JP2003328808A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】定常走行に復帰するまでの時間を短縮するとと
もに滑らかな加速感が得られるようにする。 【解決手段】エンジンのトルク制御に際し、車両が減速
中であると判定したとき（ステップ１３０：ＹＥＳ）、
車速センサによって検出された車速及び車両の走行抵抗
に基づいて、車両に要求される駆動力を要求駆動力Ｆと
して算出する（ステップ１４０）。また、車速の変化に
基づいて、車両で発生している実際の駆動力を実駆動力
Ｆcurrntとして算出する（ステップ１５０）。両駆動力
Ｆ，Ｆcurrntの偏差ΔＦを求め（ステップ１６０）、こ
の偏差ΔＦを０にするため、すなわち、実駆動力Ｆcurr
ntを要求駆動力Ｆにするためにエンジンに要求される要
求トルクＴopt を算出する（ステップ１８０）。そし
て、要求トルクＴopt に基づきスロットル用アクチュエ
ータを制御することによりエンジンのトルクを制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のトルク
を制御することにより、車両の各車速に必要な駆動力を
得るようにした内燃機関の制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の制御技術の一形態として、燃
費、ドライバビリティ等の向上を図る観点から、運転者
の運転要求を検出し、その運転要求が満たされるように
内燃機関の発生トルクを制御することが知られている。
例えば、特開平１１−８２０９０号公報に開示された
「内燃機関の制御装置」では、運転者のアクセルペダル
の操作量を検出し、その操作量に基づいて、内燃機関が
発生すべきトルク量である要求トルクを算出する。ま
た、この要求トルクに基づき吸入空気量、燃料噴射量、
点火時期等の内燃機関の制御量を算出する。そして、こ
れらの制御量に基づきスロットル用アクチュエータ、燃
料噴射弁、イグナイタ等の各種アクチュエータを駆動制
御することにより、内燃機関の実トルクを要求トルクに
収束させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報の
技術では、車両の走行に際し、運転者のアクセルペダル
の操作量に対応した要求トルクに基づき、各種アクチュ
エータを制御してスロットル開度等を調整している。こ
のため、例えば、減速走行している車両を定常走行に戻
す場合には、その定常走行に必要な要求トルクが発生す
るように運転者がアクセルペダルの踏込み量を調整する
こととなる。この運転者による調整では、ちょうど定常
走行となるようにアクセルペダルを踏むことが難しく、
余分にアクセルペダルを踏む場合が多い。この場合、車
両が過剰に加速することから、アクセルペダルを戻して
車両を減速させることになる。この減速の際に、アクセ
ルペダルを戻しすぎて車両が過剰に減速した場合には、
再びアクセルペダルを踏込んで車両を加速させることに
なる。そして、これらのアクセルペダルを戻す操作や踏
込む操作をすることにより、車両の加速及び減速が繰り
返される。その結果、定常走行になるまでに時間がかか
るばかりか、滑らかな加速感が得られないという問題が
ある。

【０００４】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、定常走行に復帰するまでの
時間を短縮するとともに滑らかな加速感を得ることので
きる内燃機関の制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明では、内燃機関を搭載した車両の車速
を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段による車
速及び前記車両の走行抵抗に基づいて、前記車両に要求
される要求駆動力を算出する要求駆動力算出手段と、前
記車速検出手段による車速の変化に基づいて、前記車両
で発生している実駆動力を算出する実駆動力算出手段
と、前記要求駆動力算出手段による要求駆動力及び前記
実駆動力算出手段による実駆動力の偏差に基づいて、前
記内燃機関に要求される要求トルクを算出する要求トル
ク算出手段と、前記要求トルク算出手段による要求トル
クに基づき前記内燃機関のトルクを制御するトルク制御
手段とを備えている。

【０００６】上記の構成によれば、車両は、自身が有す
る損失（フリクション）、例えば、駆動系のフリクショ
ンロス、潤滑剤の粘度、温度変化による潤滑剤の粘度変
化、車輪の摩耗等に打ち勝つことによって走行する。こ
の走行に際し、要求駆動力算出手段では、車速及び車両
の走行抵抗に基づいて、車両に要求される要求駆動力が
算出される。実駆動力算出手段では、車速の変化に基づ
いて、車両で発生している実駆動力が算出される。前述
した車速としては、車速検出手段によって検出されたも
のが用いられる。

【０００７】ここで、例えば車両の減速に際し実駆動力
が要求駆動力よりも小さくなるときには、両駆動力の偏
差は、車両が定常走行するために必要な駆動力となる。
換言すると、この偏差は減速走行から所定の速度に復帰
するために必要な駆動力である。このことから、要求ト
ルク算出手段では、要求駆動力と実駆動力との偏差に基
づき、定常走行のために内燃機関に要求される要求トル
ク、すなわち要求駆動力及び実駆動力の偏差を零にする
ために内燃機関に要求される要求トルクが算出される。
そして、トルク制御手段では、前記要求トルクに基づい
て内燃機関のトルクが制御される。この制御により、実
駆動力が要求駆動力に収束し、車両が定常走行するよう
になる。

【０００８】このように車速から実駆動力と要求駆動力
とが求められ、両駆動力の偏差から機関の要求トルクが
算出される。すなわち、アクセルペダルの操作量とは無
関係に実走行状態から要求トルクが算出される。そし
て、この要求トルクに基づいて内燃機関のトルクが制御
される。このため、内燃機関が定常走行に必要な要求ト
ルクを発生するように、運転者がアクセルペダルの踏込
み量を調整しなくても、車両は定常走行に復帰する。従
って、運転者が踏込み量を調整する場合とは異なり、定
常走行とするために、内燃機関から過剰にトルクが発生
したり、その過剰分を減らす際にトルクが過剰に減少し
たりすることが抑制される。その結果、所定の車速付近
で車両の加速及び減速が繰り返されることが抑制され、
定常走行に復帰するまでの時間が短くなって、その復帰
のための加速が滑らかに行われる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記車両の減速状態を検出する減速
状態検出手段をさらに備え、前記要求駆動力算出手段に
よる要求駆動力の算出、前記実駆動力算出手段による実
駆動力の算出、及び前記要求トルク算出手段による要求
トルクの算出は、前記減速状態検出手段による減速状態
の検出に応じて行われるものとする。

【００１０】上記の構成によれば、車両が減速している
ことが減速状態検出手段によって検出されることを条件
に、要求駆動力算出手段による要求駆動力の算出、実駆
動力算出手段による実駆動力の算出、要求トルク算出手
段による要求トルクの算出がそれぞれ行われる。従っ
て、実駆動力算出手段で算出される実駆動力は、減速し
ている車両で発生している駆動力に相当する。また、要
求トルク算出手段で算出される要求トルクは、減速して
いる車両を定常走行に復帰させるために内燃機関に要求
されるトルク、すなわち、減速中の実駆動力をその車速
での要求駆動力にするために内燃機関に要求されるトル
クに相当する。このように、車両の減速走行中には、定
常走行のための加速操作に備えて要求トルクが算出され
る。このため、減速走行中に加速要求があった場合に
は、前記要求トルクに基づいて直ちに内燃機関のトルク
を制御して、実駆動力を要求駆動力に収束させ、車両を
減速走行から定常走行に復帰させることが可能となる。

【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記車両を加速するための加速操作
部材の操作状態に基づき前記車両に対する加速要求の有
無を判定する要求判定手段をさらに備え、前記トルク制
御手段は、前記要求判定手段による加速要求ありの判定
に応じて前記内燃機関のトルクを制御するものとする。

【００１２】上記の構成によれば、加速操作部材の操作
を通じて運転者によって車両の加速が要求されると、そ
の旨が要求判定手段によって判定される。そして、この
判定結果に応じ、トルク制御手段では要求トルクに基づ
く内燃機関のトルク制御が行われる。従って、減速走行
中の車両を定常走行へ復帰させるための加速操作が運転
者によって行われると、その操作に応じたトルク制御手
段によるトルク制御を確実に行うことが可能となる。こ
のように、減速状態から加速状態に移行するときに上記
のトルク制御を行うことで、定常走行に復帰するまでの
時間を短くし、定常走行への復帰のための加速を滑らか
にするという請求項１に記載の発明の効果を確実なもの
とすることができる。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれか１つに記載の発明において、前記要求トルク
算出手段は、前記要求駆動力及び前記実駆動力の偏差
を、前記内燃機関の出力軸に連結された変速機の特性に
基づき前記内燃機関の要求トルクに変換するものとす
る。

【００１４】上記の構成によれば、要求トルク算出手段
による要求トルクの算出に際しては、要求駆動力と実駆
動力との偏差が、変速機の特性に基づき内燃機関の要求
トルクに変換される。従って、車両では、内燃機関で発
生した出力（トルク）が変速機での変速により駆動力に
変えられるが、前述した駆動力から要求トルクへの逆変
換を行うことで、実駆動力を要求駆動力に近づけるため
に内燃機関に必要な要求トルクを精度よく求めることが
可能となる。

【００１５】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のいずれか１つに記載の発明において、前記トルク制御
手段は、前記要求トルク算出手段による要求トルクを、
前記内燃機関の回転速度に基づいて同内燃機関に要求さ
れる要求負荷に変換するとともに、前記内燃機関の実際
の負荷が前記要求負荷となるように同内燃機関の負荷調
整手段を制御するものとする。

【００１６】ここで、一般に内燃機関の回転速度及びト
ルクと機関負荷との間には一定の関係がみられる。従っ
て、そのときの回転速度とトルクとが特定されれば、機
関負荷を算出することが可能である。このことから、請
求項５に記載の発明では、トルク制御手段による内燃機
関のトルク制御に際し、要求トルク算出手段による要求
トルクがそのときの内燃機関の回転速度に基づいて要求
負荷に変換される。

【００１７】また、内燃機関にはその負荷に影響を及ぼ
す手段、換言すると負荷を調整する手段が設けられてい
る。例えば、開度に応じて吸入空気量を調整するスロッ
トル弁がこれに該当する。スロットル弁の場合、その開
度が大きくなるに従って吸入空気量が増大し機関負荷も
増大する。このことから、トルク制御手段では、この負
荷調整手段の状態（スロットル弁の場合にはその開度）
が制御されることにより、内燃機関の実際の負荷が前記
要求負荷に近づけられる。その結果、内燃機関で発生す
るトルクを負荷調整手段の制御を通じて要求トルクに収
束させることが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。図１に示すように、車両
１０には、内燃機関としてガソリンエンジン（以下、単
にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１
１は、シリンダヘッド１２と、複数の気筒（シリンダ）
１３を有するシリンダブロック１４とを備えている。各
シリンダ１３内には、ピストン１５が往復動可能に収容
されている。各ピストン１５は、コネクティングロッド
１６を介し、エンジン１１の出力軸であるクランク軸１
７に連結されている。各ピストン１５の往復運動は、コ
ネクティングロッド１６と、クランク軸１７に形成され
たクランクアームとにより回転運動に変換され、出力さ
れる。クランク軸１７はトルクコンバータ付自動変速機
１８に連結されている。そして、クランク軸１７の回転
は自動変速機１８によって変速された後、駆動輪（図示
略）に伝達される。

【００１９】ピストン１５の上方には、ピストン１５の
頂面、シリンダ１３及びシリンダヘッド１２により燃焼
室１９が形成され、この燃焼室１９に吸気通路３１及び
排気通路３９が接続されている。シリンダヘッド１２に
は、吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ往復動可能に
支持されている。また、シリンダヘッド１２において、
吸・排気弁２１，２２の各上方には、カム軸２３，２４
が回転可能に設けられている。これらのカム軸２３，２
４は、タイミングプーリ２５、タイミングベルト２６等
によりクランク軸１７に駆動連結されている。そして、
クランク軸１７が回転されると、その回転がタイミング
ベルト２６、タイミングプーリ２５等を介してカム軸２
３，２４に伝達される。各カム軸２３，２４の回転によ
り吸・排気弁２１，２２が往復動し、吸気通路３１及び
排気通路３９がそれぞれ開閉される。

【００２０】吸気通路３１には、スロットル弁２７、サ
ージタンク２８、吸気マニホルド２９等が設けられてい
る。エンジン１１の外部の空気は、吸気通路３１の各部
を順に通過して燃焼室１９に取り込まれる。スロットル
弁２７は、エンジン１１の負荷調整調整手段として吸気
通路３１内に回動可能に支持されており、このスロット
ル弁２７にステップモータ等のアクチュエータ３２が駆
動連結されている。一方、運転席の近傍には、車両１０
を加速する際に運転者によって操作される加速操作部材
として、アクセルペダル３３が設けられている。そし
て、前記アクチュエータ３２は、運転者によるアクセル
ペダル３３の踏込み操作等に応じて作動し、スロットル
弁２７を回動させる。吸気通路３１を流れる空気の量で
ある吸入空気量は、スロットル弁２７の回動角度である
スロットル開度ＴＡに応じて変化する。

【００２１】吸気マニホルド２９には、気筒毎の燃焼室
１９に燃料を供給するための電磁式の燃料噴射弁３４が
取付けられている。燃料噴射弁３４は通電により開弁
し、高圧の燃料を噴射する。そして、噴射された燃料と
吸入空気とからなる混合気は燃焼室１９内へ導入され
る。

【００２２】シリンダヘッド１２には、点火プラグ３５
が各シリンダ１３に対応して取付けられている。点火プ
ラグ３５は、イグナイタ３６からの点火信号に基づいて
駆動される。点火プラグ３５には、点火コイル３７から
出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は
点火プラグ３５の電気火花によって着火され、爆発・燃
焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピ
ストン１５が往復動され、クランク軸１７が回転され
て、エンジン１１の駆動力（トルク）が得られる。燃焼
によって生じた燃焼室１９内のガス（排気ガス）は排気
通路３９に導出される。

【００２３】排気通路３９には、排気マニホルド３８、
触媒コンバータ（図示略）等が設けられており、前記の
ようにして燃焼室１９から導出された排気ガスは、排気
通路３９のこれら各部を順に通ってエンジン１１の外部
へ排出される。

【００２４】車両１０には、エンジン１１の運転状態、
車両１０の走行状態等を検出するために、各種センサが
設けられている。例えば、クランク軸１７の近傍には、
そのクランク軸１７が一定角度回転する毎にパルス状の
信号を発生するクランク角センサ４１が設けられてい
る。クランク角センサ４１の信号は、クランク軸１７の
回転速度であるエンジン回転速度ＮＥの算出に用いられ
る。スロットル弁２７の近傍には、スロットル開度ＴＡ
を検出するスロットルセンサ４２が配置されている。吸
気通路３１において、スロットル弁２７の下流側には、
吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧セン
サ４３が設けられている。アクセルペダル３３には、運
転者による同アクセルペダル３３の踏込み量であるアク
セル開度ＡＣＣＰを、運転者によるアクセルペダル３３
の操作状態として検出するアクセルセンサ４４が設けら
れている。車両１０には、その走行速度である車速Ｖを
検出する車速検出手段として車速センサ４５が設けられ
ている。なお、本実施形態ではスロットルセンサ４２及
びアクセルセンサ４４は、車両１０の減速状態を検出す
る減速状態検出手段としても機能する。

【００２５】前記センサ４１〜４５等の検出値に基づ
き、エンジン１１の各部を制御するために、車両１０に
は電子制御装置（Electronic Control Unit ：ＥＣＵ）
５１が用いられている。ＥＣＵ５１はマイクロコンピュ
ータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている
制御プログラム、初期データ、マップ等に従って演算処
理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行す
る。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。

【００２６】各種制御として、ＥＣＵ５１は、例えばエ
ンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣＰ（又は吸気
圧ＰＭ）等に基づき燃料噴射量を算出する。この燃料噴
射量に対応した時間にわたり燃料噴射弁３４に通電して
燃料を噴射させる。また、エンジン回転速度ＮＥ、吸気
圧ＰＭ等のエンジン負荷に基づき点火時期を演算し、こ
の点火時期に基づきイグナイタ３６を駆動制御して点火
プラグ３５に点火させる。

【００２７】そのほかにも、ＥＣＵ５１は図２及び図３
に示すフローチャートに従い、エンジン１１のトルクを
制御する。このルーチンは、所定のタイミング、例えば
所定時間毎に実行される。次に、このトルク制御ルーチ
ンについて説明する。

【００２８】ＥＣＵ５１は、まず図２のステップ１１０
において、前回の制御周期でメモリに記憶したスロット
ル開度、車速、トルク、負荷の各前回値（ＴＡ(i-1) 、
Ｖ(i-1) 、Ｔ(i-1) 、ＫＬ(i-1) ）をそれぞれ読み出
す。次に、ステップ１２０において、そのときのスロッ
トル開度ＴＡ(i) 、車速Ｖ(i) 、エンジン回転速度ＮＥ
(i) 、アクセル開度ＡＣＣＰ(i) をそれぞれ読み込む。
これらの値は、それぞれスロットルセンサ４２、車速セ
ンサ４５、クランク角センサ４１、アクセルセンサ４４
によって検出されたものである。また、自動変速機１８
の変速制御に際し、そのときに選択（制御）されている
ギヤ段に対応するギヤ比Ａ(i) を読み込む。

【００２９】続いて、ステップ１３０において、車両１
０が減速中であるかどうかを判定する。この判定に用い
る条件としては種々考えられるが、例えば、「スロット
ルセンサ４２によるスロットル開度ＴＡの変化量ΔＴＡ
（＝ＴＡ(i) −ＴＡ(i-1) ）が０よりも小さいかどう
か」とすることが挙げられる。また、前記の判定条件に
代えて又は加えて、「アクセルペダル３３が踏込まれて
いないかどうか」を判定条件としてもよい。後者の判定
はアクセルセンサ４４によるアクセル開度ＡＣＣＰに基
づいて行うことが可能である。

【００３０】そして、前記ステップ１３０の判定条件が
満たされていない、すなわち減速中でないと、トルク制
御ルーチンを一旦終了する。これに対し、ステップ１３
０の判定条件が満たされている（減速中）と、ステップ
１４０において、次式（Ｉ）に従って、そのときの要求
駆動力Ｆを算出する。このＥＣＵ５１によるステップ１
４０の処理は、車速及び車両の走行抵抗に基づいて要求
駆動力を算出する要求駆動力算出手段に相当する。ここ
で、駆動力は車両１０を動かそうとする力、より詳しく
は、エンジン１１で発生したトルクが変速機（自動変速
機１８）等を経由して駆動輪に伝えられ、その駆動輪が
地面を蹴って車両を走らせる力である。また、要求駆動
力Ｆはそのときの車速Ｖ(i) で走行するために、車両１
０に要求される駆動力である。

【００３１】 Ｆ＝ａ＋ｂ・Ｖ(i)^2 ……（Ｉ） 上記式（Ｉ）中のａは車両の重量を支えている車輪を転
がすための抵抗（車両の転がり抵抗係数）であり、ｂは
車両が空気を押し分けて進むための抵抗（空力係数）で
ある。これらの転がり抵抗係数ａ及び空力係数ｂは、い
ずれも車両１０毎に決まる一定の値であって、走行抵抗
に相当する。なお、^2は２乗を意味する。このようにし
て算出される要求駆動力Ｆは、車速Ｖと駆動力との関係
を表す図４において特性線Ｌ１で示される。

【００３２】次に、図２のステップ１５０において、次
式（II）に従って、車両１０が発生している実際の駆動
力である実駆動力Ｆcurrntを算出する。このＥＣＵ５１
によるステップ１５０の処理は、車速の変化に基づいて
実駆動力を算出する実駆動力算出手段に相当する。

【００３３】 Ｆcurrnt＝ｍ（ΔＶ／Δｔ） ……（II） 上記式（II）中のｍは車両１０の重量である。また、Δ
Ｖは所定時間Δｔにおける車速Ｖの変化量（＝Ｖ(i-1)
−Ｖ(i))である。ここでは、トルク制御ルーチンが実行
される制御周期が所定時間Δｔに相当する。このように
して算出される実駆動力Ｆcurrntは、図４において特性
線Ｌ２で示される。この図４に示すように、実駆動力Ｆ
currntの要求駆動力Ｆとの偏差ΔＦは、車速Ｖの上昇に
従い大きくなる傾向にある。なお、前記のようにして求
めた実駆動力Ｆcurrntは車両１０の有する損失（フリク
ション）、例えば、駆動系のフリクションロス、潤滑剤
の粘度、温度変化による潤滑剤の粘度変化、車輪の摩耗
等を含んでいる。すなわち、車両１０は自身の有する前
記フリクションに打ち勝つことによって走行する。

【００３４】次に、図２のステップ１６０において、前
記ステップ１４０での要求駆動力Ｆと前記ステップ１５
０での実駆動力Ｆcurrntとの偏差ΔＦを求める。この偏
差ΔＦは、車両１０が減速状態から所定の車速での定常
走行に復帰するために必要な駆動力に相当する。従っ
て、この偏差ΔＦが０となるようにエンジン１１のトル
クを制御すれば、実駆動力Ｆcurrntを要求駆動力Ｆに近
づけて、車両１０を定常走行に復帰させることが可能で
ある。

【００３５】続いて、ステップ１７０において、前記ス
テップ１６０での偏差ΔＦが０よりも大きいかどうかを
判定する。この判定条件が満たされていない（ΔＦ≦
０）と、すなわち実駆動力Ｆcurrntが要求駆動力Ｆ以上
であるとトルク制御ルーチンを一旦終了する。これに対
し、ステップ１７０の判定条件が満たされている（ΔＦ
＞０）と、すなわち実駆動力Ｆcurrntが要求駆動力Ｆを
下回っている（図４の状態）とステップ１８０へ移行す
る。ステップ１８０では、前記ステップ１６０で求めた
偏差ΔＦを、次式（III ）に従って要求トルクＴopt に
変換する。ここで、要求トルクＴopt は、前記偏差ΔＦ
分の駆動力を車両１０で発生するためにエンジン１１に
要求されるトルクである。

【００３６】 Ｔopt ＝ΔＦ／Ａ(i) ／η ……（III ） 上記式（III ）中のＡ(i) は、自動変速機１８において
そのときのギヤ段に対応するギヤ比であり、ηは効率係
数である。効率係数ηはトルクコンバータ１８ａの効率
（入力された動力に対して出力される動力の割合）に相
当するものであり、例えば、図５に示すマップを参照し
て求められる。このマップには、エンジン回転速度ＮＥ
の上昇にともなって大きくなって「１．０」に近づく効
率係数ηが規定されている。そして、そのときのエンジ
ン回転速度ＮＥ(i) に対応する効率係数ηを前記マップ
から求める。

【００３７】なお、上記の式（III ）を用いて変換を行
うのは、以下の理由による。エンジン１１の出力は自動
変速機１８によって変速されるため、実駆動力Ｆcurrnt
は、自動変速機１８のギヤ比やトルクコンバータ１８ａ
の効率に応じて変化する。そのため、実駆動力Ｆcurrnt
を要求トルクＴopt に変換する際には、これらのギヤ
比、効率等が実駆動力Ｆcurrntに及ぼす影響を考慮する
必要がある。そこで、上記式（III ）に従って演算を行
うことにより、ギヤ比及び効率等が「１．０」となるよ
うに換算している。この換算により得られる要求トルク
Ｔopt は、前記偏差ΔＦを０にするためにエンジン１１
で発生すべき最小のトルクである。そして、前述したＥ
ＣＵ５１によるステップ１６０，１８０の処理は、要求
駆動力及び実駆動力の偏差に基づいて、エンジンに要求
される要求トルクを算出する要求トルク算出手段に相当
する。

【００３８】次に、図３のステップ１９０において、前
記ステップ１８０での要求トルクＴopt を要求負荷ＫＬ
ｃに変換する。この変換に際しては、例えば図６に示す
マップを参照する。このマップには、エンジン回転速度
ＮＥ(i) に対する負荷ＫＬ(i) が、複数のトルクＴ(i)
のそれぞれについて規定されている。そして、前記要求
トルクＴopt が最も近いトルクＴ(i) を特定する。続い
て、このトルクＴ(i)を用い、次式（IV）に従って補間
計算を行うことにより要求負荷ＫＬｃを算出する。

【００３９】 ＫＬｃ＝Ａ・｛ＫＬ(i) −ＫＬ(i-1) ｝＋ＫＬ(i-1) ……（IV） ただし、Ａ＝｛Ｔopt −Ｔ(i-1) ｝/ ｛Ｔ(i) −Ｔ(i-
1) ｝である。次に、図３のステップ２００において、
運転者による加速操作が行われているかどうかを判定す
る。この判定に用いる条件としては、例えば、「アクセ
ル開度ＡＣＣＰが所定値以上であるかどうか」とするこ
とができる。また、「所定時間におけるアクセル開度Ａ
ＣＣＰの変化量が所定値以上であるかどうか」を前記判
定条件としてもよい。この判定条件が満たされていない
（非加速操作中）と、前述したステップ１４０へ戻る。
従って、車両減速中であって実駆動力Ｆcurrntが要求駆
動力Ｆを下回る場合には、運転者の加速要求があるまで
要求トルクＴopt及び要求負荷ＫＬｃの各算出が繰り返
されることとなる。なお、前述したＥＣＵ５１によるス
テップ２００の処理は、運転者の加速要求の有無を判定
する要求判定手段に相当する。

【００４０】これに対し、ステップ１３０の判定条件が
満たされていると、すなわち車両１０の減速中に運転者
による加速要求があると、ステップ２１０において、前
記ステップ１９０で求めた要求負荷ＫＬｃを実現するた
めに要求される要求スロットル開度ＴＡopt を算出す
る。この算出に際しては、例えば図７に示すマップを参
照する。このマップには、要求負荷ＫＬｃと、その要求
負荷ＫＬｃに比例する要求スロットル開度ＴＡopt との
関係が規定されている。そして、前記ステップ１９０で
の要求負荷ＫＬｃに対応する要求スロットル開度ＴＡop
t を前記マップから求める。

【００４１】次に、ステップ２２０において、スロット
ル開度ＴＡが前記ステップ２１０で求めた要求スロット
ル開度ＴＡopt となるように、同開度ＴＡopt に基づき
アクチュエータ３２を駆動制御する。前述したＥＣＵ５
１によるステップ２１０，２２０の処理は、要求トルク
に基づきエンジンのトルクを制御するトルク制御手段に
相当する。その後、ステップ２３０において、次回の制
御周期に備えて次の処理を行う。今回制御周期での負荷
ＫＬ(i) 、トルクＴ(i) 、車速Ｖ(i) 、スロットル開度
ＴＡ(i) をそれぞれ前回値（ＫＬ(i-1) 、Ｔ(i-1) 、Ｖ
(i-1) 、ＴＡ(i-1) ）としてメモリに記憶し、その後、
トルク制御ルーチンを一旦終了する。

【００４２】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。 （１）車速Ｖから実駆動力Ｆcurrntと要求駆動力Ｆとを
求め（ステップ１５０，１４０）、両駆動力の偏差ΔＦ
から要求トルクＴopt を算出する（ステップ１６０，１
８０）。すなわち、アクセルペダル３３の操作量とは無
関係に、実走行状態から要求トルクＴopt を算出する。
そして、この要求トルクＴopt に基づいてエンジン１１
のトルクを制御するようにしている（ステップ１９０〜
２２０）。

【００４３】このため、エンジン１１が定常走行に必要
な要求トルクＴopt を発生するように、運転者がアクセ
ルペダル３３の踏込み量を調整しなくても、車両１０は
定常走行に復帰する。従って、運転者が踏込み量を調整
する従来技術とは異なり、定常走行とするために、エン
ジン１１から過剰にトルクが発生したり、その過剰分を
減らす際にトルクが過剰に減少したりするのを抑制でき
る。その結果、所定の車速付近で車両１０の加速及び減
速が繰り返されるのを抑制することができる。そして、
定常走行に復帰するまでの時間を短くして、その復帰の
ための加速も滑らかに行うことができる。

【００４４】（２）車両１０が減速されていることを条
件に、要求駆動力Ｆ、実駆動力Ｆcurrnt及び要求トルク
Ｔopt の算出をそれぞれ行うようにしている（ステップ
１３０〜１８０）。従って、算出される実駆動力Ｆcurr
ntは、減速している車両１０で発生している駆動力に相
当する。また、算出される要求トルクＴopt は、減速し
ている車両１０を定常走行に復帰させるためにエンジン
１１に要求されるトルク、すなわち、減速中の実駆動力
Ｆcurrntを、その車速Ｖでの要求駆動力Ｆにするために
エンジン１１に要求されるトルクに相当する。このよう
に、車両１０の減速走行中には、定常走行のための加速
操作に備えて要求トルクＴopt を算出する。このため、
減速走行中に加速操作を通じて加速要求がなされた場合
には、要求トルクＴopt に基づいて直ちにエンジン１１
のトルクを制御して、実駆動力Ｆcurrntを要求駆動力Ｆ
に収束させ、車両１０を減速走行から定常走行に復帰さ
せることが可能となる。

【００４５】（３）運転者による車両１０に対する加速
要求の有無を判定し（ステップ２００）、この判定結果
に応じ、要求トルクＴopt に基づくエンジン１１のトル
ク制御を行うようにしている（ステップ２１０，２２
０）。従って、減速走行中の車両１０を定常走行へ復帰
させるための加速操作が運転者によって行われると、そ
の加速操作に応じたトルク制御を確実に行うことが可能
となる。このように減速状態から加速状態に移行すると
きに上記のトルク制御を行うことで、定常走行に復帰す
るまでの時間を短くし、定常走行への復帰のための加速
を滑らかにするという前述した（１）の効果を確実なも
のとすることができる。

【００４６】（４）要求トルクの算出に際し、要求駆動
力Ｆと実駆動力Ｆcurrntとの偏差ΔＦを、自動変速機１
８の特性（ギヤ比Ａ(i) 、効率係数η）に基づきエンジ
ン１１の要求トルクＴopt に変換している。従って、車
両１０では、エンジン１１のトルクが自動変速機１８で
の変速により駆動力に変えられるが、前述した偏差ΔＦ
から要求トルクＴopt への逆の変換を行うことで、要求
駆動力Ｆを実駆動力Ｆcurrntに近づけるためにエンジン
１１に必要な要求トルクＴopt を精度よく求めることが
できる。

【００４７】（５）一般にエンジン回転速度ＮＥ及びト
ルクＴ(i) と、負荷ＫＬ(i) との間には図６で示す一定
の関係がみられる。従って、そのときのエンジン回転速
度ＮＥとトルクＴ(i) とが特定されれば、負荷ＫＬ(i)
を算出することが可能である。このことから、前記実施
形態では、エンジン１１のトルク制御に際し、要求トル
クＴopt をエンジン回転速度ＮＥに基づいて要求負荷Ｋ
Ｌｃに変換している（ステップ１９０）。また、アクチ
ュエータ３２を制御してスロットル開度ＴＡを調整する
ことにより、エンジン１１の実際の負荷を要求負荷ＫＬ
ｃに近づけるようにしている（ステップ２１０，２２
０）。この結果、エンジン１１で発生するトルクをアク
チュエータ３２の制御を通じて要求トルクに収束させる
ことが可能となる。

【００４８】（６）要求駆動力Ｆの算出に際し用いられ
る要素のうち、車両１０の転がり抵抗係数ａ及び空力係
数ｂは車両１０毎に決まっている。このため、多くの要
素を検出しなくてもそのときの車速Ｖ(i) を検出するの
みで、その車速Ｖ(i) に応じた要求駆動力Ｆを確実に算
出することができる。

【００４９】（７）実駆動力Ｆcurrntの算出に際し用い
られる要素のうち重量ｍは車両１０毎に決まっている。
このため、多くの要素を検出しなくてもそのときの車速
Ｖ(i) を検出するのみで、その車速の変化量ΔＶに応じ
た実駆動力Ｆcurrntを確実に算出することができる。

【００５０】なお、本発明は次に示す別の実施形態に具
体化することができる。 ・トルク制御ルーチンのステップ１３０において、「車
速Ｖの変化量ΔＶ（＝Ｖ(i) −Ｖ(i-1) ）が０よりも小
さい（すなわち負である）かどうか」を判定条件として
もよい。

【００５１】・トルク制御ルーチンのステップ１８０に
おいて、図５のマップに代えて、所定の演算式に従って
効率係数ηを算出するようにしてもよい。同様に、ステ
ップ２１０において、図７のマップに代えて、所定の演
算式に従って要求スロットル開度ＴＡopt を算出するよ
うにしてもよい。

【００５２】・図５のマップの横軸として、エンジン回
転速度ＮＥに代えて、トルクコンバータ１８ａにおける
入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比（速度比）
を用いてもよい。

【００５３】その他、前記各実施形態から把握できる技
術的思想について、それらの効果とともに記載する。 （Ａ）請求項１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関の
制御装置において、前記要求駆動力算出手段は前記車
速、前記車両の転がり抵抗係数及び空力係数に基づき前
記要求駆動力を算出する。

【００５４】上記の構成によれば、要求駆動力算出手段
による要求駆動力の算出に際し用いられる要素のうち、
車両の転がり抵抗係数及び空力係数は車両毎に決まって
いる。このため、多くの要素を検出しなくてもそのとき
の車速を検出するのみで、要求駆動力を確実に算出する
ことができる。

【００５５】（Ｂ）請求項１〜５又は上記（Ａ）のいず
れか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記実
駆動力算出手段は前記車両の重量及び前記車速検出手段
による車速の変化量に基づき前記実駆動力を算出する。

【００５６】上記の構成によれば、実駆動力算出手段に
よる実駆動力の算出に際し用いられる要素のうち、車両
の重量は車両毎に決まっている。このため、多くの要素
を検出しなくてもそのときの車速を検出するのみで、実
駆動力を確実に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をガソリンエンジンに具体化した一実施
形態についてその構成を示す略図。

【図２】エンジンのトルクを制御する手順を示すフロー
チャート。

【図３】同じくエンジンのトルクを制御する手順を示す
フローチャート。

【図４】車速と駆動力との関係を示す特性図。

【図５】効率係数ηの決定に用いられるマップのマップ
構造を示す略図。

【図６】要求負荷ＫＬｃの決定に用いられるマップのマ
ップ構造を示す略図。

【図７】要求スロットル開度ＴＡopt の決定に用いられ
るマップのマップ構造を示す略図。

【符号の説明】

１０…車両、１１…エンジン、１７…クランク軸（出力
軸）、１８…自動変速機、２７…スロットル弁（負荷調
整手段）、３３…アクセルペダル（加速操作部材）、４
２…スロットルセンサ（減速状態検出手段）、４４…ア
クセルセンサ（減速状態検出手段）、４５…車速センサ
（車速検出手段）、５１…ＥＣＵ（要求駆動力算出手
段、実駆動力算出手段、要求トルク算出手段、トルク制
御手段、要求判定手段）、ＮＥ…エンジン回転速度（内
燃機関の回転速度）、Ｖ…車速、Ｆ…要求駆動力、Ｆcu
rrnt…実駆動力、ΔＦ…偏差、Ｔopt …要求トルク、Ｋ
Ｌｃ…要求負荷、Ｔ(i) …トルク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G093 CB06 CB07 DA01 DA03 DA06 DA07 DB05 DB11 EA02 EA09 EA13 EC01 FA11 3G301 HA01 KA12 KA16 LA00 LA03 MA11 NC02 PA07Z PA11Z PE03Z PF00Z PF02Z PF03Z PF08Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関を搭載した車両の車速を検出する
   車速検出手段と、 前記車速検出手段による車速及び前記車両の走行抵抗に
   基づいて、前記車両に要求される要求駆動力を算出する
   要求駆動力算出手段と、 前記車速検出手段による車速の変化に基づいて、前記車
   両で発生している実駆動力を算出する実駆動力算出手段
   と、 前記要求駆動力算出手段による要求駆動力及び前記実駆
   動力算出手段による実駆動力の偏差に基づいて、前記内
   燃機関に要求される要求トルクを算出する要求トルク算
   出手段と、 前記要求トルク算出手段による要求トルクに基づき前記
   内燃機関のトルクを制御するトルク制御手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】前記車両の減速状態を検出する減速状態検
   出手段をさらに備え、前記要求駆動力算出手段による要
   求駆動力の算出、前記実駆動力算出手段による実駆動力
   の算出、及び前記要求トルク算出手段による要求トルク
   の算出は、前記減速状態検出手段による減速状態の検出
   に応じて行われる請求項１に記載の内燃機関の制御装
   置。
3. 【請求項３】前記車両を加速するための加速操作部材の
   操作状態に基づき前記車両に対する加速要求の有無を判
   定する要求判定手段をさらに備え、前記トルク制御手段
   は、前記要求判定手段による加速要求ありの判定に応じ
   て前記内燃機関のトルクを制御する請求項２に記載の内
   燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】前記要求トルク算出手段は、前記要求駆動
   力及び前記実駆動力の偏差を、前記内燃機関の出力軸に
   連結された変速機の特性に基づき前記内燃機関の要求ト
   ルクに変換する請求項１〜３のいずれか１つに記載の内
   燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】前記トルク制御手段は、前記要求トルク算
   出手段による要求トルクを、前記内燃機関の回転速度に
   基づいて同内燃機関に要求される要求負荷に変換すると
   ともに、前記内燃機関の実際の負荷が前記要求負荷とな
   るように同内燃機関の負荷調整手段を制御する請求項１
   〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。