JP2575656B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP2575656B2 JP61159830A JP15983086A JP2575656B2 JP 2575656 B2 JP2575656 B2 JP 2575656B2 JP 61159830 A JP61159830 A JP 61159830A JP 15983086 A JP15983086 A JP 15983086A JP 2575656 B2 JP2575656 B2 JP 2575656B2
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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)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、アクセル操作量を電気量に変換し、この電
気量に対応してスロットルバルブのようなエンジン出力
調整手段を介してエンジン出力を制御するようにしたエ
ンジンの制御装置に関し、特に車両のスピンを未然に防
止できるようにしたエンジンの制御装置に関する。
(従来技術) 従来からアクセル操作量にもとづいてエンジン出力を
電気的に制御するようにしたエンジンの制御装置が種々
提案されており、さらに例えば特開昭60-147546号公報
に開示されているように、車両の加速運転時に駆動輪が
空転しないようにエンジン出力を抑制制御するようにし
たものも知られている。
ところで、車両走行中にハンドルを操舵した場合、操
舵角が大きいと特に低μ路面では車両がスピンを起しや
すいという問題があった。このような場合、従来はハン
ドル操作およびアクセル操作でスピンの発生を回避しよ
うとしていたが、この操作は熟練した運転者でも困難な
技術であった。
この状態は、後輪が横すべりを起す状態であるため、
上記従来技術のように、空転を検出してからエンジン出
力を制御しても横すべりを確実に防止することは困難で
あった。
(発明の目的) そこで本発明は、車両操舵時の安全性を向上させたエ
ンジンの制御装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明は、アクセル操作量にもとづいてエンジンの出
力を制御するようにしたエンジンの制御装置において、 車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 車両の速度を検出する車速検出手段と、 車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、 上記操舵角検出手段で検出された操舵角と上記車速検
出手段で検出された車両速度とに応じて予め設定された
ヨーレートの最大許容値と、上記ヨーレート検出手段で
検出された現在のヨーレートとを比較する比較手段と、 この比較手段により、上記ヨーレートの最大許容値と
現在のヨーレートとの差が所定値よりも小さくなったこ
とが検出された場合、アクセル操作量に対するエンジン
出力制御量を現在のヨーレートが減少するように補正す
る補正手段と、 を具備することを特徴とするものである。
(発明の効果) 本発明によれば、操舵時における車両のヨーレートが
予め設定されたヨーレートの最大許容値から所定値だけ
低くなるようにエンジン出力を制御して、操舵時にアン
ダーステア状態を保ち、オーバーステア状態になるのを
防止しているので、操舵時に車両がスピンするのを未然
に防止することができる。
(実施例) 以下本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
第1図は本発明によるエンジンの制御装置のシステム
構成図を示し、1はエンジン、2はクラッチ、3は変速
機、4はスロットルバルブ、5はマイクロコンピュータ
よりなるコントロールユニット、6はスロットル開度セ
ンサ、7は車速センサ、8はヨーレート検出手段、9は
スロットルバルブ4のアクチュエータとしてのDCモータ
でわる。そしてコントロールユニット5には、アクセル
ペダルの踏込量を示すアクセル開度α、スロットル開度
センサ6からのスロットル開度θ、車速センサ7からの
車速V、変速機3からのギアポジション、ヨーレート検
出手段8からのヨーレートY等をそれぞれあらわす信号
が入力され、コントロールユニット5はこれら入力信号
にもとづいて、DCモータ9を駆動するための出力信号を
発生してスロットルバルブ4を制御するように構成され
ている。
第2図は本発明におけるスロットル制御システムの基
本構成およびその動作を説明する図で、運転者によって
アクセルペダル11が踏込まれると、アクセル開度信号発
生部12はアクセル開度αを検出して、このアクセル開度
αに対応した信号を発生する。また、情報検出部13は、
車両のエンジンコンディション、周囲の状況等を検出し
て、これらの状態をあらわす信号を発生する。第1図の
コントロールユニット5に相当する制御部14は、アクセ
ル開度αに対応して予め定められたスロットル開度f
(α)をあらわす複数のマップ15を、情報検出部13から
の信号によって選択し、かつスロットルゲインの補正係
数K(通常は1)を設定する部16と、フィードバック制
御部17と、情報検出部13からの信号にもとづいて制御ゲ
インG0〜G4(後述)を決定する制御ゲイン決定部18と
からなる。そしてこの制御部14では2つの動作が行なわ
れている。すなわち、複数のα−f(α)マップ15から
1つのマップを選択し、かつスロットルゲインの補正係
数Kを決定して目標アクセル開度θTを決定する(θT
K*f(α))利得特性制御動作と、スロットルバルブ
4を制御するフィードバック制御動作である。後者のフ
ィードバック制御動作においては、情報検出部13からの
信号によって、フィードバック制御部17の制御ゲインG
0〜G4を決定する。これによりスロットル開度θの過渡
応答性が可変となる。フィードバック制御部17からの出
力(OUT)は、第1図のDCモータ8に相当するサーボ駆
動部19に与えられ、このサーボ駆動部19がスロットルバ
ルブ4を駆動する。また、第1図のスロットル開度セン
サ6に対応するスロットル開度信号発生部20は、実際の
スロットル開度θを検出してこのθの値をフィードバッ
ク制御部へフィードバックしている。この場合の制御部
14が行なう制御動作は、応答速度が速いPID制御(比例
動作+積分動作+微分動作)であり、第3図のそのブロ
ック線図を示す。このスロットル制御では、アクセル開
度αにもとづいて目標スロットル開度θTを決定してい
るが、目標スロットル開度θTをあらわす制御式は下記
の(1)式に示す。なお、G1、G2、G3はそれぞれ比
例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインをあらわす定数
である。
θT=G1(θT−θ)+G2∫(θT−θ)dt +G3(θT−θ)′ ……(1) この(1)式を時間単位で制御するために時間で微分す
る必要があるから、 θTを微分すれば θT′=G1(θT−θ)′+G2(θT−θ) +G3(θT−θ)″ ……(2) ここで今回のスロットル開度偏差θT−θ=ENとお
き、前回の制御サイクルにおけるスロットル開度偏差を
EN1、前々回の制御サイクルにおけるスロットル開度偏
差をEN2とすれば(2)式から、 θT′=G1*(EN−EN1)+G2*EN +G3*{(EN−EN1)−(EN1−EN2)} =G1*(EN−EN1)+G2*EN +G3*(EN−2*EN1+EN2) ……(3) 次に第4図は本発明においてコントロールユニット5
が行なうスロットル制御のメインプログラムのフローを
示す。まずステップ31においてシステムをイニシャライ
ズする。次にステップ32で割込み許可処理を行なった
後、ステップ33でアクセル開度αに対する目標スロット
ル開度θTを求める。
次に第5図はスロットルアクチュエータの操作量を決
定する割込みプログラムのフローを示す。このプログラ
ムは10msec毎に実行される。
まずステップ51において割込みを禁止し、次のステッ
プ52で、アクセル開度α、スロットル開度θ、ギアポジ
ション、車速V、操舵角S、ヨーレートYを読みこむ。
次いでステップ53で第1図のDCモータ9に相当するスロ
ットルアクチュエータの操作量MNを前述した(3)式を
用いて演算する(PID制御)。すなわち、 EN←θT−θ MN←MN+G0*{G1*(EN−EN1) +G2*EN +G3*(EN−2*EN1+EN2)} EN1←EN EN2←EN1 なお、G0は系全体の制御ゲインをあらわす定数で、
通常はG0=1とする。また次回の演算のために、今回
のスロットル開度偏差ENを前回のスロットル開度偏差EN
1に、前回のスロットル開度偏差EN1を前々回のスロット
ル開度偏差EN2にそれぞれメモリシフトする。次にステ
ップ54へ進み、ステップ53で算出した操作量MNをアクチ
ュエータへ出力する。本実施例においてはアクチュエー
タはDCモータ9であるから、操作量MNはD/Aコンバータ
により電圧に変換して出力する。そしてステップ55で割
込み許可を行なってこの割込みプログラムを終了する。
本発明においては、第6図に示すように、速度Vをパ
ラメータとして、操舵角Sに対して車両がスピンを発生
するおそれのないヨーレートの最大許容値を最大ヨーレ
ートYmaxとして予め設定するとともにこの最大ヨーレ
ートYmaxに対してそれより値の小さい側に所定の幅ε
を設定しておく。そして現在のヨーレートYを同一操舵
角における最大ヨーレートYmaxと比較して、最大ヨー
レートYmaxと現在のヨーレートYとの差がεより小さ
くならないようにヨーレートYを減少させるべくエンジ
ンの出力をアクセル操作量と独立して制御するものであ
り、上記差Ymax−Yが所定値εより小さくなった場
合、アクセル操作量に対するエンジン出力制御量を現在
のヨーレートが減少するように補正する。すなわち、後
輪駆動車(FR車)ではエンジン出力を低下させ、一方前
輪駆動車(FF車)ではエンジンの出力を増大させてい
る。このようなエンジン出力の制御によって、操舵時に
おける車両のヨーレートは最大ヨーレートYmaxに達す
ることはないから、スピンの発生を未然に防止すること
ができるのである。
さらに、本実施例においては、スピンの発生防止のみ
でなく、操舵時の回頭性の向上をも図っており、そのた
め、第7図に示すように、速度Vをパラメータとして、
操舵角Sに対して応答すべき基準ヨーレートを最小ヨー
レートYminとして予め設定しておく(但しYmin<Y
max−ε)。現在のヨーレートYを同一操舵角における
最小ヨーレートYminと比較して、Y<Yminである場合
にはY≧Yminになるようにエンジン出力をアクセル操
作量と独立して制御している。その場合はFR車ではエン
ジン出力を増大させ、FF車ではエンジン出力を低下させ
るように増大させ、FF車ではエンジン出力を低下させる
ようにエンジン出力を制御すればよい。
第8図は第4図のステップ33における目標スロットル
開度θTを決定するための制御フローの一例を示す。な
おこの制御フローはFF車の場合である。まずステップ10
1で第6図および第7図を用いて最大ヨーレートYmax
よび最小ヨーレートYminを算出する。そして次のステ
ップ102で、最大ヨーレートYmaxと現在のヨーレートY
とを比較して、両者の差Ymax−Yが所定値εより小さ
いか否かを判定する。ステップ102における判定結果がY
ESであれば、Ymax−Y<εであるから、ステップ103で
目標スロットル開度θの補正値ρを+β(βは正の設定
値)とする。そしてステップ104において、第9図に示
すようなアクセル開度αとスロットル開度f(α)との
関係をあらわす複数のマップから1つのマップを選択す
る。第9図において直線Aは、第1図の変速機3のギア
ポジションが中立、後退、1〜3速位置にある場合のア
クセル開度αとスロットル開度f(α)との関係を示す
マップであり、曲線B、Cはギアポジションがそれぞれ
4速および5速位置にあるときのマップを示す。ギアポ
ジションが4速または5速位置にあるときには、タイヤ
の駆動力が小さくかつ走行抵抗が大きいため、アクセル
開度αに対するスロットル開度f(α)の利得を大きく
している。次にステップ105において、ステップ104で選
択されたマップによってアクセル開度αに対するスロッ
トル開度f(α)の値を求め、ステップ106でこのスロ
ットル開度f(α)にスロットルゲインの補正係数Kを
乗じたもの(この場合K=1)に補正値ρ(=+β)を
加算して目標スロットル開度θTを決定する。したがっ
て目標スロットル開度θTがK*f(α)よりも増加す
るため、エンジン出力が増大するから車両はアンダース
テア状態となり、スピン発生の機会が回避される。
一方、第8図のステップ102における判定結果がNOの
場合、すなわちYmax−Y≧εと判定された場合には、
ステップ107に移ってY<Yminであるか否かを判定し、
その判定結果がYESの場合、すなわちY<Yminの場合に
は、操舵角Sに対してヨーレートが不足しているから、
ステップ108で目標スロットル開度θTの補正値ρを−β
とする。そして前述したステップ104、105を経てステッ
プ106でK*f(α)(K=1)から補正値ρを減算し
て目標スロットル開度θTを決定する。したがって目標
スロットル開度θTがK*f(α)よりも減少するた
め、エンジン出力が減少するから、ヨーレートYが増大
して回頭性が向上する。
さらに、第8図はステップ107における判定結果がNO
の場合は、ヨーレートYはYmin≦Y≦Ymax−εであら
わされる適正範囲内にあるから、ステップ109で目標ス
ロットル開度θの補正値ρを0としてステップ104、105
を経てステップ106でθT=K*f(α)(K=1)とし
てθTを決定する。
なお、第8図の制御フローはFF車の場合であり、FR車
の場合はエンジン出力増減方向をFF車とは逆にすればよ
いことは明らかである。
また、上記実施例においてはスロットル開度θTの符
号を変更することによってスロットル制御の制御ゲイン
を変更しているが、エンジン出力の制御モードが、パワ
ーモードとエコノミーモードとに選択的に切換可能な場
合には、ヨーレートの過不足に応じて上記両制御モード
を切換えるようにしても本発明の目的を達成することが
できる。
上記実施例は、スロットルバルブにより吸気量すなわ
ち出力を調整するオットーサイクルエンジンでエンジン
出力の調整手段としてスロットルバルブを用いた場合で
ある。しかし、本発明における出力の調整手段は、上記
実施例のようなスロットルバルブに限られるものではな
く、要は、エンジン出力に大きく寄与する要因を変更制
御するものであれば良く、これはエンジン形成によって
異なる。例えば、気筒内に噴射される燃料量によって出
力が基本的に変るディーゼルエンジンの場合は、その燃
焼噴射量の制御装置を出力の調整手段にすれば良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるエンジンの制御装置のシステム構
成図、第2図はスロットル制御システムの動作説明図、
第3図はスロットル制御システムのブロック線図、第4
図はメインプログラムのフローチャート、第5図はスロ
ットルアクチュエータの制御量を決定する割込みプログ
ラムのフローチャート、第6図は操舵角に対する最大ヨ
ーレートをあらわすグラフ、第7図は操舵角に対する最
小ヨーレートをあらわすグラフ、第8図は目標スロット
ル開度を決定するためのフローチャート、第9図はアク
セル開度に対するスロットル開度f(α)の関係をあら
わすマップである。 1……エンジン、2……クラッチ 3……変速機、4……スロットルバルブ 5……コントロールユニット 6……スロットル開度センサ 7……車速センサ 8……ヨーレート検出手段 9……DCモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 信本 和俊 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−169768(JP,A) 特開 昭62−10437(JP,A) 実開 昭60−193832(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクセル操作量にもとづいてエンジンの出
    力を制御するようにしたエンジンの制御装置において、 車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 車両の速度を検出する車速検出手段と、 車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、 前記操舵角検出手段で検出された操舵角と前記車速検出
    手段で検出された車両速度とに応じて予め設定されたヨ
    ーレートの最大許容値と、前記ヨーレート検出手段で検
    出された現在のヨーレートとを比較する比較手段と、 該比較手段により、前記ヨーレートの最大許容値と現在
    のヨーレートとの差が所定値よりも小さくなったことが
    検出された場合、アクセル操作量に対するエンジン出力
    制御量を現在のヨーレートが減少するように補正する補
    正手段と、 を具備することを特徴とするエンジンの制御装置。
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