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公開番号2021067177
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019190464
出願日20191017
発明の名称車両
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人特許業務法人アイテック国際特許事務所
主分類F02D 43/00 20060101AFI20210402BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】エンジンの始動を失敗するという不都合が生じるのを回避する。
【解決手段】エンジンと、エンジンの排気管と吸気管とを連絡する連絡管および連絡管に設けられたバルブを有する排気再循環装置と、エンジンを制御すると共にバルブの目標開度に基づいてバルブを制御し、更に、自動停止条件の成立に基づいてエンジンの自動停止を行なうと共にその後の自動始動条件の成立に基づいてエンジンの自動始動を行なう制御装置と、を備える車両において、制御装置は、バルブが異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断により、バルブが異物を噛み込んだと確定したときには、エンジンの自動停止を禁止する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
エンジンと、
前記エンジンの排気管と吸気管とを連絡する連絡管および前記連絡管に設けられたバルブを有する排気再循環装置と、
前記エンジンを制御すると共に前記バルブの目標開度に基づいて前記バルブを制御し、更に、自動停止条件の成立に基づいて前記エンジンの自動停止を行なうと共にその後の自動始動条件の成立に基づいて前記エンジンの自動始動を行なう制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、前記バルブが異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断により、前記バルブが異物を噛み込んだと確定したときには、前記エンジンの自動停止を禁止する、
車両。
続きを表示(約 900 文字)【請求項2】
エンジンと、
前記エンジンの排気管と吸気管とを連絡する連絡管および前記連絡管に設けられたバルブを有する排気再循環装置と、
前記エンジンを制御すると共に前記バルブの目標開度に基づいて前記バルブを制御し、更に、自動停止条件の成立に基づいて前記エンジンの自動停止を行なうと共にその後の自動始動条件の成立に基づいて前記エンジンの自動始動を行なう制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、前記バルブが異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断を行なっているときには、前記エンジンの自動停止を禁止する、
車両。
【請求項3】
請求項2記載の車両であって、
前記制御装置は、前記自動停止条件の成立開始から所定時間以内に、前記噛み込み診断により前記バルブが異物を噛み込んでいないと確定したときには、前記エンジンの自動停止を許可する、
車両。
【請求項4】
請求項3記載の車両であって、
前記制御装置は、前記自動停止条件の成立開始から所定時間以内に、前記噛み込み診断により前記バルブが異物を噛み込んでいないと確定しなかったときには、前記エンジンの自動停止の禁止を継続する、
車両。
【請求項5】
請求項1ないし4のうちの何れか1つの請求項に記載の車両であって、
前記吸気管内の圧力を検出吸気圧として検出する圧力センサを備え、
前記制御装置は、
前記吸気管内の圧力を推定吸気圧として推定し、
前記目標開度が第1所定開度以上に至ってから前記第1所定開度よりも小さい第2所定開度以下に至った開度条件を含む診断条件が成立したときに、前記検出吸気圧と前記推定吸気圧との吸気圧差分と閾値との比較により、前記噛み込み診断を行なう、
車両。
【請求項6】
請求項5記載の車両であって、
前記診断条件は、前記開度条件に加えて、前記推定吸気圧または前記検出吸気圧が所定圧力未満である吸気圧条件も含む、
車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関する。
続きを表示(約 7,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンの排気管と吸気管とを連絡するEGR(Exhaust Gas Recirculation)パイプおよびそのEGRパイプに設けられたEGRバルブを有するEGR装置と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、エンジン停止要求があるときには、エンジンをアイドル運転させると共にEGR装置の作動を停止させ、吸入空気量に基づいて推定した吸気管内のEGRガスの残留量が所定値を下回ったときに、エンジンの停止処理を実行する。このようにして、エンジンの始動時における排気性状の悪化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2008−151064号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
こうした車両では、EGRバルブが異物を噛み込んだ状態でエンジンを停止させると、その後にエンジンを始動する際に、意に反してEGRガスが吸気管に供給され、エンジンの燃焼が安定せずに、エンジンの始動を失敗する可能性がある。
【0005】
本発明の車両は、エンジンの始動を失敗するという不都合が生じるのを回避することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の第1の車両は、
エンジンと、
前記エンジンの排気管と吸気管とを連絡する連絡管および前記連絡管に設けられたバルブを有する排気再循環装置と、
前記エンジンを制御すると共に前記バルブの目標開度に基づいて前記バルブを制御し、更に、自動停止条件の成立に基づいて前記エンジンの自動停止を行なうと共にその後の自動始動条件の成立に基づいて前記エンジンの自動始動を行なう制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、前記バルブが異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断により、前記バルブが異物を噛み込んだと確定したときには、前記エンジンの自動停止を禁止する、
ことを要旨とする。
【0008】
この本発明の第1の車両では、バルブが異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断により、バルブが異物を噛み込んだと確定したときには、エンジンの自動停止を禁止する。これにより、バルブが異物を噛み込んだ状態でエンジンを自動停止して次回のエンジンの自動始動を失敗する、という不都合が生じるのを回避することができる。
【0009】
本発明の第2の車両は、
エンジンと、
前記エンジンの排気管と吸気管とを連絡する連絡管および前記連絡管に設けられたバルブを有する排気再循環装置と、
前記エンジンを制御すると共に前記バルブの目標開度に基づいて前記バルブを制御し、更に、自動停止条件の成立に基づいて前記エンジンの自動停止を行なうと共にその後の自動始動条件の成立に基づいて前記エンジンの自動始動を行なう制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、前記バルブが異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断を行なっているときには、前記エンジンの自動停止を禁止する、
ことを要旨とする。
【0010】
この本発明の第2の車両では、バルブが異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断を行なっているときには、エンジンの自動停止を禁止する。噛み込み診断を行なっているときには、バルブが異物を噛み込んでいないと確定していない、即ち、バルブが異物を噛み込んだ可能性があるから、エンジンの自動停止を禁止することにより、これにより、バルブが異物を噛み込んだ状態でエンジンを自動停止して次回のエンジンの自動始動を失敗する、という不都合が生じるのを回避することができる。
【0011】
本発明の第2の車両において、前記制御装置は、前記自動停止条件の成立開始から所定時間以内に、前記噛み込み診断により前記バルブが異物を噛み込んでいないと確定したときには、前記エンジンの自動停止を許可するものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記自動停止条件の成立開始から所定時間以内に、前記噛み込み診断により前記バルブが異物を噛み込んでいないと確定しなかったときには、前記エンジンの自動停止の禁止を継続するものとしてもよい。
【0012】
本発明の第1または第2の車両において、前記吸気管内の圧力を検出吸気圧として検出する圧力センサを備え、前記制御装置は、前記吸気管内の圧力を推定吸気圧として推定し、前記目標開度が第1所定開度以上に至ってから前記第1所定開度よりも小さい第2所定開度以下に至った開度条件を含む診断条件が成立したときに、前記検出吸気圧と前記推定吸気圧との吸気圧差分と閾値との比較により、前記噛み込み診断を行なうものとしてもよい。ここで、「第1所定開度」は、バルブが異物を噛み込んだときにその検出が所望される異物の最小径に対応する開度よりも若干大きい開度として設定される。したがって、診断条件が成立したときには、噛み込み診断を行なうことにより、バルブが異物を噛み込んだときにそれを検出することができる。また、診断条件が成立していないときには、噛み込み診断を行なわないことにより、バルブが異物を噛み込んだと誤検出するのを抑制することができる。
【0013】
この場合、前記診断条件は、前記開度条件に加えて、前記推定吸気圧または前記検出吸気圧が所定圧力未満である吸気圧条件も含むものとしてもよい。推定吸気圧や検出吸気圧が大きい(負圧として小さい)ときには、バルブの閉弁要求に対してバルブが異物を噛み込んで閉弁できないときでも、連絡管を流れる排気量が多くなりにくく、吸気圧差分が大きくなりにくいと想定される。即ち、バルブが異物を噛み込んでいないときと噛み込んだときとの吸気圧差分のずれが小さいと想定される。このため、推定吸気圧または検出吸気圧が所定圧力以上のときには、診断条件が成立していないとして噛み込み診断を行なわないことにより、バルブが異物を噛み込んだと誤検出するのをより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本発明の一実施例としてのエンジン装置を搭載する自動車10の構成の概略を示す構成図である。
電子制御ユニット70により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
EGRバルブ54の目標開度Ov*と開履歴フラグFoとカウンタCと診断条件フラグFdとの様子の一例を示す説明図である。
電子制御ユニット70により実行される自動停止禁止フラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
電子制御ユニット70により実行される自動停止許否ルーチンの一例を示すフローチャートである。
変形例の処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
エンジン12が或る回転数で回転していて且つEGRバルブ54が異物を噛み込んだときの推定吸気圧Pineと吸気圧差分ΔPinとの関係の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【0016】
図1は、本発明の一実施例としての自動車10の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車10は、図示するように、エンジン12と、排気再循環装置(以下、「EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置」という)50と、エンジン12のクランクシャフト14に接続されると共にデファレンシャルギヤ62を介して駆動輪64a,64bに接続される変速機60と、車両全体の制御を行なう電子制御ユニット70とを備える。
【0017】
エンジン12は、例えばガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン12は、エアクリーナ22により清浄された空気を吸気管23に吸入してスロットルバルブ24やサージタンク25の順に流通させると共に吸気管23のサージタンク25よりも下流側で燃料噴射弁26から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ28を介して燃焼室29に吸入し、点火プラグ30による電気火花によって爆発燃焼させる。そして、爆発燃焼によるエネルギにより押し下げられるピストン32の往復運動をクランクシャフト14の回転運動に変換する。燃焼室29から排気バルブ31を介して排気管33に排出される排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する触媒(三元触媒)34aを有する浄化装置34を介して外気に排出されると共に、EGR装置50を介して吸気管23に供給(還流)される。
【0018】
EGR装置50は、EGR管52とEGRバルブ54とを備える。EGR管52は、排気管33の浄化装置34よりも下流側と吸気管23のサージタンク25とを連絡する。EGRバルブ54は、EGR管52に設けられており、弁座54aおよび弁体54bを有する。弁座54aは、EGR管52の内径よりも小さい径の穴を有する。弁体54bは、ステッピングモータ55により駆動され、弁体54bの軸方向(図中上下方向)に移動する。このEGRバルブ54は、弁体54bが弁座54aに接近する側(図中下側)に移動して弁体54bの先端部(図中下端部)が弁座54aの穴を塞ぐことにより閉弁する。また、EGRバルブ54は、弁体54bが弁座54aから離間する側(図中上側)に移動して弁体54bの先端部が弁座54aから離間して弁座54aの穴を開口させることにより開弁する。このEGR装置50は、ステッピングモータ55によってEGRバルブ54の開度を調節することにより、排気管33の排気の還流量を調節して吸気管23に還流させる。エンジン12は、このようにして空気と排気と燃料との混合気を燃焼室29に吸引することができる。以下、この排気の還流を「EGR」といい、排気の還流量を「EGR量」という。
【0019】
電子制御ユニット70は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートを備える。電子制御ユニット70には、エンジン12を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。
【0020】
電子制御ユニット70に入力される信号としては、例えば、エンジン12のクランクシャフト14の回転位置を検出するクランクポジションセンサ40からのクランク角θcrや、エンジン12の冷却水の温度を検出する水温センサ42からの冷却水温Twを挙げることができる。吸気バルブ28を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ31を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ44からのカム角θci,θcoも挙げることができる。スロットルバルブ24のポジションを検出するスロットルポジションセンサ46からのスロットル開度THや、吸気管23に取り付けられたエアフローメータ48からの吸入空気量Qa、吸気管23に取り付けられた温度センサ49からの吸気温Ta、サージタンク25に取り付けられた圧力センサ57からのサージタンク25内の圧力の検出値としての検出吸気圧Pindも挙げることができる。排気管33に取り付けられた空燃比センサ35aからの空燃比AFや、排気管33に取り付けられた酸素センサ35bからの酸素信号O2も挙げることができる。イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号IGや、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPも挙げることができる。アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。
【0021】
電子制御ユニット70からは、エンジン12を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力される。電子制御ユニット70から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ24のポジションを調節するスロットルモータ36への制御信号や、燃料噴射弁26への制御信号、点火プラグ30への制御信号、EGRバルブ54の開度を調整するステッピングモータ55への制御信号を挙げることができる。また、変速機60への制御信号も挙げることができる。
【0022】
電子制御ユニット70は、クランクポジションセンサ40からのクランク角θcrに基づいてエンジン12の回転数Neを演算する。また、電子制御ユニット70は、エアフローメータ48からの吸入空気量Qaに基づいて、サージタンク25内の圧力の推定値としての推定吸気圧Pineを求める。ここで、推定吸気圧Pineは、例えば、吸入空気量Qaと推定吸気圧Pineとの実験や解析により予め定められた関係に吸入空気量Qaを適用して求めることができる。
【0023】
こうして構成された実施例の自動車10では、電子制御ユニット70は、アクセル開度Accや車速Vに基づいて変速機60の目標変速段Gs*を設定し、変速機60の変速段Gsが目標変速段Gs*となるように変速機60を制御する。また、アクセル開度Accや車速V、変速機60の変速段Gsに基づいてエンジン12の目標トルクTe*を設定し、エンジン12が目標トルクTe*に基づいて運転されるように、エンジン12の運転制御(例えば、吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など)や、EGR装置50の制御を行なう。
【0024】
ここで、EGR装置50の制御では、EGR条件が成立しているときには、エンジン12の運転ポイント(目標トルクTe*および回転数Ne)などに基づいて目標EGR量Vegr*を設定し、目標EGR量Vegr*に基づいてEGRバルブ54の目標開度Ov*を設定し、EGRバルブ54の目標開度Ov*に基づいてステッピングモータ55を制御する。一方、EGR条件が成立していないときには、EGRバルブ54の目標開度Ov*に値0を設定し、EGRバルブ54の目標開度Ov*に基づいてステッピングモータ55を制御する。EGR条件としては、エンジン12の暖機が完了している条件や、エンジン12の目標トルクTe*がEGR実行領域内にある条件などが用いられる。
【0025】
また、実施例の自動車10では、電子制御ユニット70は、図2の処理ルーチンを実行することにより、EGRバルブ54が弁座54aと弁体54bとの間で異物を噛み込んだか否かの診断である噛み込み診断を行なう。このルーチンは、EGRバルブ54が異物を噛み込んだと確定していないときに、繰り返し実行される。
【0026】
図2の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70は、最初に、EGRバルブ54の目標開度Ov*を入力し(ステップS100)、入力したEGRバルブ54の目標開度Ov*を閾値Ovref1と比較する(ステップS110)。ここで、閾値Ovref1は、EGRバルブ54が異物を噛み込んだときにその検出が所望される異物の最小径に対応する開度よりも若干大きい開度として定められ、例えば、15%〜30%程度の開度が用いられる。
【0027】
ステップS110でEGRバルブ54の目標開度Ov*が閾値Ovref1未満のときには、診断条件フラグFdに値0を設定し(ステップS270)、カウンタCを値0にクリアし(ステップS280)、開履歴フラグFoに値0を設定して(ステップS290)、本ルーチンを終了する。ここで、診断条件フラグFdは、噛み込み診断の後述の診断条件が成立しているか否かを意味する。カウンタCは、診断条件の成立の継続時間に相当する値を意味する。開履歴フラグFoは、EGRバルブ54の目標開度Ov*が閾値Ovref1以上に至った履歴があるか否かを意味する。
【0028】
ステップS110でEGRバルブ54の目標開度Ov*が閾値Ovref1以上のときには、開履歴フラグFoに値1を設定し(ステップS120)、EGRバルブ54の目標開度Ov*を入力し(ステップS130)、入力したEGRバルブ54の目標開度Ov*を閾値Ovref1よりも小さい閾値Ovref2と比較する(ステップS140)。ここで、閾値Ovref2としては、0%〜閾値Ovref1よりも若干小さい値程度の開度が用いられる。
【0029】
実施例では、噛み込み診断の診断条件として、EGRバルブ54の目標開度Ov*が閾値Ovref1以上に至ってから閾値Ovref2以下に至る開度変化条件を用いるものとした。以下、この理由について説明する。前回の噛み込み診断でEGRバルブ54が異物を噛み込んでないと確定したときや、未だEGRバルブ54が異物を噛み込んだか否かを確定していないとき(例えば、後述の異物除去制御の実行により異物を除去してから1回も診断条件が成立していないときなど)において、EGRバルブ54の目標開度Ov*が閾値Ovref1に至る前は、EGRバルブ54の弁座54aと弁体54bとの間に異物が入り込む可能性は十分に低く、弁座54aと弁体54bとの間で異物を噛み込んだ可能性は十分に低いと想定される。これに対して、開度変化条件が成立しているときには、EGRバルブ54の開度を小さくしようとする(例えば、閉弁しようとする)際に、EGRバルブ54が弁座54aと弁体54bとの間で異物を噛み込んだ可能性があると想定される。実施例では、このことを踏まえて、ステップS110,S140の処理を実行するものとした。
【0030】
ステップS140でEGRバルブ54の目標開度Ov*が閾値Ovref2よりも大きいときには、診断条件が成立していないと判断し、診断条件フラグFdに値0を設定すると共に(ステップS150)、カウンタCを値0にクリアして(ステップS160)、ステップS130に戻る。
(【0031】以降は省略されています)

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