JP2623972B2 - 車両搭載内燃機関の制御装置 - Google Patents

車両搭載内燃機関の制御装置

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JP2623972B2 JP2337592A JP33759290A JP2623972B2 JP 2623972 B2 JP2623972 B2 JP 2623972B2 JP 2337592 A JP2337592 A JP 2337592A JP 33759290 A JP33759290 A JP 33759290A JP 2623972 B2 JP2623972 B2 JP 2623972B2
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    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/21—Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関から変速機を介し車輪へ至る動力
伝達系を有する車両において、これに搭載の内燃機関を
操作するための人為的操作部材（例えばアクセルペダ
ル）の操作量とは無関係に内燃機関の吸気通路に配設さ
れたスロットル弁を開閉駆動しうるドライブバイワイヤ
（Drive By Wire）方式の制御手段をそなえた車両用内
燃機関の出力制御装置に関する。
〔従来の技術〕
自動車は、内燃機関（以下、必要に応じ「エンジン」
という）から変速機を介し車輪へ至る動力伝達系を有す
るが、通常、エンジンからの駆動力が変速機から車輪へ
伝達されないような変速機のシフト位置、即ちニュート
ラル位置（Ｎレンジ）［自動変速機では、更にパーキン
グ位置（Ｐレンジ）を含む。］のときは、エンジンはア
イドル回転数を保持すれば良く、スロットル弁を必要以
上に開けてエンジンを吹き上がらせることは、燃費の無
駄使いとなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、従来の自動車では、スロットル弁とアクセ
ルペダルとが索部材を介して連結されているので、例え
ばシフト位置がＮレンジあるいはＰレンジのときに、ア
クセルペダルを踏めば、これに連動してエンジン出力が
増大し、エンジン回転数が上昇するため、燃費の無駄使
いを招く。
そこで、特開平1-113531号公報に記載の技術のよう
に、車両停止時において自動変速機のセレクトレバーが
非走行レンジのときに、エンジン回転数を強制的に所定
の低回転数（アイドル回転数）以下にして、上記不具合
を解決しようとするものも提案されている。
しかし、このような従来のもの（特開平1-113531号公
報記載の技術）では、車両停止時において自動変速機の
セレクトレバーが非走行レンジのときに、アクセルペダ
ルを踏み込むと、エンジン回転数があがらないようにな
っているので、燃費の点では優れているが、逆に言え
ば、アクセルペダルを踏み込んでも、エンジンが何も応
答しないことになるので、このような現象は運転者（ド
ライバ）にとって違和感（制御系への不安感）を与え、
好ましくない。
また、適用が自動変速機に限られ、更には車両停止時
に限られるので、その適用範囲が狭い。
ところで、実願昭58-088554号（実開昭59-194550号）
のマイクロフィルムには、変速機が非トルク伝達状態に
あるときエンジン回転数の上昇を所定値以内に抑える技
術が開示されている。また、実開昭59-133077号（実開
昭61-047540号）のマイクロフィルムには、変速機が非
トルク伝達状態にあるときにアクセルペダルの踏込量が
所定値以上であると、スロットル弁開度を所定の上限値
に制限する技術が開示されている。
しかしながら、上述のような技術では、いずれもエン
ジンの運転状態に応じて細かくエンジン回転数の上昇を
制御するようなものではなかった。
本発明は、このような状況下において創案されたもの
で、エンジンからの駆動力が変速機（自動変速機に限ら
れない）から車輪へ伝達されない状態（車両停止中でも
車両走行中でもよい）において、エンジンを操作するた
めの人為的操作部材（例えばアクセルペダル）を操作し
た場合に、エンジンの運転状態に応じてエンジン回転数
の上昇を細かく抑制できるようにした、車両用内燃機関
の出力制御装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
このため、本発明の車両用内燃機関の出力制御装置
は、自動車に搭載された内燃機関の出力を調整するスロ
ットル弁と、該スロットル弁を駆動するスロットル弁駆
動手段と、該スロットル弁駆動手段と電気的に連結さ
れ、その操作量に基づいて該スロットル弁の開度を設定
可能なアクセルペダルと、を有する車両用内燃機関の出
力制御装置において、該内燃機関の運転状態を検出する
運転状態検出手段と、該アクセルペダルの踏込量を検出
するアクセルペダル踏込量検出手段と、該内燃機関から
の駆動力が変速機を介して車輪に伝達される状態にある
か否かを判定する駆動力伝達状態判定手段と、該駆動力
伝達状態判定手段により該内燃機関から該車輪への駆動
力伝達状態が非伝達状態であることが判定されると、該
スロットル弁をアイドル開度よりも大きな所定スロット
ル弁開度を越えないよう該スロットル弁駆動手段を制御
する制御手段とを備え、該制御手段が、該アクセルペダ
ル踏込量検出手段からの検出値に基づいて第１スロット
ル弁開度を設定する第１スロットル弁開度設定手段と、
該運転状態検出手段から求められる現在の許容機関回転
数に基づいて目標エンジントルクを設定する目標エンジ
ントルク設定手段と、該目標エンジントルクに基づいて
第２スロットル弁開度を設定する第２スロットル弁開度
設定手段と、上記の第１スロットル弁開度と上記の第２
スロットル弁開度とを比較して、小さい方のスロットル
弁開度を選択する選択手段と、該選択手段により選択さ
れたスロットル弁開度となるように該スロットル弁駆動
手段を作動させる作動手段と、をそなえていることを特
徴とする（請求項１）。
また、本発明の車両用内燃機関の出力制御装置は、該
目標エンジントルク設定手段が、該許容機関回転数に対
する基本トルクを求める基本トルク算出手段と、現在の
該内燃機関の出力トルクを推定する出力トルク推定手段
と、該基本トルクと現在の出力トルクとの差を演算する
トルク差演算手段と、を有し、該目標エンジントルク
を、該基本トルクと該トルク差との加算値として算出す
るように構成されていることを特徴とする（請求項
２）。
さらに、本発明の車両用内燃機関の出力制御装置は、
該目標エンジントルク設定手段が、該許容機関回転数に
応じて該内燃機関の加速トルクを求める加速トルク算出
手段と、該内燃機関自身の損失トルクを求める損失トル
ク算出手段と、該内燃機関に取り付けられた補機類の負
荷トルクを求める補機負荷トルク算出手段と、を有し、
該目標エンジントルクを、該加速トルクと該損失トルク
と該補機負荷トルクとの加算値として算出するように構
成されていることを特徴としている（請求項３）。
また、内燃機関の現在の回転状態と許容回転状態とで
決まるトルクに上限および下限を設定することにより、
該第２スロットル開度に上限および下限を設定しりする
（請求項４）。
なお、該駆動力伝達状態判定手段は、該変速機のシフ
ト位置を検出するシフト位置検出手段からの検出情報に
基づいて該内燃機関からの駆動力が車輪に伝達される状
態にあるか否かを判定するように構成したり（請求項
５）、該内燃機関と該変速機との間に介装されるクラッ
チのオンオフ情報を検出するクラッチオンオフ検出手段
からの検出情報に基づいて該内燃機関からの駆動力が車
輪に伝達される状態にあるか否かを判定するように構成
される（請求項６）。
〔作用〕
上述の本発明の車両用内燃機関の出力制御装置では、
駆動力伝達状態判定手段により内燃機関から車輪への駆
動力伝達状態が非伝達状態であることが判定されると、
制御手段により、スロットル弁がアイドル開度よりも大
きな所定スロットル弁開度を越えないようスロットル弁
駆動手段が制御される。このとき、第１スロットル弁開
度設定手段において、アクセルペダル踏込量検出手段か
らの検出値に基づいて第１スロットル弁開度が設定され
る。また、目標エンジントルク設定手段において、運転
状態検出手段から求められる現在の許容機関回転数に基
づいて目標エンジントルクが設定されると、第２スロッ
トル弁開度設定手段では、この目標エンジントルクに基
づいて第２スロットル弁開度を設定する。
そして、選択手段により、第１スロットル弁開度と第
２スロットル弁開度とのうち小さい方のスロットル弁開
度が選択されるとともに、作動手段により、上記選択手
段で選択されたスロットル弁開度となるようにスロット
ル弁駆動手段の作動が制御される（請求項１）。
また、上記目標エンジントルク設定手段においては、
基本トルク算出手段により許容機関回転数に対する基本
トルクが求められ、出力トルク推定手段により現在の内
燃機関の出力トルクが推定されるとともに、トルク差演
算手段により基本トルクと現在の出力トルクとの差が演
算される。そして、基本トルクとトルク差との加算値が
目標エンジントルクとして算出される（請求項２）。
また、上記目標エンジントルク設定手段が、加速トル
ク算出手段により許容機関回転数に応じて内燃機関の加
速トルクが求められ、損失トルク算出手段により内燃機
関自身の損失トルクが求められ、補機負荷トルク算出手
段により、内燃機関に取り付けられた補機類の負荷トル
クが求められる。そして、加速トルクと損失トルクと補
機負荷トルクとの加算値が目標エンジントルクとして算
出される（請求項３）。
更に内燃機関の現在の回転状態と許容回転状態とで決
まるトルクに上限および下限を設定することにより、第
２スロットル開度に上限および下限が設定される（請求
項４）。
また、内燃機関からの駆動力が変速機から車輪へ伝達
される状態であるかどうかは、シフト位置検出手段によ
って変速機のシフト位置を検出したり（請求項５）、ク
ラッチオンオフ検出手段によって、クラッチのオンオフ
情報を検出したり（請求項６）することにより判断され
る。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の実施例について説明する
と、第１〜８図は本発明の第１実施例としての車両用内
燃機関の出力制御装置を示すもので、第１図（ａ）はそ
の全体構成図、第１図（ｂ）はその制御ブロック図、第
２〜４図はいずれもその作用を説明するためのフローチ
ャート、第５〜８図はいずれもその作用を説明するため
のグラフであり、第9,10図は本発明の第２実施例として
の車両用内燃機関の出力制御装置を示すもので、第９図
はその全体構成図、第10図はその作用を説明するための
フローチャートであり、第11図は本発明の第３実施例と
しての車両用内燃機関の出力制御装置を模式的に示す要
部構成図である。
まず、第１実施例について、その全体構成を説明する
と、本実施例では、第１図（ａ）に示すごとく、自動車
に搭載のガソリンエンジン（内燃機関）Ｅにおける吸気
通路１に、スロットル弁３が配設されており、更にこの
スロットル弁３を開閉駆動するために、スロットル弁駆
動手段としての電動モータ６（この電動モータ６として
はステッパモータ又はDCモータが用いられるが、以下、
この電動モータを単にモータ又はアクチュエータとい
う）が設けられている。即ち、モータ６は、スロットル
軸3aを介してスロットル弁３を開閉駆動することができ
るようになっている。
そして、このモータ６は、マイクロプロセッサやRAM
やROM等のメモリおよび入出力インタフェイス等からな
る制御手段としての電子制御ユニット（ECU）８からの
電気制御信号を受けて回転駆動量またはステップ量を制
御されるようになっている。
また、この電子制御ユニット８は、モータ６ひいては
スロットル弁３を制御するための電気信号を出力するほ
か、各気筒の吸気ポートに設けられた電磁式燃料噴射弁
（インジェクタ）４へ順次燃料噴射用制御信号を出力す
るとともに、このエンジンＥに付設の自動変速機ATMに
おける油圧制御部のソレノイド弁（図示せず）へ変速の
ための制御信号［この自動変速機ATMとエンジンＥとの
間に介装されたトルクコンバータにダンパクラッチ（あ
るいはロックアップクラッチ）が設けられている場合
は、ダンパクラッチオンオフのための制御信号を含む］
を出力するようになっている。すなわち、この電子制御
ユニット８は、スロットル開度を開閉制御するコンピュ
ータ部（THC）と、噴射燃料量を制御するコンピュータ
部（ECI）と、自動変速機ATMの変速制御を行なうコンピ
ュータ部（ELC）とを有していることになる。なお、こ
の電子制御ユニット８は点火時期制御用コンピュータ部
も有している。
そして、この電子制御ユニット８へは、スロットルポ
ジションセンサ9,アクセルポジションセンサ10,シフト
ポジションセンサ12,回転数センサ13,水温センサ14,車
速センサ15,エアフローセンサ16,吸気温センサ17,変速
情報検出手段18,油温センサ20,その他のセンサ19からの
検出信号が入力されるようになっている。
ここで、スロットルポジションセンサ９は、スロット
ル弁３の開度を検出するもので、例えばポテンショメー
タが使用される。
アクセルポジションセンサ10は、自動車を走行操作す
るための人為的操作部材としてのアクセルペダル11の踏
込量（操作量）を検出するもので、アクセルペダル踏込
量検出手段を構成する。
シフトポジションセンサ12は、セレクタレバー12aが
どのレバー位置（P,R,D,2,L）にあるかを検出するもの
で、変速機のシフト位置を検出するシフト位置検出手段
（駆動力伝達状態検出手段）を構成する。なお、電子制
御ユニット８には、このシフト位置検出手段からの検出
情報に基づいてエンジンＥからの駆動力（トルク）が車
輪に伝達される状態にあるか否かを判定する駆動力伝達
状態判定手段（図示省略）が設けられている。
回転数センサ13はエンジン回転数をイグニションパル
ス数等から検出するもので、水温センサ14はエンジン冷
却水温を検出するものである。
車速センサ15は、この自動車の実速度を検出するもの
で、エアフローセンサ16は、エアクリーナ２の近傍に設
けられて、カルマン渦列を検出することにより、吸入空
気量を検出するもので、吸気温センサ17は吸入空気温度
を検出するものである。
変速情報検出手段18は、変速機出力軸回転数やキック
ダウンドラム回転数等の変速情報を検出するものであ
る。
また、油温センサ20は、エンジン油温を検出するもの
である。
さらに、その他のセンサ19としては、大気圧センサ，
エンジンＥの排気通路５に設けられたO2センサあるいは
車両の加速度を検出する加速度センサなどがある。
ところで、電子制御ユニット８におけるスロットル開
度を開閉制御する機能に着目すると、この電子制御ユニ
ット８は、第１図（ｂ）に示すように、第１の制御手段
21と第２の制御手段22とを有している。
ここで、第１の制御手段21は、アクセルペダル11の踏
込量を基準としてスロットル開度を制御するもので、第
２の制御手段22は、シフト位置がN,Pレンジにあるとき
は、第１の制御手段21に優先して、アクセルペダル11の
踏込量に拘らず、アイドル開度よりも大きな所定のスロ
ット開度を超えないよう、スロットル開度を制御するも
のである。即ち、第２の制御手段22は、シフトポジショ
ンセンサ12によって、ＰまたはＮレンジ位置が検出され
ると、アクセルポジションセンサ10によって検出された
アクセルペダル操作量から求められる第１スロットル開
度と、エンジン運転状態（回転数，負荷等）から求めら
れるアイドル開度よりも大きな第２スロットル開度のう
ち小さい方のスロットル開度を選択して、この選択され
たスロットル開度となるよう、スロットル弁３を制御す
るものである。
以下、この第２の制御手段22による制御例をいくつか
説明する。
まず、この第２の制御手段22には、図示はしないが、
アクセルポジションセンサ10からの検出値に基づいて第
１スロットル弁開度（θａ）を設定する第１スロットル
弁開度設定手段と、水温センサ14,車速センサ15,エアフ
ローセンサ16,吸気温センサ17,油温センサ20及びその他
のセンサ19からなる運転状態検出手段からの情報により
求められる現在の許容機関回転数（Np）に基づいて目標
エンジントルク（Tt）を設定する目標エンジントルク設
定手段と、目標エンジントルクに基づいて第２スロット
ル弁開度（θｐ）を設定する第２スロットル弁開度設定
手段と、これらの第１スロットル弁開度（θａ）と第２
スロットル弁開度（θｐ）とを比較して、小さい方のス
ロットル弁開度を選択する選択手段と、上記選択手段に
より選択されたスロットル弁開度となるようにモータ６
を作動させる作動手段とが設けられている。
さらに、上記の目的エンジントルク設定手段には、や
はりいずれも図示はしないが、許容機関回転数（Np）に
対する基本トルク（Ta）を求める基本トルク算出手段
と、現在の内燃機関の出力トルク（Teo）を推定する出
力トルク推定手段と、上記の基本トルク（Ta）と現在の
出力トルク（Teo）との差を演算するトルク差演算手段
とが設けられており、上記目標エンジントルク（Tt）
を、基本トルク（Ta）とトルク差（Ta-Teo）との加算値
として算出するように構成されている。
また、上記の目標エンジントルク設定手段に、いずれ
も図示はしないが、許容機関回転数（Np）に応じてエン
ジンＥの加速トルク（Tao）を求める加速トルク算出手
段と、エンジンＥ自身の損失トルク（TML）を求める損
失トルク算出手段と、エンジンＥに取り付けられた補機
類の負荷トルク（TEL）を求める補機負荷トルク算出手
段とを設け、目標エンジントルク（Tt）を、加速トルク
（Tao）と損失トルク（TML）と補機負荷トルク（TEL）
との加算値として算出するように構成してもよい。
そして、このような第２の制御手段による制御を第２
図のフローチャートを用いて第１の例を説明する。この
場合は、最初に、ステップA1で、スロットル開度制限を
するかどうか（第２の制御手段22をオフにするかオンに
するかどうか）を判定する。スロットル開度制限をする
場合（第２の制御手段22をオンにする場合）は、YESル
ートを通って、ステップA2で、駆動力伝達状態判定手段
によりシフト位置がＮまたはＰ（エンジンからの駆動力
が自動変速機ATMから車輪へ伝達されないようなシフト
位置）かを判定する。
もし、シフト位置がＮまたはＰであれば、ステップA2
のYESルートを通って、ステップA3で、第１スロットル
弁開度設定手段によりアクセル位置からスロットル開度
θａをメモリマップ（メモリテーブルを含む。以下、同
じ）または演算により求める。なお、アクセル位置とス
ロットル開度θａとの関係は例えばステップA3のブロッ
ク中の特性のようになっている。
さらに、ステップA4で、第２スロットル弁開度設定手
段により水温やエアコン，電気負荷等から決まる許容ス
ロットル開度θｐをメモリマップまたは演算により求め
る。
そして、ステップA5で、選択手段によりスロットル開
度θａと許容スロットル開度θｐとのうち小さい方をス
ロットル目標開度θｔとして求める。
なお、ステップA1,A2で、NOの場合は、第２制御手段2
2を作動させずに終了する。
次に、第２の制御例を第３図のフローチャートを用い
て説明する。この場合は、最初に、ステップB1で、スロ
ットル開度制限をするかどうか（第２の制御手段22をオ
フにするかオンにするかどうか）を判定する。スロット
ル開度制限をする場合（第２の制御手段22をオンにする
場合）は、YESルートを通って、ステップB2で、駆動力
伝達状態判定手段によりシフト位置がＮまたはＰ（エン
ジンからの駆動力が自動変速機ATMから車輪へ伝達され
ないようなシフト位置）かを判定する。
もし、シフト位置がＮまたはＰであれば、ステップB2
のYESルートを通って、ステップB3で、第１スロットル
弁開度設定手段によりアクセル位置からスロットル開度
θａをメモリマップまたは演算により求める。なお、ア
クセル位置とスロットル開度θａとの関係は例えばステ
ップB3のブロック中の特性のようになっている。
さらに、ステップB4で、運転状態検出手段を構成する
水温センサ14からの検出情報に基づいて許容エンジン回
転数Np（この回転数は通常のアイドル回転数よりも高い
値である）を求め、ステップB5で、基本トルク算出手段
によりこの許容エンジン回転数Npに対する基本トルクTa
を求める。そして、更にステップB6で、現在の出力トル
クTeoをA/N（エンジン１回転当たりの吸入空気量）とエ
ンジン回転数Neとから推定し、ステップB7で、出力トル
ク推定手段によりこの現在の出力トルクTeoに対し、エ
ンジン冷却水温補正を行なう（Teの設定）。その後は、
ステップB8で、トルク差演算手段により演算された基本
トルクTaと現在の出力トルクTeoとの差を用いて、目標
エンジントルクTtを次式から求める。
Tt＝Ta＋Kt（Ta-Te）＋Kn（Np-Ne） ここで、Kt,Knはゲインである。
このようにして、目標エンジントルクTtが求められる
と、ステップB9で、第２スロットル弁開度設定手段によ
りこの目標エンジントルクTtとエンジン回転数Neから許
容スロットル開度θｐを求め、ステップB10で、選択手
段によりスロットル開度θａと許容スロットル開度θｐ
とのうち小さい方をスロットル目標開度θｔとして求め
る。
なお、ステップB1,B2で、NOの場合は、第２制御手段2
2を作動させずに終了する。
次に、第３の制御例を第４図のフローチャートを用い
てを説明する。この場合は、最初に、ステップC1で、ス
ロットル開度制限をするかどうか（第２の制御手段22を
オフにするかオンにするかどうか）を判定する。スロッ
トル開度制限をする場合（第２の制御手段22をオンにす
る場合）は、YESルートを通って、ステップC2で、駆動
力伝達状態判定手段によりシフト位置がＮまたはＰ（エ
ンジンからの駆動力が自動変速機ATMから車輪へ伝達さ
れないようなシフト位置）かを判定する。
もし、シフト位置がＮまたはＰであれば、ステップC2
のYESルートを通って、ステップC3で、第１スロットル
弁開度設定手段によりアクセル位置からスロットル開度
θａをメモリマップまたは演算により求める。なお、ア
クセル位置とスロットル開度θａとの関係は例えばステ
ップC3のブロック中の特性のようになっている。
さらに、ステップC4で、運転状態検出手段を構成する
水温センサ14からの検出情報（f1）に基づいて許容エン
ジン回転数Np（この回転数は通常のアイドル回転数より
も高い値である）を求める。このときの関係f1は例えば
第５図のようになる。
そして、次のステップC5で、加速トルク算出手段によ
りこの許容エンジン回転数Npと現在のエンジン回転数Ne
との差に所要の変換ゲインＫを乗じて加速トルクTaoを
求め、更にステップC6で、この加速トルクTaoに対し上
下限値を設定して制限する。
さらに、ステップC7で、損失トルク算出手段により、
エンジンＥの損失トルクTMLをエンジン水温や油温との
関係f2で求めるとともに、ステップC8で、補機負荷トル
ク算出手段により、電気負荷トルクTELをエンジン回転
数やオルタネータの界磁電流（発電電流）との関係f3で
推定する。このときの関係f2,f3は例えば第6,7図のよう
になる。
その後は、ステップC9で、目標エンジントルク設定手
段により、制限処理を施された加速トルクTa,損失トル
クTML，電気負荷トルクTELを加え合わせて、目標エンジ
ントルクTtを求める。
このようにして、目標エンジントルクTtが求められる
と、ステップC10で、第２スロットル弁開度設定手段に
より、第８図に示す関係f5から、目標エンジントルクTt
より許容スロットル開度θｐを求める。これにより、エ
ンジンの現在の回転状態と許容回転状態とで決まるトル
ク（加速トルク）を内燃機関温度（水温や油温）および
電気負荷の少なくとも一方に基づき補正することによっ
て、許容スロットル開度θｐが設定されるのである。
そして、ステップC11で、選択手段により、スロット
ル開度θａと許容スロットル開度θｐとのうち小さい方
をスロットル目標開度θｔとして求める。
なお、ステップC1,C2で、NOの場合は、第２制御手段2
2を作動させずに終了する。
また、第４図に示す手法において、エンジントルクか
らエンジン１回転あたりの吸入空気量A/Nに変換し、更
にスロットル開度に変換するようにしてもよい。
このようにして、第２〜４図に示すいずれの手法を用
いた場合も、シフトポジションセンサ12によって、Ｎま
たはＰレンジ位置が検出されると、アクセルポジション
センサ10によって検出されたアクセルペダル11の踏込量
に拘らず、スロットル目標開度θｔを超えないよう、ス
ロットル弁３が制御されるのである。その結果、Ｎレン
ジやＰレンジ（Ｎレンジのときは車両停止中のみなら
ず、車両走行中も含む）にあるときに、アクセルペダル
11を踏み込むと、少しエンジン回転数は上がる（アイド
ル回転数より高くなる）が、必要以上にエンジン回転数
は上昇せず、例えば2500rpm程度に抑えられる。これに
より、運転者はアクセルペダル11の踏込にエンジンが応
答したことを認識しながら、即ち違和感を感じることな
く、しかも従来のように燃料を無駄に消費することを防
止でき、排ガスの悪化を招くこともないのである。
なお、ＮレンジまたはＰレンジにあるシフトレバー
（セレクタレバー）12aをＤレンジに入れることによ
り、第2,3,4図のステップA2,B2,C2でNOルートをとっ
て、ステップA3,B3,C3以降のスロットル制御を変更し
て、アクセルペダル11の踏込量に応じた出力を出すよう
になった場合でも、時間遅れによって、すぐには応答し
ないので、仮りにアクセルペダル11を踏み込んだ状態で
ＮレンジまたはＰレンジにあるシフトレバー12aをＤレ
ンジに入れたとしも、急加速状態の発生が抑えられ、こ
れにより乗り心地の悪化を招くことはない。
次に、第２実施例について説明すると、この第２実施
例も、第９図に示すごとく、ドライブバイワイヤ車に関
するものであるが、変速機が自動変速機ATMではなくマ
ニュアル（手動）式のものMTMである点が、前述の第１
実施例のものとは異なる。
このようにマニュアル式変速機MTMであるために、エ
ンジンＥとマニュアル式変速機MTMとの間にクラッチペ
ダルの操作によりオンオフするクラッチが介装されてい
るが、このクラッチのオンオフ状態を検出するクラッチ
オンオフ検出センサ（クラッチオンオフ検出手段）23が
設けられており、更には変速機MTMのシフト位置を検出
するシフト位置検出センサ（シフト位置検出手段）24が
設けられている。
従って、クラッチオンオフ検出センサ23やシフト位置
検出センサ24は、エンジンＥからの駆動力が変速機MTM
から車輪へ伝達される状態にあるかどうかを検出する駆
動力伝達状態検出手段を構成する。
そして、クラッチオンオフ検出センサ23やシフト位置
検出センサ24の検出信号は、他のセンサ11,13〜20の検
出信号と共に、電子制御ユニット８へ入力されるように
なっている。
なお、電子制御ユニット８には、このシフト位置検出
センサ24手段及びクラッチオンオフ検出センサからの検
出情報に基づいて、エンジンＥの駆動力（トルク）が車
輪に伝達される状態にあるか否かを判定する駆動力伝達
状態判定手段（図示省略）が設けられている。
次に電子制御ユニット８におけるスロットル開度を開
閉制御機能に着目すると、この電子制御ユニット８は、
前述の第１実施例と同様、２つの制御手段21,22［第１
図（ｂ）参照］を有している。
ここで、第１の制御手段21は、アクセルペダル11の踏
込量を基準としてスロットル開度を制御するもので、第
２の制御手段22は、クラッチオフ（クラッチ切）のとき
又はシフト位置がＮレンジにあるときは、第１の制御手
段21に優先して、アクセルペダル11の踏込量に拘らず、
アイドル開度よりも大きな開度として設定されるスロッ
トル開度を超えないよう、スロットル開度を制御するも
のであり、上述の第１実施例と同様に構成されている。
次に、この第２の制御手段22による制御態様を第10図
を用いて説明する。最初に、ステップD1で、スロットル
開度制限をするかどうか（第２の制御手段22をオフにす
るかオンにするかどうか）を判定する。スロットル開度
制限をする場合（第２の制御手段22をオンにする場合）
は、YESルートを通って、ステップD2で、クラッチ切
（エンジンからの駆動力が変速機MTMから車輪へ伝達さ
れないような状態）かどうかを判定する。
もし、そうであれば、ステップD2のYESルートを通っ
て、ステップD3で、タイマをオンさせて、ステップD4
で、タイマオン後所定時間経過したかどうかを判定す
る。もしこのステップD4で、所定時間が経過していなけ
れば、ステップD5で、クラッチオンかどうかが判定され
る。このときクラッチオフであれば、ステップD4へ戻る
が、クラッチオンであれば、ステップD6で、シフト位置
がＮかどうかが判定される。もしそうであれば、タイマ
をオンして（ステップD7）、ステップD8で、タイマオン
後所定時間経過したかどうかを判定する。もしこのステ
ップD8で、所定時間が経過していなければ、ステップD9
で、シフト位置がＮかどうかが判定され、もしＮ位置で
あれば、再度ステップD8に戻る。そして、ステップD8
で、所定時間が経過すると、ステップD10の処理を施
す。なお、ステップD4で、所定時間が経過した場合も、
ステップD10の処理へ移行する。
上記のような処理を行なうことにより、クラッチを所
定時間以上オフにしつづけているのか、変速操作に伴っ
てクラッチをオフにしているのかどうかの判断を切り分
けることができるとともに、シフト位置をＮ位置にして
いるのか、変速操作に伴ってシフト位置がＮ位置を通過
したのかの判断を切り分けることができる。ここで、ス
テップD4,D8でYESルートを通ってきた場合は、クラッチ
を所定時間以上オフにしつづけていたり、シフト位置を
Ｎ位置にしている場合である。
そして、ステップD10では、第１スロットル弁開度設
定手段により、アクセル位置からスロットル開度θａを
メモリマップまたは演算により求める。なお、アクセル
位置とスロットル開度θａとの関係は例えばステップD1
0のブロック中の特性のようになっている。
さらに、ステップD11で、許容エンジン回転数Np（こ
の回転数は通常のアイドル回転数よりも高い値である）
をエンジン冷却水温との関係f1で求める。このときの関
係f1は例えば第５図と同様の関係になる。
そして、次のステップD12で、この許容エンジン回転
数Npと現在のエンジン回転数Neとの差に所要の変換ゲイ
ンＫを乗じて加速トルクTaoを求め、更にステップD13
で、この加速トルクTaoに対し上下限値を設定して制限
する。
さらに、ステップD14で、損失トルクTMLをエンジン水
温や油温との関係f2で求めるとともに、ステップD15
で、電気負荷トルクTELをエンジン回転数やオルタネー
タの界磁電流（発電電流）との関係f3で推定する。この
ときの関係f2,f3は、前述の実施例と同様、例えば第6,7
図と同様になる。
その後は、ステップD16で、目標エンジントルク設定
手段により、制限補正を加えられた加速トルクTa,損失
トルクTML，電気負荷トルクTELを加え合わせて、目標エ
ンジントルクTtを求める。
このようにして、目標エンジントルクTtが求められる
と、ステップD17で、第２スロットル弁開度設定手段に
より、例えば第８図に示すような関係f5から、目標エン
ジントルクTtより許容スロットル開度θｐを求める。こ
れにより、この実施例においても、エンジンの現在の回
転状態と許容回転状態とで決まるトルク（加速トルク）
を、内燃機関温度（水温，油温）および電気負荷の少な
くとも一方に基づき補正することによって、許容スロッ
トル開度θｐを設定されるのである。
そして、ステップD18で、選択手段により、スロット
ル開度θａと許容スロットル開度θｐとのうち小さい方
をスロットル目標開度θｔとして求める。
なお、ステップD1,D2,D6,D9で、NOの場合は、第２制
御手段22を作動させずに終了する。
また、この第２実施例においても、前述の第１実施例
における第2,3図に対応した処理を実行することもでき
る。
このようにして、クラッチオフ状態あるいはＮ位置が
検出されると、アクセルポジションセンサ10によって検
出されたアクセルペダル11の踏込量に拘らず、スロット
ル目標開度θｔを超えないよう、スロットル弁３が制御
されるのである。その結果、車両停止中あるいは車両走
行中のいずれにおいても、クラッチオフ状態あるいはＮ
位置にあるときに、アクセルペダル11を踏み込むと、少
しエンジン回転数は上がる（アイドル回転数より高くな
る）が、必要以上にエンジン回転数は上昇せず、例えば
2500rpm程度に抑えられる。これにより、運転者はアク
セルペダル11の踏込にエンジンが応答したことを認識し
ながら、しかも従来のように燃料を無駄に消費すること
を防止でき、排ガスの悪化を招くこともない。
なお、クラッチオフ状態からクラッチオンへ移行した
場合やＮ位置以外の変速段位置に入れることにより、ア
クセルペダル11の踏込量に応じた出力を出すようになっ
た場合でも、時間遅れによって、すぐには応答しないの
で、急加速状態の発生が抑えられ、これにより乗り心地
の悪化を招くことはない。
ところで、第11図に示すように、吸気通路１に直列に
２つのスロットル弁3,3′を配設し、一方（下流側）の
スロットル弁３は索部材を介してアクセルペダル11に連
結することにより、アクセルペダル11に連動して開閉駆
動され、他方（上流側）のスロットル弁３′はステッパ
モータやDCモータのようなスロットル弁駆動手段として
のアクチュエータ６′にて開閉駆動するようにしたもの
にも、本発明を適用することができる。
すなわち、シフト位置がN,Pレンジ（あるいはクラッ
チオフ継続時，変速位置がＮ位置）にあるときは、アク
セルペダル11の踏込量に拘らず、アイドル開度よりも大
きな所定のスロットル開度を超えないよう、スロットル
弁３′のスロットル開度を制御するものである。そし
て、かかる制御は、前述の単スロットル弁のものと同
様、第２〜４図あるいは第10図に示す手法に沿って行な
われるのである。
このようにこの第11図に示すものも、シフト位置がN,
Pレンジ（あるいはクラッチオフ継続時，変速位置がＮ
位置）が検出されると、アクセルポジションセンサ10に
よって検出されたアクセルペダル11の踏込量に拘らず、
スロットル目標開度θｔを超えないよう、スロットル弁
３′が制御されるのである。このとき、スロットル弁３
はアクセルペダル11の踏込によって大きく開いていて
も、スロットル弁３′が所定量以上は開かないので、吸
入空気量は小開度のスロットル弁３′に依存し、その結
果、シフト位置がN,Pレンジ（あるいはクラッチオフ継
続時，変速位置がＮ位置）にあるときに、アクセルペダ
ル11を踏み込んでも、少しエンジン回転数は上がる（ア
イドル回転数より高くなる）が、必要以上にエンジン回
転数は上昇せず、例えば2500rpm程度に抑えられるので
ある。これにより、前述の単スロットル弁のものと同様
に、運転者はアクセルペダル11の踏込にエンジンが応答
したことを認識しながら、しかも従来のように燃料を無
駄に消費することを防止でき、しかも排ガスの悪化を招
くこともないのである。
なお、ＮレンジまたはＰレンジにあるシフトレバー12
aをＤレンジに入れたり、クラッチオフ状態からクラッ
チオンへ移行した場合やＮ位置以外の変速段位置に入れ
ることにより、アクセルペダル11の踏込量に応じた出力
を出すようになった場合でも、時間遅れによって、すぐ
には応答しないので、急加速状態の発生が抑えられ、こ
れにより乗り心地の悪化を招くことはない。
また、自動車以外、エンジンから変速機を経て車輪へ
至る動力伝達系を有する車両にも、同様にして本発明を
適用することができる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の車両用内燃機関の出力
制御装置によれば、該内燃機関から該車輪への駆動力伝
達状態が非伝達状態にあるときは、アクセルペダルの踏
込量に基づいて設定された第１のスロットル弁開度と目
標エンジントルクに基づいて設定された第２のスロット
ル弁開度との小さい方となるようにスロットル弁開度を
制御するよう構成したので、アクセルペダルの踏込量が
大きいときは目標エンジントルクに応じてスロットル弁
の開度を最適に調整して燃費を向上させることができる
とともに、ある程度のアクセルペダル踏込みに対しては
スロットル弁が開放されエンジン回転数は上昇するので
運転者は違和感を感じないという利点がある。また、内
燃機関の運転状態により目標エンジントルクを求め、そ
れをスロットル弁開度に反映させているので常に内燃機
関の運転状態に応じて最適な制御ができる。
また、エンジンの現在の回転状態と許容回転状態とで
決まるトルクに上限および下限を設定することにより、
第２スロットル開度に上限および下限が設定されるの
で、大きな目標エンジントルクが設定されることがな
い。
【図面の簡単な説明】
第１〜８図は本発明の第１実施例としての車両用内燃機
関の出力制御装置を示すもので、第１図（ａ）はその全
体構成図、第１図（ｂ）はその制御ブロック図、第２〜
４図はいずれもその作用を説明するためのフローチャー
ト、第５〜８図はいずれもその作用を説明するためのグ
ラフであり、第9,10図は本発明の第２実施例としての車
両用内燃機関の出力制御装置を示すもので、第９図はそ
の全体構成図、第10図はその作用を説明するためのフロ
ーチャートであり、第11図は本発明の第３実施例として
の車両用内燃機関の出力制御装置を模式的に示す要部構
成図である。 １……吸気通路、２……エアクリーナ、3,3′……スロ
ットル弁、3a……スロットル軸、3b……プーリ、４……
電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）、５……排気通路、
6,6′……スロットル弁駆動手段としてのモータ（電動
機）又はアクチュエータ、８……電子制御ユニット（EC
U）、９……スロットルポジションセンサ、10……アク
セルペダル踏込量検出手段としてのアクセルポジション
センサ、11……人為的操作部材としてのアクセルペダ
ル、12……シフト位置検出手段としてのシフトポジショ
ンセンサ、12a……セレクタレバー又はシフトレバー、1
3……回転数センサ、14……水温センサ、15……車速セ
ンサ、16……エアフローセンサ、17……吸気温センサ、
18……変速情報検出手段、19……その他のセンサ、20…
…油温センサ、21……第１の制御手段、22……第２の制
御手段、23……クラッチオンオフ検出センサ、24……シ
フト位置検出センサ、Ｅ……ガソリンエンジン（内燃機
関）、ATM……自動変速機、MTM……手動変速機。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車に搭載された内燃機関の出力を調整
    するスロットル弁と、 該スロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、 該スロットル弁駆動手段と電気的に連結され、その操作
    量に基づいて該スロットル弁の開度を設定可能なアクセ
    ルペダルと、 を有する車両用内燃機関の出力制御装置において、 該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏
    込量検出手段と、 該内燃機関からの駆動力が変速機を介して車輪に伝達さ
    れる状態にあるか否かを判定する駆動力伝達状態判定手
    段と、 該駆動力伝達状態判定手段により該内燃機関から該車輪
    への駆動力伝達状態が非伝達状態であることが判定され
    ると、該スロットル弁をアイドル開度よりも大きな所定
    スロットル弁開度を越えないよう該スロットル弁駆動手
    段を制御する制御手段とを備え、 該制御手段が、 該アクセルペダル踏込量検出手段からの検出値に基づい
    て第１スロットル弁開度を設定する第１スロットル弁開
    度設定手段と、 該運転状態検出手段から求められる現在の許容機関回転
    数に基づいて目標エンジントルクを設定する目標エンジ
    ントルク設定手段と、 該目標エンジントルクに基づいて第２スロットル弁開度
    を設定する第２スロットル弁開度設定手段と、 上記の第１スロットル弁開度と上記の第２スロットル弁
    開度とを比較して、小さい方のスロットル弁開度を選択
    する選択手段と、 該選択手段により選択されたスロットル弁開度となるよ
    うに該スロットル弁駆動手段を作動させる作動手段と、 をそなえていることを特徴とする、車両用内燃機関の出
    力制御装置。
  2. 【請求項２】該目標エンジントルク設定手段が、 該許容機関回転数に対する基本トルクを求める基本トル
    ク算出手段と、 現在の該内燃機関の出力トルクを推定する出力トルク推
    定手段と、 該基本トルクと現在の出力トルクとの差を演算するトル
    ク差演算手段と、 を有し、 該目標エンジントルクを、該基本トルクと該トルク差と
    の加算値として算出するように構成されていることを特
    徴とする、請求項１記載の車両用内燃機関の出力制御装
    置。
  3. 【請求項３】該目標エンジントルク設定手段が、 該許容機関回転数に応じて該内燃機関の加速トルクを求
    める加速トルク算出手段と、 該内燃機関自身の損失トルクを求める損失トルク算出手
    段と、 該内燃機関に取り付けられた補機類の負荷トルクを求め
    る補機負荷トルク算出手段と、 を有し、 該目標エンジントルクを、該加速トルクと該損失トルク
    と該補機負荷トルクとの加算値として算出するように構
    成されていることを特徴とする、請求項１記載の車両用
    内燃機関の出力制御装置。
  4. 【請求項４】該内燃機関の現在の回転状態と許容回転状
    態とで決まるトルクに上限および下限を設定することに
    より、該第２スロットル開度に上限および下限を設定す
    るように構成されていることを特徴とする、請求項３記
    載の車両用内燃機関の出力制御装置。
  5. 【請求項５】該駆動力伝達状態判定手段が、該変速機の
    シフト位置を検出するシフト位置検出手段からの検出情
    報に基づいて該内燃機関からの駆動力が車輪に伝達され
    る状態にあるか否かを判定するように構成されているこ
    とを特徴とする、請求項１記載の車両用内燃機関の出力
    制御装置。
  6. 【請求項６】該駆動力伝達状態判定手段が、該内燃機関
    と該変速機との間に介装されるクラッチのオンオフ情報
    を検出するクラッチオンオフ検出手段からの検出情報に
    基づいて該内燃機関からの駆動力が車輪に伝達される状
    態にあるか否かを判定するように構成されていることを
    特徴とする、請求項１記載の車両用内燃機関の出力制御
    装置。
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