JP3722996B2

JP3722996B2 - エンジンの出力制御装置

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Publication number: JP3722996B2
Application number: JP23822698A
Authority: JP
Inventors: 陽一門田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: US6086510A; DE19907753B4; DE19907753A1; JP2000064872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンへの吸入空気量を調節するスロットル弁の開度を、エンジンの回転数やギヤ情報等の運転情報に基づいて電子的に制御する電子制御スロットルシステムを備えたエンジンの出力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両では、運転者のアクセル操作量に応じて、エンジンの吸気管内に設けられたスロットル弁を機械的に作動させ、エンジンの吸入空気量を調整することによりエンジンの出力を制御している。
近年、エンジン制御の電子化に伴い、例えば、特開平２−２０１０６１号公報に開示されているような、アクセル操作量（アクセル開度）を電気的に検出してスロットル弁を電子的に作動させる電子制御スロットルシステムが注目されている。この電子制御スロットルシステムは、アクセル開度と車速とエンジン回転数とからエンジンの目標トルクを算出し、電動モータにて上記スロットル弁を動作させ、エンジンの出力を制御するものである。
【０００３】
このような電子制御スロットルシステムでは、エンジンの燃焼状態を決定づける吸入空気量の緻密な制御を行うことができるので、例えば、年々厳しくなる各種排ガス規制をクリアするための高度なエンジンの燃焼制御に用いられる。すなわち、従来のエンジンへの供給燃料量制御に加え、上記電子制御スロットルシステムによってエンジンに吸入される空気量を制御することにより、エンジンから排出される排気ガス特性に大きな影響を及ぼす空燃比（エンジンへの吸入空気量と供給燃料量との比）を正確に制御することが可能となる。したがって、運転状態に応じた燃焼状態を実現でき排ガスの低減を図ることができるとともに、車両の走行状態や運転者の運転操作に応じたエンジンの出力制御を行うことができるので、エンジン側の要求に応じた出力制御が任意に設定でき、自由度の高いエンジン特性を得ることができる。
【０００４】
更に、最近、燃費低減，排ガス低減，エンジンの出力向上といった一見相反するニーズをすべて向上させることのできるような技術として話題になっている筒内噴射エンジンのように、超希薄燃焼を行うエンジンにおいては、アクセル開度一定の運転状態、つまり、運転者のエンジンへの要求トルクが一定の状態で通常燃焼と希薄燃焼とを切換えた場合のエンジン出力トルクの変動を抑えるため、エンジンの吸入空気量を精密に制御することが必要となってきている。この筒内噴射エンジンは、従来の希薄燃焼エンジンに比べて燃料の希薄度が高いため上記吸入空気量の制御範囲が広く、吸入空気量を更に精密な制御が必要である。
エンジンの吸入空気量を制御する装置としては、アイドル運転時において、スロットル弁を閉じた状態とし、吸気管内の上記スロットル弁をバイパスする空気通路の空気量を空気制御弁にて制御することにより、エンジンのアイドル回転を制御する装置がある。また、特定の運転状態の場合のみ、スロットル弁を制御してエンジンの出力を制御する装置として、車両を運転者が設定した車速にフィードバック制御するクルーズコントロール装置や、滑りやすい路面での発進時にタイヤがスリップした場合にエンジンの出力を抑えるトラクションコントロール装置等がある。
上述した電子制御スロットルシステムは、これらのエンジンの出力制御を一括して制御するもので、エンジン全体としてみた場合のシステム構成の簡素化と高度な制御の実現を可能としたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車をバックギヤにて後退運転時においては、車両の進行方向が後方であるため、前進走行時と比べて運転者の運転姿勢が無理な体勢となることが多く、そのため、アクセル操作性が低下する傾向にある。特に、車庫入れや車両の方向切返し等での後退運転においては、比較的低速度で微妙なアクセル操作を要する場合が多く、後退運転時のアクセル操作性の改善が必要とされている。また、後退運転時にはアクセル操作が微妙なため、アクセルを少し踏み過ぎて車速が期待以上に早くなった場合には、車両と運転者の足との位置関係から、運転者がアクセル操作をしていなくても、車両の後退加速度により、結果的にアクセルを更に踏み越してしまうことになり、車速が更に増加してしまうことも考えられる。更に、後退運転時には、運転者が後方を向いている場合が多く、ブレーキ操作の遅れも懸念されるため、万一、これらの状況が重なるようなことが起きた場合には、狭い場所で行われる機会が多い後方運転においては、最悪、後方の物体と接触する可能性が考えられる。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、バックギヤで後退運転を行う場合のエンジンの出力上昇や出力変動を抑制し、安定した運転が可能となるような電子制御スロットルシステムを備えたエンジンの出力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のエンジンの出力制御装置は、変速機がバックギヤの状態にある場合には、スロットル弁の開度を算出するための目標スロットル開度を、予め設定されたエンジン回転数Ｎｅに応じた上記目標スロットル開度よりも小さな値に置換えて、エンジンへの吸入空気量を調節するスロットル弁の開度規制を行い、エンジンの出力を抑制するようにしたものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載のエンジンの出力制御装置は、負荷が接続されている場合には、上記負荷の内、予め指定された負荷の稼動を強制的に停止してスロットル弁の開度を算出するようなスロットル弁の開度規制を行うものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明に関わるエンジン出力制御装置を備えたエンジン制御システムの一実施の形態を示す全体構成図で、１は通常の自動車用エンジン、２は上記エンジン１の図示しない出力軸に接続された変速機（トランスミッション）、３はエンジンの吸気管、４は上記吸気管３に取り付けられ、エンジン１への吸入空気量を調整するスロットル弁、５は上記スロットル弁４の位置を検出するスロットル開度センサ（ＴＰＳ）、６はモータ６ｍを備え、上記スロットル弁４の開閉を行うスロットルアクチュエータ、７はエンジン１へ燃料を供給するためのインジェクタ、８はエンジン１の吸気バルブ、９はエンジン１の排気バルブ、１０はエンジン１に供給された燃料を燃焼させるための点火プラグ、１１は運転者が操作するアクセルペダル１２の操作量を検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）で、アクセル開度情報がエンジン出力を決定するための重要な信号であるので、本例では２個のアクセル開度センサ１１ａ，１１ｂから成る２重系にてアクセル開度センサ（ＡＰＳ）１１を構成している。
また、１３は上記スロットルアクチュエータ６に指令信号を与えるスロットルコントローラ、１４はエアコン１５を制御するエアコン作動装置、１６は上記トランスミッション２の変速段を制御する変速機制御装置（ＴＣＵ）、１７は運転者の要求エンジン出力を上記アクセル開度センサ（ＡＰＳ）１１の出力値から認識し、上記スロットルコントローラ１３を介してスロットル弁４を電子的に制御する電子制御スロットルシステムを備え、この電子制御スロットルシステムによってエンジン１への吸入空気量を制御するエンジン出力制御装置（ＥＣＵ）である。このエンジン出力制御装置（ＥＣＵ）１７は、エンジン１に設けられた回転数検出手段１８及び水温センサ１９からそれぞれ入力されるエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン冷却水温度Ｔｗや、エンジン１への燃料供給量、点火時期、エアコン１５の作動状態等に基づいて、エンジン１の出力を上記要求エンジン出力に制御するもので、更に、ギヤがバックギヤ状態である場合にはスロットル弁４の開度規制を行い、エンジン１の出力を抑制するような制御を行う。なお、上記ＴＣＵ１６とＥＣＵ１７とは情報通信、例えばエンジン１に対するトランスミッション２の接続状態（シフト段）等の情報の送受信を行っている。
【００１３】
図２（ａ）は、エンジン出力制御装置（ＥＣＵ）１７に収納された電子制御スロットルの特性であるアクセル開度センサ（ＡＰＳ）１１の出力値とスロットル開度センサ（ＴＰＳ）５の出力値との関係を示す図で、図２（ｂ）は従来のメカ制御スロットルの特性を示す図である。従来のメカ制御スロットルの場合には、運転者が操作するアクセルペダル１２とスロットル弁４とは、アクセルワイヤにて機械的に接続されており、上記スロットル弁４は運転者のアクセル操作量（アクセルペダル１２の操作量）と連動して開閉され、その開度は運転者のアクセル操作量にほぼ比例する。
一方、電子制御スロットルの場合、運転者のアクセル操作量はアクセル開度センサ（ＡＰＳ）１１の出力値（ＡＰＳ出力値）として検出され、このＡＰＳ出力値が運転者のエンジン１への要求トルク情報としてＥＣＵ１７に入力される。ＥＣＵ１７は、このエンジン１への要求トルク情報や上記エンジン回転数Ｎｅ等のエンジン１の運転状態に応じてスロットル弁４の開度を制御すべく、スロットルコントローラ１３を介して、上記スロットル弁４を操作する。なお、上記スロットル弁４の開度は、スロットル開度センサ（ＴＰＳ）５の出力値（ＴＰＳ出力値）としてスロットルコントローラ１３を介してＥＣＵ１７にフィードバックされる。また、上記ＴＰＳ出力値は、ＡＰＳ出力値が増加するに従って増加するが、同じＡＰＳ出力値であっても、図２（ａ）に示すように、エンジン１の高回転時には速やかにスロットル弁４を開き、低回転時には徐々にスロットル弁４を開くように、エンジン回転数Ｎｅに応じたスロットル弁４の開度制御を行うようにしている。したがって、電子制御スロットルの場合には運転者の要求トルクに応じたエンジン制御を行うことができる。
【００１４】
次に、本実施の形態１に関わるスロットル弁４の開度規制の方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、エンジンの出力制御装置（ＥＣＵ）１７に組み込まれたエンジン１の制御フロー（制御プログラム）の一部である電子制御スロットルの制御フローである。
制御プログラムが起動（ＳＴＡＲＴ）すると、ＥＣＵ１７は、燃料供給量制御，点火時期制御等のエンジン制御の処理（ステップＳ１）を完了した後、電子制御スロットル関連の入力情報を読み込む（ステップＳ２）。上記入力情報としては、例えば、ＴＣＵ１６から通信にて送られてくるギヤ情報（ニュートラル，１速，２速，バック等）、エアコン作動装置１４からのエアコン１５の作動要求信号（Ａ／Ｃ情報）、回転数検出手段１８からのエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度センサ（ＡＰＳ）１１からのＡＰＳ出力値等がある。入力情報の読み込みが終了すると、ＥＣＵ１７は、現在運転者の要求エンジン出力を得るためのエンジン１への吸入空気量を調節するため、予め設定されたＡＰＳ出力値とエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとする目標スロットル開度のマップデータから、上記ＡＰＳ出力値と上記エンジン回転数Ｎｅとに応じた目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）を算出する（ステップＳ３）。
次に、ＥＣＵ１７は、上記ステップＳ２で読み込んだギヤ情報から、現在のギヤ状態がバックギヤ（車両後退走行）かどうかの判定処理を行う（ステップＳ４）。現在のギヤ状態がバックギヤである場合には、例えば、予め設定されたエンジン回転数Ｎｅに応じた所定の係数Ｋ（Ｋ＜１）を、上記ステップＳ３で算出した目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）に乗算した値である目標スロットル開度補正値（ＴＰＳＺ）を求めるような補正を行い（ステップＳ５）、更に、上記補正された目標スロットル開度（ＴＰＳＺ）とＴＰＳ出力値との偏差ΔＴＰＳの値に応じたモータ６ｍのモータ制御量を算出し、スロットル開度を上記目標スロットル開度補正値（ＴＰＳＺ）にすべく、スロットル弁４の開閉を制御する（ステップＳ６）。なお、上記ステップＳ４において、現在のギヤ状態がバックギヤ状態でない場合には、ステップＳ６に進み、上記ステップＳ３で算出した目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）とＴＰＳ出力値との偏差ΔＴＰＳの値に応じたモータ６ｍのモータ制御量を算出し、スロットル開度を上記目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）になるよう、スロットル弁４の開閉を制御する。
【００１５】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、車両後退運転時におけるアクセル操作量とスロットル開度及び車速の挙動を示す図で、図中、破線は運転者の期待値の挙動を、実線はメカ制御スロットルを有する従来装置の挙動を、一点鎖線は本発明の電子制御スロットルを有するエンジンの出力制御装置の挙動を示す。また、同図において、運転者のアクセル操作量に対応するＡＰＳ出力値をＡＰＳ₀、スロットル弁４の開度に対応するＴＰＳ出力値をＴＰＳ₀、車両の車速をＶｓとした。なお、上記車速Ｖｓは、トランスミッション２の後段に連結された図示しない車輪の駆動軸に設けられた車速センサ（図示せず）から、ＥＣＵ１７に入力される。運転者は、図４（ａ）に示すように、時刻Ｔ₁から徐々にアクセルペダル１２を踏み込み、時刻Ｔ₃にはアクセルを上記ＡＰＳ₀がＡＰＳ₀₁で停止するように操作することにより、図４（ｂ）に示すように、上記ＴＰＳ₀をＴＰＳ₀₁に保持して、図４（ｃ）に示すように、車速ＶｓをＶｓ₀₁とした後退運転をしようと期待している。
ところが、実際には時刻Ｔ₂（Ｔ₁＜Ｔ₂＜Ｔ₃）で車両が動き出したことで、車両の後退加速度により、運転者が相対的にアクセルペダル１２を踏み増してしまうことがある。この場合、従来装置では、スロットル弁４の開度はアクセル操作量に比例するので、スロットル弁４は上記踏み増し量に応じた量だけ開き側へ開いてしまい、更にエンジン出力が増大する。したがって、時刻Ｔ₃では車速Ｖｓが更に加速されるので、運転者による上記アクセルペダル１２の踏み増しが繰り返される。この繰り返しでの踏み増し量は徐々に小さくなり、上記ＡＰＳ₀がＡＰＳ₀₃となったところ（時刻Ｔ₄）でＡＰＳ₀はほぼ一定値となる。このとき、ＴＰＳ₀は、上記ＡＰＳ₀変化に伴って増加し、スロットル弁４はＴＰＳ₀がＴＰＳ₀₃となるまで開き側へ開くので、結果的に、車速ＶｓはＶｓ₀₃まで上昇してしまうことになる。
一方、本実施の形態１においては、ギヤ状態がバックギヤである場合には、図４（ｂ）に示すように、スロットル弁４の開度を抑制するような開度規制、すなわち、演算された目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）に対して予め設定されたエンジン回転数Ｎｅに応じた所定の係数Ｋ（Ｋ＜１）を乗算して目標スロットル開度の値を抑制し、上記抑制された目標スロットル開度値に基づいてスロットル弁４の開度を制御するようにしているので、車両発進時に、仮にアクセルペダル１２を踏み増しした場合でも車速の上昇を抑制することができ、更に、踏み増し量が小さいために踏み増しの繰り返しもほとんどない。したがって、ＴＰＳ₀を上記ＴＰＳ₀₃より小さな値に保つことができるので、車速Ｖｓ₀₂を上記Ｖｓ₀₃に比較して小さな値に抑制でき、後退運転時の車速の急変を抑制することができる。
【００１６】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ギヤがバックギヤ状態である場合には、図３の制御フローにおいて、目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）に対してエンジン回転数Ｎｅに応じた所定の係数Ｋ（Ｋ＜１）を乗算し、上記目標スロットル開度を規制するような補正を行ったが、上記制御フローのステップＳ５に示した目標スロットル開度の補正において、スロットル開度の開側の最大値を制限することにより、更に的確なスロットル弁４の開度規制を行なうことができ、後退運転時の車速上昇をより確実に抑制することができる。
図５は、上記スロットル弁４の開度規制を行なうフローチャートを示すもので、現在のギヤ状態がバックギヤである場合には、予め設定されたエンジン回転数Ｎｅと目標スロットル開度の上限値である上限スロットル開度（ＴＰＳ_Max）との関係から、当該エンジン回転数Ｎｅに応じたＴＰＳ_Maxを求め（ステップＳ５１１）、上記ＴＰＳ_Maxと目標スロットル開度ＴＰＳＮとを比較する（ステップＳ５１２）。上記ＴＰＳＮが上記ＴＰＳ_Max以上である場合には、スロットル弁４の開度を規制するため、上記ＴＰＳＮをＴＰＳ_Maxに置き換え（ステップＳ５１３）た後、次のステップ（図３のステップＳ６）に進み、この置き換えられたＴＰＳＮに基づいてスロットル弁４の開閉を制御する。上記ステップＳ５１２において、ＴＰＳＮがＴＰＳ_Max未満である場合には、スロットル開度そのものが小さいのでスロットル開度を規制する必要がない。したがって、この場合には、図３のステップＳ３において求めたＴＰＳＮに基づいてスロットル弁４の開閉を制御する。
【００１７】
次に、本実施の形態２のスロットル開度規制を行った場合の動作について、図６（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。図６において、（ａ）図は車両のギヤ状態、（ｂ）図は運転者のアクセル操作量に応じたＡＰＳ出力値であるＡＰＳ₁、（ｃ）図及び（ｄ）図は従来のＴＰＳ出力値であるＴＰＳ₁及びエンジン回転数Ｎｅ₁、（ｅ）図及び（ｆ）図は本実施の形態２におけるＴＰＳ出力値であるＴＰＳ₂及びエンジン回転数Ｎｅ₂の時間変化を示す。
はじめに車両のギヤ状態は前進状態で、ＡＰＳ出力値ＡＰＳ₁がＡＰＳ₁₀であったとする。運転者は、時刻Ｔ₁からＴ₂間でＡＰＳ₁がＡＰＳ₁₁の状態となるまでアクセルペダル１２を踏み込み、ある時間経過した後、時刻Ｔ₃からＴ₄間でアクセルペダル１２を再びＡＰＳ₁₀の状態に戻す。その後、時刻Ｔ₅において車両のギヤ状態をバックギヤに設定して後進状態とし、時刻Ｔ₆からＴ₇間でアクセルペダル１２をＡＰＳ₁₁の状態まで踏み込み、ある時間経過した後、時刻Ｔ₈からＴ₉間でアクセルを再びＡＰＳ₁₀の状態に戻すような操作を行ったとする。
このとき、従来装置では、スロットル開度ＴＰＳ₁は上記ＡＰＳ₁（図３（ｂ））と連動して動作するため、ＴＰＳ₁はＡＰＳ₁と同一動作をし、ＡＰＳ₁がＡＰＳ₁₁の状態では、ＴＰＳ₁はＴＰＳ₁₁まで上昇し、これに伴ってエンジン回転数Ｎｅ₁がＮｅ₁₁まで上昇する。時刻Ｔ₅までの前進状態運転時には、本実施の形態２のＴＰＳ₂も、従来装置と同様にＴＰＳ₂₁まで上昇し、これに伴ってエンジン回転数Ｎｅ₂がＮｅ₂₁まで上昇する。
しかしながら、時刻Ｔ₅からの後進状態運転時においては、従来装置では、上記前進状態運転時と同様に、アクセル開度状態がＡＰＳ₁₁に増加したときには、ＴＰＳ₁はＴＰＳ₁₁まで上昇し、これに伴ってエンジン回転数Ｎｅ₁がＮｅ₁₁まで上昇するが、本実施の形態２においては、エンジン回転数Ｎｅにより、ＴＰＳ₁はその上限値が上限スロットル開度（ＴＰＳ_Max）により制限されているので、このときの上記ＴＰＳ_MaxをＴＰＳ₂₂とすると、スロットル開度ＴＰＳ₂は、上記ＴＰＳ₂₂を越えることがない。したがって、エンジン回転数Ｎｅ₂は上記Ｎｅ₁₁よりも低い回転数であるＮｅ₂₂に抑制されるので、後退運転時の車速上昇を抑制することができ、バックギヤで後退運転を行う場合にも安定した運転を可能とすることができる。
【００１８】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、スロットル開度の開側の最大値を制限することにより後退運転時の車速上昇を抑制するようにしたが、スロットル弁４の開側への動作速度を制限するようなスロットル弁４の開度規制を行うことにより、後退運転時の車速上昇を抑制するようにしてもよい。
すなわち、図７の制御フローに示すように、現在のギヤ状態がバックギヤである場合には、まず前回のステップＳ４におけるギヤ状態の判断でもギヤ状態がバックギヤであったかどうかを判定し（ステップＳ５２１）、前回及び今回ともギヤ状態がバックギヤであると判定した場合には、前回の後退走行運転時において算出された目標スロットル開度（ＴＰＳ０）と今回算出された目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）との偏差（δＴＰＳＮ）を算出し（ステップＳ５２２）、上記偏差（δＴＰＳＮ）と予め設定された基準偏差（ＴＰＳ_rate）とを比較し（ステップＳ５２３）、上記δＴＰＳＮが上記ＴＰＳ_rate以上である場合には、ステップＳ５２４に進み、スロットル弁４の開度の動作速度を規制するため、目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）を上記ＴＰＳ０と上記ＴＰＳ_rateとの和に置き換え（ＴＰＳＮ＝ＴＰＳ０＋ＴＰＳ_rate）、次のステップ（図３のステップＳ６）において、この置き換えられたＴＰＳＮに基づいてスロットル弁４の開閉を制御する。上記ステップＳ５２３において、δＴＰＳＮがＴＰＳ_rate未満である場合には、スロットル開度の動作速度が遅いのでスロットル開度の動作速度を規制する必要がない。したがって、図３のステップＳ３において求めたＴＰＳＮに基づいてスロットル弁４の開閉を制御する。なお、上記ステップＳ５２１において、今回はじめてギヤ状態がバックギヤになったと判定した場合には、今回求めたＴＰＳＮに基づいてスロットル弁４の開閉を制御する。
【００１９】
次に、本実施の形態３のスロットル開度規制を行った場合の動作について、図６（ａ）〜（ｄ）及び（ｇ），（ｈ）を用いて説明する。なお、図６（ａ）〜（ｄ）については上記実施の形態２と同一であるので、説明を省略する。
図６（ｇ），（ｈ）は本実施の形態３によるＴＰＳ出力値ＴＰＳ₃とエンジン回転数Ｎｅ₃の時間変化を示す図で、時刻Ｔ₅までの前進状態運転時には、スロットル開度ＴＰＳ₃は、従来装置と同様にＴＰＳ₁₁まで上昇し、これに伴ってエンジン回転数Ｎｅ₃がＮｅ₃₁まで上昇する。時刻Ｔ₅からの後進状態運転時では、上述したように、後退運転時のスロットル弁４の開側への動作速度が制限されているので、運転者が、時刻Ｔ₆からＴ₇間でアクセルをＡＰＳ₁₁の状態まで踏み込んでも、ＴＰＳ₃はゆっくりと上昇するため、ＴＰＳ₂が上記ＴＰＳ₁₁に達する時刻Ｔ_Sは上記Ｔ₇よりも遅れるため、エンジン回転数Ｎｅ₃の上昇が抑制される。なお、同図において時刻Ｔ_SをＴ₆＜Ｔ_S＜Ｔ₇としたが、時刻Ｔ₆と時刻Ｔ₇の間隔によっては、ＴＰＳ₃が上記ＴＰＳ₁₁に達しない場合もある。いずれにしろ本実施の形態３においては、図６（ｈ）に示すように、回転数Ｎｅ₃₂は、上記Ｎｅ₃₁よりも低く抑制されるので、バックギヤで後退運転を行う場合にも安定した運転を可能とすることができる。
【００２０】
実施の形態４．
上記実施の形態２，３では、バックギヤ状態において、スロットル弁４の開度そのものを制限することにより後退運転時の車速上昇を抑制するようにしたが、図８の制御フローに示すように、目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）を算出するためのエンジン回転数Ｎｅをアイドル運転時のアイドル制御目標回転数に固定してスロットル弁４の開度を算出するようなスロットル弁４の開度規制を行い、エンジン回転数の上昇を抑制することができる。
すなわち、現在のギヤ状態がバックギヤである場合には、目標スロットル開度を求めるマップデータとして、アイドル運転時のアイドル制御目標回転数（ＩＳＣ−Ｎｅ）とＡＰＳ出力値とをパラメータとするスロットル開度のマップデータを用いてＡＰＳ出力値を求め、このＡＰＳ出力値を目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）として、スロットル弁４の開閉を制御する。
図９は、本実施の形態４に係わるバックギヤ状態におけるスロットル制御のタイムチャートを示す図で、（ａ）図は運転者のアクセル操作量に応じたＡＰＳ出力ＡＰＳ₁、（ｂ）図及び（ｃ）図は従来装置のＴＰＳ出力値ＴＰＳ₁とエンジン回転数Ｎｅ₁、（ｄ）図及び（ｅ）図は従来の電子制御スロットル対応システムのＴＰＳ出力値ＴＰＳ₂とエンジン回転数Ｎｅ₂、（ｆ）図及び（ｇ）図は本実施の形態４のＴＰＳ出力値ＴＰＳ₃とエンジン回転数Ｎｅ₃である。
はじめに車両のギヤ状態は後進状態で、アクセル開度状態がＡＰＳ₁₀の状態であったとする。運転者は、時刻Ｔ₁からＴ₂間でアクセルペダル１２をＡＰＳ₁₁の状態まで踏み込み、ある時間経過した後、時刻Ｔ₃からＴ₄間でアクセルを再びＡＰＳ₁₀の状態に戻すような操作を行ったとする。
このとき、従来装置では、ＴＰＳ₁は上記ＡＰＳ₁と連動して動作するため、上記ＡＰＳ₁がＡＰＳ₁₁の状態ではＴＰＳ₁はＴＰＳ₁₁まで上昇し、これに伴ってエンジン回転数Ｎｅ₁がＮｅ₁₁まで上昇する。また、従来の電子制御スロットルでは、ＴＰＳ₂は上記ＴＰＳ₁とは異なりエンジン回転数Ｎｅ₂に応じて上昇するが、上記ＴＰＳ₁がＮｅ₂₁まで上昇する時刻Ｔ₅（Ｔ₂＜Ｔ_K＜Ｔ₃₎までは増加し、その後ほぼ一定の値となるように変化する。それに対して、本実施の形態４においては、目標スロットル開度を算出するためのエンジン回転数をアイドル運転時のアイドル制御目標回転数、例えば、１０００ｒｐｍに固定しているので、図９（ｆ）に示すように、ＴＰＳ₃はＡＰＳ₁の上昇に関係なくほぼ一定値ＴＰＳ₃₃にクリップされる。したがって、エンジン回転数Ｎｅ₃は上記Ｎｅ₁₃や上記Ｎｅ₂₃よりも低い回転数であるＮｅ₃₃に抑制され、車速の上昇を抑制することができる。
【００２１】
実施の形態５．
ところで、エンジン１にエアコン等の負荷が接続されており、その負荷が稼動している場合には、ＥＣＵ１７は、上記負荷を稼動させるため、目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）を開側に補正し、エンジン出力を増加させるようにしている。上記負荷としては、パワ−ステアリング等の車両の運転状態に直接関連する負荷の他に、エアコン等の運転状態に関係ない負荷がある。また、エアコンの負荷量は特に大きいので、エアコンのオン・オフによる目標スロットル開度（ＴＰＳＮ）の増減も大きい。そこで、現在のギヤ状態がバックギヤである場合には、図１０の制御フローに示すように、車両の運転状態に関係がなくかつ負荷量の大きいエアコン（Ａ／Ｃ）１５をオフ状態とし、後退運転時のエンジン回転数の変動を抑制することにより、車速の変動を抑制することができる。
図１１は、車両にエアコンが接続されている場合のバックギヤ状態おけるスロットル制御のタイムチャートを示す図で、（ａ）図は運転者のアクセル操作量に応じたＡＰＳ出力ＡＰＳ₄、（ｂ）図はエアコン（Ａ／Ｃ）の稼動状態、（ｃ）図は電子制御スロットルでのＴＰＳ出力値ＴＰＳ₄で、実線は従来装置でのＴＰＳ出力値、破線は本実施の形態４のＴＰＳ出力値である。また、（ｄ）図はエンジン回転数Ｎｅ₄で、実線は従来装置の、破線は本実施の形態５のエンジン回転数である。
従来装置でのＴＰＳ出力値ＴＰＳ₄は、図１１（ｃ）に示すように、時刻Ｔ₁におけるＡＰＳ₄の増加に伴って増加するが、時刻Ｔ₅（Ｔ₅＞Ｔ₁）でのエアコン１５の稼動によるエンジン回転数Ｎｅ₄の低下を吸収するために、ＴＰＳ₄をΔＴＰＳ_kだけ開側に補正した値ＴＰＳ₄₁として、エンジン回転数Ｎｅ₄をＮｅ₄₁まで上昇させる。また、ＡＰＳ₄の増加がない場合でも、例えば、時刻Ｔ₇でのエアコン１５が稼動した場合には、上記エアコン１５によるエンジン回転数の低下を吸収するために、再度スロットル開度をΔＴＰＳ_kだけ開側に補正する。このように、従来装置では、エアコン１５の稼動によりＴＰＳ₄がステップ状にΔＴＰＳ_kだけ変化するので、エンジンの回転数変動を招くことになる。
それに対して、本実施の形態５においては、例えば、時刻Ｔ₅あるいは時刻Ｔ₇におけるように、エアコン１５の稼動要求があった場合でも、ＥＣＵ１７は、エアコン１５をオフのままにするよう制御するので、エンジン１に対するエアコン１５の負荷変動が生じない。したがって、ＴＰＳ₄を補正する必要がないので、エンジン回転数は上記Ｎｅ₄₁よりも低いＮｅ₄₂に抑制できるとともに、車速の変動を抑制することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、変速機がバックギヤの状態にある場合には、スロットル弁の開度を算出するための目標スロットル開度を、予め設定されたエンジン回転数Ｎｅに応じた上記目標スロットル開度よりも小さな値に置換えて、エンジンへの吸入空気量を調節するスロットル弁の開度規制を行い、エンジンの出力を抑制するようにしたので、後退運転時のエンジンの出力上昇や出力変動を抑制することができ、安定した後退運転を行うことができる。
【００２６】
本発明の請求項２に記載のエンジンの出力制御装置は、負荷が接続されている場合には、上記負荷の内、予め指定された負荷の稼動を強制的に停止してスロットル弁の開度を算出するようなスロットル弁の開度規制を行うようにしたので、エアコン等の稼動による負荷変動が生じることがなく、したがって、車速の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるエンジン制御システムの全体構成図である。
【図２】電子制御スロットル及びメカ制御スロットルの特性図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わるスロットル制御フローを示す図である。
【図４】本実施の形態１に係わるアクセル操作量とスロットル弁開度及び車速との関係を示す図である。
【図５】本実施の形態２に係わるスロットル制御フローを示す図である。
【図６】本実施の形態２及び本実施の形態３に係わるアクセル操作量とスロットル弁開度及びエンジン回転数との関係を示す図である。
【図７】本実施の形態３に係わるスロットル制御フローを示す図である。
【図８】本実施の形態４に係わるスロットル制御フローを示す図である。
【図９】本実施の形態４に係わるアクセル操作量とスロットル弁開度及びエンジン回転数との関係を示す図である。
【図１０】本実施の形態５に係わるスロットル制御フローを示す図である。
【図１１】本実施の形態５に係わるアクセル操作量とスロットル弁開度及びエンジン回転数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１エンジン、２変速機（トランスミッション）、３吸気管、４スロットル弁、５スロットル開度センサ（ＴＰＳ）、６スロットルアクチュエータ、６ｍモータ、７インジェクタ、８吸気バルブ、９排気バルブ、１０点火プラグ、１１アクセル開度センサ（ＡＰＳ）、１２アクセルペダル、１３スロットルコントローラ、１４エアコン作動装置、１５エアコン、１６変速機制御装置（ＴＣＵ）、１７エンジン出力制御装置（ＥＣＵ）、１８回転数検出手段、１９水温センサ。

Claims

エンジンの目標回転数に基づいてエンジンへの吸入空気量を調節するスロットル弁の開度を算出し、上記スロットル弁を制御してエンジンの出力を制御するエンジンの出力制御装置において、変速機がバックギヤの状態にある場合には、スロットル弁の開度を算出するための目標スロットル開度を、予め設定されたエンジン回転数Ｎｅに応じた上記目標スロットル開度よりも小さな値に置換えて上記スロットル弁の開度規制を行い、エンジンの出力を制御するようにしたことを特徴とするエンジンの出力制御装置。
負荷が接続されている場合には、上記負荷の内、予め指定された負荷の稼動を強制的に停止してスロットル弁の開度を算出するスロットル弁の開度規制を行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの出力制御装置。