(57)【要約】【課題】  車両の快適性を損なうことなく、エンジン出力の応答性を改善することができる電子制御装置を提供する。【解決手段】  変速機の変速比を上げる変速制御が実行されるときのアクセルペダル開度を記憶したＲＡＭ１０４と、アクセルペダル開度を検出するアクセル開度センサ１５の検出するアクセルペダル開度が、ＲＡＭ１０４に記憶したアクセルペダル開度となる直前で、エンジン１の出力が最大となるようにスロットル弁３の開度を制御するＥＣＵ１０を有している。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダルの開度に基づいて電動モータを駆動しスロットルの開度を制御する内燃機関の制御装置であって、
変速機の変速比を上げる変速制御が実行されるときのアクセルペダル開度を記憶した記憶部と、
アクセルペダル開度を検出する検出部の検出するアクセルペダル開度が、前記記憶部に記憶したアクセルペダル開度となる直前で、前記内燃機関の出力が最大となるように前記スロットルの開度を制御する制御部と、
を有する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、ドライバによって踏み込まれるアクセルペダルの踏み込み特性に応じて、前記スロットルの変化率を変更することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記スロットルの変化率を、イグニッションスイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップごとに変更することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記スロットルの変化率が前記スロットルを開く開側と前記スロットルを閉じる閉側とで異なることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
アクセルペダル開度センサによりアクセルペダルの開度を検出するステップと、
検出した前記アクセルペダルの開度が、変速機の変速比を上げる変速制御が実行されるときのアクセルペダル開度となる直前で、前記内燃機関の出力が最大となるようにスロットルの開度を制御するステップと、
を有することを特徴とするスロットル制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置及びスロットル制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンが１サイクル当たりに吸い込むことができる空気量の上限値は、エンジン回転数（ピストンの下がるスピード、前サイクルまでの空気の流れ方）、吸排気バルブの開閉タイミング、スロットル径、インテークマニホールドの形状などによって決まる。
自然吸気エンジンの場合、ピストンを下げることで発生する負圧によってシリンダ内に空気を吸い込んでいるが、負圧によりシリンダ内に吸い込まれる空気量には限度がある。シリンダが吸い込む能力の上限を超えると、スロットルバルブをさらに開いて吸気抵抗を下げても、シリンダはそれ以上は空気を吸い込むことができない。具体的には、スロットル弁の開度が９０度前後で吸入空気量は一定になり、エンジン出力は頭打ちとなる。
図１には、アクセルペダル開度とスロットル弁の開度との関係を一点鎖線で示し、アクセルペダル開度とエンジン出力との関係を実線で示している。
【０００３】
アクセルペダルを操作するドライバは、アクセルペダルを踏み込んだ初期の段階では、吸入空気量が急激に増加するためレスポンスがよく感じられるが、図１に示すようにアクセルペダルを床まで踏み込む最後の段階では、エンジン出力の上昇を伴わないため不感帯となる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、アクセル踏込み量が０％のときにエンジントルクも０％となり、アクセル踏込み量が１００％のときにはエンジントルク量も１００％となり、かつ、アクセル踏込み量が０％よりも大きく１００％未満の間においては、アクセル踏込み量が増えればエンジントルク量も増えるように設定している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１６４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、アクセルペダルの踏込み量が増えればエンジントルク量も増えるように設定しているが、キックダウンについては考慮していない。
加速を得るためにアクセルペダルを大きく踏み込むと、低速なギアに切り替わるキックダウンが発生する。キックダウンが発生すると、エンジン回転数が上がってエンジン音が大きくなったり、搭乗者が振動を感じるようになる。小型車のような非力な車であれば、キックダウンを発生させてエンジン出力が得られるようにしたほうが好ましいが、それ以外の車では、キックダウンの発生前に最大のエンジン出力を得られたほうが、搭乗者に振動やエンジン音による不快感を与えない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、車両の快適性を損なうことなく、エンジン出力の応答性を改善した内燃機関の制御装置及びスロットル制御方法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】
【０００８】
かかる目的を達成するために本発明の電子制御装置は、アクセルペダルの開度に基づいて電動モータを駆動しスロットルの開度を制御する内燃機関の制御装置であって、変速機の変速比を上げる変速制御が実行されるときのアクセルペダル開度を記憶した記憶部と、アクセルペダル開度を検出する検出部の検出するアクセルペダル開度が、前記記憶部に記憶したアクセルペダル開度となる直前で、前記内燃機関の出力が最大となるように前記スロットルの開度を制御する制御部とを有する構成を採用している。
本発明によれば、変速機の変速比を上げる変速制御が実行される前にエンジン出力が最大となるように制御を行うことにより、車両の快適性を損なうことなく、エンジン出力の応答性を改善することができる。
【０００９】
上記電子制御装置において、前記制御部は、ドライバによって踏み込まれるアクセルペダルの踏み込み特性に応じて、前記スロットルの変化率を変更する構成を採用できる。
従って、エンジン出力の制御をユーザの好みに合わせることができる。
【００１０】
上記電子制御装置において、前記制御部は、前記スロットルの変化率を、イグニッションスイッチがオンされてからオフされるまでの１トリップごとに変更する構成を採用できる。
従って、エンジン出力の制御を１トリップごとに変更することができる。
【００１１】
上記電子制御装置において、前記制御部は、前記スロットルの変化率が前記スロットルを開く開側と前記スロットルを閉じる閉側とで異なる構成を採用できる。
従って、車両を停止させる制御においても、ユーザの好みに応じた制御とすることができる。
【００１２】
本発明のスロットル制御方法は、アクセルペダル開度センサによりアクセルペダルの開度を検出するステップと、検出した前記アクセルペダルの開度が、変速機の変速比を上げる変速制御が実行されるときのアクセルペダル開度となる直前で、前記内燃機関の出力が最大となるようにスロットルの開度を制御するステップとを有している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両の快適性を損なうことなく、エンジン出力の応答性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図２は、エンジン１及びその周辺装置と、これらを制御する制御装置の構成を概略的に示す構成図である。図２において、エンジン１の吸気通路２にはスロットル弁３が設けられており、この上流側には図示しないエアクリーナが設けられている。スロットル弁３の軸の一端にはこのスロットル弁３を駆動するアクチュエータ４が設けられており、他端にはスロットル弁３の開度を検出するスロットル開度センサ５が設けられている。即ち、本実施例のスロットル弁３はアクチュエータ４によって開閉駆動される電子制御スロットルである。
【００１６】
スロットル弁３の下流側の吸気通路２にはサージタンク６が設けられており、このサージタンク６内には吸気の圧力を検出する圧力センサ７が設けられている。更に、サージタンク６の下流側には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁８が設けられている。スロットル開度センサ５の出力と圧力センサ７の出力は、マイクロコンピュータを内蔵したＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１０に入力される。
【００１７】
また、エンジン１のシリンダブロックの冷却水通路９には、冷却水の温度を検出するための水温センサ１１が設けられている。水温センサ１１は冷却水の温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。
また、排気通路１２には、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを同時に浄化する三元触媒コンバータ（図示せず）が設けられており、この触媒コンバータの上流側の排気通路１２には、空燃比センサの一種であるＯ2センサ１３が設けられている。Ｏ2センサ１３は排気ガス中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生する。これら水温センサ１１及びＯ2センサ１３の出力はＥＣＵ１０に入力される。
【００１８】
更に、このＥＣＵ１０には、アクセルペダル１４に取り付けられたアクセル開度センサ１５からのアクセル踏込量信号（アクセル開度信号）や、図示しないディストリビュータに取り付けられたクランク角センサからのエンジン回転数ＮＥが入力される。
【００１９】
そして、エンジン１の燃焼室にはＥＣＵ１０によって点火制御される点火プラグ１６が設けられており、ＥＣＵ１０はエンジン１の運転状態に応じてこの点火プラグ１６の点火時期や点火時間を制御することができる。
【００２０】
以上のように構成されたエンジン１において、図示しないイグニッションスイッチがオンされると、ＥＣＵ１０が通電されてプログラムが起動し、各センサからの出力を取り込み、スロットル弁３を開閉するアクチュエータ４や燃料噴射弁８、或いはその他のアクチュエータを制御する。
ＥＣＵ１０には、各種センサからのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（不図示）が含まれている。また、ＥＣＵ１０には、各種センサからの入力ディジタル信号や各アクチュエータを駆動する信号が出入りする入出力インタフェース１０１、演算処理を行うＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３やＲＡＭ１０４等のメモリや、クロック１０５等が設けられており、これらはバス１０６で相互に接続されている。なお、ＲＡＭ１０４には、エンジン１の出力が最大となるスロットル弁３の開度と、キックダウンを実施するアクセルペダル１４の開度（すなわち、変速機の変速比を上げる変速制御が実行されるときのアクセルペダル開度）とが記録されている。エンジン出力が最大となるスロットル弁３の開度は、ベンチテストにて測定し、測定結果をＲＡＭ１０４に記録しておく。ＣＰＵ１０２はＲＡＭ１０４に格納されたこれらの情報を参照し、アクセル開度に応じてスロットル弁３の開度を制御する。なお、ＥＣＵ１０の構成については公知であるので、これ以上の説明を省略する。
【００２１】
次に、図３を参照しながらＥＣＵ１０によるスロットル弁３の制御について説明する。
図３（Ａ）に示す実線が、アクセルペダル１４の踏込みに対してエンジン出力がリニアに反応し、エンジン出力が最大となるときにアクセルペダル１４の開度が全開となるスロットル弁３の制御を示している。
しかしながら図３（Ａ）に示すように、アクセルペダル開度が１００％となる前にキックダウン（変速機の変速比を上げる変速制御）が実施され、エンジン出力が１００％になる前にキックダウンで変速段が低い段に移行してしまう。キックダウンが発生すると、エンジン回転数が上がってエンジン音が大きくなったり、搭乗者が振動を感じるようになる。
なお、図３（Ａ），（Ｂ）に示すＣ点のアクセルペダル開度がキックダウン実施の開度を示している。
【００２２】
本実施例のＥＣＵ１０は、キックダウンが実施される開度よりも低いアクセルペダル開度のときに、エンジン出力が最大となるようにスロットル弁３を制御する。すなわち、図３（Ｂ）に示すＤ点のアクセルペダル開度のときにエンジン出力が１００％となるように制御を行う。
このような制御は、アクセルペダル１４の開度が全開となるときに、スロットル弁３の開度がエンジン出力最大となる開度よりも少し大きな開度となるように制御することで実現する。
例えば、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、スロットル弁３の開度が７０度のときにエンジン出力が最大となるエンジンの例を示しているが、このようなエンジンの制御であれば、スロットル弁３の開度が７５度のときにアクセルペダル１４の開度が１００％となるように制御を行えばよい。
図３（Ｂ）に一点鎖線で示すスロットル弁３の制御は、アクセルペダル１４の開度が１００％のときにスロットル弁３の開度が７０度となってエンジン出力が最大となる制御を示しており、図３（Ｂ）に実線で示すスロットル弁３の制御は、アクセルペダル開度が１００％のときにスロットル弁３の開度が７５度となる制御を示している。
図３（Ｂ）に示すようにエンジン出力が最大となるスロットル弁３の開度よりも少し大きな開度のときにアクセルペダル１４が全開になるように制御を行えば、キックダウンが実施される前に最大のエンジン出力を得ることができる。
【００２３】
最大のエンジン出力が得られるときのアクセルペダル１４の開度の設定は、キックダウン実施のアクセルペダル開度よりも小さく、キックダウン実施のアクセルペダル開度から５％の範囲内であればよい。すなわち、キックダウン実施のアクセルペダル開度が９０％であれば、アクセルペダル開度が８５％〜８９％までの間で、エンジン出力が最大となればよい。
【００２４】
なお、図３（Ｂ）に実線で示す制御では、スロットル開度が７０度でエンジン出力が１００％となった後は、アクセルペダル１４を踏み込んでもエンジン出力は上昇しない。このアクセルペダル１４を踏み込んでもエンジン出力が上昇しない領域は、図１に示す従来の制御と比較して小さな領域であり、ドライバにとって不感帯となる範囲は少ない。
また、キックダウン実施開度までアクセルペダル１４が踏み込まれると、キックダウンが実行される。
【００２５】
また、図３（Ｂ）に示すスロットル弁３の制御では、アクセルペダル１４の踏込みに対してエンジン出力がリニアに反応するようにスロットル弁３を制御していたが、車の特性に応じてスロットル弁３の開度を調整するようにしてもよい。
例えば、図４に示すように、アクセルペダル開度が低いときには、アクセルペダル１４の踏み込み量に対するスロットル弁３の変化率を大きくし、アクセルペダル開度が高くなると、アクセルペダル１４の踏み込み量に対するスロットル弁３の変化率を小さくしている。
【００２６】
また、アクセルペダル１４を踏み込んでいくときの操作と、踏み込んだアクセルペダル１４を戻していくときの操作とで、スロットル弁３の変化率を変更してもよい。
図５に示す例では、アクセルペダル１４を踏み込んでいく側の操作において、アクセルペダル開度が低いときには、スロットル弁３の変化率が大きくなるように制御し、アクセルペダル１４の開度が大きくなると、スロットル弁３の変化率が小さくなるように制御する。すなわち、アクセルペダル１４を踏み込んだ最初の段階で、スロットル弁３が大きく開き、アクセルペダル１４の踏み込み量が大きくなってくると、スロットル弁３が殆ど開かないように制御する。
また、アクセルペダル１４を戻す側の操作の場合には、アクセルペダル１４の開度が大きいときには、スロットル弁３の変化率が大きくなるように制御し、アクセルペダル１４の開度が小さくなると、スロットル弁３の変化率が小さくなるように制御する。
すなわち、アクセルペダル１４を戻しはじめた最初の段階では、スロットル弁３を閉じ側に大きく変化させ、アクセルペダル１４を戻し切る直前の段階では、スロットル弁３の変化率が小さくなるように制御する。
【００２７】
また、ドライバの運転特性を学習し、アクセルペダル１４を踏み込んでいくときの操作と、踏み込んだアクセルペダル１４を戻していくときの操作とでドライバの特性に合わせてスロットル開度の変化率を設定してもよい。
例えば、ドライバの運転特性が急加速、急減速が頻繁に発生する特性であった場合には、アクセルペダル１４を踏み込んでいく側の操作において、図５に示すようにアクセルペダル１４の開度が小さい段階でのスロットル弁３の変化率をさらに大きくする。また、アクセルペダル１４を戻していく側の操作では、アクセルペダル開度が大きい段階でのスロットル弁３の変化率をさらに大きくする。
なお、アクセルペダル１４の操作量に対するスロットル弁３の開度を急激に変更してしまうと、車両特性が大きく変化し運転に危険が生じる。このため、イグニッションキーのオンからオフまでの１トリップの間で、アクセルペダル１４の操作量に対するスロットル弁３の変化量を所定値だけ変化させるとよい。
また、スロットル弁３の変化量には上限値を設けて、この上限値を超えてスロットル弁３の変化量が設定されることのないようにする。
【００２８】
なお、本実施例は、ドライバがアクセルペダルを踏込む速度が遅く、キックダウンをさせたくないという意思がある場合に行われる制御であって、ドライバがアクセルペダルを素早く踏込み、キックダウンをさせたいという意思があると判定する場合には、上述した制御は行わずにキックダウンを実行するように制御するとよい。
【００２９】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但しこれに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変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のアクセルペダル開度に対するスロットル開度とエンジン出力との関係を示す図である。
【図２】エンジンとその周辺装置及び制御装置の構成を示す図である。
【図３】（Ａ）は、アクセルペダル開度が１００％でエンジン出力が最大となるスロットル弁の制御を示し、（Ｂ）は、キックダウン実施開度よりも前にエンジン出力が最大となるスロットル弁の制御を示す図である。
【図４】アクセルペダルの踏込み量に対するスロットル弁の変化量を変更した制御を示す図である。
【図５】アクセルペダルの踏込み量に対するスロットル弁の変化量を１トリップごとに変更する制御を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジン
２  吸気通路
３  スロットル弁
４  アクチュエータ
５  スロットル開度センサ
６  サージタンク
７  圧力センサ
８  燃料噴射弁
９  冷却水通路
１０  ＥＣＵ
１１  水温センサ
１２  排気通路
１３  Ｏ2センサ
１４  アクセルペダル
１５  アクセル開度センサ
１６  点火プラグ
１０１  入出力インターフェース
１０２  ＣＰＵ
１０３  ＲＯＭ
１０４  ＲＡＭ
１０５  クロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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