JP6345389B2

JP6345389B2 - エンジン制御装置

Info

Publication number: JP6345389B2
Application number: JP2013036700A
Authority: JP
Inventors: 匡俊齋藤
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: CN104005865B; CN104005865A; JP2014163338A; DE102014002849A1; DE102014002849B4

Description

本発明は、エンジンへの空気の吸入を制御する技術に関する。

内燃機関型のエンジンを搭載する車両として、エンジンの吸気負圧を利用し車両のフットブレーキの操作力（踏み込み力）を補助するブレーキブースタを有する車両がある。ここで、ブレーキブースタは、フットブレーキが頻繁に操作されると、その内部に蓄えられた吸気負圧が減少する。その結果、フットブレーキの操作力が増大してしまう。そのため、ブレーキブースタに吸気負圧を適宜補充する必要がある。

一方、エンジン側の制御では、アクセルペダルが操作されていない等の予め設定されている条件が満たされるとアイドリング制御が開始される。アイドリング制御は、エンジンストール（エンジンへの負荷増によるエンジンの停止）の発生を防止するため、車両の状況（エンジンの冷却水温度やエンジン補機の動作の有無等）に応じてエンジンのアイドリング回転数を変化させる。

しかし、エンジン回転数を増加させることでエンジンストールの発生を防止できるが、このとき、エンジンへの吸入空気量が増加するため、吸気負圧が得られない傾向となる。
これに対して、特許文献１に開示されている車両用空調装置は、アイドリング時に吸気負圧が不足している場合、電動圧縮機の回転数を下げてエンジンの出力の低減等を図り、スロットルバルブを絞るように制御している。これによって、車両用空調装置は、アイドリング時に吸気負圧を確保している。

しかし、車両用空調装置は、アイドリング時に吸気負圧を得ることができる一方で、スロットルバルブを絞るためにエンジンストールを発生させてしまう恐れがある。このように、アイドリング時において、吸気負圧を増加させることと、エンジンストールの発生を防止することとの間には、トレードオフの関係がある。

特開２００２−２４８９３４号公報

ところで、エンジンと変速機との連結状態によっては、アイドリング制御によってエンジンの回転数を増加させる必要がない場合がある。具体的には、エンジンと変速機とが連結している場合、車両が走行していれば駆動輪の回転がエンジンに伝達される。そのため、エンジンと変速機とが連結しかつ車両が走行していれば、アイドリング制御がエンジンの回転数を増加させる必要はない。一方、エンジンと変速機とが連結していない場合、駆動輪の回転がエンジンに伝達されないため、アイドリング制御がエンジンの回転数を増加させる必要がある。

ここで、極低速で車両が走行している場合（例えば、渋滞している道路を車両が走行している場合）、ギア段を判定することができない等の理由からエンジンと変速機との連結状態を判定することができず、制御上、エンジンと変速機とが連結していないと判定する場合がある。この場合、アイドリング制御は、エンジンストールを防止する等の目的からエンジンの回転数を増加させている。

しかし、実際には、極低速で車両が走行している場合には、半クラッチによってエンジンと変速機とが半連結状態になっている場合が多い。この場合でも、アイドリング制御は、その半クラッチ操作中のエンジン回転数が目標アイドル回転数未満となると、エンジンの回転数を増加させてしまう。これでは、エンジンと変速機とが半連結状態になっていることで駆動輪の回転がエンジンに伝達され得る状態で、アイドリング制御が、不用意にエンジンの回転数を増加させてしまい、不用意にブレーキブースタのための吸気負圧を減少させてしまうことになる。

本発明の目的は、ブレーキブースタのための吸気負圧を確保する機会をより多くすることである。

前記課題を解決するために、（１）本発明の一態様は、エンジンの吸気負圧を用い乗員のフットブレーキ操作を補助するブレーキブースタを有する車両における前記エンジンの制御を行うエンジン制御装置であって、予め設定されている条件を満たした場合、アイドリング制御によってエンジンの回転数を増加させる制御を行って、前記エンジンの吸入空気量を増加させ、前記吸気負圧を減少させるアイドリング制御部と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出部と、自車両の車速を検出する車速検出部と、前記予め設定されている条件を満たし、前記エンジン回転数検出部が検出したエンジン回転数を前記車速検出部が検出した車速で割った値が予め設定されている範囲内にある場合、前記エンジンと変速機とが半連結と判定し前記エンジンの回転数を増加させないように制限する制限部と、を有することを特徴とするエンジン制御装置を提供する。

（２）本発明の一態様では、フットブレーキの操作状態を検出するフットブレーキ操作状態検出部をさらに有し、前記制限部は、前記フットブレーキ操作状態検出部がフットブレーキが操作されていることを検出した場合に前記エンジンの回転数を増加させないように制限することが好ましい。

（３）本発明の一態様では、前記エンジンと変速機とが連結状態にないニュートラル状態であるか否かを検出するニュートラル検出部をさらに有し、前記制限部は、前記ニュートラル検出部がニュートラル状態を検出していない場合に前記エンジンの回転数を増加させないように制限することが好ましい。

（１）の態様の発明は、エンジン回転数を車速で割った値が、ある範囲内にある場合、エンジンと変速機とが連結状態にあると判定できること、さらに、エンジンと変速機とが連結状態にある場合、エンジンと駆動輪とが連結状態にあるためにエンジンへの吸入空気量を増加させる必要がないということを利用している。そのために、エンジン制御装置は、エンジン回転数を車速で割った値を基にエンジンと変速機とが連結している状態にあるか否かを判定して、その判定結果を基にエンジンへの空気の吸入を制限している。具体的には、エンジン制御装置は、アイドリング制御によってエンジンの回転数を増加させる条件を満たす場合でも、エンジン回転数を車速で割った値が予め設定されている範囲内にあるときにはエンジンと変速機とが半連結している状態にあり、エンジンへの吸入空気量を増加させる必要がないとして、すなわち、エンジンの回転数を増加させる必要がないとして、エンジンへの空気の吸入を制限している。これによって、エンジン制御装置は、ブレーキブースタのための吸気負圧を確保する機会をより多くできる。

（２）の態様の発明によれば、エンジン制御装置は、さらにフットブレーキが操作されていることを条件としてエンジンへの空気の吸入を制限する。よって、エンジン制御装置は、フットブレーキが操作されていない場合、エンジンへの空気の吸入を制限しないことで、アイドリング制御によるエンジン回転数の増加を図り、エンジンストールの発生を抑制できる。

（３）の態様の発明によれば、エンジン制御装置は、さらにニュートラル状態でないことを条件としてエンジンへの空気の吸入を制限する。これによって、エンジン制御装置は、エンジンと変速機とが半連結状態にあることの判定精度を高くして、エンジンへの空気の吸入を制限できる。

図１は、本実施形態に係る車両の構成例を示す図である。図２は、本実施形態に係るＥＣＵの構成例を示すブロック図である。図３は、アイドリング制御のための処理例を示すフローチャートである。図４は、アイドリング制御を制限するための処理例を示すフローチャートである。図５は、ブレーキペダルが操作されていることを条件にトルクの出力制限を行う処理例を示すフローチャートである。図６は、ＥＣＵがエンジンのトルクの出力制限を行う一例を示す図である。

本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、制御ユニットであるＥＣＵ（Electronic Control Unit）がアイドリング制御及びその制限を行う車両を挙げている。
（構成）
図１には、その車両の構成例を示す。

図１に示すように、車両１は、エアクリーナ２を介して吸入される空気をスロットルバルブ３で調整し、スロットルバルブ３からの空気を、吸気管４を介してサージタンク５に供給している。そして、車両１は、サージタンク５に供給された空気を、インテークマニホールド６を介してエンジン７に供給している。また、車両１は、エンジン７からの排気ガスを、エキゾーストマニホールド８を介して触媒９に排出している。ここで、エンジン７は内燃機関である。

また、車両１は、乗員のブレーキ操作力を低減する補助を行うブレーキブースタ１１を有し、ブレーキブースタ１１は、負圧供給管１２によってサージタンク５に接続されている。ここで、負圧供給管１２には、逆止弁１３が設けられている。これによって、ブレーキブースタ１１は、エンジン７（又はサージタンク５）の吸気負圧を用いて乗員のブレーキ操作力を低減する補助を行う。

また、車両１は、吸気管圧力センサ２１、エンジン回転数センサ２２、車速センサ２３、ブレーキスイッチ２４、アクセル開度センサ２５、及びＥＣＵ３０を有している。ここで、吸気管圧力センサ２１は、サージタンク５内の圧力を検出する。これによって、吸気管圧力センサ２１は、サージタンク５に接続されている吸気管４内の圧力を検出する。そして、吸気管圧力センサ２１は、検出値をＥＣＵ３０に出力する。また、エンジン回転数センサ２２は、エンジン７の回転数を検出する。そして、エンジン回転数センサ２２は、検出値をＥＣＵ３０に出力する。また、車速センサ２３は、車速を検出する。そして、車速センサ２３は、検出値をＥＣＵ３０に出力する。また、ブレーキスイッチ２４は、ブレーキペダル２６の操作状態を検出する。そして、ブレーキスイッチ２４は、検出値をＥＣＵ３０に出力する。また、アクセル開度センサ２５は、アクセルペダル２７の開度（踏み込み量）を検出する。そして、アクセル開度センサ２５は、検出値をＥＣＵ３０に出力する。

ＥＣＵ３０は、車両１について各種の制御を行う。ＥＣＵ３０は、例えば、マイクロコンピュータ及びその周辺回路を備えている。そのために、例えば、ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。ＲＯＭには、１又は２以上のプログラムが格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている１又は２以上のプログラムに従って各種処理を実行する。

そして、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、パワートレーンの連結状態を判定して、その判定結果を基にアイドリング制御を制限する制御を行う。ここで、パワートレーンは、エンジン７や変速機等の動力伝達装置であり、ＥＣＵ３０は、エンジン７と不図示の変速機との連結状態を判定する。ここで、エンジン７と変速機とが連結状態であれば、エンジン７の出力が変速機に伝達されて不図示の駆動輪が駆動される。また、エンジン７と変速機とが非連結状態であれば、エンジン７と駆動輪とが非連結状態となる。

図２には、本実施形態に係るＥＣＵ３０の構成例を示す。図２に示すように、ＥＣＵ３０は、アイドリング制御部３１、連結状態判定部３２、及びトルク制御部３３を有している。
また、図３には、アイドリング制御のための処理例のフローチャートを示す。また、図４には、アイドリング制御を制限するための処理例のフローチャートを示す。このアイドリング制御のための処理とアイドリング制御を制限（トルクの出力を制限）するための処理とは、割り込み処理によって、同時並行的に実行される。以下に、図３及び図４に示す処理手順に沿って、図２に示すＥＣＵ３０の各部における処理内容を具体的に説明する。
先ず、図３を用いてアイドリング制御のための処理について説明する。

図３に示すように、先ず、ステップＳ１では、アイドリング制御部３１は、アクセル開度センサ２５の検出値を基に、アクセル開度が０か否かを判定する。アイドリング制御部３１は、アクセル開度が０であると判定したとき、すなわち、アクセルペダル２７が踏み込まれていない場合に、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、アイドリング制御部３１は、車速センサ２３の検出値を基に、車両が極低速で走行しているか否かを判定する。ここで、アイドリング制御部３１は、自車速Ｖｓが予め設定されている値Ｖｓ１、Ｖｓ２の範囲内（Ｖｓ１＜Ｖｓ＜Ｖｓ２）にあると判定すると、車両が極低速で走行していると判定する。例えば、値Ｖｓ１、Ｖｓ２は、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている値である。例えば、Ｖｓ１＝０（ｋｍ／ｈ）であり、Ｖｓ２＝５（ｋｍ／ｈ）である。

そして、アイドリング制御部３１は、車両が極低速で走行していると判定すると、ステップＳ３に進む。また、アイドリング制御部３１は、車両が極低速で走行していないと判定すると、前記ステップＳ１から再び処理を開始する。
ステップＳ３では、アイドリング制御部３１は、エンジン回転数センサ２２の検出値を基に、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥ１未満であるか否かを判定する。ここで、目標アイドル回転数ＮＥ１は、エンジン７の冷却水温度やエンジン補機の駆動状態等から予め設定されている値である。例えば、目標エンジン回転数は、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている値である。

そして、アイドリング制御部３１は、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥ１未満であると判定すると、ステップＳ４に進む。また、アイドリング制御部３１は、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥ１以上であると判定すると、前記ステップＳ１から再び処理を開始する。

ステップＳ４では、アイドリング制御部３１は、エンジン回転数を増加させる制御を行う。これによって、エンジン７に供給される吸入空気量が増加する。すなわち、吸気負圧が減少する。
図３に示す処理は以上のような内容になる。

次に、図４を用いてアイドリング制御を制限する処理について説明する。
図４に示すように、先ず、ステップＳ２１では、連結状態判定部３２は、前記ステップＳ１の処理と同様に、アクセル開度センサ２５の検出値を基に、アクセル開度が０か否かを判定する。連結状態判定部３２は、アクセル開度が０であると判定したとき、すなわち、アクセルペダル２７が踏み込まれていない場合に、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、連結状態判定部３２は、前記ステップＳ２の処理と同様に、車速センサ２３の検出値を基に、車両が極低速で走行しているか否かを判定する。そして、連結状態判定部３２は、車両が極低速で走行していると判定すると、ステップＳ２３に進む。また、連結状態判定部３２は、車両が極低速で走行していないと判定すると、前記ステップＳ２１から再び処理を開始する。

ステップＳ２３では、連結状態判定部３２は、前記ステップＳ３の処理と同様に、エンジン回転数センサ２２の検出値を基に、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥ１未満であるか否かを判定する。そして、連結状態判定部３２は、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥ１未満であると判定すると、ステップＳ２４に進む。また、連結状態判定部３２は、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥ１以上であると判定すると、前記ステップＳ２１から再び処理を開始する。

ステップＳ２４では、連結状態判定部３２は、エンジン回転数センサ２２及び車速センサ２３の検出値を基に、エンジン７と変速機とが連結しているか否かを判定する。具体的には、連結状態判定部３２は、エンジン回転数ＮＥを車速Ｖｓで割った値（ＮＥ／Ｖｓ）Ｘが連結状態判定用しきい値Ｘ１、Ｘ２の範囲内（Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２）にあると判定すると、エンジン７と変速機とが連結していると判定する。ここで、エンジン７と変速機とが連結状態にあるときには車速に見合ったエンジン回転数が発生することから、連結状態判定部３２は、エンジン回転数を車速で割った値Ｘが連結状態判定用しきい値Ｘ１、Ｘ２の範囲内（Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２）にあるときに、エンジン７と変速機とが半連結していると判定する。例えば、連結状態判定部３２は、エンジン回転数を車速で割った値Ｘが８５ｒｐｍ／ｋｐｈ〜２３０ｒｐｍ／ｋｐｈの範囲内にあるときに、エンジン７と変速機とが半連結していると判定する。

そして、連結状態判定部３２は、エンジン７と変速機とが半連結していると判定すると、ステップＳ２５に進む。また、連結状態判定部３２は、エンジン７と変速機とが半連結していないと判定すると、前記ステップＳ２１から再び処理を開始する。
ステップＳ２５では、トルク制御部３３は、エンジン７のトルクの出力制限を行う。これによって、トルク制御部３３は、エンジン７に供給される吸入空気量が増加することを制限する。
図４に示す処理は以上のような内容になる。

（動作、作用等）
次に、アイドリング制御及びその制限を行うためのＥＣＵ３０の一連の動作、及びその作用等の一例について説明する。
ＥＣＵ３０は、アクセル開度が０であり、かつ車両が極低速で走行しており、かつエンジン回転数が目標アイドル回転数未満である場合、アイドリング制御によってエンジン回転数を増加させる（前記ステップＳ１〜前記ステップＳ４）。

一方、ＥＣＵ３０は、アクセル開度が０であり、かつ車両が極低速で走行しており、かつエンジン回転数が目標アイドル回転数未満であり、かつエンジン回転数を車速で割った値Ｘが連結状態判定用しきい値Ｘ１、Ｘ２の範囲内（Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２）にある場合、トルクの出力制限を行う（前記ステップＳ２１〜前記ステップＳ２５）。すなわち、ＥＣＵ３０は、アイドリング制御によってエンジン回転数を増加させる条件を満たす場合でも（前記ステップＳ２１〜前記ステップＳ２３）、エンジン回転数を車速で割った値Ｘが連結状態判定用しきい値Ｘ１、Ｘ２の範囲内（Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２）にある場合（前記ステップＳ２４）、トルクの出力制限を行う、すなわち、エンジン回転数を増加させないようにする（前記ステップＳ２５）。

なお、前述の実施形態では、エンジン回転数センサ２２は、例えば、エンジン回転数検出部を構成する。また、車速センサ２３は、例えば、車速検出部を検出する。また、連結状態判定部３２及びトルク制御部３３は、例えば、制限部を構成する。また、エンジン回転数センサ２２、車速センサ２３、及びＥＣＵ３０を含む構成は、例えば、エンジン制御装置を構成する。

（本実施形態の変形例等）
本実施形態では、ブレーキペダル２６が操作されていることを条件にトルクの出力制限を行うようにしても良い。
図５には、ブレーキペダル２６が操作されていることを条件にトルクの出力制限を行う処理例のフローチャートを示す。

図５に示すように、本実施形態では、連結状態判定部３２は、ステップＳ２４でエンジン７と変速機とが半連結していると判定した後に、ステップＳ４１の判定処理を行っている。
ステップＳ４１では、連結状態判定部３２は、ブレーキスイッチ２４センサの検出値を基に、ブレーキがＯＮ状態（ブレーキペダル２６が操作されている状態）であるか否かを判定する。そして、連結状態判定部３２は、ブレーキがＯＮ状態であると判定すると、前記ステップＳ２５に進む。また、連結状態判定部３２は、ブレーキがＯＮ状態でないと判定すると、すなわち、ブレーキペダル２６が操作されていない場合、前記ステップＳ２１から再び処理を行う。

また、図６には、ＥＣＵ３０がエンジン７のトルクの出力制限（すなわち、アイドリング制御の制限）を行う一例を示す。
図６に示すように、ＥＣＵ３０は、アイドル判定でＯＮとなり（アイドリング状態であると判定し）、半連結判定がＯＮとなり（すなわち、Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ２を満たし）、ブレーキ判定がＯＮとなり（すなわち、ブレーキがＯＮ状態であり）、エンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＥ１未満であり、車両が極低速で走行している（Ｖｓ１＜Ｖｓ＜Ｖｓ２を満たす）場合、エンジン７のトルクの出力制限を行って吸気負圧を確保する。

よって、従来の技術は、図６中で点線で示す吸気負圧の値のように、アイドル判定がＯＮの場合、スロットル開度を増加させるため、吸気負圧を確保できなかったが、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、図６中で実線で示す吸気負圧の値のように、アイドル判定がＯＮであってもアクセル開度を増加させないことで吸気負圧を確保できる。すなわち、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、吸気負圧とスロットル開度とをほぼ比例関係に維持し、アイドル判定のＯＮ時にも吸気負圧を確保している。

また、本実施形態では、トルク制御部３３は、前記ステップＳ２５において、エンジン７の出力を得て駆動するエンジン補機の駆動を停止したり、その駆動量を制限したりすることで、エンジン７のトルクの出力制限を行っても良い。
また、本実施形態では、アイドリング制御部３１は、アクセル開度が０であり、かつ車両が極低速で走行しており、かつエンジン回転数が目標アイドル回転数未満である場合、アイドリング制御によってエンジン回転数を増加させている（前記図３）。しかし、本実施形態では、アイドリング制御部３１は、このような条件に限定されない他の予め設定されている条件を満たした場合、アイドリング制御によってエンジン回転数を増加させても良い。

また、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項１により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１車両、２２エンジン回転数センサ、２３車速センサ、２４ブレーキスイッチセンサ、２５アクセル開度センサ、３０ＥＣＵ、３１アイドリング制御部、３２連結状態判定部、３３トルク制御部

Claims

エンジンの吸気負圧を用い乗員のフットブレーキ操作を補助するブレーキブースタを有する車両における前記エンジンの制御を行うエンジン制御装置であって、
予め設定されている条件を満たした場合、アイドリング制御によってエンジンの回転数を増加させる制御を行って、前記エンジンの吸入空気量を増加させ、前記吸気負圧を減少させるアイドリング制御部と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出部と、
自車両の車速を検出する車速検出部と、
前記予め設定されている条件を満たし、前記エンジン回転数検出部が検出したエンジン回転数を前記車速検出部が検出した車速で割った値が予め設定されている範囲内にある場合、前記エンジンと変速機とが半連結と判定し前記エンジンの回転数を増加させないように制限する制限部と、
を有することを特徴とするエンジン制御装置。
フットブレーキの操作状態を検出するフットブレーキ操作状態検出部をさらに有し、
前記制限部は、前記フットブレーキ操作状態検出部がフットブレーキが操作されていることを検出した場合に前記エンジンの回転数を増加させないように制限することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
前記エンジンと変速機とが連結状態にないニュートラル状態であるか否かを検出するニュートラル検出部をさらに有し、
前記制限部は、前記ニュートラル検出部がニュートラル状態を検出していない場合に前記エンジンの回転数を増加させないように制限することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。