JPS619337A - 車両用内燃機関のアクセル制御装置 - 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〉 本発明は、車両用内燃機関のアクセル制御装置に関する
。

〈従来の技術〉 従来の車両用内燃機関のアクセル制御装置としては、例
えば第１０図に示すようなものがある（実開昭５７−８
３０２７号公報参照）。

このものは、アクセルペダル２１のストロークをワイヤ
ケーブル２２を介してスロットルチャンバ２３に装着さ
れた絞り弁２４の回転軸２４ａに連結されたレバー２５
に伝達し、該レバー２５と一体に回転軸２４ａが回転し
て絞り弁２４を開閉するようになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来のアクセル制御装置にあ
っては、アクセルペダル２１と絞す弁２４とがワイヤケ
ーブル２２（あるいはリンク）等により機械的に連結さ
れた構造となっていたため、加速時にアクセルペダル２
１が大きな速度で踏み込まれると絞り弁２４が急激に開
き、過渡的に多量の空気が機関に供給されて失火を生し
てしまい、機関性能を充分に活かした加速を行えないと
いう問題があった。

また、減速時は、低速に落ちたとき駆動力伝達系の捩じ
り振動により車両にショックを与えて乗り心地を悪くす
ることがあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、加速時にはアクセル操作量の変化に対して絞り弁開
度の立ち上がり変化を緩やかにすることにより急激な吸
入空気量の変化を抑制して加速性能を向」ニし、また、
減速時はエンジンブレーキ効果を確保しつつ、車両に与
えるショックを回避して乗り心地を改善した車両用内燃
機関のアクセル制御装置を桿供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は第１図に示すように、運転者によっ
て操作されるアクセル操作手段の操作量を検出するアク
セル操作量検出手段Ａと、機関の吸気系に設けた絞り弁
の開度を検出する絞り弁開度検出手段Ｂと、アクセル操
作量の検出値に応じて絞り弁開度の目標値を設定する絞
り弁開度目標値設定手段Ｃと、絞り弁開度の目標値と検
出値との偏差を算出する絞り弁開度偏差算出手段りと、
前記偏差に対応する絞り弁開度のフィードバック制御量
のゲインを、絞り弁開度の増大時は偏差が増大するとき
に小、減少するときに大となるようなヒステリシス特性
を持たせ、絞り弁開度の減少時は、偏差が増大するとき
に大、減少するときに小となるようなヒステリシス特性
を持たせて設定するヒステリシス設定手段Ｅと、該ヒス
テリシス設定手段Ｅで設定したヒステリシス特性に応じ
て絞り弁開度制御量を設定する絞り弁開度制御量設定手
段Ｆと、該絞り弁開度制御量設定手段Ｇからの制御量信
号に基づいて絞り弁を開閉制御する絞り弁駆動手段Ｆと
を設けた構成とする。

く作用〉 かかる構成により、加速時にはアクセル操作手段を速い
速度で操作しても、偏差が増大する開弁初期に制御量の
ゲインが小さく、その後は制御量のゲインが大きくなる
ため、絞り弁開度の立ち上がりの変化は緩やかで、その
後は比較的速い速度で開かれるので、吸入空気量の急激
な変化が抑制されて、滑らかにして、かつ、強力な加速
性能が得られる。一方、減速時は、閉弁初期に制御量の
ゲインが大きくなるため、エンジンブレーキ効果を十分
に確保でき、閉弁終期は制御量のゲインが小さくなり、
緩やかに閉じられるため、駆動力伝達系の捩じり振動発
生を防止して車両に与えるショックを回避できる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例について説明する。

第２図は、第１の実施例の全体構成を示す。図において
アクセル操作手段としてのアクセルペダル１は、フロア
パネル２に軸支され、かつ、リターンスプリング３によ
ってアイドル位置に戻す方向に付勢さ゛れている。この
アクセルペダル１のストローク量（アクセル操作量）を
検出する手段として、ペダルポテンショメータ４がフロ
アパネル２に取り付けられ、該ペダルポテンショメータ
４からの検出信号はコントローラ５に入力される。

また、機関のスロットルチャンバ６に装着された絞り弁
７の回転軸７ａの一端部に絞り弁駆動手段としてのサー
ボモータ８が取り付けられ、該サーボモータ８は前記コ
ントローラ５からの出力によって駆動される。また、サ
ーボモータ８には絞り弁開度検出手段としてのバルブポ
テンショメータ９が一体に取り付けられており、該バル
ブポテンショメータ９からの信号はコントローラ５に入
力される。

尚、回転軸７ａの他端部に固定されたレバー１０と機関
本体壁との間に絞り弁７を全閉方向に付勢するリターン
スプリングが取り付けられている。

コントローラ５は次のように各処理部を備えて構成され
ている。即ち、Ａ／Ｄ変換器５１は前記ペダルポテンシ
ョメータ４及びバルブポテンショメータ９からのアナロ
グ信号をデジタル信号に変換し、マイコン５２は前記Ａ
／Ｄ変換器５１からの信号を入力して絞り弁７開度の制
御量を後述するように演算処理する。マイコン５２から
のデジタル制御信号はＤ／Ａ変換器５３によってアナロ
グ制御信号に変換された後サーボドライバ５４によって
増幅され、該増幅アナログ信号がサーボモータ８に出力
されて該サーボモータ８を所定角度回転駆動するように
なっている。

次に本実施例のマイコン５２による制御ルーチンを第３
図に示したフローチャートにしたがって説明する。この
フローは図示しないオペレーティングシステムにより一
定時間周期毎に起動される。

Ｓｌでは、ペダルポテンショメータ４からの信号に基づ
き、アクセルペダル１のストローク量ｌを読み込む。

Ｓ２では、マイコン５２のＲＯＭに記憶したマツプａ　
（第４図参照）からストローク量ｌに対応する絞り弁７
開度の目標値θ。を検索する。

このように目標値θ。をＲＯＭのマツプａから検索する
マイコン５２は絞り弁開度目標値設定手段として機能す
る。

Ｓ３では、バルブポテンショメータ９からの信号に基づ
き絞り弁７開度の検出値θを読み込む。

Ｓ４では、前記目標値θ。と検出値θとの偏差ε　（−
〇。−θ）を算出する。この算出を行うマイコン５２は
絞り弁開度算出手段の機能を有する。

Ｓ５では、Ｓ４で算出した偏差εの絶対値が所定値ε。

以上であるか否かを判定し、所定値ε。

未満の定常時はＳ６で絞り弁７開度をＯに設定し、所定
値ε。以−ヒの場合はＳ７へ進む。

Ｓ７では、偏差εが正の値であるか否かを判定し、ＹＥ
Ｓの場合はＳ８へ進む。

Ｓ８では、今回算出された偏差εが前回算出された偏差
ε９より大であるか否かを判定し、ε〉Ｓ９である偏差
εの増大時には、Ｓ９に進んでマイコン５２のＲ’ＯＭ
に記憶されたマツプｂから偏差εに対する絞り弁７開度
の制御量Δθを検索する。

ここで、マツプｂは第５図に示すように偏差εに対する
制御量へ〇のゲインを小さく設定した特性としである。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
。

ＳＩＯでは、Ｓ９で検索された今回の制御量Δθが前回
の制御量Δθ′より大であるか否かを判定し、Δθ〉Δ
θ”の場合は３１Ｂへ進むが、Δθ≦Δθ９の場合はＳ
ｌｌへ進んでΔθ−Δθ＊に設定する。

又、Ｓ８でε≦８１と判定された場合は、３１２へ進ん
でＲＯＭに記憶されたマツプＣから偏差εに対する絞り
弁７開度の制御量Δθを検索する。

マツプＣは、第６図に示すように偏差εに対する制御量
Δθのゲインを大きく設定した特性としである。

Ｓ１３では、ΔθがΔθ１より小であるか否かを判定し
、Δθ〈Δθ３の場合は３１Ｂへ進むが、Δθ≧Δθ９
の場合は３１４へ進んでΔθ−Δθ中に設定する。

一方、Ｓ７の判定がＮＯの場合はＳ１５へ進み、偏差ε
が前回のフローの偏差ε１より小（絶対値は大）である
か否かの判定を行い、この判定がＹＥＳの場合はＳ１６
へ進んで前記マツプＣから制御量Δθを検索し、Ｓ１５
の判定がＮＯの場合はＳ１７へ進んで前記マツプｂから
制御量へ〇を検索する。

このように、偏差εに対応する制御量Δθを設定するマ
イコン５２がヒステリシス設定手段及び絞り弁開度制御
量設定手段の機能を備える。

３１Ｂでは、絞り弁７開度の制御量Δθに対応する制御
信号をＤ／Ａ変換器５３に出力する。

次に、アクセルペダル１をステップ時に急激に踏み込ん
で加速を行った後、アクセルペダル１を離して減速を行
った場合の一連の制御動作を第７図〜第９図を参照して
説明する。

図において、アクセルペダル１のストローク量ｌに対応
した絞り弁７開度の目標値θ。が定まり、どの目標値θ
。と検出値θとの偏差εが所定値以上になるまでは、サ
ーボモータ８への出力は停止され、絞り弁７開度は一定
に保持される。偏差εが所定値以上になると、加速時は
偏差εは正であるから、Ｓ７の判定はＹＥＳとなって８
８に進み、アクセルペダル１を踏み込んでから停止する
までの間はアクセル操作量ｌに対する制御遅れにより偏
差εは増大するから、Ｓ８の判定はＹＥＳとなって８９
へ進む。Ｓ９では、マツプｂの特性による偏差εに対し
てゲインの小さな制御量Δθが検索され、後述する加速
の繰り返し操作時以外では偏差εの増大に比例して制御
量Δθも増大するから、３１０の判定もＹＥＳとなって
前記制御量Δθがそのまま出力される。そして、サーボ
ドライバ５４からの増幅信号によって制御量Δθずつサ
ーボモータ８が回転駆動され、絞り弁７が開かれてい（
（第７図、第８図の各ａ部分）。

ここで、制御量Δθのゲインは小さいので、絞り弁７の
立ち上がりの開弁速度は小さく、第７図に示す如く目標
値θ。の変化に緩やかに追従して開かれる。

アクセルペダル１の踏込を停止し、目標値θ。

が最大一定となった後は、引き続く開弁制御により、偏
差εは減少し始め、Ｓ８の判定はＮｏとなる。このため
、Ｓ１２に進んでマツプＣの特性による偏差εに対して
ゲインの大きな制御量へ〇が検索されるが、ここで検索
された制御量Δθば前回のフローで８９で検索、かつ、
設定された制御■Δθ（−Δθ申）よりも当然大きな値
であるため、Ｓ１３の判定はＮＯとなって３１４で制御
量Δθは前回の制御量Δθ＊に等しく設定される。そし
て、引き続き減少する偏差εに対し、マツプＣから検索
される制御量Δθが前回の制御量６０１以上である間は
この一定の制御値Δθ“が出力され続け、絞り弁７の開
弁速度は一定となる（第７図、第８図の各す部分）。さ
らに偏差εが減少してマツプＣから検索される制御量へ
〇が前回の制御量Δθ１を下回ると、Ｓ１３の判定がＹ
ＥＳとなって、前者の偏差εの減少に比例して大きなゲ
インで減少する制御量Δθが出力されるため、絞り弁７
は開弁速度を減少しつつ滑らかに目標値θ。に近づいて
いく。

このように、絞り弁７の立ち上がり開弁速度は小さくし
て吸入空気量の急増を抑制しつつ、その後は偏差εの減
少に良好に追従して一定の開弁速度で開かれるため、応
答遅れが抑制され、滑らかにして、かつ、力強い加速性
能が確保され、加速性能を十分に引き出した後の開弁末
期は、短時間　　　　　　−で、かつ、開弁速度を減少
しつつ絞り弁７を滑らかに停止できるので信顛性にも優
れるのである。

尚、偏差εが０とならないうちにさらに加速操作を行っ
た場合は、Ｓ９の判定がＮＯとなって８１０へ進み、こ
の判定がＹＥＳとなるまでの量制御量Δθは一定に保持
され（第８図のｄ部分）、Ｓ９の判定がＹＥＳとなって
からＳ８でマツプｂから検索した制御量Δθで絞り弁開
度が制御される。

次に、アクセルペダル１を離す減速時は、Ｓ７の判定が
ＮＯとなりアクセル操作を停止するまでの間はさくε”
となってＳ１６でマツプＣから検索されたゲイン大の制
御量が出力されるので加速時の立ち上がりの開弁速度に
較べて大きな閉弁速度で閉じられるので、良好なエンジ
ンブレーキ性能を確保できる（第７図、第９図の各６部
分）。また、アクセル操作の停止によりε≧６８になる
とＳ１７でマツプｂから検索されたゲイン小の制御量Δ
θが出力されるので、閉弁速度を減少しつつ絞り弁７が
閉じられ、特に機関回転の落ちる末期には滑らかに閉じ
られるため（第７図、第９図の各ｆ部分）、低速域で発
生し易い駆動力伝達系の捩じり振動に伴う車両へのショ
ックを効果的に抑制でき、快適な乗り心地を確保できる
。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、絞り弁をアクセ
ル操作手段とは切り離された駆動手段によって駆動し、
加速時には絞り弁の立ち上がり開弁速度を緩やかにする
ように設定された制御量に応じて絞り弁を駆動して開度
制御することができるため、吸入空気量の急激な変化が
抑制され、失火を生じることなく滑らかな加速性能が得
られる。

また、減速時には加速時とは反対のヒステリシスをもつ
制御量特性により初期閉弁速度を大きくしてエンジンブ
レーキ効果を確保しつつ、終りは緩やかな閉弁速度で閉
じられ車両に与えるショックを回避でき、乗り心地も改
善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の第１の実施例を示す全体構成図、第３図は同上実施
例の制御ルーチンを示すフローチヤード、第４図は同上
実施例のアクセルペダルのストローク量に対する絞り弁
開度の目標値の特性を示す線図、第５図は同上実施例の
偏差増大時の偏差に対する絞り弁開度の制御量の特性を
示す線図、第６図は同上実施例の偏差減少時の偏差に対
する絞り弁開度の制御量の特性を示す線図、第７図は同
上実施例の各状態量を示すタイムチャート、第８図は同
上実施例の加速時における偏差に対する絞り弁開度制御
量の変化を示す線図、第９図は同上実施例の減速時にお
ける偏差に対する絞り弁開度制御量の変化を示す線図、
第１０図は従来の車両用内燃機関のアクセル制御装置を
示す図である。 １・・・アクセルペダル　　４・・・ペダルポテンショ
メータ　　５・・・コントローラ　　７・・・絞り弁８
・・・サーボモータ　　９・・・パルプポテンショメー
タ 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第４図 第５図　　　　　　　第６図 第７図 第８図　　　　　　第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　運転者によって操作されるアクセル操作手段の操作量
   を検出するアクセル操作量検出手段と、機関の吸気系に
   設けた絞り弁の開度を検出する絞り弁開度検出手段と、
   アクセル操作量の検出値に応じて絞り弁開度の目標値を
   設定する絞り弁開度目標値設定手段と、絞り弁開度の目
   標値と検出値との偏差を算出する絞り弁開度偏差算出手
   段と、前記偏差に対応する絞り弁開度のフィードバック
   制御量のゲインを、絞り弁開度の増大時は偏差が増大す
   るときに小、減少するときに大となるようなヒステリシ
   ス特性を持たせ、絞り弁開度の減少時は、偏差が増大す
   るときに大、減少するときに小となるようなヒステリシ
   ス特性を持たせて設定するヒステリシス設定手段と、該
   ヒステリシス設定手段で設定されたヒステリシス特性に
   応じて絞り弁開度の制御量を設定する絞り弁開度制御量
   設定手段と、該絞り弁開度制御量設定手段からの制御量
   信号に基づいて絞り弁を開閉駆動する絞り弁駆動手段と
   を備えて構成したことを特徴とする車両用内燃機関のア
   クセル制御装置。