JP3908006B2

JP3908006B2 - 内燃機関の制御方法

Info

Publication number: JP3908006B2
Application number: JP2001342923A
Authority: JP
Inventors: 裕之田中; 伸二丹羽
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: JP2003148194A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンと称する）の吸気負圧を利用してブレーキ操作力を倍力する倍力装置すなわちブレーキブースタの制御圧力を制御するための内燃機関の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両制御時の操作力すなわちブレーキペダルの操作力（踏力）を低減するために、エンジンの吸気負圧を利用して踏力を倍力するブレーキブースタが採用されている。このようなブレーキブースタは、エンジンの吸気負圧が蓄積される定圧室と、大気が導入される変圧室とを有している。そして、ブレーキペダルが操作されていない場合は定圧室と変圧室とが連通状態にあり、かつ変圧室への大気の導入が遮断されている。一方、ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室とは遮断され、かつ変圧室に大気が導入され、定圧室と変圧室との圧力差により倍力作用が生じるものである。
【０００３】
このような構成のブレーキブースタにおいて、エンジンの補機の作動時等にブレーキ操作が行なわれると、吸入空気量が増大しているために、エンジンにおける吸気負圧が大気側に変動する。この結果、吸気負圧を駆動源とするブレーキブースタが必要とする吸気負圧が確保できなくなる。このような問題を解決するために、例えば特開平４−１３２８４１号公報に記載のもののように、ブレーキが作動したことを検出した場合に、点火時期を進角させたり、空燃比をリッチにすることにより、エンジン回転数を上昇させて吸気負圧を上昇させるようにすることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した構成のものでは、吸気負圧を上昇させるために、エンジン回転数が上昇するので、ブレーキをかけている場合にエンジン回転数が上昇すると言った、不要なエンジンの運転状態を発生させる結果となる。したがって、運転者は、減速しているにもかかわらず、エンジン回転数が上昇することで、運転感覚に違和感を感じることとなった。また、自動変速機を搭載しているものにあっては、エンジン回転数が上昇することによりクリープ力が増加し、ブレーキの操作を注意しないと、制動距離が運転感覚とは異なるものとなった。
【０００５】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る内燃機関の制御方法は、ブレーキペダルの操作力を倍力する倍力装置に供給される内燃機関のアイドル運転時の吸気負圧を調整する内燃機関の制御方法において、ブレーキペダルの操作の有無を検出し、ブレーキペダルの操作があった場合に吸入空気量を減少させ、かつ点火時期を所定量進角させるものであり、負荷が高いほど吸入空気量の減量を大きくするとともに、点火時期の所定量を大きくすることを特徴とする。
【０００７】
このような構成のものであれば、吸入空気量を減少させることにより、吸気負圧が変動する。つまり、吸入空気量が減少すると、吸気管内が真空に近い状態となり、吸気負圧が大きくなり、倍力装置が必要とする吸気負圧を確保することが可能になる。
【０００８】
一方、吸入空気量を減少させるので、機関回転数は降下しようとする。これに対して、点火時期を所定量進角させているので、機関回転数は上昇しようとする。したがって、機関回転数の変動は、吸入空気量の減少と点火時期の進角とのそれぞれの制御結果によって相殺され、機関回転数は吸気負圧を大きくする制御前の状態を維持することが可能になる。
【０００９】
内燃機関の運転状態に対応させるためには、進角させる点火時期の所定量は、吸入空気量を減少することにより低下する機関回転数を補って機関回転数を上昇させる量であるものが好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に概略的に示したエンジン１００は、自動車用のもので、シリンダ１の上部の燃焼室２の上部には、点火プラグ３が取り付けてある。また、その吸気系４には図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットル弁５を配設するとともに、このスロットル弁５を迂回する補助空気通路であるバイパス通路６を設け、そのバイパス通路６にアイドル回転制御用の流量制御弁７を介設している。この実施の形態においては、アイドル運転時のエンジン回転数をアイドル目標回転数になるように制御するアイドル回転制御システムＩＳＣＳが、バイパス通路６と流量制御弁７と後述する電子制御装置（ＥＣＵ）８とにより構成される。吸気系４には、さらに燃料噴射孔を吸気ポート９に向けて燃料噴射弁１０が設けてあり、この燃料噴射弁１０や前記流量制御弁７を電子制御装置８により制御するようにしてある。また、排気系１１には、排気ガス中の酸素濃度に反応して空燃比を測定するための信号を出力するＯ₂センサ１２が取り付けられているとともに、そのＯ₂センサ１２の下流側に、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘを除去する触媒装置１３が取り付けられている。
【００１２】
加えて、吸気系４には、エンジン１００の吸気脈動を防止するためにサージタンク１４が設けてあり、そのサージタンク１４から倍力装置であるブレーキブースタ１５に吸気負圧を導くための負圧管路１６が設けてある。負圧管路１６には、ブレーキブースタ１５に正圧がかからないように、チェック弁１７が介設してある。ブレーキブースタ１５は、この分野で広く知られているものであってよく、例えば、エンジンの吸気負圧が蓄積される定圧室と、大気が導入される変圧室とを有するものである。そして、ブレーキペダル１８が操作されていない場合は、定圧室と変圧室とが連通状態にあり、かつ変圧室への大気の導入が遮断されている。一方、ブレーキペダル１８が操作されると、定圧室と変圧室とは遮断され、かつ変圧室に大気が導入され、定圧室と変圧室との圧力差によりブレーキペダル１８の踏力を倍力する制御圧力となる。このブレーキブースタ１５を操作するためのブレーキペダル１８の操作に連動して、ブレーキ信号ｋを出力するブレーキスイッチ１８ａが設けてある。
【００１３】
電子制御装置８は、中央演算処理装置８ａと、メモリ８ｂと、入力インターフェース８ｃと、出力インターフェース８ｄとを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。そして、その入力インターフェース８ｃには、サージタンク１４内の圧力を検出する吸気圧センサ１９から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ２０から出力される回転数信号ｂ、車速を検出するための車速センサ２１から出力される車速信号ｃ、スロットル弁５の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ２２から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジン１００の冷却水温度を検出するための水温センサ２３から出力される水温信号ｅ、排気系１１に装備されるＯ₂センサ１２から出力される出力信号ｆ、ブレーキスイッチ１８ａから出力されるブレーキ信号ｋ等が入力される。また、出力インターフェース８ｄからは、流量制御弁７に対して開度信号ｇや、燃料噴射弁１０に対して燃料噴射信号ｈ等が出力される。
【００１４】
そして、電子制御装置８には、吸気圧センサ１９からの吸気圧信号ａと回転数センサ２０からの回転数信号ｂとを主な情報として燃料噴射弁開成時間を決定し、その決定により燃料噴射弁１０を制御してエンジン負荷に応じた燃料を燃料噴射弁１０から吸気ポート９に噴射させるためのプログラムが内蔵させてある。また、電子制御装置８には、アイドル運転状態において、流量制御弁７を制御して吸入空気の流量（吸入空気量）を調整することによりアイドル目標回転数にエンジン回転数を制御する制御プログラムが内蔵してある。なお、流量制御弁７は、上記したようにアイドル運転時にエンジン回転数がアイドル目標回転数となるようにその開度が制御されるものであるが、スロットル弁５が開成されている場合にあっても、全閉となることなく、上記したアイドル運転状態である場合の開度を維持しているものである。これにより、スロットル弁５全閉状態からスロットル弁５を開成した場合の一時的な回転低下を防止することができる。
【００１５】
さらに、電子制御装置８には、アイドル運転時において、ブレーキペダル１８の操作の有無を検出し、ブレーキペダル１８の操作があった場合に吸入空気量を減少させ、かつ点火時期を所定量進角させるようにプログラミングしてある。
【００１６】
スロットル弁５が閉成されたアイドル運転状態では、バイパス通路６の流量制御弁７の開度を制御することにより吸入空気量を制御している。すなわち、電子制御装置８は、アイドルスイッチ２２から出力されるＩＤＬ信号ｄがオンになった場合に、エンジン回転数がアイドル運転時のアイドル目標回転数となるように、流量制御弁７を制御するものである。この場合に、電子制御装置８は、この時点の少なくとも冷却水温に基づいてアイドル目標回転数を設定し、流量制御弁７の開成時間と閉成時間との比率を示す駆動信号の演算デューティ比ＤＩＳＣを演算する。演算デューティ比ＤＩＳＣは、水温補正量ＤＡＡＶ、始動時補正量ＤＳＴＡ、回転フィードバック補正量ＤＦＢ、ダッシュポット補正量ＤＡＰＰ、外部負荷補正量ＤＳＥＴ等を加算して求めるものである。
【００１７】
この実施の形態における、スロットル弁５が閉成された際の吸気負圧及び点火時期制御のためのプログラムを、図２に示すフローチャートにより説明する。なお、このプログラムは、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００１８】
この実施の形態では、アイドル運転時における流量制御弁７の閉じ量と点火時期の進角量とを、エンジン回転数と吸気管圧力とに基づく２次元マップにして設定している。流量制御弁７の閉じ量つまりその時点の開度と閉成した際の開度との差は、点火時期をその時の運転状態に応じて最も進角させた場合に、吸入空気量を減量してエンジン回転数が変動しない値に設定してある。この閉じ量は、上記演算デューティ比ＤＩＳＣにより示されるものである。エンジン回転数と吸気管圧力とからは、補機等のエンジン１００の負荷を推定できるので、流量制御弁７の閉成制御のための開度と点火時期の進角量とは、エンジン１００の負荷により設定されるものである。点火時期の進角量は、各運転状態におけるＭＢＴ近傍に設定してある。また、流量制御弁７の閉じ量は、エンジンの負荷が大きくなるに応じて大きくなるように設定してある。なお、流量制御弁７の閉じ量を最大限に設定しておき、点火時期は、吸入空気量の減少により低下するエンジン回転数を補償する値に設定するものであってもよい。
【００１９】
まず、ステップＳ１において、エンジン１００の補機、例えばエアコンがＯＮした、つまり作動したか否かを判定する。補機が作動した場合は、ステップＳ２に移行し、アイドルスイッチ２２がオンしたか否かを判定する。アイドルスイッチ２２がオンしていることを検出することにより、エンジン１００がアイドル運転状態であることを検出するものである。このアイドル運転状態で、ブレーキスイッチ１８ａがオン、つまりブレーキペダル１８が操作されたか否かを判定する。アイドル運転状態でブレーキがかけられたことを検出した後、ステップＳ４では、回転数センサ２０から出力される回転数信号ｂに基づいて、その時のエンジン回転数を検出する。ステップＳ５では、吸気圧センサ１９から出力される吸気圧信号ａに基づいて、吸気管圧力を検出する。ステップＳ６では、検出したエンジン回転数と吸気管圧力とにより２次元マップを検索して流量制御弁７の閉じ量を決定し、微少時間長の間だけその閉じ量で閉じた状態に流量制御弁７を閉成する。微少時間長とは、流量制御弁７を閉成することにより吸入空気量は減少するが、これによりエンジン回転数が顕著に変動しない程度の時間長とするものである。ステップＳ７では、閉じ量の場合と同様に、検出したエンジン回転数と吸気管圧力とにより２次元マップを検索して、点火時期の進角量を決定し、点火時期を進角させる。
【００２０】
以上の構成において、エンジン１００の負荷となる補機がオンとなった場合に、ブレーキが操作されると、アクセルペダルは戻されるので、スロットル弁５は閉成される。したがって、ブレーキスイッチ１８ａがオンするとともに、アイドルスイッチ２２がオンして、ブレーキブースタ１５の吸気負圧を確保するための制御のための条件が成立する。このようにして、制御条件が成立すると、この時のエンジン回転数と吸気管圧力とに基づいて閉成する流量制御弁７の閉じ量と、点火時期の進角量とを二次元マップにより決定し、得られた閉じ量で流量制御弁７を閉成するととに、得られた進角量となるまで点火時期を進角させるものである。
【００２１】
このように流量制御弁７と点火時期とを制御することにより、流量制御弁７を閉成することにより低下するエンジン回転数を、点火時期の進角によるエンジン回転数の上昇分により、相殺するものである。つまり、流量制御弁７を閉成することにより吸入空気量を減少させても、点火時期を進角させることによりエンジン回転数を上昇させるので、エンジン回転数がこの制御の度に変動することを防止することができる。
【００２２】
したがって、この制御においては、エンジン回転数が変動することなく、吸気負圧のみが変動するものである。すなわち、図３に示すように、エンジン１００に負荷がかかった場合に、流量制御弁７を閉成することにより吸入空気量が減少し、サージタンク１４を含む吸気系４の吸気負圧が大きくつまり吸気系４が真空状態になる。これにより、負圧管路１６を介してブレーキブースタ１５の吸気負圧つまり制御圧力が上昇し、従来であればブレーキペダルを強く踏まなければならない状況であっても、ブレーキの踏力を増加させることなく、ほぼ一定の踏力により適切な制動力を確保することができる。この場合に、流量制御弁７の開度と点火時期の進角量とは、制御を行なう時点のエンジン回転数と吸気管圧力とに基づいて決定しているため、エンジン１００の負荷の大きさを反映して決定することになる。したがって、その時のエンジン１００の運転状態を乱すことなく、ブレーキブースタ１５のための吸気負圧を確保することができる。しかも、この制御は、ブレーキペダル１８が操作される毎に実行されるので、ブレーキペダル１８が操作されない場合に減少する制御圧力を、ブレーキペダル１８を操作する際に十分な値にまで高くすることができる。
【００２３】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。
【００２４】
上記実施の形態では、流量制御弁７を微少時間長の間閉成するものを説明したが、流量制御弁７を閉成する時間を長くし、その閉じ量を上記実施の形態における閉じ量より少なくするものであってもよい。つまり、流量制御弁７を閉じる量を少なくして、閉成している時間を長くすることにより、実質的に上記実施の形態における吸入空気量の減少量とほぼ同じ量の吸入空気量の減少とするものである。
【００２５】
上記実施の形態にあっては、スロットル弁５を迂回するバイパス通路６に流量制御弁７を設けてアイドル回転制御を行なう構成を示したが、スロットル弁５の開度を、例えばリニアモータ等で制御してアイドル回転制御を行なうものに適用するものであってもよい。
【００２６】
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、吸入空気量を減少させることにより、吸気管内がほぼ真空に近い状態となり、吸気負圧が大きくなり、倍力装置が必要とする吸気負圧を確保することができる。しかも、吸入空気量を減少させるとともに点火時期を所定量進角させているので、吸入空気量の減少により降下する機関回転数を上昇させることができ、機関回転数の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における内燃機関を示す概略構成説明図。
【図２】同実施の形態の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図３】同実施の形態の作用説明図。
【符号の説明】
８…電子制御装置
８ａ…中央演算装置
８ｂ…メモリ
８ｃ…入力インターフェース
８ｄ…出力インターフェース
１５…ブレーキブースタ
１８…ブレーキペダル

Claims

ブレーキペダルの操作力を倍力する倍力装置に供給される内燃機関のアイドル運転時の吸気負圧を調整する内燃機関の制御方法において、
ブレーキペダルの操作の有無を検出し、
ブレーキペダルの操作があった場合に吸入空気量を減少させ、かつ点火時期を所定量進角させるものであり、負荷が高いほど吸入空気量の減量を大きくするとともに、点火時期の所定量を大きくすることを特徴とする内燃機関の制御方法。
進角させる点火時期の所定量は、吸入空気量を減少させることにより低下する機関回転数を補って機関回転数を上昇させる量であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御方法。