JPS61105234A - 自動車の発進制御装置 - 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】 本発明は自動車の発進時におけるエンストを自動的に防
止する装置、特に、スロットル弁の開閉度に２つエンジ
ン回転を操作する自動車の発進制御装置に関する。

ガソリンエンジンは所定の出力を発生するのには適正な
空気量とその空気量に応じた燃料を必要とする。このた
め吸気路には吸気量に応じ増減する燃料供給が可能な気
化器を取付けたり、あるいはエアーフローセンサで検出
した吸気量に応シタ燃料をノズルにより噴射する装置が
取付けられることもある。しかもこれら燃料供給を行な
う装置ではアクセルペダルと連動するスロットル弁を吸
気路内に配備し、直接吸気量を増減調整している。

このためスロットル弁の開度は空気量と燃料量とを直接
規制することになり、スロットル弁開度がエンジンの発
生するトルク値に対応したものとなっている。ところで
吸気路上の吸気ボートとスロットル弁との間は吸気マニ
ホウルドの形状により所定の容積を有する。このため、
スロットル弁開度に応じた吸気マニホウルドの内圧はス
ロットル弁開度の変化に対して追従し変化するが、その
容積が比較的大きな場合、応答遅れが生じることがある
。ところで燃料を各吸気ポート近傍に噴射するノズル噴
射方式を用いたエンジン（以後単にＭ　Ｐ　Ｉエンジン
と記す）は比較的吸気管の設計の自由度が高く、吸気慣
性利用のために比較的長い吸気管及び比較的大容量のサ
ージタンクを備えており、こｉ−Ｌ、により全開運転時
の吸気の充填効率を上げトルクアップを計っている。し
かしこのような大容量の吸気路容積を吸気ボートとスロ
ットル弁との間番て備えた場合、上述のスロットル弁に
対する吸気マニホウルドの内圧の応答遅れが増し、特に
発進時にエンジンストップを起し易くなる。

即ち、自動車は発進時にアクセルペダルの踏み込みがな
され、クラッチが断より半クラッチを経て接合状態に操
作され、その際エンジン回転が落ちないように運転者が
制御している。この場合、オ６図に示す、１′うに、正
常操作が成されると実線で示す↓うに、スロットル開度
がθ１　にまで開かれ、これによりマニホウルド負圧が
大気圧に近づき（負圧値が低下し）、吸気量の増による
トルク増が生じる。同時に（ａ点〕クラッチは接合を始
め、所定の半クラツチ状態に保持され、こｔ″ＬＶｃ↓
るエンジン回転数の低下が生じる。やがてトルク増（適
正なスロットル開度の結果生じる）の働きでエンジン回
転数は立上り、これに平行してクラッチは完全接合に達
しくｂ点）、スロ７）ル弁開度θ１　に応じた定回転域
ｃＫ入る。一方スロットル弁開度θ２　が小さすきると
、矛６図に２点鎖線で示すようにマニホウルド負圧の低
下が遅れ（大気圧に近づく量が少ない）、発生トルクの
上昇も遅れる。このため、クラッチの接合状態により変
化はあるが、エンジン回転数は立上ることが出来ずエン
ストに至る（６点）。

この↓うに自動車の発進時において、クラッチの急激な
接合操作に↓ってエンストを生じる外に、スロットル弁
開度（アクセル開度）が小さすぎた場合もエンストし易
い。特に大容量のす゛−ジタンクを取付けたＭＰＩエン
ジンのような場合、マニホウルド負圧がスロットル弁開
度に追従するのが遅れ、エンジンの発生トルクが低く、
エンジン回転数を比較的高回転域に保つよう注意しない
とエンストを生じ易いという不具合がある。

本発明はスロットル弁開度な、クラッチの接合状態に応
じ、エンストを生じることのない開度に操作できる自動
車の発進制御装置に関する。

上記目的を達成するため、本発明は、エンジンの回転速
度を検出する回転セ／すと、上記エンジンのスロットル
弁の開度を検出するスロットル弁開度センサと、上記エ
ンジンに接続するクラッチより車輪までに位置する動力
伝達軸の回転を検出する車輪速センサと、上記スロット
ル弁の開度操作？アクセルペダル系と並列的に行なうス
ロットル弁駆動手段と、上記車輪速センサとスロットル
弁開度センサの両信号に基づき自動車の発進が検出され
た際、クラッチの接合状態を車輪速センサあるいは回転
センサの内の少なくとも１つの出力信号に基づき検出し
、この現在のクラッチ接合状態で発進時にエンジンスト
ップを生じないで済むスロットル弁開度を演算し、現在
のスロットル弁開度を演算されたスロットル弁開度に調
整するよう上記スロットル弁、駆動手段°に出力を送出
するスロットル弁制御手段とを有した構成であることを
特数とする。

このような自動車の発進制御装置は、スロットル弁制御
手段により現在のクラッチ接合状態においてエンストを
生じないで済むスロットル弁開度を演算し、スロットル
弁駆動手段にＸりその開度にスロットル弁を駆動させる
ことができる。

矛１図は本発明の基本構成を示しており、矛２図には本
発明の一実症例としての自動車の発進制御装置を示した
。この装置は、ガソリンエンジン（以後単にエンジンと
記す）１の回転力をクラッチ２より変速機６に伝え、こ
の変速機からの回転力ヲ図示しないディファレンシャル
やアクスルンヤフトを介し車輪４に導びく動力伝達系の
出力に適合するｊ５エンジン１の吸気系を制御し、スム
ーズな発進制御を行なうものである。エンジン１は各々
の吸気ポートにノズル５を配備したＭＰＩ工／ジンであ
り、比較的長い吸気マニホウルド６と、大容量のサージ
タンク７と、エアクリーナ８を備え、サージタンク７と
エアクリーナ８間にスロットル弁９を配備する。なお、
エアクリーナ８内には図示しないエアフローセンサが配
備され、この出力信号を後述するマイクロコンピュータ
１０に入力することにより、適正燃料量が演算され、こ
のコンピュータが各ノズル５を燃料量に応じた時間幅の
パルスで駆動させ、燃料噴射を行なってし・る。

スロットル弁９０回転軸にはその一端にレバー１１　　
が、他端にスロットル弁９の開閉量に応じた電圧値を出
力するスロットル弁開度センサ（以後単にスロットルセ
ンサと記す）１２が取付けられて（・る。レバー１１に
はワイヤ１６を介し図示しないアクセルペダルが連結さ
れると共に、スロットル弁９を開閉操作するステップモ
ータ１４およびスロ・ノトル弁９が全閉位Ｒ（アイドル
回転位置）にある時のみオンするアイドルスイッチ１５
が取付けられる。

エンジンの吸気マニホウルド６はサージタンク７までの
距離が比較的長く、これによりエンジンの全開時におい
て吸気ポートの負圧波をサージタンク７で正圧波に反転
させ、この正圧波にＸり吸気ポートへの吸気の押込みを
行ない充填効率の向上を計っている。

クラソ゛チ２は周知の乾燥単板式クラッチ構造を有して
おり、これはクラッチディスクを備え、これをクラッチ
バネの弾性力を受けるグレノンヤプレートとフライホイ
ールとで挟圧してクラッチ接合状態を保持し、タラソテ
ペダルの踏込時にグレノ７ヤプレートをフライホイール
側より離隔することによりクラッチ断状態な保持するこ
とができる（これらの構造は周知であり図示を略した）
、。

クラッチディスクに↓り回転力を受ける変速機３より車
輪４までには複数の動力伝達軸が頂欠連結されており、
ここでは変速機の出力軸１６に車輪速センサ１７が取付
けられる。なお、車輪４のボス部にはこれと一体回転す
るロータ１８が取付けられ、これに車速センサ１９が、
変速機６には変速段スイッチ２２がそれぞれ取付けられ
ている。

マイクロコンビコータ１０は中央演算装置（ＣＰＵ）と
メモリーとインターフェースとで構成され、入力側のイ
ンターフェースに周知のエンジン回転数ヲ検出スるエン
ジン回転センサ２１、スロットルセンサ１２、アイドル
スイッチ１５、車輪速センサ１７、車速センサ１８、変
速段スイッチ２２、及び図示しない水温センサや大気圧
センサが接続され、しかも、出力側インターフェースに
弁駆動回路２０を介しステップモータ１４が接続さ九る
。弁駆動回路２０はマイクロコンピュータ１０からの出
力信号に応じた駆動パルスをステップモータ１４に送出
し、駆動パルスの数値に応じた回転量だけスロットル弁
９の現在の開度を増減操作する。なお、スロットルセン
サ１２は電圧値である出力信号を図示しないＡ／Ｄ変換
器でデジタル化されて忘り、図示しない水温センサや大
気温センサの各出力信号も同５ＪｅＫＡ／Ｄ変換器でデ
ジタル化され入力されている。

メモｌ）　−ＶｃはＣＰＵを制御するプログラムが書込
まれ、しかも各設定値やデータテーブルが記憶処理され
る。

本実捲例ではクラッチの接合状態を変速機の出力軸１６
０回転数ｎＱ　　の微分値（ｉｎＯ／　ｄｔ　　、即ち
、この出力軸の回転角加速度の変化より検出するもので
あり、矛６図に示すよ５ＶＣｄｎｇ／ｄｔ　　値に応じ
エンジン１がエンストを生じないで済むスロットル弁９
０開度θアＩ（Ｓ　　をデータテーブルとし℃記憶処理
される。このデータテーブルにＸリマイクロコンピュー
タ１０は、スロットル弁９の現在の開度θＴ□がデータ
テーブル上のエンストを生じないで済む開度θＴＭａ　
　より大きな領域ｎＶｃあればコンピュータは弁駆動信
号を出力せず、逆に小さな領域ｍにあればその差分に応
じた弁駆動信号を出力することができる。なお、矛６図
において０域は回転角加速度ｄｎｏ／　ｄｔ　　が過度
に大きく、このような領域りでは自動車はエンストしな
い限り急発進することになる。このため、この↓う（て
急激なりラッテの接合操作ではエンストしても当然であ
り、暴走を防ぐという点からも、この領域口ではスロッ
トル弁開度θＴＨ１１を一定値に規制するよう設定され
ている。なお、エンストを生じないで済むスロットル弁
開度θＴ８３　　を求めるデータテーブルは出力軸１６
の回転角が速度ｃｌｎＯ／　ｄｔ　　より求める構成で
あったが、これに代え、クラッチに入る前のエンジン回
転数ｎ１１　　の微分値ｄｎｇ　／　ａｔ　　ヨリ求め
てもよい。この場合、エンジン回転数の減小変化、即ち
減速度が大きいほどクラッチの接合状態は急速（（接合
操作されると判断されることになるＯ 更に、メモリーには図示しない水温センサや大気圧セン
サからの入力信号により求められる水温値や大気圧値が
比較される設定値が記憶処理されている。たとえば、才
４図（ａ）、（Ｄ）に示すようなデータテーブルが用い
られ、演算されたス０７）ル弁開度θＴｉ１ｌ　　は更
に水温及び大気圧の各補正係数ａ、ｂにより演算処理さ
れることになる。

メモリーに書込まれたプログラムをフローチャートで示
すと第５図に示す↓うになる。

以下プログラムに従って本装置の作動を説明する。プロ
グラムがスタートするとマイクロコンピュータ１０は各
センサからの入力信号に基づき入力状態をチェックし、
適宜対応処理、たとえば異常表示を行なったりする（ス
テップ１）。次に現在の車速を車速センサ１９（これて
代え車輪速センサ１７　　を用いてもよい）より求め、
ゼロでステップ６に、Ｎｏ　ではこの判断を繰り返す（
ステップ２つ。

ステップ３ではアイドル信号がオンからオフ、即ち、ス
ロットル弁９が開作動されたか否かを判断し、ＹＥＳで
ステップ４にＮＯでステップ２にリターンする。なおこ
のアイドルスイッチ１５に代えスロットルセンサ１２の
出力信号よりアイドル信号を取り出す構成としてもよい
。ステップ４では現在のスロットル弁９開度θＴＲＩに
加えここでは出力軸１６　の回転数ｎＱ　　が車輪速セ
ンサ１７の入力信号より読み込まれ、続いてステップ５
では出力軸の回転数の変化率である微分値ｄｎａ／ａｔ
、　　を演算する。

そして、この値に応じて第６図に特性が示されるよ５な
データテーブルの呼び出しが行なわれ、該当するエンス
トを生じないで済むスロットル弁開度の設定値θＴＭＳ
　　を読み出す。このｒ５に演算された開度θＴＨ８は
更に、現在の水温及び大気圧に応じた各補正係数ａ、ｂ
により乗算され、修正値として演算される（ステップ６
）。この後、修正済みのスロットル弁開度θＴ１１Ｂ　
　と現在のスロットル弁開度θＴＨとが比較され、現在
のスロットル弁開度θＴｌ１ｉ　　が矛６図に示すよう
にｎ領域にある（θＴＨ１〉θＴＨ３）とぎ制御はエン
ドとなり１ｍ領域にある（θｔＭ２＜θＴＨＢ）ときは
ステップ８に進ひ。ステップ８では現在のスロノ）ル弁
開度θＴ［Ｉをｎ領域に引き上げる（０７Ｍ”θ−ｒａ
ａ）ｊう、現在の差分（θＴｌ１ａ−θＴＨ）が演算さ
れ、これに応じた出力信号が弁駆動回路２０に出力され
る。これにｒす、同回路が出力信号に応じた駆動パルス
をステップモータ１４に送出することにより、スロット
ル弁９は図示しないアクセルペダルにより操作された現
在の開度θＴＨをｎ領域に、即ち、θＴＨ”θＴＩＩ　
３　　となるよう調整される。次にステップ９では現在
のクラッチの接合状態がエンジン回転数ｎｇと出力軸回
転数ｎＱ　　との相対的な差より検出される。この場合
、現在の変速段が１速か２速か等が変速段スイッチ２２
よりの入力信号により検出され、各ギヤ比ｋＸ　　を考
慮した上で回転差（ｎｐ　−ｋｘｎｇ　）が演算され、
クラッチが完全接合にある、即ち（ｎｏ−ｋｘｎｇ　＝
口）Ｋあると制御はＮｏ　　Ｋ進み、エンドとなり、ｎ
ｏ＜　ｋｘｎｇであると、現在まだ半クラツチ状態にあ
ることよりＹＥＳに進み、ステップ３以降を繰り返すこ
とになる。

このように本発明にＸればスロットル弁部］御手段がス
ロットル弁駆動手段としての弁駆動回路２０お２びステ
ップモータ１４を作動させ、スロットル弁開度θＴＨを
現在のクラッチの接合状態においてエンストをしないで
済む開度θＴＨ８に自動的に調整できる。このため発進
時に多少のクラッチペダルおよびアクセルペダルの各操
作がラフであっても発進エンストな生じることがない。

特に、ＭＰＩエンジンのようにスロットル弁開度に対す
るマニホウルド圧力の追従が遅ｉｔ易い場合でも、エン
ストを確実に防止できる利虞がある。

【図面の簡単な説明】

矛１図は本発明の構成要件のブロック図、矛２図は本発
明の一実捲例としての自動車の発進制御装置の概略構成
図、矛６図はエンストしないで済むスロットル弁開度を
求めるデータマツプの概念図、矛４図（ａ）、（ｏ）は
水温と大気圧よりスロットル弁開度の補正係数を求める
データマノプリ概念図、矛５図は同上装置の作動プログ
ラムを表わすフローチャート、矛６図は発進時における
スロットル弁開度及びエンジン回転数等の変動経過を示
す特性線図なそれぞれ示している。 １・・・エンジン、２・・・クラッチ、６・・・変速機
、４・・・車輪、９・・・スａノトル弁、１０・・・マ
イクロコンピュータ、１４・・・ステップモータ、１６
・・・出力軸、１７・・・車輪速センサ、２０・・・弁
駆動回路 床　Ｊ　ｚ 弗３　因　　　　烏４　Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサと、
   上記エンジンのスロットル弁の開度を検出するスロット
   ル弁開度センサと、上記エンジンに接続するクラッチよ
   り車輪までに位置する動力伝達軸の回転を検出する車輪
   速センサと、上記スロットル弁の開度操作をアクセルペ
   ダル系と並列的に行なうスロットル弁駆動手段と、上記
   車輪速センサとスロットル弁開度センサの両信号に基づ
   き自動車の発進が検出された際、クラッチの接合状態を
   車輪速センサあるいはエンジン回転センサの内の少なく
   とも１つの出力信号に基づき検出し、この現在のクラッ
   チ接合状態で発進時にエンジンストップを生じないで済
   むスロットル弁開度を演算し、現在のスロットル弁開度
   を演算されたスロットル弁開度に調整するよう上記スロ
   ットル弁駆動手段に出力を送出するスロットル弁制御手
   段とを有した自動車の発進制御装置。