JP4416986B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセルセンサによって読み取られるアクセル開度の変化速度を鈍らせた値（なましを施した値）を基に燃料の噴射量を算出する燃料噴射装置に関するものである。
なお、本明細書中では、変化速度を「鈍らす」ことを「なます」として表現する。
【０００２】
【従来の技術】
運転技術の未熟さや、些細な誤操作によってアクセルが早く操作されてしまう場合がある。このような操作がなされると、特に発進時や低速走行時においては車両がギクシャクしたり、変速機のバックラッシュによってショックや異音が出る場合がある。
また、氷雪路や悪路など滑り易い路面では、アクセルが早く操作されるとエンジンが急激にトルク変化を起こし、スリップが誘発される可能性がある。
このような不具合を回避させる目的で、アクセルセンサによって読み取られるアクセル開度の変化速度を一定のなまし率でなまし、エンジンが急なトルク変動を起こさないようにした車両が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記で示したように、アクセル開度の変化速度をなましたものは、逆に意図して素早くアクセルを踏み込んだとしてもエンジンのトルク変化が抑えられるため、乗員によっては発進時等にアクセルを踏み込み過ぎる場合が発生する。そうすると、目的の車速に達するような時にアクセルを戻しても、結果的に車速は目的の速度よりも速くなってしまう。また、車速が速くなりすぎて戻したアクセル開度もなまされるため、オーバーシュートが繰り返して発生する場合もある。
このように、アクセルセンサによって読み取られたアクセル開度の変化速度をなましたものは、乗員の目的車速に対してオーバーシュートを発生させる要因になっており、ドライバビリティの悪化や燃費の悪化を招く不具合がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、アクセルセンサによって読み取られたアクセル開度の変化速度を、車両乗員のアクセル操作速度、あるいは路面の滑り易さに応じた適切ななまし率でなますようにしたものであり、従来の技術（一定のなまし率でアクセル開度の変化速度をなます技術）によって誘発されていたオーバーシュートの発生を無くしてドライバビリティや燃費を向上することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する燃料噴射装置は、制御装置のアクセル開度補正手段において、アクセルセンサによって読み取られたアクセル開度をなまし率に基づいて変化させ、このアクセル開度補正手段で求められたアクセル開度に基づいて燃料の噴射量を算出する。そして、アクセル開度補正手段のなまし率は、なまし率変更手段によって、読み取られたアクセル開度の変化速度に基づいて変更されるように設けられる。
このように設けることによって、乗員のアクセル操作速度が早い場合はなまし率を低くして、オーバーシュートの発生を抑えることができ、ドライバビリティや燃費を向上させることができる。
また、逆に、乗員のアクセル操作速度が遅い場合はなまし率を高めて、滑り易い路面における急激なトルク変動を抑えることができ、トルク変動によるスリップの誘発を抑えることができる。
【０００６】
また、制御装置のアクセル開度補正手段において、アクセルセンサから読み取られるアクセル開度の変化速度を学習記憶し、学習した変化速度に基づいて補正値を求め、その補正値に基づき、なまし率を変更させる学習機能を備える。
この学習機能は、具体的には、学習判定・計測機能、統計機能、補正値算出機能を備えている。
そして、上記学習判定・計測機能は、アクセル開度が低開度領域の時に、アクセル開度の変化速度が所定変化速度以上の早いアクセル操作が行われたことを判定すると、その時のアクセル開度の変化速度を記憶する低開度判定部と、アクセル開度が高開度領域の時に、アクセル開度の変化速度が所定変化速度以上の早いアクセル操作が行われたことを判定すると、その時のアクセル開度の変化速度を記憶する高開度判定部とを備える。
また、上記統計機能は、上記低開度領域でのアクセル開度の変化速度の統計と、上記高開度領域でのアクセル開度の変化速度の統計をとるよう、上記低開度判定部および上記高開度判定部のそれぞれにて、上記の早いアクセル操作が行われたと判定されたときに記憶されたｎ個のアクセル開度の変化速度の平均値を求めるとともに、新しいｙ個のアクセル開度の変化速度が蓄積される毎に、古いｙ個のアクセル開度の変化速度を消去し、代わりに新しいｙ個の前記アクセル開度の変化速度を加えたｎ個のアクセル開度の変化速度から新しい平均値を求めるものである。
さらに、上記補正値算出機能は、この新しい平均値を求めた時、前回の平均値との偏差が所定偏差以上の時に、新しい前記平均値から補正値を算出する。
このように設けることによって、乗員のアクセル操作の癖に応じたなまし率が設定できるようになる。つまり、アクセル操作の速い乗員が乗る車両では、素早いアクセル操作が繰り返されることにより、なまし率が低くなる。従って、乗員のアクセル操作に応じたトルク変動が得られるようになるため、オーバーシュートの発生が抑えられ、ドライバビリティや燃費を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下の第１実施例を用いて説明する。
〔第１実施例〕
図１〜図６は第１実施例を説明するための図面であり、先ず図１（ａ）を参照して燃料噴射装置の基本構成を説明する。
【００１０】
図１（ａ）に示す基本構成の燃料噴射装置は、アクセルセンサ１から読み取られるアクセル開度の変化をアクセル開度補正手段２において所定のなまし率でなまし、なまされたアクセル開度に基づいて燃料噴射量を算出するものであり、アクセルセンサ１、アクセル開度補正手段２、噴射量算出手段３、燃料噴射弁４等から構成される。
【００１１】
アクセルセンサ１は、乗員によって足で踏み込み操作されるアクセルペダルの踏み込み量を検出する踏込量／電圧の変換器で、図２に示すように、アクセル開度が大きくなるに応じて出力電圧が高くなるものであり、アクセル開度０％〜１００％の範囲内で使用され、アクセル開度に応じた電圧を出力する。
【００１２】
アクセル開度補正手段２および噴射量算出手段３は、ＥＣＵ５（制御装置に相当するものであり、エンジン・コントロール・ユニットの略）のＲＯＭに書き込まれたプログラムである。
噴射量算出手段３は、アクセル開度の他に、エンジンの回転数、変速機のギヤ段、水温、大気圧等のデータ（運転状態検出手段によって検出されたデータ）と、ＲＯＭに記憶された演算式やマップ等に基づいて燃料噴射量および噴射タイミングを算出し、算出されたタイミングで燃料噴射弁４を開閉制御することで、算出された燃料噴射量を燃料噴射弁４からエンジン気筒内に噴射させるものである。
【００１３】
アクセル開度補正手段２は、上述したように、アクセルセンサ１から読み取られるアクセル開度の変化速度をなまし率（速度可変率）でなますものであり、例えば図３の実線Ａに示す速度でアクセルを踏み込んだ場合、なまし率αが基準なまし率βの場合（α＝β）では、図中実線Ｂに示すようにアクセル開度をなまして出力するものである。
このようにアクセル開度を基準なまし率βでなますことにより、実際のアクセル開度が踏み込み目標のＡ％の時、なまされたアクセル開度はＢ％となり、開度差Δθが発生する。つまり、実際のアクセル開度が目標のアクセル開度に達してから、なまされたアクセル開度が目標のアクセル開度に達するまでに時間差ΔＴが発生する。
【００１４】
このように、実際のアクセル開度となまされたアクセル開度との間に開度差Δθおよび時間差ΔＴが発生する場合、従来技術の項で説明したように、乗員によっては踏み込んだアクセル変化と車速変化の体感差からアクセルを踏み込みすぎる場合が発生する。すると、目的の車速に達するような時にアクセルを戻しても、戻したアクセル開度もなまされるため、結果的に車速は目的の速度よりも速くなってオーバーシュートが発生してしまう。場合によっては逆にアクセルを戻し過ぎる操作を誘発させてオーバーシュートが繰り返される可能性もある。このようなオーバーシュートは、ドライバビリティの悪化につながるとともに、燃費の悪化を招いてしまう。
【００１５】
そこで、この実施例では、乗員毎に異なるアクセル開度の変化速度の癖を学習し、アクセルの操作速度が早い乗員の場合に、アクセル開度補正手段２におけるなまし率αを少なくして、上記の不具合を回避するように設けられている。
具体的に、本実施例のＥＣＵ５には、図１（ｂ）に示すように、乗員毎に異なるアクセル操作の癖を学習し、学習した癖から基準なまし率βを下げるための補正値γを算出する学習機能６がプログラムされており、所定のタイミング（なまし率αを更新しても不具合が発生しないタイミング）において、なまし率αを新なまし率α（α＝β−γ）に置き換えるように設けられている。
【００１６】
このように設けられることにより、アクセルの操作速度の早い癖が学習されると、図３の破線Ｃに示すように、基準なまし率βでなまされたアクセル開度（実線Ｂ参照）よりも早くアクセル開度が変化するようになる。なお、アクセルの操作速度の学習によって変化する破線Ｃは、Ａ≧Ｃ≧Ｂの関係内で変化するものである。
【００１７】
なお、この実施例では、アクセル操作の癖から補正値γを求め、基準なまし率βから補正値γを差し引いて新なまし率α（α＝β−γ）を求めるように設けたが、アクセル操作の癖からその癖に応じた新なまし率α’を直接求め、所定のタイミングにおいて、なまし率αを新なまし率α’に置き換える（α←α’）ように設けても良い。この場合、学習によって算出される新なまし率α’は、０≦α’≦βの範囲内で変化するものである。
【００１８】
次に、上述した学習機能６を説明する。
学習機能６は、図１（ｂ）に示すように、学習判定・計測機能７、アクセル操作速度の統計機能８、この統計機能８で統計されたそれぞれのデータから補正値γを算出する補正値算出機能９を備える。
なお、この実施例では、アクセル開度が低い領域と高い領域、およびエンジンの複数の回転数領域の各領域毎において、適切ななまし率αが得られるように、各領域毎に補正値γを算出するように設けられている。
【００１９】
学習判定・計測機能７は、アクセル開度が低開度領域の時に、早いアクセル操作が行われたか否かを判定する低開度判定部と、アクセル開度が高開度領域の時に、早いアクセル操作が行われたか否かを判定する高開度判定部を備える。
【００２０】
低開度判定部の具体的な一例は、図４に示すように、一回のアクセル操作量が所定操作量Δθ以上であり、且つその変化時間ΔＴ1 を基に算出されるアクセル開度の変化速度（Δθ／ΔＴ1 ）が所定変化速度以上（アクセル開度が５％以上）の時に早いアクセル操作が行われたことを判定する。そして、早いアクセル操作が認められると、その時のアクセル開度の変化速度（Δθ／ΔＴ1 ）をデータとして記憶する。
【００２１】
高開度判定部の具体的な一例は、上記と同じ様に、一回のアクセル操作量が所定操作量Δθ以上であり、且つその変化時間ΔＴ2 を基に算出されるアクセル開度の変化速度（Δθ／ΔＴ2 ）が所定変化速度以上（アクセル開度が２０％以上）の時に早いアクセル操作が行われたことを判定する。そして、早いアクセル操作が認められると、その時のアクセル開度の変化速度（Δθ／ΔＴ2 ）をデータとして記憶する。
【００２２】
統計機能８は、図５に示すように、各回転領域毎において、低開度領域でのアクセル開度の変化速度の統計と、高開度領域でのアクセル開度の変化速度の統計をとるものである。
各領域では、いわゆる移動平均を用いて各領域でのアクセル開度の平均値ｘが求められる。移動平均は、例えば、ｎ個のデータを基に平均値ｘを算出するものであり、上記判定部でｙ個のデータが蓄積される毎に、古いデータｙ個を消去し、代わりに新しいｙ個のデータを加えたｎ個のデータから平均値ｘを求めるものである。
【００２３】
具体的に、図５の左下の領域（低回転域で且つ低開度領域）を例に示すと、その領域で早いアクセル操作が繰り返し行われると、アクセル操作の操作速度の分布がアクセル操作が早い側にシフトし、結果平均値ｘが早い側にシフトする。なお、図５における各領域でのグラフは、縦軸が発生回数を表し、横軸がアクセルの操作速度（左方向が早く、右方が遅い）を表すものである。
【００２４】
補正値算出機能９は、新しいｙ個のデータを加えたｎ個のデータから平均値ｘを求めた時、前回の平均値ｘとの偏差Δｘ（図５参照）が、所定偏差以上の時に新しく求められた平均値ｘから新しい補正値γを算出するものである。
そして、補正値算出機能９で求められた新しい補正値γは、所定のタイミング（なまし率を更新しても不具合が発生しないタイミング）において、なまし率αを新なまし率α（α＝β−γ）に置き換えられる。
【００２５】
次に、噴射量算出手段３に出力するアクセル開度の算出例を、図６のフローチャートを参照して説明する。
このアクセル開度算出ルーチンに侵入すると（スタート）、先ず変速機のシフト位置から運転モードの判定を行う（ステップＳ1 ）。この判定結果がニュートラルもしくはパーキングの場合、アクセルセンサ１から出力された電圧値をＡ／Ｄ変換して、アクセル開度の速度変化をなますことなく、そのまま噴射量算出手段３に出力し（ステップＳ2 ）、このルーチンを終了する。
【００２６】
ステップＳ1 の判定結果が走行モードの場合は、先ずアクセルセンサ１から出力された電圧値をＡ／Ｄ変換する（ステップＳ3 ）。
アクセルの操作速度が学習する領域であるか否かを判定する（ステップＳ4 ）。この判定結果によって、アクセルの操作速度を学習しないと判定した時は、前回のなまし率αを用いてアクセル開度の変化速度をなまして噴射量算出手段３に出力し（ステップＳ5 ）、このルーチンを終了する。
【００２７】
ステップＳ4 の判定結果によって、アクセルの操作速度を学習すると判定した時は、そのアクセルの操作速度の統計処理を施して補正値γを算出する（ステップＳ6 ）。
続いて、基準なまし率βからステップＳ6 で算出した補正値γを差引いた新なまし率αを更新する（ステップＳ7 ）。
続いて、新なまし率αの更新タイミングであるか否かを判定し（ステップＳ8 ）、この判定結果が更新タイミングとして不適切であると判定した時はステップＳ5 へ進む。また、ステップＳ8 の判定結果が更新タイミングであると判定した時は、新なまし率αを用いてアクセル開度の変化速度をなまして噴射量算出手段３に出力し（ステップＳ9 ）、このルーチンを終了する。
【００２８】
〔第１実施例の効果〕
第１実施例の燃料噴射装置は、アクセルセンサ１から読み取られるアクセル開度の変化速度をアクセル開度補正手段２でなまし、そのなまされたアクセル開度を基に燃料噴射量を算出するように設けているが、アクセルセンサ１から読み取られるアクセル開度の変化速度を学習機能６を用いて学習記憶し、学習した変化速度に基づいてアクセル開度補正手段２におけるなまし率αを新なまし率αに自動変更している。
この結果、乗員のアクセル操作の癖に応じたなまし率αが自動設定される。つまり、アクセル操作の速い乗員が乗る車両では、素早いアクセル操作が繰り返されることにより、なまし率αが低くなり、乗員のアクセル操作にエンジンのトルク変動が素早く反応するようになる。このため、アクセル開度の変化速度をなますことにより生じるオーバーシュートの発生が抑えられることになり、ドライバビリティや燃費を向上させることができる。
【００２９】
具体的な一例を図３を参照して説明する。
乗員のアクセル操作の変化速度の癖を学習して、なまし率αが基準なまし率βより小さい値になった状態では（α＝β−γ）、例えば図３の実線Ａに示す速度でアクセルを踏み込んだ場合、図中破線Ｃに示すようにアクセル開度をなまして噴射量算出手段３に出力する。
この結果、実際のアクセル開度が踏み込み目標のＡ％の時、なまされたアクセル開度はＣ％となり、開度差はΔθ’となる。また、基準なまし率βでなましたアクセル開度の変化（実線Ｂ）に比較し、実際のアクセル開度が目標のアクセル開度に達してから、なまされた開度が目標のアクセル開度に達するまでの時間差をΔＴからΔＴ’分だけ短縮することができる。
これによって、乗員によっては踏み込んだアクセル変化と車速変化の体感差が小さくなり、乗員がアクセルを踏み込みすぎる不具合が回避され、オーバーシュートの発生が防がれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料噴射装置の概略ブロック図である（第１実施例）。
【図２】アクセルセンサの特性図である（第１実施例）。
【図３】なましによるアクセル開度の変化を説明するためのグラフである（第１実施例）。
【図４】学習判定・計測機能を説明するアクセル開度の変化を示すグラフである（第１実施例）。
【図５】各領域毎にアクセル開度の変化速度の統計を取ることを説明するためのグラフである（第１実施例）。
【図６】アクセル開度の算出例を説明するためのフローチャートである（第１実施例）。
【符号の説明】
１ アクセルセンサ
２ アクセル開度補正手段
５ ＥＣＵ（制御装置）
６ 学習機能
１１ ２重系アクセルセンサ
１２ 路面状態検出手段
１３ 切替手段

Claims (1)

1. 車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   この運転状態検出手段の検出する車両の運転状態に基づいて燃料の噴射量を算出する制御装置と、を備える燃料噴射装置であって、
   前記運転状態検出手段は、車両乗員が操作するアクセル開度を読み取るアクセルセンサを備え、
   前記制御装置は、前記アクセルセンサによって読み取られたアクセル開度をなまし率に基づいて変化させるアクセル開度補正手段と、前記アクセルセンサによって読み取られたアクセル開度の変化速度に基づいて前記なまし率を変更させるなまし率変更手段とを備え、前記アクセル開度補正手段で求められたアクセル開度に基づいて燃料の噴射量を算出するとともに、
   前記制御装置は、前記アクセルセンサから読み取られるアクセル開度の変化速度を学習記憶し、学習した変化速度に基づいて補正値を求め、その補正値に基づき、前記なまし率を変更させる学習機能を備え、
   前記学習機能は、学習判定・計測機能、統計機能、補正値算出機能を備え、
   前記学習判定・計測機能は、前記アクセル開度が低開度領域の時に、アクセル開度の変化速度が所定変化速度以上の早いアクセル操作が行われたことを判定すると、その時のアクセル開度の変化速度を記憶する低開度判定部と、アクセル開度が高開度領域の時に、アクセル開度の変化速度が所定変化速度以上の早いアクセル操作が行われたことを判定すると、その時のアクセル開度の変化速度を記憶する高開度判定部とを備え、
   前記統計機能は、前記低開度領域での前記アクセル開度の変化速度の統計と、前記高開度領域での前記アクセル開度の変化速度の統計をとるよう、前記低開度判定部および前記高開度判定部のそれぞれにて、前記早いアクセル操作が行われたと判定されたときに記憶されたｎ個の前記アクセル開度の変化速度の平均値を求めるとともに、新しいｙ個の前記アクセル開度の変化速度が蓄積される毎に、古いｙ個の前記アクセル開度の変化速度を消去し、代わりに前記新しいｙ個の前記アクセル開度の変化速度を加えたｎ個の前記アクセル開度の変化速度から新しい前記平均値を求め、
   前記補正値算出機能は、前記新しい前記平均値を求めた時、前回の前記平均値との偏差が所定偏差以上の時に、前記新しい前記平均値から補正値を算出することを特徴とする燃料噴射装置。

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