阅读说明：本技术 电子控制装置和排气闸控制装置 (Electronic control device and exhaust gate control device ) 是由 池袋雄树 石川成昭 于 2018-10-24 设计创作，主要内容包括：提出了一种能够确保排气瓣的操作的安全性并提高车辆的安全性的电子控制装置和排气闸控制装置。特征在于,具备：排气瓣控制部(32),其经由中继器(50)向排气瓣(19)发送控制信号(S1),对该排气瓣(19)的开闭操作进行控制；中继器控制部(40),其向中继器(50)发送关断信号(S3),通过使该中继器(50)进行操作来关断排气瓣控制部(32)和排气瓣(19)之间的信号线路；以及CPU(31),其基于来自排气瓣(19)的位置信号(S2)来控制排气瓣控制部(32)的操作,CPU(31)基于控制信号(S1)、位置信号(S2)以及关断信号(S3)监视中继器(50)的操作状况,判断有无故障。(An electronic control device and an exhaust brake control device capable of ensuring the safety of the operation of an exhaust valve and improving the safety of a vehicle are provided. Characterized in that it comprises: an exhaust flap control unit (32) that transmits a control signal (S1) to an exhaust flap (19) via a relay (50) and controls the opening and closing operations of the exhaust flap (19); a relay control unit (40) that transmits a shut-off signal (S3) to the relay (50) and shuts off a signal line between the exhaust flap control unit (32) and the exhaust flap (19) by operating the relay (50); and a CPU (31) for controlling the operation of the exhaust flap control unit (32) on the basis of a position signal (S2) from the exhaust flap (19), wherein the CPU (31) monitors the operating state of the relay (50) on the basis of the control signal (S1), the position signal (S2) and the shutdown signal (S3), and determines whether or not there is a failure.)

电子控制装置和排气闸控制装置

技术领域

本发明涉及电子控制装置和排气闸控制装置，特别是适用于搭载柴油发动机的车辆而优选的发明。

背景技术

一般而言搭载柴油发动机的大型车辆在排气管内具备排气瓣。排气瓣通过电子控制装置（ECU：Electronic Control Unit，电子控制单元）的控制而操作于开放排气管的开位置或锁闭排气管的闭位置。

当排气瓣操作于对排气管进行锁闭的闭位置时，由于排气管内的排气压力增加因而发动机的旋转阻抗增加，发动机闸的作用提高。一般地将像这样使排气瓣锁闭而提高发动机闸的作用的闸称为排气闸。

在专利文献1中，公开了与排气闸有关的技术。具体地，公开了通过在蝶形阀（排气瓣）形成孔从而即使在排气瓣处于全闭位置的情况下也确保一定的排气流量的排气闸。根据在该专利文献1中记载的技术，设为能够削减排气流量的管理所要求的成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-69321号公报。

发明内容

发明要解决的问题

再者，排气瓣不太被当作是应当确保车辆的操作的安全性的部件。例如，在由于ECU的故障而不意图地使排气瓣操作于全闭位置的情况下，发动机闸的作用过度地起效而依路面状态发生急剧的减速或打滑。因此产生车辆的安全性降低这一问题。

本发明是考虑以上这点而作出的发明，提出了一种能够确保排气瓣的操作的安全性并提高车辆的安全性的电子控制装置和排气闸控制装置。

用于解决问题的方案

为了解决该问题，在本发明中特征在于，具备：排气瓣控制部（32），其经由中继器（50）向排气瓣（19）发送控制信号（S1），对该排气瓣（19）的开闭操作进行控制；中继器控制部（40），其向中继器（50）发送关断信号（S3），通过使该中继器（50）进行操作来关断排气瓣控制部（32）和排气瓣（19）之间的信号线路；以及CPU（31），其基于来自排气瓣（19）的位置信号（S2）来控制排气瓣控制部（32）的操作，CPU（31）基于控制信号（S1）、位置信号（S2）以及关断信号（S3）监视中继器（50）的操作状况，判断有无故障。

发明效果

根据本发明，能够确保排气瓣的操作的安全性并提高车辆的安全性。

附图说明

图1是车辆的吸气系统和排气系统的整体结构图。

图2A是排气闸控制装置的内部结构图。

图2B是另一排气闸控制装置的内部结构图。

图3是排气瓣控制处理的流程图。

具体实施方式

以下关于本发明，一边参照附图一边详细描述本发明的一个实施方式。此外，以下的说明终究不过是本发明的一个实施方式，并不是将本发明的技术范围限定于此。

图1示出车辆1的吸气系统和排气系统的整体结构。

吸气系统具备吸气管11、压缩机12a、中间冷却器13以及吸气歧管14。吸入气体i通过吸气管11而被压缩机12a压缩，被中间冷却器13冷却，并通过吸气歧管14分配到各气筒。被分配到各气筒的吸入气体i与从喷射器15喷射的燃料混合，在各气筒的燃烧室内燃烧。

排气系统具备排气歧管16、排气管17、排气再循环（EGR：Exhaust GasRecirculation，排气再循环）装置18、涡轮机12b、排气瓣19以及排气净化装置20。从各气筒的燃烧室排出的排出气体e在由排气歧管16整合之后通过排气管17而分支为向EGR装置18方向流动的排出气体和向涡轮机12b方向流动的排出气体。

向EGR装置18方向流动的排出气体e通过EGR管18a而由EGR冷却器18b冷却，被通过EGR阀18c调整流量而再次由吸气歧管14分配到各气筒。分配到各气筒的排出气体e为了燃烧而被再利用。

另一方面，为了燃烧而被再利用的排出气体e向涡轮机12b方向流动。排出气体e经由涡轮机12b对连接于该涡轮机12b的压缩机12a进行旋转驱动。此外，作为由于压缩机12a的旋转驱动而对吸入气体i进行压缩的结果，促进了燃烧室内的燃烧。压缩机12a和涡轮机12b一般被称为涡轮增压器12。

通过涡轮机12b的排出气体e被通过排气瓣19调整流量。虽然在后面描述该排气瓣19的操作的详情，但是在通常时间操作于开位置，在进行排气闸操作时操作于闭位置。被通过排气瓣19调整流量的排出气体e在通过排气净化装置20之后排出到外部。

排气净化装置20具备DPF（Diesel Particulate Filter，柴油机微粒过滤器）装置20a和尿素SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）装置20b。DPF装置20a捕获包含于排出气体e的颗粒状物质并对其进行去除。尿素SCR装置20b使用尿素水溶液将包含于排出气体e的氮氧化物还原为对人体无害的氮气或水蒸汽。

另外，车辆1具备排气闸控制装置100。

排气闸控制装置100具备电子控制装置（ECU：Electronic Control Unit，电子控制单元）30、中继器控制部40、中继器50以及排气瓣19。

此外，在此虽然图示为在ECU 30的内部具备中继器控制部40的情况（图1、图2A），但是未必限制于此，也可以设为在不同于ECU 30的另外的装置的内部具备中继器控制部40（图2B）。例如，也可以设为在作为不同于ECU 30的另外的装置的ABS（Antilock BrakeSystem，防抱死制动系统）装置或ESP（Electronic Stability Control，电子稳定性控制）装置的内部具备中继器控制部40。

ECU 30接收来自设置于车辆1的各部分的各种传感器（省略图示）的信号，还对设置于车辆1的各部分的各种机器（省略图示）发送控制信号，由此总体上控制车辆1的操作。

特别是，在此ECU 30经由中继器50对使排气瓣19操作的致动器（省略图示）发送控制信号S1。由此ECU 30能够使通常处于开位置的排气瓣19在进行排气闸操作时操作于闭位置。此外在闭位置存在部分地锁闭排气管17的中间位置和锁闭排气管17的全体的全闭位置。

排气瓣19具备回位弹簧等的弹簧部件（省略图示），在未发送控制信号S1的通常时间，通过回位弹簧的弹簧力的作用而维持开位置的状态。与此相对，在发送了控制信号S1的排气闸操作时，排气瓣19反抗回位弹簧的弹簧力而操作于闭位置。

另外排气瓣19具备位置传感器（省略图示），向ECU 30发送示出开位置或闭位置的位置信号S2。ECU 30基于该位置信号S2适当地控制排气瓣19的操作。

中继器控制部40被储存于与生成或发送控制信号S1的电路不同的电路或者与ECU30物理上不同的装置（ABS、ESP等）而构成。另外，中继器控制部40使用与发送控制信号S1的信号线路不同的独立的信号线路来控制中继器50的操作。

具体地，中继器控制部40在检测到急剧的减速或打滑的情况下对中继器50发送关断信号S3，关断来自ECU 30的控制信号S1。由此，排气瓣19通过回位弹簧的弹簧力的作用而操作于开位置。

与此相对，中继器控制部40在未检测到急剧的减速或打滑的通常时间，不发送关断信号S3而使在ECU 30和排气瓣19之间进行连接的信号线路导通。即排气瓣19在接收到来自ECU 30的控制信号S1的情况下维持闭位置的状态，在未接收到的情况下维持开位置的状态。

也可以设为中继器控制部40在接收到来自对减速或打滑进行检测的ABS或ESP等的外部装置的检测信号的情况下发送关断信号S3，也可以设为在中继器控制部40自身检测到急剧的减速或打滑的情况下发送关断信号S3。

中继器50被配置在ECU 30和排气瓣19之间，以能够通信的方式连接在ECU 30和排气瓣19之间。另外，中继器50被通过与这些ECU 30和排气瓣19之间的信号线路不同的另外的信号线路连接到中继器控制部40。中继器50以通过中继器控制部40的控制而在通常时使信号线路导通、在急剧的减速或打滑时关断信号线路的方式进行操作。

图2A示出排气闸控制装置100的内部结构。

如上述那样，排气闸控制装置100具备ECU 30、中继器50以及排气瓣19。ECU 30具备CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）31、H桥电路32和中继器控制部40。

CPU 31总体上控制ECU 30的操作。在此为了控制排气瓣19的操作，CPU 31接收来自排气瓣19的位置信号S2，基于位置信号S2，在应该控制排气瓣19的开闭位置的情况下向H桥电路32和中继器控制部40发送指示信号S1A以及S3A。

H桥电路32作为排气瓣控制部起作用，基于来自CPU 31的指示信号S1A发送对排气瓣19的开闭位置进行控制的控制信号S1。控制信号S1被经由中继器50发送到致动器（省略图示）。致动器基于控制信号S1在排气瓣19处于开位置的情况下使得操作于闭位置。

中继器控制部40基于来自CPU 31的指示信号S3A发送对中继器50的操作进行控制的关断信号S3。当接收到关断信号S3时中继器50不管是否发送有控制信号S1而关断连接ECU 30和排气瓣19的信号线路，由此关断来自H桥电路32的控制信号S1。

此外，实际上，中继器控制部40例如为低侧开关。低侧开关在接收到来自CPU 31的指示信号S3A时切换为导通（ON）。这种情况下，中继器50的线圈的一端被经由H桥电路32连接到CPU 31，线圈的另一端被连接于低侧开关，因此当低侧开关切换为导通时在中继器50的线圈中流过电流。

由此，当形成电流路径（CPU 31、H桥电路32、中继器50、低侧开关、CPU 31）而在中继器50的线圈中流过电流时，中继器50进行操作而能够关断控制信号S1。

另外，本实施方式中的CPU 31基于指示信号S1、位置信号S2以及关断信号S3或者来自H桥电路32的负载信息S4来监视中继器50的操作状况。负载信息S4是基于电位信息生成的示出正常/异常的诊断结果。

例如，在H桥电路32的端子中连接于中继器50的端子的电位在正常时本来在0V~24V内变动但却在5V下恒定的情况下，H桥电路32生成示出异常（虚线）的诊断结果作为负载信息S4。另外，例如在发送有关断信号S3的情况下，在本来检测到5V等恒定电位但却是在0V~24V内变动的情况下生成示出异常（固定住）的诊断结果作为负载信息S4。CPU 31能够基于该负载信息S4来监视中继器50的操作状况并判断有无故障。

另外，CPU 31也可以不依赖于负载信息S4而基于控制信号S1、位置信号S2以及关断信号S3来监视中继器50的操作状况。例如，在发送有指示信号S1和关断信号S3的情况下，在虽然排气瓣19本来应该为“开”位置但是却示出位置信号S2为“闭”位置的情况下CPU 31能够判断为中继器50异常（固定住）。

图2B示出另外的排气闸控制装置100B的内部结构。

另外的排气闸控制装置100B在具备与ECU 30不同壳体的外部ECU 60、在该外部ECU 60的内部具备中继器控制部40这一点上与图2A的排气闸控制装置100不同。

以下仅关于不同点进行说明，对与图2A的排气闸控制装置100相同的结构附加相同的符号并省略说明。

外部ECU 60是检测车辆1的急剧的减速或打滑的ECU，例如为ABS或ESP。外部ECU60的CPU 61在检测到车辆1的急剧的减速或打滑时向中继器控制部40发送指示信号S3A。

中继器控制部40在接收到指示信号S3A时如上述那样发送对中继器50的操作进行控制的关断信号S3，关断来自ECU 30（H桥电路32）的控制信号S1。

实际上，在中继器50的线圈的一端连接有未图示的电池。另一方面，线圈的另一端连接于中继器控制部40，中继器控制部40在接收到来自CPU 61的指示信号S3A时以导通的方式进行操作。

由此形成电流路径（电池、中继器50、中继器控制部40、CPU 61），在中继器50的线圈中流过电流。这种情况下，中继器50进行操作而能够关断控制信号S1。

另外，本实施方式中的CPU 31在基于负载信息S4监视中继器50的操作状况并判断有无故障之后，向外部ECU 60的CPU 61发送监视结果S5。由此，即使是在对中继器50的操作进行控制的中继器控制部40被储存在与ECU 30不同壳体的外部ECU 60的情况下，也能够确认中继器50的操作状况。

图3示出排气瓣控制处理的流程图。排气瓣控制处理是由排气闸控制装置100的ECU 30（CPU 31）执行的。另外，是在使排气闸操作的情况下适当地执行的。

首先，ECU 30在使排气闸操作的情况下向排气瓣19的致动器发送控制信号S1，使排气瓣19操作于闭位置（SP1）。

接着，ECU 30判断是否检测到车辆1的急剧的减速或打滑（SP2）。作为ECU 30检测减速或打滑的方法，例如有接收来自对减速或打滑进行检测的ABS的检测信号来进行检测的方法。

当ECU 30在步骤SP2的判断中得到否定结果时（SP2：“否”）时，行进到步骤SP4。与此相对，当ECU 30在步骤SP2的判断中得到肯定结果时（SP2：“是”），判断所检测的减速或打滑的量是否为规定值以上（SP3）。

当ECU 30在步骤SP3的判断中得到否定结果时（SP3：“否”），行进到步骤SP1并重复上述的处理。与此相对，当ECU 30在步骤SP3的判断中得到肯定结果时（SP3：“是”），向中继器控制部40发送指示信号S3A，通过中继器控制部40对中继器50发送关断信号S3（SP4）。

接着，ECU 30判断中继器50的操作状况是否正常（SP5）。对中继器50的操作状况的监视是基于控制信号S1、位置信号S2以及关断信号S3或者基于负载信息S4来进行的。

当ECU 30在步骤SP5的判断中得到肯定结果时（SP5：“是”），行进到步骤SP10。与此相对，当ECU 30在步骤SP5的判断中得到否定结果时（SP5：“否”），由于中继器50的操作状况不正常，因此通知中继器50的失效（SP6）。而且，由于即使发送关断信号S3排气瓣19也未操作于开位置，因此ECU 30停止发送控制信号S1（SP7）。

而且ECU 30在发送关断信号S3且停止控制信号S1的状态下判断排气瓣19的位置是否处于开位置。（SP8）。

当ECU 30在步骤SP8的判断中得到肯定结果时（SP8：“是”），行进到步骤SP10。与此相对，当ECU 30在步骤SP8的判断中得到否定结果时（SP8：“否”），判断为即使在发送关断信号S3、停止控制信号S1的状态下也还是排气瓣19处于闭位置的异常状态，通知ECU 30或排气瓣19的失效（SP9）。

而且，ECU 30根据需要向其它机器发送中继器50的操作状况（正常或异常）的信息（SP10），结束本处理。

此外，在另外的排气闸控制装置100B中也同样地执行上述至此的排气瓣控制处理。这种情况下，各步骤中的处理内容或处理主体部分地不同。例如，在步骤SP1中在ECU 30向排气瓣19发送控制信号S1的情况下，在步骤SP2中外部ECU 60检测到减速或打滑的情况下也可以设为行进到步骤SP4由外部ECU 60发送关断信号S3。

如以上那样，根据本实施方式，使得具备H桥电路32作为对排气瓣19的开闭操作进行控制的排气瓣控制部并具备中继器控制部40作为与该H桥电路32不同的另外的电路。

而且，该中继器控制部40独立地控制配置在ECU 30和排气瓣19之间的中继器50的操作，由此使得能够关断从H桥电路32针对排气瓣19发送的控制信号S1。

另外，CPU 31基于指示信号S1、位置信号S2以及关断信号S3、或者负载信息S4来监视中继器50的操作状况，使得根据需要向外部ECU 60等的外部机器发送监视结果S5。

由此，在检测到车辆1的急剧的减速或打滑的情况下，能够强制地关断从ECU 30发送的控制信号S1。这种情况下，防止由于ECU 30的故障而使排气瓣19被不意图地维持在闭位置，能够确保排气瓣19的操作的安全性。另外，由于使得监视是否能够强制地关断控制信号S1，因此能够确保排气瓣19的进一步的操作的安全性。因此能够提高车辆的安全性。