JPH02173327A - 副スロットル弁駆動方法 - 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】 ｒ発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はエンジン出力を制御するコンピュータ等が故障
した場合には、副スロットル弁をゆっくり全開位置まで
戻すことができる副スロットル弁駆動方法に関する。

（従来の技術） アクセルペダルと連動してその開度が制御される主スロ
ットル弁の他に電動モータによりその開度が制御される
副スロットル弁を車両用エンジンの吸気経路に直列に設
け、アクセルペダルの操作とは無関係に副スロットル弁
の開度を制御することにより、例えば、始動時の急加速
時のように駆動輪かスリップする場合に、副スロットル
弁の開度を小さくするようにしてエンジンへの吸入空気
量を減少させて、エンジン出力トルクを低減させるよう
にしたトラクションコントロール装置が知られている。

このような装置においては、副スロットル弁は強い付勢
力を有するリターンスプリングで常時全開方向に付勢さ
れている。そして、該装置が故障した場合に、エンジン
制御をドライバのアクセル操作に応じたものに戻すため
に、副スロットル弁を上記リターンスプリングの付勢力
により全開位置まで戻していた。

（発明が解決しようとする課８） しかし、副スロットル弁の開度を閉じ方向にある位置か
ら全開位置まで急激に戻すようにした場合には、エンジ
ン出力が急に」−昇して再び駆動輪にスリップか発生す
る可能性がある。

本発明は−１−記の点に鑑みてなされたもので、その目
的は、アクセルペダルの操作量に応じてその開度が制御
される主スロットル弁と、電動モータによりその開度が
制御される副スロットル弁をエンジンの吸気通路に設け
、この副スロットル弁の開度を制御してエンジン出力制
御を行なっているエンジン出力制御装置において、エン
ジン出力制御を継続できない故障か発生した場合には副
スロットル弁を全開位置まで、エンジン出°力の急激な
上昇を発生させることなく戻すことかできる副スロット
ル弁駆動方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）アクセルペダル
の操作量に応じてその開度が制御される主スロットル弁
と、電動モータによりその開度が制御される副スロット
ル弁をエンジンの吸気通路に設け、この副スロットル弁
の開度を制御してエンジン出力制御を行なっているエン
ジン出力制御装置において、上記副スロットル弁の開度
を制御する制御装置の故障を検出する故障検出手段と、
上記故障検出手段により副スロットル弁の開度を制御す
る制御装置の故障が検出された場合には、エンジンの出
力Ｉ・ルクの変化を所定の範囲内に抑制するエンジン１
−回転当たりの吸入空気量増量ΔＡ／Ｎを算出し、この
エンジン１回転当たりの吸入空気逼増■ΔＡ／Ｎに基づ
いてエンジン１−回転当たりの目標吸入空気ｍ　Ａ　／
　Ｎ　ｔを徐々に増加させ、この目標吸入空気ｆ；に　
Ａ　／　Ｎ　ｔとなるように上記副スロットル弁の目標
開度を設定し、上記副スロットル弁が上記目標開度とな
るように上記電動モータにより全開位置まで回動し、し
かも上記目標吸入空気ｊｔ　Ａ　／　Ｎ　ｔの初期値を
上記副スロットル弁の戻し開始時のエンジン１回転当た
りの吸入空気ｆｆ１Ａ／Ｈに設定した副スロットル弁駆
動方法である。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の一実施例に係わる副スロッ
トル弁駆動方法について説明する。第１図は加速時に駆
動輪のスリップを防止するトラクションコントロール装
置の全体的構成図である。

第１図において、１０はエアクリーナである。１１はこ
のエアクリーナ１０から吸入される吸入空気量を検出す
るエアフローセンサである。このエアフロセンサ１１で
検出された吸入空気量Ａはエンジン艷 制御用コンピュータ（ＥＣＩ）ｌｌａに送られて、１回
転当たりの吸入空気ｍ　Ａ　／　Ｎ　ｒが所定クランク
角度毎に計算され、その吸入空気ｍ　Ａ　／　Ｎ　ｒに
応じた燃料量がエンジンの各気筒に噴射される。

上記エアクリーナー１から吸入される吸入空気は吸気導
入路１２に直列に配設された副スロットル弁１３、主ス
ロットル弁１４を介してエンジン（図示せず）の燃焼室
に供給される。上記主スロットル弁１４の開度はアクセ
ルペダルの操作量に応じて変化され、その開度は例えば
ポテンショメータよりなるスロットルポジションセンサ
ＴＰＳ１により検出される。

上記副スロットル弁１３の開度は上記アクセルペダルと
は無関係に例えばステッピングモーター５よりなる駆動
機構によりその開度が制御される。」−記副スロットル
弁１３は常時全開方向にコイルばね１６により付勢され
ている。このコイルばね１６の付勢力は上記モーター５
の非通電時の位置保持トルク（デイテント・トルク）近
傍の値に設定されている。つまり、上記モーター５の非
通電時に、コイルばね１６の付勢力は上記デイテント・
トルクに打ち勝って副スロットル弁Ｉ３か全開まで回動
しないような付勢力に設定されている。また、」二記副
スロットル弁１３の開度は例えばポテンショメータより
なるスロットルポジションセンサＴＰＳ２により検出さ
れる。さらに、上記副スロットル弁１３が全開位置にな
ると閉成する全開スイッチＦＳｗが上記スロットルポジ
ションセンサＴＰＳ２に設けられている。

上記スロットルポジションセンサＴＰＳＩにより検出さ
れる主スロットル弁１４の開度信号及び上記全開スイッ
チＦＳＷからの信号はトラクションコントローラ１７に
入力される。

トラクションコントローラ１１には上記ＥＣ１１１ａか
ら１回転当たりの吸入空気量Ａ／Ｎが所定クランク角毎
に入力されると共に、エンジン回転数Ｎ　ｅ　％駆動輪
速度ＶＦ、従動輪速度ＶＲが入力される。このトラクシ
ョンコントローラ１７内において、上記従動輪速度ＶＲ
は基準トルク算出部１月に入力される。この基準トルク
算出部１１１はこの従動輪速度ＶＲに基づいて路面に伝
達可能な基準トルクＴＧを算出する。さらに、上記駆動
輪速度ＶＦ及び上記従動輪速度Ｖｌ？はスリップ量算出
部１１２に入力され、スリップ量Ｄ　Ｖ　＝　Ｖ　ＦＶ
ｌ？が算出される。上記スリップｉｔ　Ｄ　Ｖはスリッ
プ状態量算出部１１３に入力されてスリップ量ＤＶが比
例、積分の要素を適当に組合わせて制御されて補正トル
クＴａが算出される。そして、上記基準トルク算出部１
１から出力される基準トルクＴＧから」１記補正トルク
Ｔａが減算部１１４において減算されて目標駆動軸出力
トルクＴΦが算出される。

この出力トルクＴΦは目標エンジン出力算出部１１５に
送られて、目標エンジン出力Ｔｅが算出される。さらに
、この目標エンジン出力Ｔｅは目標空気量算出部１１［
ｉに送られて、」１記目標エンジン出力Ｔｅを出力させ
るために必要な１回転当たりの目標吸入空気量Ａ／Ｎｔ
が算出される。この目標吸入空気量Ａ／Ｎｔは目標スロ
ットル開度算出部１１７に送られて、主スロットル弁１
４と副スロットル弁１３を１つのスロットル弁と考えた
ときのスロットル開度を示す等価スロットル開度が求め
られ、次に主スロットル弁１４の現在の開度と上記等価
スロットル開度から副スロットル弁１３の開度、つまり
目標スロットル開度ｅ２０が求められる。上記目標吸入
空気１Ａ　Ａ　／　Ｎ　ｔは減算部１２１に送られて上
記Ｅ　ＣＩ　ｌｌａから所定クランク角毎に入力される
吸入空気ｍ　Ａ　／　Ｎ　ｒが減算される。この減算部
１１２の出力はＰＩＤ制御部１１８に送られて、ＰＩＤ
制御されて目標スロットル開度の補正量θ２ｆが算出さ
れる。そして、目標スロットル開度ｅ２０と補正ｉ２ｆ
とが加算部１２１ａで加算されて目標開度ｅ２とされる
。

さらに、上記駆動輪速度ＶＦと従動輪速度ＶＲはスリッ
プ率算出部１２２に送られてスリップ率Ｓ−（（ＶＦ　
−ＶＲ）　ｌ　／ＶＲ（パーセント）カ算出される。こ
のスリップ率算出部１２２で算出されたスリップ率Ｓは
微分部１２２に送られて時間的変化率Ｓが算出される。

また、１１９は第６図に示すマツプが記憶されるメモリ
であり、１２０はタイマである。

また、上記スロットルポジションセンサＴＰＳ２から出
力される副スロットル弁１３の開度信号は上記トラクシ
ョンコントローラ１７に入力されると共にモータ駆動制
御部１８に入力される。７この目標開度θ２に相当する
数のパルス信号ｐ１をモータ駆動制御部１８に出力して
、副スロットル弁１３を回動させて吸入空気量を制御し
て、エンジン出力トルクを上記目標エンジン出力になる
ように制御して、駆動輪のスリップを低減させている。

上記パルス信号ｐＩはモータ駆動制御部１Ｂに入力され
る。このモータ駆動制御部１８は上記パルス信号ｐ１が
入力される毎にラインａ１〜ａ４に順次選択的にトラン
ジスタ導通信号を出力する。

上記ラインａ１〜ａ４はステッパモータ駆動回路１９内
のトランジスタＱｌ〜Ｑ４にそれぞれ接続される。

上記トランジスタＱ１〜Ｑ４のコレクタは上記ステッピ
ングモータ１５（例えば、ハイブリッドＰＭ型）の４相
の励磁コイルＡ、Ａ、Ｂ、Ｂの一端にそれぞれ接続され
る（以下、特定の励磁コイルを示さない場合には励磁コ
イルで総称することにする）。

ま゛た、上記各励磁コイルの他端は電圧ｖ１を有する図
示しない電源の正極に接続され、」二記トランジスタＱ
１〜Ｑ４のそれぞれのエミ・ツタは上記電源の負極に接
続されている。従って、トランジスタＱ１〜Ｑ４を選択
的に導通することにより４相の励磁コイルを選択的に励
磁することができる。

ここで、第３図に］相励磁の場合の各ステ・ツブにおい
て励磁される励磁コイルを「○」で示し、第４図に１−
２相励磁の場合各ステ・ツブにおいて励磁される励磁コ
イル「○」で示しておく。

第３図及び第４図に示すように各ステ・ツブにおける励
磁コイルが切替えられる毎にロータ１５ｒを回転させる
トルクか発生して、ロータ１５ｒが１ステツプ角ずつ回
転され、副スロ・ントル弁１３は］１記ステップ角に応
じた角度だけ回動される。従って、副スロットル弁１３
は」−記トランジョンコントローラ１７からモータ駆動
制御部１８に入力されるノくルス信号ｐ１のパルス数に
応じた角度だけ回動される。

第１図に示した副スロットル弁１３の位置は全開位置を
示しており、」−記パルス数に応じて副スロ・ソトル弁
１３は矢印Ａ（閉方向）方向に回動制御される。

また、上記励磁コイル毎に第２図に示すような断線検出
回路２０か設けられており、各断線検出回路２０により
対応する励磁コイルの断線が検出されると電圧レベルが
零となる断線検出回路旧〜ｄ４はモータ駆動制御部１８
に入力される。

第２図を参照して断線検出回路２０の構成について説明
する。第２図はＡ相の励磁コイルの断線を検出する断線
検出回路を示している。同断線検出回路はダイオードＤ
１と抵抗Ｒ１，Ｒ２によって構成されて、第１図の駆動
回路１９に対し第２図中に示すように組込まれ、抵抗Ｒ
１と抵抗Ｒ２の接続点ｄの電圧レベルＶｄを断線検出信
号ｄ１として使用される。そして、トランジスタＱ１が
オフ状態で励磁コイルＡが正常のときは、上記電圧レベ
ルＶｄは前記電圧Ｖ１を励磁コイルの巻線抵抗と一１二
記抵抗Ｒ２とで分圧した電圧となり、トランジスタＱｌ
がオン状態の場合で励磁コイルＡが正常のときは、−」
１記電圧レベルＶｄはトランジスタＱ１のコレクタとエ
ミッタ間に発生する電圧となる。一方、励磁コイルＡが
断線していると、」１記トランジスタＱ１のオン・オフ
状態にはか力１イつらず、接続点ｄには電圧が発生せず
、−に記電圧レベルＶｄは零となる。従って、」１記断
線検出信号ｄ１は上記電圧レベルＶｄが零であること（
こよって励磁コイルの断線を示している。

次に、」１記のように構成された本発明の一実施例の動
作について説明する。ます、トラクションコントローラ
１７は駆動輪速度ＶＰと従動輪速度ＶＲの差に応じたス
リ・ツブｉＤＶを検出し、このスリップ量かなくなるよ
うな目標エンジン出力Ｔｅを算出し、この目標エンジン
出力を得るための必要な目標吸入空気量Ａ／Ｎｔを算出
し、該吸入空気量を確保するために主スロ・ソトル弁１
４とＭｌスロットル弁１３を１つのスロ・ソトル弁と考
えたときのスロットル開度を示す等価スロ・ソトル開度
力く求められ、次に主スロ・ｙ　ｈル弁１４の現在の開
度と」−記等価スロットル開度から副フロ・ソトル弁１
３の開度、」−２副スロットル弁１３の目標開度θ２を
算出し、この目標開度２に相当する数のノクルス信号ｐ
１をモータ駆動制御部１８に出力して、エンジン出力ト
ルクを上記目標エンジン出力になるよう（二制御して、
駆動輪のスリップを低減させて０る。１相励磁の場合に
は、上記〕くルス信号ｐ１か切替スイッチ１８ｓを介し
てモータ駆動制御部１８に入力される毎に、第４図に「
○」で示した励磁コイル（こ対応するトランジスタＱ１
〜Ｑ４にラインａ１〜ａ４を介して順次トランジスタ導
通信号か出力される。これにより、上記パルス信号ｐ１
がモータ駆動制御部１８に入力される毎に、励磁される
励磁コイルが順次切替わって、上記ロータ１５ｒか１ス
テ・ツブ角ずつ回動され、ロータ１５ｒの回動角に対応
した角度だけ副スロットル弁１３が回動される。このた
め、副スロットル弁１３の目標開度θ２に対応する数の
）くルス信号がモータ駆動制御部１８に入力されると、
副スロットル弁１３がその目標開度θ２になるようにそ
の開度が制御されて、エンジン出力が低減される。

」１記したトラクションコントローラにより駆動輪のス
リップが収束された場合には、トラクションコントロー
ラ１７からモータ駆動制御部１８に副スロットル弁工３
を全開位置まで戻す要求がされる。

このように副スロットル弁１３を全開位置まで戻すこと
により、一連のトラクションコントロール処理は終了す
る。

上記トラクションコントロールの制御中においてトラク
ションコントローラ１７はトラクションコントロール用
重要センサ、例えばエアフローセンサ１１、エンジン回
転数センサが故障しているか、トラクションコントロー
ラ１７内の副スロットル弁１３の目標スロットル開度θ
２０を計算する目標スロットル開度算出部１１７が故障
しているか、その他トラクションコントロールに必要な
重要なセンサ、例えば駆動輪センサが故障しているか常
時判定している。このような故障があるとトラクション
コントロールは実行不可能であるため、副スロットル弁
１３を全開位置まで戻す処理が第５図に示すフローチャ
ートに従って行われる。

まず、トラクションコントローラＩＩはＥ　ＣＩ　ｌｌ
ａから所定クランク角毎に出力される計測された吸入空
気量Ａ　／　Ｎ　ｒを読込む（ステップＳＬ）。この計
測された吸入空気量Ａ　／　Ｎ　ｒを目標吸入空気量Ａ
／Ｎｔに設定する（ステップＳ２）。次に、第６図のマ
ツプが参照されてその時のスリップ率Ｓ及びその時間的
変化率Ｓに基づいて、吸入空気量増量ΔＡ／Ｎが設定さ
れる（ステップＳ３）。この吸入空気量増量ΔＡ／Ｎは
吸入空気量Ａ／Ｎの変化によるエンジン出力トルクの変
化が駆動輪のスリップを増大させたり、走行を不安定な
状態としないような穏やかな吸入空気量Ａ／Ｎの増加量
に設定されている。そして、センサＴＰＳ２からの信号
を検出して、副スロットル弁１３が全開位置にあるか判
定される（ステップＳ４）。そして、目標吸入空気ｍ　
Ａ　／　Ｎ　ｔとして前回の目標吸入空気量Ａ／Ｎｔに
上記吸入空気量増量ΔＡ／Ｎが加算されて、目標吸入空
気量Ａ／Ｎｔが更新される。次に、第７図の特性図が参
照されて目標吸入空気量Ａ／Ｎｔを供給するための副ス
ロットル弁１３の目標スロットル開度ｅ２０が求められ
る。そして、目標吸入空気ｆｆ１Ａ／Ｎｔと計測される
Ａ　／　Ｎ　ｒとの差の値がＰＩＤ制御されて開度補正
量θ２ｒとされる。そして、補正量０２ｒと目標開度ｅ
２０が加算されて目標開度θ２とされる。そして、上記
目標開度θ２に相当する数のパルス信号ｐ１がモータ駆
動制御部１８に出力されて、副スロットル弁１３が駆動
される（ステップＳ９）。上記ＰＩＤ制御はタイマ１２
０に設定された時間ｔたけ行われるので、時間ｔが経過
するとステップＳＬＯにおいてｒＹＥＳＪと判定されて
、上記ステップ＄４に戻り、副スロットル弁１３が全開
位置に来たか判定される。副スロットル弁１３が全開位
置にきていない場合には上記ステップＳ５以降の処理が
行われて、副スロットル弁１３が全開方向に時間を毎に
吸入空気量増量ΔＡ／Ｎずつ増加されて、最終的に全開
位置まで到達すると、第５図の処理は終了する。

これにより、吸入空気量の急激な変化を生じさせること
なく、つまりエンジン出力の急激な変化を生じさせるこ
となく、副スロットル弁１３の開度を全開位置まで戻す
ことができる。また、副スロットル弁１３の開度が全開
位置に近付けば近付くはど単位角度当たりの吸入空気の
変化量は小さいので、副スロットル弁１３を全閉位置よ
りも速く回動させることができる。このため、副スロッ
トル弁１３を速く確実に全開位置まで戻すことができる
。

なお、上記第５図のステップＳ８において、副スロット
ル１３の目標開度θ２を目標スロットル開度ｅ２０と開
度補正ｆｆ１ｅ２ｆとを加算したものとしたが、目標ス
ロットル開度θ２０あるいは開度補正量θ２ｆのうち一
方だけを算出すれば、副スロットル１３の開度を吸入空
気量増量ΔＡ／Ｎずつ大きくすることができる。つまり
、開度変化が上記開度補正量９２ｆに等しくなるように
副スロットル弁１３を制御するようにしても、目標吸入
空気ｍＡ／Ｎｔの変化を吸入空気量増量ΔＡ／Ｎとする
ことができるし、上記開度補正ｔｔｅ２ｆをフィードバ
ックしないで上記目標スロットル開度θ２０となるよう
に副スロットル弁１３の開度を制御するようにしても目
標吸入空気量Ａ／Ｎｉの変化をほぼ八Ａ／Ｎとすること
ができる。

さらに、上記目標吸入空気量Ａ　／　Ｎ　ｔの代わりに
「１標工ンジン出力Ｔｅ自体を徐々に増加するように設
定し、設定された目標エンジン出力Ｔｅを出力するため
に必要な吸入空気ｍ　Ａ　／　Ｎを求め、同吸入空気ｆ
ｆ１Ａ／Ｎを目標吸入空気量Ａ　／　Ｎ　ｔとして上記
実施例と同様に制御するようにしても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、上記制御装置によ
るエンジン出力制御か実行不可能である場合には、副ス
ロッＩ・ル弁をエンジンの出力トルクの変化を所定範囲
内に抑制する吸入空気量増量ΔＡ／Ｎに相当する開度変
化量ずつ徐々に開けるようにしたので、エンジンの急激
な出力の増大を計ることなく、安全でかつ最短時間で副
スロットル弁を全開位置まて戻すことかてきる副スロッ
トル弁駆動方法を提供することができる。

図、第３図は１相励磁の各ステップでの励磁コイルを示
す図、第４図は］相−２相励磁での各ステップでの励磁
コイルを示す図、第５図は本発明の一実施例の動作を説
明するフローチャート、第６図はΔＡ／Ｎマツプを示す
図、第７図はスロットル開度−Ａ／Ｎ特性図である。

１３・・・副スロットル弁、１４・・主スロットル弁、
１５・・・ステッピングモータ、１７・・・トラクショ
ンコントローラ、１８・・・モータ駆動制御部、１９・
・・ステッパモータ駆動回路。

出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ツノ法か実施されるトラクションコントロ−ルを示すブ
ロック図、第２図は断線検出回路を示す］９ ト 証

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクセルペダルの操作量に応じてその開度が制御される
   主スロットル弁と、電動モータによりその開度が制御さ
   れる副スロットル弁をエンジンの吸気通路に設け、この
   副スロットル弁の開度を制御してエンジン出力制御を行
   なっているエンジン出力制御装置において、上記副スロ
   ットル弁の開度を制御する制御装置の故障を検出する故
   障検出手段と、上記故障検出手段により副スロットル弁
   の開度を制御する制御装置の故障が検出された場合には
   、エンジンの出力トルクの変化を所定の範囲内に抑制す
   るエンジン１回転当たりの吸入空気量増量ΔＡ／Ｎを算
   出し、このエンジン１回転当たりの吸入空気量増量ΔＡ
   ／Ｎに基づいてエンジン１回転当たりの目標吸入空気量
   Ａ／Ｎｔを徐々に増加させ、この目標吸入空気量Ａ／Ｎ
   ｔとなるように上記副スロットル弁の目標開度を設定し
   、上記副スロットル弁が上記目標開度となるように上記
   電動モータにより全開位置まで回動し、しかも上記目標
   吸入空気量Ａ／Ｎｔの初期値を上記副スロットル弁の戻
   し開始時のエンジン１回転当たりの吸入空気量Ａ／Ｎに
   設定したことを特徴とする副スロットル弁駆動方法。