JP2012154191A - 車両のエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた場合にエンジンの出力を制限する出力制限制御を実行するシステムにおいて、出力制限制御の実行時に運転者に違和感を与えることを防止できるようにする。
【解決手段】アクセルセンサ３１とブレーキスイッチ３２の出力信号に基づいて、アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態（アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態）になった場合には、出力制限制御が実行される直前に告知ランプ３４を告知動作（例えば「ブレーキ優先」又は「トルクＤＯＷＮ」又は「エンジン出力制限」等と表示された表示部を点灯又は点滅させる等の告知動作）させて、出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知する。その後、出力制限制御（例えばスロットル開度を所定の徐変量ずつ減少させて所定の制限値以下に制限する制御）を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態（アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態）になった場合にエンジンの出力を制限する機能を備えた車両のエンジン制御装置に関する発明である。

運転者が間違えてアクセルペダルとブレーキペダルを同時に踏み込むことに起因する車両の暴走を防ぐことを目的として、例えば、特許文献１（特開２００５−２９１０３０号公報）には、ブレーキペダルの踏み込み量が所定値（意図的なアクセルペダル及びブレーキペダルの同時踏み込みに対応した値）以上であるときに、エンジンを強制的にアイドル状態にすることが記載されている。

また、特許文献２（特表平２−５０２５５８号公報）には、ブレーキとアクセルが同時に操作されたときに駆動出力を所定の小さい値に減少させる安全回路において、ブレーキの操作が検出されても、運転者が新たにアクセルペダルを踏み込んだことをアクセルセンサの出力の時間微分値により検出したときには、安全回路を作動させないようにすることが記載されている。

また、特許文献３（ＵＳ６８８１１７４号公報）には、ブレーキとアクセルが同時に操作されたときにそれぞれの操作量に基づいてブレーキ要求がアクセル要求より大きいと判断した場合に、エンジン出力を抑制することが記載されている。

特開２００５−２９１０３０号公報 特表平２−５０２５５８号公報 ＵＳ６８８１１７４号公報

ところで、アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態（アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態）になった場合にエンジンの出力を制限する出力制限制御を実行する機能を備えた車両では、出力制限制御が実行されると、アクセルが踏み込まれていても、エンジンの出力が低下するため、場合によっては運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、出力制限制御の実行時に運転者に違和感を与えることを防止することができる車両のエンジン制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の駆動源としてエンジンを搭載した車両のエンジン制御装置において、アクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、ブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態になった場合にエンジンの出力を制限する出力制限制御を実行する出力制御手段と、出力制限制御が実行される前に該出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知する告知手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態になった場合に、出力制限制御が実行される前に告知手段により出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知することができるため、出力制限制御の実行時に運転者に違和感を与えることを未然に防止することができる。

この場合、請求項２のように、告知手段は、ランプ、ブザー、音声、表示画像のうちの少なくとも１つにより出力制限制御の実行を告知するようにしても良い。このようにすれば、出力制限制御の実行を確実に運転者に告知することができる。

また、請求項３のように、出力制限制御が実行された場合に該出力制限制御の実行情報を記憶して保持する記憶手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、出力制限制御が実行されたか否かをディーラの整備工場等で確認することが可能となる。

図１は本発明の一実施例におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図２はアクセル・ブレーキ両踏み判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図３は目標スロットル開度演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図４は出力制限制御の実行例を説明するタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
車両には、駆動源として内燃機関であるエンジン１１が搭載されている。このエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２７が取り付けられている。また、クランク軸２８の外周側には、クランク軸２８が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２９が取り付けられ、このクランク角センサ２９の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

車両には、アクセル操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ３１（アクセル操作検出手段）と、ブレーキ操作／解除に応じてオン／オフするブレーキスイッチ３２（ブレーキ操作検出手段）と、車速を検出する車速センサ３３等が搭載されている。

また、運転席のインストルメントパネルには、後述する出力制限制御の実行を自車両の運転者に告知する告知ランプ３４（告知手段）が設けられている。この告知ランプ３４は、例えば「ブレーキ優先」又は「トルクＤＯＷＮ」又は「エンジン出力制限」等と表示された表示部を点灯又は点滅させる等の告知動作を行うことで、出力制限制御の実行を自車両の運転者に告知できるようになっている。

上述した各種センサやスイッチの出力は、電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御してエンジン１１の出力を制御する。その際、ＥＣＵ３０は、アクセルセンサ３１で検出したアクセル開度（アクセル操作量）等に基づいて目標スロットル開度を算出し、スロットル開度センサ１７で検出したスロットル開度が目標スロットル開度となるようにモータ１５を制御する。

また、ＥＣＵ３０は、後述する図２及び図３の各ルーチンを実行することで出力制御手段として機能し、アクセルセンサ３１とブレーキスイッチ３２の出力信号に基づいて、アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態（アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態）になったと判断した場合に、エンジン１１の出力を制限する出力制限制御を実行する。本実施例では、出力制限制御として、スロットル開度を所定の徐変量ずつ減少させて所定の制限値以下に制限する制御を実行する。

ところで、アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態になったと判断した場合にエンジン１１の出力を制限する出力制限制御を実行するシステムでは、出力制限制御が実行されると、アクセルが踏み込まれていても、エンジン１１の出力が低下するため、場合によっては運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

この対策として、ＥＣＵ３０は、アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態（アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態）になったと判断した場合に、出力制限制御が実行される直前に告知ランプ３４により出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知するようにしている。
以上説明した出力制限制御は、ＥＣＵ３０によって図２及び図３の各ルーチンに従って実行される。以下、これらの各ルーチンの処理内容を説明する。

［アクセル・ブレーキ両踏み判定ルーチン］
図２に示すアクセル・ブレーキ両踏み判定ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、アクセルセンサ３１、ブレーキスイッチ３２等の出力信号を読み込む。

この後、ステップ１０２に進み、ブレーキＯＮであるか否かを、ブレーキスイッチ３２がオン（ブレーキ操作が検出された状態）であるか否かによって判定する。このステップ１０２で、ブレーキＯＮであると判定された場合には、ステップ１０３に進み、ブレーキＯＮ時間（ブレーキ操作が検出された状態の継続時間）を計測するブレーキＯＮカウンタのカウント値を「１」ずつカウントアップする。一方、上記ステップ１０２で、ブレーキＯＮではない（ブレーキＯＦＦである）と判定された場合には、ステップ１０４に進み、ブレーキＯＮカウンタのカウント値を「０」にリセットする。

この後、ステップ１０５に進み、アクセルＯＮであるか否かを、アクセルセンサ３１で検出したアクセル開度が所定値（例えば全閉位置より少し大きい値）以上であるか否かによって判定する。このステップ１０５で、アクセルＯＮであると判定された場合には、ステップ１０６に進み、アクセルＯＮ時間（アクセル操作が検出された状態の継続時間）を計測するアクセルＯＮカウンタのカウント値を「１」ずつカウントアップする。一方、上記ステップ１０５で、アクセルＯＮではない（アクセルＯＦＦである）と判定された場合には、ステップ１０７に進み、アクセルＯＮカウンタのカウント値を「０」にリセットする。

この後、ステップ１０８に進み、ブレーキＯＮ且つアクセルＯＮであるか否かによって、アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態（アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態）であるか否かを判定する。

このステップ１０８で、ブレーキＯＮ且つアクセルＯＮではないと判定された場合（つまりブレーキＯＦＦ又はアクセルＯＦＦと判定された場合）には、ステップ１０９に進み、告知フラグを「０」に維持又はリセットした後、ステップ１１０に進み、出力制限制御フラグを「０」に維持又はリセットして、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０８で、ブレーキＯＮ且つアクセルＯＮであると判定された場合には、アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態（アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態）であると判断して、ステップ１１１に進み、アクセルＯＮカウンタのカウント値（つまりアクセルＯＮ時間）が判定値ＡＣ1 （例えば５００ｍｓｅｃ）以上で且つブレーキＯＮカウンタのカウント値（つまりブレーキＯＮ時間）が判定値ＢＣ1 （例えば５００ｍｓｅｃ）以上であるか否かを判定する。

このステップ１１１で、アクセルＯＮカウンタのカウント値が判定値ＡＣ1 以上で且つブレーキＯＮカウンタのカウント値が判定値ＢＣ1 以上であると判定された時点で、出力制限制御が間もなく実行されると判断して、ステップ１１２に進み、告知フラグを「１」にセットする。これにより、出力制限制御が実行される直前に告知ランプ３４を告知動作（例えば「ブレーキ優先」又は「トルクＤＯＷＮ」又は「エンジン出力制限」等と表示された表示部を点灯又は点滅させる等の告知動作）させて、出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知する。

この後、ステップ１１３に進み、アクセルＯＮカウンタのカウント値（つまりアクセルＯＮ時間）が判定値ＡＣ2 （例えば２０００ｍｓｅｃ）以上で且つブレーキＯＮカウンタのカウント値（つまりブレーキＯＮ時間）が判定値ＢＣ2 （例えば２０００ｍｓｅｃ）以上であるか否かを判定する。

このステップ１１３で、アクセルＯＮカウンタのカウント値が判定値ＡＣ2 以上で且つブレーキＯＮカウンタのカウント値が判定値ＢＣ2 以上であると判定された時点で、ステップ１１４に進み、出力制限制御フラグを「１」にセットして、本ルーチンを終了する。

［目標スロットル開度演算ルーチン］
図３に示す目標スロットル開度演算ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、出力制限制御フラグ＝１であるか否かを判定し、出力制限制御フラグ＝１と判定された場合には、ステップ２０２に進み、出力制限制御フラグが「０」から「１」に切り換わった直後（出力制限制御フラグが「０」から「１」に切り換わってから最初の演算タイミング）であるか否かを判定する。

このステップ２０２で、出力制限制御フラグが「０」から「１」に切り換わった直後であると判定された場合には、ステップ２０３に進み、出力制限制御開度（出力制限制御を実行するためのスロットル開度）がアクセル要求開度（アクセルセンサ３１で検出したアクセル開度に応じたスロットル開度）よりも大きいか否かを判定し、出力制限制御開度がアクセル要求開度よりも大きいと判定されれば、ステップ２０４に進み、出力制限制御開度をアクセル要求開度と同じ値に設定する。

この後、ステップ２０５に進み、前回の出力制限制御開度[i-1] から徐変量ｋＴＡＤＰだけ減少させて今回の出力制限制御開度[i] を求める処理を、出力制限制御開度が制限値ｋＴＡＤＰＧになるまで繰り返すことで、出力制限制御開度を徐変量ｋＴＡＤＰずつ減少させて制限値ｋＴＡＤＰＧまで減少させる。ここで、制限値ｋＴＡＤＰＧは全閉付近（例えば１ｄｅｇ）に設定されている。

この後、ステップ２０６に進み、出力制限制御実行フラグを出力制限制御の実行を意味する「１」にセットして、その出力制限制御実行フラグ（出力制限制御の実行情報）をＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭ３５（記憶手段）等の書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＣＵ３０の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶して保持する。

この後、ステップ２０８に進み、出力制限制御開度とアクセル要求開度とを比較して出力制限制御開度とアクセル要求開度のうちの小さい方を目標スロットル開度として採用する。これにより、目標スロットル開度を徐変量ｋＴＡＤＰずつ減少させて制限値ｋＴＡＤＰＧ以下に制限することで、スロットル開度を徐変量ｋＴＡＤＰずつ減少させて制限値ｋＴＡＤＰＧ以下に制限する出力制限制御を実行する。

その後、上記ステップ２０１で、出力制限制御フラグ＝０と判定された場合には、ステップ２０７に進み、前回の出力制限制御開度[i-1] から徐変量ｋＴＡＡＤだけ増加させて今回の出力制限制御開度[i] を求める処理を、出力制限制御開度が全開相当値（例えば８６ｄｅｇ）になるまで繰り返すことで、出力制限制御開度を徐変量ｋＴＡＡＤずつ増加させて全開相当値まで増加させる。

この後、ステップ２０８に進み、出力制限制御開度とアクセル要求開度とを比較して出力制限制御開度とアクセル要求開度のうちの小さい方を目標スロットル開度として採用する。これにより、目標スロットル開度を徐変量ｋＴＡＡＤずつ増加させてアクセル要求開度まで増加させることで、スロットル開度を徐変量ｋＴＡＡＤずつ増加させてアクセル要求開度まで増加させる。

以上説明した本実施例の出力制限制御の実行例を図４のタイムチャートを用いて説明する。
図４の例では、まず、時刻ｔ1 で、運転者がアクセルを踏み込み、その後、時刻ｔ2 で、運転者がブレーキを踏み込んでブレーキスイッチ３２がＯＮされる。これにより、アクセルが踏み込まれた後にブレーキが踏み込まれてアクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態となるため、アクセル先踏みの両踏み時であると判断する。

その後、アクセルＯＮ時間が判定値ＡＣ1 （例えば５００ｍｓｅｃ）以上で且つブレーキＯＮ時間が判定値ＢＣ1 （例えば５００ｍｓｅｃ）以上になった時点ｔ3 で、出力制限制御が間もなく実行されると判断して、告知フラグを「１」にセットする。これにより、出力制限制御が実行される直前に告知ランプ３４を告知動作させて、出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知する。

その後、アクセルＯＮ時間が判定値ＡＣ2 （例えば２０００ｍｓｅｃ）以上で且つブレーキＯＮ時間が判定値ＢＣ2 （例えば２０００ｍｓｅｃ）以上になった時点ｔ4 で、出力制限制御フラグを「１」にセットして、出力制限制御を実行する。この出力制限制御では、出力制限制御開度をアクセル要求開度と同じ値に設定した後、出力制限制御開度を徐変量ｋＴＡＤＰずつ減少させて制限値ｋＴＡＤＰＧまで減少させることで、スロットル開度を徐変量ｋＴＡＤＰずつ減少させて制限値ｋＴＡＤＰＧ以下に制限する。この出力制限制御の実行中も告知ランプ３４を告知動作させて、出力制限制御の実行を自車両の運転者に告知する。

この後、時刻ｔ5 で、運転者がブレーキ操作を解除してブレーキスイッチ３２がＯＦＦされると、告知フラグを「０」にリセットして、告知ランプ３４の告知動作を停止させると共に、出力制限制御フラグを「０」にリセットして、スロットル開度をアクセル要求開度まで増加させる。

以上説明した本実施例では、アクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態（アクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態）になったと判断した場合に、出力制限制御が実行される直前に告知ランプ３４により出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知するようにしたので、出力制限制御の実行時に運転者に違和感を与えることを未然に防止することができる。

また、本実施例では、出力制限制御が実行された場合に、出力制限制御実行フラグを「１」にセットして、その出力制限制御実行フラグ（出力制限制御の実行情報）をＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭ３５等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶して保持するようにしたので、出力制限制御が実行されたか否かをディーラの整備工場等で確認することができる。

尚、上記実施例では、告知ランプ３４により出力制限制御の実行を告知するようにしたが、出力制限制御の実行を告知する方法は、これに限定されず、適宜変更しても良く、例えば、告知ブザーのブザー音により出力制限制御の実行を告知するようにしたり、スピーカにより「ブレーキ優先」又は「トルクＤＯＷＮ」又は「エンジン出力制限」等の音声を出力して出力制限制御の実行を告知するようにしたり、液晶表示パネル等の画像表示部により「ブレーキ優先」又は「トルクＤＯＷＮ」又は「エンジン出力制限」等を意味する画像（文字を含む）を表示して出力制限制御の実行を告知するようにしても良い。更に、ランプ、ブザー、音声、表示画像等のうちの２つ以上を組み合わせて出力制限制御の実行を告知するようにしても良い。

また、上記実施例では、単にアクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態（単にアクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態）になった場合に出力制限制御を実行するようにしたが、これに限定されず、例えば、アクセルの踏み込みと同時か又はアクセルの踏み込み後にブレーキが踏み込まれてアクセルとブレーキの両方が踏み込まれた状態（アクセル操作と同時か又はアクセル操作の後にブレーキ操作が検出されてアクセル操作とブレーキ操作の両方が検出された状態）になった場合に出力制限制御を実行するようにしても良い。

また、上記実施例では、モータ等のスロットルアクチュエータでスロットルバルブの開度を制御する電子スロットルを備えたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、アクセルペダルとスロットルバルブを機械的に連結したメカスロットルを備えたシステムに本発明を適用しても良く、この場合、出力制限制御の際には、例えば、燃料噴射量や点火時期等によりエンジン１１の出力を制限すると良い。

また、上記実施例では、ブレーキ操作検出手段として、ブレーキスイッチを備えたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、ブレーキスイッチに代えて、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサを備えたシステムに本発明を適用しても良い。

その他、本発明は、図１に示すような吸気ポート噴射式エンジンに限定されず、筒内噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、３０…ＥＣＵ（出力制御手段）、３１…アクセルセンサ（アクセル操作検出手段）、３２…ブレーキスイッチ（ブレーキ操作検出手段）、３３…車速センサ、３４…告知ランプ（告知手段）、３５…バックアップＲＡＭ（記憶手段）

Claims (3)

1. 車両の駆動源としてエンジンを搭載した車両のエンジン制御装置において、
   アクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、
   ブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
   前記アクセル操作と前記ブレーキ操作の両方が検出された状態になった場合に前記エンジンの出力を制限する出力制限制御を実行する出力制御手段と、
   前記出力制限制御が実行される前に該出力制限制御の実行を事前に自車両の運転者に告知する告知手段と
   を備えていることを特徴とする車両のエンジン制御装置。
2. 前記告知手段は、ランプ、ブザー、音声、表示画像のうちの少なくとも１つにより前記出力制限制御の実行を告知することを特徴とする請求項１に記載の車両のエンジン制御装置。
3. 前記出力制限制御が実行された場合に該出力制限制御の実行情報を記憶して保持する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のエンジン制御装置。

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