JP2023064234A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運転者の要求に沿ってスロットルバルブの開度を操作し、適切な大きさのエンジントルクを出力できるようにする。【解決手段】車両に搭載される内燃機関を制御するものであって、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を定める第一運転モードと、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を第一運転モードよりも小さい値に定める第二運転モードと、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を第二運転モードよりも小さい値に定める第三運転モードとのうちの何れかを選択でき、運転モードを遷移するときには、遷移前のモードにおける目標から遷移後のモードにおける目標に向けてスロットルバルブ開度を徐変させ、第一運転モードと第三運転モードとの間での直接の遷移を禁止する内燃機関の制御装置を構成した。【選択図】図７

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関を制御する制御装置に関する。

近時の車両では、燃費性能と出力性能との双方を満足させるべく、複数の運転モードを設定し、運転者が任意に運転モードを選択できるようにしていることが少なくない。運転モードには、できるだけ大出力を発生させる加速性を重視したパワーモード、パワーモードに比して出力を抑制する平常のノーマルモード、ノーマルモードに比して燃料消費量をより削減するエコモード等がある（例えば、下記特許文献を参照）。

特開２０１６－０４４７２３号公報

車両の運転モードに関して補記する。図２に、車両の運転者が操作するアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）と、内燃機関の吸気通路上に設けた電子スロットルバルブの開度の目標との関係を例示している。一般に、アクセルペダルの踏込量が多いほど、スロットルバルブを大きく拡開する必要がある。詳細には、スロットルバルブの目標開度は現在の車速の影響を受ける。

図示例にて、ノーマルモードにおけるアクセルペダルの踏込量とスロットルバルブの目標開度ＴＨＮＬ、ＴＨＮＣとの関係は線形的または非線形的である。対して、パワーモードにおけるアクセルペダルの踏込量とスロットルバルブの目標開度ＴＨＰＬ、ＴＨＰＣとの関係は、目標開度ＴＨＮＬ、ＴＨＮＣと比較して曲率のより大きい非線形的である。パワーモードにおける目標開度ＴＨＰＬ、ＴＨＰＣは、ノーマルモードにおける目標開度ＴＨＮＬ、ＴＨＮＣよりも大きい。

エコモードにおけるアクセルペダルの踏込量とスロットルバルブの目標開度ＴＨＥとの関係もまた、非線形的である。エコモードにおける目標開度ＴＨＥは、ノーマルモードにおける目標開度ＴＨＮＬ、ＴＨＮＣよりも小さい。

なお、ノーマルモード及びパワーモードにあっては、さらに登坂モードと平坦路モードとが観念される。つまり、ノーマルモードかつ登坂モード、ノーマルモードかつ平坦路モード、パワーモードかつ登坂モード、パワーモードかつ平坦路モードが存在している。エコモードについては、登坂モードと平坦路モードとの区分はない。

登坂モードは、車両が登坂路を走行している際のモードである。ＴＨＮＣ、ＴＨＰＣはそれぞれ、登坂モードにおけるスロットルバルブの目標開度である。平坦路モードは、車両が走行路以外のモード即ち平坦路や降坂路を走行している際のモードである。ＴＨＮＬ、ＴＨＰＬはそれぞれ、平坦路モードにおけるスロットルバルブの目標開度である。前者の目標開度ＴＨＮＣ、ＴＨＰＣは、後者の目標開度ＴＨＮＬ、ＴＨＰＬよりも大きい。

車両の運転者は、スイッチやセレクタレバー等を手動操作することを通じて、運転モードを切り替えることができる。運転モードが切り替わると、スロットルバルブの目標開度がステップ的に変化する。また、車両の走行中に、平坦路から登坂路に差し掛かり、あるいは逆に登坂路から平坦路に差し掛かることは往々にしてある。このときにも、スロットルバルブの目標開度がステップ的に変化する。

スロットルバルブの開度を常に現在の目標開度に即時に追従させると、気筒に吸入される空気量及び燃料噴射量が急増または急減し、内燃機関の出力するエンジントルクが急変して車体にショックを与える可能性がある。そこで、モードが遷移して目標開度が変化したときには、スロットルバルブの開度を、遷移前のモードにおける目標開度から、遷移後のモードにおける目標開度に向けて徐変させることが望ましい。

ここで、考えられるスロットルバルブの開度の決定手法を述べる。パワーモードにおける目標開度の反映率をＰＲ、エコモードにおける目標開度の反映率をＥＲ、登坂モードにおける目標開度の反映率をＣＲとおく。これら反映率ＰＲ、ＥＲ、ＣＲは何れも、０以上１以下の正数である。

反映率ＰＲは、パワーモードにおいて１、ノーマルモードまたはエコモードにおいて０、パワーモードからノーマルモードまたはエコモードに遷移する過渡期に１から０に徐々に減少し、ノーマルモードまたはエコモードからパワーモードに遷移する過渡期に０から１に徐々に増加する。

反映率ＥＲは、エコモードにおいて１、ノーマルモードまたはパワーモードにおいて０、エコモードからノーマルモードまたはパワーモードに遷移する過渡期に１から０に徐々に減少し、ノーマルモードまたはパワーモードからエコモードに遷移する過渡期に０から１に徐々に増加する。

反映率ＣＲは、登坂モードにおいて１、平坦路モードまたはエコモードにおいて０、登坂モードから平坦路モードまたはエコモードに遷移する過渡期に１から０に徐々に減少し、平坦路モードまたはエコモードから登坂モードに遷移する過渡期に０から１に徐々に増加する。

その上で、現在具現するべきスロットルバルブ開度ＴＨを、下式に則り求める。
ＴＨ＝｛ＴＨＰＣ×ＣＲ＋ＴＨＰＬ×（１－ＣＲ）｝×ＰＲ＋［ＴＨＮＣ×ＣＲ＋｛ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮＬ×（１－ＥＲ）｝×（１－ＣＲ）］×（１－ＰＲ）
図３は、運転者が時点ｔ０にて運転モードをノーマルモードからエコモードに切り替える操作を行い、時点ｔ１にて運転モードを再びノーマルモードに切り替える操作を行った例である。説明の簡明化のため、図ではアクセルペダルの踏込量（及び、車速）に対応するスロットルバルブ開度の目標ＴＨＰＣ、ＴＨＰＬ、ＴＨＮＣ、ＴＨＮＬ、ＴＨＥを一定であるかのように表しているが、現実には目標開度ＴＨＰＣ、ＴＨＰＬ、ＴＨＮＣ、ＴＨＮＬ、ＴＨＥは随時変動し得る。

図３に示す例では、車両は一貫して平坦路を走行し、平坦路モードから登坂モードには遷移しない。ノーマルモードである時点ｔ０以前は、反映率ＰＲ、ＥＲ、ＣＲは何れも０である。ノーマルモードからエコモードに切り替わる時点ｔ０以後、反映率ＥＲが０から１に向かって漸増する。反映率ＰＲ、ＣＲは、０のままである。この反映率ＥＲの増加を反映して、スロットルバルブの実開度ＴＨが、ノーマルモードにおける目標開度ＴＨＮＬからエコモードにおける目標開度ＴＨＥに向かって徐々に縮小する。

エコモードからノーマルモードに切り替わる時点ｔ１以後は、反映率ＥＲが１から０に向かって漸減する。やはり、反映率ＰＲ、ＣＲは０のままである。この反映率ＥＲの減少を反映して、スロットルバルブの実開度ＴＨが、エコモードにおける目標開度ＴＨＥからノーマルモードにおける目標開度ＴＨＮＬに向かって徐々に拡大する。

このように、ノーマルモードとエコモードとの間で遷移する場合には、スロットルバルブの開度を円滑に操作することが可能である。しかしながら、パワーモードからエコモードに、両者の中間的なノーマルモードを飛び越して直接遷移したような場合に、問題を生起することがある。

図４は、運転者が時点ｔ２にて運転モードをパワーモードからエコモードに切り替える操作を行い、時点ｔ３にて運転モードをエコモードからノーマルモードに切り替える操作を行った例である。なお、パワーモードでの運転中、車両は登坂路を走行していたが、後に車両は登坂路から平坦路または降坂路に移動している。即ち、時点ｔ２以後に、登坂モードから平坦路モードに遷移している。パワーモードかつ登坂モードである時点ｔ２以前は、反映率ＰＲ及びＣＲが１、反映率ＥＲが０である。パワーモードからエコモードに切り替わる時点ｔ２以後、反映率ＰＲ及びＣＲがそれぞれ１から０に向かって漸減し、かつ反映率ＥＲが０から１に向かって漸増する。反映率ＣＲが時点ｔ２から減少し始めるのは、エコモードには登坂モードが存在しない（エコモードは必ず平坦路モードである）ことによる。これら反映率ＰＲ、ＥＲ、ＣＲの増減を反映して、スロットルバルブの実開度ＴＨが、パワーモードかつ登坂モードにおける目標開度ＴＨＰＣからエコモードにおける目標開度ＴＨＥに向かって徐々に縮小する。

エコモードからノーマルモードに切り替わる時点ｔ３以後は、反映率ＥＲが１から０に向かって漸減する。ところが、反映率ＰＲ及びＣＲは未だ０まで減少していない。この影響により、本来ならば時点ｔ３後速やかにスロットルバルブの実開度ＴＨがノーマルモード（かつ平坦路モード）の目標開度ＴＨＮＬに収束しなければいけないところ、図４中に描画しているように、それまで縮小傾向にあった実開度ＴＨが目標開度ＴＨＮＬから乖離するように拡大し、その後再び目標開度ＴＨＮＬに向けて縮小するという挙動が生じている。結果、内燃機関の出力するエンジントルクの大きさが車両の運転者の要求から乖離する、いわば運転者が期待するアクセル感覚からずれることがあり得た。

本発明は、車両の運転者の要求に沿ってスロットルバルブの開度を操作し、適切な大きさのエンジントルクを出力できるようにすることを所期の目的とする。

本発明では、車両に搭載される内燃機関を制御するものであって、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標の値を定める第一運転モードと、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を第一運転モードのそれよりも小さい値に定める第二運転モードと、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を第二運転モードのそれよりも小さい値に定める第三運転モードとのうちの何れかの運転モードを選択でき、運転モードを遷移するときには、遷移前のモードにおける目標から遷移後のモードにおける目標に向けてスロットルバルブ開度を徐変させることとし、第一運転モードと第三運転モードとの間での直接の遷移を禁止する内燃機関の制御装置を構成した。

前記第一運転モードと前記第三運転モードとの間での遷移では、前記第二運転モードを介して遷移することが望ましい。

例えば、現在のアクセルペダルの踏込量に対応する、第一運転モードにおけるスロットルバルブ開度の目標をＴＨＰ、第二運転モードにおけるスロットルバルブ開度の目標をＴＨＮ、第三運転モードにおけるスロットルバルブ開度の目標をＴＨＥとおき、第一運転モードにおける目標開度の反映率をＰＲ、第三運転モードにおける目標開度の反映率をＥＲとおき、これら反映率ＰＲ、ＥＲは何れも０以上１以下の正数であり、具現するべきスロットルバルブ開度をＴＨとおくとして、第一運転モードから第三運転モードに遷移する場合、反映率ＰＲを０まで減少させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とし、反映率ＰＲが０になった後反映率ＥＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とする、及び／または、第三運転モードから第一運転モードに遷移する場合、反映率ＥＲを０まで減少させる期間はＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とし、反映率ＥＲが０になった後反映率ＰＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とする。

また、現在のアクセルペダルの踏込量に対応する、第一運転モードにおける車両が登坂路を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＰＣ、第一運転モードにおける車両が登坂路でない路面を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＰＬ、第二運転モードにおける車両が登坂路を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＮＣ、第二運転モードにおける車両が登坂路でない路面を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＮＬとおき、車両が登坂路を走行する際の目標開度の反映率をＣＲとおき、反映率ＣＲは０以上１以下の正数であるとして、ＴＨＰ＝ＴＨＰＣ×ＣＲ＋ＴＨＰＬ×（１－ＣＲ）、ＴＨＮ＝ＴＨＮＣ×ＣＲ＋ＴＨＮＬ×（１－ＣＲ）であり、第一運転モードから第三運転モードに遷移する場合、反映率ＰＲ及びＣＲを０まで減少させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とし、反映率ＰＲ及びＣＲがともに０になった後反映率ＥＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とする、及び／または、第三運転モードから第一運転モードに遷移する場合、反映率ＥＲを０まで減少させる期間は反映率ＣＲを０とした上でＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とし、反映率ＥＲが０になった後、反映率ＰＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とする。

本発明によれば、車両の運転者の要求に沿ってスロットルバルブの開度を操作し、適切な大きさのエンジントルクを出力できるようになる。

本発明の一実施形態における車両用内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態の制御装置が決定するスロットルバルブの開度の目標と車両の運転モードとの関係を示す図。 同実施形態の制御装置による制御の内容を示すタイミング図。 本発明が解決しようとする課題を示すタイミング図。 同実施形態の制御装置による制御の内容を示すタイミング図。 同実施形態の制御装置による制御の内容を示すタイミング図。 同実施形態における車両の運転モードの遷移を示す図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態の内燃機関は、ポート噴射式の４ストローク火花点火エンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を包有する。各気筒１の吸気ポートの近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１を気筒１毎に設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、吸気絞り弁である電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、排気通路４と吸気通路３とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における触媒４１の下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所（特に、サージタンク３３若しくは吸気マニホルド３４）に接続している。

本実施形態にあって、内燃機関の運転制御を司る電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵまたはコントローラがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量（アクセル開度、換言すれば要求されるエンジントルクまたはエンジン負荷率）を検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、気筒１に連なる吸気通路３（スロットルバルブ３２の下流、特に、サージタンク３３若しくは吸気マニホルド３４）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、車両の加速度または車両が現在所在している路面の勾配を検出する加速度センサから出力される加速度信号ｆ、内燃機関の吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、運転者が操作するスイッチやセレクタレバー（に付随するポジションセンサ）等から出力される信号ｈ等が入力される。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２に付随するイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、メモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に吸入される空気（新気）量を推算する。そして、吸入空気量に見合った（理論空燃比またはその近傍の目標空燃比を達成できるような）要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング（一度の燃焼に対する点火の回数を含む）、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量、ＥＧＲガス分圧）等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態の車両では、複数の運転モードを設定している。そして、運転者がスイッチやセレクタレバー等を手動操作することを通じて、任意に運転モードを選択できるようになっている。運転モードには、第一運転モードたるパワーモード、第二運転モードたるノーマルモード、第三運転モードたるエコモードが存在する。

図２に、車両の運転者によるアクセルペダルの踏込量と、内燃機関の吸気通路３上の電子スロットルバルブ３２の開度の目標との関係を示している。あるアクセルペダル踏込量に対するスロットルバルブ３２の目標開度は、パワーモードのそれＴＨＰＣ、ＴＨＰＬが最も大きく、ノーマルモードのそれはＴＨＮＣ、ＴＨＮＬはより小さく、エコモードのそれＴＨＥはさらに小さい。

加えて、パワーモード及びノーマルモードにあっては、登坂モードと平坦路モードとが観念される。パワーモードかつ登坂モードの目標開度がＴＨＰＣ、パワーモードかつ平坦路モードの目標開度がＴＨＰＬ、ノーマルモードかつ登坂モードの目標開度がＴＨＮＣ、ノーマルモードかつ平坦路モードの目標開度がＴＨＮＬである。エコモードについては、登坂モードと平坦路モードとの区分はなく、エコモードは必ず平坦路モードとして扱う。

ＥＣＵ０は、運転者が手動操作するスイッチ、セレクタレバー等からもたらされる信号ｈを参照して、運転者が現在選択しているモードがパワーモード、ノーマルモード、エコモードのうちの何れであるのかを知得する。並びに、ＥＣＵ０は、車速信号ａ及びアクセル開度信号ｃ、必要であれば加速度信号ｆを参照して、車両が現在所在している路面の勾配を推定し、現在のモードが登坂モードと平坦路モードとのうち何れに該当するかを判定する。

ＥＣＵ０のメモリには予め、アクセルペダルの踏込量及び車速と、各運転モード毎のスロットルバルブ３２の目標開度ＴＨＰＣ、ＴＨＰＬ、ＴＨＮＣ、ＴＨＮＬ、ＴＨＥとの関係を規定したマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、現在のアクセルペダルの踏込量、車速及び運転モードをキーとして当該マップを検索し、現在のスロットルバルブ３２の目標開度ＴＨＰＣ、ＴＨＰＬ、ＴＨＮＣ、ＴＨＮＬ、ＴＨＥを得る。

しかして、ＥＣＵ０は、下式に則り、現在具現するべきスロットルバルブ３２の実開度ＴＨを算定し、その実開度ＴＨにスロットルバルブ３２を操作する。
ＴＨ＝｛ＴＨＰＣ×ＣＲ＋ＴＨＰＬ×（１－ＣＲ）｝×ＰＲ＋［ＴＨＮＣ×ＣＲ＋｛ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮＬ×（１－ＥＲ）｝×（１－ＣＲ）］×（１－ＰＲ）
パワーモードおける目標開度の反映率ＰＲは、原則として、パワーモードにおいて１、ノーマルモードまたはエコモードにおいて０、パワーモードからノーマルモードまたはエコモードに遷移する過渡期に１から０に徐々に減少し、ノーマルモードまたはエコモードからパワーモードに遷移する過渡期に０から１に徐々に増加する。

エコモードにおける目標開度の反映率ＥＲは、原則として、エコモードにおいて１、ノーマルモードまたはパワーモードにおいて０、エコモードからノーマルモードまたはパワーモードに遷移する過渡期に１から０に徐々に減少し、ノーマルモードまたはパワーモードからエコモードに遷移する過渡期に０から１に徐々に増加する。

登坂モードにおける目標開度の反映率ＣＲは、原則として、登坂モードにおいて１、平坦路モードまたはエコモードにおいて０、登坂モードから平坦路モードまたはエコモードに遷移する過渡期に１から０に徐々に減少し、平坦路モードまたはエコモードから登坂モードに遷移する過渡期に０から１に徐々に増加する。

これら反映率ＰＲ、ＥＲ、ＣＲは何れも、運転モードがあるモードから他のモードに遷移し、それに伴いスロットルバルブ３２の目標開度がステップ的に変化するときに、実開度ＴＨを急変させず徐変させるための乗数である。

本実施形態の特徴は、図７に示すように、エコモード以外のモードからエコモードに遷移するとき、またはエコモードからエコモード以外のモードに遷移するときに、必ずノーマルモードかつ平坦路モードに一旦遷移し、これを経由して対象のモードへと移行する点にある。パワーモードからエコモードに直接遷移すること、またはエコモードからパワーモードに直接遷移することは禁止し、パワーモード－ノーマルモード－エコモードという一連の流れを実現する。

そして、そのために、本実施形態では、複数の反映率ＰＲ、ＥＲ、ＣＲを同時に増減させることをしない。詳述すると、エコモード以外のモードでは、反映率ＰＲ及び／またはＣＲが０よりも大きく（最大で１）、反映率ＥＲが０である。エコモード以外のモードからエコモードに遷移する過渡期には、反映率ＰＲ及び／またはＣＲを０に向けて逓減させ、かつ反映率ＥＲを０から１に向けて逓増させることになるが、反映率ＰＲ及びＣＲが０になるまでは反映率ＥＲを０のまま維持し、反映率ＰＲ及びＣＲがともに０になってから（即ち、ノーマルモードかつ平坦路モードに一旦必ず遷移してから）反映率ＥＲを１に向けて増加させるようにする。

同様に、エコモードでは、反映率ＥＲが０よりも大きく（最大で１）、反映率ＰＲ及びＣＲがそれぞれ０である。エコモードからエコモード以外に遷移する過渡期には、反映率ＥＲを０に向けて逓減させ、かつ反映率ＰＲ及び／またはＣＲを０から１に向けて逓増させるこ（ＣＲを１に向けて逓増させるのは、登坂モードに遷移する場合）ことになるが、反映率ＥＲが０になるまでは反映率ＰＲ及びＣＲをそれぞれ０のまま維持し、反映率ＥＲが０になってから（即ち、ノーマルモードかつ平坦路モードに一旦必ず遷移してから）反映率ＰＲ及び／またはＣＲを１に向けて増加させるようにする。

登坂モードと平坦路モードとの間の遷移の過渡期を考慮に入れた、パワーモードの目標開度ＴＨＰ＝ＴＨＰＣ×ＣＲ＋ＴＨＰＬ×（１－ＣＲ）である。また、登坂モードと平坦路モードとの間の遷移の過渡期を考慮に入れた、ノーマルモードの目標開度ＴＨＮ＝ＴＨＮＣ×ＣＲ＋ＴＨＮＬ×（１－ＣＲ）である。

その上で、パワーモードからエコモードに遷移する場合には、
反映率ＰＲ及びＣＲを０まで減少させる期間（反映率ＥＲは０）：ＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）
反映率ＰＲ及びＣＲがともに０になった後反映率ＥＲを０から１に向けて増加させる期間：ＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）
として、具現するべきスロットルバルブ３２の実開度ＴＨを求めることができる。

翻って、エコモードから、パワーモード（登坂モード若しくは平坦路モード）または平坦路モード（かつ登坂モード）に遷移する場合には、
反映率ＥＲを０まで減少させる期間（反映率ＰＲ及びＣＲは０）：ＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）
反映率ＥＲが０になった後反映率ＰＲ及び／またはＣＲを０から１に向けて増加させる期間：ＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）
として、具現するべきスロットルバルブ３２の実開度ＴＨを求めることができる。

図５は、図４と同じく、運転者が時点ｔ２にて運転モードをパワーモードからエコモードに切り替える操作を行い、時点ｔ３にて運転モードをエコモードからノーマルモードに切り替える操作を行った例である。なお、時点ｔ２以後に、登坂モードから平坦路モードに遷移している。パワーモードかつ登坂モードである時点ｔ２以前は、反映率ＰＲ及びＣＲが１、反映率ＥＲが０である。パワーモードからエコモードに切り替わる時点ｔ２以後、反映率ＰＲ及びＣＲがそれぞれ１から０に向かって漸減する。だが、本実施形態では、これら反映率ＰＲ及びＣＲが０になるまで、反映率ＥＲは０のまま維持されて増加しない。

図５に示す例では、エコモードからノーマルモードに切り替わる時点ｔ３で、反映率ＰＲ、ＣＲが０まで減少していない。それ故、当該時点ｔ３にて、反映率ＥＲは０である。よって、時点ｔ３以後、反映率ＰＲ、ＣＲが０まで減少し、反映率ＥＲは０のままである。本実施形態によれば、図４に示す例とは異なり、時点ｔ３後速やかにスロットルバルブ３２の実開度ＴＨがノーマルモード（かつ平坦路モード）の目標開度ＴＨＮＬに収束する。従って、内燃機関の出力するエンジントルクの大きさが運転者の要求から乖離せず、運転者の望み通りのドライブフィーリングを得られる。

図６は、運転者が時点ｔ４にて運転モードをパワーモードからエコモードに切り替える操作を行った例である。図６に示す例では、車両は一貫して平坦路を走行し、平坦路モードから登坂モードには遷移しない。パワーモードである時点ｔ４以前は、反映率ＰＲが１、反映率ＥＲ及びＣＲが０である。パワーモードからエコモードに切り替わる時点ｔ４以後、反映率ＰＲが１から０に向かって漸減する。反映率ＣＲは、０のままである。反映率ＥＲは、反映率ＰＲ及びＣＲがともに０になるまで、０のまま維持されて増加しない。

反映率ＰＲが０になると、反映率ＥＲが０から１に向かって逓増し始める。これら反映率ＰＲ、ＥＲの増減を反映して、スロットルバルブ３２の実開度ＴＨが確実にエコモードにおける目標開度ＴＨＥに収束する。

なお、反映率ＰＲ、ＥＲ、ＣＲの単位時間あたりまたは演算サイクルあたりの変化量（要するに、増加または減少の速さ）は、恒常的に一定としてもよいし、状況に応じて可変としてもよい。例えば、エコモードから（ノーマルモードを経由してさらに）パワーモードに遷移しようとする場合の反映率ＥＲの単位時間あたりまたは演算サイクルあたりの増加量を、エコモードからノーマルモードに遷移しようとする場合の反映率ＥＲの単位時間あたりまたは演算サイクルあたりの増加量よりも大きく設定することが考えられる。

本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
１１…インジェクタ
１２…点火プラグ
３…吸気通路
３２…スロットルバルブ
ａ…車速信号
ｂ…クランク角信号
ｃ…アクセル開度信号
ｆ…加速度信号
ｈ…運転者が操作するスイッチ等の出力信号
ｉ…点火信号
ｊ…燃料噴射信号
ｋ…スロットルバルブの開度操作信号

Claims (4)

1. 車両に搭載される内燃機関を制御するものであって、
   アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を定める第一運転モードと、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を前記第一運転モードよりも小さい値に定める第二運転モードと、アクセルペダル踏込量に対してスロットルバルブ開度の目標を前記第二運転モードのそれよりも小さい値に定める第三運転モードとのうちの何れかの運転モードを選択でき、
   前記運転モードを遷移するときには、遷移前の運転モードにおける目標から遷移後の運転モードにおける目標に向けて前記スロットルバルブ開度を徐変させ、
   前記第一運転モードと前記第三運転モードとの間での直接の遷移を禁止する内燃機関の制御装置。
2. 前記第一運転モードと前記第三運転モードとの間での遷移では、前記第二運転モードを介して遷移する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記アクセルペダル踏込量に対応する、前記第一運転モードにおけるスロットルバルブ開度の目標をＴＨＰ、前記第二運転モードにおけるスロットルバルブ開度の目標をＴＨＮ、前記第三運転モードにおけるスロットルバルブ開度の目標をＴＨＥとおき、
   前記第一運転モードにおける目標開度の反映率をＰＲ、前記第三運転モードにおける目標開度の反映率をＥＲとおき、前記反映率ＰＲ及び前記ＥＲは何れも０以上１以下の正数であり、
   具現するべきスロットルバルブ開度をＴＨとおくとして、
   前記第一運転モードから前記第三運転モードに遷移する場合、前記反映率ＰＲを０まで減少させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とし、前記反映率ＰＲが０になった後、前記反映率ＥＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とする、
   または、
   前記第三運転モードから前記第一運転モードに遷移する場合、前記反映率ＥＲを０まで減少させる期間はＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とし、前記反映率ＥＲが０になった後、前記反映率ＰＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とする、請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記アクセルペダル踏込量に対応する、前記第一運転モードにおける車両が登坂路を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＰＣ、前記第一運転モードにおける車両が登坂路でない路面を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＰＬ、前記第二運転モードにおける車両が登坂路を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＮＣ、前記第二運転モードにおける車両が登坂路でない路面を走行する際のスロットルバルブ開度の目標をＴＨＮＬとおき、
   車両が登坂路を走行する際の目標開度の反映率をＣＲとおき、前記反映率ＣＲは０以上１以下の正数であるとして、
   ＴＨＰ＝ＴＨＰＣ×ＣＲ＋ＴＨＰＬ×（１－ＣＲ）、ＴＨＮ＝ＴＨＮＣ×ＣＲ＋ＴＨＮＬ×（１－ＣＲ）であり、
   前記第一運転モードから前記第三運転モードに遷移する場合、前記反映率ＰＲ及び前記反映率ＣＲを０まで減少させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とし、前記反映率ＰＲ及び前記反映率ＣＲがともに０になった後、前記反映率ＥＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とする、
   または、
   前記第三運転モードから前記第一運転モードに遷移する場合、前記反映率ＥＲを０まで減少させる期間は前記反映率ＣＲを０とした上でＴＨ＝ＴＨＥ×ＥＲ＋ＴＨＮ×（１－ＥＲ）とし、前記反映率ＥＲが０になった後、前記反映率ＰＲを０から１に向けて増加させる期間はＴＨ＝ＴＨＰ×ＰＲ＋ＴＨＮ×（１－ＰＲ）とする、請求項３記載の内燃機関の制御装置。

Images