JP2573599B2

JP2573599B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2573599B2
Application number: JP62080324A
Authority: JP
Inventors: 敏矢富
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPS63246425A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電気的に制御される主スロットル弁および
その故障時の安全装置を具備するエンジンと、自動変速
機とを搭載した車両の制御装置に関するものである。

（従来技術）従来、例えば特開昭58−20948号公報に示されるよう
に、車両に装備されるエンジンにおいて、吸気通路に設
けた主スロットル弁を、アクセルペダルの操作量検出信
号を受ける制御部により、モータ等のアクチュエータを
介して電気的に制御するとともに、この主スロットル弁
制御系が故障したときの走行性確保のための安全装置と
して、主スロットル弁をバイパスするバイパス通路と、
このバイパス通路中に設けられてアクセルペダルに機械
的に連動する副スロットル弁とを設けたものが知られて
いる。

ところで、上記のような主スロットル弁制御系の故障
に対する安全装置を設ける場合、通常時にバイパス通路
が開かれていると主スロットル弁の制御による吸気量の
調整を高精度に行なうことが難しいため、バイパス通路
にシャッター弁等の開閉手段を設けて通常時にはバイパ
ス通路を閉じ、スロットル弁制御系の故障時にバイパス
通路を開くようにすることが望ましい。また、故障時の
安全性を確保するためには、主スロットル弁を故障時に
リターンスプリング等で自動的に閉状態とすることが望
ましい。

ただし、このように上記主スロットル弁とこれに対す
る安全装置を構成した場合に、とくに自動変速機を備え
た車両においては次のような問題が残されていた。

すなわち、主スロットル弁制御系の故障時には、主ス
ロットル弁が即座に閉じられる一方、バイパス通路が開
かれてバイパス通路から吸気が供給される状態になるま
でには多少の遅れがあり、この間に一時的にエンジン出
力が低下する。このような一時的なエンジン出力の低下
そのものは、短時間であるため走行に大きな支障をきた
すものではないが、運転者は出力低下を感じると反射的
にアクセルペダルを踏込む傾向がある。この場合に、自
動変速機においてはアクセル開度変化に応じて自動的に
シフトダウンが行なわれてしまい、つまり、運転者は出
力を維持しようとしているだけで加速を意図しているわ
けではないのに、不必要にシフトダウンが行なわれ、運
転性を悪くする可能性があった。

（発明の目的）本発明は上記の事情に鑑み、主スロットル弁制御系の
故障が発生した直後に、一時的な出力低下に対する運転
者のアクセル操作によって不必要に自動変速機の変速段
がシフトされることを避け、運転性の悪化を防止するこ
とができる車両の制御装置を提供するものである。

（発明の構成）本発明は、自動変速機を備えた車両において、エンジ
ンの吸気系に、電気的に制御される主スロットル弁と、
主スロットル弁制御系の故障時に主スロットル弁を自動
的に閉じる手段と、上記主スロットル弁をバイパスする
バイパス通路と、このバイパス通路に設けられてアクセ
ル操作部に機械的に連結された副スロットル弁と、上記
バイパス通路を通常時に閉じて主スロットル弁制御系の
故障時に開くバイパス通路開閉手段とを設ける一方、上
記自動変速機の制御部に、上記主スロットル弁制御系の
故障の発生時に所定時間だけ自動変速機の変速段のシフ
トを禁止するシフト規制手段を設けたものである。

この構成により、主スロットル弁制御系の故障発生直
後に、一時的なエンジン出力の低下を運転者が感じてア
クセル踏込み操作を行なうような場合に、不必要に自動
変速機がシフトダウンされることが避けられる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示し、この図において、
１はエンジンであり、そのシリンダ内のピストン２の上
方には燃焼室３が形成され、この燃焼室３に吸気ポート
４および排気ポート５が開口し、これら吸気ポート４お
よび排気ポート５は、吸気弁６および排気弁７によって
それぞれ所定のタイミングで開閉されるようになってい
る。そして、上記吸気ポート４および排気ポート５は吸
気通路８および排気通路９にそれぞれ連通している。

上記吸気通路８には、吸気量を調整する主スロットル
弁10が設けられるとともに、吸気ポート４の近傍に燃料
噴射弁11が装備されている。上記主スロットル弁10は、
マイクロコンピュータ等を用いた制御ユニット12によ
り、スロットル弁駆動用モータ13を介して電気的に制御
されている。

また、上記主スロットル弁10の制御系が故障したとき
の安全装置として、故障時にスロットル弁駆動用モータ
13による主スロットル弁10の駆動を停止するための電磁
クラッチ14と、主スロットル弁10を全閉位置に付勢する
リターンスプリング（図示せず）とによって故障時に主
スロットル弁10を自動的に閉じる手段が構成される一
方、副スロットル弁18とバイパス通路開閉手段としての
シャッター弁19とを備えたバイパス通路15が設けられて
いる。

上記バイパス通路15は、主スロットル弁10をバイパス
してその上流側と下流側の吸気通路８を連通するように
形成されており、このバイパス通路15中の上記副スロッ
トル弁18は、アクセルペダル16にケーブル17等を介して
機械的に連結されている。また、上記シャッター弁19は
アクチュエータ20により駆動されるようになっており、
このアクチュエータ20は、例えばダイヤフラム装置によ
り形成され、このアクチュエータ20の室20aに大気が導
入されているときはスプリング20bでシャッター弁19を
閉じ、負圧が導入されたときはシャッター弁19を開くよ
うになっている。

上記アクチュエータ20の室20aには、負圧側電磁弁21
および大気側電磁弁22が配設された通路23を介し、主ス
ロットル弁10下流の吸気通路８内の負圧と大気とが選択
的に導入されるようになっている。そして、上記各電磁
弁21,22が上記制御ユニット12によって制御されること
により、上記アクチュエータ20によるシャッター弁19の
作動が制御されるようになっている。

また、25は自動変速機であり、トルクコンバータと変
速歯車機構およびこれを駆動する油圧回路で構成され、
油圧回路に組込まれた複数のソレノイドバルブ26が上記
制御ユニット12からの信号に応じて作動することによ
り、変速が行なわれるようになっている。

上記制御ユニット12には、アクセル開度（アクセルペ
ダル16の操作量）を検出するアクセル開度センサ27から
の信号と、主スロットル弁10の開度を検出する主スロッ
トル開度センサ28からの信号と、車速を検出する車速セ
ンサ29からの信号とが入力されている。

第２図は上記制御ユニット12に含まれる手段を機能ブ
ロック図で示しており、制御ユニット12には、主スロッ
トル弁10に対する制御系と、主スロットル弁制御系の故
障時に安全装置を働かせるための制御系と、自動変速機
25に対する制御系とが含まれている。主スロットル弁10
に対する制御系には、アクセルセンサ27からの信号に応
じて主スロットル弁10の目標スロットル開度を演算する
目標スロットル開度演算手段31と、上記目標スロットル
開度と主スロットル開度センサ28により検出された実ス
ロットル開度とを比較して実スロットル開度を目標スロ
ットル開度とするようにスロットル弁駆動用モータ13を
制御するスロットル制御手段32とが設けられている。ま
た、上記故障時に安全装置を働かせるための制御系に
は、上記目標スロットル開度と実スロットル開度との差
等を調べることによって故障を判定する主スロットル系
故障判定手段33と、故障判定時に前記電磁クラッチ14を
オフとするクラッチ制御手段34と、故障判定時にシャッ
ター弁19を開作動させるための制御信号を前記負圧側電
磁弁21および大気側電磁弁22に出力するシャッター弁駆
動手段35とが設けられている。

自動変速機の制御系には、予め自動変速機25のシフト
位置を車速とアクセル開度とに対応させて設定したシフ
トパターンを記憶する記憶部36と、上記シフトパターン
に基づき、実際の車速およびアクセル開度に応じて変速
段を制御する信号を自動変速機25のソレノイドバルブ26
に出力する変速機制御手段37とが設けられるとともに、
主スロットル弁制御系の故障発生時に変速段のシフトを
禁止するシフト規制手段38が設けられている。上記シフ
トパターンは、一般に知られているように、車速の変化
に対しては車速の上昇につれて変速段が高速段側に変化
（シフトアップ）し、アクセル開度の変化に対しては加
速操作によってアクセル開度が大きくなると変速段が低
速段側に変化（シフトダウン）するように設定されてい
る。

第３図（ａ）および同（ｂ）は、上記制御ユニット12
による制御の具体例をフローチャートで示している。

第３図（ａ）は主スロットル弁13および安全装置を制
御するルーチンを示し、このルーチンでは、まずステッ
プS₁でアクセル開度ACPおよび実スロットル開度THRを読
込み、ステップS₂で目標スロットル開度THOを算出す
る。この場合、例えば図示のようなアクセル開度ACPに
応じた目標スロットル開度THOの特性が予め制御ユニッ
ト12内に記憶され、これに基づき、そのときのアクセル
開度ACPに対応する目標スロットル開度THOが算出され
る。次にステップS₃で、目標スロットル開度THOと実ス
ロットル開度THRの差の絶対値が故障判定基準となる設
定値αよりも小さいか否かを調べる。

ステップS₃での判定結果がYESのときは、主スロット
ル弁制御系が正常に作動していると判断し、ステップS₄
で故障識別用フラグEMを０とするとともに、ステップS₅
で、実スロットル開度THRを目標スロットル開度THOとす
るようにスロットル弁駆動用モータ13を作動してから、
リターンする。

また、ステップS₃での判定結果がNOのときは、主スロ
ットル弁制御系が故障であると判断し、この場合にステ
ップS₆で上記フラグEMが既に１となっているか否かを調
べ、フラグEMが１となっていなければこれを１とする。
そしてこのときに、ステップS₈で、スロットル弁駆動用
モータ13の電磁クラッチ14をオフとすることにより、リ
ターンスプリングで自動的に主スロットル弁10を閉じさ
せ、さらにステップS₉で、前記負圧側電磁弁21を開いて
大気側電磁弁22を閉じることにより、シャッター弁19を
開作動してから、リターンする。なお、上記ステップS₈
でフラグEMが既に１となっていることが判定されたとき
は、そのままリターンすることにより、主スロットル弁
10の閉状態およびシャッター弁19の開状態を保持する。

第３図（ｂ）は自動変速機25の制御ルーチンを示し、
このルーチンでは、先ずステップS₁₀で、アクセル開度
および車速を読込む。次にステップS₁₁で、前述の第３
図（ａ）のルーチンで定められた故障識別用フラグEMの
値が１か否かを調べる。そしてこのステップS₁₁の判定
結果がNOのとき（正常時）は、ステップS₁₂に移り、シ
フトパターンに基づいてアクセル開度および車速に応じ
た変速段の設定とそれに基づく変速制御を行ない、つま
り通常の変速制御を行なう。

上記ステップS₁₁での判定結果がYESのとき（主スロッ
トル弁制御系の故障時）には、ステップS₁₃で、上記フ
ラグが１に切替わった時点（故障発生時）から所定時間
が経過したか否かを調べ、上記所定時間が経過するまで
は、ステップS₁₄で、変速段をシフトする信号が出力さ
れることを停止することにより、変速段のシフトを禁止
する。また、上記所定時間が経過したときは、ステップ
S₁₅でシフト信号の停止を解除してステップS₁₂に移るこ
とにより、通常の変速制御に戻る。

以上のような制御動作をタイムチャートで示すと第４
図のようになる。すなわち、主スロットル弁制御系に故
障が発生すると、その故障発生時点t₁で故障識別用フラ
グEMが０から１に切替わるとともに、スロットル弁駆動
用モータ13の電磁クラッチ14がオンからオフに切替わ
り、主スロットル弁10が閉じられる。これと同時に、シ
ャッター弁19を開作動する信号も出力されるが、これに
対してはアクチュエータ20の作動遅れ等があるため、実
際にシャッター弁19が開かれてバイパス通路15から吸気
が供給される状態になる時点t₂は、故障発生に応じて主
スロットル弁が閉じられる時点t₁よりも多少遅れる。従
って、このような遅れ期間（t₁〜t₂）にはエンジンの吸
気量が減少し、一時的にエンジンのトルクが低下する。
もっとも、上記遅れ期間は比較的短くて、この期間が経
過すればシャッター弁19が開状態となり、アクセルペダ
ル16に機械的に連結された副スロットル弁18によって吸
気量が調整される。このようにして、主スロットル弁制
御系の故障時にも、走行性が確保される。

ところで、上記のような遅れ期間における一時的なト
ルク低下が生じると、運転者がこれを感知し、多少の反
応遅れをもってアクセルペダル16を踏込み操作すること
により、その時点t₃でアクセル開度が大きくなる。この
場合、上記のトルク低下は一時的なものであってその後
は適当な走行性が得られる状態となっており、かつ、運
転者は単にトルク低下を感じて反射的にアクセルペダル
16を踏込んだだけで加速することを意図しているわけで
はないが、シフトパターンに従うとアクセル開度変化に
応じて変速段が二点鎖線で示すようにシフトダウンさ
れ、却って運転性が悪化する。そこで、前述のようなシ
フト規制により、故障発生時点から、運転者によるアク
セル操作が安定するまでに要する程度の所定時間が経過
するまでは、変速段のシフトが禁止され、この間はシフ
トパターンにかかわらず、変速段が実線のように一定に
保たれることとなる。

なお、上記実施例では、主スロットル弁制御系の故障
発生時点から所定時間、変速段をシフトする信号の出力
を停止することによってシフトを禁止しているが、シフ
トパターンの変更によって実質的にシフトを禁止するよ
うにしてもよい。

（発明の効果）以上のように本発明は、主スロットル弁制御系の故障
時に、スロットル弁を閉じるとともに、副スロットル弁
を有するバイパス通路を開通させるように吸気供給の経
路を切換える安全装置を設ける一方、上記故障の発生時
点から所定時間だけ、自動変速機の変速段のシフトを禁
止するシフト規制手段を設けているため、主スロットル
弁制御系の故障時の走行性を確保しつつ、上記吸気供給
経路の切替わりの際の一時的なトルク低下を感じた運転
者がアクセル踏込み操作を行なったときに、不必要にシ
フトダウンが行なわれることを避け、運転性の悪化を防
止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置概略図、第２図は
制御ユニットに含まれる手段を示す機能ブロック図、第
３図（ａ）（ｂ）は制御のフローチャート、第４図は制
御動作を示すタイムチャートである。１……エンジン、８……吸気通路、10……主スロットル
弁、12……制御ユニット、15……バイパス通路、16……
アクセルペダル、18……副スロットル弁、19……シャッ
ター弁（バイパス通路開閉手段）、33……主スロットル
系故障判定手段、34……クラッチ制御手段、35……シャ
ッター弁駆動手段、37……変速機制御手段、38……シフ
ト規制手段。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｆ１６Ｈ 61/16 Ｆ１６Ｈ 61/16 Ｚ // Ｆ１６Ｈ 59:24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自動変速機を備えた車両において、エンジ
ンの吸気系に、電気的に制御される主スロットル弁と、
主スロットル弁制御系の故障時に主スロットル弁を自動
的に閉じる手段と、上記主スロットル弁をバイパスする
バイパス通路と、このバイパス通路に設けられてアクセ
ル操作部に機械的に連結された副スロットル弁と、上記
バイパス通路を通常時に閉じて主スロットル弁制御系の
故障時に開くバイパス通路開閉手段とを設ける一方、上
記自動変速機の制御部に、上記主スロットル弁制御系の
故障の発生時に所定時間だけ自動変速機の変速段のシフ
トを禁止するシフト規制手段を設けたことを特徴とする
車両の制御装置。