JPH02201039A - エンジン出力制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえばスロットル弁によりエンジン出力
を制御するエンジン出力制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、エンジン出力制御装置として、ドライブ・パイ
・ワイヤ（Ｄｒ　ｉ　ｖｅ−ｂｙ−Ｗｉ　ｒｅ）と称す
るものが開発され、実用化されつつある。

これは、アクセルペダルとスロットル弁とを機械的に連
結せず、アクセルペダルの踏込み位置（操作量）を検知
し、その検知位置から目標駆動軸トルクを定め、その目
標駆動軸トルクが得られるようにスロットル弁をモータ
駆動するものである。

そして、このドライブ・バイ・ワイヤの適用例としては
、アクセル操作とエンジン出力との関係を運転者感覚や
車両の動きを考慮した所定の条件に合わせる制御、いわ
ゆるスロットルバイワイヤ制御がある。

また、車輪にスリップが生じたとき、アクセルペダルの
踏込みにかかわらずスロットル弁の開度を絞り、スリッ
プを収束させるトラクション制御がある。

さらに、アクセルペダルを離した状態でも任意の速度を
一定に維持するオートクルーズ制御がある。

一方、これら三種類の制御の全てをドライブ・バイ争ワ
イヤのシステム装置として一体化できれば、好都合であ
る。

（発明が解決しようとする課題） ただし、各制御の最終的な操作手段はスロットル弁であ
り、しかもスロットル弁の数は一つしかないため、一体
化にあたってはスロットル弁に対する開度制御が複雑に
なるという問題がある。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、５ｉｕｓの複雑化を招くこと
なく、アクセルバイワイヤ１１１１１１．　　）ラクシ
ョン制御、およびオートクルーズ制御の一体的な組込み
を可能とするエンジン出力制御装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） アクセルの操作量に応じて第１目標エンジン出力ｆＩ４
御量を決定する手段と、車輪のスリップが収束し得る第
２目標エンジン出力制御量を求める手段と、定速度走行
に必要な第３目標エンジン出力＄１　ａｌｌ　ｊｉｌを
求める手段と、これら第１．第２．第３目標エンジン出
力制ｇｏ量のうち一つを少なくとも運転モードに応じて
選択する手段と、この手段で選択される目標エンジン出
力制ｉｎに応じて前記エンジン出力制御量を調節する手
段とを備える。

（作用） スロットルバイワイヤ制御の第１目標エンジン出力制ａ
ｊ１、トラクション制御の第２目標エンジン出力制御量
、およびオートクルーズ制御の第３目標エンジン出力制
御量がそれぞれ発生し、これら目標エンジン出力制御量
のうちの一つが運転モードなどに応じて選択される。そ
して、選択された目標エンジン出力制御量に応じてエン
ジン出力制御量が調節される。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図において、１はエアクリーナで、エレメント２お
よびエアーフローセンサ３を有している。

このエアーフローセンサ３は、エレメント２を通して吸
込まれる吸入空気量を検出するものである。

このエアクリーナ１からエンジン本体４にかけて燃焼用
空気を導入する吸気路５が設けられ、その吸気路５の中
途部にスロットル弁６が配設されている。

スロットル弁６は、吸気路５を通る空気の量（エンモレ
出力＄制御量に相当）を調節するもので、全開位置から
全開位置までスムーズな回動が可能である。そして、こ
のスロットル弁６の回動軸がステップモータ７のシャフ
トに連結されている。

さらに、スロットル弁６の回動輪にスロットル開度セン
サ８が取付けられている。

スロットル開度センサ８は、たとえばボテンシッメータ
であり、スロットル弁６の開度に対応する電圧レベルの
信号を出力するものである。

また、エンジン本体４の出力軸にトルクコンバータ１１
のポンプが連結され、そのトルクコンバータ１１のター
ビンにシャフト１２が連結されている。さらに、シャフ
ト１２にトランスミッション１３を介して駆動軸１４が
連結され、その駆動軸１４に車輪１５が装着されている
。

なお、トルクコンバータ１１、シャフト１２、およびト
ランスミッション１３により、オートマチックトランス
ミッションが構成されている。

また、上記エアフローセンサ３で検出される吸入空気量
Ａはエンジン制御用コンピュータ（以下、ＥＣＩと称す
）１６に送られ、そこで１回転当たりの吸入空気量Ａ　
／　Ｎ　ｒが所定クランク角度毎に計算され、その吸入
空気量Ａ／Ｎｒに応じて決まる量の燃料がエンジン本体
４のシリンダに噴射されるようになっている。

さらに、ＥＣ１１６で計算される吸入空気ｊｌＡ／Ｎｒ
は、後述するトラクション制御部４０に供給されるよう
になっている。

なお、吸入空気量の単位については、以下の説明でも、
１回転当りの空気ｍＡ／Ｎを使用する。

一方、２０はアクセルペダルで、スロットルバイワイヤ
（ＴＢＷ）制御部３０に接続されている。

このスロットルバイワイヤ制御部３０は、アクセルペダ
ル２０の操作量として踏込み位１ｔＡｐを検知し、その
検知位ａ！Ａｐに応じた第１目標エンジン出力制ｒｌａ
量として目標スロットル開度θ１を決定するものである
。

４０はトラクション制御部で、図示しないセンサで検知
される従動輪速度Ｖ「と駆動輪速度Ｖ「とから車輪のス
リップを検知し、そのスリップが収束し得る第２目標エ
ンジン出力制御量として目標スロットル開度θ２を求め
るものである。

５０はオートクルーズ＄１１部であり、オートクルーズ
スイッチ６０の操作によってオートクルーズモード（Ａ
ＳＣモード）が設定されたとき、そのときの車速を一定
に維持するのに必要な、つまり定速度走行に必要な第３
目標エンジン出力制御量として目標スロットル開度θ３
を求めるものである。

これら制御部で決定もしくは求められる目標スロットル
開度θｌ、θ２．θ３は、主制御部７０に供給される。

この主制御部７０は、目標スロットル開度θｌ。

θ２．θ３のうち一つを少なくとも運転モードに応じて
選択する機能手段を有している。

なお、運転モードとしては、オートクルーズスイッチ６
０の操作によって設定されるオートクルーズモードや、
トラクションモード制御部４０において求められるスリ
ップ量ＤＶが一定値以上のときに設定されるトラクシジ
ンモード（ＴＲＣモード）がある。

そして、この主制御部７０で選択される目標スロットル
開度θは、モータ駆動制御部９０に供給されるようにな
っている。

モータ駆動制御部９０は、目標スロットル開度θに対応
する数の駆動パルスをステップモータ７に供給し、スロ
ットル弁６の開度を目標スロットル開度θに設定するも
のである。

スロットルバイワイヤ＄１１ｇ１部３０からモータ駆動
制御部９０にかけての具体的な構成を第２図に示す。

まず、スロットルバイワイヤ３０は、アクセルペダル位
置センサ３１、および目標開度算出部３２からなる。

アクセルペダル位置センサ３１は、アクセルペダル２０
の踏込み位置Ａｐを検知するもので、たとえばボテンシ
ジメータを用い、踏込み位置Ａｐに対応する電圧レベル
の信号を出力する。

目標開度算出部３２は、アクセルペダル位置Ａｐに応じ
たスロットル開度の決定条件として第３図に示すデータ
を関数として記憶しており、その関数と検知される踏込
み位Ｉｆ！Ａｐとから目標スロットル開度θ１を算出し
、決定するものである。

トラクション制御部４０は、従動輪速度■ｒから車体加
速度を求める微分器４１、この微分器４１で求まる車体
加速度と予め記憶している車体重量Ｗ、車輪径Ｒとから
路面に伝達可能な基準駆動軸トルクＴｗｏを算出する基
準駆動軸トルク算出部４２、この算出部４２で算出され
る基準駆動軸トルクＴｗｏから基準エンジン出力トルク
Ｔｅａを算出する基準エンジン出刃トルク算出部４３、
この算出部４３で算出される基準エンジン出力Ｔｅａか
ら基準吸入空気量Ａ／Ｎｔを求める基準空気量算出部４
４、この算出部４４で求まる基準吸入空気量Ａ／Ｎｔと
エンジン回転数Ｎｅとから基準スロットル開度θ０を算
出する基準開度算出部４５、駆動輪速度Ｖｒから従動輪
速度Ｖ「を減算してスリップ量ＤＶ　（−Ｖｒ　−ＶＩ
　）を求める減算部４６、この減算部４６で得られるス
リップＪａＤＶからフィードバックの操作量Δθ（開度
量）を演算するＰＩＤ調節器４７、このＰＩＤ調節器４
７で得られる操作量ΔＴを補正量として基準吸入空気量
Ａ　／　Ｎ　ｏに加算する加算部４８からなり、基準ス
ロットル開度θ０に基づき、かつスリップ量ＤＶのフィ
ードバックにより、目標スロットル開度θ２を求めるよ
うになっている。

ここで、基準エンジン出力トルク算出部４３は、下式の
ように、トランスミッション１３のギヤ比ρおよびトル
クコンバータ１１のトルク比τを考慮した上で、基準駆
動軸トルクＴｗｏを得るのに必要な基準エンジン出力ト
ルクＴｅａを算出するものである。

Ｔ　ｅａ　−Ｔ　ｖｏ／　　（ｐτ） 基準空気量算出部４４は、吸入空気量Ａ／Ｎとエンジン
出力ＴＯとの間にある第４図に示す関係をマツプ（対応
表）として記憶しており、そのマツプに基づいて上記基
準エンジン出力トルクＴｅａに対応する基準吸入空気量
Ａ　／　Ｎ　ｏを求めるものである。なお、第４図の関
係を数式として記憶しておき、その数式を使って基準吸
入空気ｆｆ１Ａ／Ｎｏを算出することも勿論可能である
。

基準開度算出部４５は、エンジン回転数Ｎｅをパラメー
タとして吸入空気量Ａ／Ｎとスロットル開度との間にあ
る第５図の関係に基づき、基準吸入空気ｊＩ　Ａ　／　
Ｎ　ｏに対応する基準スロットル開度θ０を算出するも
のである。

また、基準開度算出部４５は、開度の算出に当たり、吸
入空気ｊｌ　Ａ　／　Ｎ　ｒを補正量としてフィードバ
ックするようになっている。

オートクルーズ制御部５０は、オートクルーズスイッチ
６０でオートクルーズモードが設定されたときの従動輪
速度ｖｒを目標車速Ｖｔとして決定する目標車速決定部
５１、この目標車速決定部５１で決定される目標車速Ｖ
ｔから従動輪速度ｖｒを減算して速度偏差ΔＶを求める
減算部５２、この減算部５２で得られる速度偏差ΔＶか
らフィードバックの操作量Δθ（開度量）を演算するＰ
ＩＤ調節器５３、このＰＩＤ調節器５３で得られる操作
量Δθを前記スロットル開度センサ８の検知開度（現状
開度）θ１に対し補正量として加算する加算部５４から
なり、検知開度θ■に基づき、かつ速度偏差ΔＶのフィ
ードバックにより、目標スロットル開度θ３を求めるよ
うになっている。

主制御部７０は、制御部３０．４０．５０から供給され
る目標スロットル開度θ７．θ２．θ３のうち一つを後
述する選択制御部７３の指令に応じて選択出力する開度
選択部７１、目標スロットル開度θ１．θ２．θ３の値
を相互に比較する開度比較部７２、この比較部７２の比
較結果とオートクルーズ６０の操作およびトラクション
制御部４０からのスリップ量ＤＶの値に基づく運転モー
ドとに応じて上記選択部７１の選択動作を制御する選択
制御部７３からなる。

つぎに、上記のような構成において第６図を参照しなが
ら動作を説明する。

アクセルペダル２０を踏込むと、その踏込み位置Ａｐが
アクセルペダル位置センサ３１で検知される。

このとき、踏込み位１ｔＡｐに応じた目標スロットル開
度θｌが目標開度算出部３２で算出され、その目標スロ
ットル開度θ１が主制御部７０に供給される。

また、トラクション制御部４０は、駆動輪速度Ｖ「と従
動輪速度Ｖｆとの差であるスリップ量ＤＶを逐次監視し
、そのスリップが収束し得る目標スロットル開度θ２を
求める。

すなわち、従動輪速度ｖｆから車体加速度を求め、その
車体加速度と予め記憶している車体重量Ｗ、車輪径Ｒと
から路面に伝達可能な基準駆動軸トルクＴｗｏを算出す
る。さらに、算出した基準駆動軸トルクＴｖｏを得るの
に必要な基準エンジン出力トルクＴｃｏをトランスミッ
ション１３のギヤ比ρおよびトルクコンバータ１１のト
ルク比τを考慮した上で算出し、その基準エンジン出力
トルクＴｗｏを得るのに必要な基準吸入空気量Ａ／Ｎ。

を算出する。また、算出した基準吸入空気Ｉｉ＆Ａ／Ｎ
ｏを得るのに必要な基準スロットル開度θ０を算出する
。同時に、駆動輪速度Ｖ「から従動輪速度■「を減算し
テスリップ１ｔＤＶ　（−Ｖｒ　−Ｖｒ　）を求め、そ
のスリップｉＤＶからフィードバックの操作量Δθ（開
度ｍ＞を得る。そして、得られた操作量Δθを補正量と
して基準スロットル開度θ０に加算し、目標スロットル
開度θ２を求める。

この目標スロットル開度θ２は、主制御部７０に供給さ
れる。

オートクルーズ制御部５０は、オートクルーズスイッチ
６０の状態を監視しており、オートクルーズスイッチ６
０が操作されてオートクルーズモ−ドが設定されると、
そのときの従動輪速度Ｖｒを目標車速Ｖｔとして決定す
る。さらに、決定した目標車速■から従動輪速度Ｖ「を
減算し、速度偏差ΔＶを求め、その速度偏差ΔＶからフ
ィードバックの操作量Δθを得る。そして、得られた操
作量Δθを補正量として検知開度（現状開度）０厘に加
算し、目標スロットル開度θ３を求める。

この目標スロットル開度θ３は、主制御部７０に供給さ
れる。

なお、オートクルーズ制御部５０は、オートクルーズス
イッチ６０が再び操作されてオートクルーズモードが解
除されたとき、または車両のブレーキペダルやアクセル
ペダル２０が踏込まれたとき、それを検知して目標車速
Ｖｔの決定を解除する。

一方、主制御部７０は、制御部３０，４０゜５０からの
目標スロットル開度θｌ、θ２．θ３の値を相互に比較
する。また、トラクション制御部４０からのスリップ量
ＤＶが一定値以上であればトラクションモード（Ｔ　Ｒ
ａ＆モード）を設定し、スリップ量ＤＶが一定値以下の
ときはトラクションモードを設定しない。さらに、オー
トクルーズスイッチ６０によるオートクルーズそ−ド（
ＡＳＣモード）の設定がなされているかどうかの判別を
行なう。

しかして、主制御部７０において、トラクションモード
でなく、しかもオートクルーズモードでない条件が成立
すれば、スロットルバイワイヤ制御部３０の目標スロッ
トル開度θ１が選択される。

目標スロットル開度θ１が選択されると、その目標スロ
ットル開度θ１に応じてステップモータ７が駆動され、
スロットル弁６が目標スロットル開度θに設定される。

こうして、アクセルペダル２０の踏込み位置Ａｐに応じ
た駆動軸トルクが駆動軸１４に伝わり、車輪１５で駆動
力となる。

また、主ＭＩ１１部７０において、トラクションモード
ではないが、オートクルーズモードであるという条件が
成立すれば、オートクルーズ制御部５０の目標スロット
ル開度θ３が選択される。

目標スロットル開度θ、が選択されると、ステップモー
タ７の駆動によりスロットル弁６が目標スロットル開度
θ３に設定される。

こうして、定速度走行に必要な駆動軸トルクが駆動軸１
４に伝わり、目標車速Ｖｔの定速度走行がなされる。

ただし、この定速度走行において、オートクルーズスイ
ッチ６０の再操作によってオートクルーズモードが解除
されたとき、またはオートクルーズモード解除指令に相
当するブレーキペダルの踏込みやアクセルペダル２０の
踏込みがなされた場合、目標スロットル開度θ３の選択
が解除され、定速度走行の終了となる。

さらに、主制御部７０において、トラクションモードの
設定がなされ、その上でトラクション制御部４０の目標
スロットル開度θの値が最大ではないとう条件が成立し
たら、つまり目標スロットル開度θの値が他の目標スロ
ットル開度θｌ。

θ、のいずれかの値よりも小さいという条件が成立すれ
ば、目標スロットル開度θ２が選択される。

すなわち、目標スロットル開度θ２の値が小さくなると
いう現象は、スリップの発生に起因するものであり、安
全性の確保のために目標スロットル開度θ２が選択され
る。

目標スロットル開度θ２が選択されると、ステップモー
タ７の駆動によりスロットル弁６が目標スロットル開度
θ２に設定される。

こうして、スリップが収束し得る駆動軸トルクが駆動軸
１４に伝わり、スリップが収束される。

ただし、トラクションモードであっても、目標スロット
ル開度θ２の値が最大であれば、つまりスリップが発生
していなければ、オートクルーズモードの有無に応じた
目標スロットル開度θ、または目標スロットル開度θ、
の選択がなされる。

このように、スロットルバイワイヤ制御、トラクション
制御、およびオートクルーズ制御において互いの共通要
素であるｇ標スロットル開度θ１゜θ２．θ３を、その
目標スロットル開度θ１゜θ２．θ３の互いの大きさお
よび運転モードに応じて選択する構成であるから、スロ
ットル弁６１；対する開度＄１１１の複雑化を招くこと
なく、各制御の機能を存分に引出すことができる。すな
わち、トラクション制御による安全性の向上などを確保
することができる。

したがって、スロットルバイワイヤ制御、トラクション
制御、およびオートクルーズ制御の全てをドライブ舎バ
イ・ワイヤのシステム装置として一体化することができ
る。

なお、上記実施例では、スロットル弁６をステップモー
タで駆動したが、ステップモータに限らずＤＣモータを
使って駆動してもよく、その場合はスロットル開度セン
サ８の検知開度を取込み、その検知開度が目標スロット
ル開度θと一致するようＤＣモータを駆動することにな
る。また、モータ駆動に限らず、油圧駆動あるいは空気
圧駆動することも可能である。

さらに、エンジン出力制御量が吸入空気量であるガソリ
ンエンジンを例に説明したが、エンジン出力制ａｐａが
燃料噴射量であるディーゼルエンジンについても同様に
適用可能である。

その他、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

Ｃ発明の効果〕 以上述べたようにこの発明によれば、アクセルの操作量
に応じて第１目標エンジン出力１．１ｉｎを決定する手
段と、車輪のスリップが収束し得る第２目標エンジン出
力制御量を求める手段と、定速度走行に必要な第３目標
エンジン出力＄１　ａ　ｍを求める手段と、これら第１
．第２．第３目標エンジン出力制ａｌｌのうち一つを少
なくとも運転モードに応じて選択する手段と、この手段
で選択される目標エンジン出力制９ＩＩ量に応じて前記
エンジン出力制御量を調節する手段とを備えたので、排
養制御の複雑化を招くことなく、アクセルバイワイヤ制
御、トラクション制御、およびオートクルーズ制御の一
体的な組込みを可能とするエンジン出力制御装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成およびそれに関わる
車両の構成を示す図、ｊｉ！２図は第１図の要部の構成
を具体的に示す図、第３図は同実施例における目標スロ
ットル開度の決定条件を示す図、第４図は同実施例にお
ける基準エンジン出力算出に用いるデータを示す図、第
５図は同実施例における基準スロットル開度算出に用い
るデータを示す図、第６図は同実施例の動作を説明する
ためのフローチャートである。 ４・・・エンジン本体、６・・・スロットル弁、３０・
・・スロットルバイワイヤ制御部、４０・・・トラクシ
ョン制御部、５０・・・オートクルーズ制御部、７０・
・・主制御部、９０・・・モータ駆動制御部。 アクセルベダ）Ｌａ弓！Ａρ　− 第３図 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン出力制御量に基づいたエンジン出力を駆動軸に
   伝える車両において、アクセルの操作量に応じて第１目
   標エンジン出力制御量を決定する手段と、車輪のスリッ
   プが収束し得る第２目標エンジン出力制御量を求める手
   段と、定速度走行に必要な第３目標エンジン出力制御量
   を求める手段と、これら第１、第２、第３目標エンジン
   出力制御量のうち一つを少なくとも運転モードに応じて
   選択する手段と、この手段で選択される目標エンジン出
   力制御量に応じて前記エンジン出力制御量を調節する手
   段とを具備したことを特徴とするエンジン出力制御装置
   。