(57)【要約】      （修正有）【課題】失火による退避走行時にも制動性能と内燃機関の燃焼安定性を確保することができる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵは、内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、内燃機関の失火に伴って減少した出力に関連する変数と、負圧と、に基づいて決定した制限量により内燃機関の出力を制限する。上記の内燃機関の失火に伴って減少した出力に関連する変数は、失火により減少した出力を、要求出力により除して得られる失火レベルである。【選択図】図２
2020033906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブと、
前記吸気管で発生する負圧を用いて、車両の制動を行うブレーキと、を有する車両に搭載され、
前記内燃機関の出力を決定し、決定した前記出力に応じて前記スロットルバルブのスロットル開度を変更する制御部を有する車両の制御装置において、
前記制御部は、前記内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの前記車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、前記内燃機関の失火に伴って減少した出力に関連する変数と、前記負圧と、に基づいて決定した制限量により前記内燃機関の出力を制限することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記変数は、失火により減少した前記出力を、前記要求出力により除して得られる失火レベルであ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】
前記制御部は、前記失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、前記負圧が所定の負圧閾値より真空に近い場合、前記失火レベルに基づいて前記制限量を決定することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、前記内燃機関の吸気バルブの開弁特性を変更する可変動弁装置を有し、
前記制御部は、前記失火レベルが所定の失火レベル閾値未満であり、かつ、前記負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、前記負圧に基づいて前記制限量を決定し、
前記吸気バルブと排気バルブとが共に開弁をしているバルブオーバーラップ量を増加させるように前記吸気バルブの開閉タイミングを進角側に制御することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記失火レベルが高いほど、及び前記負圧が大気圧に近いほど、前記制限量を大きくすることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、前記負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、前記内燃機関がアイドリング状態となるように前記制限量を決定することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の異常時に、機関始動性や回転安定性を確保して退避走行を可能とする技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、エンジンが異常状態にあると検出された場合に、リフト量可変アクチュエータを駆動して強制的に吸気バルブに対するバルブ作用角を最小にしてバルブオーバーラップが無い状態にしている。特許文献１に記載された技術によれば、エンジンの回転安定性が高くなり、エンジンの異常時においても退避走行が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３０１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、内燃機関の異常状態としては、内燃機関の各気筒に備えられる燃料を噴射する燃料噴射弁が故障することにより燃料が噴射できない状態や、燃料に点火を行う点火プラグや点火プラグへ供給する電圧を昇圧するイグニッションコイル等が故障した状態がある。このような状態では、筒内へ投入した燃料を燃焼させることができず、内燃機関の一部気筒が失火した状態となる。
【０００５】
このような異常が発生した場合、ドライバは車両を退避走行させるためにアクセルペダルを踏み込むことがある。アクセルペダルが踏み込まれた場合、スロットルバルブの開度が増加するが、失火によりエンジン回転数の上昇が妨げられているため、吸気管におけるスロットルバルブの下流側の負圧が減少する。このため、車両が停止するために必要な負圧がブレーキに供給されない恐れがある。
【０００６】
また、燃料噴射弁、点火プラグ、又はイグニッションコイルの一時的な故障により内燃機関の失火が発生している場合、故障状態から正常状態に復帰した際に、失火に伴って減少していた出力が急増し、ドライバビリティ等を損なうおそれがある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、エンジンの異常時に車両の制動に必要な負圧を確保することについて考慮されておらず、退避走行時の制動性能を確保できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、失火による退避走行時にも制動性能と内燃機関の燃焼安定性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、内燃機関と、前記内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブと、前記吸気管で発生する負圧を用いて、車両の制動を行うブレーキと、を有する車両に搭載され、前記内燃機関の出力を決定し、決定した前記出力に応じて前記スロットルバルブのスロットル開度を変更する制御部を有する車両の制御装置において、前記制御部は、前記内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの前記車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、前記内燃機関の失火に伴って減少した出力に関連する変数と、前記負圧と、に基づいて決定した制限量により前記内燃機関の出力を制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、失火による退避走行時にも制動性能と内燃機関の燃焼安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３は、図２の車両の制御装置に係る負圧と失火レベルとに基づいて制御種別を変更する際に参照するマップである。
【図４】図４は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置における失火レベルの演算に用いられる数式である。
【図５】図５は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置による、内燃機関の失火発生時の出力制限の一例を説明するタイミングチャートである。
【図６】図６は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置による、内燃機関の失火発生時の出力制限の他の例を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、内燃機関と、内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブと、吸気管で発生する負圧を用いて、車両の制動を行うブレーキと、を有する車両に搭載され、内燃機関の出力を決定し、決定した出力に応じてスロットルバルブのスロットル開度を変更する制御部を有する車両の制御装置において、制御部は、内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、内燃機関の失火に伴って減少した出力に関連する変数と、負圧と、に基づいて決定した制限量により内燃機関の出力を制限することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、失火による退避走行時にも制動性能と内燃機関の燃焼安定性を確保することができる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の一実施例に係る車両の制御装置について図面を用いて説明する。図１から図６は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を説明する図である。
【００１４】
図１に示すように、車両５０は、内燃機関１と、車両５０の駆動力を調節するアクセルと、車両５０の制動を行うブレーキ１５と、車両５０を総合的に制御する制御部としてのＥＣＵ１００（Electronic  Control  Unit）と、を含んで構成される。
【００１５】
内燃機関１には、気筒毎に燃焼室６が形成されている。本実施例において、内燃機関１は、各燃焼室６に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。
【００１６】
内燃機関１には、各気筒の燃焼室６に空気を導入する吸気管２が設けられており、吸気管２は、図示しない吸気ポートを介して燃焼室６に連通している。吸気管２は、吸気ポート側の端部において、各吸気ポートに向かって分岐する多岐部（吸気マニホールド４）を形成しており、吸気ポートごとに空気を導入するようになっている。
【００１７】
内燃機関１には、各気筒の燃焼室６から排気を排出する排気管１１が設けられており、排気管１１は、図示しない排気ポートを介して燃焼室６に連通している。排気管１１は、排気ポート側の端部において、各排気ポートに向かって分岐する多岐部（排気マニホールド１０）を形成しており、排気ポートごとに空気を排出するようになっている。
【００１８】
内燃機関１の各燃焼室６には、閉弁時に燃焼室６の密閉性を保ち、吸入空気の導入時に開弁される図示しない吸気バルブと、閉弁時に燃焼室６の密閉性を保ち、排気ガスの排出時に開弁される図示しない排気バルブとが設けられている。
【００１９】
吸気バルブと排気バルブはカムシャフトのカム山により開弁駆動され、カムシャフトの一端には吸気バルブと排気バルブの開弁特性を変更するために可変動弁装置９を備えている。可変動弁装置９は、吸気バルブと排気バルブとが共に開弁しているバルブオーバーラップ状態の期間を調節するようになっている。
【００２０】
なお、可変動弁装置９の駆動方式は、内燃機関１に備えられた図示しないオイルポンプが発生する油圧を用いた油圧駆動方式、又は図示しないバッテリの電力を用いたモータ駆動方式のいずれも用いることができる。
【００２１】
吸気管２の途中には、スロットルバルブ３と、負圧センサ２０とが設けられている。スロットルバルブ３は、内燃機関１が吸入する空気の量を調節する。スロットルバルブ３は、図示しないモータにより開閉される電子制御スロットルバルブからなる。負圧センサ２０は、スロットルバルブ３の下流側における気圧を吸気圧として検出し、検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００２２】
排気管１１の途中には排気浄化装置１２が設けられており、この排気浄化装置１２は、内燃機関１から排出される排気ガスを浄化する。排気浄化装置１２は、ハニカム状に成形される活性アルミナと、白金等の触媒が担持されている。排気浄化装置１２は、排気ガス中の一酸化炭素、窒素酸化物、未燃燃料を、酸化還元反応により二酸化炭素、窒素、水等へ変換している。
【００２３】
内燃機関１には、燃焼室６へ燃料を直接噴射する燃料噴射弁７と、燃焼室６の混合気を点火する点火プラグ８と、図示しないバッテリから入力される電力を昇圧した後に点火プラグ８へ電力を供給する図示しないイグニッションコイルが気筒毎に設けられている。燃料噴射弁７、点火プラグ８及びイグニッションコイルは、ＥＣＵ１００に電気的に接続されている。
【００２４】
燃料噴射弁７の燃料噴射量及び燃料噴射タイミング、点火プラグ８の点火時期及び放電量は、ＥＣＵ１００により制御される。
【００２５】
アクセルペダル１４にはアクセル開度センサ１４Ａが設けられている。アクセル開度センサ１４Ａは、ＥＣＵ１００に電気的に接続されており、アクセルペダル１４の踏込み量をＥＣＵ１００に出力する。
【００２６】
ブレーキ１５は、ドライバが操作するブレーキペダル１６の操作量を検出するブレーキペダルスイッチ１６Ｂを備えている。ブレーキペダルスイッチ１６Ｂは、ＥＣＵ１００に接続されている。
【００２７】
また、ブレーキ１５は、ブレーキブースター１７を備えており、このブレーキブースター１７は、吸気管２から負圧導入管２１を経由して供給される負圧を用いて制動力を増幅する。ブレーキブースター１７で増幅された制動力は、各駆動輪のブレーキキャリパ１８のホイールシリンダーへ油圧により伝達され、車両５０が制動される。
【００２８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)と、バックアップ用データなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００２９】
このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１００として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによりこれらのコンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ１００として機能する。
【００３０】
ＥＣＵ１００の入力ポートには、負圧センサ２０、アクセル開度センサ１４Ａ、ブレーキペダルスイッチ１６Ｂを含む各種センサ類が接続されている。
【００３１】
ＥＣＵ１００の出力ポートは、内燃機関１のスロットルバルブ３、燃料噴射弁７、点火プラグ８、イグニッションコイル、可変動弁装置９を含む各種制御対象類が接続されている。ＥＣＵ１００は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、内燃機関１を含む各種制御対象類を制御する。
【００３２】
ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１４Ａから出力されるアクセル開度に基づいて、ドライバからの要求出力を算出する。ＥＣＵ１００は、算出される要求出力が達成されるようにスロットルバルブ３の開度（以下スロットル開度という）と、燃料噴射弁７の燃料噴射タイミング、及び燃料噴射量と、点火プラグ８の点火タイミング又はイグニッションコイルの放電電圧を電気的に制御する。このように、ＥＣＵ１００は、各種装置によって出力されるパラメータを調節することによって内燃機関１の運転状態を制御する。
【００３３】
ここで、内燃機関１の機関部品が故障している場合、内燃機関１の失火が発生することがある。内燃機関１の機関部品とは、例えば、燃料噴射弁７、点火プラグ８、イグニッションコイル等である。
【００３４】
本実施例では、内燃機関１の一部気筒において失火が継続的に発生している場合、ＥＣＵ１００は、スロットル開度を制限することにより内燃機関１の出力を制限する。ＥＣＵ１００は、内燃機関１が発生する負圧の大きさと、失火気筒が失火から復帰して燃焼を再開した際の出力増加量等と、を考慮して内燃機関１の出力の制限量を決定する。
【００３５】
ここで、一部気筒における失火とは、複数ある燃焼室６の一部の燃焼室６において失火が発生していることを意味する。本実施例では、図１において、１番気筒（＃１と記す）から４番気筒（＃４と記す）の４つの燃焼室６のうち、３つ以下の燃焼室６で失火が継続的に発生していることをいう。
【００３６】
また、本実施例では、ＥＣＵ１００は、失火により減少した出力を、ドライバが要求する要求出力により除した変数を、内燃機関１の失火に伴って減少した出力に関連する変数（以下、失火レベルという）として算出する。
【００３７】
なお、失火レベルは他の手法から求めてもよい。例えば、失火が発生している燃焼室６の数を内燃機関１のすべての燃焼室６の数で除した値を、失火レベルとしてもよい。すなわち、失火によって減少する出力の割合を表わす値である限り、図４に示す数式に限定されない。
【００３８】
また、本実施例では、ＥＣＵ１００は、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より真空に近い場合、失火レベルに基づいて内燃機関１の出力の制限量を決定する。
【００３９】
ここで、失火レベルに基づいて出力の制限量を決定する際は、ＥＣＵ１００は、制限後の出力により得られる車両５０の速度（車速）が所定の上限車速以下となるように、制限量を決定することが好ましい。車速が所定の上限車速より大きく、車両５０の運動エネルギーが大きい場合、失火に起因して低下している負圧ではブレーキ１５の制動力が不足してしまうため、制動力の不足を回避するためである。
【００４０】
また、本実施例では、失火レベルが所定の失火レベル閾値未満であり、かつ、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、負圧に基づいて内燃機関１の出力の制限量を決定し、かつ、吸気側に備えられた吸気バルブの開閉タイミングを、アイドリング時に使用される開閉タイミングであるアイドリングタイミングより進角側へ変更し、バルブオーバーラップ量を増加させる。
【００４１】
また、本実施例では、ＥＣＵ１００は、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、そうでない場合よりも内燃機関１の出力の制限量を大きくする。
【００４２】
なお、失火レベルの閾値および負圧の閾値を多段階に設定し、領域の区分数を増やしてもよく、その場合、失火レベルが高いほど、及び負圧が大気圧に近いほど、制限量が大きく設定される。
【００４３】
また、本実施例では、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、内燃機関１の出力を、内燃機関１がアイドリング状態となるように、出力を制限する。
【００４４】
次に、図２を参照して、本実施例に係る車両の制御装置において、ＥＣＵ１００により実行される動作について説明する。
【００４５】
図２において、ＥＣＵ１００は、フェールセーフ制御の実行条件が成立しているか否かを繰り返し判別する（ステップＳ１）。ここでは、ＥＣＵ１００は、内燃機関１のいずれかの燃焼室６において失火が発生している場合はフェールセーフ制御の実行条件が成立していると判断する。また、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数の変動に基づいて失火の発生の有無を判別する。
【００４６】
ステップＳ１でフェールセーフ制御条件が成立した場合、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ１４Ａの出力値を参照し、アクセル開度が所定開度以上であるか否か判別する（ステップＳ２）。
【００４７】
ここで、アクセル開度の所定開度は、ドライバが退避走行を意図してアクセルペダル１４を大きく踏み込む場合に想定されるアクセル開度に設定されている。また、アクセル開度が所定開度以上の場合とは、ドライバからの車両５０への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合に相当する。
【００４８】
ステップＳ２で、アクセル開度が所定開度以上である場合、ＥＣＵ１００は、負圧の検出及び失火レベルの演算を実行する（ステップＳ３）。
【００４９】
次いで、ＥＣＵ１００は、負圧及び失火レベルに基づいて、現在の運転領域が領域ａであるか否かを判別する（ステップＳ４）。ここで、領域ａは、図３に示すように、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より真空に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値未満の領域である。
【００５０】
また、この領域ａは、ブレーキブースター１７に供給される負圧が十分に大きく、車両５０の制動能力が十分に確保されている領域である。また、領域ａは、失火レベルが低く、一時的な内燃機関１の機関部品の動作復帰により失火が解消された際に、発生するトルクショックが小さい領域である。
【００５１】
ステップＳ４では、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より真空に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値未満である場合、ＥＣＵ１００は、運転領域が領域ａに属していると判別する。
【００５２】
ステップＳ４で運転領域が領域ａに属していると判別した場合、ＥＣＵ１００は、要求出力の増加量に概ね追従して内燃機関１の出力が増加するように、出力の制限量を決定する（ステップＳ５）。
【００５３】
したがって、領域ａでは、出力の制限量（介入量）は、領域ａ以外の領域における制限量よりも小さな値となる。なお、ＥＣＵ１００は、内燃機関１の出力に対して重み係数を掛けたり、内燃機関１の出力より一律に制限量を決定することにより、要求出力の増加に追従するように内燃機関１の出力の制限量を決定する。
【００５４】
一方、ステップＳ４で運転領域が領域ａに属していないと判別した場合、ＥＣＵ１００は、現在の運転領域が領域ｂであるか否かを判別する（ステップＳ６）。ここで、領域ｂは、図３に示すように、負圧が所定の負圧閾値より真空に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値以上の領域である。
【００５５】
また、領域ｂは、失火レベルが高く、一時的な内燃機関１の機関部品の動作復帰により失火が解消された際に、発生するトルクショックが大きく、大きなトルクショックが発生する領域である。
【００５６】
そこで、ステップＳ４で運転領域が領域ｂに属していると判別した場合、ＥＣＵ１００は、失火レベルが大きくなるほど内燃機関１の出力の制限量を大きくし、トルクショックの大きさを抑制する（ステップＳ７）。
【００５７】
このステップＳ７では、出力の制限量を大きくし過ぎるとエンジン回転数がアイドリング回転数を下回ってしまい、エンジンストールが発生するおそれがある。そのため、ステップＳ７において、ＥＣＵ１００は、内燃機関１の運転状態がアイドリング状態となるまでは制限量を増加（出力を低下）させるが、その後は制限量を増加させない。
【００５８】
一方、ステップＳ６で運転領域が領域ｂに属していないと判別した場合、ＥＣＵ１００は、現在の運転領域が領域ｃであるか否かを判別する（ステップＳ８）。ここで、領域ｃは、図３に示すように、負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値未満の領域である。
【００５９】
このステップＳ８では、ＥＣＵ１００は、負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値未満であると判別した場合、領域ｃに属していると判別する。
【００６０】
ここで、領域ｃでは、領域ａと同様に失火レベルが小さいため、トルクショックの抑制を目的としては出力の制限量を大きくする必要はない。しかし、領域ｃでは、ブレーキブースター１７に供給される負圧が大気圧に近く低い値のため、車両５０の制動能力が不十分になることが考えられる。
【００６１】
そこで、ＥＣＵ１００は、負圧が不足し過ぎないようにするために、負圧に基づいて出力の制限量を決定する（ステップＳ９）。また、このステップＳ９では、ＥＣＵ１００は、負圧だけでなく、車速も考慮して出力の制限量を決定する。
【００６２】
詳しくは、ＥＣＵ１００は、車速が所定の上限車速未満になるように、出力の制限量を決定する。これにより、ブレーキ１５に供給される負圧が低下している状態であっても、車両５０を制動することができる。また、このステップＳ９では、エンジンストールを回避するため、エンジン回転数がアイドリング回転数未満に低下しないように、制限量を決定する。
【００６３】
ステップＳ８がＮＯの場合、運転領域は領域ｄに属していることになる。領域ｄは、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値以上の領域である。
【００６４】
領域ｄでは、内燃機関１の機関部品が動作復帰して失火が解消した際に、発生するトルクショックが大きい。また、負圧が不足しているため車両５０の制動能力を十分に得ることができない。そのため、ＥＣＵ１００は、内燃機関１がストールをせずに運転を継続できるようにするため、内燃機関１がアイドリング状態となるように内燃機関１の出力の制限量を決定する（ステップＳ１０）。
【００６５】
ステップＳ２がＮＯの場合、ドライバからのアクセルペダル１４の踏込操作によってアクセル開度センサ１４Ａより出力されるアクセル開度に基づいたアクセル量の減少や車両５０への要求出力の減少に基づいて決定される退避要求がない状態であるため、失火が継続しているか判断する（ステップＳ１１）。また、ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０の実行後も、ステップＳ１１が実行される。ステップＳ１１で、失火が継続していないと判断された場合は、今回の動作を終了する。
【００６６】
図２のフローチャートの動作によれば、ステップＳ５、及びステップＳ７、ステップＳ９、ステップＳ１０において、内燃機関１の運転状態を変更することで、内燃機関１の一部気筒において失火が継続的に発生している状態であっても、ドライバによる退避要求の状態と、内燃機関１が発生する負圧の状態と、失火気筒の燃焼復帰時の発生する出力を考慮した退避走行が行われる。このようにすることで、失火等による出力低下時おける退避走行と内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。
【００６７】
ステップＳ１１で、失火が継続していると判断された場合は、ステップＳ２へリターンし、本発明制御を継続的に実行する。このようにすることで失火が継続している状態であっても、失火による出力低下時における退避走行と内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。
【００６８】
また、本実施例では４つの領域ａ、ｂ、ｃ、ｄに区分して制御を行っているが、さらに領域の数を増やし、より細やかな制御を行ってもよい。さらに、本実施例では所定の負圧閾値及び所定の失火レベル閾値に対して実際の値がそれぞれ大きいか否かに基づいて制御方法の変更を行ったが、内燃機関１の負圧の増減、及び失火レベルの増減に応じて制限量を決定してもよい。
【００６９】
次に、図５を参照して、内燃機関１の失火が発生した際の、ＥＣＵ１００による内燃機関１の出力制限の一例について説明する。
【００７０】
図５において、縦軸は車速と、内燃機関１が発生する負圧と、内燃機関１の出力と、失火レベルを示し、横軸は時間を示している。点線は、内燃機関１が発生する負圧の制御切り替えに使用する負圧閾値を示している。また、一点鎖線は、アクセル開度センサ１４Ａより入力されるアクセル開度から算出される要求出力を示している。
【００７１】
時刻ｔ１では、内燃機関１のいずれかの気筒において継続的に失火が発生したため、要求出力に対して内燃機関１の出力が低下し、ＥＣＵ１００が算出する失火レベルが上昇する。
【００７２】
ＥＣＵ１００は、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間において、内燃機関１が発生する負圧が負圧閾値より真空に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値以下であるため、ＥＣＵ１００は、現在の内燃機関の運転状態が領域ａに属していると判断する。
【００７３】
また、要求出力が所定の閾値以上に上昇したため、ＥＣＵ１００は、ドライバの退避走行要求が成立していると判断し、実際の出力が要求出力に概ね追従できるように内燃機関１の出力の制限量を決定する。
【００７４】
時刻ｔ３において、ＥＣＵ１００は、内燃機関１が発生する負圧が車速に基づいて決定される負圧閾値に到達した場合、内燃機関１の出力を制限する。このような場合、内燃機関１が発生する負圧に基づいて決定される上限車速以下となる様に内燃機関１の出力の制限量を決定する。または、ＥＣＵ１００は、ドライバから車両５０への要求出力がある場合、内燃機関１が発生する負圧に基づいて決定される上限車速となるように車両５０を走行させてもよい。
【００７５】
また、ＥＣＵ１００は、内燃機関１の出力を制限するとともに、可変動弁装置９の吸気側に備えられた吸気バルブの開閉タイミングを、アイドリング時に使用される開閉タイミングであるアイドリングタイミングより進角側へ変更する。
【００７６】
すなわち、ＥＣＵ１００は、可変動弁装置９に備えられた吸気バルブと排気バルブとが共に開弁しているバルブオーバーラップ状態の期間を長くする。このようにすることで、排気ガスを排出するときに発生する空気の慣性を用いて吸入空気量を増加させ、内燃機関１が発生する負圧を増加させることができる。
【００７７】
時刻ｔ４において、ドライバによる要求がなくなるため、内燃機関１の出力を、内燃機関１の運転状態がアイドリング状態となるように内燃機関１の出力を決定する。
【００７８】
次に、図６を参照して、内燃機関１の失火が発生した際の、ＥＣＵ１００による内燃機関１の出力制限の他の例について説明する。
【００７９】
図６において、縦軸は車速と、内燃機関１が発生する負圧と、内燃機関１の出力と、失火レベルとを示し、横軸は時間を示す。点線は、内燃機関１が発生する負圧の制御切り替えに使用する負圧閾値を示す。一点鎖線は、アクセル開度センサ１４Ａより入力されるアクセル開度より算出される要求出力を示す。
【００８０】
時刻ｔ１１では、内燃機関１のいずれかの気筒において継続的に失火が発生したため、要求出力に対して内燃機関１の出力が低下し、ＥＣＵ１００が算出する失火レベルが上昇する。
【００８１】
ＥＣＵ１００は、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３の期間において、内燃機関１が発生する負圧が負圧閾値より真空に近く、かつ失火レベルが所定の失火レベル閾値より小さいため、ＥＣＵ１００は、領域ａに属していると判断する。要求出力が所定の閾値以上に上昇したため、ドライバの退避走行要求が成立していると判断する。
【００８２】
時刻ｔ１３において、内燃機関１の複数の気筒において継続的に失火が発生したため、要求出力に対して内燃機関１の出力がより低下し、ＥＣＵ１００が算出する失火レベルが上昇する。
【００８３】
ＥＣＵ１００は、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であるため、内燃機関１が発生する負圧は車両５０の制動を行うための必要な負圧が十分あるが、失火レベルが高いため、領域ｂに属していると判断する。
【００８４】
このようにすることで、内燃機関１の機関部品の故障による失火からの動作復帰時に発生するトルクショックの大きさを考慮した退避走行を行うことにより、失火による出力低下時における退避走行と内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。
【００８５】
時刻ｔ１４において、内燃機関１の複数の気筒において継続的に失火が発生しており、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上である。このような場合、ＥＣＵ１００は失火レベルの所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近いと判断し、内燃機関１の運転状態が領域ｄであると判断する。
【００８６】
ＥＣＵ１００は、領域ｄであるという判断に基づいて、内燃機関１の運転状態を内燃機関１の運転状態がアイドリング状態になるように内燃機関１の出力の制限量を決定する。
【００８７】
このようにすることで、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であるため失火による出力の低下量が大きく、内燃機関１が発生する負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近いため車両５０の制動能力が不十分である場合は、内燃機関１の運転状態がアイドリング状態となるように内燃機関１の出力の制限量を決定する。これにより、車両５０の制動に必要な負圧を確保することができ、内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。
【００８８】
以上のように、本実施例において、ＥＣＵ１００は、内燃機関１の失火を検出し、かつドライバからの車両５０への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、内燃機関１の失火に伴って減少した出力に関連する変数と、負圧と、に基づいて決定した制限量により内燃機関１の出力を制限する。
【００８９】
このようにすることで、失火の発生時にドライバが退避走行のためにアクセルペダルを踏み込んだ場合、失火に伴って減少した出力に関連する変数と、負圧と、に基づいて決定した制限量により内燃機関１の出力が制限される。また、スロットル開度を制限することにより出力が制限される。
【００９０】
このため、ドライバの実際のアクセルペダルの踏込み量に対してスロットル開度が制限されるので、吸気管２からブレーキ１５に供給される負圧が低下することを抑制でき、制動性能を確保できる。
【００９１】
また、失火に伴って減少した出力に関連する変数と、負圧と、に基づいて出力の制限量を決定しているので、一時的な失火が解消して正常に戻った際に内燃機関１の出力の急増を抑制でき、内燃機関１の燃焼安定性を確保できる。このため、失火からの復帰時に出力が急増してトルクショックが発生することを抑制できる。
【００９２】
また、本実施例において、上記の内燃機関１の失火に伴って減少した出力に関連する変数は、失火により減少した出力を、要求出力により除して得られる失火レベルである。
【００９３】
このようにすることで、内燃機関１が失火から復帰した際に発生するトルクショックの大きさを考慮して、出力の制限量を決定できるので、トルクショックを抑制できる。
【００９４】
また、本実施例において、ＥＣＵ１００は、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、負圧が所定の負圧閾値より真空に近い場合、失火レベルに基づいて内燃機関１の出力の制限量を決定する。
【００９５】
ここで、失火レベルが高い状態において内燃機関１の出力の制限量が十分でない場合、失火から復帰した際に出力が急増して大きなトルクショックが発生してしまう。そこで、上記のように、失火レベルに基づいて内燃機関１の出力の制限量を決定することにより、トルクショックを抑制できる。
【００９６】
また、本実施例において、ＥＣＵ１００は、失火レベルが所定の失火レベル閾値未満であり、かつ、負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、負圧に基づいて制限量を決定し、吸気バルブと排気バルブとが共に開弁をしているバルブオーバーラップ量を増加させるように吸気バルブの開閉タイミングを進角側に制御する。
【００９７】
このようにすることで、失火からの復帰時のトルクショックの発生を抑制でき、内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。また、バルブオーバーラップ量を増加させることにより掃気効率が向上し、負圧を増大させることができるため、制動能力を確保できる。
【００９８】
また、本実施例において、ＥＣＵ１００は、失火レベルが高いほど、及び負圧が大気圧に近いほど、制限量を大きくする。
【００９９】
このようにすることで、失火からの復帰時の出力の急増によるトルクショックを回避でき、内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。
【０１００】
また、ＥＣＵ１００は、失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、内燃機関１がアイドリング状態となるように制限量を決定する。
【０１０１】
このようにすることで、内燃機関１がアイドリング状態となるように制御され、エンジンストールを回避できるので、制動に必要な負圧を確保でき、内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。
【０１０２】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【０１０３】
１  内燃機関
２  吸気管
３  スロットルバルブ
９  可変動弁装置
１５  ブレーキ
２０  負圧センサ
５０  車両
１００  ＥＣＵ（制御部）
【図１】
2020033906.tif 000003
【図２】
2020033906.tif 000004
【図３】
2020033906.tif 000005
【図４】
2020033906.tif 000006
【図５】
2020033906.tif 000007
【図６】
2020033906.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月5日(2019.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブと、
前記吸気管で発生する負圧を用いて、車両の制動を行うブレーキと、を有する車両に搭載され、
前記内燃機関の出力を決定し、決定した前記出力に応じて前記スロットルバルブのスロットル開度を変更する制御部を有する車両の制御装置において、
前記制御部は、
前記内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの前記車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、前記内燃機関の失火に伴って減少した前記出力に関連する変数であって失火により減少した前記出力を前記要求出力により除して得られる失火レベルと、前記負圧と、に基づいて決定した制限量により前記内燃機関の前記出力を制限し、
前記失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、前記負圧が所定の負圧閾値より真空に近い場合、前記失火レベルに基づいて前記制限量を決定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
内燃機関と、
前記内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブと、
前記吸気管で発生する負圧を用いて、車両の制動を行うブレーキと、を有する車両に搭載され、
前記内燃機関の出力を決定し、決定した前記出力に応じて前記スロットルバルブのスロットル開度を変更する制御部を有する車両の制御装置において、
前記内燃機関は、前記内燃機関の吸気バルブの開弁特性を変更する可変動弁装置を有し、
前記制御部は、
前記内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの前記車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、前記内燃機関の失火に伴って減少した前記出力に関連する変数であって失火により減少した前記出力を前記要求出力により除して得られる失火レベルと、前記負圧と、に基づいて決定した制限量により前記内燃機関の前記出力を制限し、
前記失火レベルが所定の失火レベル閾値未満であり、かつ、前記負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、前記負圧に基づいて前記制限量を決定し、
前記吸気バルブと排気バルブとが共に開弁をしているバルブオーバーラップ量を増加させるように前記吸気バルブの開閉タイミングを進角側に制御することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
内燃機関と、
前記内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブと、
前記吸気管で発生する負圧を用いて、車両の制動を行うブレーキと、を有する車両に搭載され、
前記内燃機関の出力を決定し、決定した前記出力に応じて前記スロットルバルブのスロットル開度を変更する制御部を有する車両の制御装置において、
前記制御部は、
前記内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの前記車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、前記内燃機関の失火に伴って減少した前記出力に関連する変数であって失火により減少した前記出力を前記要求出力により除して得られる失火レベルと、前記負圧と、に基づいて決定した制限量により前記内燃機関の前記出力を制限し、
前記失火レベルが高いほど、及び前記負圧が大気圧に近いほど、前記制限量を大きくすることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、前記負圧が所定の負圧閾値より大気圧に近い場合、前記内燃機関がアイドリング状態となるように前記制限量を決定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、内燃機関と、前記内燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブと、前記吸気管で発生する負圧を用いて、車両の制動を行うブレーキと、を有する車両に搭載され、前記内燃機関の出力を決定し、決定した前記出力に応じて前記スロットルバルブのスロットル開度を変更する制御部を有する車両の制御装置において、前記制御部は、前記内燃機関の失火を検出し、かつドライバからの前記車両への要求出力が所定の出力閾値以上に増加した場合、前記内燃機関の失火に伴って減少した前記出力に関連する変数であって失火により減少した前記出力を前記要求出力により除して得られる失火レベルと、前記負圧と、に基づいて決定した制限量により前記内燃機関の前記出力を制限し、前記失火レベルが所定の失火レベル閾値以上であり、かつ、前記負圧が所定の負圧閾値より真空に近い場合、前記失火レベルに基づいて前記制限量を決定することを特徴とする。