JPH01277659A

JPH01277659A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH01277659A
Application number: JP10844688A
Authority: JP
Inventors: Shigemochi Nishimura; 西村　栄持; Kazutoshi Nobumoto; 信本　和俊; Yutaka Tsukahara; 塚原　裕
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1989-11-08
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JP2843032B2

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するものである。

（従来技術）最近のエンジンでは、スロットル弁等の出力調整手段を
電気的に駆動制御するよ、うにしたものが多くなってい
る。このものにあっては、アクセル開度に対してスロッ
トル開度（出力調整手段の制御量）を対応づけてなるス
ロットル特性（出力特性）に照して得られた目標スロッ
トル開度（目標制御量）となるように、スロットル弁駆
動用のモータ等が制御される（例えば特開昭６１−１２
６３４６号公報参照）。そして、このようなもののなか
には、アクセル開度の変化に対するスロットル開度の変
化を遅延させるようにしたものも提案されている（特開
昭６１−２３２３４５号公報）。

一方、このようにスロットル弁等の出力調整手段を電気
的に制御する場合、制御系に故障が生じるとスロットル
弁の駆動が行なえなくなる等の問題を生じる。このよう
なときのフェイルセーフのために、アクセルとスロット
ル弁とを機械的に連係して、アイドルを所定以上操作し
たときはこの操作量が機械的にスロットル弁で伝達され
るようにすることが行なわれている。すなわち、この機
械式連係手段は、アクセルを踏込んでいったときに所定
の無効ストローク分はスロットル弁が動かず、この無効
ストローク以上アクセルが操作されたときに始めてスロ
ットル弁が開き始める。したがって、スロットル弁駆動
用のアクチュエータが駆動されたときは１機械的連係手
段に優先して。

電気的制御下においてスロットル弁が開かれることにな
る。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、スロットル弁等の出力調整手段の駆動を電気
的に制御するものにおいては、出力特性を工夫すること
により、同じアクセル開度であっても発生するエンジン
を任意に設定し得ることになる。

このような利点を利用して出力特性を設定しようとする
と、この出力特性はかなり複雑なものとならざるを得な
い。したがって、このような出力特性通りの出力を得る
場合には、出力特性があらかじめマツプ化されて、検出
されたアクセル開度に応じてこのマツプから目標とする
スロットル開度を決定することになる。そして、この決
定された目標スロットル開度となるようにスロットル弁
が駆動される。

しかしながら、スロットル弁等の出力調整手段の駆動を
、上述のようにして行なうと、駆動サイクルがかなり長
くならざるを得ないことになる。

このことは、応答性、すなわちアクセル開度の変化に対
するスロットル開度の変化の追従性が悪いものとならざ
るを得ないことになる。

このような応答遅れは、前述したような機械的連係手段
を有する場合に、アクセルの操作速度が極めて早い場合
、電気式制御によるスロットル弁の駆動が遅れて、正常
な電気式制御下であるにも拘らず、これに優先して一時
的に機械的連係手段を介してスロットル弁駆動が行なわ
れてしまうことになる。このようなことは、−時的にア
クセル操作が重くなる等、運転者のアクセルに対する操
作フィーリングを悪化させることにもなる。

上述のような観点から、制御サイクルを短くすることも
考えられるが、単に制御サイクルを早めるだけとしたの
では、このために要する制御系のコストが極めて高価な
ものとなる。

したがって、本発明の目的は、出力調整手段の駆動をア
クセル開度に基づいて電気式に制御するようにしたもの
において、大きなコスト上昇をまねくことなく、応答よ
く行なえるようにしたエンジンの制御装置を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては次のような構成としであ
る。すなわち、第１Ｏ図にブロック図的に示すように、エンジンの出力を調整する出力調整手段と、前記出力調整手段を駆動する電磁式の駆動手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度に
基づいて前記出力調整手段の基本制御量を決定すると共
に、該基本制御量に応じた駆動信号を前記駆動手段に出
力する基本制御手段と、前記基本制御手段とは独立し、
車両の運転状態に応じて補正量を決定する補正手段を少
なくとも備えた補正制御手段と、を備え、前記基本制御手段と補正手段との出力に基づい
て前記駆動手段を制御すると共に、該基本制御手段の制
御サイクルが該補正制御手段の制御サイクルよりも早く
なるように設定されている、ような構成としである。

このような構成とされた本発明にあっては、基本制御量
に応じたスロットル弁等の出力調整手段の駆動を早く行
なうことができる。この場合、基本制御手段は、アクセ
ル開度に応じた所定の制御量に正確に設定する必要はな
く、例えば前述した機械的操作手段との干渉を防止でき
る以上の早さとなるように簡易なものに設定すればよい
。そして、この簡易な設定により、その制御サイクルも
早めることができることになる。

一方、補正制御手段により決定された補正項は、最終的
に前記基本制御量と合わせて、出力制御手段の制御量を
、アクセル開度に応じた所定の制御量すなわち例えば所
定のスロットル開度となるようにする。勿論、この場合
、制御サイクルは遅く設定されているので、例えばマツ
プ化された出力・特性の読み込み等をも十分に行なえる
ことになる。

前述した再制御手段の制御サイクルを異ならせるには、
例えば共に割込み処理により行なって、基本制御手段側
の割込み時間を補正制御手段側の割込時間よりも短くす
ればよく、また補正制御サイクルを基本のルーチンとし
て基本制御手段による制御を割込みによって行なうこと
によってもなし得る。

（実施例）以Ｆ本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図において、エンジンｌの出力が変速機２を介して
、図示を略す駆動輪へと伝達される。この変速機２は、
実施例ではロックアツプクラッチ付きのトルクコンバー
タ３と前進４段用とされた多段変速歯車機構４とから構
成されている。また、エンジン１け、オツトー式とされ
て、その吸気通路１１に設けたスロットル弁Ｉ２の開度
を調整することにより、吸入空気量すなわちエンジン出
力の調整がなされる。そして、スロットル弁１２は、Ｄ
Ｃサーボモータ、ステップモータ等のアクチュエータ１
３によって駆動される。

スロットル弁１２を駆動する部分の詳細は、第７図に示
す通りである。先ず、３１〜３３はそれぞれ並列に並置
された第１〜第３の３つのスライダで、真中の第１スラ
イダ３１が、ワイヤ３４を介してスロットル弁１２に連
結されている。このスライダ３１の一側方にある第２ス
ライダ３２は、ワイヤ３７を介してプーリ３８に連結さ
れ、このプーリ３８が、電磁式のクラッチ３９を介して
モータ笠の回転式のアクチュエータ１３に連結されてい
る。そして、両スライダ３１．３２は、共に第７図右方
ストローク端にあるとき、第２スライダ３２が左方へ変
位したときに、これに押圧された第１スライダ３１が直
ちに左方へ変位し得るようにされている。

一方、第３スライダ３３は、ワイヤ３５を介して、アク
セル３８に連結されている。そして、第１と第３スライ
ダ３１．３３は、共に右方ストローク端にあるときに、
第３スライダ３３を図中左方へ変位したときに、この第
３スライダ３３が無効ストローク４分だけ変位した後、
第１スライダ３１が左方へ抑圧変位されるようになって
いる。

そして、この無効ストロークβは第８図に示すように、
アクセル開度が５０％以上となったときにスロットル弁
１２が開き始めるように設定されている。

なお、各スライダ３１〜３３は、アクセル３６を操作し
ない限り、それぞれ右方ストローク端に位置するように
付勢されている（第１スライダ３Ｉは、スロットル弁１
２に付設されているリターンスプリングの付勢力を受け
ている）。また、アクチュエータ１３の制御系に異常が
生じたときには、クラッチ３９のコイル３９ａに通電さ
れ、クラッチ３９が切断されるようになっている。

第１図、第７図中２１は制御ユニットで、これはデジタ
ル式あるいはアナログ式のコンピュータを利用して、よ
り具体的には実施例ではマイクロコンピュータを利用し
て構成されている。この制御ユニット２１には、各セン
サ（スイッチ）２２〜２４からの信号が入力される一方
、制御ユニット２１からは前記アクチュエータ１３に対
して出力される。上記センサ２２はアクセル開度を検出
するものである。センサ２３は車速を検出するものであ
る。センサ２４は１速、２速等の変速段を検出するもの
である。

なお、制御ユニット２１は、基本的に、ＣＰＵ、ＲＯＭ
、ＲＡＭ、ＣＬＯＣＫを備える他、必要に応じて人出力
インタフェイス、Ａ／Ｄ変換器等を有するが、これ等は
マイクロコンピュータを利用する場合の既知の構成なの
で、その詳細な説明は省略する。勿論、後述するスロッ
トル特性等はＲＯＭに記憶されているものである。

上記制御ユニット２１は、アクセル開度に応じた目標ス
ロットル開度となるようにアクチュエータ１３を制御す
る。以下この制御の点について述べる。

先ず、スロットル特性が、第２図のようにマツプ化され
て設定されている。このスロットル特性は、実施例では
、１速用と、２速用と、３速、４速用との３種類設定さ
れている。このスロットル特性は、上記変速段に応じて
、第１と第２の２つのものが設定されている。すなわち
、第２図破線で示す第１のスロットル特性が、減速が十
分に得られるように設定された基本の特性となるもので
あり、第２図実線で示す第２のスロットル特性が、加速
が十分得られるように設定されたものである。そして、
第２のスロットル特性は、アクセル開度が中開度付近で
はアクセル開度の変化量に対するスロットル開度の変化
量が大きくされ（加速確保領域）、またアクセル開度の
高開度となったとき（第２図に１より大となったとき）
はその変化量に対するスロットル開度の変化量が小さく
されている。これに対して、第１のスロットル特性はア
クセル開度の変化量の対するスロットル開度の変化量が
アクセル開度の全範囲に渡ってほぼ同じように設定され
ている。なお、アクセル開度が小さい領域では、第１、
第２の両スロットル特性共にスロットル開度となるよう
に設定されている。

いま、変速段が■速であるとすると、この１速用の第１
と第２の２つの出力特性のうち、後述するようにしてい
ずれか一方の出力特性が選択され、この選択されたスロ
ットル特性に基づいて、現在のアクセル開度αに応じた
スロットル開度が目標スロットル開度として設定される
。そして、この目標スロットル開度となるように、アク
チュエータ１３が駆動される。

各変速段について設定された第１、第２の２つのスロッ
トル特性の選択（移行）は、アクセル開度の大きさに応
じて次の■、■の２つに大別される。

■アクセル開度が小さいときアクセル開度が第２図に！以下のときである。

このときは、エンジン出力が小さくて、第１、第２の両
スロットル開度間の変更に対する運転者の違和感は事実
上生じないものであり、かつ加速用の第２スロツトル特
性によっても」−分な減速を得ることが可能なときであ
る。したがって、このようなときは、第１スロツトル特
性が選択されている状態から、アクセル開度が所定単位
時間当り所定値（実施例では５％）よりも大きく増大し
たときに、加速要求であるとして無条件に第２スロツト
ル特性が選択される。また、アクセルが戻し操作された
ときに、加速用の第２スロツトル特性から第１スロツト
ル特性へと無条件に移行される。

ただし、アクセルが全開付近となる５％開度よりも小さ
いときは、次の発進に備えて加速用の第２スロツトル特
性が選択される。

■アクセル開度が大きいときアクセル開度が第２図に！よりも大きいときである。こ
のときも、第１スロツトル特性が選択されている状態か
ら加速用の第２スロツトル特性へ移行するのは、上記■
の場合と同様に、アクセル開度が５％を越えて増大した
ときとしである。

これに対して、加速用の第２スロツトル特性が選択され
ている状態から減速用の第１スロツトル特性への移行は
、変速が行われるときのみに限定して行うようにしであ
る。したがって、この変速がなされないようなときは、
たとえアクセルが戻し操作してもそのまま加速用の第２
スロツトル特性が選択され続けることになる。

このような第２スロツトル特性から第１スロツトル特性
への移行条件としての変速は、通常シフトダウンという
ことになる。すなわち、運転者は加速要求で大きくアク
セルを踏込んだ後、所望の重速に達っするとかなり大き
くアクセルを戻し操作することになる。そして、この大
きなアクセルの踏込みは、自動変速機２をシフトダウン
させることになり、したがって、上記アクセルの戻し操
作とシフトダウンとが運転者の体感−ヒ一致して行われ
ることになる。

上述した制御の内容を第３図にタイムチャドとして示し
である。

このように、加速特性から減速特性への移行を変速時に
限定したのは、この移行時のショックを変速のときに吸
収させるのと、出力特性が変化することの違和感を極力
運転者に与えないようにするためになされる。

制御ユニットＵによる目標スロットル開度とするための
制御は１次の■、■のように、基本制御用と補正制御用
とに大別される。

■基本制御用アクセル開度に応じて、スロットル弁１２が基本のスロ
ットル開度となるように制御するそして、制御サイクル
を早めるため、例えば３ｍ５ｅｃ毎の割込処理によって
行なわれる。この場合、基本のスロットル開度は、第２
図に示すスロットル特性に基づくことなく、簡易な計算
式により算出される。これにより無効ストローク℃が零
にならないように第２スライダ３１が早く駆動される。

■補正制御用最終的に、アクセル開度に応じて、スロットル弁１２が
第２図に示すスロットル特性に基づく開度となるように
制御する。この制御は、例えば３０ｍ５ｅｃ毎の割込み
処理によって行なわれる。

このように、補正用の制御は、基本制御の場合よりも遅
いため、第２図のスロットル特性を利用した目標スロッ
トル開度の決定が余裕をもって行なえることになる。

上記■、■のような制御を行なう利点を、第３スライダ
３３の動きと共に示したのが第９図である。この第９図
において５Ａはアクセル開度が変位する様子を示し、ま
た、Ｂは、第３スライダ３３の動きを示す。Ｃが前記■
で述べた基本制御によって決定される基本スロットル開
度であり、Ｃ′がこれに応じた実際のスロットル開度の
変化の様子を示す。

さらにＤは、■で述べた基本制御というものを行なわな
いで、３０ｍ５ｅｃ毎に第２図のスロットル特性に基づ
いて目標スロットル開度の変化の様子を示すものであり
、Ｄ′はこれに応じた実際のスロットル開度が変化する
様子示す。

この第９図において、ＢとＤ′との間隔はＢとＣ′との
間隔よりもかなり狭まったもととなる。

これは、機械式連係手段による電気式制御への干渉防止
に余裕が無いことを示している。これに対して、本発明
においてＣ′はＢと十分大きな間隔を有しているので、
上記干渉が確実に防止される。

前述した■、■の制御の詳細について、前記■、■のよ
うな制御の点を含めて、フローチャートを参照しつつ説
明する。

第５図のＲ１においてシステム全体のイニシャライズが
行なわれた後、Ｒ２、Ｒ３での各割込処理が行なわれる
。

基本制御用となる第５図のＲ２の詳細は、第６図に示す
通りであり１割込時間は３ｍ５ｅｃとされる。先ず、Ｑ
ｌにおいて今回のアクセル開度αｌが読込まれ、次いで
Ｑ２において、アクセル開度ａｌに対して所定の係数ｋ
を掛は合わせることにより、基本スロットル開度ＴＯが
算出される。勿論、この係数にの大きさは、第３スライ
ダ３３で代表されるような機械的連係手段による干渉を
防止する上で、十分な大きさとして設定される。この後
、Ｑ３において、上記基本スロットル開度ＴＢが後述す
るようにして求められれる補正用スロットル開度ＴＣよ
りも大きいか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥ
Ｓのときは、基本スロットル開度ＴＢが最終目標スロッ
トル開度ＴＴとして設定される。逆に、Ｑ３の判別でＮ
Ｏのときは、Ｑ５において補正用スロットル開度ＴＣが
１最終目標スロットル開度ＴＴとして設定される。そし
て、Ｑ４あるいはＱ５の後は、Ｑ６において、上述のよ
うにして設定された最終目標スロットル開度１゛Ｔが実
現される（ＴＴに応じた駆動信号のアクチュエータ１３
への出力）。

なお、ＴＢの大きさは、アクセル３６を定常状態とした
ままでは、ＴＣを越えない大きさとして設定される。

補正用制御を示す第５図のＲ３の詳細は、第４Δ図、第
４Ｂ図に示す通りであり、割込時間は３０ｍ５ｅｃとさ
れる。

先ず、第４Ａ図のＲ２において今回のアクセル開度がα
１として読込まれる。そして、変速（シフトダウン）を
検出するため、ギア位置（変速段）に関するデータの更
新がなされる（Ｇｌが今回のもので６２が前回のものと
なる）。そして、Ｒ４において、今回のギア位置がＧｌ
として読込まれる。

Ｒ４の後、Ｒ５において、今回のアクセル開度がＫｌ（
第２図参照）よりも大きいか否かが判別される。このＲ
５の判別でＮ−０のときは、前記■の制御が行われると
きであり、このときは先ずＲ６において、アクセル開度
が５％よりも小さいか否かが判別される。このＲ６の判
別でＮＯのときは、Ｒ７において、今回のアクセル開度
αｌが前回のアクセル開度ａ２よりも小さいか否かが判
別される。このＲ７の判別でＹＥＳのときは、Ｒ８にお
いて、次のサイクルでのアクセル開度の変化の様子をみ
るためデータの更新がなされた後、Ｒ９へ移行する。そ
して、Ｐ９〜Ｐ１３の処理によって、減速用のスロット
ル特性が現在の変速段に応じて選択される。この後、Ｒ
１４において減速用のスロットル特性が選択されたこと
を示すべくフラグを１にセットした後、上記選択された
スロットル特性に基づいて目標スロットル開度ＴＣが決
定される。

Ｒ１５の後は、第４Ｂ図のＰ３］〜Ｐ３４の処理によっ
て、アクチュエータ１３の駆動がなされる。なお、この
Ｒ３１〜Ｐ３４は、第５図の０３−Ｑ６に対応している
ので、重複した説明は省略する。ただしアクチュエータ
１３への駆動信号（Ｔ　Ｔ相当）の出力は、当然のこと
ながら、３０ｒｒ＋ｓｅｃ毎となる。

前記Ｐ７の判別でＮＯのときは、アクセルが踏込まれた
ときまたはアクセル開度に変化がないときである。この
ときは、Ｒ１７においてフラグが１であるか否かは判別
される。このＲ１７の判別でＹＥＳのとき、すなわち現
在減速用のスロットル特性が選択されているときは、Ｒ
１８において、アクセル開度が５％以上増大しているが
否かが判別される。このＲ１８の判別でＮＯのときはそ
のまま前記Ｐ９へ移行して、減速用のスロットル特性が
選択され続ける。逆にこのＲ１８の判別でＹＥＳのとき
は、加速用のスロットル特性を選択するときであり、こ
の場合は先ず、加速用のスロットル特性を選択している
ことを示すべくＰＩ９においてフラグが０にセットされ
、引続きＲ２０においてアクセル開度についてのデータ
更新がなされる。そして、Ｒ２１〜Ｐ２５の処理によっ
て、変速段に応じた加速用のスロットル特性が選択され
る。この後は、前記ＰＩ５以降の処理がなされる。

加速用のスロットル特性が選択されている状態から再び
Ｒ１７へくると、このＲ１７の判別がＮＯとなるため、
Ｒ２０へ移行して、加速用のスロットル特性が選択され
続ける。さらに、前記Ｐ６の判別でＹＥＳのときは、発
進に備えて加速用のスロットル特性を選択すべく、この
Ｒ６から直ちにｒ’２０へ移行される。

前記Ｐ５の判別でＹＥＳのときは、Ｒ２６において、今
回のギア位置が前回のギア位置よりも小さいか否か、す
なわちシフトダウンされたときであるか否かが判別され
る。このＲ２６の判別でＮＯのときは、前記Ｐ１７へ移
行される。したがって、この場合は、現在加速用のスロ
ットル特性が詮索されている限りＲ１７の判別がＮｏと
なって加速用のスロットル特性が選択され続ける。ただ
し、現在減速用のスロットル特性が選択されているとき
は、Ｒ１８による′加速要求の検出に応じて、減速用の
スロットル特性の維持あるいは加速用スロットル特性へ
の変更がなされる。現在加速用のスロットル特性が選択
されているときにＲ２６の判別でＹＥＳのとき、すなわ
ち、シフトダウンの場合に、初めてＰ９へ移行して減速
用のスロットル特性が選択され得ることになる。

以上実施例について説明したが、ディーゼルエンジンの
場合は、燃料噴射壜を調整する例えば燃料噴射ポンプの
コントロールレバーの操作量を電気的に制御することに
より行なえばよい。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、制御装置
として処理速度の特に大きなものを用いることなく、ア
クセル開度の変化に対する出力調整手段の応答性を高め
ることができる。

勿論、本発明は補正ｉ１１制御手段を利用して、出力調
整手段の制御量を最終的にアクセル開度に応じた所定の
ものに正確に制御することができ、しかも処理速度の遅
い制御装置を用いてもその負担もさほど大きくならない
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第２図はスロットル特性の一例を示す図。第３図は本発明の制御例を示すタイムチャート。第４〜第８図は本発明の制御例を示すフローチャート。第９図は本発明の効果を図式的に示す図。第１０図は本発明の構成をブロック図的に示す図。１：エンジン１２：スロットル弁１３：アクチュエータ２１：制御ユニット２２：センサ（アクセル開度）第２図ＫＩ　　　　ＴグニルＭ座ゝ−ｙ７’ Ｎさし→冨絞　　　　　　　　　、１いい肩５５０第６１１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　エンジンの出力を調整する出力調整手段と、前記出力調整手段を駆動する電磁式の駆動手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度に
基づいて前記出力調整手段の基本制御量を決定すると共
に、該基本制御量に応じた駆動信号を前記駆動手段に出
力する基本制御手段と、前記基本制御手段とは独立し、
車両の運転状態に応じて補正量を決定する補正手段を少
なくとも備えた補正制御手段と、を備え、前記基本制御手段と補正手段との出力に基づい
て前記駆動手段を制御すると共に、該基本制御手段の制
御サイクルが該補正制御手段の制御サイクルよりも早く
なるように設定されている、ことを特徴とするエンジンの制御装置。