JPH109012A - 内燃機関の電子スロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転者の加速に対する要求（アクセルペダル
の踏み方）を満たすようにスロットル開度の制御特性を
自動的に変更できるようにする。 【解決手段】 対数正規確率紙上にプロットした最大ア
クセル速度の分布は１つの変曲点で屈曲する直線で近似
され、その変曲点より最大アクセル速度が小さい領域
が、運転者が緩やかな加速を要求している領域となり、
変曲点より最大アクセル速度が大きい領域が、運転者が
加速レスポンスを要求している領域となる。そこで、こ
の分布の変曲点を基準値として学習し、検出したアクセ
ル速度を基準値と比較し、その比較結果に応じてスロッ
トル開度の制御特性を変更する。これにより、運転者の
加速に対する要求（アクセルペダルの踏み方）を満たす
ようにスロットル開度の制御特性を自動的に変更できる
と共に、車両の製造ばらつきに左右されない安定したス
ロットル制御を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクセル操作に応
じてスロットルバルブをモータ等で駆動してスロットル
開度を電気的に制御するようにした内燃機関の電子スロ
ットル制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な電子スロットル制御装置
は、アクセルペダルの踏込量をアクセルセンサにより検
出し、その検出値に応じて目標スロットル開度を設定し
て、スロットルバルブをモータ等で駆動し、アクセル操
作に対して追従性よくスロットル開度を目標スロットル
開度に一致させるようにしている。このものでは、運転
者が急加速しようとして急激にアクセルペダルを踏み込
んだ時に、それに即座に追従させてスロットル開度を急
激に増大させると、トルクショックを発生して不快な車
両振動を発生することが知られている。

【０００３】これを解消するために、特開昭６１−１７
１８４６号公報に示すように、アクセル速度（アクセル
ペダルを踏み込む速度）を予め設定された基準値と比較
して急加速であるか否かを判定し、急加速時には、アク
セル速度に対するスロットル開度の変化を小さくするよ
うにスロットル開度の制御特性を補正するようにしたも
のがある。また、特開昭６１−２５９３７号公報に示す
ように、スロットル全閉付近から急加速するときに発生
する車両振動を防止するために、スロットル全閉付近か
ら加速するときに、アクセル操作に対して所定の遅れを
もたせて目標スロットル開度を設定し、アクセル操作に
対してスロットル開度を遅らせて変化させるようにした
ものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、運転者が急
加速したくてアクセルペダルを大きく踏み込んだときに
スロットル開度の変化を小さくしたり遅らせることは、
加速を遅くする結果となるため、必要最小限にとどめる
必要がある。しかしながら、上記いずれの公報のシステ
ムでも、加速時にスロットル開度の制御特性を補正する
ための判断基準が固定されているため、車両の製造ばら
つきによる特性のずれに対処できない。このため、本来
ならば、あまり車両振動の発生しない運転領域で、運転
者の要求に反して加速を遅くしてしまうおそれがある。
また、車両の製造ばらつきを上述したスロットル制御特
性補正の判断基準に反映させようとすると、膨大な適合
工数を要したり、制御プログラムに多数の条件判別ステ
ップや多数のマップを追加する必要があり、その分、Ｒ
ＯＭ容量を増加させる必要があり、コストアップの要因
となる。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、車両の製造ばらつき
に左右されない安定したスロットル制御を実現できると
共に、運転者の加速に対する要求（アクセルペダルの踏
み方）を満たすようにスロットル開度の制御特性を自動
的に変更でき、しかも、車両の製造ばらつきを吸収する
ための適合工数やＲＯＭ容量を少なくできる内燃機関の
電子スロットル制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の電子スロットル制御
装置では、運転者が行った過去のアクセル操作の態様を
示す物理量の分布（以下「アクセル操作統計データ分
布」という）を判定し、アクセル操作に対するスロット
ル開度の制御特性を前記アクセル操作統計データ分布に
応じて制御特性変更手段により変更する。

【０００７】運転者の気質によってアクセルペダルの踏
み方が異なるが、同じ運転者でも、加速が悪い車を運転
すれば、アクセルペダルの踏込量が大きくなる傾向を示
し、反対に、加速が良い車を運転すれば、アクセルペダ
ルの踏込量が少なくなる傾向を示す。従って、本発明の
ように、運転者が行った過去のアクセル操作の態様を示
す物理量の分布（アクセル操作統計データ分布）を判定
すれば、車両の製造ばらつきと運転者の加速に対する要
求との双方を同時に考慮したアクセル操作の傾向を判定
できる。よって、このアクセル操作統計データ分布に応
じてスロットル開度の制御特性を変更すれば、車両の製
造ばらつきに左右されない安定したスロットル制御を実
現できると共に、運転者の加速に対する要求（アクセル
ペダルの踏み方）を満たすようにスロットル開度の制御
特性を自動的に変更できる。しかも、車両の製造ばらつ
きを吸収するための特別な処理が不要であるため、適合
工数やＲＯＭ容量を少なくでき、コスト的にも有利であ
る。

【０００８】この場合、請求項２のように、前記アクセ
ル操作の態様を示す物理量として、アクセル操作時のア
クセル速度、アクセル加速度、アクセル踏込量の少なく
とも１つを用いれば良い。アクセル速度、アクセル加速
度、アクセル踏込量は、いずれも、運転者の加速に対す
る要求を示す指標となる。

【０００９】また、今回のアクセル操作の態様を示す物
理量を所定の基準値と比較してスロットル開度の制御特
性を変更するか否かを判定する場合には、請求項３のよ
うに基準値をアクセル操作統計データ分布に基づいて学
習手段により学習補正するようにすれば良い。これによ
っても、アクセル操作統計データ分布に応じてスロット
ル開度の制御特性を変更することができる。

【００１０】この場合、請求項４のように、基準値の学
習は、基準値をアクセル操作統計データ分布の変曲点に
一致させるように学習補正することが好ましい。つま
り、図８に示すように、アクセル操作統計データ分布
（アクセル速度分布）の変曲点を境にして、運転者が加
速レスポンスを要求している領域と、緩やかな加速を要
求している領域とに区分されるため、この分布の変曲点
に基準値を一致させるように学習補正すれば、運転者の
加速に対する要求をスロットル制御に正確に反映させる
ことができる。

【００１１】また、請求項５のように、アクセル操作統
計データ分布に応じて変化する物理量を基準値として設
定し、今回のアクセル操作の態様を示す物理量を前記基
準値と比較して前記スロットル開度の制御特性を変更す
るか否かを判定するようにしても良い。このようにして
も、アクセル操作統計データ分布に応じてスロットル開
度の制御特性を変更することができる。

【００１２】この場合、請求項６のように、前記基準値
を設定する前記物理量として、アクセル操作統計データ
分布の変曲点、標準偏差、中央値の少なくとも１つを用
いるようにすれば良い。このアクセル操作統計データ分
布の変曲点、標準偏差、中央値は、いずれも、アクセル
操作統計データ分布の特徴を表す指標となる。

【００１３】或は、請求項７のように、前記基準値を設
定する前記物理量として、前記アクセル操作統計データ
分布における累積頻度が所定％になる量を用いるように
しても良い。累積頻度が所定％になる量も、アクセル操
作統計データ分布の特徴を表す指標となる。

【００１４】また、請求項８のように、今回のアクセル
操作の態様を示す物理量が前記基準値以下の場合に、そ
れ以外の場合と比較してスロットルバルブの駆動速度を
緩やかにする制御特性に変更することが好ましい。この
ようにすれば、運転者が緩やかな加速を要求している領
域で、確実にスロットルバルブの駆動速度を緩やかにす
ることができ、トルク変動の抑えられた滑らかな加速が
可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

《実施形態（１）》以下、本発明の実施形態（１）を図
１乃至図１０に基づいて説明する。まず、図１に基づい
て内燃機関１１の制御システム全体の概略構成を説明す
る。内燃機関１１の吸気管１２の上流側にはエアクリー
ナ１３が装着され、その下流側に吸気量Ｇa を測定する
エアフローメータ１４が設置され、更にその下流側にス
ロットルバルブ１５が設けられている。このスロットル
バルブ１５の回転軸には電磁クラッチ１６を介してＤＣ
モータ１７（スロットル駆動手段）が連結され、ＤＣモ
ータ１７の駆動力によってスロットルバルブ１５の開度
（スロットル開度）が制御され、このスロットル開度が
スロットルセンサ１８によって検出される。

【００１６】スロットルバルブ１５を通過した吸入空気
を内燃機関１１の各気筒に導入する吸気マニホールド１
９には、インジェクタ２０が取り付けられ、また、内燃
機関１１の各気筒のシリンダヘッドには点火プラグ２１
が取り付けられている。内燃機関１１のクランク軸２２
に嵌着されたシグナルロータ２３の外周に対向してクラ
ンク角センサ２４が取り付けられ、このクランク角セン
サ２４から出力されるパルス状の機関回転数信号Ｎｅが
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２５に取り込まれ、機関回
転数信号Ｎｅのパルス間隔によって機関回転数が検出さ
れる。

【００１７】一方、アクセルペダル２６の踏込量（アク
セル開度Ａｐ）がアクセルセンサ２７によって検出さ
れ、アクセル開度Ａｐに応じた電圧信号が電子制御ユニ
ット２５にＡ／Ｄ変換器２８を介して取り込まれる。エ
アフローメータ１４で検出した吸気量Ｇa やスロットル
センサ１８で検出したスロットル開度ＴＡの各電圧信号
も、電子制御ユニット２５にＡ／Ｄ変換器２８を介して
取り込まれる。

【００１８】この電子制御ユニット２５は、ＣＰＵ２
９、ＲＯＭ３０、ＲＡＭ３１等を備えたマイクロコンピ
ュータを主体として構成され、ＲＯＭ３０に格納されて
いる内燃機関制御用の各種プログラムをＣＰＵ２９で実
行することで、点火プラグ２１の点火時期を制御すると
共に、インジェクタ駆動回路４５を介してインジェクタ
２０に与える噴射パルスを制御し、燃料噴射量を制御す
る。更に、この電子制御ユニット２５は、アクセルペダ
ル２６が全閉位置から踏み込まれた時に、電磁クラッチ
駆動回路４６を介して電磁クラッチ１６を接続（ＯＮ）
すると共に、アクセル操作量Ａｐに応じてドライバ３２
を介してＤＣモータ１７を制御し、その駆動力によって
スロットル開度ＴＡを調整する。

【００１９】次に、図２に基づいて電子スロットルシス
テムの構成を説明する。アクセルペダル２６は、ワイヤ
３３を介してアクセルレバー３４に連結されている。こ
のアクセルレバー３４は、アクセルリターンスプリング
３５，３６によって図示下方（アクセル閉鎖方向）に付
勢されている。そして、アクセルペダル２６を操作しな
い状態（アクセルＯＦＦ）では、アクセルレバー３４は
アクセルリターンスプリング３５，３６によってアクセ
ル全閉ストッパ３７に当接した状態に保持される。機関
運転中は、アクセルレバー３４の位置がアクセルセンサ
２７によってアクセル操作量Ａｐとして検出される。

【００２０】一方、スロットルバルブ１５の回動軸には
バルブレバー３８が連結され、このバルブレバー３８が
退避走行用スプリング３９によって図示上方（スロット
ルバルブ１５の開放方向）に付勢されている。ＤＣモー
タ１７とスロットルバルブ１５との間に介在された電磁
クラッチ１６が切られているとき（クラッチＯＦＦ時）
には、図２（ｂ）に示すように、退避走行用スプリング
３９によってバルブレバー３８が中間レバー４０に当接
した状態に保持される。この中間レバー４０は、バルブ
リターンスプリング４１によって図示下方（スロットル
バルブ１５の閉鎖方向）に付勢されている。

【００２１】このバルブリターンスプリング４１の引張
力は退避走行用スプリング３９の引張力よりも大きく設
定されている。従って、電磁クラッチ１６が切られてい
るとき（クラッチＯＦＦ時）には、図２（ｂ）に示すよ
うに、バルブリターンスプリング４１の引張力が退避走
行用スプリング３９の引張力に打ち勝って、中間レバー
４０が中間ストッパ４２に当接した状態に保持され、そ
れによって、スロットルバルブ１５の開度が中間ストッ
パ４２で規制される開度（約３ｄｅｇ）に保持される。

【００２２】一方、電磁クラッチ１６が接続されている
とき（クラッチＯＮ時）には、アクセルペダル２６の操
作に応じてＤＣモータ１７を正転又は逆転させてスロッ
トルバルブ１５の開度を調整し、そのときのスロットル
バルブ１５の開度（スロットル開度）ＴＡがスロットル
センサ１８によって検出される。この際、スロットル開
度ＴＡを開く場合には、ＤＣモータ１７を正回転させ
て、図２（ａ）に示すようにバルブレバー３８がバルブ
リターンスプリング４１の引張力に抗して中間レバー４
０を押し上げながら、スロットルバルブ１５の開度を開
く方向に駆動する。これとは逆に、スロットル開度ＴＡ
を閉じる場合には、ＤＣモータ１７を逆回転させてバル
ブレバー３８を下降させながらスロットルバルブ１５を
閉じる方向に駆動し、スロットルバルブ１５を全閉スト
ッパ位置（スロットル開度＝０ｄｅｇ）まで閉じたとき
に、バルブレバー３８がスロットル全閉ストッパ４３に
突き当たって、それ以上の回動が阻止される。

【００２３】内燃機関１１の運転中に、アクセルペダル
２６を操作すると、電子制御ユニット２５は、後述する
ようにして目標開度ＴＴＡを演算し、スロットル開度Ｔ
Ａを目標開度ＴＴＡに一致させるようにスロットルセン
サ１８の出力信号に基づいてフィードバック制御する。
以下、この電子制御ユニット２５によるスロットル制御
のための各処理について説明する。

【００２４】図３に示すメインルーチンは、イグニッシ
ョンスイッチ（図示せず）のＯＮ後に、電子制御ユニッ
ト２５によって例えば４ｍｓの周期にて繰り返し実行さ
れる。このメインルーチンの処理が開始されると、まず
ステップ１０１で、イニシャルチェック（初期化処理）
を実行する。このイニシャルチェックでは、電気系統各
部の通信異常の有無についてのチェックやＲＡＭ３１の
初期値のミラーチェック等が行われる。この後、ステッ
プ１０２で、上述した各種センサやスイッチからの信号
を読み込み、次のステップ１０３で、上記各種の信号に
基づいて非線形制御ルーチンを実行し、図４に示すマッ
プを用いて、アクセル開度Ａｐに対して非線形に制御す
るスロットルバルブ１５の目標開度ＴＡＣＣを演算す
る。

【００２５】この後、ステップ１０４で、トラクション
制御ルーチンを実行し、車両のトラクション制御量に応
じたスロットルバルブ１５の目標開度ＴＴＲＣを演算す
る。そして、次のステップ１０５で、定速走行制御ルー
チンを実行し、定速走行制御モード移行時のスロットル
バルブ１５の初期開度を演算すると共に、車速センサ
（図示せず）を通じて検出される車両の実車連を目標車
速に一致させるためのスロットルバルブ１５の目標開度
ＴＣＲＣを演算する。

【００２６】次のステップ１０６では、アイドル回転数
制御（ＩＳＣ）ルーチンを実行し、アイドル時における
スロットルバルブ１５の目標開度ＴＩＤＬを演算する。
この後、ステップ１０７で、フェイル制御ルーチンを実
行し、例えば電磁クラッチ１６の固着フェイル又はリタ
ーンスプリング４１切損時等、モータ１７の制御により
退避走行する場合のスロットルバルブ１５の開度、すな
わちフェイル時のスロットルバルブ１５の目標開度ＴＦ
ＡＩＬを演算する。

【００２７】この後、ステップ１０８で、図５に示す運
転者要求判定に基づく非線形制御ルーチンを実行し、ア
クセル速度を後述する基準値と比較することで、運転者
の要求（例えば滑らかな走行をしたいとか、速い加速を
したい等）を判定し、運転者の要求に応じてスロットル
開度の制御特性を変更して、運転者要求判定に応じた非
線形目標開度ＴＡＣＣを演算する。

【００２８】この後、ステップ１０９にて、上述したス
テップ１０３〜１０７で演算した非線形制御、トラクシ
ョン制御、定速走行制御、１ＳＣ制御、フェイル制御、
及び運転者要求判定による各目標開度に基づいて最終目
標開度ＴＴＡを次の（１）〜（５）の手順で演算する。

【００２９】（１）非線形目標開度ＴＡＣＣと定速走行
目標開度ＴＣＲＣとを比較して大きい方を選択する。 （２）この選択値とトラクション目標開度ＴＴＲＣとを
比較して小さい方を選択する。 （３）この選択値とフェイル目標開度ＴＦＡＩＬとを比
較して小さい方を選択する。 （４）定速走行制御、トラクション制御、フェイル制御
が実行されない場合には、ステップ１０３の非線形制御
による非線形目標開度ＴＡＣＣに代えて、ステップ１０
８の運転者要求判定に応じた非線形目標開度ＴＡＣＣを
選択する。 （５）上記（１）〜（４）で選択された目標開度にＩＳ
Ｃ目標開度ＴＩＤＬを加算して最終目標開度ＴＴＡを算
出する。

【００３０】この後、ステップ１１０で、予め設定され
た開度−電圧変換マップに基づいて上記ステップ１０９
で求めた最終目標開度ＴＴＡを目標電圧ＴＴＰに変換す
る。この後、ステップ１１１で、目標電圧ＴＴＰとスロ
ットルセンサ１８の出力電圧ＴＡとを比較し、その偏差
を小さくすべく、比例（Ｐ）・積分（Ｉ）・微分（Ｄ）
処理をしてＤＣモータ１７の駆動量（制御量）を演算す
る。

【００３１】そして、次のステップ１１２で、上記駆動
量をデューティ比信号に変換し、このデューティ比信号
をドライバ３２を介してＤＣモータ１７に印加するＰＷ
Ｍ出力処理を行う。これにより、スロットルバルブ１５
は、ＤＣモータ１７の駆動によって、上記目標電圧ＴＴ
Ｐにより指令される開度にフィードバック制御されるこ
ととなる。このフィードバック制御中は、電磁クラッチ
１６がＯＮ状態に保持される。

【００３２】次に、上記ステップ１０８で実行される運
転者要求判定に基づく非線形制御ルーチンを図５を参照
して説明する。本ルーチンでは、まずステップ１２１
で、アクセル操作の態様を示す物理量としてアクセル速
度を検出する。このアクセル速度の検出は、図３のメイ
ンルーチンの実行周期（４ｍｓ）よりも長いスパン（例
えば１６ｍｓ）でアクセル開度の変化量を検出して行
う。そして、次のステップ１２２で、アクセル速度を後
述するステップ１２７で学習補正された基準値と比較し
て、運転者の要求（例えば滑らかな走行をしたいとか、
速い加速をしたい等）を判定し、その判定結果に応じて
次のようにして非線形目標開度ＴＡＣＣを設定する。

【００３３】（１）アクセル速度＜０の場合、つまりア
クセル開度が小さくなる方向に変化している場合には、
ステップ１２３に進み、図４に示す非線形特性を変更せ
ず、図３のステップ１０３で求めた非線形目標開度ＴＡ
ＣＣをそのまま採用する。

【００３４】（２）０≦アクセル速度≦基準値の場合、
つまり運転者が緩やかな加速を要求している場合には、
ステップ１２４に進み、上記（１）の場合と同じく、図
４に示す非線形特性を変更せず、図３のステップ１０３
で求めた非線形目標開度ＴＡＣＣを採用し、次のステッ
プ１２５で、この非線形目標開度ＴＡＣＣを次式により
なまし処理する。

【００３５】ＴＡＣＣ(i) ＝ＴＡＣＣ(i-1) ＋｛ＴＡＣ
Ｃ(i) −ＴＡＣＣ(i-1) ｝／６４ このなまし処理により、非線形目標開度ＴＡＣＣの変化
が滑らかになり、緩やかな加速が得られる。上式は、１
／６４なまし式であるが、例えば１／３２なまし、１／
１２８なまし等、なまし係数は適宜設定すれば良い。

【００３６】（３）アクセル速度＞基準値の場合、つま
り運転者が加速レスポンスを要求している場合には、ス
テップ１２６に進み、図４に示す非線形特性を変更し、
アクセル開度に対する非線形目標開度ＴＡＣＣを図４よ
りも増加させる（増加割合は低開度領域で大きくなるよ
うに設定されている）。これにより、アクセル踏込みに
対するスロットル開度の動きが速くなり、アクセル踏込
みに対するレスポンスの良い速い加速が得られる。この
場合、図４に示す非線形特性で求めた非線形目標開度Ｔ
ＡＣＣに定数Ｋ（Ｋ＞１）を乗算することで、非線形目
標開度ＴＡＣＣを変更するようにしても良い。

【００３７】以上説明したステップ１２２〜１２６の処
理が特許請求の範囲でいう制御特性変更手段として機能
する。

【００３８】上記ステップ１２３，１２５，１２６のい
ずれかの処理を行った後、ステップ１２７に進み、図６
及び図７に示す基準値学習ルーチンを実行する。この基
準値学習ルーチンでは、まずステップ１３１で、最大ア
クセル速度ＰＡＭＡＸを検出する。この最大アクセル速
度ＰＡＭＡＸの検出は、例えば走行モード毎（発進加速
毎や追越加速毎等）に行う。この後、ステップ１３２
で、それまでに統計した最大アクセル速度ＰＡＭＡＸの
累積５０％点の値ＰＡＭＡＸ50、累積１５％点の値ＰＡ
ＭＡＸ15、累積最小％点の値ＰＡＭＡＸmin を検出す
る。

【００３９】ここで、ＰＡＭＡＸ50、ＰＡＭＡＸ15、Ｐ
ＡＭＡＸmin について図８を用いて説明する。図８は、
運転者が行ったアクセル操作の最大アクセル速度ＰＡＭ
ＡＸの分布（特許請求の範囲でいうアクセル操作統計デ
ータ分布に相当）を対数正規確率紙上に示したグラフで
ある。このグラフの横軸は対数目盛で最大アクセル速度
ＰＡＭＡＸを示し、縦軸は正規確率目盛で累積頻度を示
している。一般に、最大アクセル速度ＰＡＭＡＸの分布
は、１つの変曲点で屈曲する直線で近似され、その変曲
点より最大アクセル速度ＰＡＭＡＸが小さい領域が、運
転者が緩やかな加速を要求している領域となり、変曲点
より最大アクセル速度ＰＡＭＡＸが大きい領域が、運転
者が加速レスポンスを要求している領域となる。一般的
な運転者では変曲点の累積頻度は３０％前後となるが、
運転者の運転気質によってこの変曲点はずれる。ＰＡＭ
ＡＸ50、ＰＡＭＡＸ15、ＰＡＭＡＸmin は、それぞれ累
積５０％、１５％、最小％（例えば１％）の点の最大ア
クセル速度であり、これら累積５０％、１５％、最小％
の点は、それぞれの点の縦軸方向の間隔がほぼ等間隔に
なる点として選択されている。

【００４０】ＰＡＭＡＸ50、ＰＡＭＡＸ15、ＰＡＭＡＸ
min を検出する処理は、図９に示すＰＡＭＡＸ累積ｎ％
点検出ルーチンによって次のように行われる。まず、ス
テップ１６１で、今回の最大アクセル速度ＰＡＭＡＸを
前回の累積ｎ％点の値ＰＡＭＡＸn （ n＝50、15、min
）と比較し、ＰＡＭＡＸ＞ＰＡＭＡＸn の場合には、
ステップ１６２に進み、前回のＰＡＭＡＸn から定数β
3 を加算した値を新たなＰＡＭＡＸn とする。ＰＡＭＡ
Ｘ＜ＰＡＭＡＸn の場合には、ステップ１６３に進み、
前回のＰＡＭＡＸn に定数β4 を差し引いた値を新たな
ＰＡＭＡＸn とする。ＰＡＭＡＸ＝ＰＡＭＡＸn の場合
には、前回のＰＡＭＡＸn をそのまま採用する。尚、β
3 、β4 はＰＡＭＡＸn の更新値が累積ｎ％点の値とな
るように設定する。例えば、ｎ＝５０％の場合には、β
3 ＝β4 ＝Δ（例えば１）と設定すれば良い。

【００４１】このような処理により累積ｎ％点の値ＰＡ
ＭＡＸn を検出した後、図６のステップ１３３に進ん
で、第１の判定値ＰＡL （図１０参照）を更新する毎に
カウントアップする基準値更新カウンタＣAdp が所定値
α1 を越えたか否かを判定し、ＣAdp ≦α1 の場合には
ステップ１３４に進み、第１のカウンタＣLow 又は第２
のカウンタＣHighを更新する毎にカウントアップする変
曲点更新カウンタＣBRKが所定値α2 を越えたか否かを
判定する。また、ＣBRK ≦α2 の場合には、ステップ１
３５に進み、最大アクセル速度ＰＡＭＡＸを、変曲点を
判定するための第１の判定値ＰＡL と比較し、ＰＡＭＡ
Ｘ≦ＰＡL の場合には、ステップ１３６に進み、第１の
カウンタＣLow をカウントアップしてステップ１３７に
進む。一方、ＰＡＭＡＸ＞ＰＡL の場合には、第１のカ
ウンタＣLow をカウントアップせずにステップ１３７に
進む。

【００４２】このステップ１３７では、第２の判定値Ｐ
ＡH を次式により算出し、ＰＡH ≦ＰＡＭＡＸであるか
否かを判定する。 ＰＡH ＝ＰＡＭＡＸ50・（ＰＡＭＡＸ50／ＰＡL ） 上式は、それぞれの値を対数変換せずに算出する場合の
式であるが、各値を対数変換してから次式により計算し
ても良い。 ＰＡH ＝ＰＡＭＡＸ50＋（ＰＡＭＡＸ50−ＰＡL ）

【００４３】この式から明らかなように、ＰＡH ＞ＰＡ
ＭＡＸ50＞ＰＡL の関係になっており、しかも、図１０
（ａ）に示すように、ＰＡH 、ＰＡＭＡＸ50、ＰＡL の
各点は、対数目盛の横軸方向の間隔が同一になってい
る。

【００４４】そして、ＰＡＭＡＸ≦ＰＡH の場合には、
ステップ１３８に進み、第２のカウンタＣHighをカウン
トアップして、次のステップ１５１で、変曲点更新カウ
ンタＣBRK をカウントアップしてから本ルーチンを終了
する。そして、ＰＡＭＡＸ＞ＰＡH の場合には、第２の
カウンタＣHighをカウントアップせずに、ステップ１５
１で、変曲点更新カウンタＣBRK をカウントアップして
から本ルーチンを終了する。

【００４５】その後、前述したステップ１３４で、変曲
点更新カウンタＣBRK が所定値α2を越えたと判定され
ると、ステップ１３９に進み、第２のカウンタＣHighと
第１のカウンタＣLow とを比較する。ここで、変曲点が
ＰＡL 又はＰＡH と一致するまでは、ＣHigh＞ＣLow と
なり（但し変曲点がＰＡL とＰＡH との間に存在する場
合）、ステップ１４０に進んで、第１の判定値ＰＡL に
所定値β1 を加算した値を新たな第１の判定値ＰＡL と
する。一方、ＣHigh≦ＣLow の場合には、ステップ１４
１に進んで、第１の判定値ＰＡL から所定値β1 を減算
した値を新たな第１の判定値ＰＡL とする。ステップ１
４０又はステップ１４１の終了後にステップ１５２に進
み、ＣBRK ，ＣHigh，ＣLow をクリアし、更に、ＣAdp
をインクリメントする。

【００４６】以上説明したステップ１３１〜１４１の処
理を何回も繰り返すことによって、第１の判定値ＰＡL
又は第２の判定値ＰＡH を変曲点と一致させる。

【００４７】その後、前述したステップ１３３で、基準
値更新カウンタＣAdp が所定値α1を越えたと判定され
ると、図７のステップ１４２に進み、次式の関係を満た
すか否かを判定する。 ＰＡＭＡＸ50／ＰＡＭＡＸ15＞ＰＡＭＡＸ15／ＰＡＭＡ
Ｘmin ＋γ

【００４８】上式において、γは比較結果に幅（余裕
度）を持たせる目的で付加する定数である。上式は、そ
れぞれの値を対数変換せずに算出する場合の式である
が、各値を対数変換してから次式により判定しても良
い。 ＰＡＭＡＸ50−ＰＡＭＡＸ15＞ＰＡＭＡＸ15−ＰＡＭＡ
Ｘmin ＋γ’

【００４９】上式を満たす場合には、ステップ１４３に
進み、基準値を第１の判定値ＰＡLと比較し、基準値＞
ＰＡL の場合には、ステップ１４４に進み、学習値ＢＲ
Ｋから所定値β2 を減算した値で学習値ＢＲＫを更新
し、基準値≦ＰＡL の場合にはステップ１４５に進み、
学習値ＢＲＫに所定値β2 を加算した値で学習値ＢＲＫ
を更新する。

【００５０】また、上記ステップ１４２で「Ｎｏ」と判
定された場合には、ステップ１４６に進み、基準値を第
２の判定値ＰＡH と比較し、基準値＞ＰＡH の場合に
は、ステップ１４７に進み、学習値ＢＲＫから所定値β
2 を減算した値で学習値ＢＲＫを更新し、基準値≦ＰＡ
H の場合には、ステップ１４８に進み、学習値ＢＲＫに
所定値β2 を加算した値で学習値ＢＲＫを更新する。

【００５１】以上の処理により学習値ＢＲＫを更新した
後、ステップ１４９に進み、予め設定されている基準値
の初期値ＰＡＬＥＶに学習値ＢＲＫを加算して基準値を
更新する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、基
準値を分布の変曲点（ＰＡL又はＰＡH ）に一致させ
る。そして、次のステップ１５０で、前述したＣAdp を
クリアして本ルーチンを終了する。以上説明した基準値
学習ルーチンは特許請求の範囲でいう学習手段として機
能する。

【００５２】図８に示すように、最大アクセル速度の分
布の変曲点を境にして、運転者が加速レスポンスを要求
している領域と、緩やかな加速を要求している領域とに
区分されるため、上述した基準値学習ルーチンによって
基準値を分布の変曲点に一致させるように学習補正すれ
ば、運転者の加速に対する要求をスロットル制御に正確
に反映させることができる。しかも、最大アクセル速度
の分布は、車両の製造ばらつきも反映しているので、基
準値をこの分布の変曲点に応じて設定することで、車両
の製造ばらつきに左右されない安定したスロットル制御
を実現できると共に、車両の製造ばらつきを吸収するた
めの特別な処理が不要であり、適合工数やＲＯＭ容量を
少なくでき、コスト的にも有利である。

【００５３】《実施形態（２）》この実施形態（２）で
は、前述した図６及び図７の基準値学習ルーチンに代え
て、図１１の基準値学習ルーチンを次のように実行す
る。まず、ステップ２０１で、例えば走行モード毎（発
進加速毎や追越加速毎等）に最大アクセル速度ＰＡＭＡ
Ｘを検出する。この後、ステップ２０２で、それまでに
統計した最大アクセル速度ＰＡＭＡＸの累積ｎ％点の値
ＰＡＭＡＸn を検出する。ここで、検出する累積ｎ％点
は、例えば最大％点、９５％点、８５％点、７０％点、
５０％点、３０％点、１５％点、５％点、最小％点であ
り、それぞれの点の縦軸方向の間隔がほぼ等間隔になる
点が選択されている。

【００５４】そして、次のステップ２０３では、 Δ＝（ＰＡＭＡＸn −ＰＡＭＡＸn-1 ）−（ＰＡＭＡＸ
n-1 −ＰＡＭＡＸn-2 ） が最大になるｎを検出し、そのｎをｎBRK とする。ここ
で、上記Δが最大になるｎ点は、図１２に示すように、
ｎ点とｎ−１点との間に分布の変曲点が存在する点であ
る。従って、Δが最大になるｎ点（＝ｎBRK 点）を検出
することで、変曲点の位置を絞り込むことができる。こ
の場合、変曲点の検出精度を高めるには、ｎ点とｎ−１
点との間隔を狭くする必要があり、そのためにはステッ
プ２０２の検出点数を多くする必要がある。

【００５５】この後、ステップ２０４において、基準値
をＰＡＭＡＸnBRKと比較し、基準値＞ＰＡＭＡＸnBRKの
場合には、ステップ２０５に進み、学習値ＢＲＫから所
定値β2 を減算した値で学習値ＢＲＫを更新して、ステ
ップ２０８に進む。これに対し、基準値≦ＰＡＭＡＸnB
RKの場合には、ステップ２０６に進み、基準値をＰＡＭ
ＡＸnBRK-1と比較し、基準値＜ＰＡＭＡＸnBRK-1の場合
には、ステップ２０７に進み、学習値ＢＲＫに所定値β
2 を加算した値で学習値ＢＲＫを更新して、ステップ２
０８に進む。また、ＰＡＭＡＸnBRK-1≦基準値≦ＰＡＭ
ＡＸnBRKの場合には、学習値ＢＲＫを更新せずにステッ
プ２０８に進む。

【００５６】このステップ２０８では、予め設定されて
いる基準値の初期値ＰＡＬＥＶに学習値ＢＲＫを加算し
て基準値を更新して本ルーチンを終了する。このような
処理を繰り返すことで、基準値を分布の変曲点にほぼ一
致させる。

【００５７】以上説明した図１１の基準値学習ルーチン
は、図６及び図７の基準値学習ルーチンと比較してプロ
グラムのステップ数が少なく、基準値を速く学習できる
利点がある。

【００５８】《実施形態（３）》この実施形態（３）で
は、前述した図１１の基準値学習ルーチンに代えて、図
１３の基準値学習ルーチンを用いる。図１３の基準値学
習ルーチンは、図１１のステップ２０４〜２０８の処理
をステップ２１０に置き換えたものである。つまり、図
１３の基準値学習ルーチンでは、ステップ２０１〜２０
３で、最大アクセル速度ＰＡＭＡＸの検出、累積ｎ％点
ＰＡＭＡＸn の検出、分布の変曲点の存在範囲（ＰＡＭ
ＡＸnBRK，ＰＡＭＡＸnBRK-1）の検出を行う。そして、
変曲点がＰＡＭＡＸnBRKとＰＡＭＡＸnBRK-1との間に位
置することを考慮し、ステップ２０４で、ＰＡＭＡＸnB
RKとＰＡＭＡＸnBRK-1の平均値を算出して、それを基準
値（＝変曲点）とする。

【００５９】このようにすれば、学習処理のためのプロ
グラムのステップ数が図１１よりも更に少なくなり、基
準値の学習スピードを更に速くすることができる。

【００６０】《実施形態（４）》上述した実施形態
（１）〜（３）では、いずれも、基準値をアクセル速度
分布の変曲点に一致させるように学習するようにしてい
る。

【００６１】これに対し、図１４及び図１５に示す実施
形態（４）では、一般的な運転者について統計したアク
セル速度分布の変曲点の位置が累積３０％前後となる点
に着目し、累積３０％点の値ＰＡＭＡＸ30を基準値とす
る。この処理は、図１４の基準値学習ルーチンによって
次のように実行される。

【００６２】まず、ステップ３０１で、例えば走行モー
ド毎（発進加速毎や追越加速毎等）に最大アクセル速度
ＰＡＭＡＸを検出する。この後、ステップ３０２で、そ
れまでに統計した最大アクセル速度ＰＡＭＡＸの累積３
０％点の値ＰＡＭＡＸ30を検出する。次のステップ３０
３で、最大アクセル速度ＰＡＭＡＸの標準偏差ＰＡＳＧ
Ｍを検出した後、ステップ３０４で、最大アクセル速度
ＰＡＭＡＸの累積３０％点の値ＰＡＭＡＸ30を基準値と
して設定する。尚、ステップ３０３で求められた標準偏
差ＰＡＳＧＭは、図１５の運転者要求判定に基づく非線
形制御ルーチンにおいて非線形特性を変更する制御特性
にヒステリシスを持たせるために用いられる。

【００６３】一方、図１５の運転者要求判定に基づく非
線形制御ルーチンは、図５のルーチンと基本的に同じで
あり、図５と同じ処理を行うステップについては同じ番
号を付して詳細な説明を省略する。本ルーチンでは、ス
テップ１２１でアクセル速度を検出した後、ステップ１
２１ａで、ヒステリシスフラグＦＬＡＧが「１」にセッ
トされているか否かを判定する。ここで、ＦＬＡＧ＝０
の場合には、ステップ１２２に進み、アクセル速度を基
準値と比較し、ＦＬＡＧ＝１の場合には、ステップ１２
２ａに進み、アクセル速度を基準値＋ＰＡＳＧＭと比較
する。つまり、基準値＋ＰＡＳＧＭを新たな基準値と見
なして、アクセル速度と比較することで、ヒステリシス
を持たせる。そして、上記ステップ１２１ａ又は１２２
ａの判定結果によってステップ１２３，１２４，１２６
のいずれに進むか決定し、非線形特性を変更し、或は変
更せずに、非線形目標開度ＴＡＣＣを設定する。

【００６４】そして、ステップ１２６又は１２３を実行
した場合には、ヒステリシスフラグＦＬＡＧを「０」に
リセットし、ステップ１２４，１２５を実行した場合に
は、ヒステリシスフラグＦＬＡＧを「１」にセットす
る。

【００６５】以上説明した実施形態（４）では、一般的
な運転者ではアクセル速度分布の変曲点の位置が累積３
０％前後となる点に着目し、累積３０％点の値ＰＡＭＡ
Ｘ30を基準値としたので、処理を一層簡略化できる利点
がある。但し、本発明は、累積３０％以外の点、例えば
累積２５％、累積３５％、累積４０％等の点の値ＰＡＭ
ＡＸn を基準値としても良い。

【００６６】また、実施形態（４）では、制御特性にヒ
ステリシスを設定するデータとしてアクセル速度分布の
標準偏差ＰＡＳＧＭを用いているので、アクセル速度分
布に応じた精度の良いヒステリシスを設定できる利点も
ある。但し、本発明は、このヒステリシスを予め設計段
階で適当な値に設定しても良い。

【００６７】《実施形態（５）》上述した実施形態
（１）〜（４）では、アクセル操作の態様を示す物理量
としてアクセル速度を用いているが、アクセル加速度や
アクセル踏込量を用いても良い。この実施形態（５）で
は、図１６の運転者要求判定に基づく非線形制御ルーチ
ンにおいて、アクセル操作の態様を示す物理量としてア
クセル速度ＰＡの他、アクセル加速度ＤＰＡやアクセル
踏込量ΔＰＡも用いて、非線形特性の変更の有無を判定
する。

【００６８】図１６のルーチンでは、まずステップ１２
１で、アクセル速度ＰＡを検出し、続くステップ１２１
ｂ，１２１ｃで、アクセル加速度ＤＰＡとアクセル踏込
量ΔＰＡを検出する。この後、ステップ１２２ｂで、ア
クセル速度ＰＡ、アクセル加速度ＤＰＡ、アクセル踏込
量ΔＰＡと各々の基準値とを比較し、その比較結果によ
ってステップ１２３，１２４，１２６のいずれに進むか
決定し、非線形特性を変更し、或は変更せずに、非線形
目標開度ＴＡＣＣを設定する。

【００６９】この場合、アクセル加速度ＤＰＡと比較す
る基準値、アクセル踏込量ΔＰＡと比較する基準値は、
前述した実施形態（１）〜（４）の基準値学習ルーチン
と同様の処理によって設定すれば良い。また、ステップ
１２２ｂでは、アクセル速度ＰＡ、アクセル加速度ＤＰ
Ａ、アクセル踏込量ΔＰＡと各々の基準値との比較結果
をＯＲで判定するようにしたが、３つの比較結果を適宜
組み合わせて判定するようにしても良い。

【００７０】以上説明した実施形態（５）によれば、制
御精度向上を狙って、アクセル操作の態様を示す物理量
としてアクセル速度、アクセル加速度、アクセル踏込量
の３つの物理量を用いるようにしたが、これのうちのい
ずれか１つの物理量、又は、２つの物理量を用いるよう
にしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示す内燃機関制御シ
ステム全体の概略構成図

【図２】電子スロットルシステムの概略構成図で、
（ａ）は通常制御時（クラッチＯＮ時）の状態を示す
図、（ｂ）はクラッチＯＦＦ時の状態を示す図

【図３】メインルーチンの処理の流れを示すフローチャ
ート

【図４】アクセル開度Ａｐから非線形目標開度ＴＡＣＣ
を設定するためのマップを示す図

【図５】運転者要求判定に基づく非線形制御ルーチンの
処理の流れを示すフローチャート

【図６】基準値学習ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート（その１）

【図７】基準値学習ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート（その２）

【図８】運転者が行ったアクセル操作の最大アクセル速
度ＰＡＭＡＸの分布を対数正規確率紙上に示した図

【図９】ＰＡＭＡＸ累積ｎ％点検出ルーチンの処理の流
れを示すフローチャート

【図１０】分布の変曲点を検出する処理を説明するため
の分布図

【図１１】本発明の実施形態（２）で用いる基準値学習
ルーチンの処理の流れを示すフローチャート

【図１２】分布の変曲点を検出する処理を説明するため
の分布図

【図１３】本発明の実施形態（３）で用いる基準値学習
ルーチンの処理の流れを示すフローチャート

【図１４】本発明の実施形態（４）で用いる基準値学習
ルーチンの処理の流れを示すフローチャート

【図１５】運転者要求判定に基づく非線形制御ルーチン
の処理の流れを示すフローチャート

【図１６】本発明の実施形態（５）で用いる運転者要求
判定に基づく非線形制御ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート

【符号の説明】

１１…内燃機関、１２…吸気管、１４…エアフローメー
タ、１５…スロットルバルブ、１６…電磁クラッチ、１
７…ＤＣモータ（スロットル駆動手段）、１８…スロッ
トルセンサ、２５…電子制御ユニット（制御特性変更手
段，学習手段）、２６…アクセルペダル、２７…アクセ
ルセンサ、３４…アクセルレバー、３５，３６…アクセ
ルリターンスプリング、３７…アクセル全閉レバー、３
８…バルブレバー、３９…退避走行用スプリング、４０
…中間レバー、４１…バルブリターンスプリング、４２
…中間ストッパ、４３…スロットル全閉ストッパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３５８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３５８Ｈ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルバルブを駆動するスロットル
   駆動手段を備え、スロットル開度をアクセル操作に応じ
   て設定された目標スロットル開度に一致させるように前
   記スロットル駆動手段を制御する内燃機関の電子スロッ
   トル制御装置において、 運転者が行った過去のアクセル操作の態様を示す物理量
   の分布（以下「アクセル操作統計データ分布」という）
   を判定する手段と、 アクセル操作に対するスロットル開度の制御特性を前記
   アクセル操作統計データ分布に応じて変更する制御特性
   変更手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の電
   子スロットル制御装置。
2. 【請求項２】 前記アクセル操作の態様を示す物理量
   は、アクセル操作時のアクセル速度、アクセル加速度、
   アクセル踏込量の少なくとも１つであることを特徴とす
   る請求項１に記載の内燃機関の電子スロットル制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記制御特性変更手段は、今回のアクセ
   ル操作の態様を示す物理量を所定の基準値と比較して前
   記スロットル開度の制御特性を変更するか否かを判定す
   る手段と、前記アクセル操作統計データ分布に基づいて
   前記基準値を学習補正する学習手段とを含むことを特徴
   とする請求項１又は２に記載の内燃機関の電子スロット
   ル制御装置。
4. 【請求項４】 前記学習手段は、前記基準値を前記アク
   セル操作統計データ分布の変曲点に一致させるように学
   習補正することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関
   の電子スロットル制御装置。
5. 【請求項５】 前記制御特性変更手段は、前記アクセル
   操作統計データ分布に応じて変化する物理量を基準値と
   して設定する手段と、今回のアクセル操作の態様を示す
   物理量を前記基準値と比較して前記スロットル開度の制
   御特性を変更するか否かを判定する手段とを含むことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の電子スロ
   ットル制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御特性変更手段は、前記基準値を
   設定する前記物理量として、前記アクセル操作統計デー
   タ分布の変曲点、標準偏差、中央値の少なくとも１つを
   用いることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の電
   子スロットル制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御特性変更手段は、前記基準値を
   設定する前記物理量として、前記アクセル操作統計デー
   タ分布における累積頻度が所定％になる量を用いること
   を特徴とする請求項５に記載の内燃機関の電子スロット
   ル制御装置。
8. 【請求項８】 前記制御特性変更手段は、今回のアクセ
   ル操作の態様を示す物理量が前記基準値以下の場合に、
   それ以外の場合と比較して前記スロットルバルブの駆動
   速度を緩やかにする制御特性に変更することを特徴とす
   る請求項３乃至７のいずれかに記載の内燃機関の電子ス
   ロットル制御装置。