(57)【要約】【課題】スタック時にエンジンルーム内の温度が上昇し吸気温度が高まった状態でアクセルを踏み込んだ際、エンジンの異常燃焼を回避してエンジンの破損を防止する。【解決手段】車体の加速度を検出する加速度検出部（Ｇセンサ）２と、車輪の速度を検出する車輪速度検出部３と、エンジンの回転変動または回転変動に相関する情報を検出するエンジン回転変動検出部４と、エンジンの運転を制御する制御部５と、を備え、制御部５は、Ｇセンサ２、車輪速度検出部３およびエンジン回転変動検出部４の検出値に基づいて、エンジン回転が変動し車輪が回転し車体が動かないスタック状態か否かを判断し、車体がスタック状態であると判断したときには、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるスタック中制御でエンジンを運転するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の加速度を検出する加速度検出部と、車輪の速度を検出する車輪速度検出部と、エンジンの回転変動または該回転変動に相関する情報を検出するエンジン回転変動検出部と、前記エンジンの運転を制御する制御部と、を備え、
該制御部は、前記加速度検出部、前記車輪速度検出部および前記エンジン回転変動検出部の検出値に基づいて、エンジン回転が変動し車輪が回転し車両が動かないスタック状態か否かを判断し、車両がスタック状態であると判断したときには、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるスタック中制御でエンジンを運転するものである、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記加速度検出部の出力値が第１閾値以上のとき通常運転状態と判断してエンジンを通常運転制御し、
前記加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、前記車輪速度検出部の出力が有り、前記エンジン回転変動検出部の出力値が第２閾値未満のとき、一定車速運転状態と判断してエンジンを通常運転制御し、
前記加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、前記車輪速度検出部の出力が有り、前記エンジン回転変動検出部の出力値が第２閾値以上のとき、スタック状態と判断してエンジンを前記スタック中制御で運転するものである、ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、前記車輪速度検出部の出力が無く、前記エンジン回転変動検出部の出力値が第３閾値以上のとき、レーシング状態と判断してエンジンをレーシング中制御で運転し、
前記加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、前記車輪速度検出部の出力が無く、前記エンジン回転変動検出部の出力値が第３閾値未満のとき、アイドリング状態と判断してエンジンを通常運転制御するものである、ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記スタック中制御は、
空燃比を通常よりも濃くする、点火プラグの点火時期を通常よりも遅らせる、燃料の噴射時期を通常よりも遅らせる、実質的圧縮比が通常よりも低くなるようにバルブの開閉タイミングを制御する、の内の少なくとも一つを行う制御である、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用のエンジンは、主としてアクセルの開度、エンジンの回転数（rpm）に基づいて基本的な燃料噴射量、点火時期が決定され、走行中に、吸気温度、水温、油温等が変動するに応じて、燃料噴射量、点火時期等を補正している。例えば、特許文献１の段落０００５には、吸気温度が高いほどエンジンの燃焼速度が速まるため、吸気温度が高まるに応じて点火時期を遅角側に補正する点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が例えば雪道や泥道でスタックした状態でアクセルがオンされると、エンジン回転数は高まるがエンジンルーム内への走行風の流入がないことから、エンジンルーム内の温度が上昇する。
【０００５】
このため、スタック状態になると、吸気温度が想定温度（通常走行状態で想定し得る最高温度）以上に上昇し、走行時における吸気温度の上昇に伴う点火時期の遅角補正では対応できず、エンジンにノッキングやプレイグニッション等の異常燃焼が発生する可能性がある。
【０００６】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、スタック時の異常燃焼を回避できるエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために創案された本発明によれば、車両の加速度を検出する加速度検出部と、車輪の速度を検出する車輪速度検出部と、エンジンの回転変動または回転変動に相関する情報を検出するエンジン回転変動検出部と、エンジンの運転を制御する制御部と、を備え、制御部は、加速度検出部、車輪速度検出部およびエンジン回転変動検出部の検出値に基づいて、エンジン回転が変動し車輪が回転し車両が動かないスタック状態か否かを判断し、車両がスタック状態であると判断したときには、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるスタック中制御でエンジンを運転するものである、ことを特徴とするエンジンの制御装置が提供される。
【０００８】
上記制御部は、加速度検出部の出力値が第１閾値以上のとき通常運転状態と判断してエンジンを通常運転制御し、加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、車輪速度検出部の出力が有り、エンジン回転変動検出部の出力値が第２閾値未満のとき、一定車速運転状態と判断してエンジンを通常運転制御し、加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、車輪速度検出部の出力が有り、エンジン回転変動検出部の出力値が第２閾値以上のとき、スタック状態と判断してエンジンを前記スタック中制御で運転する、ものであってもよい。
【０００９】
上記制御部は、加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、車輪速度検出部の出力が無く、エンジン回転変動検出部の出力値が第３閾値以上のとき、レーシング状態と判断してエンジンをレーシング中制御で運転し、加速度検出部の出力値が第１閾値未満で、車輪速度検出部の出力が無く、エンジン回転変動検出部の出力値が第３閾値未満のとき、アイドリング状態と判断してエンジンを通常運転制御するものである、ものであってもよい。
【００１０】
上記スタック中制御は、空燃比を通常よりも濃くする、点火プラグの点火時期を通常よりも遅らせる、燃料の噴射時期を通常よりも遅らせる、実質的圧縮比が通常よりも低くなるようにバルブの開閉タイミングを制御する、の内の少なくとも一つを行う制御であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るエンジンの制御装置によれば、スタック時にエンジンルーム内の温度が上昇し吸気温度が高まった場合であっても、エンジンの異常燃焼を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置の概要を示すシステム図である。
【図２】図１に示す制御部のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
（エンジンの制御装置１の概要）
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置１の概要を示すシステム図である。本実施形態に係るエンジンの制御装置１は、車両の加速度を検出する加速度センサからなる加速度検出部２と、車輪の速度（回転速度）を検出する車輪速度センサからなる車輪速度検出部３と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと当該エンジン回転数センサの出力からエンジン回転数の変動またはその回転変動に相関する情報を算出する算出部とからなるエンジン回転変動検出部４と、エンジンの運転を制御する制御部５と、を備えている。
【００１５】
加速度検出部２は、車体の前後方向、左右方向の加速度を検出するものであり、以下Ｇセンサと称する。Ｇセンサ２は、例えばエンジンルームのバルクヘッド等に取り付けられている。
【００１６】
車輪速度検出部３は、車輪の回転と連動するプロペラシャフトやアクスルシャフトの回転速度を検出する。車輪速度検出部３は、デファレンシャル機構の最終減速比やタイヤの直径等を考慮し、車速を算出する車速センサとして機能する。
【００１７】
エンジン回転変動検出部４は、エンジン回転数センサによってエンジンのクランクシャフトやカムシャフトの回転速度を測定し、その時系列データに基づいてエンジン回転数の変動率（変動量）を算出して出力する。なお、エンジン回転変動検出部４は、エンジンの回転変動に相関するアクセルの開度の変化を測定し、ペダル開度の変動率を出力するものであってもよい。
【００１８】
制御部５は、Ｇセンサ２、車輪速度検出部３およびエンジン回転変動検出部４の検出値に基づいて、エンジン回転が変動し車輪が回転し車体が動かないスタック状態か否かを判断し、車体がスタック状態であると判断したときには、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるスタック中制御でエンジンを運転する機能を有する。制御部５は、図２に示すフローチャートに則って、通常運転状態であるか、スタック状態であるか、一定車速運転状態であるか、レーシング状態であるか、アイドリング状態であるか判断する。
【００１９】
（通常運転状態）
図２に示すように、制御部５は、先ず、ステップＳ１にて、Ｇセンサ２の出力値（前後または左右方向の加速度の絶対値）が第１閾値以上であるか否か判断する。車両が通常に走行している状態であれば、加速・減速によって前後方向に一定以上の加速度が生じ、カーブを走行することで左右方向に一定以上の加速度が生じる。よって、第１閾値を通常走行時に生じる加速度の大きさに基づいて設定することで、通常運転状態であるか否か判断できる。
【００２０】
制御部５は、ステップＳ１にて、Ｇセンサ２の出力値が第１閾値以上のとき、通常運転状態と判断し、エンジンを通常運転制御する。通常運転制御とは、車両が通常に走行する場合のエンジンの運転制御である。通常運転制御としては、例えば、アクセルの開度、エンジンの回転数（rpm）に基づいて、基本的な燃料噴射量、点火時期を決定し、走行中に、吸気温度、水温、油温等が変動するに応じて、燃料噴射量、点火時期を補正する制御が考えられる。
【００２１】
（一定車速運転状態）
制御部５は、ステップＳ１にて、Ｇセンサ２の出力値が第１閾値未満で、ステップＳ２にて、車輪速度検出部３の出力が有り、ステップＳ３にて、エンジン回転変動検出部４の出力値（エンジン回転変化率）が第２閾値未満のとき、一定車速運転状態と判断し、エンジンを通常運転制御する。
【００２２】
一定車速運転状態としては、例えば、平坦な道路を一定車速で直進している場合、高速道路にてクルーズコントロールを用いて一定車速で走行している場合などが考えられる。これらの場合、エンジンの回転数（rpm）は略一定であり、車輪は回転しており、車両には殆ど加速度が生じない。このため、ステップＳ１がノー、ステップＳ２がイエス、ステップＳ３がノーとなり、一定車速運転状態と判断され、エンジンが通常運転制御される。この通常運転制御には、クルーズコントロールによる制御も含まれる。
【００２３】
（スタック状態）
制御部５は、ステップＳ１にて、Ｇセンサ２の出力値が第１閾値未満で、ステップＳ２にて、車輪速度検出部３の出力が有り、ステップＳ３にて、エンジン回転変動検出部４の出力値が第２閾値以上のとき、スタック状態と判断し、エンジンをスタック中制御で運転する。
【００２４】
車両が雪道や泥道にはまって抜け出せなくなってスタック状態となると、運転者は抜け出そうとしてアクセルのオンオフを繰り返し、車輪が回転するものの、空転（スリップ）し、車体は動かない。このため、ステップＳ１がノー、ステップＳ２がイエス、ステップＳ３がイエスとなり、スタック状態と判断され、エンジンがスタック中制御で運転される。
【００２５】
（スタック中制御）
スタック中制御とは、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるようにエンジンを運転する制御である。スタック中制御は、空燃比（Ａ／Ｆ値）を通常よりも濃くする、点火プラグの点火時期を通常よりも遅らせる、燃料の噴射時期を通常よりも遅らせる、実質的圧縮比が通常よりも低くなるようにバルブの開閉タイミングを制御する、の内の少なくとも一つを行う制御である。これらの制御を単独で或いは複合的に行うことで、通常運転時よりもエンジンの燃焼が緩慢となり、燃焼速度が低下する。
【００２６】
空燃比（Ａ／Ｆ値）を通常よりも濃く（リッチに）する場合、アクセルの開度およびエンジンの回転数（rpm）に基づいて決定された通常の基本的な燃料噴射量に所定の補正係数（１以上２以下）を乗じることで、通常よりもリッチな燃料を噴射する。或いは、通常の噴射量マップとは別のリッチな噴射量マップを用い、アクセルの開度およびエンジンの回転数（rpm）に基づいて、通常よりもリッチな燃料を噴射する。通常よりもリッチな燃料を噴射することで、通常よりも、シリンダ内の温度が下がり、燃焼が緩慢になり、燃焼速度が低下する。
【００２７】
点火プラグの点火時期を通常よりも遅らせる（リタードさせる）場合、アクセルの開度およびエンジンの回転数（rpm）に基づいて決定された通常の基本的な点火時期に所定の補正係数（１以上２以下）を乗じることで、通常よりもリタードさせた点火時期で点火プラグを点火する。或いは、通常の点火時期マップとは別のリタードさせた点火時期マップを用い、アクセルの開度およびエンジンの回転数（rpm）に基づいて、通常よりもリタードさせた点火時期で点火プラグを点火する。このように点火時期をリタードさせることで、通常よりも、燃焼が緩慢になり、燃焼速度が低下する。
【００２８】
インジェクターから噴射される燃料の噴射時期を通常よりも遅らせる場合も、同様に、基本的な噴射時期を補正して遅らせてもよく、別の噴射時期マップを用いて通常よりも遅らせてもよい。このようにインジェクターの噴射時期を遅らせることで、通常よりも、燃焼が緩慢になり、燃焼速度が低下する。なお、一回の行程でインジェクターから噴射される燃料の量を変えることなく噴射回数を通常よりも増やす分割噴射を行うことで、燃焼の緩慢化および燃焼速度の低下を図ってもよい。インジェクターは、ポート噴射でも筒内噴射でもよく、ディーゼルエンジンのインジェクターでもよい。
【００２９】
実質的圧縮比が通常よりも低くなるようにバルブの開閉タイミングを制御する場合、吸気バルブを通常よりも早く閉じる或いは遅く閉じることで、実質的な圧縮比を通常よりも低くする。かかるバルブの開閉タイミングの変更は、例えばカムを切り換えること等で行う。このように実質的圧縮比を低くすることで、通常よりも、燃焼が緩慢になり、燃焼速度が低下する。
【００３０】
（レーシング状態）
制御部５は、ステップＳ１にて、Ｇセンサ２の出力値が第１閾値未満で、ステップＳ２にて、車輪速度検出部３の出力が無く、ステップＳ４にて、エンジン回転変動検出部４の出力値が第３閾値以上のとき、レーシング状態と判断してエンジンをレーシング中制御で運転する。
【００３１】
レーシング状態としては、例えば、停車中にアクセルを急激に踏み込む、或いは、踏み込みと解放を繰り返す場合が考えられる。この場合、車両に加速度が生じず、車輪は回転せず、エンジン回転数（rpm）が大きく変動する。このため、ステップＳ１がノー、ステップＳ２がノー、ステップＳ４がイエスとなり、レーシング状態と判断され、エンジンがレーシング中制御される。
【００３２】
レーシング中制御においては、エンジンの回転速度が一定値以上（例えば6000rpm以上）となったとき、エンジンに供給する燃料をカットする制御がなされる。これにより、停車中にアクセルを踏み込んで空吹かしした際、エンジン回転数が一定値以下に抑えられるので、燃費の悪化が抑えられ騒音も低減できる。
【００３３】
（アイドリング状態）
制御部５は、ステップＳ１にて、Ｇセンサ２の出力値が第１閾値未満で、ステップＳ２にて、車輪速度検出部３の出力が無く、ステップＳ４にて、エンジン回転変動検出部４の出力値が第３閾値未満のとき、アイドリング状態と判断してエンジンを通常運転制御（通常アイドル制御）する。
【００３４】
アイドリング状態としては、例えば、停車中にアクセルが全く踏み込まれない状態が考えられる。この場合、車両に加速度が生じず、車輪は回転せず、エンジン回転数（rpm）がアイドル回転数で安定している。このため、ステップＳ１がノー、ステップＳ２がノー、ステップＳ４がノーとなり、アイドリング状態と判断され、エンジンが通常運転制御（通常アイドル制御）される。
【００３５】
エンジンがアイドリング状態かレーシング状態かの判断は、ステップＳ４において、エンジン回転変動検出部４の出力値（エンジン回転変動率）が第３閾値以上か否かによって判断される。一方、エンジンがスタック状態か一定車速運転状態かの判断は、ステップＳ３において、エンジン回転変動検出部４の出力値（エンジン回転変動率）が第２閾値以上か否かによって判断される。このように、第２閾値と第３閾値とは、それぞれ判断基準が異なるため、原則として異なった値となる。但し、アイドリング状態とレーシング状態とを区別する基準となるエンジン回転変動率と、スタック状態と一定車速運転状態とを区別する基準となるエンジン回転変動率とが同じであれば、第２閾値と第３閾値とを同値にできる。
【００３６】
（作用・効果）
本実施形態に係るエンジンの制御装置１によれば、Ｇセンサ２、車輪速度検出部３およびエンジン回転変動検出部４の検出値に基づいて、車体がスタック状態か否かを判断し、スタック状態と判断したときには、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるスタック中制御でエンジンを運転する。よって、スタック時にエンジンルーム内の温度が過度に上昇し吸気温度が高まった状態でアクセルを踏み込んだ場合であっても、エンジンの異常燃焼を回避できる。
【００３７】
詳述すると、スタック状態となると、運転者は、抜け出そうとして、アクセルのオンオフを繰り返すが、車輪が空転（スリップ）し、車体は動かない。よって、スタック時には、走行風によってエンジンが冷却されない状態で、エンジン回転数が上昇することになり、エンジンルーム内の温度が上昇する。このため、吸気温度が想定温度（通常走行状態で想定し得る最高温度）以上に上昇し、この状態でアクセルを踏み込むと、ノッキングやプレイグニッション等の異常燃焼が発生してしまう。そこで、本実施形態においては、スタック状態と判断されたときには、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるスタック中制御でエンジンを運転することで、ノッキングやプレイグニッション等の異常燃焼を回避し、さらには異常燃焼が繰り返されることによるエンジンの損傷も未然に防止することができる。
【００３８】
ところで、ステップＳ１にてＧセンサ２の出力が第１閾値未満であり、ステップＳ２にて車輪速度検出部３の出力が有る場合、車両が雪道等にスタックして車輪が空回りしているスタック状態の他、車両が直線を一定車速で走行している一定車速運転状態であることも考えられる。そこで、ステップＳ３にて、エンジン回転変動検出部４の出力値（エンジン回転変動率）が第２閾値以上のときスタック状態と判断し、第２閾値未満のとき一定車速運転状態と判断している。これにより、スタック状態と一定車速運転状態とを明確に区別でき、スタック状態の判断精度を高めることができる。この結果、スタック状態のときには、確実に、エンジンの燃焼速度を通常運転時よりも下げるスタック中制御でエンジンを運転してエンジンの破損を防止できると共に、一定車速運転状態のときには、エンジンがスタック中制御で運転されることによる出力不足を回避できる。
【００３９】
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない
【符号の説明】
【００４０】
１  エンジンの制御装置
２  加速度検出部（Ｇセンサ）
３  車輪速度検出部
４  エンジン回転変動検出部
５  制御部
【図１】
2017223183.tif 000003
【図２】
2017223183.tif 000004