JP2844792B2 - 電子制御スロットル弁の駆動装置 - Google Patents

電子制御スロットル弁の駆動装置

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JP2844792B2
JP2844792B2 JP2016110A JP1611090A JP2844792B2 JP 2844792 B2 JP2844792 B2 JP 2844792B2 JP 2016110 A JP2016110 A JP 2016110A JP 1611090 A JP1611090 A JP 1611090A JP 2844792 B2 JP2844792 B2 JP 2844792B2
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誠 島田
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はエンジンの吸気経路にスロットル弁を設け、
そのスロットル弁の開度を電気的に制御することにより
エンジン出力を制御している電子制御スロットル弁の駆
動装置において、スロットル弁を駆動するモータに供給
される電源電圧が低下した場合には、スロットル弁制御
系の異常を検出する判定時間を長くするようにした電子
制御スロットル弁の駆動装置に関する。
(従来の技術) スロットル弁を電気的に制御する装置の1つとして、
車両のエンジンへの吸気通路にアクセルペダルと接続さ
れた主スロットル弁とアクセルペダルとは無関係にモー
タで駆動される副スロットル弁とを設けてエンジンの出
力を制御しているエンジン出力制御装置が知られてい
る。このようなエンジン出力制御装置は急加速時に駆動
輪にスリップが発生すると上記副スロットル弁の開度を
閉じる方向に制御して、エンジンへの吸入空気量を減少
させ、エンジン出力を低減させて、駆動輪のスリップを
抑制するようにしている。上記副スロットル弁を駆動す
るモータとしては公知のステッパモータが採用されてい
る。そして、このステッパモータのロータの回転軸に上
記副スロットル弁の回転軸を連動させるように構成し、
ステッパモータの励磁コイルの励磁をモータ駆動周期毎
に切換えることにより、ロータを1ステップ角ずつ回動
させて、副スロットル弁を所定角度ずつデジタル的に回
動させるようにしている。この際に、上記ロータの周囲
には励磁コイルが巻かれており、この励磁コイルをバッ
テリ電源により励磁することにより、ロータを磁化させ
るようにしている。
(発明が解決しようとする課題) 上記したエンジン出力制御装置においてエンジン出力
制御の応答性を高めるためには、ステッパモータのモー
タ制御周期を短くして、副スロットル弁を速く回動させ
ることが望まれる。しかし、バッテリ電源電圧が低下し
た場合には、ロータの磁化が低下するため、ロータを回
転させる電磁力が低下してしまうので、モータ制御周期
を短くすると、ロータの回転が短い制御周期に追従する
ことができなくなって、モータが脱調するという問題点
がある。
このような脱調を防止するため、バッテリ電源電圧が
低下した場合には、モータを駆動するモータ駆動周期を
長くしてモータを駆動することが考えられる。
ところで、例えばスロットル弁を所定時間開方向ある
いは閉方向に駆動して全開あるいは全閉状態を検出しな
い場合にはスロットル弁制御系に異常があると認定して
いるシステムにおいては、バッテリ電源電圧が低下した
場合に、モータ駆動周期を長く設定すると、スロットル
弁制御系に異常がなくても異常があると判定される恐れ
がある。
ところで、DCモータは供給されるバッテリ電源電圧が
低下するに従い所定量回動させるのに要する時間が長く
なる。このようなDCモータを上記ステッパモータの代わ
りに採用したシステムにおいては、バッテリ電源電圧が
低下すると、上記したシステムと同様にスロットル制御
系に異常がなくても異常があると判定される恐れがあ
る。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
はエンジンの吸気経路にスロットル弁を設け、そのスロ
ットル弁の開度を電気的に制御することによりエンジン
出力を制御している電子制御スロットル弁の駆動装置に
おいて、スロットル弁を駆動するモータに供給される電
源電圧が低下した場合には、スロットル弁の異常を検出
する判定時間を長くするようにして、スロットル弁異常
の誤判定を防止するようにした電子制御スロットル弁の
駆動装置を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段及び作用) エンジンの吸気経路にスロットル弁を設け、そのスロ
ットル弁の開度を電気的に制御することによりエンジン
出力を制御している電子制御スロットル弁の駆動装置に
おいて、上記スロットル弁を駆動する駆動モータと、こ
の駆動モータに供給されるモータ駆動用電源と、所定の
判定時間内に上記スロットル弁が所定の開度まで駆動さ
れない場合に上記スロットル弁制御系の異常を検出する
スロットル弁制御系異常検出手段と、上記モータ駆動用
電源の電源電圧の低下に応じて上記判定時間を長く設定
する判定時間設定手段とを具備した電子制御スロットル
弁の駆動装置である。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係わる電子
制御スロットル弁の駆動装置が採用された加速スリップ
防止装置について説明する。第1図は車両の加速スリッ
プ防止装置を示す構成図である。同図は前輪駆動車を示
しているもので、WFRは前輪右側車輪、WFLは前輪左側
車輪、WRRは後輪右側車輪、WRLは後輪左側車輪を示し
ている。また、11は前輪右側車輪(駆動輪)WFRの車輪
速度VFRを検出する車輪速度センサ、12は前輪左側車輪
(駆動輪)WFLの車輪速度VFLを検出する車輪速度セン
サ、13は後輪右側車輪(従動輪)WRRの車輪速度VRRを
検出する車輪速度センサ、14は後輪左側車輪(従動輪)
WRLの車輪速度VRLを検出する車輪速度センサである。
上記車輪速度センサ11〜14で検出された車輪速度VFR,V
FL,VRR,VRLは例えばマイクロコンピュータよりなるトラ
クションコントローラ15に入力される。このマイクロコ
ンピュータ15は内部に演算装置、メモリ、レジスタ、タ
イマ、フラグFLG等を有する。このトラクションコント
ローラ15にはバッテリ電圧Vb、図示しない吸気温度セン
サで検出される吸気温度AT、図示しない大気圧センサで
検出される大気圧AP、図示しない回転センサで検出され
るエンジン回転速度Ne、図示しないエアフローセンサで
検出されるエンジン回転1サイクル当りの吸入空気量A/
Np、図示しない油温センサで検出されるトランスミッシ
ョンの油温OT、図示しない水温センサで検出されるエン
ジンの冷却水温WT、図示しないエアコンスイッチの操作
状態、図示しないパワステスイッチSWの操作状態、図示
しないアイドルスイッチの操作状態、図示しないパワス
テポンプ油温OP、図示しない筒内圧センサにより検出さ
れるエンジンの気筒の筒内圧CP、図示しない燃焼室壁温
センサで検出されるエンジンの燃焼室壁温度CT、オルタ
ネータの励磁電流iΦ、エンジン始動後の時間を計数す
る図示しないタイマから出力される始動後経過時間τが
入力される。
上記トラクションコントローラ15はエンジン16に制御
信号を送って加速時の駆動輪のスリップを防止する制御
を行なっている。このエンジン16の吸気経路には第1図
(B)に示すようにアクセルペダルによりその開度Θm
が操作される主スロットル弁THmの他に、上記トラクシ
ョンコントローラ15からの後述する駆動量に相当する開
度信号Θsによりその開度が制御される副スロットル弁
THsが配置される。上記主スロットル弁THm、副スロット
ル弁THsの開度Θ1,Θ2はそれぞれスロットルポジショ
ンセンサTPS1、TPS2により検出される。また、上記副ス
ロットル弁THsの全開位置を検出する全開スイッチOPSW
が設けられている。また、上記全開スイッチOPSWは副ス
ロットル弁THsが全開位置にあるときにHレベルとなる
信号OPを上記トラクションコントローラ15に出力する。
上記開度Θ1,Θ2は上記トラクションコントローラ15に
出力される。上記副スロットル弁THsにはステッパモー
タ52mの出力軸が接続される。上記トラクションコント
ローラ15内のメモリ15mには上記ステッパモータ52mの駆
動周期Tdr(msec)及びスロットル弁制御系の異常を判
定する場合の基準時間となる判定時間Tjudが記憶され
る。この判定時間Tjudとしては上記副スロットル弁THs
を例えば全開のような所定の開度まで回動させるのに必
要とされる十分な時間が設定される。そして、このトラ
ンションコントローラ15は上記駆動量に相当する開度信
号Θsに応じた数のパルス信号を上記駆動周期Tdr(mse
c)毎に上記ステッパモータ52mに出力する。また、トラ
クションコントローラ15は上記判定時間Tjud内に上記副
スロットル弁THsが例えば、全開位置のような所定の開
度まで駆動できない場合にスロットル弁制御系の異常で
あることを判断する異常判断機能を有している。なお、
上記スロットルポジションセンサTPS2の断線は断線検出
回路52sにより検出され、上記ステッパモータ52mの励磁
コイルの断線は断線検出回路52dにより検出され、それ
ぞれの検出信号d1,d2は上記トラクションコントローラ1
5に出力される。
また、17は前輪右側車輪WFRの制動を行なうホイール
シリンダ、18は前輪左側車輪WFLの制動を行なうホイー
ルシリンダである。通常これらのホイールシリンダには
ブレーキペダル(図示せず)を操作すると、圧油が供給
される。トラクションコントロール作動時には次に述べ
る別の経路からの圧油の供給を可能としている。上記ホ
イールシリンダ17への油圧源19からの圧油の供給はイン
レットバルブ17iを介して行われ、上記ホイールシリン
ダ17からリザーバ20への圧油の排出はアウトレットバル
ブ17oを介して行われる。また、上記ホイールシリンダ1
8への油圧源19からの圧油の供給はインレットバルブ18i
を介して行われ、上記ホイールシリンダ18からリザーバ
20への圧油の排出はアウトレットバルブ18oを介して行
われる。そして、上記インレットバルブ17i及び18i、上
記アウトレットバルブ17o及び18oの開閉制御は上記トラ
クションコントローラ15により行われる。
次に、第2図(A)及び(B)を参照して上記トラク
ションコントローラ15の詳細な構成について説明する。
同図において、11,12は駆動輪WFR,WFLの車輪速度VFR,
VFLを検出する車輪速度センサであり、この車輪速度セ
ンサ11,12により検出された駆動輪速度VFR,VFLは、何
れも高車速選択部31及び平均部32に送られる。高車速選
択部31は、上記駆動輪速度VFR,VFLのうちの高車輪速度
側を選択するもので、この高車速選択部31により選択さ
れた駆動輪速度は、重み付け部33に出力される。また、
上記平均部32は、上記車輪速度センサ11,12から得られ
た駆動輪速度VFR,VFLから、平均駆動輪速度(VFR+V
FL)/2を算出するもので、この平均部32により算出され
た平均駆動輪速度は、重み付け部34に出力される。重み
付け部33は、上記高車速選択部31により選択出力された
駆動輪WFR,WFLの何れか高い方の車輪速度をKG倍(変
数)し、また、重み付け部34は、平均部32により平均出
力された平均駆動輪速度を(1−KG)倍(変数)する
もので、上記各重み付け部33及び34により重み付けされ
た駆動輪速度及び平均駆動輪速度は、加算部35に与えら
れて加算され、駆動輪速度VFが算出される。
ここで、上記変数KGは、第3図で示すように、求心
加速度GYに応じて変化する変数であり、求人加速度GYが
所定値(例えば0.1g、ただしgは重力加速度)まではそ
の値の大小に比例し、それ以上で「1」になるよう設定
される。
一方、車輪速度センサ13,14により検出される従動輪
速度VRR,VRLは、何れも低車速選択部36及び高車速選択
部37に送られる。低車速選択部36は、上記従動輪速度V
RR,VRLのうちの低車輪速度側を選択し、また、高車速選
択部37は、上記従動輪速度VRR,VRLのうちの高車輪速度
側を選択するもので、この低車速選択部36により選択さ
れた低従動輪速度は重み付け部38に、また、高車速選択
部37により選択された高従動輪速度は重み付け部39に出
力される。重み付け部38は、上記低車速選択部36により
選択出力された従動輪WRR,WRLの何れか低い方の車輪速
度をKr倍(変数)し、また、重み付け部39は、上記高車
速選択部37により選択出力された従動輪WRR,WRLの何れ
か高い方の車輪速度を(1−Kr)倍(変数)するもの
で、上記各重み付け部38及び39により重み付けされた従
動輪速度は、加算部40に与えられて加算され、従動輪速
度VRが算出される。この加算部40で算出された従動輪
速度VRは、乗算部40′に出力される。この乗算部40′
は、上記加算算出された従動輪速度VRを(1+α)倍
するもので、この乗算部40′を経て従動輪速度VRR,VRL
に基づく目標駆動輪速度Vφが算出される。
ここで、上記変数Krは、第4図で示すように、求心加
速度GYに応じて「1」〜「0」の間を変化する変数であ
る。
そして、上記加算部35により算出された駆動輪速度V
F、及び乗算部40′により算出された目標駆動輪速度V
φは、減算部41に与えられる。この減算部41は、上記駆
動輪速度VFから目標駆動輪速度Vφを減算し、駆動輪
WFR,WFLのスリップ量DVi′(=VF−Vφ)を算出する
もので、この減算部41により算出されたスリップ量DV
i′は加算部42に与えられる。この加算部42は、上記ス
リップ量DVi′を、求心加速度GY及びその変化率ΔGYに
応じて補正するもので、求心加速度GYに応じて変化する
スリップ補正量Vg(第5図参照)はスリップ量補正部43
から与えられ、求心加速度GYの変化率ΔGYに応じて変化
するスリップ補正量Vd(第6図参照)はスリップ量補正
部44から与えられる。つまり、加算部42では、上記減算
部から得られたスリップ量DVi′に各スリップ補正量Vg,
Vdを加算するもので、この加算部42を経て、上記求心加
速度GY及びその変化率ΔGYに応じて補正されたスリップ
量DViは、例えば15msのサンプリング時間T毎にTSn演算
部45及びTPn演算部46に送られる。
TSn演算部45における演算部45aは、上記スリップ量DV
iに計数KIを乗算し積分した積分型補正トルクTSn′(=
ΣKI・DVi)を求めるもので、この積分型補正トルクTS
n′は計数乗算部45bに送られる。つまり、上記積分型補
正トルクTSn′は、駆動輪WFR,WFLの駆動トルクに対す
る補正値であり、該駆動輪WFR,WFLとエンジン16との間
に存在する動力伝達機構の変速特性が変化するのに応じ
てその制御ゲインを調整する必要があり、係数乗算部45
bでは、上記演算部45aから得られた積分型補正トルクTS
n′に変速段により異なる係数GKiを乗算し、該変速段に
応じた積分型補正トルクTSnを算出する。ここで、上記
変数KIは、スリップ量DViに応じて変化する係数であ
る。
一方、TPn演算部46における演算部46aは、上記スリッ
プ量DViに係数Kpを乗算した比例型補正トルクTPn′(=
DVi・Kp)を求めるもので、この比例型補正トルクTPn′
は係数乗算部46bに送られる。つまり、この比例型補正
トルクTPn′も、上記積分型補正トルクTSn′同様、駆動
輪WFR,WFLの駆動トルクに対する補正値であり、該駆動
輪WFR,WFLとエンジン16との間に存在する動力伝達機構
の変速特性が変化するのに応じてその制御ゲインを調整
する必要のあるもので、係数乗算部46bでは、上記演算
部46aから得られた比例型補正トルクTSn′に変速段によ
り異なる係数GKpを乗算し、該変速段に応じた比例型補
正トルクTPnを算出する。
一方、上記加算部40により得られる従動輪速度VR
は、車体速度VBとして基準トルク演算部47に送られ
る。この基準トルク演算部47は、まず車体加速度演算部
47aにおいて上記車体速度VBの加速度GBを算出するも
ので、この車体加速度演算部47aにより得られた車体加
速度GBはフィルタ47bを介し車体加速度GBFとして基準
トルク算出部47cに送られる。この基準トルク算出部47c
は、上記車体加速度GBF及び車重W及び車輪半径Reに基
づき基準トルクTG(=GBF・W・Re)を算出するもの
で、この基準トルクTGが本来エンジン16が出力すべき
車軸トルク値となる。
上記フィルタ47bは、基準トルク演算部47cで算出され
る基準トルクTGを、時間的にどの程度手前の車体加速
度GBに基づき算出させるかを例えば3段階に定めるも
ので、つまりこのフィルタ47bを通して得られる車体加
速度GBFは、今回検出した車体加速度GBnと前回までの
フィルタ47bの出力である車体加速度GBFn−1とによ
り、現在のスリップ率S及び加速状態に応じて算出され
る。
例えば、現在車両の加速度が増加している際に、素早
く範囲「2」の状態に応じた制御へと移行させるため、
車体加速度GBFは、前回のフィルタ47bの出力であるGB
Fn-1と今回検出のGBnとを同じ重み付けで平均して最新
の車体加速度GBFとして下式(1)により算出される。
GBFn=(GBn+GBFn−1)/2……(1) また、例えば現在車両の加速度が減少している際にそ
のスリップ率SがS>S1で第15図で示す範囲「2」→
「3」に移行するような場合には、可能な限り範囲
「2」の状態に応じた制御を維持させるため、車体加速
度GBFは、前回のフィルタ47bの出力GBFn-1に近い値を
有する車体加速度GBFnとして下式(2)により算出さ
れる。
GBFn=(GBn+7GBFn−1)/8……(2) さらに、例えば現在車両の加速度が減少している際に
そのスリップ率SがS≦S1で第15図で示す「2」→
「1」に移行したような場合には、上記(2)式により
車体加速度GBFを算出する場合よりも更に「2」の状態
に応じた制御を維持するため、車体加速度GBFは、前回
のフィルタ47bの出力GBFn-1に更に重みが置かれて、上
記式(2)で算出するときに比べ、前回算出の車体加速
度GBFn-1に近い値を有する車体加速度GBFnとして下式
(3)により算出される。
GBFn=(GBn+15GBFn−1)/16……(3) 次に、上記基準トルク演算部47により算出された基準
トルクTGは、減算部48に出力される。この減算部48
は、上記基準トルク演算部47より得られる基準トルクT
Gから前記TSn演算部45にて算出された積分型補正トルク
TSnを減算するもので、その減算データはさらに減算部4
9に送られる。この減算部49は、上記減算部48から得ら
れた減算データからさらに前記TPn演算部46にて算出さ
れた比例型補正トルクTPnを減算するもので、その減算
データは駆動輪WFR,WFLを駆動する車軸トルクの目標ト
ルクTφとしてスイッチS1を介しエンジントルク変換部
500に送られる。つまり、 Tφ=TG−TSn−TPnとされる。
このエンジントルク変換部500は、上記減算部49から
スイッチS1を介して与えられた駆動輪WFR,WFLに対する
目標トルクTφを、エンジン16と上記駆動輪車軸との間
の総ギア比で除算して目標エンジントルクT1に換算して
いる。この目標エンジントルクT1はトルコン応答遅れ補
正部501に出力される。このトルコン応答遅れ補正部501
はトルクコンバータ(図示しない)の応答遅れに応じて
上記エンジントルクT1を補正して目標エンジントルクT2
を出力する。この目標エンジントルクT2はT/M(トラン
スミッション)フリクション補正部502に出力される。
このT/Mフリクション補正部502には第20図に示すトラン
スミッション油温OT−トルク補正量Tf特性を示すマップ
m1、第21図に示す推定油温XT−トルク補正量Tf特性を示
すマップm2、第22図に示す始動後時間τ−エンジン冷却
水温WT,トランスミッション油温OT特性を示す特性図m
3、第23図に示すエンジン回転速度(あるいはトランス
ミッション回転速度)N−トルク補正量Tfを示すマップ
m4、第24図に示すエンジンの冷却水温WT−吸入空気量積
算値ΣQに対するトルク補正量Tfを示す3次元マップm5
が後述する第1乃至第7の手法に応じて接続される。ま
た、このT/Mフリクション補正部502にはT/Mの油温OT,エ
ンジンの冷却水温WT,エンジン16の始動直後の冷却水温W
T0,エンジン16の始動後経過時間τ,車速Vc,エンジン始
動後の吸入空気量Q,エンジンまたはT/Mの回転速度N,エ
ンジン始動後の走行距離ΣVsが入力される。T/Mフリク
ション補正部502は上記マップm1,m2,m4,m5のうち接続さ
れたマップ及び該入力信号を適宜選択し、後述する第1
乃至第7の手法のいずれか1つの手法により、トランス
ミッションの暖機状態を推定している。T/Mフリクショ
ン補正部502において、トランスミッションが暖機状態
に到達していないほど、トランスミッションでのフリク
ション損失が大きいので、フリクション損失に相当する
トルク補正量Tfだけ上記目標エンジントルクT2に加算さ
れて、目標エンジントルクT3が求められる。
上記目標エンジントルクT3は外部負荷補正部503に出
力される。この外部負荷補正部503は第25図に示すエン
ジン回転速度Neと損失トルクTLとの関係を示すマップm
11,第26図に示すポンプ油圧OPと損失トルクTLの関係を
示すマップm12,エアコンがオンされているときのトルク
補正量TLを記憶する定数記憶部m16が後述する第1乃至
第3の手法応じて接続される。さらに、この外部負荷補
正部503にはエアコンスイッチSW,エンジン回転速度Ne,
パワステスイッチ,パワステポンプ油圧OPが入力され
る。この外部負荷補正部503において、上記マップm11,m
12,m16のうち接続されたマップ及びエアコンスイッチSW
あるいはエンジン回転速度Ne,パワステスイッチ,パワ
ステポンプ油圧OPが適宜選択され、後述する第1乃至第
32の手法に基づいて、エアコン,パワステ等の外部負荷
が変動した場合に、その外部負荷によるトルク損失TL
だけ上記目標エンジシトルクT3に加算されて、目標エン
ジントルクT4が算出される。
この目標エンジントルクT4は大気条件補正部504に出
力される。この大気条件補正部504には第30図に示す大
気圧AP−トルク補正量Tpのマップm21が接続されると共
に、大気圧APが入力される。この大気条件補正部504は
上記マップm21及び大気圧APを参照して大気圧APに応じ
たトルク補正量Tpを算出して上記目標エンジントルクT4
に加算して、目標エンジントルクT5を算出している。
さらに、上記目標エンジントルクT5は運転条件補正部
505に出力される。この運転条件補正部505には第31図に
示すエンジン冷却水温WT−トルク補正量TW特性を示す
マップm31,第32図に示すエンジン始動後経過時間τ−ト
ルク補正量Tas特性を示すマップm32,第33図に示すエン
ジン油温−トルク補正量Tj特性を示すマップm33が後述
する第1乃至第3の手法に応じて接続されると共に、冷
却水温WT,エンジン回転速度Ne,エンジン始動後の経過時
間τ,エンジンの油温OT,燃焼室壁温CT,単位時間当りの
吸入空気量Q,筒内圧CPが入力される。この運転条件補正
部505は上記マップm31〜m33のうち接続されたマップ及
び入力信号を適宜選択し、後述する第1乃至第3の手法
のいずれか1つの手法によりエンジンの暖機状態を推定
している。つまり、エンジンが暖機状態に到達していな
いほど、エンジン出力は出にくいので、その分だけ上記
目標エンジントルクT5に加算して、目標エンジントルク
T6とされる。
そして、この目標エンジントルクT6は下限値設定部50
6に出力される。この下限値設定部506には第16図あるい
は第17図に示すトラクションコントロール開始からの経
過時間tあるいは車体速度VB応じて変化する下限値Tli
mが入力される。この下限値設定部506は上記目標エンジ
ントルクT6の下限値を、上記下限値Tlimにより制限し
て、目標エンジントルクT7として目標空気量算出部507
に出力する。そして、この目標エンジントルクT7は目標
空気量算出部507に出力される。
目標空気量算出部507には第34図に示すように目標エ
ンジントルクT7−エンジン回転速度Neに対する目標空気
量(質量)の3次元マップが接続される。さらに、目標
空気量算出部507には第36図に示す係数Kt及び第37図に
示す係数Kpが入力されると共にエンジン回転速度Ne,吸
気温度AT,大気圧APが入力される。
以下、目標空気量算出部507において、上記目標エン
ジントルクT7を出力するために必要な目標空気量の質
量、つまり目標空気量(質量)が算出される。ここで、
目標空気量として質量を算出したのは、ある量の燃料を
燃焼させるために必要な吸入空気量はその質量によって
決まるからである。また、目標空気量の体積を意味する
目標空気量(体積)という表現を明細書中で使用してい
るが、これはスロットル弁で制御されるのは吸入空気量
の質量ではなく、体積であるからである。つまり、この
目標空気量算出部507は上記エンジン16において上記目
標エンジントルクT7を出力するためのエンジン1回転当
りの目標空気量(質量)A/Nmを算出しているもので、エ
ンジン回転速度Neと目標エンジントルクT7に基づく第34
図の3次元マップが参照されて目標空気量(質量)A/Nm
が求められる。
A/Nm=f[Ne,T7] ここで、A/Nmはエンジン1回転当りの吸入空気量(質
量)であり、 f[Ne,T7]はエンジン回転数Ne,目標エンジントルク
T7をパラメータとした3次元マップである。
さらに、上記目標空気量算出部507において、下式に
より上記目標空気量(質量)A/Nmが吸気温度AT及び大気
圧APにより補正されて標準大気状態での目標空気量(体
積)A/Nvに換算される。
A/Nv=(A/Nm)/{Kt(AT)・Kp(AP)} ここで、A/Nvはエンジン1回転当りの吸入空気量(体
積)、Ktは吸気温度(AT)をパラメータとした密度補正
係数(第33図参照)、Kpは大気圧(AP)をパラメータと
した密度補正係数(第37図参照)である。
上記目標空気量A/Nv(体積)は目標空気量補正部508
に送られる。この目標空気量補正部508には第38図に示
す吸気温度ATに対する補正係数Ka′が入力される。この
目標空気量補正部508には吸気温度ATにより吸入効率が
変化することに対する補正が行われて、目標空気量A/N0
が下式により算出される。
A/N0=(A/Nv)・Ka′(AT) ここで、A/N0は補正後の目標空気量、A/Nvは補正前の
目標空気量、Ka′は吸気温度(AT)による補正係数(第
38図参照)である。
上記補正はつぎのような理由により行われる。即ち、
吸気温度によりエンジンへの空気の吸入効率が変化する
が、吸気温度ATがエンジンの燃焼室壁温度CTより低い場
合には、吸入された空気はエンジンの燃焼室に送り込ま
れると膨脹するので、吸入効率が低下する。一方、吸気
温度ATがエンジンの燃焼室壁温度CTより高い場合には、
吸入された空気はエンジンの燃焼室に送り込まれると収
縮するので、吸入効率は上昇する。このため、吸気温度
ATが低い場合には、燃焼室において吸入空気が膨脹する
ことを考慮して、目標空気量(体積)に補正係数Ka′を
乗算することにより大きめに補正しておいて、吸入効率
の低下による制御の精度低下を補い、吸気温度ATが高い
場合には、燃焼室において吸入空気が収縮することを考
慮して、目標空気量(体積)に補正係数Ka′を乗算して
少なめに補正して、吸入効率の上昇による制御の精度低
下を防いでいる。つまり、第38図に示すように、標準吸
気温度AT0を境に、吸気温度ATが高い場合には補正係数K
a′は吸気温度ATに応じて減少し、標準吸気温度AT0を境
に吸気温度ATが低い場合には補正係数Ka′は吸気温度AT
に応じて増大するように設定されている。
上記目標空気量A/N0は目標スロットル開度算出部509
に送られる。この目標スロットル開度算出部509には第3
9図に示すマップが接続されると共に、スロットルポジ
ションセンサTPS1で検出される主スロットル弁THmの開
度Θ1が入力される。つまり、第39図の3次元マップが
参照されて目標空気量A/N0と主スロットル弁THmの開度
Θ1に対する目標スロットル開度Θtが求められる。こ
の第39図の3次元マップは次のようにして求められる。
つまり、主スロットル弁THm開度Θ1あるいは副スロッ
トル弁THsの開度Θ2を変化させた時に、エンジン1回
転当りの吸入空気量をデータとして把握しておき、主ス
ロットル弁THm及びエンジン1回転当りの吸入空気量に
対応する副スロットル弁THsの開度Θ2の関係を求めて
それをマップにしたものである。
このようにして、副スロットル弁THsの目標スロット
ル開度Θtが算出される。
一方、上記目標空気量補正部508から出力される補正
された目標空気量A/N0は減算部513にも送られる。この
減算部513は上記目標空気量A/N0とエアフローセンサに
より所定のサンプリング時間毎に検出される実際の吸入
空気量A/Nとの偏差ΔA/Nを算出するもので、この目標空
気量A/N0と実空気量A/Nとの偏差ΔA/NはPID制御部514に
送られる。このPID制御部507は、上記偏差ΔA/Nに相当
する副スロットル弁THsの開度補正量ΔΘ2を算出する
もので、この副スロットル弁開度補正量ΔΘ2は加算部
515に送られる。
ここで、上記PID制御部514により得られる副スロット
ル弁開度補正量ΔΘ2は、比例制御による開度補正量Δ
Θp、積分制御による開度補正量ΔΘi、微分制御によ
る開度補正量ΔΘdを加算したものである。
ΔΘ2=ΔΘp+ΔΘi+ΔΘd ΔΘp=Kp(Ne)・Kth(Ne)・ΔA/N ΔΘi=Ki(Ne)・Kth(Ne)・Σ(ΔA/N) ΔΘd=Kd(Ne)・Kth(Ne)・{ΔA/N−ΔA /Nold} ここで、各係数Kp,Ki,Kdは、それぞれエンジン回転速
度Neをパラメータとした比例ゲイン(第40図参照)、積
分ゲイン(第41図参照)、微分ゲイン(第42図参照)で
あり、Kthはエンジン回転速度NeをパラメータとしたΔA
/N→ΔΘ変換ゲイン(第43図参照)、ΔA/Nは目標空気
量A/N0と実際の空気量A/Nとの偏差、ΔA/N01dは1回前
のサンプリングタイミングでのΔA/Nである。
上記加算部515は、上記開度算出部509で算出された目
標スロットル開度Θtと上記PID制御部514で算出された
副スロットル弁開度補正量ΔΘ2とを加算し、フィード
バック補正された目標開度Θfが算出される。この目標
開度Θfは副スロットル弁の開度信号Θsとして上記ト
ランションコントローラ15に送られる。
ところで、従動輪の車輪速度VRR,VRLは求心加速度演
算部53に送られて、旋回度を判断するために、求心加速
度GY′が求められる。この求心加速度GY′は求心加速度
補正部54に送られて、求心加速度GY′が車速に応じて補
正される。つまり、GY=Kv・GY′とされる。ここで、Kv
は第7図乃至第12図に示すように車体速度VBに応じて
変化する係数である。
上記高車速選択部37から出力される大きい方の従動輪
車輪速度が減算部55において駆動輪の車輪速度VFRから
減算される。さらに、上記高車速選択部37から出力され
る大きい方の従動輪車輪速度が減算部56において駆動輪
の車輪速度VFLから減算される。
上記減算部55の出力は乗算部57においてKB倍(0<
KB<1)され、上記減算部56の出力は乗算部58におい
て(1−KB)倍された後、加算部59において加算され
て右側駆動輪のスリップ量DV FRとされる。また同時
に、上記減算部56の出力は乗算部60においてKB倍さ
れ、上記減算部55の出力は乗算部61において(1−K
B)倍された後加算部62において加算されて左側の駆動
輪のスリップ量DV FLとされる。上記変数KBは第13図に
示すようにトラクションコントロールの制御開始からの
経過時間に応じて変化するもので、トラクションコント
ロールの制御開始時には「0.5」とされ、トラクション
コントロールの制御が進むに従って、「0.8」に近付く
ように設定されている。
上記右側駆動輪のスリップ量DV FRは微分部63におい
て微分されてその時間的変化量、つまりスリップ加速度
GFRが算出されると共に、上記左側駆動輪のスリップ量
DV FLは微分部64において微分されてその時間的変化
量、つまりスリップ加速度GFLが算出される。そして、
上記スリップ加速度GFRはブレーキ液圧変化量(ΔP)
算出部65に送られて、第14図に示すGFR(GFL)−ΔP
変換マップが参照されてスリップ加速度GFRを抑制する
ためのブレーキ液圧の変化量ΔPが求められる。このブ
レーキ液圧の変化量ΔPは、上記開始/終了判定部50に
より開閉制御されるスイッチS2を介してΔP−T変換部
67に送られて第1図(A)におけるインレットバルブ17
i及びアウトレットバルブ17oの開時間Tが算出される。
また、同様に、スリップ加速度GFLはブレーキ液圧変化
量(ΔP)算出部66に送られて、第14図に示すGFR(G
FL)−ΔP変換マップが参照されて、スリップ加速度G
FLを抑制するのためのブレーキ液圧の変化量ΔPが求め
られる。このブレーキ液圧の変化量ΔPは上記開始/終
了判定部50により開閉制御されるスイッチS3を介してΔ
P−T変換部68に送られて第1図(A)におけるインレ
ットバルブ18i及びアウトレットバルブ18oの開時間Tが
算出される。そして、上記のようにして算出されたイン
レットバルブ17i,18i及びアウトレットバルブ17o,18oの
開時間Tだけバルブが開制御されて、右駆動輪WFR及び
左駆動輪WFLにブレーキがかけられる。
なお、上記スイッチS1〜S3は連動して開始/終了判定
部50により切換えられるものである。
ところで、上記減算部41で算出されたスリップ量DV
i′は微分部41aに送られて、スリップ量DVi′の時間的
変化率ΔDVi′が算出される。上記スリップ量DVi′、そ
の時間的変化率ΔDVi′は開始/終了判定部50に出力さ
れる。この開始/終了判定部50は上記スリップ量DV
i′、その時間的変化率ΔDVi′のいずれもそれぞれ基準
値以上になった場合には、上記スイッチS1〜S3を閉成
し、DVi′が所定の基準値(上記基準値とは異なる)よ
り小さくなったときに、上記スイッチS1〜S3を開成して
いる。
上記スイッチS1〜S3が閉成されるとトラクション制御
が開始され、開成されるとトラクション制御が終了され
る。
なお、第14図において、旋回時にブレーキを掛ける場
合には、内輪側の駆動輪のブレーキを強化するために、
旋回時の内輪側の変換値は破線aで示すようになってい
る。
次に、上記のように構成された本発明の一実施例に係
わる電子制御スロットル弁の駆動方法について説明す
る。開始/終了判定部50はスリップ量DVi′、その時間
的変化率ΔDVi′のいずれもそれぞれの基準値以上にな
った場合には、上記スイッチS1〜S3を閉成し、上記スリ
ップ量DVi′が所定の基準値(上記基準値とは異なる)
より小さくなったときに、上記スイッチS1〜S3を開成す
る。上記スイッチS1〜S3が閉成されるとトラクション制
御が開始され、開成されるとトラクション制御が終了さ
れる。
まず、図示しないイグニションスイッチがオンされる
毎に第44図のフロチャートの制御が開始される。なお、
このフローチャートに対応するプログラムは上記トラク
ションコントローラ15内のメモリに記憶されている。ま
ず、バッテリ電圧Vbが読み込まれ(ステップS1)、この
バッテリ電圧Vbが所定値(例えば、12V)以下であるか
判定される(ステップS2)。そして、バッテリ電圧Vbが
所定値以下である場合には、第46図のマップが参照され
て、バッテリ電圧Vbに対応する駆動周期Tdr(msec)が
選択される(ステップS3)。そして、その駆動周期Tdr
(msec)はメモリ15mに記憶される。第46図を見ても明
らかなように、上記駆動周期Tdrはバッテリ電圧Vdが12V
までは、バッテリ電圧Vbの上昇に応じて短くなり、バッ
テリ電圧Vbが12Vを越えると一定値を持つように設定さ
れている。言い換えれば、バッテリ電圧Vbが12Vより小
さくなればなるほど、ステッパモータ52mの駆動周期Tdr
(msec)は長くなるように設定される。つまり、上記ト
ラクションコントローラ15から上記ステッパモータ52m
に出力される上記駆動量に相当する開度信号Θsに応じ
たパルス信号の駆動周期はバッテリ電圧Vbが低くなれば
なるほど長くなっていく。
このように、バッテリ電圧Vbが小さくなればなるほ
ど、ステッパモータ52mに出力されるパルス信号の間隔
は長くされる。従って、バッテリ電圧Vbが低下してステ
ッパモータ52mの駆動力が弱まり、次のステップまで回
動するのに時間がかかっても、パルス信号の間隔が長く
されるので、ステッパモータ52mが回動する途中で次の
パルス信号が印加されてステッパモータ52mが脱調する
ことを防止することができる。
次に、第47図のマップが参照されて、スロットル制御
系の異常検出用の判定時間Tjudが長く設定される(ステ
ップS4)。つまり、第47図のマップに示すようにメモリ
15mに記憶された駆動周期Tdrが長くなると判定時間Tjud
が長く設定される。駆動周期Tdrが長くなるということ
はバッテリ電圧Vbが低くなっていることであるので、バ
ッテリ電圧Vbが低くなると、上記判定時間Tjudは長く設
定されることになる。
また、図示しないイグニションスイッチがオンされる
と、第45図のフローチャートに示す処理が開始される。
第45図のフローチャートに相当するプログラムはトラク
ションコントローラ15内のメモリに記憶される。第45図
において、まずステッパモータ52mに通電可能かどうか
判定される(ステップS11)。この判定はステッパモー
タ52mの励磁コイルの断線を検出する断線検出回路52dか
らの検出信号d2に基づき判定される。つまり、上記検出
信号によりステッパモータ52mの励磁コイルは断線して
いないと判定された場合には、ステッパモータ52mに通
電可能であると判定される。次に、ステップS12に進ん
で、副スロットル弁THsの開度Θ2を検出するスロット
ルポジションセンサTPS2が断線しているかどうか断線検
出回路52sからの断線検出信号d1により判定される。こ
のステップS12の判定でスロットルポジションセンサTPS
2が断線していないと判定された場合には目標開度Θf
として全開開度が設定される(ステップS13)。そし
て、トラクションコントローラ15からステッパモータ52
mに上記目標開度Θfに基づいたパルス信号が出力され
て副スロットル弁THsが開方向に駆動される(ステップS
14)。また、上記ステップS14においてステッパモータ5
2mの駆動が開始されてからの経過時間Tがマイクロコン
ピュータ15内のタイマに計数される。そして、この経過
時間Tと上記メモリ15mに記憶される判定時間Tjudとが
比較されて、ステッパモータ52mが駆動されてから判定
時間Tjud経過したかが判定される(ステップS15)。こ
のステップS15の判定で判定時間Tjudが経過していない
と判定された場合には、スロットルポジションセンサTP
S2で検出される副スロットル弁THsの開度が目標開度、
つまり全開開度に等しくなったかどうか判定される(ス
テップS16)。このステップS16で「NO」と判定された場
合には、上記ステップS14に戻ってステッパモータ52mが
継続して駆動される。このようなステッパモータ52mの
駆動は上記ステップS15及びステップS16で「NO」と判定
されたいる間継続して行われる。そして、ステッパモー
タ52mが駆動されてから判定時間Tjud経過した場合に
は、スロットル制御系に異常があるとして、トラクショ
ンコントローラ15内のフラグFLGに“1"が設定される
(ステップS17)。
ところで、上記ステップS16において「YES」と判定さ
れた場合には上記判定時間Tjud内に副スロットル弁THs
の開度が目標開度、つまり全開開度に等しくなったの
で、スロットル制御系が正常であると判定されてその処
理が終了される。
上記開始/終了判定部50はスリップ量DVi′、その時
間的変化率ΔDVi′のいずれもそれぞれの基準値以上に
なった場合には、上記スイッチS1〜S3を閉成する。この
場合には以下に述べるようにしてトラクション制御が行
われる。
第1図及び第2図において、車輪速度センサ13,14か
ら出力される従動輪(後輪)の車輪速度は高車速選択部
36,低車速選択部37,求心加速度演算部53に入力される。
上記低車速選択部36においては従動輪の左右輪のうち小
さい方の車輪速度が選択され、上記高車速選択部37にお
いては従動輪の左右輪のうち大きい方の車輪速度が選択
される。通常の直線走行時において、左右の従動輪の車
輪速度が同一速度である場合には、低車速選択部36及び
高車速選択部37からは同じ車輪速度が選択される。ま
た、求心加速度演算部53においては左右の従動輪の車輪
速度が入力されており、その左右の従動輪の車輪速度か
ら車両が旋回している場合の旋回度、つまりどの程度急
な旋回を行なっているかの度合いが算出される。
以下、求心加速度演算部53においてどのように求心加
速度が算出されるかについて説明する。前輪駆動車では
後輪が従動輪であるため、駆動によるスリップに関係な
くその位置での車体速度を車輪速度センサにより検出で
きるので、アッカーマンジオメトリを利用することがで
きる。つまり、定常旋回においては求心加速度GY′は GY′=v2/r ……(4) (v=車速,r=旋回半径)として算出される。
例えば、第19図に示すように車両が右に旋回している
場合において、旋回の中心をMoとし、旋回の中心Moから
内輪側(WRR)までの距離をr1とし、トレッドをΔrと
し、内輪側(WRR)の車輪速度をv1とし、外輪側(WR
L)の車輪速度をv2とした場合に、 v2/v1=(Δr+r1)/r1 ……(5) とされる。
そして、上記(5)式を変形して 1/r1=(v2−v1)/Δr・v1 ……(6) とされる。そしで、内輪側を基準とすると求心加速度G
Y′は GY′=v1/r1 =v1・(v2−v1)/Δr・v1 =v1・(v2−v1)/Δr ……(7) として算出される。
つまり、上記(7)式により求心加速度GY′が算出さ
れる。ところで、旋回時には内輪側の車輪速度v1は外輪
側の車輪速度v2より小さいため、内輪側の車輪速度v1を
用いて求心加速度GY′を算出しているので、求心加速度
GY′は実際より小さく算出される。従って、重み付け部
33で乗算される係数KGは求心加速度GY′が小さく見積
もられるために、小さく見積もられる。従って、駆動輪
速度VFが小さく見積もられるために、スリップ量DV′
(VF−VΦ)も小さく見積もられる。これにより、目
標トルクTΦが大きく見積もられるために、目標エンジ
ントルクが大きく見積もられることにより、旋回時にも
充分な駆動力を与えるようにしている。
ところで、極低速度の場合には、第19図に示すよう
に、内輪側から旋回の中心M0までの距離はr1であるが、
速度が上がるに従ってアンダーステアする車両において
は、旋回の中心はMに移行し、その距離はr(r>r1)
となっている。このように速度が上がった場合でも、旋
回半径をr1として計算しているために、上記第(7)式
に基づいて算出された求心加速度GY′は実際よりも大き
い値として算出される。このため、求心加速度演算部53
において算出された求心加速度GY′は求心加速度補正部
54に送られて、高速では求心加速度GYが小さくなるよう
に、求心加速度GY′に第7図の係数Kvが乗算される。こ
の変数Kvは車速に応じて小さくなるように設定されてお
り、第8図あるいは第9図に示すように設定しても良
い。このようにして、求心加速度補正部54より補正され
た求心加速度GYが出力される。
一方、速度が上がるに従って、オーバステアする(r
<r1)車両においては、上記したアンダーステアする車
両とは全く逆の補正が求心加速度補正部54において行わ
れる。つまり、第10図ないし第12図のいずれかの変数Kv
が用いられて、車速が上がるに従って、上記求心加速度
演算部53で算出された求心加速度GY′を大きくなるよう
に補正している。
ところで、上記低車速選択部36において選択された小
さい方の車輪速度は重み付部38において第4図に示すよ
うに変数Kr倍され、高車速選択部37において選択された
高車速は重み付け部39において変数(1−Kr)倍され
る。変数Krは求心加速度GYが例えば0.9gより大きくなる
ような旋回時に「1」となるようにされ、求心加速度GY
が0.4gより小さくなると「0」に設定される。
従って、求心加速度GYが0.9gより大きくなるような旋
回に対しては、低車速選択部36から出力される従動輪の
うち低車速の車輪速度、つまり選択時における内輪側の
車輪速度が選択される。そして、上記重み付け部38及び
39から出力される車輪速度は加算部40において加算され
て従動輪速度VRとされ、さらに上記従動輪速度VRは乗
算部40′において(1+α)倍されて目標駆動輪速度V
Φとされる。
また、駆動輪の車輪速度のうち大きい方の車輪速度が
高車速選択部31において選択された後、重み付け部33に
おいて第3図に示すように変数KG倍される。さらに、
平均部32において算出された駆動輪の平均車速(VFR+
VFL)/2は重み付け部34において、(1−KG)倍さ
れ、上記重み付け部33の出力と加算部35において加算さ
れて駆動輪速度VFとされる。従って、求心加速度GYが
例えば0.1g以上となると、KG=1とされるため、高車
速選択部31から出力される2つの駆動輪のうち大きい方
の駆動輪の車輪速度が出力されることになる。つまり、
車両の旋回度が大きくなって求心加速度GYが例えば、0.
9g以上になると、「KG=Kr=1」となるために、駆動
輪側は車輪速度の大きい外輪側の車輪速度を駆動輪速度
VFとし、従動輪側は車輪速度の小さい内輪側の車輪速
度を従動輪速度VRとしているために、減算部41で算出
されるスリップ量DVi′(=VF−VΦ)を大きく見積も
っている。従って、目標トルクTΦは小さく見積もるた
めに、エンジンの出力が低減されて、スリップ率Sを低
減させて第18図に示すように横力Aを上昇させることが
でき、旋回時のタイヤのグリップ力を上昇させて、安全
な旋回を行なうことができる。
上記スリップ量DVi′はスリップ量補正部43におい
て、求心加速度GYが発生する旋回時のみ第5図に示すよ
うなスリップ補正量Vgが加算されると共に、スリップ量
補正部44において第6図に示すようなスリップ量Vdが加
算される。例えば、直角に曲がるカーブの旋回を想定し
た場合に、旋回の前半においては求心加速度GY及びその
時間的変化率ΔGYは正の値となるが、カーブの後半にお
いては求心加速度GYの時間的変化率ΔGYは負の値とな
る。従って、カーブの前半においては加算部42におい
て、スリップ量DVi′に第5図に示すスリップ補正量Vg
(>0)及び第6図に示すスリップ補正量Vd(>0)が
加算されてスリップ量DViとされ、カーブの後半におい
てはスリップ補正量Vg(>0)及びスリップ補正量Vd
(<0)が加算されてスリップ量DViとされる。従っ
て、旋回の後半におけるスリップ量DViは旋回の前半に
おけるスリップ量DViよりも小さく見積もることによ
り、旋回の前半においてはエンジン出力を低下させて横
力を増大させ、旋回の後半においては、前半よりもエン
ジン出力を回復させて車両の加速性を向上させるように
している。
このようにして、補正されたスリップ量DViは例えば1
5msのサンプリング時間TでTSn演算部45に送られる。こ
のTSn演算部45内において、スリップ量DViが係数KIを乗
算されながら積分されて補正トルクTSnが求められる。
つまり、 TSn=GKi ΣKI・DVi(KIはスリップ量DViに応じて変化
する係数である) としてスリップ量DViの積算によって求められた補正ト
ルク、つまり積分型補正トルクTSnが求められる。
また、上記スリップ量DViはサンプリング時間T毎にT
Pn演算部46に送られて、補正トルクTPnが算出される。
つまり、 TPn=GKp DVi・Kp(Kpは係数)としてスリップ量DViに
比例する補正トルク、つまり比例型補正トルクTPnが求
められる。
また、上記係数乗算部45b,46bにおける演算に使用す
る係数GKi,GKpの値は、シフトアップ時には変速開始か
ら設定時間後に変速後の変速段に応じた値に切替えられ
る。これは変速開始から実際に変速段が切替わって変速
を終了するまで時間がかかり、シフトアップ時に、変速
開始とともに変速後の高速段に対応した上記係数GKi,GK
pを用いると、上記補正トルクTSn,TPnの値は上記高速段
に対応した値となるため実際の変速が終了してないのに
変速開始前の値より小さくなり目標トルクTΦが大きく
なってしまって、スリップが誘発されて制御が不安定と
なるためである。
また、上記加算部40から出力される従動輪速度VRは
車体速度VBとして基準トルク演算部47に入力される。
そして、車体加速度演算部47aにおいて、車体速度の加
速度B(GB)が演算される。そして、上記車体加速度
演算部47aにおいて算出された車体速度の加速度GBはフ
ィルタ47bにより、上記(1)式乃至(3)式のいずれ
かのフィルタがかけられて、加速度GBの状態に応じて
GBFが変化される。これにより、車体速度の加速度GB
の状態に応じて制御が最適なものとされる。
例えば現在車両の加速度が増加している際に、素早く
範囲「2」の状態に応じた制御へ移行させるため、上記
(1)式に示すように車体加速度GBFは、前回のフィル
タ47bの出力であるGBFn−1と今回検出のGBnとを同
じ重み付けで平均して最新の車体加速度GBFnとして算
出される。
また、例えば現在車両の加速度が減少している際にそ
のスリップ率SがS>S1で第15図で示す範囲「2」→
「3」に移行するような場合には、可能な限り範囲
「2」の状態に応じた制御を維持させるため、車体加速
度GBFは、上記(2)式に示すように前回のフィルタ47b
の出力に重みが置かれて以前の車体加速度GB Fnとして
算出される。
さらに、例えば現在車両の加速度が減少している際に
そのスリップ率SがS≦S1で第15図で示す範囲「2」→
「1」に移行したような場合には、上記(2)式により
車体加速度GBFを算出する場合よりも更に範囲「2」の
状態に応じた制御を維持するため、車体加速度GBFは、
上記(3)式に示すように前回のフィルタ47bの出力に
非常に重みが置かれてさらに以前の車体加速度GBFnと
して算出される。
そして、基準トルク算出部47cにおいて、基準トルク
TG(=GBF・W・Re)が算出される。
そして、上記基準トルクTGと上記積分型補正トルクT
Snとの減算は減算部48において行われ、さらに上記比例
型補正トルクTPnが減算部49において減算される。この
ようにして、目標駆動軸トルクTΦは TΦ=TG−TSn−TPnとして算出される。
この目標駆動輪トルクTΦはスイッチS1を介してエン
ジントルク変換部500に入力され、エンジン16と駆動輪
車軸との間の総ギア比で除算して目標エンジントルクT1
が算出される。この目標エンジントルクT1はトルコン応
答遅れ補正部502において、トルクコンバータの応答遅
れに対する補正がなされて目標エンジントルクT2とされ
る。この目標エンジントルクT2はT/Mフリクション補正
部502に送られてエンジンと駆動輪との間に介在するト
ランスミッションでのフリクション(摩擦)に対する補
正がなされて、目標エンジントルクT3とされる。
T/Mフリクション補正部502においては以下に述べる第
1ないし第7の手法によりT/Mの暖機状態を推定して目
標エンジントルクT3を補正している。
<T/Mフリクション補正の第1の手法> この第1の手法はT/Mの油温OTを油温センサで検出
し、この油温OTが低い場合にはフリクションが大きいた
め、第20図に示すマップが参照されてトルク補正量Tfが
目標エンジントルクT2に加算される。つまり、 T3=T2+Tf(OT) とされる。このように、T/Mの油温OTに応じてフリクシ
ョンによるトルク補正量Tfを決定しているので、T/Mの
フリクションに対して精度の高い目標エンジントルクの
補正を行なうことができる。
<T/Mフリクション補正の第2の手法> この第2の手法を実現するために、T/Mフリクション
補正部502にはT/Mの油温OTの代わりにエンジン冷却水温
WTが入力され、マップm1の代わりにエンジン冷却水温WT
に応じて変化するトルク補正量Tfマップが接続される。
このような構成とすることにより、エンジン16の冷却
水温WTをセンサで計測し、これよりT/Mの暖機状態(油
温)を推定して、トルクを補正する。つまり、 T3=T2+Tf(WT) とされる。ここで、トルク補正量Tf(WT)は図示しない
マップが参照されて、エンジンの冷却水温WTが低いほど
T/Mの油温OTが低いと推定されてトルク補正量Tfが大き
くなるように設定される。このように、エンジンの冷却
水温WTからT/Mのフリクションを推定しているので、T/M
の油温OTを検出するセンサを用いないでも、T/Mのフリ
クションに対する補正を行なうことができる。
<T/Mフリクション補正の第3の手法> この第3の手法を実現するために、T/Mフリクション
補正部502にはT/Mの油温OTの代わりにエンジン冷却水温
WT及びエンジン16の始動直後の冷却水温WTOが入力さ
れ、第21図に示す推定油温XT−トルク補正量Tf特性を示
すマップm2,第22図に示す始動後時間τ−エンジン冷却
水温WT,トランスミッション油温OT特性を示す特性図m3
が接続される。
このような構成とすることにより、エンジン16の始動
直後の冷却水温WT0とリアルタイムの冷却水温WTに基づ
いて第21図のマップが参照されてトルク補正量Tfが目標
エンジントルクT2に加算されて、目標エンジントルクT3
とされる。つまり、 T3=T2+Tf(XT) XT=WT+K0・(WT−WT0) とされる。ここで、XTはT/Mの推定油温、K0はエンジン
の冷却水温WTの温度上昇速度とT/Mオイルの温度上昇速
度との比である。この推定油温XT、エンジンの冷却水温
WT、T/Mの油温OTとエンジン始動後経過時間との関係は
第22図に示しておく。第22図に示すように、始動時間の
経過に伴う推定油温XTの変化は、同始動時間の経過に伴
う油温OTの変化にほぼ等しいものとなる。従って、油温
センサを用いないでも精度良く油温をモニタして、T/M
のフリクションを推定し、これにより目標エンジントル
クを補正している。
<T/Mフリクション補正の第4の手法> この第4の手法を実現するために、T/Mフリクション
補正部502にはT/Mの油温OTの代わりにエンジン冷却水温
WT、エンジン始動後経過時間τ、車速Vcが入力され、マ
ップm1の代わりにエンジン冷却水温WTに応じて変化する
トルク補正量Tfマップが接続される。
このような構成とすることにより、エンジン16の冷却
水温WTとエンジン始動後経過時間τ,車速Vcに基づいて T3=T2+T f(WT)・{1−Kas(τ)・Kspeed(Vc)}
として算出される。ここで、Kasは始動後時間(τ)に
よるテーリング係数(始動後時間の経過と共に徐々に0
に近付く係数)、Kspeedは車速によるテーリング係数
(車速の上昇とともに徐々に0に近付く係数)を示して
いる。つまり、エンジンを始動してから充分に時間が経
過した場合あるいは車速が上がった場合には{…}項が
「0」に近付く。従って、エンジンを始動してから充分
に時間が経過した場合あるいは車速が上がった場合には
T/Mのフリクションによるトルク補正量Tfをなくすよう
にしている。
このように、トランスミッションの暖機状態をエンジ
ン冷却水温,始動後経過時間及び車速より推定するよう
にしたので、同暖機状態をトランスミッションから直接
検出しなくても、トランスミッションの暖機状態に応じ
てトランスミッションのフリクションが変化した場合
に、目標エンジントルクT2にそのフリクションに相当す
るトルクTfだけ増量補正するようにして、エンジントル
クの制御を制度良く行なうことができる。
<T/Mフリクション補正の第5の手法> この第5の手法を実現するために、T/Mフリクション
補正部502にはT/Mの油温OTの代わりにエンジンまたはT/
Mの回転速度Nが入力され、マップm1の代わりに第23図
に示すエンジン回転速度(あるいはトランスミッション
回転速度)N−トルク補正量Tfを示すマップm4が接続さ
れる。
このような構成とすることにより、エンジンまたはT/
Mの回転速度Nに基づいて第23図のマップが参照されて
回転速度Nに基づいてトルク補正量Tfが算出される。つ
まり、 T3=T2+Tf(N) とされる。これはエンジンまたはT/Mの回転速度Nが大
きくなれば、フリクション損失が大きくなるためであ
る。
また、エンジンまたはT/Mの回転速度Nに基づいたト
ルク補正量Tf(N)にT/Mの油温OTによる補正係数Kt(O
T)を乗算することにより、下式のように目標エンジン
トルクT3を算出するようにしても良い。つまり、 T3=T2+Tf(N)・Kt(OT) として、回転速度Nの他に油温OTによってもトルク補正
量Tfを変化させることにより、一層精度の良い目標エン
ジントルクT3を設定することができる。
このように、トランスミッションのフリクションをト
ランスミッションあるいはエンジンの回転速度に応じて
推定するようにしたので、トランスミッションあるいは
エンジンの回転速度が変化して、トランスミッションの
フリクションが変化した場合でも、目標エンジントルク
T2に上記フリクションに相当するトルクTf分だけ増量補
正して目標エンジントルクT3とすることにより、精度良
くエンジン出力を目標エンジントルクに制御することが
できる。
<T/Mフリクション補正の第6の手法> この第6の手法を実現するために、T/Mフリクション
補正部502にはT/Mの油温OTの代わりにエンジン冷却水温
WT、エンジン始動後の吸入空気量Qが入力され、マップ
m1の代わりにエンジン冷却水温WTに応じて変化するトル
ク補正量Tfマップあるいは第24図に示すエンジンの冷却
水温WT−吸入空気量積算値ΣQに対するトルク補正量Tf
を示す3次元マップm5が接続される。
このような構成とすることにより、エンジン16の冷却
水温WTとエンジン始動後の単位時間当りの吸入空気量Q
の積算値とからトランスミッションの暖機状態を推定し
て補正トルクを得ている。つまり、 T3=T2+Tf(WT)・{1−Σ(Kq・Q)} として目標エンジントルクT3が得られる。ここで、Kqは
吸入空気量を損失トルクに変換する係数であり、クラッ
チがオフしているときあるいはアイドルSWがオンしてい
るアイドリング状態ではKq=Kq1に設定され、それ以外
ではKq=Kq0(>Kq1)に設定される。
上記式において、エンジン始動後の単位時間当りの吸
入空気量Qに係数Kqを掛けながら積算してΣ(Kq・Q)
を得て、{1−Σ(Kq・Q)}とエンジンの冷却水温WT
に基づくトルク補正量TW(WT)とを乗算したものを目
標エンジントルクT2に加算している。このようにするこ
とにより、エンジン始動後車両が急加速されて単位時間
当りの吸入空気量Qが急激に増加する場合、つまりエン
ジン冷却水温WTが低くてもトランスミッションは充分暖
機状態にあってT/Mフリクション補正が必要ないような
場合には、{…}項がすぐに「0」になるようにして、
不必要なトルク補正をなくしている。また、アイドリン
グ状態ではKqが小さい値に設定されるが、アイドリング
状態が続いた場合にはトランスミッションが充分に暖機
状態になるまで時間がかかるため、単位時間当りの吸入
空気量Qの積算を極力小さくするように見積もって、エ
ンジン冷却水温に基づくトルク補正量Tfを生かすように
している。このようにして、アイドリング状態が継続さ
れた場合には、上記Tf(WT)項を残すようにして、T/M
のフリクション補正を行なっている。なお、単位時間当
りの吸入空気量Qの積算はエンジン1サイクル当り吸入
空気量A/Nに基づいて算出される。
また、T/MのフリクショントルクTfは第24図に示す3
次元マップを用いて算出するようにしても良い。この場
合には目標エンジントルクT3は下式のように表わされ
る。つまり、 T3=T2+Tf(WT,ΣQa) ところで、第24図において、ΣQaがある一定値以上に
なるとTfは「0」になるように設定されている。これは
吸入空気量の総和が一定値以上になるとT/Mオイルが充
分に暖められてT/Mのフリクションが無視できるように
なっていると判定されるためである。
このように、T/Mの暖機状態をエンジンの冷却水温と
エンジン始動後の吸入空気量の積算値により推定するよ
うにし、この推定されたT/Mの暖機状態に応じてトルク
補正量Tfを変化させるようにしたので、同暖機状態をト
ランスミッションから直接検出しなくても、精度良くエ
ンジン出力を目標エンジントルクに制御することができ
る。さらに、アイドリング状態時には吸入空気量の積算
を少なく見積もるようにしたので、アイドリング状態が
継続した場合でも、T/Mが暖機状態に到達しない現象を
正確に把握することができる。つまり、アイドリング状
態に続いている場合には、トルク補正量Tfをアイドリン
グ状態でない状態より多めに見積もるようにしている。
<T/Mフリクション補正の第7の手法> この第7の手法を実現するために、T/Mフリクション
補正部502にはT/Mの油温OTの代わりにエンジン冷却水温
WT、エンジン始動後の走行距離ΣVsが入力され、マップ
m1の代わりにエンジン冷却水温WTに応じて変化するトル
ク補正量Tfマップが接続される。
エンジン16の冷却水温WTあるいはエンジン16の油温と
エンジン始動後の走行距離ΣVsとによって、トルク補正
量Tfを求める。つまり、T3=T2+Tf(WT)・{1−Σ
(Kv・Vs)} ここで、Kvは走行距離(=ΣVs)を出力補正に変換す
る係数であり、アイドルSWがオンあるいはクラッチがオ
フされているようなアイドリング状態においてはKv=Kv
1に設定され、それ以外ではKv=Kv2(>Kv1)とされ
る。
上記式において、エンジン始動後の走行距離ΣVsに補
正係数Kvを掛けながら積算してΣ(Kv・Vs)を得て、
{1−Σ(Kv・Vs)}とエンジンの冷却水温WTに基づく
トルク補正量Tf(WT)とを乗算したものを目標エンジン
トルクT2に加算している。このようにすることにより、
エンジン始動後車両が走行してその走行距離が増加した
場合、{…}項が「0」に近付くようにして、不要なト
ルク補正をなくしている。
また、アイドリング状態ではトランスミッションの負
荷が小さいので、トランスミッションの油温の上昇は穏
やかである。このため、トランシミッションでのトルク
損失は徐々にしか低下しない。従って、アイドリング状
態ではKvを小さい値に設定しておくことにより、{…}
項をゆっくりと「0」に近付けるようにして、トルク補
正をできるだけ長く行なうようにしている。
このように、トランスミッションの油温センサ等を用
いてトランスミッションから直接暖機状態を検出しない
でもトランスミッションの暖機状態をエンジンの冷却水
温とエンジン始動後の走行距離により推定するように
し、この推定されたトランスミッションの暖機状態に応
じてトルク補正量Tfを変化させるようにしたので、精度
良くエンジン出力を目標エンジントルクに制御すること
ができる。さらに、アイドリング状態時には走行距離は
積算されないため、アイドリング状態が継続した場合で
も、トランスミッションが暖機状態に到達しない現象を
正確に把握することができる。
次に、T/Mフリクション補正部502から出力される目標
エンジントルクT3は外部負荷補正部503に送られて、エ
アコン等の外部負荷がある場合には、目標エンジントル
クT3が補正されて目標エンジントルクT4とされる。この
外部負荷補正部503での補正は下記する第1及び第2の
手法のいずれかの手法により行われる。
<外部負荷補正の第1の手法> エアコン負荷に応じて目標エンジントルクT3を補正し
て目標エンジントルクT4とする。つまり、 T4=T3+TL とされる。ここでTLは、エアコンがオンされている時
に定数値に設定され、エアコンがオフされているときに
は「0」に設定される。このようにして、エアコン負荷
がある場合には、目標エンジントルクT3にエアコン負荷
に相当する損失トルクTLを加えて、目標エンジントル
クT4とすることにより、エアコン負荷によるエンジン出
力の低下を防止している。
また、エアコン負荷の大きさがエンジン回転速度Neに
応じて変化することに着目して、第25図に示すようにエ
ンジン回転速度Neに応じた損失トルクTLをマップm11に
記憶させておいて、目標エンジントルクT4を算出するよ
うにしても良い。つまり、 T4=T3+TL(Ne) としても良い。
<外部負荷補正の第2の手法> この第2の手法を実現するために、外部負荷補正部50
3にはエアコンスイッチSW、エンジン回転速度Neの代わ
りに、パワステスイッチ、パワステポンプ油圧OPが入力
され、マップm11の代わりに第26図に示すポンプ油圧OP
と損失トルクTLとの関係を示すマップm12が接続され
る。
このように構成することにより、パワーステアリング
負荷に応じて目標エンジントルクT3を補正して目標エン
ジントルクT4している。つまり、 T4=T3+TL とされる。ここで、TLはパワーステアリングがオンさ
れている時に定数値に設定され、パワーステアリングが
オフされているときには「0」に設定される。このよう
にして、パワーステアリング負荷がある場合には、目標
エンジントルクT3にパワーステアリング負荷に相当する
損失トルクTLを加えて、目標エンジントルクT4とする
ことにより、パワーステアリング負荷によるエンジン出
力の低下を防止している。
また、パワーステアリング負荷の大きさがパワステポ
ンプ油圧OPに応じて変化することに着目して、第26図に
示すようにパワステポンプ油圧OPに応じた損失トルクT
Lをマップに記憶されておいて、目標エンジントルクT4
を算出するようにしても良い。つまり、T4=T3+TL(O
P)としても良い。
<外部負荷補正の第3の手法> オルタネータ発電によるエンジンに対する負荷に応じ
て目標エンジントルクT3を補正して、目標エンジントル
クT4を求めている。つまり、ヘッドライトや電動ファン
などのエンジンに対する負荷が変動し、オルタネータ発
電量が上下する。このため、バッテリ電圧やオルタネー
タの励磁電流を検出することにより、オルタネータ発電
量を推定して、エンジンに対する負荷を推測している。
バッテリ電圧をVbとした場合に目標エンジントルクT4
は下記のようになる。
T4=T3+TL(Vb) ここで、損失トルクTL(Vb)は第27図に示すように
バッテリ電圧Vbとの関係がある。つまり、バッテリ電圧
Vbが低いと電気負荷が大きいと推定されて損失トルクT
Lは大きくされ、目標エンジントルクT4を大きくしてい
る。
また、オルタネータ励磁電流(iΦ)をパラメータと
した損失トルクを加算することにより目標エンジントル
クT4を求めている。つまり、 T4=T3+TL(iΦ) として計算している。ここで、損失トルクTLは第28図
のマップを参照して求められる。
また、第29図に示す特性図からエンジン回転速度Neに
対するオルタネータ効率の補正量Kを得て、次式から目
標エンジントルクT4を算出するようにしても良い。
T4=T3+TL(iΦ)・K(Ne) なお、上記2つの式において、オルタネータ励磁電流
iΦを検出してトルク補正量を求めているが、オルタネ
ータ励磁電流iΦの代わりにオルタネータ発電電流(充
電電流)を用いるようにしても良い。
このようにして、ヘッドライトや電動ファンなどのエ
ンジンに対する負荷が変動してオルタネータ発電量が上
下してエンジン出力が変動するような場合でも精度良く
エンジン出力を目標エンジントルクに制御することがで
きる。
上記のようにして算出された目標エンジントルクT4は
大気条件補正部504に送られて、大気圧により上記目標
エンジントルクT4が補正されて目標エンジントルクT5と
される。つまり、 T5=T4+Tp(AP) ここで、Tpは第30図のマップに示すトルク補正量であ
る。つまり、高地などのように気圧の低い地域ではポン
ピング損失の低下や背圧低下による燃焼速度の向上によ
りエンジン出力が上昇するので、その分だけトルク補正
量Tpを減じるようにしている。
このように、いかなる大気条件においても精度良くエ
ンジン出力を目標エンジントルクに制御することができ
る。
このようにして、大気圧により補正された目標エンジ
ントルクT5は運転状態補正部505に送られて、エンジン
の運転状態、つまり暖機状態に応じて上記目標エンジン
トルクT5が補正されて目標エンジントルクT6とされる。
以下、エンジン16の暖機状態に応じて運転状態補正を決
定する第1ないし第3の手法について説明する。
<エンジンの運転条件補正の第1の手法> エンジン冷却水温WTによって、目標エンジントルクT6
を算出するもので、第31図のマップが参照されてエンジ
ンの冷却水温WTに応じてトルク補正量TWが上記目標エ
ンジントルクT5に加算されて目標エンジントルクT6とさ
れる。つまり、 T6=T5+TW(WT) とされる。第31図に示すように、冷却水温WTが低いほど
エンジン16が暖機状態になっていないのでトルク補正量
TWは大きくされる。
また、上記トルク補正量TWをエンジン冷却水温WTと
エンジン回転速度Neとでマップ(図示しない)するよう
にしても良い。つまり、 T6=T5+TW(WT,Ne) とされる。
このようにして、エンジンの冷却水温によりエンジン
の暖機状態を推定しているので、エンジンの暖機状態を
精度良く把握でき、エンジンの暖機状態に応じて目標エ
ンジントルクを補正するようにしたので、エンジンの暖
機状態がいかなる状態でもエンジン出力を目標エンジン
トルクに制御することができる。
<エンジンの運転条件補正の第2の手法> この第2の手法を実現するために、運転条件補正部50
5にはマップm32の他に第32図に示すエンジン始動後経過
時間τ−トルク補正量Tas特性を示すマップm32が接続さ
れると共に、エンジン回転速度Neの代わりにエンジン始
動後の経過時間τが入力される。
このように構成することにより、第32図に示すような
エンジン始動後の時間τに応じたトルク補正量Tas
(τ)を目標エンジントルクT5に加算することにより、
目標エンジントルクT6を得ている。つまり、 T6=T5+Tas(τ) としている。このようにして、エンジン始動後経過時間
τによりエンジンの暖機状態を推定している。
また、エンジン始動後時間τと冷却水温WTにより決定
される3次元マップ(図示しない)によりトルク補正量
Tasを求めるようにしても良い。つまり、 T6=T5+Tas(τ,WT) としても良い。このようなマップを用いることにより始
動時の冷却水温WT0を計測し、経過時間τに応じてトル
ク補正量Tasを決定したり、経過時間τ時の冷却水温WT
を計測することにより、トルク補正量Tasを決定すよう
にしても良い。
また、エンジン冷却水温WTに応じたトルク補正量TW
(WT)とエンジン始動後経過時間τをパラメータ補正係
数Kas(τ)を乗算するようにしてトルク補正量を求
め、これを目標エンジントルクT5に加算して目標エンジ
ントルクT6を求めるようにしても良い。
つまり、 T6=T5+TW(WT)・Kas(τ) としても良い。
ここで、 TW(WT)はエンジン冷却水温WTに応じたトルク補正
量、 Kas(τ)はエンジン始動後経過時間τによる補正係
数 である。
このようにして、エンジンの冷却水温とエンジン始動
後の経過時間によりエンジンの暖機状態を推定すること
によりエンジン出力の変動を推定するようにし、目標エ
ンジントルクを補正するようにしたので、エンジンの暖
機状態がいかなる状態でもエンジン出力を目標エンジン
トルクに制御することができる。
<エンジンの運転条件補正の第3の手法> この第3の手法を実現するために、運転条件補正部50
5にはマップm31の代わりに、第33図に示すエンジン油温
−トルク補正量Tj特性を示すマップm31が接続され、エ
ンジン冷却水温WTの代わりにエンジンの油温OTが入力さ
れる。
このように構成することにより、第3の手法において
は、エンジンの油温OTから第33図のマップを参照してト
ルク補正量Tjを求めている。つまり、 T6=T5+Tj(OT) として算出される。このように、エンジンの油温OTから
エンジンの冷却水温WTを推定して、エンジンの暖機状態
を検出するようにしている。
なお、図示しないエンジンの油温OTとエンジン回転速
度Neの3次元マップによりトルク補正量Tjを得るするよ
うにしても良い。つまり、 T6=T5+Tj(OT,Ne) としても良い。
このようにして、エンジンの回転により温度が上昇さ
れるエンジン油の温度を検出することによりエンジンの
暖機状態を検出し、目標エンジントルクを補正するよう
にしたので、エンジンの暖機状態がいかなる状態でもエ
ンジン出力を目標エンジントルクに制御することができ
る。
<エンジンの運転条件補正の第4の手法> この第4の手法を実現するために、運転条件補正部50
5にはマップ31を接続しなくても良い。さらに、この運
転条件補正部505にはエンジン冷却水温WT,エンジン回転
速度Neの代わりに、燃焼室壁温CT,単位時間当たりの吸
入空気量Q,筒内圧CP等が入力される。
このように構成することにより、この第4の手法は燃
焼室壁温CT,単位時間当りの吸入空気量Qの積分値ΣQ,
筒内圧CPによって、目標エンジントルクT5を補正して目
標エンジントルクT6を求めている。つまり、 T6=T5+Tc(CT/CT0)・ Kcp(cp/cp0)・{1−Kq・Σ(Q)} とされる。
ここで、 CTはエンジンの燃焼室壁温度、 CT0はエンジン始動時の燃焼室壁温度、 Tcはエンジンの燃焼室壁温度CTとエンジン始動時の燃
焼室温度CT0との比(CT/CT0)によるトルク補正量、 CPはエンジンの筒内圧、 CP0はエンジン始動時の筒内圧、 Kcpは上記筒内圧CPとエンジン始動時の筒内圧CP0との
比(CP/CP0)による補正係数、 Kqは始動後の吸入空気量の積算値をトルク補正係数に
変換する係数である。
このように、燃焼室壁温とエンジン始動後の吸入空気
量の積算値と筒内圧とにより、エンジンの暖機状態を検
出し、目標エンジントルクを補正するようにしたので、
エンジンの暖機状態がいかなる状態でもエンジン出力を
目標エンジントルクに制御することができる。
また、エンジンの運転条件によって補正された後の目
標エンジントルクT6は下限値設定部506において、エン
ジントルクの下限値が制限される。このように、目標エ
ンジントルクT6の下限値を第16図あるいは第17図を参照
して制御することにより、目標エンジントルクが低くす
ぎて、エンジンストールが発生することを防止してい
る。
そして、上記下限値設定部506から出力される目標エ
ンジントルクT7は目標空気量算出部507に送られて上記
目標エンジントルクT7を出力するための目標空気量(質
量)A/Nmが算出される。
この目標空気量算出部507においては、エンジン回転
速度Neと目標エンジントルクTe1とから第34図の3次元
マップが参照されて目標空気量(質量)A/Nmが求められ
る。つまり、 A/Nm=f[Ne,T7] として算出される。
ここで、A/Nmは吸気行程1回当りの吸入空気量(質
量)、 f[Ne,T7]はエンジン回転速度Ne,目標エンジントル
クT7をパラメータとした3次元マップである。
なお、A/Nmはエンジン回転速度Neに対して第35図に示
すような係数Kaと目標エンジントルクT7との乗算、つま
り、 A/Nm=Ka(Ne)・T7 としても良い。さらに、Ka(Ne)を係数としても良い。
さらに、上記目標空気量算出部507において、上記吸
入空気量(質量)A/Nmが吸気温度及び大気圧により補正
されて標準大気状態での吸入空気量(体積)A/Nvに換算
される。
つまり、A/Nv =(A/Nm)/{Kt(AT)・Kp(AT)} とされる。ここで、 A/Nvはエンジン1回転当りの吸入空気量(体積)、 Ktは第36図に示すように吸気温(AT)をパラメータとし
た密度補正係数、 Kpは第37図に示すように大気圧(AT)をパラメータとし
た密度補正係数を示している。
このようにして算出された目標吸入空気量A/Nv(体
積)は目標空気量補正部508において吸気温による補正
が行われて、目標空気量A/N0とされる。
つまり、A/N0 =(A/Nv)・Ka′(AT) とされる。
ここで、A/N0は補正後の目標空気量、 A/Nvは補正前の目標空気量、 Ka′は吸気温(AT)による補正係数 (第38図) である。
このように、目標空気量A/Nv(体積)を吸気温(AT)
により補正して目標空気量A/N0とすることにより、吸気
温(AT)が変化してエンジンの燃焼室への吸入効率が変
化した場合でも上記燃焼室へ目標空気量A/N0だけ精度良
く空気を送ることができ、目標エンジン出力を精度良く
達成することができる。
以下、目標空気量補正部508から出力される目標空気
量A/N0は目標スロットル開度算出部509に送られ、第39
図の3次元マップが参照されて主スロットル弁THmの開
度Θ1と目標空気量A/N0に対する副スロットル弁THsの
開度Θtが求められる。
ところで、上記目標空気量補正部508から出力される
補正された目標空気量A/N0は減算部513に送られて所定
のサンプリング時間毎にエアフローセンサで検出される
現在の空気量A/Nとの差ΔA/Nが算出される。このΔA/N
はPID制御部514に送られて、ΔA/Nに基づきPID制御が行
われて、ΔA/Nに相当する開度補正量ΔΘ2が算出され
る。この開度補正量ΔΘ2は加算部51において、上記開
度Θtと加算されて所定のサンプリング時間毎にフィー
ドバック補正された目標開度Θfが算出される。
Θf=Θt+ΔΘ2 とされる。ここで、上記開度補正量ΔΘは比例制御によ
る開度補正量ΔΘp、積分制御による開度補正量ΔΘ
i、微分制御による開度補正量ΔΘdを加算したもので
ある。つまり、 ΔΘ=ΔΘp+ΔΘi+ΔΘd とされる。
ここで、 ΔΘp=Kp(Ne)・Kth(Ne)・ΔA/N ΔΘi=Ki(Ne)・Kth(Ne)・Σ(ΔA/N) ΔΘd=Kd(Ne)・Kth(Ne)・ {ΔA/N−ΔA/Nold} として上記PID制御部514において算出される。ここで、
Kp,Ki,Kdはエンジン回転速度Neをパラメータとした比
例、積分、微分ゲインであり、第40図乃至第42図にその
特性図を示しておく。また、Kthはエンジン回転数Neを
パラメータとしたΔA/N→ΔΘ変換ゲイン(第43図)、
ΔA/Nは目標空気量A/N0と計測した現在の空気量A/Nとの
偏差、ΔA/N0ldは1回前のサンプリングタイミングでの
ΔA/Nである。
上記のようにして求められた目標開度Θfは副スロッ
トル弁の開度信号Θsとしてトラクションコントローラ
15に送られる。このトランションコントローラ15は上記
駆動量に相当する開度信号Θsに応じた数のパルス信号
を上記駆動周期Tdr(msecで上記ステッパモータ52mに出
力する。従って、バッテリ電圧Vbが12Vより小さくなれ
ばなるほど、上述したように駆動周期Tdrは小さく設定
されるので、パルス信号の間隔は長くされ、ステッパモ
ータ52mはゆっくりと回動される。上記駆動量に相当す
る開度信号Θsに応じた数のパルス信号により上記ステ
ッパモータ52mが回動されると、ステッパモータ52mは停
止される。
このように、バッテリ電圧Vbが小さくなればなるほ
ど、ステッパモータ52mに出力されるパルス信号の間隔
は長くされる。従って、バッテリ電圧Vbが低下してステ
ッパモータ52mの駆動力が弱まり、次のステップまで回
動するのに時間がかかっても、パルス信号の間隔が長く
されるので、ステッパモータ52mが回動する途中で次の
パルス信号が印加されることにより発生する脱調を防止
することができる。
ところで、上記高車速選択部37から出力される大きい
方の従動輪車輪速度が減算部55において駆動輪の車輪速
度VFRから減算される、さらに、上記高車速選択部37か
ら出力される大きい方の従動輪車輪速度が減算部56にお
いて駆動輪の車輪速度VFLから減算される。従って、減
算部55及び56の出力を小さく見積もるようにして、旋回
中においてもブレーキを使用する回数を低減させ、エン
ジントルクの低減により駆動輪のスリップを低減させる
ようにしている。
上記減算部55の出力は乗算部57においてKB倍(0<
KB<1)され、上記減算部56の出力は乗算部58におい
て(1−KB)倍された後、加算部59において加算され
て右側駆動輪のスリップ量DV FRとされる。また同時
に、上記減算部56の出力は乗算部60においてKB倍さ
れ、上記減算部55の出力は乗算部61において(1−K
B)倍された後加算部62において加算されて左側の駆動
輪のスリップ量DV FLとされる、上記変数KBは第13図に
示すようにトラクションコントロールの制御開始からの
経過時間tに応じて変化するもので、トラクションコン
トロールの制御開始時には「0.5」とされ、トラクショ
ンコントロールの制御が進むに従って、「0.8」に近付
くように設定されている。つまり、ブレーキにより駆動
輪のスリップを低減させる場合には、制動開始時におい
ては、両車輪に同時にブレーキを掛けて、例えばスプリ
ット路でのブレーキ制動開始時の不快なハンドルショッ
クを低減させることができる。一方、ブレーキ制御が継
続されて行われて、上記KBが「0.8」となった場合の動
作について説明する。この場合、一方の駆動輪だけにス
リップが発生したとき他方の駆動輪でも一方の駆動輪の
20%分だけスリップが発生したように認識してブレーキ
制御を行なうようにしている。これは、左右駆動輪のブ
レーキを全く独立にすると、一方の駆動輪にのみブレー
キがかかって回転が減少するとデフの作用により今度は
反対側の駆動輪がスリップしてブレーキがかかり、この
動作が繰返えされて好ましくないためである。上記右側
駆動輪のスリップ量DV FRは微分部63において微分され
てその時間的変化量、つまりスリップ加速度GFRが算出
されると共に、上記左側駆動輪のスリップ量DV FLは微
分部64において微分されてその時間的変化量、つまりス
リップ加速度GFLが算出される。そして、上記スリップ
加速度GFRはブレーキ液圧変化量(ΔP)算出部65に送
られて、第14図に示すGFR(GFL)−ΔP変換マップが
参照されてスリップ加速度GFRを抑制するためのブレー
キ液圧の変化量ΔPが求められる。
さらに、上記変化量ΔPは、スイッチS2の閉成時、つ
まり開始/終了判定部50による制御開始条件成立判定の
際にインレットバルブ17i及びアウトレットバルブ17oの
開時間Tを算出するΔP−T変換部67に与えられる。つ
まり、ΔP−T変換部67において算出されたバルブ開時
間Tが右側駆動輪WFRのブレーキ作動時間FRとされる。
また、同様に、スリップ加速度GFLはブレーキ液圧変化
量(ΔP)算出部66に送られて、第14図に示すGFR(G
FL)−ΔP変換マップが参照されて、スリップ加速度G
FLを抑制するためのブレーキ液圧の変化量ΔPが求めら
れる。この変化量ΔPは、スイッチS3閉成時、つまり開
始/終了判定部50による制御開始条件成立判定の際にイ
ンレットバルブ18i及びアウトレットバルブ18oの開時間
Tを算出するΔP−T変換部68に与えられる。つまり、
ΔP−T変換部68において算出されたバルブ開時間Tが
左側駆動輪WFLのブレーキ作動時間FLとされる。これに
より、左右の駆動輪WFR,WFLにより以上のスリップが生
じることが抑制される。
なお、第14図において、旋回時にブレーキを掛ける場
合には、内輪側の駆動輪のブレーキを強化するために、
旋回時の内輪側は破線aで示すようになっている。この
ようにして、旋回時において荷重移動が外輪側に移動し
て、内輪側がすべり易くなっているのを、ブレーキ液圧
の変化量ΔPを内輪側を外輪側よりも大きめとすること
により、旋回時に内輪側がすべるのを防止させることが
できる。
なお、上記実施例においてステップS13で目標開度Θ
fを全開開度として副スロットル弁の制御系の異常を検
出するようにしたが、副スロットル弁THsの全閉位置を
検出する全閉スイッチを設け、目標開度Θfを全閉開度
として副スロットル弁の制御系の異常を検出するように
しても良い。また、目標開度Θfを全開開度あるいは全
閉開度としないで、それらの中間の所定開度とし、スロ
ットルポジションセンサTPS2で検出される副スロットル
弁THsの開度が判定時間Tjud内に上記目標開度Θfにほ
ぼ等しくならない場合にはスロットル制御系の異常であ
ると判定するようにしても良い。
なお、上記実施例のステップS4では第47図のマップを
参照して駆動周期Tdrから判定時間Tjudを求めるように
したが、第48図のマップを参照してバッテリ電圧Vbから
求めるようにしても良い。
なお、上記実施例においては副スロットル弁THsはス
テッパモータ52mにより駆動するようにしたが、DCモー
タであっても良い。DCモータは供給される電源電圧が低
下するに従って、モータを所定量回動させるのに要する
時間は長くなる。つまり、DCモータを使用した場合には
第44図のステップS3の処理は不要となる。従って、駆動
周期Tdrは求められないので、DCモータを使用した場合
の判定時間Tjudは第48図のマップを参照して、バッテリ
電圧Vbより求めるようにすれば良い。
なお、上記実施例においてはイグニションスイッチが
オンされる毎に第44図のフローチャートの制御は開始さ
れたが、イグニションスイッチがオフされる毎に第44図
のフローチャートの制御を開始させるようにしても良
い。さらに、トラクション制御中あるいはトラクション
制御が行われていない時に、適宜第44図のフローチャー
トの制御を開始させるようにしても良い。
さらに、上記実施例においては第46図のマップを参照
してステッパモータ52mの駆動周期Tdrを可変とするよう
にしたが、バッテリ電圧Vbが基準電圧Vref以上である場
合には短い駆動周期Aを選択し、バッテリ電圧Vbが基準
電圧Vrefより小さい場合には長い駆動周期Bを選択する
ようにしても良い。さらにまた、第46図のマップにおい
て、バッテリ電圧Vbが12V以上では駆動周期Tdrを一定で
あるようにしたが、バッテリ電圧Vbが12V以上でもさら
に破線Aに示すようにバッテリ電圧Vbに応じて駆動周期
Tdrを短くするようにしても良い。
なお、上記実施例においては、エンジンへの吸気経路
に主、副スロットル弁の2つのスロットル弁が配設さ
れ、副スロットル弁の開度をステッパモータにより制御
しているエンジンについて説明したが、本発明はこれに
限らず1つのスロットル弁を電気的に制御してエンジン
出力を制御しているエンジンにも適用することができ
る。このようなエンジンにおいて、イグニションスイッ
チがオンあるいはオフ時にスロットル制御系の異常判定
が行われた場合には、第45図のステップS16あるいはS17
が終了してからスロットル弁を全閉位置に戻す処理が必
要であり、トラクション制御中にスロットル制御系の異
常判定が行われた場合には、スロットル弁を制御に応じ
た開度に戻す必要がある。
また、エンジンへの吸気経路に主、副スロットル弁の
2つのスロットル弁が配設され、副スロットル弁の開度
をモータにより制御しているエンジンおいて、イグニシ
ョンスイッチがオンあるいはオフ時にスロットル制御系
の異常判定をした場合には、副スロットル弁を全開位置
に戻す必要があり、トラクション制御中にスロットル制
御系の異常判定を行った場合には、副スロットル弁を制
御に応じた開度に戻す必要がある。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、エンジンの吸気
経路にスロットル弁を設け、そのスロットル弁の開度を
電気的に制御することによりエンジン出力を制御してい
る電子制御スロットル弁の駆動装置において、スロット
ル弁を駆動するモータに供給される電源電圧が低下した
場合には、スロットル弁の異常を検出する判定時間を長
くするようにしたので、スロットル弁制御系の異常に関
する誤判定を防止することができる電子制御スロットル
弁の駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は本発明に係わる副スロットル弁の開度制
御装置が採用された加速スリップ防止装置の全体的な構
成図、第1図(B)は主スロットル弁及び副スロットル
弁の配置を示す図、第2図は第1図のトラクションコン
トローラの制御を機能ブロック毎に分けて示したブロッ
ク図、第3図は求心加速度GYと変数KGとの関係を示す
図、第4図は求心加速度GYと変数Krとの関係を示す図、
第5図は求心加速度GYとスリップ補正量Vgとの関係を示
す図、第6図は求心加速度の時間的変化量ΔGYとスリッ
プ補正量Vdとの関係を示す図、第7図乃至第12図はそれ
ぞれ車体速度VBと変数Kvとの関係を示す図、第13図は
ブレーキ制御開始時から変数KBの経時変化を示す図、
第14図はスリップ量の時間的変化量GFR(GFL)とブレ
ーキ液圧の変化量ΔPとの関係を示す図、第15図及び第
18図はそれぞれスリップ率Sと路面の摩擦係数μとの関
係を示す図、第16図はTlim−t特性を示す図、第17図は
Tlim−VB特性を示す図、第19図は旋回時の車両の状態
を示す図、第20図はトランシスッション油温OT−トルク
補正量Tf特性図、第21図はXT−トルク補正量Tf特性図、
第22図は始動後時間τ−エンジン冷却水温WT,トランス
ミッション油温OT特性図、第23図は回転速度N−トルク
補正量Tf特性図、第24図はエンジンの冷却水温WT−吸入
空気量積算値ΣQに対するトルク補正量Tfを示す3次元
マップ、第25図は回転速度Neと損失トルクTLとの関係
を示す図、第26図はポンプ油温OPと損失トルクTLとの
関係を示す図、第27図はバッテリ電圧Vbと損失トルクT
Lとの関係を示す図、第28図はエンジン回転速度Neとオ
ルタネータの励磁電流iΦに対する損失トルクTLを示
す3次元マップ、第29図は励磁電流iΦに対するオルタ
ネータ効率Kを示す図、第30図は大気圧−トルク補正量
Tp特性図、第31図はエンジンの冷却水温WT−トルク補正
量TW特性図、第32図はエンジン始動後経過時間τ−ト
ルク補正量Tas特性図、第33図はエンジン油温−トルク
補正量Tj特性図、第34図は目標エンジントルクT7−エン
ジン回転速度Neに対するエンジン1回転当りの吸入空気
量A/Nm(質量)を示す3次元マップ、第35図は係数Kaの
エンジン回転速度Ne特性図、第36図は係数Ktの吸気温度
特性を示す図、第37図は係数Kpの大気圧特性を示す図、
第38図は係数Ka′の吸気温度特性を示す図、第39図は目
標空気量A/N0−主スロットル弁開度Θ1に対する副スロ
ットル弁THsの開度Θtを示す3次元マップ、第40図は
比例ゲインKpのエンジン回転速度特性を示す図、第41図
は積分ゲインKiのエンジン回転速度特性を示す図、第42
図は微分ゲインKdのエンジン回転速度特性を示す図、第
43図は変換ゲインのエンジン回転速度特性を示す図、第
44図はバッテリ電圧チェック用フローチャートを示す
図、第45図はスロットル弁制御系の異常検出ルーチンを
示すフローチャート、第46図はバッテリ電圧Vbとステッ
パモータの駆動周期Tdrとの関係を示すマップ、第47図
は駆動周期Tdrと判定時間Tjudとの関係を示すマップ、
第48図はバッテリ電圧Vbと判定時間Tjudとの関係を示す
マップである。 11〜14……車輪速度センサ、15……トラクションコント
ローラ、45……TSn演算部、45b,46b……係数乗算部、46
……TPn演算部、47……基準トルク演算部、503……エン
ジントルク算出部、507……目標空気量算出部、53……
求心加速度演算部、54……求心加速度補正部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 誠 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 上田 克則 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−91644(JP,A) 特開 昭63−138132(JP,A) 特開 昭61−152933(JP,A) 特開 昭59−190448(JP,A) 特開 昭61−226540(JP,A) 特開 昭60−125745(JP,A) 実開 平1−97058(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 45/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの吸気経路にスロットル弁を設
    け、そのスロットル弁の開度を電気的に制御することに
    よりエンジン出力を制御している電子制御スロットル弁
    の駆動装置において、上記スロットル弁を駆動する駆動
    モータと、この駆動モータに供給されるモータ駆動用電
    源と、所定の判定時間内に上記スロットル弁が所定の開
    度まで駆動されない場合に上記スロットル弁制御系の異
    常を検出するスロットル弁制御系異常検出手段と、上記
    モータ駆動用電源の電源電圧の低下に応じて上記判定時
    間を長く設定する判定時間設定手段とを具備したことを
    特徴とする電子制御スロットル弁の駆動装置。
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