JPS60187734A - 過渡時における内燃機関のトルクの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は過渡時における内燃機関のトルクの制御装置に
関する。

従来技術 自動車の上り坂での発進は、発進時の後戻りを防ぐため
平坦路での発進に比べてアクセル急開、クラッチ急接続
となりやすい。この結果、ステップ状のトルク入力が駆
動系に伝わり、駆動系の捩り振動のために非常に大きな
トルクがタイヤに伝わり、それによりタイヤのスリップ
現象が起きやすくなるという問題点がある。特に雨天時
にはこの傾向がつよく、発進性が悪化する。

発明の目的 本発明の目的は、自動車の上り坂での発進をブレーキペ
ダルからアクセルペダルへのペダル踏換え時間と車速と
により判定して内燃機関の非同期噴射あるいは点火時期
の遅角制御を行うという構想に基づき、比較的簡単な構
成により上り坂発進での過渡時における過大なトルクの
発生を抑制し、発進時のタイヤスリップ防止等の上り坂
での発進性を改良することにある。

発明の構成 本発明に係る過渡時における内燃機関のトルクの制御装
置についての全体的な機能ブロック図が第１４図に示さ
れる。

本発明の基本的形態においては、車速を検出する車速検
出手段１、ブレーキペダルの踏込みおよび踏離し状態を
検出するブレーキペダル状態検出手段２、アクセルペダ
ルの踏込みおよび踏離し状態を検出するアクセルペダル
状態検出手段３、該ブレーキペダル状態検出手段と該ア
クセルペダル状態検出手段の検出結果に基づいて踏込み
状態にある該ブレーキペダルが踏み離されてから該アク
セルペダルが踏み込まれるま、でのペダル踏換え時間を
計時する踏換え時間計時手段４、該車速検出手段により
検出された車速を所定車速値と比較する車速比較手段５
、該踏換え時間計時手段により計時されたペダル踏換え
時間を所定時間値と比較する踏換え時間比較手段６、該
車速比較手段および該踏換え時間比較手段における比較
結果に基づいて該車速が該所定車速値以下であり、かつ
該ペダル踏換え時間が該所定時間以下である場合を坂道
発進と判定する判定手段７、および、該判定手段により
坂道発進と判定された場合に内燃機関の非同期噴射制御
または点火時期遅角制御を行う制御手段８、を具備する
過渡時における内燃機関のトルクの制御装置が提供され
る。

本発明の他の形態においては、車速を検出する車速検出
手段ｌ、ブレーキペダルの踏込みおよび踏離し状態を検
出するブレーキペダル状態検出手段２、アクセルペダル
の踏込みおよび踏離し状態を検出するアクセルペダル状
態検出手段３、該ブレーキペダル状態検出手段と該アク
セルペダル状態検出手段の検出結果に基づいて踏込み状
態にある該ブレーキペダルが踏み離されてから該アクセ
ルペダルが踏み込まれるまでのペダル踏換え時間を計時
する踏換え時間計時手段４、該車速検出手段により検出
された車速を所定車速値と比較する車速比較手段５、該
踏換え時間計時手段により計時されたペダル踏換え時間
を所定時間値と比較する踏換え時間比較手段６、該車速
比較手段および該踏換え時間比較手段における比較結果
に基づいて該車速が該所定車速値以下であり、かつ該ペ
ダル踏換え時間が該所定時間以下である場合を坂道発進
と判定する判定手段７、該判定手段により坂道発進と判
定された場合に内燃機関の非同期噴射制御または点火時
期遅角制御を行う制御手段８、ワイパーが駆動されてい
ることを検出するワイパ−状態検出手段９、および該ワ
イパー状態検出手段によりワイパーの駆動が検出された
場合に非同期噴射量または点火時期遅角量を増加させる
補正を行う補正手段１０、を具備する過渡時における内
燃機関のトルクの制御装置が提供される。

実施例 本発明の基本的形態の１実施例としての過渡時におりる
内雇機関の１〜ルクの制御装置が第１図に示される。第
１図において、電子制御ユニ・ノド３０は、内燃機関の
燃料噴射制御、点火制御等の各種制御を行うマイクロコ
ンピュータを含む電気回路である。

電子制御ユニット３０には、車速センサ１０１、ブレー
キスイッチ１０２、アクセル全閉スイッチ１０３、アク
セル開度センサ１０４、ワイパースイッチ１０５からの
信号、および図示されていないが、エアフローメーク、
エンジン回転速度信号、クランク位置信号、および水温
センサ、吸気温センサ、エアフローメータ、Ｑ２センザ
等の各種センサからの信号が入力される。

車速センサ１０１は自動車のスピードメータケーブルの
回転によってまわされるマグネット１０１ａによりリー
ドスイッチ１０１ｂをオンオフさせてパルス信号を発生
させる構成のセンサである。ブレーキスイッチ１０２は
ブレーキペダルを踏み込むことによりオンとなるリミッ
トスイッチであり、オン時に高≠レベル、オフ時に低レ
ベルの電圧信号が発生されて電子制御ユニット３０に入
力されるようになっている。またアクセル全閉スイッチ
はアクセルペダルを深く踏み込むことによりオフとなる
リミットスイッチであり、オン時に低レベル、オフ時に
高レベルの電圧信号が発生されるようになっている。

したがって、ブレーキペダルの踏離しからアクセルペダ
ルの踏込みまでのペダル踏換え時には、第２図に示され
るような電圧波形信号が電子制御ユニット３０に入力さ
れる。すなわち、第２図において、踏込み状態にあった
ブレーキペダルが踏み離されたときにはブレーキ信号Ｓ
　（ＢＫ）が高レベルから低レベルに立ち下り、一方、
踏離し状態にあったアクセルペダルが踏み込まれたとき
にはアクセル信号５（ＡＣＣ）が低レベルから高レベル
に立ち上がる。ブレーキ信号Ｓ　（ＢＫ）の立ち下りか
らアクセル信号Ｓ　（ＡＣＣ）の立ち上りまでの時間△
Ｔはペダル踏換えに要した時間である。

アクセル開度センサ１０４はアクセルペダルに連動して
その開度を検出す、るセンサである。またワイパースイ
ッチ１０５は自動車のワイパーを作動させるためのスイ
ッチである。

電子制御ユニット２０からば噴射信号Ｓ１、点火信号８
２等の各種制御信号が出力される。噴射信号Ｓ１は内燃
機関１２０の吸気側通路に設けられたインジェクタ１２
１に与えられ、該インジェクタ１２１の開弁時期および
開弁時間を制御する。また点火信号Ｓ２は点火制御装置
１２１に与えられる。

点火制御装置１２１はディストリビュータ、イグナイタ
、点火コイル等を含み構成され、点火信号Ｓ２に基づい
て点火プラグによる飛火のタイミングを制御する。

第１図装置における電子制御ユニット３０のブロック図
が第３図に示される。電子制御ユニット３０は、演算を
実行する中央処理装置（ＣＰＵ）　３０１、各種制御用
プログラム等を格納する続出し専用メモリ（ＲＯＭ）　
３０２　、演算作業用データ等を格納する続出し書込み
メモリ　（ＲＷＭ）　３０３　、入出力インタフェース
３０４、アナログ・デジタル変換器３０５、バス３０６
等を含み構成される。

入出力インタフェース３０４はその入力側に前記の車速
センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２、アクセル全閉
スイッチ１０３、アクセル開度センサ１０４、ワイパー
スイッチ１０５等からの信号が入力され、出力側から燃
料噴射信号Ｓ１、点火信号Ｓ２がインジェクタ１２１、
点火制御装置１２３にそれぞれ出力される。またアナロ
グ・デジタル変換器３０５には図示しない空気流量セン
サ、冷却水温センサ等からの信号が入力される。

第１図装置による坂道発進時の過渡）・ルク制御動作が
第４図の流れ図を参照しつつ説明される。

第４図の流れ図は第２図装置における中央処理装置３０
１で実行される過渡トルク制御ルーチンを示すものであ
る。

第４図において、ステップＳ４１で過渡トルク制御ルー
チンが開始され、ステップＳ４２で車速Ｖが読み込まれ
る。ステップＳ４３では、車速Ｖを所定の車速ｖＯと比
較する。車速Ｖｏは車両が停止あるいはそれに近い状態
にあることを示す値であり、ゼロあるいはゼロに近い値
に予め設定される。比較の結果、車速■が車速■０を越
えていれば、車両は走行状態にあって坂道発進時の過渡
トルク制御は必要ないから、ステップＳ４７に進んで制
御ルーチンを終了する。

車速Ｖが車速ＶＯ以下であるときはス→ツブＳ４４に進
み、ペダル踏換え時間へＴの読み込みを行う。ペダル踏
換え時間へＴは、踏み込んだ状態にあるブレーキペダル
を踏み離してからアクセルペダルを踏み込むまでの時間
、すなわち第２図におけるブレーキ信号Ｓ　（ＢＫ）の
立下りからアクセル信号５（ＡＣＣ）の立上りまでの時
間であり、その計時方法はプログラムによるものであっ
ても、また専用のタイマー回路によるものであってもよ
い。

ペダル踏換え時間の計時をプログラムを用いて行う場合
には、ブレーキスイッチ１０２のオンからオフへの切換
り時点で周期的クロックパルスの計数を開始するプログ
ラムを実行してその後にメインプログラムに戻り、つい
でアクセル全部スイッチ１０３がオンからオフに切り換
る時点で割込みによってメインプログラムから元のプロ
グラムに戻り、そこでカウンタの計数を停止させてその
計数値から踏換え時間を演算するプログラムを実行する
。また、専用のタイマー回路による場合には、例えば、
カウンタ、クロック発生器、ゲート回路、フリップフロ
ップ等でタイマー回路を構成し、ブレーキ信号Ｓ　（Ｂ
Ｋ）　、アクセル信号Ｓ　（ＡＣＣ）によるフリップフ
ロップの反転によってゲート回路を開閉制御し、該ゲー
ト回路を介して人力されるクロック発生器のクロックパ
ルスをカウンタで計数するようにすればよい。

ステップ５４５では読み込んだペダル踏換え時間へＴを
所定値Ｔｏと比較する。上り坂での発進に際しては車両
の後戻りを防ぐためブレーキペダルを離してからアクセ
ルペダルを踏み込むまでの時間を短くする必要がある。

所定値ＴＯは上り坂発進時に要する一般的なペダル踏換
え時間△Ｔを考慮して選定され、ペダル踏換え時間△Ｔ
が所定値Ｔｏ以下のときは上り坂と判定される。このよ
うに所定値ＴＯは上り坂以外の平坦路で過渡トルク制御
が行われないように選定されるが、たとえ平坦路で過渡
トルク制御が行われたとしても実害はないので、所定値
Ｔｏの選定は比較的容易である′。

ペダル踏換え時間△Ｔが所定値ＴＯを越えていれば上り
坂発進ではないと判定さて過渡トルク制御ルーチンは終
了される。一方、ペダル踏換え時間△Ｔが所定値Ｔｏ以
下のときは上り坂発進であるとしてステップＳ４６に進
む。

ステップ５４６では、アクセル全閉スイッチ１０３のオ
ンからオフへの切換りのタイミングで非同期噴射を行う
。非同期噴射は一般に始動性の向上、加速時の応答性向
上のために通常の同期噴射とは別に、各センサからの信
号が入った直後に一定量の噴射を行うものである。上記
の坂道発進時の非同期噴射においては噴射量Ｑ１を上記
の始動および加速時の噴射量よりも増量して行う。

坂道発進時に非同期噴射を行う理由は以下のとおりであ
る。すなわち非同期噴射を行わない場合には、アクセル
ペダルの踏込みに対して内燃機関への燃料供給の追随が
若干遅れるため、初めは燃焼が行われずトルクが得られ
ない状態が生じ、その後に燃料が一挙に供給され急激に
燃焼が行われてトルクが発生する。このようにトルクが
急激に立ち上るため過渡トルク特性が滑らかにならず、
いわゆるショック状態が発生してタイヤのスリップ等の
問題が生ずる。

これに対して坂道発進時に同期噴射に加えて非同期噴射
を行うと、燃料供給が徐々に増大するような形で行われ
るようになって燃焼が徐々に行われ、過渡トルク特性は
滑らかなものになる。

坂道発進時に非同期噴射を行う場合のドライブシャフト
に加わる捩りトルクの特性が第５図に、また行わない場
合の同特性が第６図にそれぞれ示される。第５図、第６
図において、縦軸は捩りトルクＴ？ｆ、横軸は時間ｔを
あられす。内燃機関の過渡トルクが急激に大きくなると
、駆動系の捩り振動のためにドライブシャフトに加わる
捩りトルクは第６図の波形のように大きく変動するもの
となり、一方、非同期噴射により過渡トルクを滑らかに
すると第５図の波形のように変動が少ない滑らかなもの
となる。

次にステップＳ４６の処理を終えたら、ステップＳ４７
に進み、過渡トルク制御ルーチンを終了する。

本発明の他の形態の１実施例としての過渡時における内
燃機関のトルクの制御装置が第７図の流れ図を参照しつ
つ以下に説明される。この装置の全体的な構成は第１図
、第３図に示したものと同じである。第７図は中央処理
装置において実行される過渡トルク制御ルーチンを示す
流れ図である。

第７図において、ステップＳ７１〜Ｓ７５は第４図のス
テップＳ４１〜Ｓ４５と同じ処理を実行するステップで
ある。ステップＳ７５でペダル踏換え時間△Ｔが所定値
Ｔｏを越えると判断されるとステップＳ７９に進んで制
御ルーチンを終了し、所定値Ｔ３以内と判定されるとス
テップＳ７６に進む。

ステップＳ７６ではワイパースイッチがオンかオフかを
判定する。オフであれば雨天時でないと判定されてステ
ップＳ７７に進む。ステップＳ７７は第４図のステップ
Ｓ４６と同じ内容であり、噴射量Ｑ１の非同期噴射を行
い、ステップＳ７９で制御ルーチンを終了する。一方、
ワイパースイッチがオンであれば雨天時と判定されてス
テップＳ７８に進む。

ステップＳ７８では、ステップＳ７７と同様にして非同
期噴射を行う。ただしこのステップＳ７８の場合には燃
料噴射量Ｑ２をステップＳ７７での燃料噴射量Ｑ１より
もさらに増量させて非同期噴射を行う。この結果、内燃
機関の過渡トルクが一層滑らかになり、条件の悪い雨天
時でも上り坂での発進性が向上される。ステップ５７８
での処理が終了するとステップＳ７９に進み、過渡トル
ク制御ルーチンは終了する。

本発明の実施ににあたっては前述の実施例のほか種々の
変形が可能である。例えば前記の２つの実施例では非同
期噴射を行うことにより過渡時のｌ・ルクを抑制したが
、この他に点火時期の遅角制御によりトルクを抑制する
変形例も可能であり、以下これについて説明する。

すなわち、前述の第４図の制御ルーチンによる制御装置
の変形例が第８図の流れ図を参照しつつ以下に説明され
る。この変形例装置の全体的な構成は第１図、第３図の
ものと同じである。第８図は中央処理装置において実行
される過渡トルク制御ルーチンを示す流れ図である。第
８図において、ステップ３８１〜Ｓ８５．　Ｓ８７は第
４図のステップＳ４１〜Ｓ４５．　Ｓ４７と同じ処理を
実行するステップであり、ステップ５８６での処理が第
４図とは異なる。

ステップＳ８６でば電子角制御（ＥＳΔ）を用いて成る
時間にわたり点火時期の遅角制御を行い、それにより内
ＱＪ　ｉ関の出力を低減させる制御を行う。

その結果得られる内燃機関の出力トルク特性が第９図に
示される。第９図において、縦軸は出力トルクＴ＞　、
横軸は時間ｔをあられし、破線波形ば遅角制御を行わな
い従来の場合の特性、実線波形は遅角制御を行った場合
の特性である。このように遅角制御により出力トルク特
性が滑らかになるので、スムーズな発進が可能となる。

遅角制御には種々の形式が可能であり、その例が第１０
図〜第１２図に示される。第１０図〜第１２図において
、縦軸は進角値θ、横軸は時間ｔをあられし、破線Ａは
遅角制御を行わない通常進角の場合、実線Ｂは遅角制御
を行った場合である。

第１０図の形式では坂道発進と判定されると点火時期を
所定量△θ１０遅延させてその後に時間△ＴＩＯの間に
徐々に要求値すなわち波形Ａに近づくように遅角制御す
る。また第１１図の形式では点火時期を所定量△θ１１
遅延させてその状態を成る時間にわたり保持した後に徐
々に要求値に近づくよう制御する。第１２図の形式では
点火時期を所定量△θ１２遅延させてその状態を時間△
Ｔ１２にわたり保持した後に要求値に戻すよう制御する
。

なお、上記の遅角量およびその継続時間をアクセル開度
センサー１０４からの開度情報に応じて変化させること
により最適な出力トルク特性を得られるようにすること
も可能である。

また、前述の第７図の制御ルーチンによる制御装置の変
形例が第１３図の流れ図を参照しつつ以下に説明される
。前述同様、装置の全体的構成は第１図、第３図のもの
と同じである。第１３図は中央処理装置において実行さ
れる過渡トルク制御ルーチンを示す流れ図である。第１
３図において、ステップ５１３１〜３１３６　、５１３
９は第７図のステップＳ７１〜Ｓ７６、　Ｓ７９と同じ
処理を行うステップである。

ステップ５７６でワイパースイッチ１０５がオン、すな
わち雨天時であると判定されるとステップ５１３８に進
み、オフと判定されるとステップ５１３７に進む。

ステップ５１３７　、５１３８では前述した点火時期の
遅角制御が行われるが、この場合、ワイパースイッチが
入っている時の遅角量△θ２はワイパースイッチが入っ
ていない時の遅角量△θ１よりも大きく設定される。す
なわち第１０図〜第１２図でワイパースイッチがオフの
場合の遅角量を実線波形Ｂとするとワイパースイッチが
オンの場合は１点鎖線波形Ｃとなる。このように坂道発
進での過渡出力トルクを雨天時に一層小さく抑えること
が重要である。これにより雨天か否かの天候に応じた適
切な過渡トルクの制御が可能となる。

発明の効果 本発明によれば、自動車の上り坂での発進をペダル踏換
え時間と車速とにより判断して内燃機関の非同期噴射あ
るいは点火時期遅角制御を行うことができ、それにより
比較的簡単な構成によって上り坂発進での過渡時におけ
る過大なトルクの発生を抑制でき、発進時のタイヤスリ
ップを防止するなど上り坂での発進性を改良できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的形態の１実施例としての、過渡
時に於ける内燃機関のトルクの制御装置を示す図、第２
図は第１図装置におけるブレーキスイッチおよびアクセ
ルスイッチにより発生される信号波形図、第３図は第１
図装置における電子制御ユニットのブロック図、第４図
は第３図ユニットにおける中央処理装置で実行される過
渡トルク制御ルーチンの流れ図、第５図、第６図は発進
時の捩りトルク特性を示す図、第７図は本発明の他の形
態の１実施例としての、過渡時における内燃機関のトル
クの制御装置で実行される過渡トルク制御ルーチンの流
れ図、第８図、第１３図はそれぞれ本発明の変形例にお
ける過渡トルク制御ルーチンの流れ図、第９図は第８図
流れ図の制御により得られる発進時の出力トルク特性を
示す図、第１０図〜第１２図は第８図および第１３図の
流れ図における点火時期の遅角制御の種々の形式を示す
図、第１４図は本発明に係る過渡時における内燃機関の
トルクの制御装置についての機能ブロック図である。 １０１・・・車速センサ、１０２・・・ブレーキスイッ
チ、１０３・・・アクセル全開スイッチ、１０４・・・
アクセル開度センサ、１０５・・・ワイパースイッチ、
３０・・・電子制御ユニット、１２１・・・インジェク
タ、１２２・・・点火プラグ、１２３・・・点火制御装
置 第１　図 第２図 第３図 ０ 第４図 第５図 を 第６図 第７図 第８図 第９図 を 第１０図　第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車速を検出する車速検出手段、ブレーキペダルの踏
   込みおよび踏離し状態を検出するブレーキペダル状態検
   出手段、アクセルペダルの踏込みおよび踏離し状態を検
   出するアクセルペダル状態検出手段、該ブレーキペダル
   状態検出手段と該アクセルペダル状態検出手段の検出結
   果に基づいて踏込み状態にある該ブレーキペダルが踏み
   離されてから該アクセルペダルが踏込まれるまでのペダ
   ル踏換え時間を計時する踏換え時間計時手段、該車速検
   出手段により検出された車速を所定車速値と比較する車
   速比較手段、該踏換え時間計時手段により計時されたペ
   ダル踏換え時間を所定時間値と比較する踏換え時間計時
   手段、該車速比較手段および該踏換え時間比一手段にお
   ける比較結果に基づいて該車速が該所定車速値以下であ
   り、かつ該ペダル踏換え時間が該所定時間以下である場
   合を坂道発進と判定する判定手段、および、該判定手段
   により坂道発進と判定された場合に内燃機関の非同期噴
   射制御または点火時期遅角制御を行う制御手段、を具備
   する過渡時における内燃機関のトルクの制御装置。 ２、車速を検出する車速検出手段、ブレーキペダルの踏
   込みおよび踏離し状態を検出するブレーキペダル状態検
   出手段、アクセルペダルの踏込みおよび踏離し状態を検
   出するアクセルペダル状態検出手段、該ブレーキペダル
   状態検出手段と該アクセルペダル状態検出手段の検出結
   果に基づいて踏込み状態にある該ブレーキペダルが踏み
   離されてから該アクセルペダルが踏み込まれるまでのペ
   ダル踏換え時間を計時する踏換え時間計時手段、該車速
   検出手段により検出された車速を所定車速値と比較する
   車速比較手段、該踏換え時間計時手段により計時された
   ペダル踏換え時間を所定時間値と比較する踏換え時間比
   較手段、該車速比較手段および該踏換え時間比較手段に
   おける比較結果に基づいて該車速が該所定車速値以下で
   あり、かつ該ペダル踏換え時間が該所定時間以下である
   場合を坂道発進と判定する判定手段、該判定手段により
   坂道発進と判定された場合に内燃機関の非同期噴射制御
   または点火時期遅角制御を行う制御手段、ワイパーが駆
   動されていることを検出するワイパー状態検出手段、お
   よび、該ワイパー状態検出手段によりワイパーの駆動が
   検出された場合に非同期噴射量または点火時期遅角量を
   増加させる補正を行う補正手段、を具備する過渡時にお
   ける内燃機関のトルクの制御装置。