JPH01253536A - 内燃機関用スロットル弁制御装置 - 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］ この発明は内燃機関の出力を制御する内＃！　ＩＩ関川
用ロットル弁制御装置に係り、詳しくは操作手段の操作
量に基いてスロットル弁の開度を電気的に制御する内燃
機関用スロットル弁制御コミ装置に関するものである。

［従来の技術１ 従来、操作手段としてのアクセルペダルの踏み込み量を
電気的な検出信号として取り出し、その検出信号に基い
て駆動手段としてのステンブモータを駆動させ、スロッ
トル弁の開度を調節するようにした内燃機関用スロット
ル弁制御装置として、日本電装公開波ｌ１１１５５−０
２０に示すようにスロットル弁の開度を全開状態とほぼ
同等の出力が得られる開度以下で制御してスロットル弁
の閉動作に対するトルク低下の応答性を高めるとともに
、ステップモータの寿命を向上させるようにしたものや
、特開昭５９−１０７５１号公報に示すようにアクセル
ペダルの踏み込み速度に基いてアクセルペダルの踏み込
み量とスロットル弁の開度との特性を２段階に切換え、
アクセルペダルの踏み込み速度が所定値以上となった場
合にはスロットル弁の開度を急激な変化割合で変化させ
、運転者の加速要求に対応するようにしたものが提案さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前者においては運転者が加速を要求してアク
セルペダルを最大に踏み込んでも、スロットル弁が全開
とならないため、内燃機関の潜在的な出力を引き出すこ
とができず、加速性に欠けるという問題点がある。

又、後者においてはアクセルペダルの踏み込み速度には
個人差があるため、運転者が制御値の変化を認知するこ
とができず、スロットル弁が頻繁に全開状態となってス
テップモータの寿命が短くなるという問題点があるとと
もに、高速走行からさらに加速する場合には踏み込み量
が小さく、踏力も大きくなって、前記所定値を越えるア
クセルペダルの踏み込み速度を得られないため、加速が
不充分となるという問題点がある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あって、その目的は通常の操作手段の操作量で決定され
るスロットル開度に上限値を設定することによってスロ
ットル開度の幅を従来よりも狭くし、操作手段の操作量
に対するスロットル弁の開度を精度よく制御することに
よって内燃機関の出力の変化を小さくして運転性を向上
させることができるとともに、通常はスロットル弁を全
開状態とせずにスロットル弁を開閉する駆動手段の長寿
命化を図ることができ、又、運転者の全開出力要求を操
作手段の操作力により検出し、スロットル開度を全開に
して充分な加速性を得ることができる内燃機関用スロッ
トル弁制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、内燃機関の燃焼室
内に吸入する空気量を調節するためのスロットル弁と、
前記スロットル弁を開閉する駆動手段と、操作量の増加
に伴って操作力が増加する操作手段と、前記操作手段の
操作量を検出する操作量検出手段と、前記操作手段の操
作力を検出する操作力検出手段と、前記操作力検出手段
による検出結果が所定値未満のとき、操作量検出手段に
よる検出結果に基いてスロットル弁の全開状態とほぼ同
等の出力が得られるスロットル弁の上限開度内にて前記
駆動手段を制御し、又、前記操作ノコ検出手段による検
出結果が所定値以上のとき、スロットル弁が全開状態と
なるように前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備
えた内燃機関用スロットル弁制御装置をその要旨として
いる。

［作用］ 従って、操作力検出手段による操作手段の操作力が所定
値未満のときには、駆動制御手段により操作量検出手段
による検出結果に基いてスロットル弁の全開状態とほぼ
同等の出力が得られるスロットル弁の上限開度内にて駆
動手段が制御され、スロットル弁の開度が調節される。

これにより、スロットル開度の幅が従来よりも狭くなっ
て操作手段の操作量に対するスロットル開度が精度よく
制御され、内燃機関の出力の変化が小さくなって運転性
が向上されるとともに、通常はスロットル弁が全開状態
とならないため、スロットル弁を開閉する駆動手段の寿
命が長くなる。

又、操作力検出手段による操作手段の操作力が所定値以
上のときには、駆動制御手段によりスロットル弁が全開
状態となるように駆動手段が制御され、スロットル開度
が全開とされる。これにより、運転者の全開出力要求に
対応して充分な加速性が得られる。

［第１実施例］ 以下、この発明を自動車に具体化した第１実施例を第１
〜４図に従って説明する。

第１図はスロットル弁制御装置の概略構成図を示してい
る。内燃機関としてのエンジン１には燃焼室ｌａ内に空
気を吸入する吸気管２が接続され、吸気管２の入口には
エアクリーナ３が設けられている。吸気管２内には前記
燃焼室１ａ内に吸入する空気量を調節するためのスロッ
トル弁４が開閉可能に設けられ、吸気管２の外側には駆
動制御手段としての制御回路（以下、ＥＣＵという）６
から出力される駆動信号に基いてスロットル弁４を開閉
する駆動手段としてのステップモータ５が取付けられて
いる。

一方、車室内には操作手段としてのアクセルペダル７が
回動可能に設けられ、アクセルペダル７とダッシュパネ
ル８との間には同ペダル７を常に復帰方向（第１図にお
いて時計方向）へ付勢する復帰ばね９が設けられている
。アクセルペダル７の上端部には操作量検出手段として
のアクセルセンサ１０が設けられている。又、前記ダッ
シュパネル８にはアクセルペダル７に形成した押圧突部
７ａと対応する位置に圧縮ばね１２を備えた操作力検出
手段としての全開スイッチ１１が配設されている。

アクセルセンサ１０はアクセルペダル７が全開スイッチ
１１に当接するまでの回動範囲内で、第２図に示すよう
にアクセルペダル７の回動操作量、即ち、運転者による
アクセルペダル７の踏力Ｆに比例した大きさの検出信号
ＳＧ１を前記ＥＣＵ　６に出力するようになっている。

又、全開スイッチ１１はアクセルペダル７を前記復帰ば
ね９の付勢力に抗して踏力ＦＱにて最大に踏み込んだ後
、さらに圧縮ばね１２の付勢力に抗してアクセルペダル
７を踏力Ｆｌ　　（この実施例では踏力Ｆ、の２倍の大
きさ）にて踏むとオンし、アクセルペダル７が全操作さ
れたオン信号ＳＧ２を前記ＥＣＵ６に出力するようにな
っている。

又、前記ＥＣＵ６にはエンジン１のエンジンブロックｌ
ｂに取付けられた回転角センサ１３が接続され、この回
転角センサ１３よりクランク軸又はカム軸の回転角に同
期した検出信号ＳＧ３が入力されるようになっている。

さらに、前記ＥＣＵ６には車速センサ１４が接続され、
この車速センサ１４より車軸１５の回転数に同期した検
出信号ＳＧ４が入力されるようになっている。

前記ＥＣＵ６は上述した各センサ１０，１３゜１４及び
全開スイッチ１１により検出された各信号を制御プログ
ラムに従って入力及び演算するとともに上述したステッ
プモータ５を制御するための処理を行うＣＰＵ６　ａ、
制御プログラム、エンジン回転数Ｎｅに対するエンジン
出力におけるスロットル弁４の上限開度ＴＡＢのテーブ
ル（第４図参照）及びエンジン回転数Ｎｅに対するスロ
ットル開度目標値ＴＡのテーブルが記憶されているＲＯ
Ｍ６ｂ、ＥＣＵ６に入力される各種信号や演算制御に必
要なデータが一時的に記憶されるＲＡＭ６ｃ等を備えて
いる。これらはコモンバス６ｄを介して入出力部６ｅに
接続され、前記各センサ１０．１３，１４、全開スイッ
チ１１及びステップモータ５との人出力を行う。

前記ＥＣＵ６は回転角センサ１３からの検出信号ＳＧ３
に基いてエンジン回転数Ｎｏを算出するとともに、車速
センサ１４からの検出信号ＳＧ４に基いて車速を算出す
るようになっている。

そして、ＥＣＵ６は全開スイッチ１１からのオン信号Ｓ
Ｇ２が入力されていないとき、即ち、アクセルペダル７
の踏力ＦがＦ、以下のときには、エンジン回転数Ｎｅに
基いて前記ＲＯＭＢｂ内に予め記憶されているテーブル
（第４図に示す）からスロットル弁４の全開状ＩＷＯＴ
とほぼ同等の出力が得られるスロットル弁４の上限開度
ＴＡＢを求めるとともに、その上限開度ＴＡＢの範囲内
において前記アクセルセンサ１０より出力される検出信
号ＳＧＩ　　（第２図参照）に比例した駆動信号ＳＧ５
を前記ステップモータ５に出力し、ステップモータ５を
駆動してスロットル弁４の開度を調節するようになって
いる。

なお、この実施例においてスロットル弁４の上限開度Ｔ
ＡＢは、その上限開度Ｔ　Ａ　Ｂにおけるエンジン出力
がスロットル弁４の全開状ＢｗｏＴにおけるエンジン出
力を５％減じた値となるように設定されている。

又、ＥＣｔＪ６は全開スイッチ１１からのオン信号ＳＧ
２が入力されているとき、即ち、アクセルペダル７の踏
力ＦがＦ１以上のときには、全開信号ＳＧ５　’を前記
ステップモータ５に出力し、ステップモータ５を駆動し
てスロットル弁４の開度を全開状１．ＷＯＴにするよう
になっている。

次に、上記のように構成したスロットル弁制御装置の作
用を第３図に示すフローチャートに基いて説明する。

ＥＣＵ６はステップ１　（以下、単に８１という）にて
アクセルセンサ１０の検出信号ＳＧＩに対応する操作ｆ
ｉＡＡとエンジン回転数Ｎｏとに基いてＲＯＭ６ｂ内に
記ｔへされているテーブルよりスロットル開度目標値Ｔ
Ａを求め、Ｓ２に進んで全開スイッチ１１がオンかどう
かを判定する。判定結果がオン、即も、アクセルペダル
７が踏力Ｆ１以上で操作されて運転者の加速要求がある
と判定すると、続＜３３にてスロットル開度目標値ＴＡ
を全開状［ＷＯＴとして次のルーチンに移行する。

そして、ＥＣＵ６よりステップモータ５に対してスロッ
トル弁４が全開状態となるように駆動信号ＳＧ５’が出
力され、スロットル弁４が全開される。これにより、運
転者の全開出力要求に対応して充分な加速性を得ること
ができる。

又、Ｓ２における判定結果がオフ、即ち、アクセルペダ
ル７が踏力Ｆ、以下で操作されており運転者による加速
要求がないと判定すると８４に進み、現在のエンジン回
転数Ｎｅに対して上限開度ＴＡＢを求めてスロットル開
度目標値ＴＡ＜上限開度ＴＡＢであるかどうかを判定す
る。スロットル開度目標値ＴＡ＜上限開度ＴＡＢであれ
ば前記Ｓ１にて求めたスロットル開度目標値ＴＡを保持
して次のルーチンへ移行し、スロットル間度目標値ＴＡ
≧上限開度ＴＡＢ以上であると１．Ｓ５に進んでスロッ
トル開度目標値］゛ＡをＬ限開度ＴＡＢとして、次のル
ーチン・＼移行する。

そして、ＥＣＵ６よりステップモータ５に対し、スロッ
トル弁４の全開状ｇＷＯ’ｌ’とほぼ同等の出力が得ら
れるスロットル弁４の上限開度ＴＡＢの範囲内において
スロットル開度目標値ＴＡに対応する駆動信号ＳＧ５が
出力され、この駆動信号ＳＧ５に基くステ・ノブモータ
５の駆動によりスロットル弁４の開度が調節される。

これにより、スロットル弁４の開度の幅が従来よりも狭
くなるため、アクセルペダル７の操作量に対するスロッ
トル開度を精度よく制御でき、エンジンｌの出力の変化
を小さくして運転性を向上できる。又、全開スイッチ１
１がオンとならない状態ではスロットル弁４を全開状態
にしないため、スロットル弁４を開閉するステップモー
タ５の長寿命化を図ることができるとともに、スロット
ル弁４が閉操作された場合のトルク低下の応答性を常に
良好なものに維持できる。

［第２実施例］ 次に、全開スイッチ１１を他の用途に使用した第２実施
例を第５．６図に従って説明する。第５図に示すように
、ＥＣＵ６はＳｌｌにてアクセルペダル７の操作量ＡＡ
とエンジン回転数Ｎｅとに基いてスロットル開度目標値
ＴＡを求め、Ｓ１２に進んで全開スイッチ１１がオンか
どうかを判定し、判定結果がオン、即ち、アクセルペダ
ル７が踏力Ｆ１以上で操作されて運転者の加速要求があ
ると判定するとであると判定すると３１３に進む。

そして、Ｓ１３では第６図に示すように車速センサ１４
からの検出信号ＳＧ４に基いて算出した車速≧２０１ｕ
＋＋／時間で「１」となり、車速≦ｌ　ｋｍ／時間で「
０」に変化する車速検出フラグｘｓｐＤの状態を判定す
る。その判定結果がＸ５ＰＤが「１」である、即ち、車
速か一旦２０に＋ｎ／時間以上となり、かつ、ｌｋｍ／
時間よりも大きい状態にあると判定すると、５１４に進
んでスロットル開度目標値ＴＡを全開状態Ｗ　ＯＴとし
て次のルーチンに移行する。

又、Ｓ１３にて車速検出フラグＸ５ＰＤが「１」でない
、即ち、第６図に示すように車速が１ｋ１１＋／時間以
下であると判定すると、Ｓ１５に進んでスロットル開度
目標値ＴＡを「０°　（全閉）」として次のルーチンに
移行する。

さらに、前記Ｓ１２にて全開スイッチ１１がオフである
と判定するとＳ１６．Ｓ１７の処理に進み、前記Ｓ４．
Ｓ５と同様の処理を実行する。

この実施例では車両が停車状態にある場合に不用意なス
ロットル弁４の作動を防止することができるとともに、
車両がｌｋｎ＋／時間以下の低速状態にある場合に運転
者がブレーキペダルとアクセルペダル７とを間違えて踏
み込んだ際の急加速を防止することができる。

［第３実施例］ 次に、第３実施例を第７図に基いて説明する。

ＥＣＵ６はＳ２１にてアクセルペダル７の操作量ＡＡと
エンジン回転数Ｎｅとに基いてスロットル開度目標値Ｔ
Ａを求め、３２２に進んで全開スイッチ１１がオンかど
うかを判定し、判定結果がオン、即ち、アクセルペダル
７が踏力Ｆ１以上で操作されて運転者の加速要求がある
と判定すると８２３に進む。

そして、Ｓ２３ではその時の車速がｒＯＪであるかどう
かを判定し、車速が「０」である、即ち、停車状態であ
ると判定すると、Ｓ２４に進んで回転角センサ１３から
の検出（８号ＳＧ３に基いて算出したエンジン回転数Ｎ
ｅ≧４０００ｒｐＨ１であるかどうかを判定する。判定
結果がＮｅ孔４０００ｒｐｎ＋であると判定すると、Ｓ
２５に進んでスロ・ノトル開度目標値ＴＡを「θ°　（
全閉）」として次のルーチンに移行する。

又、ＥＣＵ６はＳ２４にてエンジン回転数Ｎｅ＜４００
Ｏｒｐｍであると判定すると、３２６に進んでスロット
ル開度目標値ＴＡを「５°」として次のルーチンに移行
する。

さらに、前記Ｓ２２で全開スイッチ１１がオフ、即ち、
アクセルペダル７が踏力ＦＯ以下で操作され運転者の加
速要求がないと判定するか、又はＳ２３にて車速が「０
」でない、即ち、走行状態であると判定すると次のルー
チンに移行する。

この実施例によれば車両が停車状態にある場合にアクセ
ルペダル７を最大に踏み込んでもエンジン回転数Ｎｅが
４００Ｏｒｐｍ以上に上昇しないようにでき、エンジン
１の破損を防止することができる。

［発明の効果１ 以上詳述したように、この発明によれば通常の操作手段
の操作量で決定されるスロットル開度に上限値を設定す
ることによってスロットル開度の幅を従来よりも狭くし
、操作手段の操作量に対するスロットル弁の開度を精度
よく制御することによって内燃機関の出力の変化を小さ
くして運転性を向上させることができ、しかもスロット
ル全開時とほぼ同等の出力が得られる上限開度にて制限
することで、スロットル弁の閉動作に対して応答よくト
ルクダウンさせることができるとともに、通常はスロッ
トル弁を全開状態とせずにスロｙ　ｌ−ル弁を開閉する
駆動手段の長寿命化を図ることができ、又、運転者の全
開出力要求を操作手段の操作力により検出し、スロット
ル開度を全開にして充分な加速性を得ることができる優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した第１実施例を示す内燃機
関用スロットル弁制御装置の概略構成図、第２区はアク
セル操作量とアクセルセンサ出力。 踏力及びエンジン出力との関係を示すグラフ、第３図は
作用を説明するためのフローチャート、第４図はエンジ
ン回転数とスロットル弁の上限開度との特性図、第５図
は第２実施例の作用を説明するためのフローチャート、
第６図は車速と車速検出フラグの関係を示すグラフ、第
７図は第３実施例の作用を説明するためのフローチャー
トである。 図中、１は内燃機関としてのエンジン、ｌａは燃焼室、
４はスロットル弁、５は駆動手段としてのステンプモー
タ、６は駆動制御手段としての制御回路（ＥＣＵ）　、
７は操作手段としてのアクセルペダル、１０は操作量検
出手段としてのアクセルセンサ、１１は操作力検出手段
としての全開スイッチである。 特許出願人　　　　　日本電装　株式会社代　理　人　
　　　　弁理士　恩１）博宣アクセル操作量 車速（ＫｍΔＩ） 第５ＵＡ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１　内燃機関の燃焼室内に吸入する空気量を調節する
   ためのスロットル弁と、 前記スロットル弁を開閉する駆動手段と、 操作量の増加に伴って操作力が増加する操作手段と、 前記操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、 前記操作手段の操作力を検出する操作力検出手段と、 前記操作力検出手段による検出結果が所定値未満のとき
   、操作量検出手段による検出結果に基いてスロットル弁
   の全開状態とほぼ同等の出力が得られるスロットル弁の
   上限開度内にて前記駆動手段を制御し、又、前記操作力
   検出手段による検出結果が所定値以上のとき、スロット
   ル弁が全開状態となるように前記駆動手段を制御する駆
   動制御手段と を備えたことを特徴とする内燃機関用スロットル弁制御
   装置。