JPH02196144A - エンジンのスロットルバルブ制御装置 - 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） この発明は、エンジンのスロｙ　）ルパルフ制御ｖｃｉ
ｉ！に関する。

（従来の技術） 従来のスロットルバルブ制御装置ＣＩ開昭６２−１６８
９４３号公報参照）では、アクセルペダルの踏み込み量
（アクセルペダル開度とも称する）に対するスロットル
バルブ開度の変化量が変わらず、アクセルペダルの踏み
始めはそのストロークに対するスロットルバルブ測度の
変化１が大きいため、アクセルペダルの踏み始めに低回
転域でのエンジン発生トルク（エンジントルク）の立ち
上がりが急激となって、加速時に車両に与える前後振動
が大きくもなる。

そこで、アクセルペダルとスロットルバルフヲ回動する
２つの機構の間に、アクセルペダル開度に対するスロッ
トルバルブ開度の変化量を変える機構を設けた装置を提
案した。

これを第９図で説明すると、紬２により揺動自在に支持
されるアクセルペダル１は、一方の先端に運転者の踏力
を受けるペダル部３を有し、他方の先端にアクセルフイ
ヤ４の基端が連結される。

アクセルワイヤ４の末端は第一ドラム５の外周端にニコ
ストップ６を介して連結される。第一ドラム５は紬７に
より回転自在に支持され、アクセルペダル１が踏み込ま
れるのに伴ってアクセルワイヤ４を介して一定の比率（
Ｒ３／Ｒ２）で回動する。

一方、スロットルバルブ８の弁軸９には第ニドラム１０
が連結され、この第ニドラム１０の外周Ｉｔ二二フスト
ップ１１を介してスロットルワイヤ１２の末端が連結さ
れ、スロットルワイヤ１２の基端が引っ張られるのに伴
ってスロットルバルブ８が開弁し、吸気管１３を通って
エンジンに吸入される空気量を増加させる。

スロットルワイヤ１２の基端にはニコストップ１５が連
結され、このニコストップ１５は第一ドラム５に形成さ
れた〃イド溝１６にスライド可能に挿通される。このγ
イド溝１６は第一ドラム５の径方向に沿って形成され、
ニコストップ１５が〃イド＠１６内でスライドすること
により、ニコストップ１５の回転半径Ｒ４が変化する。

スロットルワイヤ１２の途中にはワイヤガイド２５を設
けるとともに、ガイド溝１６を、スロットルバルブ８が
図示した全閉状態にある場合に〃イド２５を中心とする
円弧状に湾曲して形成し、ニコストップ１５が〃イド溝
１６でスライドしてもスロットルワイヤ１２が引っ張ら
れてスロットルバルブが闇かないようにする。

第一ドラム５に対するスロットルワイヤ１２の取付は位
置を回転径方向に変位させる手段として、ニコストップ
１５に往復ロッド１７が連結され、この往復ロッド１７
をリターンスプリング２０に抗してりンク１８を介して
往復駆動するモータ１９が設けられる。モータ１９は第
一ドラム５に固定的に取付けられる。

モータ１９はコントロールユニット２１がら送られる制
御信号により駆動され、コントロールユニット２１はエ
ンジンの回転数信号、水温信号等を入力して、エンジン
の運転状態に応じて制御信号を演算する。

ｔ５ｉｏ図はコントロールユニット２１のＲＯＭに設定
されるＲ　４／　Ｒ３（Ｒ３はニコストップ６の回転半
径）とエンジン回転数の関係を表す制御マツプであり、
エンジン回転数が上昇するのに伴ってＲ４／　Ｒ３が１
に接近するように、ニコストップ１５を径方向外側に変
位させるようになっている。

いま、アクセルペダル１のペダル部３がストロークＳで
踏み込まれた場合、ペダル部３の回転半径をＲ１、アク
セルワイヤ４が連結されたアクセルペダル先端部の回転
半径をＲ２、また第ニドラム１０において弁軸９に対す
るニコストップ１１の回転半径をｒとすると、スロット
ルバルブ８の開度θｔは、 θｔ＝（１／ｒ）（Ｒ＋／　Ｒ３）（Ｒ２／　Ｒ＋）Ｓ
として表される。

したがって、コントロールユニット２１がモータ１９等
を介してニコストップ１５を変位させて、エンジン回転
数の上昇に伴いＲ４／Ｒ３を大きくすると、第１１図に
示すように、アクセルペダル１の踏み込み量（ストロー
ク）Ｓに対してスロットルバルブ開度θｔは小さくなり
、アクセルペダル１のフルストロークＳ１に対してスロ
ットルバルブ８の最大開度はＲ４／　Ｒ３＝　１の場合
に０２、Ｒ４／Ｒ３＝０．３の場合に０１と半減する。

ただし、スロットルバルブ開度が半分でも、ブースト圧
は零まで上がるので、エンジン出力が者しく低下するこ
とはない。

このように、アクセルペダル１の踏み始めの低回転域で
はそのストロークに対するスロットルバルブ開度の変化
量が小さくなると、エンジンの吸入空気量が急激に増大
するのが抑制されるので、低回転域においてエンジント
ルクの立ち上がりが滑らかになり、加速時に車両に与え
る前後振動が抑制される。

（発明が解決しようとする課題） このような装置では、アクセルペダル開度とエンジン回
転数に応じて決まるスロットルバルブ開度特性が、設定
時などに誤って設定されあるいは経時変化によりずれて
くると定速走行しずらい場合が生ずる。

これは、エンジン回転数に対するエンジントルク特性が
、第１２図に示すように正の傾きを有することになると
、回転抵抗曲線との交点が存在しないことがあり、この
ときにはアクセルペダル開度を一定に保っていても、エ
ンジン回転が勝手に上昇したり下降したりするからであ
る。たとえば、同一のアクセルペダル開度時にエンジン
回転がわずか上昇した場合を考えてみると、正のエンジ
ントルク特性によれば、エンジン回転の上昇に応じてエ
ンジントルクも増すので、このトルク増大を受ケてエン
ジン回転がさらに」１件することになるのである。

この発明はこうした従来の課題に着目してなされたしの
で、エンジン回転数に対する同一アクセルペダル開度時
の発生トルクの特性が負の傾トを持つように目標スロッ
トルバルブ開度を定め、この目子アスロットルバルブ闇
度となるようにスロットルバルブを制御するようにした
装置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） この発明では、第１図に示すように、エンジン回転数を
検出するセンサ３１と、アクセルペダル開度を検出する
センサ３２と、この２つのセンサ３１．３２からの検出
値に基づき、エンジン回転数に対する同一アクセルペダ
ル開度時のエンジン発生トルクの特性が負の傾きを持つ
ように目標スロットルバルブ開度を設定する手段３３と
、実際のスロットルバルブ開度を検出するセンサ３４と
、このセンサ検出値に基づき、実際のスロワ）／レノず
ルブ開度が前記目標スロットル／（ルブ開度と一致する
ように制御信号を出力する手段３５と、この制御信号を
受けて前記スロットルバルブを駆動する装置３６とを設
けた。

（作用） この発明によれば、スロットルバルブの設定の如何に拘
わらず、エンジン回転数に対するエンジントルク特性が
それほど急激でな（１負の傾きを全域にわたって持つ。

こ、−に、エンジン回転数は、そのときのアクセルペダ
ル開度に対するエンジントルク曲線と、正の回転抵抗曲
線との交点で定まる回転数に負帰還され、アクセルペダ
ル開度を変えない限り一定回転に落ち着くので、定速走
行力（安定して行われる。

（実施例） 第２図はこの発明を燃料噴射方式のエンジンに適用した
システム図を表しでいる。吸気通路５２に介装されるス
ロットルバルブ５．３は、第９図に示した装置にて駆動
されるものである。つまり、フントロールユニット２１
がらの制御信号により、低回転域ではニコストップ１５
が図中下方へと変位され、これにてアクセルペダル開度
に対するスロットルバルブ開度の変化１が小さくなる。

５４はアクセルペダル開度センサで、アクセルペダルの
踏み込み量に応じた出力をする。５５はその内部にクラ
ンク角センサ５６の内蔵されるディストリビユータで、
クランク角センサ５６ではクランク角の単位角度ごとの
信号と基準位置ごとの信号を出力する。単位角度ごとの
信号からはこれヲコントロールユニット７０でカウント
することによりエンジン回転数が求められる。

５７はスロットルバルブ開度センサで、スロットルバル
ブ５３の実際の開度に応じた出力をする。

７０はこれらセンサ５４，５　ｆ３，５７からの信号が
入力されるコン）ｃｙ−ルユニットで、センサ５４．５
６にて検出されたアクセルペダル開度とエンジン回転数
に応じて、スロットルバルブ駆動装置６６を介しスロッ
トルバルブ開度を制御する（後述する）。

なお、フントロールユニット７０には、他のセンサ（エ
ア７０−メータ５８．水温センサ５９．／ツクセンサ６
０Ｊｔ素濃度セン＋６１．＊速センサ６２１パンテリ６
３．キースイツチ６４）からのイ君号も入力されており
、コントロールユニット７０では、これらの信号に基づ
いて各種のエンジン制御（燃料噴射制御や点火時期別１
１）を行うことはいうまでもない。

第３図はコントロールユニット７０をマイクロコンピュ
ータで構成した場合のブロック構成図で、入出力インタ
ー７エース（Ｉｌｏ）７１．ＣＰＵ７２、ＲＯＭ？　３
．ＲＡＭ７４．イグニッシタンキーをオフしても記憶情
報を保持できるＲＡＭ（ＢＵＲＡＭ）７５および各種信
号のうちアナログ信号をデノタル信号に変換するＡ／Ｄ
コンバータ（ＡＤＣ）７６からなり、第１図の手段３３
．３５の機能を備える。ここでは、２つのフントロール
二二ツ）２１．７０を別々のマイクロコンピュータで構
成しであるが、１つのマイクロコンピュータで構成する
こともできる。

さて、定速走行を安定させるためには、ＭＳ５図に示す
ように、エンジン回転数に対する同一アクセルペダル開
度時のエンジントルク特性が、それほど８激でない負の
傾きを持つことが望ましい。

負の傾きとするのは、正の傾きを有する回転抵抗曲線と
必ず交わることになるからである。たとえば、アクセル
ペダル開度を一定に保っている状態において、仮にエン
ジン回転数が少しだけ増大した場合を考えると、負の傾
きを有するトルク特性であれば、回転数の増大に対して
エンジントルクは減るほうに向かう、この結果、エンジ
ン回転数は低下してくる。この逆に、エンジン回転数が
少し減少すると、これに対応してエンジントルクが増加
するので、エンジン回転が上昇する。このことは、その
ときのアクセルペダル開度を維持するかぎり、そのアク
セルペダル開度で定まる負のエンジントルク曲線と正の
回転抵抗曲線との交点に対応するエンジン回転数に、そ
のときのエンジン回転数が落ち着くことを意味するので
、エンジン回転数が安定するのである。

ただし、第８図に示した従来例においても、エンジント
ルク特性が負の傾きを持つことに変わりはない、しかし
ながら、従来例ではアクセルペダル開度に対するスロッ
トルバルブ開度の変化量を変えることがでトないので、
低回転域で負の傾きが急激すぎ、この回転域でのエンジ
ントルクの制御自体が難しい。つまり、定速走行が容易
に行え、かつエンクントルク制御も容易であるためには
、急激過ぎない程度の負の傾きを全域にわたって有する
ことが必要なのである。ここに、第９図で示した装置を
用いて初めて、第５図に示すようにエンジントルクを緩
やかな負の特性とすることが可能となるであり、第１２
図と第８図のちょうど中間の特性を自在に得ることがで
きるのである。

ただ、スロットルバルブ５３の設定にずれがあると、容
易に第１２図に示す特性になり得る。これを避けるため
には、第５図の特性を満足するスロットルバルブ開度を
予め定めておき、これを目標値（目標スロットルバルブ
開度）として、実際のスロットルバルブ開度を監視する
ことである。

ここで、スロットルバルブ開度、エンジン回転数及びエ
ンジン発生トルクの間には、ＷＩＪ６図に示すように、
スロットルバルブ開度とエンジン回転数との比が増大す
ると、発生トルクが増大する関係があるので、これを利
用して、第５図を書き直すと、第７図に示す特性が得ら
れる。これより、第７図で定まるスロットルバルブ開度
を目標値として、実際のスロットルバルブ開度を制御す
れば良いことになる。

第４図はマイクロコンピュータのＣＰＵ７２で実行され
るプログラムで、ＰＩ＊Ｐ２ではアクセルペダル開度セ
ンサ５４とクランク角センサ５６からの検出値を読み込
み、Ｐ３でこれら検出値に応じて目標スロットルバルブ
開度を設定する。目標スロットルバルブ開度の内容はｆ
ＪｔＪ７図で示した通りであり、たとえばアクセルペダ
ル開度とエンジン回転数をパラメータとして第７図に示
す内容をテーブルにしてＲＯＭ７３に記憶させておき、
テーブルルックアップにより読み出させる。

Ｐ４ではスロットルバルブ開度センサ５７にて検出され
た実際のスロットルバルブ開度を読み込み、Ｐ５で実際
のスロットルバルブ開度が目標スロットルバルブと一致
するように制御信号をスロットルバルブ駆動装置６６に
出力する。駆動装置６６ではこの制御信号に応じた分だ
けスロットルバルブ５３をＲＩＭする。ここに、実際の
スロットルバルブを検出し、目標スロットルバルブに一
致させる制御は、フィードバック制御である。

この実施例による作用を述べれば、スロットルバルブ５
３の設定の如何に拘わらず、第５図に示ス特性（エンジ
ン回転数に対するエンジントルク特性がそれほど急激で
ない負の傾きを全域にわたって持つ特性）が得られるこ
とである。ここに、エンジン回転数は、そのときのアク
セルペダル開度に対するエンジントルク曲線と、回転抵
抗曲線との交点で定まる回転数に負帰還され、アクセル
ペダル開度を変えない限り一定回転に落ち着くので、定
速走行を容易に行うことができる。

（発明の効果） この発明は、エンジン回転数に対する同一アクセルペダ
ル開度時のエンジントルク特性が負の傾きを持つように
目標スロットルバルブ開度を定め、この［スロットルバ
ルブ トルバルブを制御するようにしたので、スロ・／トルバ
ルブの設定の如何に拘わらず、定速走行が容易に行なわ
れる９

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図はこの発明
の一実施例の制御系のシステム図、ＭＳ３図は１２図の
コントロールユニット７０のブロック図、第４図はこの
実施例の演算内容を説明するための流れ図、第５図はこ
の実施例のエンジン回転数に対するエンジントルク特性
の線図、第６図はスロットルバルブ開度，エンジン回［
１［エンジントルクの関係を示す線図、Ｐ１％７図は前
記実施例の目標スロットルバルブ開度の特性線図、第８
図と第１２図は従来例のエンジントルクの特性線図であ
る。 第９図は先願のスロットルバルブ制御装置の構成図、第
１０図は先願のエンジン回転数に対するＲ　４　／　Ｒ
　ｓの特性線図、第１１図は先願のアクセルペダルスト
ロークに対するスロットルバルブ開度の特性線図である
。 １・・・アクセルペダル、４・・・アクセルワイヤ、５
・・・第一ドラム、８・・・スロットルバルブ、１０・
・・第ニドラム、１２・・・スロットルワイヤ、１５・
・・ニコストップ、１６・・・がイド溝、１７・・・往
復ロッド、１８・・・リンク、１９・・・モータ、２１
・・・コントロール二二ッ）、３１・・・エンジン回転
数センツ、３２・・・アクセルペダル開度センサ、３３
・・・目標スロットルバルブｆＪｌｉ　＆　ｌ　足手段
、３４・・・スロットルバルブ開度センサ、３５・・・
フィードバック制御手段、３６・・・スロットルバルブ
ｆｆｉ動装Ｌ５３・・・スロットルバルブ、５４・・・
アクセルペダル開度センサ、５６・・・クランク角セン
サ、５７・・・スロットルバルブ開度センサ、６６・・
・スロットルバルブ駆動装置、７０・・・コントロール
ユニット。 特許出願人　　　　　　日産自動車株式会社第３ 図 第 ５因 第 因 エンジン回軌娑又 第６ 図 第８ 図 エシンン回零人数。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転数を検出するセンサと、アクセルペダル開
   度を検出するセンサと、この２つのセンサからの検出値
   に基づき、エンジン回転数に対する同一アクセルペダル
   開度時のエンジン発生トルクの特性が負の傾きを持つよ
   うに目標スロットルバルブ開度を設定する手段と、実際
   のスロットルバルブ開度を検出するセンサと、このセン
   サ検出値に基づき、実際のスロットルバルブ開度が前記
   目標スロットルバルブ開度と一致するように制御信号を
   出力する手段と、この制御信号を受けて前記スロットル
   バルブを駆動する装置とを設けたことを特徴とするエン
   ジンのスロットルバルブ制御装置。