(57)【要約】【課題】  空気エゼクタを備えた車両において、エゼクタ流路の詰まり異常を検出可能なエゼクタ異常検出方法及びシステムを提供すること。【解決手段】  ブレーキブースタにインマニ負圧よりも大きなブレーキブースタ負圧を導く空気エゼクタを備えた車両において、ブレーキブースタ負圧からインマニ負圧を差し引いてエゼクタにより増大された分の負圧値を算出し、この算出された負圧値から所定の基準値（例えば、正常時にエゼクタにより増大されるスペック上の負圧値）を差し引いた差分が所定の範囲外にあるときにエゼクタ異常と判定する。特に、上記差分が上記所定の範囲の下限値より小さいとき、エゼクタ流路の詰まり異常と判定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキブースタにインマニ負圧よりも大きなブレーキブースタ負圧を導く空気エゼクタを備えた車両においてエゼクタ異常を検出する方法であって、
ブレーキブースタ負圧からインマニ負圧を差し引いてエゼクタにより増大された分の負圧値を算出し、
この算出された負圧値から所定の基準値を差し引いた差分が所定の範囲外にあるときにエゼクタ異常と判定する、ことを特徴とするエゼクタ異常検出方法。
【請求項２】
請求項１記載のエゼクタ異常検出方法であって、
前記差分が前記所定の範囲の下限値より小さいときにエゼクタ流路の詰まり異常と判定する、ことを特徴とするエゼクタ異常検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のエゼクタ異常検出方法であって、
前記差分が前記所定の範囲の上限値より大きいときにエゼクタ流路の破損異常と判定する、ことを特徴とするエゼクタ異常検出方法。
【請求項４】
ブレーキブースタにインマニ負圧よりも大きなブレーキブースタ負圧を導く空気エゼクタを備えた車両においてエゼクタ異常を検出するシステムであって、
ブレーキブースタ負圧を測定する測定手段と、
スロットル開度及びスロットル空気流入量からインマニ負圧を推定する推定手段と、
ブレーキブースタ負圧測定値からインマニ負圧推定値を差し引いてエゼクタにより増大された分の負圧値を算出する算出手段と、
この算出された負圧値から所定の基準値を差し引いた差分が所定の範囲外にあるときにエゼクタ異常と判定する判定手段と、を有することを特徴とするエゼクタ異常検出システム。
【請求項５】
請求項４記載のエゼクタ異常検出システムであって、
前記判定手段は、前記差分が前記所定の範囲の下限値より小さいときにエゼクタ流路の詰まり異常と判定する、ことを特徴とするエゼクタ異常検出システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載のエゼクタ異常検出システムであって、
前記判定手段は、前記差分が前記所定の範囲の上限値より大きいときにエゼクタ流路の破損異常と判定する、ことを特徴とするエゼクタ異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、空気エゼクタを備えた車両において該空気エゼクタの異常を検出する方法及びシステムに係り、特に、エゼクタ流路の詰まり異常を検出可能なエゼクタ異常検出方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において、エンジンの吸気系とブレーキブースタとの間に、ブレーキブースタにインマニ負圧よりも大きなブレーキブースタ負圧を導く空気エゼクタを備えた車両用ブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
空気エゼクタ（以下、単に「エゼクタ」と呼ぶ）は、スロットルバルブの上流側から空気を流入させ、その空気をベンチュリ効果を伴ってスロットルバルブの下流側へ排出することにより、通過空気の流速を高めてブレーキブースタ負圧をエンジン側のインマニ負圧よりも増加させる機能を有する。
【特許文献１】特開昭６０−２９３６６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２１４２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エゼクタは、上記の如く、ベンチュリ効果によってブレーキブースタ負圧をインマニ負圧よりも増加させるために、吸気管のスロットルバルブ上流側に接続する内部流路とインテークマニホールドのスロットルバルブ下流側に接続する内部流路との間に両者を連通させる比較的狭い流路を有している。他方、吸気管からエゼクタへはエンジンのブローバイガスやエアクリーナを通過した微小な異物（例えば、ディーゼルエンジン自動車による排気ガス中のすすやＰＭ、など）が流れる可能性がある。
【０００５】
このため、エゼクタを搭載する車両においては、エゼクタの有する比較的狭い流路が上述のような異物によって閉塞される（詰まる）可能性がある。このような詰まり異常は、エゼクタ機能の低下を生じさせ得るため、不都合である。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、空気エゼクタを備えた車両において、エゼクタ流路の詰まり異常を検出可能なエゼクタ異常検出方法及びシステムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の第一の態様は、ブレーキブースタにインマニ負圧よりも大きなブレーキブースタ負圧を導く空気エゼクタを備えた車両においてエゼクタ異常を検出する方法であって、
ブレーキブースタ負圧からインマニ負圧を差し引いてエゼクタにより増大された分の負圧値を算出し、
この算出された負圧値から所定の基準値を差し引いた差分が所定の範囲外にあるときにエゼクタ異常と判定する、エゼクタ異常検出方法である。
【０００８】
この第一の態様において、上記所定の基準値とは、例えば、正常時にエゼクタにより増大されるスペック上の負圧値である。
【０００９】
また、この第一の態様において、上記所定の範囲とは、例えば０を含む数値範囲であって、圧力センサの個体差などの誤差分を考慮して選択されることが好ましい。
【００１０】
この第一の態様によれば、エゼクタによって増大された負圧分が所定の基準値に対してある程度以上乖離しているか否かを判定することができるため、エゼクタに何らかの異常が生じているか否かを判断することができる。
【００１１】
より具体的には、例えば、上記差分が上記所定の範囲の下限値より小さいときにはエゼクタ流路の詰まり異常と判定し、逆に、上記差分が上記所定の範囲の上限値より大きいときにはエゼクタ流路の破損異常と判定することができる。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の第二の態様は、ブレーキブースタにインマニ負圧よりも大きなブレーキブースタ負圧を導く空気エゼクタを備えた車両においてエゼクタ異常を検出するシステムであって、
ブレーキブースタ負圧を測定する測定手段と、
スロットル開度及びスロットル空気流入量からインマニ負圧を推定する推定手段と、
ブレーキブースタ負圧測定値からインマニ負圧推定値を差し引いてエゼクタにより増大された分の負圧値を算出する算出手段と、
この算出された負圧値から所定の基準値を差し引いた差分が所定の範囲外にあるときにエゼクタ異常と判定する判定手段と、を有するエゼクタ異常検出システムである。
【００１３】
この第二の態様において、上記所定の基準値とは、例えば、正常時にエゼクタにより増大されるスペック上の負圧値である。
【００１４】
また、この第二の態様において、上記所定の範囲とは、例えば０を含む数値範囲であって、圧力センサの個体差などの誤差分を考慮して選択されることが好ましい。
【００１５】
この第二の態様によれば、エゼクタによって増大された負圧分が所定の基準値に対してある程度以上乖離しているか否かを判定することができるため、エゼクタに何らかの異常が生じているか否かを判断することができる。
【００１６】
より具体的には、上記判定手段は、例えば、上記差分が上記所定の範囲の下限値より小さいときにはエゼクタ流路の詰まり異常と判定し、逆に、上記差分が上記所定の範囲の上限値より大きいときにはエゼクタ流路の破損異常と判定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空気エゼクタを備えた車両において、エゼクタ流路の詰まり異常を検出可能なエゼクタ異常検出方法及びシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、本発明において前提となる空気エゼクタ及びそれを利用した車両用ブレーキ・システムの基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【実施例】
【００１９】
以下、図１及び２を参照して、本発明の一実施例に係るエゼクタ異常検出システム及びその方法について説明する。
【００２０】
まず、図１を用いて、本実施例に係るエゼクタ異常検出システム１００の概略構成を説明する。本実施例において、車両は、動力源としてのエンジン１０１を備える。エンジン１０１は、大気から各気筒内に空気を導入する吸気管１０２を有する。吸気管１０２の入口には、エンジン１０１の各気筒内に吸入する空気を濾過するエアクリーナ１０３が設けられる。吸気管１０２の、エアクリーナ１０３下流側には、エアフローメータ１０４が配設される。このエアフローメータ１０４は、大気からエンジン１０１へ吸入される空気の量に応じた信号をエンジンＥＣＵ１０５に出力する。エンジンＥＣＵ１０５は、エアフローメータ１０４の出力信号に基づいて、エンジン１０１への吸入空気量（エアフロ流量）を検出する。
【００２１】
吸気管１０２の、エアフローメータ１０４下流側には、スロットルバルブ１０６が配設される。スロットルバルブ１０６には、アクチュエータとしての電気モータ（図示せず）が連結される。この電気モータは、エンジンＥＣＵ１０５の指令に従って駆動制御され、スロットルバルブ１０６の開度を調整する機能を有する。スロットルバルブ１０６は、電子スロットルとして、電気モータの駆動に応じた開度に調整され、エンジン１０１に供給される空気量を調整する。
【００２２】
吸気管１０２には、エンジン１０１の気筒数分の枝路を有するインテークマニホールド（インマニ）１０７を介して、気筒が設けられたエンジン本体（Ｅ／Ｃ）１０８が接続されている。インテークマニホールド１０７には、エンジン１０１の各気筒にそれぞれ対応して燃料噴射弁（図示せず）が配設される。各燃料噴射弁は、適当なタイミングで枝路に燃料を適当な量だけ噴射供給する。燃料噴射弁から噴射供給された燃料は、吸気管１０２からの空気と混合されて、エンジン１０１の各気筒に供給される。
【００２３】
また、本実施例において、車両は、ブレーキ装置１０９を備える。ブレーキ装置１０９は、車両運転者の操作するブレーキペダル１１０を有する。ブレーキペダル１１０には、ブレーキブースタ１１１が連結されている。ブレーキブースタ１１１には、負圧導入路１１２を通じて、エンジン１０１のスロットルバルブ１０６の下流側に生ずる負圧が導かれている。また、ブレーキブースタ１１１は、ブレーキブースタ１１１の負圧室（図示せず）内の負圧の大きさを測定し、エンジンＥＣＵ１０５に出力する圧力センサ１１３を備える。なお、負圧導入路１１２には、図示しないチェックバルブが設けられ、ブレーキブースタ１１１の負圧室内の負圧がエンジン１０１側へ逆流しないようになっている。
【００２４】
ブレーキブースタ１１１は、ブレーキペダル１１０が踏み込み操作された場合に、エンジン１０１からの負圧を利用してブレーキ踏力に対して所定の倍力比を有するアシスト力を発生する。ブレーキブースタ１１１で発生したアシスト力は、マスタシリンダ（図示せず）を介してホイルシリンダ（図示せず）に供給され、車輪（図示せず）の回転を停止させる制動力となる。
【００２５】
上述のブレーキブースタ１１１とエンジン１０１とを連通する負圧導入路１１２には、エゼクタ１１４が設けられる。エゼクタ１１４は、吸気管１０２の、エアフローメータ１０４下流側で且つスロットルバルブ１０６上流側に接続する第一のポート１１５ａと、インテークマニホールド１０７のスロットルバルブ１０６下流側に接続する第二のポート１１５ｂと、ブレーキブースタ１１１の負圧室に接続する第三のポート１１５ｃとを有する。
【００２６】
エゼクタ１１４内には、第三のポート１１５ｃに連通する減圧室（図示せず）と、第二のポート１１５ｂに連通する出口室（図示せず）と、両室を連通するディフューザ（図示せず）とが設けられている。ディフューザは、減圧室の一端側に形成した先細テーパ部（図示せず）と、出口室の一端側に形成した末広テーパ部（図示せず）と、両テーパ部を連通する比較的狭い流路（図示せず）とから構成される。減圧室には、第一のポート１１５ａに連通し且つ噴孔をディフューザに向けたノズルが先細テーパ部に近接して配設される。
【００２７】
エゼクタ１１４は、ブレーキブースタ１１１に生ずる負圧（以下、「ブレーキブースタ負圧」と称す）をエンジン１０１に生ずる負圧（以下、「インマニ負圧」と称す）よりも増加させる機能を有する。すなわち、エゼクタ１１４は、インマニ負圧によって吸気管１０２から第一のポート１１５ａに導入した空気をディフューザへ向けて噴射し、空気の高速噴流を生起させ、その空気を第二のポート１１５ｂからインテークマニホールド１０７へ向けて排出する。かかる空気の高速噴流が行われると、ベンチュリ効果によって減圧室の負圧が増大することで、ブレーキブースタ１１１に導かれるブレーキブースタ負圧がインマニ負圧よりも増加する。
【００２８】
エゼクタ１１４の第一ポート１１５ａと吸気管１０２との間には、両者の連通・遮断を切り替えるオン／オフ弁１１６が介在される。オン／オフ弁１１６は、エンジンＥＣＵ１０５に接続されており、エンジンＥＣＵ１０５によって開閉駆動される。オン／オフ弁１１６は、エンジンＥＣＵ１０５から供給される信号がオフ状態である場合に第一ポート１１５ａと吸気管１０２とを遮断し、エンジンＥＣＵ１０５から供給される信号がオン状態である場合に第一ポート１１５ａと吸気管１０２とを連通させる二位置弁である。
【００２９】
エンジンＥＣＵ１０５には、各種センサからエンジン１０１の各種情報、例えば、エンジン水温、エンジン回転数，スロットル開度，アクセル開度など、が供給される。そして、これらエンジン情報に基づいてスロットルバルブ１０６及びオン／オフ弁１１６をそれぞれ駆動制御する。
【００３０】
以上の構成を前提に、次いで、本実施例に係るエゼクタ異常検出システム１００の作動について説明する。本実施例では、エゼクタの異常を検出するために、エゼクタ作動中にエゼクタにより増大された負圧の大きさを監視するものである。
【００３１】
まず、エゼクタ１１４の作動について説明する。車両のインテークマニホールド１０７に生ずるインマニ負圧は、エンジン１０１の負荷や回転数などの状態により異なる。エンジン冷間時（例えば、エンジン始動後数分以内であってエンジン水温が摂氏７０度以下のとき、など）には、エンジン触媒を暖めるべくスロットルバルブ１０６が大きく開き、多くの空気がエンジン本体１０８側に流入する。このとき、インテーク増加によりインマニ負圧は低下し、それに伴ってブレーキブースタ負圧も低下する。ブレーキブースタ負圧が小さいと、大気圧との間で十分な差圧が発生せず、運転者によってブレーキペダル１１０の踏み込み操作が行われても、ブレーキブースタ１１１は大きな倍力比を得ることができない。これは、車両制動時に運転者のブレーキ操作負担を増加させる。
【００３２】
そこで、エンジンＥＣＵ１０５は、上述の各種エンジン情報（中でも特にエンジン水温）に基づいて、エンジン１０１が冷間状態にあるか否か、すなわち、ブレーキブースタ１１１が所定の倍力比を得ることができない状態となっているか否かを判別する。そして、エンジン１０１が冷間状態にあると判別した場合は、エゼクタ１１４を作動させるべく、オン／オフ弁１１６に対してオン信号を供給する。
【００３３】
すると、オン／オフ弁１１６の開弁によって吸気管１０２とエゼクタ１１４の第一のポート１１５ａとが連通され、第一のポート１１５ａからディフューザを介して第二のポート１１５ｂへ高速の空気が流通するので、エゼクタ１１４の作用によりブレーキブースタ１１１にインマニ負圧よりも高い負圧のブレーキブースタ負圧が導かれる。
【００３４】
他方、エンジンＥＣＵ１０５は、エンジン１０１が冷間状態にないと判別した場合には、エゼクタ１１４の作動を禁止すべく、オン／オフ弁１１６に対してオフ信号を供給する。すると、オン／オフ弁１１６の閉弁によって吸気管１０２とエゼクタ１１４の第一のポート１１５ａとが遮断され、第一のポート１１５ａからディフューザを介した第二のポート１１５ｂへの空気の流通が生じないので、ブレーキブースタ１１１にインマニ負圧と同程度のブレーキブースタ負圧が導かれる。
【００３５】
このように、インマニ負圧が比較的低いエンジン冷間時には、エゼクタ１１４を作動させることによって、ブレーキブースタ１１１にインマニ負圧よりも大きなブレーキブースタ負圧を導くことができる。
【００３６】
次いで、エゼクタ異常検出処理について説明する。上述のように、エゼクタ１１４は、ベンチュリ効果によってブレーキブースタ負圧をインマニ負圧よりも増加させるため、吸気管１０２のエアフローメータ１０４下流側で且つスロットルバルブ１０６上流側に接続する第一のポート１１５ａに連通する内部流路と、インテークマニホールド１０７のスロットルバルブ１０６下流側に接続する第二のポート１１５ｂに連通する内部通路との間に両者を連通させる比較的狭い流路を有している。このようなエゼクタ１１４の構造においては、吸気管１０２からエンジン１０１のブローバイガスやエアクリーナ１０３を通過した微小異物が流れ込む可能性があるため、エゼクタ１１４の有する比較的狭い流路に異物が堆積することによってその流路が閉塞されるおそれがある。
【００３７】
そこで、本実施例に係るエゼクタ異常検出処理では、エゼクタ１１４による負圧増大効果を監視し、流路詰まり又は他の異常が生じている場合に車両運転者に対して注意喚起のための警告（ウォーニング）を発する。以下、図２を参照して、本処理の流れを説明する。なお、本実施例において、エゼクタ異常検出処理は、一例として、エンジンＥＣＵ１０５によって主として実行されるものとする。
【００３８】
まず、エゼクタ１１４が作動中であるか否かが判定される（Ｓ２０１）。エゼクタ１１４が作動中でなければ（Ｓ２０１の「ＮＯ」）、本異常検出処理は実行されず、本ルーチンを終了する。
【００３９】
エゼクタ１１４が作動中である場合（Ｓ２０１の「ＹＥＳ」）、次いで、エンジンＥＣＵ１０５は、圧力センサ１１３からの出力信号を読み込み、ブレーキブースタ負圧の値を取得する（Ｓ２０２）。
【００４０】
次いで、エンジンＥＣＵ１０５は、スロットル開度及びスロットル空気流入量からインマニ負圧の値を推定する演算を実行する（Ｓ２０３）。
【００４１】
次いで、エンジンＥＣＵ１０５は、ブレーキブースタ負圧の実測値からインマニ負圧の推定値を差し引いて、エゼクタにより増大された分の負圧（以下、「エゼクタ実効果負圧」と称す）を演算する（Ｓ２０４）。
【００４２】
次いで、エンジンＥＣＵ１０５は、演算されたエゼクタ実効果負圧Ａから予め保持する既知の正常時効果負圧Ｂを差し引く（Ｓ２０５）。ここで、正常時効果負圧とは、そのエゼクタ１１４の基本性能より、正常時であれば得られる負圧増大効果のスペック上の大きさを表す。よって、エゼクタ実効果負圧Ａと正常時効果負圧Ｂとを比較することによって、その時点でエゼクタ１１４の性能がどの程度発揮されているかを知ることができる。
【００４３】
本実施例では、このエゼクタ実効果Ａと正常時効果Ｂとの比較においては、圧力センサ１１３の個体差などの誤差分を考慮して、実効果Ａ＝正常時効果Ｂとならずとも、｜実効果Ａ−正常時効果Ｂ｜≦定数Ｃ（すなわち、−Ｃ≦（Ａ−Ｂ）≦＋Ｃ）となっていれば、正常であると判定する。ここで、定数Ｃは上記誤差分を考慮して選択された値である。
【００４４】
他方、（実効果Ａ−正常時効果Ｂ）の値が上記範囲（−Ｃ〜＋Ｃ）の外にある場合、エゼクタに何らかの異常が発生していると判定される。具体的には、（Ａ−Ｂ）＜−Ｃの場合、その時点で実際に発揮されているエゼクタ効果が正常時の値に比べて大幅に低下していると判断され、エゼクタ流路に詰まり異常が発生していると判定される（Ｓ２０６）。また、（Ａ−Ｂ）＞＋Ｃの場合、その時点で実際に発揮されているエゼクタ効果が正常の値に比べて大幅に高いと判断され、エゼクタ流路に破損等が生じているなどの流路面積が広がる方向の異常が発生していると判定される（Ｓ２０７）。
【００４５】
エゼクタ異常が検出された場合（Ｓ２０６又はＳ２０７）、車両運転者に対してウォーニングが発せられる（Ｓ２０８）。このウォーニングは、エゼクタ異常を示す１種類のウォーニングが発せられてもよく、或いは、詰まり異常の場合（Ｓ２０６）とその他の異常の場合（Ｓ２０７）とで異なる種類のウォーニングが発せられてもよい。いずれの場合であっても、このウォーニングは、例えばインパネに設けられた警告ランプ等を点灯させることによって行われてもよく、或いは、ＨＵＤやナビゲーション・システム用ディスプレイに文字情報等を表示することによって行われてもよく、或いは、スピーカから音声で伝えられてもよく、或いは、これらのうちの２以上を任意に組み合わせて視覚的及び／又は聴覚的に行われてもよい。
【００４６】
このように、本実施例によれば、エゼクタを搭載した車両において、エゼクタ作動中に、ブレーキブースタ負圧の測定値とインマニ負圧の推定値とを用いて、エゼクタ流路の詰まり異常及び他の種類の異常を容易に検出することができる。
【００４７】
なお、上記一実施例においては、一例として、本発明に係るエゼクタ異常検出処理がエンジンＥＣＵ１０５によって実行されるものとしたが、本発明はこれに限られず、ブレーキＥＣＵや新たに専用に設けられたＥＣＵなど他のＥＣＵによって実行されてもよい。
【００４８】
また、上記一実施例においては、一例として、エゼクタの正常時効果Ｂを一定の値として扱ったが、本発明はこれに限られず、エゼクタの正常時効果Ｂが温度により変化する場合には上記演算処理において用いられるエゼクタ正常時効果Ｂの値を外気温等の情報を用いて補正するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、エゼクタを備えた車両に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例に係るエゼクタ異常検出方法及びシステムのシステム構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例に係るエゼクタ異常検出処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１００  エゼクタ異常検出システム
１０１  エンジン
１０２  吸気管
１０３  エアクリーナ
１０４  エアフローメータ
１０５  エンジンＥＣＵ
１０６  スロットルバルブ
１０７  インテークマニホールド
１０８  エンジン本体（Ｅ／Ｃ）
１０９  ブレーキ装置
１１０  ブレーキペダル
１１１  ブレーキブースタ
１１２  負圧導入路
１１３  圧力センサ
１１４  空気エゼクタ
１１５ａ  第一のエゼクタ・ポート
１１５ｂ  第二のエゼクタ・ポート
１１５ｃ  第三のエゼクタ・ポート
１１６  オン／オフ弁
【図１】
2005263107.tif 000003
【図２】
2005263107.tif 000004