JPH0196447A - 内燃エンジンの吸入空気量制御装置 - 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） 本発明は内燃エンジンの吸入空気量制御装置に関し、特
にエンジンに供給される吸入空気量を、エンジン回転数
加速度に応じて制御する吸入空気量制御装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、この種の吸入空気量制御装置として、例えば特公
昭５１−４１１７７号公報が本出願人により既に開示さ
れている。この制御装置は、アクセルペダル位置が運転
者の所望するエンジン回転数、即ちエンジン出力を反映
することを考慮し、アクセルペダル位置に応じてエンジ
ン回転数が一義的に決定されるように吸入空気量を制御
することにより、温度や負荷の条件にかかわらず、エン
ジン回転数をアクセルペダル位置に応じた所望値に制御
して運転の容易化を図るものである。

しかしながら、該従来の制御装置は運転者の要求に合致
したエンジン出力を応答良く得る上で改善の余地を残し
ていた。即ち、アクセルペダルの位置自体は、その時点
において運転者が要求するエンジン出力を反映するが、
要求エンジン出力の変化の方向及び度合を表わすもので
はない。例えば、エンジン負荷が急激に増加した場合、
あるいは急加速を行う場合には、エンジン出力を速やか
に増加させるべく、アクセルペダルが急激に踏み込まれ
る一方、エンジン負荷が漸増し、あるいは緩加速を行う
場合には、アクセルペダルの踏込量の変化は緩やかであ
る。上記従来の制御装置では、かかる運転者が要求する
エンジン回転数の変化度合の相違については考慮されて
おらず、これに対応した制御が行われないので、例えば
急加速時におけるエンジン出力の上昇が遅れる等、運転
者の要求出力と実際のエンジン出力との間に差異が生ず
ることにより、運転者の意志を速やかに反映した制御が
行えない。

（発明の目的） 本発明は、」ユ記従来技術の問題点を解決するためにな
されたものであり、運転者の意志をより直接的に反映し
た良好な運転感が得られるようにした内燃エンジンの吸
入空気量制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、少なくともアクセル
ペダルの位置に応じて目標エンジン回転数を設定する目
標回転数設定手段と、実際のエンジン回転数を検出する
回転数検出手段と、前記目標回転数設定手段の出力と前
記回転数検出手段の出力との関係から制御量を決定する
制御量決定手段と、該制御量決定手段の出力に応じてエ
ンジンに供給される吸入空気量を制御する吸入空気量制
ｔｉ９１−段とを備えた内燃エンジンの吸入空気量制御
装置において、前記制御量決定手段は、前記目標回転数
設定手段の出力と前記回転数検出手段の出力との偏差を
求め、該偏差に基づいてエンジン回転数の基準加速度を
設定する基準加速度設定手段と、前記回転数検出手段の
出力からエンジン回転数の実際の加速度を検出する加速
度検出手段と、前記基準加速度設定手段及び加速度検出
手段の夫々の出力に基づいて前記制御量を決定する決定
手段とから成る内燃エンジンの吸入空気量制御装置を提
供するものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る制御装置の全体構成
を示すブロック図である。同図中１はアクセル・ペダル
・ストローク・センサであり、アクセル・ペダルの踏込
量δ１を検出し、その検出信号を目標回転数設定回路（
目標回転数設定手段）２に供給する。

ファースト・アイドル用マニュアル・スイッチ３は運転
者がアイドル回転数を高めたいときにオンされるスイッ
チ、エアコン（Ａ／Ｃ）用マグネット・クラッチ・スイ
ッチ４はエアコン（図示せず）が運転されているときに
オンされるスイッチであり、これらのオン−オフ信号は
ＯＲ回路５を介して前記目標回転数設定回路２に送られ
るる。

また、変速ギヤ・ポジション・センサ６は変速ギヤ（図
示せず）の係合状態を検知するセンサであり、変速ギヤ
位置に応じた信号を前記目標回転数設定回路２及び後述
の基ＩＱｌｉ加速度設定回路９に供給する。

前記目標回転数設定回路２は、これらのセンサ及びスイ
ッチからの信号に応じて目標エンジン回転数Ｎｏを設定
する。第２図及び第３図はこの一例を示すＮｏテーブル
であり、前者はファースト・アイドル用マニュアル・ス
イッチ３及びエアコン用マグネット・クラッチ・スイッ
チ４のいずれもがオフのときに適用されるテーブル、後
者は上記両スイッチ３，４のいずれかがオンのときに適
用されるテーブルである。

第２図によれば、■標エンジン回転数Ｎｏは、アクセル
・ペダル踏込量δ１がＯのときには変速ギヤ位置にかか
わらず所定のアイドル回転数Ｎｉに設定され、かかる設
定によりアイドル時のエンジン（図示せず）の回転を安
定させることができる。また、目標エンジン回転数Ｎｏ
はアクセル・ペダル踏込量δ１の増加とともに直線的に
増加し。

その増加の度合は変速ギヤ位１１１がニュートラル（ｎ
）のときに最も高く、以下ｌ速（１）及びリバース（ｒ
）、２速（２）、３速（３）の順に低くなるように設定
される。このような設定を行うのは、変速ギヤ位置に応
じた加速感を得るためである。更に、目標エンジン回転
数Ｎｏの最大値は、変速ギヤ位置が３速以外のときには
エンジンの許容最高回転数Ｎｍａｘに、３速のときには
法規制等による制限最高車速に対応する所定回転数Ｎｍ
にそれぞれ制限されるので、エンジンのオーバー・ラン
を防１１−シ且つ最高１１（速を適切に制限できる。

第３図はアクセル・ペダル踏込量δ１が小さいときの設
定のみが第２図と異なるものであり、目標エンジン回転
数Ｎｏの最小値は、各変速ギヤ位置に共通して、前記ア
イドル回転数Ｎｌより大なる所定のファースト・アイド
ル回転数Ｎｉ′に設定される。これにより、運転者の意
志に応じて及びエアコンの運転に伴い自動的にファース
ト・アイドル運転を行わせることができる。

目標回転数設定回路２は、上述のようにして設定した目
標エンジン回転数Ｎｏに応じた信号を回転数差分演算回
路７に供給する。

エンジン回転数センサ（回転数検出手段）８がエンジン
の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取り付け
られており、エンジン回転数Ｎを検出し、その検出信号
を前記回転数差分演算回路７及び後述の加速度演算回路
（加速度検出手段）１０に供給する。

回転数差分演算回路７は前記基準加速度設定回路９とと
もに、本実施例において基準加速度設定手段を構成する
ものである。回転数差分演算回路７は、目標回転数設定
回路２により設定された目標エンジン回転数Ｎｏ及びエ
ンジン回転数センサ８により検出された実際のエンジン
回転数Ｎから、エンジン回転数の差分ΔＮ＝Ｎｏ−Ｎを
演算し、その信号を基準加速度設定回路９、後述の回転
数差分判定回路１２及びスイッチ１４の一方の入力端子
に供給する。

基準加速度設定回路９は、エンジン回転数の差分ΔＮ及
び変速ギヤ・ポジションセンサ６により検出された変速
ギヤ位置に応じてエンジン回転数の基準加速度ｐａを設
定する。第４図はこの加速側の設定の一例を示すｆ’Ｊ
ａテーブルであり、同図によれば基準加速度Ｎｏは、エ
ンジン回転数の差分ΔＮが０のときには値０に設定され
、差分ΔＮの増加とともに直線的に増加するように設定
される。その増加の度合は、変速ギヤ位置がニュートラ
ル（ｎ）のときが最も大きく、以下１速（１）及びリバ
ース（ｒ）、２速（２）、３速（３）の順に小さくなる
ように設定される。このように変速ギヤ位置毎に基準加
速度ｆ４ｏを設定することにより、変速ギヤ位置に応じ
た、運転者の要求に合致した加速感を得ることができる
。

また、ニュートラル以外の変速ギヤ位置に対する基ｒ１
ｑ加速度良ｏの最大値は、同図に示すようにそれぞれｋ
Ｑｍｒ、　ｋ　（Ｑｍ＋、　　ｋ　ｊｑｍ２及びｋ　Ｑ
ｍ３に制限される。ここに、Ｑｍｒ〜Ｑｍ３は各変速ギ
ヤ位置において下地で達成できる最大車輌加速度に相当
するエンジン回転数の加速度（肉ｍｒ＝　Ｑｍｔ（ｆ４
ｍ２く肉ｍ３）、記号には所定値（例えば１．ｌ）であ
り、基準加速度Ｑａのかかる設定により、駆動輪の過剰
スリップを簡易な方法で防止することができる。

基準加速度設定回路９は、このようにして設定したエン
ジン回転数の基準加速皮肉０に応じた信号を加速度差分
演算回路（決定手段）１１に供給する。また、前記加速
度演算回路ｌＯはエンジン回転数センサ８かもの検出信
号を微分することにより、エンジン回転数の実際の加速
皮肉を演算し、その信号を前記加速度差分演算回路１１
に供給する。

該加速度差分演算回路１１はエンジン回転数の基準加速
度Ｑｏ及び実際の加速皮肉から、加速度の差分Δ肉＝肉
〇−内を演節し、その信号を前記スイッチ１４の他方の
入力端子に供給する。前記回転数差分判定回路Ｉ２はエ
ンジン回転数の差分の絶対値ｌΔＮ！と判別値設定回路
１５により設定された判別値αとを比較し、その判定結
果に応じた信号を前記スイッチ１４に供給する。スイッ
チ１４は該信号に応じて、１ΔＮ１≧αが成立するとき
には地方の入力端子側、即ち加速度差分演算回路１１に
、１ΔＮ＋＜αが成立するときには一方の入力端子側、
即ち回転数差分演算回路７に切り換えられる。

前記スイッチ１４の出力端子には、スロットル弁１７を
駆動するサーボ・モータ１６が電気的に接続されており
、スロットル弁１７の弁開度に応じてエンジンに供給さ
れる吸入空気量が制御される。即ち、サーボ・モータ１
６及びスロットル弁１７は吸入空気量制御手段を構成す
る。サーボ・モータ１６は、スイッチ１４により加速度
差分演算回路１１と接続されている場合、エンジン回転
数の加速度の差分Δ内〉０のとき、即ち基ｔ’＊加速度
内０〉実際の加速度内のときには開弁側に、Δ内く０の
とき、即ち肉０く肉のときには閉弁側にスロットル弁１
７を作動させ、Δ肉の絶対値が大きいほどスロットル弁
１７の弁開度の変化速度を大きくするように構成されて
いる。このことは、例えばサーボ・モータ１６への供給
電圧をΔ肉に応じて変化させることにより可能である。

したがって、実際のエンジン回転数Ｎと、アクセル・ペ
ダルの位置に応じて設定される目標エンジン回転数ＮＯ
との差が大きい場合（１ΔＮ１≧α）には、エンジン回
転数の加速度内が基準加速度Ｑｏとなるようにスロット
ル弁ｌ’′１７の弁開度、即ち吸入空気量が制御される
ので、エンジン回転数Ｎを目標エンジン回転数Ｎｏの近
傍に速やかに収束させることができる。また、アクセル
・ペダルの踏込量δ１の変化に応じて設定された基準加
速度内ｏは、エンジン出力の増減に対する運転者の要求
を直接的に反映したものであるので、上記のようなエン
ジン回転数の加速度制御を行うことにより、運転者の意
志をより直接的に反映した良々Ｉな運転感を得ることが
できる。更に、ｎ；Ｉ述したように基準加速度Ｑｏと実
際の加速度内との差が大きいほどスロットル弁１７の弁
開度の変化速度が大きく制御されるので、加速度制御が
より直接的に行われることにより、運転フィーリングは
更に向上する。

前記サーボ・モータ１６は、スイッチ１４によ番へ回転
数差分演算回路７と接続されている場合、即ち目標エン
ジン回転数ＮＯと実際のエンジン回転数Ｎとの差が小さ
い場合（１ΔＮ＋＜α）、目標エンジン回転数Ｎｏ）実
際のエンジン回転数Ｎのときには開弁側に、Ｎｏ＜Ｎの
ときには閉弁側にスロットル弁１７を作動させるように
構成されている。即ち、実際のエンジン回転数Ｎが目標
エンジン回転数ＮＯ近傍にある場合には、加速度制御で
はなくエンジン回転数自体の制御が行われ、これにより
加速度制御による過剰制御を防止し、制御の安定化を図
ることができる。

（第２実施例） 第５図は本発明の第２実施例を示す全体構成のブロック
図であり、」二連の第１実施例と同一構成部分について
は同一符号を（すしている。即ち、本実施例は目標エン
ジン回転数を設定する構成のみが第１実施例と異なり、
他のｔＦＩ成は同じである。

第１目標回転数設定回路（＋１標回転数設定手段）２′
は第１実施例における目標回転数設定回路２と同様に、
アクセル・ペダルの踏込量δｌ及び変速ギヤ位置等に応
じて第！の目標エンジン回転数Ｎ０１を設定し、その信
号を後述の目標回転数選択回路５９に供給する。

第２目標回転数設定回路５Ｉは目標回転数設定器５２の
出力及び変速ギヤ位置に応じて第２の目標エンジン回転
数ＮＱ２を設定し、その信号を前記目標回転数選択回路
５９及び後述の目標車速演算回路５７に供給する。前記
目標回転数設定器５２は運転者の手動により操作される
もので、その操作量δ２に応じた信号を出力する。また
、前記第２目標回転数設定回路５１には第２のＯＲ回路
５３を介して、前記変速ギヤ・ポジション・センサ６と
、目標回転数設定器５２の出力をキャンセルするマニュ
アル・キャンセル・スイッチ５４と、ブレーキ・スイッ
チ５５及びクラッチ・スイッチ５６とが接続されており
、前記目標回転数設定器５２の出力は、変速ギヤ位置が
ニュートラルのとき、マニュアル・キャンセル・スイッ
チ５４がオンのとき又はブレーキ若しくはクラッチが操
作されたときにキャンセルされるようになっている。

ｎ；ｊ記目標車速演算回路５７は第２の目標エンジン回
転数ＮＯ２及び変速ギヤ位置に応じて目標車速Ｖｏを演
算し、その演算結果は車室内のコントロール・パネル（
図示せず）に設けられた目標車速表示器５８に表示され
る。なお、目標車速Ｖｏの代わりに目標回転数設定器５
２の操作量δ２又は第２の目標回転数ＮＯ２を表示する
ようにしてもよい。

前記目標回転数選択回路５９は第１及び第２の目標エン
ジン回転数Ｎｏ＋及びＮＯ２のうち、高い方を選択し、
その信号を第２のスイッチ６０の一方の入力端子に出力
する。

車速センサ６１は車輌の従動輪（図示せず）に設けられ
、車速Ｖを検出するものであり、その信号を基準車輪速
度設定回路６２に供給する。該基準車輪速度設定回路６
２は、車速Ｖ及び所定の許容スリップ速度βから次式（
１）により基準車輪（駆動輪）速度ＶＲを設定し、その
信号を基準回転数設定回路６３に供給する。

Ｖｅ＝Ｖ十β　・・・（１） なお、基準車輪速度Ｖｇは所定の許容スリップ率λを用
いて、次式（２）により求めてもよく、また式（１）、
　　（２）を併用し、例えば両者による値の低い方を採
用するようにしてもよい。

ＶＲ＝Ｖ／（１−λ）・・・（２） 前記基準回転数設定回路６３は、基準車輪速度ＶＲ及び
変速ギヤ位置に応じて基準エンジン回転数Ｎｇを設定し
、その信号を、前記第２のスイッチ６０の能力の入力端
子及び回転数差分演算判定回路６４に供給する。

該回転数差分演算判定回路６４は基準エンジン回転数Ｎ
Ｒとエンジン回転数センサ８により検出されたエンジン
回転数Ｎとの差を求め、該差ＮＲ−Ｎと所定値ｒとを比
較し、その比較結果に応じた信号を前記第２のスイッチ
６０に出力する。第２のスイッチ６０は該信号に応じ、
ＮＲ−Ｎ≧ｒが成立するときには一力の入力端子側、即
ち目標回転数選択回路５９に、ＮＲ−Ｎ（ｒが成立する
ときにはエンジン回転数Ｎが過剰スリップを発生し得る
範囲にあるとして、住方の入力端子側、即ち基準回転数
設定回路６３に切り換えられるようになっている。第２
のスイッタ６０の出力端子は回転数差分演算回路７に接
続されている。その池の構成は前述の第１実施例と同様
である。

以上の構成により、実際のエンジン回転数Ｎが過剰スリ
ップを発生し得る範囲にない場合（ＮＲ−Ｎ≧ｒ）であ
って、目標回転数設定器５２により第２の目標エンジン
回転数ＮＯ２が設定されていないか、又は該ＮＱ２が第
１の目標エンジン回転数Ｎｏ＋以Ｆのときには、目標エ
ンジン回転数Ｎｏは、目標回転数選択回路５９及び第２
のスイッチ６０により、該第１の目標エンジン回転数Ｎ
ｏ＋に設定され、前述の第１実施例と同様にアクセル・
ペダルの踏込量δｌに応じたエンジン回転数制御が行わ
れる。

また、上記の場合であって、ＮＯ２＞Ｎｏｔが成立する
ときには、目標エンジン回転数Ｎｏは第２の目標エンジ
ン回転数ＮＯ２に設定され、目標回転数設定器５２の操
作量δ２に応じたエンジン回転数制御を行うことができ
る。

更に、実際のエンジン回転数Ｎが過剰スリップを発生し
得る値となった場合（ＮＲ−Ｎｏｒ）には、回転数差分
演算判定回路６４によってこの状態が判別され、第２の
スイッチ６ｏが切り換えられることにより、目標エンジ
ン回転数Ｎｏは基準エンジン回転数ＮＩ！に設定され、
したがって過剰スリップの発生を防止することができる
。

（第３実施例） 第６図は本発明の第３実施例の構成の一部を示すブロッ
ク図であり、上述の第２実施例と同一構成部分について
は同一符号を付するとともに、第２実施例のうちスリッ
プ制御を行うための構成及び目標エンジン回転数設定後
の回転数制御を行うための構成を省略している。

即ち、本実施例は第２実施例における目標回転数設定器
５２及び第２目標回転数設定回路５１に代えて、オート
・クルーズ用マニュアル・スイッチ１０１及び回転数記
憶回路１０２を設け、オート・クルーズ走行を可能とし
たものである。

回転数記憶回路！０２はオート・クルーズ用マニュアル
・スイッチｌｏｔがオンされたとき、そのときの実際の
エンジン回転数を記憶回転数Ｎｃとして記憶し、その信
号を目標回転数選択回路５９に出力する。回転数記憶回
路１０２にはマニュアル・キャンセル・スイッチ１０３
、ブレーキ・スイッチ５５及びクラッチ・スイッチ５６
が第３のＯＲ回路１０４を介して、及び変速ギヤ・ポジ
ション・センサ６が直接、接続されており、回転数記憶
回路＋０２の記憶内容は、変速ギヤ位置がニュートラル
のとき、マニュアル・キャンセル・スイッチ１０３がオ
ンのとき、又はブレーキ若しくはクラッチが操作された
ときにキャンセルされるようになっている。

前記目標回転数選択回路５９は記憶回転数Ｎｃと、アク
セル・ペダルの踏込量δｌ及び変速ギヤ位置に応じて第
１目標回転数設定回路２′において設定された第１の目
標エンジン回転数Ｎｏ＋どの高い力を選択し、その信号
を第２のスイッチ６０の一方の入力端子に出力する。そ
の蜆の構成は前述の第２実施例と同様である。

したがって、本実施例によれば所定の条件、即ちオート
・クルーズ用マニュアル・スイッチｌｏｔがオンとされ
、回転数記憶回路＋０２に記憶された記憶回転数Ｎｃが
第１の目標エンジン回転数Ｎｏｌよりも大きく、且つ実
際のエンジン回転数Ｎｅが過剰スリップを発生し得る範
囲にないという条件が成立したときに、実際のエンジン
回転数Ｎｅが記憶回転数Ｎｃに制御されるオート・クル
ーズ走行を行うことができる。池の条件においては前述
の第２実施例と同一の条件に従ってエンジン回転数制御
が行われる。

（発明の効果） 以上ＡＹ述したように本発明は、内燃エンジンの吸入空
気量制御装置において、吸入空気量の制御量を決定する
制御量決定手段を、少なくともアクセル・ペダルの位置
に応じて目標エンジン回転数を設定する目標回転数設定
手段の出力と回転数検出手段の出力との偏差を求め、該
偏差に基づいてエンジン回転数の基準加速度を設定する
基準加速度設定手段と、前記回転数検出手段の出力がら
エンジン回転数の実際の加速度を検出する加速度検出手
段と、前記基準加速度設定手段及び加速度検出手段の夫
々の出力に基づいて前記制御量を決定する決定手段とか
ら（１り成したものであるので、アクセル・ペダルの位
置の変化速度等に直接対応して、エンジン回転数の加速
度を制御できることにより、運転者の意志をより直接的
に反映した良好な運転感を得ることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る吸入空気量制御装置
の全体構成図、第２図及び第３図は互いに異なる目標エ
ンジン回転数のテーブルを示す図、第４図はエンジン回
転数の基準加速度のテーブルを示す図、第５図は本発明
の第２実施例に係る第１図と同様の全体ｔ１１１成図、
第６図は本発明の第３実施例に係る吸入空気量制御装置
の構成の一部を示す図である。 ２・・・目標回転数設定回路、２′・・・第１目標回転
数設定回路、７・・・回転数差分演算回路、８・・・エ
ンジン回転数センサ、９・・・基準加速度設定回路、１
０・・・加速度演算回路、１１・・・加速度差分演算回
路、１６・・・サーボ・モータ、１７・・・スロットル
弁。 出願人　　本田技研工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくともアクセルペダルの位置に応じて目標エン
   ジン回転数を設定する目標回転数設定手段と、実際のエ
   ンジン回転数を検出する回転数検出手段と、前記目標回
   転数設定手段の出力と前記回転数検出手段の出力との関
   係から制御量を決定する制御量決定手段と、該制御量決
   定手段の出力に応じてエンジンに供給される吸入空気量
   を制御する吸入空気量制御手段とを備えた内燃エンジン
   の吸入空気量制御装置において、前記制御量決定手段は
   、前記目標回転数設定手段の出力と前記回転数検出手段
   の出力との偏差を求め、該偏差に基づいてエンジン回転
   数の基準加速度を設定する基準加速度設定手段と、前記
   回転数検出手段の出力からエンジン回転数の実際の加速
   度を検出する加速度検出手段と、前記基準加速度設定手
   段及び加速度検出手段の夫々の出力に基づいて前記制御
   量を決定する決定手段とから成ることを特徴とする内燃
   エンジンの吸入空気量制御装置。