JP2535934B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は定速走行装置を備えた内燃機関の制御装置に
関し、特に、定速走行装置により降坂時に車速を保持す
るために機関のスロットル弁が閉じられても、車速にハ
ンチングが生じない内燃機関の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、高速道路走行時等の定速走行可能な走行条件の
もとで、自動的に車速を運転者の設定した速度に保持す
ることができる自動車用定速走行装置が実用化されてい
る。

従来の自動車用定速走行装置は運転者が設定した速度
を保持するために、車速検出装置を備えており、アクセ
ルペダルのリンク系に設けられたアクチュエータがスロ
ットル弁の開度を操作し、機関回転速度を変化させて前
記車速検出装置からの信号と設定速度とを一致させるよ
うにしている。（特開昭55-104545号公報参照） 従って、従来の自動車用定速走行装置は自動車の登坂走
行時にはスロットル弁開度を大きくして機関回転数を上
げ、降坂走行時にはスロットル弁開度を小さくして車速
を一定に保持するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の自動車用定速走行装置を備えた内燃
機関では、前述のようにアクセルリンク系でスロットル
弁開度を制御して車速を制御しており、機関側の燃料噴
射量、点火時期制御については何も関与していない。こ
のため、定速走行装置を作動させての降坂時、車速制御
のためにスロットル弁が閉じられて弁開度が全閉付近に
なった時に、機関側で燃料カットが作動してしまい、シ
ョックおよび機関の軸トルクの急変による定速走行装置
制御車速のハンチングが発生するという問題点がある。

この問題は空気調和装置（以下エアコンという）等が
作動し、アイドルアップされている時に大きく、アイド
ルアップによりアイドルスピード制御弁（ISCV）が開か
れていると、スロットル弁全閉時の吸入空気量は通常ア
イドルアップしていない時より大きくなり、第４図に示
す矢印位置となる。このようなアイドルアップ状態で、
スロットル弁が開かれた状態から全閉位置に移行する
と、吸入空気量は第４図にで示す破線のように減少
し、トルクも低下するが、スロットル弁が第４図の矢印
位置で全閉になると燃料カットが作動し、軸トルクは
で示すような段差をもって急激に低下するため、車速の
変動も大きく、ショックや車速のハンチングが生じるの
である。

本発明は前記従来の自動車用定速走行装置を備えた内
燃機関の有する問題点を解消し、定速走行装置を搭載し
た自動車が、降坂走行時において車速を保持するために
スロットル弁が閉弁方向に制御されても、ショックおよ
びトルク変動による車速のハンチングが生じない、内燃
機関の制御装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解消する本発明の内燃機関の制御装置の
構成が第１図に示される。

図において、ベース点火時期演算手段はベース点火時期
を演算し、定速走行装置作動検出手段は定速走行装置の
オン／オフ作動を検出する。また、負荷検出下手段は定
速走行装置オン時に機関の負荷を検出し、遅角量演算手
段は、定速走行装置オン時に、検出負荷が小さくなるほ
ど遅角量を増大させる方向に、点火時期の遅角量を演算
する。そして、実行点火時期演算手段は定速走行装置オ
ン時に、ベース点火時期と遅角量に応じて実行点火時期
を演算する。

〔作用〕

本発明の内燃機関の制御装置によれば、定速走行装置
を備えた電子制御内燃機関において、定速走行装置から
の作動信号により定速走行装置作動中を確認すると、機
関の負荷、例えば、吸入空気量に応じた点火時期の遅角
量を算出し、この遅角量を基本点火時期から減算した点
火時期により機関トルクを制御し、燃料カットによるト
ルク段差を抑制する。

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

〔実施例〕

第２図は本発明の内燃機関の制御装置の一実施例を備
えた電子制御燃料噴射式内燃機関を概略的に示すもので
ある。この図において、機関（エンジン）１の吸気通路
２にはエアフローメータ３が設けられている。このエア
フローメータ３は吸入空気量を直接計測するものであっ
て、ポテンショメータを内蔵して吸入空気量に比例した
アナログ電圧の電気信号を発生する。また機関１の吸気
通路２に設けられたスロットル弁18の軸には、スロット
ル弁18の開度を検出するスロットル開度センサ19が設け
られている。このスロットル弁18はアクセルペダル15に
リンク機構を介して接続されており、アクセルペダル15
の動きに連動して吸気通路２を開閉するようになってい
る。

また、吸気通路２にはスロットル弁18をバイパスする
バイパス通路23が設けられており、このバイパス通路23
の途中には開度が変化するアイドルスピード制御弁（IS
CV）24が設けられている。このアイドルスピード制御弁
24は機関の運転状態や図示しないエアコン等により開閉
制御される。

ディストリビュータ４には、その軸が例えばクランク
角（CA）に換算して720°CA毎に基準位置検出用パルス
信号を発生するクランク角センサ５及び30°CA毎に基準
位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ６が
設けられている。これらクランク角センサ5,6のパルス
信号は、燃料噴射時期の割込要求信号、点火時期の基準
タイミング信号、燃料噴射量演算制御の割込要求信号な
どとして作用する。これらの信号は制御回路10の入出力
インタフェース102に供給され、このうちクランク角セ
ンサ６の出力はCPU103の割込端子に供給される。

さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加
圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設
けられており、機関１の燃焼室内には点火プラグ22が設
けられている。

また、機関１のシリンダブロックの冷却水通路８に
は、冷却水の温度を検出するための水温センサ９が設け
られている。水温センサ９は冷却水の温度THWに応じた
アナログ電圧の電気信号を発生する。この出力もA/D変
換器101に供給されている。

排気マニホルド11より下流の排気系には、排気ガス中
の３つの有害成分HC,CO,MOxを同時に浄化する三元触媒
コンバータ12が設けられている。また、前記排気マヒホ
ルド11の下流側であって、触媒コンバータ12の上流側の
排気パイプ14には、空燃比センサの一種であるO₂センサ
13が設けられている。O₂センサ13は排気ガス中の酸素成
分濃度に応じて電気信号を発生する。すなわち、O₂セン
サ13は空燃比が理論空燃比に対してリッチ側かリーン側
かに応じて、異なる出力電圧を制御回路10の信号処理回
路111を介してA/D変換器101に供給する。

16はトランスミッション17からのスピードメータケー
ブルに設けられた車速センサであって、車速に比例した
数のパルス信号を発生する。この車速センサ16のパルス
信号は制御回路10の入出力インタフェース102および後
述する定速走行装置20の入出力回路201に供給される。

制御回路10は、例えばマイクロコンピュータを用いて
構成され、前述のA/D変換器101,入出力インタフェース1
02,CPU103の他にROM104,RAM105,イグニッションスイッ
チオフ後の情報の保持を行うバックアップRAM106等が設
けられており、これらはバス113で接続されている。

この制御回路10において、ダウンカウンタ108,フリッ
プフロップ109,及び駆動回路110は燃料噴射弁７を制御
するためのものである。即ち、燃料噴射量TAUが演算さ
れると、燃料噴射量TAUがダウンカウンタ108にプリセッ
トされると共にフリップフロップ109もセットされる。
この結果、駆動回路110が燃料噴射弁７の付勢を開始す
る。他方、ダウンカウンタ108がクロック信号（図示せ
ず）を計数して最後にそのキャリアウト端子が“1"レベ
ルになった時に、フリップフロップ109がリセットされ
て駆動回路110は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つま
り、前述の燃料噴射量TAUだけ燃料噴射弁７は付勢さ
れ、したがって、燃料噴射量TAUに応じた量の燃料が機
関１の燃焼室に送り込まれることになる。

なお、CPU103の割込発生は、A/D変換器101のA/D変換
終了後、入出力インタフェース102がクランク角センサ
６のパルス信号を受信した時、クロック発生回路107か
らの割込信号を受信した時、等である。

20は前記制御回路10とは別に設けられた定速走行装置
であり、この定速走行装置20は前記制御回路10と同様に
マイクロコンピュータを用いて構成され、その構成は制
御回路10とほぼ同様であるので、その詳細な構成は省略
する。定速走行装置20には、運転者の近傍にあるコント
ロールスイッチやキャンセルスイッチ（共に図示せず）
からの信号および車速センサ16からの信号が入力され、
定速走行装置20からはその動作信号が制御回路10に出力
される。アクチュエータ21は、アクセルペダル15とスロ
ットル弁18とを結ぶリンク機構に接続して、アクセルペ
ダルの動きとは独立にスロットル弁18を動作させること
ができるものであり、定速走行装置20により駆動され
る。

定速走行装置20はコントロールスイッチからの信号に
よりオンし、設定された車速に車速センサ16からの信号
が一致するようにアクチュエータ21に信号を出力し、ス
ロットル弁18を開閉制御する。従って、定速走行装置20
がオン状態の時に自動車が登坂走行を行って車速が低下
すると、定速走行装置20は車速を保持するためにスロッ
トル弁18を開いて機関回転数を上昇させ、自動車が降坂
走行を行なって車速が増すと、スロットル弁18を閉じて
エンジンブレーキをかける。この定速走行装置20はキャ
ンセルスイッチからの信号によりオフして車速保持を解
除する。

次に第３図のフローチャートを用いて本発明の制御回
路10の動作を説明する。

第３図は点火時期演算ルーチンであって、所定クラン
ク角毎に実行される。ステツプ301では通常のベース
（基本）点火時期θ_BSEを演算する。次いでステップ302
では定速走行装置20が作動中か否かを判定する。定速走
行装置20が作動中でない時（NO）はステップ306に進
み、ステップ301で演算したベース点火時期θ_BSEを点火
時期θとした後、ステップ307にてこの点火時期θを出
力してこのルーチンを終了する。

一方、定速走行装置20が作動中の時はステップ302でY
ESとなってステップ303に進み、ここでエアフローメー
タ３から吸入空気量Qaを読み込む。そして、吸入空気量
Qaを読み込むとステップ304に進み、読み込んだ吸入空
気量Qaに対する遅角量θ_ADを第６図に示すような吸入空
気量−遅角量テーブルから算出する。遅角量θ_ADを算出
するとステップ305に進み、実行進角値を以下の式に基
づいて演算する。

θ←θ_BSE−θ_AD 定速走行装置20が作動中の時はステップ305にて演算
された点火時期θがステップ307にて出力される。

第６図から判るように、定速走行装置20が作動中の時
の遅角量θ_ADは、機関負荷が小さくなって吸入空気量Qa
が小さくなると大きくなる。この結果、機関の低負荷状
態では実行進角値θが小さくなり、点火時期が遅くな
る。第５図に示すように、点火時期は設定値にある時が
最も軸トルクが大きく、点火時期が遅くなると軸トルク
は低下する。

よって、本発明の内燃機関の制御装置では、定速走行
装置20が作動中に自動車が降坂走行を行うと、定速走行
装置20によりスロットル弁18が閉弁制御されるので吸入
空気量が減少する。吸入空気量が減少すると、第６図に
示すように遅角量θ_ADが増す。すると、第３図のステッ
プ305で説明したように、点火時期θ遅くなる。この結
果、本発明の内燃機関の制御装置を搭載した機関では、
点火時期θが遅くなるにしたがって、第５図で説明した
ように、軸トルクが小さくなる。即ち、吸入空気量が減
ると、軸トルクが小さくなる。

以上のような動作により、第４図に示すように従来の
定速走行装置20を搭載する機関の軸トルク特性（破線
で示す）に比べて、本発明の内燃機関の制御装置を搭載
した機関では、前述の条件下の走行においては、吸入空
気量の低下に応じて軸トルクが減少するので、軸トルク
が実線に示すように滑らかに低下し、燃料カットの影
響（特性が点線で示すようになる）が抑制される。

なお、上記実施例では定速走行装置を搭載した自動車
が、定速走行装置をオンの状態で降坂走行した場合に、
点火時期を遅角補正することによって機関のショックや
車速のハンチングを防止するようにしたが、同条件の走
行時に空燃比をリーンに制御することによっても同様の
効果が得られる。

また、本実施例は吸入空気流量感知式内燃機関（Ｌジ
ェトロニック）について説明したが、本発明は吸入負圧
感知式内燃機関（Ｄジェトロニック）についても適用で
きる。更に、本実施例では機関の負荷検出手段として吸
入空気量Ｑを使用したが、機関負荷の検出手段としては
吸入空気PMやスロットル弁開度TAを用いても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の内燃機関の制御装置に
よれば、定速走行装置を搭載した内燃機関が降坂走行を
行っても燃料カットによるショックおよび機関の軸トル
クの急変による定速走行装置制御車速のハンチングの発
生が抑制されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の制御装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は本発明の内燃機関の制御装置を備えた
内燃機関の概略構成図、第３図は第２図の制御回路の動
作の一例を説明するフローチャート、第４図は従来およ
び本発明の内燃機関の制御装置の効果を示す吸入空気量
−軸トルク特性図、第５図は点火時期−軸トルク特性
図、第６図は遅角量を演算する際に使用する吸入空気量
−遅角量特性図である。 １……機関、２……吸気通路、３……エアフローメー
タ、４……ディストリビュータ、７……燃料噴射弁、10
……制御回路、15……アクセルペダル、16……車速セン
サ、20……定速走行装置、21……アクチュエータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定速走行装置を備えた内燃機関の制御装置
   であって、 ベース点火時期を演算するベース点火時期演算手段と、 定速走行装置のオン／オフ作動を検出する定速走行装置
   作動検出手段と、 定速走行装置オン時に、機関の負荷を検出する負荷検出
   手段と、 定速走行装置オン時に、検出負荷が小さくなるなど遅角
   量を増大させる方向に、点火時期の遅角量を演算する遅
   角量演算手段と、 定速走行装置オン時に、前記ベース点火時期と前記遅角
   量に応じて実行点火時期を演算する実行点火時期演算手
   段と、 を備えた内燃機関の制御装置。