(57)【要約】  排気フラップの動作の安全性を確保し、車両の安全性を向上し得る電子制御装置及び排気ブレーキ制御装置を提案する。  排気フラップ（１９）の開閉動作を制御する排気フラップ制御部（３２）と、排気フラップ（１９）と、排気フラップ制御部（３２）との間に配置されたリレー（５０）の動作を制御するリレー制御部（４０）とを備え、リレー制御部（４０）は、車両（１）の急な減速又はスリップが検知された場合、リレー（５０）を動作させて、排気フラップ制御部（３２）から排気フラップ（１９）に送信される制御信号（Ｓ１）を遮断することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気フラップ（１９）の開閉動作を制御する排気フラップ制御部（３２）と、
前記排気フラップ（１９）と、前記排気フラップ制御部（３２）との間に配置されたリレー（５０）の動作を制御するリレー制御部（４０）とを備え、
前記リレー制御部（４０）は、
車両（１）の急な減速又はスリップが検知された場合、前記リレー（５０）を動作させて、前記排気フラップ制御部（３２）から前記排気フラップ（１９）に対して送信される制御信号（Ｓ１）を遮断する
ことを特徴とする電子制御装置（３０）。
【請求項２】
前記排気フラップ制御部（３２）は、
前記排気フラップ（１９）を閉位置に動作させる場合又は閉位置に維持させる場合、前記制御信号（Ｓ１）を生成し、前記リレー（５０）を介して前記排気フラップ（１９）に送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置（３０）。
【請求項３】
前記リレー制御部（４０）は、
前記リレー（５０）を導通させることにより前記リレー（５０）を動作させて、前記リレー（５０）を介して接続されている前記排気フラップ制御部（３２）と前記排気フラップ（１９）との間の信号線を遮断することにより、前記排気フラップ制御部（３２）からの制御信号（Ｓ１）を遮断する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御装置（３０）。
【請求項４】
前記リレー制御部（４０）は、
前記排気フラップ制御部（３２）と前記排気フラップ（１９）との間を接続する信号線とは異なる独立した信号線を用いて前記リレー（５０）を動作させて、前記排気フラップ制御部（３２）からの制御信号（Ｓ１）を遮断する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電子制御装置（３０）。
【請求項５】
前記リレー制御部（４０）は、
前記排気フラップ制御部（３２）とは別々の回路である
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電子制御装置（３０）。
【請求項６】
排気フラップ（１９）と、
前記排気フラップ（１９）の開閉動作を制御する排気フラップ制御部（３２）と、
前記排気フラップ（１９）と、前記排気フラップ制御部（３２）との間に配置されるリレー（５０）と、
前記リレー（５０）の動作を制御するリレー制御部（４０）とを備え、
前記リレー制御部（４０）は、
車両（１）の急な減速又はスリップが検知された場合、前記リレー（５０）を動作させて、前記排気フラップ制御部（３２）から前記排気フラップ（１９）に対して送信される制御信号（Ｓ１）を遮断する
ことを特徴とする排気ブレーキ制御装置（１００）。
【請求項７】
前記リレー制御部（４０）は、
前記排気フラップ制御部（３２、３３、３４）とは別々の筐体に格納される
ことを特徴とする請求項６に記載の排気ブレーキ制御装置（１００Ｂ、１００Ｃ）。
【請求項８】
前記リレー制御部（４０）は、
車両（１）の急な減速又はスリップを検知するＡＢＳ又はＥＳＰに格納される
ことを特徴とする請求項７に記載の排気ブレーキ制御装置（１００Ｂ、１００Ｃ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置及び排気ブレーキ制御装置に関し、特にディーゼルエンジンを搭載する車両に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にディーゼルエンジンを搭載する大型車両は、排気管内に排気フラップを備える。排気フラップは、電子制御装置（ECU：Electronic  Control  Unit）の制御により、排気管を開放する開位置又は排気管を閉鎖する閉位置に動作する。【０００３】
排気フラップが排気管を閉鎖する閉位置に動作すると、排気管内の排気圧力が増加することでエンジンの回転抵抗が増加し、エンジンブレーキの作用が向上する。このように排気フラップを閉鎖させてエンジンブレーキの作用を向上させるブレーキを一般に、排気ブレーキと呼ぶ。【０００４】
特許文献１には、排気ブレーキに関する技術が開示されている。具体的にはバタフライバルブ（排気フラップ）に孔を形成することで、排気フラップが全閉位置の場合でも一定の排気流量を確保する排気ブレーキが開示されている。この特許文献１に記載の技術によれば、排気流量の管理に要するコストを削減することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで排気フラップは、車両の動作の安全性を確保すべき部品としてはあまり認識されていない。例えばＥＣＵの故障により排気フラップが意図せず全閉位置に動作した場合、エンジンブレーキの作用が効きすぎて、路面の状態によっては急な減速やスリップが発生する。そのため車両の安全性が低下するという課題が生じる。【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、排気フラップの動作の安全性を確保し、車両の安全性を向上し得る電子制御装置及び排気ブレーキ制御装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために、本発明においては、排気フラップ（１９）の開閉動作を制御する排気フラップ制御部（３２）と、排気フラップ（１９）と、排気フラップ制御部（３２）との間に配置されたリレー（５０）の動作を制御するリレー制御部（４０）とを備え、リレー制御部（４０）は、車両（１）の急な減速又はスリップが検知された場合、リレー（５０）を動作させて、排気フラップ制御部（３２）から排気フラップ（１９）に送信される制御信号（Ｓ１）を遮断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排気フラップの動作の安全性を確保し、車両の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両の吸気系及び排気系の全体構成図である。
【図２Ａ】排気ブレーキ制御装置の内部構成図である。
【図２Ｂ】他の排気ブレーキ制御装置の内部構成図である。
【図２Ｃ】他の排気ブレーキ制御装置の内部構成図である。
【図３】排気フラップ制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明について、図面を参照しながら本発明の一実施の形態を詳述する。なお以下の説明はあくまで本発明の一実施の形態にすぎず、本発明の技術的範囲がこれに限定されるものではない。
【００１２】
図１は、車両１の吸気系及び排気系の全体構成を示す。
吸気系は、吸気管１１、コンプレッサ１２ａ、インタークーラ１３及び吸気マニホルド１４を備える。吸気ｉは、吸気管１１を通って、コンプレッサ１２ａにより圧縮され、インタークーラ１３により冷却され、吸気マニホルド１４により各気筒に分配される。各気筒に分配された吸気ｉは、インジェクタ１５から噴射される燃料と混合されて、各気筒の燃焼室内で燃焼する。
【００１３】
排気系は、排気マニホルド１６、排気管１７、排気再循環（EGR：Exhaust  Gas  Recirculation）装置１８、タービン１２ｂ、排気フラップ１９及び排気浄化装置２０を備える。各気筒の燃焼室から排出された排気ｅは、排気マニホルド１６により統合された後、排気管１７を通って、ＥＧＲ装置１８方向に流れる排気と、タービン１２ｂ方向に流れる排気とに分岐される。
【００１４】
ＥＧＲ装置１８方向に流れる排気ｅは、ＥＧＲ管１８ａを通って、ＥＧＲクーラ１８ｂにより冷却され、ＥＧＲ弁１８ｃにより流量が調整されて再度、吸気マニホルド１４により各気筒に分配される。各気筒に分配された排気ｅは、燃焼のために再利用される。
【００１５】
一方で燃焼のために再利用されない排気ｅは、タービン１２ｂ方向に流れる。排気ｅは、タービン１２ｂを介して、このタービン１２ｂに接続されているコンプレッサ１２ａを回転駆動する。なおコンプレッサ１２ａの回転駆動により吸気ｉが圧縮される結果、燃焼室内での燃焼が促進される。コンプレッサ１２ａ及びタービン１２ｂは、一般にターボチャージャ１２と呼ばれる。
【００１６】
タービン１２ｂを通過した排気ｅは、排気フラップ１９により流量が調整される。この排気フラップ１９の動作の詳細については後述するが、通常時には開位置に動作し、排気ブレーキ動作時には閉位置に動作する。排気フラップ１９により流量が調整された排気ｅは、排気浄化装置２０を通過した後、外部に排出される。
【００１７】
排気浄化装置２０は、ＤＰＦ（Diesel  Particulate  Filter）装置２０ａ及び尿素ＳＣＲ（Selective  Catalytic  Reduction）装置２０ｂを備える。ＤＰＦ装置２０ａは、排気ｅに含まれる粒子状物質を捕集し除去する。尿素ＳＣＲ装置２０ｂは、尿素水溶液を用いて排気ｅに含まれる窒素酸化物を人体に無害な窒素又は水蒸気に還元する。
【００１８】
また車両１は、排気ブレーキ制御装置１００を備える。
排気ブレーキ制御装置１００は、電子制御装置（ECU：Electronic  Control  Unit）３０、リレー制御部４０、リレー５０及び排気フラップ１９を備える。
【００１９】
なおここでは、ＥＣＵ３０の内部にリレー制御部４０を備えるものとして図示しているが（図１、図２Ａ）、必ずしもこれに限らず、ＥＣＵ３０とは別の装置の内部にリレー制御部４０を備えるとしてもよい（図２Ｂ、図２Ｃ）。例えばＥＣＵ３０とは別の装置であるＡＢＳ（Antilock  Brake  System）装置やＥＳＰ（Electronic  Stability  Control）装置の内部にリレー制御部４０を備えるとしてもよい。
【００２０】
ＥＣＵ３０は、車両１の各部に設置された各種センサ（図示省略）からの信号を受信し、また車両１の各部に設置された各種機器（図示省略）に対して制御信号を送信することにより、車両１の動作を統括的に制御する。
【００２１】
特にここでは、ＥＣＵ３０は排気フラップ１９を動作させるアクチュエータ（図示省略）に対して、リレー５０を介して制御信号Ｓ１を送信する。これによりＥＣＵ３０は、通常、開位置にある排気フラップ１９を排気ブレーキ動作時には閉位置に動作させることができる。なお閉位置には、排気管１７を部分的に閉鎖する中間位置と、排気管１７の全部を閉鎖する全閉位置とがある。
【００２２】
排気フラップ１９は、リターンスプリング等のバネ部材を備え（図示省略）、制御信号Ｓ１が送信されない通常時には、リターンスプリングのバネ力の作用により開位置の状態を維持する。これに対し排気フラップ１９は、制御信号Ｓ１が送信される排気ブレーキ動作時には、リターンスプリングのバネ力に反して閉位置に動作する。
【００２３】
また排気フラップ１９は、位置センサを備え（図示省略）、開位置又は閉位置を示す位置信号Ｓ２をＥＣＵ３０に送信する。ＥＣＵ３０は、この位置信号Ｓ２に基づいて排気フラップ１９の動作を適宜制御する。
【００２４】
リレー制御部４０は、制御信号Ｓ１を生成又は送信する回路とは異なる回路、或いは、ＥＣＵ３０とは物理的に異なる装置（ＡＢＳ、ＥＳＰ等）に格納されて構成される。またリレー制御部４０は、制御信号Ｓ１が送信される信号線とは異なる独立した信号線を用いて、リレー５０の動作を制御する。
【００２５】
具体的にリレー制御部４０は、急な減速又はスリップが検知された場合にはリレー５０に対して遮断信号Ｓ３を送信し、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｓ１を遮断する。これにより排気フラップ１９は、リターンスプリングのバネ力の作用により開位置に動作する。
【００２６】
これに対しリレー制御部４０は、急な減速又はスリップが検知されていない通常時には、遮断信号Ｓ３を送信せずにＥＣＵ３０と排気フラップ１９との間を接続する信号線を導通させる。すなわち排気フラップ１９は、ＥＣＵ３０からの制御信号Ｓ１を受信する場合には閉位置の状態を維持し、受信しない場合には開位置の状態を維持する。
【００２７】
リレー制御部４０は、減速又はスリップを検知するＡＢＳ又はＥＳＰ等の外部装置からの検知信号を受信した場合に遮断信号Ｓ３を送信するとしてもよいし、リレー制御部４０自体が急な減速又はスリップを検知した場合に遮断信号Ｓ３を送信するとしてもよい。
【００２８】
リレー５０は、ＥＣＵ３０と排気フラップ１９との間に配置され、ＥＣＵ３０と排気フラップ１９との間を通信可能に接続する。またリレー５０は、これらＥＣＵ３０と排気フラップ１９との間の信号線とは別の信号線によりリレー制御部４０に接続される。リレー５０は、リレー制御部４０の制御により、通常時には信号線を導通し、急な減速又はスリップ時には信号線を遮断するように動作する。
【００２９】
図２Ａは、排気ブレーキ制御装置１００の内部構成を示す。
排気ブレーキ制御装置１００は、上述の通り、ＥＣＵ３０、リレー５０及び排気フラップ１９を備える。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３１、Ｈブリッジ回路３２及びリレー制御部４０を備える。
【００３０】
ＣＰＵ３１は、ＥＣＵ３０の動作を統括的に制御する。ここでは排気フラップ１９の動作を制御するため、ＣＰＵ３１は排気フラップ１９からの位置信号Ｓ２を受信し、位置信号Ｓ２に基づいて、排気フラップ１９の開閉位置を制御すべき場合はＨブリッジ回路３２及びリレー制御部４０に指示信号Ｓ１Ａ及びＳ３Ａを送信する。
【００３１】
Ｈブリッジ回路３２は、排気フラップ制御部として機能し、ＣＰＵ３１からの指示信号Ｓ１Ａに基づいて、排気フラップ１９の開閉位置を制御する制御信号Ｓ１を送信する。制御信号Ｓ１は、リレー５０を介してアクチュエータ（図示省略）に送信される。アクチュエータは、制御信号Ｓ１に基づいて、排気フラップ１９が開位置にある場合には閉位置に動作させる。
【００３２】
リレー制御部４０は、ＣＰＵ３１からの指示信号Ｓ３Ａに基づいて、リレー５０の動作を制御する遮断信号Ｓ３を送信する。リレー５０は、遮断信号Ｓ３を受信すると、制御信号Ｓ１が送信されているか否かにかかわらず、ＥＣＵ３０と排気フラップ１９とを接続する信号線を遮断することにより、Ｈブリッジ回路３２からの制御信号Ｓ１を遮断する。
【００３３】
なお実際にはリレー制御部４０は、例えばローサイドスイッチである。ローサイドスイッチは、ＣＰＵ３１からの指示信号Ｓ３Ａを受信するとＯＮに切り換わる。この場合、リレー５０のコイルの一端はＨブリッジ回路３２を介してＣＰＵ３１に接続されており、コイルの他端はローサイドスイッチに接続されているため、ローサイドスイッチがＯＮに切り換わると、リレー５０のコイルに電流が流れる。
【００３４】
これにより電流経路が形成され（ＣＰＵ３１、Ｈブリッジ回路３２、リレー５０、ローサイドスイッチ、ＣＰＵ３１）、リレー５０のコイルに電流が流れると、リレー５０が動作して制御信号Ｓ１を遮断することができる。
【００３５】
図２Ｂは、他の排気ブレーキ制御装置１００Ｂの内部構成を示す。
他の排気ブレーキ制御装置１００Ｂは、ＥＣＵ３０とは別筐体の外部ＥＣＵ６０を備え、この外部ＥＣＵ６０の内部にリレー制御部４０を備える点で、図２Ａの排気ブレーキ制御装置１００と異なる。
【００３６】
以下異なる点についてのみ説明し、図２Ａの排気ブレーキ制御装置１００と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
外部ＥＣＵ６０は、車両１の急な減速又はスリップを検知するＥＣＵであり、例えばＡＢＳやＥＳＰである。外部ＥＣＵ６０のＣＰＵ６１は、車両１の急な減速又はスリップを検知すると、リレー制御部４０に指示信号Ｓ３Ａを送信する。
【００３８】
リレー制御部４０は指示信号Ｓ３Ａを受信すると、上述した通り、リレー５０の動作を制御する遮断信号Ｓ３を送信し、ＥＣＵ３０（Ｈブリッジ回路３２）からの制御信号Ｓ１を遮断する。
【００３９】
実際にはリレー５０のコイルの一端には図示しないバッテリが接続される。一方でコイルの他端はリレー制御部４０に接続されており、リレー制御部４０はＣＰＵ６１からの指示信号Ｓ３Ａを受信すると、導通するように動作する。
【００４０】
これにより電流経路が形成され（バッテリ、リレー５０、リレー制御部４０、ＣＰＵ６１）、リレー５０のコイルに電流が流れる。この場合、リレー５０が動作して制御信号Ｓ１を遮断することができる。
【００４１】
図２Ｃは、他の排気ブレーキ制御装置１００Ｃの内部構成を示す。
他の排気ブレーキ制御装置１００Ｃは、ＥＣＵ３０とは別筐体の外部ＥＣＵ６０を備え、この外部ＥＣＵ６０の内部にリレー制御部４０を備える点で、図２Ａの排気ブレーキ制御装置１００と異なる。
【００４２】
またＥＣＵ３０がＨブリッジ回路３２に代えて、ハイサイドスイッチ３３及びローサイドスイッチ３４を備える点で、図２Ｂの他の排気ブレーキ制御装置１００Ｂと異なる。
【００４３】
以下異なる点についてのみ説明し、図２Ａ及び図２Ｂの排気ブレーキ制御装置１００及び１００Ｂと同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
ＥＣＵ３０のＣＰＵ３１は、排気フラップ１９の動作を制御するため、排気フラップ１９の開閉位置を制御すべき場合はハイサイドスイッチ３３及びローサイドスイッチ３４に指示信号Ｓ１Ａを送信する。
【００４５】
ハイサイドスイッチ３３及びローサイドスイッチ３４は、指示信号Ｓ１Ａを受信するとＯＮに切り換わる。これによりハイサイドスイッチ３３及びローサイドスイッチ３４は、排気フラップ１９に制御信号Ｓ１を送信する。
【００４６】
リレー制御部４０は指示信号Ｓ３Ａを受信すると、上述の通り、リレー５０の動作を制御する遮断信号Ｓ３を送信し、ＥＣＵ３０（ローサイドスイッチ３４）からの制御信号Ｓ１を遮断する。
【００４７】
なおここではローサイドスイッチ３４と排気フラップ１９との間にリレー５０を配置しているが、必ずしもこれに限らず、ハイサイドスイッチ３３と排気フラップ１９との間にリレー５０を配置してもよい。
【００４８】
図３は、排気フラップ制御処理のフローチャートを示す。排気フラップ制御処理は、排気ブレーキ制御装置１００のＥＣＵ３０（ＣＰＵ３１）により実行される。また排気ブレーキを動作させる場合に適宜実行される。
【００４９】
まずＥＣＵ３０は、排気ブレーキを動作させる場合に制御信号Ｓ１を排気フラップ１９のアクチュエータに送信し、排気フラップ１９を閉位置に動作させる（ＳＰ１）。
【００５０】
次いでＥＣＵ３０は、車両１の急な減速又はスリップを検知したか否かを判断する（ＳＰ２）。ＥＣＵ３０が減速又はスリップを検知する手法として、例えば減速又はスリップを検知するＡＢＳからの検知信号を受信して検知する手法がある。
【００５１】
ＥＣＵ３０は、ステップＳＰ２の判断で否定結果を得ると（ＳＰ２：Ｎ）、ステップＳＰ４に移行する。これに対しＥＣＵ３０は、ステップＳＰ２の判断で肯定結果を得ると（ＳＰ２：Ｙ）、検知された減速又はスリップの量は所定値以上であるか否かを判断する（ＳＰ３）。
【００５２】
ＥＣＵ３０は、ステップＳＰ３の判断で否定結果を得ると（ＳＰ３：Ｎ）、ステップＳＰ１に移行して上述の処理を繰り返す。これに対しＥＣＵ３０は、ステップＳＰ３の判断で肯定結果を得ると（ＳＰ３：Ｙ）、リレー制御部４０によりリレー５０を動作させて、ＥＣＵ３０から排気フラップ１９に送信される制御信号Ｓ１を遮断する（ＳＰ４）。
【００５３】
次いでＥＣＵ３０は、排気フラップ１９からの位置信号Ｓ２に基づいて、排気フラップ１９の位置は開位置であるか否かを判断する（ＳＰ５）。
【００５４】
ＥＣＵ３０は、ステップＳＰ５の判断で否定結果を得ると（ＳＰ５：Ｎ）、制御信号Ｓ１を遮断してもなお排気フラップ１９が閉位置にある異常な状態であるものと判断し、ＥＣＵ３０又は排気フラップ１９の不具合を通知して（ＳＰ６）、本処理を終了する。
【００５５】
これに対しＥＣＵ３０は、ステップＳＰ５の判断で肯定結果を得ると（ＳＰ５：Ｙ）、排気フラップ１９の動作の安全性を確保したものとして本処理を終了する。
【００５６】
なお上述してきた排気フラップ制御処理は、他の排気ブレーキ制御装置１００Ｂ、１００Ｃにおいても同様に実行される。この場合、各ステップにおける処理内容又は処理主体が一部異なる。例えばステップＳＰ１においてＥＣＵ３０が制御信号Ｓ１を排気フラップ１９に送信している場合において、ステップＳＰ２で外部ＥＣＵ６０が減速又はスリップを検知した場合、ステップＳＰ４に移行して外部ＥＣＵ６０がリレー５０を動作させて、制御信号Ｓ１を強制的に遮断するとしてもよい。
【００５７】
以上のように本実施の形態によれば、排気フラップ１９の開閉動作を制御する排気フラップ制御部としてＨブリッジ回路３２、ハイサイドスイッチ３３又はローサイドスイッチ３４を備え、これらＨブリッジ回路３２、ハイサイドスイッチ３３又はローサイドスイッチ３４とは異なる別の回路としてリレー制御部４０を備えるようにした。
【００５８】
そしてこのリレー制御部４０がＥＣＵ３０と排気フラップ１９との間に配置されたリレー５０の動作を独立して制御することにより、Ｈブリッジ回路３２、ハイサイドスイッチ３３又はローサイドスイッチ３４から排気フラップ１９に対して送信される制御信号Ｓ１を遮断することができるようにした。
【００５９】
これにより車両１の急な減速又はスリップが検知された場合には、ＥＣＵ３０から送信される制御信号Ｓ１を強制的に遮断することができる。この場合、ＥＣＵ３０の故障によって排気フラップ１９が意図せず閉位置で維持されることを防止し、排気フラップ１９の動作の安全性を確保することができる。よって車両の安全性を向上することができる。
【図１】
2019116740.tif 000003
【図２Ａ】
2019116740.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
2019116740.tif 000007
【国際調査報告】
2019116740.tif 000008
2019116740.tif 000009