(57)【要約】【課題】アクセルペダルの踏み込みに対する車両の加速が遅れることなく、ドライバの意図通りに加速することができるエンジン出力制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１０と、エンジン１０を理論空燃比よりもリーンな空燃比で運転するエンジン制御手段（５０；ステップＳ５）と、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段５１と、アクセルペダルの踏込量又は踏込速度に基づいて、車両の加速度が予め定められた目標波形となるようにエンジンの燃料噴射量を増量して、車両駆動系のイナーシャ補償トルクを制御する補償トルク制御手段（５０；ステップＳ１５）とを有する【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンを理論空燃比よりもリーンな空燃比で運転するエンジン制御手段と、
アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段と、
アクセルペダルの踏込量又は踏込速度に基づいて、車両の加速度が予め定められた目標波形となるようにエンジンの燃料噴射量を増量して、車両駆動系のイナーシャ補償トルクを制御する補償トルク制御手段と、
を有するエンジン出力制御装置。
【請求項２】
前記補償トルク制御手段は、一旦燃料噴射量を増量した後、アクセルペダルの踏込量又は踏込速度に基づいて、車両の加速度が予め定められた目標波形となるように燃料噴射量を減量して、車両駆動系のイナーシャ補償トルクを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項３】
アクセルペダルが一定開度に踏み込まれたときの前記車両加速度目標波形は、目標加速度まで立ち上がって、その後その目標加速度を維持する波形である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項４】
前記補償トルク制御手段は、一部の気筒の燃料噴射量を切り換える、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項５】
前記補償トルク制御手段は、燃料噴射量を増量するときに運転状態を成層運転から均質運転に切り換える、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項６】
前記補償トルク制御手段は、燃料噴射量を減量するときに運転状態を均質運転から成層運転に切り換える、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項７】
前記補償トルク制御手段は、一部の気筒の運転状態を切り換える、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項８】
排気の一部を還流するＥＧＲ装置を備え、
前記補償トルク制御手段は、ブレーキペダルから足が離されたことを検出したら、ＥＧＲバルブを閉じて、エンジンの燃焼室からＥＧＲガスを抜く、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のエンジン出力制御装置。
【請求項９】
筒内に直接燃料噴射を行う燃料噴射弁を有したエンジンの出力を制御するエンジン出力制御装置において、
アクセルペダルの踏込操作を検出するアクセル踏込操作検出手段を有し、
アクセルペダルの踏込操作検出に基づき、前記エンジンの燃料噴射時期を圧縮行程噴射から吸気行程噴射に切り換えて、イナーシャ補償トルクを発生するように燃料噴射量を増量する、
ことを特徴とするエンジン出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン出力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発進時や急加速時にドライバが加速しようとしてアクセルペダルを急踏みしても、エンジントルクが駆動系のイナーシャ(慣性)に吸収されてしまい、アクセルペダルの踏み込みに対して車両の加速が遅れることとなる。また自動変速機のトルクコンバータにおいて、トルクコンバータのポンプインペラとタービンランナとの間で滑りが生じて車両の加速が遅れることとなる。
【０００３】
そこで特許文献１では、加速開始初期に実回転数が目標回転数よりも低いときは、スロットルバルブを余分に開くことで、イナーシャに吸収される分のトルクを増加して(この増加分のトルクを「イナーシャ補償トルク」という)、エンジントルクを出力する。
【特許文献１】特開平１１−１９８６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、空気の慣性の影響によって、スロットルバルブを開いてから実際に空気がエンジンの燃焼室内に送られるまでにタイムラグが生じ、車両の加速遅れという問題は軽減されはするものの依然として残る。
【０００５】
また発明者は、鋭意研究によって、ドライバがアクセルペダルを一定開度に踏み込んだときには、車両の加速度が目標加速度まで速やかに上昇した後、その目標加速度を維持する波形になることが望ましいという知見を得た。すなわち、車両の加速度が目標加速度を超えてから目標加速度に収束するときは、収束後に実際には十分な加速度がでているにもかかわらず、ドライバは加速不足であると体感してアクセルペダルを踏み増してしまう。そして加速度が大きすぎることに気がつくと、今度はアクセルペダルを戻す。このような操作によって車両がギクシャクした挙動になる。したがって、アクセルペダルを一定開度に踏み込んだときには、車両の加速度の波形が目標加速度まで速やかに上昇しその後はその目標加速度を維持したままとなる波形であることが望ましいのである。
【０００６】
ところが上述の従来技術ではスロットルバルブの開度で調整しているので、吸気の慣性の影響によって、目標加速度を超えることなく、目標加速度に収束させるように制御することは困難である。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、アクセルペダルの踏み込みに対する車両の加速が遅れることなく、ドライバの意図通りに加速することができるエンジン出力制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
本発明は、エンジン（１０）と、前記エンジン（１０）を理論空燃比よりもリーンな空燃比で運転するエンジン制御手段（５０；ステップＳ５）と、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段（５１）と、アクセルペダルの踏込量又は踏込速度に基づいて、車両の加速度が予め定められた目標波形となるようにエンジンの燃料噴射量を増量して、車両駆動系のイナーシャ補償トルクを制御する補償トルク制御手段（５０；ステップＳ１５）とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アクセルペダルの踏込量又は踏込速度に基づいて、車両の加速度が予め定められた目標波形となるようにエンジンの燃料噴射量を増量して、車両駆動系のイナーシャ補償トルクを制御するようにした。このようにしたので、このようにしたのでイナーシャ補償トルクを迅速に増減することができる。これにより、アクセルペダルを一定開度に踏み込んだときに、車両の加速度が目標加速度まで速やかに上昇しその後はその目標加速度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１２】
図１は、本発明によるエンジン出力制御装置の一実施形態の構成を示す図である。
【００１３】
エンジン出力制御装置１は、エンジン１０と、変速装置２０と、駆動輪３０と、補機４０と、コントローラ５０とを備える。
【００１４】
エンジン１０は、筒内直噴ガソリンエンジンである。吸気通路１１にはスロットルバルブ１２が設けられており、アクセルペダルの３２の踏込量に応じて吸気量を調整する。排気通路１３の途中にはＥＧＲバルブ１４が設けられている。ＥＧＲバルブ１４はエンジン１０の運転状態に応じて開閉し、排ガスの一部を吸気通路１１に還流する。エンジン１０の燃料噴射弁１５は、燃料を成層運転時には圧縮行程で噴射し、均質運転時には吸気行程で噴射する。エンジン１０の駆動力は、クランクシャフト１６を介して変速装置２０へ伝達する。
【００１５】
変速装置２０は、トルクコンバータ２１と、ベルト式無段変速機２２とを有する。
【００１６】
トルクコンバータ２１のポンプインペラ２１ａは、エンジン１０のクランクシャフト１６に連接され、タービンランナ２１ｂは無段変速機２２のプライマリプーリ２２ａに連接される。トルクコンバータ２１にはポンプインペラ２１ａとタービンランナ２１ｂとを直結するロックアップクラッチが内蔵されている。
【００１７】
無段変速機２２はプライマリプーリ２２ａと、セカンダリプーリ２２ｂと、Ｖベルト２２ｃとを有する。
【００１８】
プライマリプーリ２２ａは、油圧に応じて溝幅が変化する入力側プーリである。プライマリプーリ２２ａは、エンジン１０のクランクシャフト１６に連結されている。
【００１９】
セカンダリプーリ２２ｂは、油圧に応じて溝幅が変化する出力側プーリである。セカンダリプーリ２２ｂは、ディファレンシャル３１を介して駆動輪３０に連結されている。
【００２０】
Ｖベルト２２ｃは、プライマリプーリ２２ａ及びセカンダリプーリ２２ｂに巻き掛けられている。
【００２１】
変速時には、プーリ供給油圧を油圧制御回路２３で制御してプライマリプーリ２２ａ及びセカンダリプーリ２２ｂのプーリ溝幅を変化させる。するとＶベルト２２ｃのプーリ接触半径が変化することで変速する。
【００２２】
補機４０は、本実施形態ではエアコンコンプレッサである。エアコンコンプレッサ４０は、電磁クラッチ４１を介してエンジン１０のクランクシャフト１６に連結されている。
【００２３】
コントローラ５０は、アクセルポジションセンサ５１と、ブレーキスイッチ５２と、車速センサ５３と、シフトポジションセンサ５４との信号に基づいてエンジン１０及び変速装置２０の制御を行う。
【００２４】
コントローラ５０は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ５０を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。コントローラ５０は、以下のようにエンジンの出力を制御する。
【００２５】
以下ではコントローラ５０の具体的な制御ロジックについて図２のフローチャートに沿って説明する。
【００２６】
コントローラ５０は、イグニッションスイッチがＯＮとなった後、１０ミリ秒ごとに繰り返し実行する。なおアクセル踏込フラグ、ブレーキ踏替フラグの初期値は０である。
【００２７】
ステップＳ１において、コントローラ５０は、アクセル踏込フラグが１であるか否かを判定し、アクセル踏込フラグが１でなければステップＳ２へ進み、アクセル踏込フラグが１であればステップＳ１２へ進む。
【００２８】
ステップＳ２において、コントローラ５０は、ブレーキ踏替フラグが１であるか否かを判定し、ブレーキ踏替フラグが１でなければステップＳ３へ進み、ブレーキ踏替フラグが１であればステップＳ９へ進む。
【００２９】
ステップＳ３において、コントローラ５０は、車速センサ５３の信号に基づき停車中であるか否かを判定し、停車中であればステップＳ４へ進む。
【００３０】
ステップＳ４において、コントローラ５０は、シフトポジションセンサ５４の信号に基づきＤレンジであるか否かを判定し、ＤレンジであればステップＳ５へ進む。
【００３１】
ステップＳ５において、コントローラ５０は、成層アイドル運転であるか否かを判定し、成層アイドル運転であればステップＳ６へ進む。
【００３２】
ステップＳ６において、コントローラ５０は、ブレーキスイッチ５２の信号に基づきブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判定する。車両がＤレンジで停車中であって成層アイドル中にブレーキペダルが踏まれている間は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６を繰り返す。ブレーキペダルが離されたらステップＳ６からステップＳ７へ進む。
【００３３】
ステップＳ７において、コントローラ５０は、ＥＧＲバルブ１４を閉じる。これによってエンジンの燃焼室からＥＧＲガスが抜ける。
【００３４】
ステップＳ８において、コントローラ５０は、ブレーキペダル踏み替えフラグを１にする。
【００３５】
ステップＳ９において、コントローラ５０は、アクセルポジションセンサ５１の信号に基づきアクセルペダルの踏込量が所定量以上であるか否かを判定する。アクセルペダルが所定量以上になるまでは、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ９を繰り返す。アクセルペダルの踏込量が所定量以上になったらステップＳ９からステップＳ１０へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０において、コントローラ５０は、アクセル踏込フラグを１にする。
【００３７】
ステップＳ１１において、コントローラ５０は、タイマをリセットする。
【００３８】
ステップＳ１２において、コントローラ５０は、タイマをカウントアップする。
【００３９】
ステップＳ１３において、コントローラ５０は、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過するまでは、ステップＳ１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１５を繰り返す。所定時間が経過したらステップＳ１３からステップＳ１４へ進む。なおこの所定時間はイナーシャ補償トルクを発生させておく時間であり、アクセル踏込量等に基づいて設定する目標加速度になるように予め設定してマップ等でＲＯＭに記憶しておくとよい。
【００４０】
ステップＳ１４において、コントローラ５０は、アクセル踏込量、踏込速度、エンジン回転速度に基づいて、イナーシャ補償トルクを発生する燃料噴射量を算出する。すなわち、アクセル踏込量、踏込速度に基づいて車両の目標加速度の波形を求め、その波形に沿って目標加速度まで速やかに上昇しその後はその目標加速度を維持するためのイナーシャ補償トルクを発生するための燃料噴射量を算出する。具体的には最適な燃料噴射量を、アクセル踏込量、踏込速度、エンジン回転速度との関係でマップ化しておき、ＲＯＭ等に記憶しておくとよい。
【００４１】
ステップＳ１５において、コントローラ５０は、燃料噴射量を増量するとともに、均質燃焼運転を行う。
【００４２】
ステップＳ１６において、コントローラ５０は、燃料噴射量を戻すとともに、成層燃焼運転を行う。
【００４３】
次に本発明の効果を分かりやすくするために、図４を参照して従来の制御について説明する。図４はアクセルペダルを一定開度に踏み込んだときのエンジン制御及び車両加速度を示すタイムチャートである。図４において目標値を細線で示し、実際の出力値を太線で示す。
【００４４】
前述の通り、アクセルペダルを一定開度に踏み込んだときには、加速度の目標波形は、目標加速度まで速やかに上昇しその後はその目標加速度を維持したままとなる波形であることが望ましい。そこでそのような目標加速度の波形を図４（Ｃ）に細線で示す。
【００４５】
車両が停止している状態の時刻ｔ２１でアクセルペダルを踏み込む（図４（Ｂ））。するとエンジンの回転速度が上昇する（図４（Ｄ））。
【００４６】
また発進レスポンス遅れが生じないように、時刻ｔ２２〜ｔ２３においてスロットルバルブを余分に開けてイナーシャ補償トルクを発生させる（図４（Ｅ））。このイナーシャ補償トルク（図４（Ｅ））とタービントルク（図４（Ｆ））との和が車両としての発生トルク（図４（Ｇ））であり、この発生トルクによって車両が加速する。
【００４７】
ここに示した従来技術では、スロットルバルブを余分に開けてイナーシャ補償トルクを発生させているので、吸気の慣性の影響によって、時刻ｔ２３でイナーシャ補償トルクをゼロにすることは困難であり、時刻ｔ２４でイナーシャ補償トルクがゼロになる（図４（Ｅ））。このようにイナーシャ補償トルクが目標を超えて残留してしまうことから、発生トルクも時刻ｔ２４まで目標を超えてしまい（図４（Ｇ））、車両の加速度も目標値を超えてしまう（図４（Ｃ））。
【００４８】
このように、車両の加速度が目標加速度を超えてから目標加速度に収束するときは、収束後に実際には十分な加速度がでているにもかかわらず、ドライバは加速不足であると体感してアクセルペダルを踏み増してしまうおそれがある。そして加速度が大きすぎることに気がつくと、今度はアクセルペダルを戻し車両挙動がギクシャクしたものになるおそれがある。
【００４９】
次に図３を参照して本発明の効果について説明する。図３はアクセルペダルを一定開度に踏み込んだときのエンジン制御及び車両加速度を示すタイムチャートである。図３においては実際の出力値は目標値通りであるので、図中の線が実際の出力値及び目標値を示す。また図２のフローチャートとの対応が分かりやすくなるように、図２のステップ番号をＳ付けで併記した。
【００５０】
車両が停止しており（Ｓ３）、シフトレバーがＤレンジであり（Ｓ４）、成層アイドル中に（Ｓ５）、ブレーキペダルから足が離されたら（Ｓ６）、ＥＧＲバルブを閉じる（Ｓ７；時刻ｔ１１）。これにより燃焼室からＥＧＲガスが抜けていく（図３（Ｃ））。
【００５１】
時刻ｔ１２でアクセルペダルを踏み込み（図３（Ｄ））、アクセルペダルの踏込量が所定量以上になったら（Ｓ９；時刻ｔ１３）、発進レスポンス遅れが生じないように、アクセルペダルの踏込量、踏込速度、エンジン回転速度に基づいてイナーシャ補償トルクを発生するための燃料噴射量を算出して（Ｓ１４）、燃料を増量するとともに均質燃焼運転に切り換えて（Ｓ１５）、イナーシャ補償トルクを発生させる（図３（Ｇ））。
【００５２】
所定時間が経過して時刻ｔ１４になったら（Ｓ１４）、燃料噴射量を戻すとともに成層燃焼運転に戻す（Ｓ１６）。
【００５３】
このように制御することで、イナーシャ補償トルクは、時刻ｔ１４でゼロになり、イナーシャ補償トルク（図３（Ｇ））とタービントルク（図３（Ｈ））との和である車両としての発生トルク（図３（Ｉ））がタービントルクと同じになり、その後は一定の加速度になる（図３（Ｅ））。
【００５４】
本実施形態の効果について説明する。
【００５５】
イナーシャ補償トルクの増減は、上述のようにスロットルバルブの開度によって行うこともできる。ところがこのような方法では、タイミングが遅れてしまう。また迅速な対応を図るには、点火時期を変更することも考えられる。すなわちイナーシャ補償トルクが小さくてもよいときには点火時期をリタードさせておき、イナーシャ補償トルクを増やすときに点火時期を進角させる方法である。ところがこのような方法ではトルクの増加量が少なく、十分なイナーシャ補償を行うことができない。また停車のたびに点火時期をリタードさせては燃費も悪化する。
【００５６】
そこで本実施形態では、燃料噴射量でイナーシャ補償トルクを制御するようにしたのである。このようにしたのでイナーシャ補償トルクを迅速に増減することができる。これにより、アクセルペダルを一定開度に踏み込んだときに、車両の加速度が目標加速度まで速やかに上昇しその後はその目標加速度を維持する波形で加速することができる。またその燃料の増減にあわせて、成層燃焼運転、均質燃焼運転を切り換えるようにした。均質運転にすることでより大きなイナーシャ補償トルクを発生させることができる。また上述の通り、燃料噴射量の増減と併せて行うことで、イナーシャ補償トルクを一層迅速に増減することができる。
【００５７】
またブレーキペダルを離したら、ＥＧＲバルブを閉じて燃焼室からＥＧＲガスを抜くようにした。このようにしたので、イナーシャ補償トルクを一層迅速に増減することができる。
【００５８】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００５９】
上記実施形態では、単に成層燃焼、均質燃焼と記載しているので、全気筒同時に燃焼切り替えするように表現しているが、例えば発進後に必要な駆動トルクに応じて一部の気筒を均質→成層と切り替え、他の気筒については均質運転のままであってもよい。
【００６０】
またブレーキペダルを離したら、ＥＧＲバルブを閉じて燃焼室からＥＧＲガスを抜くようにしたが、ドライバがアクセルペダルを踏まずにクリープによって走行する場合もある。そこで、ブレーキペダルを離してから所定時間が経過してもアクセルペダルが踏まれないときにはＥＧＲバルブを再び開くようにしてもよい。
【００６１】
さらに均質、成層の運転切り替えは、切り替えが頻繁に行われすぎるのを防止するために、通常、所定の切り替え条件が満足してから一定のディレイ時間が経過した後に切り換えるようにしている。そこで本発明を実施するにあたっては、アクセルペダルの急踏み以降一定時間はディレイ制御をなくすとよい。
【００６２】
さらにまた上記説明においては変速機としてベルト式無段変速機を例示したが、これには限られない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明によるエンジン出力制御装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図２】コントローラの具体的な制御ロジックを示すフローチャートである。
【図３】本発明の効果を説明するタイムチャートである。
【図４】従来の制御について説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１  エンジン出力制御装置
１０  エンジン
２０  変速装置
３０  駆動輪
４０  補機
５０  コントローラ
５１  アクセルポジションセンサ（アクセル踏込量検出手段）
ステップＳ５  エンジン制御手段
ステップＳ１５  補償トルク制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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