JPS61294150A - エンジンのスロツトル制御装置 - 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、車両用等のエンジンのスロットルバルブを
開閉制御するスロットル制御装置の改良技術に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に、エンジンのスロットルチャンバに設けたスロッ
トルバルブの開閉制御は、アクセル操作に連動して機械
的に行なわれている。

また、例えば特開昭５９−１２０７４４号公報に見られ
るように、クラッチミート時のアクセル操作を容易にす
るため、クラッチミート操作を検出した時には、エンジ
ン回転速度がクラッチ回転速度に同期するように自動的
にスロットル開度を制御するようにしたエンジンのスロ
ットル制御装置も提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような従来の電気信号によるスロットル
制御装置は、アクセル操作子の操作量を示すアクセル信
号とスロットルバルブの開度量を示すスロットル信号を
差動増幅して、子の出方信号の極性及び大きさに応じて
スロットルアクチュエータとしてのサーボモータを正・
反転させて、スロットル開度が目標値になるように制御
するサーボ機構となっており、その制御ゲインは予め設
定された値に固定されていた。

しかしながら、このように制御ゲインを予め設定した値
に固定しておくと、次のような問題があった。

すなオ〕ち、スロットルバルブはエンジンの運転状態に
応じてその応答性が異なっているため、制御ゲインを固
定にしておくと、アクセル操作子（例えばアクセルペダ
ル）の様々な操作（踏込）態様に対するランダムなアク
セル信号に対応してスロットルバルブを常にスムーズに
追従性良く開閉させることが固壁であり、場合によって
はハンチング現象を引き起し、エンジン回転数が変動し
て運転性が悪化すると云う問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点を解決することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明によるエンジンのスロットル制御装置
は、第１図に機能ブロック図で示すように、アクセル用
操作子の操作量とスロットルバルブ１００の開度量との
偏差に応じてスロワ１〜ル制御手段１０１がスロットル
バルブ１００の開閉をサーボ制御するエンジンのスロワ
１〜ル制御装置において、アクセル用操作子の操作速度
を検出する操作速度検出手段１０２と、この操作速度検
出手段１０２によって検出した操作速度に応じてスロツ
Ｉ・ル制御手段１０１の制御ゲインを可変にする制御ゲ
イン可変手段１０３と、スロットルバルブ１００の開閉
速度を検出する開閉速度検出手段１０４と、この開閉速
度検出手段１０４によって検出した開閉速度と操作速度
検出手段１０２によって検出した操作速度が夫々に対し
て予じめ設定した値をいずれも越えたか否かを判定する
判定手段１０５と、この判定手段１０５によって開閉速
度と操作速度がいずれも予じめ設定した値を越えたと判
定さ九た時にスロットルバルブ１００の開閉速度が予め
定めた速度となるようにサーボ制御する速度制御手段１
０日とを設けている。

〔作　用〕

このような各手段を設けることにより、この発明による
エンジンのスロットル制御装置は、スロットルバルブ１
００の開閉速度とアクセル用操作子の操作速度のうちの
何れか一方でも予じめ定めた値以下になっている間は、
スロットル制御手段１０１によってアクセル用操作子の
操作速度に応じて可変される制御ゲインに基づくスロッ
トルバルブ１００め開閉サーボ制御がなされ、スロット
ルバルブの開閉速度及びアクセル用操作子の操作速度が
いずれも予じめ設定した値を越えた時には、速度制御手
段１０６によってスロットル開度１００の開閉速度が予
め定めた速度となるようにサー水制御がなされる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面の第２図以降を参照しな
がら説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図で
ある。

まず構成を説明すると、１はアクセル踏量検出装置であ
り、図示しないアクセル用操作子としてのアクセルペダ
ルの踏込み量を検出して、その踏量（操作量）に応じた
スロットル開度指令値θａを出力するもので、例えばポ
テンショメータなどによって構成されている。

２は操作速度検出手段としてのアクセル踏込速度検出装
置であり、アクセルペダルの踏込み速度（操作速度）を
検出してその速度に応じたアクセル踏込速度値υａを出
力するもので、例えばタコジェネレータなどによって構
成されている。

３はスロットル開度検出装置であり、スロットルアクチ
ュエータ４によって駆動される図示しないスロットルバ
ルブの開度位置を検出して、この開度位置に応したスロ
ットル開度値θＴを出力するもので、例えばポテンショ
メータなどによって構成されている。

５け開閉速度検出手段としてのスロットル開閉速度検出
装置であり、スロットル開度の変化速度、すなわちスロ
ットルバルブの開閉速度を検出して、その速度に応じた
スロットルバルブ速度値Ｖ′「を出力するもので、例え
ばタコジェネレータなどによって構成されている。

６は演算処理装置であり、スロットル開度指令値θａ、
アクセル踏込速度値υａ、スロットル開度値ＯＴ、及び
スロットルバルブ速度値ＶＴを各々デジタル値にＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換器７と、このＡ／Ｄ変換器７によっ
てＡＩＤ変換されたθａ、υａ、／ＪＴ、ＶＴを読込ん
でスロットル駆動装置１２への出力Ｔを演算する中央処
理装置（ＣＰＵ）８．メ干り（ＲＯＭ／Ｒ，ＡＭ）９．
入力装置（Ｉｌｏ）１０．及び出力装置（Ｉ　１０）１
１等からなるマイクロコンピュータとによって構成され
ている。

スロワ１−ル駆動装置１２は、駆動源として例えばＤＣ
モータを用いたスロットルアクチュエータ４を駆動する
ためのｒ′１Ｃモータ駆動回路よりなる装置である。

この演算処理装置６とスロットル駆動装置１２によって
、第１図におけるスロットル制御手段１０１、制御ゲイ
ン可変手段１０３２判定手段１０５、及び速度制御手段
１０６の役１１を果す。

演算処理装置６から先の各部を制御ブロック図的に示す
と、第３図に示すようになり、ＣＰＵ８がスロットル開
度指令値Ｏａとスロットル開度値０丁との差へｅを演算
し、ＣＰＵ８によるこの発明に係るソフト機能とスロッ
トル駆動装置１２の機能を合せ持つコントローラ１３に
よって、第２図のスロットルアクチュエータ４に対応す
るスロットル駆動モータ１４に出力する制御値を算出し
、その算出した制御値によってスロットルバルブ１５を
駆動制御するようになっている。

すなわち、第２図における演算処理装置６は、スロット
ル駆動装置、１２に上記偏差式〇に応じた制御信号であ
る出力Ｔを送って、スロットルバルブ１５の開閉をサー
ボ制御する機能（以下、［基本機能」と云う）と、この
発明に係る後述する制御ゲイン可変機能２利定機能、及
び速度制御機能とを果す。

第３図のコン１−ローラ１３における基本機能について
は、各種の制御方法が考えられる。

ここでは、−例として比例＋速度フィードバック制御（
以下「Ｐｖ副制御と云う）を考える。

ＰＶ制御は、偏差式〇に制御ゲインである比例ゲインＫ
ｐを乗じた値から、スロットルバルブ速度値ＶＴに同じ
く制御ゲインである比例ゲインにυを乗じた値を減算し
て得た値に応じて出力Ｔを決定する制御である。

算出式を表記すると、 Ｔ−ＫｐΔｅ　−Ｋ　ｖ　■Ｔ ここで、出力Ｔは、モータ出力を決定する値であり、ス
ロットルアクチュエータ４がＤＣモータであるから出力
Ｔに応じてスロットル駆動装置１２から出力される電圧
はＤＣ電圧となる。

ただし、スロットル駆動装置１２を１１ＣモータをＰＷ
Ｍ制御する構成とするならば、−Ｉ−記入によって駆動
電圧のパルス幅を決定させることになる。

」〕記式より明らかなように、スロットル開度指令値θ
ａが変化した場合、八〇が大きくなり、ＫｐΔｅにより
モータ出力は大となってスロットル開度は開度指令に追
従しようと動作する。

しかし、その開閉速度が大きすぎると、開度指令値が一
定になった場合などにハンチング等の好ましくない現象
を引起す。

そこで、ＫｖＶＴ項により開閉速度に応じて出力Ｔを小
さくする。ＫｐΔｅ−Ｋ　ｕ　Ｖ　Ｔの値が負になった
場合は、モータの回転方向を逆にすることにより、Ｋｐ
Ａｅ項は制動の効果をもつことになるので、スロワ１〜
ルバルブ１５はハンチング動作することなく目標開度に
設定される。

しかし、Ｋｐ、にυの比例ゲインを固定した場合、スロ
ットルバルブ１５はエンジンの運転状態に応じてその応
答性が異なっているため、アクセルペダルの様々な踏込
態様に対するランダムなスロツｌ−ル開度指令値Ｏａに
スムーズに追従できない。

例えば、第４図に破線で示すＢａｌ　、Ｂａ２は、夫々
異なるスロットル開度指令値の時間的変化を示すもので
あって、アクセルペダルの踏込み量に対応し、θａｌ、
Ｏａ２の傾きがアクセルペダルの踏込み速度を示してい
る。

アクセルペダルの踏込み速度の小さいＢａ２に対しては
、スロットル開度が実線θＴ２で示すようにスムーズに
追従変化するが、Ｏａｌのように踏込み速度が大きくな
ると、スロットル開度は実線ＯＴＩで示すようにスムー
ズな追従が困難となり、ハンチング等を引起して車の運
転性の悪化を招く。

これは、開度指令の急激な変化によつぜ偏差へ〇が急増
して、前述した式のＫｐＡｅ項の値が大きくなって、オ
ーバ出力となるためである。この場合もＫｖＶＴ項が効
いてはいるが、ＫｐΔｅ項の値に比べて小さなものであ
るため、オーバ出力を防止するには至らない。

そこで、アクセルペダルの踏込み速度に応じて、該速度
が速くなる程制御ゲインである比例Ｋｐの値を小さくす
ると共に、Ｋυの値の方を大きくする。それによって、
スロットル開度をスムーズに変化させることができる。

さらに、アクセルペダルの踏込み速度が速い場合は、ス
ロットル開度指令値Ｏａに強引に追従させるのではなく
、スロワ１−ルバルブ１５の開閉速度を予め定めたある
一定の速度値（エンジン回転の応答遅れやスロットルバ
ルブ１５のハンチングを考慮して決定する）に制御する
ことによって、開度指令に追従させるようにし、それに
よって、第５図の破線Ｂａｌに対する実線ＯＴ３で示す
ように、ハンチング等を引起すことなく、スロットルバ
ルブ１５をスムーズに応答性及び収束性良く開閉するこ
とができるようにする。

次に、第６図の制御フロー図を参照しながら、演算処理
装置６の作用をさらに説明する。

先ず、Ａ／Ｄ変換器７によってデジタル値に変換したス
ロットル開度指令値Ｏａ及びスロットル開度値θＴを読
み込む。

次にそれ等の読み込んだ値に基づいて、偏差Δｅ　＝　
１１　ａ　−Ｂ　Ｔ　　を演算する。

そして、次のステップで、やはりＡ／Ｄ変換器７によっ
てＡ／Ｄ変換したアクセル踏込速度値υａ及びスロット
ルバルブ速度値ＶＴを読み込んだ後、次のステップで例
えばメモリ９に予め格納した第７図及び第８図に示すよ
うな関数特性で変化する比例ゲインＫｐ、にυのテーブ
ルを夫々υａによってテーブルルックアップして、υａ
に応じた比例ゲインＫｐ、にυを可変決定する。

次に、υａが予め定めた限度値υ、を越えているか否か
を判定して、υａ≦υ１の時には、出力Ｔの算出を　Ｋ
ｐΔｅ＝にυＶＴ　　の演算にて行なう。ｔ）ａがυ１
を越えている時は、ＶＴが予め定めた限度値υ２を越え
ているか否かを判定して、ＶＴ≦υ２の時には、再び出
力Ｔの算出をＫｐΔｅ−にυＶＴ　　の演算によって行
なうが、ＶＴもυ２を越えている時には、予め定めた目
標速度値ＶＴＲ（例えばＶＴＲ＝ｖ２）とＶＴと（７）
＝１２− □　差Δυを演算して、ＶＴがＶＴＲとなるように出力
ＴをにΔυ（Ｋは所要の比例ゲイン）にて算出する。

そして、このような処理を繰返すことによって、アクセ
ルペダルの如何なる踏込態様にもスロットルバルブ１５
は常にスムーズに追従性良く応答して開閉するようにな
り、ハンチング現象などを引起さなくなる。

なお、上記実施例では、アクセル踏量検出装置１及びス
ロットル開度検出装置３として、ポテンショメータを用
いたものを例に採って説明したが、この他のアブソリュ
ートエンコーダなどのエンコーダを用いたものも利用で
き、そのようにした場合はＡ／Ｄ変換器７は不要となる
。

また、」二記実施例では、アクセル踏込速度検出装置２
及びスロットル開閉速度検出装置５として、タコジェネ
レータを用いたものを例に採って説明したが、この他に
θａ、ＢＴを各々微分する回路を用いたものも利用でき
る。

Ｃ発明の効果〕 以」二説明してきたように、この発明によるエンジンの
スロットル制御装置は、スロットルバルブの開閉をサー
ボ制御する時の制御ゲインをアクセル用操作子の操作速
度に応じて可変すると共に。

その操作速度及びスロットルバルブの開閉速度がいずれ
も予め定めた値を越えた時には、スロットルバルブの開
閉速度が予め定めた速度となるようにサーボ制御するよ
うにしたので、アクセル用操作子の如何なる操作態様に
対しても、スロットルバルブをスムーズに追従性良く開
閉することが可能となり、それによってスロットルバル
ブがハンチングすることがなくなり、エンジンあるいは
車両の運転性を良好にできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す機能ブロック構成図、 第２図はこの発明の一実施例を示すブロック構成図、 第３図は第１図の演算処理装置６から先の各部製ＩＩ７
御ブロック図的に示す図、 第４図及び第５図は夫々第１図の作用効果の説明に供す
る線図、 第６図は第１図のＣＰ　Ｕ　８が実行するプログラムの
制御フロー図、 第７図及び第８図は夫々第１図のメモリ９に格納される
比例ゲインＫｐ、にυのテーブルの特性例を示す線図で
ある。 １・・・アクセル踏量検出装置 ２・・・アクセル踏込速度検出装置 （操作速度検出手段） ３・・・スロットル開度検出装置 ４・・・スロワ１−ルアクチュエータ ５・・・スロットル開閉速度検出装置 （開閉速度検出手段） ６・・・演算処理装置　　８・・・中央処理装置（ＣＰ
ｔＪ）９・・・メモリ　（Ｒ，ＯＭ／ＲＡＭ）１２・・
・スロットル駆動装置 １５・・・スロワ１へルバルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アクセル用操作子の操作量とスロツトルバルブの開
   度量との偏差に応じてスロツトル制御手段が前記スロツ
   トルバルブの開度をサーボ制御するエンジンのスロツト
   ル制御装置において、 前記アクセル用操作子の操作速度を検出する操作速度検
   出手段と、 この操作速度検出手段によつて検出した操作速度に応じ
   て前記スロツトル制御手段の制御ゲインを可変する制御
   ゲイン可変手段と、 前記スロツトルバルブの開閉速度を検出する開閉速度検
   出手段と、 この開閉速度検出手段によつて検出した開閉速度と前記
   操作速度検出手段によつて検出した操作速度が夫々に対
   して予じめ設定した値をいずれも越えたか否かを判定す
   る判定手段と、 この判定手段によつて前記開閉速度と操作速度がいずれ
   も予じめ設定した値を越えたと判定された時に前記スロ
   ツトルバルブの開閉速度が予め定めた速度となるように
   サーボ制御する速度制御手段とを設けたことを特徴とす
   るエンジンのスロツトル制御装置。