JP4194429B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制御装置に関し、詳しくは、発電機構が働かないエンジンの停止後に車両の状態を検出させる構成において、該エンジン停止状態での消費電力を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの停止後に車両の状態を検出させる装置として、特許文献１に開示されるようなものがあった。
【０００３】
このものは、エバポガスパージシステムにおけるリークを診断する装置であって、エンジン停止後の燃料タンク内の温度変化と燃料タンク内の圧力変化とを比較して、リークの有無を診断する構成である。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５２６３４６２号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、リーク診断のためエンジン停止後にセンサ出力をサンプリングさせる場合、リーク診断を行うマイクロコンピュータ（制御装置）を動作させ続ける必要があり、マイクロコンピュータで電力が消費されることになる。
【０００６】
しかし、エンジン停止中は発電機構が働かないため、診断に長時間を要し、マイクロコンピュータを動作させる時間が長くなると、バッテリが消耗し、エンジンの再始動性に影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジン停止後に車両の状態を検出するセンサの検出データをサンプリングさせる構成において、制御装置における消費電力を低減できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１に係る発明は、燃料タンクからの蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置における閉塞区間内の圧力を検出する圧力センサを備え、エンジン停止後に前記圧力センサで検出される圧力を周期的にサンプリングし、サンプリングした圧力データに基づいて前記閉塞区間におけるリークの有無を診断する車両の制御装置において、前記閉塞区間内の圧力の変化速度に応じてエンジン停止中の動作周波数及び前記圧力のサンプリング周期を変更するようにした。
【０００９】
かかる構成によると、制御装置の動作周波数（例えばＣＰＵのクロック周波数）が高く、また、圧力のサンプリング周期が短いと、消費電力も増加する傾向にあるので、圧力の変化速度に応じた最低限の動作周波数及びサンプリング周期に変更することで、エンジン停止中における消費電力を低減する。
【００１０】
従って、エンジン停止中に制御装置を動作させても、バッテリの消耗を抑制でき、エンジンの再始動性が損なわれることを防止できる。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記圧力の変化速度が速いときに、比較的短い周期で前記圧力をサンプリングするようにした。
【００１１】
かかる構成によると、圧力の変化速度が速いときに、比較的短い周期で圧力をサンプリングさせれば、圧力変化を応答良く検出でき、結果的に短時間でリーク診断を終了させることができる一方、圧力の変化速度が遅く、圧力変化を見極めるのに時間を要するときに、サンプリング周期を延ばすことで、診断時間が長くなっても電力消費を低下させることができる。
【００１２】
従って、圧力のサンプリング要求を満たしつつ、最低限のサンプリング周期として、エンジン停止中における消費電力を低減できる。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明において、経過時間と前記圧力の変化速度との相関に基づき、経過時間に応じて前記動作周波数及び前記圧力のサンプリング周期を変更するようにした。
【００１３】
かかる構成によると、圧力の変化速度の変化が、経過時間に相関する場合であれば、経過時間に応じて動作周波数及びサンプリング周期を変化させることで、結果的に、圧力の変化速度に応じて動作周波数及びサンプリング周期を変化させることになる。従って、圧力のサンプリング要求を満たしつつ、最低限の動作周波数及びサンプリング周期として、エンジン停止中における消費電力を低減できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は実施形態における車両用エンジンのシステム構成図である。
【００１６】
この図１において、エンジン１は、図示省略した車両に搭載されるガソリン内燃機関である。
前記エンジン１の吸気系には、スロットル弁２が設けられていて、これによりエンジン１の吸入空気量が制御される。
【００１７】
また、スロットル弁２下流の吸気管３のマニホールド部には、気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が設けられている。
前記燃料噴射弁４は、コントロールユニット２０からエンジン回転に同期して出力される噴射パルス信号により開弁して燃料噴射を行い、噴射された燃料はエンジン１の燃焼室内で燃焼する。
【００１８】
蒸発燃料処理装置として、燃料タンク５にて発生する蒸発燃料を蒸発燃料導入通路６により導いて一時的に吸着するキャニスタ７が設けられている。
前記キャニスタ７は、容器内に活性炭などの吸着材８を充填したものである。
【００１９】
また、前記キャニスタ７には、新気導入口９が形成されると共に、パージ通路１０が導出されている。
前記パージ通路１０は、非通電時に全閉となる常閉型のパージ制御弁（ＰＣＶ）１１を介して、スロットル弁２下流の吸気管３に接続されている。
【００２０】
前記パージ制御弁１１は、前記コントロールユニット２０から出力されるパージ制御信号により開弁するようになっている。
従って、燃料タンク５にて発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入通路６によりキャニスタ７に導かれて、ここに吸着捕集される。
【００２１】
そして、エンジン１の運転中に所定のパージ許可条件が成立すると、パージ制御弁１１が開制御され、エンジン１の吸入負圧がキャニスタ７に作用する結果、新気導入口９から導入される新気によってキャニスタ７に吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１０を通って吸気管３内に吸入され、その後、エンジン１の燃焼室内で燃焼処理される。
【００２２】
また、前記キャニスタ７の新気導入口９には、後述するリーク診断時に新気導入口９を閉塞するための電磁弁１４が介装されている。
前記電磁弁１４は、非通電時に全閉となる常閉型の電磁弁である。
【００２３】
前記コントロールユニット２０（制御装置）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号が入力される。
【００２４】
前記各種センサとしては、エンジン１の回転に同期してクランク角信号を出力するクランク角センサ２１、エンジン１の吸入空気量を計測するエアフローメータ２２、車速を検出する車速センサ２３、燃料タンク内５の圧力を検出する圧力センサ２４、燃料タンク５内の温度を検出するタンク内温度センサ２５が設けられている。
【００２５】
尚、エンジン１で駆動される発電機構が設けられ、該発電機構で充電されるバッテリ（図示省略）を電源として、前記コントロールユニット２０が動作するようになっている。
【００２６】
ここにおいて、コントロールユニット２０は、エンジン運転条件に基づいて燃料噴射弁４の作動を制御し、また、エンジン運転条件に基づいてパージ制御弁１１の作動を制御する。
【００２７】
更に、コントロールユニット２０は、前記蒸発燃料処理装置における処理経路におけるリークの有無を診断するリーク診断機能を有している。
但し、前記リーク診断機能を有するコントロールユニットを、前記コントロールユニット２０とは別体に設ける構成であっても良い。
【００２８】
前記リーク診断は、エンジン１の停止後におけるタンク内圧の変化に基づいて行われる。
エンジン１の停止に伴う非通電によって前記パージ制御弁１１及び電磁弁１４が閉状態になると、燃料タンク２，蒸発燃料導入通路６，キャニスタ７，パージ通路１０内の空間が閉塞空間とされる。
【００２９】
ここで、ガソリン蒸気の温度が下がるときの凝縮により、前記閉塞空間内の圧力（タンク内圧）が減圧されることになり、該減圧によって圧力が負圧になればリーク無しを判定し、負圧にならない場合にリーク有りの判定を行う。
【００３０】
前記リーク診断においては、エンジン１停止後にタンク内圧をサンプリングする必要があるが、エンジン停止中は発電機構が働かずコントロールユニット２０の電源であるバッテリが充電されないため、エンジン停止中におけるコントロールユニット２０での消費電力が大きいと、前記バッテリを消耗させる。
【００３１】
ここで、前記バッテリは、スタータの電源としても用いられるので、バッテリの消耗は、エンジン１の再始動性を悪化させることになってしまう。
そこで、本実施形態では、図２のフローチャートに示すようにして、エンジン停止中におけるコントロールユニット２０の消費電力を低減するようにしてある。
【００３２】
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、エンジン停止後からの経過時間が、停止直後のタンク内圧の上昇期間に対応する所定時間だけ経過したか否かを判別する。
【００３３】
そして、前記所定時間が経過すると、ステップＳ２へ進む。
ステップＳ２では、圧力センサ２４で検出されるタンク内圧（閉塞区間内の圧力）を所定周期でサンプリングする（圧力センサ２４の検出信号を逐次Ａ／Ｄ変換器で検出データに変換して読み込む）。
【００３４】
前記ステップＳ２でのサンプリング周期（Ａ／Ｄ変換器の起動周期）は、初期値として与えられる比較的短いサンプリング周期ｔ０であり、ＣＰＵのクロック周波数も前記サンプリング周期ｔ０に見合った高い周波数Ｃに初期設定されている。
【００３５】
尚、エンジン停止直後からタンク内圧をサンプリングし、該サンプリング結果がタンク内圧の減少傾向を示すようになってからステップＳ３へ進む構成とすることもできる。
【００３６】
そして、ステップＳ３では、ステップＳ２でのサンプリング結果から算出されるタンク内圧の初期低下速度が、所定速度以上であるか否かを判定する。
ここで、タンク内圧の初期低下速度が所定速度以上であるときには、ステップＳ４へ進み、タンク内圧のサンプリング周期を予め設定される減圧時用短時間ｔ１（＞ｔ０）に設定する。
【００３７】
次のステップＳ５では、ＣＰＵのクロック周波数（動作周波数）に、前記短時間ｔ１でのサンプリング処理を可能にする最低限の周波数として予め設定された周波数Ａ（＜Ｃ）を設定する。
【００３８】
一方、前記タンク内圧の初期低下速度が所定速度未満であるときには、ステップＳ６へ進み、タンク内圧のサンプリング周期を予め設定される減圧時用長時間ｔ２（＞ｔ１＞ｔ０）に設定し、次のステップＳ７では、ＣＰＵのクロック周波数に、前記長時間ｔ２でのサンプリング処理を可能にする最低限の周波数として予め設定された周波数Ｂ（＜Ａ＜Ｃ）を設定する。
【００３９】
そして、ステップＳ８では、前記サンプリング周期毎のタンク内圧のサンプリング処理を、前記クロック周波数で動作するＣＰＵで処理する。
ステップＳ９では、最新にサンプリングしたタンク内圧が負圧であるか否かを判断し、負圧になっていればリーク無しの判定を下す。
【００４０】
一方、所定時間だけタンク内圧のサンプリングを繰り返しても、タンク内圧が負圧にならない場合には、リーク有りの判定を下す。
前記リーク診断を終了した後は、コントロールユニット２０が電源を自己遮断する。
【００４１】
信号処理機器の動作周波数を高めると、消費電力も増加する傾向があるため、上記のようにして、エンジン停止後のＡ／Ｄ変換器及びＣＰＵの動作周波数を低下させれば、エンジン停止中のコントロールユニット２０における消費電力を低減でき、エンジン停止後のタンク内圧に基づくリーク診断のために、バッテリが消耗することを抑止できる。
【００４２】
従って、エンジン停止中のバッテリの消耗によるエンジンの再始動性の低下を回避することができる。
更に、タンク内圧の変化速度が速いときに、比較的短い周期でタンク内圧をサンプリングさせれば、負圧にまで圧力低下したことを応答良く検出でき、結果的に短時間で診断を終了させることができる。
【００４３】
また、タンク内圧の変化速度が遅く、負圧にまで圧力低下するか否かを見極めるまでに時間を要するときに、サンプリング周期を延ばすと共にクロック周波数を更に低下させるので、診断時間が長くなっても電力消費を低下させることができる。
【００４４】
尚、サンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数を、より細かく変化させても良い。
【００４６】
また、上記では、タンク内圧の変化速度によってサンプリング周期（Ａ／Ｄ変換器の起動周期）及びＣＰＵのクロック周波数を切り換える構成としたが、エンジン停止時のタンク内温度が、タンク内圧の変化速度に相関があるので、タンク内温度に基づいてサンプリング周期（Ａ／Ｄ変換器の起動周期）及びＣＰＵのクロック周波数を切り換える構成とすることができる。
【００４７】
更に、タンク内温度は、エンジン運転時間によって変化し、また、タンク内温度とエンジンの冷却水温度とにはある程度の相関があるので、エンジン運転時間及び／又はエンジン停止時の冷却水温度に基づいて、サンプリング周期（Ａ／Ｄ変換器の起動周期）及びＣＰＵのクロック周波数を切り換える構成とすることができる。
【００４８】
また、サンプリング周期を長くしたときには、サンプリング間隔においてＣＰＵを休止状態して、サンプリング予定時間になったときにＣＰＵを動作状態に復帰させるようにすることも可能である。
【００４９】
また、タンク内圧の変化速度は、時間経過と共に減少するから、実際の変化速度を演算することなく、予め経過時間に応じてサンプリング周期及び／又はＣＰＵのクロック周波数を変化させる特性を設定し、該特性に応じてサンプリング周期及び／又はＣＰＵのクロック周波数を変更する構成としても良い。
【００５０】
図３のフローチャートは、エンジン停止後の経過時間に応じてサンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数を変化させる第２の実施形態を示す。
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１１で、エンジン停止後所定時間が経過したことが検出されると、ステップＳ１２へ進む。
【００５１】
ステップＳ１２では、エンジン停止後の経過時間に応じて予めサンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数を記憶したテーブルを参照し、サンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数を設定する。
【００５２】
ステップＳ１３では、前記サンプリング周期に従って、圧力センサ２４で検出されるタンク内圧をサンプリングする。
ステップＳ１４では、前記ステップＳ１３でサンプリングされたタンク内圧に基づきリーク診断を行う。
【００５３】
即ち、タンク内圧が負圧になっていればリーク無しの判定を下し、所定時間だけタンク内圧のサンプリングを繰り返しても、タンク内圧が負圧にならない場合には、リーク有りの判定を下す。
【００５４】
ステップＳ１５では、リーク診断が終了したか否かを判断し、リーク診断が終了していない場合には、ステップＳ１２へ戻って、サンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数の再設定を行い、タンク内圧のサンプリングを繰り返す。
【００５５】
上記のように、サンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数を経過時間に伴って変化させる構成とすれば、時間が経過するに伴って変化速度が遅くなるタンク内圧を、必要充分な周期でサンプリングさせ、かつ、該サンプリング周期に見合ったクロック周波数でＣＰＵを動作させることができ、エンジン停止中における消費電力を低減できる。
【００５６】
また、時間経過に伴ってサンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数を変化させる構成とすれば、タンク内圧の変化速度の演算処理を不要にできる。
ところで、上記実施形態では、サンプリングしたタンク内圧に基づくリーク診断（タンク内圧の演算処理）もエンジン停止中に行わせる構成としたが、タンク内圧をサンプリングして保存する処理のみをエンジン停止中に行わせ、サンプリングしたタンク内圧に基づくリーク診断（タンク内圧の演算処理）を、エンジンの再始動後に行わせることができる。
【００５７】
図４のフローチャートは、上記構成とした第３の実施形態を示す。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１〜ステップＳ２８の処理は、前記図２のフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ８と同様に行われ、所定のサンプリング時間内でタンク内圧のサンプリング処理を繰り返し、そのサンプリング結果を保存する。
【００５８】
ステップＳ２９では、コントロールユニット２０が電源を自己遮断する。
そして、キースイッチのＯＮ操作によって再びコントロールユニット２０に電源が供給されると、ステップＳ３０でエンジンが再始動されたか否かを判別し、エンジンが再始動されると、ステップＳ３１へ進んで、エンジン停止中にサンプリングされ保存されているタンク内圧に基づくリーク診断を行う。
【００５９】
上記構成によると、エンジン停止中は消費電力が比較的少ないサンプリング保存処理のみを行い、発電機構が働くエンジン始動後にリーク有無の判定（演算処理）を行わせるので、エンジン停止中の消費電力を低減できる。
【００６０】
尚、エンジン再始動後にリーク診断を行わせる構成において、サンプリング周期及びＣＰＵのクロック周波数を、エンジン停止後の経過時間に応じて変更しても良い。
【００６２】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、エンジン停止後に前記処理経路内を閉塞して減圧されるときに前記圧力センサで検出される圧力に基づいて、前記処理経路におけるリークの有無を診断することを特徴とする車両の制御装置。
【００６３】
かかる構成によると、エンジン停止後に蒸発燃料の処理経路内を閉塞して減圧し、このときに圧力センサで検出される処理経路内の圧力をサンプリングするときに、前記処理経路内の圧力の変化速度に応じて動作周波数及び圧力のサンプリング周期が変更される。
【００６４】
従って、エンジン停止後のタンク内圧の減少変化に基づきリーク診断を行うときに、消費電力を低減させることができる。
（ロ）請求項（イ）記載の車両の制御装置において、
前記圧力センサで検出される圧力の初期低下速度に応じてエンジン停止中の動作周波数及び前記圧力のサンプリング周期が変更されることを特徴とする車両の制御装置。
【００６５】
かかる構成によると、圧力の低下速度の大小に応じてサンプリング要求（サンプリング周期の要求）が変化することに対応して、最低限の動作周波数及びサンプリング周期を設定することが可能となる。
【００６６】
（ハ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記圧力のサンプリング間において、一時休止されることを特徴とする車両の制御装置。
【００６７】
かかる構成によると、サンプリングタイミングの間で、制御装置が一時休止されるから、継続的に動作させる場合に比べて、消費電力がより低減されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における機関のシステム構成図。
【図２】実施の形態におけるリーク診断制御の第１実施形態を示すフローチャート。
【図３】実施の形態におけるリーク診断制御の第２実施形態を示すフローチャート。
【図４】実施の形態におけるリーク診断制御の第３実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関），２…スロットル弁，３…吸気管，４…燃料噴射弁，５…燃料タンク，６…蒸発燃料導入通路，７…キャニスタ，８…吸着材，９…新気導入口，１０…パージ通路，１１…パージ制御弁，１４…電磁弁，２０…コントロールユニット，２１…クランク角センサ，２２…エアフローメータ，２３…車速センサ，２４…圧力センサ，２５…タンク内温度センサ

Claims (3)

1. 燃料タンクからの蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置における閉塞区間内の圧力を検出する圧力センサを備え、エンジン停止後に前記圧力センサで検出される圧力を周期的にサンプリングし、サンプリングした圧力データに基づいて前記閉塞区間におけるリークの有無を診断する車両の制御装置であって、
   前記閉塞区間内の圧力の変化速度に応じてエンジン停止中の動作周波数及び前記圧力のサンプリング周期を変更することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記圧力の変化速度が速いときに、比較的短い周期で前記圧力をサンプリングすることを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
3. 経過時間と前記圧力の変化速度との相関に基づき、経過時間に応じて前記動作周波数及び前記圧力のサンプリング周期を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の制御装置。

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