JP3073591B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP3073591B2 JP04059969A JP5996992A JP3073591B2 JP 3073591 B2 JP3073591 B2 JP 3073591B2 JP 04059969 A JP04059969 A JP 04059969A JP 5996992 A JP5996992 A JP 5996992A JP 3073591 B2 JP3073591 B2 JP 3073591B2
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    • B60K31/00Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/50Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/501Vehicle speed

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両のアクセルペダルとエン
ジンのスロットル弁とのメカニカルリンクを切離して、
モータ等よりなるアクチュエータによってスロットル弁
を電気的に制御するようにしたスロットル制御装置が提
案されている。そして例えば特開昭59-122745 号公報に
開示された「車両用アクセル制御装置」では、アクセル
ペダルの変化量が小さいときには、アクセル操作に対す
るスロットル開度変化が小さくなるようにスロットル制
御ゲインを下げて速度の微細な調整を容易にするととも
に、アクセルペダルの変化量が大きいときには、アクセ
ル操作に対するスロットル開度変化が大きくなるように
スロットル制御ゲインを上げて、運転者の意志に則した
加速性を得るようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
走行状態は交通流の緩急によって制約を受けるから、ス
ロットル制御ゲインを単にアクセルペダルの変化量に応
じて変更するのみでは、定常コントロール性に欠け、さ
らに燃費も悪化する。
【0004】上述の事情に鑑み、本発明は、運転者の意
志に則した走行性が得られるとともに、運転操作性を損
なうことなしに燃費の向上を図ることができるエンジン
の制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項1の解決手段は、運転者の運転操作状態の変
化を検出する第1の検出手段と、前記運転者の運転操作
状態の変化に対する車両走行状態の変化を検出する第2
の検出手段と、前記第2の検出手段により検出された車
両走行状態の変化に対応して予め記憶された運転操作状
態の変化の基準しきい値を算出する基準しきい値算出手
段と、前記第1の検出手段により検出された運転操作状
態の変化と前記基準しきい値算出手段により算出された
基準しきい値とを比較する比較手段と、前記比較手段に
より、検出された運転操作状態の変化が基準しきい値よ
り大きいと判定された場合には、運転操作に対するエン
ジン出力変化感度を増大させ、かつ検出された運転操作
状態の変化が基準しきい値より小さいと判定された場合
には、運転操作に対するエンジン出力変化感度を減少さ
せるエンジン出力制御手段とを備えてなるものとする。
【0006】そして、請求項2の発明では、前記請求項
1の発明において、前記第1の検出手段で検出される運
転操作状態の変化はアクセル変動率であらわされ、前記
第2の検出手段で検出される車両走行状態の変化は車速
変動率であらわされるものとする。ここで、アクセル変
動率および車速変動率はそれぞれ下式であらわされる。
【0007】アクセル変動率=アクセル開度標準偏差/
平均アクセル開度×100 %車速変動率=車速標準偏差/
平均車速×100 %また、請求項3の発明では、前記請求
項2の発明において、前記基準しきい値算出手段は、前
記車速変動率の増大に応じて増大する基準しきい値を設
定し、前記アクセル変動率が前記基準しきい値よりも大
きい場合、前記エンジン出力制御手段はスロットル制御
ゲインを増大させるものとする。
【0008】更に、請求項4の発明の解決手段は、運転
者の運転操作状態の変化を検出する第1の検出手段と、
前記運転者の運転操作状態の変化に対する車両走行状態
の変化を検出する第2の検出手段と、前記第1および第
2の検出手段によりそれぞれ検出された運転操作状態の
変化と車両走行状態の変化とを比較する比較手段と、前
記比較手段により、運転操作状態の変化が前記車両走行
状態の変化よりも大きいと判定された場合、スロットル
制御のみによって運転操作に対するエンジン出力変化感
度を制御し、運転操作状態の変化が前記車両走行状態の
変化よりも小さいと判定された場合、空燃比制御のみに
よって運転操作に対するエンジン出力変化感度を制御す
るエンジン出力制御手段とを備えてなるものとする。
【0009】そして、請求項5の発明では、前記請求項
4の発明において、前記第1の検出手段で検出される運
転操作状態の変化はアクセル変動率であらわされ、前記
第2の検出手段で検出される車両走行状態の変化は車速
変動率であらわされるものとする。
【0010】
【作用および効果】請求項1〜3の発明によるエンジン
の制御装置では、検出された運転操作状態の変化(例え
ばアクセル変動率)と、それに対する車両走行状態の変
化(例えば車速変動率)に対応して予め記憶された運転
操作状態の変化の基準しきい値とを大小比較し、検出さ
れた運転操作状態の変化が基準しきい値より大きい場合
には、運転操作に対するエンジン出力変化感度(例えば
スロットル制御ゲイン)を増大させ、検出された運転操
作状態の変化が基準しきい値より小さい場合には、運転
操作に対するエンジン出力変化感度を減少させるように
制御しているから、定常コントロール性を向上させるこ
とができ、運転者の意志に則した走行性と燃費の向上と
を両立させることができる。
【0011】また、請求項4及び5の発明によるエンジ
ンの制御装置では、運転操作状態の変化(例えばアクセ
ル変動率)が車両走行状態の変化(例えば車速変動率)
よりも大きい場合には、スロットル制御のみによって運
転操作に対するエンジン出力変化感度を制御し、その逆
の場合には空燃比制御のみによって運転操作に対するエ
ンジン出力変化感度を制御しているから、上記と同様
に、走行性の向上と燃費の向上とを運転操作性を損なう
ことなしに両立させることが可能になる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0013】図1はエレキスロットルシステムを備えた
車両のパワートレインまわりの概略的構成図を示す。図
1に示すように、車両のパワートレインは、エンジン1
と、トルクコンバータ2と、自動変速機3とによって構
成され、エンジン1の出力トルクは、トルクコンバータ
2と自動変速機3とによって変速された後、プロペラシ
ャフト4と、ディファレンシャル装置5と、左右のアク
スルシャフト6,6とを介して左右の駆動軸7,7に伝
達されるようになっている。
【0014】上記エンジン1にエアを供給するための吸
気通路8には、その上流側から順に、エアクリーナ9、
エアフローメータ10、スロットル弁11および燃料噴射弁
12が設けられている。スロットル弁11は、スロットル制
御用アクチュエータ13によりワイヤリンク14を介して開
閉されるようになっている。
【0015】さらに、上記パワートレインを制御するた
めに、マイクロコンピュータよりなるコントロールユニ
ット15が設けられ、このコントロールユニット15は、エ
アフローメータ10から出力される吸入空気量をあらわす
信号、エンジン1の排気通路(図示は省略)に設けられ
た酸素センサ(リニアO2センサ)16から出力される空
燃比(A/F)をあらわす信号ならびにアクセル開度
α、車速等をあらわす信号を制御情報として、所定の制
御を行なうものである。
【0016】具体的には、所定のA/F特性に従って燃
料噴射弁12からの燃料噴射量を制御する空燃比制御、ア
クセル開度αに応じてアクチュエータ13を介してスロッ
トル弁11を制御するスロットル制御、ロックアップ用ソ
レノイド17および第1〜第3変速用ソレノイド18〜20を
介して自動変速機3のシフトアップまたはシフトダウン
を行なう変速制御等を行なっている。
【0017】次にコントロールユニット15が実行するス
ロットル制御について図2および図3のフローチャート
に基づいて説明する。
【0018】まず図2のステップS1〜S3においてア
クセル開度α、ギヤポジションGおよびアクセル踏み速
度α′を読み込み、次のステップS4で、ギヤポジショ
ンGをパラメータとしてアクセル開度αに対する基本ス
ロットル開度f(α)を求める。次にステップS5で、
アクル踏み速度α′に対応した補正ゲインK1 をマップ
から読み出し、f(α)にこの補正係数K1(K1=1〜
1.2 )を乗算してアクセル踏み速度を考慮したスロット
ル開度THを得る。次にステップS6でこのTHに対し
て後述する補正ゲインK2を乗算して交通流補正を行な
い出力スロットル開度THOUTを求め、ステップS7
で、THOUTに相当する信号を出力してスロットルア
クチュエータ13を駆動する。
【0019】図3は、上記補正ゲインK2を求めるため
の交通流補正ルーチンを示すフローチャートである。こ
の交通流補正のために、図4に示すような車速変動率
V′に対するアクセル変動率A′の基準しきい値を設定
したマップが用意される。
【0020】ここで車速変動率V′およびアクセル変動
率A′は下記の式であらわされる。
【0021】 車速変動率V′=車速標準偏差/平均車速×100 % アクセル変動率A′=アクセル開度標準偏差/平均アク
セル開度×100 %図4のマップにおいて、実線で示され
た線I上のアクセル変動率A′の値が、車速変動率V′
に対するアクセル変動率マップ値A′MAP を示す。なお
破線で示された線IIと実線Iの間の領域はヒステリシス
領域をあらわしている。
【0022】図3のフローでは、まずステップS11で車
速変動率V′を読み込み、次のステップS12で、この車
速変動率V′に対するアクセル変動率マップ値A′MAP
を読み込む。次のステップS13では実際のアクセル変動
率A′を読み込み、ステップS14で、マップ値A′MAP
が実際のアクセル変動率A′より大きいか否かを調べ
る。そして、ステップS14の判定が「NO」のとき、す
なわちA′MAP ≦A′のときは、ステップS15で、実際
のアクセル変動率A′からマップ値A′MAP を減算した
値を偏差ENA(≧0)として求め、次のステップS16
で、偏差ENAと補正ゲインK2との関係をあらわすマ
ップから補正ゲインK2を算出する。すなわち、A′MAP
≦A′のときアクセル変動率A′は、図4のマップ上
て実線I上およびその上方にあり、偏差ENAがゼロま
たは正の値となるから、交通流補正ゲインK2 は1.0 〜
1.5 の範囲の値となり、スロットルゲインは増大され
る。
【0023】一方、ステップS14の判定が「YES」の
とき、すなわち、A′MAP >A′のときは、ステップS
17へ進んで、マップ値A′MAP からヒステリシス値A′
H を減算した値、すなわち図4の破線II上の値と実際の
アクセル変動率A′とを比較する。そしてA′MAP −
A′H >A′であれば、ステップS18で、A′から
(A′MAP −AH )を減算した値を偏差ENA(<0)
として求め、ステップS16へ進んで、補正ゲインK2
算出する。すなわち、A′MAP −A′H >A′のときア
クセル変動率A′は、図4のマップ上で破線IIの下方に
あり、偏差ENAが負の値となるから、交通流ゲインK
2は、0.5 〜1.0 の範囲の値となり、スロットルゲイン
は低減される。なお、ステップS17の判定が「NO」の
場合、すなわち、車速変動率V′に対するアクセル変動
率A′が図4の実線Iと破線IIとの間のヒステリシス領
域にあるときには、ステップS19で交通流補正ゲインK
2 を1.0に設定している。
【0024】また、上記コントロールユニット15は、ア
クセル変動率および車速変動率に基づいて、以下に述べ
るような空燃比(A/F)制御を上記スロットル制御に
併せて、あるいは択一的に行なう場合もある。
【0025】まず、アクセル変動率および車速変動率の
大小にそれぞれ対応するアクセル変動率補正値AK およ
び車速変動率補正値VK をあらわす図5に示すようなマ
ップを用意する。図5のマップは、アクセル変動率およ
び車速変動率が大きい程、走りを重視していると判定し
て、補正値AK ,VK をゼロに近づけ、アクセル変動率
および車速変動率が小さい程、燃費を重視しているとし
て、補正値AK ,VKを0.5 に近づけた特性を有する。
そして両補正値AK ,VK を加算した値をA/F補正値
とし、このA/F補正値から、図6に示すマップを用い
てA/F値を算出する。図6のマップは、A/F補正値
(AK +VK )がゼロに近づければ、A/F値が理論空
燃比13.5に近づき、A/F補正値(AK +VK )が1.0
に近ければ、A/F値が18.0に近づくような特性を有し
ている。
【0026】上記図5および図6のマップを用いた空燃
比制御ルーチンのフローチャートを図7に示す。図7で
はまず、ステップS21およびS22において、補正値AK
およびVK を読み込み、ステップS23において両補正値
AK ,VK を加算してA/F補正値を求める。そしてス
テップS24で、図6のマップからA/F値を算出し、ス
テップS25でこのA/F値を目標空燃比SET0として
設定する。次にステップS26で、目標空燃比SET0か
ら現在の空燃比R02を減算して偏差ENを求め、ステ
ップS27で通常のPIフィードバック制御のための空燃
比を算出し(EN1は前回の偏差、KIは積分項、KP
は比例項)、次のステップS28で前回の偏差EN1を今
回の偏差に置換し、ステップS29で、ステップS27で求
めた空燃比を出力空燃比AFOUTとし、ステップS30
で、AFOUTに相当する信号を燃料噴射弁12に出力す
るようになっている。
【0027】なお、図7のステップS23で求めたA/F
補正値から、図8のマップを用いて補正ゲインK3を算
出し、これを図2のスロットル制御におけるステップS
6で交通流補正ゲインK2の代りに用いてもよい。
【0028】ところで、図7に示すA/F制御ルーチン
では、アクセル変動率および車速変動率の双方に基づい
て空燃比フィードバック制御における目標空燃比を設定
しているが、アクセル変動率または車速変動率のうちの
一方に基づいて目標空燃比を設定してもよい。すなわ
ち、図9に示すように、車速と車速変動率とから、車両
の走行状態を市内走行、郊外走行および高速走行(高速
道路走行)の3つに大別し、各走行状態を車速変動率の
大小によってさらに3段階に分割して9つの領域に区画
し、図10(a) の市内用マップ、図10(b) の郊外用マップ
および図10(c) の高速用マップから各領域に対応する目
標空燃比を算出するようにしてもよい。図10のマップで
は、車速が高速になる程、空燃比がリーンになっている
ことが判る。
【0029】上記図9および図10のマップを用いた空燃
比制御ルーチンを図11に示す。
【0030】まず、ステップS31で車速変動率を読み込
み、次のステップS32で車速が40km/h より大きいか否
かを調べる。そしてステップS32の判定が「NO」のと
きには、ステップS33へ進んで、図10(a) に示す市内用
マップから目標A/F値を読み込む。一方、ステップS
32の判定が「YES」のときには、ステップS34へ進ん
で車速が80km/h より大きいか否かを調べ、このステッ
プS34の判定が「NO」のときには、ステップS35へ進
んで、図10(b) に示す郊外用マップから目標A/F値を
読み込む。さらにステップS34の判定が「YES」のと
きには、ステップS36へ進んで図10(c) に示す高速走行
用マップから目標空燃比を読み込む。このようにして目
標空燃比が得られた以降のステップS37〜S42では、図
7のフローチャートにおけるステップS25〜S30と同様
の処理が行なわれる。
【0031】さらに、図12のフローチャートに示すよう
な制御を行なってもよい。この場合は、ステップS51で
各種信号を読み込み、次のステップS52でアクセル変動
率と車速変動率とを比較し、アクセル変動率が車速変動
率より大きければ、ステップS53へ進んで前述したスロ
ットル制御によるエンジン出力制御ルーチンを実行し、
その他の場合は、ステップS54へ進んで、A/F制御に
よるエンジン出力制御を実行している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるエンジンの制御装置のシステム構
成図
【図2】スロットル制御ルーチンを示すフローチャート
【図3】図2のスロットル制御ルーチンのサブルーチン
である交通流補正ルーチンのフローチャート
【図4】車速変動率に対するアクセル変動率の基準しき
い値を示すマップ
【図5】A/F補正値の求め方の説明に供する図
【図6】A/F補正値からA/F値を求めるマップ
【図7】空燃比制御ルーチンを示すフローチャート
【図8】A/F補正値から交通流補正ゲインを求めるマ
ップ
【図9】車速と車速変動率とから車両の走行状態をあら
わすマップ
【図10】図9の各領域に対応する目標空燃比をあらわ
すマップ
【図11】図9および図10のマップを用いた空燃比制御
ルーチンを示すフローチャート
【図12】スロットル制御と空燃比制御とを択一的に実
行する場合のフローチャート
【符号の説明】
1 エンジン 3 自動変速機 8 吸気通路 11 スロットル弁 12 燃料噴射弁 13 スロットル制御用アクチュエータ 15 コントロールユニット
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−122745(JP,A) 特開 昭61−286547(JP,A) 特開 昭61−261635(JP,A) 特開 平4−60126(JP,A) 特開 平3−239856(JP,A) 特開 昭60−27744(JP,A) 特開 昭63−121528(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 29/02 301

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転者の運転操作状態の変化を検出する
    第1の検出手段と、前記運転者の運転操作状態の変化
    対する車両走行状態の変化を検出する第2の検出手段
    と、前記第2の検出手段により検出された車両走行状態の変
    化に対応して予め記憶された運転操作状態の変化の基準
    しきい値を算出する基準しきい値算出手段と、 前記第1の検出手段により検出された運転操作状態の変
    化と前記基準しきい値算出手段により算出された基準し
    きい値とを比較する比較手段と、 前記比較手段により、検出された運転操作状態の変化が
    基準しきい値より大きいと判定された場合には、運転操
    作に対するエンジン出力変化感度を増大させ、かつ検出
    された運転操作状態の変化が基準しきい値より小さいと
    判定された場合には、運転操作に対するエンジン出力変
    化感度を減少させる エンジン出力制御手段とを備えてな
    ることを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の検出手段で検出される運転操
    作状態の変化アクセル変動率であらわされ、前記第2
    の検出手段で検出される車両走行状態の変化車速変動
    率であらわされることを特徴とする請求項1記載のエン
    ジンの制御装置。
  3. 【請求項3】 前記基準しきい値算出手段は、前記車速
    変動率の増大に応じて増大する基準しきい値を設定し、
    前記アクセル変動率が前記基準しきい値よりも大きい場
    合、前記エンジン出力制御手段スロットル制御ゲイン
    を増大させることを特徴とする請求項2記載のエンジン
    の制御装置。
  4. 【請求項4】 運転者の運転操作状態の変化を検出する
    第1の検出手段と、 前記運転者の運転操作状態の変化に対する車両走行状態
    の変化を検出する第2の検出手段と、 前記第1および第2の検出手段によりそれぞれ検出され
    た運転操作状態の変化と車両走行状態の変化とを比較す
    る比較手段と、前記 比較手段により、運転操作状態の変化が前記車両走
    行状態の変化よりも大きいと判定された場合、スロット
    ル制御のみによって運転操作に対するエンジン出力変化
    感度を制御し、運転操作状態の変化が前記車両走行状態
    の変化よりも小さいと判定された場合、空燃比制御のみ
    によって運転操作に対するエンジン出力変化感度を制御
    するエンジン出力制御手段とを備えてなることを特徴と
    するエンジンの制御装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の検出手段で検出される運転操
    作状態の変化アクセル変動率であらわされ、前記第2
    の検出手段で検出される車両走行状態の変化車速変動
    率であらわされることを特徴とする請求項4記載のエン
    ジンの制御装置。
JP04059969A 1992-03-17 1992-03-17 エンジンの制御装置 Expired - Lifetime JP3073591B2 (ja)

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