JP5556960B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクセルペダルとブレーキペダルが同時に踏まれた場合に内燃機関からの出力を制限する内燃機関の制御装置に関する。

例えば、特許文献１には、アクセルペダルとブレーキペダルが同時に踏まれた場合に内燃機関の出力を制限すものにおいて、アクセルペダルの踏み込む方向への変化量が所定量以上であれば、ブレーキペダルが踏まれたままの状態であっても内燃機関の出力制限を解除するようにした技術が開示されている。

この特許文献１においては、アクセル開度の変化量が所定量以上であれば内燃機関の出力制限が解除されるので、アクセルペダルが踏み込まれた状態で固着していなくても、外気温が低いときにブレーキオイルの粘度でブレーキペダルを戻してもブレーキ操作信号がすぐに戻らない（例えば、ブレーキスイッチがすぐにオフとならならい）場合に、内燃機関の出力制限が継続して加速できなくなるということはない。

また、アクセル開度の変化量が所定量以上であれば内燃機関の出力制限が解除されるので、ブレーキ操作信号がオン状態で故障した場合、換言すればブレーキペダルの踏み込みの有無に関わらずブレーキ操作をしているという信号を出し続けるような故障をした場合でも、内燃機関の出力制限が継続して走行が困難になるということはない。

しかしながら、このような特許文献１においては、運転者が意図しなくても、アクセル開度の変化量が所定量以上であれば、内燃機関の出力制限が解除されてしまうため、アクセルペダルがフロアマット等に引っかかって踏み込んだ状態から戻らなくなってしまい内燃機関の出力制限が必要な場合でも、車両振動等でアクセル開度の変化量が所定量以上となると内燃機関の出力制限が解除されてしまうという問題がある。

特許２６９５２１９号公報

本発明の内燃機関の制御装置は、アクセルペダルによるアクセルペダル操作に加え、ブレーキペダルによるブレーキ操作が検知された場合には、スロットル弁開度が全開よりも小さく設定された第１制限アクセル開度を用いて算出される出力以下となるよう内燃機関の出力を制限し、第１制限アクセル開度を用いて内燃機関の出力を制限している状態で、アクセルペダルが踏み込まれる方向に、アクセル開度の変化量が予め設定された所定値よりも大きくなると、第１制限アクセル開度に替えて、第１制限アクセル開度よりも大きい値であってスロットル弁開度が全開よりも小さく設定された第２制限アクセル開度を用いて算出される出力以下となるよう内燃機関の出力を制限することを特徴としている。

本発明によれば、運転者が意図しないでアクセル開度が変化した場合でも、内燃機関の出力制限が完全に解除されてしまうことを防止することができる。

本発明が適用された内燃機関のシステム構成を模式的に示した説明図。 内燃機関からの出力に出力制限を行う場合の制御の流れを示したブロック図。 内燃機関からの出力に出力制限を行う場合の制御の流れを示したフローチャート。 内燃機関からの出力に出力制限が行われている状態における各種パラメータの変化の一例を示したタイミングチャート。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されたポート噴射式の内燃機関１のシステム構成を模式的に示した説明図である。

内燃機関１の燃焼室２は、シリンダヘッド３、シリンダブロック４及びピスト５により画成されている。燃焼室２の中央頂上部には、点火プラグ６が配置されている。

シリンダヘッド３には、燃焼室２に吸気弁７を介して接続された吸気ポート８と、燃焼室２に排気弁９を介して接続された排気ポート１０が、形成されている。

吸気ポート８に接続された吸気通路１１には、エアクリーナ１２、吸入空気量を検出するエアフロメータ１３、後述するコントロールユニット３０からの制御信号によりアクチュエータ１４を介して開度制御される電子制御式のスロットル弁１５、吸気コレクタ１６が設けられている。排気ポート１０に接続された排気通路１７には、排気浄化用の触媒コンバータ１８が設けられている。尚、図１中の１９は吸気ポート８内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。

内燃機関１には、スロットル弁１５の開度（スロットル開度）を検知するスロットルセンサ２１、クランク角を検出するクランク角センサ２２、運転者によるアクセルペダル２３の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２４、運転者によってブレーキペダル２５が踏み込まれているか否かを検出するブレーキスイッチ２６等の各種センサ類が設けられている。ブレーキスイッチ２６は、ブレーキペダル２５が踏み込まれた状態でＯＮとなり、ブレーキペダル２５が踏み込まれていない状態ではＯＦＦとなるものである。

これらの各種センサ類の検出信号は、コントロールユニット３０に入力されている。また、内燃機関１の燃料噴射量や噴射時期、点火時期、等は、コントロールユニット３０によって制御される。

そして、コントロールユニット３０では、アクセルペダル２３とブレーキペダル２５が同時に踏まれた状態においては、運転者の安全確保のために、内燃機関１からの出力に制限が加えられるように制御する。

具体的には、アクセルペダル２３によるアクセルペダル操作に加え、ブレーキペダル２５によるブレーキ操作によりブレーキスイッチ２６がＯＮとなった場合には、予め設定されたアクセル操作量制限値である第１制限アクセル開度に基づいた内燃機関１の出力以下となるように、内燃機関１からの出力に制限を加える。ここで、第１制限アクセル開度は、スロットル弁開度が全開よりも小さく略全閉もしくは全閉に近い小さな開度であり、車両が安全に停止することができるように設定された開度である。

そして、第１制限アクセルを用いて内燃機関１の出力を制限している状態で、アクセルペダル２３が踏み込まれる方向に、アクセル開度の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値よりも大きくなると、第１制限アクセル開度に替えて、第１制限アクセル開度よりも大きい値である予め設定されたアクセル操作量制限値である第２制限アクセル開度に基づいた内燃機関１の出力以下となるように、内燃機関１からの出力の制限を緩和する。ここで第２制限アクセル開度は、スロットル弁全開よりも小さく第１制限アクセル開度よりも大きい開度であるが、ブレーキペダル２５をしっかり踏み込めば、ブレーキ制動力が内燃機関１の出力（車両の駆動力）を上回るような開度に設定されている。

また、第１、第２制限アクセル開度による内燃機関１の出力制限は、ブレーキスイッチ２６がＯＦＦとなった時点で解除される。

図２は、内燃機関１からの出力に出力制限を行う場合の制御の流れを示したブロック図である。尚、この制御の流れはコントロールユニット３０内で行われるものである。

Ｓ１のアクセル操作量制限値演算部では、アクセル開度センサ２４の検出値と、ブレーキスイッチ２６からの信号に基づいて、アクセル操作量制限値を演算する。

アクセル操作量制限値算出部では、内燃機関１の運転中、常にアクセル操作量制限値を算出しており、アクセルペダル２３とブレーキペダル２５が同時に踏まれた状態においては、スロットル弁開度が略全閉もしくは全閉に近くなるような第１制限アクセル開度をアクセル操作量制限値として算出する。アクセルペダル２３とブレーキペダル２５が同時に踏まれた状態において、アクセル開度の単位時間当たりの変化量、すなわちアクセルペダルの単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値よりも大きくなると、第１制限アクセル開度よりも大きい第２制限アクセル開度をアクセル操作量制限値として算出する。そして、アクセルペダル２３とブレーキペダル２５が同時に踏まれていない状態においては、スロットル弁全開相当のアクセル開度である第３制限アクセル開度をアクセル操作量制限値として算出する。

Ｓ２では、Ｓ１で算出されたアクセル操作量制限値と、アクセル開度センサ２４の検出値とを比較し、小さい方の値を出力する。内燃機関１の出力は、Ｓ２で出力された値に基づいた出力となるように制御される。

つまり、内燃機関１の出力は、アクセル開度センサ２４の検出値がアクセル操作量制限値以下である場合、アクセル開度センサ２４の検出値に基づいた値となるように制御され、アクセル開度センサ２４の検出値がアクセル操作量制限値よりも大きい場合、アクセル操作量制限値に基づいて値となるように制御される。アクセル操作量制限値として第３制限アクセル開度が設定されている場合には、アクセル開度センサ２４の検出値が実質的にＳ２から出力されることになり、内燃機関１の出力制限が解除された状態となる。

図３は、内燃機関１からの出力に出力制限を行う場合の制御の流れを示したフローチャートとであって、この処理はコントロールユニット３０内で行われる。

Ｓ１１では、ブレーキスイッチ信号がＯＮ状態であるか否かを判定し、ＯＮ状態であればＳ１２へ進み、ＯＦＦ状態であればＳ１３へ進む。

Ｓ１２ではアクセル開度の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値よりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはＳ１４へ進み、そうでない場合にはＳ１５へ進む。Ｓ１４では、アクセルペダル変化フラグ＝１として、Ｓ１５へ進む。

Ｓ１５では、アクセルペダル変化フラグ＝０であるか否かを判定し、アクセルペダル変化フラグ＝０である場合にはＳ１６へ進み、アクセルペダル変化フラグ＝１である場合にはＳ１７へ進む。

Ｓ１６では、第１制限アクセル開度に基づいた内燃機関１の出力以下となるように、内燃機関１からの出力に制限を加える。

Ｓ１７では、第２制限アクセル開度に基づいた内燃機関１の出力以下となるように、内燃機関１からの出力に制限を加える。

一方、ブレーキスイッチ信号がＯＦＦ状態であれば、Ｓ１３にてアクセルペダル変化フラグ＝０とした上でＳ１８へ進み、アクセル開度センサ２４の検出値に基づいた出力が得られるように、内燃機関１の出力制限を解除する。すなわち、アクセル操作量制限値が、第３制限アクセル開度に設定される。

図４は、内燃機関１からの出力に出力制限が行われている状態における各種パラメータの変化の一例を示したタイミングチャートである。

アクセルペダル２３が踏み込まれた状態で、ブレーキスイッチ２６がＯＮ状態となると（時刻ｔ１のタイミング）、アクセル操作量制限値が、第３制限アクセル開度から第１制限アクセル開度に切り替わり、内燃機関１からの出力に制限を加える制御が開始される。

アクセル操作量制限値が、第１制限アクセル開度に設定されている状態で、アクセル開度の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値よりも大きくなりアクセルペダル変化フラグが０から１に切り替わると（時刻ｔ２のタイミング）、アクセル操作量制限値が、第１制限アクセル開度から第２制限アクセル開度に切り替わり、内燃機関１の出力制限が緩和される。

そして、ブレーキペダル２５が戻され、ブレーキスイッチ信号がＯＦＦ状態になると（時刻ｔ３のタイミング）、アクセル操作量制限値が、第２制限アクセル開度から第３制限アクセル開度に切り替わり、内燃機関１の出力制限が解除される。尚、アクセルペダル変化フラグは、アクセル開度の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値よりも大きいと一旦判定されると、ブレーキスイッチ信号がＯＦＦ状態となるまで（内燃機関１の出力制限が解除されるまで）、「１」の状態を継続し、ブレーキスイッチ信号がＯＦＦ状態となった時点で「０」の状態に切り替わる。

また、図４においては、アクセル操作量制限値は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングでステップ的に切り替わっているが、切り替えの過渡時に所定の傾きをもって切り替わるように設定することも可能である。また、アクセル操作量制限値が第２制限アクセル開度に設定された状態で、アクセルペダル２３が戻された場合に、アクセル操作量制限値を、第２制限アクセル開度から第１制限アクセル開度に切り替えても構わない。

以上説明してきたように、本実施形態においては、第１制限アクセル開度を用いて算出された出力以下となるように内燃機関１の出力を制限している状態で、運転者が意図しないでアクセル開度が変化した場合でも、アクセル操作量制限値が、第１制限アクセル開度から第２制限アクセル開度に切り替わりことにとどまるため、内燃機関１の出力制限が完全に解除されてしまうことを防止することができる。

そして、第１制限アクセル開度を用いて算出された出力以下となるように第１制限アクセル開度で内燃機関１の出力を制限している状態で、ブレークペダルを戻しているにもかかわらず、故障や油圧の応答遅れ等の原因でブレーキ操作が検知される（ブレーキスイッチがオンとなる）ような場合には、アクセルペダル２３が踏み込まれることでアクセル開度の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値よりも大きくなれば、第１制限アクセル開度よりも大きい第２制限アクセル開度により内燃機関１の出力が制限されることになるので、必要な加速性能は確保することができる。

また、第１及び第２制限アクセル開度による内燃機関１の出力制限は、ブレーキスイッチ信号がＯＦＦ状態となった時点（ブレーキ操作が検知されなくなった時点）で解除されることになるので、運転者が減速したいという意図がなくなるまで、第１及び第２制限アクセル開度による内燃機関１の出力制限を継続することができる。

Claims (3)

1. アクセルペダルの操作量を検知するアクセル開度検知手段と、ブレーキペダルの踏み込みによるブレーキ操作を検知するブレーキ操作検知手段と、吸気通路に設けたスロットル弁と、を有し、前記アクセルペダルによるアクセルペダル操作に加え、前記ブレーキペダルによるブレーキ操作が検知された場合に、内燃機関からの出力に制限を加える制御装置において、
   前記アクセルペダルによるアクセルペダル操作に加え、前記ブレーキペダルによるブレーキ操作が検知された場合には、スロットル弁開度が全開よりも小さく設定された第１制限アクセル開度を用いて算出される出力以下となるよう内燃機関の出力を制限し、
   第１制限アクセル開度を用いて内燃機関の出力を制限している状態で、前記アクセルペダルが踏み込まれる方向に、アクセル開度の単位時間当たりの変化量が予め設定された所定値よりも大きくなると、第１制限アクセル開度に替えて、第１制限アクセル開度よりも大きい値であってスロットル弁開度が全開よりも小さく設定された第２制限アクセル開度を用いて算出される出力以下となるよう内燃機関の出力を制限する内燃機関の制御装置。
2. 前記第１制限アクセル開度及び前記第２制限アクセル開度による内燃機関の出力制限は、ブレーキ操作が検知されなくなった時点で解除される請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記第１制限アクセル開度は、スロットル弁開度が略全閉に近いアクセル開度に設定されている請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。

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