JPS6325342A - 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） 本発明は車両エンジンの制御装置に関し、特に車両を加
速するときの加速性を向上させたエンジンの制御装置に
関する。

（従来技術） 自動車においては、その走行特性を改善するために、ス
ロットルバルブをアクセルペダルの踏込量に対して所定
の特性をもって電気的にフィードバック制御するように
したスロットル制御装置が従来から種々提案されている
。そのようなスロットルバルブの制御において、例えば
特開昭６０−２０６９５０号に開示されているように、
アクセルペダルの操作量により車両の加速度を算出し、
この加速度が得られるようにスロットル弁を制御する制
御装置も知られている。

この従来技術によれば、運転者が要求する加速度を得る
ことができる反面、アクセル操作量に対応した加速をし
続けるので、定常走行性に欠けるという問題がある。し
たがって本発明は、アクセル操作量により決定された目
標加速度を車速に応じて車速か上昇するにしたがって低
下させることを基本的な目的とする。しかしながら、単
にこのような制御であると、アクセルを操作した時だけ
比較的大きな加速度でエンジンが制御され、それに伴っ
て車速か上昇してくると、加速度がすぐに減少してしま
い、十分な加速性を保持することが困難となる。

（発明の目的） 上述の事情に鑑み、本発明は優れた加速性の得られるエ
ンジンの制御装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明においては、現在の車速とアクセル操作量により
目標加速度を決定し、この目標加速度にもとづいてエン
ジン出力を制御しているが、さらにアクセル操作時に、
この操作により決定される目標加速度の車速に上昇に伴
う低下度を、車速上昇度に比較して小さくしたことを特
徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、定常走行性を確保しつつ加速時には車
速の上昇に伴って加速度が頭打ちになるのを防止して、
初期加速度が維持されて、加速度の低下度合を少なくし
、良好な加速性を得ることができる。

（実　施　例） 以下本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明によるエンジンの制？Ｉ装置のシステム
構成図を示し、■はエンジン、２はクラッチ、３は変速
機、４はスロットルバルブ、５はマイクロコンピュータ
よりなるコントロールユニット、６はスロットル開度セ
ンサ、７は車速センサ、８はスロットルバルブ４のアク
チュエータとしてのＤＣモータである。そしてコントロ
ールユニット５には、アクセルペダルの踏込量を示すア
クセル開度α、スロットル開度センサ６からのスロット
ル開度θ、車速センサ７からの車速Ｖ等をそれぞれあら
れす信号が入力され、コントロールユニット５はこれら
入力信号にもとづいて、ＤＣモータを駆動するための出
力信号を発生してスロットルバルブ４を制御するように
構成されている。

第２図は本発明における加速度制御システムの基本動作
を説明する図で、運転者によってアクセルペダル１１が
踏込まれると、アクセル開度信号発生部１２はアクセル
開度αを検出して、このアクセル開度αに対応した信号
を発生する。また車速センサ７からは車速Ｖをあられす
信号を発生する。第１図のコントロールユニット５に対
応する制御部１４は、加速度算出部２１と、目標加速度
算出部２２と、目標スロットル開度算出部２３と、フィ
ードバック制御部２４とよりなる。加速度算出部２１は
車速センサ７から出力される車速Ｖをあられす信号にも
とづいて加速度ｇを算出する。

目標加速度算出部２２は、アクセル開度信号発生器１２
から出力されるアクセル開度αをあられす信号と、車速
センサ７から出力される車速Ｖをあられす信号とにもと
づいて目標加速度ｇ７を算出し、目標スロットル開度算
出部２３は加速度算出部２１からフィードバックされる
加速度ｇをあられす信号と、目標加速度算出部２２から
出力される目標加速度ｇ７をあられす信号とにもとづい
て目標スロットル開度θ７を算出する。フィードバック
制御部２４はこの目標スロットル開度θ１とＸＢ？のス
ロットル開度θとが一致するようにフィードバック制御
を行なって、第１図のＤＣモータ９に相当するサーボ駆
動部１５を制御し、これによりサーボ駆動部１５がスロ
ットルバルブ４を開閉する。第１図のスロットル開度セ
ンサ６に相当するスロットル開度信号発生部１７は、実
際のスロットル開度θを検出してこれに対応した信号を
発生し、フィードバック制御部２４ヘフイードバツクし
ている。

第３図は加速度制御システムのブロック線図を示し、ア
クセル開度αおよび車速■にもとづいて目標加速度ｇｔ
を決定し、さらに、この目標加速度ｇｒと実際の加速度
の差をＰＩ−ＰＤ副制御Ｐは比例動作、■は積分動作、
Ｄは微分動作をそれぞれあられす、）することにより目
標スロットル開度θ７を決定している。目標スロットル
開度θ７にもとづくスロットル制御はｐｔＤ＊ＨＩであ
る。

このような加速度制御における目標スロットル開度θ７
をあられす制御式を下記の（１１式に示す、なお、Ｇ、
　、Ｇｓ　、Ｇ、　、Ｇｔはそれぞれ比例ゲイン、積分
ゲイン、比例ゲインおよび微分ゲインを−Ｇａ　　（ｇ
ｙ　　ｇ）　　Ｇｔ（ｇｙ　　ｇ）　　’−−−−−−
−−−−・−−−・・・−（１）この（１１弐を時間華
位で制御する必要があるため、時間で微分しなければな
らない。

θ、を微分すれば θｔ’　＝Ｇａ（ｇｔ　　ｇ）’　＋Ｇ５（ｇｙ　　ｇ
）Ｇａ（ｇｔ　　ｇ）　’　　Ｇｔ（ｇｔ　　ｇ）　　
“・−・・・・−・−・−・・・−（２）ここで今回の
加速度偏差ｇ、−ｇ−ＥＮＧとおき、前回の制御サイク
ルにおける加速度偏差をＥＮＧｌ、前々回の制御Ｂサイ
クルにおける加速度偏差をＥＮＧ２とすれば、（２）式
から、θｒ’　＝Ｇａ＊＜ＥＮＧ−ＥＮＧｌ）＋Ｇｓ＊
ＥＮＧ−Ｇ、＊　（ＥＮＧ−ＥＮＧＩ） Ｇｑ”　（（Ｅ’ＮＧ　　ＥＮＧｌ） −（ＥＮＧｌ−ＥＮＧ２）） ＝Ｇｄ＊（ＥＮＧ−ＥＮＧＩ）＋ＧＳ＊ＥＮＧ−Ｇｈ＊
（ＥＮＧ−ＥＮＧｌ） −Ｇ？１ｋ（ＥＮＧ−２＊ＥＮＧ１＋ＥＮＧ２）・・−
一−−−−−−−−−−−−・−（３）このようなＰＩ
−ＰＤ制御は、ＰＩＤ制御よりも外乱に強く安定性にお
いて優っているから、運転者の要求する加速度を確実に
実現できる。

一方フイードバンク制御部２４が行なう制御動作は、応
答速度が速いＰＩＤ制御であり、第４図のそのブロック
線間を示す。ここでは加速度ｇと目標加速度ｇ７とにも
とづいて目標スロットル開度θアを決定しているが、目
標スロットル開度θ７をあられす制御式は下記の（４）
式に示す。なお、Ｇ１、Ｇｔ、Ｇｘはそれぞれ比例ゲイ
ン、積分ゲインおよび微分ゲインをあられす制御定数で
ある。

十Ｇ、（θ７−θ）′　　　・・・・・−・−−−−−
−−・・・・・（４）この（４）式も、＋１１式のとこ
ろで述べたように、時間で微分する必要がある。

θ７を微分すれば θｖ’＝Ｇ＋（θ７−θ）’＋Ｇ！（θ、−〇）十Ｇ、
（θ、−θ）１　−・・・−・−・−・−・（５）ここ
で今回のスロットル開度偏差θ、−θ＝ＥＮとおき、前
回の制御サイクルにおけるスロットル開度偏差をＥＮｌ
、前々回の制御サイクルにおけるスロットル開度偏差を
ＥＮ２とすれば（５）式から、θア’　＝Ｇ＋＊　（Ｅ
Ｎ−ＥＮＩ）＋Ｇｔ＊ＥＮ＋Ｑ、＊　（（ＥＮ−Ｅ’Ｎ
Ｉ）−（ＥＮＩ−ＥＮ２）） ＝Ｇ、＊　（ＥＮ−ＥＮＩ）＋Ｇ！＊ＥＮ＋Ｇｓ”　（
ＥＮ　　２　＊ＥＮ１　＋ＥＮ２）・−−一−・−−一
・−−−−−（６１第５図はスロットルアクチュエータ
の操作量を決定する割込みプログラムのフローを示す、
このプログラムはｌＱ＋５ｓｅｃ毎に実行される。

まずステップ５１において割込みを禁止し、次のステッ
プ５２で、アクセル開度α、スロットル開度θ、車速■
を読みこみ、かつ車速Ｖから加速度ｇを算出する。次い
でステップ５３で第１図のＤＣモータ８に相当スるスロ
ットルアクチュエータの操作量ＭＮを前述した（３）式
を用いて演算する（ＰＩＤ制？Ｉ）、すなわち、 ＥＮ←θ、−〇 ＭＮ−ＭＮ＋Ｇｏ＊　（ｃｌ＊　（ＥＮ　　ＥＮｌ）＋
Ｇ！＊ＥＮ ＋Ｇｓ＊（ＥＮ−２＊ＥＮ１＋ＥＮ２））ＥＮｌ−ＥＮ ＥＮ２←ＥＮＩ なお、Ｇｏは系全体の制御ゲインをあられす定数で、通
常はＧ０＝１とする。また次回の演算のために、今回の
スロットル開度偏差ＥＮを前回のスロットル開度偏差Ｅ
　Ｎ　１に、前回のスロットル開度偏差ＥＮＩを前々回
のスロットル開度偏差ＥＮ２にそれぞれメモリシフトす
る。次にステップ５４へ進み、ステップ５３で算出した
操作量ＭＮをアクチュエータへ出力する。本実施例にお
いてはアクチェエータはＤＣモータであるから、操作量
ＭＮはＤ／Ａコンバータにより電圧に変換して出力する
。そしてステップ５５で割込み許可を行なってこの割込
みプログラムを終了する。

次に第６図はコントロールユニット５が実行するメイン
プログラムの一例を示すフローチャートで、まずステッ
プ１０１においてシステムをイニシャライズし、次のス
テップ１０２で割込み許可処理を行なう。次のステップ
１０３で■−α。マツプを読んで車速■より基準アクセ
ル開度α。を求める。このＶ−α。マツプは、ゼロ・ｇ
ラインとも呼ばれ、第７閏に示すように、定常状態（走
行抵抗とエンジン駆動力とが平衡した状態）となる車速
■における基準アクセル開度α。を示している０次のス
テップ１０４で現在のアクセル開度αと基準アクセル開
度α。との差Δα＝α−α。

を計算する６次にステップ１０５でΔａの正負を判定す
る。そして　Δα≧Ｏであればステップ１０６へ進んで
第８図に示すΔα−ｇｒマツプを読み、Δαに対応する
目標加速度ｇｒを求め、ステップ１０７で、第４図に示
すような加速度ｇのフィードバック制？ｆｌｌ（ＰＩ−
ＰＤ制御）を行なうことにより、目標スロットル開度θ
アを求め、スロットル制御（ＰＩＤ制御）を行なう、ま
た、ステップ１０５における判定結果がＮＯすなわちΔ
αく０であれば、ステップ１０８でｌΔα１によって第
９図のΔα−ｇｔマツプを読み、次のステップ１０９で
目標加速度の符号を反転させてからステップ１０７へ進
めばよい。

ここで加速度制御時に■−α。マツプおよびΔα−ｇ７
マソブを用意する省味についてさらに説明すると、いま
、車両が定常走行をしているときの車速がｖｌ、アクセ
ル開度がα１であったとする。このｖ３、α１は第７図
のゼロ・ｇライン上に存在する。ここで運転者が車両を
加速すべくアクセルペダルを踏みこんだためアクセル開
度がα２になったとする。このときのΔαをΔα１とす
ると、Δα１＝α８−α、であるから、このΔα１を用
いて第８図のΔα−ｇｔマツプを読み、そのときの目標
加速度をｇ、とすると、この目標加速度ｇ１を達成すべ
くスロットル制御が行なわれるのである。

ここで運転者がアクセル開度をα２に保持したならば、
車速がｖ２になるまで加速度制御が行なわれる（正の加
速度制御モード）、またアクセル開度はα２のままであ
るのに、車速がＶ、に増大したとすると、このときのΔ
αはΔα２＝α、−α３となり、Δαｚ＜０となる。し
たがって目標加速度は１Δα２１でΔα−ｇ、マツプを
サーチし、目標加速度の符号を反転させる。ただし減速
度（′ｆ＆速方同方向速度）には限界があるので（エン
ジンブレーキの限界があるので）、負の方向の目標加速
度には制限を定めておく必要がある。あとは前記の要領
で加速度制御が行なわれる（負の加速度制御モード）。

なお、第８図のΔα−ｇｔマツプは、特定のΔα領域（
この場合はΔαの大きい領域）で目標加速度ｇｒの変化
を緩やかにしている。このようにすることは、車速Ｖの
上昇に伴う目標加速度ｇ。

の低下度合を、車速■の上昇度合に比較して小さくした
ことを意味する。第９図は加速時における時間ｔに対す
る加速度ｇの変化を示すもので、Δα−ｇｔマンプが直
線である場合の加速度の変化を破線Ｂで示し、第８図の
Δα−ｇ、マツプを用いた場合の加速度ｇの変化を実線
Ｃで示しであるが、第８図のマツプを用いた場合、初期
加速度が維持されて加速性が上昇することが明らかであ
る。

第６図のステップ１０７における加速度制御の制御式は
前述の（６）式を用いる。すなわち、Ｅ　Ｎ　Ｇ　’−
ｇ　ｒ　　ｇ θ、−θｖ＋Ｇａ＊（ＥＮＧ−ＥＮＧＩ）＋ｃｓ＊ＥＮ
ｃ −Ｇ、＊（ＥＮＧ−ＥＮＧｌ） −（１；ｔ＊（ＥＮＣ；−２＊ＥＮＧ１＋ＥＮＧ２）Ｅ
ＮＧ１←ＥＮＧ ＥＮＧ２←ＥＮＧ　１ なお、次回の演算のために、今回の加速度偏差ＥＮＧを
前回の加速度偏差ＥＮＧｌに、前回の加速度偏差ＥＮＧ
１を前々回の加速度偏差ＥＮＧ２にそれぞれメモリシフ
トする。

以上が本発明の一実施例の構成およびその動作について
の説明であるが、本実施例では現在の車速に対応した基
準アクセル開度α。を求め、この基準アクセル開度α。

と現在のアクセル開度αとの差にもとづいて目標加速度
ｇ、を決定し、この目標加速度ｇ１が得られるようにフ
ィードバック制御を行なって目標スロットル開度θ１を
求め、さらにこの目標スロットル開度θ７が得られるよ
うにフィードバック制御を行なっているから、運転者の
加速要求を忠実に達成できる効果があり、しかも、車速
Ｖの上昇に伴う目標加速度ｇ２の低下度合を車速上昇度
合に比較して小さくしているから、加速時に加速度の頭
打ちが生じることはなく、良好な加速感が得られる利点
がある。

上記実施例は、スロットルバルブにより吸気量すなわち
出力を調整するオツトーサイクルエンジンでエンジン出
力を調整する調整手段としてスロットルバルブを用いた
ものである。しかし、本発明における出力の調整手段は
、上記実施例のようなスロットルバルブに限られるもの
ではなく、要は、エンジン出力に大きく寄与する要因を
変更制御するものであれば良く、これはエンジン形成に
よって異なる０例えば、気筒内に噴射される燃料量によ
って出力が基本的に変るディーゼルエンジンの場合は、
その燃料噴射量の制御装置を出力の調整手段にすれば良
い。

【図面の簡単な説明】

第１圀は本発明によるエンジンの制御装置のシステム構
成図、第２図は加速度制御システムの動作説明図、第３
図は加速度制御システムのブロック線図、第４図はスロ
ットル制御システムのブロック線図、第５図はスロット
ルアクチェエータの制御量を決定する割込みプログラム
のフローチャート、第６図はメインプログラムのフロー
チャート、第７図は車速Ｖに対する基準アクセル開度α
。 の関係を示すマツプ、第８図はアクセル開度差分Δαに
対する目標加速度ｇｔの関係を示すマツプ、第９図は本
発明の詳細な説明するグラフである。 １−エンジン　　　　　２・−クラッチ３−４速ｍ　　
　　　　　４・−スロットルバルブ５−コントロールユ
ニット ６・−スロットル開度センサ ７・・−車速センサ ８−Ｄ　Ｃモータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　現在の車速とアクセル操作量とにより目標加速度を決
   定するとともに、同一アクセル操作量のとき、車速の上
   昇に伴って目標加速度を減少させ、この目標加速度にも
   とづいてエンジン出力を制御するエンジンの制御装置で
   あって、 アクセル操作時に、この操作により決定される目標加速
   度の車速の上昇に伴う低下度を車速上昇度に比較して小
   さくする手段を具備することを特徴とするエンジンの制
   御装置。