JP2000345882A - 内燃機関のスロットル制御装置 - Google Patents
内燃機関のスロットル制御装置Info
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Abstract
り返すことを防止することで内燃機関の運転性を向上さ
せる内燃機関のスロットル制御装置の提供。 【解決手段】 運転者がアクセル操作を行って定常走行
に移行しようとした場合(時刻t2)に、目標スロット
ル開度ttTAは時刻t2以前のアクセル操作量に応じ
たスロットル開度tTAへの制御から切り離されて、定
常要求トルクを実現するスロットル開度TAR/Lへ制
御される。このことにより運転状態は所望の定常走行状
態に直ちに移行するとともに、アクセル操作はそのまま
スロットル開度に反映されないので、運転者はアクセル
操作を繰り返さなくても良くなる。こうして、アクセル
操作の繰り返しが防止されて、運転性を良好にすること
ができる。
Description
アクセル操作量に応じた目標スロットル開度となるよう
にスロットルバルブを制御する内燃機関のスロットル制
御装置に関する。
ットルバルブを電子制御することにより、運転者の要求
ばかりでなく、内燃機関の運転状態に応じてスロットル
開度を適切に制御するスロットル制御装置が知られてい
る(特開平9−42032号公報)。このような、スロ
ットル制御装置においては、運転者の要求に応じて内燃
機関の出力トルクを次のように制御している。
き目標スロットル開度を算出し、この目標スロットル開
度となるように、電動モータなどによりスロットルバル
ブの開度(スロットル開度)を制御している。
ットル開度制御は、運転者が自動車を加速したり減速し
たりする場合にはアクセル操作量の増減に応じてスロッ
トル開度も増減するため運転性は問題なく得られる。し
かし、加速あるいは減速操作が終了して、運転者が定常
運転により安定した走行を開始しようとした場合に、直
ちに走行状態が安定せず、頻繁にアクセル操作を繰り返
す必要が生じ、運転性が悪化するという問題が存在す
る。
操作量の大きな変化を行った直後では、アクセル操作量
に対応して設定された目標スロットル開度に向かってス
ロットル開度が大きく変化しており、更に内燃機関自体
も変化の途中にある。このため、所望の出力トルクに安
定するように該当するアクセル操作位置に直ちにアクセ
ルペダルを操作することは困難である。このため運転者
は加減速操作後に頻繁にアクセルペダルの操作を繰り返
さなくてはならず、運転性を十分良好なものとすること
ができない。
報)では、運転者のアクセル操作量の変動が小さくなっ
た場合には定常運転になったものと推定して、スロット
ル開度の制御ゲインを小さくしている。このことによ
り、安定した定常運転を実現しようとしている。しか
し、運転者のアクセル操作の変動は、十分に自動車の走
行状態が安定した後に小さくなるものである。加減速状
態から定常運転状態へ移行しようとする時においては、
まだアクセル操作量は大きく変動している。結局、アク
セル操作量の安定を待たなくてはならず、運転性を向上
させることはできない。
セル操作を繰り返すことを防止することで、内燃機関の
運転性を向上させることができる内燃機関のスロットル
制御装置の提供を目的とするものである。
のスロットル制御装置は、スロットル開度がアクセル操
作量に応じた目標スロットル開度となるようにスロット
ルバルブを制御する内燃機関のスロットル制御装置であ
って、内燃機関に対する操作が定常運転への操作であっ
た場合には、内燃機関の出力トルクが、定常運転状態を
実現するために算出された定常要求トルクとなるように
スロットルバルブを制御することを特徴とする。
転への操作であった場合には、アクセル操作量に応じて
スロットル開度を制御する代わりに、定常運転状態を実
現するために算出された定常要求トルクとなるように、
スロットル開度を制御している。
作された場合には、スロットル開度はアクセル操作に直
接的に依存するのではなく、定常要求トルクとなるよう
にスロットル開度が制御される。したがって、アクセル
操作を行って定常運転に移行しようとした場合にも、定
常運転への操作であったと判定されると、スロットル開
度はアクセル操作への直接的な依存関係から切り離され
て、定常要求トルクとなるスロットル開度に制御され
る。このことによりスロットル開度がアクセル操作量に
応じて急変することがなくなる。
へ直ちに移行するとともに、アクセル操作はそのままス
ロットル開度に反映されないので、運転者はアクセル操
作を繰り返さなくても良くなる。したがって運転性を良
好にすることができる。
装置は、スロットル開度がアクセル操作量に応じた目標
スロットル開度となるようにスロットルバルブを制御す
る内燃機関のスロットル制御装置であって、内燃機関に
より駆動される被駆動機構の運転状態を検出する被駆動
機構運転状態検出手段と、前記被駆動機構運転状態検出
手段にて検出される被駆動機構の運転状態を定常運転状
態とするための定常要求トルクを算出する定常要求トル
ク算出手段と、内燃機関に対する操作が定常運転へ移行
する操作であるか否かを判定する定常運転操作検出手段
と、前記定常運転操作検出手段にて定常運転へ移行する
操作であると判定された場合に、内燃機関の出力トルク
が、前記定常要求トルク算出手段にて算出された定常要
求トルクとなるようにスロットルバルブを制御する定常
運転状態スロットル制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
手段は、定常運転操作検出手段にて定常運転へ移行する
操作であると判定された場合に、内燃機関の出力トルク
が、定常要求トルク算出手段にて算出された定常要求ト
ルクとなるようにスロットルバルブを制御している。こ
のため、内燃機関に対する操作が定常運転へ移行する操
作であれば、その時に被駆動機構運転状態検出手段によ
り検出されている内燃機関により駆動される被駆動機構
の運転状態を定常運転状態としてスロットル開度を制御
できる。
操作を行えば、その時の運転状態を定常運転状態として
捉える。そしてスロットル開度をアクセル操作量によら
ずに、定常運転状態を維持するようにスロットル開度の
制御が行われる。更に、このことによりスロットル開度
がアクセル操作量に応じて急変することがなくなる。こ
のため、運転状態は所望の定常運転状態に直ちに移行
し、運転者はアクセル操作を繰り返さなくても良くな
る。したがって運転性を良好にすることができる。
装置は、請求項2記載の構成に対して、前記定常運転操
作検出手段は、内燃機関に対する操作に基づいて要求出
力トルクを算出するとともに、該要求出力トルクと前記
定常要求トルク算出手段にて算出された定常要求トルク
との乖離度が小さくなったことを、内燃機関に対する操
作が定常運転へ移行する操作であると判定する条件とし
ていることを特徴とする。
内燃機関に対する操作に基づいて要求出力トルクを算出
するとともに、該要求出力トルクと前記定常要求トルク
算出手段にて算出された定常要求トルクとの乖離度が小
さくなったことを、内燃機関に対する操作が定常運転へ
移行する操作であると判定する条件とするものが挙げら
れる。
へ移行する操作であることを検知でき、請求項2の作用
効果を生じさせることができる。請求項4記載の内燃機
関のスロットル制御装置は、請求項3記載の構成に対し
て、前記定常運転操作検出手段は、前記条件に加えて、
内燃機関に対する操作量の変化を算出し、該操作量の変
化が大きいことを、内燃機関に対する操作が定常運転へ
移行する操作であると判定する条件としていることを特
徴とする。
ると判定する条件として、更に、内燃機関に対する操作
量の変化が大きいという条件を加えている。このことに
より、請求項3の作用効果に加えて、より的確に定常運
転へ移行する操作が検出でき、より精密な制御が可能と
なる。
装置は、請求項3または4記載の構成に対して、前記定
常運転操作検出手段は、前記条件に加えて、前記被駆動
機構が直前まで加速あるいは減速状態であったことを、
内燃機関に対する操作が定常運転へ移行する操作である
と判定する条件としていることを特徴とする。
ると判定する条件として、更に、被駆動機構が直前まで
加速あるいは減速状態であったという条件を加えてい
る。このことにより、請求項3または4の作用効果に加
えて、より的確に定常運転へ移行する操作が検出でき、
より精密な制御が可能となる。
装置は、請求項5記載の構成に対して、前記定常運転操
作検出手段は、内燃機関の出力トルクと前記定常要求ト
ルク算出手段にて算出された定常要求トルクとの乖離度
が直前まで大きい状態であったことを、前記被駆動機構
が直前まで加速あるいは減速状態であったこととして判
断することを特徴とする。
クと定常要求トルクとの乖離度が直前まで大きい状態で
あったことにより、被駆動機構が直前まで加速あるいは
減速状態であったことを検知できる。
じさせることができる。請求項7記載の内燃機関のスロ
ットル制御装置は、請求項2〜6のいずれか記載の構成
に加えて、内燃機関に対する操作に基づいて算出した要
求出力トルクと前記定常要求トルク算出手段にて算出さ
れた定常要求トルクとの乖離度が大きくなった場合に、
内燃機関に対する定常運転が終了したと判定して、スロ
ットル開度をアクセル操作量に応じた目標スロットル開
度とする制御に移行する非定常運転状態スロットル制御
移行手段を備えたことを特徴とする。
御移行手段は、要求出力トルクと定常要求トルクとの乖
離度が大きくなった場合に、内燃機関に対する定常運転
が終了したと判定することができる。そして、このよう
に定常運転が終了すれば、非定常運転状態スロットル制
御移行手段はスロットル開度をアクセル操作量に応じた
目標スロットル開度とする制御に移行している。
めのアクセル操作を行うことにより、定常運転から抜け
出して応答性の高い被駆動機構の加速や減速を行うこと
ができる。したがって、請求項2〜6のいずれかの作用
効果に加えて、加減速操作においても運転性を良好に維
持することができる。
装置は、請求項1〜7のいずれか記載の構成に加えて、
定常運転状態から非定常運転状態に移行する際には、定
常要求トルクとなるように制御された目標スロットル開
度からアクセル操作量に応じた目標スロットル開度へ徐
々に移行させるスロットル開度徐変手段を備えたことを
特徴とする。
クとなるように制御された目標スロットル開度からアク
セル操作量に応じた目標スロットル開度へ徐々に移行さ
せている。このため、請求項1〜7の作用効果ととも
に、制御の切り替え時の出力トルク変動によるショック
が抑制されて、一層運転性を良好に維持することができ
る。
た発明が適用されたガソリンエンジン(以下、「エンジ
ン」と略す)4およびその制御系の概略構成を表すブロ
ック図である。このエンジン4は自動車に搭載されて、
被駆動機構としての自動車を走行駆動するものである。
室を含む第1気筒8、第2気筒10、第3気筒12およ
び第4気筒14が形成されている。各気筒8〜14には
インテークマニホールド16、サージタンク18を介し
て吸気通路20が接続されている。この吸気通路20の
上流側にはエアクリーナ22が設けられており、このエ
アクリーナ22を介して吸気通路20内に外気が導入さ
れる。
8〜14に対応してインジェクタ24,26,28,3
0がそれぞれ設けられている。これらのインジェクタ2
4〜30は通電制御により開閉駆動されて燃料を噴射す
る電磁弁であって、燃料タンク内の燃料が燃料ポンプ
(図示略)から圧送されてくる。インジェクタ24〜3
0から噴射された燃料はインテークマニホールド16内
の吸入空気と混合されて混合気となる。そしてこの混合
気は、各気筒8〜14毎に設けられた吸気バルブ(図示
略)が開弁することによって開かれた吸気ポート(図示
略)から各気筒8〜14の燃焼室内へ導入される。空燃
比フィードバック制御により、このインジェクタ24〜
30による燃料噴射時間の長さが、空燃比フィードバッ
ク制御処理(図示略)により求められている空燃比フィ
ードバック補正係数FAFや空燃比学習値KG等に基づ
いて調整される。
るスロットルバルブ32がサージタンク18の上流側に
位置して設けられている。このスロットルバルブ32
は、吸気通路20に設けられたスロットルモータ34に
より開閉駆動されることにより、その開度、すなわちス
ロットル開度TAが調節される。スロットルバルブ32
の近傍にはスロットルセンサ36が設けられている。こ
のスロットルセンサ36はスロットル開度TAを検出
し、そのスロットル開度TAに応じた信号を出力する。
ル38が設けられており、このアクセルペダル38の踏
込量、すなわちアクセル操作量PDLAはアクセルセン
サ40によって検出される。そして、後述する電子制御
装置(以下、「ECU」と称する)50はアクセル操作
量PDLA等に基づいて得られた目標スロットル開度に
基づいてスロットルモータ34を制御することによりス
ロットル開度TAを運転状態に応じた開度に調節する。
なお、スロットル開度TAは、後述するごとく、必要に
応じてアクセル操作量PDLAに直接対応させずに定常
走行(定常運転に相当する)を行うための出力トルクが
実現するように調整される。
カムが設けられている吸気カムシャフト(図示略)は、
可変バルブタイミング装置(以下、VVTと称する)5
2により、クランクシャフト(図示略)に対して相対回
転可能とされている。したがって、エンジン4の運転条
件により、VVT52にて吸気バルブのバルブタイミン
グVTを変更することで、排気バルブとのバルブオーバ
ラップ量を調整可能である。このバルブタイミングVT
は、カム角センサ54が検出する吸気カムシャフトの回
転位相θに基づいて求められる。
ルド60を介して排気通路62が接続されている。この
排気通路62には触媒コンバータ64およびマフラ66
がそれぞれ設けられている。排気通路62を流れる排気
はこれら触媒コンバータ64およびマフラ66を通過し
て外部に排出される。
2とスロットルバルブ32との間にはエアフローメータ
68が設けられている。このエアフローメータ68は各
気筒8〜14の燃焼室に導入される吸入空気量GAを検
出し、この吸入空気量GAに応じた信号を出力する。
は各気筒8〜14に対応してそれぞれ点火プラグ70,
72,74,76が設けられている。各点火プラグ70
〜76は、イグニッションコイル70a,72a,74
a,76aが付属することにより、ディストリビュータ
を用いないダイレクトイグニッションシステムとして構
成されている。各イグニッションコイル70a〜76a
は、点火時期において、ECU50内の点火駆動回路か
ら供給される一次側電流の遮断に基づいて発生する高電
圧を、直接点火プラグ70〜76に与えている。
る排気通路62には、酸素センサ80が設けられてい
る。この酸素センサ80は、排気の成分に現れる混合気
の空燃比に応じた信号Voxを出力する。この信号Vo
xに基づいて空燃比フィードバック制御処理がなされ、
空燃比フィードバック補正係数FAFや空燃比学習値K
G等による燃料噴射量の増減処理により、混合気の空燃
比が理論空燃比に調整される。
クランクシャフトの回転に基づいてエンジン回転数NE
に応じた数のパルス信号を出力し、気筒判別センサ92
は気筒8〜14を判別するためにクランクシャフトの回
転に基づいて規定クランク角毎に基準信号となるパルス
信号を出力する。ECU50はこれら回転数センサ90
および気筒判別センサ92からの出力信号に基づいて、
エンジン回転数NEおよびクランク角の算出、更に気筒
判別を行う。
却水温を検出するための水温センサ94が設けられて、
冷却水温THWに応じた信号を出力する。また図示して
いない変速機にはシフトポジションセンサ96が設けら
れて、シフト位置SHFTPに応じた信号を出力する。
なお、この変速機はオートマチックトランスミッション
でありECU50にてシフト位置が制御されている。
が設けられ、車速SPDに応じた信号を出力している。
次に本実施の形態1におけるスロットル制御装置・その
他の機能を果たしている制御系の構成について図2のブ
ロック図を参照して説明する。
0a、読み出し専用メモリ(ROM)50b、ランダム
アクセスメモリ(RAM)50c、およびバックアップ
RAM50d等を備えている。このことによりECU5
0は、これら各部50a〜50dと、入力回路50eお
よび出力回路50f等とを双方向バス50gにより接続
してなる論理演算回路として構成されている。ROM5
0bには後述する目標スロットル開度算出制御処理等の
各種制御プログラムやマップ等の各種データが予め記憶
されている。RAM50cには各種制御処理におけるC
PU50aの演算結果等が一時的に記憶される。
形回路およびA/D変換器等を含んだ入力インターフェ
ースとして構成されており、前記スロットルセンサ3
6、アクセルセンサ40、カム角センサ54、エアフロ
ーメータ68、酸素センサ80、回転数センサ90、気
筒判別センサ92、水温センサ94、シフトポジション
センサ96、車速センサ97、各イグニッションコイル
70a〜76aの点火確認信号IGfのライン等がそれ
ぞれ接続されている。各種センサ36,40,54,6
8,80,90,92,94,96,97等の出力信号
はデジタル信号に変換されて入力回路50eから双方向
バス50gを介してCPU50aに読み込まれる。
有しており、前記インジェクタ24〜30、スロットル
モータ34、VVT52、イグニッションコイル70a
〜76a等がそれぞれ接続されている。ECU50は各
種センサ36,40,54,68,80,90,92,
94,96,97等からの出力信号に基づいて演算処理
を行い、インジェクタ24〜30、スロットルモータ3
4、VVT52、イグニッションコイル70a〜76a
等を制御する。
8により検出される吸入空気量GAに基づいてエンジン
4の負荷を算出するとともに、その負荷とエンジン回転
数NEとに応じて、インジェクタ24〜30による燃料
噴射量や燃料噴射時期、VVT52によるバルブタイミ
ングVTあるいはイグニッションコイル70a〜76a
による点火時期を制御している。そして酸素センサ80
により検出される空燃比に基づいて、インジェクタ24
〜30による燃料噴射量の増減補正を実行して、混合気
の空燃比を精密に制御している。
により実行される目標スロットル開度算出制御処理およ
びこれに関連した処理について図3〜図5のフローチャ
ートに基づいて説明する。なお各処理に対応するフロー
チャート中のステップを「S〜」で表す。本処理は、一
定時間あるいは一定クランク角周期にて繰り返し実行さ
れる。
れると、アクセルセンサ40、回転数センサ90、シフ
トポジションセンサ96および車速センサ97等にてそ
れぞれ検出されたアクセル操作量PDLAi、エンジン
回転数NE、シフト位置SHFTPおよび車速SPD等
を読み込む。そして、これらの値PDLAi,NE,S
HFTP,SPD等に基づいて、次式1に示すごとく、
ROM50b内に記憶されているマップf1から仮スロ
ットル開度tTAを求める(S100)。
作量PDLAiに応じたスロットル開度である。ここで
PDLAに付された「i」は今回の制御周期において検
出された値であることを表している。また、次式2にて
用いている「i−1」は前回の制御周期にて検出された
値を示す。またこれ以外のパラメータとして、例えば冷
却水温THW等を加えても良い。
期にて検出されているアクセル操作量PDLAiから前
回の制御周期にて検出されているアクセル操作量PDL
Ai−1を減算することにより、アクセル操作量PDL
Aの変化量DLPDLAを求める(S110)。
ンジン回転数NE、シフト位置SHFTPおよび冷却水
温THW等に基づいて、次式3に示すごとく、ROM5
0b内に記憶されているマップf2からドライバが要求
する要求出力トルクTQPDLAを求める(S12
0)。
気量GA、エンジン回転数NE、シフト位置SHFTP
および冷却水温THW等に基づいて、次式4に示すごと
く、ROM50b内に記憶されているマップf3から現
在の実出力トルクTQWHiを求める(S130)。
SPDの変化量ΔSPDに基づいて、次式5に示すごと
く、ROM50b内に記憶されているマップf4から現
在の道路勾配SLOPiを求める(S140)。なお、
車速SPDは空気抵抗を考慮したパラメータである。
および車速SPDに基づいて、現在の車速SPDを維持
するための出力トルクを定常要求トルクTQR/Liと
して、ROM50b内に記憶されているマップf5から
求める(S150)。
/Liを実現するために必要なスロットル開度を、定常
要求スロットル開度TAR/Liとして求める(S16
0)。すなわち、次式7に示すごとく、定常要求トルク
TQR/Li、エンジン回転数NE、シフト位置SHF
TPおよびバルブタイミングVT等に基づいて、ROM
50b内に記憶されているマップf6から現在の定常要
求スロットル開度TAR/Liを求める。
いる定常要求フラグが「ON」か否かを判定する(S1
70)。この定常要求フラグは定常走行の要求が運転者
からなされている状態を示すフラグである。
ている状態、すなわち定常要求フラグ=「OFF」であ
れば(S170で「NO」)、前回の制御周期で求めら
れている実出力トルクTQWHi−1が次式8で表され
る条件を満足しているか否かを判定する(S180)。
は前回の制御周期における定常要求トルクである。前記
式8は、実出力トルクTQWHi−1が定常要求トルク
TQR/Li−1とほぼ同等の状態にあるか否かによ
り、前回の制御周期において加速でも減速でも無かった
か否かを判定するものである。
で「NO」)、すなわち前回の制御周期において加速あ
るいは減速であった場合には、次にステップS110に
て求めているアクセル操作量PDLAの変化量DLPD
LAの絶対値(|DLPDLA|)が判定値K2(>
0)以上か否かを判定する(S190)。すなわち、運
転者がアクセルペダル38を大きく変化させたか否かを
判定する。
合には(S190で「YES」)、定常要求トルクTQ
R/Liと要求出力トルクTQPDLAとの関係が次式
9を満足するか否かを判定する(S200)。
iと要求出力トルクTQPDLAとが十分に近い値であ
ることを示すものであり、前記式9を満足すれば、定常
要求トルクTQR/Liと要求出力トルクTQPDLA
とは十分に近い値であると判定できる。
ES」)、次に定常要求フラグを「ON」に設定する
(S210)。すなわち、前記ステップS180,S1
90,S200の判定は、運転者により定常走行の要求
がなされているか否かを判定するための処理である。
れていれば、今回の制御周期の目標スロットル開度tt
TAiとしてステップS160にて求めた現在の定常要
求スロットル開度TAR/Liが設定される(S22
0)。こうして、一旦、目標スロットル開度算出制御処
理を終了し、燃料噴射処理などのメインルーチンの処理
を実行する。
「ON」が設定されているので(S170で「YE
S」)、ステップS200の処理にジャンプし、前記式
9が満足されているか否かを判定する。
ルクTQR/Liに十分に近い状態である限り(S20
0で「YES」)、定常要求フラグは「ON」の状態を
継続する(S210)。このため、目標スロットル開度
ttTAiとしてはステップS160にて求めた現在の
運転状態における定常要求スロットル開度TAR/Li
を用いることになる(S220)。
た時に(S170で「NO」)、前回の制御周期にて加
速でもなく減速でもないことにより前記式8が満足され
ている場合には(S180で「YES」)、図5のステ
ップS230の判定処理に移る。これは、アクセル操作
量PDLAに大きい変化がなく|DLPDLA|<K2
であった場合(S190で「NO」)も同じく、図5の
ステップS230の判定処理に移る。
「OFF」であるか否かを判定する。ここでは、定常要
求フラグ=「OFF」であるので(S230で「YE
S」)、運転者は定常走行の要求をしていないと判断
し、今回の制御周期の目標スロットル開度ttTAiと
してステップS100にて求めた仮スロットル開度tT
Aを設定する(S240)。こうして、一旦、目標スロ
ットル開度算出制御処理を終了し、燃料噴射処理などの
メインルーチンの処理を実行する。
態にて、要求出力トルクTQPDLAが定常要求トルク
TQR/Liから離れた場合(S200で「NO」)、
すなわち運転者の加減速操作により定常走行の要求状態
ではなくなった場合、図5のステップS230に移る。
求フラグ=「ON」であることから(S230で「N
O」)、次に、なまし計算(重み付け平均値の計算)用
の時定数NSMを求める(S250)。この時定数NS
Mは、アクセル操作量PDLAの変化量DLPDLAに
基づいて、次式10に示すごとく、ROM50b内に記
憶されているマップf7から求める。
式11に示すごとくのなまし計算により、前回の制御周
期の目標スロットル開度ttTAi−1およびステップ
S100にて求めた仮スロットル開度tTAから、今回
の制御周期の目標スロットル開度ttTAiを求める
(S260)。
開度ttTAiとの関係が次式12を満足する否かを判
定する(S270)。
目標スロットル開度ttTAiとが十分に近い値である
ことを判断するものであり、前記式12を満足すれば、
仮スロットル開度tTAと目標スロットル開度ttTA
iとは十分に近い値であると判定できる。
ットル開度ttTAiとは十分に近い値になっていない
場合(S270で「NO」)、このまま処理を一旦終了
し、燃料噴射処理などのメインルーチンの処理を実行す
る。
あり(S170で「YES」)、運転者がアクセルペダ
ル38の操作により加減速操作を行っている場合には
(S200で「NO」)、前記式11(S260)によ
り目標スロットル開度ttTAiは徐々に仮スロットル
開度tTAに近づく。
70で「YES」)、定常要求フラグ=「OFF」に設
定され(S280)、処理を一旦終了し、燃料噴射処理
などのメインルーチンの処理を実行する。
目標スロットル開度ttTAiに基づいて、スロットル
センサ36が検出するスロットル開度TAが目標スロッ
トル開度ttTAiとなるようにスロットルモータ34
を駆動する。
による制御の一例を図6および図7のタイミングチャー
トに示す。ここで、定常走行状態から時刻t0で自動車
を加速するために運転者がアクセルペダル38を踏み込
んだものとする。この時、アクセル操作量PDLAが急
速に大きくなることから、ステップS100にて求めら
れる仮スロットル開度tTAも、図6(b)に示すごと
く急速に上昇する。同時に車速SPDやエンジン回転数
NEの上昇、吸入空気量GAの増加、そしてシフト位置
SHFTPやバルブタイミングVTの変化などにより、
ステップS130〜S160の処理にて求められる定常
要求スロットル開度TAR/Lも図6(b)に示すごと
く次第に変化、この場合上昇する。
昇により、ステップS200にて前記式9が成立しなく
なる(S200で「NO」)。そして時刻t0では、ま
だ定常要求フラグ=「ON」であるので(S230で
「NO」)、ステップS250〜S270が実行され
る。この時、仮スロットル開度tTAと目標スロットル
開度ttTAiとが既に近い値になっていたとすると
(S270で「YES」)、定常要求フラグは「OF
F」に設定される(S280)。
プS230で「YES」と判定されて、目標スロットル
開度ttTAiには仮スロットル開度tTAが設定され
る(S240)。このため、図6(c)に示すごとく、
目標スロットル開度ttTAiはアクセル操作量PDL
Aに応じて急速に大きくなる。
状態を維持したまま、車速SPDの上昇を続ける。次
に、車速SPDが所望の高さにほぼ到達する時刻t2に
て、運転者は、これ以上の車速SPDの上昇を停止する
ために、アクセルペダル38を大きく戻す。この時刻t
2では、前回の制御周期においては定常要求トルクTQ
R/Lと実出力トルクTQWHとの間は、実出力トルク
TQWHの急激な上昇により乖離している(S180で
「NO」)。そして時刻t2ではアクセル操作量PDL
Aの変化量DLPDLAは図6(b)に示すごとく大き
く変化している(S190で「YES」)。更に車速S
PDを安定させるようにアクセル操作量PDLAを戻し
た結果、仮スロットル開度tTAに基づいて算出される
要求出力トルクTQPDLAは、定常要求スロットル開
度TAR/Lに近づく(S200で「YES」)。この
結果、ステップS210が実行されて、定常要求フラグ
=「ON」となる。
刻t2以前は目標スロットル開度ttTAには仮スロッ
トル開度tTAが設定されて(S240)、アクセル操
作量PDLAに応じたスロットル開度となっていた。し
かし、時刻t2以降は、目標スロットル開度ttTAに
は定常要求スロットル開度TAR/Lが設定される(S
220)。
運転者が自動車を減速するために、アクセルペダル38
を戻す。この時、アクセル操作量PDLAが急速に小さ
くなることから、ステップS100にて求められる仮ス
ロットル開度tTAも、図7(b)に示すごとく急速に
下降する。同時に車速SPDやエンジン回転数NEの下
降、吸入空気量GAの減少、そしてシフト位置SHFT
PやバルブタイミングVTの変化などにより、ステップ
S130〜S160の処理にて求められる定常要求スロ
ットル開度TAR/Lも図7(b)に示すごとく次第に
下降する。
降により、ステップS200にて前記式9が成立しなく
なる(S200で「NO」)。そして時刻t10では、
まだ定常要求フラグ=「ON」であるので(S27
0)、ステップS250〜S270が実行される。この
時、仮スロットル開度tTAと目標スロットル開度tt
TAiとは離れているので(S270で「NO」)、ス
テップS280は実行されない。すなわち、直ちに定常
要求フラグが「OFF」に設定されることはない。
は仮スロットル開度tTAに接近するまで前記式11に
より漸減され(S260)、しばらくは前記式12は満
足されない(S270で「NO」)。このため定常要求
フラグは「ON」の状態が維持される。
仮スロットル開度tTAに十分に接近して(時刻t1
1)、前記式12が満足されると(S270で「YE
S」)、定常要求フラグに「OFF」が設定される(S
280)。
プS230で「YES」と判定されて、目標スロットル
開度ttTAiには仮スロットル開度tTAが設定され
る(S240)。このため、図7(c)に示すごとく、
時刻t11以降は目標スロットル開度ttTAiはアク
セル操作量PDLAに対応することになる。
し状態を維持したまま、車速SPDの下降を続ける。次
に、車速SPDが所望の状態にほぼ到達する時刻t12
にて、運転者は、これ以上の車速SPDの下降を停止す
るために、アクセルペダル38を定常時より大きく踏み
込む。この時刻t12では、前回の制御周期においては
定常要求トルクTQR/Lと実出力トルクTQWHとの
間は、実出力トルクTQWHの急激な下降により乖離し
ている(S180で「NO」)。そして時刻t12では
アクセル操作量PDLAの変化量DLPDLAは図7
(b)に示すごとく大きく変化している(S190で
「YES」)。更に車速SPDを安定させるようにアク
セル操作量PDLAを大きくした結果、仮スロットル開
度tTAに基づいて算出される要求出力トルクTQPD
LAは、定常要求スロットル開度TAR/Lに近づく
(S200で「YES」)。この結果、ステップS21
0が実行されて、定常要求フラグ=「ON」となる。
刻t12以前は目標スロットル開度ttTAには仮スロ
ットル開度tTAが設定されて(S240)、アクセル
操作量PDLAに応じたスロットル開度となっていた。
しかし、時刻t12以降は、目標スロットル開度ttT
Aには定常要求スロットル開度TAR/Lが設定される
(S220)。
速SPDと走行している道路勾配SLOPとが被駆動機
構の運転状態に相当し、車速センサ97およびステップ
S140が被駆動機構運転状態検出手段としての機能を
果たしている。
算出手段としての機能を果たし、ステップS110,S
120,S130,S180,S190,S200が定
常運転操作検出手段としての機能を果たし、ステップS
160,S220が定常運転状態スロットル制御手段と
しての機能を果たしている。
スロットル制御移行手段としての機能を果たし、ステッ
プS230〜S280がスロットル開度徐変手段として
の機能を果たしている。
下の効果が得られる。 (イ).ステップS180にて「NO」、ステップS1
90にて「YES」およびステップS200にて「YE
S」と判定された場合、エンジン4に対する操作が定常
走行を要求する操作であることが判定できる。そして、
この定常走行の要求が判定されると、アクセル操作量P
DLAに応じて目標スロットル開度ttTAを設定(S
240)する代わりに、定常走行状態を実現するために
算出された定常要求トルクTQR/Lとなるように目標
スロットル開度ttTAを設定(S220)している。
作された場合には、目標スロットル開度ttTAはアク
セル操作量PDLAに直接的に依存するのではなく、定
常要求トルクTQR/Lとなるようにスロットル開度が
制御される。したがって、運転者がアクセル操作を行っ
て定常走行に移行しようとした場合に、定常走行への操
作であると判定されると、目標スロットル開度ttTA
はアクセル操作量PDLAから切り離されて、定常要求
トルクTQR/Lを実現するスロットル開度に制御され
る。このことによりスロットル開度がアクセル操作量P
DLAに応じて急変することがなくなる。
に直ちに移行するとともに、アクセル操作はそのままス
ロットル開度に反映されないので、運転者はアクセル操
作を繰り返さなくても良くなる。すなわち、従来では図
6に破線で例示したごとく、運転者はアクセル操作によ
る車速の収束調整を長く行う必要があるが、本実施の形
態1によれば、直ちに定常走行に必要な出力トルク(定
常要求トルクTQR/L)に対応した目標スロットル開
度ttTAに設定でき、車速も直ちに安定し、定常走行
に入ることができる。しかも、運転者によるアクセルペ
ダル38の操作は間接的にしか、目標スロットル開度t
tTAには反映されない。したがってアクセル操作の繰
り返しが防止されて、運転性を良好にすることができ
る。
ったことを、実出力トルクTQWHと定常要求トルクT
QR/Lとの乖離度が直前まで大きい状態であったこと
(S180で「NO」)、アクセル操作量PDLAの変
化量DLPDLAが大きいこと(S190で「YE
S」)、および要求出力トルクTQPDLAと定常要求
トルクTQR/Lとの乖離度が小さくなったこと(S2
00で「YES」)にて捉えている。
に定常走行へ移行する操作が検出でき、より精密な制御
が可能となる。 (ハ).また、要求出力トルクTQPDLAと定常要求
トルクTQR/Lとの乖離度が大きくなった場合(S2
00で「NO」)に、定常走行が終了したと判定するこ
とができる。そして、このように定常走行が終了すれ
ば、目標スロットル開度ttTAをアクセル操作量PD
LAに応じて設定する状態に移行する(S240)。
より定常走行から抜け出して、応答性の高い自動車の加
速や減速を行うことができる。したがって、加減速操作
においても運転性を良好に維持することができる。
要求トルクTQR/Lとなるように定常要求スロットル
開度TAR/Lが設定された目標スロットル開度ttT
Aからアクセル操作量PDLAに応じた目標スロットル
開度ttTAへ徐々に移行させている(S230〜S2
80)。このため、制御の切り替え時における出力トル
ク変動によるショックが抑制されて、一層運転性を良好
に維持することができる。
ていることを、前回の制御周期時に加速または減速状態
にあること(S180で「NO」)、アクセル操作量P
DLAの変化量DLPDLAが判定値K2以上であるこ
と(S190で「YES」)および要求出力トルクTQ
PDLAが定常要求トルクTQR/Liに近いこと(S
200で「YES」)により判断していた。この3つの
条件すべてを満足しなくても、例えば、ステップS18
0の判定は省略し、ステップS190とステップS20
0との組み合わせの判定でもよい。また、ステップS1
80とステップS200との組み合わせで定常走行要求
を判定しても良いし、ステップS200のみの条件で定
常走行要求を判定しても良い。
たが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載
した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実
施形態を有するものであることを付記しておく。
に応じた目標スロットル開度となるようにスロットルバ
ルブを制御する内燃機関のスロットル制御装置であっ
て、内燃機関に対する操作が定常運転への操作であった
場合には、以後、定常運転が継続する限り、内燃機関の
出力トルクが、定常運転状態を実現するために算出され
た定常要求トルクとなるようにスロットルバルブを制御
することを特徴とする内燃機関のスロットル制御装置。
に応じた目標スロットル開度となるようにスロットルバ
ルブを制御する内燃機関のスロットル制御装置であっ
て、内燃機関により駆動される被駆動機構の運転状態を
検出する被駆動機構運転状態検出手段と、前記被駆動機
構運転状態検出手段にて検出される被駆動機構の運転状
態を定常運転状態とするための定常要求トルクを算出す
る定常要求トルク算出手段と、内燃機関に対する操作が
定常運転へ移行する操作であるか否かを判定する定常運
転操作検出手段と、前記定常運転操作検出手段にて定常
運転へ移行する操作であると判定された場合に、以後、
定常運転が継続する限り、内燃機関の出力トルクが、前
記定常要求トルク算出手段にて算出された定常要求トル
クとなるようにスロットルバルブを制御する定常運転状
態スロットル制御手段と、を備えたことを特徴とする内
燃機関のスロットル制御装置。
御装置においては、内燃機関に対する操作が定常運転へ
の操作であった場合には、アクセル操作量に応じてスロ
ットル開度を制御する代わりに、定常運転状態を実現す
るために算出された定常要求トルクとなるように、スロ
ットル開度を制御している。このように、定常運転へ移
行するように操作された場合には、スロットル開度はア
クセル操作に直接的に依存するのではなく、定常要求ト
ルクとなるようにスロットル開度が制御される。したが
って、アクセル操作を行って定常運転に移行しようとし
た場合にも、定常運転への操作であったと判定される
と、スロットル開度はアクセル操作への直接的な依存関
係から切り離されて、定常要求トルクとなるスロットル
開度に制御される。このことによりスロットル開度がア
クセル操作量に応じて急変することがなくなる。このた
め、運転状態は所望の定常運転状態へ直ちに移行すると
ともに、アクセル操作はそのままスロットル開度に反映
されないので、運転者はアクセル操作を繰り返さなくて
も良くなる。したがって運転性を良好にすることができ
る。
装置においては、スロットル開度がアクセル操作量に応
じた目標スロットル開度となるようにスロットルバルブ
を制御する内燃機関のスロットル制御装置であって、内
燃機関により駆動される被駆動機構の運転状態を検出す
る被駆動機構運転状態検出手段と、前記被駆動機構運転
状態検出手段にて検出される被駆動機構の運転状態を定
常運転状態とするための定常要求トルクを算出する定常
要求トルク算出手段と、内燃機関に対する操作が定常運
転へ移行する操作であるか否かを判定する定常運転操作
検出手段と、前記定常運転操作検出手段にて定常運転へ
移行する操作であると判定された場合に、内燃機関の出
力トルクが、前記定常要求トルク算出手段にて算出され
た定常要求トルクとなるようにスロットルバルブを制御
する定常運転状態スロットル制御手段とを備えたことを
特徴とする。このように、定常運転状態スロットル制御
手段は、定常運転操作検出手段にて定常運転へ移行する
操作であると判定された場合に、内燃機関の出力トルク
が、定常要求トルク算出手段にて算出された定常要求ト
ルクとなるようにスロットルバルブを制御している。こ
のため、内燃機関に対する操作が定常運転へ移行する操
作であれば、その時に被駆動機構運転状態検出手段によ
り検出されている内燃機関により駆動される被駆動機構
の運転状態を定常運転状態としてスロットル開度を制御
できる。したがって、運転者が定常運転へ移行する操作
を行えば、その時の運転状態を定常運転状態として捉え
る。そしてスロットル開度をアクセル操作量によらず
に、定常運転状態を維持するようにスロットル開度の制
御が行われる。更に、このことによりスロットル開度が
アクセル操作量に応じて急変することがなくなる。この
ため、運転状態は所望の定常運転状態に直ちに移行し、
運転者はアクセル操作を繰り返さなくても良くなる。し
たがって運転性を良好にすることができる。
装置においては、請求項2記載の構成に対して、前記定
常運転操作検出手段は、内燃機関に対する操作に基づい
て要求出力トルクを算出するとともに、該要求出力トル
クと前記定常要求トルク算出手段にて算出された定常要
求トルクとの乖離度が小さくなったことを、内燃機関に
対する操作が定常運転へ移行する操作であると判定する
条件としている。このように判定することにより、定常
運転へ移行する操作であることを検知でき、請求項2の
効果を生じさせることができる。
装置においては、請求項3記載の構成に対して、前記定
常運転操作検出手段は、前記条件に加えて、内燃機関に
対する操作量の変化を算出し、該操作量の変化が大きい
ことを、内燃機関に対する操作が定常運転へ移行する操
作であると判定する条件としている。このことにより、
請求項3の効果に加えて、より的確に定常運転へ移行す
る操作が検出でき、より精密な制御が可能となる。
装置においては、請求項3または4記載の構成に対し
て、前記定常運転操作検出手段は、前記条件に加えて、
前記被駆動機構が直前まで加速あるいは減速状態であっ
たことを、内燃機関に対する操作が定常運転へ移行する
操作であると判定する条件としている。このことによ
り、請求項3または4の効果に加えて、より的確に定常
運転へ移行する操作が検出でき、より精密な制御が可能
となる。
装置においては、請求項5記載の構成に対して、前記定
常運転操作検出手段は、内燃機関の出力トルクと前記定
常要求トルク算出手段にて算出された定常要求トルクと
の乖離度が直前まで大きい状態であったことを、前記被
駆動機構が直前まで加速あるいは減速状態であったこと
として判断する。このようにして、請求項5の効果を生
じさせることができる。
装置においては、請求項2〜6のいずれか記載の構成に
加えて、内燃機関に対する操作に基づいて算出した要求
出力トルクと前記定常要求トルク算出手段にて算出され
た定常要求トルクとの乖離度が大きくなった場合に、内
燃機関に対する定常運転が終了したと判定して、スロッ
トル開度をアクセル操作量に応じた目標スロットル開度
とする制御に移行する非定常運転状態スロットル制御移
行手段を備えたことを特徴とする。このように、非定常
運転状態スロットル制御移行手段は、要求出力トルクと
定常要求トルクとの乖離度が大きくなった場合に、内燃
機関に対する定常運転が終了したと判定することができ
る。そして、このように定常運転が終了すれば、非定常
運転状態スロットル制御移行手段はスロットル開度をア
クセル操作量に応じた目標スロットル開度とする制御に
移行している。このことにより、運転者は加速や減速の
ためのアクセル操作を行うことにより、定常運転から抜
け出して応答性の高い被駆動機構の加速や減速を行うこ
とができる。したがって、請求項2〜6のいずれかの効
果に加えて、加減速操作においても運転性を良好に維持
することができる。
装置においては、請求項1〜7のいずれか記載の構成に
加えて、定常運転状態から非定常運転状態に移行する際
には、定常要求トルクとなるように制御された目標スロ
ットル開度からアクセル操作量に応じた目標スロットル
開度へ徐々に移行させるスロットル開度徐変手段を備え
たことを特徴とする。定常運転から抜ける際には、定常
要求トルクとなるように制御された目標スロットル開度
からアクセル操作量に応じた目標スロットル開度へ徐々
に移行させている。このため、請求項1〜7の効果とと
もに、制御の切り替え時の出力トルク変動によるショッ
クが抑制されて、一層運転性を良好に維持することがで
きる。
びその制御系の概略構成を表すブロック図。
ロック図。
出制御処理のフローチャート。
出制御処理のフローチャート。
出制御処理のフローチャート。
ミングチャート。
ミングチャート。
ヘッド、8,10,12,14…気筒、16…インテー
クマニホールド、18…サージタンク、20…吸気通
路、22…エアクリーナ、24,26,28,30…イ
ンジェクタ、32…スロットルバルブ、34…スロット
ルモータ、36…スロットルセンサ、38…アクセルペ
ダル、40…アクセルセンサ、50…電子制御装置(E
CU)、50a…CPU、50b…ROM、50c…R
AM、50d…バックアップRAM、50e…入力回
路、50f…出力回路、50g…双方向バス、52…V
VT、54…カム角センサ、60…エグゾーストマニホ
ールド、62…排気通路、64…触媒コンバータ、66
…マフラ、68…エアフローメータ、70,72,7
4,76…点火プラグ、70a,72a,74a,76
a…イグニッションコイル、80…酸素センサ、90…
回転数センサ、92…気筒判別センサ、94…水温セ
ンサ、96…シフトポジションセンサ、97…車速セン
サ。
Claims (8)
- 【請求項1】 スロットル開度がアクセル操作量に応じ
た目標スロットル開度となるようにスロットルバルブを
制御する内燃機関のスロットル制御装置であって、 内燃機関に対する操作が定常運転への操作であった場合
には、内燃機関の出力トルクが、定常運転状態を実現す
るために算出された定常要求トルクとなるようにスロッ
トルバルブを制御することを特徴とする内燃機関のスロ
ットル制御装置。 - 【請求項2】 スロットル開度がアクセル操作量に応じ
た目標スロットル開度となるようにスロットルバルブを
制御する内燃機関のスロットル制御装置であって、 内燃機関により駆動される被駆動機構の運転状態を検出
する被駆動機構運転状態検出手段と、 前記被駆動機構運転状態検出手段にて検出される被駆動
機構の運転状態を定常運転状態とするための定常要求ト
ルクを算出する定常要求トルク算出手段と、 内燃機関に対する操作が定常運転へ移行する操作である
か否かを判定する定常運転操作検出手段と、 前記定常運転操作検出手段にて定常運転へ移行する操作
であると判定された場合に、内燃機関の出力トルクが、
前記定常要求トルク算出手段にて算出された定常要求ト
ルクとなるようにスロットルバルブを制御する定常運転
状態スロットル制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のスロットル制御装
置。 - 【請求項3】 前記定常運転操作検出手段は、内燃機関
に対する操作に基づいて要求出力トルクを算出するとと
もに、該要求出力トルクと前記定常要求トルク算出手段
にて算出された定常要求トルクとの乖離度が小さくなっ
たことを、内燃機関に対する操作が定常運転へ移行する
操作であると判定する条件としていることを特徴とする
請求項2記載の内燃機関のスロットル制御装置。 - 【請求項4】 前記定常運転操作検出手段は、前記条件
に加えて、内燃機関に対する操作量の変化を算出し、該
操作量の変化が大きいことを、内燃機関に対する操作が
定常運転へ移行する操作であると判定する条件としてい
ることを特徴とする請求項3記載の内燃機関のスロット
ル制御装置。 - 【請求項5】 前記定常運転操作検出手段は、前記条件
に加えて、前記被駆動機構が直前まで加速あるいは減速
状態であったことを、内燃機関に対する操作が定常運転
へ移行する操作であると判定する条件としていることを
特徴とする請求項3または4記載の内燃機関のスロット
ル制御装置。 - 【請求項6】 前記定常運転操作検出手段は、内燃機関
の出力トルクと前記定常要求トルク算出手段にて算出さ
れた定常要求トルクとの乖離度が直前まで大きい状態で
あったことを、前記被駆動機構が直前まで加速あるいは
減速状態であったこととして判断することを特徴とする
請求項5記載の内燃機関のスロットル制御装置。 - 【請求項7】 請求項2〜6のいずれか記載の構成に加
えて、内燃機関に対する操作に基づいて算出した要求出
力トルクと前記定常要求トルク算出手段にて算出された
定常要求トルクとの乖離度が大きくなった場合に、内燃
機関に対する定常運転が終了したと判定して、スロット
ル開度をアクセル操作量に応じた目標スロットル開度と
する制御に移行する非定常運転状態スロットル制御移行
手段を備えたことを特徴とする内燃機関のスロットル制
御装置。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか記載の構成に加
えて、定常運転状態から非定常運転状態に移行する際に
は、定常要求トルクとなるように制御された目標スロッ
トル開度からアクセル操作量に応じた目標スロットル開
度へ徐々に移行させるスロットル開度徐変手段を備えた
ことを特徴とする内燃機関のスロットル制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15939699A JP3622575B2 (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | 内燃機関のスロットル制御装置 |
US09/577,831 US6332450B1 (en) | 1999-06-07 | 2000-05-25 | Throttle control apparatus of internal combustion engine and throttle control method |
DE10028083A DE10028083B4 (de) | 1999-06-07 | 2000-06-07 | Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors |
Applications Claiming Priority (1)
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