(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標エンジントルクを設定し、これに基づいて電制スロットル弁を制御して、エンジンの出力を制御する自動車のエンジン制御装置において、
変速機の変速比とエンジン回転数とを格子軸とするマップで、変速比方向とエンジン回転方向で各々補間する面補間を行って目標エンジントルクに対する補正量を算出する手段と、
この補正量により目標エンジントルクを補正する手段と、を備え、
各変速位置でのエンジン回転数の上昇に応じたエンジントルクの盛り上がりを作り込むように目標エンジントルクを設定することを特徴とする自動車のエンジン制御装置。
【請求項２】
前記補正量算出手段は、目標エンジントルクに対する補正量を、目標エンジントルクに対する増幅率で設定することを特徴とする請求項１記載の自動車のエンジン制御装置。
【請求項３】
目標エンジントルクを設定し、これに基づいて電制スロットル弁を制御して、エンジンの出力を制御する自動車のエンジン制御装置において、
変速機の変速比とエンジン回転数とを格子軸とするマップで、変速比方向とエンジン回転方向で各々補間する面補間を行って目標エンジントルクに対する補正量を算出する手段と、
この補正量により目標エンジントルクを補正する手段と、を備え、
前記補正量算出手段は、目標エンジントルクに対する補正量を、目標エンジントルクに対する増幅率で設定することを特徴とする自動車のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電制スロットル弁を用いる自動車のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電制スロットル弁を用いる自動車のエンジン制御装置として、アクセル開度−スロットル開度特性テーブルを用いて、アクセル開度から目標スロットル開度を設定するものや、特開平９−２２８８６７号公報に開示されているように、アクセル開度に基づいて目標エンジントルクを算出し、目標エンジントルクとエンジン回転数とをパラメータとするスロットル開度特性マップを用いて、目標スロットル開度を設定するようにしたものがある。
【０００３】
ここで、前記アクセル開度−スロットル開度特性テーブルの設定や、アクセル開度に基づく目標エンジントルクの算出に際し、動力性能の味付けが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の動力性能・加速フィーリングで、力強さを感じるのは、車速・エンジン回転数の上昇と共に、トルク・出力の盛り上がりを感じる場合である。例えば、発進してアップシフトして加速していく時にアップシフトして回転が落ちたところから回転の上昇に応じて盛り上がったり、ロード・ロード線上から踏込んでダウンシフトで回転が上がったところから回転の上昇に応じて盛り上がったりするのが望ましい。
【０００５】
しかし、アクセル開度−スロットル開度特性テーブル等では、このような盛り上がりは作り込めない。
そこで、次のような手法が考えられる。
（ａ）アクセル開度−スロットル開度特性テーブルを変速位置（１速、２速、…）毎に設定して切換える。
（ｂ）アクセル開度−スロットル開度特性テーブルを車速方向にマップ化する。
（ｃ）アクセル開度−スロットル開度特性テーブルをエンジン回転数方向にマップ化する。
【０００６】
しかし、上記（ａ）のように工夫しても、変速位置毎に特性が変わるだけで盛り上がりは作れず、変速位置というデジタル値で切換わるため、変速中に出力段差を生じフィーリングが悪い。段差解消のため、時間方向に移行処置をする等の追加ロジックが必要になる。
上記（ｂ）のように工夫して、車速の上昇に応じてスロットル開度特性を強めて盛り上がりを付けようとしても、ある車速で取り得る変速比は１つでなく、マニュアル変速機（以下ＭＴという）では任意であり、自動変速機（以下ＡＴという）でもアップシフト／ダウンシフトのヒスがあり、マニュアルモードもある。従って、変速比によりエンジン回転数が異なってくるため、エンジン出力特性がずれて所望の補正が得られないことがある。
【０００７】
上記（ｃ）のように工夫して、エンジン回転数の上昇に応じてスロットル開度特性を強めて盛り上がりを付けようとしても、発進からアップシフトして加速していった場合に各変速位置で使うエンジン回転数の領域は異なってくるため、これも特性がずれて所望の補正が得られない。
例えば、１−２アップ直後のエンジン回転数が２０００ｒｐｍなので、２０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍにかけて補正の盛り上がりを作ると、２−３アップ直後は２５００ｒｐｍから始まり、いきなり補正が半分付いて残りの盛り上がり代がなくなる等の問題点がある。
【０００８】
となると、上記（ａ）〜（ｃ）の２つ又は３つの組合せとなり、３次元（３格子軸）マップまたは４次元（４格子軸）マップとなってしまい、ロジック的にもデータ適合的にも実用的でなくなってしまう。
加えて、スロットル開度の特性とエンジンの出力トルク特性とは、非線形（高開度でトルクがサチル）の関係であり、またエンジン回転数に応じ特性が変わるため、所望の動力性能を得るための作り込みが難しい。言い換えれば、リニアな盛り上がり感を作り込みにくい。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、目標エンジントルクを設定し、これに基づいて電制スロットル弁を制御して、エンジンの出力を制御することを前提として、前記目標エンジントルクを効果的に補正することにより、車速・エンジン回転数の上昇と共に、トルク・出力の盛り上がりを作ることができるようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、目標エンジントルクを設定し、これに基づいて電制スロットル弁を制御して、エンジンの出力を制御する自動車のエンジン制御装置において、変速機の変速比とエンジン回転数とを格子軸とするマップで、変速比方向とエンジン回転方向で各々補間する面補間を行って目標エンジントルクに対する補正量を算出する手段と、この補正量により目標エンジントルクを補正する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
更に、前記補正量算出手段は、目標エンジントルクに対する補正量を、目標エンジントルクに対する増幅率（補正率）で設定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、変速機の変速比とエンジン回転数とを格子軸とする面補間付きのマップで、目標エンジントルクに対する補正量を算出して、目標エンジントルクを補正し、これによりスロットル開度を制御するため、次のような効果が得られる。
【００１３】
すなわち、
（１）どの変速位置でも、その変速位置でのエンジン回転数の上昇に応じた所望のエンジントルクの盛り上がりを作り込むことができる。
（２）変速の最中に急に補正が変化することがなく、スムーズな補正のつながりが得られる。
（３）少ないデータ点数で十分な効果が得られる高効率な補正が可能となる。
（４）エンジントルクに対する補正のため、リニアな補正の作り込みが容易である。
（５）ＡＴでもＭＴでも適用できる。また、有段変速機の場合に有利であるが、ＣＶＴのような無段変速機にも適用できる。
【００１４】
更に、目標エンジントルクに対する補正量を、目標エンジントルクに対する増幅率［％］で設定することにより、次のような効果が得られる。
（１）アクセルの低開度（低出力）でも高開度（高出力）でも同じ割合（増幅率）の補正が得られる。
（２）１００％（補正なし）以下の補正も設定できるため、例えば、発進時の領域（低速ギアの低回転側）を１００％以下に抑えることにより、アクセル開度に対するスロットル開度を抑え、発進時の滑らかなアクセル操作性を作り込むこともできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す車両駆動系の概略構成図である。
エンジン１の出力軸は変速機（ＡＴ又はＭＴ）２に接続され、変速機２の出力軸３によりファイナルギア４を介して駆動輪５，５が駆動される。
【００１６】
ここで、エンジン１の吸気系には電制スロットル弁６が設けられており、この電制スロットル弁６の駆動用モータ７はコントロールユニット８により制御される。
コントロールユニット８は、各種センサ（アクセル開度センサ、クランク角センサ等）からの信号を入力し、これに基づいて電制スロットル弁６の開度を制御する。
【００１７】
図２はコントロールユニット８内で行われるスロットル開度制御に関する制御ブロック図である。
基本目標エンジントルク設定部１１は、アクセル開度とエンジン回転数とをパラメータとするエンジントルクマップを備えており、アクセル開度センサにより検出されるアクセル開度[deg] と、クランク角センサにより検出されるエンジン回転数[rpm] とから、エンジントルクマップを参照して、基本目標エンジントルク[Nm]を設定する。
【００１８】
変速比算出部１２は、ＡＴ（自動変速機）の場合、ＡＴ入力回転数センサにより検出されるＡＴ入力回転数[rpm] と、ＡＴ出力回転数センサにより検出されるＡＴ出力回転数[rpm] とから、変速比＝ＡＴ入力回転数[rpm] ／ＡＴ出力回転数[rpm] を算出する。
ＭＴ（マニュアル変速機）の場合は、入出力回転数センサを備えていないので、次式により、変速比を算出する。
【００１９】
変速比＝Ｋ×エンジン回転数[rpm] ／車速[km/h]
但し、Ｋは定数で、Ｋ＝ファイナルギア比×（２π×タイヤ半径[m] ）×1000／60である。
エンジントルク補正量（補正率）算出部１３は、変速比とエンジン回転数とをパラメータとする面補間付きのエンジントルク補正率マップを備えており、変速比とエンジン回転数とから、エンジントルク補正率マップを参照し、面補間（変速比、エンジン回転数の各々についての補間）を行って、トルク補正率[%] を設定する。ここで用いるエンジントルク補正率マップを、５速ＡＴ又は５速ＭＴの例で、図３に示す。
【００２０】
例えば２速から３速への変速中でエンジン回転数２５００ｒｐｍ、変速比２．０１の場合はエンジン回転数が２８００および２４００で変速比が２．５５と１．４７にある４つの格子点のデータを用いて面補間を行う。
エンジン回転数２５００ｒｐｍは２４００ｒｐｍと２８００ｒｐｍとを１：３に内分する値であるから、変速比２．５５に対する２４００ｒｐｍにおける値１００と２８００ｒｐｍにおける値１１０とを１：３に内分する値として、１０２．５を求める。
【００２１】
同様に変速比１．４７に対する２４００ｒｐｍにおける値１０５と２８００ｒｐｍにおける値１０８とを１：３に内分する値として、１０５．７５を求める。また、変速比２．０１が変速比２．５５と１．４７とを１：１に内分する値であることから、トルク補正率は先に求めた１０２．５と１０５．７５とを約１：１に内分する値である１０４と求めることができる。尚、変速中以外は変速比は格子軸上にあるため、補間計算はエンジン回転方向のみで良い。
【００２２】
目標エンジントルク補正部１４は、基本目標エンジントルク[Nm]にトルク補正率[%] を乗算して、補正後目標エンジントルク[Nm]＝基本目標エンジントルク[Nm]×トルク補正率[%] ／100 を算出する。
目標スロットル開度算出部１５は、前記基本目標エンジントルク設定部１１で用いたアクセル開度（＝スロットル開度）とエンジン回転数とをパラメータとするエンジントルクマップを、エンジントルク（＝補正後目標エンジントルク）とエンジン回転数とから逆読みすることで、目標とするアクセル開度[deg] 、すなわち目標スロットル開度[deg] を算出する。
【００２３】
もちろん、前記基本目標エンジントルク設定部１１で用いたエンジントルクマップと同一特性で、格子軸が異なるマップ、すなわち、目標エンジントルクとエンジン回転数とをパラメータとするスロットル開度マップを用意しておいて、これを参照して、補正後目標エンジントルクとエンジン回転数とから、目標スロットル開度を設定するようにしてもよい。
【００２４】
このようにして、目標スロットル開度が設定されると、これを指令値として、電制スロットル弁６の開度が制御される。
以上のように、エンジントルクに対する補正としたことにより、スロットル開度に対するエンジントルク（エンジン回転数毎）の非線形特性が排除されるため、リニアなトルクの盛り上がりを可視的に作り込み易くなり（適合し易くなり）、またエンジン回転数方向のデータ点数も必要最小限とすることができる。
【００２５】
本実施形態のような増幅率補正の場合は１００％＝補正なしであり、補正が大き過ぎるとエンジンの全開出力を使い切ってしまい、アクセルを踏んでも反応しない不感帯が大きくなるため、図３のマップでは、補正の上限は１２０％程度としている。
また、最も動力性能を感じ易い発進加速では、２速・３速の伸び感が重要視されるため、図３のマップでは、２速・３速の補正を大き目にした設定としている。
【００２６】
図４は発進加速の場合のタイムチャートを示している。
ＡＴでもＭＴでも実際の変速には５００ｍｓ〜１０００ｍｓの変速時間で徐々に変速比が変化するため、変速位置というデジタル値での切換えではなく、変速比というアナログ値による面補間付きマップとしたことで、変速中もマップ補間でトルク補正率が徐々に変化してスムーズな補正の移行がなされる。言い換えれば、ステップ状に変化しないため出力変化の違和感がない。
【００２７】
尚、変速比は車速とエンジン回転数で表わすこともできるため、変速比とエンジン回転数とを格子軸とする補正マップではなく、図５に示すように、車速とエンジン回転数とを格子軸とする補正マップとすることも考えられる。
しかし、この場合は、変速中以外の通常の加速状態では、図５に示すように、マップを斜めによぎって動作線が移動していくため、面補間付きのマップを用いても、４点の格子点で囲まれる補間領域の移動により、補間精度の変化によって補正率の上下変動を生じたりする。
【００２８】
また、各変速位置に相当する動作線がマップの原点を中心にした放射線状となるため、低回転域では各動作線が近づいて同じ格子点領域に入ったりするため、ギア位置毎の味付けができなくなる。
従って、これらマップ精度改善のためには、格子点数を多く取ってマップ全体のデータを膨大にしなければならない。
【００２９】
また、動作線が放射線状のため、マップの左上（低車速、高回転側）や右下（高車速、低回転側）などに参照されない未使用領域ができ、上記のようにマップ精度改善のため格子点数を増やせば、これら未使用領域のデータ点数も増え、効率の悪いマップとなってしまう。
一方、本発明で用いる変速比とエンジン回転数とを格子軸とする補正マップでは、図６に示すように、通常の動作線はマップの回転数軸方向（縦方向）に移動するため（変速中のみ斜めに移動するため）、変速比軸方向のデータには影響されず実質的に回転数軸方向のみの補間となるため、少ないデータ点数でも補間の精度が落ちない。
【００３０】
また、変速比軸方向は変速機の変速段数分の格子点（４段なら４点、５段なら５点）だけで十分なため、非常にコンパクトなマップとすることができる。
更に、ＭＴや、ＡＴでもギアホールドやマニュアルモードでは各変速比での回転数軸方向は全領域参照することになるため、無駄な設定データのない効率のよいマップとすることができる。
【００３１】
また、既に述べたように、ＡＴ（ＣＶＴを含む）では、変速比＝変速機入力回転数[rpm] ／変速機出力回転数[rpm] 、ＭＴでは、変速比＝Ｋ（係数）×エンジン回転数[rpm] ／車速[km/h]として、変速比を求めることができるので、同じ構成でいずれの変速機にも適用することができる。
尚、上記実施形態では、基本目標エンジントルクは、最も簡単な構成として、アクセル開度とエンジン回転数とをパラメータとするエンジントルクマップ（エンジン全性能結果をマッピングしたもの）から設定し、また、電制スロットル弁に対する目標スロットル開度は、補正後目標エンジントルクから、同じエンジントルクマップを逆変換して得ているが、基本目標エンジントルクの設定を駆動力デマンド制御等のもっと複雑な構成により行うようにしてもよく、また補正後目標エンジントルクからの目標スロットル開度の算出についてもエンジン物理モデルを用いたもっと複雑な構成により行うようにしてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、目標エンジントルクに対する補正量を、目標エンジントルクに対する増幅率（補正率）で設定し、乗算補正を行っているが、補正量自体を求めて、加算補正するようにしてもよい。加算補正の場合は、アクセルの低開度（低出力）でも高開度（高出力）でも同じ大きさの補正トルクを付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す車両駆動系の概略構成図
【図２】  スロットル開度制御の制御ブロック図
【図３】  エンジントルク補正率マップの具体例を示す図
【図４】  発進加速時のタイムチャート
【図５】  車速、エンジン回転数をパラメータとする場合の説明図
【図６】  変速比、エンジン回転数をパラメータとする場合の説明図
【符号の説明】
１  エンジン
２  変速機
６  電制スロットル弁
８  コントロールユニット
１１  基本目標エンジントルク設定部
１２  変速比算出部
１３  エンジントルク補正量（補正率）算出部
１４  目標エンジントルク補正部
１５  目標スロットル開度算出部
【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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【図６】
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