(57)【要約】【課題】排気還流領域からの減速時における失火を回避すると同時に、スロットル弁の閉作動を遅らせた場合の減速度の不足を補う。【解決手段】内燃機関は、ターボ過給器の排気タービン下流側から低圧の排気をコンプレッサ上流へ還流する低圧排気還流装置を有する。運転者によるアクセル開度が減少したときに、排気還流制御弁は全閉とするが、スロットル弁の閉作動には遅れ時間ΔＴを与え、失火を防止する。遅れ時間ΔＴの間は、エンジンブレーキ作用がないので、ブレーキ装置を作動させ、減速度の不足を補う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の一部を排気系から吸気系へ還流する排気還流装置を有する内燃機関と、制御信号に基づいて車両に制動力を与えるブレーキ手段と、を備えた車両の制御装置において、
上記内燃機関は、運転者のアクセル操作に応答した制御信号に基づいて開度が制御されるスロットル弁を有し、
上記排気還流装置による排気還流が行われている運転領域で上記アクセル操作による内燃機関の減速要求があったときに、上記スロットル弁の閉作動に所定期間の遅れを与えるとともに、この遅れ期間における車両減速度の不足分を補うように上記ブレーキ手段を作動させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
上記遅れ期間の間に上記スロットル弁を介して導入される新気量に基づいてエンジン軸トルクを求め、目標エンジン減速トルクに対する不足分として、上記ブレーキ手段に必要な制動トルクを決定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
上記内燃機関はターボ過給器を有し、上記排気還流装置は、排気タービン下流側の低圧排気をコンプレッサ上流側に還流する低圧排気還流装置である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
排気の一部を排気系から吸気系へ還流する排気還流装置を有する内燃機関と、運転者のブレーキ操作に応答した制御信号に基づいて車両に制動力を与えるブレーキ手段と、を備え、上記内燃機関は、運転者のアクセル操作に応答した制御信号に基づいて開度が制御されるスロットル弁を有する車両において、
上記排気還流装置による排気還流が行われている運転領域で上記アクセル操作による内燃機関の減速要求があったときに、上記スロットル弁の閉作動に所定期間の遅れを与えるとともに、この遅れ期間における車両減速度の不足分を補うように上記ブレーキ手段を作動させることを特徴とする車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気還流装置を有する内燃機関を車両駆動源として備えた車両の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、排気系から吸気系へ排気の一部を還流する排気還流装置の一例として、ターボ過給器を備えた内燃機関において、排気タービン下流側の比較的低圧の排気をコンプレッサ上流側に還流する低圧排気還流装置が開示されている。
【０００３】
このような排気還流装置を備えた内燃機関にあっては、特許文献１において説明されているように、スロットル弁開度が減少する機関減速時に、実際の排気還流量の減少の応答遅れに起因して、失火が生じやすい。
【０００４】
特許文献１には、このような機関減速時の排気還流量の減少遅れに起因した失火を回避するために、減速要求（アクセル開度の減少）に対し、スロットル弁開度の減少を遅らせることが開示されている。すなわち、減速要求に伴って排気還流制御弁の開度が直ちに減少（例えば全閉）するのに対し、新気の導入が適宜な期間継続され、これによって、排気還流率が一時的に過大となることが回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８２７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように新気の導入を継続する方法では、内燃機関の軸トルクの低下が遅れるため、車両用内燃機関として、運転者のアクセル開度減少操作に伴う車両減速度いわゆるエンジンブレーキが不足する。
【０００７】
従って、車両用内燃機関として一般に要求される車両減速度を満たすためには、失火回避のために必要な新気導入が少なく（あるいは遅れ期間として短く）なるように、定常時の排気還流率を低く設定せざるを得ず、結果として、排気還流による燃費向上作用が十分に得られない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、排気の一部を排気系から吸気系へ還流する排気還流装置を有する内燃機関と、制御信号に基づいて車両に制動力を与えるブレーキ手段と、を備えた車両の制御装置において、
上記内燃機関は、運転者のアクセル操作に応答した制御信号に基づいて開度が制御されるスロットル弁を有し、
上記排気還流装置による排気還流が行われている運転領域で上記アクセル操作による内燃機関の減速要求があったときに、上記スロットル弁の閉作動に所定期間の遅れを与えるとともに、この遅れ期間における車両減速度の不足分を補うように上記ブレーキ手段を作動させることを特徴としている。
【０００９】
上記ブレーキ手段は、例えば、運転者によるブレーキペダル操作とは無関係に制御信号に基づいて制動が可能な一般的な油圧式のブレーキ装置や、回生ブレーキとして車両制動力を付与できるように車両駆動系に接続されたモータ・ジェネレータ、などから構成される。そして、このブレーキ手段は、上記の遅れ期間の間、運転者のブレーキ操作によらずに作動し、車両に制動力を与える。
【００１０】
従って、いわゆるエンジンブレーキとして必要な車両減速度を満たすことができ、高い排気還流率の設定の下での失火回避と運転者が意図する車両減速度とを両立させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、運転者がアクセル開度を減少させたときに必要な車両減速度が、ブレーキ手段の作動によって補われるので、排気還流率が高い設定であっても、新気導入を継続することで失火を確実に回避することができる。従って、定常時の排気還流率の設定を高くすることが可能となり、燃費向上に寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施例である車両のシステム構成を示す構成説明図。
【図２】この実施例に用いられる内燃機関の排気還流装置等の構成を示す構成説明図。
【図３】この実施例の機関減速時の制御の流れを示すフローチャート。
【図４】この実施例の機関減速時の減速度等の変化を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明に係る車両全体のシステム構成を示した構成説明図であって、車両１は、駆動源として内燃機関２を備えており、この内燃機関２が変速機３を介して駆動輪となる例えば後輪４を駆動している。この後輪４ならびに前輪５は、それぞれ油圧式ブレーキ装置６を備えている（図では、前輪５のブレーキ装置６を省略する）。このブレーキ装置６は、油圧源となる図示せぬマスタシリンダから油圧制御ユニット８を介して油圧が供給されることで制動を行うもので、各ブレーキ装置６へ供給される油圧は、ブレーキコントローラ９によって制御される。
【００１５】
上記ブレーキコントローラ９は、ブレーキペダルを介した運転者の制動要求に対応した制動制御を行うほか、いわゆるＡＢＳ制御や、車両１の挙動制御に必要な車輪毎の制動など運転者のブレーキ操作によらない制動制御も行っている。このブレーキコントローラ９は、内燃機関２を制御するエンジンコントローラ１０と車両内のネットワークを介して常時通信している。なお、図示例では、ブレーキコントローラ９とエンジンコントローラ１０とが別のユニットとなっているが、これらを１つのコントローラとして統合した形に構成することも可能である。
【００１６】
上記ブレーキコントローラ９には、各車輪に設けられた車輪速センサ１１（図では、前輪５の車輪速センサ１１を省略する）の検出信号、および、変速機３の出力軸の回転数から車速Ｖを検出する車速センサ１２の検出信号、がそれぞれ入力されている。
【００１７】
また、エンジンコントローラ１０には、内燃機関２の吸入空気量Ｑａを検出するエアフロメータ１４の検出信号、内燃機関２の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１５の検出信号、および、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１６の検出信号、がそれぞれ入力されている。
【００１８】
次に、図２の説明図に基づき、上記内燃機関２の排気還流装置等の構成を説明する。
【００１９】
ガソリン機関である内燃機関２の排気通路２２には、ターボ過給機２３の排気タービン２４が配置され、その下流側に、例えば三元触媒を用いた触媒コンバータ２６が配置されている。排気通路２２のさらに下流側には、図示せぬ排気消音器が設けられており、該排気消音器を介して排気通路２２は外部へ開放されている。上記排気タービン２４は、過給圧制御のための公知のウェストゲートバルブ２７を備えている。なお、内燃機関２は、例えば直噴型の構成であり、シリンダ内に燃料を噴射する図示せぬ燃料噴射弁を各気筒毎に備えている。
【００２０】
内燃機関２の吸気通路３０には、上流側から順に、エアクリーナ３１、前述したエアフロメータ１４、スロットル弁３３、が配置されており、上記ターボ過給機２３のコンプレッサ２５が、上記エアフロメータ１４と上記スロットル弁３３との間に配置されている。なお、この実施例では、スロットル弁３３下流側に、例えば水冷式ないし空冷式のインタークーラ３４が介装されている。上記スロットル弁３３は、前述したアクセル開度センサ１６の検出信号に基づきエンジンコントローラ１０が出力する制御信号によって開度が制御される。
【００２１】
また、排気還流装置を構成するＥＧＲ通路４１が排気通路２２の触媒コンバータ２６下流側から分岐しており、その先端が、吸気通路３０のコンプレッサ２５上流側に接続されている。上記ＥＧＲ通路４１には、ＥＧＲガスの冷却を行う水冷式あるいは油冷式のＥＧＲガスクーラ４３が介装されており、その下流側に、目標排気還流率に沿うように排気還流量を制御する排気還流制御弁４４が介装されている。この排気還流制御弁４４は、内燃機関２の負荷と回転速度とをパラメータとした機関運転条件に基づき、エンジンコントローラ１０によって、その開度が制御される。
【００２２】
図示例の排気還流装置は、ターボ過給器２３の排気タービン２４下流側から低圧の排気をコンプレッサ２５上流側へ還流する、いわゆる低圧排気還流装置である。この低圧排気還流装置では、排気還流制御弁４４から各気筒までの容積が比較的大きく、従って、排気還流制御弁４４の開度変化から実際の燃焼室内での排気還流量変化までの応答遅れが大きなものとなる。
【００２３】
次に、図３は、上記エンジンコントローラ１０において実行される機関減速時の制御の流れを示すフローチャートである。この処理は、内燃機関２の運転中繰り返し実行されるものであり、ステップ１では、現在の運転条件が排気還流を行っている排気還流域であるか否かを判定し、排気還流域であれば、さらに、ステップ２において、目標排気還流率が０となる低負荷域への減速要求があったか否かを繰り返し判定する。具体的には、運転者により操作されるアクセル開度ＡＰＯに基づき減速要求の有無を判定する。
【００２４】
ステップ２において減速要求有りと判定した場合には、ステップ３以降へ進む。ステップ３では、排気還流制御弁４４を全閉とする。同時に、ステップ４において、いわゆるエンジンブレーキとしての減速度の不足を補うために、ブレーキコントローラ９へ制動指令を出力し、各車輪のブレーキ装置６を作動させる。具体的には、そのときの機関回転速度Ｎｅやアクセル開度ＡＰＯ変化量などから目標エンジン減速トルクを求めるとともに、スロットル弁３３を通して導入される新気量に基づいてエンジン軸トルクを求め、両者の差として、必要な制動トルクが求められる。ブレーキコントローラ９は、エンジンコントローラ１０から必要な制動トルクの指令を受け、油圧制御ユニット８を介して各ブレーキ装置６を駆動する。
【００２５】
ステップ５では、スロットル弁３３を閉作動させるまでの遅れ時間を計測するタイマをスタートさせ、ステップ６で、所定の遅れ時間ΔＴが経過したか判定する。この遅れ時間ΔＴは、排気還流制御弁４４の全閉後に残存する排気が新気導入の継続により消滅するまでの時間に相当するものであり、一定の固定値であってもよく、あるいは、減速前の排気還流率や機関回転速度Ｎｅ等を考慮して可変的に設定するようにしてもよい。
【００２６】
遅れ時間ΔＴが経過したら、ステップ７においてスロットル弁３３の閉作動を許可する。これにより、スロットル弁３３の開度は、運転者によるアクセル開度ＡＰＯの要求に対応した全閉位置ないし小開度となる。そして、ステップ８において、ブレーキ装置６の作動終了をブレーキコントローラ９に指令する。
【００２７】
図４は、上記のような制御による機関減速時のタイムチャートを示している。これは、運転者が一定車速での走行中にアクセルペダルを開放した（つまりアクセル開度ＡＰＯ＝０）いわゆるコースティング走行のときの例を示しており、上段から順に、車速、車両の減速度、内燃機関２の新気量、スロットル弁３３の開度、燃焼室内の実際の排気還流率、排気還流制御弁４４の開度、エンジン軸トルク、ブレーキ装置６による制動トルク、アクセル開度、の変化を対比して示している。
【００２８】
時間ｔ１は、運転者がアクセル開度ＡＰＯを０としたタイミングであり、これと同時に、排気還流制御弁４４の開度が０となる。しかし、吸気系内に還流排気が残存しているので、燃焼室内の実際の排気還流率は低下しない。従って、仮に時間ｔ１でスロットル弁３３の開度を０とすると、新気の減少により実際の排気還流率が逆に一時的に上昇し、失火に至る可能性がある。
【００２９】
このような失火を回避するために、本実施例では、遅れ時間ΔＴが与えられ、時間ｔ２までスロットル弁３３の開度がそのままに維持される。従って、新気量は減少せず、過渡的に排気還流率が過大となることがない。図示するように、実際の排気還流率は徐々に低下し、時間ｔ２においては０となる。
【００３０】
一方、スロットル弁３３の開度が時間ｔ１後も維持されることから、時間ｔ２まではエンジン軸トルクが基本的に低下しない。つまり、時間ｔ１〜ｔ２の間も、エアフロメータ１４が計測した新気量に応じた量の燃料が噴射され、同等の軸トルクでの運転が継続される。そのため、いわゆるエンジンブレーキ作用が得られないこととなるが、時間ｔ１においてブレーキ装置６による制動トルクが付与されるので、時間ｔ１の時点から適切な車両減速度が得られ、車速は速やかに低下していく。
【００３１】
図４の車速および車両減速度の欄における仮想線は、ブレーキ装置６による制動を付加しない場合の特性であり、この場合は、時間ｔ２まで減速度が得られずに、車速低下が遅れることとなる。
【００３２】
このように、上記実施例では、減速要求時に新気導入を継続することで還流排気による失火が回避され、かつ、その間、ブレーキ装置６による制動トルクを加えることで、減速度の不足が補われる。従って、定常運転時に比較的高い目標排気還流率を設定することが可能となり、排気還流によるより一層の燃費低減が図れる。
【００３３】
以上、この発明を、排気還流制御弁４４の開度がある開度から０まで減少するような態様の機関減速時について説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、目標排気還流率がある程度大きく低下する態様の機関減速時であれば、同様に適用することが可能である。
【００３４】
また、低圧排気還流装置を具備した内燃機関に限らず、排気タービン上流側から高圧の排気を吸気系のコンプレッサ下流へ導入するいわゆる高圧排気還流装置を具備した内燃機関であっても、本発明は同様に適用が可能である。また、ターボ過給器を具備しない内燃機関であってもよい。
【００３５】
さらに、上記実施例では、機械的な制動を行うブレーキ装置６をブレーキ手段として用いているが、回生制動が可能なモータ・ジェネレータを車両駆動系に具備する場合には、このモータ・ジェネレータをブレーキ手段として利用することも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
２…内燃機関
６…ブレーキ装置
９…ブレーキコントローラ
１０…エンジンコントローラ
２３…ターボ過給器
３３…スロットル弁
４１…ＥＧＲ通路
４４…排気還流制御弁  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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