JPH02112640A - エンジン制御装置 - 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） 本発明はアクセルペダルの力に応答するエンジン制御装
置に関し、特に、車両のアクセルペダルへ加えられる力
に応答して通常の作動モード又はバックア、プ作動モー
ドのいずれかでのエンジン制御を確立すべ（エンジンの
作動条件を決定するエンジン制御装置に関する。

（従来の技術） バ、クア、プ制御を可能にすべ（エンジンの作動条件に
応答するエンジン制御装置は既知である。

ある既知のエンジン制御装置はアクセルペダルに加わる
力を監視し、その力がゼロである場合に、エンジンをア
イドルモードにするワイヤコントローラによる駆動方式
を備えている。この種の装置は米国特許筒４，６４０，
２４８号明細書に開示されている。

゛（発明が解決すべき課題） アクセルペダルに加わる力がゼロとされている状態で有
効なエンジン作動モードがい（つか存在する。従って、
これらの作動条件に応答してバックア、プモードを確立
することは望ましくない。

例えば、選択した値の車速を維持すべ（車両を巡航制御
モードで作動させている場合、アクセルペダル上の力は
ゼロである。同様Ｋ、エンジンが閉ループアイドル速度
制御モードで作動しているときにも、アクセルペダルに
加わる力はゼロである。

これらの場合、エンジン作動をバ、クア、プ制御で行な
うのは望ましくない。

（課題を解決するための手段） 本発明のエンジン制御装置は、アクセルペダルに加えら
れた力を感知するための力感知手段と、位置感知手段に
より感知されたアクセルペダルの位置に応じて空気と燃
料との混合物を制御する第１モード又はアクセルペダル
の位置とは無関係に所定の作動条件に応じて空気と燃料
との混合物を制御するようになされており、アクセルペ
ダルに加えられる力が通常ゼロである第２モードのいず
れかで選択的に作動できる通常燃料制御手段と、第２モ
ードでの通常燃料制御の選択された作動を感知するため
の作動感知手段と、アクセルペダルに加えられる力がゼ
ロのときに第２モードでの通常燃料制御の選択された作
動が感知されなかった場合に、通常燃料制御手段とは独
立に空気と燃料との混合物を所定量に制御するための制
御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明はアクセルペダルに加わる力と、アクセルペダル
に加わる力が通常ゼロである期間中の通常のエンジン作
動条件とを監視し、そのような条件が存在した場合に、
通常のエンジン作動を確立する。しかし、アクセルペダ
ルに加わる力がゼロであり、かつアクセルペダルに加わ
る力が通常ゼロの状態での通常のエンジン作動条件が存
在しない場合には、エンジンをメ、クア、プ制御モード
にし、フェイルセイフ式のエンジン作動を提供する。

（実施例） 第１．２図を参照すると、エンジン１０は運転手が制御
するが、この場合、運転手は、エンジンアイドル位置の
方へアクセルペダル１２を回転させる傾向を有するバネ
１６の偏倚力に抗してピボ、ト１４のまわりでオフアイ
ドル位置の方へアクセルペダル１２を回転させるように
アクセルペダル１２に力を加える。アクセルペダル１２
は、エンジンアイドル位置から、バネ１６の偏倚力に抗
して車両の運転手がアクセルペダルに加えた力の大きさ
に応じたオフアイドル位置へ回転する。

エンジン１０のシリンダへの供給を制御するエンジン制
御装置（第２図）はアクセルペダル１２の位置を利用す
る。この実施例においては、アクセルペダル１２の位置
は所望の燃料噴射量を表わす。この場合、エンジン制御
装置はエンジンの燃料インダクタを制御して所望量の燃
料を噴射し、次いでエンジン１０への空気流量を調整し
て所望の空燃比を提供する。別の実施例においては、ア
クセルペダル１２の位置は所望の空気流量を表わすもの
として利用することができる。この場合、エンジン制御
装置はエンジン１０内への空気流量を調整して所望の空
気量に等しくすると共に、エンジン１０内への燃料の噴
射量をも制御して所望の空燃比を得る。

運転手の入力コマンド゛を表わすアクセルペダル１２の
位置を測定するため、直線（線形）電位差計（位置感知
手段）１８を設け、ビボ、ト１４のまわりでのアクセル
ペダル１２の回転によりこの電位差計を作動させるよう
にする。第２図のエンジン制御装置は、直線電位差計１
８の出力を利用してエンジン１０への空気及び燃料入力
を制御する。更に、力センサ（力感知手段）２０をアク
セルペダル１２に配置し、アクセルペダルト２に対する
バネ１６の偏倚力に抗して車両の運転手がアクセルペダ
ル１２に加えた力を測定し、その出力を提供する。この
力センサは抵抗性ストレインゲージにより形成するとよ
い。

第２図を参照すると、空気及び燃料は、エンジン１０へ
の空気量を制御するスロットル弁２４を有するスロット
ルボア２２を通して、エンジン１０内へ導入される。燃
料はスロットル弁２４の上方の位置で燃料インダクタ２
６からスロットルポア２２へ噴射される。この実施例に
お（・ては、燃料インダクタ２６から噴射される燃料の
量はアクセルペダル１２により支配され、スロットル弁
２４は所望の空燃比を達成すべ（エンジン１０への空気
流を制御するように位置決めされる。

燃料インダクタ２６及びスロットル弁２４の制御はエン
ジン制御装置により行ない、この装置の主構成素子は、
調歩（ステップパイステ、プ）式の実行により燃料イン
ダクタ２６を制御し本発明の原理に従ってスロットル弁
２４を位置決めする作動プログラムを記憶した標準のデ
ジタルマイクロコンピュータの形をしたエンジン制御コ
ンピュータ２８である。

一般に、エンジン制御コンピュータ２８はアクセルペダ
ル１２の位置に基づきエンジン１０へ燃料を噴射するた
め燃料インダクタ２６へタイミングパルスを発し、所望
の空燃比を生じさせる空気流量を得るためサーボモータ
６０を介してスロ。

トル弁２４の位置を制御する。エンジン制御コンピュー
タ２８は、メモリー、中央処理装置、人力出力回路及び
クロックを備えた普通の自動車用コンピュータであり、
当業界で普通の技術程度により第６．４図のフローチャ
ートにて示す機能を果すようにプログラムされている。

種々の測定値のアナログ信号はＡ／Ｄ変換回路６２を介
してエンジン制御コンピュータ２８へ提供される。これ
らの信号はアクセルペダル１２の位置を表わす直線電位
差計１８の出力、エンジン１０への空気流量を測定する
普通の空気流量センサ（図示せず）の出力、力センサ２
０により感知された力を表わす力測定回路３４の出力、
エンジン冷却剤に晒される普通の温度センサにより提供
されるエンジン冷却剤温度信号、及び位置センサ６６に
より提供されるスロットル弁２４の位置を表わすアナロ
グ信号を含む。位置センサ６６はスロットル弁２４０角
度位置を表わす出力を有するサーボモータ６０の出力シ
ャフトにより、駆動せし°められる電位差計でよい。種
々のアナログ信号は、エンジン制御コンピュータ２８の
コマンド”　’ｌ　受１．ｊて、Ａ／Ｄ変換回路６２に
よりデジタル信号に変換される。デジタル信号のデジタ
ル値はエンジン制御コンピュータ２８のランダムアクセ
スメモリー（ＲＡＭ）に記憶され、燃料インダクタ２６
を制御する際及びスロットル弁２４の位置を制御する際
に使用される。

エンジン制御コンピュータ２８は更に、普通の点火デス
トリピユータからエンジンの回転数ヲ表わすパルス人力
と、車両のトランスミ、ジョンに設けた普通の速度セン
サから車速（ＳＰＤ）を表わすパルス入力とを受信する
。エンジン速度（ＲＰＭ）パルスは、エンジン１０の各
吸気行程毎に提供され、エンジン１０の各吸気行程に対
して燃料パルスを提供する燃料インダクタ２６の作動を
開始させる。エンジン速度（ＲＰＭ）パルス信号は更に
、エンジン１００回転速度を決定するために利用される
。同様に、車速（８ＰＤ）信号は、巡航制御作動モード
期間中にエンジン制御装置が指令された車速を確立して
いるときに使用される車速を決定するために利用される
。普通の車両の自動トランスミ、ジョンのニュートラル
状態（駐車状態又はシフトギヤのニュートラル位置）を
表わす別の人力信号（、Ｐ／Ｎ　）もエンジン制御コン
ピュータ２８に供給される。この信号（Ｐ／Ｎ　）は、
周知のように、トランスミ、ジョンのギヤ選択器が駐車
位置又ｔよニュートラル位置にあるときに作動するスイ
ッチにより提供してもよい。

エンジン制御コンピュータ２８の出力は、アクセルペダ
ル１２の位置により指令された燃料量を提供するように
計算された幅を有する、燃料インダクタ２６へのタイミ
ングパルスである。また、エンジン制御コンピュータ２
８は、所望の空燃比ヲ提供すべ（エンジン１０への所望
の空気流量を与えるように決定された指令を受けたスロ
ットル弁２４の位置を表わすデジタル信号をＤ／Ａコン
バータ６７へ供給スる。Ｄ／Ａコンバータ３７の出力は
スロットル位置サーボ６８へ供給される。

スロットル位置サーボ３８は、Ｄ／Ａコンバータ６７を
介して提供された指令を受けたスロットル弁２４の位置
及び位置センサ３６により提供されたスロットル弁２４
の実際の位置に応答して、サーボモータ６０へ信号を供
給し、指令を受けたスロットル位置を達成させるように
スロットル弁２４を位置決めする。

燃料インダクタ２６を制御１．、スロットル弁２４を位
置決めし、かつ本発明の原理に従って通常作動モード又
はバックアップ作動モードを制御するためのエンジン制
御コンピュータ２８の作動を第６．４図に示す。第６．
４図に示す作動ルーチンは、例えば１０ミリ秒間隔で繰
り返し実行される。まず、第３図を参照すると、プログ
ラムはステップ４０でスタートし、ステ、プ４２へ進み
、エンジン制御コンピュータ２日が種々の人力値及び個
々の信号状態を読取り記憶する。このステ。

プ４２では、Ａ／Ｄ変換回路３２へのアナログ人力を順
次読取り、これらの読取り値をエンジン制御コンピュー
タ２８のメモリー位置へ順次記憶させる作業をも行なう
。その後、プログラムは決定ステ、プ４４へ進み、力セ
ンサ２０により感知されステ、プ４２で記憶されたアク
セルペダルの力の大きさをゼロと比較する。所望のオフ
アイドル燃料流量を指令するために運転手によりアクセ
ルペダル１２へ加えられている力を表わすアクセルペダ
ルの力がゼロより大きい場合、プログラムはステ、プ４
６へ進み、感知した間違った状態の期間を表わす時間値
Ｔを記憶しているタイマをクリアする。次いで、ステッ
プ４８において通常燃料制御ルーチン（通常燃料制御手
段）を実行し、エンジン１０の各吸気行程において噴射
すべき燃料のためのパルス幅が決定され、これに対応す
るスロットル位置が確立される。燃料のためのパルス幅
信号はエンジン制御コンピュータ２８の出力カラ／り内
に設定され、各吸気行程に対応する各エンジン速度（ｌ
（、ＰＭ）パルス信号と共に発せられる。所望のスロッ
トル位置はＤ／Ａコンバータ６７を介してスロットル位
置サーボ３８へ供給される。

ステ、プ４８の通常燃料制御ルーチンを第４図に更に詳
細に示す。第４図を参照すると、通常燃料制御ルーチ／
はステ、プ５０から始まり、エンジンアイドルモード かを決定する決定ステ、プ５２へ進む。一実施例におい
ては、アイト９ルモード条件は、直線電位差計１８がア
クセルペダル１２の解放位置を表示したときに確立する
ようにするとよい。アイドルモード条件が存在すると仮
定すれば、プログラムはステ、プ５４へ進み、アイドル
制御ルーチンが確立される。一般忙、このアイドル制御
ルーチンはエンジン１０の速度を監視するため及び所望
のエンジンアイドル速度を維持する指令された燃料パル
ス幅を調整するためのものである。このルーチンは、エ
ンジンアイドル速度の制御において周知のように比例的
な整数制御項によりパルス幅を調整するために利用して
もよい。このパルス幅は前述のエンジン制御コンピュー
タ２８の出力カウンタ内に設定され、所望のエンジンア
イドル速度を確立するためエンジン速度（Ｒ，ＰＭ）パ
ルス信号と一緒に発せられる。

決定ステ、プ５２を参照すると、直線電位差計１８がア
クセルペダル１２のオフアイドル位置を表示した場合に
は、プログラムは決定ステップ５６へ進み、運転手が巡
航制御モードを指令したか否かを決定する。一般に、こ
のモー白ま車両の所望の巡航速度を自動的に維持するた
め運転手により指令される。車両の運転手により指令さ
れた巡航制御モードが可能であった場合、プログラムは
、所望の車速を得るように燃料パルス幅を調整するため
実際の車速信号及び指令された車速に応答する巡航ルー
チンをステップ５８において実行する。ステ、プ５４で
のルーチンと同様に、巡航ルーチンは所望の車速な維持
するために燃料パルス幅な調整するための比例的な整数
項を含んでもよい。次いで、このノぞルスはエンジン制
御コンピュータ２８の出力カウンタヘ供給され、燃料イ
ンダクタ２６へ供給される。

決定ステ、プ５６を参照すると、巡航制御モードとされ
ていない場合、ステ、プロ０を実行し、エンジン１０の
各吸気行程で噴射すべき燃料のパルス幅を、直線電位差
計１８の出力により表わされる指令された燃料量に応じ
て制御する。このパルス幅はエンジン制御コンピュータ
２８の出力カウンタへ供給され、エンジン速度（ＲＰＭ
）ノξルス信号と一緒に燃料インダクタ２６へ供給され
る。

ステップ５４．５８．６０のいずれかのルーチンから、
プログラムはステ、プロ２へ進み、所望の空燃比を得る
に必要な空気量を決定する。このステップ６２から、プ
ログラムはステ、プロ４へ進み、指令されたスロットル
位置を表わすＤ／Ａコンバータ３７への出力を、ステッ
プ４２で測定した空気流量センサからの実際の空気流量
とステップ４８で決定された所望の空気流量との差に基
づき調整する。この信号は、所望の空燃比を正確に得る
ため比例的な整数項忙従って調整してもよい。スロット
ル位置サーボ３８はサーボモータ３０を介してスロット
ル弁２４を位置決めするためこの指令された信号に応答
し、かつエンジン１０への指令された所望の空気流量を
得るため位置センサ６６からのフィードバック信号に応
答する。ステ、プロ４から、プログラムは第３図のルー
チンへ戻る。

再度第３図を参照すると、決定ステップ４４で、アクセ
ルペダル１２が解放位置にあり車両の運転手によりアク
セルペダルへカが加えられていないと判断された場合、
プログラムは、この状態が正常であるようなモードで装
置が作動しているか否かを決定する。このようなモード
の一つは第４図に関して説明した巡航制御モードである
。このモードの作動は決定ステ、プ（作動感知手段）６
６にて感知される。アクセルペダル１２０力が通常ゼロ
である巡航制御モードで装置が作動している場合、プロ
グラムは次いで前述のステップ４６へ進み、その後、ス
テ、プ５８を経て、所望の車速を維持するために実行さ
れるステ、プ４８の通常燃料ルーチンへ進む。

アクセルペダル１２に加えられる力がゼロであり、装置
が巡航制御モード中でない場合は、プログラムは、この
状態が正常であるような残りの作動モードが存在するか
どうかを判断する。前述のように、このモードはアイ上
９ルモートゝであり、このアイドルモードにおいては、
エンジンのアイドル速度は第４図のステ、プ５４のアイ
ドル速度制御ルーチンを介して制御される。このモード
期間中、スロットル弁２４の位置は所望のエンジンアイ
ドル速度を維持するためのある値に通常保持される。こ
の通常作動は、スロットル弁２４の指令された位置によ
り表わされるアイドル速度コマンドがゼロより大きいか
否かを決定する決定ステップ６８にて感知される。ゼロ
より大きい場合は、アイドル速度が制御中であることを
示し、プログラムはステ、プ４６へ進んでタイマＴをゼ
ロにクリアし、その後、ステ、プ４８の通常燃料制御ル
−チンを実行して所望のエンジンアイドル速度を維持す
る。しかし、エンジン速度が所望のエンジンアイドル速
度より大きくしかもアイ上１ル速度制御ルーチン（ステ
、プ５４）が実行不能でエンジン速度を所望のエンジン
アイドル速度まで減少させることができないような間違
った（異常な）状態が存在する場合は、指令された燃料
供給、従ってスロットル弁２４の指令された位置は、フ
ロ。

トル弁２４の指令された位置がゼロに設定される時間ま
で減少せしめられる。この異常状態は、［）／Ａコンバ
ータ３７へ提供されたスロットルの指令された位置をゼ
ロと比較することにより、決定ステ、プロ８にて感知さ
れる。指令された位置がゼロである場合は、エンジンア
イドル速度がステップ５４のアイドル制御ルーチンの制
御を受けていないことを示し、プログラムは決定ステ、
プ７０へ進み、異常状態の時間Ｔの間隔を較正（キャリ
ブレーション）定数Ｋ（例えば、１００ミリ秒）と比較
する。定数Ｋに相当する時間間隔の間異常状態が存在し
なかった場合には、時間値Ｔをステ、プ７２にて増大さ
せ、ステ、プ４８の通常燃料制御ルーチンを実行する。

しかし、定数Ｋに相当する時間間隔の間に異常状態が存
在した場合は、プログラム−はステ、プ（制御手段）７
４へ進み、バックアップ燃料制御ルーチンが実行される
。

このルーチンの期間中、燃料インダクタ２６へ供給され
た燃料パルス幅をある低い値に減少させてエンジンアイ
ドル速度状態にする。ステップ７４のバックアップ燃料
制御ルーチンは、所望の空燃比を維持するため上述の各
ステ、プロ２．６４のように空気流量の制御を含んでも
よい。

本発明の好適な実施例によれば、バックアップ燃料制御
ルーチンは、車両の運転手が車両のトランスミッション
をドライブ位置（Ｄ）から駐車位置（Ｐ）又はニュート
ラル位置（Ｎ）へ意図的にシフトするまで、う、チされ
る。この状態は決定ステ、プ７６で感知される。車両の
運転手がドライブ位置又は後進位置（Ｒ）から駐車位置
又はニュートラル位置へトランスミ、ジョンをシフトし
なかったと仮定すると、プログラムはステップ７４のバ
ックアップ燃料制御ルーチンへ戻る。このサイクルは、
車両の運転手がトランスミ、ジョンを駐車位置又はニュ
ートラル位置ヘシフトするまで、繰り返される。この状
態が感知されたとき、プログラムは第６図のルーチンを
出る。その結果、運転手はバックアップ燃料条件をリセ
ットできる。

異常状態が訂正された場合、エンジン燃料及びエンジン
空気の通常制御状態が上述のように制御される。しかし
、異常状態が続行して存在する場合は、ステ、プ７４の
バックアップ燃料制御ルーチンが上述のように再度可能
になる。

本発明の好適な実施例においては、異常状態は、（アイ
ドル速度制御ルーチンがエンジン速度の制御を受けて（
・ないことを示す）指令されたフロ。

トル位置がゼＯＫなったときに決定ステップ６８で感知
するようにしたが、他のパラメータを利用してこの異常
状態を感知してもよい。例えば、１つの例として、エン
ジントルク出力がある所定の値（この値は温度の関数で
よい）よりも太き（なった状態を異常状態として表わし
てもよい。このトルク出力はエンジン速度とインダクタ
への燃料パルス幅との積で表わすことができる。代りに
、エンジンの値（この値はエンジン温度の関数でよい）
がその温度でのエンジンアイドル速度よりも大きくなっ
た状態を異常状態として表わしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を合体したワイヤ装置により駆動
せしめられる車両のアクセルペダルの概略側面図、 第２図は本発明の原理を合体したエンジン制御装置及び
エンジンを示す構成図、 第６図及び第４図は本発明の原理を実施する第２図のエ
ンジン制御装置の作動を示すコンピュタのフローチャー
トである。 符号の説明 １０：エンジン　　　　　１２：アクセルペダル１８：
直線電位差計　　２０二力センサ４８二通常燃料制御ス
テ、プ ５４：アイドル速度制御ステップ ：モード作動感知ステ、プ ：ハ、クア、プ燃料制御ステ、プ ヒＩＧ、３ ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気及び燃料を供給する吸気空間を有する車両エン
   ジン（１０）のためのエンジン制御装置であって、エン
   ジンアイドル位置へ偏倚されていて、加えられた力に応
   答してエンジンオフアイドル位置へ作動できるアクセル
   ペダル（１２）と、前記加えられた力により確立された
   前記アクセルペダル（１２）の位置を感知するための位
   置感知手段（１８）とを備えたエンジン制御装置におい
   て、 前記アクセルペダル（１２）に加えられた力を感知する
   ための力感知手段（２０）と、 前記位置感知手段（１８）により感知された前記アクセ
   ルペダルの位置に応じて空気と燃料との混合物を制御す
   る第１モード又は前記アクセルペダルの位置とは無関係
   に所定の作動条件に応じて空気と燃料との混合物を制御
   するようになされており、該アクセルペダルに加えられ
   る力が通常ゼロである第２モードのいずれかで選択的に
   作動できる通常燃料制御手段（４８、第４図）と、 前記第２モードでの通常燃料制御の選択された作動を感
   知するための作動感知手段（６６）と、前記アクセルペ
   ダル（１２）に加えられる力がゼロのときに前記第２モ
   ードでの通常燃料制御の選択された作動が感知されなか
   った場合に、前記通常燃料制御手段とは独立に空気と燃
   料との混合物を所定量に制御するための制御手段（７４
   ）と、を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。 ２、請求項１に記載のエンジン制御装置において、前記
   第２モードが車両の所定の車速を維持するように空気と
   燃料との混合物を制御する巡航制御モードであるエンジ
   ン制御装置。 ３、請求項１又は２に記載のエンジン制御装置において
   、前記通常燃料制御手段（４８、第４図）が前記アクセ
   ルペダル（１２）のアイドル位置及びエンジン速度（Ｒ
   ＰＭ）に応答して所定のエンジンアイドル速度を維持す
   るように空気と燃料との混合物を調整するためのアイド
   ル速度調整手段（５４）を有し、当該エンジン制御装置
   が更に、前記アクセルペダル（１２）に加えられた力が
   ゼロであるときにエンジン速度を減少させるような前記
   アイドル速度調整手段による空気と燃料との混合物の調
   整、すなわちエンジン速度がアイドル速度調整手段の制
   御を受けないことを表わす所定の値を感知し、前記通常
   燃料制御手段とは独立に空気と燃料との混合物を所定量
   に制御すべく前記制御手段（７４）を作動させる感知手
   段をも備えているエンジン制御装置。