JP3531224B2 - エンジンのスロットル制御装置 - Google Patents

エンジンのスロットル制御装置

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JP3531224B2
JP3531224B2 JP21128594A JP21128594A JP3531224B2 JP 3531224 B2 JP3531224 B2 JP 3531224B2 JP 21128594 A JP21128594 A JP 21128594A JP 21128594 A JP21128594 A JP 21128594A JP 3531224 B2 JP3531224 B2 JP 3531224B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンのスロット
ル制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】雨で濡れた路面や凍結した路面のよう
な、すべりやすい路面上での発進や加速に際して駆動輪
のタイヤがスリップしたときに、駆動力を減少させてス
リップを抑えるようにした、いわゆるトラクションコン
トロールシステムがある(平成4年4月 株式会社山海
堂発行「新カーエレクトロニクス」第97頁〜第103
頁参照)。
【0003】このトラクションコントロールシステム
は、ECU、前後輪の各車輪速度センサー、スロットル
開度センサー、スロットルアクチュエーターからなる。
【0004】スロットルアクチュエーターは、ECUか
らの信号により、スロットルバルブを流れる空気流入量
を制御するものであり、二つのバルブをもっている。第
1のバルブはアクセルペダルにリンクされており、ドラ
イバーによって操作される。第2のバルブはモーターに
よって駆動されるが、通常時はスプリングによって全開
の状態にある。空気の流入量は、ドライバーのアクセル
ペダル操作によって決まるが、駆動輪のスリップが検出
され、トラクション制御に入ると、ECUが、第2のバ
ルブを閉るようにモーターを駆動し、空気流入量を減ら
す。この結果としてエンジンの出力が低下し駆動輪のス
リップが抑制される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の装置
では、スロットル開度センサーにより実際の第2のバル
ブ開度を検出しており、これがECUからの指令値(目
標開度)と一致するようにモーターへの駆動量がフィー
ドバック制御されるのであるが、第2のバルブの全開や
全閉の位置を規制するメカニカルなストッパーが設けら
れているので、第2のバルブが、全開位置近くにある状
態から全閉位置へと大きく動かされるときは、バルブが
高速でストッパーに衝突し、これによって第2のバルブ
やストッパーが破損することがある。
【0006】そこで、この衝突を避けるため、全閉位置
からわずかに開いた位置(全閉位置の手前)を全閉リミ
ッター位置として、たとえばソフト的に定めておき、目
標開度がこの全閉リミッター位置を越えて全閉側にある
ときは、目標開度をこの全閉リミッター位置に制限する
ことが考えられる。目標位置へとフィードバック制御す
るときは、目標位置を行き過ぎる現象(オーバーシュー
ト現象)が生じるのであるから、オーバーシュートした
位置でのバルブがストッパーに衝突しないように、全閉
リミッター位置を定めておくわけである。
【0007】しかしながら、こうした衝突回避策では、
第2のバルブが全閉リミッター位置(つまり全閉位置の
手前)に静定することになるので、第2のバルブを全閉
位置にまで制御できなくなる。上記のトラクションコン
トロールシステムにおいて、全閉位置まで第2のバルブ
を制御できないと、十分にトルクダウンすることができ
ず、スリップを思うように抑制できないのである。
【0008】全開位置の手前に全開リミッター位置を設
けているときも同様であり、第2のバルブを全閉位置近
くにある状態から全開位置へと大きく動かすときに、第
2のバルブとストッパーの衝突を回避できても、第2の
バルブを全開位置にまで制御できない。
【0009】そこでこの発明は、スロットルバルブ位置
をフィードバック制御する場合に、モーター駆動のスロ
ットルバルブ開度が所定開度より全閉側になったとき全
閉リミッター位置を全閉位置へと徐々に小さくし、また
モーター駆動のスロットルバルブ開度が所定開度より全
開側になったとき全開リミッター位置を全開位置へと徐
々に大きくすることにより、スロットルバルブがストッ
パーに衝突するのを回避しつつスロットルバルブを全閉
位置や全開位置にまで制御可能とすることを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、図11に
示すように、モーター21によって駆動可能なスロット
ルバルブ22と、このスロットルバルブ22の全閉位置
を規制するメカニカルなストッパー23と、前記スロッ
トルバルブ22の目標開度DKRを演算する手段24
と、この目標開度DKRと所定の全閉リミッター位置T
VLMTとを比較し、目標開度DKRが全閉リミッター
位置TVLMTに達するまでは目標開度DKRを、また
目標開度DKRが全閉リミッター位置TVLMTに達し
た後は全閉リミッター位置TVLMTをそれぞれ出力値
SETとして設定する手段25と、実スロットルバルブ
開度TVOを検出するセンサー26と、このセンサー2
6で検出される実スロットルバルブ開度TVOが前記出
力値SETと一致するように前記モーター21への制御
量をフィードバック制御する手段27とを備えるエンジ
ンのスロットル制御装置において、前記ストッパー23
により規制される全閉位置からスロットルバルブ22が
少し開かれた位置である所定開度TVLMT0と前記実
スロットルバルブ開度TVOを比較し、実スロットルバ
ルブ開度TVOが前記所定開度TVLMT0に達するま
では前記所定開度TVLMT0を前記全閉リミッター位
置TVLMTとし、また前記実スロットルバルブ開度T
VOが前記所定開度TVLMT0に達した後は前記所定
開度TVLMT0から徐々に全閉位置になる値を前記全
閉リミッター位置TVLMTとして設定する手段28を
設けた。
【0011】第2の発明は、図12に示すように、モー
ター21によって駆動可能なスロットルバルブ22と、
このスロットルバルブ22の全開位置を規制するメカニ
カルなストッパー41と、前記スロットルバルブ22の
目標開度DKRを演算する手段24と、この目標開度D
KRと所定の全開リミッター位置TVLMTとを比較
し、目標開度DKRが全開リミッター位置TVLMTに
達するまでは目標開度DKRを、また目標開度DKRが
全開リミッター位置TVLMTに達した後は全開リミッ
ター位置TVLMTをそれぞれ出力値SETとして設定
する手段42と、実スロットルバルブ開度TVOを検出
するセンサー26と、このセンサー26で検出される実
スロットルバルブ開度TVOが前記出力値SETと一致
するように前記モーター21への制御量をフィードバッ
ク制御する手段27とを備えるエンジンのスロットル制
御装置において、前記ストッパー41により規制される
全開位置からスロットルバルブが少し閉じられた位置で
ある所定開度TVLMT0と前記実スロットルバルブ開
度TVOを比較し、実スロットルバルブ開度TVOが前
記所定開度TVLMT0に達するまでは前記所定開度T
VLMT0を前記全開リミッター位置TVLMTとし、
また前記実スロットルバルブ開度TVOが前記所定開度
TVLMT0に達した後は前記所定開度TVLMT0か
ら徐々に全開位置になる値を前記全開リミッター位置T
VLMTとして設定する手段43を設けた。
【0012】第3の発明は、図13に示すように、モー
ター21によって駆動可能なスロットルバルブ22と、
このスロットルバルブ22の全閉位置を規制するメカニ
カルなストッパー23と、前記スロットルバルブ22の
目標開度DKRを演算する手段24と、この目標開度D
KRと所定の全閉リミッター位置TVLMTとを比較
し、目標開度DKRが全閉リミッター位置TVLMTに
達するまでは目標開度DKRを、また目標開度DKRが
全閉リミッター位置TVLMTに達した後は全閉リミッ
ター位置TVLMTをそれぞれ出力値SETとして設定
する手段25と、実スロットルバルブ開度TVOを検出
するセンサー26と、このセンサー26で検出される実
スロットルバルブ開度TVOが前記出力値SETと一致
するように前記モーター21への制御量をフィードバッ
ク制御する手段27とを備えるエンジンのスロットル制
御装置において、前記ストッパー23により規制される
全閉位置からスロットルバルブが少し開かれた位置であ
る第2所定開度DSPDと前記実スロットルバルブ開度
TVOを比較し、実スロットルバルブ開度TVOが第2
所定開度DSPDに達するまではこの第2所定開度DS
PDよりスロットルバルブが閉じられる側に位置する第
1所定開度TVLMT0を前記全閉リミッター位置TV
LMTとし、また前記実スロットルバルブ開度TVOが
前記第2所定開度DSPDに達した後は前記第1所定開
度TVLMT0から徐々に全閉位置になる値を前記全閉
リミッター位置TVLMTとして設定する手段51を設
けた。
【0013】第4の発明は、図14に示すように、モー
ター21によって駆動可能なスロットルバルブ22と、
このスロットルバルブ22の全開位置を規制するメカニ
カルなストッパー41と、前記スロットルバルブ22の
目標開度DKRを演算する手段24と、この目標開度D
KRと所定の全開リミッター位置TVLMTとを比較
し、目標開度DKRが全開リミッター位置TVLMTに
達するまでは目標開度DKRを、また目標開度DKRが
全開リミッター位置TVLMTに達した後は全開リミッ
ター位置TVLMTをそれぞれ出力値SETとして設定
する手段42と、実スロットルバルブ開度TVOを検出
するセンサー26と、このセンサー26で検出される実
スロットルバルブ開度TVOが前記出力値SETと一致
するように前記モーター21への制御量をフィードバッ
ク制御する手段27とを備えるエンジンのスロットル制
御装置において、前記ストッパー41により規制される
全開位置からスロットルバルブが少し閉じられた位置で
ある第2所定開度DSPDと前記実スロットルバルブ開
度TVOを比較し、実スロットルバルブ開度TVOが第
2所定開度DSPDに達するまではこの第2所定開度D
SPDよりスロットルバルブが開かれる側に位置する第
1所定開開度TVLMT0を前記全開リミッター位置T
VLMTとし、また前記実スロットルバルブ開度TVO
が前記第2所定開度DSPDに達した後は前記第1所定
開度TVLMT0から徐々に全開位置になる値を前記全
開リミッター位置TVLMTとして設定する手段61を
設けた。
【0014】
【作用】第1の発明では、スロットルバルブ22が全閉
位置へと駆動される場合に、全閉リミッター位置TVL
MTが、ストッパー23に衝突しない位置から徐々に全
閉位置にされるので、スロットルバルブ22がストッパ
ー23に衝突するのを抑制しつつ、スロットルバルブ2
2が全閉位置にまで制御される。
【0015】また、全閉位置からスロットルバルブ22
が開かれ、実スロットルバルブ開度TVOが所定開度T
VLMT0に達しない前は、全閉リミッター位置TVL
MTが全閉位置に保たれる(全閉リミッター位置が所定
開度TVLMT0へ向けて復帰しない)ので、全閉リミ
ッター位置が全閉位置に保たれている状態で、再び目標
開度DKRを全閉位置とする指令が出たときは、目標開
度DKRが出力値SETとなり、スロットルバルブが全
閉位置へと応答よく制御される。実スロットルバルブ開
度TVOが所定開度TVLMT0に達しない状態(つま
り小開度)からの全閉指令ではモータースピードが上昇
する前にスロットルバルブ22が全閉位置に達するの
で、スロットルバルブ22がストッパー23に衝突する
際の衝撃エネルギーは小さく、したがってスロットルバ
ルブ23やストッパー23が破損することもない。
【0016】第2の発明では、スロットルバルブ22が
全開位置へと駆動される場合に、全開リミッター位置T
VLMTが、ストッパー41に衝突しない位置から徐々
に全開位置にされるので、スロットルバルブ22がスト
ッパー41に衝突するのを抑制しつつ、スロットルバル
ブ22が全開位置にまで制御される。
【0017】また、全開位置からスロットルバルブが閉
じられ、実スロットルバルブ開度TVOが所定開度TV
LMT0に達しない前は、全開リミッター位置TVLM
Tが全開位置に保たれることから、この全開位置に保た
れている状態で、再び目標開度DKRを全開位置とする
指令が出たときは、目標開度DKRが出力値SETとな
り、スロットルバルブが全開位置へと応答よく制御され
るとともに、実スロットルバルブ開度TVOが所定開度
TVLMT0に達しない状態からの全開指令ではモータ
ースピードが上昇する前にスロットルバルブ22が全開
位置に達するので、スロットルバルブ22がストッパー
41に衝突する際の衝撃エネルギーは小さく、スロット
ルバルブ22やストッパー41が破損することもない。
【0018】第3の発明では、目標開度DKRが第1所
定開度TVLMT0よりも少しだけ開いた側にしばらく
いる状態からの全閉指令のときでも、全閉位置に落ち着
くまでの時間が長びくことがない。
【0019】第4の発明では、目標開度DKRが第1所
定開度TVLMT0よりも少しだけ閉じた側にしばらく
いる状態からの全閉指令のときでも、全開位置に落ち着
くまでの時間が長びくことがない。
【0020】
【実施例】図1と図2において、トラクションコントロ
ールシステムは、ECU、車輪速度センサー、スロット
ル開度センサー、スロットルアクチュエーターからな
る。スロットルアクチュエーター2は2つのいずれもバ
タフライ型のバルブ3,4をもち、第1のバルブ3はア
クセルペダル5とワイヤー6などによりリンクされてお
り、ドライバーによって操作される。第1のバルブ3の
すぐ上流に位置する第2のバルブ4は、リターンスプリ
ング6によって常時は全開位置にあり、DCモーター7
によって閉弁方向に駆動される。
【0021】第2のバルブ4の展開図を図2にも示すよ
うに、第2のバルブ4は、全開位置ストッパー8と全閉
位置ストッパー9により駆動範囲がメカニカルに制限さ
れており、この範囲内で、ECU15からの信号により
スロットルを流れる空気流入量を制御するわけである。
【0022】11は後輪速度(駆動輪速度)VRを検出
する車輪速度センサー、12は前輪速度(非駆動輪速
度)VFを検出する車輪速度センサー、13は第2のバ
ルブ開度TVOを検出するスロットル開度センサーで、
これらセンサー信号がECU15に入力される。
【0023】ECU15は、トラクションコントロール
ユニット16、PID制御装置17、PWM駆動回路1
8からなっている。
【0024】トラクションコントロールユニット16で
は、車輪のスリップが生じたとき、そのスリップ状態に
応じて第2のバルブ4が閉じられるように、第2のバル
ブ4に対する目標開度DKRが演算され、この目標開度
DKRと実際の第2のバルブ開度TVOが一致するよう
にその差に応じてデューティー値(一定周期当たりのO
N時間割合のこと)DTY〔%〕をPID制御装置17
が演算する。PWM駆動回路18では、このデューティ
ー値DTYに応じ、定電圧(バッテリー19の電圧で1
4V)をPWM変換してパルス電圧を作り、DCモータ
ー7に供給する。
【0025】たとえば、第2のバルブ開度TVOが目標
開度DKRより大きいときは、PID制御装置17によ
りデューティー値DTYが増量補正されることで、モー
ター発生トルクが大きくなり、したがって第2のバルブ
4が閉じ側に回動され、空気流入量が減らされるわけで
ある。
【0026】図3はPID制御装置17への出力値SE
Tを設定するための流れ図で、トラクションコントロー
ルユニット16が一定周期(たとえば1msec)で実
行する。
【0027】ステップ1と2では目標開度DKRと全閉
リミッター位置TVLMTを読み込む。この目標開度D
KRの演算については図4で後述する。
【0028】なお、スロットル開度センサー13の出力
は電圧値であるため、目標開度DKRや全閉リミッター
位置TVLMTも実際には電圧値であるが、以下では全
閉位置を基準とする開度〔°〕で説明する。この開度は
全開側になるほど大きくなる値とする。
【0029】上記の全閉リミッター位置TVLMTは、
全閉位置ストッパー9により定まる全閉位置を0〔°〕
として、全閉位置手前の値(たとえば数°)である。
【0030】ステップ3では目標開度DKRと全閉リミ
ッター位置TVLMTの比較によりDKR>TVLMT
であるときは全閉位置制御域にないと判断し、ステップ
4で、PID制御装置17への出力値を表す変数SET
に目標開度DKRをそのまま入れる。DKR≦TVLM
Tより全閉位置制御域になると、ステップ5に進み、目
標値開度DKRに代えて、全閉リミッター位置TVLM
Tを変数SETに入れる。全閉位置制御域になると、全
閉リミッター位置TVLMTを目標位置としてフィード
バック制御するわけである。
【0031】ステップ6ではSETの値をPID制御装
置17に出力する。
【0032】図4は上記の目標開度DKRを演算するた
めの流れ図で、これもトラクションコントロールユニッ
ト16が一定周期(たとえば10msec)で実行す
る。
【0033】ステップ11では前輪速度VFと後輪速度
Rを読み込み、ステップ12でスリップ率SRPを、 SRP=(VR−VF)/VF の式で計算する。駆動輪は後輪であるから、後輪のスリ
ップが大きいほどSRPの値が大きくなるわけである。
【0034】ステップ13ではスリップ率SRPから図
5を内容とするテーブルを参照して目標開度DKRを求
め、ステップ14でこの値を記憶しておく。図5のよう
に、所定のスリップ率SRP1からはSRPの値が大き
くなるほどDKRを値の小さくなる側(全閉側)へとず
らしてゆき、SRP≧SRP2の範囲ではDKRの値を
0〔°〕(全閉位置)にしている。
【0035】さて、全閉リミッター位置TVLMTが一
定値のときは、目標開度DKRが全閉位置の0〔°〕に
なっていても、第2のバルブ4を全閉にすることができ
ない。全閉位置まで第2のバルブ4を制御できないと、
十分なトルクダウンがなく、スリップを思うように抑制
できない。
【0036】これに対処するため、第2のバルブ開度T
VOが所定開度以下になると、全閉リミッター位置TV
LMTを徐々に全閉位置まで下げていく。
【0037】図6は全閉リミッタ位置TVLMTを設定
するための流れ図で、トラクションコントロールユニッ
ト16が10msecで実行する。
【0038】なお、TVLMTの演算は図3のほうに組
み込むこともできる。しかしながら、TVLMTの演算
を1msecで実行したときは、第2のバルブ開度TV
Oが図7のように、全閉位置に向かって急速に小さくな
るので(一点鎖線参照)、モータースピードが増し、全
閉位置ストッパー9に衝突しかねない。TVLMTの演
算周期は、図7において、TVLMT0からの直線の立
ち下がりの傾きを定めるので、演算周期が1msecだ
と傾きが急激になりすぎるからである。そこで、傾きを
緩やかにするため、TVLMTの演算を図3とは別に
し、演算周期を10msecにしているわけである。
【0039】ステップ21では第2のバルブ開度TVO
を読み込み、ステップ22で第2のバルブ開度TVOと
所定の制御領域判定開度DSPDを比較し、TVO>D
SPDのときは、ステップ23で全閉リミッター位置を
表す変数TVLMTに初期値TVLMT0(たとえば3
°程度)を入れ、この値をステップ24で記憶してお
く。このTVLMTの記憶値が図3のステップ3で読み
出される。
【0040】一方、ステップ22でTVO≦DSPDに
なると、リミッター位置の制御領域に入ったと判断し、
ステップ25で変数TVLMTの値を、 TVLMT←TVLMT−ΔTVLMT ただし、ΔTVLMT:開度減少量(たとえば1°)の
式で減少させる。TVOがリミッターの制御領域に続け
ているときは、TVLMTの値が10msecごとに1
°ずつ減少するわけである。つまり、ΔTVLMTはT
VLMTの減少スピードを定める値である。
【0041】ただし、TVLMTの最小値は全閉位置
(つまり0°)であるから、ステップ26で変数TVL
MTの値と0を比較し、TVLMT≦0になると、ステ
ップ27に進んで変数TVLMTに全閉位置を表す0を
入れる。
【0042】この結果、目標開度DKRが全開位置から
全閉位置へと変化するときのTVLMTの値は、図10
において上から第四段目に示したように、第2のバルブ
開度TVOが制御領域判定開度DSPDに達するまでは
TVLMT0(一定値)であったものが、TVOがDS
PDに達したタイミングから徐々に小さくなって0(全
閉位置)になる値である。
【0043】一方、目標開度DKRがDKR≦TVLM
Tの領域に入った後で、DKRが全開位置へと変化する
ときのTVLMTの値は、TVOがDSPDに達するタ
イミングの前後で0から初期値TVLMT0へとステッ
プ変化する(図10の上から第四段目参照)。
【0044】上記の制御領域判定開度(第2所定開度)
DSPDは、初期値TVLMT0との関係において、初
期値TVLMT0よりもバルブが開かれる側に(つまり
DSPD>TVLMT0)設定する。DSPDを導入し
たのは以下の問題が生じないようにするためである。
【0045】DSPDがないときはTVOが全閉リミ
ッター位置の初期値TVLMT0に達してからTVLM
Tの値を漸減することになるが、それでは遅れが出て、
図8に示したように、TVOがしばらくTVLMT0の
付近にとどまり、全閉位置に落ち着くまでの時間が長び
く(実線参照)。
【0046】図9に示したように目標開度DKRが制
御領域(DKR≦TVLMT0の領域のこと)に入る手
前にしばらくいた状態から全閉位置に制御する場合に、
応答性が悪くなる。これは、PID制御装置17により
演算されるフィードバック制御量(DTY)のうちの比
例分が効いてこないからである。言い換えると、制御領
域に入る手前にしばらくいた状態から全閉位置に制御す
る場合には、フィードバック制御量のうちの積分分が溜
まるか、TVLMTの値が小さくなって偏差(SETの
値とTVOの差のこと)がある程度生じるまでは第2の
バルブ4が動かないので、TVOがTVLMT0相当の
位置でもたついて、全閉位置に落ち着くのが遅れるので
ある。
【0047】ここで、この例の作用を、図10を参照し
ながら説明する。同図の上から第5段までは、スリップ
が生じた場合に、スリップ率SRP、目標開度DKR、
第2のバルブ開度TVO、全閉リミッター位置TVLM
T、出力値SETがどう変化するかを表しているが、そ
の時間的経過を第六段目のようにa〜gの各区間に分
け、以下に区間ごとに説明する。
【0048】区間a:スリップの発生はなく、目標開
度DKRは全開位置にある。したがって目標開度DKR
が出力値SETに等しい。
【0049】区間b:中程度のスリップ(SRP1≦
SRP<SRP2)が発生している区間であり、目標開
度DKRがテーブルより求められる。この区間でもSE
T=DKRであるが、スリップ率の増大で目標開度DK
Rが0(全閉位置)へと向かうので、SETによりフィ
ードバック制御されると、TVOも0へと近づいてい
く。
【0050】TVOは制御領域判定開度DSPDにまで
は下がっていないので、全閉リミッター位置TVLMT
は初期値TVLMT0で待機される。
【0051】区間c:TVOがDSPDに達したタイ
ミングからが区間cであり、全閉リミッター位置TVL
MTは徐々に小さくなり0に近づいてゆく。
【0052】一方、目標開度DKRが全閉リミッター位
置TVLMTに達するタイミングが、図10ではたまた
まTVOがDSPDに達したタイミングと一致してお
り、このタイミングで出力値SETが目標開度DKRか
ら全閉リミッター位置TVLMTへと移る。つまり、出
力値SETは区間bで急激に小さくなっていたのが、区
間cになると緩やかに立ち下がって0に近づいていくこ
とから、この緩やかに立ち下がる出力値SETを目標と
してフィードバック制御されると、第2のバルブ4が、
全閉位置ストッパー9に衝突することなく、全閉位置へ
と制御される。
【0053】区間d:出力値SETが0となったタイ
ミング以降が区間dである。スリップ率SRPがやがて
SRP2に落ちてくるまで、第2のバルブ4が全閉位置
に維持される。
【0054】区間e:スリップ率SRPがSRP2未
満になったタイミングから区間eに入り、目標開度DK
Rがテーブルより求められることから、スリップ率が小
さくなるのに合わせて、目標開度DKRが0から全開側
へと大きな値になっていく。このときリミッター位置T
VLMTは、TVLMT=0より図3においてステップ
3からステップ4に流れるので、DKRを目標としてフ
ィードバック制御され、第2のバルブ4が開いていく。
【0055】なお、第2のバルブ4が開いていってTV
O>DSPDが成立するまでは、図6のステップ22,
25,26,27,24よりTVLMT=0に保たれる
(リミッター位置が初期値TVLMT0へ向けて復帰し
ない)ので、このTVLMT=0に保たれている状態
で、再度スリップが増大して目標開度DKRを全閉位置
とする指令が出たときは、図3のステップ3,4,6よ
りSET=DKRとなり、第2のバルブ4が全閉位置へ
と応答よく制御される。TVO≦DSPDの状態(つま
り小開度)からの全閉指令ではモータースピードが上昇
する前に第2のバルブ4が全閉位置に達するので、第2
のバルブ4が全閉位置ストッパー9に衝突する際の衝撃
エネルギーは小さく、したがって第2のバルブ4やスト
ッパー9が破損することもないのである。
【0056】区間f:第2のバルブ4が開かれてゆ
き、TVO>DSPDが成立したタイミングで区間fに
入る。このタイミングで0から初期値TVLMT0へと
リミッター位置TVLMTがステップ的に大きくなる。
これにより、TVO>DSPDの状態(開度が大きい状
態)からの全閉指令に備えられる。
【0057】スリップが収まるにつれて、目標開度DK
Rは全開位置へと大きくなる。この場合に、目標開度D
KRが全閉リミッター位置TVLMTを越えるタイミン
グが、図10ではTVOがDSPDを越えるタイミング
と一致しており、このタイミングよりDKRを目標とし
てフィードバック制御されることから、第2のバルブ4
が全開位置に戻される。
【0058】区間g:出力値SET(=DKR)が全
開位置になったタイミングからが区間gである。
【0059】比較のため、全閉リミッター位置TVLM
Tを固定(たとえばTVLMT0)としたときの出力値
SET、第2のバルブ開度TVOの各変化を図10に重
ねて示すと、全閉指令のときはTVLMT0を目標位置
としてフィードバック制御されることで、第2のバルブ
4がストッパー9に衝突することは回避されるものの、
第2のバルブ4を全閉にすることができていない(図1
0の下二段参照)。
【0060】また、実施例では、制御領域判定開度DS
PDを導入しているので、リミッター位置制御域(DK
R≦TVLMT0)に入る手前にしばらくいた状態から
全閉位置に制御する場合にも、全閉位置に落ち着くまで
の時間が長びくことがない。
【0061】図3、図6の例では、全閉リミッター位置
TVLMTについてだけ説明したが、全開リミッター位
置を設ける場合にも同様に適用することができる。
【0062】実施例では、スロットルアクチュエーター
が、アクセルペダルにリンクされる第1のバルブと、モ
ーター駆動される第2のバルブとから構成される場合
(2軸式といわれる)で説明したが、アクセルペダルに
リンクされる1つのスロットルバルブが、モータ駆動に
よっても駆動できるように構成した場合(1軸式といわ
れる)にも本発明を適用することができることはいうま
でもない。
【0063】図2に示したリターンスプリング6は必須
でなく、両方向(図2で左右方向)に駆動可能なモータ
ーとすることによって、リターンスプリング6を省略す
ることができる。
【0064】
【発明の効果】第1の発明によれば、モーターによって
駆動可能なスロットルバルブと、このスロットルバルブ
の全閉位置を規制するメカニカルなストッパーと、前記
スロットルバルブの目標開度を演算する手段と、この目
標開度と所定の全閉リミッター位置とを比較し、目標開
度が全閉リミッター位置に達するまでは目標開度を、ま
た目標開度が全閉リミッター位置に達した後は全閉リミ
ッター位置をそれぞれ出力値として設定する手段と、実
スロットルバルブ開度を検出するセンサーと、このセン
サーで検出される実スロットルバルブ開度が前記出力値
と一致するように前記モーターへの制御量をフィードバ
ック制御する手段とを備えるエンジンのスロットル制御
装置において、前記ストッパーにより規制される全閉位
置からスロットルバルブが少し開かれた位置である所定
開度と前記実スロットルバルブ開度を比較し、実スロッ
トルバルブ開度が前記所定開度に達するまでは前記所定
開度を前記全閉リミッター位置とし、また前記実スロッ
トルバルブ開度が前記所定開度に達した後は前記所定開
度から徐々に全閉位置になる値を前記全閉リミッター位
置として設定する手段を設けたので、スロットルバルブ
がストッパーに衝突するのを抑制しつつ、スロットルバ
ルブを全閉位置にまで制御できるほか、全閉リミッター
位置が全閉位置に保たれた後での、かつ実スロットルバ
ルブ開度が所定開度に達しない状態からの全閉指令で
は、スロットルバルブを全閉位置へと応答よく制御でき
るとともに、モータースピードが上昇する前にスロット
ルバルブが全閉位置に達することから、スロットルバル
ブがストッパーに衝突する際の衝撃エネルギーも小さ
く、スロットルバルブやストッパーが破損することがな
い。
【0065】第2の発明は、モーターによって駆動可能
なスロットルバルブと、このスロットルバルブの全開位
置を規制するメカニカルなストッパーと、前記スロット
ルバルブの目標開度を演算する手段と、この目標開度と
所定の全開リミッター位置とを比較し、目標開度が全開
リミッター位置に達するまでは目標開度を、また目標開
度が全開リミッター位置に達した後は全開リミッター位
置をそれぞれ出力値として設定する手段と、実スロット
ルバルブ開度を検出するセンサーと、このセンサーで検
出される実スロットルバルブ開度が前記出力値と一致す
るように前記モーターへの制御量をフィードバック制御
する手段とを備えるエンジンのスロットル制御装置にお
いて、前記ストッパーにより規制される全開位置からス
ロットルバルブが少し閉じられた位置である所定開度と
前記実スロットルバルブ開度を比較し、実スロットルバ
ルブ開度が前記所定開度に達するまでは前記所定開度を
前記全開リミッター位置とし、また前記実スロットルバ
ルブ開度が前記所定開度に達した後は前記所定開度から
徐々に全開位置になる値を前記全開リミッター位置とし
て設定する手段を設けたので、スロットルバルブがスト
ッパーに衝突するのを抑制しつつ、スロットルバルブを
全開位置にまで制御できるほか、全開リミッター位置が
全開位置に保たれた後での、かつ実スロットルバルブ開
度が所定開度に達しない状態からの全開指令では、スロ
ットルバルブを全開位置へと応答よく制御できるととも
に、モータースピードが上昇する前にスロットルバルブ
が全開位置に達することから、スロットルバルブやスト
ッパーが破損することもない。
【0066】第3の発明は、モーターによって駆動可能
なスロットルバルブと、このスロットルバルブの全閉位
置を規制するメカニカルなストッパーと、前記スロット
ルバルブの目標開度を演算する手段と、この目標開度と
所定の全閉リミッター位置とを比較し、目標開度が全閉
リミッター位置に達するまでは目標開度を、また目標開
度が全閉リミッター位置に達した後は全閉リミッター位
置をそれぞれ出力値として設定する手段と、実スロット
ルバルブ開度を検出するセンサーと、このセンサーで検
出される実スロットルバルブ開度が前記出力値と一致す
るように前記モーターへの制御量をフィードバック制御
する手段とを備えるエンジンのスロットル制御装置にお
いて、前記ストッパーにより規制される全閉位置からス
ロットルバルブが少し開かれた位置である第2所定開度
と前記実スロットルバルブ開度を比較し、実スロットル
バルブ開度が第2所定開度に達するまではこの第2所定
開度よりスロットルバルブが閉じられる側に位置する第
1所定開度を前記全閉リミッター位置とし、また前記実
スロットルバルブ開度が前記第2所定開度に達した後は
前記第1所定開度から徐々に全閉位置になる値を前記全
閉リミッター位置として設定する手段を設けたので、目
標開度が第1所定開度よりも少しだけ開いた側にしばら
くいる状態からの全閉指令のときでも、全閉位置に落ち
着くまでの時間が長びくことがない。
【0067】第4の発明は、モーターによって駆動可能
なスロットルバルブと、このスロットルバルブの全開位
置を規制するメカニカルなストッパーと、前記スロット
ルバルブの目標開度を演算する手段と、この目標開度と
所定の全開リミッター位置とを比較し、目標開度が全開
リミッター位置に達するまでは目標開度を、また目標開
度が全開リミッター位置に達した後は全開リミッター位
置をそれぞれ出力値として設定する手段と、実スロット
ルバルブ開度を検出するセンサーと、このセンサーで検
出される実スロットルバルブ開度が前記出力値と一致す
るように前記モーターへの制御量をフィードバック制御
する手段とを備えるエンジンのスロットル制御装置にお
いて、前記ストッパーにより規制される全開位置からス
ロットルバルブが少し閉じられた位置である第2所定開
度と前記実スロットルバルブ開度を比較し、実スロット
ルバルブ開度が第2所定開度に達するまではこの第2所
定開度よりスロットルバルブが開かれる側に位置する第
1所定開開度を前記全開リミッター位置とし、また前記
実スロットルバルブ開度が前記第2所定開度に達した後
は前記第1所定開度から徐々に全開位置になる値を前記
全開リミッター位置として設定する手段を設けたので、
目標開度が第1所定開度よりも少しだけ閉じた側にしば
らくいる状態からの全閉指令のときでも、全開位置に落
ち着くまでの時間が長びくことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のシステム図である。
【図2】第2のバルブ4の平面展開図である。
【図3】出力値SETを設定するための流れ図である。
【図4】目標開度DKRを演算するための流れ図であ
る。
【図5】目標開度DKRの特性図である。
【図6】全閉リミッター位置TVLMTを設定するため
の流れ図である。
【図7】全閉リミッター位置TVLMTの演算を相違さ
せた場合の作用を示すための波形図である。
【図8】制御領域判定開度DSPDがないときの作用を
示すための波形図である。
【図9】制御領域判定開度DSPDがないときの作用を
示すための波形図である。
【図10】実施例の作用を説明するための波形図であ
る。
【図11】第1の発明のクレーム対応図である。
【図12】第2の発明のクレーム対応図である。
【図13】第3の発明のクレーム対応図である。
【図14】第4の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
4 第2のバルブ(スロットルバルブ) 7 DCモーター 13 第2のバルブ開度センサー 15 ECU 16 トラクションコントロールユニット 17 PID制御装置 18 PWM駆動回路 21 モーター 22 スロットルバルブ 23 全閉位置ストッパー 24 目標開度演算手段 25 出力値設定手段 26 スロットルバルブ開度センサー 27 フィードバック制御手段 28 全閉リミッター位置設定手段 41 全開位置ストッパー 42 出力値設定手段 43 全開リミッター位置設定手段 51 全閉リミッター位置設定手段 61 全開リミッター位置設定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−10111(JP,A) 特開 昭61−138855(JP,A) 実開 平4−42233(JP,U) 実開 昭61−140145(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 9/00 - 11/10 F02D 41/00 - 45/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モーターによって駆動可能なスロットルバ
    ルブと、 このスロットルバルブの全閉位置を規制するメカニカル
    なストッパーと、 前記スロットルバルブの目標開度を演算する手段と、 この目標開度と所定の全閉リミッター位置とを比較し、
    目標開度が全閉リミッター位置に達するまでは目標開度
    を、また目標開度が全閉リミッター位置に達した後は全
    閉リミッター位置をそれぞれ出力値として設定する手段
    と、 実スロットルバルブ開度を検出するセンサーと、 このセンサーで検出される実スロットルバルブ開度が前
    記出力値と一致するように前記モーターへの制御量をフ
    ィードバック制御する手段とを備えるエンジンのスロッ
    トル制御装置において、 前記ストッパーにより規制される全閉位置からスロット
    ルバルブが少し開かれた位置である所定開度と前記実ス
    ロットルバルブ開度を比較し、実スロットルバルブ開度
    が前記所定開度に達するまでは前記所定開度を前記全閉
    リミッター位置とし、また前記実スロットルバルブ開度
    が前記所定開度に達した後は前記所定開度から徐々に全
    閉位置になる値を前記全閉リミッター位置として設定す
    る手段を設けたことを特徴とするエンジンのスロットル
    制御装置。
  2. 【請求項2】モーターによって駆動可能なスロットルバ
    ルブと、 このスロットルバルブの全開位置を規制するメカニカル
    なストッパーと、 前記スロットルバルブの目標開度を演算する手段と、 この目標開度と所定の全開リミッター位置とを比較し、
    目標開度が全開リミッター位置に達するまでは目標開度
    を、また目標開度が全開リミッター位置に達した後は全
    開リミッター位置をそれぞれ出力値として設定する手段
    と、 実スロットルバルブ開度を検出するセンサーと、 このセンサーで検出される実スロットルバルブ開度が前
    記出力値と一致するように前記モーターへの制御量をフ
    ィードバック制御する手段とを備えるエンジンのスロッ
    トル制御装置において、 前記ストッパーにより規制される全開位置からスロット
    ルバルブが少し閉じられた位置である所定開度と前記実
    スロットルバルブ開度を比較し、実スロットルバルブ開
    度が前記所定開度に達するまでは前記所定開度を前記全
    開リミッター位置とし、また前記実スロットルバルブ開
    度が前記所定開度に達した後は前記所定開度から徐々に
    全開位置になる値を前記全開リミッター位置として設定
    する手段を設けたことを特徴とするエンジンのスロット
    ル制御装置。
  3. 【請求項3】モーターによって駆動可能なスロットルバ
    ルブと、 このスロットルバルブの全閉位置を規制するメカニカル
    なストッパーと、 前記スロットルバルブの目標開度を演算する手段と、 この目標開度と所定の全閉リミッター位置とを比較し、
    目標開度が全閉リミッター位置に達するまでは目標開度
    を、また目標開度が全閉リミッター位置に達した後は全
    閉リミッター位置をそれぞれ出力値として設定する手段
    と、 実スロットルバルブ開度を検出するセンサーと、 このセンサーで検出される実スロットルバルブ開度が前
    記出力値と一致するように前記モーターへの制御量をフ
    ィードバック制御する手段とを備えるエンジンのスロッ
    トル制御装置において、 前記ストッパーにより規制される全閉位置からスロット
    ルバルブが少し開かれた位置である第2所定開度と前記
    実スロットルバルブ開度を比較し、実スロットルバルブ
    開度が第2所定開度に達するまではこの第2所定開度よ
    りスロットルバルブが閉じられる側に位置する第1所定
    開度を前記全閉リミッター位置とし、また前記実スロッ
    トルバルブ開度が前記第2所定開度に達した後は前記第
    1所定開度から徐々に全閉位置になる値を前記全閉リミ
    ッター位置として設定する手段を設けたことを特徴とす
    るエンジンのスロットル制御装置。
  4. 【請求項4】モーターによって駆動可能なスロットルバ
    ルブと、 このスロットルバルブの全開位置を規制するメカニカル
    なストッパーと、 前記スロットルバルブの目標開度を演算する手段と、 この目標開度と所定の全開リミッター位置とを比較し、
    目標開度が全開リミッター位置に達するまでは目標開度
    を、また目標開度が全開リミッター位置に達した後は全
    開リミッター位置をそれぞれ出力値として設定する手段
    と、 実スロットルバルブ開度を検出するセンサーと、 このセンサーで検出される実スロットルバルブ開度が前
    記出力値と一致するように前記モーターへの制御量をフ
    ィードバック制御する手段とを備えるエンジンのスロッ
    トル制御装置において、 前記ストッパーにより規制される全開位置からスロット
    ルバルブが少し閉じられた位置である第2所定開度と前
    記実スロットルバルブ開度を比較し、実スロットルバル
    ブ開度が第2所定開度に達するまではこの第2所定開度
    よりスロットルバルブが開かれる側に位置する第1所定
    開開度を前記全開リミッター位置とし、また前記実スロ
    ットルバルブ開度が前記第2所定開度に達した後は前記
    第1所定開度から徐々に全開位置になる値を前記全開リ
    ミッター位置として設定する手段を設けたことを特徴と
    するエンジンのスロットル制御装置。
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