JP3258759B2

JP3258759B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP3258759B2
Application number: JP11541093A
Authority: JP
Inventors: 哲也客野; 鉄也西里
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-04-19
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: JPH06299881A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの制御装置に
関する。

【０００２】

【従来技術】最近の自動車は、トラクション制御装置を
備えたものが増加する傾向にあり、トラクション制御装
置は、加速時等において駆動輪の路面に対するスリップ
値が過大になったとき、駆動輪への付与トルクを一時的
に低下させることとしている。具体的には、この駆動輪
への付与トルク低下のために、エンジン出力を低下させ
ること等が行われており、そのエンジン出力の低下手段
としては、実開昭６３−１４１８５２号公報に示すよう
に、点火時期を遅角させたり燃料低減を行う燃焼性悪化
の手法が採られている。

【０００３】ところで、自動車用エンジンにおいては、
吸気の過給を行う過給機付のものが多くなっており、こ
の過給機付エンジンを搭載した自動車においては、その
特有の性質を活してトラクション制御を行うべく、過給
圧を低下させることによりエンジン出力を低下させるこ
とが考えられている。しかし、過給圧の低下に基づいて
エンジン出力を低下させる場合には、トラクション制御
の応答性が悪くならざるを得ない。

【０００４】このため、上記自動車においては、前述の
ような点火時期調整や燃料量調整を併用することによっ
てエンジン出力を低下させることが考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、点火時期調整や燃料量調整等の燃焼性制御によって
エンジン出力を低下させようとした場合、トラクション
制御の応答性は高くなるものの、後燃え現象が生じた
り、触媒での酸化反応が促進されたりして（以下、後燃
え現象等と称す）、排気系の触媒が高熱化し、該触媒が
早期に劣化する虞れがある。本発明は上記実情に鑑みて
なされたもので、その目的は、トラクション制御時に、
過給圧を低下させてエンジン出力を低下させるエンジン
の制御装置において、排気系における触媒の早期劣化を
防止しつつ、トラクション制御の応答性を極力高めるよ
うにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用】上記目的を達成す
るために本発明（第１の発明）にあっては、駆動輪の路
面に対するスリップ値が過大になったとき、過給圧調整
手段を制御して過給圧を低下させる出力制御手段を備え
るエンジンの制御装置において、エンジンの燃焼性を支
配する因子を調整する燃焼性調整手段と、エンジン回転
数を検出する回転数検出手段とが設けられ、前記出力制
御手段は、前記過給圧調整手段を制御して過給圧を低下
させるに際し、前記回転数検出手段からの信号に基づ
き、エンジン回転数が所定回転数以下と判断したとき、
前記燃焼性調整手段をも制御してエンジン出力を低下さ
せるように設定されている、構成としてある。上述の構
成により、過給圧を低下させるに際し、燃焼性調整手段
を制御してエンジン出力を低下させることから、エンジ
ン出力低下の応答性が高まり、これに伴って、トラクシ
ョン制御の応答性を高めることができることになる。そ
の一方、上記燃焼性調整手段に基づくエンジン出力の低
下は、エンジン回転数が所定回転数以下で行われ、後燃
え現象等が特に問題となるとき、すなわちエンジン回転
数が所定回転数を越えるとき（高回転域）には、燃焼性
調整手段に基づくエンジン出力の低下が行われないこと
から、未燃成分の増加等によって排気系の触媒が高熱化
することを防ぐことができ、触媒が早期に劣化すること
を防止できることになる。このため、排気系の触媒の早
期劣化を防止しつつ、トラクション制御の応答性を極力
高めることができることになる。

【０００７】前述の目的を達成するために本発明（第２
の発明）にあっては、請求項１において、前記過給圧調
整手段の過給圧低下速度は、エンジン回転数が所定回転
数以下においては、エンジン回転数が所定回転数を越え
る場合に比べて、遅くなるように設定されている、構成
としてある。上述の構成により、前述の第１の発明と同
様の作用を生じる他に、エンジン回転数が所定回転数以
下のときには、エンジン回転数が所定回転数を越える場
合に比べて、エンジン出力の低下勾配を緩めることがで
きることになり、エンジン出力が急激に落ちて目標エン
ジン出力以下になることを防止できることになる。この
ため、トラクション制御において、エンジン出力を迅速
かつ正確に目標エンジン出力までに落とすことができる
ことになる。

【０００８】前述の目標を達成するために本発明（第３
の発明）にあっては、請求項１又は２において、排気系
に、触媒として、メイン触媒と、該メイン触媒の上流側
に配設されるプリ触媒とが設けられている、構成として
ある。上述の構成により、前述の第１又は第２の発明と
同様の作用を生じる他に、冷間用のプリ触媒が高熱化す
ることを防ぐことができることになる。このため、プリ
触媒が早期に劣化することを防止できることになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、１はエンジン本体で、その気筒２
における吸気ポートが符号３で、排気ポートが符号４
で、点火プラグが符号５で示される。

【００１０】エンジン本体１に吸気を供給する吸気経路
は、サージタンク６を備えている。このサージタンク６
からは、独立吸気通路７を介して、各気筒２に対して個
々独立して吸気が供給されるようになっており、各独立
吸気通路７には燃料噴射弁８が配設されている。

【００１１】サージタンク６には、共通吸気通路１１が
連なっている。この共通吸気通路１１には、その上流側
から下流側へ順次、エアクリ−ナ１２、エアフロ−メ−
タ１３、スロットル弁１４、過給機１５、インタク−ラ
１６が配設されている。過給機１５は、実施例では、エ
ンジン本体１により機械的に駆動されるス−パチャ−ジ
ャとされて、過給機１５とエンジン本体１との機械的連
動経路の途中には図示を略すクラッチが介在されて、エ
ンジン負荷が所定負荷以上となったときにのみクラッチ
が接続されて過給機１５が駆動されるようになってい
る。

【００１２】吸気経路はさらに、バイパス通路１７を備
えている。このバイパス通路１７は、その上流端がスロ
ットル弁１４と過給機１５との間の共通吸気通路１１に
接続され、その下流端がサージタンク６に接続されてい
て、過給機１５とインタク−ラ１６とをバイパスしてい
る。そして、バイパス通路１７は、連通路１８を介し
て、過給機１５とインタク−ラ１６との間の共通吸気通
路１１に接続されている。この連通路１８には開閉弁１
９が配設されている。

【００１３】バイパス通路１７には、過給圧調整弁２１
が配設されている。この過給圧調整弁２１は、弁体２２
が配設された弁室２３と、弁室２３に対して気密に画成
されたスプリング室２４と、スプリング室２４に対して
ダイヤフラム２５を介して気密に画成されると共に常時
大気に開放された大気室２６とを有する。

【００１４】弁体２２がダイヤフラム２５に固定される
一方、ダイヤフラム２５つまり弁体２２は、スプリング
室２４に配設されたスプリング２８によって図中右方に
付勢されており、スプリング室２８は、電磁式の三方切
換弁２９に接続されている。この切換弁２９は、スプリ
ング室２８を、負圧源に接続または大気に開放するため
のもので、スプリング室２８が大気に開放されたとき
は、弁体２２が図中最右方位置とされて、バイパス通路
１７を全開とする全開位置とされ、逆に、スプリング室
２８が負圧源に接続されたままになると、弁体２２が図
中最左方位置とされて、バイパス通路１７が全閉となる
全閉位置とされる。そして、スプリング室２８の大気と
負圧源との連通度合を制御（例えばデュ−ティ制御）す
ることによって、弁体２２の位置つまり過給圧調整弁２
１の開度が、全開から全閉の間の任意の開度に調整され
ると共に、その開閉速度が調整される。

【００１５】排気ポート４が連なる排気通路３１には、
上流側から下流側に向かって順に、プリ触媒（冷間時
用）３２、メイン触媒３３が介装されている。

【００１６】図１中Ｕは、マイクロコンピュ−タ利用し
て構成された制御ユニットで、この制御ユニットＵに
は、各センサＳ１〜Ｓ７からの信号が入力される。セン
サＳ１〜Ｓ４は、各車輪の車輪速を検出するものであ
る。センサＳ５は、サージタンク６に接続されて過給圧
（吸気圧）を検出するものである。センサＳ６は、過給
機１５直下流の吸気温度を検出するものである。センサ
Ｓ７は、エンジン回転数を検出するものである。この制
御ユニットＵからは、点火プラグ５、燃料噴射弁８、開
閉弁１９、過給圧調整弁２１に対して制御信号が出力さ
れることになっており、この制御ユニットＵによって、
点火プラグ５の点火時期、燃料噴射弁８からの燃料噴射
量、開閉弁１９、過給圧調整弁２１が制御される。な
お、開閉弁１９は、センサＳ６で検出される吸気温度が
所定温度以上のときにのみ閉じられ、過給機１５からの
吸気をインタク−ラ１６を経由させるか否かの切換を行
うもので、トラクション制御には直接関係のないものと
されている。

【００１７】次に、上記制御ユニットＵの制御内容につ
いて説明する。トラクション制御に際しては、駆動輪の
路面に対するスリップ値が、各車輪速センサＳ１〜Ｓ４
からの信号に基づいて決定される。実施例では、前輪が
駆動輪とされる一方、後輪が従動輪とされており、左右
従動輪の車輪速を平均することによって車速が決定され
る。そして、各駆動輪のスリップ値が、その駆動輪速か
ら上記車速を差し引いた値として決定される。このよう
にして決定されたスリップ値が所定値以上のとき、つま
り駆動輪の路面に対するスリップ値が過大なときは、ト
ラクション制御つまりエンジン出力低下の制御が行なわ
れる。なお、スリップ値の決定に際しては、駆動輪速と
車速との『比』でもって示すようにしてもよい、例え
ば、駆動輪速／車速として、あるいは（駆動輪速−車
速）／車速として示すこともできる。

【００１８】また、トラクション制御に際しては、図２
に示すように、過給圧が所定値（本実施例においては、
０ｍｍＨｇ）ｘ以上のときには、過給圧調整弁２１を制
御して過給圧の低下が行われ、これに加えて、エンジン
回転数Ｎｅが所定回転数（例えば４０００ｒ．ｐ．
ｍ．）Ｎｏ以下のときには、点火時期の遅角あるいは供
給燃料量低減（本実施例においては燃料カット）の少な
くとも一方を行なう燃焼性制御が合わせて行われる。そ
の一方、過給圧が所定値ｘ未満のときには、上記燃焼性
制御のみが行われる。

【００１９】具体的に、図３に示すように、過給圧が所
定値ｘ以上の場合において、トルクを８００ｍｍＨｇ相
当トルクから目標トルクとしての３００ｍｍＨｇ相当ト
ルクにまで落とすときを例にとって、エンジン回転数Ｎ
ｅが所定回転数Ｎｏ以下のとき（図２中、態様１）と、
エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｏを越えるとき（図
２中、態様２）とについて説明する。態様１において
は、トルクダウンに際し、図４に示すように、過給圧調
整弁２１の他に、点火時期の遅角、又は燃料カット制御
が行われる。これにより、トラクション制御の応答性が
高められ、その一方で、この制御（特に燃焼性制御）
が、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｏ以下、すなわ
ち、低回転域において行われることから、後燃え現象等
の実質的影響をプリ触媒３２が受けることはなく、プリ
触媒３２が高熱化することはない。この場合、本実施例
においては、上述の燃焼性制御によってトラクション制
御の応答性が高まることに基づいて、トルクが急激に落
ちて目標トルク以下になることを防止するために、図４
に示すように、過給圧調整弁２１の過給圧低下速度（過
給圧調整弁２１の開閉速度）はやや緩めに設定されてい
る。

【００２０】態様２においては、トルクダウンに際し、
過給圧調整２１のみが制御される。これにより、このと
き、燃焼性制御を行わないことから、後燃え現象等の影
響をプリ触媒３２が受けることはなく、プリ触媒３２が
高熱化することはない。この場合、トルクダウンは、過
給圧調整弁２１の制御によってのみ行われるため、その
トルクダウンを素早く行うべく、その過給圧の低下速度
（過給圧調整弁２１の開閉速度）は、態様１の場合に比
べて早くされており（図４、図５参照）、特に、本実施
例においては、図５に示すように、過給圧調整弁２１を
一気に全開し、その後、その過給圧調整弁２１の開度を
調整する構成とされている。尚、図５中、点火時期、供
給燃料量の変化は、上記制御によって吸入空気量が減少
することに基づくものである。

【００２１】次に、上記制御ユニットＵの制御内容を図
６、図７に示すフローチャートを参照しつつ具体的に説
明する。尚、以下の説明でＰはステップを示す。先ず、
Ｐ１においてデータ入力された後、Ｐ２において、前述
のようにして駆動輪のスリップ値Ｓが算出される。Ｐ３
では、Ｐ２で算出されたスリップ値Ｓが、トラクション
制御開始用のしきい値ＳＳ以上であるか否かが判別され
る。このＰ３の判別でＮＯのときには、トラクション制
御を必要としないときなので、そのままＰ１へ戻る。

【００２２】Ｐ３の判別でＹＥＳのときは、トラクショ
ン制御つまりエンジン出力の低下の制御を行なうときで
ある。このときは、先ずＰ４において、スリップ値Ｓに
基づいて、目標トルクダウン率が決定される（Ｓが大き
いほどダウン率が大）。次いでＰ５において実際の過給
圧が読込まれる。この後、Ｐ６において、過給圧が所定
過給圧（図２では０ｍｍＨｇ）ｘ以上か否かを判別し
て、Ｐ６がＮＯのとき、すなわち過給圧が所定過給圧ｘ
未満のときは、燃焼性制御によるエンジン出力の低下の
みを行うべく、Ｐ７に進む一方、Ｐ６がＹＥＳのときに
は、次のＰ８へ進む。

【００２３】Ｐ８においては、実際のエンジン回転数Ｎ
ｅが読込まれ、次のＰ９においては、Ｐ８のエンジン回
転数Ｎｅが所定回転数Ｎｏ以下か否かが判別される。こ
れは、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｏ以下、すな
わち低回転域では、燃焼性制御を行っても、プリ触媒３
２が高熱化されることがないことに鑑み、過給圧調整弁
２１の制御の他に、燃焼性制御を行って、トラクション
制御の応答性を高めてもよいか否かを判断するために行
われる。したがって、Ｐ９がＮＯのときには、燃焼性制
御によりトラクション制御の応答性を高めると、プリ触
媒３２は高熱化されることになるとして、Ｐ１０におい
て、フラグＦがセットされると共に、Ｐ１１において、
過給圧調整弁（ＡＢＶ）２１の目標過給圧（例えばＰ４
の目標トルクダウン率とトラクション制御開始時の過給
圧とにより決定される）、過給圧低下速度（過給圧調整
弁２１の開閉速度）等が設定され、次のＰ１２におい
て、その過給圧制御弁２１のみが、目標過給圧となるよ
うに制御される。この場合、前述した如く、トルクダウ
ン手段が過給圧調整弁２１だけであるので、素早く過給
圧を低下させるべく、過給圧低下速度は、後述のＰ１
３、Ｐ１４よりも速くされている。

【００２４】一方、Ｐ９がＹＥＳのときには、燃焼性制
御によりトラクション制御の応答性を高めても、プリ触
媒３２が高熱化されることはないとして、Ｐ１３におい
て、過給圧調整弁（ＡＢＶ）２１の目標過給圧（前述の
如く、例えば目標トルクダウン率とトラクション制御開
始時の過給圧により決定される）、過給圧低下速度（過
給圧調整弁２１の開閉速度）の他に、燃焼性制御量、す
なわち、点火時期の遅角量又は燃料カットの気筒（数）
が設定され、次のＰ１４において、過給圧調整弁２１の
制御と燃焼性制御とが行われ、トルクが目標トルクまで
落とされる。この場合、過給圧調整弁２１の過給圧低下
速度は、前記Ｐ１１、Ｐ１２での該過給圧調整弁２１の
過給圧低下速度よりも遅くされている。これは、前述し
た如く、急激なトルクダウンによって、トルクが目標ト
ルク以下になることを防止しようとしているのである。

【００２５】次に、Ｐ１５において、再び各車輪速が読
込まれると共にＰ１６において駆動輪のスリップ値Ｓが
算出され、この後Ｐ１７において、スリップ値Ｓがトラ
クション制御終了条件としてのしきい値ＳＦ（ＳＦ＜Ｓ
Ｓ）よりも小さいか否かが判別される。Ｐ１７の判別が
ＮＯのときには、Ｐ１８において、フラグＦ＝１か否か
が判別された後、Ｐ１２又はＰ１４に戻って前述したエ
ンジン出力の低下が続行される。Ｐ１７の判別でＹＥＳ
となると、Ｐ１９において、エンジン出力（エンジント
ルク）が復帰され、Ｐ２０において、フラグＦがリセッ
トされる。この場合、Ｐ１９のトルク復帰は徐々に行う
のが好ましい。すなわち、燃焼性制御から徐々に復帰さ
せ、この燃焼性制御が完全に復帰した後、過給圧を徐々
に上昇させていく復帰とするのが好ましい。

【００２６】以上実施例について説明したが、過給機１
５としては排気ターボ式のものでもよい。また、トラク
ション制御に際しては、合せて、駆動輪へのブレ−キ力
付与を行なうこともできる。さらに、過給圧低下による
トラクション制御は、トラクション制御開始から所定期
間（例えば所定時間経過するまで、あるいはスリップ値
が所定値以下に低下するまで）というように、トラクシ
ョン制御の初時期にのみ行うようにすることもでき、こ
の場合、初期時経過後は過給圧を徐々に上昇させるのが
好ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように第１〜第３の発明にあ
っては、排気系の触媒の早期劣化を防止しつつ、トラク
ション制御の応答性を極力高めることができる。第２の
発明にあっては、トラクション制御において、エンジン
出力を迅速かつ正確に目標エンジン出力までに落とすこ
とができる。第３の発明にあっては、冷間用のプリ触媒
が早期に劣化することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体系統図。

【図２】本発明の制御内容を図式的に示す図。

【図３】トラクション制御時のトルクダウンの一例を示
す図。

【図４】態様１の下で、図３のトルクダウンを得るため
の制御内容を説明する図。

【図５】態様２の下で、図３のトルクダウンを得るため
の制御内容を説明する図。

【図６】実施例に係る制御例を示すフローチャート。

【図７】図６の続きを示すフローチャート。

【符号の説明】

１エンジン本体５点火プラグ（燃焼性制御用）８燃料噴射弁（燃焼性制御用）６サージタンク１１共通吸気通路１５過給機１７バイパス通路２１過給圧調整弁３１排気通路３２プリ触媒３３メイン触媒Ｕ制御ユニットＳ１〜Ｓ４車輪速センサＳ５過給圧センサＳ７回転数センサ

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−180027（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−167845（ＪＰ，Ａ) 特開平２−173318（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−178525（ＪＰ，Ａ) 特開平６−108890（ＪＰ，Ａ) 実開平５−19540（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−141852（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/02 - 45/00 F02P 5/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動輪の路面に対するスリップ値が過大
になったとき、過給圧調整手段を制御して過給圧を低下
させる出力制御手段を備えるエンジンの制御装置におい
て、エンジンの燃焼性を支配する因子を調整する燃焼性調整
手段と、エンジン回転数を検出する回転数検出手段とが
設けられ、前記出力制御手段は、前記過給圧調整手段を制御して過
給圧を低下させるに際し、前記回転数検出手段からの信
号に基づき、エンジン回転数が所定回転数以下と判断し
たとき、前記燃焼性調整手段をも制御してエンジン出力
を低下させるように設定されている、ことを特徴とする
エンジンの制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記過給圧調整手段の過給圧低下速度は、エンジン回転
数が所定回転数以下においては、エンジン回転数が所定
回転数を越える場合に比べて、遅くなるように設定され
ている、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】請求項１又は２において、排気系に、触媒として、メイン触媒と、該メイン触媒の
上流側に配設されるプリ触媒とが設けられている、こと
を特徴とするエンジンの制御装置。