JP3734324B2

JP3734324B2 - Vehicle engine control device

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Publication number: JP3734324B2
Application number: JP32414596A
Authority: JP
Inventors: 白井　　和成
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH10159623A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁の開度を電気的に制御する形式の車両用エンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用エンジン制御装置として、スロットル弁をアクセルペダルと連動するリンク機構により直接的に開閉するのではなく、アクセルペダルの操作量（アクセル操作量）を電気的に検出し、その検出したアクセル操作量に応じてスロットル弁の開度をモータ等の電動アクチュエータにより制御する、所謂リンクレス・スロットル方式を採用したエンジン制御装置が実用化されている。
【０００３】
そして、この種のエンジン制御装置では、上記アクチュエータ自身やそれを作動させる駆動回路等の、スロットル弁の駆動制御系が正常であるか否かを常に監視し、異常が発生したと判定すると、上記アクチュエータへの通電を強制的に停止したり、或いはエンジンへの燃料供給を停止する所謂燃料カット等を行うようにしていた。
【０００４】
即ち、通常のエンジン制御では、スロットル弁が開くことでエンジンへ流れる空気の量（吸入空気量）を検出し、その検出した吸入空気量に応じてエンジンへの燃料供給量を決定しているため、スロットル弁の駆動制御系に異常が発生して、スロットル弁が運転者の意図に反して大きく開いてしまうと、それに応じて燃料供給量も増加されてしまい、その結果、運転者の予想以上にエンジントルクが増大してしまう可能性があるからである。
【０００５】
しかしながら、上記の如きフェールセーフを行うように構成したとしても、異常を検出するための異常検出回路等が同時に故障してしまうと、もはや、なすすべがない。
そこで、このような希なケースの不具合をも解決するための技術として、例えば特開昭６３−１４７９４０号公報には、アクセル操作量に応じて燃料供給量の上限値を設定し、車両の運転状態に応じて決定された燃料供給量が上記設定された上限値を越えた場合には、燃料供給量をその上限値に制限する、といった制御を行うことが提案されている。
【０００６】
そして、この技術によれば、スロットル弁の駆動制御系と、それの異常を検出するための異常検出回路とが、同時に故障してしまうといった最悪時でも、エンジントルクが不必要に増大してしまうことを防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示の技術では、運転者によって操作されるアクセルペダルの操作量に基づき燃料供給量の上限値を設定するものであるため、以下のような問題がある。
【０００８】
例えば、運転者により設定された一定速度で車両を走行させる所謂オートクルーズ制御が行われる場合、運転者はアクセルペダルから足を離すため、アクセル操作量が０となる。すると、上記従来技術では、燃料供給量の上限値が極めて低く設定されてしまい、上り坂の走行時などに十分なエンジントルクが得られず、最悪の場合にはエンジンストールしてしまう可能性がある。
【０００９】
また、近年、車両のアンダステアやオーバステアを抑制して走行安定性を向上させる所謂ＶＳＣ（Vehicle Stability Control ）制御が採用されているが、このＶＳＣ制御では、運転者によるブレーキ操作中（通常、この時はアクセル操作量＝０）に、スロットル弁をある程度開いてエンジントルクを増加させる制御が行われることがある。しかしながら、この場合にも、アクセル操作量に基づき燃料供給量の上限値を設定する従来技術では、燃料供給量の上限値が極めて低く設定されてしまい、この結果、エンジントルクを増加させることができずに、車両の走行安定性を向上させることができなくなってしまう。
【００１０】
このように、上記公報に開示の技術では、アクセル操作量に拘らず（アクセルペダルが踏まれていないのに）スロットル弁を開き側に調節する場合がある様々な車両制御と、スロットル弁の駆動制御系に異常が発生してもエンジントルクが不必要に増大しないというフェールセーフ機能とを両立させることができないのである。
【００１１】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、スロットル弁の駆動制御系に異常が発生してもエンジントルクが不必要に増大しないというフェールセーフ機能と、スロットル弁の開度をアクセル操作量以外の車両状態に応じて調節する制御とを、確実に両立させることができる車両用エンジン制御装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた本発明の車両用エンジン制御装置においては、目標開度設定手段が、通常時には、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量に応じてスロットル弁の目標開度を設定し、車両の運転状態が予め定められた特定の状態になった場合には、アクセルペダルの操作量以外の車両状態に応じてスロットル弁の目標開度を設定する。そして、駆動信号出力手段が、目標開度設定手段により設定された目標開度に応じた駆動信号を、スロットル弁駆動用のアクチュエータに出力し、これにより、スロットル弁の開度が、目標開度設定手段にて設定された目標開度に制御される。
【００１３】
一方、燃料供給量算出手段が、スロットル弁により調節される吸入空気量を含むエンジンの運転状態に基づいて、エンジンへの燃料供給量を算出し、また、上限値設定手段が、エンジンへの燃料供給量の上限値を、目標開度設定手段により設定されたスロットル弁の目標開度に応じて、該目標開度が開き側に設定されている場合ほど大きな値に設定する。
【００１４】
そして、制限手段が、燃料供給量算出手段により算出された燃料供給量と上限値設定手段により設定された上限値とを比較して、その算出された燃料供給量が前記上限値を越えた場合には、エンジンへの燃料供給量を前記上限値に制限し、燃料供給手段が、制限手段を介して求められた燃料供給量をエンジンに供給する。
【００１５】
このような本発明の車両用エンジン制御装置によれば、スロットル弁を駆動するアクチュエータ及び該アクチュエータに駆動信号を出力する駆動信号出力手段からなるスロットル弁の駆動制御系が異常になって、スロットル弁が必要以上に大きく開き、エンジンの吸入空気量が増加したとしても、エンジンへの燃料供給量がスロットル弁の目標開度に応じた上限値に制限されるため、エンジントルクが不必要に増大してしまうことを防止することができる。
【００１６】
しかも、本発明の車両用エンジン制御装置においては、スロットル弁の目標開度が、通常時にはアクセルペダルの操作量に応じて設定され、車両の運転状態が予め定められた特定の状態になった場合にはアクセルペダルの操作量以外の車両状態に応じて設定されるが、特に、燃料供給量を制限するための上限値を、スロットル弁の目標開度に応じて、その目標開度が開き側に設定されている場合ほど大きな値に設定するように構成されている。
【００１７】
よって、例えば前述したオートクルーズ制御やＶＳＣ制御などが行われて、アクセルペダルの操作量が０（即ち、アクセルペダルが全閉）であるにも拘らずスロットル弁の目標開度が開き側に設定される場合にも、その目標開度に応じた燃料供給量の上限値が設定されることとなり、前述した従来技術のようにエンジントルクの不足を招くことなく、適切なエンジントルクを得ることができる。
【００１８】
従って、本発明の車両用エンジン制御装置によれば、スロットル弁の駆動制御系に異常が発生してもエンジントルクが不必要に増大しないというフェールセーフ機能と、スロットル弁の開度をアクセルペダルの操作量以外の車両状態に応じて調節する制御とを、高い次元で両立させることができる。
【００１９】
ところで、エンジンの吸入空気量は、スロットル弁の目標開度の変化に対し遅れて変化するため、例えば、ＶＳＣ制御時などにおいてスロットル弁の目標開度が全開から全閉に変化した場合に、燃料供給量の上限値が、急に目標開度が全閉である時の値に設定されると、実際の吸入空気量に対して燃料供給量が不足気味になり、エンジンに失火が発生してしまう可能性がある。
【００２０】
そこで、請求項２に記載のように、上限値変化調節手段を設け、この上限値変化調節手段が、少なくとも目標開度設定手段により設定されたスロットル弁の目標開度が閉じ側に変化した場合に、上限値設定手段により設定されて制限手段で用いられる前記上限値を緩やかに変化させるようにすれば、上記のようにスロットル弁の目標開度が急に閉じ側に変化した場合のエンジンの失火を確実に防止することができ、一層大きな効果を得ることができる。
【００２１】
尚、上限値変化調節手段は、燃料供給量の上限値を常に緩やかに変化させるようにしても良いが、スロットル弁の目標開度が閉じ側に変化した場合にのみ、燃料供給量の上限値を緩やかに変化させる（即ち、上限値を緩やかに小さくする）ようにしても良い。
【００２２】
また、スロットル弁の目標開度が急に閉じ側に変化した場合のエンジンの失火を防止するには、請求項３に記載のように、目標開度設定手段により設定されたスロットル弁の目標開度が閉じ側に変化した場合に、制限手段による前記燃料供給量の制限を禁止する制限動作禁止手段、を設けるようにしても良い。
【００２３】
尚、このような制限動作禁止手段を設けた構成では、目標開度が閉じ側に変化している場合に、スロットル弁の駆動制御系に異常が生じてスロットル弁が必要以上に開きエンジンの吸入空気量が増加すると、それに伴い燃料供給量も増加されてエンジントルクが増大することとなるが、目標開度の閉じ側への変化が終われば、即座に燃料供給量が制限されて大事に至ることが防止される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記のものに何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００２５】
［第１実施形態］
まず、図１は、第１実施形態の車両用エンジン制御装置を、エンジン２のシステム全体と共に表す構成図である。尚、本実施形態のエンジン２は、シリンダを４個備えた所謂４気筒エンジンであり、このエンジン２が搭載される車両は、後輪を駆動輪として備える所謂後輪駆動車である。
【００２６】
図１に示す如く、エンジン２には吸気通路４と排気通路６とが設けられており、吸気通路４には、エンジン２に吸入される空気量（吸入空気量）を調節するためのスロットル弁８が設けられ、その上流側には、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１０が設けられている。
【００２７】
そして、吸気通路４の外壁には、スロットル弁８の回転軸とギアを介して連結された回転子を有するモータ１２が設けられており、スロットル弁８は、このモータ１２によって開閉される。また、スロットル弁８の回転軸には、スロットル弁８を全閉方向に付勢するリターンスプリング１４と、スロットル弁８の実開度（スロットル開度）を検出するためのスロットル開度センサ１６とが設けられている。
【００２８】
そして更に、吸気通路４におけるエンジン２の近傍には、各気筒毎に燃料を噴射する電磁式の燃料噴射弁１８が設けられており、この燃料噴射弁１８及び上記モータ１２は、エンジン制御用電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）２０により駆動される。
【００２９】
エンジンＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２０ａ，ＲＯＭ２０ｂ，ＲＡＭ２０ｃ等からなる周知のマイクロコンピュータを主要部として構成されており、そのマイクロコンピュータからの指令に応じてモータ１２及び燃料噴射弁１８のそれぞれに駆動信号を出力する駆動回路も備えている。
【００３０】
そして、このエンジンＥＣＵ２０には、上記エアフロメータ１０及びスロットル開度センサ１６を始め、車両の運転者により踏込み操作されるアクセルペダル２２の操作量であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２４、エンジン２の回転数（エンジン回転数）を検出する回転数センサ２６、エンジン２の冷却水温を検出する水温センサ２８、及び排気中に残存する酸素の濃度を検出する空燃比センサ３０など、エンジン２の運転状態を検出するための様々なセンサからのセンサ信号が入力されている。また、エンジンＥＣＵ２０には、運転者により設定された一定速度で車両を走行させる、所謂オートクルーズ制御用の車速設定スイッチ３２からの信号も入力されている。
【００３１】
そして更に、エンジンＥＣＵ２０には、車両のアンダステアやオーバステアを抑制して走行安定性を向上させる、所謂ＶＳＣ制御を行うＶＳＣ制御用電子制御装置（以下、ＶＳＣ・ＥＣＵという）３４と、自動変速機３６の変速制御を行う変速機制御用電子制御装置（以下、ＥＣＴ・ＥＣＵという）３８とが、通信線４０を介して接続されている。尚、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４とＥＣＴ・ＥＣＵ３８も、エンジンＥＣＵ２０と同様に、周知のマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００３２】
ここで、エンジンＥＣＵ２０とＶＳＣ・ＥＣＵ３４とＥＣＴ・ＥＣＵ３８は、通信線４０を介してシリアル通信を行うことにより、各自に入力されているセンサ信号や各自で演算した制御情報などを共有するように構成されている。
そして、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４は、車両の横加速度を検出する横加速度センサ４４や各車輪にそれぞれ設けられた車輪速センサ４６などからのセンサ信号に基づき車両の旋回状態を検出し、その検出した旋回状態に応じて、各車輪のブレーキ装置（図示省略）を制御すると共に、エンジンＥＣＵ２０へＶＳＣ制御を行う上でのスロットル弁８の目標開度（以下、ＶＳＣ制御による目標開度という）を送信して、エンジンＥＣＵ２０にスロットル弁８の開度を制御させる。
【００３３】
例えば、車両がオーバステア傾向の時には、左右のうちの一方側の車輪にブレーキをかけて車両姿勢を安定させ、また、運転者によるブレーキ操作中にアンダーステアが生じた時には、スロットル弁８を開いてエンジントルクを増加させることで車両姿勢を安定させる。また更に、運転者によるアクセルペダル２２の操作量（アクセル開度）が大き過ぎてパワーオーバステアが生じた場合などには、スロットル弁８を強制的に閉じる場合もある。
【００３４】
一方、ＥＣＴ・ＥＣＵ３８は、シフトレバーに設けられた変速スイッチ４８からの信号や、シリアル通信により他のＥＣＵ２０，３４から取得した情報（主に、エンジンＥＣＵ２０からのアクセル開度と、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４にて車輪速センサ４６の信号に基づき演算される車速）に応じて、自動変速機３６のギアを制御すると共に、エンジンＥＣＵ２０へ自動変速機制御を行う上でのスロットル弁８の目標開度（以下、ＥＣＴ制御による目標開度という）を送信して、エンジンＥＣＵ２０にスロットル弁８の開度を制御させる。
【００３５】
例えば、運転者がアクセルペダルを離した時に自動変速機３６をシフトダウンさせるが、この時には、急なエンジンブレーキが効かないように、スロットル弁８を開いてエンジントルクを増加させる。また、自動変速機３６を保護するために、スロットル弁８を閉じる場合もある。
【００３６】
そして、エンジンＥＣＵ２０は、スロットル開度センサ１６により検出されるスロットル開度が、内部的に設定したスロットル弁８の目標開度となるように、モータ１２を駆動するのであるが、通常時には、アクセル開度センサ２４により検出されるアクセル開度に応じて、スロットル弁８の目標開度を設定し、また、車両が所定速度（例えば６０ｋｍ／ｈ）以上で走行している時に車速設定スイッチ３２が押されると、その時の車速を記憶して、実際の車速が上記記憶した車速となるようにスロットル弁８の目標開度を設定する、オートクルーズ制御を行う。尚、以下の説明では、アクセル開度に応じて設定されるスロットル弁８の目標開度を、アクセル開度に基づく目標開度といい、オートクルーズ制御のために設定されるスロットル弁８の目標開度を、クルーズ制御による目標開度という。
【００３７】
また更に、エンジンＥＣＵ２０は、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４からのＶＳＣ制御による目標開度、或いは、ＥＣＴ・ＥＣＵ３８からのＥＣＴ制御による目標開度を受信した場合には、その受信した目標開度を、アクセル開度に基づく目標開度及びクルーズ制御による目標開度よりも優先させてモータ１２の駆動に用いる。
【００３８】
一方また、エンジンＥＣＵ２０は、エアフロメータ１０によって検出されるエンジン２の吸入空気量を始め、回転数センサ２６により検出されるエンジン回転数、水温センサ２８により検出される冷却水温、及び空燃比センサ３０により検出される排気中の酸素濃度などに基づき、エンジン２への燃料供給量としての燃料噴射量を算出し、その算出した燃料噴射量に応じて燃料噴射弁１８を駆動する。そして、このように燃料噴射弁１８が駆動されることで、上記算出した燃料噴射量に相当する燃料がエンジン２に供給される。
【００３９】
そこで次に、モータ１２（スロットル弁８）と燃料噴射弁１８を駆動するためにエンジンＥＣＵ２０で実行される本第１実施形態に特有の処理について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。尚、図３の処理は、所定時間（例えば８ｍｓ）毎に繰り返して実行される。
【００４０】
図３に示すように、エンジンＥＣＵ２０が当該処理の実行を開始すると、最初のステップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１１０にて、モータ１２を駆動するのに用いるスロットル弁８の目標開度を、以下の手順で設定する。
まず、アクセル開度センサ２４により検出されるアクセル開度に応じて、アクセル開度に基づく目標開度を求める。尚、このアクセル開度に基づく目標開度は、アクセル開度とスロットル弁８の目標開度との関係を示すＲＯＭ２０ｂ内のデータマップを参照することで求められる。
【００４１】
また、オートクルーズ制御時には、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４にて車輪速センサ４６の信号に基づき演算される実際の車速が、車速設定スイッチ３２の操作により設定された車速となるように、クルーズ制御による目標開度を求める。
そして、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４からのＶＳＣ制御による目標開度、及びＥＣＴ・ＥＣＵ３８からのＥＣＴ制御による目標開度を受信していない場合、即ち、ＶＳＣ制御によるスロットル弁８の開度調節と自動変速機制御によるスロットル弁８の開度調節とを行わない場合には、上記求めたアクセル開度に基づく目標開度とクルーズ制御による目標開度とのうちで開度が大きい方を、モータ１２を駆動するのに用いる目標開度として設定する。
【００４２】
また、ＥＣＴ・ＥＣＵ３８からＥＣＴ制御による目標開度を受信した場合には、上記求めたアクセル開度に基づく目標開度及びクルーズ制御による目標開度よりも優先して、その受信したＥＣＴ制御による目標開度を、モータ１２を駆動するのに用いる目標開度として設定する。
【００４３】
また更に、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４からＶＳＣ制御による目標開度を受信した場合には、アクセル開度に基づく目標開度、クルーズ制御による目標開度、及びＥＣＴ制御による目標開度の全ての目標開度よりも優先して、その受信したＶＳＣ制御による目標開度を、モータ１２を駆動するのに用いる目標開度として設定する。
【００４４】
つまり、モータ１２を駆動するのに実際に用いられる目標開度の優先度は、ＶＳＣ制御による目標開度が最優先であり、次に、ＥＣＴ制御による目標開度が優先され、ＶＳＣ制御及び自動変速機制御によるスロットル弁８の開度調節を行わない場合には、アクセル開度に基づく目標開度とクルーズ制御による目標開度とのうちで開度の大きい方が優先される。
【００４５】
尚、図示はされていないが、エンジンＥＣＵ２０では、図３の処理と並行して、所定時間毎にモータ１２を駆動するためのモータ駆動処理が実行されており、上記Ｓ１１０で設定されたスロットル弁８の目標開度は、そのモータ駆動処理で参照される。そして、このモータ駆動処理が実行されることにより、スロットル開度センサ１６により検出されるスロットル開度が上記Ｓ１１０で設定した目標開度となるように、モータ１２へ駆動信号が出力される。
【００４６】
また、本実施形態では、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４が車輪速センサ４６からの信号に基づき実際の車速を演算し、エンジンＥＣＵ２０及びＥＣＴ・ＥＣＵ３８は、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４からシリアル通信によって車速を得る構成を採っているが、車輪速センサ４６或いは車速を検出するための他の車速センサを、エンジンＥＣＵ２０とＥＣＴ・ＥＣＵ３８にそれぞれ入力するようにし、エンジンＥＣＵ２０とＥＣＴ・ＥＣＵ３８が各自で車速を検出するようにしても良い。
【００４７】
次に、Ｓ１１０で上記の如くスロットル弁８の目標開度を設定したら、続くＳ１２０にて、Ｓ１１０で設定した目標開度から、図２に示す如くＲＯＭ２０ｂに予め格納されたデータマップを用いて、燃料供給量の上限値としての最大噴射量を求める。尚、図２のデータマップは、スロットル弁８の目標開度と最大噴射量との関係を示すものであり、目標開度が開き側に設定されている場合ほど、最大噴射量が大きな値に設定されるようになっている。また、図２は、当該データマップのイメージを表すものであり、実際のデータマップは、ＲＯＭ２０ｂ内に２進データ化されて記憶されている。
【００４８】
このようにして最大噴射量を求めたら、続くＳ１３０にて、エアフロメータ１０を始めとする各種センサ２６，２８，３０からのセンサ信号を取り込み、吸入空気量などのエンジン２の運転状態を検出する。そして、続くＳ１４０にて、Ｓ１３０で検出した吸入空気量などの運転状態に基づき、エンジン２への燃料噴射量を算出する。
【００４９】
そして、続くＳ１５０にて、Ｓ１４０で求めた燃料噴射量とＳ１２０で求めた最大噴射量とを比較し、燃料噴射量が最大噴射量よりも大きい場合には、Ｓ１６０に進んで、Ｓ１２０で求めた最大噴射量を、燃料噴射弁１８を駆動するのに用いる燃料噴射量として設定し、その後、当該処理を終了する。
【００５０】
また、Ｓ１５０にて、Ｓ１４０で求めた燃料噴射量が最大噴射量よりも大きくないと判定した場合には、そのまま当該処理を終了し、これにより、Ｓ１４０で求めた燃料噴射量が燃料噴射弁１８を駆動するのに用いる燃料噴射量として設定される。
【００５１】
そして、図示はされていないが、エンジンＥＣＵ２０では、図３の処理と並行に且つエンジン２の回転に同期して、燃料噴射弁１８を駆動するための噴射弁駆動処理が実行されており、前述の如く燃料噴射弁１８を駆動するのに用いる燃料噴射量として設定された燃料噴射量は、その噴射弁駆動処理で参照される。そして、この噴射弁駆動処理が実行されることにより、燃料噴射弁１８が上記設定された燃料噴射量に相当する時間だけ開弁されて、エンジン２に燃料が供給される。
【００５２】
尚、本第１実施形態では、モータ１２がアクチュエータに相当し、ＶＳＣ・ＥＣＵ３４でＶＳＣ制御による目標開度を求めるために行われる処理と、ＥＣＴ・ＥＣＵ３８でＥＣＴ制御による目標開度を求めるために行われる処理と、Ｓ１１０の処理とが目標開度設定手段に相当し、エンジンＥＣＵ２０にてモータ１２に駆動信号を出力するために設けられた駆動回路と、前述したモータ駆動処理とが駆動信号出力手段に相当し、Ｓ１３０及びＳ１４０の処理が燃料供給量算出手段に相当し、Ｓ１２０の処理が上限値設定手段に相当し、Ｓ１５０及びＳ１６０の処理が制限手段に相当し、燃料噴射弁１８と、前述した噴射弁駆動処理とが燃料供給手段に相当している。
【００５３】
以上詳述したように、本第１実施形態の車両用エンジン制御装置では、図４に示すように、アクセル開度に基づく目標開度と、アクセル開度以外の車両状態に応じて求められるクルーズ制御による目標開度、ＶＳＣ制御による目標開度、及びＥＣＴ制御による目標開度とのうちの何れかを、モータ１２を駆動するのに用いるスロットル弁８の目標開度として選択・設定するようにしている。
【００５４】
即ち、オートクルーズ制御、ＶＳＣ制御、及び自動変速機制御によるスロットル弁８の開度調節を行わない通常時には、アクセル開度に基づく目標開度を、スロットル弁８の目標開度として設定し、クルーズ制御時にてアクセル開度に基づく目標開度よりもクルーズ制御による目標開度の方が大きい場合、車両旋回時に車両がアンダステア傾向やオーバステア傾向になってＶＳＣ制御によるスロットル弁８の開度調節を行う場合、或いは、自動変速機３６の変速制御に伴いスロットル弁８の開度調節を行う場合には、アクセル開度に拘らないクルーズ制御による目標開度、ＶＳＣ制御による目標開度、及びＥＣＴ制御による目標開度のうちの何れかを、スロットル弁８の目標開度として設定するようにしている。
【００５５】
そして、燃料噴射量を制限するための最大噴射量を、上記のように設定したスロットル弁８の目標開度に応じて、その目標開度が開き側に設定されている場合ほど大きな値に設定し、吸入空気量などのエンジン２の運転状態に応じて求めた燃料噴射量を上記最大噴射量に制限するようにしている。
【００５６】
このような本第１実施形態の車両用エンジン制御装置によれば、スロットル弁８を駆動するモータ１２及びモータ１２に駆動信号を出力する駆動回路からなるスロットル弁８の駆動制御系が異常になって、スロットル弁８が必要以上に大きく開き、エンジン２の吸入空気量が増加したとしても、エンジン２への燃料噴射量がスロットル弁８の目標開度に応じた最大噴射量に制限されるため、エンジントルクが不必要に増大してしまうことを防止することができる。
【００５７】
しかも、本第１実施形態の車両用エンジン制御装置においては、燃料噴射量を制限するための最大噴射量を、スロットル弁８の目標開度に応じて設定するようにしている。
このため、オートクルーズ制御、ＶＳＣ制御、及び自動変速機制御が行われて、アクセル開度が０（即ち、アクセルペダル２２が全閉）であるにも拘らずスロットル弁８の目標開度が開き側に設定される場合にも、その目標開度に応じた最大噴射量が設定されて適切な燃料噴射量が確保されることとなり、前述した公報に開示の従来技術のようにエンジントルクの不足を招くことなく、適切なエンジントルクを得ることができる。
【００５８】
従って、本第１実施形態の車両用エンジン制御装置によれば、スロットル弁８の駆動制御系に異常が発生してもエンジントルクが不必要に増大しないというフェールセーフ機能と、スロットル弁８の開度をアクセル開度以外の車両状態に応じて調節するオートクルーズ制御、ＶＳＣ制御、及び自動変速機制御とを、高い次元で両立させることができる。
【００５９】
［第２実施形態］
ところで、エンジン２の吸入空気量は、スロットル弁８の目標開度の変化に対し遅れて変化するため、例えば、ＶＳＣ制御時においてスロットル弁８の目標開度が全開から全閉に変化した場合に、燃料噴射量の上限値である最大噴射量が、急に目標開度が全閉である時の値に設定されると、実際の吸入空気量に対して燃料噴射量が不足気味になり、エンジン２に失火が発生してしまう可能性がある。
【００６０】
そこで、以下に説明する第２実施形態のように構成すれば、スロットル弁８の目標開度が急に閉じ側に変化した場合のエンジン２の失火を確実に防止することができる。
第２実施形態の車両用エンジン制御装置は、第１実施形態に対し、エンジンＥＣＵ２０にて図５に示す処理が実行される点だけが異なっている。尚、図５の処理は、図３の処理に代えて実行されるものであり、この処理も所定時間（例えば８ｍｓ）毎に繰り返し実行される。
【００６１】
即ち、エンジンＥＣＵ２０が図５の処理の実行を開始すると、まずＳ２１０にて、図３のＳ１１０と全く同様の手順で、モータ１２を駆動するのに用いるスロットル弁８の目標開度を設定する。そして、続くＳ２２０にて、図３のＳ１２０と同様に、上記Ｓ２１０で設定した目標開度から図２に示したデータマップを用いて最大噴射量を求めるのであるが、本第２実施形態では、その求めた最大噴射量を、仮の最大噴射量ｔＦＭＡＸとして設定する。
【００６２】
そして、続くＳ２２５にて、上記Ｓ２２０で設定した仮の最大噴射量ｔＦＭＡＸから、下記の式１を用いて、今回の処理で燃料噴射量を制限するのに実際に用いる最大噴射量ＦＭＡＸn を求める。尚、式１において、「α」は、０から１までの値に予め設定された定数であり、「ＦＭＡＸn-1 」は、前回の当該Ｓ２２５で求めた最大噴射量である。
【００６３】
【数１】
ＦＭＡＸn ＝（１−α）×ＦＭＡＸn-1 ＋ α×ｔＦＭＡＸ …（式１）
このようにして最大噴射量ＦＭＡＸn を求めたら、続くＳ２３０にて、図３のＳ１３０と全く同様の手順で、エンジン２の運転状態を検出し、更に続くＳ２４０にて、図３のＳ１４０と同様に、Ｓ２３０で検出した吸入空気量などの運転状態に基づき、エンジン２への燃料噴射量を算出する。
【００６４】
そして、続くＳ２５０及びＳ２６０にて、図３のＳ１５０及びＳ１６０と同様に、燃料噴射量を制限するための処理を行う。
具体的には、Ｓ２５０にて、Ｓ２４０で求めた燃料噴射量とＳ２２５で求めた最大噴射量ＦＭＡＸn とを比較し、燃料噴射量が最大噴射量ＦＭＡＸn よりも大きい場合には、続くＳ２６０にて、Ｓ２２５で求めた最大噴射量ＦＭＡＸn を、燃料噴射弁１８を駆動するのに用いる燃料噴射量として設定し、その後、当該処理を終了する。また、Ｓ２５０にて、Ｓ２４０で求めた燃料噴射量が最大噴射量ＦＭＡＸn よりも大きくないと判定した場合には、そのまま当該処理を終了し、これにより、Ｓ２４０で求めた燃料噴射量が燃料噴射弁１８を駆動するのに用いる燃料噴射量として設定される。
【００６５】
つまり、本第２実施形態においては、スロットル弁８の目標開度に応じて求めた最新の最大噴射量ｔＦＭＡＸに対し、上記式１を適用して、燃料噴射量を制限するのに実際に用いる最大噴射量ＦＭＡＸn を求めることにより、上記最大噴射量ｔＦＭＡＸが変化した場合の実際の最大噴射量ＦＭＡＸn に対する影響を抑制するようにしている。換言すれば、最大噴射量ｔＦＭＡＸをなまして、実際の最大噴射量ＦＭＡＸn を設定するようにしている。
【００６６】
このような第２実施形態の車両用エンジン制御装置によれば、ＶＳＣ制御時などにおいてスロットル弁８の目標開度が急に閉じ側に変化しても、最大噴射量ＦＭＡＸn は緩やかに変化する（緩やかに小さくなる）ため、エンジン２への燃料噴射量が不足気味になることが防止され、この結果、スロットル弁８の目標開度が急に閉じ側に変化した場合のエンジン２の失火を確実に防止することができ、一層大きな効果を得ることができる。
【００６７】
尚、本第２実施形態では、図５におけるＳ２２５の処理が上限値変化調節手段に相当している。
また、本第２実施形態では、最大噴射量ＦＭＡＸn を常に緩やかに変化させるようにしているが、スロットル弁８の目標開度が閉じ側に変化した場合にのみ、Ｓ２２５の処理を実行して最大噴射量ＦＭＡＸn を緩やかに変化させる（即ち、緩やかに小さくする）ようにしても良い。
【００６８】
［第３実施形態］
一方、スロットル弁８の目標開度が急に閉じ側に変化した場合のエンジン２の失火を防止するには、以下に説明する第３実施形態のようにしても良い。
第３実施形態の車両用エンジン制御装置は、第１実施形態に対し、エンジンＥＣＵ２０にて図６に示す処理が実行される点だけが異なっている。尚、図６の処理は、図３の処理に代えて実行されるものであり、この処理も所定時間（例えば８ｍｓ）毎に繰り返し実行される。また、図６において、図３と同じ処理内容については、同一のステップ番号を付しているため、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
即ち、図６に示すように、第３実施形態のエンジンＥＣＵ２０で実行される処理においては、Ｓ１４０で燃料噴射量を求めた後、続く追加のＳ１４５にて、Ｓ１１０で設定されたスロットル弁８の目標開度が閉じ側に変化したか否かを判定し、目標開度が閉じ側に変化した場合には、Ｓ１５０及びＳ１６０の燃料噴射量を制限するための処理を行うことなく、そのまま当該図６の処理を終了するようにしている。
【００７０】
そして、このような第３実施形態の車両用エンジン制御装置によっても、ＶＳＣ制御時などにおいてスロットル弁８の目標開度が急に閉じ側に変化した場合に、実際の吸入空気量に対して燃料噴射量が不足気味になることが防止され、この結果、エンジン２の失火を防止することができる。
【００７１】
尚、本第３実施形態においては、図６におけるＳ１４５の処理が制限動作禁止手段に相当している。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のシステム構成全体を表す構成図である。
【図２】スロットル弁目標開度に応じて燃料の最大噴射量を設定するためのデータマップを説明する説明図である。
【図３】図１のエンジンＥＣＵで実行される処理を表すフローチャートである。
【図４】スロットル弁目標開度の設定手順を表す説明図である。
【図５】第２実施形態のエンジンＥＣＵで実行される処理を表すフローチャートである。
【図６】第３実施形態のエンジンＥＣＵで実行される処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
２…エンジン４…吸気通路６…排気通路８…スロットル弁
１０…エアフロメータ１２…モータ１４…リターンスプリング
１６…スロットル開度センサ１８…燃料噴射弁
２０…エンジン制御用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）２０ａ…ＣＰＵ
２０ｂ…ＲＯＭ２０ｃ…ＲＡＭ２２…アクセルペダル
２４…アクセル開度センサ２６…回転数センサ２８…水温センサ
３０…空燃比センサ３２…車速設定スイッチ
３４…ＶＳＣ制御用電子制御装置（ＶＳＣ・ＥＣＵ）３６…自動変速機
３８…変速機制御用電子制御装置（ＥＣＴ・ＥＣＵ）４０…通信線
４４…横加速度センサ４６…車輪速センサ４８…変速スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular engine control device that electrically controls the opening of a throttle valve.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a vehicular engine control device, the throttle valve is not directly opened and closed by a link mechanism interlocked with the accelerator pedal, but the operation amount of the accelerator pedal (accelerator operation amount) is electrically detected and detected. An engine control apparatus employing a so-called linkless throttle system in which the opening degree of a throttle valve is controlled by an electric actuator such as a motor in accordance with an accelerator operation amount has been put into practical use.
[0003]
And in this type of engine control device, it is always monitored whether or not the drive control system of the throttle valve, such as the actuator itself and the drive circuit for operating the actuator, is normal, and when it is determined that an abnormality has occurred, For example, the energization of the actuator is forcibly stopped or the so-called fuel cut for stopping the fuel supply to the engine is performed.
[0004]
That is, in normal engine control, the amount of air flowing into the engine (intake air amount) is detected by opening the throttle valve, and the fuel supply amount to the engine is determined according to the detected intake air amount. If the throttle valve drive control system malfunctions and the throttle valve opens greatly against the driver's intention, the fuel supply amount will increase accordingly. This is because the engine torque may increase.
[0005]
However, even if it is configured to perform the fail-safe as described above, if the abnormality detection circuit for detecting an abnormality breaks down at the same time, there is no longer anything to do.
Therefore, as a technique for solving such a rare case defect, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-147940, an upper limit value of the fuel supply amount is set in accordance with the accelerator operation amount, and the vehicle is operated. When the fuel supply amount determined according to the state exceeds the set upper limit value, it has been proposed to perform control such as limiting the fuel supply amount to the upper limit value.
[0006]
According to this technique, the engine torque is unnecessarily increased even in the worst case such that the drive control system of the throttle valve and the abnormality detection circuit for detecting abnormality thereof are simultaneously broken. This can be prevented.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique disclosed in the above publication has the following problems because the upper limit value of the fuel supply amount is set based on the operation amount of the accelerator pedal operated by the driver.
[0008]
For example, when so-called auto-cruise control is performed in which the vehicle travels at a constant speed set by the driver, the driver releases his / her foot from the accelerator pedal, so the accelerator operation amount becomes zero. Then, in the above-described conventional technology, the upper limit value of the fuel supply amount is set to be extremely low, and sufficient engine torque cannot be obtained when traveling uphill, and the engine may stall in the worst case. is there.
[0009]
In recent years, so-called VSC (Vehicle Stability Control) control has been adopted in which vehicle stability is improved by suppressing understeer and oversteer of the vehicle. In this VSC control, the driver is operating a brake (usually at this time). When the accelerator operation amount is 0), the throttle valve may be opened to some extent to increase the engine torque. However, even in this case, in the conventional technique in which the upper limit value of the fuel supply amount is set based on the accelerator operation amount, the upper limit value of the fuel supply amount is set extremely low, and as a result, the engine torque can be increased. Without being able to improve the running stability of the vehicle.
[0010]
As described above, in the technique disclosed in the above publication, various vehicle controls that may adjust the throttle valve to the open side regardless of the amount of accelerator operation (even when the accelerator pedal is not depressed), and driving of the throttle valve Even if an abnormality occurs in the control system, a fail-safe function that does not unnecessarily increase engine torque cannot be achieved.
[0011]
The present invention has been made in view of these problems, and provides a fail-safe function in which the engine torque does not increase unnecessarily even when an abnormality occurs in the drive control system of the throttle valve, and the throttle valve opening is controlled by the amount of accelerator operation. It is an object of the present invention to provide a vehicular engine control device that can reliably achieve control that is adjusted in accordance with vehicle conditions other than the above.
[0012]
[Means for solving the problems and effects of the invention]
In the vehicle engine control apparatus of the present invention made to achieve the above object, the target opening setting means normally has a target opening of the throttle valve according to the amount of operation of the accelerator pedal operated by the driver. And the target opening of the throttle valve is set according to the vehicle state other than the operation amount of the accelerator pedal. Then, the drive signal output means outputs a drive signal corresponding to the target opening set by the target opening setting means to the actuator for driving the throttle valve, so that the throttle valve opening becomes the target opening. The target opening set by the setting means is controlled.
[0013]
On the other hand, the fuel supply amount calculating means calculates the fuel supply amount to the engine based on the operating state of the engine including the intake air amount adjusted by the throttle valve, and the upper limit setting means is the fuel supply to the engine. The upper limit value of the supply amount is set to a larger value in accordance with the target opening of the throttle valve set by the target opening setting means as the target opening is set to the open side.
[0014]
When the limiting means compares the fuel supply amount calculated by the fuel supply amount calculating means with the upper limit value set by the upper limit value setting means, and the calculated fuel supply amount exceeds the upper limit value. The fuel supply amount to the engine is limited to the upper limit value, and the fuel supply means supplies the fuel supply amount obtained through the restriction means to the engine.
[0015]
According to such a vehicle engine control apparatus of the present invention, the throttle valve drive control system comprising the actuator for driving the throttle valve and the drive signal output means for outputting a drive signal to the actuator becomes abnormal. Even if the engine opens more than necessary and the intake air amount of the engine increases, the amount of fuel supplied to the engine is limited to the upper limit value according to the target opening of the throttle valve, so the engine torque increases unnecessarily. Can be prevented.
[0016]
Moreover, in the vehicle engine control device of the present invention, when the target opening of the throttle valve is normally set according to the amount of operation of the accelerator pedal, and the driving state of the vehicle is in a predetermined specific state Is set according to the vehicle state other than the amount of operation of the accelerator pedal, but in particular, the upper limit value for limiting the fuel supply amount is set to the open side according to the target opening of the throttle valve. The larger the value is set, the larger the value is set.
[0017]
Therefore, for example, the above-described auto cruise control or VSC control is performed, and the target opening of the throttle valve is set to the open side even though the operation amount of the accelerator pedal is 0 (that is, the accelerator pedal is fully closed). In this case, the upper limit value of the fuel supply amount corresponding to the target opening is set, and an appropriate engine torque can be obtained without causing a shortage of the engine torque as in the prior art described above. it can.
[0018]
Therefore, according to the vehicle engine control apparatus of the present invention, the fail-safe function that the engine torque does not increase unnecessarily even if an abnormality occurs in the drive control system of the throttle valve, and the opening degree of the throttle valve is controlled by the accelerator pedal. Control that adjusts according to the vehicle state other than the operation amount can be made compatible at a high level.
[0019]
Incidentally, since the intake air amount of the engine changes with a delay with respect to the change in the target opening of the throttle valve, for example, when the target opening of the throttle valve changes from fully open to fully closed during VSC control or the like. If the upper limit of the supply amount is suddenly set to the value when the target opening is fully closed, the fuel supply amount will be insufficient with respect to the actual intake air amount, and the engine will misfire. There is a possibility.
[0020]
Therefore, as described in claim 2, when the upper limit value change adjusting means is provided, and the upper limit value change adjusting means at least changes the target opening of the throttle valve set by the target opening setting means to the closed side In addition, if the upper limit value set by the upper limit value setting means and used by the limiting means is gradually changed, the engine of the engine when the target opening of the throttle valve suddenly changes to the closing side as described above. Misfire can be reliably prevented, and a greater effect can be obtained.
[0021]
The upper limit value change adjusting means may always gradually change the upper limit value of the fuel supply amount, but only when the target opening of the throttle valve changes to the closing side, the upper limit value of the fuel supply amount. May be gradually changed (that is, the upper limit value is gradually reduced).
[0022]
In order to prevent engine misfire when the target opening of the throttle valve suddenly changes to the closing side, the target opening of the throttle valve set by the target opening setting means as set forth in claim 3. Limiting operation prohibiting means for prohibiting the restriction of the fuel supply amount by the limiting means when the degree changes to the closing side may be provided.
[0023]
In the configuration provided with such restricting operation prohibiting means, when the target opening degree changes to the closed side, an abnormality occurs in the drive control system of the throttle valve, and the throttle valve opens more than necessary. When the air amount increases, the fuel supply amount increases accordingly, and the engine torque increases. However, when the change of the target opening degree to the closing side is finished, the fuel supply amount is immediately limited and becomes important. It is prevented.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Needless to say, the embodiments of the present invention are not limited to the following, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
[0025]
[First Embodiment]
First, FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the vehicle engine control device of the first embodiment together with the entire system of the engine 2. The engine 2 of the present embodiment is a so-called four-cylinder engine having four cylinders, and the vehicle on which the engine 2 is mounted is a so-called rear wheel drive vehicle having rear wheels as drive wheels.
[0026]
As shown in FIG. 1, the engine 2 is provided with an intake passage 4 and an exhaust passage 6, and a throttle valve for adjusting the amount of air taken into the engine 2 (intake air amount) is provided in the intake passage 4. 8 is provided, and an air flow meter 10 for detecting the intake air amount is provided upstream thereof.
[0027]
A motor 12 having a rotor connected to the rotating shaft of the throttle valve 8 via a gear is provided on the outer wall of the intake passage 4. The throttle valve 8 is opened and closed by the motor 12. Further, on the rotating shaft of the throttle valve 8, a return spring 14 for urging the throttle valve 8 in the fully closed direction, a throttle opening sensor 16 for detecting the actual opening (throttle opening) of the throttle valve 8, and Is provided.
[0028]
Further, an electromagnetic fuel injection valve 18 for injecting fuel for each cylinder is provided in the vicinity of the engine 2 in the intake passage 4, and the fuel injection valve 18 and the motor 12 are engine control electronics. It is driven by a control device (hereinafter referred to as engine ECU) 20.
[0029]
The engine ECU 20 is composed mainly of a well-known microcomputer comprising a CPU 20a, ROM 20b, RAM 20c and the like, and outputs a drive signal to each of the motor 12 and the fuel injection valve 18 in response to a command from the microcomputer. It also has a circuit.
[0030]
The engine ECU 20 includes an accelerator opening sensor 24 that detects an accelerator opening that is an operation amount of an accelerator pedal 22 that is depressed by a driver of the vehicle, including the air flow meter 10 and the throttle opening sensor 16. The engine 2 includes a rotation speed sensor 26 that detects the rotation speed of the engine 2 (engine rotation speed), a water temperature sensor 28 that detects the cooling water temperature of the engine 2, and an air-fuel ratio sensor 30 that detects the concentration of oxygen remaining in the exhaust gas. Sensor signals from various sensors for detecting the driving state are input. The engine ECU 20 also receives a signal from a vehicle speed setting switch 32 for so-called auto-cruise control that causes the vehicle to travel at a constant speed set by the driver.
[0031]
Further, the engine ECU 20 includes a VSC control electronic control device (hereinafter referred to as VSC / ECU) 34 that performs so-called VSC control that suppresses understeer and oversteer of the vehicle to improve running stability, and an automatic transmission 36. A transmission control electronic control unit (hereinafter referred to as ECT / ECU) 38 for performing the shift control is connected via a communication line 40. The VSC / ECU 34 and the ECT / ECU 38 are also configured with a known microcomputer as a main part, like the engine ECU 20.
[0032]
Here, the engine ECU 20, the VSC / ECU 34, and the ECT / ECU 38 are configured to share the sensor signal input to each of them and the control information calculated by each of them by performing serial communication via the communication line 40. Has been.
The VSC / ECU 34 detects the turning state of the vehicle based on sensor signals from the lateral acceleration sensor 44 that detects the lateral acceleration of the vehicle, the wheel speed sensor 46 provided on each wheel, and the detected turning state. Accordingly, the brake device (not shown) of each wheel is controlled in response to this, and the target opening of the throttle valve 8 for performing VSC control (hereinafter referred to as target opening by VSC control) is transmitted to the engine ECU 20. Then, the engine ECU 20 controls the opening degree of the throttle valve 8.
[0033]
For example, when the vehicle is in an oversteer tendency, the vehicle posture is stabilized by braking one of the left and right wheels, and when understeer occurs during braking by the driver, the throttle valve 8 is opened and the engine is opened. The vehicle posture is stabilized by increasing the torque. Furthermore, the throttle valve 8 may be forcibly closed when the amount of operation (accelerator opening) of the accelerator pedal 22 by the driver is too large and power oversteer occurs.
[0034]
On the other hand, the ECT / ECU 38 receives signals from the shift switch 48 provided on the shift lever and information acquired from other ECUs 20 and 34 by serial communication (mainly the accelerator opening from the engine ECU 20 and the VSC / ECU 34). In accordance with the vehicle speed calculated based on the signal from the wheel speed sensor 46, the gear of the automatic transmission 36 is controlled, and the target opening of the throttle valve 8 (hereinafter referred to as the throttle valve 8) for performing automatic transmission control to the engine ECU 20 , The target opening by ECT control) is transmitted, and the engine ECU 20 controls the opening of the throttle valve 8.
[0035]
For example, the automatic transmission 36 is shifted down when the driver releases the accelerator pedal. At this time, the throttle valve 8 is opened to increase the engine torque so that sudden engine braking does not work. Further, in order to protect the automatic transmission 36, the throttle valve 8 may be closed.
[0036]
The engine ECU 20 drives the motor 12 so that the throttle opening detected by the throttle opening sensor 16 becomes the target opening of the throttle valve 8 set internally. The target opening degree of the throttle valve 8 is set according to the accelerator opening degree detected by the opening degree sensor 24, and the vehicle speed setting switch 32 is set when the vehicle is traveling at a predetermined speed (for example, 60 km / h) or more. When the button is pressed, the vehicle speed at that time is stored, and auto-cruise control is performed in which the target opening of the throttle valve 8 is set so that the actual vehicle speed becomes the stored vehicle speed. In the following description, the target opening of the throttle valve 8 set according to the accelerator opening is referred to as the target opening based on the accelerator opening, and the target of the throttle valve 8 set for auto-cruise control. The opening is referred to as a target opening by cruise control.
[0037]
Furthermore, when the engine ECU 20 receives the target opening degree by the VSC control from the VSC / ECU 34 or the target opening degree by the ECT control from the ECT / ECU 38, the engine ECU 20 sets the received opening degree to the accelerator opening degree. Is used for driving the motor 12 with priority over the target opening based on the above and the target opening by cruise control.
[0038]
On the other hand, the engine ECU 20 starts the intake air amount of the engine 2 detected by the air flow meter 10, the engine rotational speed detected by the rotational speed sensor 26, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 28, and the air-fuel ratio sensor 30. Based on the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the above, a fuel injection amount as a fuel supply amount to the engine 2 is calculated, and the fuel injection valve 18 is driven according to the calculated fuel injection amount. By driving the fuel injection valve 18 in this way, fuel corresponding to the calculated fuel injection amount is supplied to the engine 2.
[0039]
Then, next, processing unique to the first embodiment, which is executed by the engine ECU 20 to drive the motor 12 (throttle valve 8) and the fuel injection valve 18, will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the process of FIG. 3 is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, 8 ms).
[0040]
As shown in FIG. 3, when the engine ECU 20 starts executing the processing, in a first step (hereinafter simply referred to as “S”) 110, the target opening degree of the throttle valve 8 used to drive the motor 12. Is set according to the following procedure.
First, a target opening based on the accelerator opening is obtained according to the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 24. Note that the target opening based on the accelerator opening is obtained by referring to a data map in the ROM 20b indicating the relationship between the accelerator opening and the target opening of the throttle valve 8.
[0041]
Further, at the time of auto-cruise control, the target opening degree by cruise control is set so that the actual vehicle speed calculated by the VSC / ECU 34 based on the signal from the wheel speed sensor 46 becomes the vehicle speed set by operating the vehicle speed setting switch 32. Ask for.
When the target opening by the VSC control from the VSC / ECU 34 and the target opening by the ECT control from the ECT / ECU 38 are not received, that is, the opening adjustment of the throttle valve 8 by the VSC control and the automatic transmission control. In the case where the throttle valve 8 is not adjusted by driving, the motor 12 is driven with the larger one of the target opening based on the obtained accelerator opening and the target opening by cruise control. It is set as the target opening used for
[0042]
Further, when the target opening by ECT control is received from the ECT / ECU 38, the target opening by the received ECT control is given priority over the target opening by the accelerator opening and the target opening by cruise control. The opening degree is set as a target opening degree used for driving the motor 12.
[0043]
Furthermore, when the target opening degree by the VSC control is received from the VSC / ECU 34, the target opening degree based on the accelerator opening degree, the target opening degree by the cruise control, and the target opening degree by the ECT control are all determined. Also, the received target opening degree by the VSC control is set as a target opening degree used for driving the motor 12.
[0044]
That is, the priority of the target opening actually used for driving the motor 12 is the highest priority on the target opening based on the VSC control, and then the priority on the target opening based on the ECT control is given priority. When the opening degree of the throttle valve 8 is not adjusted by the transmission control, the larger opening degree is given priority between the target opening degree based on the accelerator opening degree and the target opening degree based on the cruise control.
[0045]
Although not shown, the engine ECU 20 executes a motor drive process for driving the motor 12 every predetermined time in parallel with the process of FIG. 3, and the throttle valve set in S110 above is executed. The target opening of 8 is referred to in the motor driving process. Then, by executing this motor driving process, a drive signal is output to the motor 12 so that the throttle opening detected by the throttle opening sensor 16 becomes the target opening set in S110.
[0046]
In this embodiment, the VSC / ECU 34 calculates the actual vehicle speed based on the signal from the wheel speed sensor 46, and the engine ECU 20 and the ECT / ECU 38 obtain the vehicle speed from the VSC / ECU 34 by serial communication. However, the wheel speed sensor 46 or another vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed may be input to the engine ECU 20 and the ECT / ECU 38, respectively, and the engine ECU 20 and the ECT / ECU 38 may detect the vehicle speed by themselves. .
[0047]
Next, after setting the target opening of the throttle valve 8 as described above in S110, in the following S120, from the target opening set in S110, using a data map stored in advance in the ROM 20b as shown in FIG. The maximum injection amount as the upper limit value of the fuel supply amount is obtained. The data map of FIG. 2 shows the relationship between the target opening of the throttle valve 8 and the maximum injection amount, and the maximum injection amount becomes larger as the target opening is set to the open side. It is set up. FIG. 2 shows an image of the data map. The actual data map is stored as binary data in the ROM 20b.
[0048]
When the maximum injection amount is obtained in this way, in subsequent S130, sensor signals from various sensors 26, 28, 30 including the air flow meter 10 are taken in, and the operating state of the engine 2 such as the intake air amount is detected. . In subsequent S140, the fuel injection amount to the engine 2 is calculated based on the operating state such as the intake air amount detected in S130.
[0049]
In subsequent S150, the fuel injection amount obtained in S140 is compared with the maximum injection amount obtained in S120. If the fuel injection amount is larger than the maximum injection amount, the process proceeds to S160 and obtained in S120. The maximum injection amount is set as the fuel injection amount used to drive the fuel injection valve 18, and then the processing ends.
[0050]
In S150, when it is determined that the fuel injection amount obtained in S140 is not larger than the maximum injection amount, the process is terminated as it is, so that the fuel injection amount obtained in S140 becomes the fuel injection valve 18. Is set as the fuel injection amount used to drive the.
[0051]
Although not shown, the engine ECU 20 executes an injection valve drive process for driving the fuel injection valve 18 in parallel with the process of FIG. 3 and in synchronization with the rotation of the engine 2. The fuel injection amount set as the fuel injection amount used for driving the fuel injection valve 18 as described above is referred to in the injection valve drive processing. By executing this injection valve driving process, the fuel injection valve 18 is opened for a time corresponding to the set fuel injection amount, and fuel is supplied to the engine 2.
[0052]
In the first embodiment, the motor 12 corresponds to an actuator, and the VSC / ECU 34 performs processing for obtaining the target opening by VSC control and the ECT / ECU 38 for obtaining the target opening by ECT control. The process to be performed and the process of S110 correspond to the target opening setting means, and the drive circuit provided for outputting the drive signal to the motor 12 in the engine ECU 20 and the motor drive process described above are the drive signal output. The processing of S130 and S140 corresponds to the fuel supply amount calculation means, the processing of S120 corresponds to the upper limit value setting means, the processing of S150 and S160 corresponds to the limiting means, the fuel injection valve 18, The above-described injection valve driving process corresponds to the fuel supply means.
[0053]
As described above in detail, in the vehicle engine control apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 4, the cruise obtained according to the target opening based on the accelerator opening and the vehicle state other than the accelerator opening. Any one of the target opening by control, the target opening by VSC control, and the target opening by ECT control is selected and set as the target opening of the throttle valve 8 used to drive the motor 12. ing.
[0054]
That is, at the normal time when the throttle valve 8 is not adjusted by auto-cruise control, VSC control, and automatic transmission control, the target opening based on the accelerator opening is set as the target opening of the throttle valve 8, and cruise When the target opening by cruise control is larger than the target opening based on the accelerator opening at the time of control, the opening of the throttle valve 8 is adjusted by VSC control because the vehicle tends to understeer or oversteer when the vehicle turns. In this case, or when adjusting the opening of the throttle valve 8 in accordance with the shift control of the automatic transmission 36, the target opening by the cruise control, the target opening by the VSC control, and the ECT control regardless of the accelerator opening Any one of the target openings is set as the target opening of the throttle valve 8.
[0055]
Then, the maximum injection amount for limiting the fuel injection amount is set to a larger value as the target opening is set to the open side according to the target opening of the throttle valve 8 set as described above. The fuel injection amount obtained according to the operating state of the engine 2 such as the intake air amount is limited to the maximum injection amount.
[0056]
According to the vehicle engine control apparatus of the first embodiment as described above, the drive control system of the throttle valve 8 including the motor 12 that drives the throttle valve 8 and the drive circuit that outputs a drive signal to the motor 12 becomes abnormal. Thus, even if the throttle valve 8 opens more than necessary and the intake air amount of the engine 2 increases, the fuel injection amount to the engine 2 is limited to the maximum injection amount according to the target opening of the throttle valve 8. It is possible to prevent the engine torque from increasing unnecessarily.
[0057]
Moreover, in the vehicle engine control apparatus of the first embodiment, the maximum injection amount for limiting the fuel injection amount is set according to the target opening of the throttle valve 8.
Therefore, auto-cruise control, VSC control, and automatic transmission control are performed, and the target opening of the throttle valve 8 is opened despite the accelerator opening being 0 (that is, the accelerator pedal 22 is fully closed). Even when set to the side, the maximum fuel injection amount corresponding to the target opening is set and an appropriate fuel injection amount is secured, and the engine torque is insufficient as in the prior art disclosed in the aforementioned publication. Therefore, an appropriate engine torque can be obtained.
[0058]
Therefore, according to the vehicle engine control apparatus of the first embodiment, the fail-safe function that the engine torque does not increase unnecessarily even if an abnormality occurs in the drive control system of the throttle valve 8, and the throttle valve 8 is opened. The auto cruise control, the VSC control, and the automatic transmission control that adjust the degree according to the vehicle state other than the accelerator opening can be achieved at a high level.
[0059]
[Second Embodiment]
Incidentally, since the intake air amount of the engine 2 changes with a delay with respect to the change in the target opening of the throttle valve 8, for example, when the target opening of the throttle valve 8 changes from fully open to fully closed during VSC control. When the maximum injection amount, which is the upper limit value of the fuel injection amount, is suddenly set to the value when the target opening is fully closed, the fuel injection amount becomes insufficient with respect to the actual intake air amount, There is a possibility that the engine 2 may misfire.
[0060]
Therefore, if configured as in the second embodiment described below, misfire of the engine 2 when the target opening of the throttle valve 8 suddenly changes to the closing side can be reliably prevented.
The vehicle engine control apparatus of the second embodiment differs from the first embodiment only in that the process shown in FIG. 5 is executed by the engine ECU 20. Note that the process of FIG. 5 is executed in place of the process of FIG.
[0061]
That is, when the engine ECU 20 starts executing the process of FIG. 5, first, in S210, the target opening of the throttle valve 8 used to drive the motor 12 is set in the same procedure as S110 of FIG. Then, in the subsequent S220, as in S120 of FIG. 3, the maximum injection amount is obtained from the target opening set in S210 using the data map shown in FIG. 2, but in the second embodiment, The obtained maximum injection amount is set as a temporary maximum injection amount tFMAX.
[0062]
In S225, the maximum injection amount FMAXn that is actually used to limit the fuel injection amount in the current process is obtained from the provisional maximum injection amount tFMAX set in S220 using the following equation 1. In Equation 1, “α” is a constant preset to a value from 0 to 1, and “FMAX n-1” is the maximum injection amount obtained in the previous S225.
[0063]
[Expression 1]
FMAXn = (1-α) × FMAXn−1 + α × tFMAX (Formula 1)
When the maximum injection amount FMAXn is determined in this way, in the following S230, the operating state of the engine 2 is detected in the same procedure as S130 in FIG. 3, and in the subsequent S240, the same as S140 in FIG. The fuel injection amount to the engine 2 is calculated based on the operating state such as the intake air amount detected in S230.
[0064]
Then, in subsequent S250 and S260, processing for limiting the fuel injection amount is performed in the same manner as in S150 and S160 of FIG.
Specifically, in S250, the fuel injection amount obtained in S240 is compared with the maximum injection amount FMAXn obtained in S225. If the fuel injection amount is larger than the maximum injection amount FMAXn, in subsequent S260, The maximum injection amount FMAXn obtained in S225 is set as the fuel injection amount used to drive the fuel injection valve 18, and then the processing ends. If it is determined in S250 that the fuel injection amount obtained in S240 is not larger than the maximum injection amount FMAXn, the process is terminated as it is, and the fuel injection amount obtained in S240 is thereby changed to the fuel injection valve. 18 is set as the fuel injection amount used to drive the motor 18.
[0065]
That is, in the second embodiment, the above formula 1 is applied to the latest maximum injection amount tFMAX obtained according to the target opening of the throttle valve 8 and is actually used to limit the fuel injection amount. By obtaining the maximum injection amount FMAXn, the influence on the actual maximum injection amount FMAXn when the maximum injection amount tFMAX is changed is suppressed. In other words, the actual maximum injection amount FMAXn is set by smoothing the maximum injection amount tFMAX.
[0066]
According to the vehicular engine control apparatus of the second embodiment, even when the target opening of the throttle valve 8 suddenly changes to the closing side during VSC control or the like, the maximum injection amount FMAXn changes gently ( As a result, the misfire of the engine 2 is ensured when the target opening of the throttle valve 8 suddenly changes to the closing side. Can be prevented, and a greater effect can be obtained.
[0067]
In the second embodiment, the process of S225 in FIG. 5 corresponds to the upper limit change adjusting means.
In the second embodiment, the maximum injection amount FMAXn is always gradually changed. However, only when the target opening degree of the throttle valve 8 is changed to the closing side, the process of S225 is executed to obtain the maximum value. The injection amount FMAXn may be gradually changed (that is, gradually decreased).
[0068]
[Third Embodiment]
On the other hand, in order to prevent misfire of the engine 2 when the target opening of the throttle valve 8 suddenly changes to the closing side, a third embodiment described below may be used.
The vehicle engine control apparatus of the third embodiment is different from the first embodiment only in that the process shown in FIG. 6 is executed by the engine ECU 20. Note that the process of FIG. 6 is executed in place of the process of FIG. 3, and this process is also repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, 8 ms). In FIG. 6, the same processing contents as those in FIG. 3 are denoted by the same step numbers, and detailed description thereof is omitted.
[0069]
That is, as shown in FIG. 6, in the process executed by the engine ECU 20 of the third embodiment, after obtaining the fuel injection amount in S140, in the subsequent additional S145, the throttle valve 8 set in S110 is set. It is determined whether or not the target opening degree has changed to the closing side, and when the target opening degree has changed to the closing side, the process is performed as it is without performing the processing for limiting the fuel injection amount in S150 and S160. The process 6 is terminated.
[0070]
Even with the vehicular engine control apparatus according to the third embodiment, when the target opening of the throttle valve 8 suddenly changes to the closed side during VSC control, the fuel for the actual intake air amount is obtained. It is possible to prevent the injection amount from becoming insufficient, and as a result, misfire of the engine 2 can be prevented.
[0071]
In the third embodiment, the process of S145 in FIG. 6 corresponds to the restricting operation prohibiting unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an entire system configuration according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a data map for setting a maximum fuel injection amount according to a throttle valve target opening.
FIG. 3 is a flowchart showing a process executed by the engine ECU of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a procedure for setting a throttle valve target opening.
FIG. 5 is a flowchart showing a process executed by an engine ECU of a second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a process executed by an engine ECU of a third embodiment.
[Explanation of symbols]
2 ... Engine 4 ... Intake passage 6 ... Exhaust passage 8 ... Throttle valve
10 ... Air flow meter 12 ... Motor 14 ... Return spring
16 ... Throttle opening sensor 18 ... Fuel injection valve
20 ... Electronic control unit for engine control (engine ECU) 20a ... CPU
20b ... ROM 20c ... RAM 22 ... Accelerator pedal
24 ... Accelerator opening sensor 26 ... Rotation speed sensor 28 ... Water temperature sensor
30 ... Air-fuel ratio sensor 32 ... Vehicle speed setting switch
34 ... Electronic control unit for VSC control (VSC / ECU) 36 ... Automatic transmission
38 ... Electronic control unit for transmission control (ECT / ECU) 40 ... Communication line
44 ... Lateral acceleration sensor 46 ... Wheel speed sensor 48 ... Shift switch

Claims

車両に搭載されたエンジンの吸入空気量を調節するスロットル弁と、
該スロットル弁を駆動するアクチュエータと、
通常時には、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量に応じて、前記スロットル弁の目標開度を設定し、前記車両の運転状態が予め定められた特定の状態になった場合には、前記アクセルペダルの操作量以外の車両状態に応じて、前記スロットル弁の目標開度を設定する目標開度設定手段と、
該目標開度設定手段により設定された目標開度に応じた駆動信号を前記アクチュエータに出力する駆動信号出力手段と、
少なくとも前記吸入空気量を含む前記エンジンの運転状態に基づいて、前記エンジンへの燃料供給量を算出する燃料供給量算出手段と、
前記エンジンへの燃料供給量の上限値を、前記目標開度設定手段により設定された目標開度に応じて、該目標開度が開き側に設定されている場合ほど大きな値に設定する上限値設定手段と、
前記燃料供給量算出手段により算出された前記燃料供給量と前記上限値設定手段により設定された前記上限値とを比較し、前記算出された燃料供給量が前記上限値を越えた場合には、前記燃料供給量を前記上限値に制限する制限手段と、
該制限手段を介して求められた燃料供給量を前記エンジンに供給する燃料供給手段と、
を備えることを特徴とする車両用エンジン制御装置。A throttle valve for adjusting the intake air amount of an engine mounted on the vehicle;
An actuator for driving the throttle valve;
In normal times, the target opening of the throttle valve is set according to the amount of operation of the accelerator pedal operated by the driver, and when the driving state of the vehicle becomes a predetermined specific state, A target opening setting means for setting a target opening of the throttle valve according to a vehicle state other than an operation amount of an accelerator pedal;
Drive signal output means for outputting a drive signal corresponding to the target opening set by the target opening setting means to the actuator;
Fuel supply amount calculation means for calculating a fuel supply amount to the engine based on at least an operating state of the engine including the intake air amount;
The upper limit value that sets the upper limit value of the fuel supply amount to the engine to a larger value as the target opening degree is set to the open side according to the target opening degree set by the target opening degree setting means Setting means;
When the fuel supply amount calculated by the fuel supply amount calculation means is compared with the upper limit value set by the upper limit value setting means, and the calculated fuel supply amount exceeds the upper limit value, Limiting means for limiting the fuel supply amount to the upper limit;
Fuel supply means for supplying the engine with the fuel supply amount determined through the limiting means;
A vehicle engine control apparatus comprising:

請求項１に記載の車両用エンジン制御装置において、
少なくとも前記目標開度設定手段により設定された前記スロットル弁の目標開度が閉じ側に変化した場合に、前記上限値設定手段により設定されて前記制限手段で用いられる前記上限値を緩やかに変化させる上限値変化調節手段を備えたこと、
を特徴とする車両用エンジン制御装置。The vehicle engine control device according to claim 1,
At least when the target opening of the throttle valve set by the target opening setting means changes to the closing side, the upper limit value set by the upper limit setting means and used by the limiting means is changed gently. Provided with an upper limit change adjustment means,
An engine control device for a vehicle.

請求項１に記載の車両用エンジン制御装置において、
前記目標開度設定手段により設定された前記スロットル弁の目標開度が閉じ側に変化した場合に、前記制限手段による前記燃料供給量の制限を禁止する制限動作禁止手段を備えたこと、
を特徴とする車両用エンジン制御装置。The vehicle engine control device according to claim 1,
When the target opening degree of the throttle valve set by the target opening degree setting means has changed to the closing side, a limiting operation prohibiting means for prohibiting the restriction of the fuel supply amount by the limiting means;
An engine control device for a vehicle.