JPS6125935A - 車両用内燃機関のスロツトル弁制御装置 - 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 本発明は車両用内燃機関のスロットル弁制御装置に関し
、特にアクセルペダル位置に対応して電気的にスロット
ル弁を開閉制御する装置の減速制？Ｉｎの改良に関する
。

〈従来の技術〉 車両用内燃機関の吸気通路に設ｉＪたスロノトル弁の減
速制御は従来や・ら機械的なものが知られており、その
−例を第７図に示す。このものはアクセルペダル１をア
クセルワイヤ２でアクセルドラム３に連結してアクセル
ペダル１の操作量をアクセルドラム３の回動角に変換し
、アクセルドラム３を吸気通路４に設けたスロットル弁
５の支軸６に軸着してスロットル弁５の開度制御をする
。そしてアクセルドラム３の一部をスロットル弁開度が
閉じ方向に作用しかつその全閉付近でダッシュポット７
に接触するように構成される。ダッシュポット７は、こ
の場合、シリンダ８内を摺動可能なピストン９の一端を
アクセルドラム３の一部に当接させ、ピストン９にその
両側の油室８ａ、８ｂを連通するオリフィス９ａを設け
る。

従ってスロットル弁５の全閉付近でアクセルドラム３の
一部がピストン９に当接するとピストン９が移動するが
、オリフィス９ａの絞り作用でその移動速度が緩やかと
なり、スロットル弁５の閉弁速度が減少される。これに
より減速時の機関吸入負圧が過大になることを防止する
。減速時に吸入負圧が過大となると、吸気通路壁に付着
した燃料が気化して大量に燃焼室内に吸入されると共に
吸気密度も低下して混合気が濃化し、排気中のＨＣ濃度
が増大したり、失火をしてアフターバーンを引き起こす
等の不都合が生じると共にトルク変動に基づ（ねじり振
動等の影響で不快ないわゆるガクガク振動を生じるから
これを防止しているのである。

一方、前記機械的スロットル弁制御装置に対して例えば
特開昭５１−１３８２３５号公報に開示の電子式スロッ
トル弁制御装置が知られている。

このものはアクセルペダルの動きを運転者の意志として
検出し、これを電子的に演算処理してスロットル弁制御
用のアクチュエータを作動させるものであり、アクセル
ペダルとスロットル弁との間に機械的なリンケージを省
いたものである。

（発明が解決しようとする問題点〉 しかし前記機械的スロットル弁制御装置によると、アク
セルドラム３とダッシュポット７のピストン９に当接す
る位置即ちダッシュポット作動開始時のスロットル弁開
度θ１は機関回転速度等の運転状態に係わらず常に一定
となっている。

しかしながら前記ガクガク振動等は機関低速回転領域で
発生し易いものであり、また減速開始時の機関回転速度
にも大きな影響を受けるものである。

即ち例えば機関高速回転時にダッシュポットが作動した
り、機関高速回転領域から急減速されたときにダッシュ
ポットがスロットル弁開度大で作動すると、吸入空気が
機関に吸入されてエンジンブレーキの効きが悪化し減速
性能が低下する。そごでこれを防止しようとしてダッシ
ュポット作動開始時のスロットル弁開度θ１を小さく設
定すれば、低速回転領域で又は低速回転領域からの減速
時にダッシュポットの効きが遅きに失することとなって
、前記したように失火、アフターバーンが生し易くなる
と共にガクガク振動が発生し易い。

結局ダッシュポット開始時のスロットル弁開度が機関回
転速度に対応してなされなければならないのに従来では
画一的に所定のスロットル弁開度でダッシュポットの作
動を開始していたのである。

一方、前記電子的スロットル弁制御装置によると、機械
式のものに比ベリンクのガタのない分だけ制御精度が著
しく向上する。

本発明は上記に鑑み、電子式スロットル弁制御装置を採
用し、これにソフトウェア上でダッシュポット機能を付
与すると共に、該ダッシュポット機能の作動開始時のス
ロットル弁開度を機関回転速度又はその関連要素に応じ
て可変とし、もってエンジンブレーキ性能、燃焼性能並
びに機関及び車体振動に関して共に良好な状態を作り出
すことを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 そのために本発明では、第１図に示すようにアクセルペ
ダルへの位置を検出手段Ｂにより検出してその検出値に
基づきスロットル弁開度制御量設定手段Ｃを介してスロ
ットル弁りをアクチュエータ１４を介して駆動手段Ｅに
より駆動する電子制御式スロットル弁制御装置において
、機関回転速度若しくはその関連要素を検出する機関回
転速度検出手段Ｆと、機関回転速度若しくはその関連要
素に対応した基準スロットル弁開度θｃ設定手段Ｇと、
スロットル弁開度θの検出手段Ｈと、検出されたスロッ
トル弁開度θと前記基準スロットル弁開度θｃとを比較
する手段Ｉと、機関の減速を検出する手段Ｊと、減速状
態にあってかつスロットル弁開度θが基準スロットル弁
開度θｃ以下のときに前記スロットル弁開度制御量設定
手段による制御速度を減速補正する手段にと、を設ける
。

く作用〉 これにより、機関が減速に入りかつスロットル弁開度が
θｃ以下になったときにはスロットル弁開度制御量設定
手段により定めた制御速度を減速補正してダッシュポッ
ト機能を働かせ、吸入負圧過大に基づく失火、アフター
バーンを防止すると共に機関の高速回転時には基準スロ
ットル弁開度θｃ設定手段によりθｃを小さめにとって
エンジンブレーキの効きを良好にし、ガクガク振動の発
生し易い低速回転時にはθｃを高めにとってこれを防止
する。

尚機関回転速度検出手段Ｆは、機関回転速度を直接検出
する他に、変速機のギア位置と車速とから演算により間
接的に求めることができるし、大略的にはギア位置も機
関回転速度に対応しているということができるから、本
発明ではこれら或いはその他のものを機関回転速度に関
連する要素として機関回転速度検出手段が検出すること
をも含めるようにしている。

また、機関回転速度に応じてダッシュポットが作動開始
する基準スロットル弁開度θｃを設定するには、減速中
も含めて刻々変化する機関回転速度に対応する基準スロ
ットル弁開度θ、を求めるようにする他に、機関減速開
始時の機関回転速度或いはギア位置等に応じて基準スロ
ットル弁開度θ０を求めてもよいものである。これは高
速回転領域から減速した場合に、同じガクガク振動が発
生するのに、低速回転領域から減速した場合に比ベスロ
ットル弁開度がより小さい値から発生する傾向がみられ
るからである。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例は電子制御式スロットル弁制御手段をフィード
バック制御を用いて構成したものであり、第２図にこれ
を示す。

図においてセンサとしてのアクセル位置検出手段は、具
体的にはアクセルペダルに取り付けたポテンショメータ
等のアクセル開度を検出するアクセルセンサ１０であり
、スロットル弁開度θ検出手段は、吸気通路１２に介装
したスロットル弁１３を回動駆動するステップモータ（
アクチュエータ）１４の回動角度を検出するスロットル
センサ１５であり、更には機関回転速度検出手段は機関
のクランクシャフトの回転速度又はイグニッションコイ
ルの一次側電流信号を検出する手段等からなる機関回転
センサ１６である。

尚、機関回転速度の関連要素の検出手段として変速機の
ギア位置を検出するギアスイッチ１７或いは車速を検出
する車速センサ１８等が設けられる。

アクセルセンサ１０．スロットルセンサ１５１機関回転
センサ１６或いはギアスイッチ１７．車速センサ１８の
検出信号は、コントロールユニット１９に入力され、そ
の出力信号はステップモータ１４に出力される。

コントロールユニット１９は、入出力処理装置、中央演
算処理装置、及びメモリ等からなる２つのマイクロコン
ピュータ１９Ａ、１９Ｂによって構成されている。第１
のマイクロコンピュータ１９Ａには第３図に示す構成の
各手段が含まれ、第２のマイクロコンピュータ１９Ｂに
は第１のマイクロコンピュータ１９Ａの指令に従いステ
ップモータ１４の駆動パルスを出力するスロットル弁駆
動手段Ｅが含まれる。

次にかかる構成の作用を第３図のプログラムフローを用
いて説明する。このフローは図示しないがオペレーティ
ングシステムにより所定の時間周期毎に又は機関回転に
同期して又は所定のタイミングで起動される。

この例におけるプログラムフローは刻々変化する機関回
転速度に応じて設定した基準スロソトル弁開度θｃをダ
ッシュポット作動の開始点としたものである。　　　　
□ まずＳｌでは機関回転センサ１６が検出したそのときの
機関回転速度Ｎｅを読み込む。

Ｓ２では検出した機関回転速度Ｎｅに応じてダッシュポ
ット作動を開始すべき基準スロットル弁開度θｃを予め
ＲＯＭに定めたマツプａから読み取る。マツプａは機関
回転速度Ｎｅが高い程基準スロットル弁開度θＣが小さ
くなるように設定しである。

Ｓ３ではアクセルセンサ１０からの検出信号に基づきア
クセルペダルの位置βを読み込む。

Ｓ４ではマイクロコンピュータ１９ＡのＲＯＭに記ｔｔ
シたマツプｂからアクセル位置βに対応するスロソｌ−
ル弁１３開度の目標値θｃを検索する。

Ｓ５ではスロットルセンサ１５からの信号に基づきＲＯ
Ｍに記憶されたマツプＣからスロットル弁１３開度の検
出値θを読み込む。

Ｓ６では、目標値θｃと検出値θとの偏差Δθを算出す
る。

Ｓ７では、前記偏差Δθの絶対値１ΔθＩと所定値Δθ
３との比較を行い、１Δθ１≧Δθ８の場合にはＳ９へ
進むが、１Δθ１〈Δθ８の場合にはＳ８へ進んで後述
の３１６における出力をリセットし、更に現在のスロッ
トル弁開度を維持すべくホールド命令（ステップ数０の
回転コマンドと同し）を出力する。これはΔθが所定領
域以内の小さな値であれば、スロットル弁開度を増減制
御せず不惑帯として制御の過敏性による不安定を防止す
る。

Ｓ９では、ホールド命令をリセットすると共に目標値θ
ｃと検出値θとの偏差Δθが大きいため、その偏差Δθ
をＯにすべく、ステップモータ１４のステップ数即ちス
ロットル弁の回動操作角を偏差Δθの値に基づき求める
。　（例えばΔθに基づきＲＯＭに記憶したマツプｄを
検索して又は計算により求める。） ３１０では、ステップモータ１４の通常制御のステップ
周期Ｐｌ　（第４図参照）を設定する。かかるステップ
数及びステップ周期Ｐ＋（即ち制御量）の設定を行う操
作がスロットル弁開度制御量設定手段として機能する。

ここでステップ周期Ｐ、はスロットル弁開度制御速度と
も言いかえることができる。

３１１では、目標値θｃと検出値θとの偏差Δθの正・
負を判断する。負であれば目標値θｃに向げて実際のス
ロットル弁開度を減少していがなければならないから、
この判断は機関減速判断手段Ｊとして機能する。減速判
断はこれに限らす機関回転速度等から求めてもよい。

Ｓｌ２では、偏差Δθが正のときであり、目標値θ０に
向けてスロットル弁開度θを増大しなければならないた
め、ステップモータ１４を正転するコマンドを出力する
。

３１３では、偏差Δθが負のときであって目標値θｃに
向けてスロットル弁開度θを減少すべく、ステップモー
タ１４を逆転するコマンドを出力する。

従って機関が減速される。

Ｓ１４では、基準スロットル弁開度θｃ設定手段Ｇによ
り設定された基準スロットル弁開度θｃと検出値θとを
比較手段Ｔにおいて比較し、まだ検出値θが基準値θｃ
より大のときは、減速効果を優先させてステップモータ
１４の逆転を継続する（第４図Ｍ領域）。

θ≦θ０となり検出値θが十分小さくなると、減速効果
が著しくなって機関吸入負圧が増大し混合気が濃化し易
くなるし、また車両のいわゆるガクガク振動が発生し易
くなることば既述した。このときＳ１５でステップモー
タ１４のステップ周期を長くＰｚとしスロットル弁開度
制御速度を減速し上記不都合の発生を予防する。この機
能がスロットル弁開度制御速度減速手段にであり、いね
るダッシュポット機能を発揮した第４図Ｎ領域となる。

このようにして得られたステップモータの正・逆転、ス
テップ数、ステップ周期の制御信号はＳ１６においてス
ｏソトル弁駆動手段Ｅを介しステップモータ（アクチュ
エータ）１４に出力され、スロットル弁１３の開度をア
クセルペダル位置に応して制御することとなる。

次に機関回転速度Ｎｅに応じた基準スＤ７）ル弁開度θ
ｃの変化に対するダッシュボット作用について第４図及
び第５図に基づいて更に詳しく説明する。

検出した機関回転速度Ｎｅが高速（Ｎｅ＋）にあるとき
は、第５図に示すように、基準スロットル弁開度はより
小さな値θｃに設定され、低速（Ｎｅｚ）にあるときは
、より大きな値θ、に設定される。

従って第４図をみると明らかなように、高速回転時には
、ダッシュボット作動開始（スロットル弁開度制御速度
が減速され始める）時のスロットル弁開度θｃ１が低速
回転時のそれθｃ２よりも小さく、このため破線で示す
特性のようにアクセルペダルの踏み込みを戻したときの
ステップ周期Ｐ＋の短い領域Ｍ”が長く保持されてエン
ジンブレーキが効果的に作用し優れた減速感が得られる
ようになる。このときダッシュボットの作動開始時点が
スロットル弁の比較的小開度位置であっても機関回転速
度が高いためにガクガク振動等の不都合が発生しない。

一方低速回転（Ｎｅｔ）時には、ダッシュボット作動開
始時のスロットル弁開度θ、が比較的大きいため、減速
時のダッシュボット作動開始が比較的早期になされてガ
クガク振動等の不都合の発生を予防する。この場合機関
が低速のため減速を急激に行う必要がない。

かかるダッシュポット作動開始時の基準スロットル弁開
度８つの設定は減速期間中でも所定時間周期毎に刻々な
されるのであり、機関回転の減速に応じて設定されるθ
ｃは大きくなってくるものである。

このように機関回転速度を刻々検出して行う制御の仕方
によると、次のような特徴が得られる。

即ち例えば所定の機関回転速度からアクセルペダルの踏
み込みを戻して減速に入ったときに、平地走行時と緩い
下り坂を走行してし、）るときとでは減速効果が大きく
異なるが、平地走行時では減速が素早（行われて機関回
転速度が早期に低減するからダッシュボット作動を比較
的大きなスロットル弁開度から行うようにしてガクガク
振動を防止することができるようになり、また緩い下り
坂を走行している状態での減速は、機関回転速度の低下
速度が遅いためエンジンブレーキを十分に効かし減速し
て後、小さなスロットル弁開度からダッシュポットを効
かずようにすることができる。

又一般には、同一走行路条件では減速開始時点における
機関回転速度により減速効果が異なり、高速回転から減
速する時の方がエンジンブレーキを十分に効かず必要が
あるし、低速回転からの減速時ではガクガク振動対策の
ため比較的大きいスロットル弁開度からダッシュポット
を効かず必要があるといえる。

この前提にたてば、本実施例のように時々刻々変化する
機関回転速度に対応してダッシュポット作動開始時のス
ロットル弁開度を決めるものに代え、減速開始時点の機
関回転速度を検出してこれに基づきダッシュボット作動
開始スロットル弁開度を決定するようにしてもよい。

そして大略的には機関回転速度と変速機のギア位置とは
成る程度の対応関係にあるといえるから、第６図に示す
ように、５１０１でギアスイッチ１７により減速開始時
のギア位置Ｇ１〜Ｇ５を判断し、５１０２で該ギア位置
０１〜Ｇ５に応じ予め定めたダッシュボット作動開始の
スロットル弁開度θｃ１〜θｃ、を設定するようにする
ことも可能である。

第６図に示す実施例のプログラムフローにおける３１０
３以後の制御は先の実施例の８３以後と同様であるので
これ以上の説明は省略する。尚、本実施例においてはギ
ア位置が高速段であるほど基準スロットル弁開度θｃを
小さく設定するようにしている。しかしギア位ｔ、Ｇ　
１〜Ｇ５と基準スロットル弁開度θ、との積により例え
ばＧＩＸθ、Ｉ≧Ｇ２Ｘθｃ２≧Ｇ３Ｘθｃ、≧Ｇ４Ｘ
θｃ４≧Ｇ５Ｘθ０としてθｃを決定するようにしても
よい。

尚、各ギア位置毎に基準スロットル弁開度θｃを求めず
とも複数のギア位置を１グループとしてグループ毎に基
準スロットル弁開度θ、を求めるようにしてもよい。又
ギア位置と機関回転速度。

又ギア位置と車速１機関回転速度と車速から基準スロッ
トル弁開度θｃを求めるようにしてもよい。

向上記実施例ではスロットル弁のアクチュエータとして
ステップモータを使用した場合を例示したが、ＤＣサー
ボモータを使用してもよい。

また上記実施例ではスロットル弁開度制御量設定手段と
して目標値θｃと検出値θとの偏差をとり、これをなく
す方向に制御量するフィードバンク処理方法を例示した
が、本実施例の如くステップモータ１４等をアクチュエ
ータとして使用する場合はステップモータの回転パルス
数をカウンタによりインクリメント又はデクレメントす
ることで、ステップモータの回動角度がわかるから、フ
ィードバックをやめてオープンループ処理が可能であり
、本発明はかかる制御方式をも含むものである。

機関減速判断手段はスロットル弁の開度減少の他にアク
セルペダル踏み込み量減少を検出してもよい。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、アクセルペダル位置
を検出して電気的にスロットル弁開度を制御するに際し
、機関減速時にダッシュボット作用を行わせることがで
きるので、機械式スロットル弁制御装置の取付調整の困
難性に比べこれを簡単化し個体間のズレをなくして制御
精度の向上を図ることができる。

また機関回転速度若しくはその関連要素に応じてダッシ
ュボットを効かず基準スロットル弁開度θ０を可変にし
たから、エンジンブレーキによる減速効果とトルク変動
に基づくガクガク振動の防止との双方を損なうことなく
減速運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すクレーム対応図、第２図は
本発明の１実施例を示す構成図、第３図は同上の作用を
示すフローチャート、第４図は上記実施例に基づくスロ
ットル弁制御特性を例示するタイムチャート、第５図は
機関回転速度に応じたダッシュボット作動開始時の基準
スロットル弁開度θｃの設定例を示すグラフ、第６図は
本発明の他の実施例の作用を示すフローチャート、第７
図は従来の機械式スロットル弁制御装置の一例を示す概
略図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセルペダルの位置検出手段と、該検出手段の
   検出値に基づき吸気系に設けたスロットル弁の目標開度
   制御量を設定する手段と、該設定手段の制御信号に応じ
   た目標開度にスロットル弁を駆動する手段と、を備えた
   車両用内燃機関のスロットル弁制御装置において、 機関回転速度若しくはその関連要素を検出する機関回転
   速度検出手段と、機関回転速度若しくはその関連要素に
   対応した基準スロットル弁開度θ＿ｃ設定手段と、スロ
   ットル弁開度θの検出手段と、検出されたスロットル弁
   開度θと前記基準スロットル弁開度θ＿ｃとを比較する
   手段と、機関の減速を検出する手段と、減速状態にあっ
   てかつスロットル弁開度θが基準スロットル弁開度θ＿
   ｃ以下のときに前記スロットル弁開度制御量設定手段に
   よるスロットル弁の制御速度を減速補正する手段と、を
   備えたことを特徴とする車両用内燃機関のスロットル弁
   制御装置。
2. （２）基準スロットル弁開度θ＿ｃ設定手段は、検出さ
   れた機関回転速度が低速になるに従って基準スロットル
   弁開度θ＿ｃを大きく設定する手段である特許請求の範
   囲第１項に記載の車両用内燃機関のスロットル弁制御装
   置。
3. （３）機関回転速度検出手段は変速機のギア位置を検出
   する手段であり、基準スロットル弁開度θ＿ｃ設定手段
   は、変速機のギア位置が低速段にあるほど基準スロット
   ル弁開度θ＿ｃを大きく設定する手段である特許請求の
   範囲第１項に記載の車両用内燃機関のスロットル弁制御
   装置。