JPH01167435A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの制御装置に関し、更に詳細には、
アクセル操作量に基づいてエンジン調整手段を制御する
エンジンの制御装置に関する。

（従来の技術） 上記した種類のエンジン制御装置としては、例エバ特開
昭５１−１３８２３５号に示されたものが知られている
が、このようなエンジン制御装置においては、エンジン
のスロットル弁を制御するために、モータ、電気回路、
条種センサ等の電気部品を多数使用しているが、これら
の電気部品の故障によって、スロットル弁の制御が不能
になった場合においてもなお、スロットル弁を制御する
ことができるようないわば電気系統の故障に対する対策
がなされていなかったため、電気系統が故障した場合に
は、即刻スロットル弁の制御が不能となり、特に、自動
車用エンジンの場合には、自動車をとりあえず安全な場
所まで移動させる危険回避処置すらとることができない
という問題が発生ずる。

そこで、本出願人は、特開昭５９−１２７４２号におい
て、スロットル弁の開度を電気的に制御する電気的制御
装置が故障し、スロットル弁の電気的制御が不能になり
、スロットル弁を開くことができない場合には、スロッ
トル弁の最小開度を保証するように構成された機械的制
御機構によってスロットル弁を制御することにより、エ
ンジン２．）信頼性の向上を図るエンジンの制御装置を
提案している。このエンジンの制御装置は、アクセルペ
ダルの踏み込み量に応じたアクセル開度信号を出力する
アクセル開度センサと、スロットル弁を制御するアクチ
ュエータと、上記アクセル開度センサの出力信号を入力
し、アクセルペダルの踏み込み量に応じたスロットル開
度となるように、上記アクチュエータに電気信号を出力
する制御回路とを備えるスロットル弁電気的制御装置、
およびスロットル弁の最小開度を保証するように、アク
セルペダルとスロットル弁と′を機械的に連結したス℃
〕ットル弁機械的制御装置とを設けたものである。

（発明が解決すべき問題点） 上記した従来のエンジンの制御装置によれば、スロット
ル弁電気制御装置の故障時においても、スロットル弁機
械的制御装置の働きにより、少なくともスロットル弁の
最低開度は保証できる。

しかしながら、上述の如くアクセル操作量に対するスロ
ットル弁開度の制御の度合である制御特性が、切り換わ
る時においては発生トルクが急変するという問題が生ず
る。特に、上記の如く、アクセルに対してスロットル開
度が小さい特性から、大きい特性に切り換えるときには
、運転者に異和感を生じさせてしまう。

そこで本発明は、エンジンの運転中に、上記のように、
制御特性の異なる機械的制御装置による制御から、電気
的制御装置による制御に復帰した場合や、２つの電気的
特性の切り換わり時における発生トルクの急変を防止す
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
的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、エンジンの出力を調整するエンジン出力調整
手段、アクセル、およびアクセル操作量に対するエンジ
ン調整手段の制御の度合である制御特性を複数存し、運
転条件に応じて、一つの制御特性を選択し、この選択し
た制御特性とアクセル操作量との関係によって、エンジ
ン調整手段の制御の度合を決定する制御手段を備えたエ
ンジンの制御装置において、前記制御手段が、制御特性
の切り換え時に、その移行を徐々に行う機能を有してい
ることを特徴とするものである。

（発明の作用、効果） 本発明においては、上記したように、制御特性の切り換
え時に、その移行を徐々に行うようにしているので、例
えば上記エンジン調整手段がスロットル弁の場合には、
上記切り換え時にスロットル弁の開度が徐々に大きくな
り、従って、発生トルクが急変しない。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よるエンジンの制御装置について説明する。

第１図は、本発明の実施例によるエンジン制御装置の全
体構成を示し、この図において、符号１はエンジンを示
し、符号５は、エンジン出力要求に応じて踏み込み操作
されるアクセルペダルを示す。エンジン１は吸気通路２
を有し、この吸気通路２は、その一端がエアクリーナ３
を介して大気に開口し、他端がエンジン１に開口して、
該エンジンに吸入空気を供給する。エンジン１はまた排
気通路４を有し、この排気通路４は、一端がエンジン１
に開口し、他端が大気に開口して、エンジンからの排気
を排出する。上記吸気通路２には、吸入空気量を調節す
るスロットル弁６が配設されている。このスロットル弁
６０開度は、上記アクセルペダル５の踏み込み操作によ
り、後に詳細に説明するスロットル弁作動装置７を介し
て行われる。

上記吸気通路２のスロットル弁６下流には、燃料を噴射
供給する燃料噴射弁１２が設けられている。この燃料噴
射弁１２は、燃料ポンプ１３および燃料フィルタ１４を
介設した燃料供給路１５を介して燃料タンク１６に連通
されて、この燃料タンク１６から燃料の供給を受けるよ
うになっている。

上記スロットル弁作動装置７は、マイクロコンピュータ
で構成されるコントロールユニット１８が接続されてい
る。上記コントロールユニット１８には、アクセルペダ
ルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量を検出するア
クセル検出手段であるアクセルペダルポジションセンサ
１９、上記吸気通路２のスロットル弁６上流側に配置さ
れて、吸入空気量を検出するエアフローメータ２０、ス
ロットル弁の開度を検出するスロットルポジションセン
サ２２、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２
３、排気通路４に配置され、空燃比を検出する空燃比セ
ンサ（リーンセンサ）２４が接続されている。コントロ
ールユニット１８は、通常運転状態において、上記セン
サ１９〜２４の検出信号を受け、これに基づいて演算を
行い、スロットル弁６の開閉作動の制御を行うための制
御信号を上記スロットル弁作動装置７に出力する。

このコントロールユニット１８は、燃料噴射弁１２の制
御をも行う。

上記コントロールユニット１８は、更にイグナイタ２６
が接続されていて、点火回数つまりエンジン回転数を示
す信号を人力する一方、該イグナイタ２６に対して所定
の時期に設定された点火時期信号を出力するようになっ
ている。このコントロールユニット１８はまた、ディス
トリビュータ□２７およびバッテリ２８が接続されてお
り、実際の点火時期およびバッテリ電圧を示す信号を人
力している。イグナイタ２６からの点火のための信号は
、ディス）ＩＪピユニー２７を介して点火プラグ３３へ
の二次電流供給として出力されて、該点火プラグを点火
させるようになっており、このイグナイタ２６およびデ
ィストリビ二−タ２７で点火制御手段を構成する。

スロットル弁作動装置７ 次に、第２図を参照しつつ、スロットル弁作動装置７に
ついて説明する。この第２図は、該スロットル弁作動装
置７を模式的に示した図である。

スロットル弁作動装置７は、基板４０を有しており、こ
の基板４０の片側にスロットル弁６が配置されている。

この基板４０のスロットル弁６とは反対側には、該基板
４０に直角に延びる第１乃至第３センメント４１．４２
．４３が設けられている。第１セグメント４１は、ワイ
ヤ４４でスロットル弁６に接続されており、基板４０か
ら離れる方向に移動することにより、該スロットル弁６
を開く方向に作動するようになっている。なお、スロッ
トル弁６には、これを閉じる方向に付勢するバネ４５が
設けられており、上記第１セグメント４１は、このバネ
４５により上記基板−〇の方向に付勢されている。上記
第２および第３セグメント４２．４３は、バネ４６．４
７により基板４０の方向に付勢されている。

上記第２セグメント４２は、アクセルペダル５にワイヤ
４８を介して接続されて、このアクセルペダルの操作量
に応じて、基板４０から離れる方向に移動させられるよ
うになっている。このように、この第２セグメント４２
の移動量は、アクセルペダルの操作量とほぼ１対１で対
応しており、このため、上記アクセルペダルポジション
センサ１９は、この第２セグメント４２に設けられてい
る。なお、バックアップ用アクセルペダイレポジション
センサ１９ａがアクセルペダル５に直接設けられている
。

スロットル弁作動装置７は、更に例えばパルスモータで
構成されるスロットルモータ４９を備えている。このス
ロットルモータ４９の回転軸は、クラッチ５０を介して
プーリ５１に接続されている。このプーリ５１には、ワ
イヤ５２が巻かれており、このワイヤの端部が上記第３
セグメント４３に接続されている。上記クラッチ５０が
締結状態において、スロットルモータ４９が回転すれば
、第３セグメント４３が、基板４０に対して離接する方
向に移動する。

第１セグメント４１は、基板４０とは反対側の端部に、
第２セグメント４２側に延びる機械作動用突出部５３が
、それより基板４０側の部分に、第３セグメント４３側
に延びる電気作動用突出部５４がそれぞれ設けられてい
る。一方、第２セグメント４２の中央部には、上記第１
セグメント４１側に延びる突出部５５が、上記機械作動
用突出部５３と間隔αを隔てた状態で設けられている。

第３セグメント４３の上記電気作動用突出部５４にほぼ
対応する位置には、上記第１セグメント４１側に延びる
突出部５６が、該電気作動用突出部５４の基板４０側の
側壁に接触する状態となるように設けられている。なお
、上記プーリ５１には、サーボ用のスロットルポジショ
ンセンサ５７を設けることが望ましい。

以上の構成において、コントロールユニット１８、スロ
ットルモータ４９、プーリ５１、ワイヤ５２、第３セグ
メント４３、第１セグメント４１、ワイヤ４４により、
スロットル弁６の電気的制御機構６０を構成し、またワ
イヤ４８、第２セグメント４２、第１セグメント４１お
よびワイヤ４４により、スロットル弁６の機械的制御機
構６１を構成している。即ち、スロットル弁作動装置７
は、電気的制御機構６０と機械的制御機構６１とを有し
ており、電気的制御機構６０は、通常運転状態における
スロットル弁６の制御を担当し、一方、機械的制御機構
６１が、例えば電気系統の故障時等の異常時のスロット
ル弁６の制御を担当する。

電気的制御機構６０の作動 この電気的制御機構６０は、ドライバのアクセル操作（
走りの要求）に対する自動車の実用域での運動特性、例
えば、加速性、定速走行性、減速性、他車追従性、高地
走行性等をドライバのフィーリングにマツチするように
改善する、いわゆる走り感制御、およびドライバが設定
した目標車速を維持するように、自動的にスロットルと
変速段を最適に制御するオートスピードコントールを行
うことを目的として構成されたものである。

走り感制御のためのマツプ この走り感制御は、基本的には、上記したような種々の
条件に応じてのエンジン出力を得るため、それに最適な
目標スロットル開度ＴＶＯｆ　を演算することにより行
われる。この目標スロットル開度Ｔ　Ｖ　Ｏ丁　は、基
本的な要求特性、例えばギヤの状態、モードスイッチの
状態、アクセル戻し等に応じた基本スロットル開度ＴＶ
Ｏ！ｌ　をベースとして、その他の要求特性、例えばア
クセル踏み込み速度、車速、大気圧、冷却水温等に応じ
た補正係数で補正することによって求められる。コント
ロールユニット１８は、上記基本スロットル開度ＴＶＯ
Ｂ　の演算のため、第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図、第
３Ｄｌｌに示されているように、パワーモード時、エコ
ノミーモード時、ホールドモード時、アクセル戻し中の
制御のための制御特性線を持つ第１乃至第４マツプを予
め記憶している。コントロールユニット１８はまた、上
記パワーモード、エコノミーモード、ノーマルモードの
何れかを選択するモードスイッチ６３が接続されており
、このモードスイッチ６３からそのときの走行モードを
示す信号を受けている。コントロールユニッ）１８は更
に、第４Ａ図、第４Ｂ図に示すアクセル踏み込み速度補
正、車速補正のためのマツプの他、他の補正のためのマ
ツプをも記憶している。

オートスピードコントロール このオートスピードコントロールは、上記したようにド
ライバが設定した目標車速を維持するように、自動的に
スロットルと変速段を最適に制御するものであり、上記
スロットル制御は、上記走り感制御で用いた機構をその
まま用いて行い、また、変速制御は、コントロールユニ
ット１８を利用して、電子自動変速機に対して、４速禁
止信号を出力することによって行うものである。

機械的制御機構６１の作動 この機械的制御機構６１は、主に、上記電気的制御機構
６０が故障したときに用いられるものであり、危険回避
等を行うため、スロットル弁６の最低開度を確保するた
めに使用される。この機械的制御機構６１は、第１セグ
メント４１の突出部５３と第２セグメント４２の突出部
５５との間に上記した間隔αを有している。このため、
アクセルペダル５がある程度踏み込まれて、第２セグメ
ント４２が間隔αだけ移動したのち、突出部５５が突出
部５３に当接し、この後、第２セグメント４２が第１セ
グメント４１を基板４０から離れる方向に移動させ、ス
ロットル弁６を第５図に想像線で示したような制御特性
線に従って制御する。

なお、この第５図には、電気的制御機構６０において使
用される制御特性線の代表的なものを実線Ｌ１で示した
。

コントロールユニット１８による制御 コントロールユニット１８にヨル上記スロットル弁作動
装置７の制御について、第６図以降を参照して説明する
。

この制御においては、先ず第６図に示したようなフロー
チャートに従いメインルーチンを行う。

先ず、この制御に右いては、ステ°↓ブＳ１で初期化す
なわちソフトウェアのリセットを行い、この後ステップ
Ｓ２で、クラッチ５０を切り、とりあえず電気的制御機
構６０を不作動とし、機械的制御機構６１によるスロッ
トル制御とする。この後、ステップＳ３において、補正
係数ＣＩｌ！、を０．２５に設定し、次いで、ステップ
Ｓ４でバッテリのチエツクを行う。このバッテリのチエ
ツクは、バッテリの電圧子Ｂが８Ｖ以上あるかの判定に
よって行う。このステップＳ４の判定がＮｏのときには
不安定であるので、制御の最初に戻る。

一方ステップＳ４の判定がＹＥＳのときには、ステップ
Ｓ５でエンジン回転数が５０　Ｏｒｐｍより大きいかを
判定する。この判定がＹＥＳのときには安定状態である
ので、ステップＳ６でクラッチ５０を入れ電気的制御系
統を作動状態とする。この後、ステップＳ７で、オート
スピードコントロール（ＡＳＣ＞の条件が成立している
かを判定し、この判定がＹＥＳのときには、オートスピ
ードコントロールを行い（ステップＳ８）、Ｎｏのとき
は、電気的制御機構６０によるスロットル制御のため、
上記第３Ａ図乃至第４Ｂ図までに示したマツプに基づき
、目標スロットル開度Ｔ’ｖｏｔを演算する（ステップ
３９）。このスロットル制御については、後に詳細に説
明する。

上記ステップＳ９で目標スロットル開度Ｔ、。。

を演算した後は、ステップＳＩＯで、この目標スロット
ル開度の修正を行う。この目標スロットル開度の修正は
、上記ステップＳ９で演算した目標スロットル開度Ｔ’
ｖｏｙ　に補正係数０□１を掛けることによって行われ
る。この修正された目標スロットル開度を示す信号をス
ロットル弁作動袋−７に出力して、モータ４９を作動Ｌ
、スロットル弁６を上記出力信号に基づく開度に開くよ
うにしている。このときの制御特性線は、第５図に実線
Ｌ２で示されたもののようになり、想像線で示した機械
的制御機構６１によるスロットル制御の制御特性に近似
したものとなる。上記補正係数Ｃ□アは、次のステップ
３１１で、−回の制御サイクルごとに所定の微小な単位
数ΔＣが加えられ、この加算されたものを新たに補正係
数Ｃｉ　Ｉ！　７　とし、次の制御サイクルにおいては
、この新規な補正係数ＣＲＥＴ　によって目標スロット
ル開度を修正する。

この単位数ΔＣの加算は、第７図に示したように補正係
数ＣＩＥＴが１となるまで行われる（ステップＳ１２、
ステップ５１３）。これにより、制御特性を機械的制御
機構６１による制御特性から電気的制御機構６０による
制御特性に徐々に変え、すなわち制御特性線を第５図の
実線Ｌ２で示したものから、実線Ｌ１で示したものに徐
々に近づけて、機械的制御機構６１によるスロットル制
御から電気的制御機構６０によるスロットル制御に移行
したときの上記トルクの変動を抑える。

□　上記ステップＳ５の判定がＮＯのときには、エンジ
ンが不安定であるので、上記ステップＳ２、ステップＳ
３と同様にクラッチ５０を切り、電気的制御機構６０を
不作動とし、機械的制御機構６１によるスロッ′トル弁
６制御とし、次いで、補正係数ＣＲＥ？を０．２５にセ
ットしなおす。

以上のステップが終了したのちは、ウォッチドッグタイ
マ用クロック出力Ａをステップ３１６で反転し、それを
該クロック出力Ａとし、ポートより出力しくステップ５
１７）、１サイクルの制御を終了する。

次に、第７図のフローチャートを参照して、上記メイン
ルーチンのステップＳ９でのスロットル制御における目
標スロットル開度の演算の際の基本スロットル開度の演
算について説明する。

この演算においては、先ず、ステップＳ１でモードスイ
ッチが１であるか、すなわち走行モードがエコノミーモ
ードであるか否かを判定する。この判定がＹＥＳのとき
には、ステップＳ２において、アクセルペダルが戻し中
であることを示すフラグＡＦが１であるか否かを判定す
る。この判定がＮＯのときには、ステップＳ３において
、第３Ｂ図に示したエコノミーモード走行のためのマツ
プを読み出す。一方、上記ステップＳ１における判定が
ＮＯのときには、ステップＳ４で、モードスイッチが３
であるか、すなわち走行モードがパワーモードであるか
否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、ステッ
プＳ５において、上記フラグＡＰが１であるか否かを判
定する。この判定がＮＯのときには、ステップＳ６にお
いて、第３Ａ図に示したパワーモード走行のためのマツ
プを読み出す。

一方、上記ステップＳ４における判定がＮＯのときには
、モードスイッチがノーマルモードに設定されているこ
とを示し、このときにも、他と同じように、フラグＡＦ
が１であるか否かを判定する（ステップＳ７）。この判
定がＮｏのときには、ステップＳ８において、第３Ｃ図
に示したノーマルモード走行のためのマツプを読み出す
。そして、ステップＳ２、ステップＳ５、ステップＳ７
の判定がＹＥＳのとき、すなわち、アクセルの戻し中の
ときは、ステップＳ９において、第３Ｄ図に示したアク
セル戻し中の運転のためのマツプを読み出す。

必要なマツプの読み出しが終了した際には、ステップＳ
ＩＯで、そのマツプの制御特性線に検出したアクセルペ
ダルの踏み込み量α１　を照らし、基本スロットル開度
Ｔ１　を求める。なお、該基本スロットル開度Ｔ１　が
、上記基本スロットル開度Ｔ　ＶＯＢ　に該当する。上
記ステップＳＩＯが終了すると、゛基本スロットル開度
の演算のルーチンはすべて完了し、以上を繰り返すこと
となる。

この演算された基本スロットル開度をアクセルの踏み込
み速度等で修正して、第６図のステップＳ９における目
標スロットル開度Ｔ、。、を演算する。

変形例 上記した実施例においては、補正係数を目標スロットル
開度に掛は算して、機械的制御から電気的制御への切り
換え時の制御特性を、機械的制御時のそれに近似させた
が、その他の方法としては、■　例えば、初期に開度の
５０％を引き、最終的には、０％を引くというように、
所定開度を引く方法、 ■　機械的制御の制御特性と電気的制御の制御特性の間
を補間するような、複数のマツプを予め用意し、コント
ロールユニットに記憶させておき、時間とともにこれを
切り換えて行く方法、■　スロットル弁の制御回路にス
ロットル遅れフィルタを挿入して、スロットル弁の制御
を行うようにし、このスロットル遅れフィルタの時定数
を十分に大きくする方法、 等が考えられる。

また、本発明は、上記実施例の如く、２つの異なる特性
として機械式特性と電気式特性に限るものではなく、２
つの電気式特性の切り換えにおいても適用できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例によるエンジン制御装置の全
体構成を示す図、 第２図は、上記エンジン制御装置に使用されるスロット
ル弁作動装置の模式図、 第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図、第３Ｄ図は、それぞれ
コントロールユニットに記憶している基本スロットル開
度の演算のためのマツプ、第４Ａ図、第４Ｂ図は、それ
ぞれ補正係数を示すマツプ、 第５図は、機械的制御の制御特性の一例等を示す図、 １６Ｅｌｉ；！、コントロールユニットによるスロット
ル弁作動装置の制御を示すフローチャート、第７図は、
基本スロットル開度演算のためのフローチャート、 第８図は、スロットルの機械的制御から電気的制御への
切り換え時の制御特性の補正のための補正係数の時間的
変化を示した図であ、る。 １　　エンジン ５　　アクセルペダル ６　　スロットル弁 ７　　スロットル弁作動装置 １８　　コントロールユニット ６０　　電気的制御機構 ６１　　機械的制御機構 第４Ａ図 アク七ル踏込速度補正 第４Ｂ図 車速補正 ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンの出力を調整するエンジン出力調整手段、ア
   クセル、およびアクセル操作量に対するエンジン調整手
   段の制御の度合である制御特性を複数有し、運転条件に
   応じて、一つの制御特性を選択し、この選択した制御特
   性とアクセル操作量との関係によって、エンジン調整手
   段の制御の度合を決定する制御手段を備えたエンジンの
   制御装置において、前記制御手段が、制御特性の切り換
   え時に、その移行を徐々に行う機能を有していることを
   特徴とするエンジンの制御装置。