンサ２５で検出した車速度とが大きく違わない場合には、Ｓ６に進む。
【００５９】
ＳがＡＢＳセンサ２５で検出した車速度より大きいとは、アウトプット回転センサ２３で検出した車両移動距離検出値になんらかの誤りがあり、ＡＢＳセンサ２５で検出した車両移動距離検出値より大きいことを意味する。言い換えると、アウトプット回転センサ２３が発する信号は異常であって、信号の生成伝送システムに含まれるアウトプット回転センサ２３は正常であることを意味する。Ｓ１からＳ４、Ｓ５０およびＳ５１が判断手段に相当する。すなわち、ＥＣＵ１０が判断手段を実現するものである。
【００６０】
車両移動検出センサとして、アウトプット回転センサ２３を採用したが、タービン回転センサ２２を使ってもよい。車速度を検出するためにＡＢＳセンサを使ったが、他の車速センサの検出値を採用してもよい。判断手段は、この車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報と、別の車両移動検出センサから検出された車両の移動距離に関する情報とを比較することで、この車両移動検出センサにノイズが重畳したか否かを判定する。
【００６１】
３．本実施例の効果
本実施例は実施例１の効果に加えて以下の効果を奏する。本実施例は、Ｓ５０において、車両移動検出センサの波形から周期を検出して車速度Ｓを検出した。Ｓ５１において、このＳと他のセンサで検出した車速度とを比較することでノイズが重畳したか否かを判定する。移動検出センサにノイズによる誤差が発生した場合には、センサの誤った検出結果を基にして、負圧確保が必要な場合であると誤った判断がされてしまう。誤った判断を基にして、点火時期遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する抑制制御を実行すると、機関の暖機が遅れることになり、排気エミッションが悪化するおそれがある。本実施例のＳ５０、Ｓ５１では、抑制制御を実行することによる排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００６２】
本実施例では、ＥＣＵ１０は車両移動検出センサの異常の種類を検出する。言い換えると、センサもしくは通信系統の異常であるのか、ノイズが発生したのかをＥＣＵ１０は検出する。この検出は判断手段に含まれるＳ５又はＳ５１において行われる。ＥＣＵ１０が車両移動検出センサの異常の内容に基づいて、負圧確保に関する制御である抑制制御あるいはエアコンプレッサ２１の停止を実行することを決めるために、負圧確保に関する制御を適切に行うことが可能となる。
【００６３】
なお、本実施例では、移動検出センサにノイズによる誤差が発生を検出するために、Ｓ５０において、センサの出力の周期から算出した車速度Ｓを算出ノイズが重畳したかを判定するたが、本発明はそれに限定されない。車両移動検出センサの出力成分のうち、周波数成分に注目して、ノイズが発生したか否かを判断してもよい。センサの信号を、電気信号の低い周波数成分を取り出すフィルタ回路であるローパスフィルタに入力して、周波数成分のうちノイズ成分を検出するようにしてもよい。このようにして、判断手段は、ノイズが発生したと判断して、所定の信号が異常であって、所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断してもよい。
【００６４】
なお、上記各実施例においては、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号として、車両の移動距離に関する信号としたが、本発明はそれに限定されない。本発明は、負圧確保が必要であるか否かを判断するための信号であれば適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】内燃機関の全体構成を示す模式的な側面図である。
【図２】吸気管圧を用いた負圧確保のためのエゼクタを説明するための模式図である。
【図３】車両に搭載されているトランスミッションと移動検出センサを示した図である。
【図４】移動検出センサの基本構成を示す模式図とノイズの発生のメカニズムを説明した図である。
【図５】センサ出力に対してカウンタ、車速度、暖機遅角を時系列に沿って説明した図である。
【図６】センサ出力に対してカウンタ、車速度、暖機遅角を時系列に沿って説明した図である。
【図７】実施例１に記載のルーチンを示した図である。
【図８】実施例２に記載のルーチンを示した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ クランクシャフトポジションセンサ
２ ＯＣＶ
３ イグニッションコイル
４ 燃料噴射弁
５ ノックセンサ
６ 冷却水温度センサ
７ 電子スロットル
８ 吸気温度センサ
９ エアフロセンサ
１０ ＥＣＵ（電子制御装置）
１１ エンジン
１２ ＶＶＴ（吸気）
１３ 酸素センサ
１４ Ａ／Ｆセンサ
１５ クランクシャフトポジションセンサ
１６ ブレーキ装置
１７ ＶＶＴ（排気）
１８ エアクリーナ
１９ スロットルポジションセンサ
２０ バイパスバルブ
２１ エアコンプレッサ
２２ タービン回転センサ
２３ アウトプット回転センサ
２４ クラッチ
２５ ＡＢＳセンサ
２６ ディファレンシャル
２７ トランスミッション
２８ ロータ
２９ 電磁ピックアップセンサ
３０ サージタンク
３１ ステップモータ
３２ ブレーキブースタ
３３ 連通管
３４ 第一逆止弁
３５ 第二逆止弁
３７ バイパス通路
３８ 吸気管
３９ 排気管
４０ 触媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関暖機運転時に、点火時期を遅角させるとともに吸入空気量を増大させ暖機制御を行う暖機制御手段と、
前記吸入空気量を制御して、ブレーキブースタに供給される内燃機関の吸気管の負圧を確保する負圧確保制御を行う負圧確保手段と、
前記暖機制御中に、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号が異常かどうかを判断し、該判断結果に基づいて前記負圧確保制御を行うか否かを判断する判断手段とを備えた、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記所定の信号が異常である場合に、更に該異常の内容に基づいて、前記負圧確保制御を行うか否かを判断する、
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】
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、
前記負圧確保手段は、前記負圧確保制御を行う、
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４】
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に、
前記負圧確保手段は前記負圧確保制御を行わずに、前記暖機制御手段は前記暖機制御を継続する、
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５】
前記所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記センサ又は前記通信系統に異常があると判断した場合に、
前記負圧確保手段は、前記負圧確保制御を行う、
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記センサ又は前記通信系統が正常であると判断した場合に、
前記負圧確保手段は前記負圧確保制御を行わずに、前記暖機制御手段は前記暖機制御を継続する、
ことを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記所定の信号は、車両の移動距離を示す信号を含む、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記判断手段は、前記所定の信号と、予め定められた比較値を比較することにより、前記所定の信号の異常に関する判断を行う、
ことを特徴する請求項1乃至７に記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記判断手段は、前記所定の信号と、前記所定の信号と同一の情報を示す別の所定の信号とを比較することにより、前記所定の信号の異常に関する判断を行う、
ことを特徴する請求項1乃至８に記載の車両の制御装置。
【請求項１０】
前記負圧確保制御は、前記点火時期の遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する制御、もしくは前記内燃機関が動力を供給するエアコンプレッサを停止する制御を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずかれに記載の車両の制御装置。
【請求項１】
機関暖機運転時に、点火時期を遅角させるとともに吸入空気量を増大させ暖機制御を行う暖機制御手段と、
前記吸入空気量を制御して、ブレーキブースタに供給される内燃機関の吸気管の負圧を確保する負圧確保制御を行う負圧確保手段と、
前記暖機制御中に、負圧確保が必要であるか否かを判断するための所定の信号が異常かどうかを判断し、該判断結果に基づいて前記負圧確保制御を行うか否かを判断する判断手段とを備えた、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記所定の信号が異常である場合に、更に該異常の内容に基づいて、前記負圧確保制御を行うか否かを判断する、
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】
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記所定の信号の生成伝送システムに異常があると判断した場合に、
前記負圧確保手段は、前記負圧確保制御を行う、
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４】
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記所定の信号の生成伝送システムが正常であると判断した場合に、
前記負圧確保手段は前記負圧確保制御を行わずに、前記暖機制御手段は前記暖機制御を継続する、
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５】
前記所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記センサ又は前記通信系統に異常があると判断した場合に、
前記負圧確保手段は、前記負圧確保制御を行う、
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記所定の信号の生成伝送システムは、負圧確保が必要であるか否かを判断するためのセンサと通信系統とを含み、
前記判断手段が、前記所定の信号が異常であって、前記センサ又は前記通信系統が正常であると判断した場合に、
前記負圧確保手段は前記負圧確保制御を行わずに、前記暖機制御手段は前記暖機制御を継続する、
ことを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記所定の信号は、車両の移動距離を示す信号を含む、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記判断手段は、前記所定の信号と、予め定められた比較値を比較することにより、前記所定の信号の異常に関する判断を行う、
ことを特徴する請求項1乃至７に記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記判断手段は、前記所定の信号と、前記所定の信号と同一の情報を示す別の所定の信号とを比較することにより、前記所定の信号の異常に関する判断を行う、
ことを特徴する請求項1乃至８に記載の車両の制御装置。
【請求項１０】
前記負圧確保制御は、前記点火時期の遅角制御を一時的に中止もしくは抑制する制御、もしくは前記内燃機関が動力を供給するエアコンプレッサを停止する制御を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずかれ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８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−４１４０５（Ｐ２００９−４１４０５Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５７４３（Ｐ２００７−２０５７４３）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【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２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【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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