JP5562190B2

JP5562190B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP5562190B2
Application number: JP2010215826A
Authority: JP
Inventors: 桂一山口; 孝治藤井
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: JP2012072661A

Description

本発明は、ブレーキオーバーライドシステムを実現する内燃機関の制御装置に関する。

自動車の運転者が心理的に切迫し、ブレーキペダルを踏みながら意図せずアクセルペダルをも踏み込んでいる場合、あるいは、アクセルペダルがフロアマットに引っ掛かり戻らなくなってしまった場合等に、安全確保のため、アクセルよりもブレーキを優先させるべくエンジン出力を強制的に抑える、いわゆるブレーキオーバーライドシステムが知られている（例えば、下記特許文献を参照）。

かかる場合において、エンジン出力を抑えるための手法としては、
（１）燃料供給を完全に遮断する
（２）燃料噴射量を減量補正する
（３）点火時期を遅角補正する
（４）アクセルペダルの踏込量とは無関係に吸気量を絞る
等が考えられる。

しかしながら、上記の手法にはそれぞれ問題がある。まず、（１）では、エンジン出力の急激な低下を招いて車両の挙動が乱れるおそれがある。特に、エンジンストールに至ると、ブレーキブースタやパワーステアリングが機能しなくなる。

（２）では、失火に至らないリーン限界までしか燃料を減量することはできないので、ブレーキを効かせるのに必要十分な程度までエンジン出力を落とせないケースがあり得る。

（３）では、点火時期の遅角量が大きすぎると、排気ガスに未燃燃料が混入し、排気温も高くなるために排気ガス浄化用の触媒が破損するおそれがある。

そして、（４）では、電子制御できる吸気絞り弁を予め吸気系に設置しておく必要があり、コストの騰貴につながる。

実開平０５−０５００４３号公報

本発明は、車両の挙動の乱れを招くことなく、円滑に制動を行うことのできる好適なブレーキオーバーライドシステムを実現しようとするものである。

本発明では、アクセルペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段と、ブレーキペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段と、両検出手段を介してアクセルペダル及びブレーキペダルの両方が同時に踏み込まれたことを検出した場合に、気筒で反復的に行われている燃焼の回数を間引く制御部とを具備し、前記制御部が、エンジン回転数が高いほど、またはアクセルペダルの踏込量が大きいほど、気筒における燃焼を間引く回数を増やす内燃機関の制御装置を構成した。このようなものであれば、上述の（１）ないし（４）の問題を回避することが可能である。

本発明によれば、車両の挙動の乱れを招くことなく、円滑に制動を行うことのできる好適なブレーキオーバーライドシステムを実現できる。

本発明の一実施形態における内燃機関の構成を示す図。同実施形態における制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順を示すフローチャート。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、複数の気筒を有する内燃機関０の一気筒の構成を概略的に示したものである。この内燃機関０は、自動車に搭載される。

内燃機関０の吸気系１には、アクセルペダルの踏込量に応じて開閉するスロットルバルブ１１を設けており、スロットルバルブ１１の下流にはサージタンク１３を一体に有する吸気マニホルド１２を取り付けている。サージタンク１３には、吸気管内圧力（または、吸気負圧）を検出する圧力センサ６１を配している。

排気系５には、排気マニホルド５１を取り付け、排出ガス浄化用の三元触媒５２を装着している。そして、触媒５２の上流にフロントＯ₂センサ５３を、下流にリアＯ₂センサ５４を、それぞれ配している。Ｏ₂センサ５３、５４は、排出ガスに接触して反応することにより、排出ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する。

気筒２の上部に形成される燃焼室の天井部（シリンダヘッド）には、吸気バルブ２１、排気バルブ２２、インジェクタ３及び点火プラグ２３を設ける。

内燃機関０の運転制御を司る制御部たるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４は、中央演算装置４１、記憶装置４２、入力インタフェース４３、出力インタフェース４４等を有するマイクロコンピュータシステムである。

入力インタフェース４３には、吸気管内圧力を検出する圧力センサ６１から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数を検出する回転数センサ６２から出力される回転数信号ｂ、車速を検出する車速センサ６３から出力される車速信号ｃ、アクセルペダルの踏込量を検出する検出手段たるアクセルセンサ６４から出力されるアクセル開度信号ｄ、ブレーキペダルの踏込量を検出する検出手段たるブレーキセンサ６５から出力されるブレーキ踏量信号ｅ、冷却水温を検出する水温センサ６６から出力される水温信号ｆ、吸気カムシャフトの端部にあるタイミングセンサ６７から出力されるクランク角度信号及び気筒判別用信号ｇ、排気カムシャフトの端部にあるタイミングセンサ６８から２４０°ＣＡ（クランク角度）回転毎に出力される排気カム信号ｈ、フロントＯ₂センサ５３から出力される上流側空燃比信号ｉ、リアＯ₂センサ５４から出力される下流側空燃比信号ｊ等が入力される。なお、アクセルペダルの踏込量とスロットルバルブ１１の開度とが完全に連動している場合には、スロットルバルブ１１の開度を検出するスロットルポジションセンサを、アクセルペダルの踏込量の検出手段とすることができる。

出力インタフェース４４からは、インジェクタ３に対して燃料噴射信号ｎ、点火プラグ８に対して点火信号ｍ等を出力する。

中央演算装置４１は、記憶装置４２に予め格納されているプログラムを解釈、実行して、内燃機関０の燃料噴射量や点火時期等の制御を遂行する。

内燃機関０の運転制御において、ＥＣＵ４は、内燃機関０の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊを入力インタフェース４３を介して取得し、さらに現状の吸気量を推定して、それらに基づいて制御入力である燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火タイミング等を演算する。そして、演算した制御入力に対応した制御信号ｍ、ｎを、出力インタフェース４４を介して印加する。上記制御入力の算定手法は、既知の内燃機関０の運転制御と同様とすることができるので、ここでは説明を割愛する。

しかして、ＥＣＵ４は、アクセルセンサ６４及びブレーキセンサを介してアクセルペダルとブレーキペダルとの両方が同時に踏み込まれていることを検出した暁には、エンジン出力を低下させるべく、内燃機関０の気筒２で反復的に行われている燃焼の回数を間引く制御を実施する。

図２に、ＥＣＵ４が燃焼回数の間引き制御に際して実行する処理の手順を示す。ＥＣＵ４は、アクセルペダルとブレーキペダルとの両方が同時に踏み込まれたことを検出したとき（ステップＳ１）、その時点でのエンジン回転数やアクセル開度（アクセルペダルの踏込量若しくはスロットルバルブ１１の開度）を参照して、燃焼を間引く回数を決定する（ステップＳ２）。

そもそも、燃焼回数を間引くのは、速やかにエンジン出力を低下させてブレーキによる制動能力を下回るようにし、ブレーキが効く状態を実現するためである。アクセルペダル及びブレーキペダルが踏み込まれた時点でエンジン回転数が高い、またはアクセル開度が大きい場合、エンジン出力も大きいことが想定される。従って、ステップＳ２では、エンジン回転数が高いほど、及び／または、アクセル開度が大きいほど、間引き制御の開始当初の間引き回数を多く設定する。例えば、エンジン回転数が比較的高い／アクセル開度が比較的大きい場合には燃焼回数を７５％間引き、エンジン回転数が比較的低い／アクセル開度が比較的小さい場合には燃焼回数を５０％間引く、というようにする。

その上で、ステップＳ２で決定した間引き回数を初期値として、燃焼回数の間引きを実行開始する（ステップＳ３）。燃焼を間引くためには、気筒２（に充填されるガス）への燃料噴射を停止し、また気筒２内での点火を停止する。内燃機関０が有している複数の気筒２のうちの何れの気筒で燃焼をカットするかは、燃焼回数の間引き率による。例えば、燃焼回数を７５％間引くには、複数の気筒にて順次行われる燃焼を、三回カットの後、一回行うようにする。よって、三気筒エンジンであれば、第一気筒、第二気筒及び第三気筒で一回ずつ燃焼をカットした後、第一気筒で燃焼を一回行い、さらにその後、第二気筒、第三気筒及び第一気筒で一回ずつ燃焼をカットし、第二気筒で燃焼を一回行う、というように制御する。燃焼回数を５０％間引くには、燃焼カットと燃焼とを交互に行う。三気筒エンジンであれば、第一気筒で燃焼をカットした後、第二気筒で燃焼を行い、第三気筒で燃焼をカットし、その後第一気筒で燃焼を行う、というように制御する。

さらに、ステップＳ３では、燃焼回数の間引きの実行開始の後、時間または膨張行程の反復回数を経るに従い、徐々に間引き率を減少させてゆく。例えば、燃焼回数の間引き開始の当初間引き率が７５％のケースでは、所定時間または所定の燃焼回数若しくは燃焼間引き回数を経る毎に、間引き率を６６％（二回燃焼カットの後一回燃焼）、５０％、３３％（一回燃焼カットの後二回燃焼）、というように徐々に引き下げてゆく。この制御により、エンジンストールに至るような急激な制動を回避することができる。

本実施形態によれば、アクセルペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段６４と、ブレーキペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段６５と、両検出手段６４、６５を介してアクセルペダル及びブレーキペダルの両方が同時に踏み込まれたことを検出した場合に、気筒２で反復的に行われている燃焼の回数を間引く制御部４とを具備する内燃機関０の制御装置を構成したため、車両の挙動の乱れやエンジンストールを招くことなく、円滑に制動を行うことのできる好適なブレーキオーバーライドシステムを実現できる。

そして、前記制御部４が、エンジン回転数が高いほど、またはアクセルペダルの踏込量が大きいほど、気筒２における燃焼を間引く回数を増やす（間引き率を上げる）ことから、速やかにエンジン出力をブレーキによる制動能力以下にまで低下させることができる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、制御部４が、ステップＳ２において、ブレーキペダルの踏込量を参照し、その踏込量が大きいほど燃焼の間引き回数を減らす（間引き率を下げる）ものとしてもよい。

また、上記実施形態では、燃焼回数の間引き制御の開始当初の間引き率が最も高く、その後徐々に間引き率を引き下げてゆくようにしていた。これに対し、間引き制御の開始当初の間引き率は低く抑え、間引き制御の開始から時間または膨張行程の反復回数を経るに従い、徐々に間引き率を（ステップＳ２にて決定した値まで）引き上げてゆき、さらにその後に間引き率を徐々に引き下げてゆくように制御してもよい。これにより、燃焼回数の間引き開始によるトルク急変を抑制することができる。

その他各部の具体的構成は、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。

本発明は、車両に搭載される内燃機関に適用することができる。

４…制御部（ＥＣＵ）
６４…アクセルペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段（アクセルセンサ）
６５…ブレーキペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段（ブレーキセンサ）

Claims

アクセルペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段と、
ブレーキペダルが踏み込まれたことを検出する検出手段と、
両検出手段を介してアクセルペダル及びブレーキペダルの両方が同時に踏み込まれたことを検出した場合に、気筒で反復的に行われている燃焼の回数を間引く制御部と
を具備し、
前記制御部が、エンジン回転数が高いほど、またはアクセルペダルの踏込量が大きいほど、気筒における燃焼を間引く回数を増やす内燃機関の制御装置。