JPH04298656A - 車両用スロットル開度制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用内燃機関ないしは
エンジンの出力を増減させるスロットルバルブの開度を
制御する装置に関する。特に多段変速機を備えた車両の
ための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常は車両に搭載されているアクセル操
作部材とスロットルバルブ開閉部を機械的に連結し、ア
クセル操作量に１：１に対応してスロットルバルブを開
閉させる。しかしこのような機構によると、例えば車両
が坂道を登るときと平坦路を走行する場合とでは運転者
がアクセル操作量を異なる態様で調整することが求めら
れる。この問題を解決するために特開平１−２２４４２
２号公報に記載の技術が提案されている。この公報記載
の技術では、スロットルバルブを電動アクチュエータで
開閉させるとともに、この電動アクチュエータをアクセ
ル操作量と車体の傾斜度合とに基づいて制御する。また
特開平１−２１１６４３号公報記載の技術ではアクセル
操作量に対応する目標速度を設定しておき、この目標速
度となるようにスロットルバルブ開閉用アクチュエータ
を制御する技術が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来の技
術はいずれもエンジン出力が多段変速機を介して駆動輪
に伝達される形式の車両に用いることを前提としておら
ず、変速段の切換えに伴う問題が解決されていない。例
えば特開平１−２１１６４３号公報記載の技術で目標速
度をエンジン回転数で設定しておくと、変速段の切換え
時にアクセル操作量を一定に保っていても車速が急変し
てしまう。またアクセル操作のフルストロークに対応し
てエンジン回転数のフルレンジを割当てておくと、高速
変速段の使用時にはエンジン回転数が低いため僅かなア
クセル操作量の範囲の中で車速を調整しなければならな
い。逆に低速変速段の使用時には大きくアクセル操作手
段を動かさないと車速が上昇しないことになり、操作性
が良くない。また運転フィーリングも好ましくない。

【０００４】特開平１−２１１６４３号公報記載の技術
で目標速度を車速で設定しておけば、変速時の車速急変
現象は抑制できる。しかしながらこの場合にも良好な加
速感が求められる低速変速段の場合も、車速微調整が求
められる高速変速段の場合も同一特性に基づいた制御と
なるためにドライブフィーリングが悪い。特開平１−２
２４４２２号公報の技術では車両の傾斜度合を検出でき
るセンサが必要となる他、車両が悪路を走行する場合に
は車両傾斜度合が常時変化し、車速がハンチングしてし
まうことになる。そこで本発明では、多段変速機を用い
た車両において、アクセル操作量を介して指示される操
作者の意思をより正確に反映してスロットルバルブの開
度が調整される装置を開発し、操作性、ドライブフィー
リングを向上させようとするのである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では図１にその模式図が概念的に示される車
両用スロットル開度制御装置、すなわち操作者が内燃機
関の出力を増減させるために操作するアクセル操作部材
２を備え、その内燃機関６の出力がスロットルバルブ４
の開度調整によって増減されるものであり、さらにその
内燃機関６の出力が多段変速機８を介して駆動輪１０に
伝えられる形式の車両のためのスロットル開度制御装置
であり、該スロットルバルブを開閉させるアクチュエー
タ２４、該アクセル操作部材２の操作量を検出するアク
セル操作量検出手段１２、該車両の走行速度を検出する
車速検出手段１４、該内燃機関の回転速度を検出する機
関速度検出手段１６、該車速検出手段１４と該機関速度
検出手段１６の各検出値の組合せから選択されている変
速段を特定する変速段特定手段１８、各変速段ごとに、
該アクセル操作量検出手段１２の検出値に応じた目標車
速ないし目標機関速度を設定しておく目標速度設定手段
２０、該変速段特定手段１８によって特定された変速段
と該アクセル操作量検出手段１２の検出値とに基づいて
該目標速度設定手段２０に設定されている目標速度を求
め、この目標速度が得られるように該アクチュエータ２
４を作動させるアクチュエータコントローラ２２とを有
する車両用スロットル開度制御装置を創作した。

【０００６】

【作用】さて上記構成を備えていると、変速段特定手段
１８によって機関速度と車速とから多段変速機８のうち
のいずれの変速段が選択されているかが特定される。ま
た目標速度設定手段２０には各変速段ごとに、アクセル
操作量に対応する最適目標速度（この目標速度は目標車
速であってもよいしあるいは目標機関速度であってもよ
い）を設定しておくことができる。すなわち同一アクセ
ル操作量に対して第１変速段のときの目標速度、第２変
速段のときの目標速度等を別々に設定しておくことがで
きる。

【０００７】そしてスロットルバルブ用アクチュエータ
２４は、特定された変速段におけるそのときのアクセル
操作量に対応する目標速度が得られるようにコントロー
ラ２２で制御される。このためスロットルバルブ４の開
度は各変速段使用時における最適目標速度となるように
調整され、機関出力が操作者の意思により忠実に追従し
て増減調整されることになる。

【０００８】

【実施例】次に本発明を具現化した一実施例について説
明する。図２は本発明を４輪車両に適用した場合のシス
テム構成を示している。この車両は運転者がエンジン６
ａの出力を増減させるために操作するアクセルペダル２
ａを備えている。エンジン出力６ａの出力はスロットル
バルブ４ａが開閉されることで増減される。そしてエン
ジン６ａの出力は４段式変速機８ａを介して駆動車輪１
０ａに伝えられる。

【０００９】アクセルペダル２ａはアクセル操作部材の
一例であって、モータバイク等のように回動されるもの
であってもよい。変速機は４段タイプのものに限られな
い。駆動輪はモータバイクのように１輪のものであって
もよいし４輪駆動タイプでもよい。さらに変速機は手動
で切換えられるものであってもよいし、自動変速される
ものであってもよい。

【００１０】この車両はスロットルバルブの開度を調整
するために、下記の制御装置を有している。スロットル
バルブ４ａのスロットルシャフトにアクチュエータ２４
ａ、この例の場合ステッピングモータ２４ａが接続され
ており、スロットルバルブ４ａはこのアクチュエータ２
４ａで開閉される。アクセルペダル２ａにはアクセルセ
ンサ１２ａが連携されており、アクセルペダル２ａの踏
込み量が検出される。駆動輪１０ａのシャフトには駆動
輪１０ａが所定角度回転するごとにパルス波を出力する
車速センサ１４ａが設けられている。エンジン６ａには
クランクシャフトが所定角度回転するごとにパルス波を
出力するクランク角センサ１６ａが設けられている。ク
ランク角センサ１６ａから出力されるパルス波の時間間
隔はエンジン６ａの回転数に１：１に対応して変化する
ことから、クランク角センサ１６ａは機関速度を検出す
るためのセンサとして用いられている。

【００１１】アクセルセンサ１２ａの信号及び車速セン
サ１４ａ、クランク角センサ１６ａからのパルス波はＥ
ＣＵ（電子制御ユニット）２６に入力される。ＥＣＵ２
６は後述のように、選択されている変速段を特定する機
能、各変速段ごとにアクセル操作量に対応した目標速度
を記憶しておく機能、ならびに特定された変速段とその
ときのアクセル操作量に対応する目標速度となるように
アクチュエータ２４ａを制御する機能を合わせもってお
り、本発明の変速段特定手段１８、目標速度設定手段２
０及びアクチュエータコントローラ２２を具現化するた
めに用いられている。

【００１２】図３はＥＣＵ２６を中心とする制御システ
ムのシステム構成を示している。アクセルセンサ１２ａ
の出力は入力回路３２を経た後Ａ／Ｄコンバータ３８で
ディジタル化されＣＰＵ４０に入力される。車速センサ
１４ａとクランク角センサ１６ａからの各パルス波はそ
れぞれ入力回路３４，３６で波形整形等された後ＣＰＵ
４０に入力される。

【００１３】ＣＰＵ４０にはＲＡＭ４４とＲＯＭ４２が
接続されており、ＲＯＭ４２には後述する目標速度と制
御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ４０は入力デー
タを所定の手順で処理した後、駆動回路４６に対してア
クチュエータ２４ａを駆動するためのパルス波を生成さ
せる信号を送る。アクチュエータ２４は駆動回路４６か
ら正転用パルスが１つ送られると１ステップ動き、スロ
ットルバルブを単位角開ける。逆に逆転用パルスが送ら
れるとスロットルバルブを単位角閉じる。

【００１４】次にＥＣＵ２６の作動を説明する。図７は
ＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラム４２ｂに従
ってＣＰＵ４０が作動することによって実現される処理
手順を示している。この処理手順はアクチュエータ２４
ａとして用いられているステッピングモータの駆動周期
に同期して割込み実行される。ステップＳ２は車速セン
サ１４ａとクランク角センサ１６ａから出力される各パ
ルス波の時間間隔から車速とエンジン回転数Ｎｅを求め
、車速とエンジン回転数Ｎｅの組合わせから現在選択さ
れている変速段を特定する処理を実行する。

【００１５】図４は車速とエンジン回転数の関係を示し
ており、特性線１ｓｔ，２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈは第１
から第４変速段が選択されているときの両者を関係を示
している。ラインＬ１は特性線１ｓｔと２ｎｄの中間に
おかれ、ラインＬ２は特性線２ｎｄと３ｒｄの中間にお
かれ、ラインＬ３は特性線３ｒｄと４ｔｈの中間におか
れている。そして各ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３によって４
領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に分割されている。ＲＯＭ
４２にはラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３のデータが記憶されて
おり、入力された車速とエンジン回転数Ｎｅの組合わせ
が領域Ｒ１〜Ｒ４のいずれに属するかが判断される。図
７のステップＳ２ではこのようにしていずれの変速段が
選択されているのかを特定するのである。

【００１６】このように、本実施例ではステップＳ２を
実行するプログラム、そのプログラムを記憶しているＲ
ＯＭ４２、そのプログラムによって作動するＣＰＵ４０
等によって変速段特定手段１８が構成されている。さて
ＲＯＭ４２には各変速段とアクセルセンサ１２ａの出力
値に応じた目標エンジン回転数が記憶されている。これ
が図５に示されており、第１変速段が選ばれているとき
には横軸に示されるアクセル踏込み量に応じて目標エン
ジン回転数が急激に増大する関係Ｌ１で目標エンジン回
転数が記憶されている。一方高速変速段の場合にはその
増大率が低下し、最速変速段（第４段）が選択されてい
るときにはエンジン回転数が緩やかに増大する特性Ｌ４
に従って目標エンジン回転数が記憶されている。この実
施例ではＲＯＭ４２が目標速度設定手段２０として用い
られている。

【００１７】図７のステップＳ４はアクセルセンサ１２
ａの出力とステップＳ２で特定された変速段情報に基づ
いて、図５に関連して説明した変速段−アクセルセンサ
出力−目標エンジン回転数のマップから目標エンジン回
転数を算出する処理を実行する。ステップＳ６ではその
ように算出された目標エンジン回転数とクランク角セン
サ１６ａのパルス波から算出される現在のエンジン回転
数とを比較する処理を実行する。両者が一致すれば、今
回の処理タイミングではアクチュエータ２４を作動させ
る必要がないので処理を終了し、次の実行タイミングを
待つ。

【００１８】一方、現在のエンジン回転数が目標回転数
より高ければステップＳ８の処理によってイエスとなり
、ステップＳ１０でＣＰＵ４０が駆動回路４６に対しス
テッピングモータ２４を１ステップ逆回転させるパルス
を生成させる信号を送り出し、これによってスロットル
バルブ４ａが微小な値に設定されている所定単位角だけ
閉じられ、エンジン回転数が目標回転数に一致する側に
修正する。エンジン回転数が高すぎている間この修正が
繰返される。

【００１９】エンジン回転数が低くすぎれば、その逆の
制御が実行され、エンジン回転数が目標回転数に一致す
るように修正される。このようにしてスロットルバルブ
４ａの開度が図５に示されている目標エンジン回転数と
なるように調整されるため、エンジン回転数は各変速段
毎に最適な値に調整され、操作性並びにドライブフィー
リングが大きく改善される。

【００２０】なお目標速度はエンジン回転数に限られる
ものでなく、図６に示すように各変速段ごとにアクセル
操作量に対応する目標車速が設定されているものであっ
てもよい。このようにすると、運転者の操作意思に忠実
に追従して車速が制御されることになり、やはり操作性
、及び運転フィーリングが改善される。

【００２１】

【発明の効果】さて本発明によると、各変速段毎に最適
な態様でアクセル操作量に対応した目標車速ないしは目
標エンジン回転数を設定しておくことができ、これによ
り操作者の操作意思により忠実に従って車速ないしエン
ジン回転数が調整される。このため操作性、ドライブフ
ィーリングがともに改善され、容易かつ快適に車両を運
転できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を模式的に示す図。

【図２】本発明を具現化した一実施例のシステム構成を
示す図。

【図３】図２のシステムで用いられる制御関連のシステ
ムを示す図。

【図４】車速とエンジン回転数の関係を示す図。

【図５】アクセル操作量に対する目標エンジン回転数を
変速段ごとに記憶している内容を示す図。

【図６】アクセル操作量に対する目標車速を変速段ごと
に記憶している内容を示す図。

【図７】図２，３に示すシステムで実行される処理手順
を示す図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　操作者が内燃機関の出力を増減させる
   ために操作するアクセル操作部材を備え、その内燃機関
   の出力がスロットルバルブの開度調整によって増減され
   るものであり、さらにその内燃機関の出力が多段変速機
   を介して駆動輪に伝えられる形式の車両のためのスロッ
   トル開度制御装置であり、該スロットルバルブを開閉さ
   せるアクチュエータ、該アクセル操作部材の操作量を検
   出するアクセル操作量検出手段、該車両の走行速度を検
   出する車速検出手段、該内燃機関の回転速度を検出する
   機関速度検出手段、該車速検出手段と該機関速度検出手
   段の各検出値の組合せから選択されている変速段を特定
   する変速段特定手段、各変速段ごとに、該アクセル操作
   量検出手段の検出値に応じた目標車速ないし目標機関速
   度を設定しておく目標速度設定手段、該変速段特定手段
   によって特定された変速段と該アクセル操作量検出手段
   の検出値とに基づいて該目標速度設定手段に設定されて
   いる目標速度を求め、この目標速度が得られるように該
   アクチュエータを作動させるアクチュエータコントロー
   ラとを有する車両用スロットル開度制御装置。