JPS6336050A - 内燃機関の機関出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、機関出力を調節可能な点火時期、或は燃料噴
射量等を制御して内燃機関の機関出力を制御する内燃機
関の機関出力制御装置に関する。

［従来の技術］ 近年、内燃機関では、例えば自動変速機の変速特性を向
上したり、車両加速時に生ずる加速スリップを防止する
ため、車両の運転状態に応じて一時的に機関出力を抑制
する機関出力制御が採用されつつある。またこういった
機関出力制御としては従来より、点火時期を通常より遅
らせ機関出力を抑制する点火時期の遅角制御、燃料供給
量を減量して機関出力を抑制する燃料供給減量制御、吸
入空気量を減少させて機関出力を抑制する吸入空気量抑
制制御等、種々の方法が考えられており、この中でも特
に応答性及び出力抑制後の復帰特性の優れた点で遅角１
制御が多く採用されつつある。

ところがこの遅角制御では、点火時期の遅れによってい
わゆる燃料の後燃えが増え、排気温が上昇するといった
問題がおる。このため遅角制御を採用した機関出力制御
装置では、機関出力制御を頻繁に実行することはできず
、例えば自動変速機の変速時等、機関出力の抑制が必要
な場合であっても機関出力を抑制することができないこ
とがある。つまり遅角制御を頻繁に実行すると排気温が
上昇し過ぎ、排気を浄化するため排気系に設けられた触
媒等、排気系に設けられる種々の部品を劣化させてしま
うので、必要に応じて機関出力制御を実行するといった
ことができないのである。

そこでこの問題を解決するため、本願出願人は、特願昭
６０−１２１０６８号により、内燃機関の冷却水温に応
じて上記点火時期制御による機関出力制御の実施領域や
制御量を変更することを提案した。そしてこの方法によ
れば、機関出力制御を実行すると排気温が上昇しすぎ、
従来では機関出力制御が禁止されるような内燃機関の運
転領域でも、ある程度機関出力制御を実行できるように
なり、機関出力制御の実行できる運転領域を拡大するこ
とができるようになる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしこの方法は、排気温に応じて機関出力！ｒ制御の
実施領域や制御量を変更することで、機関出力制御の実
行可能な運転領域を拡大するものであるので、排気温が
上昇しすぎた場合には、機関出力制御が実行できなくな
ったり、機関出力を必要な聞だ【プ増減することができ
なって（）まう。

尚この問題は、機関出力制御を点火時期の遅角制御によ
り実行した場合だけでなく、上述した他の制御方法を採
用したとしても同様に生ずることとなる。つまり例えば
機関出力を抑制するため、燃料供給を一時的に中止する
ような燃料供給減量制御を頻繁に行ったような場合、そ
の後機関出力制御を復帰して燃料を供給しても燃料混合
気を良好に着火させることができず、失火を招く、とい
ったような問題があり、各制御方法毎に機関出力制御を
実行できなくなる運転領域が存在するのである。

そこで本発明は、複数の制御方法を個々に実現して機関
出力制御を実行でき、最も制御特性の良い制御方法によ
る機関出力制御が実行できなくなった場合には、他の制
御方法を用いて機関出力制御を実行できる内燃機関の機
関出力制＠装置を提供し、必要に応じて常に機関出力制
御を実行できるようにすることを目的としてなされた。

［問題点を解決するための手段］ 即ち上記問題点を解決するためになされた本発明の構成
は、例えば第１図に示すように、内燃機関Ｍ１の機関出
力を調節可能な複数の制御対象を個々に制御し、機関出
力を変化させる複数の制御手段Ｍ２ａ−Ｍ２ｎと、 当該内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手
段Ｍ３と、 該運転状態検出手段Ｍ３の検出結果及び上記各制御手段
Ｍ２ａ−Ｍ２ｎに対して予め設定された優先順位に基づ
き、当該内燃機関Ｍ１の運転状態を悪化することなく機
関出力制御が実行可能で優先順位の最も高い７ｂ１［御
手段Ｍ２ｘを選択する選択手段Ｍ４と、 該選択手段Ｍ４で選択された制御手段Ｍ２Ｘを動作させ
、当該内燃機関の機関出力制御を実行する機関出力制御
手段Ｍ５と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の機関出力制御装置
を要旨としている。

尚、上記各複数の制御手段が制御する複数の制御対象と
しては、上記従来技術の項で述べたように、内燃機関Ｍ
１の点火時期、内燃機関Ｍ１に供給する燃料量、内燃機
関Ｍ１に吸入される空気量、等がある。

［作用］ この様に構成された本発明の機関出力制御装置では、複
数の制御手段Ｍ２ａ−Ｍ２ｎの中から、内燃機関Ｍ１の
運転状態及び予め設定された優先順位に基づき、内燃機
関Ｍ１の運転状態を悪化することなく機関出力制御が実
行可能でしかも優先順位の最も高い制御手段Ｍ２Ｘが選
択され、これを用いて機関出力制御が実行される。この
ため最も優先順位の高い制御手段による機関出力制御を
実行すると内燃機関の運転状態が悪化するような運転領
域では、次に優先順位の高い制御手段を用いて機関出力
制御が実行され、機関出力制御の禁止される運転領域が
大幅に削減されることとなる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第２図は本発明が適用された自動変速機付内燃機関及び
その周辺装置を表す概略構成図である。

図に示す如く、内燃機関１の出力軸２には自動変速機（
以下、単にＥＣＴともいう。）３が備えられ、内燃機関
１及びＥＣＴ３は夫々エンジンコントロール用コンピュ
ータ（以下、単にエンジンコンピュータという。〉５及
び自動変速機用コンピュータ（以下、単にＥＣＴコンピ
ュータという。

）７により制御される。

ここでまず内燃機関１は、大気より空気を吸入すると共
に燃料噴射弁８から噴射される燃料と空気とを混合して
吸気ポート９に導く吸気系１０と、点火プラグ１２で発
生される電気火花によって点火された混合気の燃焼エネ
ルギをピストン１４を介して回転運動として取出す燃焼
室１５と、燃焼後のガスが排気ポート１７を介して排出
される排気系１８と、から構成されている。

吸気系１０には、上流から、エアクリーナ２０、吸入空
気量を検出するエアフロメータ２１、吸入空気量を制御
するスロットルバルブ２３、吸入空気の脈流を平滑化す
るサージタンク２５が設けられている。吸入空気量は、
通常、図示しないアクセルペダルに連動したスロットル
バルブ２３の開度によって制御されるが、スロットルバ
ルブ２３が全開とされた場合（アイドル時〉には、スロ
ットルバルブ２３をバイパスするバイパス通路２６に設
けられたアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣ
Ｖ）２８によって制御される。尚、吸気系１０には、ス
ロットルバルブ２３の開度を検出するスロットルセンサ
３０と、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３１も
設けられている。

上記吸気系１０を介して吸入される空気と燃料噴射弁８
より噴射された燃料との混合気は、燃焼室１５に吸入さ
れ、ピストン１４により圧縮された後着火されるが、こ
の混合気の着火は点火プラグ１２で発生される電気火花
によって行われる。

内燃機関１の各気筒に設けられた点火プラグ１２は、高
耐圧コード（図示せず）を介して、出力軸２の回転に同
期してイグナイタ３３に発生した高電圧を配電するディ
ストリビュータ３５に接続されている。尚、ディストリ
ビュータ３５内には、出力軸２の１回転に１回パルス信
号を発生する気筒判別センサ３６と、出力軸２の所定の
回転角度毎にパルス信号を出力する回転数センサ３７と
、が備えられている。

火花点火によって着火され、爆発的に燃焼してピストン
１４を押し下げた混合気は、その後排気として排気系１
８に排出され、大気中に放出される。この排気系１８に
は、排気の組成に基づいて混合気の空燃比を検出する空
燃比センサ３８や、排気を浄化するための三元触媒３９
、或は排気温度を検出する排気温センサ４０等が設けら
れている。

尚、内燃機関１のシリンダブロック４１は循環する冷却
水によって冷却されており、この冷却水の温度は水濡セ
ンサ４３により検出される。

次に自動変速機３は、従来より周知のように、油圧制御
装置５０の電磁弁５０ａ、５０ｂ、５０Ｃへの通電・非
通電によって油圧を制御し、内部の摩擦係合装置の係合
状態を変更することで、複数段の変速を可能にするもの
である。

油圧制御装置５０の各電磁弁５０ａ、５０ｂ、５０ｃは
、ＥＣＴコンピュータ７から出力される制御信号によっ
て駆動される。ＥＣＴコンピュータ７は、ＥＣＴ３に設
けられた車速センサ５２やシフトポジションセンサ５４
、燃費重視走行や動力性能重視走行等の走行パターンを
選択するパターンセレクトスイッチ５６、オーバードラ
イブへのシフト許可信号を出力するオーバードライブス
イッチ５８、ブレーキペダル５９の踏込みを検出するブ
レーキスイッチ６０、或は上述のスロットルセンサ３０
や水温センサ４３等からの検出信号を受Ｃノ、当該車両
の走行状態に応じた変速段を算出し、この算出結果に応
じて油圧制御装置５０の各電磁弁５０ａ、５０ｂ、５０
Ｇを制御することで、ＥＣＴ３０の変速制御を実行する
。

また上記内燃機関１は、エンジンコンピュータ５の動作
によって燃料噴射弁８、ｌ５ＣＶ２８及びイグナイタ３
３を駆動制御することにより、燃料噴射量や点火時期、
おるいはアイドル運転時のエンジン回転数（アイドル回
転数）が制御される。

エンジンコンピュータ５には、内燃機関１に備えられた
上述の各種センサからの検出信号の他、ＥＣＴ３に設け
られた車速センサ５２及びブレーキスイッチ６０からの
検出信号や、ＦＣＴコンピュータ７から油圧制御回路５
０に出力される制御信号等が入力され、上記各センサで
検出された内燃機関１の運転状態に応じて最適な機関制
御が実行されると共に、自動変速ｍ３の変速時に生ずる
変速ショックを柔らげるめの機関出力制御が実行される
。

以下、このエンジンコンピュータ５で実行される機関出
力制御について第３図及び第４図に示すフローチャート
に沿って詳しく説明する。

尚本実施例の機関出力制御には、イグナイタ３３の高電
圧の出力タイミングにより決定される点火時期を遅角し
て機関出力を抑制する点火時期の遅角制御と、燃料噴射
弁８からの燃料噴ｒＡ吊を減けして機関出力を抑制する
燃料噴射量の減量制御と、が用いられ、各制御による機
関出力制御が実行可能である場合には点火時期の遅角制
御により機関出力制御を実行し、遅角制御を実行すると
内燃機関１の運転状態が悪化してしまうような場合には
燃料噴ＩＦＪ聞の減量制御により機関出力制御を実行す
るようされている。

まず第３図はエンジンコンピュータ５で繰返し実行され
、燃料噴射量や点火時期を算出する機関制御量算出処理
を表しており、この処理による算出結果は、上記気筒判
別センサ３６からの検出信号に基づき内燃機関１の回転
と同期して実行される制御信号出力処理で、燃料噴射弁
８やイグナイタ３３に駆動信号を出力するのに用いられ
る。

図に示す如く本ルーチンの処理が開始されるとステップ
１００を実行し、上記各センサからの検出信号に基づき
内燃機関１の運転状態に応じた燃料噴射量（燃料噴射弁
８の開弁時間）や点火時期（イグナイタ３３の高電圧の
出力タイミング）を算出する。この処理は従来より周知
の如く、エアフロメータ２１及び回転数センサ３７によ
り検出される吸入空気量及び機関回転数に基づき、機関
負荷に対応した燃料噴射量及び点火時期を算出し、その
算出結果を、吸気温センサ３１、空燃比センサ３８、排
気温センサ４０、水温センサ４３等からの検出信号に応
じて補正するといった手順で実行される。

ステップ１００で燃料噴射量及び点火時期が算出される
と、次ステツプ１１０に移行し、現在内燃機関１が点火
時期の遅角制御を実行可能な状態でおるか否かを判断す
る。この処理は、点火時期の遅角制御による機関出力制
御を碩繁に行うと排気温度が上昇しすぎ、三元触媒３９
等、排気系１８に設けられた各種部品を劣化させてしま
うとか、内燃機関１の始動時等、内燃機関１が充分暖機
されていない状態で点火時期を遅角すると燃料混合気を
良好に着火することができず、内燃機関１の運転状態を
悪化させてしまう、といったことがあるので、この様な
場合には点火時期の遅角制御を禁止するための処理であ
る。従ってこのステップ１１０は、排気温センサ４０で
検出される排気温度が所定値以上でおるか否かを判断し
たり、水温センサ゛４３で検出される冷却水温や吸気温
センサ３１で検出される吸気温度が所定値以下でおるか
否かを判断することによって実現される。

尚、排気温度が高温となっていることを検出するには、
上記のように排気温センサ４０を用いればよいが、排気
温センサを備えていないような内燃機関においては、当
該遅角制御の頻度から排気温度の上昇を推定するようし
てもよい。また点火時期を遅角すると燃料混合気の燃焼
温度が上背することから、冷却水温が所定値以上となる
ような内燃機関１がオーバヒート状態に近い時にも遅角
制御を禁止するようしてもよい。

そしてステップ１１０で、点火時期の遅角制御が実行可
能でおると判断されるとステップ１２０に移行し、後）
ホの処理で機関出力制御を実行する除用いる制御方法と
して点火時期の遅角制御を選択し、その旨を所定の記録
エリアに記録する。

一方、上記ステップ１１０で点火時期の遅角制御が実行
できないと判断されると、ステップ１３０を実行し、今
度は燃料噴射量の減量制御を用いた機関出力制御が実行
可能か否かを判断する。この処理も上記ステップ１１０
と同様、燃料噴射量の減量制御を実行して内燃機関１の
運転状態を悪化させるのを防止するための処理であって
、例えば内燃機関１が充分暖機されていない場合に、燃
料噴射量の減量制御を実行できないと判断する。

つまり上記点火時期の遅角制御と同様、内燃機関１が充
分暖機されていない場合に燃料噴射量を減量すると、燃
料混合気の着火を良好に行うことができなくなり、内燃
機関１の運転性を悪化してしまうので、この様な場合に
は燃料噴射量の減量制御による機関出力制御を実行でき
ないと判断するのである。

そしてステップ１３０で、燃料噴射量の減量制御による
機関出力制御が実行可能であると判断されるとステップ
１４０に移行し、後述の処理で機関出力制御を実行する
除用いる制御方法として燃料噴射量の減量制御を選択し
、その旨を所定の記録エリアに記録する。

一方上記ステップ１３０で燃料噴射量の減量制御が実行
できないと判断された場合、即ち点火時期の遅角制御も
燃料噴射量の減量制御も実行できない場合には、たとえ
自動変速機３が変速中でおっても機関出力を抑制するこ
とができないので、その旨を表す機関出力制御禁止信号
をＥＣＴコンピュータ７側に出力し、それに応じて変速
制御を実行させる。

次に上記ステップ１１０乃至ステップ１４０の処理で機
関出力制御に用いる制御が選択され、記録されると、ス
テップ１６０が実行される。ステップ１６０は上記ＥＣ
Ｔコンピュータ７から油圧制御装置５０に出力される制
御信号に基づき、機関出力制御が必要か否かを判断する
。つまりＥＣＴコンピュータ７から油圧制御装置５０に
出力される制御信号が変化した場合、それに応じて自動
変速機３の変速段が変更され、機関出力を抑制する必要
がおることから、これによって次ステツプ１７０の機関
出力制御を実行するか否かを判断しているのである。そ
してこのステップ１６０で機関出力制御を実行する必要
があると判断されるとステップ１７０の機関出力制御を
実行し、そうでなければ本ルーチンの処理を一旦終了し
、再度上記ステップ１００に移行する。

次に第４図は上記ステップ１７０で実行される機関出力
制御を表している。

図に示すように当該機関出力制御では、まずステップ２
００を実行し、上記油圧制御装＠５０への制御信号が変
更された後、自動変速機３で実際に変速が開始されたこ
とを確認する。つまりＥＣＴコンピュータ７から油圧制
御装置５０に出力される制御信号が変更されても、実際
に自動変速機３が動作して変速段の切替え動作が開始さ
れるまでにはおる程度時間がかかることから、本実施例
では、例えば回転数センサ３７で検出される機関回転数
の変化等によって実際に自動変速機３による変速動作が
開始されたことを確認した後次ステツプ２１０の処理に
移行するようにしているのである。

そしてステップ２１０では、上記選択された制御方法、
即ち点火時期の遅角制御又は燃料噴射量の減量制御、を
用いて機関出力を抑制するため、自動変速機３による変
速の種類ヤスロン１〜ルセンサ３０により検出されるス
ロットル開度等に応じて、点火時期の遅角量又は燃料噴
射量の減量量を算出し、上記ステップ１１０で内燃機関
１の運転状態に応じて求めた燃料噴射■又は点火時期を
補正する。この処理は次ステツプ２２０で自動変速機３
の変速動作が終了したと判断されるまでの間繰返し実行
され、これによって内燃機関１の点火時期又は燃料噴ｆ
Ａｆｆｉが機関出力を抑制する方向に補正されることと
なる。

次にステップ２２０で自動変速機３の変速動作が終了し
たと判断されると、ステップ２３０に移行して、機関出
力制御の復１帰処理を実行する。この処理は上記ステッ
プ２１０の処理により求められた点火時期の遅角量、又
は燃料噴射量の減＠子を徐々に減らしながら点火時期成
は燃料噴射量を補正することで、内燃機関］の機関出力
を急激に増加させないように実行され、点火時期の遅角
量、又は燃料噴射量の減量量がＯになるまでの間繰返し
実行される。そして点火時期酸は燃料噴射量が完全に復
帰されると当該機関出力制御を終了する。

尚上記ステップ２２０で自動変速機３の変速動作が終了
した旨を判断するには、回転数センサ３７及び車速セン
サ５２で検出される内燃機関１のｎ関口転数と自動変速
機３の出力軸の回転数との比が、ＥＣＴコンピュータ７
から油圧制御装置５０に出力される制御信号に基づき得
られる自動変速機３の変速ギヤ比と一致したか否かを判
断することによって、簡単に実現できる。

以上説明したように本実施例では、エンジンコンピュー
タ５が点火時期の遅角制御による機関出力制御と燃料噴
射量の減量制御による機関出力制御とを共に実行できる
ように構成され、機関出力制御を応答よく実行できる点
火時期の遅角制御を実行すると内燃機関１の運転状態を
悪化してしまうような時には、燃料噴射量の減量制御に
よって機関出力制御を実行するようされている。このた
め例えば点火時期の遅角制御等、おる一つの方法のみに
よって機関出力制御を実行するよう構成された従来の装
置に比べ、機関出力制御の禁止領域が大幅に削減され、
機関出力制御を良好に実行できるようになる。

尚上記実施例において、上述の制御手段としては点火時
期を決定するイグナイタ３３や燃料噴射量を決定する燃
料噴射弁８が相当し、運転状態検出手段としては上述の
各種センサが相当する。また選択手段及び制御手段とし
ては、エンジンコンピュータ５で実行される第３図及び
第４図に示した制御処理が相当する。

ここで上記実施例では点火時期制御及び燃料噴射量制御
によって機関出力制御を実行するよう構成したが、この
他例えば吸気系に吸気通路を開閉する開閉弁を設け、こ
れによって内燃機関に吸入される空気量を抑制して機関
出力制御を実行する、吸入空気量制御も同時に実行でき
るように構成し、点火時期の遅角制御、燃料噴射量の減
量制御が共に実行できない場合には、吸入空気量制御に
より機関出力制御を実行するようにしてもよく、この場
合には上記実施例より更に機関出力制御の禁止領域を削
減することができるようになる。

また上記実施例では、点火時期制御による機関出力制御
を優先して実行するよう構成したが、燃料噴射量ゐ制御
による機関出力制御を優先して実行してもよく、吸入空
気量制御により機関出力制御を実行できるようにした場
合には、これを最も優先して実行するようしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の内燃機関の機関出力制御装
置では、機関出力制御に用いる制御手段として、複数の
制御手段の中から内燃機関の運転状態を悪化することな
く機関出力制御が実行可能でしかも優先順位の最も高い
制御手段が選択され、機関出力制御が実行される。この
ため機関出力制御が禁止される運転領域が大幅に削減さ
れ、自動変速はの変速時や車両の加速ス１ノツプ発生時
等、機関出力制御か必要なときに、機関出力制御を良好
に実行できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を例示するブロック図、第２図は
実施例の内燃機関及びその周辺装置を表す概略構成図、
第３図はエンジンコントロール用コンピュータで実行さ
れる機関制御量算出処理を表すフローチャート、第４図
はそのステップ１７０で実行される機関出力制御制御を
表すフローチャート、である。 Ｍｌ、１・・・内燃機関 Ｍ２ａ〜Ｍ２ｎ・・・制御手段 Ｍ３・・・運転状態検出手段 Ｍ４・・・選択手段 Ｍ５・・・機関出力制御手段 ３・・・自動変速機 ５・・・エンジンコントロール用コンピュータ（エンジ
ンコンピュータ） ７・・・自動変速機用コンピュータ （Ｅ　ＣＴコンピュータ） ８・・・燃料噴射弁　　　　１２・・・点火プラグ２１
・・・エアフロメータ ３０・・・スロットルセンサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内燃機関の機関出力を調節可能な複数の制御対象を個
   々に制御し、機関出力を変化させる複数の制御手段と、 当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 該運転状態検出手段の検出結果及び上記各制御手段に対
   して予め設定された優先順位に基づき、当該内燃機関の
   運転状態を悪化することなく機関出力制御が実行可能で
   優先順位の最も高い制御手段を選択する選択手段と、 該選択手段で選択された制御手段を動作させ、当該内燃
   機関の機関出力制御を実行する機関出力制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の機関出力制御装置
   。