JPH04166632A - エンジンの出力制御装置 - 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） 本発明は車両の運転情報に応じてエンジンの出力を規制
するエンジンの出力制御装置に関する。

（従来の技術） 自動車を急加速すると駆動輪にスリップが発生して、エ
ンジン出力が十分に路面に伝達されない現象が発生する
。このようなスリップの発生は滑りやすい路面において
は頻繁に発生する。このようなスリップの発生を防止す
やために、路面の状態に応じてエンジン出力を低減させ
て、加速時の駆動輪のスリップの発信を防止するエンジ
ン出力制御装置が知られている。

このような、エンジン出力制御装置において。

エンジン出力を低減させる手段として、スロットル弁の
開度をアクセルリンク系に優先して別のリンク系で制御
するものや、スロットル弁を吸気路上に前後２段に配設
したものがある。更に、エンジンの全気筒中の所定の気
筒の燃料カットを行なって、体筒制御するものや、点火
時期を遅らせたり（リタード）することが行なわれて、
エンジン出力の低減が図られている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、スロットル弁の開度規制を行なう場合には、ス
ロットル弁を駆動する駆動機構等を追加する必要がある
ため、エンジンのハードウェアを一部変更する必要があ
り、コスト低減を図りずらく、その上スロットル弁によ
る空気量制御では応答性が悪いという問題があった。

更に、燃料カット気筒の数を増減制御するのみによりエ
ンジン出力の低減制御を行なった場合には、エンジン出
力が段階的に低減し、連続的でなく、要求エンジントル
ク　に対して実際の出力トルクが常に偏差を残存させる
という問題があった。

本発明の目的は、要求エンジントルクを平均的に達成す
ることのできるエンジンの出力制御装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本発明は、車両の運転状
態情報及び走行状態情報に応じた要求エンジントルクを
算出する要求エンジントルク算出手段と、上記車両のエ
ンジンの各気筒毎に所定量の燃料噴射を行なう燃料噴射
制御手段と、上記要求エンジントルクとフィードバック
される予想出力トルクのトルク偏差を算出するトルク偏
差算出手段と、上記トルク偏差に基づき上記要求エンジ
ントルクを補正して目標エンジントルクを算出する目標
エンジントルク算出手段と、上記エンジンの吸入空気量
に基づき現在の出力トルクを算出する出力トルク算出手
段と、上記目標エンジントルクと上記出力トルクの差分
に応じたトルク低減量を算出すると共にそのトルク低減
量に応じた燃料カット気筒数を算出する出力規制値算出
手段と、上記燃料カット気筒数で駆動する上記エンジン
の上記予想出力トルクを算出する予想出力トルク算出手
段と、上記燃料カット気筒数に応じて上記燃料噴射制御
手段を制御するエンジン出力制御手段とを有したことを
特徴とする。

（作　　用） トルク偏差算出手段が要求エンジントルクとフィードバ
ックされる予想出力トルクのトルク偏差を算出し、目標
エンジントルク算出手段がトルク偏差に基づき要求エン
ジントルクを補正して目標エンジントルクを算出し、出
力規制値算出手段が目標エンジントルクと出力トルク算
出手段からの現在の出力トルクの差分に応じたトルク低
減量を算出すると共にそのトルク低減量に応じた燃料カ
ット気筒数を算出するので、エンジン出力制御手段が算
出された燃料カット気筒数で燃料噴射制御手段を駆動制
御出来る。

（実施例） 第１図のエンジンの出力制御装置は前＊駆動車に装着さ
れる。このエンジンの出力制御装置はエンジン１０の燃
料供給系１点火系の制御を行なうエンジンコントローラ
（ＥＣＩコントローラ）１６と車両の各種運転情報に応
じた目標出方値を算出するトラクションコントローラ１
５を備え、これらが共動してエンジン１０の呂カ制御を
行なう。

ここでエンジン１０はその排気路１に配設される空燃比
センサ２より得られた空燃比（Ａ／Ｆ）情報をエンジン
コントローラ１６に出方し、このコントローラ１６が空
燃比情報に応じた燃料供給量を算出し、その供給量の燃
料を噴射ノズル３が適時に吸気路４に噴射供給し、適時
に点火回路２３を介して点火プラグ２２が着火処理され
るという構成を採る。

エンジン１０の吸気路４はエアクリーナ５、吸気管６か
ら成り、その途中にはスロットル弁７が配設される。ス
ロットル弁７には負荷情報となるを示す。

車両には左右前輪ＷＦＬ、ＷＦＲが駆動輪として、左右
後輪ＷＲＬ、ＷＲＲが従動輪として配設されている。こ
れら左右前輪ＷＦＬ、ＶＦＲには左右前輪の車輪速度Ｖ
ＦＬ、ＶＦＲを出力する車輪速センサ１１，１２がそれ
ぞれ対設され、左右後輪ＷＲＬ、ＷＲＲには左右後輪の
車軸速度ＶＲＬ、ＶＲＲを出力する車輪速センサ１３，
１４がそれぞれ対設されている。

これら各車輪速度情報はトラクションコントローラ１５
に入力される。

この他に、トラクションコントローラ１５にはスロット
ル開度情報を発するスロットルセンサ８゜吸入空気量情
報を発するエアフローセンサ９、単位クランク角信号及
びその信号よりエンジン回転数Ｎｅ情報を発するクラン
ク角センサ２０が接続されている。更に、このトラクシ
ョンコントローラ１５はエンジンコントローラ１６に後
述の目標エンジントルクＴ０を出力すると共に各センサ
よりのデータをも出力出来る。

他方、エンジンコントローラ１６にはトラクションコン
トローラ１５を介しての各センサよりのデータが入力さ
れ、しかも、空燃比センサ２より得られた空燃比（Ａ／
Ｆ）情報が入力される。更に、エンジン冷却水の温度情
報を発する水温センサ１９、吸気温度情報を発する吸気
温センサ１７゜大気圧情報を発する大気圧センサ１８、
エンジン１０のノック情報を発するノックセンサ２１が
接続されている。

トラクションコントローラ１５及びエンジンコントロー
ラ１６はそれぞれマイクロコンピュータでその要部が構
成され、特に、トラクションコントローラ１５は第９図
に示す要求エンジントルク算出プログラムに沿って要求
エンジントルクＴ。

を算出し、その値をエンジンコントローラ１６に出力す
る。エンジンコントローラは第１０図乃至第１３図の制
御プログラムに沿って制御値を算出し。

適時に燃料カット気筒以外の気筒の噴射ノズル１５が所
定噴射量を達成すべく駆動する。

ここでトラクションコントローラ１５及びエンジンコン
トローラ１６の機能を第２図と共に説明する。

ここでトラクションコントローラ１５は要求エンジント
ルク算出手段としての機能を有し、車両の運転状態情報
及び走行状態情報に応じた要求エンジントルクＴｏを算
出する。

エンジンコントローラ１６は、トルク偏差算出手段と、
目標エンジントルク算出手段と、出力トルク算出手段と
、出力規制値算出手段と、エンジン出力制御手段として
の機能を有す。

ここで、トルク偏差算出手段が要求エンジントルク’ｆ
　ｔａｇとフィードバックされる予想出力トルクＴ　ｏ
ｕｔのトルク偏差Ｔ　ｅｒｒを算出し、目標エンジント
ルク算出手段がトルク偏差ＴＴｅｒｒに基づき要求エン
ジントルクＴ　ｒｅｆｏを補正して目標エンジントルク
Ｔ　ｔａｇを算出し、出力トルク算出手段がエンジン１
ｏの吸入空気量Ａ／Ｎに基づき現在の出力トルクＴ　ｅ
ｘｐを算出し、出力規制値算出手段が目標エンジントル
クＴ　ｔａｇと上記出力トルクＴｅｘｐの差分に応じた
トルク低減量を算出すると共にそのトルク低減量に応じ
た燃料カット気筒数Ｎｆｃを算出し、予想出力トルク算
出手段が燃料カット気筒数Ｎｆｃで駆動するエンジン１
０の予想出力トルクＴ　ｏｕｔを算出し、エンジン出力
制御手段が燃料カット気筒数Ｎｆｃに応じて燃料噴射制
御手段を制御する。

特に、ここでは出力規制値算出手段がトルク低減量に応
じた燃料カット気筒数Ｎｆｃと共に点火リタード量をも
算出し、予想出力トルク算出手段が燃料カット気筒数及
び点火リタード量で駆動するエンジン１０の予想出力ト
ルクＴ３を算出し、エンジン出力制御手段が燃料噴射制
御手段を制御すると共に点火リタード量に応じて点火制
御手段をも制御する。

ここで、トラクションコントローラ１５及びエンジンコ
ントローラ１６による制御処理を第９図乃至第１３図の
各制御プログラムに沿って説明する。

トラクションコントローラ１５は図示しないメインルー
チンで、各センサ及び回路の故障判定。

各エリアに初期値をセットして初期設定を行ない、各セ
ンサの出力を受は取り、各エリアにセットし、その他の
処理を行なっている。その間の所定の割込みタイミング
（時間割込み）毎に要求エンジントルク算出ルーチンに
入る。

ここでは、各車輪速センサより各データを受けて所定ノ
アドレスｖ□、ｖＦＬ、ｖｌｌ、ｖｌＬニストアする。

ステップａ２では弁間動輪の左右平均車輪速より車体速
度Ｖｃを求めストアする。更に、車体速度Ｖｃを微分し
て前後加速度ａｃを算出する。そして、この前後加速度
ａｃのピーク値ａｃＭＡχにおいて、第３図の理論（μ
ｍＳ特性、）から分かるようにその路面の最大の摩擦係
数を表しているので、この前後加速度のピーク値ａｃＭ
Ａ工を路面の摩擦係数の推定値と設定する。その上でそ
の時点のスリップ比Ｓをもとめる。そして、スリップ比
Ｓ相当の車輪速炭分を上乗せした目標車輪速度Ｖ、を算
出する。ステップａ６に達すると目標車輪速度Ｖｗを微
分して目標車輪加速度Ｖｖ／ｄｔを算出する。

ステップａ７では目標車輪速度ＶＷを実現するための駆
動輪トルクは、目標車輪加速度Ｖｖ／ｄｔを基に、車両
重量Ｗ、タイヤ半径Ｒ１走行抵抗に応じ駆動輪トルクＴ
ｗを求め、その駆動輪トルクＴｗに変速ギア比を考慮し
て、要求エンジントルクＴＯを算出し、エンジンコント
ローラ１６に出力する。

エンジンコントローラ１６はキーオンによって。

ＥＣＩメインルーチンをスタートさせる。

ここでは、まず１図示しない初期設定をし、各センサの
検出データを読み、所定のエリアに取り込む。

ステップｂ２では燃料カットゾーンか否かをエンジン回
転数Ｎｅとエンジン負荷情報（ここでは吸入空気量Ａ／
Ｎ）を判定し、カットではステップｂ３に進んで、空燃
比フィードバックフラグＦＢＦをクリアし、燃料カット
フラグＦＣＦを１としてステップｂｌｏに進む。

燃料カットでないとしてステップｂ５に達すると、燃料
カットフラグＦＣＦをクリアし、周知の空燃比フィード
バック条件を満たしているか否かを判定する。満たして
いない、例えば、パワー運転域のような過渡運転域の時
点では、そのままステップｂ９に進む。

空燃比フィードバック条件を満たしているとしてステッ
プｂ７に達すると、ここでは、空燃比センサ２の出力に
基づき、通常フィードバック制御定数に応じた補正値Ｋ
ＦＢを算出する。

そしてこの値をアドレスＫＡＦに取り込みステップｂ９
に進む。

ステップｂ９ではその他の燃料噴射パルス幅補正係数Ｋ
ＤＴや、燃料噴射弁のデッドタイムの補正値ＴＤを運転
状態に応じて設定し、更に、後述の点火角ψ、算出のた
めの補正値を算出してステップｂｌｌに進む、ここで点
火角ψつ算出のための補正値としては、水温低下に応じ
て進角させる水温補正値Ｗψと、大気圧低下に応じて進
角させる大気圧補正値Ｐψと、ノック情報に応じて所定
のリタード量を加算するノック補正値Ｎψと、バッテリ
電圧低下に応じて所定のリタード量を加算するバッテリ
電圧補正値Ｂψとを各センサ出力に基づき算出し、所定
エリアにストアする。

ステップｂｌｏではドエル角がエンジン回転数Ｎｅに応
じて増加する様、所定のマツプ（第８図にその一例の特
性線図を示した）に基づき設定される。

その後ステップｂｌｌのエンジン出力規制ルーチンに進
み、その後はステップｂ１にリターンする。

このエンジン８力規制ルーチンでは、第１１図に示す様
にステップｃ１において、目標トルクフィードバック補
正量Ｔｃｏｒ　（前回値をフィードバックされる）を求
め、これに要求エンジントルクＴｒｅｆＯを加算して目
標エンジントルクＴｔａｇ　（＝　Ｔｒｅｆｏ＋Ｔｃｏ
ｒ）を算出する。

この場合、前回演算された予想出力トルクＴｏｕｔ（低
減量）を取り込む。

なおこの値は（１）式より算出された。この予想出力ト
ルクＴ　ｏｕｔの算式は体筒気筒数及び点火リタード量
に応じた低減量だけ呂力トルクが低く算出されるような
式となっている。

Ｔｏｕｔ＝　Ｔｆｃｌ　Ｘ　Ｎｆｃ　−ｂ　−Ｔｒｅｔ
・・・（１）ここで、Ｔｆｃｌは１気筒当りの出力トル
ク変化量、Ｎｆｃはカット気筒数、ａ、ｂは係数Ｃ体筒
を考慮したマツプより補間する）　、Ｔｒｅｔ点火制御
（リタード制御）によるトルク低減量を示す。この内、
Ｔｒｅｔは、（２）式によって算出する。

Ｔｒｅｔ＝　（θａｄｖ−θａｄｖｏ−θｒｔｏ）　／
Ｋｒｅｔ／６ＸＮｆｃ・・・（２） ここでθａｄｖは最終点火角、θａｄｖｏはトラクショ
ン制御補正なしの点火角、Ｋｒ５ｔはリタードゲイン（
Ａ／Ｎと回転数のマツプ）、θｒｔｏは無効リタード量
（Ａ／Ｎと回転数のマツプ）を示す。

次に、（３）式よりトルク偏差Ｔ　ｅｒｒを算出する。

なお、トルク偏差Ｔ　ｅｒｒの算式は要求エンジントル
クＴ　ｒｅｆｏと予想出力トルクＴｏｕｔの差分を示す
式となっている。

Ｔｅｒｒ＝　Ｔｒｅｆｏ　−Ｔｏｕｔｌ（３）ここでは
フィードバックされた（前回演算された）予想出力トル
クＴｏｕｔを要求エンジントルクＴ　ｒｅｆＯより引く
。

次に、（４）式より目標トルクフィードバック補正量Ｔ
　ｃｏｒを算出する。この目標トルクフィードバック補
正量Ｔ　ｃｏｒの算式はトルク偏差Ｔ　ｅｒｒに対して
ＰＩ演算を行ない、要求エンジントルクＴｒｅｆｏを中
心として位相を遅らせてトルク偏差Ｔ　ｅｒｒが正負に
振れる。この結果、平均的な値は常に目標トルクフィー
ドバック補正量Ｔ　ｃｏｒを含む狭い領域内に保持され
る。

Ｔｃｏｒ＝ＴｅｒｒＸＫｐ＋（Ｔｅｒｒ＋５ｅｒｒ）Ｘ
Ｋ１”・（４）ここで、（３）式よりＴ　ｅｒｒを求め
る。なお、偏差の積分項（Ｓｅｒｒ←５ｅｒｒ十Ｔｅｒ
ｒ）　、　ＫＰ、　Ｋｌは制御ゲイン（暫定値Ｋｐ＝０
．２　、Ｋｌ＝０゜０１）を示す。

更に、吸入空気量Ａ／Ｎを算出し、その上で吸入空気量
Ａ／Ｎに応じた現在の出力トルクＴｎを推定する。この
場合、予め、吸入空気量Ａ／Ｎに基づき出力トルクＴ　
ｅｘｐを算出するマツプ（その−例を第４図に示した）
より現在の出力トルクＴ　ｅｘｐを算出する。そして、
目標エンジントルクＴ　ｔａｇと現在の出力トルクＴ　
ｅｘｐの差である必要なトルク低減量Ｔｒｔｄを算出す
る。その上で、必要なトルク低減量に応じた燃料カット
気筒数Ｎｃ及び点火角ψ、を予め設定されている所定の
マツプに応じて演算し、ステップｃ２に進む。

ステップｃ２では目標点火角φ。を算出する。ここでは
水温低下に応じて進角させる水温補正値Ｗψと、大気圧
低下に応じて進角させる大気圧補正値Ｐψと、更に、ノ
ック情報に応じて所定のリタード量を加算するノック補
正値Ｎψと、バッテリ電圧低下に応じて所定のリタード
量を加算するバッテリ電圧補正値Ｂφとを取り込みこれ
ら補正値によりマツプ点火角ψ、を修正し、目標点火角
φ。

を算出する。

この後、ステップＣ４に達するとここでは、体筒カット
数に応じて、第６図に示すようなマツプに基づきカット
気筒ナンバーを決定する。

この第６図のマツプはエンジン１０の構造（第５図に示
すようにここではＶ型６気筒とする）、特性に基づき回
転バランス、冷却効率等が考慮されて各カット数に応じ
た気筒ナンバーが設定されている。

この後、ステップｃ５では決定した燃料カット気筒数Ｎ
ｃ及び点火角ψ、より、上述の（１）、（２）式を算出
し、これによって予想出力トルクＴ　ｏｕｔおよびトル
ク低減量Ｔｒｅｔを求め、次回の目標トルクフィードバ
ック補正量Ｔｃｏｒの算出に備える。

このようにしてカット数に応じた気筒ナンバーが設定さ
れると、ステップｃ６に進む、ここではリーン域か否か
をエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷情報（ここでは
吸入空気量Ａ／Ｎ）と第７図の運転域マツプに基づき判
定する。リーン域ではそのままリターンし。リーン域で
ない、例えば、スリップ比の高いパワー運転域のような
過渡運転域の時点では、現運転情報（Ａ　／　Ｎ　、　
Ｎ　ｅ　）に応じた空燃比補正係数ＫＭＡＰを所定のマ
ツプより算出し、この値をアドレスＫＡＦに入力しメイ
ンルーチンにリターンする。

このようなＥＣＩメインルーチンの間に、第１２図のイ
ンジェクタ駆動ルーチンと第１３図の点火駆動ルーチン
が行なわれる。

インジェクタ駆動ルーチンは所定のクランクパルス割込
みでステップｄ１，２に達し、吸入空気量Ａ／Ｎとエン
ジン回転数Ｎｅを取り込み、燃料カットフラグＦＣＦが
１ではリターンし、Ｏで、ステップｄ４に進む、ここで
、基本燃料パルス幅Ｔ１を設定し、メインパルス幅デー
タＴｉｎｊ＝Ｔ。

ＸＫＡＦＸＫＤＴ＋ＴＤを算出し、ステップｄ’６に進
む。

ここで、Ｔｉｎｊをインジェクタ駆動用ドライバーの内
、カットされてない気筒のドライバーにセットし、ドラ
イバーをトリガし、噴射ノズル３が燃料噴射を行ない、
リターンする。この処理によってカット気筒分の出力が
低減される。

他方、クランクパルス割込みでステップｅ１に達すると
、ここでは１次電流通電クランク角帽であるドエル角だ
け１次電流を流すドエル角カウンタにドエル角がセット
される。ステップｅ２では点火信号を目標点火角ψ。で
出力できる点火時期カウンタに目標点火角ψ。がセット
される。

これによって、各カウンタが所定クランクパルスのカウ
ント時に点火回路を駆動し、点火プラグ２２を点火作動
させる。この点火処理において、目標点火角ψ。の含む
リタード量だけの出力低減を応答性良く実現できる。

（発明の効果） 以上のように１本発明は要求エンジントルクとフィード
バックされる予想出力トルクのトルク偏差を算出し、ト
ルク偏差に基づき要求エンジントルクを補正して目標エ
ンジントルクを算出し、目標エンジントルクと呂カトル
ク算出手段からの現在の出力トルクの差分に応じたトル
ク低減量を算出すると共にそのトルク低減量に応じた燃
料カット気筒数を算出するので、算出された燃料カット
気筒数でエンジンを駆動するので停止気筒に応じた出力
低減と、算出された点火リタード貴店じた出力低減を達
成出来、特に、予想出力トルクのフィードバックに基づ
き要求エンジントルクを平均的に達成することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としてのエンジンの出力制
御装置の全体構成図、第２図は同上装置の制御手段のブ
ロック図、第３図は同上装置の装着された車両のスリッ
プ比−摩擦係数特性線図。 第４図は同上装置で用いる出力トルク算出マツプの説明
図、第５図は同上装置の装着された車両のエンジンの概
略平面図、第６図は同上装置で用いる体筒気筒ナンバー
設定マツプの説明図、第７図は同上装置で用いる運転域
算出マツプの説明図、第８図は同上装置で用いるドエル
各算呂マツプの説明図、第９図は同上装置で用いるトラ
クションコントローラの行なう目標エンジントルク算出
プログラムのフローチャート、第１０図乃至第１３図は
同上装置で用いるエンジンコントローラの行なう各制御
プログラムのフローチャートである。 ２・・・空燃比センサ、３・・・噴射ノズル、７・・・
スロットル弁、８・・・スロットルポジションセンサ、
９・・・エアフローセンサ、１０・・・エンジン、１．
１，１２，１３，１４・・・車輪速センサ、１５・・ψ
トラクションコントローラ、１６・・・エンジンコント
ローラ、２２・・・点火プラグ、Ｖ　Ｆ　ｌ　ｌ　Ｖ　
Ｆ　ｃ　ｇＶ　Ｉｌｌ　ｍ、　、　Ｖ　３１　Ｌ・・・
車輪速度、　Ｔｔａｇ・・・目標エンジントルク、Ｔｏ
ｕｔ・・・出力予想トルク、ψ。・・・目標点火角、Ａ
／Ｆ・・・空燃比、 ÷４　図 塵す図　　　％４Ｖ 塵ｂ　図 （前狽’Ｊ） 馬７　凶 外６　口 Ｎε 馬／θ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両の運転状態情報及び走行状態情報に応じた要求エン
   ジントルクを算出する要求エンジントルク算出手段と、
   上記車両のエンジンの各気筒毎に所定量の燃料噴射を行
   なう燃料噴射制御手段と、上記要求エンジントルクとフ
   ィードバックされる予想出力トルクのトルク偏差を算出
   するトルク偏差算出手段と、上記トルク偏差に基づき上
   記要求エンジントルクを補正して目標エンジントルクを
   算出する目標エンジントルク算出手段と、上記エンジン
   の吸入空気量に基づき現在の出力トルクを算出する出力
   トルク算出手段と、上記目標エンジントルクと上記出力
   トルクの差分に応じたトルク低減量を算出すると共にそ
   のトルク低減量に応じた燃料カット気筒数を算出する出
   力規制値算出手段と、上記燃料カット気筒数で駆動する
   上記エンジンの上記予想出力トルクを算出する予想出力
   トルク算出手段と、上記燃料カット気筒数に応じて上記
   燃料噴射制御手段を制御するエンジン出力制御手段とを
   有したエンジンの出力制御装置。