JPS6220650A - 車両用アクセル制御装置 - 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、アクセル操作子の操作に応じてスロットル弁
がモータにより開閉制御される車両用アクセル制御装置
に関するものである。

（発明の背景） この種の装置に関しては特公昭５８−２５８５３、特開
昭５９−５８１３１などが知られており、スロットル弁
の開閉にはステップモータを使用することが可能である
。

そしてスロットル弁の開閉にステップモータが使用され
る従来装置においては、ステップモータの制御不能時に
スロットル弁が開かれたままとなり、これによりエンジ
ン回転数がアクセル操作にかかわらず異常に上昇する虞
れがあるので、スロットル弁をスプリングなどにより閉
方向へ付勢してステップモータの制御不能時にスロット
ル弁を全閉できる装置が提案されている。

ところが従来装置においては、スロットル弁を閉方向へ
付勢するスプリング等が故障した場合にはスロットル弁
を全閉とすることができないことや、ステップモータを
利用した場合、送り間隔以上の精度でスロットル弁を開
閉制御できず、スロットル弁開度を検出する検出器の取
付誤差やその電源電圧の変動により制御誤差が生ずるの
で、アクセル操作子がスロットル弁の全閉対応位置へ操
作されたときにスロットル弁を正確に全閉できず、この
ためその際にエンジンのアイドル回転数が正規の回転数
より不必要に高まるという問題が生じていた。

（発明の目的） 本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたものであり、
その目的は、アクセル操作子がスロットル弁の全閉対応
位置へ操作されたとぎに確実にスロットル弁を全閉とす
ることができる車両用アクセル制御装置を提供すること
にある。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明に係る装置は第１図に
示されるように構成されている。

同図においてアクセル操作子の操作量がアクセル操作量
検出手段ａで検出されており、スロットル弁を開閉駆動
するステップモータｂはアクセル操作量検出手段ａで検
出されたアクセル操作子の検出操作量に応じてモータ駆
動手段Ｃにより駆動されている。

そしてスロットル弁はその閉方向へスロットル弁付勢手
段ｄにより付勢されており、アクセル操作子がスロット
ル弁の全閉対応位置へ操作されかつスロットル弁が全閉
直前のときには、駆動制御停止指令手段ｅの指令に従い
モータ駆動手段Ｃによるステップモータｂの駆動制御が
停止され、その後スロットル弁はスロットル弁付勢手段
ｄにより全閉される。

またスロットル弁付勢手段ｄの異常が異常検知手段ｆで
検知されているときには、異常時駆動指令手段９で駆動
制御停止指令手段ｅの指令が無効とされるとともにその
手段ｑの指令に従いステップモータｂはモータ駆動手段
Ｃによりスロットル弁の閉方向へ駆動され、スロットル
弁はステップモータｂにより全閉される。

そのスロットル弁の位置がスロットル弁位置検出手段ｊ
で検知されており、スロットル弁の位置信号が所定期間
一定であれば、スロットル弁全閉位置検出手段りでスロ
ットル弁が全閉位置であることが検知され、そのときに
は異常時駆動停止指令手段ｉからモータ駆動手段Ｃにス
テップモータｂの駆動停止が指令される。

（実施例の説明） 以下図面に基づいて本発明に係る装置の好適な実施例を
説明する。

第２図においてアクセルペダル１０の踏込量がアクセル
ポテンショメータ１２により検出されており、その検出
信号はスロットル弁制御回路１４に供給されている。

このスロットル弁制御回路１４はマイクロコンピュータ
を中心として構成されており、そのＡ／Ｄ変換器１６に
アクセルポテンショメータ１２の検出信号が供給されて
いる。

そしてＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換されたア
クセルポテンショメータ１２の検出信号はＣＰＵ１Ｂに
供給されており、このＣＰＵ　１８で得られた４ビツト
の弁開閉制御信号はラッチ２０に供給されている。

ざらにラッチ２０の弁開閉制御信号はモータドライバ２
２に供給されており、その弁開閉制御信号に従ってステ
ップモータ２４の巻線２４ａ、２４ｂがモータドライバ
２２により各々励磁制御されている。

このステップモータ２４によりスロットル弁２６の回転
軸が駆動されており、その結果スロットル弁２６はアク
セルペダル１０の操作に応じて開閉駆動されている。

またスロットル弁２６はリターンスプリング２８により
閉方向へ常時付勢されており、スロットル全閉スイッチ
３０はスロットル弁２６が全閉されたときにその回転軸
によりスイッチング駆動されている。

そしてスロットル全閉スイツチ３０のスイッチング信号
は前記ＣＰＵ１８に供給されており、ＣＰＵ１８におい
てはそのスイッチング信号からスロットル弁２６が全閉
されたことが検知されている。

さらにスロットル弁２６の開度がその回転軸により駆動
されるスロットルポデンショメータ３２で検出されてお
り、その検出信号は前記Ａ／Ｄ変換器１６を介しＣＰＵ
１８に供給されてスロットル弁２６の停止検λ口に利用
されている。

なおＣＰＵ１８て表示制御される表示器３４によりリタ
ーンスプリング２８またはスロットル全閉スイッチ３０
の異常が警告されている。

また、ＣＰＵ１８においてはステップモータ２４の送り
量からその開度位置が推定検出されている。

本実施例は以上の構成からなり、以下その作用を説明す
る。

第３図、第４図は第２図におけるＣＰＵ１８の制御ルー
チンを説明するもので、第３図の処理は定時間割込処理
で必って図示されていないオペレーティングシステムに
より所定周期で起動されており、また第４図の処理はｏ
ｃｉ割込処理であってこの定時間割込処理により設定さ
れるモータスピードに応じて起動されている。

第３図において、まずアクセルペダル１０の踏込■！が
読込まれ（ステップ１００）、そのアクセルペダル１０
の踏込量！に基づいてスロットル弁２６の目標開度（目
標ステップ数８丁ＥＰ”）が求められる（ステップ１０
２）。

そしてアクセルペダル１０の踏込量ｌがＯでなく踏込中
との判定が行なわれたときには（ステップ１０４で否定
的な判定）、無励磁フラグＮ０ＴＲＱがリセットされ（
ステップ１０６）、スロットル弁２６の目標ステップ数
５ＴＥＰ”に対する実駆動ステップ数５ＴＥＰ（推定検
出されたスロットル弁開度に相当している）の偏差εが
算出される（ステップ１０８）。

ざらにこの偏差εに基づいてモータスピードの算出、ス
テップモータ２４の正転、逆転、保持の判断、ざらにｏ
ｃｉ割込の起動周期セット、モータ回転方向に関するフ
ラグセットなどが行なわれる（ステップ１１０）。

一方第４図の処理においては、まず無励磁フラグＮ０Ｔ
ＲＱの状態からアクセルペダル１０が操作中であるか否
かが判定され（ステップ１１２）、そのフラグＮ０ＴＲ
Ｑがセットされておらずアクセルペダル１０が操作中の
ときにはステップモータ２４の回転位置をそのまま保持
すべきか、正転すべきか、あるいは逆転すべきかが判断
される（ステップ１１４）。

その際に正転との判断が行なわれたときには実駆動ステ
ップ数５ＴＥＰに１が加えられ（ステップ１１６）、ま
た逆転との判断が行なわれたときには実駆動ステップ数
５ＴＥＰから１が差引かれ（ステップ１１８）、ざらに
保持との判断か行なわれたときには実駆動ステップ数５
ＴＥＰはそのままとされる。

その後洗の第１表で示される励磁パターン１．２．３．
４が所定の順番で選択され、これによりステップモータ
２４が正逆転制御されてスロットル弁２６が開閉駆動さ
れる（ステップ１２０）。

第１表 なお第１表において、励磁パターン１．２．３．４が選
択されると、それらに対応して端子Ａから端子Ａへ、端
子Ｂから端子Ｂへ、端子へから端子Ａへ、端子Ｂから端
子Ｂへ各々定格の励ｉａ電流が流れる。

そしてパターン１からパターン２へ変化すると、ステッ
プモータ２４の回転軸が正転方向へ駆動され、パターン
が３．４．１．２．３の順で変化するとステップモータ
２４が正転方向へ逐次ステップ駆動される。

またパターンが１．４．３．２．１．４の順で選択され
るとステップモータ２４の回転軸が逆転方向へ逐次ステ
ップ駆動される。

このように励磁パターン１．２．３．４が所定の順番で
選択されることによりステップモータ２４が正転方向ま
たは逆転方向へステップ送りされ、スロットル２６は例
えば１．８°ずつ開閉され、保持との判断が行なわれた
ときにはその位置に停止制御される。

以上のようにアクセルペダル１０が踏操作中の場合には
ステップモータ２４がアクセルペダル１０の踏込量に応
じて駆動制御されており、これによりスロットル弁２６
はアクセルペダル１０の踏操作に応じて開閉制御されて
いる。

この制御中においてアクセルペダル１０が無操作状態と
されてその踏込量！がＯとなったことが確認されると（
第３図　ステップ１０４で肯定的な判定）、ステップモ
ータ２４の実駆動ステップ数５ＴＥＰが４以下であるか
否かによりスロットル２６が全閉直前位置にあるか否か
が判断される（ステップ１２２）。

その際にスロットル弁２６が全閉直前位置にないとの判
断が行なわれたときには前述と同様な制御が行なわれる
が、スロットル弁２６が全閉直前位置にあるとの判断が
行なわれたときには前記の無励磁フラグＮ０ＴＲＱがセ
ットされ（ステップ１２４＞、次いで偏差εの算出、モ
ータ駆動方向の決定などが行なわれる（ステップ１０８
．１１０）。

そして第４図の処理においてその無励磁フラグＮ０ＴＲ
Ｑのセットが確認されると（ステップ１１２で肯定的な
判定）、前記第１表の無励磁パターンが選択され（ステ
ップ１２６＞、これによりステップモータ２４のコイル
２４ａ、２４ｂの励磁が禁止されてステップモータ２４
の駆動制御が停止される。

以上のようにアクセルペダル１０がスロットル弁２６の
全閉対応位置へ操作されて操作中の場合であって、その
際にスロットル弁２６が全閉直前位置にあるときにはス
テップモータ２４の駆動制御が停止され、その結果スロ
ットル弁２６はリターンスプリング２８によりその後全
閉される。

したがって、スロットル弁２６はスロットルチャンバへ
高速で衝突することなく正確に全閉され、エンジン回転
数は正規のアイドル回転数となる。

ここで、アクセルペダル１０がスロットル弁２６の全閉
対応位置でありかつスロットル弁２６が全閉直前のとき
に無励磁フラグＮ０ＴＲＱがセットされる際に（第３図
　ステップ１２４＞、リターンスプリング２８が異常で
あるか否かが判定されている（第３図　ステップ１２Ｂ
）。なお本実施例においてはステップモータ２４の駆動
制御が停止された後（ステップ１２６）にリターンスプ
リング２８でスロットル弁２６が閉方向へ付勢駆動され
ていることがスロツ１−ルポテンショメータ３２の検出
信号を監視することにより確認されたときにリターンス
プリング２８が正常との判定が行なわれており、確認さ
れないときにはリターンスプリング２８が異常との判定
が行なわれている。

その際にリターンスプリング２８が正常との判定が行な
われたときには無励磁フラグＮ０ＴＲＱのセット（ステ
ップ１２４）によりステップモータ２４の駆動制御が停
止されてスロットル弁２６が上述のようにリターンスプ
リング２８のみにより全閉される。

これに対してリターンスプリング２８が異常との判定が
行なわれたときには無励磁フラグＮ０ＴＲＱがリセット
され（ステップ１３０）、これにより上記ステップモー
タ２４の駆動制御停止が無効禁止される。

次いで弁停止確認フラグのリセットが確認されると（ス
テップ１３２で否定的な判定）、アクセルペダル踏込量
！に基づいて求められた目標ステップ数５ＴＥＰ”が所
定の閉方向駆動用ステップ数（−１００＞へ強制的に変
更される（ステップ１３４）。

このようにして目標ステップ数５ＴＥＰ”が強制的に変
更された後に偏差εが求められると（ステップ１０Ｂ＞
、ステップモータ２４の逆転でスロットル弁２６が閉方
向へ駆動されるとの判断が行なわれ（ステップ１１０Ｌ
第４図の処理においては実駆動ステップ数５ＴＥＰが１
だけ減ぜられる（ステップ１１８）。

さらに目標ステップ数８丁ＥＰ”が強制的に変更されて
いるか否かが判定され（ステップ１３６）、目標ステッ
プ数５ＴＥＰ”が強制的に変更されているとの判定が行
なわれたときにはスロットルポテンショメータ３２で検
出されたスロットル弁２６の実開度θが読込まれる（ス
テップ１３８）。

そしてスロットルポテンショメータ３２で検出されたス
ロットル弁２６の実開度θが所定期間例えば３回連続し
て同一であるか否かが判定され（ステップ１４０）、実
開度θが３回連続して同一でないとの判定が行なわれた
ときには弁停止確認フラグ５ＨＵＴＯＫがリセットされ
（ステップ１４２）、スロットル弁２６がステップモー
タ２４により閉方向へ駆動される（ステップ１２０）。

また実開度θが３回連続して同一でおるとの判定が行な
われたときには（ステップ１４０で肯定的な判定）、弁
停止確認フラグ５ｔ−ＩＵＴＯＫがセットされるととも
に目標ステップ数５ＴＥＰ”がＯとされ（ステップ１４
４．１４６）、スロワ１−ル弁２６の閉方向駆動が停止
される（ステップ１２０）。

以上のようにアクセルペダル１０がスロットル弁２６の
全閉対応位置とされかつスロットル弁２６が全閉直前の
位置にある場合においてリターンスプリング２８が異常
との判定が行なわれたとぎには、ステップモータ２４の
駆動制御停止が無効禁止されるとともに、目標ステップ
数５ＴＥＰ”の変更が行なわれ（ステップ１３４）、こ
れにより第５図の特性２００で示されるようにスロット
ル弁２６はリターンスプリング２８によらずステップモ
ータ２４で閉方向へ駆動される。

そしてスロットル弁２６は全閉位置でスロットルヂヤン
バのストッパに接し、第５図の特性２００から理解され
るようにその後閉方向へ駆動されると所定期間（時刻ｔ
。から時刻ｊ＋）に亘り停止し、さらにその閉方向駆動
が継続されると特性２０２から理解されるように全閉位
置で反発してわずかに開く。

この第５図においてスロットルポテンショメータ３２の
出力電圧が特性２０４で示されており、スロットル弁２
６の停止中にはスロットルポテンショメータ３２の検出
信号が一定であることが理解される。

そこで本実施例ではリターンスプリング２８の異常時に
おけるスロットル弁２６の開方向駆動中にスロットル弁
開度θが３回連続して同一でおるとの判定が行なわれて
スロットル弁２６の停止が確認されたときには（ステッ
プ１４０で肯定的な判定）、目標ステップ数５ＴＥＰ”
がＯとされて次回以降におけるスロットル弁２６の閉方
向駆動が停止される（ステップ１４６）。

このため、スロットル弁２６は閉方向駆動の継続ににす
全閉位置で反発して開かれることはなく、したがってエ
ンジン回転数は正規のアイドル回転数となる。

このようにリターンスプリング２８が異常でスロットル
弁２６を全閉付勢できない場合であっても、アクセルペ
ダル１０が無操作状態とされたときにスロットル弁２６
は確実に全閉とされ、エンジン回転数は正規のアイドル
回転数とされる。

なおリターンスプリング２８が異常との判定が行なわれ
たときには（ステップ１２８で肯定的な判定）、その旨
が表示器３４で表示されて運転者に対して警告が与えら
れる。

またリターンスプリング２８の正常時において、ステッ
プモータ２４の駆動が停止された後の所定時間内にスロ
ットル全閉スイッチ３０がスイッチングしない場合には
、そのスイッチ３０の異常が表示器３４により運転者に
対して警報される。

以上説明したように本実施例によれば、アクセルペダル
１０が無操作状態でスロットル弁２６が全閉直前位置と
なったときにスロットル弁２６を開閉駆動するステップ
モータ２４の励磁が停止され、その復リターンスプリン
グ２８の付勢力でスロットル弁２６が全閉とされるので
、エンジン回転数を正規のアイドル回転数とすることが
可能となる。

その際にスロットル弁２６が全閉直前の位置でリターン
スプリング２８の付勢力のみにより全閉されるので、ス
ロットル弁がスロットルチャンバに高速で衝突すること
はなく、したがってスロットルボゲイの耐久性を向上さ
せることも可能となる。

また本実施例によれば、大量生産される車両への装置組
付けに要Ｊる時間及び工程を低減してそのコストを引下
げることも可能となる。

すなわち従来において、大量生産される車両のステップ
モータ２４とスロットル２６等を組付ける際には、パタ
ーン１でスロットル開度がＯとなるようにそれらを調整
設定しなければならないが、本実施例装置ではその調整
がリターンスプリング２８により自動的に行なわれるの
で、これによる時間及び労力が不要となり、製造コスト
が低減される。

さらに本実施例によれば、リターンスプリング２８の動
作異常が自動検知されてその修理が運転者に対して促さ
れるので、その修理を行なうことによりリターンスプリ
ング２８を正常動作が可能な状態に常に維持することが
可能となる。

したがって、断線などによりステップモータ２４の駆動
制御が行なえなくなったときに確実にスロットル弁２６
を全閉駆動でき、このためステップモータ２４の駆動制
御不能によるエンジンの暴走等が防止される。このこと
は車両の安全な運転を行なう上で極めて好ましい。

そして本実施例によれば、リターンスプリング２８とス
ロットル全閉スイッチ３０のうち何れに異常が発生した
かを表示器３２の表示から確認できるので、その交換修
理を容易にかつ短時間中に行なうことが可能となる。

また特に本実施例によれば、リターンスプリング２８に
異常が発生した場合には、ステップモータ２４によりス
ロットル弁２６が全閉とされ、その全閉がスロットル弁
２６の停止により確認されるとステップモータ２４の駆
動が停止されるので、リターンスプリング２８の異常に
もかかわらずエンジンの回転数をアクセル操作に従い正
規なアイドル回転数とすることが可能となる。

なお本実施例においてはスロットルポテンショメータ３
２の検出信号を監視することによりリターンスプリング
２８が異常であるか否かが判定されていたが、ステップ
モータ２４の駆動が停止された後（ステップ１２６）に
おいて所定時間中にスロットル全閉スイッチ３０（正常
動作中）がスイッチングしないときにリターンスプリン
グ２８が異常との診断を行なうように装置を構成するこ
とも可能でおる。

また、アクセルペダル１０がスロットル弁２６の全閉対
応位置とされかつスロットル弁２６が全閉直前位置とさ
れたときに開始されるスロットル弁２６の閉方向駆動が
所定時間継続されてもスロットル弁全閉スイッチ３０が
スイッチングされないとぎに、そのスイッチ３０が異常
との診断を行なうように装置を構成することも可能であ
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、スロットル弁を正
確に全閉することが可能となり、エンジン回転数を正規
なアイドル回転数に制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は本発明に係る装置の
好適な実施例を示す構成説明図、第３図及び第４図は第
２図におけるＣＰＵ１８の処理手順を説明するフローチ
ャート、第５図は第２図におけるスロットル弁の開度と
スロットルポテンショメータ３２の出力電圧の変化の様
子を説明する特性図である。 ａ・・・・・・アクセル操作量検出手段ｂ・・・・・・
ステップモータ Ｃ・・・・・・モータ駆動手段 ｄ・・・・・・スロットル弁付勢手段 ｅ・・・・・・駆動制御停止指令手段 ｆ・・・・・・異常検知手段 ｑ・・・・・・異常時駆動指令手段 ｈ・・・・・・スロットル弁全閉位置検知手段ｉ・・・
・・・異常時駆動停止指令手段ｊ・・・・・・スロット
ル弁位置検知手段１０・・・アクセルペダル １２・・・アクセルポテンショメータ １４・・・スロツｌ〜ル弁制御回路 ２２・・・モータドライバ ２４・・・ステップモータ ２６・・・スロワ１ヘル弁 ２８・・・リターンスプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル弁を開閉駆動するステツプモータと、 アクセル操作子の操作量を検出するアクセル操作量検出
   手段と、 アクセル操作子の操作量に応じてステツプモータを駆動
   するモータ駆動手段と、 アクセル操作子がスロットルの全閉対応位置でスロツト
   ル弁が全閉直前のとぎに、ステップモータの駆動制御停
   止をモータ駆動手段に指令する駆動制御停止指令手段と
   、 スロットル弁を閉方向へ付勢して駆動制御を停止したと
   きに全閉するスロットル弁付勢手段と、スロットル弁付
   勢手段の異常を検知する異常検知手段と、 スロットル弁付勢手段の異常が検知されたときに、前記
   駆動制御停止指令手段の指令を無効とするとともにステ
   ップモータのスロットル弁閉方向駆動をモータ駆動手段
   に指令する異常時駆動指令手段と、 スロットル弁の位置を検出し、位置信号を出力するスロ
   ットル弁位置検出手段と、 スロットル弁の位置信号が所定期間一定であれば全閉位
   置であると検知するスロットル弁全閉検知手段と、 スロットル弁の異常検知時におけるステップモータの駆
   動開始後にスロットル弁の全閉位置が検知されたときに
   、ステップモータの駆動停止をモータ駆動手段に指令す
   る異常時駆動停止指令手段と、 を有することを特徴とする車両用アクセル制御装置。