JPH04504893A - 自動車の内燃機関の出力を電子的に開ループ及び／あるいは閉ループ制御する装置 - 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】 自動車の内燃機関の出力を電子的に開ループ及び／あるいは閉ループ制御する装 置 従来の技術 この様な装置がＤＥ　−０５３７４３４７１に記載されている。この公報には駆 動輪の１つに現れるスリップにより特徴づけられる所定の運転状態において内燃 機関の出力を減少させる、内燃機関の出力を開ループ及び／あるいは閉ループ制 御する装置が記載されている。その場合上述した運転状態以外では運転者の要求 に従って制御される絞り弁は、運転者の要求に無関係に駆動されて出力が減少さ れる。即ち絞り弁は所定角度間じる方向に戻され、続いて駆動輪のスリップしき い値に新たに達するまで変化されて出力が増大されている。

ＤＥ−〇５２１３９２３０にはエンジンの回転トルクを調節する装置が提案され ている。同装置ではエンジンブレーキ状態で車輪にスリップが発生すると内燃機 関に供給される作動媒体を増大させてエンジン制動トルクを減少させている（エ ンジン制動トルク制御ＭＳＲ）。絞り弁を介して制御が行われる場合には、これ は絞り弁が開放することを意味している。これによりエンジンブレーキの時原理 的に内燃機関の出力が減少される。

以下では出力減少についてのみ説明する。ＡＳＲの場合には移動する）ことにな り、またＭＳＲの場合には作動媒体の供給が増大される（絞り弁が開放する）事 になる。

この様な装置を電子エンジン出力制御と共に用いる場合には、電子エンジン出力 制御の閉ループ制御系の応答速度に問題が発生する。

対する応答速度を向上させることである。この課題は出力を減少させる要求を示 す値をその効果が追加的に増強されるようにすることによって解決される。

ＥＰ　−Ａ１０４５３９にはエンジンブレーキ時内燃機関の制動トルクを減少さ せる装置が記載されている。その場合自動車のエンジンブレーキにおいて内燃機 関の制動トルクを減少させるために作動媒体の供給が増大されている。即ち絞り 弁の位置が変化され空気の供給が増大されている。

発明の利点 本発明では、駆動スリップ制御ないしエンジン制動トルク制御（ＡＳＲないしＭ ＳＲ）を電子エンジン出力制御装置（ＥＭＳ）と用いた場合出力減少要求に対す る装置の応答性を向上させ、に立ち入らな（でもよいという利点が得られる。従 って内燃機関の出力をフィードバック制御する制御回路の構成は出力制御、アイ ドリング制御或はコーステイング制御に関連して所定の構成とすることができ、 しかも出力減少要求に対する出力変化の応答時間は駆動スリップ制御ないしエン ジン制動トルク制御に必要な動的特性で行うことができる。

本発明の他の利点は他の請求の範囲と共に実施例の以下の説明から明らかになる 。

図面 以下に図面に示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は内燃機関の出力を電子的に開ループ及び／あるいは中１＜！ＩＰ 閉ルーナ丁τを置の概略ブロック図である。第２図は本発明の考え方を示す流れ 図、第３図はその詳細な流れを示す流れ図である。第４図は形成される信号の時 間的な経過を示す図である。

実施例の説明 第１図には内燃機関１０の吸気装置１２に配置された、内燃機関への空気供給量 、即ち内燃機関の出力を制御する絞り弁１４を備えた内燃機関１０が図示されて いる。絞り弁１４は堅固な結合部１６を介して電気的に操作可能な調節モータ１ ８と接続されている。絞り弁１４、堅固な結合部１６ならびに調節モータ１８は 位置検出器２０と共に内燃機関のアクチュエータ２２を構成する。第１図の実施 例では堅固な結合部１６に配置された位置検出器２０はその出力リード線２４を 介してアクチュエータ２２の位置に対応した信号をエンジン制御装置２６に出力 する。

点線で図示した電子エンジン出力制御装置２７と一点鎖線で図示したＡＳＲ及び ／あるいはＭＳＲ装置２８からなるエンジン制御装置ｔ２６は、調節モータ１８ に導かれる駆動線３０を介してアクチュエータ２２と接続されている。エンジン 制御装置２６の点線で図示した部分はアクチュエータの位置の設定値を形成する ユニット３２を有する。このユニット３２は接続線３４を介してＡＳＲ／ＭＳＲ 装置の信号を処理するユニット３６と接続されている。ユニット３６は更に第２ の接続線３８を介してＡＳＲ／ＭＳＲ装置２８と接続されている。ユニット３６ の出力線４０は位置制御器４２の第１の入力端子と接続され、その位置制御器の 第２の入力端子は接続線２４と接続される。位置制御器の出力４４はドライバ回 路４６と接続され、そのドライバ回路の出力が出力線３０となっている。

設定値形成ユニット３２は入力線４８．５０．５２を介して内燃機関及び／ある いは自動車の他の装置と接続されている。入力線４８を介しユニット３２は例え ば車速制御器５４と接続され、また入力線５０を介して運転者により操作可能な アクセルペダル５６と接続される。更にユニット３２は単独の線として図式的に 示された入力線５２を介してアクチュエータの位置に影響を与えるエンジン制御 機能部５８と接続されている。これらの機能は特にノッキング制御、車速制限及 び／あるいは回転数制限あるいは触媒保護機能等があげられる。

図示した絞り弁制御機能の他に第１図に図示した装置はディーゼル式内燃機関に 供給される燃料量を制御するアクチュエータにも応用できるものである。

設定値形成ユニット３２は、運転者によって起動される車速制御器５４の機能、 アクセルペダルの位置を示す位置信号あるいはブロック５８で図示したエンジン 制御機能を示す信号値かの位置を示す値、いわゆる絞り弁設定値（ＤＫＶ）を形 成する。

この設定値の形成は例えば所定のマツプ値を介して行われる。

このようにして形成されたＤＫＶはリード線３４を介してユニット３６に入力さ れる。

求められたＤＫＶはユニット３６により以下に説明する方法でリード線３８を介 してＡＳＲ及び／あるいはＭＳＲ装置２８から得られるエンジン出力を減少させ る値と結合される。その場合、作動媒体の供給を減少（ＤＫＲ）ないし増大（Ｄ ＫＥ≠紮めの装置２８で行われる設定値の形成は従来技術のところで説明したＤ Ｅ　−０Ｓ３７４３４７１　（ＡＳＲ）ならびにＤＥ　−ＯＳ２１３９２３０（ ＭＳＲ）において説明されているので、ここでは詳細な説明は行わない。

ＤＫＶ及びＤＫＥ／Ｒから形成されたアクチュエータの位置を示す目標値（ＤＫ Ｓ）はリード線４０を介してユニット３６から位置制御器４２に送られる。この 位置制御器は算出された目標値を位置検出器２０からリード線２４を介して送ら れてくるアクチュエータの位置を示す実際値（ＤＫＩ）と比較し、リード線４４ ならびにドライバ回路４６を介して目標値と実際値の差を示す駆動信号をアクチ ュエータ２２に出力する。この駆動信号はリード線３０を介して調節モータ１８ に供給され、それにより駆動信号に従ってアクチュエータ２２の位置が変化され 、目標値と実際値間の差が減少される。

第２図にはユニット３６で行われる絞り弁位置設定値（ＤＫＶ）とＡＳＲ／ＭＳ Ｒ装置（ＤＫＲ／Ｅ）間の結合の一般的な流れがフローチャートで示されている 。エンジン制御装置の図示したプログラム部分が開始された後自動車の動作サイ クルの開始時にステップ１００においてＡＳＲ／ＭＳＲ機能が行われているかど うかが判断される。これは少な（ともＡＳＲ／ＭＳＲ装置から所定の値範囲内に ある設定値（ＤＫＥＳＤＫＲ）が発生しているか否かの判断が必要となる。即ち ＡＳＲの場合にはその設定値がユニット３２からのＤＫＶの値より小さいかがど うか、またＭＳＲの場合にはエンジンブレーキが識別されているかどうかである 。そうでない場合には、ステップ１０２においてユニット３２から算出されたア クチュエータの位置の設定値が目標値（ＤＫＳ）としてアクチュエータを対応し た位置に調節する位置制御器４２に出力される。

判断ステップ１００においてＡＳＲ／ＭＳＲ機能が行われていると判断された時 には、ステップ１０４においてＡＳＲ機能であるかどうかが判断される。その場 合にはステップ１０６において第３図で示す処理が行われる。ステップ１０８で は、ＭＳＲ機能が起動される場合同様な処理が行われる。プログラムの最後でス テップ１１０において格納されていた設定値ＤＫＲ／ＥＡＬＴがこのプログラム サイクルで得られた設定値ＤＫＲ／Ｅで書き換えられプログラムが終了する。

第２図のフローチャートではＡＳＲとＭＳＲ装置が組み合わされている装置が適 用される。しかし本発明はそのような装置だけに限定されるものではなく、ＡＳ ＲあるいはＭＳＲ機能だけををする装置にも利用できるものである。この様な場 合にはステップ１０４，１０８ないし１０６が省略される。

第３図にはＡＳＲ機能を例にして行われる本発明の処理の実施例が流れ図として 図示されている。ＭＳＲ機能の実施に関しても同様に行われる。その場合作動媒 体の供給に対する減少の要求が増大の要求となる。

減少ないし増大の実施に関する判断が行われた後第３図に図示したプログラムが 開始される。先ずステップ２００において現時点の設定値（ＤＫＲ）と前のプロ グラムサイクル時格納された設定値（ＤＫＲＡＬＴ）から形成される差が所定の 値の範囲であるかどうかが調べられる。この差がＯでない場合には、ステップ２ ０２において少なくとも所定の２つの期間を示すタイマがリセットされる。この 「０と等しくない」事を調べることにより出力減少要求の増減は、以下に説明す るような動的な設定値増強により行なわれる。従ってステップ２０４では期間と 、前のプログラムサイクル時格納された設定値（ＤＫＲＡＬＴ）ならびに現時点 の設定値（ＤＫＲ）の関数としていわゆる動的な設定増強値ＤＫＲＤＹＮが算出 される。

その場合各期間には係数が割り当てられている。このＤＫＲＤＹＮによりＡＳＲ ／ＭＳＲ装置により出力された設定値の効果が増強される。ステップ２０４にお いてＡＳＲ機能開始時時間的に速く経過する第１の期間Ｔｄｌに関連した係数が 用いられる。この動的な設定増強値は次のステップ２０６において必要に応じて 制限される。位置制御器に入力されるアクチュエータの位置を決める目標値は現 時点の設定値ＤＫＲから動的な設定増強値分だけ減少された値に設定される。ア クチュエータの位置は閉ループ制御によりステップ２０８で算出された目標位置 に制御される。

判断ステップ２００において格納された設定値と現時点の設定値の差が０と等し いと判断されると、ステップ２１２において時間的に遅れて経過する第２の期間 Ｔｄ２に関しこの期間がすでに経過しているかどうかが判断される。経過してい る場合には現時点の設定値ＤＫＲが読み込まれ（２１４）、必要に応じてこの値 が制限される（２１６）。アクチュエータの目標位置はステップ２１８において 現時点の設定値ＤＫＲにより形成される。

逆の場合で期間Ｔｄ２が経過していない場合にはステップ２２０において時間的 に速く経過する第１の期間Ｔｄｌが経過したかどうかが判断される。経過してい る場合、即ち現在の時点が所定の期間Ｔｄ２である場合には、設定増強値が現時 点の設定値ｂ１格納された設定値ＤＫＲＡＬＴ並びに期間Ｔｄ２に関連した係数 の関数としてステップ２０４において得られた値から算出され（”２２２　）、 その増強値がステップ２２４において必要に応じて制限される。続いてステップ ２２６においてアクチュエータの目標位置を表す目標値が現時点の設定値と動的 な設定増強値の差として定められる。閉ループ制御によりアクチュエータの位置 はステップ２２６においてめられた目標値に制御される。

現在の時点が所定の期間Ｔｄｌの開始時あるいはその間にある場合には、ステッ プ２２８においてステップ２０４に対応して動的な設定増強値がめられる。必要 に応じて設定増強値を制限した後（ステップ２３０Ｌステツプ２３２においてス テップの目標位置が現時点の設定値ＤＫＲとステップ２２８にめた動的な設定増 強値の差として定められる。ステップ２０８，２１８゜２２６．２３２の後プロ グラム部が終了し第２図に図示した流れが実施される。

現時点の設定値（ＤＫＲ）、並びにＤＫＲＡＬＴとＤＫＲ間に差が発生する以前 （２００）に格納された設定値ＤＫＲＡＬＴの関数として、並びに期間（Ｔｄｌ 、２）の関数として動的な設定増強値をめるのは所定の式あるいはテーブルを読 みだすことによって行われる。その場合、動的な設定増強値は好ましくはＤＫＲ ＡＬＴと、所定の運転状態でＡＳＲ／ＭＳＲ装置によって出力される現時点の設 定値ＤＫＲとの差に従って変化する。

この差は種々の期間に割り当てられた所定の係数で重み付けられる。その場合係 数は好ましくは時間的に速く経過する期間Ｔｄｌの間では大きな値をとり、一方 時間的に後で経過する期間Ｔｄ２では小さな値をとるように選ばれる。それによ りアクチュエータの目標位置を決める目標値は段階的な特性となる。雨期間Ｔｄ ｌ、　Ｔａ２はプログラムサイクル時間の所定倍数である。本発明の原理はこの 単に２つの期間に限定されるものではなく、それ以上の期間を設けることにして もよいことはもちろんであり、その場合には多段の特性が得られる。

第４図には発生する信号の時間的な経過が図示されており、本発明の方法ならび にアクチュエータの位置、従ってＡＳＲ機能の例ではエンジン出力に関する効果 が明らかにされる。ＭＳＨの場合に対しても同様な関係が得られ、その場合には 動的な設定値がＭＳＲ装置の設定値（ＤＫＥ）に加算されることになる。第４図 において鎖線で示した信号線はアクセルペダルに従って得られるアクチュエータ の位置を示す設定値（ＤＫＶ）を示す。実線で示した信号線はそれぞれアクチュ エータの位置（ＤＫ））を表し、−万一点鎖線で示した線はＡＳＲ装置により出 力されるエンジン出力を減少させる設定値（ＤＫＲ）の信号特性を表している。

点線で図示した特性は、本発明方法に基づき動的な設定増強値（ＤＫＲＤＹＮ） を考慮してめられた出力を減少させる設定値の特性に対応している。水平軸は時 第４図において時間Ｔｏ以下の領域では加速工程となり、設定値（ＤＫＶ）、従 ってアクチュエータの実際位置は常時増加することによって特徴づけられる。Ａ ＳＲの場合この時点では駆動輪にスピンの現象が現れていないので、ＡＳＲ装置 により形成される設定値は静的な値ＤＫＲＡＬＴになっている。時点Ｔｏで駆動 輪にスピンの現象が現れたことが検出される。ＡＳＲ装置の機能に従ってエンジ ン出力を減少させる設定値がめられエンジン出力制御装置に出力される。この機 能は第４図では一点鎖線で図示した線が時点Ｔｏで飛躍した特性になることによ って図示されている。その場合例えばアクセルペダルの位置で表される設定値は 不変のまま継続している。

一点鎖線で図示したＡＳＲ装置により出力される設定値の特性は冒頭でＤＥ　− ０Ｓ３７４３４７１の従来技術に対応して時点Ｔ。

前にとった値に段階的に戻される。本発明の特徴は時点Ｔｏにおいて第３図に説 明した計算方法により形成される動的な設定値の増強が行われることである。そ の場合動的な設定値の増強によりＡＳＲ装置により出力される設定値が増大され 、アクチュエータの位置ないしエンジン出力が減少される。第３図に図示した本 発明の方法に従って、動的な設定値の増強により補正された設定値は、スリップ 現象が発生した以降経過した時間を表す所定の期間（例えばＴＩ、Ｔ２）毎に現 時点の設定値と時点Ｔｏ以前の設定値ならびに時間係数に従った所定の値だけ増 大され、これはＡＳＲ装置によって得られる値に達するまで継続される。その場 合アクチュエータの目標位置を表す目標値の時間特性は時点ＴＯ迄は鎖線で、時 点ＴＯでは一点鎖線と点線で、また時点ＴＯから１２間では点線で、また時点Ｔ ２の後は一点鎖線で図示されている。

アクチュエータの実際位置の特性は実線で図示されている。

作動媒体供給の減少要求（ＵＳＲの場合には増大要求）に対する応答時間は顕著 に改善されることになる。

上記の方法はアクチュエータの位置を高速に事前に制御する機能を行なう。その 場合、追加的な増強値が事前に制御する制御値に対応する。

Ｎ　〜 国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　９０００８５０ ＳＡ　４１４２７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電子的な制御ユニットにより自動車の内燃機関の出力を電子的に開ループ及 び／あるいは閉ループ制御する装置であって、前記制御ユニットは電気的に操作 可能なアクチュエータを介し少なくとも運転者の要求を示す量に従って内燃機関 の出力に作用し、また前記制御ユニットは所定の運転状態においては前記電気的 に操作可能なアクチュエータの位置を運転者の要求に無関係な量に従って制御す る、自動車の内燃機関の出力を電子的に開ループ及び／あるいは閉ループ制御す る装置において、前記運転状態ではアクチュエータの位置の減少あるいは増大の 要求が行なわれ、前記運転状態が発生した場合前記減少ないし増大を行なわせる 値が制御ユニットに入力され、制御ユニットはこの運転状態では前記値に従って アクチュエータの位置を変化させ、前記値はアクチュエータの応答時間がより短 時間になる作用方向に追加的に増強されることを特徴とする自動車の内燃機関の 出力を電子的に開ループ及び／あるいは閉ループ制御する装置。 ２）追加的な増強によりアクチュエータの位置が事前に制御されてその位置が急 速に変化するようになり、その場合追加的な増強値がアクチュエータの位置を事 前に制御する制御値に対応することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置 。 ３）増強された値によりアクチュエータの位置が定まることを特徴とする請求の 範囲第１項又は第２項に記載の装置。 ４）増強された値が内燃機関に供給される作動媒体を調節する閉ループ制御装置 、特に作動媒体の供給を調節するアクチュエータの閉ループ位置制御装置の目標 値に重畳されることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１ 項に記載の装置。 ５）追加的な増強が段階的に弱められることを特徴とする請求の範囲第１項から 第４項までのいずれか１項に記載の装置。 ６）追加的な増強が所定の時点で所定の段階量で弱められることを特徴とする請 求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の装置。 ７）追加的な増強量が前記運転状態の発生前の設定値の初期値、運転状態発生時 に存在する設定値並びに運転状態発生からの経過時間に関係することを特徴とす る請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載の装置。 ８）前記所定の運転状態の発生が運転状態の発生前の設定値を表す格納された値 と現時点の設定値との比較により識別されることを特徴とする請求の範囲第１項 から第７項までのいずれか１項に記載の装置。 ９）所定の運転状態が発生したとき、以下の工程、すなわち、格納された値と現 時点の値並びに時間係数の関数として追加的な増強値を求め、 この追加的な増強値と現時点の設定値から閉ループ位置制御装置の目標値を求め 、 所定の期間が経過後前記格納された値と現時点の値並びに最初の時間係数よりも 小さな時間係数の関数として事前に制御を行なう制御値（追加的な増強値）を新 たに求め、新たに定められた前記制御値から目標値を求め、所定数の期間上記工 程を繰り返し、 最後の期間が経過後現時点の設定値を目標値とする工程が行なわれることを特徴 とする請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１項に記載の装置。 １０）所定の運転状態がＡＳＲ及び／あるいはＭＳＲ装置により識別されること を特徴とする請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項に記載の装置。