JPH03185250A

JPH03185250A - 車両の高地検出装置

Info

Publication number: JPH03185250A
Application number: JP32478089A
Authority: JP
Inventors: Satoru Takizawa; 瀧澤　哲
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-08-13

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、車両の使用環境が高地であるかどうかを判断
する高地検出装置に関する。

従来の技術高地では空気密度が減少するため、高地走行する車両は
内燃機関出力が低下し、所定の走行性能を十分に発揮す
ることができな（なってしまう。

このため、車両の高地を検出する手段を設け、高地であ
る場合はこれに対応して駆動制御することにより、走行
性能を完全に引き出せないまでも高地に沿った走行条件
を設定でき、車両の走行性能を向上させることができる
。

上記高地を検出する手段としては気圧計が一般に知られ
ており、該気圧計を用いることにより高地判断を行うこ
とが考えられる。

発明が解決しようとする課題しかしながら、車両に気圧計を用いて高地判断を行う場
合、該気圧計が余分に必要となり、大幅なコストアップ
が余儀なくされてしまうという課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、内燃機関
の運転条件から高地判断を行うことにより、部品点数の
削減を行うことができる車両の高地検出装置を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段かかる目的を達成するために本発明の第１の構成は第１
図に示すように、内燃機関ａのスロットル開度を検出す
るスロットル開度検出手段すと、内燃機関ａの吸入空気
量を検出する吸入空気量検出手段Ｃと、これらスロット
ル開度検出手段すおよび吸入空気量検出手段Ｃで検出し
たスロットル開度と吸入空気量との関係から高地判断を
行う高地判断手段ｄと、を設ける。

また、かかる目的を達成するために本発明の第２の構成
は第２図に示すように、内燃機関ａのスロットル開度を
検出するスロットル開度検出手段すと、内燃機関ａの回
転数を検出する回転数検出手段ｅと、内燃機関ａの吸入
空気量を検出する吸入空気量検出手段Ｃと、これらスロ
ットル開度検出手段す２回転数検出手段ｅおよび吸入空
気量検出手段Ｃで検出したスロｙ）ル開度２機関回転数
および吸入空気ｈｔとの関係から高地判断を行う高地判
断手段ｄと、を設ける。

作用以上の構成により本発明の車両の高地検出装置は、高地
では空気密度が減少することに着目して構成したもので
、第１図に示した第１の構成では、スロットル開度検出
手段すで検出したスロットル開度と、吸入空気量検出手
段Ｃで検出した吸入空気Ｌ１との関係を用いて、空気密
度に対応する値を検知することができ、高地判断手段ｄ
ではこの値から高地かそうでないかを判断することによ
り、余分な気圧計を用いることなく高地判断を簡単に行
うことができる。

また、第２図に示した第２の構成では、スロットル開度
検出手段すで検出したスロットル開度と、回転数検出手
段Ｃで検出した機関回転数と、吸入空気量検出手段Ｃで
検出した吸入空気量との関係を用いて、空気密度に対応
する値をより正確に検知することができ、高地判断手段
ｄによる高地判断をより確実に行うことができる。

ところで、上記第１の構成では、高地判断手段ｄは、ス
ロットル開度に対する基準空気量のデータを予め設定し
、該基準空気量と実際の吸入空気量との空気量比により
高地判断を行うことにより、より簡単に判断を行うこと
ができる。

また、上記第２の構成では、高地判断手段ｄは、スロッ
トル開度および機関回転数に対する基準空気量のデータ
を予め設定し、該基準空気量と実際の吸入空気量との空
気量比により高地判断を行うことにより、正確でより簡
単に判断を行うことができる。

更に、上記第１．第２の構成において、高地判断手段ｄ
は、上記空気量比を常時求めてその平均値で高地判断の
補正を行うことにより、より正確な判断を行うことがで
きる。

更にまた、上記第１．第２の構成において、内燃機関ａ
の冷却水温検出手段を設け、該冷却水温が暖機状態より
低いときは高地判断を行わない構成とすることにより、
機関始動直後の不安定状態で高地判断の誤認を防止する
ことができる。

実施例以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第３図は本発明の高地検出装置１０の第１実施例を示し
、該高地検出装置１０を自動変速機１２に適用した場合
を例にとって以下説明する。

即ち、上記高地検出装置１０は、内燃機関１４の吸気通
路１６に設けられたスロットルバルブ１８の開度を検出
するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度セ
ンサ２０と、該吸気通路１６に設けられたエアフローメ
ータ２２を通過する吸入空気量を検出する吸入空気星検
出手段としての吸入空気ｆｉｔセンサ２４と、これらス
ロットル開度センサ２０および吸入空気量センサ２４の
検出信号をそれぞれ入力して、高地判断を行う高地判断
手段２６とを備えている。

また、上記高地判断手段２６には、内燃機関１４の冷却
水温を検出する冷却水温検出手段としての水温センサ２
８からの検出信号が入力される。

そして、上記高地判断手段２６で判断された高地、低地
の判断結果は自動変速機１２の変速条件設定手段３０に
出力され、該変速条件設定手段３０で決定された変速条
件は走行ギア決定手段３２に出力され、該走行ギア決定
手段３２から自動変速機１２にギア位置信号が出力され
るようになっている。

尚、上記走行ギア決定手段３２には、上記スロットル開
度センサ２０のスロットル開度信号、および〔Ｊ動変速
機１２の出力軸３４に設けられた車速センサ３６からの
車速信号が人力され、変速判断が行われるようになって
いる。

以上の構成により本実施例の車両の高地検出装置１０の
機能を、第４図から第１０図によって説明する。

第４図、第５図、第７図、第９図、第１０図は上記高地
判断手段２６でそれぞれ実行されるフローチャートを示
し、第６図、第８図は処理過程で用いられるデータであ
る。

即ち、第４図は予め設定された基準空気量と吸入空気量
との比を周期的に演算するルーチンで、まず、ステップ
１００でスロットル開度ＴｖＯを読み込むが、このＴＶ
Ｏ読み込みは例えば第５図に示すように５　ｍ５ｅｃ毎
にＡ／Ｄ変換されたものが用いられる。

次のステップ１０２では、上記読み込まれたスロットル
開度ＴＶＯを基に第６図の基準空気量テーブルから基準
空気量Ｑａ′を求める。

次のステップ１０４では内燃機関１４の吸入空気量を、
第７図に示すように５　ｍ５ｅｃ毎にＡ／Ｄ変換したも
のを読み込み、ステップ１０６では吸入空気量信号の異
常チエツクを行い、ステップ１０８で異常と判断した場
合はステップ１１０に進んで異常時の処理を行い、演算
を終了する。

尚、このときの異常時処理としては、例えば、累常フラ
グをセｙトして「低地」判断を行う。

一方、ステップ１０８で正常であると判断された場合は
、ステップ１１２に進んで吸入空気量のＡ／Ｄ値を、第
８図に示す吸入空気量センサのリニアライズ特性に従っ
て変換してＱａとし、線形化を行う。

次に、ステップ１１４では上記基準空気ｆｆ１Ｑａ’と
実際の吸入空気量Ｑａとから空気量比を次の式に基づい
て演算する。

空気量比−Ｑ　ａ／　Ｑ　ａ’・・・■そして、ステッ
プ１１６では上記ステップ１１４で求められた空気量比
を加重平均又は移動平均を用いて平均化処理を行う。

第９図は高地判断処理を行うルーチンで、この処理は上
記第４図の空気量比演算処理に引き続いて行われる。

即ち、この高地判断処理ではまずステップ１２０で空気
量比の平均値を読み込み、ステップ１２２では前回まで
の状態が「高地」又は「低地」のいずれかであったかを
判断し、「高地」の場合はステップ１２４に進み、「低
地」の場合はステップ１２６に進む。

上記ステップ１２４では上記ステップ１２０で読み込ま
れた平均値と、予め設定されている第１の所定値とを比
較し、「平均値〉第１の所定値」であるかどうかを判断
し、平均値が第１の所定値より大きい場合はステップ１
２８に進んで、前回「高地」と判断されていたのを変更
して［−低地」と判断する一方、平均値が第１の所定値
以下である場合は、そのままリターンされる。

一方、上記ステップ１２６では上記平均値と、予め設定
されている第２の所定値（ただし、第１の所定値≧第２
の所定値の関係にある。）とを比較し、「平均値〈第２
の所定値」であるかどうかを判断し、平均値が第２の所
定値より小さい場合はステップ１３０に進んで、前回「
低地」と判断されていたのを変更して「高地」と判断す
る一方、平均値が第２の所定値以上である場合には、そ
のままリターンされる。

尚、ここでは、高地判断を１高地」と１低地１の２段階
をもって行うが、これに限ることなく３段階以上に判断
してもよく、また、平均値そのものを用いて高地度合い
を表してもよい。

更に、本実施例では機関暖機過程での誤判断を防止する
ため、高地判断手段２６に入力される水温センサ２８か
らの信号により、第１０図のフローチャートを用いて低
温時に高地判断を禁止するようになっている。

即ち、第１０図のフローチャートでは、まずステップ１
４０により水温センサ２８の出力をＡ／Ｄ変換したもの
を水温Ｔ、として読み込み、次のステップ１４２では該
水温Ｔ、と、予め設定された温度データＴ　Ｗｍ。、と
を比較し、Ｔｗ≧Ｔ　Ｖ＋＋＋＊ｌの場合はステップ１
４４に進んで、上記第９図に示した高地判断の処理を実
行する。

一方、上記ステップ１４２でＴ　ｗ＜　Ｔ　ｗ、、、と
判断した場合は、暖機途中であるとしてステップ１４６
により高地判断を禁止し、判断結果を「低地」および空
気量比を「１」に設定する。

そして、１−記高地判断手段２６により判断された結果
は、第３図に示す変速条件設定手段３０に出力され、該
変速条件設定手段３０から変速ギア決定手段３２に変速
条件を出力して、自動変速機１２の変速状態を内燃機関
１４の出力に対応して最適状態に設定するようになって
いる。

即ち、第１１図から第１３図のフローチャートは、上記
自動変速機１２の変速状態を制御するための処理を示し
、第１１図はメインルーチンで、まず、ステップ１５０
によって上記第９図のフローチャートで演算された判断
結果、つまり、「高地」か「低地」かを読み込み、次の
ステップ１５２では該判断結果に基づいて変速条件を選
択する。

即ち、この変速条件の選択は、予め「高地ｊ用と「低地
」用とに準備されたシフトパターンテーブルを選択する
ようになっており、該シフトパターンテーブルとしては
、例えば第１４図に示すように車速ＶＳＰとスロットル
開度ＴＹＯとの関係をもって、アップシフト境界線（実
線）とダウンシフト境界線（破線）が設定されたもので
、「高地ｊ用と「低地」用とはこれら境界線の位置が異
なっているものが用意される。

そして、−に二己ステ・ツブ１５２（こよりシフトパタ
ーンテーブルが選択されると、ステップ１５４およびス
テップ１５６によってスロットル開度ＴＶＯおよび車速
ＶＳＰを読み込む。

上記スロットル開度ＴｙＯの読み込みは、例えば第１２
図に示すように５　ｍ５ｅｃ毎にＡ／Ｄ変換されたもの
が読み込まれ、一方、上記車速ｖＳＰの読み込みは、例
えば第１３図（ａ）、（ｂ）に示すように車速センサ３
６からのパルス信号を所定時間（１００ｍ５ｅｃ）計数
することにより算出される。

次に、ステップ１５８では上記スロットル１５４．１５
６で読み込まれたＴＶＯ，ＶＳＰを、選択されたシフト
パターンテーブルに参照して走行ギア段を決定し、ステ
ップ１６０ではこの決定されたギア段に基づいて自動変
速ａ１２のシフトソレノイドに制御信号を出力する。

尚、上記自動変速機１２では２つのシフトソレノイド３
８．４０をＯＮ、ＯＦＦ切り換えすることにより、それ
ぞれに対応して設けられた図外の２つのシフトバルブが
切り換えられるようになっており（特開昭６２−６２０
４７号公報参照）、該シフトバルブの切り換えによりギ
アトレーンに組み込まれた摩擦要素が締結又は解放され
て、ギア比の切り換えが行われる。

以上の構成により本実施例にあっては、高地検出装置１
０によって判断された結果に基づいて自動変速機１２の
変速状態が補正されるため、高地にあって内燃機関１４
の出力不足が来される場合にも、最適な変速状態を設定
することができる。

ところで、本実施例の高地検出装置１０にあっては、高
地では空気密度が低下することに着目して、通常、車両
の内燃機関１４に設けられる吸入空気屋上ンサ２４とス
ロットル開度センサ２０とから、所定のスロットル開度
に対する実質的な吸入空気量の変化を検出して高地判断
を行うようになっており、従って、従来の高地判断に用
いられる気ＩＥ計等の余分な機器を必要とせず、大幅な
コストダウンを図ることができる。

第１５図は本発明の高地検出装置１０ａの第２実施例を
示し、上記第１実施例と同一構成部分に同一符号を付し
て重複する説明を省略して述べる。

即ち、この第２実施例では内燃機関１４の回転数を検出
する回転数検出手段としての回転数センサ５０を設け、
該回転数センサ５０の検出信号を高地判断手段２６に出
力することにより、該高地判断手段２６での高地判断を
、第１実施例で述べたスロットル開度ＴｖＯおよび吸入
空気ｆｆ１Ｑａ以外に機関回転数Ｎｅを加えて行うこと
により、より正確な高地判断を行うようにしたものであ
る。

尚、この実施例では上記実施例と同様の制御をもって高
地判断が行われるが、ただ、第１実施例の第４図で実行
される空気ｆ’ｓｔ比の平均化処理ルーチンに代えて、
第２実施例では機関回転数Ｎｅを導入した第１６図の平
均化処理ルーチンが用いられる。

以下、第１６図の平均化処理ルーチンを説明するが、こ
れは第４図のフローチャートと同一処理部分に同一符号
を付して、重複する説明を省略して述べる。

即ち、第１６図のルーチンではステップ１００とステッ
プ１０２との間に、ステップ１０１の機関回転数Ｎｅ読
み込みの処理を導入する。

尚、上記機関回転数Ｎｅの読み込みは、第１７図（ａ）
、（ｂ）に示すように、回転数センサ５０からの信号の
パルス数を所定時間（例えば１００　ｍ５ｅｃ）計数す
ることにより算出したものが用いられる。

また、ステ、ブ１０２の基準空気量の算出に用いられる
ｙλ準準急気量テーブル、第１８図に示すものが用いら
れ、機関回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯとの関係か
ら基準空気量Ｑａ’が求められる。

そして、ステップ１０４以下の処理は第■実施例と同様
の処理が行われ、かつ、高地判断ルーチンでは第９図に
示すものが用いられる。

ところで、この第２実施例にあっても第１０図に示した
冷却水による低温時の高地判断禁止を行うこともできる
。

尚、ヒ述した各実施例では高地検出装置１０゜１０ａの
判断結果を、自動変速機１２の変速状態の制御に用いた
場合を開示したが、これに限ることなく該高地検出装置
１０．１０ａの判断結果をその他の制御に利用すること
ができることはいうまでもない。

発明の詳細な説明したように本発明の車両の高地検出装置にあって
は、請求項１では内燃機関の本来の制御に用いられる要
素であるスロットル開度と吸入空気量との関係から高地
判断を行うようにしたので、気圧計を用いることなく高
地判断を簡単に行うことができ、大幅なコストダウンを
達成できるという効果を奏する。

また、請求項２では上記請求項１で用いられるスロット
ル開度および吸入空気量以外に機関回転数を高地判断に
用いるため、内燃機関の出力状態をより正確に把握する
ことができ、より的確な高地判断を行うことができると
いう効果を奏する。

更に、請求項３では上記請求項１において高地判断手段
は、スロットル開度に対する基準空気量のデータを予め
設定し、該基準空気量と実際の吸入空気量との空気量比
により高地判断を行うことにより、より的確かつ尾速な
判断を行うことができるという効果を奏する。

更にまた、請求項４では上記請求項２において高地判断
手段は、スロットル開度および機関回転数に対する基準
空気量のデータを予め設定し、該基準空気量と実際の吸
入空気量との空気量比により高地判断を行うことにより
、より的確かつ迅速な判断を行うことができるという効
果を奏する。

また、請求項５では上記請求項３又は４において高地判
断手段は、上記空気量比を常時求めてその平均値で高地
判断の補正を行うことにより、それぞれの場合において
より正確な判断を行うことができるという効果を奏する
。

更に、請求項６では」二記請求項１から５のいずれかに
おいて、内燃機関の冷却水温検出手段を設け、該冷却水
温が暖機状態より低いときは高地判断を行わない構成と
することにより、機関始動直後の不安定状態で高地判断
の誤認を防止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の構成を示す概略図、第２図は本
発明の第２の構成を示す概略図、第３図は本発明の第１
実施例を示す概略構成図、第４図は本発明の第１実施例
の制御に用いられる空気量比の平均化ルーチンを示すフ
ローチャート、第５図は第４図のフローチャートにおい
てスロットル開度読み込みのためのＡ／Ｄ変換ルーチン
を示スフローチャート、第６図は第４図のフローチャー
トにおいて７Ｊ準空気量を求めるためのデータ、第７図
は第４図のフローチャートにおいて吸入空気量読み込み
のためのＡ／Ｄ変換ルーチンを示すフローチャート、第
８図は第４図のフローチャートにおいて吸入空気５１信
号のリニアライズ特性図、第９図は本発明の第１実施例
の制御に用いられる高地判断ルーチンを示すフローチャ
ート、第１０図は本発明の第１実施例の制御に用いられ
る冷却水温による高地判断禁止ルーチンを示すフローチ
ャート、第１１図は本発明の第１実施例の制御に用いら
れる自動変速機の変速状態の制御ルーチンを示すフロー
チャート、第１２図は第１１図のフローチャートにおい
てスロットル開度読み込みのための＾／Ｄ変換ルーチン
を示すフローチャート、第１３図（ａ）、（ｂ）は第１
１図の７０−チャートにおいて車速読み込みのためのル
ーチンを示すフローチャート、第１４図は第１１図のフ
ローチャートに用いられる変速条件テーブルの＝一実施
例を示すデータ、第１５図は本発明の第２実施例の要部
を示す概略構成図、第１６図は第２実施例の制御に用い
られる空気量比の平均化ルーチンを示すフローチャート
、第１７図（ａ）、（ｂ）は第１６図のフローチャート
において機関回転数読み込みのためのルーチンを示すフ
ローチャート、第１８図は第１１図のフローチャートに
おいて基準空気！ｊｔを求めるためのデータである。１０．１０ａ・・・高地検出装置、１２・・・自動変速
機、１４・・・内燃機関、２０・・・スロットル開度セ
ンサ（スロットル開度検出手段）、２４・・・吸入空気
量センサ（吸入空気星検出手段）、２６・・・高地判断
手段、２８・・・水温センサ（冷却水温検出手段）、５
０・・・回転数センサ（回転数検出手段）。第１図第３図１０・・・高地検出装置２０・・・スロットル開度センサ（スロットル開度検出
手段〉２４・・・吸入空気量センサ（吸入空気量検出手
段）２８・・・水温センサ（冷却水温検出手段）第４図スロットル開度第７図今第８図Ｑａ信号ＡＤ値大− 第９図０隻り第１０図第１１図第１２図第１３図（ａ）（ｂ）第１４図車速（ｖｓｐ）第１５図１０ａ・・・高地検出手段５０・・・回転数センサ（回転数検出手段）第１６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル
開度検出手段と、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入
空気量検出手段と、これらスロットル開度検出手段およ
び吸入空気量検出手段で検出したスロットル開度と吸入
空気量との関係から高地判断を行う高地判断手段と、を
設けたことを特徴とする車両の高地検出装置。
（２）内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル
開度検出手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検
出手段と、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量
検出手段と、これらスロットル開度検出手段、回転数検
出手段および吸入空気量検出手段で検出したスロットル
開度、機関回転数および吸入空気量との関係から高地判
断を行う高地判断手段と、を設けたことを特徴とする車
両の高地検出装置。
（３）高地判断手段は、スロットル開度に対する基準空
気量のデータを予め設定し、該基準空気量と実際の吸入
空気量との空気量比により高地判断を行うことを特徴と
する請求項１に記載の車両の高地検出装置。
（４）高地判断手段は、スロットル開度および機関回転
数に対する基準空気量のデータを予め設定し、該基準空
気量と実際の吸入空気量との空気量比により高地判断を
行うことを特徴とする請求項２に記載の車両の高地検出
装置。
（５）高地判断手段は、上記空気量比を常時求めてその
平均値で高地判断の補正を行うことを特徴とする請求項
３又は４に記載の車両の高地検出装置。
（６）内燃機関の冷却水温検出手段を設け、該冷却水温
が暖機状態より低いときは高地判断を行わないことを特
徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両の高地
検出装置。