JPH0617689A

JPH0617689A - 内燃機関制御装置

Info

Publication number: JPH0617689A
Application number: JP20032892A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tashiro; 憲璽田代
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1994-01-25

Abstract

(57)【要約】【目的】スロットルバルブ開度と内燃機関の出力トル
クとの制御特性を変更するスロットル制御モードの切換
制御を行なうもので、更に定速走行制御などの内燃機関
出力に関する他の制御を併せ行なう場合の制御性を改善
する。【構成】第２スロットルバルブ２２を第１スロットル
バルブ２１の開度に併せて制御することで、第１スロッ
トルバルブ２１の開度に対するエンジン１の出力トルク
の特性を切り換えるスロットル制御モードの切換制御を
行なう場合、第１スロットルバルブ２１の開度変化に対
するエンジン１の出力トルクの変化が緩やかなものにな
っている場合には、定速走行制御回路１０による定速走
行制御のためのゲインＧを大きな値に変更する。この結
果、低μ路用のスロットル制御モードでは、実際の車速
と目標車速との偏差に対する定速走行アクチュエータ２
５の駆動量が大きく設定され、車速は速やかに目標車速
に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関制御装置に関
し、詳しくは吸入空気量を可変するアクチュエータの駆
動量に対する内燃機関の出力変化の関係を変更する機能
を備えた内燃機関制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の出力は、通常、吸入空気量に
より制御される。吸入空気量を可変する機構としては、
例えば吸気通路に設けたスロットル弁の開度を可変する
ものが一般的である。スロットル弁は、多くはメカニカ
ルリンクによりアクセルペダルに連結されているが、ス
ロットル弁をモータなどのアクチュエータにより駆動す
るものも知られている。更に、最近では、吸入空気の通
路にいま一つのスロットル弁（以下、サブスロットル弁
と呼ぶ）を設け、このサブスロットル弁の開度をメイン
スロットル弁の開度に応じて制御するものが提案されて
いる。かかる構成では、サブスロットル弁を制御するこ
とで、メインスロットル弁の開度に対して内燃機関の出
力特性を異ならせ、複数のスロットル制御モードを実現
している。スロットル制御モードを車両の走行状態に基
づいて切り換え、内燃機関の出力を適正に制御しようと
するのである。

【０００３】こうしたスロットル制御モードの切換制御
を行なうものとしては、例えば路面の摩擦係数μを判断
し、低μ路ではメインスロットル弁を開く操作に対する
内燃機関の出力トルクの増加を抑制するものがある。路
面の摩擦係数μに応じて内燃機関の出力を抑制し、スリ
ップの発生を未然に防止するのである。サブスロットル
弁を制御してメインスロットル弁の開度と内燃機関の出
力トルクとの関係を異ならせた場合の内燃機関の特性を
示す図８を参照しつつ、この制御について説明する。図
において、実線Ａはサブスロットル制御を行なっていな
い場合、即ちサブスロットル弁が全開の場合のメインス
ロットル弁開度αに対する内燃機関の出力トルクを示し
ている。また、破線Ｂは高μ路用の特性を、一点鎖線Ｃ
は低μ路用の特性を、各々示す。高μ路用のサブスロッ
トル制御では、メインスロットル弁の開度に対して高い
内燃機関出力トルクが得られるようサブスロットル弁の
開度を制御する。一方、低μ路の場合には、サブスロッ
トル制御を行なってメインスロットル弁の開度に対して
内燃機関の出力トルクを抑制している。

【０００４】図から明らかなように、低μ路用にサブス
ロットル弁が制御されている場合には、メインスロット
ル弁をかなり開いても、内燃機関の出力トルクは低く抑
えられ、駆動輪に過大なトルクが伝達されることがな
い。従って、低μ路において、過剰なアクセル操作によ
ってスリップなどを生じることがない。なお、サブスロ
ットル弁を制御する他の利点としては、メインスロット
ル弁の開度（アクセルの操作量）に対する内燃機関の出
力トルクの関係を自由に設計することができるという点
を挙げることができる。従って、例えば両者をリニアな
関係にするなど、運転操作性に優れた特性を実現するこ
とも容易である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たスロットル制御モードの切換制御を行なう内燃機関制
御装置では、内燃機関出力により制御可能な車両走行に
関する物理量（例えば車速や加速度等）を制御する他の
制御、例えば定速走行制御（クルーズコントロール）な
どを併せ行なうと、特定のスロットル制御モードで他の
制御が十分に機能しないという問題があった。この問題
をメインスロットル弁の開度制御により定速走行制御を
行なう構成例にとり、上述した図８を用いて説明する。

【０００６】定速走行制御を行なう場合には、車両の走
行速度を車速センサなどにより検出し、目標車速との偏
差を求めてメインスロットル弁を駆動する。通常、こう
した定速走行制御では、目標車速に対して必要とされる
メインスロットル開度を推定し、必要なメインスロット
ル開度が得られるまでアクチュエータを駆動している。
また、目標車速と実際の走行速度との間に偏差が生じた
場合には、この偏差もしくはこれに加えて偏差を積分し
た量に基づくフィードバック制御を行なって、定速走行
を維持すべくスロットル開度を制御する。

【０００７】いま、目標車速を実現するために必要な内
燃機関の出力トルクがＱ０であるとすると、図８に示す
ように、高μ路用にサブスロットル弁を制御している場
合（破線Ｂ）には、実現すべきメインスロットル弁の開
度はＢ０となる。この状態から例えば登り勾配にさしか
かって車速が低下し、定速走行を維持するのに必要トル
クがＱ１となったとすれば、メインスロットル弁の必要
開度はＢ１となる。従って、アクチュエータは、メイン
スロットル弁を開度Ｂ０から開度Ｂ１まで制御すれば車
速は目標車速に追従する。一方、低μ路用にサブスロッ
トル弁を制御している場合（一点鎖線Ｃ）には、出力ト
ルクＱ０を得るためのメインスロットル弁開度はＣ０と
なり、登り勾配にかかって必要トルクがＱ１になると、
メインスロットル弁の必要開度はＣ１となる。この場
合、アクチュエータはメインスロットル弁を開度Ｃ０か
ら開度Ｃ１まで制御しなければならず、高μ路用のサブ
スロットル制御を行なっている場合（Ｂ０→Ｂ１）と較
べて、制御すべき開度変化が大きく、制御の完了までに
時間を要することは直ちに了解されよう。

【０００８】実際の制御では、路面の勾配といった外乱
に対して定速走行を維持する出力トルクＱ１は、制御開
始時にはわからないので、目標車速と実際の車速との偏
差に基づく駆動量でアクチュエータを駆動し、車速を徐
々に目標車速に近づけてゆくことになる。メインスロッ
トル弁の制御完了まで、即ち必要エンジントルクを得る
までに時間がかかれば、低下した車速が目標車速に戻る
までにも、相当の時間を要する。従って、その間の車速
の変動は大きなものとなってしまう。こうした問題に対
して、車速偏差に基づく駆動量を単純に大きくしたので
は、サブスロットル制御をおこなっていない場合などに
は、メインスロットル弁の僅かに開度変化でも内燃機関
出力トルクは大きく変わるから、車速の制御にオーバシ
ュートが発生するなど、新たな問題を招致し、現実的な
解決とはならない。

【０００９】以上、サブスロットル制御を行なう車両で
定速走行制御を併せ行なう場合の問題点について詳述し
たが、こうした問題は、サブスロットル制御を行なう場
合に限られるものではなく、吸入空気量を可変するアク
チュエータの駆動量と内燃機関の出力変化との関係を可
変可能な構成であれば、本質的には存在する。例えば、
多気筒内燃機関において点火気筒数を切り換える構成、
単一のスロットル弁をアクチュエータにより駆動するも
のとし駆動量を算出する計算式やマップを切り換えるこ
とで複数のスロットル制御モードを実現する構成などで
は、これらの制御と共に定速走行制御やトラクション制
御等を行なう場合、同様の問題を生じる。

【００１０】本発明の内燃機関制御装置は、こうした問
題を解決し、吸入空気量を可変するアクチュエータの駆
動量と内燃機関の出力変化との関係が可変可能なもの
で、車速，加速度など、内燃機関の出力によって影響を
受けかつ車両走行に関する制御可能な物理量の制御を好
適に行なうことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関制御装
置は、図１のブロック図に実線で例示したように、アク
チュエータＡＣによって駆動され、内燃機関ＥＧの吸入
空気量を可変する吸気量可変手段Ｍ１と、前記アクチュ
エータＡＣの駆動量に対する前記内燃機関ＥＧの出力変
化の関係を変更する内燃機関特性変更手段Ｍ２と、車
速，加速度など、前記内燃機関ＥＧの出力によって影響
を受けかつ車両走行に関する制御可能な物理量を、目標
値に近づける方向に、前記アクチュエータＡＣの駆動量
を決定するアクチュエータ制御手段Ｍ３とを備え、更
に、該アクチュエータ制御手段Ｍ３は、前記内燃機関特
性変更手段Ｍ２によって前記駆動量と内燃機関出力との
関係が、前記駆動量の変化に対して内燃機関ＥＧの出力
が小さい影響を受ける関係に変更されている状態では、
前記駆動量の決定に際して、該駆動量をより大きな値に
する駆動量決定修正手段Ｍ４を備えたことを要旨とす
る。

【００１２】この内燃機関制御装置を車速制御に適用す
れば、図１に破線を持って付加的に示したように、上記
構成に加えて、車両の速度を検出する車速検出手段Ｎ１
と、目標車速を設定する目標車速設定手段Ｎ２とを備
え、吸気量可変手段Ｍ１は、アクチュエータＡＣにより
開度が調整されるスロットル弁ＳＶであり、アクチュエ
ータ制御手段Ｍ３は、前記車両速度と目標車速との偏差
に対し、該偏差を小さくする方向に、前記アクチュエー
タＡＣに対してフィードバック制御を加える車速応答制
御手段Ｎ３を備える構成とすることができる。

【００１３】また、吸入空気量を可変するアクチュエー
タＡＣの駆動量と内燃機関ＥＧの出力変化との関係を可
変可能な構成として、いわゆるサブスロットル制御を行
なう構成を考えると、同様に破線を持って付加的に示し
たように、吸気量可変手段Ｍ１は、第１のアクチュエー
タＡＣ１により開度が調整される第１スロットル弁ＳＶ
１と、第２のアクチュエータＡＣ２により開度が調整さ
れる第２スロットル弁ＳＶ２とを有し、内燃機関特性変
更手段Ｍ２は、前記第１スロットル弁開度と内燃機関出
力との関係であるスロットル弁開度の特性を特定する特
性特定手段Ｌ２１と、実際の第１スロットル弁開度を検
出し、該第１スロットル弁開度に対する第２スロットル
弁開度を、前記内燃機関の出力が前記特定された特性と
なるよう制御する第２スロットル弁開度制御手段Ｌ２２
とを有し、駆動量決定修正手段Ｍ４は、前記内燃機関特
性変更手段Ｍ２により実現される前記スロットル弁開度
特性に即して前記第２のアクチュエータＡＣ２の駆動量
を補償する手段である構成をとることできる。

【００１４】

【作用】以上のように構成された本発明の内燃機関制御
装置では、アクチュエータＡＣによって駆動される吸気
量可変手段Ｍ１により吸入空気量を可変される内燃機関
ＥＧに関し、内燃機関特性変更手段Ｍ２が、アクチュエ
ータＡＣの駆動量に対する内燃機関ＥＧの出力変化の関
係を変更する。一方、アクチュエータ制御手段Ｍ３は、
車速，加速度など、内燃機関ＥＧの出力によって影響を
受けかつ車両走行に関する制御可能な物理量を、目標値
に近づける方向に、アクチュエータＡＣの駆動量を決定
する。

【００１５】内燃機関ＥＧの出力特性が異なる状態で物
理量の制御が行なわれる場合、本発明の内燃機関制御装
置では、アクチュエータ制御手段Ｍ３に備えられた駆動
量決定修正手段Ｍ４が、アクチュエータＡＣの駆動量と
内燃機関出力との関係が、駆動量の変化に対して内燃機
関ＥＧの出力が小さい影響を受ける関係に変更されてい
る状態では、駆動量の決定に際して、この駆動量をより
大きな値にする。従って、アクチュエータＡＣの駆動量
は、内燃機関ＥＧの出力の特性を補償するよう決定さ
れ、物理量の制御は、駆動量決定修正手段Ｍ４による作
用を受けない場合と較べて改善される。

【００１６】例えば、制御する物理量として車速をと
り、アクチュエータ制御手段Ｍ３に設けられた車速応答
制御手段Ｎ３により、実際の車速と目標車速との偏差に
基づいてアクチュエータＡＣの駆動量を決定して、定速
走行制御を行なっている場合を考える。道路の勾配によ
り車速が増減すると、車速応答制御手段Ｎ３は、アクチ
ュエータＡＣの駆動量を定めるが、アクチュエータＡＣ
の駆動量の変化に対して内燃機関ＥＧの出力が小さい影
響を受ける関係に変更されている状態では、同じ駆動量
でアクチュエータＡＣを駆動する従来の手法では、制御
に遅れを生じて車速が大きく落ち込むなど車速の回復に
時間を要する。これに対して、本発明の内燃機関制御装
置では、駆動量決定修正手段Ｍ４により、アクチュエー
タＡＣの駆動量の変化に対して内燃機関ＥＧの出力が小
さい影響を受ける関係に変更されている状態では、アク
チュエータのＡＣの駆動量は大きな値にされる。従っ
て、車速制御の遅れが小さくなり、車速の落ち込みなど
も小さくなって、車速は短期間に目標車速に復帰する。

【００１７】更に、本発明を、いわゆるサブスロットル
制御を行なう構成に適用し、内燃機関特性変更手段Ｍ２
に設けられた特性特定手段Ｌ２１が、第１のアクチュエ
ータＡＣ１により開度が調整される第１スロットル弁Ｓ
Ｖ１の開度と内燃機関出力との関係であるスロットル弁
開度特性を特定し、第２スロットル弁開度制御手段Ｌ２
２が、実際の第１スロットル弁開度を検出し、該第１ス
ロットル弁開度に対する第２スロットル弁開度を、内燃
機関の出力が特定されたその特性となるよう制御する場
合について考える。この場合には、第２スロットル弁の
開度を第１スロットル弁開度に応じて制御することで、
同じ第１スロットル弁開度に対して、内燃機関の出力を
異なるものとし、複数のスロットル弁開度特性のうちの
特定された一つを実現しているが、駆動量決定修正手段
Ｍ４は、第２のアクチュエータの駆動量を、このスロッ
トル弁開度特性に即して補償する。従って、第１スロッ
トル弁ＳＶ１の開度に対する内燃機関ＥＧの出力の関係
がどのようなものに設定されていても、物理量の制御に
とっての第１のアクチュエータＡＣ１の駆動量は、スロ
ットル開度特性による制御の遅れを補償する側に修正さ
れ、制御の遅れ等は解消される。

【００１８】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図２は、実施例としての内燃機関制御装置の概
略構成図である。この内燃機関制御装置は、エンジン１
のインテークマニフォールド２に連通する吸気通路３に
設けられ吸入空気量を可変する吸入空気調整機構５と、
車速を一定に保つ定速走行制御を行なう定速走行制御回
路１０と、サブスロットル弁を制御するエンジン出力制
御回路１５と、その他のセンサおよびスイッチ群とから
構成されている。まず、各部の構成について説明する。

【００１９】吸気量可変手段に相当する吸入空気調整機
構５は、アクセルペダル２０にメカニカルリンクにより
連結された第１スロットルバルブ２１、その上流に設け
られた第２スロットルバルブ２２、第１スロットルバル
ブ２１とは周知のリンク機構により結合されこれを駆動
する定速走行アクチュエータ２５、第２スロットルバル
ブ２２を駆動するスロットルアクチュエータ２７、第１
スロットルバルブ２１の開度を検出する第１スロットル
バルブ開度センサ３１、第２スロットルバルブ２２の開
度を検出する第２スロットルバルブ開度センサ３２を備
える。

【００２０】第１スロットルバルブ２１は、アクセルペ
ダル２０と定速走行アクチュエータ２５との連結されて
いるが、定速走行アクチュエータ２５とアクセルペダル
２０との関係は、次の通りである。第１スロットルバル
ブ２１は、運転者のアクセルペダル２０の操作による第
１スロットルバルブ２１の開閉に対して、定速走行アク
チュエータ２５による第１スロットルバルブ２１の開閉
制御が優先するように構成されている。しかし、アクセ
ルペダル２０の操作により指示された第１スロットルバ
ルブ開度が、定速走行アクチュエータ２５による第１ス
ロットルバルブ２１の開閉制御の結果としての第１スロ
ットル弁開度を越えれば、アクセルペダル２０を踏んで
指示された第１スロットル弁開度が優先する。

【００２１】定速走行制御回路１０は、その内部回路と
して、入力信号をデジタル信号等に変換する入力回路４
１と、ＲＯＭ，ＲＡＭを内蔵した中央演算処理装置とし
てのＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）４３
と、ＣＰＵ４３の指示を受けて種々の出力信号を出力す
る出力回路４５とを備えている。ＣＰＵ４３に内蔵され
たＲＯＭには、制御プログラムおよび初期データが格納
されており、同じくＲＡＭには、入力回路４１を介して
入力したデータや演算制御に必要なデータが一時的に記
憶され、随時ＣＰＵ４３により読み書きされる。この入
力回路４１には、車速センサ４７からの車速検出値と、
定速走行の指示および目標車速を設定するための定速走
行セットスイッチ４９の状態と、定速走行アクチュエー
タ２５からのアクチュエータ開度信号と、第１スロット
ルバルブ開度センサ３１からの第１スロットルバルブ開
度信号（アイドル接点のオン・オフ信号を含む）と、後
述するエンジン出力制御回路１５からの出力信号が入力
される。一方、出力回路４５は、定速走行アクチュエー
タ２５への駆動信号と共に、後述するエンジン出力制御
回路１５への信号を出力している。

【００２２】この定速走行制御回路１０は、定速走行セ
ットスイッチ４９がオンにされたとき、車速センサ４７
からの車速検出値を取り込んで車速を監視し、車速と設
定車速（目標車速）との偏差に応じた駆動信号を、出力
回路４５を介して定速走行アクチュエータ２５に出力す
る。この駆動信号を受けた定速走行アクチュエータ２５
は、リンク機構を介して第１スロットルバルブ２１を開
閉する。この結果、エンジン１の吸入空気量が増減して
その出力も増減し、車速は徐々に目標車速に向けて制御
される。定速走行アクチュエータ２５の駆動信号の算出
などの詳細は、後で説明する。

【００２３】エンジン出力制御回路１５は、定速走行制
御回路１０とほぼ同一の内部回路を備える。即ち、外部
のセンサ等からの入力信号をデジタル信号等に変換する
入力回路５１と、ＲＯＭ，ＲＡＭを内蔵した中央演算処
理装置としてのＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニ
ット）５３と、ＣＰＵ５３の指示を受けて種々の出力信
号を出力する出力回路５５とを備えている。入力回路５
１には、定速走行制御回路１０からの通信信号の他、各
スイッチ，センサ群からの信号としては、スロットル制
御モード切替えスイッチ５７からのスロットル制御モー
ドの指示信号と、第２スロットルバルブ開度センサ３２
からの第２スロットルバルブ開度信号と、第１スロット
ルバルブ開度センサ３１からの第１スロットルバルブ開
度信号とが入力されている。また、検出器の図示を省略
したが、前輪，後輪の回転速度に対応した前輪速検出値
および後輪速検出値と、エンジン１の回転数を示すエン
ジン回転数信号と、図示しない変速機の変速シフト位置
を示すシフト位置信号も入力される。一方、出力回路５
５は、インパネに設けられた制御モード表示インジケー
タ５９の点灯・消灯信号を出力すると共に、定速走行制
御回路１０の入力回路４１に、そのスロットル制御モー
ドの情報を出力している。なお、本実施例では、定速走
行制御回路１０とエンジン出力制御回路１５との情報の
やり取りは、入出力回路を用いて単純なオン・オフ信号
として行なう構成としているが、通信ポートを用いて両
者を接続し、所定のプロトコル従う通信により、必要な
情報のやり取りを行なう構成とすることも差し支えな
い。

【００２４】このエンジン出力制御回路１５は、前輪・
後輪の回転速度から駆動輪のスリップ率を計算して行な
う高μ路・低μ路の判断に基づき、あるいは制御モード
切替えスイッチ５７の設定に基づいて、エンジン出力の
制御を行なう。例えば、スリップ率が適正で高μ路を走
行しておりエンジン出力の抑制を基本的には行なう必要
がないと判断した場合には、図３に示すように、第１ス
ロットルバルブ２１の開度αに対して、エンジン１の出
力トルクＱがほぼリニアな関係（破線Ｂ）になるよう、
第２スロットルバルブ２２の開度βを制御している。こ
の場合の第１スロットルバルブ２１の開度とエンジン１
の出力トルクとの関係を実現するモードを、高μ路用ス
ロットル制御モードと呼ぶ。参考までに、第２スロット
ルバルブ２２が全開の場合の第１スロットルバルブ開度
αとエンジン出力トルクＱとの関係を、実線Ａとして示
した。

【００２５】一方、スリップ率が高く低μ路を走行して
いると判断したような場合には、第１スロットルバルブ
２１の開度に対する第２スロットルバルブ２２の開度
を、両スロットルバルブのトータルの開度が低くなるよ
う制御する。即ち、図３に一点鎖線Ｃとして示すよう
に、アクセルペダル２０を高μ路と同じように操作して
第１スロットルバルブ２１を開いても、エンジン１の出
力トルクが抑制されるよう、第２スロットルバルブ２２
を制御しているのである。この場合の第１スロットルバ
ルブ２１の開度とエンジン１の出力トルクとの関係を実
現するモードを、低μ路用スロットル制御モードと呼
ぶ。高μ路用スロットル制御モード，低μ路用スロット
ル制御モードのための第１スロットルバルブ２１の開度
に対する第２スロットルバルブ２２の開度は、ＣＰＵ５
３に内蔵されたＲＯＭ内に、各々予め記憶されている。
なお、高μ路・低μ路の判断に代えて、運転者により操
作されるスロットル制御モード切替えスイッチ５７の指
示信号、即ち運転者が希望するスロットル制御モードに
従って、第２スロットルバルブ開度の制御を行なうこと
も差し支えない。こうした第２スロットルバルブ２２の
開度制御が、内燃機関特性変更手段に相当する。

【００２６】以上、定速走行制御回路１０およびエンジ
ン出力制御回路１５の構成と働きについて、簡単に説明
した。次に、定速走行制御回路１０の行なう処理につい
て詳しく説明する。図４は、所定時間毎の割込処理によ
り実行されるゲイン設定処理ルーチンを示すフローチャ
ート、図５は、定速走行制御回路１０が実行する定速走
行制御ルーチンを示すフローチャートである。両者の処
理が、駆動量決定修正手段およびアクチュエータ制御手
段に相当する。

【００２７】ゲイン設定処理ルーチンから説明する。こ
のルーチンは、ＣＰＵ４３に内蔵されたタイマにより所
定時間毎に起動され、まず入力回路４１を介してエンジ
ン出力制御回路１５が実行中のスロットル制御モードを
読み込む処理を行なう（ステップＳ１００）。エンジン
出力制御回路１５は、現在制御中のスロットル制御モー
ドを、出力回路５５に出力しているので、この信号を読
み取ることで、定速走行制御回路１０は、現在のスロッ
トル制御モードを読み取ることができる。

【００２８】続いて、読み取ったスロットル制御モード
について判別し（ステップＳ１１０）、特にスロットル
制御を行なっていない場合（その他の場合）には、定速
走行アクチュエータ２５の駆動用ゲインＧに、所定値Ｇ
ａを設定し（ステップＳ１２０）、そのまま「ＲＴＮ」
に抜けて本ルーチンを終了する。一方、スロットル制御
モードか高μ路用の制御モードであると判断された場合
には、ゲインＧに所定値Ｇａより大きなゲインに相当す
る値Ｇｂを設定し（ステップＳ１３０）、他方低μ路用
のスロットル制御モードであると判断された場合には、
ゲインＧに値Ｇｂより更に大きな値Ｇｃを設定（ステッ
プＳ１４０）、「ＲＴＮ」に抜けて本ルーチンを終了す
る。

【００２９】以上の処理により、エンジン出力制御回路
１５が車輪のスリップ率から路面が高μ路か低μ路かを
判別し、これに応じたスロットル制御モードで第２スロ
ットルバルブ２２の開度を制御している場合には、定速
走行制御回路１０は、定速走行アクチュエータ２５の駆
動用ゲインＧを、スロットル制御モードに応じた値に設
定する。

【００３０】一方、定速走行制御回路１０は、このゲイ
ン設定処理ルーチンとは別に、定速走行制御ルーチン
を、所定時間ＴＭ毎に起動される割込処理ルーチンによ
り実行している。この定速走行制御ルーチンを起動する
と、まず車速Ｖｎを車速センサ４７から入力回路４１を
介して読み込む処理を行なう（ステップＳ２００）。続
いて、車速Ｖｎに基づいて加速度ａを求める処理を行な
う（ステップＳ２１０）。加速度ａは、車速Ｖｎを微分
することにより求めることができるが、実施例では、割
込処理ルーチンのインターバルＴＭとその間の車速変化
とから容易に求めることができる。

【００３１】続いて、予測車速Ｖskを求める処理を行な
う（ステップＳ２２０）。予測車速Ｖskとは、現在の車
速Ｖｎに対して現在の加速度で車両が加減速した場合
に、Ｔsk後に車両が到達していると予測される速度であ
り、次式（１）により求められる。Ｖsk＝Ｖｎ＋ａ・Ｔsk …（１）

【００３２】次に、定速走行アクチュエータ２５の目標
開度ＭＡを求める処理を行なう（ステップＳ２３０）。
目標開度ＭＡは下式（２）で計算される。この式（２）において、ＳＡは平坦路をある車速で走行
するための必要アクチュエータ開度で、定速走行を行う
時の初期開度である。また、ＩＤＬｎは、第１スロット
ルバルブ２１が全閉の状態から開き始めるまでに存在す
る定速走行アクチュエータ２５の回転角度上の遊びに相
当する開度（余裕開度）である。Ｖt は目標車速でＶsk
は予測車速だから、（Ｖt −Ｖsk）は、インターバルＴ
SK後における車速偏差となる。なお、この予測車速Ｖsk
にかえて実車速Ｖｎそのものを用いてもよい。この車速
偏差と制御ゲインＧの積に、補助係数Ｋ、初期開度ＳＡ
および余裕開度ＩＤＬｎを加えたものが目標アクチュエ
ータ開度ＭＡである。

【００３３】続いて、こうして求めた目標開度ＭＡと現
在の定速走行アクチュエータ２５の開度Ａｎとに基づい
て、定速走行アクチュエータ２５に対する駆動量Ｄを演
算する処理を行なう（ステップＳ２４０）。定速走行ア
クチュエータ２５に対する駆動量Ｄは、下式（３）によ
り求められる。Ｄ＝Ｃ・（ＭＡ−Ａｎ） …（３）式（３）において、Ｃは補正係数である。式（３）に従
って、駆動量Ｄを求めるから、駆動量Ｄは、現在の定速
走行アクチュエータ２５開度ＭＡと目標開度Ａｎとの偏
差に比例した値となる。

【００３４】次に、こうした求めた駆動量Ｄにより、定
速走行アクチュエータ２５を駆動し（ステップＳ２５
０）、「ＲＴＮ」に抜けて、本ルーチンを終了する。本
実施例では、定速走行アクチュエータ２５は直流モータ
であり、駆動量Ｄに比例したデューティ比の電流を流す
ことにより駆動される。なお、演算の結果がマイナスと
なれば、定速走行アクチュエータ２５に流す電流の極性
を反転することで、定速走行アクチュエータ２５の正逆
転を制御している。

【００３５】以上説明した本実施例によれば、定速走行
制御回路１０は、現在のスロットル制御モードを判別
し、エンジン出力制御回路１５によるスロットル制御モ
ードに応じて、定速走行制御におけるゲインＧを設定し
ている。第１スロットルバルブ２１の開度変化に対して
エンジン１の出力変化が小さい低μ路用スロットル制御
モードの場合には、ゲインＧを高μ路用スロットル制御
モードより高い値Ｇｃに設定するのである。この結果、
本実施例では、図６に実線で例示するように、車両が平
坦路から登り勾配にさしかかったような場合、第１スロ
ットルバルブ開度αは、直ちに増加して時間Ｔ１のうち
に制御を完了する。従って、車速Ｖの落ち込みも、小さ
な範囲△Ｖ１に抑えることができる。また、車両が下り
勾配の路面にさしかかった場合には、直ちに第１スロッ
トルバルブ２１を閉方向に制御して、時間Ｔ３のうちに
制御を完了する。図において、この場合の車速Ｖの変動
は△Ｖ３の範囲に抑えられている。

【００３６】一方、従来の構成では、スロットル制御モ
ードが低μ路用のモードである場合に、ゲインＧを特に
大きな値に変更してはいないので、同じ駆動量Ｄを与え
ても、図３に示したように、第１スロットルバルブ２１
の開度変化に対するエンジン１の出力変化は小さいもの
に留まっていた。従って、この場合第１スロットルバル
ブ２１の開度αは、図６に破線で例示したように、緩や
かにしか変化せず、一例として、制御の完了までに、登
り勾配にさしかかった場合で時間Ｔ２を、下り勾配にさ
しかかった場合で時間Ｔ４を要していた。同じ駆動量Ｄ
に対する第１スロットルバルブ２１の開度αの変化が小
さいため、ゲインＧが大きな値Ｇｃに設定されている本
実施例と較べて、車速Ｖの変動は大きなものとなってし
まう（△Ｖ２，△Ｖ４）。

【００３７】本実施例では、これに対して、式（３）に
従う駆動量Ｄの算出において、スロットル制御モードに
応じてゲインＧを切り換えている。従って、低μ路用の
スロットル制御モードではゲインＧを高くし（Ｇ＝Ｇ
ｃ）、高μ路用のスロットル制御モードもしくはスロッ
トル制御を行なわない制御モード（第２スロットルバル
ブ全開の状態）では、ゲインＧを低μ路用スロットル制
御モードの場合より低く設定している（Ｇ＝Ｇｂ，Ｇ
ａ）。従って、スロットル制御モードの如何にかかわら
ず、制御の完了までの時間が短く、かつ制御にハンチン
グ等を生じることがない。なお、実施例では、ゲインＧ
ｃは、ゲインＧｂの約２倍程度に設定したが、ゲインＧ
の設定は、車両の走行特性やスロットル制御モードなど
に基づいて車種毎に定めれば良い。また、最適なゲイン
を学習する構成としても良い。

【００３８】定速走行制御を、スロットル制御モードの
状態によらず、適正に行なうことができるから、例えば
定速走行制御の実施時に運転者がアクセルペダル２０を
踏んで加速などを行なった場合には、路面状態に応じた
スロットル制御が継続され、低μ路ではエンジン１の出
力トルクを無用に高くするということがない。従って、
こうした場合でも、スリップの発生等を未然に防ぐこと
ができる。

【００３９】次に本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例としてのエンジン制御装置は、第１実施
例と同一のハードウェア構成を備え、定速走行制御回路
１０の行なう処理のみが異なるものである。第２実施例
の定速走行制御回路１０は、図４に示したゲイン設定処
理に代えて、図７に示した補助係数処理ルーチンを実行
する。

【００４０】この実施例の定速走行制御回路１０が、図
７に示した補助係数処理ルーチンを、ＣＰＵ４３に内蔵
するタイマにより所定時間毎に起動すると、まず入力回
路４１を介してエンジン出力制御回路１５が実行中のス
ロットル制御モードを読み込む処理を行なう（ステップ
Ｓ３００）。エンジン出力制御回路１５は、現在制御中
のスロットル制御モードを、出力回路５５に出力してい
るので、この信号を読み取ることで、定速走行制御回路
１０は、現在のスロットル制御モードを読み取ることが
できる。

【００４１】続いて、読み取ったスロットル制御モード
について判別し（ステップＳ３１０）、特にスロットル
制御を行なっていない場合（その他の場合）には、定速
走行アクチュエータ２５の駆動量の演算に用いる補助係
数Ｋに、所定値Ｋａを設定し（ステップＳ３２０）、そ
のまま「ＲＴＮ」に抜けて本ルーチンを終了する。一
方、スロットル制御モードか高μ路用の制御モードであ
ると判断された場合には、補助係数Ｋに所定値Ｋａより
大きな値Ｋｂを設定し（ステップＳ３３０）、他方低μ
路用のスロットル制御モードであると判断された場合に
は、補助係数Ｋに値Ｋｂより更に大きな値Ｋｃを設定
（ステップＳ３４０）、「ＲＴＮ」に抜けて本ルーチン
を終了する。

【００４２】以上の処理により、エンジン出力制御回路
１５が車輪のスリップ率もしくはスイッチ５７の状態か
ら路面が高μ路か低μ路かを判別し、これに応じたスロ
ットル制御モードで第２スロットルバルブ２２の開度を
制御している場合には、定速走行制御回路１０は、定速
走行アクチュエータ２５の駆動量を求める際の補助係数
Ｋを、スロットル制御モードに応じた値に設定する。従
って、低μ路に対応したスロットル制御モードが選択さ
れている場合には、図５に示した定速走行制御ルーチン
における駆動量Ｄの演算においてゲインＧを大きな値に
設定したのと同様に、駆動量Ｄを従来より大きな値に設
定するから、勾配などの外乱により車速が変化した場合
でも、車速の変動を小さく抑えることができる。また、
車速を目標速度に短時間のうちに戻すことができる。

【００４３】なお、本実施例では、補助係数Ｋを大きな
値に変更したが、式（２）における初期開度ＳＡや式
（３）における補正係数Ｃを大きな値に変更することで
駆動量を大きめの値に修正することも可能である。ま
た、一時的に目標車速Ｖｔを大きな値に変更することで
修正することも可能である。

【００４４】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。

【００４５】例えば、実施例では、定速走行制御用の回
路とエンジン出力制御用の回路とを別体に構成している
が、単一の制御回路により行ってもよい。単一の制御回
路により行なう場合には、例えば時分割処理により、定
速走行制御用のプログラムとエンジン出力制御用のプロ
グラムとを走らせ、結果的に両方の処理を実現すること
ができる。

【００４６】また、吸入空気量を制御する構成として
は、スロットルバルブを用いたものに限られるものでは
なく、絞り形状のものなど、いかなる構成をとることも
差し支えない。更に、アクチュエータとしては、モータ
に限られるものではなく、ロータリーソレノイドや直進
型のソレノイド、空気圧を用いたアクチュエータなど種
々のものを用いることができる。アクチュエータの開度
と内燃機関の出力の特性を変更するものとしては、実施
例のように、サブスロットルバルブを用いたものの他、
複数の気筒の一部を休止する制御や点火時期による制御
等に適用することも可能である。一部の気筒を休止した
場合なども、スロットルバルブの駆動量に対するエンジ
ン出力の変化は緩やかなものとなるので、駆動量を大き
な値に修正することで、定速走行制御の制御特性を改善
することができる。

【００４７】また、アクセルペダルの操作量をセンサに
より検出し、アクセルペダルの操作量からテーブルを参
照して駆動量を求め、この駆動量でスロットルバルブの
開度を制御するリンクレススロットルの構成をとるもの
では、このテーブルを複数用意することで、単一のスロ
ットルバルブで、複数のスロットル制御モードを実現す
ることができる。この場合で、アクセルペダルの操作量
に換算して定速走行制御を行なう構成を採れば、例えば
低μ路用のスロットル制御モードにおいて、外乱に対し
て車速の変動が生じ易くなることは、サブスロットルバ
ルブを用いた既述の構成と同様である。こうした場合に
も本発明を適用し、アクセルペダルの操作量を換算する
場合のゲイン等を大きくすることで、同様の効果を得る
ことができる。

【００４８】上記実施例では、制御する物理量として、
車速のみを取り上げたが、物理量は、内燃機関の出力に
よって影響を受けかつ車両走行に関する制御可能な量で
あれば、いかなるものも対象になる得ることは言うまで
もない。こうした物理量としては、例えば、自動走行す
る車両の速度や加速度、車載の内燃機関を駆動源とする
車載のポンプや発電機等の駆動速度といった物理量、パ
ワートレイン制御における諸量等が考えられる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関制
御装置では、内燃機関ＥＧの出力特性が異なる状態で物
理量の制御が行なわれる場合、アクチュエータ制御手段
Ｍ３に備えられた駆動量決定修正手段Ｍ４が、アクチュ
エータＡＣの駆動量と内燃機関出力との関係が、駆動量
の変化に対して内燃機関ＥＧの出力が小さい影響を受け
る関係に変更されている状態では、駆動量の決定に際し
て、この駆動量をより大きな値にする。従って、アクチ
ュエータＡＣの駆動量は、内燃機関ＥＧの出力の特性を
補償するよう決定され、物理量の制御は、駆動量決定修
正手段Ｍ４による作用を受けない場合と較べて改善され
る。この結果、制御している物理量の変動は小さくな
り、変動が修正されるまでの時間は短くなる。

【００５０】例えば、定速走行制御を吸入空気量の制御
により行なっている場合、吸入空気量を制御するアクチ
ュエータの駆動量を修正することで、車速制御の遅れを
小さくし、車速の落ち込みなども小さくなって、車速は
短期間に目標車速に復帰するという顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示するブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例である内燃機関制御装置の概
略構成図である。

【図３】第１スロットルバルブ開度αとエンジンの出力
トルクＱとの関係を示すグラフである。

【図４】定速走行制御回路１０が実行するゲイン設定処
理ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】同じく定速走行制御回路１０が実行する定速走
行制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】道路勾配の変化による車速制御の逸脱の様子を
示すグラフである。

【図７】第２実施例において、定速走行制御回路１０が
実行する補助係数設定処理ルーチンを示すフローチャー
トである。

【図８】複数のスロットル制御モードにおける第１スロ
ットルバルブ開度αの変化とエンジン出力トルクＱの変
化の関係を説明するためのグラフである。

【符号の説明】

１…エンジン２…インテークマニフォールド３…吸気通路５…吸入空気調整機構１０…定速走行制御回路１５…エンジン出力制御回路２０…アクセルペダル２１…第１スロットルバルブ２２…第２スロットルバルブ２５…定速走行アクチュエータ２７…スロットルアクチュエータ３１…第１スロットルバルブ開度センサ３２…第２スロットルバルブ開度センサ４１…入力回路４３…ＣＰＵ４５…出力回路４７…車速センサ４９…定速走行セットスイッチ５１…入力回路５３…ＣＰＵ５５…出力回路５７…スイッチ５９…制御モード表示インジケータＡＣ…アクチュエータＡＣ１…第１のアクチュエータＡＣ２…第２のアクチュエータＥＧ…内燃機関Ｌ２１…特性特定手段Ｌ２２…第２スロットル開度制御手段Ｍ１…吸気量可変手段Ｍ２…内燃機関特性変更手段Ｍ３…アクチュエータ制御手段Ｍ４…駆動量決定修正手段Ｎ１…車速検出手段Ｎ２…目標車速設定手段Ｎ３…車速応答制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクチュエータによって駆動され、内燃
機関の吸入空気量を可変する吸気量可変手段と、前記アクチュエータの駆動量に対する前記内燃機関の出
力変化の関係を変更する内燃機関特性変更手段と、車速，加速度など、前記内燃機関の出力によって影響を
受けかつ車両走行に関する制御可能な物理量を、目標値
に近づける方向に、前記アクチュエータの駆動量を決定
するアクチュエータ制御手段とを備え、更に、該アクチュエータ制御手段は、前記内燃機関特性変更手段によって前記駆動量と内燃機
関出力との関係が、前記駆動量の変化に対して内燃機関
の出力が小さい影響を受ける関係に変更されている状態
では、前記駆動量の決定に際して、該駆動量をより大き
な値にする駆動量決定修正手段を備えた内燃機関制御装
置。
【請求項２】請求項１記載の内燃機関制御装置であっ
て、車両の速度を検出する車速検出手段と、目標車速を設定する目標車速設定手段とを備え、吸気量可変手段は、アクチュエータにより開度が調整さ
れるスロットル弁であり、アクチュエータ制御手段は、前記車両速度と目標車速と
の偏差に対し、該偏差を小さくする方向に、前記アクチ
ュエータに対してフィードバック制御を加える車速応答
制御手段を備えた内燃機関制御装置。
【請求項３】請求項１記載の内燃機関制御装置であっ
て、吸気量可変手段は、第１のアクチュエータにより開度が
調整される第１スロットル弁と、第２のアクチュエータ
により開度が調整される第２スロットル弁とを有し、内燃機関特性変更手段は、前記第１スロットル弁開度と内燃機関出力との関係であ
るスロットル弁開度の特性を特定する特性特定手段と、実際の第１スロットル弁開度を検出し、該第１スロット
ル弁開度に対する第２スロットル弁開度を、前記内燃機
関の出力が前記特定された特性となるよう制御する第２
スロットル弁開度制御手段とを有し、駆動量決定修正手段は、前記内燃機関特性変更手段によ
り実現される前記スロットル弁開度特性に即して前記第
２のアクチュエータの駆動量を補償する手段である内燃
機関制御装置。