УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F02D29/02 F02D11/10 B60W50/38 

Область техники

Данное изобретение относится к системе управления для двигателя внутреннего сгорания, которая ограничивает выходную мощность от двигателя внутреннего сгорания, когда педаль акселератора и педаль тормоза нажаты одновременно.

Уровень техники

Например, Патентный Документ 1 раскрывает следующую технологию. В случае, когда ограничивается выходная мощность двигателя внутреннего сгорания, когда педаль акселератора и педаль тормоза нажаты одновременно, снимается ограничение выходной мощности двигателя внутреннего сгорания даже в состоянии, в котором педаль тормоза нажимается, если величина изменения педали акселератора в направлении нажатия не меньше определенной величины.

В этом Патентном Документе 1 ограничение выходной мощности снимается, если степень задействования акселератора не меньше определенной величины. Соответственно, в случае, когда сигнал управления торможением восстанавливается не сразу (например, тормозной переключатель выключается не сразу) вследствие вязкости тормозного масла, когда наружная температура является низкой, даже если педаль акселератора не остается в состоянии нажатия, может исключаться вариант, при котором ускорение не выполняется в ситуации продолжения ограничения выходной мощности двигателя внутреннего сгорания.

Дополнительно, поскольку ограничение выходной мощности снимается, когда величина изменения степени задействования акселератора не меньше определенной величины, может исключаться вариант, при котором движение затрудняется в ситуации продолжения ограничения выходной мощности даже в случае, когда неисправность возникает в состоянии, в котором сигнал управления торможением находится в активированном состоянии, т.е. даже в случае неисправности, при которой сигнал, представляющий продолжение задействования тормоза, выводится независимо от нажатия или ненажатия педали тормоза.

Тем не менее, в Патентном Документе 1, когда величина изменения степени задействования акселератора не меньше определенной величины, ограничение выходной мощности двигателя внутреннего сгорания исключается, даже если водитель не стремится к этому. Соответственно, даже в случае, когда требуется ограничение выходной мощности вследствие того факта, что педаль акселератора застревает из-за коврика на полу и т.п. и в силу этого не может быть возвращена из нажатого состояния, имеется проблема в том, что ограничение выходной мощности неизбежно снимается, когда величина изменения степени задействования акселератора становится не меньше заданной величины при вибрации транспортного средства и т.п.

Патентные документы

Патентный документ 1. Публикация патента Японии № 2695219.

Сущность изобретения

Система управления для двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она не превышает выходную мощность, которая вычисляется посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, когда задействование тормоза с помощью педали тормоза обнаруживается в дополнение к задействованию педали акселератора для педали акселератора, причем степень открытия дроссельного клапана при первой ограничительной степени задействования акселератора задается так, что она меньше степени открытия в полностью открытом состоянии дроссельного клапана; и выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она не превышает выходную мощность, которая вычисляется посредством использования второй ограничительной степени задействования акселератора вместо первой ограничительной степени задействования акселератора, когда величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени становится больше предварительно установленного определенного значения в направлении нажатия педали акселератора в состоянии, в котором выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, при этом вторая ограничительная степень задействования акселератора превышает первую ограничительную степень задействования акселератора, причем степень открытия дроссельного клапана при второй ограничительной степени задействования акселератора задается меньше степени открытия в полностью открытом состоянии дроссельного клапана.

Согласно настоящему изобретению можно не допускать полного снятия ограничения выходной мощности двигателя внутреннего сгорания даже в случае, когда степень задействования акселератора изменяется без намерения водителя.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - пояснительный вид, который схематически показывает конфигурацию системы двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется настоящее изобретение;

Фиг.2 - блок-схема, показывающая последовательность операций управления в том случае, когда ограничение выходной мощности накладывается на выходную мощность из двигателя внутреннего сгорания;

Фиг.3 - блок-схема последовательности операций способа, показывающая последовательность операций управления в случае, если ограничение выходной мощности накладывается на выходную мощность из двигателя внутреннего сгорания; и

Фиг.4 - временная диаграмма, показывающая пример варьирования каждого из множества параметров в состоянии, в котором ограничение выходной мощности накладывается на выходную мощность из двигателя внутреннего сгорания.

Способ осуществления изобретения

Далее поясняется вариант осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи.

Фиг.1 является пояснительным видом, который схематически показывает конфигурацию системы двигателя 1 внутреннего сгорания на основе впрыска во впускные порты, к которому применяется настоящее изобретение.

Камера 2 сгорания двигателя 1 внутреннего сгорания задается посредством головки 3 блока цилиндров, блока 4 цилиндров и поршня 5. Свеча 6 зажигания располагается в верхней центральной секции камеры 2 сгорания.

Головка 3 блока цилиндров формируется с впускным портом 8, соединенным через впускной клапан 7 с камерой 2 сгорания, и выпускным портом 10, соединенным через выпускной клапан 9 с камерой 2 сгорания.

Впускной канал 11, соединенный с впускным портом 8, содержит воздушный фильтр 12, расходомер 13 воздуха для определения объема всасываемого воздуха, дроссельный клапан 15 с электронным управлением, степень открытия которого управляется через актуатор 14 посредством управляющего сигнала из модуля 30 управления, поясненного ниже, и коллектор 16 всасываемого воздуха. Канал 17 для выхлопных газов, соединенный с выпускным портом 10, содержит каталитический нейтрализатор 18 выхлопных газов для очистки выхлопных газов. Следует отметить, что ссылочной позицией 19 на фиг.1 обозначен клапан впрыска топлива для впрыска топлива во впускной порт 8.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит множество датчиков, например, датчик 21 позиции дросселя для определения степени открытия (степени открытия дросселя) дроссельного клапана 15, датчик 22 угла поворота коленчатого вала для определения угла поворота коленчатого вала, датчик степени задействования акселератора для определения величины нажатия педали 23 акселератора водителем, тормозной переключатель 26 для определения того, нажата или нет педаль 25 тормоза водителем, и т.п. Тормозной переключатель 26 включается в состоянии, в котором педаль 25 тормоза нажата, и выключается в состоянии, в котором педаль 25 тормоза не нажата.

Сигналы определения этих датчиков вводятся в модуль 30 управления. Дополнительно, объем впрыска и регулирование впрыска топлива, распределение зажигания и т.п. двигателя 1 внутреннего сгорания управляются посредством модуля 30 управления.

Дополнительно, модуль 30 управления выполняет такое управление, что он ограничивает выходную мощность из двигателя 1 внутреннего сгорания в состоянии, в котором педаль 23 акселератора и педаль 25 тормоза нажаты одновременно, чтобы обеспечивать безопасность водителя.

В частности, в случае, если тормозной переключатель 26 включается при задействовании тормоза посредством педали 25 тормоза в дополнение к задействованию педали акселератора для педали 23 акселератора, выходная мощность из двигателя 1 внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она становится не больше выходной мощности двигателя внутреннего сгорания в зависимости от первой ограничительной степени задействования акселератора, которая является предварительно установленным предельным значением величины задействования акселератора. Здесь первая ограничительная степень задействования акселератора является небольшой степенью задействования акселератора, которая соответствует степени открытия дроссельного клапана, меньшей степени открытия дроссельного клапана в полностью открытом состоянии дроссельного клапана и близкой к степени открытия дроссельного клапана в практически полностью закрытом состоянии или в полностью закрытом состоянии дроссельного клапана. Первая ограничительная степень задействования акселератора задается таким образом, чтобы обеспечивать безопасную остановку транспортного средства.

Дополнительно, когда величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени становится больше предварительно установленного определенного значения в направлении нажатия педали 23 акселератора в состоянии, в котором выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, ограничение выходной мощности из двигателя 1 внутреннего сгорания ослабляется, так что выходная мощность из двигателя 1 внутреннего сгорания становится не больше выходной мощности в зависимости от второй ограничительной степени задействования акселератора, которая является предварительно установленным значением ограничения на величину задействования акселератора и имеет значение, большее первой ограничительной степени задействования акселератора, вместо выходной мощности в зависимости от первой ограничительной степени задействования акселератора. Здесь вторая ограничительная степень задействования акселератора меньше степени задействования акселератора, соответствующей степени открытия дроссельного клапана в полностью открытом состоянии дроссельного клапана, и меньше первой ограничительной степени задействования акселератора, при этом вторая ограничительная степень задействования акселератора задается таким образом, что тормозная сила превышает выходную мощность двигателя внутреннего сгорания (или движущую силу транспортного средства), если педаль 25 тормоза нажимается в достаточной степени.

Дополнительно, ограничение выходной мощности в зависимости от первой и второй ограничительных степеней задействования акселератора исключается в момент времени, когда тормозной переключатель 26 выключается.

Фиг.2 является блок-схемой, показывающей последовательность операций управления в том случае, когда ограничение выходной мощности накладывается на выходную мощность из двигателя 1 внутреннего сгорания. Следует отметить, что последовательность операций при таком управлении выполняется в модуле 30 управления.

В секции вычисления значений ограничения на величину задействования акселератора, обозначенной посредством S1, значение ограничения на величину задействования акселератора вычисляется в зависимости от определенного значения датчика 24 степени задействования акселератора и сигнала из тормозного переключателя 26.

В секции вычисления значений ограничения на величину задействования акселератора значение ограничения на величину задействования акселератора всегда вычисляется в ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, при этом первая ограничительная степень задействования акселератора, при которой степень открытия дроссельного клапана переходит в практически полностью закрытое состояние или близко к полностью закрытому состоянию, вычисляется как значение ограничения на величину задействования акселератора в состоянии, в котором педаль 23 акселератора и педаль 25 тормоза нажаты одновременно. Когда величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени или величина изменения педали акселератора в движении в единицу времени становится больше предварительно установленной определенной величины в состоянии, в котором педаль 23 акселератора и педаль 25 тормоза нажаты одновременно, вторая ограничительная степень задействования акселератора, большая первой ограничительной степени задействования акселератора, вычисляется как значение ограничения на величину задействования акселератора. В состоянии, в котором педаль 23 акселератора и педаль 25 тормоза не нажаты одновременно, третья ограничительная степень задействования акселератора, которая является степенью задействования акселератора, соответствующей полностью открытому состоянию дроссельного клапана, вычисляется как значение ограничения на величину задействования акселератора.

В S2 проводится сравнение между значением ограничения задействования акселератора, вычисленным в S1, и определенным значением датчика 24 степени задействования акселератора, и затем меньшее значение из них выводится. Выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания управляется таким образом, что она становится выходной мощностью в зависимости от значения, выводимого из S2.

В частности, вывод двигателя 1 внутреннего сгорания управляется таким образом, что он становится значением в зависимости от определенного значения датчика 24 степени задействования акселератора в случае, если определенное значение датчика 24 степени задействования акселератора не превышает значение ограничения на величину задействования акселератора, тогда как вывод двигателя внутреннего сгорания управляется таким образом, что он становится значением в зависимости от значения ограничения на величину задействования акселератора в случае, если определенное значение датчика 24 степени задействования акселератора превышает значение ограничения на величину задействования акселератора. В случае, если третья ограничительная степень задействования акселератора задается в качестве значения ограничения на величину задействования акселератора, определенное значение датчика 24 степени задействования акселератора фактически выводится из S2, тем самым устанавливая состояние, в котором ограничение выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания снимается.

Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления в случае, если ограничение выходной мощности накладывается на выходную мощность из двигателя 1 внутреннего сгорания, в котором эта обработка выполняется в модуле 30 управления.

На этапе S11 выполняется определение в отношении того, находится или нет сигнал тормозного переключателя в активированном состоянии. Если в активированном состоянии, последовательность операций переходит к этапу S12. Если в деактивированном состоянии, последовательность операций переходит к этапу S13.

На этапе S12 выполняется определение в отношении того, превышает или нет величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени предварительно установленную определенную величину. Если превышает, то последовательность операций переходит к этапу S14. Если не превышает, то последовательность операций переходит к этапу S15. На этапе S14 выполняется задание флага изменения позиции педали акселератора=1, и последовательность операций переходит к этапу S15.

На этапе S15 выполняется определение в отношении того, выполнено или нет задание флага изменения позиции педали акселератора=0. Если выполнено задание флага изменения позиции педали акселератора=0, то последовательность операций переходит к этапу S16. Если выполнено задание флага изменения позиции педали акселератора=1, то последовательность операций переходит к этапу S17.

На этапе S16 выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она становится не больше выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания в зависимости от первой ограничительной степени задействования акселератора.

На этапе S17 выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она становится не больше выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания в зависимости от второй ограничительной степени задействования акселератора.

Между тем, если сигнал тормозного переключателя находится в деактивированном состоянии, последовательность операций переходит к этапу S18 после выполнения задания флага изменения позиции педали акселератора=0, за счет этого снимая ограничение выходной мощности, чтобы получать выходную мощность в зависимости от обнаруженного значения датчика 24 степени задействования акселератора. Другими словами, значение ограничения на величину задействования акселератора задается равным третьей ограничительной степени задействования акселератора.

Фиг.4 является временной диаграммой, показывающей пример варьирования каждого из множества параметров в состоянии, в котором ограничение выходной мощности применяется для выходной мощности из двигателя 1 внутреннего сгорания.

Если тормозной переключатель 26 переводится во включенное состояние (в момент времени t1) в состоянии, в котором педаль 23 акселератора нажата, значение ограничения на величину задействования акселератора изменяется с третьей ограничительной степени задействования акселератора на первую ограничительную степень задействования акселератора, тем самым инициируя управление для применения ограничения на выходную мощность из двигателя 1 внутреннего сгорания.

Если величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени становится больше предварительно установленного определенного значения, так что флаг изменения позиции педали акселератора изменяется с 0 на 1 (в момент времени t2) в состоянии, в котором значение ограничения на величину задействования акселератора задано равным первой ограничительной степени задействования акселератора, значение ограничения на величину задействования акселератора изменяется с первой ограничительной степени задействования акселератора на вторую ограничительную степень задействования акселератора, тем самым ослабляя ограничение выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания.

Затем, когда педаль 25 тормоза возвращается обратно, так что сигнал тормозного переключателя переводится в деактивированное состояние (в момент времени t3), значение ограничения на задействование акселератора изменяется со второй ограничительной степени задействования акселератора на третью ограничительную степень задействования акселератора, за счет этого снимая ограничение выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания. Следует отметить, что если выполнено такое определение, что величина изменения степени открытия акселератора в единицу времени превышает предварительно установленную определенную величину, флаг изменения позиции педали акселератора продолжает состояние "1" до тех пор, пока сигнал тормозного переключателя не перейдет в деактивированное состояние (до тех пор, пока ограничение выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания не будет снято), и изменяется на состояние "0" в момент времени, в который сигнал тормозного переключателя переходит в деактивированное состояние.

Дополнительно, в то время как значение ограничения на величину задействования акселератора показано как изменяемое ступенчато в моменты времени t1, t2 и t3 на фиг.4, можно выполнить такую настройку, что значение ограничения на величину задействования акселератора изменяется с определенным наклоном в течение переходного периода изменения. Кроме того, значение ограничения на величину задействования акселератора может быть изменено со второй ограничительной степени задействования акселератора на первую ограничительную степень задействования акселератора, когда педаль 23 акселератора возвращается обратно в состоянии, в котором значение ограничения на величину задействования акселератора задано равным второй ограничительной степени задействования акселератора.

Как пояснено выше, в этом варианте осуществления, даже в случае, если степень задействования акселератора изменяется без намерения водителя в состоянии, в котором выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она становится не больше выходной мощности, вычисленной посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, значение ограничения на величину задействования акселератора ограничивается таким образом, что оно изменяется с первой ограничительной степени задействования акселератора на вторую ограничительную степень задействования акселератора, тем самым не допуская полного снятия ограничения выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания.

Дополнительно, в случае, если определяется задействование тормоза (включается тормозной переключатель) вследствие таких причин, как неисправность, задержка реакции по гидравлическому давлению и т.п., хотя педаль тормоза возвращается обратно в состоянии, в котором выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания ограничивается с помощью первой ограничительной степени задействования акселератора таким образом, что она становится не больше выходной мощности, вычисленной посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, выходная мощность двигателя 1 внутреннего сгорания ограничивается с помощью второй ограничительной степени задействования акселератора, большей первой ограничительной степени задействования акселератора, если величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени становится больше предварительно установленного определенного значения при нажатии педали 23 акселератора, в силу этого позволяя обеспечивать требуемые рабочие характеристики ускорения.

Дополнительно, поскольку ограничение выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания вследствие первой и второй ограничительных степеней задействования акселератора снимается в момент времени, в который сигнал тормозного переключателя переходит в деактивированное состояние (в момент времени, в который задействование тормоза не обнаружено), ограничение выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания с помощью первой и второй ограничительных степеней задействования акселератора может продолжаться до тех пор, пока водитель не откажется от намерения выполнять замедление.

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателей внутреннего сгорания. Система управления для двигателя внутреннего сгорания ограничивает выходную мощность двигателя (1) внутреннего сгорания и содержит средство определения степени задействования акселератора для определения величины задействования педали (23) акселератора, средство определения задействования тормоза для определения задействования тормоза вследствие нажатия педали (25) тормоза и дроссельный клапан, расположенный в канале для всасываемого воздуха (11). Выходная мощность из двигателя (1) внутреннего сгорания ограничивается, когда обнаруживается задействование тормоза посредством педали (25) тормоза в дополнение к задействованию педали (23) акселератора. Выходная мощность двигателя (1) внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она не превышает выходную мощность, которая вычисляется посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, когда обнаруживается задействование тормоза посредством педали (25) тормоза в дополнение к задействованию педали (23) акселератора. Степень открытия дроссельного клапана при первой ограничительной степени задействования акселератора задается так, что она меньше степени открытия в полностью открытом состоянии дроссельного клапана. Выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она не превышает выходную мощность, которая вычисляется посредством использования второй ограничительной степени задействования акселератора вместо первой ограничительной степени задействования акселератора, когда величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени становится больше предварительно установленного определенного значения в направлении нажатия педали (23) акселератора в состоянии, в котором выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора. Вторая ограничительная степень задействования акселератора превышает первую ограничительную степень задействования акселератора. Степень открытия дроссельного клапана при второй ограничительной степени задействования акселератора задается меньше степени открытия в полностью открытом состоянии дроссельного клапана. Технический результат заключается в недопущении снятия ограничения выходной мощности двигателя при изменении степени задействования акселератора без намерения водителя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система управления для двигателя внутреннего сгорания, которая ограничивает выходную мощность двигателя внутреннего сгорания и содержит средство определения степени задействования акселератора для определения величины задействования педали акселератора, средство определения задействования тормоза для определения задействования тормоза вследствие нажатия педали тормоза и дроссельный клапан, расположенный в канале для всасываемого воздуха, при этом выходная мощность из двигателя внутреннего сгорания ограничивается, когда обнаруживается задействование тормоза посредством педали тормоза в дополнение к задействованию педали акселератора посредством педали акселератора,
при этом выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она не превышает выходную мощность, которая вычисляется посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, когда обнаруживается задействование тормоза посредством педали тормоза в дополнение к задействованию педали акселератора посредством педали акселератора, причем степень открытия дроссельного клапана при первой ограничительной степени задействования акселератора задается так, что она меньше степени открытия в полностью открытом состоянии дроссельного клапана;
при этом выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается таким образом, что она не превышает выходную мощность, которая вычисляется посредством использования второй ограничительной степени задействования акселератора вместо первой ограничительной степени задействования акселератора, когда величина изменения степени задействования акселератора в единицу времени становится больше предварительно установленного определенного значения в направлении нажатия педали акселератора в состоянии, в котором выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается посредством использования первой ограничительной степени задействования акселератора, при этом вторая ограничительная степень задействования акселератора превышает первую ограничительную степень задействования акселератора, причем степень открытия дроссельного клапана при второй ограничительной степени задействования акселератора задается меньше степени открытия в полностью открытом состоянии дроссельного клапана.

2. Система по п. 1, в которой ограничение выходной мощности двигателя внутреннего сгорания вследствие первой ограничительной степени задействования акселератора или второй ограничительной степени задействования акселератора снимается в момент времени, в который задействование тормоза не обнаружено.

3. Система по п. 1 или 2, в которой первая ограничительная степень задействования акселератора задается равной степени задействования акселератора близко к степени задействования акселератора, соответствующей степени открытия дроссельного клапана в практически полностью закрытом состоянии дроссельного клапана.