JPS63147945A - スロツトル弁制御装置 - 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〕 本発明は車両用エンジンに設けられるスロットル弁の開
度を制御するスロットル弁制御装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来より車両用エンジンに備えられるスロットル弁はア
クセルペダルと直接にリンク機構を介し°て接続されて
おり、運転者のアクセルペダルの踏込量に応して機械的
に駆動されていた。

“また最近においては、アクセル操作量を電気的に検出
し、この検出されたアクセル操作量に応じてスロットル
弁の開度をモータ等の電気アクチュエータにより制御す
る装置が数多く提案されている。

そしてこのような電気制御式のスロットル弁制御装置に
おいて、例えば特開昭６１−８４４２号公報にはブレー
キを踏み込んだときにアクセルセンサにより検出される
アクセルペダルの操作量がある程度大きいときはアクセ
ルセンサが不良と判定する技術が開示されている。この
方式は運転者がアクセルとブレーキとのどちらか一方を
必ず踏み込むならば有効であるが、アクセルセンサが不
良になってもブレーキを踏み込むまではそれを検出でき
ず、またオートマチックトランスミッションを備えた車
両で特に大きな発進加速力を得る場合やトランスミッシ
ョンの不良を判断するためにアクセルとブレーキを同時
に踏み込んだとき、アクセルセンサが異常でなく、かつ
正規の運転操作を行なってるにもかかわらずアクセルセ
ンサの故障と誤判定してしまう。

従って本発明の目的は、アクセル操作量を検出する操作
量検出手段の異常を高い確度で判断し得るスロットル弁
制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために、本発明において、第７図
に示すように、 車両に搭載されたエンジンに吸入される空気量を調節す
るスロットル弁と、 前記スロットル弁を駆動するアクチュエータと、運転者
により操作されるアクセルのアクセル操作量を検出する
操作量検出手段と、 前記アクセルが操作されてい゛る状態を直接検出する操
作状態検出手段と、 前記操作量検出手段にて検出されたアクセル操作量に応
じて前記スロットル弁の目標開度を設定する設定手段と
、 前記設定手段にて設定された目標開度に応じた駆動信号
を前記アクチュエータに出力する駆動信号出力手段と、 前記操作状態検出手段にて前記アクセルが操作されてい
ないことが検出された時に、前記操作量検出手段にて検
出されるアクセル操作量が前記アクセルが操作されてい
る状態に相当する値を示した場合、異常と判定する判定
手段と を有することを特徴とするスロットル弁制御装置として
いる。

〔実施例］ 以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本実施例の概略構成を示す構成図であって、エ
ンジン１は車両に搭載される火花点火式の４気筒エンジ
ンであり、このエンジン１には吸気管２、および排気管
３が接続されている。

吸気管２は集合管２ａ、サージタンク２ｂ、およびエン
ジン１の各気筒に対応して分岐している分岐管２ｃから
構成されている。吸気管２の集合管２ａには最上流側に
図示しないエアクリーナが設けられ、その下流側にエン
ジン１に吸入される空気量を調節するスロットル弁４が
設けられている。また吸入空気温度を検出する吸気温セ
ンサ５がエアクリーナとスロットル弁４との間に設けら
れている。さらに集合管２ａの外周壁にはスロットル弁
４の回転軸と連結された回転子を有するスロットル弁駆
動用アクチュエータをなす可逆転モータ６が設けられて
おり、このモータ６は、例えば、ステップモータあるい
はＤＣモータで構成される。またスロットル弁４０回転
軸の他端にはスロットル弁４を全開方向に付勢するスプ
リング４ａと、スロットル弁４の開度に応じたアナログ
信号を出力するスロットル弁４の実開度を検出するため
の開度センサ７とが設けられている。

サージタンク２ｂにはサージタンク内の吸気圧を検出す
るための吸気圧センサ８が接続されており、また各分岐
管２Ｃにはエンジンｌのインテークバルブ（図示せず）
近傍に燃料を噴射する電磁作動式の噴射弁９が設けられ
ている。

エンジン１にはエンジン冷却用の冷却水の水温を検出す
る水温セン廿ＩＬ及びエンジンｌの回転速度に応したパ
ルス信号を発生するエンジン回転数を検出するための回
転センサ１２が設けられている。

２０は主要部がマイクロコンピュータで構成されるスロ
ットル制御用の電子制御ユニット（スロットルＥＣＵ）
であり、上記各センサからのエンジン状態信号が入力さ
れると共に、モータ６に対して駆動信号を出力する。ま
たスロットルＥＣＵ２０は上記センサの他に、運転者に
より操作されるアクセルペダル１３ａに接続されたポテ
ンショメータ式のアクセルセンサ１３からのその操作量
に応じた電圧信号と、アクセルペダル１３ａの運転者に
より踏まれる面上に設けられた感圧式のペダルスインチ
１６からの運転者がアクセルペダル１３ａを踏み込んで
いることを示す信号とが入力されている。ところでペダ
ルスイッヂ１６は内蔵するリターンスプリングの力がア
クセルペダル１３ａ自身の復帰力より小さく、運転者が
アクセルセンサ１３に操作量Ｏ以外のなんらかの操作量
を与えるために足で力を加える場合には必ずＯＮとなる
よう構成されている。

なお、１４はバッテリであり、スロットルＥＣＵ２０に
電力を供給する。ところでバッテリ１４からスロットル
ＥＣＵ２０への通電ラインの途中には運転者により操作
されるｔＣスイッチ１５が設けられている。

また１７は運転席のメータパネル（図示せず）に装着さ
れるウオーニングランプであり、スロットルＥＣＵ２０
により点灯される。

上記スロットルＥＣＵ２０の主要構成を第２図に示す。

２１は上記センサ等からの信号に基づいてモータ６の駆
動量等の演算やアクセルセンサ１３の異常判定を行ない
、必要ならばウオーニングランプ１７の点灯等の指令を
行なうＣＰＵである。

２２はＣＰＵ２１での処理において使用される定′数や
データ等が記憶されている読み出し専用のメモリーであ
るＲＯＭ、２３はＣＰＵ２１で求められた演算結果や、
各センサからの検出データ等が一時記憶される書込み可
能なメモリーであるＲＡＭである。なお、ＲＡＭ２３は
スロットルＥＣＵ２０への電力供給が無くなった状態で
もその記憶内容が保持されるように構成されている。２
４は入力部であって、各センサからの信号を受信すると
共に、それらの信号に対してＡ／Ｄ変換や、波形成形等
の信号処理を実行する。２５は出力部であって、ＣＰＵ
２１で実行された処理結果に基づき、モータ６を駆動さ
せるための信号を出力すると共に、ウオーニングランプ
１７を点灯させるための信号を出力する。２６はコモン
バスであって、ＣＰＵ２１．ＲＯＭ２２．ＲＡＭ２３．
人力部２４、出力部２５間を結び、データの相互伝達に
用いられる。２７は電源回路であって、ＩＧスイッチ１
５を介してパンテリ１４と接続されており、ＣＰＵ２１
．ＲＯＭ２２．ＲＡＭ２３．入力部２４、出力部２５に
電力を供給している。

第３図にはＣＰｔＪ２１にて例えば１０ｍ５毎の時間割
込ルーチンとして実行されるスロットル弁４に対する制
御プログラムのフローチャートが示されている。

第３図において、ステップ１００では上述の各センサよ
り検出された信号を取り込み、ステップ２００ではステ
ップ１００にて取り込まれたアクセル操作量を示す電圧
信号■、のチェックを行なうと共に、異常と判断された
場合には代用値を算出する。ステップ３００では■、に
基づいてスロットル弁４の基本目標開度θ、。をＲＯＭ
２２に記憶されている基本目標開度マツプより読み出す
。

ステップ４００では他の各信号（吸気温、吸気圧。

水温１回転数）に基づいて補正値Ｋを求めこの補正値Ｋ
により基本目標開度θ、。を補正して今回の目標開度θ
８．を算出する。ステップ５００で目標開度θＳ、と開
度センサ７により検出されステップ１００にて朋り込ま
れたスロットル実開度θ、との偏差Δθを求め、ステッ
プ６００にてこの偏差Δθに基づいて制０ｎｌＤｓを求
める。ステップ７００ではステップ６００にて求められ
た制御ＩＤ。

を出力部２５に対して出力する。

上記処理により出力部２５は制御ＩＤ、に応じたスロッ
トル弁４を駆動するための信号を形成した後、モータ６
に対してこの駆動信号を出力する。

す葛とモータ６は駆動信号に基づいてスロントル弁４を
回転駆動し、従ってスロットル弁４はアクセル操作量θ
ヶとそのときのエンジン状態から最適の開度に調節され
る。

次に上記第３図のステップ２００における具体的な処理
を第４図、第５図に基づいて説明する。

第４図において、ステップ２１０ではアクセルセンサ１
３の異常状態を示すＲＡＭ２３内に記憶されているフラ
グＦＡがＯであるか否かを判別する。なおＦＡ＝Ｏはア
クセルセンサ１３が正常であることを、ＦＡ＝ｔはアク
セルセンサ１３が異常であることを示す。そしてＦ　Ａ
＝Ｏであればステップ２２０へ、またＦＡ≠０であれば
ステップ２８０へ進む。ステップ２２０，２３０でアク
セルセンサ１３からの電圧信号Ｖ１と正常出力の下限値
Ｖ　ｌｌ１１ｉ１１＋上限値Ｖ　ａ＊ａｘと比較し所定
の範囲内であるかを判定する。所定の範囲内より大きい
電圧値を示す場合はアクセルセンサ１３の接地側の断線
、小さい電圧値は示すときは供給電圧の配線の断線と判
定でき、ステップ２６０へ進む。アクセルセンサ１３か
らの信号が所定の範囲である場合はステップ２４０へ進
み、ペダルスイッチ１６がＯＮかＯＦＦか４ＴＩ　Ｌ’
２＝し、ＯＦＦの場合はステップ２５０でアクセルセン
サ信号Ｖ、とペダルスイッチ１６がＯＦＦの時に示し得
るアクセルセンサ１３の最大電圧値■、とを比較し、Ｖ
、＜Ｖ、ならばアクセルセンサ１３は正常と判断し、こ
の処理を終了し、ステップ３００に進む。そうでなけれ
ばアクセルセンサ１３は異常であると判断し、ステップ
２６０へ進み、まずフラグＦＡを１にセットしてからス
テップ２７０にてウオーニングランプ１７を点灯させる
べく出力部２５に指令して、ステップ２８０の代用値算
出処理を実行する。ここではペダルスイッチ１６のＯＮ
−〇ＦＦ信号だけから■、の代用値を求め、次に実行す
るステップ３００以降の処理に送る。

第５図に示される代用値算出処理においては、°まずス
テップ２８１でペダルスイッチ１６がＯＮかＯＦＦか判
定し、ＯＮの場合はステップ２８２は進み、アクセル操
作量代用値■、とその最大値Ｖ　ｆｍａＸを比較する。

代用値■、が最大値■ｆ□８より小さいときは次のステ
ップ２８３へ進むが、そうでなければステップ２８３を
迂回して、ステップ２８６に進む。ステップ２８３では
代用値■。

にａｖｆ＋だけ加え、ステップ２８６へ進む。一方へダ
ルスイッチ１６がＯＦＦのときはステップ２８４で代用
値■、とアクセル操作量０の時に相当るす最小値■０８
、を比べ、Ｖ、＞Ｖ、、、、ならばステップ２８５へ進
むがそうでなければ迂回してステップ２８６へ進む。ス
テップ２８５では代用値■、からｄ　Ｖｔｚ　（ｄ　Ｖ
ｒｚ＞　ｄ　Ｖｒ＋）だけ減する。

最後にステン１２８６でアクセルセンサ信号■。

に代用値■、を与え、この処理を終了し、ステップ３０
０に進む。なお、代用値■、にはスロットルＥ　ＣＵ　
２０の電源投入時に最小値Ｖ　ｒａｉｎが与えられる。

こうしてフラグＦ　Ａが１の時、ペダルスイッチ１６の
０Ｎ−６ＦＦに伴い第６図に示すようにアクセルセンサ
信号■１が変化するため、第３図のステップ３００以降
の処理により退避走行が可能となる。なお、ｄＶｒ＋＜
ｄＶｒｚと設定することで、アクセルセンサ信号Ｖ１は
ペダルスイッチ１６がＯＮであれば、ゆっくり増加し、
ＯＦＦであればすばやく減少するようになる。

上記構成ではアクセルセンサ１３の異常を判定するのに
、ペダルスイッチ１６からの信号とアクセルセンサ１６
からの電圧信号を比較している。

すなわち、アクセルペダル１３ａを踏み込んでいないに
もかかわらずアクセルセンサ１３の異常のためにアクセ
ルセンサ信号がある値を持う場合、従来の技術ではその
異常な値に応じてスロットル弁４の開度を操作してしま
うが、上記構成によるものではペダルスイッチ１６の信
号を人力するために、実際にアクセルペダル１３ａを操
作していないことを検出でき、従ってアクセルセンサ１
３の異常を容易に判定できるようになるので、スロット
ル弁４を誤って開けるに至らない。

さらにこのペダルスイッチ１６は運転者がアクセルペダ
ル１３ａを操作するときにＯＮとなるように設定されて
いるため、万一ペダルスイッチ１６゛に至る配線が断線
した場合でもアクセルペダル１３ａが操作されていない
信号を出すので危険な状態となるのを回避できる。

またアクセルセンサ１３が異常であると判定された場合
、運転者の意志を反映する信号として、ペダルスイッチ
１６の出力を利用し、代用値Ｖ。

を算出し、この代用値■、をアクセルセンサ信号■１と
することによりペダルスイッチ１６がＯＮである間はス
ロットル弁４を徐々に開いていき、ＯＦＦとなったとき
はやはり適当な速度で閉じているので、退避走行が可能
となる。なお、この場合のスロットル弁４が過度に開き
すぎないように、代用値■、に上限値を設けているので
、退避走行中に車両速度が過度に高められることが防止
される。また代用値■、によるアクセルセンサ信号Ｖ１
はゆっくり増加し、すばやく減少するようにしているの
で、上述のようにスロットル弁４は徐々に開き、適当な
速度で閉じるため、安全な退避走行が６育保される。

以上のようにアクセルセンサ１３に対してペダルスイッ
チ１６を設けることによって、スロットル弁制御装置を
構成するうえでの極めて重要な問題であったアクセルセ
ンサ１３の異常判定及び代行制御が解決され、上記構成
によって初めて車両の安全性が確保される。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、 車両に搭載されたエンジンに吸入される空気量を調節す
るスロットル弁と、 前記スロットル弁を駆動するアクチュエータと、運転者
により操作されるアクセルのアクセル操作量を検出する
操作量検出手段と、 前記アクセルが操作されている状態を直接検出する操作
状態検出手段と、 前記操作量検出手段にて検出されたアクセル操作量に応
じて前記スロットル弁の目標開度を設定する設定手段と
、 前記設定手段にて設定された目標開度に応じた駆動信号
を前記アクチュエータに出力する駆動信号出力手段と、 前記操作状態検出手段にて前記アクセルが操作されてい
ないことが検出された時に、前記操作量検出手段にて検
出されるアクセル操作量が前記アクセルが操作されてい
る状態に相当する値を示した場合、異常と判定する判定
手段と を有することを特徴とするスロットル弁制御装置とした
ことから、 操作量検出手段の異常が判定手段により操作状態検出手
段の検出結果から高い確度で、しかも容易に判断し得る
ようになり、従ってスロットル弁が誤まって開かれるこ
とを未然に防止し得るようになるので、車両の安全性が
充分に確保され、信頼性が向上するようになるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成を示す概略構成図、第２
図は第１図のスロットルＥＣＵの構成を示すブロック図
、第３図は第２図のＣＰＵにて実行されるプログラムの
フローチャート、第４図は第３図のフローチャートのス
テップ２００の詳細なプロゲラｌ、を示すフローチャー
ト、第５図は第４図のフローチャートのステップ２８０
の詳細なプログラムを示すフローチャート、第６図は第
５図のフローチャートのプログラムによるアクセルセン
サ信号■、の変化を示すタイムチャート、第７図は本発
明の概略構成を示すブロック図である。 １・・・エンジン、２・・・吸気管、４・・・スロット
ル弁。 ６・・・モータ、７・・・開度センサ、９・・・噴射弁
、１１・・・水温センサ、１３・・・アクセルセンサ２
１３ａ・・・アクセルペダル、１６・・・ペダルスイッ
チ、１７・・・ウオーニングランプ、２０・・・スロッ
トルＥＣＵ。 ２１・・・ＣＰＵ、２２・・・ＲＯＭ、２３・・・ＲＡ
Ｍ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両に搭載されたエンジンに吸入される空気量を調節す
   るスロットル弁と、 前記スロットル弁を駆動するアクチュエータと、運転者
   により操作されるアクセルのアクセル操作量を検出する
   操作量検出手段と、 前記アクセルが操作されている状態を直接検出する操作
   状態検出手段と、 前記操作量検出手段にて検出されたアクセル操作量に応
   じて前記スロットル弁の目標開度を設定する設定手段と
   、 前記設定手段にて設定された目標開度に応じた駆動信号
   を前記アクチュエータに出力する駆動信号出力手段と、 前記操作状態検出手段にて前記アクセルが操作されてい
   ないことが検出された時に、前記操作量検出手段にて検
   出されるアクセル操作量が前記アクセルが操作されてい
   る状態に相当する値を示した場合、異常と判定する判定
   手段と を有することを特徴とするスロットル弁制御装置。