JPS63121528A

JPS63121528A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPS63121528A
Application number: JP61267467A
Authority: JP
Inventors: Akinori Yamashita; 山下　昭則; Tadashi Kaneko; 金子　忠志; Kiyotaka Mamiya; 清孝間宮
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1986-11-12
Publication date: 1988-05-25

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、緩加速と慣性走行を繰返すことにより、車両
速度が目標値の一定の範囲内で維持されように制御する
エンジンの制御装置に関する。

（従来の技術）このような所謂定速度走行装置と言われるエンジンの制
御装置として、従来、特開昭５６−２２１１３号がある
。この技術は設定車速を基準として所定幅の許容速度変
動領域を設定し、その範囲内で緩加速、慣性走行を繰返
すというものである。

（発明が解決しようとする問題点）かかる技術は、緩加速時においては負荷の大きな状態、
即ちスロットル全開にすることにより、空気の充填効率
を上げて燃焼効率を上げると共に、吸気抵抗を減らして
ボンピングロスを低減して、燃費向上を目指している。

従って、燃費を良好にするために、緩加速時にいきおい
スロットル全開状態を維持しようとし、そのため緩加速
時の加速度は大きなものとなる。この急加速が運転感を
悪化させている。即ち、急加速の結果、前記速度変動域
の上限値に比較的早く到達する。上限値に到達すると慣
性走行を行い、ユックリ減速する。速度変動域の下限値
に到達すると、再び前述の比較的大きな緩加速を開始す
る。従って、このような定速走行装置から得られる走行
感は、前記速度変動域内で、高加速−慣性走行−高加速
を繰返すギクシャクしたものものであり、とても定速走
行と言えるものではない。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決するため
に提案されたもので、その目的は定速度走行を維持する
ための反応が緩慢で従って安定走行感が得られ、しかも
燃費の高いエンジンの制御装置を提案する点にある。

（問題点を解決するための手段）上記課題を実現するための本発明の構成は第１図に示し
た如く、車両の車速を検知する車速検知手段と、定速走
行条件が成立したことを検知する定速走行検知手段と、
車両の走行速度領域を設定する設定手段と、車両が慣性
走行を行うようにする慣性走行手段と、車両を加速する
加速手段と、エンジンヘ供給される混合気の空燃比を調
整する空燃比調整手段と、前記定速走行検知手段により
所定の定速走行条件が成立したことを検知した時に、車
速が前記速度領域内の第１の所定値に達すると前記慣性
走行手段が慣性走行を行うようにし、車速が第１の所定
値より低い第２の所定値に達すると、前記加速手段が緩
加速を実行するように制御する制御手段と、上記緩加速
時の前記空燃比調整手段の調整値を他の走行条件の調整
値より稀薄側に設定する空燃比変更手段とからなる。

（作用）上記構成の本発明によると、第２の所定速度から第１の
所定速度までの間は稀薄な混合気による緩加速を行う。

（実施例）以下添付図面を参照しつつ本発明に係る実施例を詳細に
説明する。

第２図は本発明に係るエンジンの制御装置を適用した自
動車用エンジン及び変速装置の実施例の構成を示す図で
ある。その構成は、全体の制御を行うエンジンコントロ
ールユニット（ＥＣＵ）１００、所謂電子燃料噴射制御
を行うエンジン２００、内部にクラッチを含む変速器３
００、そしてモードスイッチ４００等からなる。

エンジン２００について説明する。２０１はエアフィル
タ、２０２は吸入空気量を検出するエアフローメータで
ある。エアフローメータ２０２は吸入空気量を電圧値（
Ｑ、）に変換する。２０３はスロットルバルブ、２０４
はスロットルコントローラ、２０５はスロットルアクチ
ュエータ、２０６はスロットル開度センサである。スロ
ットルコントローラ２０４は後述するＥＣＵ　１００か
らスロットル開閉信号ＴＨＢを受けて、スロットルアク
チュエータ２０５を駆動しスロットルバルブ２０３を開
閉する。スロットルセンサ２０６はスロットルバルブ２
０３の実際のスロットル開度を信号ＴＶＯとして検出す
る。２０７は吸気マニホールド、２０８は吸気バルブ、
２０９は排気バルブ、２１０はシリンダー、２１１はピ
ストン、２１２は排気マニホールド、２１３は水温セン
サ、２１４は酸素センサである。

２１５は燃料噴射のインジェクタであり、ＥＣＵｌｏｏ
からの燃料噴射パルス信号τにより駆動される。２１６
はクランクシャフトに連接しているフライホイールであ
り、それにはセンサ２１７が設けられており、このセン
サ２１７がフライホイール回転信号Ｎを検出し、このＮ
を受けてＥＣＵｌｏｏがエンジン回転数を得る。

エンジン出力はフライホイール２１６を介して変速器３
００に伝えられる。変速器３００内のクラッチ３０１は
、ＥＣＵｌｏｏからの信号ＣＬＢに応じた動作を行う油
圧コントローラ３０２によりフライホイール２１６から
のエンジン出力を断続する。変速器３００内部の詳細は
本発明とは直接関係ないので省略するが、第２図実施例
の変速器３００は一例として前輪駆動タイプの手動変速
器である。勿論、後輪駆動の自動変速であってもよい。

変速器３００内には歯車の回転速度から車体の速度（Ｖ
ｓ　）を検知する車速センサ３０３が設けられている。

モードスイッチ４００は運転モードをドライバが選択す
るためのスイッチである。このモードスイッチ４００が
選択可能な運転モードとは、通常運転／エコノミー運転
の２つのモード、若しくは通常運転／自動運転／エコノ
ミー運転の３つのモードである。ここで通常運転とは、
ドライバがマニュアルでアクセル動作、クラッチ動作を
行いながらそのときの運転条件に合った運転するもので
あり、自動運転とは設定速度に自動的に維持しながらも
その速度変動範囲も極めて少なく、せいぜい数ｋ　ｍ　
／　ｈというものである。一方、エコノミー運転とは特
に本発明の実施例に係るものであり、所定の許容速度変
動範囲内（例えば、±５ｋｍ　／　ｈ　）で、緩加速と
慣性走行をくりかえしながら、設定速度を維持しようと
いうものである。特に、本実施例においては、その緩加
速時に混合気をリーンにすることにより、燃費改善と運
転走行性の向上を目指すものである。

そこで、本実施例に従った制御動作の概要を第２図実施
例のエンジンに適応させて説明する。第３図は、このと
きの車速（ＶＳ　）　、クラッチ３０１の制御信号（Ｃ
ＬＢ）、スロットル開度ＴＶＯ３空燃比Ａ／Ｆ等の関係
を示す。第３図中、実線のグラフは従来のエコノミー運
転に係るものを、破線のグラフは実施例のエコノミー運
転に係るものを示す。車速■３は車速センサ３０３によ
り検知されたものである。設定速度及び許容速度変動域
（Ｖ　ｓｏ＝　Ｖ　ｓＬ）はＥＣＵ１００内に設定され
る。緩加速時は、前記速度変動域の上限値Ｖｌｌ１１に
達するまで、混合気をリーンに保ちつつ、緩加速を行う
。混合気をリーンにすることにより出力が低下し、加速
は急激なものとはならない。−方、慣性走行時は、スロ
ットルバルブ３を全閉にしてエンジン回転を落して燃料
消費を減少させると共に、信号ＣＬＢをゼロにしてクラ
ッチ３０１を断にして慣性走行を行うようにしている。

第３図の実線と破線のグラフを比較しても分るように、
緩加速において、従来と本実施例とは緩加速の度合が違
う。

第４図は上記制御を行うＥＣＵ１００内の構成を示すブ
ロック図である。１０１は入出力（１１０）ボート、１
０２はマイクロプロセッサ等のＣＰＵである。１０１の
出力ポート部分はラッチタイプとなっている。又、１０
３は後述の実施例に係る制御プログラム等を格納するＲ
ＯＭ、１０４は制御に用いる種々の一時的なデータを格
納するためのＲＡＭ、１０５は時間監視等に用いるプロ
グラム式のタイマ、１０６は吸入空気量Ｑ、等をデジタ
ル値に変換するためのＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）であ
る。

第５図（ａ）はＲＯＭ１０３の構成を示すものである。

図示の如く、ＲＯＭ１０３内には制御プログラム、モし
て車速に応じた目標スロットル開度速度量ΔＴＨ／Δｔ
のマツプ、基本燃料噴射量Ｔ、のマツプ、緩加速時の燃
料補正量Ｑ□、Ｑｔ２のマツプ等である。

第５図（ｂ）はＲＡＭ１０４内におけるワーク用データ
の格納状態を示すものである。加速フラグは現在緩加速
中であることを示すフラグ、ＭＯＤフラグはモードスイ
ッチ４００の設定状態を示すフラグで、本実施例では、
“１”であると、エコノミー運転状態を示し、“０″で
あれば通常運転状態を表わす。ＮＥＭはエコノミー運転
を開始したときの運転速度を格納する。

第６図は本実施例に係る所謂エコノミー運転時の制御手
順のフローチャートである。先ず、ステップＳ２でモー
ドフラグを初期化する。ステップＳ４でタイマ１０６を
２０ｍ５に初期化して起動する。２０ｍ５間隔で以下の
制御手順が実行されることになる。次のステップＳ５で
は車速をセンサ３０３から読取る。ステップＳ６では、
モードスイッチ４００がエコノミー側（“ｔ”）にセッ
トされたかを調べる。ここでエコノミーモード付近の空
燃比により運転されている０次にステップＳ８で前回の
モードフラグを調べる。これは、通常走行モードから新
たにエコノミーモードに移行したのならば、その時の車
速設定値等をステップＳＩＯ等で記憶する必要があるか
らである。

即ち、新規にエコノミーモードに移行した（モードフラ
グが“０″であった）ならば、ステップＳＩＯでその時
の車速Ｖｓを車速変動範囲の下限値ＶＳｔ、とじて認識
してＲＡＭ１０４内のＶ、いＶＳ＋に記憶し、ステップ
Ｓ１２でその車速に対応するエンジン回転数を求め、Ｒ
ＡＭ１０４のＮＥＭに記憶する。尚、ステップＳ１２の
ＦＭ（Ｖ！＋）は変速比等を考慮して演算するエンジン
回転数の関数もしくはマツプである。又、Ｖ３１は緩加
速時の速度変化を求めるために一時的に記憶するＲＡＭ
１０４内の領域である。更に、ステップＳ１６でＲＯＭ
１０３に格納されているスロットル開度速度マツプから
△ＴＯ／△ｔを求め、その値をＲＡＭ１０４内の△ＴＨ
に記憶する。尚、車速ＶＳと△Ｔ□／Δｔとの関係は例
えば第７図（ａ）の如きデータのマツプでよい。ステッ
プＳ１６では加速フラグをセットする。こうして、加速
フラグをセットして、モードスイッチ４００が押された
ときの車速を下限値ＶＳＬとして、そのｖｓＬから緩加
速を開始する。この加速フラグは、現在エコノミー運転
モードの緩加速中である事を示すフラグとなる。

ステップＳ１８ではモード−フラグを“１”にセットす
る。このモードフラグを“１″にセットすることにより
、次回にステップＳ８に進んで来ても、ＮＥＭ、△ＴＨ
等を再設定することはない。

ステップＳ２０では加速フラグを調べて、今、緩加速中
か慣性走行中かを知る。

エコノミー運転に移行した当初若しくは緩加速中のとき
はステップＳ２０からステップＳ２２へ進む。ステップ
Ｓ２４では吸入空気量Ｑ１及びエンジン回転数Ｎに基づ
いて基本燃料噴射量ＴＰを演算若しくはマツプから読出
す。ステップＳ２６で、この基本燃料ＴＰに対して、混
合気をリーン状態にして緩加速を行うための補正を加え
る。即ち、燃料噴射パルス幅τｗＴ、ｘＱ、、として求
める。尚、この補正量Ｑｒ＋は０．７〜０．８の値であ
り、この１以下の値に設定することにより、Ａ／Ｆはリ
ーンの２９〜２２となる。又、基本噴射パルス４１ｉＴ
Ｐは第７図（ｂ）の如く、低回転／低吸入空気量のとき
はリッチに、高回転／高吸気量のときはリーンとなるよ
うなパルス幅である。従って、このようなＴＰに０．７
〜０．８の値をとるＱｔ＋を掛ることにより、全域でリ
ーンとなるわけである。

次にステップ３２８で車速ｖｓを読込み、ステップＳ２
９で、前回測定して記憶しておいた車速ｖｇ＋からの速
度増加△Ｖ≧＝ｖｓ−ｖｓｉを求め、同時にＶｌｌｌを
このときのＶｓの値で更新する。ステップＳ３０では、
このΔｖ８が所定の値に、より大であるかを調べる。こ
のΔ■ｓが大であるということは、実際に緩加速を行っ
ていることを示し、小であることは加速されていないこ
とになる。もし、所定の加速度に１以上で加速されてい
るのならば、ステップＳ３０からステップＳ３８へ抜け
、ステップ３３８でスロットルコントローラ１０４に向
けて出力ボートから信号ＴＨＢ上に値ΔＴ）Ｉを出力す
る。更に、ステップＳ２６で求めたパルス幅τに従って
インジェクタ２１５から燃料を噴射するように、出力ボ
ート１０１にラッチする。

一方、緩加速中にもかかわらず車両かに１以上で加速さ
れていないならば、ステップＳ３０からステップＳ３２
へ進む、ステップＳ３２では、スロットル開度ＴＶＯが
全開まで達しているかを調べる。もし全開に未だ至って
いなかったならば、ステップＳ３４で△Ｔ、を若千大き
くするためにΔＴ）ｌｘｋ２を演算する。即ち、ステッ
プＳ１４で設定したΔＴ）ｌよりも大きくしてスロット
ル開度をより開くように、出力ボート１０１上で信号Ｔ
ＨＢにΔＴＩＩｘｋ２の値をラッチする。

次にステップＳ４０へ進み、２０ｍ５の時間が経過する
のを待つ。この待ち時間内では、出力ボート１０１にラ
ッチされたて、ＴＨ−Ｂの値で燃料噴射／スロットル間
が維持される。

２０ｍ５が経過すると、再びステップＳ４へ戻り、モー
ドスイッチ４００の設定が変更されていない限り、ステ
ップＳ４→ステツプＳ６→ステツプＳ８→ステツプ３１
８→ステツプＳ２０→ステツプＳ２２〜ステツプ８３０
〜ステツプＳ３８→ステツプＳ４０→ステツプＳ４のル
ープを、ステップＳ２２で車速ｖｓが上限値ＶＳＨに達
するまで繰り返す。

ところで、高速走行中にエコノミーモードに切替わった
とき、若しくは登り走行のとき等は、スロットルバルブ
１０３が全開になっているので（ステップ５３２）、加
速が得られない（ステップ５３０）事がある。このよう
な場合は、ステップＳ３２からステップＳ３８へ進み、
混合気をリッチにするためにτ＝τＸＱｒｚＸｋ３とし
て、τを変更する。尚、このＱｔ２とエンジン回転数Ｎ
との関係を第７図（Ｃ）に示す。同図において、実線は
ＮにたいするＱｒｚを、破線はＱｒｚＸｋ３を夫々表す
。

慣性走行を続けると、いずれかのステップＳ５で読取っ
た車速Ｖ３がｖｓ）ｌに達する。すると、ステップＳ２
２からステップＳ４２へ進み、信号ＴＨＢを“Ｏ“にし
てスロットルバルブ１０３を全開にしエンジン回転を落
す。そして、クラッチ３０１を切るために、ステップＳ
４４で信号ＣＬＢを“０”にする。更にステップ３４６
で、緩加速が終了したことを示すために、加速フラグを
リセットする。スロットルバルブ１０３が全閉となりク
ラッチ３０１が切れると、車両は惰性による慣性走行を
続ける。ステップＳ４０で２０ｒｎｓが経過するのを待
ち、次のステップＳ２０では加速フラグは“０“である
から、ステップＳ５０へ進む。慣性走行中は、２０ｍ５
が経過する毎に、ステップ３４〜ステツプＳ２０→ステ
ツプＳ５０→ステツプＳ４０→ステツプＳ４のループを
、ステップＳ５０で車速ｖｓｌがｖ、Ｌに低下したこと
を検知するまで繰り返す。

さて、車速がＶＳＬまで低下すると、ステップＳ５０か
らステップＳ５２に進み、信号ＴＨＢを△Ｔ８にラッチ
する。これはエンジン回転数が慣性走行中にアイドル回
転数まで低下してしまっているので、エコノミー運転を
開始したときに記憶したときのΔＴＨでスロットルバル
ブ１０３を開きエンジン回転数Ｎを、Ｖ５Ｌに対応する
回転数ＮＥＭまで上昇させる、ためである、ステップ３
５４でエンジン回転がＮＥＭに達するのを待って、達し
た後にステップ３５６でクラッチ３０１をスムースに接
続することかできる。そして、以後緩加速を開始するた
めに、加速フラグをセットする。

加速フラグがセットされると、以後制御は車速がＶＳＯ
に達するまでステップＳ２０→Ｓ２２→Ｓ２４〜Ｓ４０
のループを繰り返して緩加速を実行する。

エコノミー運転中にモードスイッチ４００が解除された
場合は、ステップＳ６からステップＳ６０へ抜ける。ス
テップＳ６０で現在の車速に対応したエンジン回転数を
ＲＡＭ１０４のＮＥＭに記憶し、ステップ３６２でその
車速に対応したスロットル開度速度ΔＴ□／△ｔの値を
ＴＨＢにラッチする。即ち、慣性走行中にエコノミー運
転モードが解除されることも有り得、そのような場合、
クラッチ３０１を接続して通常走行に移らなくてはなら
ないから、クラッチ接続時のショックを減らすために、
現在の車両速度ｖｓに見合った回転数ＮＥＭ＝Ｆｓ（Ｖ
ｓ）までエンジンを回そうというものである。ステップ
Ｓ６４でエンジンの回転が上がるのを待ち、上った段階
でステップＳ６Ｂでクラッチ３０１を接続する。ステッ
プ３６８では加速フラグをリセットし、ステップＳ７０
ではモードフラグをリセットして、通常走行ルーチンへ
リターンする０通常の走行ルーチンは周知であるのでそ
の説明は省略する。

以上説明したように、本実施例によると、設定速度範囲
内で緩加速と慣性走行を繰返して定速度走行するような
エンジンの制御装置において、緩加速時に混合気をより
リーンにすることにより、燃費が向上するという効果が
ある。更に、このリーン移行により緩加速時のエンジン
出力が低下して、設定車速の上限値に到達する時間が延
びるため、頻繁な車速変化がなくなり、走行感の向上が
得られる。特に５０〜６０　ｋ　ｍ　／　ｈ以上の走行
速度では走行抵抗が大きくなり、車速上昇がより緩やか
になる。又、混合気をよりリーンにするためにスロット
ルバルブ１０３は開方向になるため、その結果吸気管負
圧が下がり、ボンピングロスが減少し燃費が向上すると
いう効果がある。実験によると、２２％の燃費改善が報
告されている。更に、緩加速時に万一加速がされないよ
うなときであっても、スロットルバルブ１０３が全開で
ないときは更に開いて空気充填効率を上げて燃焼をよく
するか、若しくは既にスロットルが全開のときは、混合
気をリッチにすることにより出力を増やす等して、運転
条件の高範囲にわたって緩加速が達成されるようにして
いる。

次に、上記実施例の所謂稀薄燃焼方式エンジンヘの適用
について考察する。第８図は空燃比（Ａ／Ｆ）に対する
燃料消費率ｂｅ（グラム／Ｐ　Ｓ／ｈ）及びＮｏｘ値と
の関係を示したものである。

燃料消費率ｂｅはＡ／Ｆがリーンであるほど効率的にな
るが、Ｎｏｘ値はＡ／Ｆが１６付近でピークになる。一
方、稀薄燃焼エンジンでは、低中負荷域ではＡ／Ｆを限
界値付近にセットしても、燃焼効果はそれ程改善されず
、逆に出力低下の影響の方が大きくなる。一方高負荷時
は、本実施例のエコノミー運転制御下では、所定の加速
度に制御するため高負荷側を用いるため通常運転時より
更にリーン運転が可能である。

尚、上記実施例においては、デジタルコンピュータを例
にして説明したが、アナログコンピュータであってもよ
い。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、緩加速時に混合気
をよりリーンにするので、エンジン出力が減少し、その
ため加速が穏やかになり、緩加速と慣性走行を繰返す周
期が長くなる。即ち、速度変化が運転者が気にならない
程少なくなり、所謂定速走行時の運転感覚により近い運
転感覚が得られる。又、リーンにすることにより燃費の
向上が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための機能ブロック図
、第２図は本発明に係る一実施例の構成図、第３図は実施
例に係る制御動作を、時間（距離）に対する車速、エン
ジン回転数、クラッチ等の変化を示した図、第４図は実施例のＥＣＵ内の構成を示す図、第５図（ａ
）はＲＯＭの内部構成図、第５図（ｂ）はＲＡＭの内部構成図、３ｉＫ６図（ａ）（ｂ）は実施例に係るエンジン及びク
ラッチ制御の一例を示すフローチャート、第７図（ａ）
はスロットル開度速度マツプの特性図、第７図（ｂ）は基本燃料噴射量の特性を示す図、第７図（ｃ）は緩加速時のスロットル間置場の特性を示
す図、第８図はＡ／Ｆ設定値を説明する図、第９図はＡ／Ｆに対する燃料消費率の特性図である。図中、１００・・・エンジンコントロールユニット、１０１・
・・入出力ボート、１０２・・・ＣＰＵ、１０３・・・
ＲＯＭ、１０４・・・ＲＡＭ、１０５・◆・タイマ、１
０６・・・ＡＤＣ，２００・・・エンジン、２０２・・
・エアフローメータ、２０３・・・スロットルバルブ、
２ｏ４・・・スロットルコントローラ、２０５・・・ス
ロットルアクチュエータ、２０６・・・スロットルセン
ナ、２１５・・・インジェクタ、２１７・・・エンジン
回転数センサ、３００・・・変速器、３０１・・・クラ
ッチ、３０２・・・クラッチ油圧コントロール、３０３
・・・車速センサ、４００・・・モードスイッチである
。第３図第４図第５図（α）第５図（ｂ）Ｖｓ第７図（α）第７図（ｂ）第７図（ｃ）１６　　　　　　２２　　　　　　Ａ／Ｆ第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両の車速を検知する車速検知手段と、定速走行
条件が成立したことを検知する定速走行検知手段と、車両の走行速度領域を設定する設定手段と、車両が慣性
走行を行うようにする慣性走行手段と、車両を加速する加速手段と、エンジンヘ供給される混合気の空燃比を調整する空燃比
調整手段と、前記定速走行検知手段により所定の定速走行条件が成立
したことを検知した時に、車速が前記速度領域内の第１
の所定値に達すると前記慣性走行手段が慣性走行を行う
ようにし、車速が第１の所定値より低い第２の所定値に
達すると、前記加速手段が緩加速を実行するように制御
する制御手段と、上記緩加速時の前記空燃比調整手段の調整値を他の走行
条件の調整値より稀薄側に設定する空燃比変更手段を設
けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
（２）第１の所定値は前記走行速度領域の上限値であり
、第２の所定値は下限値である事を特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載のエンジンの制御装置。