JP2010203318A - Drive force control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両がコースト状態にあるときに、エンジンへの燃料の供給を停止する制御をおこなう駆動力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a driving force control device that performs control to stop the supply of fuel to an engine when a vehicle is in a coasting state.
従来、車両がコースト状態にあるときに、エンジンへの燃料の供給を停止する制御をおこなうことにより、燃料消費量を低減する技術が知られており、その一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1には、車両がコースト状態の時、燃料カット制御を実行するとともに、エンジンに吸入される空気量を増大する制御をおこなうことが記載されている。このとき、燃料カット制御を継続するために、エンジンに接続された自動変速機でダウンシフトをおこないエンジン回転数を上昇させると、エンジンブレーキ力が強められて瞬間的に減速されるため、乗員に不快感を与える。そこで、アイドルスピードコントロールバルブを開とすることにより吸入空気量を増大させて、エンジンブレーキ力を弱めることが記載されている。なお、車両に搭載された内燃機関の制御は、特許文献2ないし4にも記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for reducing fuel consumption by performing control to stop fuel supply to an engine when a vehicle is in a coast state is described, and an example thereof is described in
しかしながら、特許文献1に記載されているエンジン制御装置のように、エンジンでの燃料カット中に吸入空気量を増大させると、その後に、エンジンで燃料の供給を開始したときに、吸入空気量に対して燃料が不足する。その結果、エンジンで発生する排気ガスに含まれる有害成分が増加する。一方、吸入空気量に見合った燃料が供給されると、エンジントルクが過大となる虞があった。
However, if the intake air amount is increased during the fuel cut in the engine as in the engine control device described in
この発明は上記事情を背景としてなされたものであって、エンジンで燃料の供給を停止し、かつ、吸入空気量を増加させているときに、エンジンで燃料の供給を開始するにあたり、排気ガスに含まれる有害成分が増加することを抑制でき、かつ、エンジントルクが過大となることを回避できる駆動力制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and when the fuel supply is stopped by the engine and the intake air amount is increased, the engine starts supplying fuel to the exhaust gas. An object of the present invention is to provide a driving force control device capable of suppressing an increase in harmful components contained therein and avoiding an excessive increase in engine torque.
上記目的を達成するため請求項1の発明は、エンジンの燃焼室に燃料を供給して燃焼させる制御と、前記燃焼室への燃料の供給を停止させ、かつ、前記燃焼室における吸入空気量を増大させて前記エンジンによる抵抗を低下させる制御とを切り替えておこなう駆動力制御装置において、前記燃焼室への燃料の供給を停止し、かつ、前記燃焼室における吸入空気量を増大させて前記エンジンによる抵抗を低下させる制御をおこなっている際に、前記燃焼室に燃料を供給する要求が発生したか否かを判断する要求判断手段と、前記要求判断手段により、前記燃焼室に燃料を供給する要求が発生したと判断された場合は、前記燃焼室で燃料が供給されている際に前記燃焼室から排出されていた排気ガスの一部を、前記燃焼室に還流させる還流手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記燃焼室に燃料が供給されて前記燃焼室から排出された排気ガスを保持する保持装置を有しており、前記保持装置で保持されている排気ガスの圧力が、予め定められた閾値未満であるか否かを判断する圧力判断手段と、前記保持装置で保持されている排気ガスの圧力が、予め定められた閾値未満である場合は、前記燃焼室への燃料の供給を停止する際に、前記燃焼室における吸入空気量を増大させる制御をおこなわない吸入空気量制御手段とを備えていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, a holding device is provided for holding exhaust gas supplied to the combustion chamber and exhausted from the combustion chamber, and held by the holding device. Pressure determining means for determining whether or not the pressure of the exhaust gas being set is less than a predetermined threshold, and the pressure of the exhaust gas held by the holding device is less than a predetermined threshold In this case, when the supply of fuel to the combustion chamber is stopped, an intake air amount control means that does not control to increase the intake air amount in the combustion chamber is provided.
請求項1の発明によれば、エンジンで燃料の供給を停止し、かつ、燃焼室における吸入空気量を増大させてエンジンによる抵抗を低下させる制御をおこなっている際に、エンジンに燃料を供給する要求が発生した場合は、燃焼室から排出されていた排気ガスの一部を燃焼室に還流させる。したがって、燃焼室に排気ガス(不活性ガス)が吸入されることで、燃料の燃焼温度を相対的に低下させ有害成分の増加を抑制できる一方、空気量に対する燃料の割合が増加することを回避でき、エンジントルクが過大となることを抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the fuel is supplied to the engine when the supply of fuel is stopped by the engine and the control is performed to increase the intake air amount in the combustion chamber to reduce the resistance by the engine. When the request is generated, a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber is returned to the combustion chamber. Therefore, when exhaust gas (inert gas) is sucked into the combustion chamber, the combustion temperature of the fuel can be relatively lowered to suppress an increase in harmful components, while avoiding an increase in the ratio of fuel to the amount of air. It is possible to suppress the engine torque from becoming excessive.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他に、燃焼室に燃料が供給されて燃焼室から排出された排気ガスが保持装置で保持される。そして、保持装置で保持されている排気ガスの圧力が、予め定められた閾値未満である場合は、その後にエンジンで燃料の供給を停止し、ついで、燃料の供給を開始するときに、有害成分の増加または過大トルクの抑制をおこなえない。そこで、エンジンで燃料供給を停止するときに、燃焼室における吸入空気量を増大させる制御をおこなわない。 According to the second aspect of the invention, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained, and the exhaust gas that is supplied to the combustion chamber and discharged from the combustion chamber is held by the holding device. If the pressure of the exhaust gas held by the holding device is less than a predetermined threshold value, then the fuel supply is stopped by the engine, and then the harmful component is started when the fuel supply is started. Cannot increase or suppress excessive torque. Therefore, when the fuel supply is stopped by the engine, control for increasing the intake air amount in the combustion chamber is not performed.
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図2において、車両に搭載されたエンジン1は、燃焼室2で燃料を燃焼させて動力を発生する動力装置であり、そのエンジン1は燃焼室2に連通する吸気管3を備えている。また、吸気管3には、燃焼室2への吸入空気量を電気的に制御する電子スロットルバルブ4が設けられている。エンジン1のシリンダ5内にはピストン6が往復動可能に配置されて、前記燃焼室2が形成されている。また、燃焼室2と吸気管3との間に形成された吸気ポートを開閉する吸気バルブ7が設けられている。さらに、燃焼室2に供給する燃料を噴射する燃料噴射バルブ15が設けられている。さらに、エンジン1がガソリンエンジンであれば、燃焼と空気との混合ガスに点火する点火装置(図示せず)が設けられている。さらに、燃焼室2内で燃料が燃焼して生成された排気ガスが、燃焼室2から排出される排気管8が設けられている。排気管8と燃焼室2とが排気ポートにより接続されており、その排気ポートを開閉する排気バルブ9が設けられている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 2, an
さらに、排気管8に排出された排気ガスの一部を、吸気管3に還流させるパイプ10が設けられている。このパイプ10における吸気管3側の端部は、電子スロットルバルブ4と吸気ポートとの間に接続されている。そして、パイプ10と吸気管3とを接続および遮断するバルブ(EGRバルブ)11が設けられている。このバルブ11は、その開閉時期および開度を制御可能なソレノイドバルブにより構成されている。また、パイプ10にはクーラー12が設けられており、パイプ10を通る排気ガスが冷却される。さらに、パイプ10を通る排気ガスを吸気管3に還流させる前に一旦保持する蓄圧装置13が設けられている。この蓄圧装置13とクーラー12との間には、さらに別のバルブ(図示せず)が設けられており、排気管8からパイプ10に流れ込んだ排気ガスを蓄圧装置13に保持するとともに、このバルブおよび前記バルブ11の両方を閉じると、蓄圧装置13内に保持された排気ガスが排気管8または吸気管3に送られることを防止できる。また、バルブを閉じ、かつ、バルブ11を開放すると、蓄圧装置13に保持された排気ガスを、排気管8に戻すことなく吸気管3に還流させることができる構成を有している。すなわち、パイプ10および蓄圧装置13およびバルブ11により、排気ガス再循環装置(EGR)が構成されている。
Further, a
さらに、エンジン1には変速機14が動力伝達可能に接続されている。この変速機14は、入力回転数と出力回転数との比である変速比を変更可能なように構成されている。変速機14としては、変速比を段階的に変更可能な有段変速機、または変速比を無段階に変更可能な無段変速機のいずれを用いてもよい。ここでは、変速機14が第1速ないし第5速の変速段を選択可能な有段変速機である場合について説明する。この変速機14では、ドライブ(D)ポジションが選択されると、車速およびアクセル開度に基づいて、第1速ないし第5速の変速段が選択的に切り替えられる。また、電子スロットルバルブ4および燃料噴射バルブ15および点火装置およびバルブ11および変速機14を制御する電子制御装置17が設けられており、その電子制御装置17には、蓄圧装置13内部の圧力、エンジン回転数、電子スロットルバルブ4の開度、車速、アクセル開度、変速機14の入力回転数および出力回転数などを検知するセンサおよびスイッチの信号が入力される。
Further, a
つぎに、図2に示された車両の制御を説明すると、アクセルペダルが踏み込まれているときに、吸気管3を経由して燃焼室2に空気が吸入され、かつ、燃料が燃焼室2に供給されるとともに、混合ガスに着火されて燃料が燃焼し、ピストン6が往復運動する。そのピストン6の往復運動がクランクシャフトの回転運動に変化されて、そのクランクシャフトのトルクが変速機14に伝達される。この変速機14から出力されたトルクが駆動輪に伝達されて駆動力が発生する。なお、燃焼室2で燃料が燃焼すると排気ガスが発生し、その排気ガスは排気ポートを経由して排気管8に排出される。排気管8に排出された排気ガスの一部は、パイプ10を経由して蓄圧装置13で保持される。
Next, the control of the vehicle shown in FIG. 2 will be described. When the accelerator pedal is depressed, air is sucked into the
一方、電子制御装置17では、車速およびアクセル開度に基づいて変速機14の変速比が決定され、変速機14の変速比が制御される。一方、ドライブポジションが選択されて車両が走行中に、アクセルペダルが戻されて車両が惰力走行する状態(コースト状態)では、燃焼室2への燃料の供給を停止する制御(フューエルカット制御)をおこなうことができる。なお、燃料の供給を再開する条件が成立すると、燃焼室2への燃料供給が再開される。燃料の供給を再開する条件には、アクアセルペダルが踏む込まれたこと、エンジン回転数が所定回転数(復帰回転数)まで低下したことなどが含まれる。この所定回転数は、点火装置で点火を行うとエンジン1が自律回転可能な回転数の下限に対応する値である。このため、フューエルカット制御を実行中は、そのフューエルカット制御の継続を目的として、変速機14の変速比を相対的に大きくする制御をおこなう。
On the other hand, in the
このフューエルカット制御に関連するエンジン1の制御例を、図1のフローチャートに基づいて説明する。まず、前記フューエルカット(F/C)制御を実行中であるか否かが判断される(ステップS1)。このステップS1で肯定的に判断された場合は、エンジン1のフリクションを低減する制御を実行中であるか否かが判断される(ステップS2)。前記フューエルカット制御の継続を目的として、変速機14の変速比を相対的に大きくする制御をおこなうと、エンジンブレーキ力が過度に強められて減速度が増大し、運転者が違和感を持つ可能性がある。そこで、電子スロットルバルブ4の開度を相対的に増加させることにより、エンジン1の回転にともなう抵抗を低下させる制御をおこなうことが可能である。このように、フューエルカット制御の実行中に、電子スロットルバルブ4の開度を相対的に増加(開放)させることにより、エンジン1による抵抗を低下させる制御が、エンジン1のフリクションを低減する制御である。
A control example of the
このステップS2で肯定的に判断された場合は、フューエルカット制御から、燃料を供給する制御に復帰する要求が発生したか否かが判断される(ステップS3)。例えば、アクセルペダルが踏み込まれた場合、エンジン回転数が復帰回転数まで低下した場合は、ステップS3で肯定的に判断されて、燃焼室2への燃料供給および点火制御が再開され、かつ、バルブ11を開放して排気ガスを吸気管3に還流させる制御を実行し(ステップS4)、リターンする。このステップS4において、吸気管3に還流される排気ガスは、蓄圧装置13に保持されていた排気ガス、または、排気管8に残留していた排気ガスのいずれでもよく、吸気管3内とパイプ10内との圧力差により、パイプ10内の排気ガスが吸気管3に還流される。
If the determination in step S2 is affirmative, it is determined whether or not a request for returning from fuel cut control to control for supplying fuel has occurred (step S3). For example, when the accelerator pedal is depressed, and the engine speed is reduced to the return speed, an affirmative determination is made in step S3, the fuel supply to the
このように、燃焼室2に燃料を供給するときに、排気ガスが吸気管3に還流されると、燃焼室2に供給される吸入空気量における不活性ガス率が増大する。すると、燃料の燃焼温度が相対的に低くなり、燃料の燃焼により発生する有害成分(Nox(窒素酸化物))の発生量の増加を抑制できる。また、吸入空気量に対する燃料の比率が相対的に少なくなるため、エンジントルクが過大となることを回避でき、急加速による運転性の悪化を回避できる。なお、ステップS1で否定的に判断された場合、または、ステップS2で否定的に判断された場合、またはステップS3で否定的に判断された場合はそのままリターンする。ここで、図1に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS3が、この発明の要求判断手段に相当し、ステップS4が、この発明の還流手段に相当する。
Thus, when supplying the fuel to the
つぎに、この発明の他の制御例を図3に基づいて説明する。図3において、図1と同じ処理をおこなうステップについては、図1と同じステップ番号を付してある。この図3においては、まず、蓄圧装置13の内部の圧力が、電子制御装置17に予め記憶されている閾値以上であるか否かが判断される(ステップS5)。この閾値は、燃料の供給を再開したときに、エンジントルクが過大となることを抑制できる程度の不活性ガスを吸気管3に還流できるか否かを判断するための値である。そして、蓄圧装置13の内部の圧力が閾値以上であれば、燃料の供給を再開したときに、エンジントルクが過大となることを抑制できることを意味する。そこで、ステップS5で肯定的に判断された場合はステップS1に進む。またステップS1からステップS2に進み、このステップS2で肯定的に判断された場合は、フューエルカット制御の継続を目的として、変速機14の変速比を相対的に大きくする制御をおこなう(ステップS6)。このステップS6についで、ステップS3およびステップS4に進む。したがって、より広範囲に亘りフューエルカット制御を継続でき、燃費の向上を図ることができる。
Next, another control example of the present invention will be described with reference to FIG. 3, steps that perform the same processing as in FIG. 1 are given the same step numbers as in FIG. In FIG. 3, it is first determined whether or not the pressure inside the
一方、ステップS5で否定的に判断されるということは、エンジントルクが過大となることを抑制できる程度に不活性ガスを供給できないことになる。そこで、ステップS7を経由してリターンする。このステップS7では、フューエルカット制御を実行するにあたり、エンジン1のフリクションを低減する制御をおこなわない。また、ステップS7では、「フューエルカット制御の継続を目的として変速機14の変速比を相対的に大きくする変速制御」はおこなわず、車速およびアクセル開度を基準として変速比を決定する「通常変速制御」を実行する。つまり、車両が相対的に低車速で惰力走行するときに、相対的に低い変速段(大きな変速比)が選択されなくなる。したがって、エンジンブレーキ力が過度に強められて減速しすぎるという違和感を生じない。この図3に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS5が、この発明の圧力判断手段に相当し、ステップS7が、この発明の吸入空気量制御手段に相当する。図3のその他の機能的手段と、この発明の構成との対応関係は、図1に示された手段と、この発明の構成との対応関係と同じである。
On the other hand, if the determination is negative in step S5, the inert gas cannot be supplied to such an extent that the engine torque can be prevented from becoming excessive. Therefore, the process returns via step S7. In step S7, the control for reducing the friction of the
図1および図3の制御例に対応するタイムチャートの一例を、図4に基づいて説明する。この図4は変速機14が有段変速機である場合に相当する。まず、時刻t1以前においてはアクセル操作量が零、つまり、アクセルペダルが踏み込まれていないとともに、フューエルカット制御が実行されている。また、時刻t1以前では、車速が実線で示すように徐々に低下するとともに、エンジン回転数も実線で示すように徐々に低下している。そして、エンジン回転数が復帰回転数まで低下すると、変速機14の変速比を大きくする制御(ダウンシフト)がおこなわれて一旦エンジン回転数が上昇し、その後は車速の低下によりエンジン回転数が再度低下している。この実施例では、時刻t1以前において、変速機14のダウンシフトが1回おこなわれている。さらに、時刻t1以前におけるEGR率は零%である。このEGR率とは、燃焼室2に供給される空気量のうち、パイプ10を経由して還流される不活性ガスの割合である。そして、時刻t1でアクセル操作量が増加する(アクセルペダルが踏み込まれる)と、エンジン1で燃料供給が開始され、かつ、EGR率が上昇し、かつ、車速が上昇し、かつ、エンジン回転数が上昇している。
An example of a time chart corresponding to the control example of FIGS. 1 and 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 corresponds to the case where the
つぎに、車両がコースト状態にあり、かつ、フューエルカット制御を実行中に、エンジンのフリクションを低減する制御をおこなわない比較例を、図4に破線で示す。この比較例では、エンジンのフリクションを低減する制御をおこなわないため、時刻t1以前において、比較例におけるエンジン回転数の低下割合は、実施例におけるエンジン回転数の低下割合よりも大きい。このため、比較例では、時刻t1以前において、変速機でダウンシフトが2回おこなわれている。さらに、比較例ではダウンシフト回数が実施例よりも1回多いため、車速の低下割合(減速度)は比較例の方が実施例よりも大きい。 Next, a broken line in FIG. 4 shows a comparative example in which control is not performed to reduce engine friction while the vehicle is in a coast state and fuel cut control is being executed. In this comparative example, since control for reducing engine friction is not performed, the rate of decrease in engine speed in the comparative example is greater than the rate of decrease in engine speed in the example before time t1. For this reason, in the comparative example, the downshift is performed twice in the transmission before time t1. Furthermore, since the number of downshifts is one more in the comparative example than in the example, the vehicle speed reduction rate (deceleration) is greater in the comparative example than in the example.
図1および図3の制御例に対応するタイムチャートの一例を、図5に基づいて説明する。この図5は変速機14が無段変速機である場合に対応している。図3および図5において、アクセル操作量、車速、F/C状態、EGR率の経時変化は同じである。図5において、時刻t1以前では車速が徐々に低下することに伴い、無段変速機の変速比が無段階に大きくなるようにダウンシフトされて、エンジン回転数はほぼ一定に制御されている。そして、時刻t1でアクセル操作量が増加すると、無段変速機の変速比がステップ的に大きくなり、エンジン回転数がステップ的に上昇している。
An example of a time chart corresponding to the control examples of FIGS. 1 and 3 will be described with reference to FIG. FIG. 5 corresponds to the case where the
さらに、図1に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン1が、この発明のエンジンに相当し、燃焼室2が、この発明の燃焼室に相当し、蓄圧装置13が、この発明の保持装置に相当する。なお、図2の例では、エンジン1のフリクションを低減させるにあたり、吸気管3に設けられた電子スロットルバルブ4の開度を制御しているが、エンジン1のフリクションを低減させるにあたり、吸気管3と並列に設けられた補助吸気管(図示せず)のアイドルスピードコントロールバルブ(ISCバルブ・図示せず)の開度を増加して、吸入空気量を増加してもよい。なお、エンジン1がディーゼルエンジンである場合は、点火装置は設けられておらず、復帰回転数は、燃料を供給すると自己着火によりエンジン1が自律回転可能となる回転数の下限値である。
Further, the correspondence relationship between the configuration shown in FIG. 1 and the configuration of the present invention will be described. The
1…エンジン、 2…燃焼室、 13…蓄圧装置、 17…電子制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記燃焼室への燃料の供給を停止し、かつ、前記燃焼室における吸入空気量を増大させて前記エンジンによる抵抗を低下させる制御をおこなっている際に、前記燃焼室に燃料を供給する要求が発生したか否かを判断する要求判断手段と、
前記要求判断手段により、前記燃焼室に燃料を供給する要求が発生したと判断された場合は、前記燃焼室で燃料が供給されている際に前記燃焼室から排出されていた排気ガスの一部を、前記燃焼室に還流させる還流手段と
を備えていることを特徴とする駆動力制御装置。 Control for supplying and burning fuel to the combustion chamber of the engine, and control for stopping the supply of fuel to the combustion chamber and decreasing the resistance by the engine by increasing the intake air amount in the combustion chamber. In the driving force control device that performs switching,
There is a demand for supplying fuel to the combustion chamber when control is performed to stop the supply of fuel to the combustion chamber and increase the amount of intake air in the combustion chamber to reduce the resistance of the engine. Request determination means for determining whether or not it occurred,
If the request determination means determines that a request to supply fuel to the combustion chamber has occurred, a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber when fuel is being supplied in the combustion chamber The driving force control apparatus is provided with a recirculation means for recirculating the fuel to the combustion chamber.
前記保持装置で保持されている排気ガスの圧力が、予め定められた閾値未満であるか否かを判断する圧力判断手段と、
前記保持装置で保持されている排気ガスの圧力が、予め定められた閾値未満である場合は、前記燃焼室への燃料の供給を停止する際に、前記燃焼室における吸入空気量を増大させる制御をおこなわない吸入空気量制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の駆動力制御装置。 A holding device for holding exhaust gas supplied to the combustion chamber and exhausted from the combustion chamber;
Pressure determining means for determining whether the pressure of the exhaust gas held by the holding device is less than a predetermined threshold;
Control that increases the amount of intake air in the combustion chamber when the supply of fuel to the combustion chamber is stopped when the pressure of the exhaust gas held by the holding device is less than a predetermined threshold value The drive force control device according to claim 1, further comprising: an intake air amount control unit that does not perform the operation.
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