(57)【要約】【課題】ＥＧＲバルブの異物噛み込み異常を制御によって解消できるようにした車両の制御装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ６２は、ＥＧＲバルブ４２の全閉指令時に、吸気圧の推定値と、吸気圧センサ７２によって検出される吸気圧Ｐａとの差が大きい場合、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常が生じていると判定する。ＣＰＵ６２は、その際、クランク軸２８の回転変動が大きくなっていることを条件に、ＥＧＲバルブ４２の開口度を拡大して噛み込み異常の解消を図る。さらに、ＣＰＵ６２は、スロットルバルブ１４の開口度を拡大し、ロックアップクラッチ５２の締結を解除する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の流路断面積を調整するＥＧＲバルブと、前記吸気通路の流路断面積を調整するスロットルバルブとを備え、クランク軸に該クランク軸から駆動輪への動力の伝達効率を低下させることが可能な調整装置が連結された内燃機関が搭載された車両に適用され、
前記吸気通路内の圧力または前記ＥＧＲバルブの開口度に基づき、前記ＥＧＲバルブの噛み込み異常の有無を判定する噛み込み判定処理と、
前記クランク軸の回転変動が所定以上であるか否かを判定する変動判定処理と、
前記噛み込み異常である旨および前記回転変動が所定以上である旨が判定されることを条件に、前記ＥＧＲバルブの開口度を拡大するとともに、前記スロットルバルブの開口度を拡大し、前記調整装置を操作して前記伝達効率を低下させる異常回復処理と、を実行する車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の流路断面積を調整するＥＧＲバルブと、吸気通路の流路断面積を調整するスロットルバルブとを備え、クランク軸に該クランク軸から駆動輪への動力の伝達効率を低下させることが可能な調整装置が連結された内燃機関が搭載された車両に適用される車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、ＥＧＲバルブを全閉状態に制御しているときに、吸気管内圧力の実測値と、スロットルバルブの開口度およびクランク軸の回転速度に基づく吸気管内圧力の推定値との差が所定の許容範囲から外れる場合、ＥＧＲバルブの異物噛み込み等による異常がある旨判定する制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５２３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記制御装置では、ＥＧＲバルブの異物噛み込み等が生じた場合、制御装置の制御によってこれを解消することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、車両の制御装置は、吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の流路断面積を調整するＥＧＲバルブと、前記吸気通路の流路断面積を調整するスロットルバルブとを備え、クランク軸に該クランク軸から駆動輪への動力の伝達効率を低下させることが可能な調整装置が連結された内燃機関が搭載された車両に適用され、前記吸気通路内の圧力または前記ＥＧＲバルブの開口度に基づき、前記ＥＧＲバルブの噛み込み異常の有無を判定する噛み込み判定処理と、前記クランク軸の回転変動が所定以上であるか否かを判定する変動判定処理と、前記噛み込み異常である旨および前記回転変動が所定以上である旨が判定されることを条件に、前記ＥＧＲバルブの開口度を拡大するとともに、前記スロットルバルブの開口度を拡大し、前記調整装置を操作して前記伝達効率を低下させる異常回復処理と、を実行する。
【０００６】
上記構成では、噛み込み異常が生じていると判定されることを条件に、ＥＧＲバルブの開口度を拡大することにより、ＥＧＲバルブの噛み込み異常の解消を図ることができる。ただし、この場合、ＥＧＲ量が増量されるために、燃焼室内に充填される流体中の酸素濃度が低下し、失火が生じるおそれがある。そこで上記構成では、スロットルバルブの開口度を拡大することにより、酸素濃度の低下を抑制する。ただし、この場合、燃焼室内に充填される酸素量自体は、スロットルバルブの開口度を拡大しない場合と比較して増量されるため、内燃機関のトルクが大きくなり、車両の推進力が意図せずして増大するおそれがある。そこで上記構成では、調整装置を操作して伝達効率を低下させる。
【０００７】
ところで、ＥＧＲバルブの噛み込み異常が生じる場合、ＥＧＲ量が意図せずして多くなることにより、失火が生じやすくなり、回転変動が大きくなる傾向がある。そこで上記構成では、異常回復処理を実行する条件に、回転変動が所定以上である旨の条件を加えることにより、これを加えない場合と比較して、噛み込み判定処理によって誤判定がなされた場合に不必要に異常回復処理が実行されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態にかかる車両の制御装置および車両の駆動系を示す図。
【図２】同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、車両の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられており、スロットルバルブ１４の下流には、燃料噴射弁１６が設けられている。吸気通路１２に吸入された空気と、燃料噴射弁１６から噴射された燃料とは、吸気バルブ１８の開弁に伴って、シリンダ２０およびピストン２２によって区画される燃焼室２４に流入する。燃焼室２４において、空気と燃料との混合気は、点火装置２６の火花放電によって燃焼に供される。このときに生じる燃焼エネルギは、ピストン２２を介してクランク軸２８の回転エネルギに変換される。燃焼室２４において燃焼に供された混合気は、排気バルブ３０の開弁に伴って、排気として、排気通路３２に排出される。排気通路３２には、触媒３４ａを備えた触媒コンバータ３４が溶接によって接続されている。
【００１０】
排気通路３２のうち触媒コンバータ３４の下流と、吸気通路１２のうちスロットルバルブ１４の下流とは、ＥＧＲ通路４０によって接続されている。ＥＧＲ通路４０には、その流路断面積を調整するＥＧＲバルブ４２が設けられている。本実施形態では、ＥＧＲバルブ４２として、ソレノイドバルブを例示する。
【００１１】
クランク軸２８には、ロックアップクラッチ５２を備えたトルクコンバータ５０を介して、有段変速装置５４が接続されている。有段変速装置５４の出力軸５６は、駆動輪に機械的に連結されている。
【００１２】
制御装置６０は、内燃機関１０やトルクコンバータ５０等の車両の駆動系を制御対象とし、その制御量（内燃機関１０のトルクや排気成分等）を制御する。制御装置６０は、制御量の制御に際し、クランク角センサ７０の出力信号Ｓｃｒや、吸気圧センサ７２によって検出された吸気圧Ｐａを参照する。吸気圧Ｐａは、吸気通路１２のうちのスロットルバルブ１４の下流側の圧力である。制御装置６０は、ＣＰＵ６２およびＲＯＭ６４を備え、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が実行することにより、上記制御量の制御を実行する。
【００１３】
図２に、制御装置６０が行う１つの処理の手順を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。
【００１４】
図２に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、まず、クランク軸２８の回転変動量Δωが、閾値Δｔｈよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１０）。この処理は、クランク軸２８の回転変動が失火が生じたときの大きいレベルにあるか否かを判定するためのものである。ここで、回転変動量Δωは、圧縮上死点を1回のみ含む所定角度間隔の回転速度（瞬時回転速度ω）を、圧縮上死点の出現タイミングが時系列的に隣り合う一対の気筒のうちの先に圧縮上死点が出現する気筒における値から後に圧縮上死点が出現する気筒における値を減算した値である。失火が生じない場合には、回転変動量Δωは、ゼロ付近の値となるものの、失火が生じると、回転変動量Δωは、負で絶対値が大きい値となる。なお、閾値Δｔｈは、回転速度ＮＥや、燃焼室２４内に充填される空気量に応じて可変設定することが望ましい。ちなみに、瞬時回転速度ωは、出力信号Ｓｃｒに基づき算出される。
【００１５】
ＣＰＵ６２は、閾値Δｔｈよりも小さいと判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、失火カウンタＣをインクリメントする（Ｓ１２）。これに対し、ＣＰＵ６２は、閾値Δｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、失火カウンタＣを初期化する（Ｓ１４）。
【００１６】
ＣＰＵ６２は、Ｓ１２，Ｓ１４の処理が完了する場合、ＥＧＲバルブ４２の開口度を最小値であるゼロとする全閉指令時であるか否かを判定する（Ｓ１６）。なお、本実施形態では、ＥＧＲバルブ４２の開口度は、その操作量であるソレノイドの通電電流によって開ループ制御されることを想定している。
【００１７】
ＣＰＵ６２は、全閉指令時であると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、吸気圧推定値Ｐｅを算出する（Ｓ１８）。ここで、ＣＰＵ６２は、スロットルバルブ１４の開口度θｓと、クランク軸２８の回転速度ＮＥとに基づき、吸気圧推定値Ｐｅを算出する。これは、たとえば、ＲＯＭ６４に、スロットルバルブ１４の開口度θｓおよび回転速度ＮＥを入力変数とし、ＥＧＲバルブ４２が全閉状態であるときの吸気圧（吸気圧推定値Ｐｅ）を出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ６２により、吸気圧推定値Ｐｅをマップ演算することによって実現できる。なお、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応する出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、組データに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。
【００１８】
次に、ＣＰＵ６２は、吸気圧センサ７２によって検出された吸気圧Ｐａと、吸気圧推定値Ｐｅとの差の絶対値が閾値Δｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ２０）。この処理は、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常が生じており、全閉指令にもかかわらず実際にはＥＧＲバルブ４２が開いているか否かを判定する処理である。すなわち、Ｓ１８の処理において算出される吸気圧推定値Ｐｅは、ＥＧＲバルブ４２が全閉状態であることを想定した値であるため、ＥＧＲバルブ４２の開口度が実際にはゼロではない場合、吸気圧推定値Ｐｅは、吸気圧Ｐａから大きくずれうる。
【００１９】
ＣＰＵ６２は、閾値Δｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、失火カウンタＣが閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理は、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常に起因して失火が生じているか否かを判定するための処理である。すなわち、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常が生じている場合、吸気通路１２に排気が流入することから、燃焼室２４内の酸素濃度が低下し、ひいては失火が生じやすくなる。ＣＰＵ６２は、閾値Ｃｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＥＧＲバルブ４２の開口度θｅを拡大する処理を実行する（Ｓ２４）。Ｓ２４の処理は、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常を解消するための処理である。ここで、開口度θｅは、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常が生じる場合に想定される異物の大きさに鑑み、異物の噛み込みが解消される大きさに設定される。
【００２０】
次にＣＰＵ６２は、スロットルバルブ１４の開口度θｓを拡大する（Ｓ２６）。Ｓ２６の処理は、Ｓ２４の処理によってＥＧＲ量が増量することに起因して燃焼室２４内に充填される流体中の酸素濃度が不足し、ひいては失火が生じるおそれがより顕著となることに鑑みたものである。スロットルバルブ１４の開口度θｓを拡大することにより、酸素濃度の低下を抑制し、ひいては、失火が生じることを抑制する。
【００２１】
次にＣＰＵ６２は、ロックアップクラッチ５２の締結を解除する（Ｓ２８）。Ｓ２８の処理は、Ｓ２６の処理によって内燃機関１０のトルクが増大することから、車両の推進力が意図せずして高まることを抑制するための処理である。すなわち、Ｓ２６の処理では、スロットルバルブ１４の開口度θｓを拡大することにより、Ｓ２４の処理に起因したＥＧＲ量の増量による酸素濃度の低下を抑制し、失火を防いでいるが、燃焼室２４に充填される酸素量自体は、Ｓ２６の処理をやらない場合と比較して増量されている。このため、空燃比を目標空燃比に制御する上で要求される燃料量が多くなり、ひいては内燃機関１０のトルクがＳ２６の処理を実行しない場合と比較して大きくなる。
【００２２】
ＣＰＵ６２は、Ｓ２８の処理が完了する場合やＳ１６，Ｓ２０，Ｓ２２の処理が完了する場合には、図２に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００２３】
ＣＰＵ６２は、吸気圧Ｐａに基づきＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常が生じていると判定する場合、ＥＧＲバルブ４２の開口度θｅを拡大することにより、噛み込み異常の解消を図るとともに、スロットルバルブ１４の開口度θｓを拡大し、ロックアップクラッチ５２の締結を解除する。これにより、噛み込み異常の解消のための処理によって、失火が生じることを抑制することができ、しかも、車両に意図せぬ推進力が生じることを抑制できる。なお、ＥＧＲバルブ４２の全閉指令を低負荷において実行する場合、車両が減速して停止するときに上記一連の処理が実行されることから、ロックアップクラッチ５２の締結を解除することによって車両の走行にとって必要な推進力が得られない問題は無視できる。
【００２４】
以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
（１）Ｓ２４〜Ｓ２８の処理の実行条件に、失火カウンタＣが閾値Ｃｔｈ以上である旨の条件を加えた。これにより、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常が生じていないにもかかわらずＳ２０の処理によって肯定判定される場合であっても、Ｓ２２の処理によって否定判定されていれば、Ｓ２４〜Ｓ２８の処理が実行されない。このため、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常が生じていないにもかかわらずＳ２４〜Ｓ２８の処理が実行されることを抑制できる。
【００２５】
（２）ＥＧＲ通路４０を、排気通路３２のうちの触媒コンバータ３４の下流側に接続した。これにより、ＥＧＲ通路４０には、触媒３４ａによって浄化された排気が流入することから、排気通路３２のうちの触媒コンバータ３４の上流側に接続する場合と比較して、ＥＧＲバルブ４２付近に堆積物が生じることを抑制できる。しかし、その場合、触媒コンバータ３４を排気通路３２に溶接する際に生じた金属粉がＥＧＲ通路４０に流入する確率が、触媒コンバータ３４の上流側に接続する場合よりも大きくなるおそれがある。この金属粉は、ＥＧＲバルブ４２の噛み込み異常の原因となりうるため、図２の処理の利用価値が特に大きい。
【００２６】
＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。調整装置は、ロックアップクラッチ５２に対応し、噛み込み判定処理は、Ｓ２０の処理に対応し、変動判定処理は、Ｓ２２の処理に対応し、異常回復処理は、Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８の処理に対応する。
【００２７】
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、Ｓ１０の処理において否定判定される場合、失火カウンタＣをリセットしたが、これに限らず、たとえば失火カウンタＣを所定期間が経過するごとにリセットするものとしてもよい。
【００２８】
・ＥＧＲバルブ４２としては、ソレノイドバルブに限らない。たとえば、モータによって開口度θｅを調整するバルブであってもよい。この場合、モータの回転軸の回転角度を検出するセンサを備えるのであれば、回転量の積算値によって開口度θｅを検出できることから、開口度θｅをフィードバック制御することもできる。なお、この場合、Ｓ１８，Ｓ２０の処理に代えて、フィードバック制御を実行しても開口度θｅの検出値が全閉に対応した値とならないか否かの判定処理とすればよい。
【００２９】
・ＥＧＲ通路４０が、排気通路３２のうちの触媒コンバータ３４よりも下流側に接続されていることは必須ではない。
・クランク軸から駆動輪への動力の伝達効率を低下させることが可能な調整装置としては、ロックアップクラッチ５２に限らない。内燃機関１０のクランク軸と回転電機の回転軸と駆動輪とのそれぞれに機械的に連結される遊星歯車機構と上記回転電機とを備えて調整装置を構成してもよい。この場合、たとえば、回転電機のトルクをゼロに近づけることにより、クランク軸から駆動輪への動力の伝達を小さくすることができる。ちなみに、回転電機のトルクをゼロとする場合には、クランク軸から駆動輪への動力の伝達を遮断することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１６…燃料噴射弁、１８…吸気バルブ、２０…シリンダ、２２…ピストン、２４…燃焼室、２６…点火装置、２８…クランク軸、３０…排気バルブ、３２…排気通路、３４…触媒コンバータ、３４ａ…触媒、４０…ＥＧＲ通路、４２…ＥＧＲバルブ、５０…トルクコンバータ、５２…ロックアップクラッチ、５４…有段変速装置、５６…出力軸、６０…制御装置、６２…ＣＰＵ、６４…ＲＯＭ。
【図１】
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【図２】
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