JPH06299871A

JPH06299871A - 内燃機関の絞り弁制御装置

Info

Publication number: JPH06299871A
Application number: JP9109693A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Koni; 満紺井; Tatsuya Yoshida; 龍也吉田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-19
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1994-10-25
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JP3041156B2

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動系あるいは絞り弁操作系が故障等の異常
状態となった時でも、フェイルセイフによりアクセルペ
ダル操作でのリンプホームを確実に達成可能とするとと
もに、暴走等の重大事故の発生を防止し、しかも、全体
を安価に構成し、かつ、信頼性の高い内燃機関の絞り弁
制御装置を提供する。【構成】制御式のゲインデータを、アクセルポジショ
ンセンサとスロットルポジションセンサの偏差により可
変として、常に最適なゲインを選択可能となるように制
御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絞り弁開閉操作用のア
クチュエータを備え、通常時は、このアクチュエータに
より絞り弁の開度を制御し、絞り弁開閉操作用のアクチ
ュエータ異常時には、アクセルペダルの操作により絞り
弁の開度が制御出来るようにしてフェイルセイフ機能を
もたせるようにした車載用の内燃機関における絞り弁制
御装置に係り、特に自動車用のエンジンに好適な内燃機
関の絞り弁制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータ等のアクチュエータにより
絞り弁を制御する車両用スロットル制御装置において、
使用中のモータの異常に際しても、常に充分な安全性が
確保されるようにする、いわゆるフェイルセイフ機能が
付与されたものが知られている。

【０００３】例えば、特開平２−３０９３３号公報に記
載のように、絞り弁のアクチュエータ側とアクセルペダ
ル側の両方に、それぞれ電磁クラッチを設け、正常時に
は、アクチュエータ側の電磁クラッチをつないでアクチ
ュエータによる絞り弁の電子制御、つまり電子スロット
ルモードでの動作を可能とし、アクチュエータ系が故障
等の異常状態となったときには、アクセルペダル側の電
磁クラッチにつなぎ代え、アクセルペダルによる直接的
な絞り弁の制御を可能にし、異常発生にもかかわらず、
とにかく自動車の運行継続を可能にするようにした、い
わゆるリンプホームと呼ばれるモードによる動作が与え
られるようにしたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術においては、アクセルペダルの操作量に対応した
絞り弁開度よりもアクチュエータによる絞り弁開度が、
より開方向へ制御された状態についての配慮がなされて
いない。つまり、そのような予定以上の開状態にあると
きに、アクチュエータ系に異常が発生したとすると、ア
クセルペダルを完全に戻しても絞り弁を全閉位置に戻す
ことができず、したがって、充分なフェイルセイフ機能
の付与ができないという問題点があった。

【０００５】すなわち、前記従来技術では、アクチュエ
ータ系に異常が発生すると、これによりアクチュエータ
側の電磁クラッチは切り離され、代ってアクセルペダル
側の電磁クラッチが接続され、これによってアクセルペ
ダルによるリンプホーム機構が得られるが、このとき、
前述した状態にあったとすると、アクセルペダルの操作
位置に対応した開度よりも大きな開度にある絞り弁が、
そのままアクセルペダルにつながってしまうので、アク
セルペダルを戻しても絞り弁は全閉しないこととなって
しまい、暴走といった重大な事故につながる危険性を生
じ、完全なフェイルセイフ機能を達成しえないという問
題点があった。

【０００６】また、前記従来技術は、アクセルペダル操
作により制御弁を制御するスロットル制御装置に比べて
電磁クラッチを２個必要とするため、構造が複雑になり
且つ非常にコスト高となるという問題点があった。本発
明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、
その目的は、駆動系あるいは絞り弁操作系が故障等の異
常状態となった時でも、フェイルセイフによりアクセル
ペダル操作でのリンプホームを確実に達成可能とすると
ともに、暴走等の重大事故の発生を防止し、しかも、全
体を安価に構成し、かつ、信頼性の高い内燃機関の絞り
弁制御装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明に係わる内燃機関の絞り弁制御装置は、基本
的には、内燃機関の吸気通路に内装され且つ回動自在な
絞り弁軸に固設された絞り弁と、該絞り弁を開閉駆動さ
せる駆動手段と、該駆動手段と前記絞り弁との間の動力
伝達を行う弾性部材で構成された撓み駆動力伝達手段
と、内燃機関の運転状態に応じて最適な駆動制御信号を
前記駆動手段に伝送するコントローラと、アクセルペダ
ルの操作により前記絞り弁を開閉自在に制御可能なメカ
ニカル駆動手段と、を備えるとともに、通常運転状態で
は前記駆動手段で前記絞り弁を開閉制御可能とし、前記
駆動手段が故障等の異常状態となったときには前記駆動
手段と前記絞り弁との駆動力伝達を遮断する切り替え手
段と、該切り替え手段により前記駆動手段と前記絞り弁
が遮断されたときには前記メカニカル駆動手段により前
記絞り弁を開閉制御可能な駆動力伝達機構とを有するフ
ェイルセイフ機構を備えた内燃機関の絞り弁制御装置に
おいて、前記絞り弁の回動位置を検出するスロットルポ
ジションセンサと、アクセルペダルの踏み込み量を検出
するアクセルポジションセンサとを備え、該両センサの
偏差により絞り弁制御に使用する制御式のゲインを可変
とすることを特徴としている。

【０００８】そして、より具体的な例としては、前記ス
ロットルポジションセンサと前記アクセルポジションセ
ンサの偏差によって可変する制御式のゲインデータは、
該変位の状態により最適なゲインデータを選択できる様
にしたマップであることを特徴とするものや、前記マッ
プ化された制御式のゲインデータは、該ゲインデータ間
のデータを補間して取り込まれることを特徴とするもの
が挙げられる。

【０００９】

【作用】前述の如く構成された本発明に係わる内燃機関
の絞り弁制御装置においては、駆動手段により制御され
る絞り弁の開度であるスロットルポジションセンサと、
アクセルペダルの操作により絞り弁に与えられようとす
る開度であるアクセルポジションセンサとの差（偏差）
が、撓み駆動力伝達機構により吸収されて、アクセルペ
ダルの操作位置による影響を打消し、駆動装置が駆動力
を失った時は、アクセルペダルによる開度に絞り弁の開
度が一致した状態で、アクセルペダルによる絞り弁の開
閉操作を可能にするように働く。

【００１０】また、アクセルポジションセンサと、スロ
ットルポジションセンサの各偏差状態における制御式の
ゲインを選定し、それをデータとすれば、両者がどのよ
うな関係にあろうと常に最適なゲインを得ることがで
き、その結果、コスト的に優位な構成とすることができ
る。

【００１１】

【実施例】以下に添付の図面を参照して、本発明による
内燃機関の絞り弁制御装置の一実施例について詳細に説
明する。図１は、本発明の内燃機関の絞り弁制御装置の
一実施例の断面展開図である。図１において、絞り弁１
は、支持体（スロットルボディ）２に回動自在に支承さ
れた絞り弁軸３に固定されている。

【００１２】コントロールユニット４は、エンジンの運
転状態を示す種々の情報に基づいて設定された目標開度
５が入力され、それにより、絞り弁開度制御用の駆動手
段であるアクチュエータ、つまりモータ６へ駆動信号７
を伝送するようになっている。切り替え手段である電磁
クラッチ８は、コントロールユニット４からの励磁信号
９により動作し、絞り弁軸３とモータ６の間での駆動力
の伝達切離しを制御する駆動力結合切離手段を構成す
る。この電磁クラッチ８のロータ８ａは絞り弁軸３に取
付けられ、その入力側のギア８ｂは、絞り弁軸３に対し
て回動自在に構成されている。そして、このギア８ｂに
噛み合っている減速機１０を介してモータ６から駆動力
が伝達されるようになっている。

【００１３】スプリング（撓み）駆動力伝達機構１１
は、絞り弁軸３に取付けられた制御レバー１１ａと、ア
クセルワイヤ１５を介してアクセルペダル１４に連結さ
れたスロットルレバー１１ｂ、それに２個のロストモー
ション用のスプリング１１ｃ、１１ｄで構成されてい
る。そして、スロットルレバー１１ｂと制御レバー１１
ａは、これら２個のロストモーション用のスプリング１
１ｃ、１１ｄにより係合されている。一方、スロットル
レバー１１ｂには、リターンスプリング１２が設けてあ
り、これにより、絞り弁１を閉じ方向に付勢されてい
る。

【００１４】スロットルポジションセンサ１８は絞り弁
１の実開度を検出する検出手段であり、アクセルポジシ
ョンセンサ１９はスロットルレバー１１ｂの操作位置を
検出する検出手段である。また、アジャストレバー２０
は、絞り弁軸３に固定されており、全開ストッパ１６
（後述の図３参照）、全閉ストッパ１７と係合して絞り
弁１の回動範囲を規定する働きをする。

【００１５】スプリング受け２１、２２は、樹脂材のよ
うな摩擦係数の小さい材料で作られ、ロストモーション
用のスプリング１１ｃ、１１ｄをこれらのスプリング受
け２１、２２上に設けることにより、これらの摺動抵抗
を少なくする働きをする。また、アクセルポジションセ
ンサ軸２３は、センサハウジング２５に回動自在に挿入
保持され、これにレバー２４が取付けられている。そし
て、このレバー２４は、スロットルレバー１１ｂと接合
ピン２４ａにより係合されており、そのため、スロット
ルレバー１１ｂの回動に伴って共に回動し、スロットル
レバー１１ｂの回動をアクセルポジションセンサ１９へ
伝達することができる。そして、アクセルポジションセ
ンサ軸２３には、比較的弱い復帰力のリターンスプリン
グ１３が設けてあり、これにより、回動伝達系に存在す
る遊びを無くすようになっている。

【００１６】また、スロットルポジションセンサ１８の
出力電圧２６は、コントロールユニット４に入力され、
絞り弁１の実開度を表わす出力電圧値２６と目標開度５
との比較判断により駆動信号７がモータ６に伝送され、
これにより絞り弁１のフィードバック制御が成立してい
る。図２は図１の矢印Ｐ方向からみたスプリング駆動力
伝達機構１１の要部拡大図である。

【００１７】図２において、絞り弁１および制御レバー
１１ａは、共に絞り弁軸３に固定されており、従って、
両者は一体となって回動する。一方、スロットルレバー
１１ｂは絞り弁軸３に対して回動自在に支承されるとと
もに、ロストモーション用のスプリング１１ｃ、１１ｄ
は、スプリング受け２１、２２上に互いに逆方向の付勢
力をもたせて組付けられている。このようにして、スプ
リング１１ｃ、１１ｄは、スロットルレバー１１ｂに対
して相互に反対方向の変位を受けるように配置され、か
つ、それぞれに予応力が与えられるように構成される。
また、アクセルワイヤ１５はスロットルレバー１１ｂの
ワイヤガイド溝１５ａを通って、玉掛け部１１ｅでスロ
ットルレバー１１ｂに固定され、アクセルペダル１４の
操作により、リターンスプリング１２の付勢力に抗し
て、絞り弁１を矢印θ_A方向に回動すべく構成されてい
る。

【００１８】次に、図１、図２に示した本発明の一実施
例の動作について、図３に示す構成概念図により詳細に
説明する。図３は本発明の原理を示す構成概念図であ
る。なお、理解を容易にするため、図１の実施例におけ
る回転動作を左右方向の直線移動で表わし、図１と対応
した同一部分、もしくは同一機能を有する部分には同一
の符号を付している。

【００１９】図３において、いま、運転者が、図示して
ないキースイッチをＯＮにすると、これと同時に励磁信
号９が電磁クラッチ８に伝送され、電磁クラッチ８はＯ
Ｎ状態となり、これで通常制御状態での準備完了とな
る。そして、コントロールユニット４からモータ６へ駆
動信号７が伝送されて、絞り弁１が開閉制御されること
になる。

【００２０】このとき、絞り弁軸３に取付られている制
御レバー１１ａは、モータ６の回転により、絞り弁１と
一体になって、図中に破線で示すように移動（図１では
回転）するが、この制御レバー１１ａの移動（回動）に
より発生するスロットルレバー１１ｂとの相対変位は、
ロストモーション用のスプリング１１ｃ、１１ｄの一方
の伸びと他方の縮み（図１では、一方の巻き緩みと、他
方の巻き締まりとなる）により吸収される。その結果、
アクセルペダル１４の踏み込み量に応じてスロットルレ
バー１１ｂに付与された操作位置にかかわらず、これと
は独立してモータ６による絞り弁１の開閉制御が可能に
なり、電子スロットルモードとしての動作が得られるこ
とになる。

【００２１】次に、いま、何らかの理由により、モータ
駆動系に故障等の異常が発生したとする。その場合、コ
ントロールユニット４に内蔵されている異常判断機能の
働きにより、まず、電磁クラッチ８の励磁が停止され、
この電磁クラッチ８がＯＦＦ状態とされる。そうする
と、絞り弁軸３はモータ６から切り離され、フリーにな
る。

【００２２】しかして、このとき、スロットルレバー１
１ｂと制御レバー１１ａとの間に相対変位が生じていた
とすると、ロストモーション用のスプリング１１ｃとロ
ストモーション用のスプリング１１ｄの付勢荷重に差が
生じているので、この付勢荷重の差がバランスする位
置、つまり相対変位差をゼロとする位置まで、これらの
スプリング１１ｃ、１１ｄの働きにより制御レバー１１
ａが移動（回動）される。その結果、絞り弁１もアクセ
ルペダル１４の操作位置に適合した開度に移動（回動）
させられてしまうことになる。そして、この結果、絞り
弁軸３は、制御レバー１１ａとロストモーション用のス
プリング１１ｃ、１１ｄ、それにスロットルレバー１１
ｂを介してアクセルペダル１４にだけ結合された状態に
なり、ここでアクセルペダル１４の操作で絞り弁１を駆
動させるための準備が完了することになる。

【００２３】そこで、このあとは、アクセルペダル１４
を踏み込むことにより、リターンスプリング１２、１３
の復帰力に抗してスロットルレバー１１ｂは移動（回
動）され、このスロットルレバー１１ｂの移動（回動）
に応じて、制御レバー１１ａにはロストモーション用の
スプリング１１ｃ、１１ｄの荷重がバランスするような
力が作用するので、制御レバー１１ａはスロットルレバ
ー１１ｂに追従して、それと同位相での移動（回動）を
行ない、絞り弁１の開度制御が得られ、リンプホーム機
能を達成することができるのである。

【００２４】図４は本発明による制御可能領域を示した
図である。図４からも明らかなように、モータ６による
絞り弁１の開閉制御は、全領域にわたり可能となってい
る。また、リンプホームモード時でも、従来技術と同様
に、アクセルペダル操作にそのまま追従した制御になる
ことが判る。したがって、この実施例によれば、異常状
態発生時には、モータ６が絞り弁軸３から切り離されて
アクセルペダルによる開度制御下に自動的に移行すると
ともに、絞り弁１の開度も自動的に、アクセルペダルの
操作位置に対応した状態でアクセルペダルによる開度制
御下に置かれることになる。したがって、リンプホーム
機能が与えられると同時に、絞り弁がアクセルペダル操
作位置まで戻されるので、リンプホーム状態での暴走等
の重大事故発生は確実に抑えられ、完全なフェイルセイ
フ機能と高信頼性を達成することができる。

【００２５】図５は本発明における絞り弁のスプリング
駆動力伝達機構の特性図であり、本実施例におけるスプ
リング駆動力伝達機構１１の、モータ６による制御時
と、アクセルペダル１４の操作による制御時での動作の
概略を示すものである。なお、図中、横軸は絞り弁１の
開度ＴＶＯを、縦軸はロストモーション用スプリング１
１ｃ、１１ｄの付勢トルクＴを示している。また、点Ｏ
は中立（初期）状態を表わし、ここはアクセルペダルの
操作位置に一致した絞り弁開度ＴＶＯにあるものとす
る。

【００２６】まず、絞り弁１を、モータ６により角度θ
_Mdeg だけ開方向に制御している状態を考えると、一方
のロストモーション用スプリング１１ｃは巻き込まれる
方向に偏角し、他方のロストモーション用スプリング１
１ｄは、緩む方向に偏角することになる。したがって、
図５において、Ｏ−Ａ″特性がスプリング１１ｃの付勢
トルクＴ特性を示し、Ｏ−Ｂ″特性がスプリング１１ｄ
の付勢トルクＴ特性を示すことになる。そして、ここ
で、Ａ″−Ｂ″の絶対値が、モータ６が発生すべき必要
トルクを表すこととなる。なお、これは、絞り弁１を開
方向に制御している場合についての説明であるが、閉方
向に制御している場合でも同様である。

【００２７】次に、この図５において、Ｏ点からスプリ
ング駆動力伝達機構１１によるリンプホーム機構が作動
した場合を考える。アクセルペダル１４の操作により、
スロットルレバー１１ｂが角度θ_Adegだけ開方向に回動
したとすると、スプリング１１ｃ、１１ｄの付勢トルク
Ｔは、それぞれがバランスする方向に相対移動させられ
る。その結果、制御レバー１１ａはスロットルレバー１
１ｂの回動に伴って同一方向に追従し、図５において、
Ｏ点→Ｏ′点に移動することになり、絞り弁１は、同じ
角度θ_Adegだけ開方向に回動し、したがって、モータ６
を含む駆動系に異常が発生した場合でも、確実にリンプ
ホーム機構が成立することになる。

【００２８】通常、本実施例のように、アクセルペダル
１４側にクラッチなどを設けないと、モータ６等のアク
チュエータにより絞り弁１の制御がなされたとき、アク
セルペダル１４にキックバック現象が現われる。しかし
ながら、本実施例では、ロストモーション用のスプリン
グとして、２個のスプリング１１ｃ，１１ｄを用い、こ
れらの付勢トルクが反対になるようにして組立てられて
いる。そのため、これらのスプリング１１ｃ、１１ｄの
絞り弁軸３に対する付勢トルク定数を同一にとることに
より、各々の合成トルクをフラット化し、図５の特性Ｏ
−Ｃを得ることができる。このようにして、キックバッ
ク現象を無くすことができるという効果がある。

【００２９】次に、撓み駆動力伝達機構に故障等の異常
が発生した場合を考えてみる。この場合において、ロス
トモーション用のスプリング１１ｃが破損したときは、
絞り弁１は全閉固定あるいは全閉方向に移動し、また、
ロストモーション用のスプリング１１ｄが破損したとき
は、絞り弁１は全開固定あるいは全開方向に移動して、
制御不能となる。特に、アクセルペダル１４による絞り
弁操作中にロストモーション用のスプリング１１ｄが破
損した場合、暴走等の重大事故が発生する虞があるた
め、ロストモーション用のスプリング１１ｃ、１１ｄの
破損を検出したときには、直ちに電磁クラッチ８をＯＮ
状態としモータ６により絞り弁１を制御する。

【００３０】次に、本発明の制御方法について説明す
る。アクセルポジションセンサ１９の出力に対して、目
標開度５の入力が絞り弁１をリニアに制御する場合のよ
うに、ロストモーション用スプリング１１ｃと１１ｄが
常に釣り合った状態で制御される場合と、この絞り弁制
御装置にトラクションコントロールや自動車速維持装置
（ＡＳＣＤ）等の機能を持たせて、ロストモーションス
プリング１１ｃ、１１ｄのバランスが崩れた状態で制御
しなければならない場合との相反する二つの場合が生じ
る。

【００３１】この場合、リターンスプリング１２、１３
の負荷に対し、ロストモーションスプリング１１ｃ、１
１ｄのバランスが崩れた分の負荷が加減算されるため、
同一の制御式を使用していたのでは、正確な位置制御が
不可能な現象が発生する。たとえば、アクセル開度を一
定に保ちながらトラクションコントロールを実施した場
合には、スロットルを閉じなければならないため、制御
レバー１１ａを右側へ移動させる力がロストモーション
スプリング１１ｃ、１１ｄに影響を与え、逆に、ＡＳＣ
Ｄを実施した場合には、制御レバー１１ａを左側へ移動
させる力がロストモーションスプリング１１ｃ、１１ｄ
に影響を与える。

【００３２】一方、前述した如く、アクセルポジション
センサ１９の出力に対して、目標開度５の入力が絞り弁
１をリニアに制御する場合のように、ロストモーション
用スプリング１１ｃ、１１ｄが常に釣り合った状態で制
御される場合には、モータ６にかかる負荷は極端に小さ
いものとなる。図６は、本発明の一実施例におけるスロ
ットルポジションセンサ電圧と、アクセルポジションセ
ンサ電圧と、モータにかかる負荷と、の相関関係図であ
る。

【００３３】つまり、スロットル開度と、アクセル開度
が等しい時には、モータ６に掛かる負荷が小さく、等し
い状態から外れれば外れるほど大きくなることを示して
いる。このため、本発明では、スロットルポジションセ
ンサ１８と、アクセルポジションセンサ１９の出力電圧
の偏差に注目し、モータ６に掛かる負荷が小さい領域で
は、小さいゲインデータを、負荷が大きい領域では、大
きいゲインデータを選定できるようにしてある。

【００３４】次に、本発明の制御式を利用した絞り弁制
御装置の制御内容について詳細に説明する。図７は、本
発明の制御式を利用した絞り弁制御装置のシステムブロ
ック図である。ここでは、演算装置にマイクロコンピュ
ータを使用しているシステムを実施例として挙げてい
る。

【００３５】図７において、ＲＯＭ１００は、読みだし
専用記憶装置で、予め絞り弁を制御するのに必要な演算
式（プログラム）、データ等が内蔵されている。ＲＡＭ
１０１は、マイコン１０２で演算した途中結果、演算結
果などを一時的に記憶しておくための、読み書き自由な
記憶装置である。マイコン１０２は、ＲＯＭ１００に予
め内蔵してあるプログラムに従い、各種情報を演算し、
かつ出力する処理装置である。ＰＷＭ回路１０３は、パ
ルス幅変調回路であり、マイコン１０２からの８ｂｉｔ
デジタル信号（駆動信号１０９）を、ある周波数（ここ
では、２０ｋＨｚ）に対する割合として、パルス幅（デ
ューティ比）で出力する出力変換回路である。

【００３６】また、Ａ／Ｄ１０４は、アナログ信号をマ
イコン１０２で扱えるデータに変換する、アナログ−デ
ジタル変換器である。Ｉ／Ｏ１０５は、入出力信号のレ
ベル変換をする回路である。入出力信号線１０７は、絞
り弁制御装置の機能をトラクションコントロールとして
使うか、ＡＳＣＤとして使うかの切り替えや、その他制
御の状態の判断、指令に使用される。アクセルポジショ
ンセンサ信号２７、スロットルポジションセンサ信号２
６は、図１のアクセルポジションセンサ１９、スロット
ルポジションセンサ１８からの電圧信号が乗り、Ａ／Ｄ
１０４に入力され、デジタル量に変換される。

【００３７】これらの信号を基に、マイコン１０２で演
算を行い、モータ６を駆動させるべくＰＷＭ１０３に信
号を送り、このＰＷＭ信号によって、モータドライバ１
０８がモータ６を動作させる。また、正転逆転信号１０
６は、モータドライバ１０８に入力され、モータ６の回
転方向を制御する。マイコン１０２は、アクセルポジシ
ョンセンサ信号２７からの電圧により、現在のスロット
ルポジションセンサ信号２６との比較を行い、両者の電
位差が無くなる（等しくなる）ように、モータ６を駆動
信号１０９及び正転逆転信号１０６をコントロールす
る。すなわち、マイコン１０２は、アクセルポジション
センサ信号２７をある一定値とした場合、スロットルポ
ジションセンサ信号２６とのフィードバック制御によ
り、モータ６の位置を制御している。本実施例では、こ
こで、ＰＩＤ制御の手法を取り入れている。（１）式
に、駆動信号１０９を示す。

【００３８】駆動信号＝Ｇ_P（目標電圧−実電圧）＋Ｇ_I｛Σ｜（目標電圧−実電圧）｜｝＋Ｇ_D（実開度−前回の実開度）・・・・・（１）式ここで、Ｇ_P、Ｇ_I、Ｇ_Dは、それぞれ各項の比例項（ゲ
イン）である。図８は、ＰＩＤ制御により、モータ６の
位置決めを行うための処理を示したフローチャートであ
る。なお、この処理は、一定時間毎（例えば、本実施例
では、１ｍｓ毎）に実行される定時間割込み処理であ
る。また、図９は絞り弁制御装置のゲインデータを検索
するためのデータフォーマットと、その要因図である。

【００３９】図８において、まず、時間により実行要求
より処理２００が開始し、最初に処理２０１において、
スロットルポジションセンサ信号２６の電圧値を求める
べくＡ／Ｄ変換器１０４にて、アナログ−デジタル変換
を実施し、そのデータをＲＡＭ１０１へ格納する。続い
て、同様に、処理２０２で、アクセルポジションセンサ
信号２７のＡ／Ｄ変換を実施しＲＡＭ１０１へ格納す
る。

【００４０】次に、処理２０３において、先ほどＲＡＭ
１０１へ格納したデータを基に、図９に示すような、ゲ
インが書き込まれているＲＯＭ１００内のマップテーブ
ルを検索する。仮に、アクセルポジションセンサ電圧を
Ａ、スロットルポジションセンサ電圧をａとした場合、
図９中の斜線部の交差する点のデータを検索データとし
て、読み込むことになる。また、ゲインデータ間のデー
タは、直線補間を行って取り込んでいるため、よりきめ
細かなゲインが求められるようになっている。

【００４１】次に、処理２０４では、（１）式にしたが
って駆動信号１０９の演算を実施する。また、処理２０
５では、処理２０４で計算した値が、正か負かを判断
し、正であれば、処理２０６で正転逆転信号を”１”と
してモータドライバ１０８に「正転」を知らせ、負であ
れば、処理２０７で正転逆転信号を”０”としてモータ
ドライバ１０８に「逆転」を知らせる。そして、処理２
０８において、処理２０４での結果の絶対値を計算し、
駆動信号１０９を出力する。以上の処理は、一定時間毎
に常に実施される。

【００４２】以上のように、アクセルポジションセンサ
信号２７及びスロットルポジションセンサ信号２６との
位置関係を基に制御式のゲインを可変とすれば、系の最
適ゲインを得ることができるため、安定した制御が可能
となる。たとえば、本実施例においては、撓み駆動力伝
達機構を用いたが、それに代えて流体駆動力伝達機構を
用いることも可能である。また、図８における検索処理
２０３は、（１）式に示すＧ_P、Ｇ_I、Ｇ_Dそれぞれにつ
いて行っても良く、あるいは必要となる項目のみ行って
も良い。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明による内燃機関の絞り弁制御装置によれば、駆動系あ
るいは絞り弁操作系が故障等の異常状態となった時で
も、フェイルセイフによりアクセルペダル操作でのリン
プホームを確実に達成可能とするとともに、暴走等の重
大事故の発生を防止し、しかも、全体を安価に構成し、
かつ、信頼性の高い内燃機関の絞り弁制御装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内燃機関の絞り弁制御装置の実施
例を示す断面展開図である。

【図２】図１の矢印Ｐ方向からみたスプリング駆動力伝
達機構の要部拡大図である。

【図３】本発明の実施例の絞り弁の原理を示す構成概念
図である。

【図４】本発明による制御可能領域を表す特性図であ
る。

【図５】本発明の実施例における絞り弁のスプリング駆
動力伝達機構の特性図である。

【図６】本発明の実施例におけるスロットルポジション
センサ電圧と、アクセルポジションセンサ電圧と、モー
タに掛かる負荷との、相関図である。

【図７】本発明の実施例における絞り弁制御装置の内部
システムブロック図である。

【図８】本発明の実施例における絞り弁制御装置の制御
フローチャートである。

【図９】本発明の実施例における絞り弁制御装置のゲイ
ンデータを検索するためのデータフォーマットと、その
要因図である。

【符号の説明】

１絞り弁２支持体（スロットルボディ）３絞り弁軸４絞り弁制御装置５目標開度信号６モータ７駆動信号８電磁クラッチ８ａ電磁クラッチのロータ８ｂ電磁クラッチのギア９励磁信号１０減速機１１スプリング駆動力伝達機構１１ａ制御レバー１１ｂスロットルレバー１１ｃ、１１ｄロストモーション用のスプリング１１ｅ玉掛け部１２、１３リターンスプリング１４アクセルペダル１５アクセルワイヤ１６全開ストッパ１７全閉ストッパ１８スロットルポジションセンサ１９アクセルポジションセンサ２０アジャストレバー２１、２２スプリング受け２３アクセルポジションセンサ軸２４レバー２４ａ接合ピン２５センサハウジング２６、２７出力電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ａ 7536−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気通路に内装され且つ回動
自在な絞り弁軸に固設された絞り弁と、該絞り弁を開閉
駆動させる駆動手段と、該駆動手段と前記絞り弁との間
の動力伝達を行う弾性部材で構成された撓み駆動力伝達
手段と、内燃機関の運転状態に応じて最適な駆動制御信
号を前記駆動手段に伝送するコントローラと、アクセル
ペダルの操作により前記絞り弁を開閉自在に制御可能な
メカニカル駆動手段と、を備えるとともに、通常運転状態では前記駆動手段で前記絞り弁を開閉制御
可能とし、前記駆動手段が故障等の異常状態となったと
きには前記駆動手段と前記絞り弁との駆動力伝達を遮断
する切り替え手段と、該切り替え手段により前記駆動手
段と前記絞り弁が遮断されたときには前記メカニカル駆
動手段により前記絞り弁を開閉制御可能な駆動力伝達機
構とを有するフェイルセイフ機構を備えた内燃機関の絞
り弁制御装置において、前記絞り弁の回動位置を検出するスロットルポジション
センサと、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアク
セルポジションセンサとを備え、該両センサの偏差によ
り絞り弁制御に使用する制御式のゲインを可変とするこ
とを特徴とする内燃機関の絞り弁制御装置。
【請求項２】前記スロットルポジションセンサと前記
アクセルポジションセンサの偏差によって可変する制御
式のゲインデータは、該変位の状態により最適なゲイン
データを選択できる様にしたマップであることを特徴と
する請求項１記載の内燃機関の絞り弁制御装置。
【請求項３】前記マップ化された制御式のゲインデー
タは、該ゲインデータ間のデータを補間して取り込まれ
ることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の絞り弁制
御装置。