JP2021119301A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価かつ簡易な構成で、車両の運転者に潤滑油系統の異常を正しく認識させる。【解決手段】車両に搭載された内燃機関の潤滑油圧が閾値未満であるか否かを検出するスイッチの出力信号を参照して潤滑油圧が閾値未満である事実を感知した場合、車両のコックピットに設けられた油圧警告灯を点灯または点滅させ、その後、前記スイッチの出力信号が潤滑油圧が閾値以上に高まったことを示したとしても、少なくとも内燃機関の運転を停止するまでは油圧警告灯の点灯または点滅を止めずに維持する車両の制御装置を構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、動力源として内燃機関が搭載された車両の制御装置に関する。

車両に搭載されている内燃機関のクランクケース内のオイルパンには、内燃機関の各部を潤滑するための潤滑油が蓄えられている。機械式の潤滑油ポンプは、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに従動し、クランクシャフトからトルクの伝達を受けて回転する。そして、オイルパンに貯留された潤滑油を吸引して吐出し、内燃機関のシリンダブロック内のメインギャラリに向けて圧送する。

潤滑油ポンプの下流に設置されている圧力スイッチは、当該ポンプが吐出する潤滑油の圧力が閾値未満であるときにＯＮ信号を出力する。その出力信号に基づき、潤滑油圧が閾値未満となっている場合には、車両のコックピットに設けられた油圧警告灯を点灯または点滅させて、運転者に潤滑油圧が異常である旨を報知する（例えば、下記特許文献を参照）。

特開２００７−２１１７１３号公報

当然のことながら、エンジン回転数の推移は、車両の運転者のアクセルペダルの操作に依存している。機械式の潤滑油ポンプによる潤滑油の吐出流量及び圧力は、エンジン回転数が高まるほど増大する。故に、エンジン回転が加速すると、潤滑油圧の増大に伴って圧力スイッチの出力がＯＮからＯＦＦへと切り替わり、一旦は点灯または点滅させた油圧警告灯を消灯してしまうことが起こる。これにより、運転者が潤滑油量の不足やポンプの作動不良等の異常を認識せずに、または異常を看過して車両の運転を続行し、その帰結として内燃機関に故障を生じるおそれがある。

本発明は、以上の問題に着目してなされたものであり、安価かつ簡易な構成で、車両の運転者に潤滑油系統の異常を正しく認識させることを所期の目的としている。

上述した課題を解決するべく、本発明では、車両に搭載された内燃機関の潤滑油圧が閾値未満であるか否かを検出するスイッチの出力信号を参照して潤滑油圧が閾値未満である事実を感知した場合、車両のコックピットに設けられた油圧警告灯を点灯または点滅させ、その後、前記スイッチの出力信号が潤滑油圧が閾値以上に高まったことを示したとしても、少なくとも内燃機関の運転を停止するまでは油圧警告灯の点灯または点滅を止めずに維持する車両の制御装置を構成した。

より具体的には、前記スイッチの出力信号が潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続したときに、潤滑油圧が閾値未満である事実を感知したとすることが好ましい。

さらに、油圧警告灯を点灯または点滅させた後、さらに前記スイッチの出力信号が潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続した場合には、そうでない場合と比較してエンジン回転数の上限を引き下げるためのフェイルセーフ制御を実行開始することが好ましい。

加えて、油圧警告灯の点灯または点滅に伴い、または前記フェイルセーフ制御の実行開始に伴い、異常が生じている旨を運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で出力するようにしてもよい。

本発明によれば、安価かつ簡易な構成で、車両の運転者に潤滑油系統の異常を正しく認識させることができる。

本発明の一実施形態における車両用内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態の車両の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。 車両のコックピットに設けられる油圧警告灯を例示する図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子を有するイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、排気通路４と吸気通路３とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を還流するＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における触媒４１の下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、特にサージタンク３３に接続している。

本実施形態の車両の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵまたはコントローラが、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関に対して要求されるエンジン負荷率またはエンジントルク）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、気筒１に連なる吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｅ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフト及び／または排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、内燃機関の各所に供給される潤滑油圧を検出する圧力スイッチ５から出力される信号ｈ等が入力される。

圧力スイッチ５は、クランクケース１３内のオイルパンに蓄えられた潤滑油を吸引して吐出する機械式の潤滑油ポンプ（図示せず）と、気筒１を内包するシリンダブロック内の潤滑油流路であるメインギャラリとの間の箇所に設置されている。この圧力スイッチ５は、潤滑油ポンプが吐出する潤滑油圧が閾値未満であるか否かを二値判定し、潤滑油圧が閾値未満であるときにＯＮ信号ｈを出力する。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、イグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、メモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数や吸気圧等を知得するとともに、気筒１に吸入される空気量に見合った要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング、燃料噴射圧、混合気への点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。

しかして、図２に示すように、本実施形態のＥＣＵ０は、内燃機関に付随する潤滑油ポンプが吐出する潤滑油圧を検出するスイッチ５の出力信号ｈを参照し、当該出力信号ｈが潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続したときに（ステップＳ１）、車両のコックピットに実装されている油圧警告灯６を点灯または点滅させる（ステップＳ２）。そのために、ＥＣＵ０は、油圧警告灯６に給電する電気回路上に設けられた半導体スイッチング素子またはリレー等６１をＯＦＦ（遮断）からＯＮ（導通）に切り替えるための制御信号ｍを当該半導体スイッチング素子等６１に印加し、以て油圧警告灯６に通電して、それまで消灯していた油圧警告灯６を点灯または点滅させる。図３に、油圧警告灯６を例示する。

その上で、本実施形態のＥＣＵ０は、一旦油圧警告灯６を点灯または点滅させた後、少なくとも同一のトリップ（運転者の手によりイグニッションスイッチ（イグニッションキー）またはスタートスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動してから、運転者の手により同スイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関を停止するまでの期間を一トリップと定義する）の間は、たとえ圧力スイッチ５の出力信号ｈが潤滑油圧が閾値以上に高まったことを示したとしても、換言すれば圧力スイッチ５がＯＮ信号ｈを出力しなくなったとしても、油圧警告灯６を消灯せず、これを点灯または点滅させ続ける。

但し、一般に、イグニッションスイッチまたはスタートスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動する際には、車両のコックピットに実装された油圧警告灯６を含む全ての警告灯が点灯し、内燃機関の始動が完了した後にそれらが消灯する。このような内燃機関の始動時の油圧警告灯６の点灯は、上記の「油圧警告灯６を点灯または点滅させ続ける」対象から除外することは言うまでもない。

油圧警告灯６を点灯または点滅させた後、さらに圧力スイッチ５の出力信号ｈが潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続した場合には（ステップＳ３）、以後、エンジン回転数の上限を平常の場合よりも引き下げるためのフェイルセーフ制御を実行開始する（ステップＳ４）。フェイルセーフ制御では、例えば、エンジン回転数が所定回転数以上に上昇したときにインジェクタ１１からの燃料噴射を休止する燃料カットを実施したり、スロットルバルブ３２の開度（または、その最大の拡大量）を平常よりも縮小して気筒１に吸入される空気量及び燃料噴射量を削減したりして、エンジントルク及びエンジン回転数に制限を加える。

加えて、上記のフェイルセーフ制御の実行開始に伴い、潤滑油系統に異常が生じており、フェイルセーフ制御を実行する旨を、改めて運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で出力する（ステップＳ５）。例えば、既に点灯させている油圧警告灯６を点滅させるようにしたり、点滅させている油圧警告灯６の点滅の周期を早くしたり、警告音や音声ガイダンス等を出力したり、退避走行を促すメッセージ等を車両のコックピットに実装されているディスプレイの画面に表示させたりする。

本実施形態では、車両に搭載された内燃機関の潤滑油圧が閾値未満であるか否かを検出するスイッチ５の出力信号ｈを参照して潤滑油圧が閾値未満である事実を感知した場合、車両のコックピットに設けられた油圧警告灯６を点灯または点滅させ、その後、前記スイッチ５の出力信号ｈが潤滑油圧が閾値以上に高まったことを示したとしても、少なくとも内燃機関の運転を停止するまでは油圧警告灯６の点灯または点滅を止めずに維持する車両の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、車両の運転者に、潤滑油量の不足や潤滑油ポンプの作動不良等の異常を確実に認識させることが可能となる。従って、運転者が異常を看過して車両の運転を続行し、内燃機関の焼き付きその他の故障を惹起するおそれが低減する。

本実施形態の制御装置０は、前記スイッチ５の出力信号ｈが潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続したときに、はじめて潤滑油圧が閾値未満であると判断する。これにより、潤滑油圧の瞬時的な変動に起因して、潤滑油系統に異常が生じていないにもかかわらず異常が発生していると誤判断することを回避できる。

加えて、油圧警告灯６を点灯または点滅させた後、さらに前記スイッチ５の出力信号ｈが潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続した場合に、そうでない平常の場合と比較してエンジン回転数の上限を引き下げるためのフェイルセーフ制御を実行開始するものであるため、潤滑油系統の異常による内燃機関の故障をより確実に防止することができる。

また、前記フェイルセーフ制御の実行開始に伴い、異常が生じている旨を運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で出力してフェイルセーフ制御を予告するようにしており、運転者の困惑を招くことがなく、なおかつ運転者に安全な場所やディーラー、整備工場等に向かう退避走行を促すことができる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ステップＳ４のフェイルセーフ制御は、ステップＳ２の油圧警告灯６の点灯または点滅と同時に開始してもよい。

また、ステップＳ５の警告音や音声ガイダンス等の出力、退避走行を促すメッセージ等の画面表示を、ステップＳ２の油圧警告灯６の点灯または点滅と同時に行ってもよい。

その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、内燃機関が搭載された車両の制御に適用できる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
５…油圧スイッチ
６…油圧警告灯
ｈ…油圧スイッチの出力信号
ｍ…油圧警告灯を点灯または点滅させるための制御信号

Claims (4)

1. 車両に搭載された内燃機関の潤滑油圧が閾値未満であるか否かを検出するスイッチの出力信号を参照して潤滑油圧が閾値未満である事実を感知した場合、車両のコックピットに設けられた油圧警告灯を点灯または点滅させ、その後、前記スイッチの出力信号が潤滑油圧が閾値以上に高まったことを示したとしても、少なくとも内燃機関の運転を停止するまでは油圧警告灯の点灯または点滅を止めずに維持する車両の制御装置。
2. 前記スイッチの出力信号が潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続したときに、潤滑油圧が閾値未満である事実を感知したとする請求項１記載の車両の制御装置。
3. 油圧警告灯を点灯または点滅させた後、さらに前記スイッチの出力信号が潤滑油圧が閾値未満であることを示している状態が所定時間以上継続した場合、そうでない場合と比較してエンジン回転数の上限を引き下げるためのフェイルセーフ制御を実行開始する請求項１または２記載の車両の制御装置。
4. 油圧警告灯の点灯または点滅に伴い、または前記フェイルセーフ制御の実行開始に伴い、異常が生じている旨を運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で出力する請求項１、２または３記載の車両の制御装置。

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