JP2010116799A - エンジンの制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドル制御の実行を許可するか否かを的確に判断する。
【解決手段】ＥＣＵは、アクセルペダル開度に基づいてドライバアイドル状態であるか否かを判断し（Ｓ１００）、要求エンジントルクに基づいてトルクアイドル状態であるか否かを判断し（Ｓ１０２）、ドライバアイドル状態であってかつトルクアイドル状態である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ、Ｓ１０２にてＹＥＳ）、アイドル制御許可フラグをオンに設定し（Ｓ１０４）、アイドル制御許可フラグがオンであり（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、アイドル制御の他の実行条件が成立すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、アイドル制御を実行する（Ｓ１１２）。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の備えられるエンジンの制御装置に関し、特に、アイドル制御の実行を許可するか否かを的確に判断することができるエンジンの制御装置に関する。

運転者の操作とは独立に制御可能なエンジンを備えた車両において、運転者のアクセルペダル操作量や車両の運転条件等に基づいて要求エンジントルクを算出し、算出された要求エンジントルクを実現するようにエンジンを制御する「トルクディマンド制御」という考え方がある。このようなトルクディマンド制御が行なわれる車両におけるエンジンのアイドル状態を判定する手法が、たとえば特開２００７−１８７０９１号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２００７−１８７０９１号公報に開示された車両の制御装置は、アクセルペダル開度に基づくアイドル判定、アクセルペダル開度と他の制御システムからの情報とを用いて算出される要求エンジントルクに基づくアイドル判定、要求エンジントルクに応じて制御されるスロットル開度に基づくアイドル判定を行ない、これらのアイドル判定の結果に基づいて、フューエルカット制御、減速スリップ制御、ニュートラル制御、ブレーキ制御などの制御（アイドル制御）を行なう。
特開２００７−１８７０９１号公報

しかしながら、近年、要求エンジントルクの算出に用いられる情報を設定する制御システムが増加し、この影響などでスロットル開度の挙動が安定せず、スロットル開度に基づくアイドル判定がハンチングするといった問題が生じていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アイドル制御の実行を許可するか否かを的確に判断することができるエンジンの制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、吸気量を調整するバルブが備えられたエンジンを制御する。バルブの作動量は、エンジンが搭載される車両の運転者の要求を示すドライバ要求情報とドライバ要求情報とは別の情報とに基づいて算出されるエンジンのトルク要求値を示すトルク要求情報に応じて制御される。制御装置は、ドライバ要求情報とトルク要求情報とに基づいて、エンジンのアイドル時に実行することを想定して設定されたアイドル制御の実行を許可するか否かを判断する判断部と、判断部によってアイドル制御の実行が許可された場合に、アイドル制御を実行する制御部とを含む。判断部は、ドライバ要求情報に基づいて運転者がアイドル制御の実行を許容しているか否かを判断し、トルク要求情報に基づいてアイドル制御の実行時のエンジントルクの連続性を確保可能か否かを判断し、運転者がアイドル制御の実行を許容していると判断し、かつエンジントルクの連続性を確保可能と判断した場合に、アイドル制御の実行を許可する。

第２の発明に係る制御装置においては、エンジンが搭載される車両には、運転者によって操作されるアクセルペダルと、車両の状態を運転者の意図に応じた状態に自動制御する第１システムとが備えられる。ドライバ要求情報は、アクセルペダルの位置を示す情報、第１システムで設定される情報の少なくともいずれかを含む。

第３の発明に係る制御装置においては、第１システムで設定される情報は、運転者の操作に応じた駆動力、加速度、トルクの少なくともいずれかで表現される。

第４の発明に係る制御装置においては、エンジンが搭載される車両には、車両の状態を運転者の意図とは直接的には関係のない状態に自動制御する第２システムが備えられる。トルク要求情報は、ドライバ要求情報と、第１システムで設定される情報と、第２システムで設定される情報とを調停した結果で算出される。

第５の発明に係る制御装置においては、ドライバ要求情報およびトルク要求情報は、バルブの作動量を示す情報を含まない情報である。

第６の発明に係る制御装置においては、アイドル制御には、エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカット制御、エンジンの回転数を所定のアイドル回転数に制御するアイドルスピードコントロール制御の少なくともいずれかが含まれる。

第７の発明に係る制御装置においては、吸気量を調整するバルブが備えられたエンジンの制御装置が行なう制御方法である。バルブの作動量は、エンジンが搭載される車両の運転者の要求を示すドライバ要求情報とドライバ要求情報とは別の情報とに基づいて算出されるエンジンのトルク要求値を示すトルク要求情報に応じて制御される。制御方法は、ドライバ要求情報とトルク要求情報とに基づいて、エンジンのアイドル時に実行することを想定して設定されたアイドル制御の実行を許可するか否かを判断するステップと、判断部によってアイドル制御の実行が許可された場合に、アイドル制御を実行するステップとを含む。アイドル制御の実行を許可するか否かを判断するステップは、ドライバ要求情報に基づいて運転者がアイドル制御の実行を許容しているか否かを判断し、トルク要求情報に基づいてアイドル制御の実行時のエンジントルクの連続性を確保可能か否かを判断し、運転者がアイドル制御の実行を許容していると判断し、かつエンジントルクの連続性を確保可能と判断した場合に、アイドル制御の実行を許可するステップを含む。

本発明によれば、吸気量を調整するバルブ（たとえばスロットルバルブ）の作動量が、ドライバ要求情報（たとえばアクセルペダル開度）に基づいて算出されるエンジンのトルク要求情報に応じて制御される。制御装置は、バルブの作動量ではなく、バルブの作動量を制御するためのドライバ情報とトルク要求情報とに基づいて、アイドル制御の実行を許可するか否かを判断する。このようにすると、アイドル制御を許可するか否かの判断が実際のバルブの挙動の影響を受けないので、実際のバルブの挙動が安定しない場合であっても適切にアイドル制御のハンチングを防止できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、トルクコンバータ２１００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、プロペラシャフト５０００と、デファレンシャルギヤ６０００と、後輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ８０４０から噴射された燃料と空気との混合気をシリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼室内の混合気は、点火装置８０３０によって点火される。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。エンジン１０００により、オルタネータおよびエアコンディショナなどの補機１００４が駆動される。

エンジン１０００の出力トルクは、インジェクタ８０４０から噴射される燃料噴射量の他、点火装置８０３０によって制御される混合気の点火時期、電子スロットルバルブ８０１６によって制御される吸入空気量（燃焼室に吸入される空気量）によって調整される。インジェクタ８０４０は、ＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて燃料噴射量を制御する。点火装置８０３０は、ＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて点火時期を制御する。電子スロットルバルブ８０１６は、ＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて吸入空気量を制御する。なお、ディーゼルエンジンのように燃料噴射量に応じて出力トルクが調整されるエンジンにも、本発明は適用可能である。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ２１００を介してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。なお、ギヤ段を形成するオートマチックトランスミッションの代わりに、変速比を無段階に変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を搭載するようにしてもよい。さらに、油圧アクチュエータもしくは電動モータにより変速される常時噛合式歯車からなる自動変速機を搭載するようにしてもよい。

オートマチックトランスミッション２０００から出力された駆動力は、プロペラシャフト５０００およびデファレンシャルギヤ６０００を介して、左右の後輪７０００に伝達される。

プラネタリギヤユニット３０００は、複数の歯車機構と、複数の摩擦係合要素（クラッチおよびブレーキ）を備える。各クラッチおよびブレーキの作動状態の組合せは、各変速ギヤ段ごとに予め定められている。各クラッチおよびブレーキの係合油圧は、油圧回路４０００によって制御される。

油圧回路４０００は、複数のリニアソレノイドバルブを備える。これらのリニアソレノイドバルブは、ＥＣＵ８０００からの制御信号によって制御される。ＥＣＵ８０００からの制御信号が油圧回路４０００に出力されると、ＥＣＵ８０００からの制御信号に応じた油圧が油圧回路４０００から各クラッチおよびブレーキに供給される。

ＥＣＵ８０００には、ポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル開度センサ８０１０と、エアフローメータ８０１２と、スロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、油温センサ８０２６と、水温センサ８０２８とがハーネスなどを介して接続されている。

ポジションスイッチ８００６はシフトレバー８００４の位置（シフトポジション）を検出する。アクセルペダル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の位置（アクセルペダル開度）を検出する。エアフローメータ８０１２は、エンジン１０００に吸入される空気量（吸入空気量）を検出する。スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度（スロットル開度）を検出する。なお、電子スロットルバルブ８０１６の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更する可変バルブリフトシステムにより、エンジン１０００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン回転数ＮＥを検出する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（トルクコンバータ２１００のタービン回転数ＮＴ）を検出する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出する。油温センサ８０２６は、オートマチックトランスミッション２０００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出する。水温センサ８０２８は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）を検出する。これらの各センサは検出結果をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、上述の各センサなどから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）８００２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置のシステム構成について説明する。図２中の「Ｆ」は駆動力を、「ｔｅ」はエンジントルクを示す。以下に説明する制御装置は、ＥＣＵ８０００により実現するようにしてもよく、ＥＣＵ８０００とは異なる他の制御装置により実現するようにしてもよい。

図２に示すように、制御装置は、パワートレーンドライバモデル（Power train Driver Model、以下「ＰＤＲＭ」という）９０００と、ドライバーズサポートシステム（Drivers Support System、以下「ＤＳＳ」という）９０１０と、パワートレーンマネージャ（Power Train Manager、以下「ＰＴＭ」という）９１００と、ＶＤＩＭ(Vehicle Dynamics Integrated Management)システム９０２０と、制振制御システム９０３０と、最高車速制限システム９０４０と、エンジン制御システム９２００とを備える。

ＰＤＲＭ９０００は、ドライバの操作に基づいて、車両に対するドライバの要求駆動力を設定するために用いられるモデル（関数）である。

トルク設定部９００２において、エンジン１０００に対する要求エンジントルク（エンジン１０００の出力トルクの要求値）が、ドライバによって操作されるアクセルペダル開度から設定される。

トルク設定部９００２において設定された要求エンジントルクは、駆動力変換部９００６において、要求駆動力に変換される。たとえば、要求エンジントルクにオートマチックトランスミッション２０００の現在のギヤ比およびデファレンシャルギヤ６０００のギヤ比を乗じ、後輪７０００の半径で除算することにより、要求エンジントルクが要求駆動力に変換される。なお、トルクを駆動力に変換する方法は、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

駆動力変換部９００６において変換された要求駆動力は、調停部９００８において、ＤＳＳ９０１０により設定される要求駆動力と調停される。本実施の形態においては、駆動力変換部９００６において変換された要求駆動力およびＤＳＳ９０１０により設定される要求駆動力のうち、大きい方の要求駆動力が選択され、選択された要求駆動力がドライバ要求駆動力としてＰＴＭ９１００に対して出力される。

ＤＳＳ９０１０は、ドライバの操作に応じて車両の運転を自動的にサポートする制御システム（たとえば、クルーズコントロールシステム、アダプティブクルーズコントロールシステム、パーキングアシストシステムなど）である。ＤＳＳ９０１０は、車両の状態をドライバの操作によって指示された状態にさせるための要求駆動力を自動的に設定する。

ＰＴＭ９１００は、ＰＤＲＭ９０００、ＶＤＩＭシステム９０２０、制振制御システム９０３０、最高車速制限システム９０４０から入力される要求駆動力に基づいて、最終的にエンジン１０００の制御に用いられる目標エンジントルクｔｅｔｇｔを設定する。

ＶＤＩＭシステム９０２０は、ＶＳＣ(Vehicle Stability Control)、ＴＲＣ(TRactionControl)、ＡＢＳ(Anti lock Brake System)、ＥＰＳ(Electric Power Steering)など、車両の安全性を確保するための制御を統合するシステムである。

ＶＳＣは、前後輪の横滑りを防止するための制御システムである。ＴＲＣは、滑りやすい路面での発進時および加速時に駆動輪の空転を防止するための制御システムである。ＡＢＳは、車輪のロックを防止する制御システムである。ＥＰＳは、電動モータの力によってステアリングホイールの操舵をアシストする制御システムである。

ＶＤＩＭシステム９０２０は、これらの制御システムの少なくともいずれかの制御システムが作動した場合に、各システムで要求される車両状態を実現させるための要求駆動力を自動的に設定する。

制振制御システム９０３０は、車両のピッチングおよびバウンシングを抑制する必要がある場合に、車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための要求駆動力を設定する。車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための駆動力を設定する方法については、従来の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

最高車速制限システム９０４０は、現在の加速度および車速などに基づいて車速が予め定められた最高車速を超えると予測される場合に、車速を最高車速以下に低下させるための要求駆動力を自動的に設定する。

なお、ＶＤＩＭシステム９０２０、制振制御システム９０３０、最高車速制限システム９０４０は、それぞれドライバの操作（意図）とは関係なく、各システムの目的を実現するための要求駆動力を設定する。

ＰＴＭ９１００は、調停部９１０２、下限トルク算出部９１０４、要求トルク算出部９１１０、目標トルク算出部９１２０、アイドル許可部９１３０とを含む。

調停部９１０２は、ＰＤＲＭ９０００、ＶＤＩＭシステム９０２０、制振制御システム９０３０、最高車速制限システム９０４０から入力される要求駆動力を調停する。本実施の形態においては、最も小さい要求駆動力が選択され、要求トルク算出部９１１０に対して出力される。

下限トルク算出部９１０４は、要求エンジントルクの算出の基準となる下限エンジントルクｔｅｍｉｎを算出する。下限トルク算出部９１０４は、ＩＳＣ（Idle Speed Control）制御トルク設定部９２１０によって設定された最小エンジントルクｅｔｑｍｉｎ（後述）に基づいて下限エンジントルクｔｅｍｉｎを設定する。

要求トルク算出部９１１０は、下限エンジントルクｔｅｍｉｎを基準として、要求エンジントルクｔｅｒｅｑを算出する。要求トルク算出部９１１０は、トルク変換部９１１２と、変換部９１１４とを含む。

調停部９１０２において調停された要求駆動力は、トルク変換部９１１２において静的な要求エンジントルクに変換される。静的な要求エンジントルクとは、エンジン１０００の出力トルクが安定した状態における要求エンジントルクを意味する。

トルク変換部９１１２において変換された静的な要求エンジントルクは、変換部９１１４によって動的な要求エンジントルクに変換される。動的な要求エンジントルクとは、エンジン１０００の出力トルクが変化し得る過渡状態における要求エンジントルクを意味する。変換部９１１４は、過渡状態におけるトルク応答性を向上させるために、電子スロットルバルブ８０１６などの機器の応答性、制御時の遅れなどの時間的な影響を考慮して、動的な要求エンジントルクを設定する。

すなわち、変換部９１１４は、要求エンジントルクを増加させる際には、増加開始からの所定期間、静的な要求エンジントルクよりも大きいトルクを動的な要求エンジントルクとして設定し、要求エンジントルクを減少させる際には、減少開始からの所定期間、静的な要求エンジントルクよりも小さいトルクを動的な要求エンジントルクとして設定する。以下においては、変換部９１１４によって動的な要求エンジントルクを設定すること（すなわち、過渡状態におけるトルク応答性を考慮して要求エジントルクを設定すること）を、「トルクの動的化」とも記載する。なお、このトルクの動的化に伴なって、スロットル開度は、静的な要求エンジントルクが設定された場合の開度を一時的に越えたり（オーバーシュートしたり）、一時的に下回ったり（アンダーシュートしたり）する。

変換部９１１４によって設定された動的な要求エンジントルクが要求エンジントルクｔｅｒｅｑとして、目標トルク算出部９１２０に出力される。

目標トルク算出部９１２０は、要求エンジントルクｔｅｒｅｑと下限エンジントルクｔｅｍｉｎとに基づいて目標エンジントルクｔｅｔｇｔを設定する。目標トルク算出部９１２０は、要求エンジントルクｔｅｒｅｑが下限エンジントルクｔｅｍｉｎを超える場合に目標エンジントルクｔｅｔｇｔを要求エンジントルクｔｅｒｅｑに設定し、そうでない場合には、目標エンジントルクｔｅｔｇｔを下限エンジントルクｔｅｍｉｎに設定する。目標トルク算出部９１２０は、設定した目標エンジントルクｔｅｔｇｔをエンジン制御システム９２００に出力する。

さらに、ＰＴＭ９１００は、アイドル許可部９１３０を含む。アイドル許可部９１３０は、エンジン制御システム９２００によって行なわれるアイドル制御（後述）の実行を許可するか否かの判断を行なう。

アイドル許可部９１３０は、ドライバアイドル判断部９１３２と、トルクアイドル判断部９１３４と、アイドル許可判断部９１３６とを含む。

ドライバアイドル判断部９１３２は、アクセルペダル開度センサ８０１０からのアクセルペダル開度に基づいて、ドライバがアイドル制御を実行することを許容している状態（以下「ドライバアイドル状態」という）か否かを判断する。ドライバアイドル判断部９１３２は、アクセルペダル開度が予め定められたドライバアイドル判断しきい値よりも低い場合に、ドライバアイドル状態であると判断し、判断結果をアイドル許可判断部９１３６に出力する。

なお、ドライバアイドル状態か否かの判断は、ドライバの意図を反映した情報であれば、アクセルペダル開度に基づくことに限定されない。たとえば、ＰＤＲＭ９０００からのドライバ要求駆動力に基づいて判断してもよい。また、ドライバ意図を反映した加速度やトルク等の情報を設定するシステムが存在する場合には、そのシステムで設定された加速度やトルク等の情報に基づいて判断してもよい。

トルクアイドル判断部９１３４は、要求トルク算出部９１１０からの要求エンジントルクｔｅｒｅｑに基づいて、アイドル制御を実行した場合のエンジントルクの連続性を確保できる状態（以下「トルクアイドル状態」という）か否かを判断する。トルクアイドル判断部９１３４は、要求エンジントルクｔｅｒｅｑが予め定められたトルクアイドル判断しきい値よりも低い場合に、トルクアイドル状態であると判断し、判断結果をアイドル許可判断部９１３６に出力する。

アイドル許可判断部９１３６は、ドライバアイドル判断部９１３２によってドライバアイドル状態と判断され、かつトルクアイドル判断部９１３４によってトルクアイドル状態と判断された場合に、アイドル制御許可フラグｆｌａｇを「オン」に設定し、そうでない場合に、アイドル制御許可フラグｆｌａｇを「オフ」に設定する。なお、アイドル制御許可フラグｆｌａｇは、「オン」の場合にアイドル制御を許可することを示し、「オフ」の場合にアイドル制御を許可しないことを示す。アイドル許可判断部９１３６は、アイドル制御許可フラグｆｌａｇをエンジン制御システム９２００に出力する。

エンジン制御システム９２００は、ＩＳＣ制御トルク設定部９２１０と、出力制御部９２２０とを含む。

ＩＳＣ制御トルク設定部９２１０は、最小エンジントルクｅｔｑｍｉｎを設定する。最小エンジントルクｅｔｑｍｉｎとは、エンジン１０００の燃焼を維持するために必要なエンジントルクの下限値であって、ＩＳＣ制御（後述）の実行条件の１つとなる値である。ＩＳＣ制御トルク設定部９２１０は、各センサ値からの情報に基づいてエンジン１０００の負荷状態を判断し、その判断結果に基づいて最小エンジントルクｅｔｑｍｉｎを設定する。

出力制御部９２２０は、ＰＴＭ９１００から入力された目標エンジントルクｔｅｔｇｔ、アイドル許可部９１３０から入力されたアイドル制御許可フラグｆｌａｇ、各センサからの出力に基づいて、エンジン１０００の出力を調整する機器（電子スロットルバルブ８０１６、点火装置８０３０、インジェクタ８０４０など）を制御する。

出力制御部９２２０は、条件判断部９２２２と、アイドル制御部９２２４と、通常制御部９２２６とを含む。

条件判断部９２２２は、アイドル制御の実行条件を判断する。本実施の形態において、アイドル制御とは、エンジン１０００がアイドル状態（無負荷状態）である時に実行することを想定して設定された制御である。アイドル制御には、エンジン回転数を所定のアイドル回転数に制御するＩＳＣ制御や、エンジン１０００への燃料供給を停止するフューエルカット制御が含まれる。なお、減速スリップ制御、ニュートラル制御、ブレーキ制御などの他の制御が含まれるようにしてもよい。各アイドル制御の実行条件は互いに異なるが、少なくともアイドル制御許可フラグｆｌａｇがオンであるという条件が含まれる。

ＩＳＣ制御の実行条件は、アイドル制御許可フラグｆｌａｇがオンであって、かつ目標エンジントルクｔｅｔｇｔが最小エンジントルクｅｔｑｍｉｎ以下であるという条件である。なお、本実施の形態のように、従来のスロットル開度を用いずにエンジントルクに基づいてＩＳＣ制御を行なうことを「ＩＳＣ制御のトルク化」とも記載する。

また、フューエルカット制御の実行条件は、アイドル制御許可フラグｆｌａｇがオンであって、かつエンジン回転数がしきい値よりも高く、かつ車速がしきい値よりも高いという条件である。

このように、本実施の形態においては、アイドル制御の実行条件がスロットル開度に基づいて判断されることはない。

アイドル制御部９２２４は、条件判断部９２２２によって実行条件が成立したと判断されたアイドル制御を実行する。たとえば、ＩＳＣ制御の実行条件が成立した場合には、点火装置８０３０を制御して点火時期を調整することにより、エンジン回転数を所定のアイドル回転数に制御する。また、フューエルカット制御の実行条件が成立した場合には、インジェクタ８０４０を制御してエンジン１０００への燃料供給を停止する。なお、アイドル制御の対象ではない機器は、通常制御部９２２６によって制御される。

通常制御部９２２６は、条件判断部９２２２によってアイドル制御の実行条件が成立したと判断された場合に、通常制御を行なう。すなわち、通常制御部９２２６は、ＰＴＭ９１００から入力された目標エンジントルクｔｅｔｇｔを実現するように、電子スロットルバルブ８０１６、点火装置８０３０、インジェクタ８０４０などの各機器を制御する。

上述の各機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。以下の説明では、上述の機能がソフトウェアによって実現される場合、具体的には、ＥＣＵ８０００がＲＯＭ８００２に記憶されたプログラムを実行することによって上述の機能が実現される場合について説明する。

図３を参照して、ＥＣＵ８０００がアイドル制御を行なう際に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、アクセルペダル開度に基づいて、ドライバアイドル状態であるか否かを判断する。上述のように、ＥＣＵ８０００は、アクセルペダル開度が予め定められたドライバアイドル判断しきい値よりも低い場合に、ドライバアイドル状態であると判断する。ドライバアイドル状態であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、要求エンジントルクｔｅｒｅｑに基づいて、トルクアイドル状態であるか否かを判断する。上述のように、ＥＣＵ８０００は、要求エンジントルクｔｅｒｅｑが予め定められたトルクアイドル判断しきい値よりも低い場合に、トルクアイドル状態であると判断する。トルクアイドル状態であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、アイドル制御許可フラグｆｌａｇをオンに設定する。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８０００は、アイドル制御許可フラグｆｌａｇをオフに設定する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８０００は、アイドル制御許可フラグｆｌａｇがオンであるか否かを判断する。オンであると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。そうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、アイドル制御の他の実行条件が成立したか否かを判断する。アイドル制御の他の実行条件とは、アイドル制御許可フラグｆｌａｇがオンであるという条件以外の実行条件である。たとえば、ＩＳＣ制御であれば、アイドル制御の他の実行条件とは、上述したように、目標エンジントルクｔｅｔｇｔが最小エンジントルクｅｔｑｍｉｎに低下したという条件である。また、フューエルカット制御であれは、アイドル制御の他の実行条件とは、上述したように、エンジン回転数がしきい値よりも高く、かつ車速がしきい値よりも高いという条件である。アイドル制御の他の実行条件が成立すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。そうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８０００は、実行条件が成立したアイドル制御を実行する。Ｓ１１４にて、ＥＣＵ８０００は、通常制御を実行する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００が行なうアイドル制御について、図４を参照にしつつ説明する。

図４は、アイドル制御の１つであるフューエルカット制御が行なわれる場合の、アクセルペダル開度、スロットルク開度、要求エンジントルクｔｅｒｅｑ、アイドル制御許可フラグｆｌａｇのタイミングチャートである。

本実施の形態においては、上述したトルクの動的化により、スロットル開度が一時的にオーバーシュートしたりアンダーシュートしたりする。また、ドライバの意図に基づく要求（ＰＤＲＭ９０００で設定されたドライバ要求駆動力）と、ドライバの操作とは直接的には関係がない要求（制振制御システム９０３０などで設定された要求駆動力）とを調停した結果で、要求エンジントルクｔｅｒｅｑが設定される。すなわち、制振制御システム９０３０などの追加に伴ない、要求エンジントルクｔｅｒｅｑは、必ずしもドライバの意図するトルク（アクセルペダル開度に応じたトルク）とはならない。このような要求エンジントルクｔｅｒｅｑに基づいて、スロットル開度が制御される。そのため、図４に示すように、スロットル開度は、一時的に、アクセルペダル開度（ドライバの要求）とは無関係に制御され、オーバーシュートしたりアンダーシュートしたりする。

従来においては、スロットル開度が所定の開度（ＩＳＣ目標開度）よりも低いことがアイドル制御の条件の１つとされていた。

しかしながら、本実施の形態においては、上述のＩＳＣ制御のトルク化により、そもそもスロットル開度がＩＳＣ制御の条件とされることはない。さらに、スロットル開度の挙動が、上述のように、オーバーシュートしたりアンダーシュートしたりして安定しない。そのため、従来のようにスロットル開度をアイドル制御の条件の１つとすると、その判断結果がハンチングし、これに伴なってフューエルカット制御の実行もハンチングしてしまう。これにより、車両の挙動がドライバの意図とは無関係に変動し、ドライバに違和感を与えてしまう。

そこで、本実施の形態においては、スロットル開度ではなく、スロットル開度を制御する目標値側の情報（すなわちアクセルペダル開度と要求エンジントルクｔｅｒｅｑ）とに基づいてアイドル制御を許可するか否かの判断を行なう。具体的には、アクセルペダル開度に基づいてドライバアイドル状態であるか否かを判断し、要求エンジントルクｔｅｒｅｑに基づいてトルクアイドル状態であるか否かを判断し、ドライバアイドル状態であってかつトルクアイドル状態である場合に、アイドル制御の実行を許可する。

図４に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は要求エンジントルクｔｅｒｅｑがトルクアイドル判断しきい値よりも低下してトルクアイドル状態であるが、アクセルペダル開度がドライバアイドル判断しきい値よりも大きくドライバアイドル状態でないため（Ｓ１００にてＮＯ）、アイドル制御許可フラグｆｌａｇはオフのまま維持される（Ｓ１０６）。

その後の時刻ｔ３でアクセルペダル開度がドライバアイドル判断しきい値よりも低下し、さらに時刻ｔ４で要求エンジントルクｔｅｒｅｑがトルクアイドル判断しきい値よりも低下すると、ドライバアイドル状態であってかつトルクアイドル状態であるものとして（Ｓ１００にてＹＥＳ、Ｓ１０２にてＹＥＳ）、アイドル制御許可フラグがオンされる（Ｓ１０４）。

そして、その後の時刻ｔ５にて、アイドル制御許可ｆｌａｇがオンに維持されるとともに（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、エンジン回転数がしきい値よりも高く、かつ車速がしきい値よりも高いという他の実行条件が成立すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、フューエルカット制御が実行される（Ｓ１１０にてＮＯ）。

このように、本実施の形態においては、アクセルペダル開度と要求エンジントルクｔｅｒｅｑとに基づいてアイドル制御を許可するか否かの判断を行なう。これにより、アイドル制御を許可するか否かの判断がスロットル開度の挙動の影響を受けなくなるため、アイドル制御のハンチングを防止できる。

さらに、本実施の形態においては、ドライバアイドル状態であってかつトルクアイドル状態である場合のみアイドル制御の実行が許可される。そのため、いずれか一方のみでアイドル制御の実行を許可する場合よりも適切にアイドル制御のハンチングを防止できる。

さらに、本実施の形態においては、ドライバアイドル状態（ドライバがアイドル制御を実行することを許容している状態）であることをアイドル制御の実行を許可する条件の１つとしている。そのため、アイドル制御の実行によって車両の挙動が変動しても、その挙動はドライバの感覚と一致する。

さらに、本実施の形態においては、トルクアイドル状態（アイドル制御を実行した場合のエンジントルクの連続性を確保できる状態）であることをアイドル制御の実行を許可する条件の１つとしている。そのため、アイドル制御が実行されても、エンジントルクの連続性を比較的保証できる状態となる。

さらに、本実施の形態においては、ＰＤＲＭ９０００や制振制御システム９０３０などの各システムで設定された要求駆動力とを調停した結果である要求エンジントルクｔｅｒｅｑに基づいて、トルクアイドル状態であるか否かを判断する。これにより、各システムの影響を含めてアイドル制御の実行を許可するか否かの判断を行なうことができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、アクセルペダル開度に基づいてドライバアイドル状態であるか否かを判断し、要求エンジントルクに基づいてトルクアイドル状態であるか否かを判断し、ドライバアイドル状態であってかつトルクアイドル状態である場合に、アイドル制御の実行を許可する。そのため、スロットル開度の挙動が安定しない場合であっても、アイドル制御を許可するか否かの判断がスロットル開度の挙動の影響を受けないので、適切にアイドル制御のハンチングを防止できる。

なお、ドライバアイドル状態の判断およびトルクアイドル状態の判断にヒステシスを設けたり、あるいは所定時間における成立回数や成立時間を考慮してアイドル状態の判断を行なうことで、アイドル制御のハンチングをさらに防止することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る制御装置によって制御されるアクセルペダル開度、スロットルク開度、要求エンジントルク、アイドル制御許可フラグｆｌａｇのタイミングチャートである。

符号の説明

１０００ エンジン、１００４ 補機、２０００ オートマチックトランスミッション、２１００ トルクコンバータ、３０００ プラネタリギヤユニット、４０００ 油圧回路、５０００ プロペラシャフト、６０００ デファレンシャルギヤ、７０００ 後輪、８０００ ＥＣＵ、８００２ ＲＯＭ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ エアフローメータ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０２６ 油温センサ、８０２８ 水温センサ、８０３０ 点火装置、８０４０ インジェクタ、９０００ ＰＤＲＭ、９００２ トルク設定部、９００６ 駆動力変換部、９００８，９１０２ 調停部、９０２０ ＶＤＩＭシステム、９０３０ 制振制御システム、９０４０ 最高車速制限システム、９１００ パワートレーンマネージャ、９１０４ 下限トルク算出部、９１１０ 要求トルク算出部、９１１２ トルク変換部、９１１４ 変換部、９１２０ 目標トルク算出部、９１３０ アイドル許可部、９１３２ ドライバアイドル判断部、９１３４ トルクアイドル判断部、９１３６ アイドル許可判断部、９２００ エンジン制御システム、９２１０ ＩＳＣ制御トルク設定部、９２２０ 出力制御部、９２２２ 条件判断部、９２２４ アイドル制御部、９２２６ 通常制御部。

Claims (7)

1. 吸気量を調整するバルブが備えられたエンジンの制御装置であって、前記バルブの作動量は、前記エンジンが搭載される車両の運転者の要求を示すドライバ要求情報と前記ドライバ要求情報とは別の情報とに基づいて算出される前記エンジンのトルク要求値を示すトルク要求情報に応じて制御され、
   前記制御装置は、
   前記ドライバ要求情報と前記トルク要求情報とに基づいて、前記エンジンのアイドル時に実行することを想定して設定されたアイドル制御の実行を許可するか否かを判断する判断部と、
   前記判断部によって前記アイドル制御の実行が許可された場合に、前記アイドル制御を実行する制御部とを含み、
   前記判断部は、前記ドライバ要求情報に基づいて運転者が前記アイドル制御の実行を許容しているか否かを判断し、前記トルク要求情報に基づいて前記アイドル制御の実行時のエンジントルクの連続性を確保可能か否かを判断し、運転者が前記アイドル制御の実行を許容していると判断し、かつ前記エンジントルクの連続性を確保可能と判断した場合に、前記アイドル制御の実行を許可する、エンジンの制御装置。
2. 前記エンジンが搭載される車両には、運転者によって操作されるアクセルペダルと、前記車両の状態を運転者の意図に応じた状態に自動制御する第１システムとが備えられ、
   前記ドライバ要求情報は、前記アクセルペダルの位置を示す情報、前記第１システムで設定される情報の少なくともいずれかを含む、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記第１システムで設定される情報は、運転者の操作に応じた駆動力、加速度、トルクの少なくともいずれかで表現される、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
4. 前記エンジンが搭載される車両には、前記車両の状態を運転者の意図とは直接的には関係のない状態に自動制御する第２システムが備えられ、
   前記トルク要求情報は、前記ドライバ要求情報と、前記第１システムで設定される情報と、前記第２システムで設定される情報とを調停した結果で算出される、請求項２または３に記載のエンジンの制御装置。
5. 前記ドライバ要求情報および前記トルク要求情報は、前記バルブの作動量を示す情報を含まない情報である、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
6. 前記アイドル制御には、前記エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカット制御、前記エンジンの回転数を所定のアイドル回転数に制御するアイドルスピードコントロール制御の少なくともいずれかが含まれる、請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
7. 吸気量を調整するバルブが備えられたエンジンの制御装置が行なう制御方法であって、前記バルブの作動量は、前記エンジンが搭載される車両の運転者の要求を示すドライバ要求情報と前記ドライバ要求情報とは別の情報とに基づいて算出される前記エンジンのトルク要求値を示すトルク要求情報に応じて制御され、
   前記制御方法は、
   前記ドライバ要求情報と前記トルク要求情報とに基づいて、前記エンジンのアイドル時に実行することを想定して設定されたアイドル制御の実行を許可するか否かを判断するステップと、
   前記判断部によって前記アイドル制御の実行が許可された場合に、前記アイドル制御を実行するステップとを含み、
   前記アイドル制御の実行を許可するか否かを判断するステップは、前記ドライバ要求情報に基づいて運転者が前記アイドル制御の実行を許容しているか否かを判断し、前記トルク要求情報に基づいて前記アイドル制御の実行時のエンジントルクの連続性を確保可能か否かを判断し、運転者が前記アイドル制御の実行を許容していると判断し、かつ前記エンジントルクの連続性を確保可能と判断した場合に、前記アイドル制御の実行を許可するステップを含む、エンジンの制御方法。

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