JP2002161782A - 自動車の制御装置及び制御方法 - Google Patents
自動車の制御装置及び制御方法Info
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- JP2002161782A JP2002161782A JP2001312104A JP2001312104A JP2002161782A JP 2002161782 A JP2002161782 A JP 2002161782A JP 2001312104 A JP2001312104 A JP 2001312104A JP 2001312104 A JP2001312104 A JP 2001312104A JP 2002161782 A JP2002161782 A JP 2002161782A
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】空燃比変化時のトルク変動を無くし、燃料経済
性向上と運転性向上の両立が可能となる制御装置及び制
御方法を提供する。 【構成】自動車走行時の外界状況を検出する外界状況検
出手段１，この外界状況に応じて現在の走行環境を推定
する走行環境判別手段２，運転特性を変化させるための
データを記憶するデータ記憶手段３，このデータを切り
換える切り換え手段４，上記データを基に制御量を演算
する制御量演算手段５及び制御対象を制御する制御アク
チュエータ６から成る。 【効果】走行環境の変化に応じて随時空燃比が変化する
ため、エンジン出力の有効利用が可能となり、空燃比切
り換えは走行環境に応じて実行されるため、燃費低減と
運転性向上が図れる。
性向上と運転性向上の両立が可能となる制御装置及び制
御方法を提供する。 【構成】自動車走行時の外界状況を検出する外界状況検
出手段１，この外界状況に応じて現在の走行環境を推定
する走行環境判別手段２，運転特性を変化させるための
データを記憶するデータ記憶手段３，このデータを切り
換える切り換え手段４，上記データを基に制御量を演算
する制御量演算手段５及び制御対象を制御する制御アク
チュエータ６から成る。 【効果】走行環境の変化に応じて随時空燃比が変化する
ため、エンジン出力の有効利用が可能となり、空燃比切
り換えは走行環境に応じて実行されるため、燃費低減と
運転性向上が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の制御装置及び
制御方法に係り、特に走行環境等の情報に応じてエンジ
ンパワートレインを効率良く制御する自動車の制御装置
及び制御方法に関する。
制御方法に係り、特に走行環境等の情報に応じてエンジ
ンパワートレインを効率良く制御する自動車の制御装置
及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の制御方法は、例えば、特
開昭62−126235号公報記載のように、燃料経済性と運転
性の両立のため、運転状態の変化、つまりエンジン負荷
（吸気管内圧力，空燃比センサ信号等）及びエンジン回
転数の変化に応じて運転領域を判定し、運転領域毎に設
定された目標空燃比情報を読み出しエンジンの空燃比を
変更していた。
開昭62−126235号公報記載のように、燃料経済性と運転
性の両立のため、運転状態の変化、つまりエンジン負荷
（吸気管内圧力，空燃比センサ信号等）及びエンジン回
転数の変化に応じて運転領域を判定し、運転領域毎に設
定された目標空燃比情報を読み出しエンジンの空燃比を
変更していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
エンジン負荷とエンジン回転数とをパラメータとして目
標空燃比を変化させると、加速途中で燃料量が変化する
ためトルク変動が発生し違和感を生じていた。さらに、
ＮＯｘ還元触媒を用いない場合、ＮＯｘ排出量低減のた
め、理論混合比の空燃比１４.７ から空燃比２４あたり
まで大幅に空燃比が変化するため、トルク変動も大きく
なっていた。
エンジン負荷とエンジン回転数とをパラメータとして目
標空燃比を変化させると、加速途中で燃料量が変化する
ためトルク変動が発生し違和感を生じていた。さらに、
ＮＯｘ還元触媒を用いない場合、ＮＯｘ排出量低減のた
め、理論混合比の空燃比１４.７ から空燃比２４あたり
まで大幅に空燃比が変化するため、トルク変動も大きく
なっていた。
【０００４】本発明の目的は、空燃比変化時のトルク変
動を無くし、燃料経済性向上と運転性向上の両立が可能
となる制御装置及び方法を提供することにある。
動を無くし、燃料経済性向上と運転性向上の両立が可能
となる制御装置及び方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、自動車走行時の外界状況を検出する外界
状況検出手段，この外界状況に応じて現在の走行環境、
例えば道路勾配，渋滞道路等を推定する走行環境判別手
段，この走行環境に応じて運転特性を変化させるための
データを記憶するデータ記憶手段，このデータを走行環
境に応じて切り換える切り換え手段，上記データ記憶手
段から選択されたデータを基に制御量を演算する制御量
演算手段及び制御対象を制御する制御アクチュエータか
ら成る。
に、本発明は、自動車走行時の外界状況を検出する外界
状況検出手段，この外界状況に応じて現在の走行環境、
例えば道路勾配，渋滞道路等を推定する走行環境判別手
段，この走行環境に応じて運転特性を変化させるための
データを記憶するデータ記憶手段，このデータを走行環
境に応じて切り換える切り換え手段，上記データ記憶手
段から選択されたデータを基に制御量を演算する制御量
演算手段及び制御対象を制御する制御アクチュエータか
ら成る。
【０００６】
【作用】このように構成された本発明によれば、必ず変
速，停止，アイドリング及びシフトレバー操作等の定常
走行以外の走行環境に応じて空燃比等のデータを切り換
えるため、運転者は空燃比変化に伴うトルク変動による
不快感がなくなる。よって、実用燃費の低減と運転性向
上が図れる。
速，停止，アイドリング及びシフトレバー操作等の定常
走行以外の走行環境に応じて空燃比等のデータを切り換
えるため、運転者は空燃比変化に伴うトルク変動による
不快感がなくなる。よって、実用燃費の低減と運転性向
上が図れる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
説明する。
【０００８】図１は本発明の実施例のブロック図であ
る。まず、自動車走行時の外界状況を検出する外界状況
検出手段１の信号あるいは画像を走行環境判別手段２に
入力する。走行環境判別手段２では、この外界状況に応
じて現在の走行環境、例えば道路勾配，渋滞道路等を推
定する。次に、データ記憶手段３には、この走行環境に
応じて運転特性を変化させるためのデータが記憶されて
いる。そして、切り換え手段４で、上記走行環境判別手
段２で判別された環境に基づきデータ記憶手段３のデー
タを選択する。制御量演算手段５では、この選択された
データを基に制御量を演算し、制御アクチュエータ６に
出力し制御対象（エンジン，変速機等）を制御する。
る。まず、自動車走行時の外界状況を検出する外界状況
検出手段１の信号あるいは画像を走行環境判別手段２に
入力する。走行環境判別手段２では、この外界状況に応
じて現在の走行環境、例えば道路勾配，渋滞道路等を推
定する。次に、データ記憶手段３には、この走行環境に
応じて運転特性を変化させるためのデータが記憶されて
いる。そして、切り換え手段４で、上記走行環境判別手
段２で判別された環境に基づきデータ記憶手段３のデー
タを選択する。制御量演算手段５では、この選択された
データを基に制御量を演算し、制御アクチュエータ６に
出力し制御対象（エンジン，変速機等）を制御する。
【０００９】図２は図１に記載の実施例の具体例であ
る。図１と同様に、自動車走行時の外界状況を検出する
外界状況検出手段１の信号あるいは画像を走行環境判別
手段２に入力し、この外界状況に応じて現在の走行環
境、例えば道路勾配，渋滞道路等を推定する。次に、補
正空燃比記憶手段７には、複数の走行環境に応じた補正
空燃比が記憶されている。この補正空燃比データを切り
換え手段４で切り換え、走行環境に応じたエンジンの空
燃比を実現する。そして、燃料量演算手段８に補正空燃
比記憶手段７及び基本燃料量演算手段９で演算された値
が入力される。基本燃料量は、通常、空気流量とエンジ
ン回転数により求まる。最終的な燃料量の演算は、補正
空燃比記憶手段７のデータを基に補正係数を求め、上記
基本燃料量に掛け、あるいは加えて実行される。そし
て、この演算値がエンジン回転の基準信号に基づいて燃
料噴射弁１０に出力される。
る。図１と同様に、自動車走行時の外界状況を検出する
外界状況検出手段１の信号あるいは画像を走行環境判別
手段２に入力し、この外界状況に応じて現在の走行環
境、例えば道路勾配，渋滞道路等を推定する。次に、補
正空燃比記憶手段７には、複数の走行環境に応じた補正
空燃比が記憶されている。この補正空燃比データを切り
換え手段４で切り換え、走行環境に応じたエンジンの空
燃比を実現する。そして、燃料量演算手段８に補正空燃
比記憶手段７及び基本燃料量演算手段９で演算された値
が入力される。基本燃料量は、通常、空気流量とエンジ
ン回転数により求まる。最終的な燃料量の演算は、補正
空燃比記憶手段７のデータを基に補正係数を求め、上記
基本燃料量に掛け、あるいは加えて実行される。そし
て、この演算値がエンジン回転の基準信号に基づいて燃
料噴射弁１０に出力される。
【００１０】図３は図２に記載の燃料制御に空気流量制
御を加えた制御ブロック図である。燃料噴射弁制御は図
２と同様である。空気流量制御において、まず、ドライ
バ意図把握手段１１はアクセル開度α及び車速Ｖsp等の
信号からドライバが要求する目標の駆動軸トルクを求め
る。その後、エンジントルク演算手段１２は、この目標
駆動軸トルク，変速機のトルクコンバータ特性及びエン
ジン特性等を用い、さらに上記補正空燃比記憶手段７の
データに基づいて目標のエンジントルクを求める。次
に、スロットル開度演算手段１３では、この目標エンジ
ントルク及びエンジン回転数等に基づき目標スロットル
開度を演算し、モータ等で電子制御されるスロットル制
御弁１４に出力する。つまり、この空気流量制御の付加
は、空燃比変化により変化するエンジントルクを空気流
量で補正可能であり運転性を向上することができる。
御を加えた制御ブロック図である。燃料噴射弁制御は図
２と同様である。空気流量制御において、まず、ドライ
バ意図把握手段１１はアクセル開度α及び車速Ｖsp等の
信号からドライバが要求する目標の駆動軸トルクを求め
る。その後、エンジントルク演算手段１２は、この目標
駆動軸トルク，変速機のトルクコンバータ特性及びエン
ジン特性等を用い、さらに上記補正空燃比記憶手段７の
データに基づいて目標のエンジントルクを求める。次
に、スロットル開度演算手段１３では、この目標エンジ
ントルク及びエンジン回転数等に基づき目標スロットル
開度を演算し、モータ等で電子制御されるスロットル制
御弁１４に出力する。つまり、この空気流量制御の付加
は、空燃比変化により変化するエンジントルクを空気流
量で補正可能であり運転性を向上することができる。
【００１１】図４は空燃比切り換えの具体例である。外
界状況の検出において、第１に、道路に設置された表示
板による情報収集やＦＭ多重による道路情報収集のよう
なインフラを用いた手法がある。第２に、車内にテレビ
カメラ等の車外状況認識センサを設け、この処理データ
と自動車の運転信号(例えば、車速，出力軸トルク等)を
用いた手法がある。外界状況検出には、これら２手法の
組合せ、あるいは個々といった適用方法が考えられ、検
出精度，適用状況に応じて使い方が異なる。次に、走行
環境には、上り坂，下り坂の道路勾配，渋滞，高速道路
の定常，加速及び通常の走行をする市街地等がある。こ
の環境は上記の外界状況検出手段を用いて求められる。
そして、空燃比切り換え時には、走行環境に応じて運転
性と燃料経済性の両立を図る空燃比が選択される。例え
ば、上り坂の道路勾配及び高速道路の加速では、エンジ
ンの最大出力要求の可能性が大きいため、空燃比は１３
程度の濃い混合気にする必要がある。また、下り坂の道
路勾配，渋滞及び高速道路の定常走行の場合は、高出力
を必要としないため、空燃比は２４程度の薄い混合気に
し大幅な燃費低減を図る。そして、市街地等の通常走行
の場合は、空燃比を１４.７ の理論混合気にする。
界状況の検出において、第１に、道路に設置された表示
板による情報収集やＦＭ多重による道路情報収集のよう
なインフラを用いた手法がある。第２に、車内にテレビ
カメラ等の車外状況認識センサを設け、この処理データ
と自動車の運転信号(例えば、車速，出力軸トルク等)を
用いた手法がある。外界状況検出には、これら２手法の
組合せ、あるいは個々といった適用方法が考えられ、検
出精度，適用状況に応じて使い方が異なる。次に、走行
環境には、上り坂，下り坂の道路勾配，渋滞，高速道路
の定常，加速及び通常の走行をする市街地等がある。こ
の環境は上記の外界状況検出手段を用いて求められる。
そして、空燃比切り換え時には、走行環境に応じて運転
性と燃料経済性の両立を図る空燃比が選択される。例え
ば、上り坂の道路勾配及び高速道路の加速では、エンジ
ンの最大出力要求の可能性が大きいため、空燃比は１３
程度の濃い混合気にする必要がある。また、下り坂の道
路勾配，渋滞及び高速道路の定常走行の場合は、高出力
を必要としないため、空燃比は２４程度の薄い混合気に
し大幅な燃費低減を図る。そして、市街地等の通常走行
の場合は、空燃比を１４.７ の理論混合気にする。
【００１２】ここで、空燃比の補正テーブルは図５に示
すように、横軸，エンジン回転数，縦軸，基本燃料噴射
幅で表し、アイドリングを含む低エンジン回転数及び低
基本燃料噴射幅の領域では、燃焼が安定する空燃比にす
る。例えば、エンジンの性能が向上すれば、より薄い混
合気で運転することができる。
すように、横軸，エンジン回転数，縦軸，基本燃料噴射
幅で表し、アイドリングを含む低エンジン回転数及び低
基本燃料噴射幅の領域では、燃焼が安定する空燃比にす
る。例えば、エンジンの性能が向上すれば、より薄い混
合気で運転することができる。
【００１３】図６は渋滞道路走行時の制御フローチャー
トである。まず、処理１５では、前方車間距離Ｓｆ，後
方車間距離Ｓｒ，車速Ｖsp，基本燃料噴射幅Ｔｐ及びエ
ンジン回転数Ｎｅを読み込む。処理１６では、前方車間
距離の時間的変化ΔＳｆを（式１）により演算する。処
理１７では、後方車間距離の時間的変化ΔＳｒを（式
２）により演算する。処理１８では、自車両の加速度Ｇ
を（式３）により演算する。処理１９では、自車両の平
均車速Ｖave を（式４）により演算する。
トである。まず、処理１５では、前方車間距離Ｓｆ，後
方車間距離Ｓｒ，車速Ｖsp，基本燃料噴射幅Ｔｐ及びエ
ンジン回転数Ｎｅを読み込む。処理１６では、前方車間
距離の時間的変化ΔＳｆを（式１）により演算する。処
理１７では、後方車間距離の時間的変化ΔＳｒを（式
２）により演算する。処理１８では、自車両の加速度Ｇ
を（式３）により演算する。処理１９では、自車両の平
均車速Ｖave を（式４）により演算する。
【００１４】 ΔＳｆ＝［Ｓｆ(ｎ)−Ｓｆ(ｎ−１)］／［Ｔ(ｎ)−Ｔ(ｎ−１)］…（式１） ΔＳｒ＝［Ｓｒ(ｎ)−Ｓｒ(ｎ−１)］／［Ｔ(ｎ)−Ｔ(ｎ−１)］…（式２） Ｇ＝［Ｖsp(ｎ)−Ｖsp(ｎ−１)］／［Ｔ(ｎ)−Ｔ(ｎ−１)］ …（式３） Ｖave(ｎ)＝［Ｖsp(ｎ)＋…＋Ｖsp(ｎ−ｋ)］／(ｋ＋１) …（式４） そして、処理２０では、ａ回前の平均車速Ｖave(ｎ−
ａ）を記憶するためのカウンタを実行する。つまり、ｘ
がａになったかどうかを判断し、ａでない場合は処理２
１でｘに１を加え処理２４に進む。もし、ａになった場
合は、処理２２でａ回前の平均車速Ｖave(ｎ−ａ）にＶ
ave(ｎ）を代入し、処理２３でｘを０にする。次に、処
理２４では、（式１）で演算した前方車間距離の時間的
変化ΔＳｆが、例えば１０ｍ／ｓ以下かどうかを判断す
る。つまり、この時間的変化ΔＳｆが大きい時は、前方
の車が急発進していると考えられ、前方車両の前には車
両が存在しない確立が高いことを示す。処理２５では、
処理２４と同様に後方車両との時間的変化をチェック
し、自車が渋滞により前後の車に挟まれているかどうか
を判断する。処理２６では、自車両の加速度Ｇを比較す
る。もし、発進時に前方が渋滞している場合は、発進加
速度が制限され、例えば０.５ｇ 以下は渋滞時の可能性
大と判断する。最後に、処理２７では、処理２２で求め
た値を用い、ａ回前の平均車速Ｖave(ｎ−ａ）が、例え
ば５ｋｍ／ｈ以下かどうかを判断する。もし、数秒前の
平均車速が５ｋｍ／ｈ以下であれば、５ｋｍ／ｈ以下の
状態が長く続いている、つまり渋滞の可能性大と判断さ
れる。よって、処理２４から処理２７の判断を総合的に
評価し、全て満足した場合に渋滞と判断し、処理２８に
進む。また、処理２４から処理２７の何れかがＮｏの場
合は処理２９に進み、前回に判断した走行環境の補正空
燃比テーブルを用いる。処理２８では、渋滞と判断され
ているため、補正空燃比テーブルのＡ／Ｆは２４と希薄
混合気にする。そして、処理３０で処理２８のＡ／Ｆの
関数ｈ（Ａ／Ｆ）により、補正燃料噴射係数ｋ1 を演算
する。処理３１では、燃料噴射幅Ｔｉを基本燃料噴射幅
Ｔｐと上記補正燃料噴射係数ｋ1 により求め、処理３２
で出力する。
ａ）を記憶するためのカウンタを実行する。つまり、ｘ
がａになったかどうかを判断し、ａでない場合は処理２
１でｘに１を加え処理２４に進む。もし、ａになった場
合は、処理２２でａ回前の平均車速Ｖave(ｎ−ａ）にＶ
ave(ｎ）を代入し、処理２３でｘを０にする。次に、処
理２４では、（式１）で演算した前方車間距離の時間的
変化ΔＳｆが、例えば１０ｍ／ｓ以下かどうかを判断す
る。つまり、この時間的変化ΔＳｆが大きい時は、前方
の車が急発進していると考えられ、前方車両の前には車
両が存在しない確立が高いことを示す。処理２５では、
処理２４と同様に後方車両との時間的変化をチェック
し、自車が渋滞により前後の車に挟まれているかどうか
を判断する。処理２６では、自車両の加速度Ｇを比較す
る。もし、発進時に前方が渋滞している場合は、発進加
速度が制限され、例えば０.５ｇ 以下は渋滞時の可能性
大と判断する。最後に、処理２７では、処理２２で求め
た値を用い、ａ回前の平均車速Ｖave(ｎ−ａ）が、例え
ば５ｋｍ／ｈ以下かどうかを判断する。もし、数秒前の
平均車速が５ｋｍ／ｈ以下であれば、５ｋｍ／ｈ以下の
状態が長く続いている、つまり渋滞の可能性大と判断さ
れる。よって、処理２４から処理２７の判断を総合的に
評価し、全て満足した場合に渋滞と判断し、処理２８に
進む。また、処理２４から処理２７の何れかがＮｏの場
合は処理２９に進み、前回に判断した走行環境の補正空
燃比テーブルを用いる。処理２８では、渋滞と判断され
ているため、補正空燃比テーブルのＡ／Ｆは２４と希薄
混合気にする。そして、処理３０で処理２８のＡ／Ｆの
関数ｈ（Ａ／Ｆ）により、補正燃料噴射係数ｋ1 を演算
する。処理３１では、燃料噴射幅Ｔｉを基本燃料噴射幅
Ｔｐと上記補正燃料噴射係数ｋ1 により求め、処理３２
で出力する。
【００１５】図７に空気流量制御の制御フローチャート
を示す。まず、処理３３で、アクセル開度α，車速Ｖs
p，エンジン回転数Ｎｅ，タービン回転数Ｎｔ，補正空
燃比Ａ／Ｆ及び変速比ｉを読み込む。次に、処理３４で
アクセル開度α及び車速Ｖspの関数ｆ1（α，Ｖsp）に
より目標駆動軸トルクＴtar を求める。処理３５では、
目標駆動軸トルクＴtar ，エンジン回転数Ｎｅ，タービ
ン回転数Ｎｔ，変速比ｉ，トルクコンバータの容量係数
ｃ及びトルク比λの関数ｆ2（Ｔtar，Ｎｅ，Ｎｔ，ｉ，
ｃ，λ）により目標エンジントルクＴetを演算する。こ
こでは、トルクコンバータの逆モデルを演算することに
なる。処理３６では、目標エンジントルクＴet，エンジ
ン回転数Ｎｅ及び補正空燃比Ａ／Ｆの関数ｆ3（Ｔet，
Ｎｅ，Ａ／Ｆ）により目標スロットル開度θｔを演算
し、処理３７で出力する。
を示す。まず、処理３３で、アクセル開度α，車速Ｖs
p，エンジン回転数Ｎｅ，タービン回転数Ｎｔ，補正空
燃比Ａ／Ｆ及び変速比ｉを読み込む。次に、処理３４で
アクセル開度α及び車速Ｖspの関数ｆ1（α，Ｖsp）に
より目標駆動軸トルクＴtar を求める。処理３５では、
目標駆動軸トルクＴtar ，エンジン回転数Ｎｅ，タービ
ン回転数Ｎｔ，変速比ｉ，トルクコンバータの容量係数
ｃ及びトルク比λの関数ｆ2（Ｔtar，Ｎｅ，Ｎｔ，ｉ，
ｃ，λ）により目標エンジントルクＴetを演算する。こ
こでは、トルクコンバータの逆モデルを演算することに
なる。処理３６では、目標エンジントルクＴet，エンジ
ン回転数Ｎｅ及び補正空燃比Ａ／Ｆの関数ｆ3（Ｔet，
Ｎｅ，Ａ／Ｆ）により目標スロットル開度θｔを演算
し、処理３７で出力する。
【００１６】図８に本発明のシステム構成図を示す。車
体３８には、エンジン３９及び変速機４０が搭載されて
おり、エンジンパワートレイン制御ユニット４１からの
信号により空気流量，燃料量，点火時期及び変速比等が
制御される。燃料制御には、現在主流の吸気ポート噴射
方式，制御性の良い筒内噴射方式等が用いられる。ま
た、車体３８には、外界状況を検出するためのテレビカ
メラ４２やインフラ情報検出のためのアンテナ４３が搭
載されている。テレビカメラ４２の画像は走行環境判別
ユニット４４に入力され、画像処理して前方，後方の車
間距離，信号機情報，道路標識及び道路状況等を認識す
る。また、上記アンテナ４３はインフラ情報端末器４５
と接続しており、インフラによる渋滞情報，交通事故情
報及び現在位置情報がインフラ情報端末器４５から走行
環境判別ユニット４４に入力される。そして、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ４６等に記憶された地図情報を走行環境判別ユニッ
ト４４に取り込み、上記インフラ情報とこの地図情報に
より、現在の走行環境を判別する。そして、走行環境判
別ユニット４４からは、走行環境に相当する信号が出力
され、上記エンジンパワートレイン制御ユニット４１に
入力される。この信号を基に、走行環境に対応した空気
流量，燃料量及び変速比等が制御される。また、上記エ
ンジンパワートレイン制御ユニット４１には、スロット
ル開度θ，変速中信号ＦlgＩ，車速Ｖsp及び変速レバー
スイッチ信号Ｉsw等が入力され、制御量切り換え，走行
環境把握等に用いられる。
体３８には、エンジン３９及び変速機４０が搭載されて
おり、エンジンパワートレイン制御ユニット４１からの
信号により空気流量，燃料量，点火時期及び変速比等が
制御される。燃料制御には、現在主流の吸気ポート噴射
方式，制御性の良い筒内噴射方式等が用いられる。ま
た、車体３８には、外界状況を検出するためのテレビカ
メラ４２やインフラ情報検出のためのアンテナ４３が搭
載されている。テレビカメラ４２の画像は走行環境判別
ユニット４４に入力され、画像処理して前方，後方の車
間距離，信号機情報，道路標識及び道路状況等を認識す
る。また、上記アンテナ４３はインフラ情報端末器４５
と接続しており、インフラによる渋滞情報，交通事故情
報及び現在位置情報がインフラ情報端末器４５から走行
環境判別ユニット４４に入力される。そして、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ４６等に記憶された地図情報を走行環境判別ユニッ
ト４４に取り込み、上記インフラ情報とこの地図情報に
より、現在の走行環境を判別する。そして、走行環境判
別ユニット４４からは、走行環境に相当する信号が出力
され、上記エンジンパワートレイン制御ユニット４１に
入力される。この信号を基に、走行環境に対応した空気
流量，燃料量及び変速比等が制御される。また、上記エ
ンジンパワートレイン制御ユニット４１には、スロット
ル開度θ，変速中信号ＦlgＩ，車速Ｖsp及び変速レバー
スイッチ信号Ｉsw等が入力され、制御量切り換え，走行
環境把握等に用いられる。
【００１７】図９は空燃比切り換え制御の制御フローチ
ャートである。本発明は、走行環境に応じて空燃比を変
化させる必要がある。そこで、車両の走行状態、例え
ば、停止時、変速時及びアイドリング時等に同期して空
燃比変化を実行すれば、空燃比変化によるトルク変動を
防止することができる。まず、処理５０では、補正空燃
比Ａ／Ｆ，スロットル開度θ，変速レバースイッチ信号
Ｉsw及び変速中フラグ信号ＦlgＩを読み込む。処理５１
では、現在の補正空燃比Ａ／Ｆ（ｎ）が前回の補正空燃
比Ａ／Ｆ（ｎ−１）と等しいかどうかを判断する。等し
い場合は、処理５２に進み補正燃料噴射係数ｋ1をｆ
4［Ａ／Ｆ（ｎ−１）］により求め、前回の空燃比を保
持する。そして、処理５３でＡ／Ｆ（ｎ−１）＝Ａ／Ｆ
（ｎ−１）を実行し、処理５４では、処理５２で演算し
た補正燃料噴射係数ｋ1 を出力する。また、処理５１で
現在の補正空燃比Ａ／Ｆ（ｎ）が前回の補正空燃比Ａ／
Ｆ（ｎ−１）と異なった場合は、処理５５に進み、スロ
ットル開度θをチェックし、アイドリングかどうかを判
断する。例えば、２deg 以下であれば、アイドリングと
判定する。処理５６では、変速レバースイッチＩsw
（ｎ）が変化したかどうかを判断する。つまり、変速レ
バーの動きをチェックしていれば、停止時あるいは変速
時に限られるため、空燃比変更には有効である。処理５
７では、変速中フラグ信号ＦlgＩが１かどうかを判断す
る。１の場合は、変速時のトルク変動に同期して空燃比
変更が可能となり、空燃比変化に伴うトルク変動が防止
できる。処理５５から処理５７の何れかがYes の場合
は、処理５８に進み、その変更期間に同期させて補正燃
料噴射係数ｋ1をｆ4［Ａ／Ｆ（ｎ）］により求め、新し
い目標空燃比に変更する。そして、処理５９でＡ／Ｆ
（ｎ−１）＝Ａ／Ｆ（ｎ）を実行し、処理５４では、処
理５８で演算した補正燃料噴射係数ｋ1を出力する。
ャートである。本発明は、走行環境に応じて空燃比を変
化させる必要がある。そこで、車両の走行状態、例え
ば、停止時、変速時及びアイドリング時等に同期して空
燃比変化を実行すれば、空燃比変化によるトルク変動を
防止することができる。まず、処理５０では、補正空燃
比Ａ／Ｆ，スロットル開度θ，変速レバースイッチ信号
Ｉsw及び変速中フラグ信号ＦlgＩを読み込む。処理５１
では、現在の補正空燃比Ａ／Ｆ（ｎ）が前回の補正空燃
比Ａ／Ｆ（ｎ−１）と等しいかどうかを判断する。等し
い場合は、処理５２に進み補正燃料噴射係数ｋ1をｆ
4［Ａ／Ｆ（ｎ−１）］により求め、前回の空燃比を保
持する。そして、処理５３でＡ／Ｆ（ｎ−１）＝Ａ／Ｆ
（ｎ−１）を実行し、処理５４では、処理５２で演算し
た補正燃料噴射係数ｋ1 を出力する。また、処理５１で
現在の補正空燃比Ａ／Ｆ（ｎ）が前回の補正空燃比Ａ／
Ｆ（ｎ−１）と異なった場合は、処理５５に進み、スロ
ットル開度θをチェックし、アイドリングかどうかを判
断する。例えば、２deg 以下であれば、アイドリングと
判定する。処理５６では、変速レバースイッチＩsw
（ｎ）が変化したかどうかを判断する。つまり、変速レ
バーの動きをチェックしていれば、停止時あるいは変速
時に限られるため、空燃比変更には有効である。処理５
７では、変速中フラグ信号ＦlgＩが１かどうかを判断す
る。１の場合は、変速時のトルク変動に同期して空燃比
変更が可能となり、空燃比変化に伴うトルク変動が防止
できる。処理５５から処理５７の何れかがYes の場合
は、処理５８に進み、その変更期間に同期させて補正燃
料噴射係数ｋ1をｆ4［Ａ／Ｆ（ｎ）］により求め、新し
い目標空燃比に変更する。そして、処理５９でＡ／Ｆ
（ｎ−１）＝Ａ／Ｆ（ｎ）を実行し、処理５４では、処
理５８で演算した補正燃料噴射係数ｋ1を出力する。
【００１８】図１０は渋滞と上り坂，下り坂がオーバー
ラップした場合の制御フローチャートである。例えば、
上り坂で渋滞した場合は、その上り坂に応じたエンジン
出力が要求され、空燃比可変により対応する必要があ
る。まず、処理６０で、渋滞信号ＪＡＭ及び道路勾配β
を読み込む。処理６１では、渋滞かどうか、つまり、Ｊ
ＡＭが１かどうかを判断する。１の場合は、処理６２に
進み渋滞フラグＦlgＪ＝１を実行し、１でない場合は、
処理６３に進み渋滞フラグＦlgＪ＝０を実行する。次
に、処理６４では道路勾配βが例えば、０.５％ 以上か
どうかを判断する。０.５％ 未満の場合は、平坦路ある
いは下り坂と判断され、空燃比は希薄混合気の２４程度
にすれば良い。これに対し、０.５％ 以上の場合は勾配
に応じて空燃比を変化する必要がある。よって、０.５
％ 以上の場合は処理６５に進み、上り坂フラグＦlgβ
＝１を実行し、０.５％ 未満の場合は処理６６に進み、
上り坂フラグＦlgβ＝０を実行する。そして、処理６７
では渋滞フラグＦlgＪと上り坂フラグＦlgβのＡＮＤを
判断し、真の場合は処理６８に、偽の場合はリターンさ
れる。真の場合は、渋滞と上り坂がオーバーラップする
ため、処理６８で図１１に示す補正勾配空燃比テーブル
及び道路勾配βの関数ｆ5(β）により補正空燃比Ａ／Ｆ
を求める。そして、処理６９では、処理６８で求めた補
正空燃比Ａ／Ｆを用いて補正燃料噴射係数ｋ1 を演算
し、処理７０で出力する。
ラップした場合の制御フローチャートである。例えば、
上り坂で渋滞した場合は、その上り坂に応じたエンジン
出力が要求され、空燃比可変により対応する必要があ
る。まず、処理６０で、渋滞信号ＪＡＭ及び道路勾配β
を読み込む。処理６１では、渋滞かどうか、つまり、Ｊ
ＡＭが１かどうかを判断する。１の場合は、処理６２に
進み渋滞フラグＦlgＪ＝１を実行し、１でない場合は、
処理６３に進み渋滞フラグＦlgＪ＝０を実行する。次
に、処理６４では道路勾配βが例えば、０.５％ 以上か
どうかを判断する。０.５％ 未満の場合は、平坦路ある
いは下り坂と判断され、空燃比は希薄混合気の２４程度
にすれば良い。これに対し、０.５％ 以上の場合は勾配
に応じて空燃比を変化する必要がある。よって、０.５
％ 以上の場合は処理６５に進み、上り坂フラグＦlgβ
＝１を実行し、０.５％ 未満の場合は処理６６に進み、
上り坂フラグＦlgβ＝０を実行する。そして、処理６７
では渋滞フラグＦlgＪと上り坂フラグＦlgβのＡＮＤを
判断し、真の場合は処理６８に、偽の場合はリターンさ
れる。真の場合は、渋滞と上り坂がオーバーラップする
ため、処理６８で図１１に示す補正勾配空燃比テーブル
及び道路勾配βの関数ｆ5(β）により補正空燃比Ａ／Ｆ
を求める。そして、処理６９では、処理６８で求めた補
正空燃比Ａ／Ｆを用いて補正燃料噴射係数ｋ1 を演算
し、処理７０で出力する。
【００１９】図１１は前述渋滞時の道路勾配に対する補
正空燃比である。平坦路付近からマイナス勾配範囲での
渋滞では、エンジン出力がさほど必要ではなく、２４程
度の空燃比で充分である。これに対し、上り坂勾配で
は、勾配の度合いに応じて要求されるエンジン出力が大
きくなるため、空燃比を小さくし濃い混合気にする必要
がある。
正空燃比である。平坦路付近からマイナス勾配範囲での
渋滞では、エンジン出力がさほど必要ではなく、２４程
度の空燃比で充分である。これに対し、上り坂勾配で
は、勾配の度合いに応じて要求されるエンジン出力が大
きくなるため、空燃比を小さくし濃い混合気にする必要
がある。
【００２０】以上の制御により実用燃費を向上させるこ
とができる。
とができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、走行環境の変化に応じ
て随時空燃比が変化するため、エンジン出力の有効利用
が可能となり、さらに実用燃費が向上する。また、空燃
比切り換えは、必ず変速，停止，アイドリング及びシフ
トレバー操作等の定常走行以外の走行環境に応じて実行
されるため、運転者は空燃比変化に伴うトルク変動によ
る不快感がなくなる。よって、燃費低減と運転性向上が
図れる。
て随時空燃比が変化するため、エンジン出力の有効利用
が可能となり、さらに実用燃費が向上する。また、空燃
比切り換えは、必ず変速，停止，アイドリング及びシフ
トレバー操作等の定常走行以外の走行環境に応じて実行
されるため、運転者は空燃比変化に伴うトルク変動によ
る不快感がなくなる。よって、燃費低減と運転性向上が
図れる。
【図１】本発明の実施例の制御ブロック図。
【図２】図１に記載の実施例の具体例システムの構成を
示す制御ブロック図。
示す制御ブロック図。
【図３】図２に記載の燃料制御に空気流量制御を加えた
制御ブロック図。
制御ブロック図。
【図４】空燃比切り換えの具体例を示す概念図。
【図５】目標空燃比の補正テーブル図の一例。
【図６】渋滞道路走行時の制御フローチャート図。
【図７】空気流量制御の制御フローチャート図。
【図８】本発明のシステムの構成を示す概念図。
【図９】空燃比切り換え制御の制御フローチャート図。
【図１０】渋滞と上り坂，下り坂がオーバーラップした
場合の制御フローチャート図。
場合の制御フローチャート図。
【図１１】渋滞時の道路勾配に対する補正空燃比の関係
を表す相関図。
を表す相関図。
１…外界状況検出手段、２…走行環境判別手段、３…デ
ータ記憶手段、４…切り換え手段、５…制御量演算手
段、６…制御アクチュエータ、７…補正空燃比記憶手
段、８…燃料量演算手段、９…基本燃料量演算手段、１
０…燃料噴射弁。
ータ記憶手段、４…切り換え手段、５…制御量演算手
段、６…制御アクチュエータ、７…補正空燃比記憶手
段、８…燃料量演算手段、９…基本燃料量演算手段、１
０…燃料噴射弁。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１０月２２日（２００１．１０．
２２）
２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｃ 29/02 ３０１ 29/02 ３０１Ｄ ３１１ ３１１Ｃ ３１１Ｆ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｈ ３１２Ｍ (72)発明者 石井 潤市 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 3D044 AA25 AA36 AC03 AC05 AC22 AC26 AC55 AC56 AC59 AD04 AD06 AE04 AE19 AE21 3G084 BA05 BA09 BA13 CA03 CA04 CA08 CA09 DA02 DA11 DA15 DA18 EA11 EB05 EB12 EC01 EC03 FA04 FA05 FA06 FA10 FA33 3G093 AA05 BA02 BA19 BA23 CA05 CB08 CB10 DA01 DA06 DB05 DB11 DB16 DB18 EA04 EA05 EA09 FA04 FA11 3G301 JA02 JA04 KA06 KA23 KB02 KB07 KB09 KB10 LA01 MA01 MA11 NA08 NC04 ND02 PA11Z PE01Z PF01Z PF07Z PG00Z
Claims (28)
- 【請求項１】複数個のデータを有し、このデータを切り
換えて制御対象を制御する自動車の制御装置において、 走行環境の変化に応じて、前記データの切り換えを実行
するデータ切り換え実行手段を設けたことを特徴とする
自動車の制御装置。 - 【請求項２】請求項１の記載において、前記データは、
エンジンの空燃比を目標空燃比に制御するための補正空
燃比データであることを特徴とする自動車の制御装置。 - 【請求項３】請求項２の記載において、前記補正空燃比
データの切り換え時に、トルク変動を抑制するように作
用する空気流量制御手段を設けたことを特徴とする自動
車の制御装置。 - 【請求項４】請求項３の記載において、前記空気流量制
御手段は、スロットル開度制御であることを特徴とする
自動車の制御装置。 - 【請求項５】請求項２の記載において、前記補正空燃比
データは、エンジン回転数及びエンジン負荷により決定
される補正値であり、無負荷状態を含む低エンジン回転
数及びエンジン負荷時の目標空燃比と部分負荷から高負
荷時の目標空燃比に分割されることを特徴とする自動車
の制御装置。 - 【請求項６】請求項１の記載において、前記走行環境
は、道路勾配，渋滞道路，高速道路，市街地道路等の外
界状況であることを特徴とする自動車の制御装置。 - 【請求項７】請求項６の記載において、前記走行環境の
変化によってデータが切り換えられたときに、トルク変
動を抑制するように作用する補正手段を設けたことを特
徴とする自動車の制御装置。 - 【請求項８】請求項６の記載において、前記走行環境を
把握するための外界状況検出手段を設けたことを特徴と
する自動車の制御装置。 - 【請求項９】請求項８の記載において、前記外界状況検
出手段は、インフラ情報検出手段、及び車外状況認識セ
ンサと走行状態検出センサの組合せ手段の何れか、ある
いはこれら手段の組合せであることを特徴とする自動車
の制御装置。 - 【請求項１０】請求項８の記載において、前記走行環境
を把握する場合において、走行環境がオーバーラップし
た場合に、燃料経済性よりも運転性を優先する優先順位
決定手段を設けたことを特徴とする自動車の制御装置。 - 【請求項１１】請求項１０の記載において、前記優先順
位決定手段は、渋滞道路時の目標空燃比よりも勾配道路
の目標空燃比を優先するように決定することを特徴とす
る自動車の制御装置。 - 【請求項１２】複数個のデータを有し、このデータを切
り換えて制御対象を制御する自動車の制御装置におい
て、 前記複数個のデータを切り換える時に、空燃比変化時以
外のトルク変動に同期して、空燃比を変化させる制御を
実行する空燃比制御手段を備えたことを特徴とする自動
車の制御装置。 - 【請求項１３】複数個のデータを有し、このデータを切
り換えて制御対象を制御する自動車の制御装置におい
て、 前記複数個のデータを切り換える時に、運転状態の変化
に同期して、空燃比を変化させる制御を実行する空燃比
制御手段を備えたことを特徴とする自動車の制御装置。 - 【請求項１４】請求項１３の記載において、前記運転状
態の変化は、部分負荷状態からアイドリング状態への変
化，変速中，変速レバー変更時の少なくともいずれかひ
とつであることを特徴とする自動車の制御装置。 - 【請求項１５】複数個のデータを有し、このデータを切
り換えて制御対象を制御する自動車の制御方法におい
て、 走行環境の変化に応じて、前記データの切り換えを実行
することを特徴とする自動車の制御方法。 - 【請求項１６】請求項１５の記載において、前記データ
は、エンジンの空燃比を目標空燃比に制御するための補
正空燃比データであることを特徴とする自動車の制御方
法。 - 【請求項１７】請求項１６の記載において、前記補正空
燃比データの切り換え時に、空気流量制御手段がトルク
変動を抑制するように作用することを特徴とする自動車
の制御方法。 - 【請求項１８】請求項１７の記載において、前記空気流
量制御手段は、スロットル開度制御であることを特徴と
する自動車の制御方法。 - 【請求項１９】請求項１６の記載において、前記補正空
燃比データは、エンジン回転数及びエンジン負荷により
決定される補正値であり、無負荷状態を含む低エンジン
回転数及びエンジン負荷時の目標空燃比と部分負荷から
高負荷時の目標空燃比に分割されることを特徴とする自
動車の制御方法。 - 【請求項２０】請求項１５の記載において、前記走行環
境は、道路勾配，渋滞道路，高速道路，市街地道路等の
外界状況であることを特徴とする自動車の制御方法。 - 【請求項２１】請求項２０の記載において、前記走行環
境の変化によってデータが切り換えられたときに、補正
手段がトルク変動を抑制するように作用することを特徴
とする自動車の制御方法。 - 【請求項２２】請求項２０の記載において、外界状況検
出手段が前記走行環境を把握することを特徴とする自動
車の制御方法。 - 【請求項２３】請求項２２の記載において、前記外界状
況検出手段は、インフラ情報検出手段、及び車外状況認
識センサと走行状態検出センサの組合せ手段の何れか、
あるいはこれら手段の組合せであることを特徴とする自
動車の制御方法。 - 【請求項２４】請求項２２の記載において、前記走行環
境を把握する場合において、走行環境がオーバーラップ
した場合に、優先順位決定手段が燃料経済性よりも運転
性を優先するように決定することを特徴とする自動車の
制御方法。 - 【請求項２５】請求項２４の記載において、前記優先順
位決定手段は、渋滞道路時の目標空燃比よりも勾配道路
の目標空燃比を優先するように決定することを特徴とす
る自動車の制御方法。 - 【請求項２６】複数個のデータを有し、このデータを切
り換えて制御対象を制御する自動車の制御方法におい
て、 前記複数個のデータを切り換える時に、空燃比変化時以
外のトルク変動に同期して、空燃比を変化させる制御を
実行することを特徴とする自動車の制御方法。 - 【請求項２７】複数個のデータを有し、このデータを切
り換えて制御対象を制御する自動車の制御方法におい
て、 前記複数個のデータを切り換える時に、運転状態の変化
に同期して、空燃比を変化させる制御を実行することを
特徴とする自動車の制御方法。 - 【請求項２８】請求項２７の記載において、前記運転状
態の変化は、部分負荷状態からアイドリング状態への変
化，変速中，変速レバー変更時の少なくともいずれかひ
とつであることを特徴とする自動車の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001312104A JP3758547B2 (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 自動車の制御装置及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001312104A JP3758547B2 (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 自動車の制御装置及び制御方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001272854A Division JP3758539B2 (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 自動車の制御装置及び制御方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002161782A true JP2002161782A (ja) | 2002-06-07 |
| JP3758547B2 JP3758547B2 (ja) | 2006-03-22 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001312104A Expired - Fee Related JP3758547B2 (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 自動車の制御装置及び制御方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005180344A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Toyota Motor Corp | 車両の統合制御システムにおける駆動系制御装置 |
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-
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- 2001-10-10 JP JP2001312104A patent/JP3758547B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7558659B2 (en) | 2003-12-19 | 2009-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power train control device in vehicle integrated control system |
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|---|---|
| JP3758547B2 (ja) | 2006-03-22 |
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