JP4852172B2

JP4852172B2 - 車両エンジン制御装置

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Publication number: JP4852172B2
Application number: JP2010513051A
Authority: JP
Inventors: 淳年高田; 篤湯山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: JPWO2009142256A1; DE112009001204B4; DE112009001204T5; WO2009142256A1

Description

この発明は、車両に搭載されたエンジンの制御装置、特に、エンジンのシリンダ内に吸入する空気量を制御することで車両の燃費の向上を図るようにした車両エンジン制御装置に関するものである。

近年、地球温暖化の要因であるＣＯ_２削減の課題、或いは石油資源の枯渇問題が注目される中、自動車産業に於いて燃料消費量の削減、即ち燃費の改善に向けた様々な研究開発や実用化への取り組みが進められている。燃費改善を実現するためには、無駄な燃料を消費しないこと、燃料消費によって得た車両の運動エネルギーを効率良く使用する必要があること等が知られている。特に車両発進時などの加速シーンに於いては、車両を目標車速まで加速させる、即ち運動エネルギーを増加させるため、多くの燃料を消費する。

中でも、特に運転経験の浅いドライバーや運転技術が低いドライバーは、発進時及び加速時にアクセルペダルを踏み込み過ぎるため、無駄な燃料消費を繰り返し、結果的に燃費の悪化に繋がってしまう。これを受け、スロットルバルブをスロットルアクチュエータによって制御する電子スロットル制御の車両では、ドライバーが省燃費モードを選択することにより、エンジン出力特性を低下させることで、発進時などの加速時の燃費悪化を防ぐようにした技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

特許第３８７２５０７号公報

しかしながら、特許文献１に示された技術では、車両の発進シーン及び加速シーンに於いて、ドライバーが思い描く加速度が得られない場合、ドライバーが違和感を抱いてしまう。このため、アクセルペダルの踏み増しが生じ、燃料消費量が増加してしまう。又、省燃費モードであったとしても、アクセルペダル操作量に対するスロットルバルブ操作量を通常モードよりも低下させるだけであり、燃費改善を意識していないドライバーの加速意思によって生じるアクセルペダルの踏み増しを防ぐことは出来ず、結果として燃費が低下する。

この発明は、従来の技術に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、ドライバーに煩わしさを感じさせることなく燃費を向上させる車両エンジン制御装置を提供することを目的とするものである。

又、この発明は、車両の発進シーン、加速シーン等の燃費を向上させる車両エンジン制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明による車両エンジン制御装置は、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサと、前記検出されたアクセル開度に基づきアクセルペダル全閉状態から非全閉状態に移行して後の経過時間を算出する経過時間算出手段と、前記アクセル開度とスロットルバルブ操作量との変換特性に基づいて前記検出されたアクセル開度に対応するスロットルバルブ操作量を算出するスロットルバルブ操作量算出手段と、前記算出されたスロットルバルブ操作量に基づいてエンジンの吸気量を制御するスロットルバルブの開度を調節するスロットルアクチュエータとを備えた車両エンジン制御装置であって、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記経過時間算出手段により算出される前記経過時間の増大に伴って前記スロットルバルブの開度を漸次減少させるスロットルバルブ操作量を算出するものである。
この発明による車両エンジン制御装置は、好適には、前記経過時間の増大に伴って増加する重み付け値を算出する重み付け値算出手段を備え、前記変換特性は、第１の変換特性と前記第１の変換特性より小さなスロットルバルブ操作量を与える第２の変換特性とからなり、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記第１の変換特性と前記第２の変換特性と前記算出された重み付け値とに基づき前記スロットルバルブ操作量を算出するように構成される。
又、この発明による車両エンジン制御装置は、好適には、アクセルペダル全閉状態から非全閉状態に移行した時点から所定時間内のアクセル開度変化量を算出するアクセル開度変化量算出手段を備え、前記重み付け値算出手段は、少なくとも前記算出された経過時間と前記算出されたアクセル開度変化量とに基づいて重み付け値を算出するように構成される。

又、この発明による車両エンジン制御装置は、エンジンのアクセル開度を検出するアクセル開度センサと、自車の車速を検出する車速センサと、前記アクセル開度とスロットルバルブの開度を調整するスロットルバルブ操作量との変換特性に基づいて前記検出されたアクセル開度に対応するスロットルバルブ操作量を算出するスロットルバルブ操作量算出手段と、前記算出されたスロットルバルブ操作量に基づいて前記スロットルバルブの開度を調整するスロットルアクチュエータとを備えた車両エンジン制御装置であって、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記車速検出手段により検出される前記車速の増大に伴って前記スロットルバルブの開度を漸次減少させるスロットルバルブ操作量を算出するものである。
この発明による車両エンジン制御装置は、好適には、前記車速に比例する重み付け値を算出する重み付け値算出手段を備え、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、少なくとも前記アクセル開度と前記算出された重み付け値とから前記スロットルバルブ操作量を算出するように構成される。

更に、この発明による車両エンジン制御装置は、好適には、自車と先行車との相対位置及び相対速度を検出する相対位置・相対速度センサと、少なくとも前記検出された相対位置及び相対速度に基づいて前記自車と先行車との接近状態を判定する接近状態判定手段とを備え、前記重み付け値算出手段は、前記接近状態判定手段により判定された接近状態が所定値以下のときは、前記重み付け値の特性の傾きを大きくするように構成される。
更に、この発明による車両エンジン制御装置は、好適には、自車と先行車との相対位置及び相対速度を検出する相対位置・相対速度センサと、少なくとも前記検出された相対位置及び相対速度に基づいて前記自車と先行車との接近状態を判定する接近状態判定手段とを備え、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記接近状態判定手段により判定された接近状態が所定値以下のときは、前記変換特性を変更せずに前記スロットルバルブ操作量を算出するように構成される。

この発明による車両エンジン制御装置によれば、スロットルバルブ操作量算出手段は、経過時間算出手段により算出される経過時間の増大に伴ってスロットルバルブの開度を漸次減少させるスロットルバルブ操作量を算出するようにしたので、ドライバーに煩わしさを感じさせることなく、燃費を向上させることができる車両エンジン制御装置を提供することができる。

又、この発明による車両エンジン制御装置によれば、スロットルバルブ操作量算出手段は、車速検出手段により検出される車速の増大に伴ってスロットルバルブの開度を漸次減少させるスロットルバルブ操作量を算出するようにしたので、車両の発進シーン、加速シーン等の燃費を向上させる車両エンジン制御装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置の動作を説明するタイミングチャートである。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置に於ける接近状態判定手段内で実行される処理を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置に於ける重み付け値算出手段内で実行される処理を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置に於ける重み付け値ωの特性を示すグラフである。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置に於けるスロットルバルブ操作量算出手段内で実行される処理を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置に於けるアクセル開度とスロットルバルブ操作量の関係を示すグラフである。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置に於けるアクセル開度変化量と所定時間経過後の到達車速との関係を示すグラフである。この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置に於ける車速と駆動力との関係を示すグラフである。この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置の動作を説明するタイミングチャートである。この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置に於ける重み付け値算出手段内で実行される処理動作を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置に於ける重み付け値ωの特性を示すグラフである。

１０１、１００１アクセル開度センサ
１０２踏込み経過時間算出手段
１０３アクセル開度変化量算出手段
１０４、１００３相対位置・相対速度検出センサ
１０５、１００２車速センサ
１０６、１００４接近状態判定手段
１０７、１００５重み付け値算出手段
１０８、１００６スロットルバルブ操作量算出手段
１０９、１００７スロットルアクチュエータ

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る車両エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。図１に於いて、アクセル開度センサ１０１は、エンジンのアクセル開度θを検出する。経過時間算出手段としての踏込み経過時間算出手段１０２は、アクセル開度検出手段１０１により検出したアクセル開度θに基づき、アクセル全閉状態からアクセル非全閉状態に移行した瞬間の時点からの経過時間ｔｒを算出する。アクセル開度変化量算出手段１０３は、アクセル開度検出手段１０１により検出したアクセル開度θに基づき、アクセル全閉状態からアクセル非全閉状態に移行した瞬間の時点から所定時間内のアクセル開度変化量δθを算出する。

相対位置・相対速度検出センサ１０４は、先行車との相対位置Ｄ、及び相対速度Ｖｒｅｌを検出する。車速センサ１０５は、自車の車速Ｖｓを検出する。接近状態判定手段１０６は、相対位置・相対速度検出手段１０５により検出した相対位置Ｄ及び相対速度Ｖｒｅｌと、車速センサ１０５により検出した車速Ｖｓとに基づき、先行車に対する接近状態を判定し、接近フラグＦｌｇをオン「１」又はオフ「０」として出力する。

重み付け値算出手段１０７は、踏込み経過時間算出手段１０２により算出した経過時間ｔｒ、アクセル開度変化量算出手段１０３により算出したアクセル開度変化量δθ、接近状態判定手段１０６により判定した接近フラグＦｌｇに基づき重み付け値ωを算出する。スロットルバルブ操作量算出手段１０８は、アクセル開度検出手段１０１により検出したアクセル開度θ、重み付け値算出手段１０７により算出した重み付け値ωから、スロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。スロットルアクチュエータ１０９は、スロットルバルブ操作量検出手段１０８により検出したスロットルバルブ操作量Ｔｈに基づき、エンジンへ吸入する空気量を調整する。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態１に係る車両エンジン制御装置の動作について説明する。図２は、この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置の動作を説明するタイミングチャートであり、（ａ）はアクセル操作量、（ｂ）はスロットル開度、（ｃ）は自車と先行車との相対速度を示している。図２は、（Ｃ）に示すように、時点ｔ１〜ｔ４の間は、先行車が自車から一定の相対速度で離反している状態、時点ｔ４〜ｔ７の間は、相対速度が時点ｔ１〜ｔ４の間よりは減少はしたものの依然として先行車が自車から離反している状態、時点ｔ７は、相対速度が「０」となった状態、時点ｔ７以降は、相対速度がマイナス、つまり自車が先行車に接近している状態を夫々示している。

図３は、接近状態判定手段１０６内で実行される処理を説明するためのフローチャートである。図３に示す処理は、所定の時間毎に繰り返して行なわれる。先ず、接近状態判定手段１０６は、以下に述べる処理動作により接近判定フラグＦｌｇを設定し出力する。図３に於いて、ステップ２０１では、相対位置・相対速度検出センサ１０４により検出した相対速度Ｖｒｅｌを取得する。ステップ２０２では、相対位置・相対速度検出センサ１０４により検出した相対位置Ｄを取得する。次に、ステップ２０３では、車速センサ１０５により検出した車速Ｖｓを取得する。

ステップ２０４に於いて、ステップ２０３にて取得した車速Ｖｓに基づき自車が停止中か否かを判定し、自車が停車していると判定した場合はステップ２０５へ進み、それ以外の場合はステップ２０６へ進む。ステップ２０５に進むと、ステップ２０１にて取得した相対速度Ｖｒｅｌと、ステップ２０２にて取得した相対位置Ｄに基づき、先行車が停車中で且つ車間距離が所定値以下か否かを判定し、先行車が停車中で且つ車間距離が所定値以下であると判定した場合は、ステップ２０７へ進み、それ以外の場合はステップ２０８へ進む。

前述のステップ２０４により、自車が停止中ではないと判定されてステップ２０６に進むと、ステップ２０６では、ステップ２０１にて取得した相対速度Ｖｒｅｌに基づき、先行車との相対速度Ｖｒｅｌが「０」より小さいか否かを判定し、先行車との相対速度Ｖｒｅｌが「０」より小さいと判定した場合、即ち先行車との接近状態にあると判定した場合、即ち図２の（Ｃ）に於ける時点ｔ７以降の状態にあると判定した場合は、ステップ２０７へ進み、それ以外の場合はステップ２０８へ進む。ステップ２０７に進むと、接近判定フラグＦｌｇをオン、つまり接近判定フラグＦｌｇを「１」に設定する。ステップ２０６により、自車が先行車に接近していない状態つまり図２の（Ｃ）に於ける時点ｔ７以前の状態あると判定してステップ２０８に進むと、ステップ２０８では、接近判定フラグＦｌｇをオフ、つまり接近判定フラグＦｌｇを「０」に設定する。

以上のように、接近状態判定手段１０６では、自車と先行車が接近している場合、及び自車と先行車双方が所定の車間距離以下で停車している場合を検出し、その検出に基づいて接近判定フラグＦｌｇを「１」又は「０」に設定し、その設定した接近判定フラグＦｌｇを出力する。

重み付け値算出手段１０７は、以下に述べる処理により重み付け値ωを算出し出力する。図４は、重み付け値算出手段１０７内で実行される処理を説明するためのフローチャートである。図４に示す処理は、所定時間毎に繰り返して行なわれる。図４に於いて、ステップ３０１では、踏込み経過時間算出手段１０２にて算出した経過時間ｔｒを取得する。つまり、図２の（ａ）に示すように、時点ｔ１、ｔ５、ｔ８の各時点は、アクセル全閉状態からアクセル非全閉状態に移行した瞬間の時点であり、ステップ３０１ではそれらの各時点ｔ１、ｔ５、ｔ８からの経過時間ｔｒを取得する。

アクセル開度変化量算出手段１０３は、図２に於いてアクセル全閉状態からアクセル非全閉状態に移行した瞬間の時点ｔ１、ｔ５、ｔ８から夫々所定時間内のアクセル開度変化量δθを算出している。ステップ３０２に進むと、アクセル開度変化量算出手段１０３にて算出したアクセル開度変化量δθを取得する。次に、ステップ３０３では、前述の接近状態判定算出手段１０６にて算出した接近フラグＦｌｇを取得し、ステップ３０４に進む。

ステップ３０４では、ステップ３０３にて取得した接近フラグＦｌｇがオフか否かを判定し、オフの場合、つまり図２の（Ｃ）に示す時点ｔ７以前の状態にあり自車と先行車が接近状態でない場合は、ステップ３０５へ進み、それ以外の場合はステップ３０７へ進む。ステップ３０５に進むと、前述のステップ３０２にて取得したアクセル開度変化量δθから、下記の式（１）に基づき、自車と先行車が接近状態でない場合の重み付け値特性の傾きＡを算出する。

ここに、Ｂは定数である。

次に、ステップ３０６では、ステップ３０５にて算出した重み付け値特性の傾きＡと、ステップ３０１で取得した経過時間ｔｒから、下記の式（２）に基づき、重み付け値ωを算出する。図５は、重み付け値ωの特性を示すグラフである。図５に示すように、重み付け値ωは、アクセル全閉状態からアクセル非全閉状態に移行した瞬間からの経過時間ｔｒに比例する特性を備えている。この重み付け値ωの傾きＡは、前述の式（１）から明らかなように、アクセル開度変化量δθが大きいほど小さくなる。

一方、ステップ３０４にて接近フラグＦｌｇがオンである、つまり図２の（Ｃ）に示す時点ｔ７以降の状態にあり自車と先行車が接近状態にあると判定した場合は、ステップ３０７へ進み、ステップ３０１にて取得した経過時間ｔｒから、下記の式（３）に基づき、自車と先行車が接近状態である場合の重み付け値ωを算出する。ここで、定数Ｃは、ステップ３０５にて算出した重み付け値特性の傾きＡと異なりアクセル開度変化量δθに依存せず、前述の傾きＡよりも大きな値とする。

ステップ３０７に於ける、自車と先行車とが接近状態にある場合の重み付け値ωの算出処理は、先行車との接近時の燃費消費を抑制するために以下の点に注目して行なわれる。即ち、一般的なドライバーは、渋滞に於ける発進シーンに於いて、先行車との車間距離を詰めようとする特徴がある。これは、自車線以外からの割込みを防ぎたいと考えるドライバーの意思によるものや、単に先を急ぐ気持ちから生じるものであると考えられる。しかし、車間距離が短く、且つ先行車が停車している場合、若しくは先行車に低速追従している場合、発進操作後すぐに減速動作に入ることが多い。

ここで、発進操作時のアクセルペダル操作が、アクセル開度を抑制した省燃費運転であれば問題ないが、運転経験の浅いドライバーや運転技術が低いドライバーの場合、必要以上にアクセルペダルを踏んでしまうため、無駄な燃料を消費する。そこで、相対位置・相対速度センサ１０４により、自車と先行車とが接近状態にある状況を検出した場合、前述の定数Ｃの値つまり自車と先行車とが接近状態にある場合の重み付け値特性の傾きを、自車と先行車とが接近状態にない場合の通常時の重み付け値特性の傾きＡよりも大きな値とする。このことにより、図２の（ｂ）の時点ｔ８〜ｔ９の間のスロットル開度に示すように発進操作後、直ちにスロットル開度を抑制することができる。

スロットルバルブ操作量算出手段１０８は、アクセル開度検出手段１０１により検出したアクセル開度θ、及び重み付け値算出手段１０７により算出した前述の重み付け値ωから、以下に述べる動作によりスロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。図６は、スロットルバルブ操作量算出手段１０８内で実行される処理を説明するためのフローチャートである。図６に示す処理は、所定の時間毎に繰り返して行なわれる。図６に於いて、ステップ６０１では、アクセル開度センサ１０１により検出したアクセル開度θを取得する。ステップ６０２では、重み付け値算出手段１０７にて算出した前述の重み付け値ωを取得する。次に、ステップ６０３に於いて、ステップ６０１にて取得したアクセル開度θと、ステップ６０２で取得した重み付け値ωから、下記の式（４）に基づいてスロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。

ここで、f_１(θ)は第１の変換特性f_１で与えられるスロットルバルブ操作量、f_２(θ)は第２の変換特性f_２で与えられるスロットルバルブ操作量、Δはスロットルバルブ操作量f_１(θ)とf_２(θ)との偏差である。

図７は、アクセル開度θとスロットルバルブ操作量Ｔｈの関係を示すグラフである。図７に示すように、前述の第１の変換特性f_１で与えられるスロットルバルブ操作量f_１(θ)の場合は、アクセル開度θの増加に対してスロットルバルブ操作量Ｔｈが一次関数的に増大する関係にある。一方、前述の第２の変換特性f_２で与えられるスロットルバルブ操作量ｆ_２(θ)の場合は、アクセル開度θの増加に対してスロットルバルブ操作量Ｔｈが二次関数的に増大する関係にある。

図８は、アクセル開度変化量δθと所定時間経過後の到達車速Ｖｒｃｈとの関係を示すグラフである。一般的に、図８に示すように、アクセル開度変化量δθと所定時間経過後の到達車速Ｖｒｃｈとの間には、比例関係があることが知られている。これに加え、一般的に到達車速Ｖｒｃｈの高さに比例して、アクセルペダルの操作時間が長くなることも知られている。

そこで、スロットルバルブ操作量算出手段１０８は、以下の点に注目し、車両の発進シーン及び加速シーンに於ける無駄な燃料消費を抑える制御を可能とするスロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。先ず、前述の重み付け値算出手段１０７に於いて、図５に示すように重み付け値ωを経過時間ｔｒに比例して変化させ、これに加えてアクセル操作開始後のアクセル開度変化量δθに基づき、重み付け値特性の傾きＡを補正する。そして、スロットルバルブ操作量算出手段１０８に於いて、図７に示すようなスロットルバルブ操作量f_１(θ)を与える第１の変換特性ｆ_１と、このスロットルバルブ操作量f_１(θ)より小さなスロットルバルブ操作量f_２(θ)を与える第２の変換特性ｆ_２と、経過時間ｔｒやアクセル開度変化量δθで補正した前述の重み付け値ωとに基づいてスロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。以上より、図２の（ｂ）に示すように、ドライバーのアクセル操作量に対するスロットル開度を、時間の経過とともに小さくする。このため、省燃費運転の熟練ドライバーがアクセル操作を行った場合のスロットル開度の動きに近くすることができ、燃費を向上させることができる。また、ドライバーのアクセル操作に対して適切にスロットル開度を漸減制御するため、図２の時点ｔ１でのアクセル操作のようにアクセル操作量が大きい場合は到達車速が高いと判断し、重み付け値ωを小さくしてスロットル開度の漸減速度を遅くすることで、アクセルペダルの踏み増しを防止し、燃費を向上させる。また、図２の時点ｔ５でのアクセル操作のようにアクセル操作量が小さい場合、到達車速が低いと判断し、重み付け値ωを大きくしてスロットル開度の漸減速度を速くすることで、燃費を向上させる。

又、先行車の影響を受けて追従しているシーンでは、スロットルバルブ操作量Ｔｈの漸減制御の燃費改善効果が小さくなること、また、適切な制御でない場合は、逆に燃費が悪化してしまうことがある。そこで、図２に示す時点ｔ７以降の状態のように接近状態判定手段１０６により自車と先行車との接近状態を検出した場合、スロットルバルブ操作量算出手段１０８に於いて、スロットルバルブ操作量を与える変換特性である前述の第２の変換特性f_２を変更しない。このことにより、先行車追従時の燃費悪化を防ぐことができる。

図９は、車速と駆動力との関係を示すグラフである。図９に示すように、最も燃料消費量が少ない加速方法は、より小さな余裕駆動力を引き出しながら加速する方法である。しかし、運転経験の浅いドライバーや運転技術が低いドライバーの場合、アクセル操作は踏込み時、戻し時ともにステップ的であるため、図９に破線Ｗに示すような軌跡を描く。このため、実際には必要以上の余裕駆動力を引き出し、燃費を悪化させている。

このため、この発明の実施の形態１では、図２に示すようにアクセルペダル操作開始の時点ｔ１、ｔ５、ｔ８の後の経過時間とともに、徐々にスロットル開度を漸減することで、図９に実線Ｅに示すような軌跡を描く加速を行い、無駄な燃料消費を抑える。又、アクセル操作開始の時点ｔ１、ｔ５、ｔ８ではドライバーの思い描く加速が得られるため、踏み増しを防ぐことができる。

以上述べたように、この発明の実施の形態１による車両エンジン制御装置によれば、適切なスロットル開度制御を実施することで余裕駆動力を抑えて、図９に実線Ｅにて示すような加速をすることで、無駄な燃料消費を抑えることができる。これにより、ドライバーに煩わしさを感じさせること無く、即ちドライバーの意識無しに燃費を向上させることができる車両エンジン制御装置を提供することができる。

実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。図１０に於いて、アクセル開度センサ１００１は、アクセル開度θを検出する。車速センサ１００２は、自車の車速Ｖｓを検出する。相対位置・相対速度検出センサ１００３は、先行車との相対位置Ｄ及び相対速度Ｖｒｅｌを検出する。接近状態判定手段１００４は、相対位置・相対速度検出センサ１００３により検出した相対位置Ｄと相対速度Ｖｒｅｌと、車速センサ１００２により検出した車速Ｖｓに基づき、先行車に対する接近状態を判定し、接近状態であれば接近フラグＦｌｇをオン「１」に設定し、接近状態でなければ接近フラグＦｌｇをオフ「０」に設定する。

重み付け値算出手段１００５は、車速センサ１００２により検出した車速Ｖｓ、接近状態判定手段１００４により判定した接近フラグＦｌｇに基づき、重み付け値ωを算出する。スロットルバルブ操作量算出手段１００６は、アクセル開度検出手段１００１により検出したアクセル開度θ、重み付け値算出手段１００５により算出した重み付け値ωから、スロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。スロットルアクチュエータ１００７は、スロットルバルブ操作量検出手段１００６により検出したスロットルバルブ操作量Ｔｈに基づき、エンジンへ吸入する空気量を調整する。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態２に係る車両エンジン制御装置の動作について説明する。図１１は、この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置の動作を説明するタイミングチャートであり、（ａ）はアクセル操作量、（ｂ）はスロットル開度、（ｃ）は自車の車速を示している。図１１は、時点ｔ１１に於いて発信を開始し、時点ｔ１２に於いて巡航運転状態に入り、時点ｔ１３に於いて加速状態になり、時点ｔ１４に於いて加速後の巡航運転状態に入る場合の、アクセル操作量、及びスロットル開度の状態を示している。

図１２は、重み付け値算出手段１００５内で実行される処理動作を説明するためのフローチャートである。図１２に示す処理は、所定の時間毎に繰り返して行われる。図１２に於いて、ステップ１１０１では、車速センサ１００２で算出した車速Ｖｓを取得する。次に、ステップ１１０２に於いて接近状態判定算出手段１００４により算出した接近フラグＦｌｇを取得する。

ステップ１１０３に於いて、ステップ１１０２にて取得した接近フラグＦｌｇがオフであり、自車と先行車が接近状態でない場合はステップ１１０４へ、それ以外の場合つまり接近フラグＦｌｇがオンで接近状態である場合はステップ１１０５へ進む。ステップ１１０４に進むと、ステップ１１０１にて取得した車速Ｖｓに基づき、重み付け値ωを算出する。図１３は、重み付け値ωの特性を示すグラフである。図１３に示すように、車速Ｖｓの上昇に伴い、重み付け値ωは大きくなる。

一方、ステップ１１０３での判定の結果、接近フラグＦｌｇがオンであると判定してステップ１１０５に進むと、重み付け値ωとして所定値Ｃを与える。先行車の影響を受けて追従しているシーンでは、スロットルバルブ操作量制御の燃費改善効果が小さくなることや、適切なスロットルバルブ操作量制御を実施できない場合は、逆に燃費が悪化してしまうことがある。このため、接近状態判定手段１００４により接近状態を検出した場合、例えば、重み付け値を「０」とし、スロットルバルブ操作量算出手段１００６に於いてスロットルバルブ操作量を与える変換特性を変更しないことで、先行車追従時の燃費悪化を防ぐことができる。

スロットルバルブ操作量算出手段１００６では、実施の形態１のスロットルバルブ操作量算出手段１０８と同様に、スロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。即ち、アクセル開度センサ１００１により検出したアクセル開度θと、重み付け値算出手段１００５により算出した重み付け値ωから、下記の式（５）に基づいてスロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。

ここで、f₁(θ)は第１の変換特性f₁で与えられるスロットルバルブ操作量、f₂(θ)は第２の変換特性f₂で与えられるスロットルバルブ操作量、Δはスロットルバルブ操作量f_１(θ)とf_２(θ)との偏差である。第１の変換特性f₁で与えられるスロットルバルブ操作量f₁(θ)、及び第２の変換特性f₂で与えられるスロットルバルブ操作量f₂(θ)は、前述の図７に示す関係にある。

スロットルバルブ操作量算出手段１００８は、図７に示すような第１の変換特性ｆ_１と、第１の変換特性ｆ_１より小さなスロットルバルブ操作量を与える第２の変換特性ｆ_２と、車速Ｖｓから算出した重み付け値ωに基づいてスロットルバルブ操作量Ｔｈを算出する。その結果、図１１に示す時点ｔ１１〜ｔ１２間の発進シーンや、時点ｔ１３〜ｔ１４間の加速シーンに於けるスロットルバルブ操作量Ｔｈを、図１３の（ｂ）に示すように適切に漸減制御することができる。

通常のエコ運転では、巡航中の加速シーンに於いて、ドライバーが意図的にアクセル操作量を小さくすることで無駄な燃料消費を抑えている。巡航中の車両は十分な運動エネルギーを持った状態であるため、運動エネルギーのない発進シーンと比較して、所望の車速上昇に要する燃料消費量が少ない。しかし、運転経験の浅いドライバーや運転技術が低いドライバーの場合、発進時と同じアクセルペダル操作をしてしまうため、必要量以上の燃料を消費していることになる。

そこで、この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置によれば、重み付け値算出手段１００５は、前述のように車速センサ１００２により検出した車速Ｖｓ、接近状態判定手段１００４により判定した接近フラグＦｌｇに基づき、重み付け値ωを算出するように構成されており、車速が上昇し、十分な運動エネルギーを得た巡航状態からの加速シーン、即ち図１１に示す時点ｔ１３〜ｔ１４の加速シーンに於いて、車速に比例した重み付け値を算出し、アクセル開度と重み付け値に基づき、スロットル開度を与える。

その結果、車速が高い巡航状態からの加速シーンに於いては、図１１に示す加速開始の瞬間である時点ｔ１３からスロットル開度を抑制することができ、無駄な燃料消費を抑えることができる。又、図１１に時点ｔ１１で示す車速が低い発進シーンでは、ドライバーが思い描く加速度を与えて、アクセルペダルの踏み増しを防ぎ、車速の上昇とともに、徐々にスロットル開度を小さくしていくことで、ドライバーに気づかれることなく、燃料消費量を抑えるものである。

以上述べたように、この発明の実施の形態２による車両エンジン制御装置によれば、ドライバーに煩わしさを感じさせることなく、即ちドライバーの意識がなくても燃費を向上させることができる車両エンジン制御装置を提供することができる。

この発明は、自動車等の車両に搭載するエンジンの制御装置を製造する分野、若しくはエンジンとその制御装置を製造する分野、又はエンジンとその制御装置を含む自動車等の車両を製造する分野に於いて用いることができる。

Claims

アクセルの開度を検出するアクセル開度センサと、前記検出されたアクセル開度に基づきアクセルペダル全閉状態から非全閉状態に移行して後の経過時間を算出する経過時間算出手段と、前記アクセル開度とスロットルバルブ操作量との変換特性に基づいて前記検出されたアクセル開度に対応するスロットルバルブ操作量を算出するスロットルバルブ操作量算出手段と、前記算出されたスロットルバルブ操作量に基づいてエンジンの吸気量を制御するスロットルバルブの開度を調節するスロットルアクチュエータとを備えた車両エンジン制御装置であって、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記経過時間算出手段により算出される前記経過時間の増大に伴って前記スロットルバルブの開度を漸次減少させるスロットルバルブ操作量を算出することを特徴とする車両エンジン制御装置。
前記経過時間の増大に伴って増加する重み付け値を算出する重み付け値算出手段を備え、前記変換特性は、第１の変換特性と前記第１の変換特性より小さなスロットルバルブ操作量を与える第２の変換特性とからなり、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記第１の変換特性と前記第２の変換特性と前記算出された重み付け値とに基づき前記スロットルバルブ操作量を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両エンジン制御装置。
アクセルペダル全閉状態から非全閉状態に移行した時点から所定時間内のアクセル開度変化量を算出するアクセル開度変化量算出手段を備え、前記重み付け値算出手段は、少なくとも前記算出された経過時間と前記算出されたアクセル開度変化量とに基づいて重み付け値を算出することを特徴とする請求項２に記載の車両エンジン制御装置。
エンジンのアクセル開度を検出するアクセル開度センサと、自車の車速を検出する車速センサと、前記アクセル開度とスロットルバルブの開度を調整するスロットルバルブ操作量との変換特性に基づいて前記検出されたアクセル開度に対応するスロットルバルブ操作量を算出するスロットルバルブ操作量算出手段と、前記算出されたスロットルバルブ操作量に基づいて前記スロットルバルブの開度を調整するスロットルアクチュエータとを備えた車両エンジン制御装置であって、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記車速検出手段により検出される前記車速の増大に伴って前記スロットルバルブの開度を漸次減少させるスロットルバルブ操作量を算出することを特徴とする車両エンジン制御装置。
前記車速に比例する重み付け値を算出する重み付け値算出手段を備え、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、少なくとも前記アクセル開度と前記算出された重み付け値とから前記スロットルバルブ操作量を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両エンジン制御装置。
自車と先行車との相対位置及び相対速度を検出する相対位置・相対速度センサと、少なくとも前記検出された相対位置及び相対速度に基づいて前記自車と先行車との接近状態を判定する接近状態判定手段とを備え、前記重み付け値算出手段は、前記接近状態判定手段により判定された接近状態が所定値以下のときは、前記重み付け値の特性の傾きを大きくすることを特徴とする請求項２、３、５の何れか一項に記載の車両エンジン制御装置。
自車と先行車との相対位置及び相対速度を検出する相対位置・相対速度センサと、少なくとも前記検出された相対位置及び相対速度に基づいて前記自車と先行車との接近状態を判定する接近状態判定手段とを備え、前記スロットルバルブ操作量算出手段は、前記接近状態判定手段により判定された接近状態が所定値以下のときは、前記変換特性を変更せずに前記スロットルバルブ操作量を算出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の車両エンジン制御装置。