JP2521049B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP2521049B2 JP61158818A JP15881886A JP2521049B2 JP 2521049 B2 JP2521049 B2 JP 2521049B2 JP 61158818 A JP61158818 A JP 61158818A JP 15881886 A JP15881886 A JP 15881886A JP 2521049 B2 JP2521049 B2 JP 2521049B2
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祥二 今井
満 長岡
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

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
が一定速度で走行するときのエンジンの制御に関するも
のである。
(従来技術) 従来より、アクセルペダルとは独立してエンジン出力
(例えばスロットル弁)を制御することにより、あらゆ
る条件下においても最適にエンジンを制御するものがあ
る。このような制御の1つとして例えば特開昭60−1110
29号公報に開示されているように、アクセルペダルの踏
込量にもとづいて目標車速を設定し、この目標車速とな
るようにスロットル弁を制御することにより走行抵抗の
変動に影響されることなく常に目標とする定車速走行が
可能なエンジンの制御装置が知られているが、この従来
の技術では、アクセル開度αに対する目標車速VTを一義
的に設定しているため、低速ギアではアクセルペダルの
踏込み量が小さくても車速の上昇が小さいため、スロッ
トル弁が全開となって制御が困難な欠点があった。
また、これとは反対に高速ギアでは、十分高い高速が
得られない欠点があった。
(発明の目的) 上述の事情に鑑み、本発明は変速機の各ギア位置に応
じたアクセルフィーリングを得ることができるエンジン
の制御装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明は、アクセル操作量にもとづいて目標車速を決
定しこの目標車速が得られるようにエンジン出力を制御
するものにおいて、同一アクセル操作量における目標車
速を、変速機のギア位置が高速位置にあるほど増大させ
るようにしたことを特徴とする。
(発明の効果) 本発明によれば、高速ギアになる程、目標車速を増大
させることにより、高速走行時に十分高い車速を得るこ
とができるとともに、低速走行時は目標車速が低いから
低速走行安定性を確保でき、変速機の各ギア位置に応じ
た安定した走行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御装置のシステム
構成図を示し、1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。コントロールユニ
ット5には、アクセルペダルの踏込み量であるアクセル
開度α、スロットル開度センサ6で検出されたスロット
ル開度θ、車速センサ7で検出された車速V、変速機3
におけるギアポジション等をそれぞれあらわす信号が入
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8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車速制御の前提となるスロッ
トル制御システムの基本動作を説明する図で、運転車に
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をあらわす信号を発生し、変速機3におけ
るギアポジションをあらわす信号がギアポジションセン
サ21から発生する。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、目標車速算出部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。目標車速算出部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をあらわす信号と、ギアポ
ジションをあらわす信号とにもとづいて目標車速VTを算
出し、目標スロットル開度算出部23は車速センサ7から
フィードバックされる車速Vをあらわす信号と、目標車
速算出部22から出力される目標車速VTをあらわす信号と
にもとづいて目標スロットル開度θ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θと実
際のスロットル開度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8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へフィードバックしてい
る。
次に第3図は車速制御システムのブロック線図を示
し、アクセル開度αおよびギアポジションにもとづいて
目標車速VTを決定し、この目標車速VTと実際の車速Vと
の差をI−PD制御(Iは積分動作、Pは比例動作、Dは
微分動作)することにより目標スロットル開度θを決
定している。目標スロットル開度θにもとづくスロッ
トル制御はPID制御である。このような車速制御におけ
る目標スロットル開度θをあらわす制御式を下記の
(1)式に示す。なお、G4、G5、G6はそれぞれ積分ゲイ
ン、比例ゲインおよび微分ゲインをあらわす定数であ
る。
θ=G4∫(VT−V)dt−G5V−G6V′ ………(1) この(1)式を時間単位で制御する必要があるため、
時間で微分した値を求めなければならない。
θを微分すれば θ′=G4(VT−V)−G5V′−G6V″ ………(2) ここで今回の車速偏差VT−V=ENVとおき、前回の制
御サイクルにおける車速をV1、前々回の制御サイクルに
おける車速をV2とすれば、(2)式から、 θ′=G4*ENV−G5*(V−V1) −G6*{(V−V1)−(V1−V2) =G4*ENV−G5*(V−V1) −G6*(V−2*V1+V2) ………(3) このようなI−PD制御の特徴は、PID制御に比較して
応答速度は劣るが、外乱に対して応答速度が安定してお
り、位相特性の制御に適している。したがって、走行抵
抗などの外乱によって影響を受けても、目標車速に達す
るまでの時間のばらつきが解消され、安定した走り感が
得られる。
一方、フィードバック制御部24が行なう制御動作は、
応答速度が速いPID制御(比例動作+積分動作+微分動
作)であり、第4図のそのブロック線図を示す。このス
ロットル制御では、アクセル開度αにもとづいて目標ス
ロットル開度θを決定しているが、目標スロットル開
度θをあらわす制御式は下記の(4)式に示す。な
お、G1、G2、G3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わす定数である。
θ=G1(θ−θ)+G2∫(θ−θ)dt +G3(θ−θ)′ ………(4) この(4)式を時間単位で制御する必要があるため、
時間で微分した値を求めなければならない。
θを微分すれば θ′=G1(θ−θ)′+G2(θ−θ) +G3(θ−θ)″ ………(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
EN1、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′=G1*(EN−EN1)+G2*EN +G3*{(EN−EN1)−(EN1−EN2)} =G1*(EN−EN1)+G2*EN +G3*(EN−2*EN1+EN2) ………(6) 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
10msec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、ギアポジ
ション、車速Vを読みこむ。次いでステップ53で第1図
のDCモータ8に相当するスロットルアクチュエータの操
作量MNを前述した(6)式を用いて演算する(PID制
御)。すなわち、 EN←θ−θ MN←MN+G0*{G1*(EN−EN1) +G2*EN +G3*(EN−2*EN1+EN2)} EN1←EN EN2←EN1 なお、G0は系全体の制御ゲインをあらわす定数で、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EN1
に、前回のスロットル開度偏差EN1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ュエー
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。
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で変
速機3のギアシフト位置によりα−VTマップを選択す
る。このα−VTマップは第7図に示すように、アクセル
開度αと目標車速VTとの関係をあらわすものであり、1
速〜5速のギア比に応じて速度ゲインの異なる5本の曲
線A1〜A5であらわされている。したがってステップ103
では5本の曲線A1〜A5の1本をギアシフト位置に応じて
選択し、次のステップ104でその選択された曲線上をサ
ーチしてアクセル開度αに対応する目標速度VTを求め
る。そして次のステップ105で、第4図に示すような車
速Vのフィードバック制御(I−PD制御)を行なうこと
により、目標スロットル開度θを求め、スロットル制
御(PID制御)を行なう。この車速制御における制御式
は前述の(6)式を用いる。すなわち、 ENV←VT−V θ←θ+G4*ENV −G5*(V−V1) −G6*(V−2*V1+V2) V2←V1 V1←V なお、次回の演算のために、前回の車速V1を前々回の
車速V2に、今回の車速Vを前回の車速V1にそれぞれメモ
リシフトする。
以上のような車速制御により、変速機のギアシフト位
置に応じた安定した走行性を得ることができる。
なお、上記実施例では、目標車速VTを求めるのに際し
て、変速機のギアシフト位置に応じてアクセル開度αと
目標車速VTとの関係が異なる第7図に示すようなマップ
を用いているが、このようなマップを用いる代りに、車
速Vに対応して目標車速VTを補正するマップを用いて
も、第7図のマップを用いた場合に近似した車速制御を
行なうことができる。その場合の第6図に代る制御フロ
ーを第8図に示す。すなわち、ステップ111でシステム
をイニシャライズし、次のステップ112で割込み許可処
理を行なった後、次のステップ113で、その傍らに示す
α−g(α)マップを用いてアクセル開度αに対応した
g(α)を求め、次にステップ114で、車速Vと補正係
数Kとの関係を示すマップから車速Vに対応した補正係
数Kを求め、次のステップ115でVT=g(α)*Kを演
算して目標車速VTを求め、ステップ116で車速Vのフィ
ードバック制御(I−PD制御)を行なうことにより目標
スロットル開度θを求めて前述したスロットル制御
(PID制御)を行なえばよい。
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ッ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。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図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図は車速制御システムの動作説明図、第3図
は車速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
クチュ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図は車速制御のメインプログラムを
示すフローチャート、第7図はアクセル開度αに対する
目標車速VTの関係を示すマップ、第8図は他の実施例に
おける車速制御のメインプログラムを示すフローチャー
トである。 1……エンジン、2……クラッチ 3……変速機、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……DCモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 信本 和俊 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−38092(JP,A) 特開 昭49−28029(JP,A) 特開 昭62−218239(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクセル操作量を検出するアクセル操作量
    検出手段によって検出されたアクセル操作量に基づいて
    目標車速を設定する目標車速設定手段と、この目標車速
    が得られるようにエンジン出力を制御するエンジン出力
    制御手段とを備えたエンジンの制御装置において、 変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段を備え、
    上記目標車速設定手段は、同一アクセル操作量における
    目標車速を、上記ギア位置検出手段により検出されたギ
    ア位置が高速位置にあるほど増大させて設定することを
    特徴とするエンジンの制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4938092A (ja) * 1972-08-22 1974-04-09
JPS62218239A (ja) * 1986-03-20 1987-09-25 Nissan Motor Co Ltd 車速制御装置

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