JPS6316155A - 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） 本発明はエンジン出力の制御モードを運転状況に応じて
パワーモードとエコノミーモードとに選択的に切換可能
なエンジンの制？’ｉｎ装置に関する。

（従来技術） 従来から、エンジン出力の制御モードを運転状況に応じ
て切換えて車両の走行特性を改善させたものが種々提案
されている。例えば特開昭５９−７４３４１号公報には
、アクセル開度に対し複数の異ったスロットル開度特性
を予め記憶しておき、選択スイッチにより選択したメロ
５トル開度特性に基づいてスロットルバルブの開度をア
クセル操作に応じて制御するようにしたアクセル制御装
置が開示されている。このように選択可能な制御モード
を備えている場合、一般に出力特性を重視してスロット
ル制御ゲインを大きくした制御モードをパワーモード、
燃費特性を重視してスロットル制御ゲインを小さくした
制御モードをエコノミーモードと呼んでいる。

ところで、Ｍ／Ｔ車においては、走行中に変速機のシフ
トダウンを伴う加速の機会が比較的頻繁に生じる。この
ような加速時は通常運転者は比較的大きな加速力を得た
いという要求を示しているものであって、このような時
に、上述したエンジン出力のモードがエコノミーの場合
、運転者の要求している加速性を得ることはできず、運
転者が同時にパワーモードに切換えなくてはいけないと
いうわずられしさがあった。また、このような加速を行
なう場合は、一旦スロットル開度をゼロにするとともに
クラッチペダルを踏みこんで、エンジンと変速機との連
結を断ち、次いでギアを中立位置を介してシフトダウン
し、同時にアクセルペダルを踏みこんでスロットルバル
ブを開けて加速するという一連の動作が行なわれる。こ
のとき、それまでクラッチ出力軸の回転数Ｎｃと同一回
転数であったエンジン回転数Ｎｅは、アクセル開度がゼ
ロになることにより、クラッチ切断に伴ってクラッチ出
力軸の回転数Ｎｃよりも下まわることになり、一方クラ
ッチ出力軸は変速機の入力と同軸であるためその回転数
Ｎｃは、ギアシフトダウンとともに急激に上昇するから
、エンジン回転数Ｎｅとの差が大きく開くようになる。

したがって、ここでアクセルペダルを踏込んでエンジン
回転数Ｎｅを上昇させながらクラッチを接続するのであ
るが、このときにエンジンの制御モードがエコノミーモ
ードであると、エンジン回転数Ｎｅの上昇度が小さいた
め、良好な加速特性が得られず、かつ、クラッチ接続時
におけるクラッチ出力軸の回転数Ｎｃとエンジン回転数
Ｎｅとの差が大きいことによるショックを感じるため、
クラッチの接続に技巧を要するという問題があった。

（発明の目的） 上述の事情に鑑み、本発明は、シフトダウンを伴う加速
時の加速性を向上させるとともに上述したクラッチ接続
時のショックを軽減しうるエンジンの制御装置を徒供す
ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、エンジン出力の制御モードをパワーモードと
エコノミーモードとに選択的に切換可能なエンジンの制
御装置において、変速機のシフトダウンとアクセルの踏
込みとの双方が検出されたときに、前記エンジンを強制
的に前記パワーモードで制御す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、シフトダウンを伴う加速時にはスロッ
トルゲインが大となるから、エンジン回転数Ｎｅの立上
りが速くなり、良好な加速性が得られるとともにクラッ
チ接続時のショックが軽減されかつクラッチ接続が容品
になる利点がある。

（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はエンジン回転数センサ、９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、モード切換スイッ
チからの信号、および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■、変速機３からの
ギアポジション、エンジン回転数センサ８からのエンジ
ン回転数Ｎｅ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スロットル制御システムの基本
構成およびその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、情報検出部１３
は、車両のエンジンコンディション、周囲の状況等を検
出して、これらの状態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に相当する制御部１４は、
アクセル開度αに対応して予め定められたスロットル開
度ｆ（α）をあられす複数のマツプ１５を、情報検出部
１３からの信号によって選択し、かつ後述するスロット
ルゲインの増大率Ｋ（通常は１）を設定する部１６と、
フィードバック制御部１７と、情ｆｌｌｆ検出部Ｉ３か
らの信号にもとづいて制御ゲインＧ０〜ＧａＣ後述）を
決定する制御ゲイン決定部１８とからなる。そしてこの
制御部１４では２つの動作が行なわれている。すなわち
、複数のα−ｆ（α）マツプ１５から１つのマツプを選
択し、かつスロットルゲインの増大率Ｋを決定して目標
アクセル開度８丁を決定する（θアーに＊ｆＣα））利
得特性制御動作と、スロットルバルブ４を制御するフィ
ードバック制御動作である。後者のフィードバック制御
動作においては、情報検出部１３からの信号によって、
フィードバック制御部１７の制御ゲインＧ０〜Ｇ４を決
定する。これによりスロットル開度θの過渡応答性が可
変となる。フィードバック制御部１７からの出力（ＯＵ
Ｔ）は、第１図のＤＣモータ９に相当するサーボ駆動部
１９に与えられ、このサーボ駆動部１９がスロットルバ
ルブ４を駆動する。また、第１図のスロットル開度セン
サ６に対応するスロットル開度信号発生部２０は、実際
のスロー／　）ル開度θを検出してこのθの値をフィー
ドバック制御部へフィードバックしている。この場合の
制御部１４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３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〔１）式に示す。なお、Ｇ＋　、Ｇｚ　、
Ｇｙはそれぞれ比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲイ
ンをあられす定数十Ｇ！（θアーθ）′　　　・−−−
−ｍ−・・・−−−−−−・・・（１）このｉｌｌ弐を
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 θＴ’＝Ｇｌ（θ、−〇）’＋ＧＫ（θ、−θ）十Ｇ３
（θ７−θ）“　　　−一−−−・−−−−一−・−・
−・・−（２）ここで今回のスロットル開度偏差θアー
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＋２）弐から、θＴ
’　＝Ｇｌ＊　（ＥＮ−ＥＮＩ）＋Ｇ、＊ＥＮ＋Ｃｔ＊
　（（ＥＮ−ＥＮＩ）−（ＥＮＩ−ＥＮ２）１ ＝Ｇ、＊　　（ＥＮ−ＥＮＩ）＋Ｇｇ’４’ＥＮ＋Ｇｚ
”　　（ＥＮ−２＊ＥＮ　１　＋ＥＮ２）−−−・−・
−−−−ｍ−・−・−・・・（３）次に第４図は本発明
においてコントロールユニット５が行なうスロットル制
御のメインプログラムのフローを示す。まずステップ３
１においてシステムをイニシャライズする。次にステッ
プ３２で割込み許可処理を行なった後、ステップ３３で
アクセル開度αに対する目標スロットル開度θ７を求め
る。

次に第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３０ＩＩＩｓｅｃ毎に実行される。

まずステップ５Ｉ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
ジションを読みこむ。次いでステップ５３で第１図のＤ
Ｃモータ９に相当するスロットルアクチュエータの操作
ＩＭＮを前述した（３）式を用いて演算する　（ＰＩＤ
制御）。すなわち、ＥＮ←θ、−〇 ＭＮ−ＭＮ　＋　Ｇｏ＊（Ｇ＋　＊（Ｅ　Ｎ　　ＥＮ　
１　）＋Ｇｚ＊ＥＮ ＋Ｇｉ＊（ＥＮ−２＋ｋＥＮ１＋ＥＮ２））ＥＮＩ←Ｅ
Ｎ ＥＮＺ　＆−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Ｇｏ”’ｌ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
ＥＮＩ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
０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Ｍ
Ｎ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図は第４図のステップ３３における目標スロットル
開度θ、を決定するための制御フローの一例を示し、ま
ずステップ１００でモード切換スインチの切換位置がパ
ワーモードにあるかあるいはエコノミーモードにあるか
を判定し、エコノミーモードにあればステップ１０１で
変速機３のギアシフト位置を検出する。そしてギアシフ
ト位置が中立位置または後退位置にあるときはステップ
１１０へ進んでスロットルゲインの増大率Ｋを１とする
。ギアが前進位置にシフトされているときにはステップ
１０２へ進み、シフトダウン前のギアシフト位置を例え
ば「シフト１」として記憶する０次に変速後のギア位置
を「シフト２」として、ステップ１０３でシフトＩとシ
フト２を比較する。

そしてシフ、トダウンが行なわれた場合はステップ１０
４へ進んでシフトダウンフラグを立ててからステップ１
０６へ進む、シフトアンプが行なわれた場合はステップ
１０５でシフトダウンフラグを倒してからステップ１０
６へ進む、シフト位置に変更がない場合にはそのままス
テップ１０６へ進む、ステップ１０６では、変速後のシ
フト位置「シフト２」を「シフト１」の代りに記憶する
。

そしてステップ１０７でアクセルが踏みこまれたか否か
を判定し、その判定結果がＹＥＳのときはステップ１０
８でシフトダウンフラグが立っているか否かを判定し、
フラグが立ったいると判定された場合、すなわちシフト
ダウンを伴う加速であることが検知された場合にのみ、
ステップ１０９でスロットルゲイン増大率Ｋを所定の値
ε　（ε〉１）としてエンジンの制御モードをパワーモ
ードに切換え、ステップ１１１へ進む、なお、ステップ
１００における判定結果がパワーモードであるときには
直ちにステップ１０９へ進む。また、ステップ１０７に
おいてアクセルが踏みこまれていないと判定されたとき
、あるいはステップ１０８でシフトダウンフラグが立っ
ていないと判定されたときには何れもステップ１１０へ
移ってスロットルゲインの増大率に＝１としてステップ
１１１へ進む、ステップ１１１においては、例えば第７
図に示すようなアクセル開度αとスロットル開度ｆ（α
）との関係をあられす複数のマツプから１つのマツプを
選択する。第７図において直線Ａは、第１図の変速ａ３
のギアポジションが中立、後退、１〜３速位置にある場
合のアクセル開度αとスロットル開度ｆ（α）との関係
を示すマツプであり、曲ｗＡＢ、Ｃはギアポジションが
それぞれ４速および５速位置にあるときのマツプを示す
。ギアポジションが４速または５速位置にあるときには
、タイヤの駆動力が小さくかつ走行抵抗が大きいため、
アクセル開度αに対するスロットル開度ｆ（α）の利得
を大きくしている０次にステップ１１２において、ステ
ップ１１１で選択されたマツプによってアクセル開度α
に対するスロ７）ル開度ｆ（σ）ｍの値を求め、ステッ
プ１１３でこのスロットル開度ｆ（α）にスロットルゲ
インの増大率Ｋを乗じて目標スロットル開度θ、を決定
する。

第８図はシフトダウンを伴う加速時におけるギアポジシ
ョン、クラッチペダル操作量、エンジン回転数Ｎｅ、ク
ラッチ出力軸回転数Ｎｃおよびスロットル開度θの時間
的変化を示す説明図で、本実施例において変速機のシフ
トダウンとアクセルの踏込みとの双方が検出されたとき
にスロットルゲインを増大させた場合（Ｋ−ε、ε〉ｌ
）、すなわちエンジンをパワーモード副扉した場合のエ
ンジン回転数Ｎｅを実線で、Ｋ＝１すなわちエコノミー
モードで制御した場合のエンジン回転数を破線で示しで
ある。第８図から明らかなように、スロットルゲインが
大きい場合には加速性が大きく、かつクラッチ接続時に
おけるクラッチ出力軸の回転数Ｎｃとエンジン回転数の
差ΔＮが小さいからクラッチ接続ショックも小さい、こ
れに反してスロットルゲインが小さい場合には、加速性
が小さく、かつΔＮが大きいから、クラッチ接続ショッ
クも大きくなる。

なお、上記実施例ではスロットルゲインを変えることで
エンジンの制御モードを変更しているが、空燃比を変え
るようにしてもよい。

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図はスロットル制御システムの動作説明図、
第３図はスロットル制御システムのブロック線図、第４
図はメインプログラムのフローチャート、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図は目標スロットル開度を
決定するためのフローチャート、第７図はアクセル開度
に対する＃肴スロットル開度ｆ（α）の関係をあられす
マツブ、第８図は本発明の詳細な説明する図である。 １−・−エンジン　　　　　２・−・クラッチ３・−変
速ｆｉ　　　　　　　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・−エンジン回転数センサ ９−・−ＤＣモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジン出力の制御モードを出力重視のパワーモード
   と燃費重視のエコノミーモードとに選択的に切換可能な
   エンジンの制御装置において、変速機のシフトダウンと
   アクセルの踏込みとの双方が検出されたときに、前記エ
   ンジンを強制的に前記パワーモードで制御する手段を具
   備することを特徴とするエンジンの制御装置。