JP2517909B2 - 内燃機関制御システムおよびその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジン制御方式に関し、特に加速性能を向
上させることにより、車両の加速時における「もたつき
（Hesitation）」，「息つき」あるいは加速サージ等の
運転者，搭乗者に不快感を与える状況を少なくするのに
好適なエンジン制御方式に関するものである。
上させることにより、車両の加速時における「もたつき
（Hesitation）」，「息つき」あるいは加速サージ等の
運転者，搭乗者に不快感を与える状況を少なくするのに
好適なエンジン制御方式に関するものである。
従来、技術的に考えられているアクセルペダルとスロ
ットル（「スロットル・バルブ」ともいうが、本明細書
においては、単に「スロットル」という）との電気的結
合を示す装置については、オートモーティブ・エンジニ
アリング６月号（1982）第99頁に示される如き例があ
り、また、このような装置を用いて現代制御理論を適用
しようとするものにアイ・イー・イー・イー，アイ・イ
ー・シー・オー・エヌ（1985）第101〜105頁（IEEE,IEC
ON,1985.pp101−105）がある。
ットル（「スロットル・バルブ」ともいうが、本明細書
においては、単に「スロットル」という）との電気的結
合を示す装置については、オートモーティブ・エンジニ
アリング６月号（1982）第99頁に示される如き例があ
り、また、このような装置を用いて現代制御理論を適用
しようとするものにアイ・イー・イー・イー，アイ・イ
ー・シー・オー・エヌ（1985）第101〜105頁（IEEE,IEC
ON,1985.pp101−105）がある。
また、「自動車技術」vol.39,No.9,p1001（1985）に
記載されている如く、上記「もたつき」等の原因として
は、希薄空燃比も挙げられている。
記載されている如く、上記「もたつき」等の原因として
は、希薄空燃比も挙げられている。
しかし、これらの技術においては、いずれも、運転
者，搭乗者が加速感として感じる、車両の進行方向の加
速度（以下、単に「加速度」という）については考慮さ
れていなかった。
者，搭乗者が加速感として感じる、車両の進行方向の加
速度（以下、単に「加速度」という）については考慮さ
れていなかった。
すなわち、車両の加速度は、運転者，搭乗者の快適感
に影響する重要なものであるにもかかわらず、従来の技
術は、運転者の意志を察知して車両の加速にこれを反映
する点で問題があった。
に影響する重要なものであるにもかかわらず、従来の技
術は、運転者の意志を察知して車両の加速にこれを反映
する点で問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、従来の技術における上述の如き問題を
解消し、運転者のアクセルペダル操作に応じた車両加速
度を達成して、加速性能を向上させるとともに、運転
者，搭乗者の不快感をなくすことが可能なエンジン制御
方式を提供することにある。
とするところは、従来の技術における上述の如き問題を
解消し、運転者のアクセルペダル操作に応じた車両加速
度を達成して、加速性能を向上させるとともに、運転
者，搭乗者の不快感をなくすことが可能なエンジン制御
方式を提供することにある。
本発明の上記目的は、アクセルペダルの角度を検出す
る手段と、車両の実際の加速度を検出する手段と、スロ
ットル開度を制御するためのアクチュエーター手段と、
上記アクセスペダルの角度検出手段により検出されたア
クセルペダルの角度に従って車両の目標加速値を設定す
る目標加速設定手段と、上記車両の実際加速度検出手段
により検出された車両の加速度と上記目標加速度設定手
段により設定された目標加速度の間の偏差を決定する手
段を備えた内燃機関制御システムであって、上記目標加
速度に近づけるため、上記加速度偏差による位相進みと
位相遅れを補償するための位相進み要素と位相遅れ要
素、および両要素により低下したゲインを調整するゲイ
ン調整要素からなる直列補償部を備え、上記加速度偏差
に基づいてスロットル開度の目標値を計算して、該スロ
ットル開度の計算された目標値を表す信号を上記アクチ
ュエーター手段に供給するスロットル制御手段とを有す
ることによって達成される。
る手段と、車両の実際の加速度を検出する手段と、スロ
ットル開度を制御するためのアクチュエーター手段と、
上記アクセスペダルの角度検出手段により検出されたア
クセルペダルの角度に従って車両の目標加速値を設定す
る目標加速設定手段と、上記車両の実際加速度検出手段
により検出された車両の加速度と上記目標加速度設定手
段により設定された目標加速度の間の偏差を決定する手
段を備えた内燃機関制御システムであって、上記目標加
速度に近づけるため、上記加速度偏差による位相進みと
位相遅れを補償するための位相進み要素と位相遅れ要
素、および両要素により低下したゲインを調整するゲイ
ン調整要素からなる直列補償部を備え、上記加速度偏差
に基づいてスロットル開度の目標値を計算して、該スロ
ットル開度の計算された目標値を表す信号を上記アクチ
ュエーター手段に供給するスロットル制御手段とを有す
ることによって達成される。
本発明においては、運転者によるアクセルペダル操作
の結果であるアクセルペダル角度を検出して、これに基
づいて運転者が欲する車両の加速度を達成するように、
スロットルの開度または点火装置の点火時期を制御する
ものである。
の結果であるアクセルペダル角度を検出して、これに基
づいて運転者が欲する車両の加速度を達成するように、
スロットルの開度または点火装置の点火時期を制御する
ものである。
これにより、運転者が欲する車両の加速度を、即応性
が良く、安定性が良く、また、制御精度も良く動作させ
ることが可能になる。
が良く、安定性が良く、また、制御精度も良く動作させ
ることが可能になる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す制御系の構成図であ
る。図において、10Aは制御演算装置、11は目標加速度
設定部、12はスロットル制御部、13はエンジン，駆動系
等のハード部を示している。
る。図において、10Aは制御演算装置、11は目標加速度
設定部、12はスロットル制御部、13はエンジン，駆動系
等のハード部を示している。
上記制御演算装置10Aはアクセルペダル角度と車両の
加速度を計測し、スロットルの開度を制御するものであ
る。また、目標加速度設定部11は、上記アクセルペダル
角度を入力とし、その動きから運転者の欲する車両の加
速度の目標値を設定するものであり、スロットル制御部
12は、上記目標加速度と計測した車両の加速度との偏差
を入力とし、制御ゲインの調整あるいは位相進み要素，
位相遅れ要素またはこれらの組合せによる直列補償によ
ってスロットルの開度を決定し、スロットル・アクチュ
エータによりスロットルの開度を操作するものである。
加速度を計測し、スロットルの開度を制御するものであ
る。また、目標加速度設定部11は、上記アクセルペダル
角度を入力とし、その動きから運転者の欲する車両の加
速度の目標値を設定するものであり、スロットル制御部
12は、上記目標加速度と計測した車両の加速度との偏差
を入力とし、制御ゲインの調整あるいは位相進み要素，
位相遅れ要素またはこれらの組合せによる直列補償によ
ってスロットルの開度を決定し、スロットル・アクチュ
エータによりスロットルの開度を操作するものである。
第２図は、第１図に対応する実施例の装置構成を示す
図である。図に示す如く、アクセルペダル角度の信号
は、アクセルペダル20の位置センサ21によって計測し、
上述の制御演算装置10Aに送られる。車両の加速度は、
加速度センサ22によって計測し、同じく制御演算装置10
Aに送られる。制御演算装置10Aでは、以下に示す如き加
速度サーボ制御方式を用いて、サーボモータ24の操作量
を演算し、スロットル23の開度を制御する。なお、25は
空気取入口にある、エアクリーナーを示している。
図である。図に示す如く、アクセルペダル角度の信号
は、アクセルペダル20の位置センサ21によって計測し、
上述の制御演算装置10Aに送られる。車両の加速度は、
加速度センサ22によって計測し、同じく制御演算装置10
Aに送られる。制御演算装置10Aでは、以下に示す如き加
速度サーボ制御方式を用いて、サーボモータ24の操作量
を演算し、スロットル23の開度を制御する。なお、25は
空気取入口にある、エアクリーナーを示している。
第３図は、前述の目標加速度設定部11の構成を示すも
のである。アクセルペダル角度Accから、エンジン負荷
に相当する数値Ｌを減算し、係数Ｋを乗算して単位変換
し、目標とする加速度を出力する。
のである。アクセルペダル角度Accから、エンジン負荷
に相当する数値Ｌを減算し、係数Ｋを乗算して単位変換
し、目標とする加速度を出力する。
第４図は、前記スロットル制御部12の構成を示すもの
であり、時間領域の関数をラプラス変換した伝達関数表
現で示している。図中、31は位相進み要素を、32は位相
遅れ要素を、また、33はゲイン調整要素を、それぞれ、
示している。
であり、時間領域の関数をラプラス変換した伝達関数表
現で示している。図中、31は位相進み要素を、32は位相
遅れ要素を、また、33はゲイン調整要素を、それぞれ、
示している。
位相進み要素31では、伝達関数が であり、ここで、０＜α＜１である。この位相進み要素
は、入力信号の位相より出力信号を進ませるような要素
であり、周波数ωが の近傍の位相を進ませ、即応性を改善するものである。
急加速を行おうとするときのアクセルペダルの変化は、
数十msec単位であり、加速サージが発生する周波数より
高周波となるので、これを考慮した上で、上述のTLの値
を設定する必要がある。
は、入力信号の位相より出力信号を進ませるような要素
であり、周波数ωが の近傍の位相を進ませ、即応性を改善するものである。
急加速を行おうとするときのアクセルペダルの変化は、
数十msec単位であり、加速サージが発生する周波数より
高周波となるので、これを考慮した上で、上述のTLの値
を設定する必要がある。
また、位相遅れ要素32では、伝達関数が であり、ここで、βは車両加速度偏差の要求精度が1/β
となるように決定する。本位相遅れ要素は制御情報を改
善するためのもので、加速サージの如く、比較的低周波
数領域を遅らせる。つまり、加速サージの要因となる駆
動系の固有振動に関して、その振動数（10Hz）以下の周
波数領域におけるゲインを変えないで、位相のみを遅ら
せることにより、サージを抑制する。ここでは、上記TD
を、 として決定する。
となるように決定する。本位相遅れ要素は制御情報を改
善するためのもので、加速サージの如く、比較的低周波
数領域を遅らせる。つまり、加速サージの要因となる駆
動系の固有振動に関して、その振動数（10Hz）以下の周
波数領域におけるゲインを変えないで、位相のみを遅ら
せることにより、サージを抑制する。ここでは、上記TD
を、 として決定する。
ゲイン調整要素33は、前記位相進み要素31と位相遅れ
要素32によって低下したゲインを調整するとともに、安
定度が改善されるようにゲインを設定する。
要素32によって低下したゲインを調整するとともに、安
定度が改善されるようにゲインを設定する。
上述の伝達関数表現を、例えば、マイクロコンピュー
タ等のディジタル演算装置によって実現することは、当
業者にとっては容易なことであるので、その詳細な説明
は、ここでは省略する。
タ等のディジタル演算装置によって実現することは、当
業者にとっては容易なことであるので、その詳細な説明
は、ここでは省略する。
本実施例によれば、加速時における「もたつき」を減
少させることができ、その結果、即応性が良くなり、車
両の前後振動として表われる加速サージが抑制されると
いう効果がある。
少させることができ、その結果、即応性が良くなり、車
両の前後振動として表われる加速サージが抑制されると
いう効果がある。
上記実施例においては、アクセルペダルの角度により
運転者の意志を検出して、これに基づいてスロットルの
開度を制御する例を示したが、実際には、燃料噴射量を
制御しても、若干の時間遅れが出る場合があり、運転者
の意志を完全には反映できないこともある。
運転者の意志を検出して、これに基づいてスロットルの
開度を制御する例を示したが、実際には、燃料噴射量を
制御しても、若干の時間遅れが出る場合があり、運転者
の意志を完全には反映できないこともある。
第７図（ａ）はその状況を示すものであり、スロット
ルの開度を変化させてから、エンジンのトルクが変化す
るまでの燃料制御系の時間遅れを示したものである。
ルの開度を変化させてから、エンジンのトルクが変化す
るまでの燃料制御系の時間遅れを示したものである。
第７図（ａ）において、A1は、スロットルの開度が変
化したことにより、吸入空気量が変化し、これを計算し
て予め設定した空燃比になるように燃料量を演算し、燃
料を噴射するまでの時間であり、A2は、空気および燃料
が、シリンダに吸入される吸入行程であり、また、A3
は、圧縮行程であり、A4の燃料行程で初めて、トルクを
変化させることができる。
化したことにより、吸入空気量が変化し、これを計算し
て予め設定した空燃比になるように燃料量を演算し、燃
料を噴射するまでの時間であり、A2は、空気および燃料
が、シリンダに吸入される吸入行程であり、また、A3
は、圧縮行程であり、A4の燃料行程で初めて、トルクを
変化させることができる。
以下に示す実施例は、上記燃料制御系の時間遅れを補
償したものであり、その要点は、スロットル開度の変化
に応じて、点火装置の点火時期を調整することにある。
この場合における、スロットルの開度を変化させてか
ら、エンジンのトルクが変化するまでの点火時期制御系
の時間遅れを、第７図（ｂ）に示す。
償したものであり、その要点は、スロットル開度の変化
に応じて、点火装置の点火時期を調整することにある。
この場合における、スロットルの開度を変化させてか
ら、エンジンのトルクが変化するまでの点火時期制御系
の時間遅れを、第７図（ｂ）に示す。
第７図（ｂ）において、B1は、スロットルの開度が変
化したことを検出して点火進角を演算する時間であり、
これにより次に燃焼行程に入るシリンダに対してトルク
を変化させることができる。従って、約２行程の応答遅
れを補償することが可能である。
化したことを検出して点火進角を演算する時間であり、
これにより次に燃焼行程に入るシリンダに対してトルク
を変化させることができる。従って、約２行程の応答遅
れを補償することが可能である。
第５図に本実施例の制御系の構成図を示す。図におい
て、10Bは制御演算装置、15は従来から用いられている
点火制御部、16はスロットルの開度変化に応じて点火進
角の補正を行う第１の点火進角補正部、17は後述するア
イドルスイッチにより点火進角の補正を行う第２の点火
進角補正部を、また、13Aはエンジンを、それぞれ示し
ている。
て、10Bは制御演算装置、15は従来から用いられている
点火制御部、16はスロットルの開度変化に応じて点火進
角の補正を行う第１の点火進角補正部、17は後述するア
イドルスイッチにより点火進角の補正を行う第２の点火
進角補正部を、また、13Aはエンジンを、それぞれ示し
ている。
上述の、従来から用いられている点火制御部15は、例
えば、エンジン回転数Ｎと負荷Qa/N（ここで、Qaは吸入
空気量）のマップから、点火進角Advを決定するもので
ある。本実施例の制御演算装置においては、これに加え
て、上記２つの点火進角補正部を設けているものであ
る。
えば、エンジン回転数Ｎと負荷Qa/N（ここで、Qaは吸入
空気量）のマップから、点火進角Advを決定するもので
ある。本実施例の制御演算装置においては、これに加え
て、上記２つの点火進角補正部を設けているものであ
る。
第１の点火進角補正部16では、運転者のアクセルペダ
ル操作に基づくスロットルの開度の変化量Δθthと、エ
ンジン回転数Ｎおよび前記負荷（Qa/N）を入力し、点火
進角補正値ΔAdvTを出力する。本点火進角補正部16は、
エンジン回転数Ｎと前述した負荷（Qa/N）を軸とするマ
ップを持ち、以下に示す如き値ωを予め決めておく。ω
は、単位時間ΔＴ当り単位スロットル開度変化Δθthb
が発生した場合における、点火進角の変化量を示す単位
補正角である。
ル操作に基づくスロットルの開度の変化量Δθthと、エ
ンジン回転数Ｎおよび前記負荷（Qa/N）を入力し、点火
進角補正値ΔAdvTを出力する。本点火進角補正部16は、
エンジン回転数Ｎと前述した負荷（Qa/N）を軸とするマ
ップを持ち、以下に示す如き値ωを予め決めておく。ω
は、単位時間ΔＴ当り単位スロットル開度変化Δθthb
が発生した場合における、点火進角の変化量を示す単位
補正角である。
例えば、Tn-1の時刻から単位時間ΔＴ後の時刻Tnの間
に、スロットル開度がΔθthnだけ変化したものとし、
かつ、そのときのエンジン回転数をNn,負荷を（Qa/N）
ｎとすると、まず、前記Ｎと（Qa/N）のマップから、Nn
および（Qa/N）ｎに当たる前記単位補正角ωｎを検出
し、以下の計算を行って、前記点火進角補正値ΔAdvTを
得る。
に、スロットル開度がΔθthnだけ変化したものとし、
かつ、そのときのエンジン回転数をNn,負荷を（Qa/N）
ｎとすると、まず、前記Ｎと（Qa/N）のマップから、Nn
および（Qa/N）ｎに当たる前記単位補正角ωｎを検出
し、以下の計算を行って、前記点火進角補正値ΔAdvTを
得る。
次に、第２の点火進角補正部17について説明する。本
点火進角補正部17への入力は、アイドルスイッチ（Idle
SW）であり、この入力はスロットルが全閉のときON、
それ以外のときはOFFを示す。本点火進角補正部17から
の出力は、点火補正値ΔAdvIである。
点火進角補正部17への入力は、アイドルスイッチ（Idle
SW）であり、この入力はスロットルが全閉のときON、
それ以外のときはOFFを示す。本点火進角補正部17から
の出力は、点火補正値ΔAdvIである。
本点火進角補正部17においても、上記第１の点火進角
補正部16の場合と全く同様に、エンジン回転数Ｎと負荷
（Qa/N）を軸とするマップを持ち、このマップの値が点
火進角補正値ΔAdvIである。
補正部16の場合と全く同様に、エンジン回転数Ｎと負荷
（Qa/N）を軸とするマップを持ち、このマップの値が点
火進角補正値ΔAdvIである。
上記アイドルスイッチがONからOFFに切換わったとき
に、上記マップ中の値から回転数Ｎおよび負荷（Qa/N）
に対応する上記補正値ΔAdvIを検出して出力する。
に、上記マップ中の値から回転数Ｎおよび負荷（Qa/N）
に対応する上記補正値ΔAdvIを検出して出力する。
上述の点火進角Adv,進角補正値ΔAdvTおよびΔAdvIの
和が、点火装置の点火時期を決定する、点火進角とな
る。
和が、点火装置の点火時期を決定する、点火進角とな
る。
第６図（ａ），（ｂ）に、従来技術と上記実施例との
比較結果を示す。第６図（ａ）はスロットルの開度を、
第６図（ｂ）の実線は従来の燃料噴射制御のみによる車
両の加速特性を、一点鎖線は上に述べた点火進角制御を
加えた場合の特性を、それぞれ示すものである。
比較結果を示す。第６図（ａ）はスロットルの開度を、
第６図（ｂ）の実線は従来の燃料噴射制御のみによる車
両の加速特性を、一点鎖線は上に述べた点火進角制御を
加えた場合の特性を、それぞれ示すものである。
本実施例によれば、アイドルスイッチのONからOFFへ
の切換え時に点火時期を進ませることによりトルクを増
加させることができるので、スロットル開度の変化が顕
著にならない場合でも、スロットル開度の変化量の大き
さにかかわらず、トルクをいち早く増加させ、加速応答
を早めることが可能となり、運転者の加速感を満足させ
る効果がある。
の切換え時に点火時期を進ませることによりトルクを増
加させることができるので、スロットル開度の変化が顕
著にならない場合でも、スロットル開度の変化量の大き
さにかかわらず、トルクをいち早く増加させ、加速応答
を早めることが可能となり、運転者の加速感を満足させ
る効果がある。
次に、本発明をエンジンのアイドリング時の回転数制
御に適用した実施例を示す。
御に適用した実施例を示す。
なお、アイドリング時の回転数の制御に関しては、例
えば、エス・エー・イー，ザ エンジニアリング リソ
ース フォー アドバンシング モビリティ840443（SA
E,The Eegineering Resource For Advancing Mobility
840443,（1984））に記載されている如く、一般には、
エンジン回転数をフィードバックして、アイドルスピー
ド・コントロールバルブ（以下、「ISCV」という）また
は前記スロットルを操作して、目標とする回転数を達成
している。この場合にも、前述の加速の場合と同様に、
応答の遅れが存在していた。
えば、エス・エー・イー，ザ エンジニアリング リソ
ース フォー アドバンシング モビリティ840443（SA
E,The Eegineering Resource For Advancing Mobility
840443,（1984））に記載されている如く、一般には、
エンジン回転数をフィードバックして、アイドルスピー
ド・コントロールバルブ（以下、「ISCV」という）また
は前記スロットルを操作して、目標とする回転数を達成
している。この場合にも、前述の加速の場合と同様に、
応答の遅れが存在していた。
上記エンジン回転数に大きな影響を与える要因として
は、エア・コンディショナー（以下、「エアコン」とい
う）負荷，パワー・ステアリング負荷，冷却用ファン回
転の負荷等が挙げられる。
は、エア・コンディショナー（以下、「エアコン」とい
う）負荷，パワー・ステアリング負荷，冷却用ファン回
転の負荷等が挙げられる。
上記の如き負荷がかかった場合には、エンジンの回転
数に大きな変化が現われる。そこで、エアコンの如く専
用のスイッチを有するものはその投入を検知し、専用の
スイッチを有しない負荷については、エンジン回転数の
目標値からの偏差が所定値より大きい場合を検知するこ
とで、負荷がかかったことを検知することが可能であ
る。
数に大きな変化が現われる。そこで、エアコンの如く専
用のスイッチを有するものはその投入を検知し、専用の
スイッチを有しない負荷については、エンジン回転数の
目標値からの偏差が所定値より大きい場合を検知するこ
とで、負荷がかかったことを検知することが可能であ
る。
本実施例に係わるアイドリング回転数制御システム
は、空気流量計,O2センサ，水温センサ，エンジン回転
計等の各種センサ、および、前記エアコンスイッチある
いはアイドルスイッチ等のスイッチ投入センサ、前記IS
CV,スロットル，燃料噴射弁等の制御対象手段を有して
いる。
は、空気流量計,O2センサ，水温センサ，エンジン回転
計等の各種センサ、および、前記エアコンスイッチある
いはアイドルスイッチ等のスイッチ投入センサ、前記IS
CV,スロットル，燃料噴射弁等の制御対象手段を有して
いる。
本実施例のシステムの動作の概要は、以下の通りであ
る。
る。
空気はエアクリーナを通り、吸入空気量を検出する空
気流量計，空気流量を運転者が調節するスロットルおよ
びアイドル回転数の制御を行うための前記ISCVを通って
各吸気管に分配され、燃料噴射弁から噴射された燃料と
混合されてシリンダ内に吸入される。シリンダでは、吸
入行程後の圧縮行程で点火され、燃焼する。
気流量計，空気流量を運転者が調節するスロットルおよ
びアイドル回転数の制御を行うための前記ISCVを通って
各吸気管に分配され、燃料噴射弁から噴射された燃料と
混合されてシリンダ内に吸入される。シリンダでは、吸
入行程後の圧縮行程で点火され、燃焼する。
コントロールユニットでは、前記水温センサからの信
号，エンジン回転数，吸入空気量,O2センサ信号、更に
は、エアコンスイッチ信号やアイドルスイッチ等が入力
され、エンジン制御に必要な前記ISCVや燃料噴射弁およ
び点火時期の操作量を演算し、吸入空気量の制御，燃料
噴射制御，点火時期制御が可能になっている。
号，エンジン回転数，吸入空気量,O2センサ信号、更に
は、エアコンスイッチ信号やアイドルスイッチ等が入力
され、エンジン制御に必要な前記ISCVや燃料噴射弁およ
び点火時期の操作量を演算し、吸入空気量の制御，燃料
噴射制御，点火時期制御が可能になっている。
以下、パワーステァリング・アシストのために負荷が
増加し、エンジン回転数の落込みがある場合における、
回転数の落込みを抑制する方法について、第８図に示し
たフローチャートに基づいて説明する。
増加し、エンジン回転数の落込みがある場合における、
回転数の落込みを抑制する方法について、第８図に示し
たフローチャートに基づいて説明する。
まず、アイドルスイッチがONであること、すなわち、
スロットルが全閉であることを確かめる（ステップ4
1）。次に、負荷が増加したことを判断するために、第
９図に示す如く、目標とするエンジン回転数N0からの偏
差が所定の値αより大きくなったときに負荷があること
を検知するか、あるいは、回転数の変化量が、負の方向
で、所定の値より大きくなったときに負荷があることを
検知する（ステップ43,44）。負荷が検知された場合に
は、点火進角の補正，燃料噴射量の補正および前記ISCV
の開度の補正を行う（ステップ45,46,47）。
スロットルが全閉であることを確かめる（ステップ4
1）。次に、負荷が増加したことを判断するために、第
９図に示す如く、目標とするエンジン回転数N0からの偏
差が所定の値αより大きくなったときに負荷があること
を検知するか、あるいは、回転数の変化量が、負の方向
で、所定の値より大きくなったときに負荷があることを
検知する（ステップ43,44）。負荷が検知された場合に
は、点火進角の補正，燃料噴射量の補正および前記ISCV
の開度の補正を行う（ステップ45,46,47）。
この場合、負荷が検知されたときの最初の点火におい
ては、第10図（ａ）に示す如く、進角補正値ΔAdvを算
出し、燃焼回数が数回程度は同じ補正値を実行し、その
後、徐々に進角補正値“0"にする。
ては、第10図（ａ）に示す如く、進角補正値ΔAdvを算
出し、燃焼回数が数回程度は同じ補正値を実行し、その
後、徐々に進角補正値“0"にする。
燃料噴射量の補正では、負荷が検知されたときの最初
の噴射では、第10図（ｂ）に示す如く、燃料補正値ΔTi
を算出し、上記進角の補正値ΔAdvが小さくなったとこ
ろで、燃料補正値ΔTiも徐々に“0"にする。
の噴射では、第10図（ｂ）に示す如く、燃料補正値ΔTi
を算出し、上記進角の補正値ΔAdvが小さくなったとこ
ろで、燃料補正値ΔTiも徐々に“0"にする。
また、前記ISCVを操作して空気量を補正する場合は、
第10図（ｃ）に示す如く、空気開度補正値ΔIdvを徐々
に（連続的または段階的に）増加させ、燃料補正値ΔTi
が小さくなったところで、上記ΔIdvの値を徐々に“0"
にする。
第10図（ｃ）に示す如く、空気開度補正値ΔIdvを徐々
に（連続的または段階的に）増加させ、燃料補正値ΔTi
が小さくなったところで、上記ΔIdvの値を徐々に“0"
にする。
以上の如き演算の前には、通常行われる如く、進角の
値Adv,燃料噴射量Ti,ISCVの開度時間Idvが演算されてい
る。
値Adv,燃料噴射量Ti,ISCVの開度時間Idvが演算されてい
る。
また、エアコンスイッチ等によるエアコン負荷が検知
される場合には、第８図に示したステップ43,44の負荷
検出部分は必要なく、ステップ45以下を行えば良い。
される場合には、第８図に示したステップ43,44の負荷
検出部分は必要なく、ステップ45以下を行えば良い。
本実施例によれば、各種の負荷に対して、回転数の落
込み防止の効果がある。
込み防止の効果がある。
回転数やその変化量の計測を行う代りに、回転数の落
込みを検知できるようなトルクセンサや、気筒内圧セン
サが設置されているエンジン制御システムの場合には、
トルクの変化や気筒内圧の変化を計測することによって
負荷の増加が検知できるので、前述の如き制御が可能で
ある。
込みを検知できるようなトルクセンサや、気筒内圧セン
サが設置されているエンジン制御システムの場合には、
トルクの変化や気筒内圧の変化を計測することによって
負荷の増加が検知できるので、前述の如き制御が可能で
ある。
上記実施例では、回転数の落込みに注目して示した
が、負荷が軽くなった場合にも、同様な考え方から負荷
変化を検知し、各操作量を上とは逆方向に補正すること
により、回転数の維持が可能である。
が、負荷が軽くなった場合にも、同様な考え方から負荷
変化を検知し、各操作量を上とは逆方向に補正すること
により、回転数の維持が可能である。
また、上記実施例では、アイドル回転数の制御時に
は、空気量をISCVで制御しているが、前記スロットルと
アクセルペダルが機械的な結合ではなく、サーボモータ
等により電気的な結合がある制御システムでは、スロッ
トルで空気量を調整できるので、ISCVに代って前記スロ
ットルを用いても良い。
は、空気量をISCVで制御しているが、前記スロットルと
アクセルペダルが機械的な結合ではなく、サーボモータ
等により電気的な結合がある制御システムでは、スロッ
トルで空気量を調整できるので、ISCVに代って前記スロ
ットルを用いても良い。
本実施例によれば、アイドル回転数制御時において、
負荷の増加や減少をスイッチ等の信号により検知した
り、回転数の変化で検知し、点火時期および燃料噴射
量,ISCVあるいはスロットルの開度を補正することによ
り、回転数の落込みを防止でき、常に安定なエンジン回
転数が得られるので、いわゆる「エンスト」の危険性が
抑制でき、また、エンスト防止のために高めに設定され
ていたエンジン回転数の目標値を低くすることが可能で
あり、燃費低減にも効果がある。
負荷の増加や減少をスイッチ等の信号により検知した
り、回転数の変化で検知し、点火時期および燃料噴射
量,ISCVあるいはスロットルの開度を補正することによ
り、回転数の落込みを防止でき、常に安定なエンジン回
転数が得られるので、いわゆる「エンスト」の危険性が
抑制でき、また、エンスト防止のために高めに設定され
ていたエンジン回転数の目標値を低くすることが可能で
あり、燃費低減にも効果がある。
なお、上記点火時期および燃料噴射量,ISCVあるいは
スロットルの開度を補正すること等の各種のエンジン制
御対象のうちでは点火時期調節が最も速応性があり、ま
た、燃料噴射量の調節を行う際には、ISCVあるいはスロ
ットルによる空圧吸入量の変更を先に行うことが望まし
い。
スロットルの開度を補正すること等の各種のエンジン制
御対象のうちでは点火時期調節が最も速応性があり、ま
た、燃料噴射量の調節を行う際には、ISCVあるいはスロ
ットルによる空圧吸入量の変更を先に行うことが望まし
い。
以上述べた如く、本発明によれば、内燃機関に吸入さ
れる空気量を制御するスロットルの開度を制御するエン
ジン制御方式において、運転者の意志を検出し、これに
基づいて、前記スロットルの開度または点火装置の点火
時期を制御するようにしたので、運転者のアクセルペダ
ル操作に応じた車両加速度を達成して、加速性能を向上
させるとともに、運転者，搭乗者の不快感をなくすこと
が可能なエンジン制御方式を実現できるという顕著な効
果を奏するものである。
れる空気量を制御するスロットルの開度を制御するエン
ジン制御方式において、運転者の意志を検出し、これに
基づいて、前記スロットルの開度または点火装置の点火
時期を制御するようにしたので、運転者のアクセルペダ
ル操作に応じた車両加速度を達成して、加速性能を向上
させるとともに、運転者，搭乗者の不快感をなくすこと
が可能なエンジン制御方式を実現できるという顕著な効
果を奏するものである。
第１図は本発明の一実施例を示す制御系の構成図、第２
図は第１図に対応する実施例の装置構成を示す図、第３
図は目標加速度設定部の構成例を示す図、第４図はスロ
ットル制御部の構成例を示す図、第５図は本発明の他の
実施例を示す制御系の構成図、第６図（ａ），（ｂ）お
よび第７図（ａ），（ｂ）は従来技術と実施例との比較
結果を示す図、第８図は本発明の更に他の実施例を示す
動作フローチャート、第９図は実施例の効果を示す図、
第10図（ａ）〜（ｃ）は実施例の動作手順を示す図であ
る。 10A,10B:制御演算装置、11:目標加速度設定部、12:スロ
ットル制御部、13:エンジン，駆動系等のハード部、15:
点火制御部、16:第１の点火進角補正部、17:第２の点火
進角補正部、15M,16M,17M:補正値のマップ、20:アクセ
ルペダル、21:アクセルペダル位置センサ、22:加速度セ
ンサ、23:スロットル、24:サーボモータ。
図は第１図に対応する実施例の装置構成を示す図、第３
図は目標加速度設定部の構成例を示す図、第４図はスロ
ットル制御部の構成例を示す図、第５図は本発明の他の
実施例を示す制御系の構成図、第６図（ａ），（ｂ）お
よび第７図（ａ），（ｂ）は従来技術と実施例との比較
結果を示す図、第８図は本発明の更に他の実施例を示す
動作フローチャート、第９図は実施例の効果を示す図、
第10図（ａ）〜（ｃ）は実施例の動作手順を示す図であ
る。 10A,10B:制御演算装置、11:目標加速度設定部、12:スロ
ットル制御部、13:エンジン，駆動系等のハード部、15:
点火制御部、16:第１の点火進角補正部、17:第２の点火
進角補正部、15M,16M,17M:補正値のマップ、20:アクセ
ルペダル、21:アクセルペダル位置センサ、22:加速度セ
ンサ、23:スロットル、24:サーボモータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ (72)発明者 大成 幹彦 川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社 日立製作所システム開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭50−60628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−200626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35038（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】アクセルペダルの角度を検出する手段と、
車両の実際の加速度を検出する手段と、スロットル開度
を制御するためのアクチュエーター手段と、上記アクセ
スペダルの角度検出手段により検出されたアクセルペダ
ルの角度に従って車両の目標加速値を設定する目標加速
度設定手段と、上記車両の実際加速度検出手段により検
出された車両の加速度と上記目標加速度設定手段により
設定された目標加速度の間の偏差を決定する手段を備え
た内燃機関制御システムであって、 上記目標加速度に近づけるため、上記加速度偏差による
位相進みと位相遅れを補償するための位相進み要素と位
相遅れ要素、および両要素により低下したゲインを調整
するゲイン調整要素からなる直列補償部を備え、上記加
速度偏差に基づいてスロットル開度の目標値を計算し
て、該スロットル開度の計算された目標値を表す信号を
上記アクチュエーター手段に供給するスロットル制御手
段とを有することを特徴とする内燃機関制御システム。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載された内燃機
関制御システムにおいて、 上記目標加速度設定手段は、エンジンの負荷を推定し、
上記検出されたアクセルペダル角度から上記推定された
エンジンの負荷を減算した後、予め決められた係数を乗
算することによってドライバが要求したエンジンの駆動
力を計算することにより、上記目標加速度を決定するも
のであることを特徴とする内燃機関制御システム。 - 【請求項３】アクセルペダルの角度を検出する処理と、
車両の実際の加速度を検出する処理と、アクチュエータ
ー手段によるスロットル開度量を制御する処理と、上記
アクセルペダルの角度検出処理により検出されたアクセ
ルペダルの個々の角度の値によって車両の個々の目標加
速度を設定する処理と、上記車両の実際加速度検出処理
により検出された車両の加速度と上記目標加速値設定処
理により設定された目標加速度との間の偏差を決定する
処理を有する内燃機関制御方法であって、 上記加速度偏差に基づいてスロットル開度の目標値を計
算する場合、位相進み要素と位相遅れ要素とゲイン調整
要素を含むスロットル制御手段によって、上記加速度偏
差のためのシリアルな位相進み要素と位相遅れ要素の補
償を行い、次に両要素により低下したゲインの調整を行
うことを特徴とする内燃機関制御方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載の内燃機関制
御方法において、 上記車両の個々の目標加速度を設定する処理は、エンジ
ンの負荷を推定し、上記検出されたアクセルペダル角度
から上記推定されたエンジンの負荷を減算した後、予め
決められた係数を乗算することによってドライバが要求
したエンジンの駆動力を計算することにより、上記目標
加速度を決定するものであることを特徴とする内燃機関
制御方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124471A JP2517909B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 内燃機関制御システムおよびその制御方法 |
| KR1019870005274A KR960002789B1 (ko) | 1986-05-29 | 1987-05-27 | 엔진의 전자제어장치 및 방법 |
| DE8787107830T DE3767217D1 (de) | 1986-05-29 | 1987-05-29 | System und methode zur elektronischen regelung einer brennkraftmaschine. |
| EP87107830A EP0247626B1 (en) | 1986-05-29 | 1987-05-29 | System and method for electronic control of internal combustion engine |
| US07/055,530 US4964051A (en) | 1986-05-29 | 1987-05-29 | System and method for electronic control of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124471A JP2517909B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 内燃機関制御システムおよびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62282148A JPS62282148A (ja) | 1987-12-08 |
| JP2517909B2 true JP2517909B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=14886338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61124471A Expired - Fee Related JP2517909B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 内燃機関制御システムおよびその制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4964051A (ja) |
| EP (1) | EP0247626B1 (ja) |
| JP (1) | JP2517909B2 (ja) |
| KR (1) | KR960002789B1 (ja) |
| DE (1) | DE3767217D1 (ja) |
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