JP2523451B2 - エンジンのスロツトル弁制御装置 - Google Patents

エンジンのスロツトル弁制御装置

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JP2523451B2 JP62102552A JP10255287A JP2523451B2 JP 2523451 B2 JP2523451 B2 JP 2523451B2 JP 62102552 A JP62102552 A JP 62102552A JP 10255287 A JP10255287 A JP 10255287A JP 2523451 B2 JP2523451 B2 JP 2523451B2
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンのスロットル弁制御装置、特にスロ
ットル弁の開度をアクセルペダルの踏込み量に応じて電
気的に制御するようにしたスロットル弁制御装置に関す
る。
(従来の技術) 一般に車両に搭載されるエンジンのスロットル弁は、
アクセルペダルの踏込み操作により機械的連動機構を介
して開閉制御されるのであるが、例えば特開昭59−1075
0号公報によれば、アクセルペダルの踏込み量を検出す
る踏込み量検出手段と、該検出手段により検出されたア
クセルペダルの踏込み量に応じてスロットル弁の開度を
電気的に制御する制御手段とを設け、スロットル開度を
アクセル踏込み量に対して所定の特性で制御するように
したものが示されている。これによれば、例えば上記公
報に示されているように、悪路走行時にアクセル踏込み
量に対するスロットル開度のゲインを小さくして悪路で
の走行安定性を向上させる等、走行状態に応じて常に最
適のスロットル開度特性を得ることが可能となる。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記の如き電気制御式のスロットル弁制御
装置においては、良好な発進加速性或は中速域からの中
間加速性を得るためにはアクセル踏込み量に対するスロ
ットル開度のゲインを大きくして応答性を高くすること
が望ましいのであるが、特に発進加速性を向上させるた
め低アクセル踏込み領域で上記ゲインを大きくすると、
渋滞走行時の運転性が悪化することになる。つまり、車
間車距離が短い状態において極低速での発進と停止とが
頻繁に繰り返される渋滞走行時に、アクセル踏込み量に
対するスロットル開度のゲインが大きいと、アクセルペ
ダルの僅かな踏込みによって車速の急激な変化が発生
し、渋滞走行のためにはアクセルペダルを極めて慎重且
つ微妙に操作しなければならないことになる。そして、
このようなアクセル操作が渋滞走行時における運転者の
疲労を著しく増大させる原因となるのである。
本発明は電気制御式スロットル弁制御装置に関する上
記のような問題に対処するもので、通常状態での発進加
速性等を良好に維持しながら、渋滞走行時の運転性を向
上させることを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的達成のため、本発明に係るエンジンのスロッ
トル弁制御装置は次のように構成したことを特徴とす
る。
即ち、第1図に示すように、アクセルペダルAの踏込
み量を検出するアクセル踏込み量検出手段Bと、該検出
手段Bにより検出されたアクセル踏込み量に応じて所定
の特性でスロットル弁Cの開度を制御するスロットル制
御手段Dとが備えられた構成において、当該車両が渋滞
走行状態にあるか否かを渋滞情報に関連するパラメータ
に基づくファジー推論により判定する渋滞走行判定手段
Eと、該判定手段Eにより渋滞走行状態が判定された時
に、上記スロットル制御手段Dによるアクセル踏込み量
に対するスロットル開度のゲインを変更するスロットル
ゲイン変更手段Fとを設ける。このスロットル特性変更
手段Fは、具体的には、渋滞走行時に上記ゲインを通常
時より小さくするものであるが、上記渋滞走行判定手段
Eにより渋滞の度合いも判定して、その度合いに応じて
上記ゲインを小さくするようにしてもよい。
(作用) 上記の構成によれば、通常状態での発進時には、アク
セル踏込み量に対して比較的大きなゲインでスロットル
開度が制御されるので良好な発進加速性が得られるのに
対して、渋滞走行時には上記ゲインが小さくされるの
で、同一アクセル踏込み量に対るスロットル開度の増加
が抑制されることになる。従って、比較的ラフなアクセ
ル操作によっても車速の上昇が緩かになり、渋滞走行時
の運転性が改善されることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について説明する。尚、この実
施例は電子制御式自動変速機と共に使用されるエンジン
の場合であって、該エンジンのスロットル制御と自動変
速機の変速制御(及びロックアップ制御)とを並行して
行うようにしたものである。
第2図に示すように、この実施例に係るエンジン1に
おいては、吸気通路2に設けられたスロットル弁3がDC
モータ等のアクチュエータ4により開閉駆動されるよう
になっている。また、このエンジン1に結合された自動
変速機5は複数の変速用ソレノイド61,62,63とロックア
ップ用ソレノイド7とを有し、変速用ソレノイド61,62,
63のON,OFFの組合せによって油圧回路が切換えられて複
数の油圧締結要素が選択的に締結されることにより、変
速機構が複数の変速段に切換えられるようになってお
り、またロックアップ用ソレノイド7のON,OFFによって
トルクコンバータ内のロックアップクラッチ(図示せ
ず)が締結もしくは解放されるようになっている。そし
て、上記スロットル弁駆動用のアクチュエータ4と、変
速用及びロックアップ用ソレノイド61〜63,7に対して夫
々スロットル制御信号S1、変速制御信号S2及びロックア
ップ制御信号S3を出力するコントローラ10が備えられ、
該コントローラ10に、アクセルペダルの踏込み量を検出
するアクセルセンサ11と、車速を検出する車速センサ12
と、変速機5のギヤ位置(変速段)を検出するギヤポジ
ションセンサ13と、例えばレーザ光線を用いて先行車両
との車間距離を測定する車間距離センサ14とからの出力
信号S4,S5,S6,S7が入力されるようになっている。
次に、上記コントローラ10の作動を示すフローチャー
トに従って本実施例の作用を説明する。
第3図に示すように、このコントローラ10は、作動開
始時に所定のシステムイニシャライズを行った上で、上
記信号S1によりアクチュエータ4を介してスロットル弁
3の開度の制御を行い、また上記信号S2,S3によりソレ
ノイド61〜63,7を介して自動変速機5の変速段の制御と
ロックアップクラッチの制御とを行う。
上記スロットル制御は、具体的には第4図に示すフロ
ーチャートに従って行われる。つまり、コントローラ10
は、先ず、第2図に示す各センサ11〜14からの信号S4
S7に基いてアクセルペダルの踏込み量α、車速v、ギヤ
ポジションg及び車間距離dを入力する(ステップP1
P4)。そして、停車中か走行中かを示すフラグFの値を
判定し、F=0の時、即ち停車中は、タイマtを“0"に
セットし、且つ車間距離の実測値dを後述するスロット
ルゲインKの演算で使用するデータDに変換して記憶し
た上で、車速vが5km/hを超えたか否かを判定する(ス
テップP5〜P8)。この時点で、当該車両が発進し、車速
vが5km/hを超えれば上記フラグFを“1"にセットし、
且つ、前回走行時のデータに従ってスロットルゲインK
ないしスロットル開度θの演算を行い、アクチュエータ
4に制御信号S1を出力する(ステップP9〜P13)。尚、
ステップP10〜P13の演算及び制御信号の出力についての
詳細は後述する。
そして、コントローラ10は、次の制御サイクルでは、
フラグFが“1"にセットされているので上記ステップP5
からステップP14以降を実行し、上記タイマtの値に1
を加算すると共に、車速vが40km/hを超えているか否か
を判定し、40km/h未満であれば現時点の走行中における
車速の最大値v0を求める(ステップP14〜P20)。この最
大値v0を求める動作は次のように行う。先ず、車速vの
今回、前回及び前々回の測定値を夫々v1,v2,v3として、
v2>v3,v2>v1の時、即ち車速vのピークが検出された
時に、更にこのピーク値v2を先に求めた最大値v0と比較
し、v2>v0の時に最大値v0をこのピーク値v2に更新す
る。この動作は、車速vが40km/hを超えない限り次に停
車するまで繰り返し行われ、これによって今回走行時の
車速の最大値v0が得られる。
次に、コントローラ10は、今回の走行開始時からの連
続走行時間tが20秒を超えたか否か、また現時点での先
行車両との車間距離dが20mを超えたか否かを判定する
(ステップP21,P22)。そして、連続走行時間tが20秒
以下であり、且つ車間距離dが20m以下の時は車速vが3
km/h未満となったか否かを判定し、3km/h未満となった
時、換言すれば停車した時に、実測した連続走行時間t
及び今回停車するまでの走行中における車速の最大値v0
をスロットルゲインKの演算に使用するデータT,Vとし
て記憶する。また、この時、フラグFを“0"にリセット
する(ステップP23〜P25)。尚、このスロットルゲイン
Kの演算には、上記のようにステップP7で記憶した発進
時の車間距離のデータDも用いる。
コントローラ10は、次にスロットル開度θの基本とな
る関数値f(α)をアクセル踏込み量αに基いて求める
(ステップP10)。この関数値f(α)は、第5図に示
すように各ギヤポジションgについて予めマップとして
設定されたものであって、基本的にはアクセル踏込み量
αの増大に従って大きな値をとるようになっている。こ
こで、ギヤポジションgが高変速段側ほど関数値f
(α)が大きくされているのは、車両駆動力が不足し易
い高変速段時にエンジン出力を高めるためである。
そして、コントローラ10は、上記のようにして求めた
前回の走行についての発進時の車間距離Dと連続走行時
間Tと最大車速VとからスロットルゲインKを求め、こ
のゲインKと上記関数値f(α)とを積算することによ
り目標スロットル開度θを算出して、スロットル弁3の
開度がこの目標開度θとなるようにアクチュエータ4に
制御信号S1を出力する(ステップP11〜P13)。
然して上記スロットルゲインKは、具体的には第6〜
11図に示すファジー制御により次のようにして求められ
る。
即ち、先ず車間距離Dの値を第7図のメンバーシップ
特性図の横軸に当てはめ、ラインNとラインMNとの交
点、又はラインFとラインMFとの交点から2つのメンバ
ーシップ関数値D1,D2を求めると共に、次にこれらの値D
1,D2を第8図のメンバーシップ特性図の縦軸に当ては
め、ラインE,NE,P,NPとの交点からモード値M1,M2を1.0
〜1.2の範囲で求める(第6図のフローチャートのステ
ップQ1,Q2)。この場合において、車間距離Dが10m以下
であって関数値Di(i=1,2,以下同様)が第7図のライ
ンNから求められた場合は、これに対応するモード値Mi
は第8図のラインEから求められ、関数値Diが第7図の
ラインMNから求められた場合はモード値Miは第8図のラ
インNEから求められる。また、車間距離Dが10m以上で
あって、関数値Diが第7図のラインFから求められた場
合は、モード値Miは第8図のラインPから求められ、関
数値Diが第7図のラインMFら求められた場合は、モード
値Miは第8図のラインEから求められる。つまり、図示
のように車間距離Dが例えば10〜20mの間にある場合、
関数値D1,D2は夫々第7図のラインFとラインMFとの交
点から求められると共に、ラインFから求められた値D1
を第8図のラインPに当てはめることによりモード値M1
が求められ、第7図のラインMFから求められた値D2を第
8図のラインEに当てはめることによりモード値M2が求
められる。
次に、連続運転時間T及び最高車速Vを第9,10図のメ
ンバーシップ特性図の横軸に夫々当てはめ、ラインsと
ラインl、及びラインLとラインHとの交点からメンバ
ーシップ関数値T1,T2及びV1,V2を求めると共に、これら
を組合せて積算することにより積算値w1〜w4を求める
(ステップQ3〜Q5)。ここで、w1=T1×V1、w2=T1×
V2、w3=T2×V1、w4=T2×V2である。そして、これらの
積算値w1〜w4を第11図のメンバーシップ特性図の縦軸に
当てはめて、ラインE,NE,P,NPとの交点からモード値m1
〜m4を1.0〜1.2の範囲で求める(ステップQ6)。この場
合において関数値Tiが第9図のラインsから求められ且
つ関数値Viが第10図のラインLから求められた場合は、
それらの積算値wj(j=1〜4、以下同様)を第11図の
ラインEに当てはめることによりモード値mjが求めら
れ、関数値Ti,Viが夫々第9図のラインs、第10図のラ
インHから求められた場合は、積算値wjを第11図のライ
ンNEに当てはめることによりモード値mjが求められ、関
数値Ti,Viが夫々第9図のラインl、第10図のラインL
から求められた場合は、積算値wjが第11図のラインEに
当てはめることによりモード値mjが求められ、更に関数
値Ti,Viが夫々第9図のラインl、第10図のラインHか
ら求められた場合は、積算値wjを第11図のラインPに当
てはめることによりモードMjが求められる。つまり、図
示のように関数値T1が第9図のラインsから、T2がライ
ンlから、関数値V1が第10図のラインLから、V2がライ
ンHから求められたものとすると、積算値w1(T1×V1
は第11図のラインEに当てはめられてモード値m1が求め
られ、w2(T1×V2)はラインNEに当てはめれらてモード
値m2が求められ、w3(T2×V1)はラインEに当てはめら
れてモード値m3が求められ、更にw4(T2×V2)はライン
Pに当てはめられてモード値m4が求められる。
そして、上記車間距離Dに基づく関数値D1,D2と、こ
れらに対応するモード値M1,M2と、連続走行時間T及び
最高車速Vに基づく積算値w1〜w4と、これらに対応する
モード値m1〜m4とを用い、次式に従ってスロットルゲイ
ンKを算出する(ステップQ7)。
K=(M1D1+M2D2+m1w1+m2w2+m3w3+m4w4)/(D1+D2+w1+w2+w3+w4
(I) ここで、値D1,D2,M1,M2は車間距離に関する値であ
り、また値w1〜w4,m1〜m4は、走行時間と車速とに応じ
たいわば車両の進み具合に関するものであって、これら
両者から求められるスロットルゲインKは渋滞の程度に
関する値となり、渋滞の度合いが大きいほど小さな値と
なる。尚、上記の例では第8図及び第11図のラインNPを
用いないでラインEを用いているが、これは渋滞走行時
における燃費の向上を図るためである。
そして、上記のように渋滞の度合いが大きいほど小さ
な値となるスロットルゲインKを用いてアクセル踏込み
量αに対するスロットル開度θが制御されることによ
り、渋滞走行時にはラフなアクセル操作によってもスロ
ットル開度ないし車速が緩かに変化することになる。
ここで、最高車速V40km/hを超えている場合、連続走
行時間Tが20秒を超えている場合、及び車間距離Dが20
mを超えている場合は、アクセルペダルが戻された時
に、夫々V=40、T=20、D=20とセットされる(第4
図のフローチャートのステプP26,27,P28,29,P30,31)。
そして、渋滞状態が解消して、上記各条件の全てが満足
された場合は、上記第6〜11図のファジー制御に従って
スロットルゲインKが求められた時に、その値が最大値
である1.2となり、これにより渋滞状態が解消された時
に、アクセル踏込み量αに対してスロットル開度θが比
較的大きなゲイン(1.2)で制御される通常時の制御に
復帰することになる。
尚、本実施例においては上記の如きスロットル開度の
制御と並行して自動変速機の制御が第12図のフローチャ
ートに従って行われる。
この制御においても、コントローラ10は先ずアクセル
踏込み量α,車速v、ギヤポジションgを入力すると共
に、上記スロットル制御と同様にして、或はスロットル
制御での判断結果を利用して当該車両が渋滞走行状態に
あるか否かを判定する(ステップR1〜R4)。そして、非
渋滞状態である場合は、予め設定された通常走行用の変
速特性マップ及びロックアップマップと、上記の実際に
検出したアクセル踏込み量α及び車速vとを照し合せ、
その時点でのギヤポジションgに対して変速段をシフト
アップするか否か或はシフトダウンするか否か、またロ
ックアップクラッチを締結するか解放するかの判定を行
う(ステップR5,R6)。
一方、渋滞走行状態もしくは渋滞度が一定以上である
と判定した場合は、渋滞用変速特性マップを用いてシフ
トアップ及びシフトダウンの判定を行い、且つロックア
ップクラッチを解放する(ステップR7,R8)。上記渋滞
用変速特性マップは、第13図に破線で示すように1−2
シフトアップライン(及びシフトダウンライン)が実線
で示す通常時のラインより低車速側に設定されて、2速
での走行領域が拡大されている。これは、渋滞走行時に
出力が大きくなる1速での走行をできるだけ回避して、
速度の急激な変化を防止すると共に燃費の向上を図るた
めである。
そして、上記ステップR5,R6又はR7,R8の判定結果に応
じて第2図に示すソレノイド61〜63,7に対して変速制御
用及びロックアップ制御用の信号S2,S3を出力する(ス
テップR9)。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、アクセルペダルの踏込
み量に応じてスロットル弁の開度を所定の特性に従って
電気的に制御するスロットル弁制御装置を備えた車両に
おいて、渋滞走行時に、低アクセル踏込み領域でのアク
セル踏込み量に対するスロットル開度のゲインを通常時
より小さくするようにしたので、ラフなアクセル操作に
よってもスロットル開度ないし車速の急激な変化が回避
されることになる。これにより、渋滞走行時における運
転性が向上し、またアクセル操作が容易化されることに
より運転者の疲労が軽減されることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の全体構成図、第2〜13図は本発明の実
施例を示すもので、第2図は制御システム図、第3図は
全体の制御動作を示すフローチャート図、第4図はスロ
ットル制御動作を示すフローチャート図、第5図はこの
スロットル制御で用いられるアクセル踏込み量に対する
スロットル開度の基本値の特性を示す特性図、第6図は
スロットルゲインの演算に用いられるファジー制御を示
すフローチャート図、第7〜11図はこのファジー制御で
用いられる各特性図、第12図は変速及びロックアップ制
御動作を示すフローチャート図、第13図はこの変速制御
で用いられる変速特性を示す特性図である。 1……エンジン、3……スロットル弁、10……スロット
ル制御手段、渋滞走行判定手段、スロットルゲイン変更
手段(コントローラ)、11……アクセル踏込み量検出手
段(アクセルセンサ)、12、14……渋滞走行判定手段
(車速センサ、車間距離センサ)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾中 徹 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60−1335(JP,A) 特開 昭60−27744(JP,A) 計測自動制御学会論文集Vol.21 〔No.9〕(昭和60−9)P.98− 103

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクセルペダルの踏込み量を検出するアク
    セル踏込み量検出手段と、該検出手段で検出されたアク
    セル踏込み量に応じて所定の特性でスロットル弁の開度
    を制御するスロットル制御手段と、車両が渋滞走行状態
    にあるか否かを渋滞情報に関連するパラメータに基づく
    ファジー推論により判定する渋滞走行判定手段と、該判
    定手段により渋滞走行状態が判定された時に、上記スロ
    ットル制御手段によるアクセルペダル踏込み量に対する
    スロットル開度のゲインを通常より小さくするスロット
    ルゲイン変更手段とを有することを特徴とするエンジン
    のスロットル弁制御装置。
JP62102552A 1987-04-06 1987-04-25 エンジンのスロツトル弁制御装置 Expired - Lifetime JP2523451B2 (ja)

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計測自動制御学会論文集Vol.21〔No.9〕(昭和60−9)P.98−103

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