JPH01257742A - エンジンの出力制御装置 - 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、スロットル弁等のエンジン出力調整手段の作
動量をアクセルペダルの踏込み量に応じて電気的に制御
するようにしたエンジンの出力制御装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より、一般に車両に搭載されるエンジンのスロット
ル弁などの出力調整手段は、アクセルペダルの踏込み操
作により機械的連動機構を介して制御されるものである
が、例えば、特開昭６１−１２６３３６号公報によれば
、アクセルペダルの踏込みに応じてスロットル開度を電
気的に開閉制御する手段を設け、スロットル開度をアク
セル踏込み量に対して所定の特性で制御するようにした
ものが示されている。

これによれば、アクセルペダルの踏込み量の変化に対す
るエンジン出力変化特性を可変とすることができ、例え
ば加速時にアクセル踏込み量に対するスロットル開度の
変化率を大きくして加速性を高めたり、また、定常走行
時には上記変化率を小さくして走行安定性を高めること
などが可能である。

そもそも車両の走行性は、アクセル操作に対する車の応
答特性により、その良否が決まり、運転者が加速しよう
としてアクセルペダルを踏み込んだ際には、それに応答
性よく対応してエンジン出力が増大し、一方、定常走行
を行っている際にその車速を微妙に制御しようとしてア
クセルペダルを操作した際には、それに応じて細かなエ
ンジン出力変化が生じるようにすることが望まれる。

上記のように運転者によるアクセル操作には、定常走行
時における車速を微妙にコントロールする目的と、加速
時における加速度をコントロールする目的があるが、こ
の両者の操作に対応するエンジン出力変動との間には、
相反する要求がある。

つまり、加速応答性を高めるためにアクセルペダルの踏
込み量に対するスロットル開度の変化量を大きくしてエ
ンジン出力の増大特性を高めることによって加速応答性
を改善すると、微妙な出力側御によって車速制御を行う
際に少しのアクセル操作によってエンジン出力が大きく
変化して車速コントロール性が低下することになり、ま
た逆に、車速コントロール性が最適となるようにアクセ
ル操作に対する出力変化特性を設定すると、加速応答性
が低下することになるものである。

（発明が解決しようとする課８） しかして、従来の機械式のものはもとより、前記の如き
電気制御式のエンジン出力制御装置においても、定常走
行時にはアクセルペダルの踏込み量をスロットル開度な
いし車速に応じた一定の量に保持することになるが、そ
の場合に、高速での定常走行時にはアクセルペダルを比
較的踏込んだ状態でその踏込み量を一定に保持し、また
極低速での定常走行時にはアクセルペダルの踏込み量を
小さな一定量で保持することになる。

しかし、前者の場合は例えばリターンスプリングによる
反力が大きくなり、この反力に抗してアクセルペダルの
踏込み量を一定に保持しなければならないため、特に高
速定常走行が長時間続く場合に、足の疲労によって踏込
み量を一定に保持するのが困難となる。また、後者の場
合は、例えばリターンスプリングによる反力が小さいた
め、足に加えられる力の微妙な変化によっても踏込み量
が変動し、従って、この場合もアクセルペダルの踏込み
量を一定に保持するのが困難となる。

その結果、要求されるアクセル踏込み量が比較的大きな
高速定常走行時、および要求踏込み量が小さな極低速定
常走行時のいずれの場合においてもスロットル開度ない
し車速が不安定となり、定常走行時の車速維持が困難と
なる。

上記点に対応すると共に、前記した加速応答性と車速コ
ントロール性を両立させるために、通常は、高速域例え
ば８０〜１００　ｋｍ／ｈ付近における定常走行時のア
クセルペダル位置を中開度域例えば１５〜２０％付近に
なるようスロットルのリンク比（電気的制御ではアクセ
ル開度に対する制御特性としてのスロットルゲイン）を
設定するという手法が慣用的に用いられてきた。ところ
が、車両の走行環境は一定ではなく、道路勾配、走行場
所の高度なと種々変化する。このため、定常時に上記の
ような２０％程度のアクセル踏込み量という設定が、上
記した状況などにより崩れ、例えば下り勾配では制御特
性（ゲイン）が低下し、最適の走行性が得られないとい
う問題が生じる。

そこで本発明は、アクセル踏込み量からその走行状況で
のエンジン要求出力を推定し、この出力を最適のアクセ
ル踏込み量で発生させるように、アクセル踏込み量に対
するエンジン出力の制御特性を補正し、良好な走行性を
得んとするものであるか、さらに、次のような状況につ
いても良好な制御性を確保せんとするものである。

交通流の変化が激しく、アクセルペダル位置が大きく変
化するような走行場面では、エンジン要求出力が様々に
変化し、これに基づいである制御特性を特定しても全体
で最適の走行性を得ることは困難であり、いたずらに制
御特性を変化させることによる応答性変動が発生し、か
えって運転フィーリングが低下する問題を招く可能性が
ある。

また、長い下り坂を走行する場面では、アクセルペダル
位置は殆ど全閉付近に集中することから、この状態に対
応して制御特性を補正すると、小さなエンジン出力を得
るのにアクセル踏込み量を増大する傾向となり、平坦部
または上り坂に移行した時に前記制御特性の補正により
アクセルペダルを踏込んでもエンジン出力は上昇せずに
走行性が低下する問題を招く可能性がある。

本発明は上記事情に鑑み、アクセル踏込み量が所定値と
なるように制御特性を補正するについて、各種条件下に
おいても良好な走行性が得られるようにしたエンジンの
出力制御装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の出力制御装置は、ア
クセルペダルの踏込み量を検出するアクセル踏込み量検
出手段と、該検出手段で検出されたアクセル踏込み量に
応じて所定の制御特性でエンジン出力調整手段の作動量
を電気的に制御する出力制御手段とを備えると共に、前
記アクセル踏込み量が設定値となるよう前記出力制御手
段によるアクセルペダルの踏込み量に対するエンジン出
力調整手段の制御特性を変更する制御特性変更手段と、
アクセル踏込み量の所定値以上の変化もしくはアクセル
踏込み量が所定値以下の状態を検出する禁止条件判定手
段と、該禁止条件判定手段の信号を受け、所定値以上の
変化時もしくは所定値以下の踏込み量の時には前記制御
特性変更手段による制御特性の変更を禁止する禁止手段
とを備えるように構成したものである。

第１図は本発明の構成を明示するための概略構成図であ
る。

車両のエンジンＥに対して、その出力をスロットル弁等
のエンジン出力調整手段Ａの作動量で制御するものであ
り、このエンジン出力調整手段への作動量を電気的に制
御する出力制御手段Ｂを設ける。該出力制御手段Ｂには
、アクセルペダルＣの踏込み量を検出するアクセル踏込
み量検出手段りからの信号が入力され、アクセル踏込み
量に対応して所定の制御特性に基づいて求めた目標エン
ジン出力もしくは目標作動量となるようにエンジン出力
調整手段Ａを電気的に駆動して、エンジンを所定の出力
状態に制御する。

また、前記アクセル踏込み量検出手段りによるアクセル
ペダルＣの踏込み量の検出信号は、禁止条件判定手段Ｆ
および制御特性変更手段Ｇにも出力される。

この制御特性変更手段Ｇでは上記アクセル踏込み量が、
例えば１５〜２０％程度の設定値となるよう、前記出力
制御手段ＢによってアクセルペダルＣの踏込み量に対応
してエンジン出力調整手段Ａの作動量を演算制御する際
の、両者間の制御特性を変更するものである。

また、前記禁止条件判定手段Ｆは、アクセル踏込み量の
変化が所定値以上の状態もしくはアクセル踏込み量が所
定値以下の状態を検出判定するものであり、この禁止条
件判定手段Ｆの信号は禁止手段Ｈに出力され、該禁止手
段Ｈではアクセル踏込み量の所定値以上の変化時もしく
は所定値以下の踏込み量の時には前記制御特性変更手段
Ｇによる制御特性の変更を禁止する信号を出力する。

上記制御特性変更手段Ｇは、具体的には、車両の走行環
境、例えば道路勾配、走行場所の高度、その他の要因に
よって所定の車速で走行するためのエンジン出力が変化
し、それに応してスロットル開度ｚ５のエンジン出力調
整手段Ａの作動量がいずれの範囲にあっても、アクセル
ペダルＣの踏込み量か所定の踏込み範囲に収束するよう
に、例えば、アクセルペダルＣの踏込み量の所定期間の
平均値もしくは定常状態におけるアクセルペダルＣの踏
込み量とエンジン出力調整手段Ａの作動量との相関関係
を規制する制御特性を変更する。尚、上記アクセル踏込
み量を収束させる設定値は、実験上あるいは経験上、リ
ターンスプリングの反力に抗してアクセルペダルＣを一
定踏込み量に保持することが容易で、微妙な操作か行い
やすい比較的低踏込み側の範囲（例えば、全踏込み量に
対して１５〜２０％程度の範囲）である。

そして、前記禁止条件判定手段Ｆは、例えば、所定期間
のアクセル踏込み量の標準偏差を算出して変化量を求め
、この偏差か所定値以上の場合をアクセル踏込み量の変
化が大きい状態と判定して、制御特性の変更を禁止する
。また、同様に所定期間のアクセル踏込み量の平均値を
算出して、この平均値が限界値（例えば５％）以下の場
合も、低アクセル状態と判定して、制御特性の変更を禁
止する。ものである。

（作用） 上記のようなエンジンの出力制御装置では、車両の走行
中にアクセルペダルの踏込み量か設定値となるように制
御特性を変化させ、走行状況に対応して、例えば、踏込
み量が設定値を越えていた場合には、制御特性すなわち
アクセル踏込み量に対する作動量の比を大きくし、同じ
アクセル踏込み量の場合にはエンジン出力調整手段の作
動量を大きくしてエンジン出力を増大し、これにより、
同一走行条件で走行するにはより少ないアクセル踏込み
量で可能となるように補正して、アクセル踏込み間か前
記設定値となるように制御する。そして、上り坂または
下り坂の走行状態等に移行した場合に、同じアクセル踏
込み量では同一車速を維持することはできず、アクセル
踏込み二が増減するが、その踏込み量が変化するのに対
応して応答性よく制御特性の補正を行うものである。

このように、アクセルペダルの踏込みまたは戻し操作に
よる加速または減速状態から定常走行に移行する際に、
例えばその定常走行が高速での定常走行である場合には
、制御特性変更手段の補正作用によって相対的に小さな
アクセル踏込み量で所望の高車速が得られることになり
、逆に低速での定常走行である場合は、相対的に大きな
アクセル踏込み量で所望の低車速が得られることになる
。

その場合に、上記アクセル踏込み量を収束させる設定値
の範囲は、アクセルペダルの踏込み量を一定に保持しや
すい範囲であるから、元来この範囲に対応する低、中速
での定常走行時はもとより、高速あるいは極低速での定
常走行においても、良好な車速の維持性が得られること
になる。

さらに、アクセル踏込み量か大きく変化するような交通
流の変化が激しく要求出力が様々に変化する状況では、
所定値以上の踏込み量の変化を判−１２＝ 定すると制御特性変更手段による制御特性の変更を禁止
して、無意味に制御特性を変更することによる応答性変
動の発生による運転フィーリング低下を阻止する。また
、アクセル踏込み量が少ない状態が継続する長い下り坂
の走行状況では、所定値以下の踏込み量を判定すると、
制御特性の変更を禁止して次の走行状態への移行時のア
クセル応答性を確保するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。この実施例は、電
子制御式自動変速機と共に使用されるエンジンの場合で
あって、エンジン出力の制御をス・ロットル弁の開度を
アクセルペダルの踏込み量に応じて電気的に制御するス
ロットル制御で調整すると共に、走行状態に応じて自動
変速機の変速段を電気的に切換え制御する例について示
す。

エンジン１の吸気通路２には吸入空気量を調整するスロ
ットル弁３が介装され、このスロットル弁３はＤＣモー
タ等のスロットルアクチュエータ４により開閉駆動され
る。また、自動変速機５は複数の変速用ソレノイド６ａ
〜６ｃとロックアツプ用ソレノイド７とを有し、変速用
ソレノイド６ａ〜６Ｃのオン、オフの組合せによって油
圧回路か切換えられて複数の油圧締結素子か選択的に締
結されることにより、変速機構が複数の変速段に切換え
操作される。また、ロックアツプ用ソレノイド７のオン
、オフによってトルクコンバータ内のロックアツプクラ
ッチ（図示せず）が締結もしくは解放されるようになっ
ている。

そして、上記スロットルアクチュエータ４と、自動変速
機５の各ソレノイド６ａ〜６０．７に対してそれぞれス
ロットル制御信号ａ、変速制御信号すおよびロックアツ
プ制御信号Ｃを出力するコントローラ８が設けられてい
る。該コントローラ８には、車速を検出する車速センサ
９からの車速信号Ｖｎと、アクセルペダル１０の踏込み
量を検出するアクセルセンサ１１からのアクセル踏込み
量信号αと、吸気負圧を検出するブーストセンサ］２か
らのブースト信号Ｂと、スロットル弁３の開度を検出す
るスロットルセンサ］−３からのスロットル開度信号Ｔ
Ｈとがそれぞれ入力される。

次に、上記コントローラ８の処理をフローチャー１・に
従って説明する。

第３図はメインルーチンであり、このコントローラ８は
、作動開始時に所定のシステムイニシャライズ（ステッ
プＳｌ）を行い、前記各種センサからの検出信号を読み
込み、これらから制御に必要な各種情報を入力する（Ｂ
２）。

ステップＳ３は、アクセルペダル］０の踏込み量αに基
づいて、所定の制御特性によりスロットル開度Ｔｏを設
定制御するスロットル制御を行うものである。このステ
ップＳ３で設定された目標スロットル開度ＴＯに対応す
るスロットル制御信号ａをスロットルアクチュエータ４
に出力しくＢ４）、スロットル弁３を目標スロットル開
度Ｔ。

に作動すると共に、車速Ｖｎ、スロットル開度ＴＨ、ア
クセル踏込み量α等により変速段を設定して、自動変速
機５の各ソレノイド６ａ〜６Ｃ１７に制御信号す、ｃを
出力する変速制御を行う（Ｓ−］　Ｂ５− ５）。そして、上記ルーチンを所定時間（例えば３０ｍ
５ｅｃ）毎に実行するものである。

第４図は前記メインルーチンのステップＳ２における各
種情報入力の計測処理用のサブルーチンである。この計
測においては、車速Ｖｎを入力しくＳｌ、０）、同様に
アクセル踏込み量α、ブースト圧Ｂ１スロットル開度Ｔ
Ｈを入力する（Ｓ、ｌｌ）。

続いて、ステップＳ］２でアクセル踏込み量αの平均値
演算データ収集タイミングか否かを判定し、例えば０．
３秒毎に設定したデータ収集タイミングになると、平均
値を求めるためにアクセル踏込み量αを累計Ａすると共
に、標準偏差を求めるために２乗和Ａｓを求める（　３
１３）。そして、この累。

計回数か所定値（例えば２０回）となった平均値演算タ
イミングか否かを判定しく　Ｓ　１４）　、演算タイミ
ングとなると、ステップＳ１５て累計値Ａを累計回数２
０で割って所定期間（６秒間）の平均値ａαを求めると
共に、２乗和Ａｓと平均値ａαとによって標準偏差Ｓの
演算を行う。また、同時に累計用のレジスタＡ、Ａｓの
リセットを行う。

そして、ステップ３１Ｂで上記アクセル踏込み量αの平
均値ａαが下限値（例えば５％）以下か否かを判定する
一方、ステップＳ１７で上記標準偏差Ｓが設定値（例え
ば３０）以下か否かを判定する。

上記ステップＳｌＢがＮｏ判定でＳ１７がＹＥＳ判定の
場合、すなわち平均値ａαが下限値より大きく、かつ標
準偏差Ｓが設定値以下の場合には、補正禁止条件ではな
いので、ステップＳ１８に進んで前記平均値ａαと設定
値２０％との比で補正係数ｋ（スロットルゲイン）を更
新する。尚、上記平均値ａαの下限値の値としては、２
〜６％程度に設定され、また、標準偏差Ｓの設定値とし
ては、２０〜５０程度に設定されるものである。

一方、上記ステップＳＩＧがＹＥＳ判定またはステップ
Ｓ１７かＮｏ判定の場合、すなわち平均値ａαが下限値
以下か、または標準偏差Ｓが設定値より大きい場合には
、踏込み二が低領域にあるか踏込み量の変化が大きい補
正禁止条件を満たしていることから、ステップ３１８で
補正係数ｋを更新することなく従前の値をそのまま使用
する。

次に、第５図は前記メインルーチンのステップＳ３にお
けるスロットル制御の詳細サブルーチンである。ステッ
プＳ２０でアクセル踏込み量αを入力し、ステップＳ２
１で基本スロットル開度マツプをサーチすると共に、こ
のマツプに基づいてアクセル踏込み量αから基本スロッ
トル開度Ｔｂを求める（　Ｓ　２２）。この基本スロッ
トル開度マツプは、アクセル踏込み量αに対応する基本
スロットル開度Ｔｂが変速段に対応して設定され、この
マツプから検出アクセル踏込み量αに対しギヤポジショ
ンに応じた基本スロットル開度Ｔｂを読み込む。

そして、ステップＳ２３において、前記計測サブルーチ
ンのステップＳ１８で設定された補正係数ｋを上記基本
スロットル開度Ｔｂに掛けて、所定の制御特性すなわち
スロットルゲイン（アクセル踏込み量αに対する目標ス
ロットル開度Ｔｏの比）によって目標スロットル開度Ｔ
ｏを設定する。この補正係数ｋを使用した目標スロット
ル開度Ｔ。

の設定により、平均アクセル踏込み量ａαを前記設定値
２０％とするように維持しつつ、要求出力が得られるよ
うな目標スロットル開度Ｔｏに設定するものである。

上記のような実施例において、高速走行、上り坂走行、
高地走行等への移行では、アクセル踏込み量αは増大操
作され、平均値が設定値より越えて補正係数ｋが次第に
大きくされることにより、これらの走行に対応するスロ
ットル開度に対して要求されるアクセル踏込み二が次第
に小さくなって、最終的に設定値となる。逆に、低速走
行、下り坂走行、低地走行等への移行では、アクセル踏
込み量αは低減操作され、平均値が設定値より低くなっ
て補正係数ｋが次第に小さくされることにより、これら
の走行に対応するスロットル開度に対して要求されるア
クセル踏込み量が次第に大きくなって、最終的に設定値
となる。

その結果、車速にかかわらず常にアクセル踏込み量が所
定の範囲に収束されることになるが、この範囲はアクセ
ルペダルの踏込み量を一定に保持しやすい範囲であるの
で、スロットル開度ないし車速か安定することになり、
これにより車速維持性が向上されることになる。

また、加減速が繰り返されるような出力変動の大きな運
転状況では、この状況をその標準偏差の値からアクセル
踏込み量の変化が大きいことを判定し、また、長い下り
坂のように発生出力が微細な運転状況では、この状況を
その踏込み量の値が小さいことから判定し、このような
制御特性すなわち補正係数にのアクセル踏込み量に対応
した変更が好ましくない走行状態では、補正係数１（の
更新を停止して制御特性の過変動もしくは制御応答性の
低下の発生を未然に回避する。

尚、アクセル踏込み量が設定値２０％からずれている場
合の補正係数１（の増減は、アクセル踏込み量の平均値
に基づいて徐々に変化するので、運転者に違和感を与え
ることなく、円滑かつ自然にアクセル踏込み量が設定値
に収束されることになる。

更に、アクセル踏込み量の所定期間（実施例では６秒間
）の平均値を演算して、補正係数ｋを修正して制御特性
を変更することにより、定常走行に加えて市街地走行な
ど広い運転範囲で制御性か向上する。

また、上記実施例においては、所定期間のアクセル踏込
み量の平均値を求めて、これによって補正係数ｋが設定
値２０％に収束するようにして広い範囲で補正係数の更
新を行うように制御しているが、この補正係数の更新は
運転状態が定常状態となった場合についてのみ行うよう
にしてもよく、また、その他の方法例えば特定運転時の
アクセル踏込み量が設定値に収束するよう補正係数を更
新する方法で制御特性（補正係数）の変更を行ってアク
セル踏込み量を設定値へ収束するようにしてもよい。

さらに、前記実施例においては、アクセル踏込み量の標
準偏差からその変化程度を判定するようにしているが、
踏込み量の変化率もしくは変化速度等から変化程度を判
定するようにしてもよい。

また、低開度領域の判定についても、平均値から判定す
るほか、定常走行を判定するものでは、踏込み量の値そ
のものから判定するようにしてもよいものである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、アクセル踏込み量検出手
段で検出されたアクセル踏込み量に応じて所定の制御特
性でエンジン出力調整手段の作動量を電気的に制御する
について、アクセル踏込み量か設定値となるよう前記制
御特性を変更する制御特性変更手段と、アクセル踏込み
量の所定値以上の変化もしくはアクセル踏込み量が所定
値以下の状態を検出する禁止条件判定手段と、踏込み量
の所定値以上の変化時もしくは所定値以下の踏込み二の
時には前記制御特性変更手段による制御特性の変更を禁
止する禁止手段とを備えたことにより、アクセル踏込み
量が大きく変化するような交通流の変化が激しく要求出
力か様々に変化する状況での応答性変動の発生によるフ
ィーリング低下を阻止すると共に、長い下り坂からの移
行時のアクセル応答性を確保し、常に最適なアクセルペ
ダルの操作領域での走行性、車速維持性を得ることがで
き、応答性変動や応答性低下を回避して最適な制御特性
の補正を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は一実施例における制御システム図、第３図は全
体の制御動作を示すメインフローチチャート図、 第４図および第５図は各制御部分の要部フローチャート
図である。 Ｅ、　　１・・・・・・エンジン、Ａ・・・・・・エン
ジン出力調整手段、Ｂ・・・・・・出力制御手段、Ｃ２
１０・・・・・・アクセルペダル、Ｄ・・・・・アクセ
ル踏込み量検出手段、Ｆ・・・・・・禁止条件判定手段
、Ｇ・・・・・・制御特性変更手段、Ｈ・・・・・・禁
止手段、３・・・・・・スロットル弁、４・・・・・・
ス　、ロットルアクチュエータ、８・・・・・・コント
ローラ、１１・・・・・・アクセルセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル踏
   込み量検出手段と、該検出手段で検出されたアクセル踏
   込み量に応じて所定の制御特性でエンジン出力調整手段
   の作動量を電気的に制御する出力制御手段とを備えたエ
   ンジンの出力制御装置において、前記アクセル踏込み量
   が設定値となるよう前記出力制御手段によるアクセルペ
   ダルの踏込み量に対するエンジン出力調整手段の制御特
   性を変更する制御特性変更手段と、アクセル踏込み量の
   所定値以上の変化を検出する禁止条件判定手段と、該禁
   止条件判定手段の信号を受け、所定値以上の変化時には
   前記制御特性変更手段による制御特性の変更を禁止する
   禁止手段とを備えたことを特徴とするエンジンの出力制
   御装置。
2. （２）アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル踏
   込み量検出手段と、該検出手段で検出されたアクセル踏
   込み量に応じて所定の制御特性でエンジン出力調整手段
   の作動量を電気的に制御する出力制御手段とを備えたエ
   ンジンの出力制御装置において、前記アクセル踏込み量
   が設定値となるよう前記出力制御手段によるアクセルペ
   ダルの踏込み量に対するエンジン出力調整手段の制御特
   性を変更する制御特性変更手段と、アクセル踏込み量が
   所定値以下の状態を検出する禁止条件判定手段と、該禁
   止条件判定手段の信号を受け、所定値以下の踏込み量の
   時には前記制御特性変更手段による制御特性の変更を禁
   止する禁止手段とを備えたことを特徴とするエンジンの
   出力制御装置。