(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排気を導く排気通路の途中に、その排気断面積を可変とする排気制御弁を配置したエンジンの出力制御装置において、
前記排気制御弁が正常に動作しているか否かを診断する診断手段と、
前記排気制御弁の動作が異常と診断されるとエンジン出力を低下させる出力制限手段とを含み、
前記出力制限手段は、エンジン回転数に応じた間引き率で燃料の噴射回数を間引くことを特徴とするエンジン出力制御装置。
【請求項２】
前記出力制限手段はさらに、エンジン回転数の全域にわたって、点火時期を基本点火時期よりも遅角させることを特徴とする請求項２に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項３】
前記出力制限手段は、エンジン回転数が所定の回転数を下回ると燃料の噴射回数を間引かないことを特徴とする請求項２に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項４】
前記診断手段は、
前記排気制御弁の目標開度と実際の弁開度との差分値の絶対値が基準差分値を超えているか、あるいは、
前記排気制御弁の実際の弁開度が、当該排気弁が正常動作している際に取り得る弁開度の上限値を上回るか、あるいは下限値を下回るか、あるいは、
前記排気制御弁を駆動するアクチュエータの駆動電流が所定の上限値を上回ると、動作異常と診断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項５】
前記排気制御弁の動作が異常と診断されると、その旨のメッセージを表示する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジン出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン出力制御装置に係り、特に、エンジン排気系の途中に排気断面積を変化させるバルブ等の手段を設けて排気脈動を制御する排気制御機能を備えたエンジンの出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの高回転域における排気通路内の抵抗を低減させ、且つ脈動効果を利用することでエンジンの出力を向上させ、あるいは始動性を向上等させるために、排気断面積を可変とする排気制御弁を排気通路内に配置し、その開度を車速やエンジン回転数などの制御パラメータに応じて動的に変化させる技術が、特開平１−３１３６２１号公報あるいは特開２００２−１３８８２８号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した排気制御弁を搭載した車両における基本点火時期や燃料の基本噴射量は、前記排気制御弁が正常に機能しているという前提で、スロットル開度、エンジン回転数あるいは車速等をパラメータとして決定される。そして、この基本点火時期や基本燃料噴射量に対して各種の補正係数が乗じられて実際の点火時期や燃料噴射量が決定される。したがって、排気制御弁が何らかの原因で正常に動作しなくなると、基本点火時期や基本燃料噴射量が最適値から外れてしまうので、エンジン性能が低下したり燃費が低下するなどの課題を生じる可能性がある。
【０００４】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、排気制御弁が正常に動作しなくなった場合でも十分な走行性能が得られるエンジン出力制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、エンジンから排気を導く排気通路の途中に、その排気断面積を可変とする排気制御弁を配置したエンジンの出力制御装置において、排気制御弁が正常に動作しているか否かを診断する診断手段と、排気制御弁の動作が異常と診断されるとエンジン出力を低下させる出力制限手段とを含むことを特徴とする。
【０００６】
上記した特徴によれば、排気制御弁が正常に動作しなくなると、エンジン出力が低下するように制御されるので、排気断面積が設定値よりも減少するように排気制御弁が動作している場合であっても、十分なエンジン性能を確保でき、かつ燃費の低下を最小限に抑えられるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係るエンジン出力制御装置の主要部の構成を示したブロック図であり、排気通路１０内のエンジンとマフラとの間に排気制御弁１１が装着されている。前記排気制御弁１１は、排気制御弁駆動ユニット１４により駆動されるアクチュエータ１２により回動されることで排気断面積を可変制御する。前記排気制御弁１１の開度θexは開度センサ１３により検知され、前記排気制御弁駆動ユニット１４へ通知される。
【０００８】
エンジンＥＣＵ１５は、エンジン回転数センサ２１により検知されたエンジン回転数Ne、スロットル開度センサ２２により検知されたスロットル開度θthおよび車速センサ２３により検知された車速Vs等の制御パラメータに基づいて基本点火時期θig（θig1）を決定する基本点火時期マップ１５１と、前記制御パラメータに基づいて燃料の基本燃料噴射量Toutを決定する基本燃料噴射量マップ１５２と、前記制御パラメータに基づいて排気制御弁１１の目標開度θex-tを決定する目標開度決定部１５３とを含む。
【０００９】
前記エンジンＥＣＵ１５はさらに、前記排気制御弁１１の開度異常あるいは動作異常を診断する排気制御弁診断部１５４と、前記排気制御弁１１が異常と診断された際の基本点火時期θig（θig2）を決定する異常時点火時期マップ１５５と、前記排気制御弁１１が異常と診断された際の燃料噴射の間引き率Rexを決定する異常時噴射間引きテーブル１５６とを含む。
【００１０】
前記排気制御弁駆動ユニット１４は、前記エンジンＥＣＵ１５から通知された目標開度θex-tと前記開度センサ１３により検知される実際の弁開度θexが一致するように、前記アクチュエータ１２へ駆動電流Iexを供給する。前記排気制御弁駆動ユニット１４はさらに、前記開度センサ１３により検知された弁開度θexを前記エンジンＥＣＵ１５へ通知する。
【００１１】
次いで、図２のフローチャートを参照して本実施形態の動作を詳細に説明する。ステップＳ１では、前記各センサで検知されたエンジン回転数Ne、スロットル開度θthおよび車速Vs等の制御パラメータが取り込まれる。ステップＳ２では、前記排気制御弁駆動ユニット１４から通知された排気制御弁開度θexおよびアクチュエータ駆動電流Iexが取り込まれる。
【００１２】
ステップＳ３では、前記目標開度決定部１５３で決定されて前記排気制御弁駆動ユニット１４へ通知されている目標開度θex-tと前記排気制御弁駆動ユニット１４から通知されている実際の弁開度θexとの差分値が前記診断部１５４で求められ、この差分値が基準差分値Δθexと比較される。ここで、差分値の絶対値が前記基準差分値Δθexを超えていると、開度異常と診断されてステップＳ１０へ進む。差分値の絶対値が前記基準差分値Δθexを超えていなければステップＳ４へ進む。
【００１３】
ステップＳ４では、前記実際の弁開度θexが前記診断部１５４において上限開度θmaxおよび下限開度θminと比較される。前記上限開度θmaxおよび下限開度θminはそれぞれ、排気制御弁１１が正常動作している際に取り得る弁開度θexの上限値および下限値に設定されている。したがって、実際の弁開度θexが上限開度θmaxを上回るか、あるいは下限開度θminを下回ると、開度異常と診断されて前記ステップＳ１０へ進む。弁開度θexが上限開度θmaxと下限開度θminとの間にあればステップＳ５へ進む。
【００１４】
ステップＳ５では、前記排気制御弁駆動ユニット１４から通知されたアクチュエータ駆動電流Iexが前記診断部１５４において上限値Imaxと比較される。前記上限値Imaxは、アクチュエータ１２がロックした際に流れるロック電流あるいはアクチュエータ１２に過大な負荷が加わった際に流れる電流値を検知できる値に予め設定されており、駆動電流Iexが上限値Imaxを上回ると、動作異常と診断されて前記ステップＳ１０へ進む。駆動電流Iexが上限値Imaxを下回っていればステップＳ６へ進む。
【００１５】
ステップＳ６では、前記エンジン回転数Ne、スロットル開度θthおよび車速Vs等の制御パラメータに基づいて基本点火時期マップ１５１が参照されて基本点火時期θigが求められる。ステップＳ７では、前記制御パラメータに基づいて基本燃料噴射量マップ１５２が参照されて基本燃料噴射量Toutが求められる。ステップＳ８では、加速補正係数や冷却水補正係数などの各種の補正係数が前記基本燃料噴射量Toutに乗じられる。ステップＳ９では、前記基本点火時期θigおよび基本燃料噴射量Toutに基づいてエンジンが制御される。
【００１６】
一方、前記ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５のいずれかで異常診断された場合、ステップＳ１０では、前記制御パラメータに基づいて異常時点火時期マップ１５５が参照されて異常時点火時期が決定される。
【００１７】
図３は、前記基本点火時期マップ１５１に基づいて決定される点火時期θig1と前記異常時点火時期マップ１５５に基づいて決定される点火時期θig2との関係を示した図であり、ここでは制御パラメータをエンジン回転数Neに限って説明している。本実施形態では、排気制御弁１１が異常と診断されるとエンジン出力が常時よりも低下するように、エンジン回転数Neの全域にわたって点火時期θigをリタード（遅角）されるようにしている。
【００１８】
ステップＳ１１では、前記ステップＳ７と同様に、前記制御パラメータに基づいて基本燃料噴射量マップ１５２が参照されて基本燃料噴射量Toutが求められる。ステップＳ１２では、前記制御パラメータに基づいて異常時噴射間引きテーブル１５６が参照され、前記制御パラメータの値に応じて噴射間引き率Rex（％）が決定される。
【００１９】
図４は、前記異常時噴射間引きテーブル１５６の一例を示した図であり、ここでは制御パラメータをエンジン回転数Neに限って説明している。本実施形態では、排気制御弁１１が異常と診断されるとエンジン出力が常時よりも低下するように、エンジン回転数Neに応じた間引き率Rexが段階的に設定されている。
【００２０】
ステップＳ１３では、排気制御弁１１が異常である旨のメッセージが、図示しないインスツルメントパネル上に表示される。ステップＳ１４では、エンジン出力が常時よりも低下するように、前記決定された点火時期θig2、基本燃料噴射量Toutおよび間引き率Rexに基づいてエンジン制御が実行される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、排気制御弁が正常に動作しなくなると、エンジン出力が低下するように点火時期および燃料噴射量の少なくとも一方が制御されるので、排気断面積が設定値よりも減少するように排気制御弁が動作する場合であっても、十分なエンジン性能を確保でき、かつ燃費の低下を最小限に抑えられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るエンジン出力制御装置の主要部の構成を示したブロック図である。
【図２】  エンジン出力制御の動作を示したフローチャートである。
【図３】  基本点火時期と異常時点火時期との関係を示した図である。
【図４】  噴射間引き率テーブルの一例を示した図である。
【符号の説明】
１０…排気系，１１…排気制御弁，１２…アクチュエータ，１３…開度センサ，１４…排気制御弁駆動ユニット，１５…エンジンＥＣＵ，２１…エンジン回転数センサ，２２…スロットル開度センサ，２３…車速センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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