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JP2869250B2 - 自動車の制御装置 - Google Patents

自動車の制御装置

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JP2869250B2
JP2869250B2 JP4123356A JP12335692A JP2869250B2 JP 2869250 B2 JP2869250 B2 JP 2869250B2 JP 4123356 A JP4123356 A JP 4123356A JP 12335692 A JP12335692 A JP 12335692A JP 2869250 B2 JP2869250 B2 JP 2869250B2
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車のスロットル
バルブを電気的に制御する自動車の制御装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車のスロットルバルブは、ア
クセルペダルと機械的にリンクされ、アクセルペダルの
踏込量に応じてスロットルバルブを開閉するようになっ
ていることは周知である。また、アクセルペダルの踏込
量と車速に応じてスロットルバルブの開度を電気信号に
よりステッピングモータで制御する方法が例えば特開昭
61−261635号公報に開示されている。
【0003】図6はその制御装置を示す構成図である。
図において、2は車両の走行速度を検出する車速セン
サ、5はスロットル開度及び目標スロットル開度の入力
信号に基づきスロットルアクチュエータ6を制御する制
御手段、7はスロットルアクチュエータ6により回転さ
れるスロットルバルブ、8は該スロットルバルブ7の開
度を検出するスロットル開度センサである。
【0004】また、21はアクセルペダルの踏込量を検
出する手段、22はその検出信号S1 の入力及びアクセ
ル感度の入力に基づいて該アクセルペダルの踏込量と目
標スロットルバルブ開度との関係を該アクセル感度に従
って決定する関数発生手段、23は走行中におけるスロ
ットルバルブ7の開度の平均値を算出する手段、24は
走行中の車速の平均値を算出する手段、25は車速の平
均値とスロットルバルブ7の平均値に基づいてアクセル
ペダルの踏込量に対するスロットルバルブ開度の感度を
示すアクセル感度を算出する手段であり、制御手段5に
より、スロットルバルブ7の開度が目標値に等しくなる
ようにスロットルアクチュエータ6を制御するようにな
っている。
【0005】すなわち、上記構成に係る制御装置は次の
ように動作する。運転者のアクセル踏込量はアクセルペ
ダル踏込量検出手段21で検出され、アクセルの踏込量
に対して或る関数関係でスロットルバルブ7が開閉され
る。つまり、関数発生手段22は、それまでの平均的な
車速と平均的なスロットル開度から、アクセル踏込量と
スロットル開度との関数を決めて、スロットル開度目標
値を指令するような制御を行っている。この時、荷重の
状態や上り坂、下り坂などは、スロットル開度の平均値
と、車速の平均値から判断し、スロットル開度の平均値
が大きいにもかかわらず、車速の平均値が小さい場合に
は、負荷が大きいとみなして、アクセル踏込量に対して
スロットル開度が大きめになるような関数にしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動車の制御装
置は以上のようなスロットル制御を行っており、運転者
の意志をアクセルペダルの踏込量で検出し、走行の状態
を車速から検出して、アクセルペダル踏込量と車速との
関係がほぼ一定になるようにしているためイージードラ
イブになっている。しかし、これでは自動車本来の訴求
性能であるドライバビリティの改善にはなっていない。
また、スロットルアクチュエータ6を用いている為、該
アクチュエータによる故障率も増加しているが、これに
対する配慮が十分でないなどの問題点があった。
【0007】この発明は、上述した点に鑑みてなされた
もので、自動車のドライバビリティの向上を図ると共
に、スロットルアクチュエータ系の故障による自動車の
暴走を防止できる安全性に対し配慮した自動車の制御装
置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る自動車の制御装置は、吸気管に設けられたスロットル
と、該スロットルを回動するアクチュエータと、自動車
のアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段
と、車速を検出する車速検出手段と、変速機の変速比を
検出する変速比検出手段と、前記車速及び前記変速比を
パラメータとし前記アクセル操作量に対する目標スロッ
トル開度のパターンを複数有するマップを含み、前記車
速及び前記変速比に基づいて前記複数のパターンから1
つのパターンを選択すると共に、前記アクセル操作量を
受け前記選択されたパターンに基づき前記目標スロット
ル開度を設定する目標開度設定手段と、前記目標スロッ
トル開度を受け前記スロットルの開度が前記目標スロッ
トル開度になるよう前記アクチュエータを制御する制御
手段とを備えたものである。
【0009】また、請求項2に係る自動車の制御装置
は、吸気管に設けられたスロットルと、該スロットルを
回動するアクチュエータと、自動車のアクセル操作量を
検出するアクセル操作量検出手段と、自動車のエンジン
回転数を検出する回転数検出手段と、前記アクセル操作
量に応じて目標スロットル開度を設定する目標開度設定
手段と、前記スロットルの開度が前記目標スロットル開
度になるよう前記アクチュエータを制御する制御手段
と、前記目標スロットル開度と前記回転数に基づきエン
ジンの吸入空気量あるいはこれに関連する値の目標値を
演算する目標値設定手段と、前記吸入空気量あるいはこ
れに関連する値の実値を検出する実値検出手段と、前記
目標値設定手段からの目標値と前記実値検出手段からの
実値との比率を演算し、該実値が該目標値に比し所定の
比率以上に大きいとき故障と判定する故障判定手段と
備えたものである。
【0010】
【作用】この発明の請求項1において、目標開度設定手
段は、車速及び変速比に基づいてアクセル操作量に対す
る目標スロットル開度の複数のパターンから1つのパタ
ーンを選択し、アクセル操作量を受け前記選択されたパ
ターンに基づき前記目標スロットル開度を設定する。そ
して、制御手段により、目標スロットル開度を受け前記
スロットルの開度が前記目標スロットル開度になるよう
前記アクチュエータを制御することにより、加速時のト
ルクの立ち上がりが様々の運転領域でスムーズになる。
【0011】また、請求項2において、目標値設定手段
は、目標スロットル開度と回転数に基づきエンジンの吸
入空気量あるいはこれに関連する値の目標値を演算し、
故障判定手段は、目標値設定手段からの目標値と実値検
出手段からの実値との比率を演算し、該実値が該目標値
に比し所定の比率以上に大きいとき故障と判定すること
により、スロットルアクチュエータ、スロットル開度セ
ンサの故障によりスロットルバルブの開側故障が生じて
も速やかに故障検知し、燃料供給停止等の制御により自
動車の暴走を防ぐ。
【0012】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は本実施例に係る自動車の制御装置を示す構
成図である。図1において、1はアクセル操作量検出手
段としてのアクセル開度センサ、2は車速センサ、3は
トランスミッションのギヤ位置に対応して得られる変速
比信号、4は上記アクセル開度センサ1、車速センサ
2、及び変速比信号3から目標スロットル開度θT を演
算により求める目標スロットル開度演算手段である。
【0013】ここで、該目標スロットル開度は、図2に
示すように、アクセル開度に対応した関数で定められる
が、アクセル開度が小のときの勾配の小さいパターンP
1 と中程度のパターンP2 及び勾配の大きいパターンP
3 を有し、この中から一つのパターンが選択され目標ス
ロットル開度が決定される。
【0014】また、選択方法としては、図3に示すよう
に、変速比と車速とにより定められる領域により決定さ
れる。即ち、変速比が大で車速が小のときは、アクセル
開度が小で加速すると、大きなトルクを発生して運転者
にシヨックを与えるので、パターンP1 を選択してアク
セル開度に対する目標スロットル開度の感度を下げるこ
とにより、加速シヨックを低減することができる。
【0015】逆に、変速比が小で車速が大のときは、ア
クセル開度が小で加速してもトルク変化(比率)が小さ
く、シヨックは発生しないので、加速性を向上させるた
めにパターンP3 を選択してアクセル開度に対する目標
スロットル開度の感度を上げる。
【0016】次に、5は目標スロットル開度θT とスロ
ットル開度センサ8からの実スロットル開度θR との偏
差を求めスロットルアクチュエータ6を制御するスロッ
トルアクチュエータで、周知のPID制御を行いスロッ
トルアクチュエータ6に電気信号を出力するようになさ
れ、スロットルアクチュエータ6、スロットルバルブ
7、及びスロットル開度センサ8は、図4に示されるよ
うに取り付けられる。
【0017】即ち、該電気信号によりスロットルアクチ
ュエータ6内のモータ61が駆動されギア62にて連結
された出力がスロットルバルブ7を回転させる。また、
同軸上に取り付けられたスロットル開度センサ8により
回転角度位置を検出し実スロットル開度θR を得る。
【0018】次に、装置の安全性に係る構成の部分につ
いて説明する。図1において、9は空気密度センサであ
り、大気圧,吸気温度から空気密度ρを計算し出力す
る。10はエンジン回転数検出センサであり、回転数N
eを出力する。11は目標空気量演算手段であり、目標
スロットル開度θT 、空気密度ρ、回転数Neとから目
標空気量QT を(1)式により演算出力する。 QT =f(θT ,Ne)×g(ρ) ・・・(1)
【0019】また、12は空気流量センサ、13は吸入
空気量検出手段13であり、周知の方法で実空気量QR
を求める。14は比較演算手段であり、所定運転条件下
で上記目標空気量QT と実空気量QR の比較を行いスロ
ットルアクチュエータ系(5,6,7,8)の異常を検
出したとき故障表示ランプ19を点灯すると共に、エン
ジンが異常に吹き上げる危険性のある場合はその程度に
応じて燃料制御手段15に全気筒燃料カット、または半
数の気筒を燃料カットさせる。
【0020】さらに、17は休筒制御システムにおいて
上述したのと同様な状況下で通常制御以外の優先処理と
して休筒制御バルブ18の制御を行いエンジンの出力を
低下させる休筒制御手段、16は燃料制御手段15によ
って制御されるインジェクタ、18は休筒制御手段17
により制御される休筒制御バルブ、20は信号処理装置
である。
【0021】次に、信号処理装置20の動作を、比較演
算手段14の動作の詳細説明を中心に、図5に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。先ず、ステップS1は
図1に示される各種センサ類からの情報読み込みを行
う。ステップS2では前述のように目標スロットル開度
θT を目標スロットル開度演算手段4による演算で求め
る。そして、ステップS3では目標開度θT と実開度θ
R の偏差に基づき偏差を0にするようスロットルアクチ
ュエータ制御手段5によりスロットルアクチュエータ6
を制御する。
【0022】次に、ステップS4,ステップS5で各々
目標空気量QT と実空気量QR とを求め、ステップS6
では目標空気量QT と実空気量QR の比較を行う前処理
として、所定運転条件下か否かを判定する。目標空気量
T と実空気量QR がほぼ等しくなるのはスロットルア
クチュエータ系(5,6,7,8)が正常であると共に
エンジンの運転が定常運転である必要がある。
【0023】この為、条件としては、所定の運転領域内
(回転数Ne,空気量QR とから判断)であり、急激な
加減速を行っていない時(目標開度θT 実開度θR との
偏差の時間変化が小さい時)であり、また、該条件が所
定時間継続すること始動時、エンジン停止時を除くなど
の条件である。
【0024】該条件の成立時は、ステップS7に進み目
標空気量QT と実空気量QR の比較を行う。ステップS
7でQR /QT >K(K>1)のときは、運転者の意図
以上に吸入空気量が増えたときであり、自動車の暴走の
危険性がある。この原因として代表的なものは、スロッ
トルアクチュエータ6内のモータがロックしてスロット
ルバルブ7が開側状態に固定された場合がある。この場
合、アクセルを戻しても自動車は暴走を続けるので、ス
ロットルバルブを戻す以外の方法でエンジン出力を低下
させる必要がある。
【0025】また、別の要因としてスロットル開度セン
サ8の出力異常(通常より開度小となる故障)の場合も
フィードバックループにより運転者の意志に反してスロ
ットルバルブ7を開側へ制御させる。スロットルアクチ
ュエータ系の代表的なこれらの故障に対する故障検知方
法として、前述の目標空気量QT と実空気量QR の比較
を行うことで故障検知が可能である(目標空気量QT
実空気量QR の比較などではモータロックは検出できる
が、スロットル開度センサ8の異常は検知できない)。
【0026】次に、ステップS7でQR /QT >Kが成
立した時は、ステップS8でエンジンの出力低減処理を
行う。第1の方法としては、燃料供給を停止するもので
あり、第2の方法としては、休筒システムの場合、強制
休筒制御をすることで出力が低減できる。次にステップ
S9では故障コードをセットして故障表示を行う。
【0027】なお、上記実施例では、ステップS7でQ
R /QT >K(K>1)によりスロットルアクチュエー
タ系の開側故障について説明したが、同様にQR /QT
>K(K>1)により閉側故障についても判定できるこ
とは言うまでもない。また、図5では故障コードのクリ
ア処理等については説明を割愛している。
【0028】また、故障コードについては、スロットル
アクチュエータ系として一括する以外にスロットルアク
チュエータ6(モータ,ギア)とスロットル開度センサ
8とを分離することも可能である。スロットルバルブ7
の開側故障に対してモータロック時も、スロットル開度
センサ8の閉側故障もQR /QT となる。しかし、スロ
ットル開度θR ,θT の関係はモータロック時はθR
θT となり、スロットル開度センサ8の閉側故障の場合
(勾配が小さくなった時)はフィードバック制御の範囲
内ではθR >θT となり故障要因の弁別が可能である。
【0029】また、上記実施例では、目標空気量QT
実空気量QR との比較でスロットルアクチュエータ系の
故障を検出しているが、目標負荷(空気量/回転数)と
実負荷或いは目標マニホールド圧と実マニホールド圧と
の関係等から検出することでも同様の効果を奏すること
は言うまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、車速と変速比とに基づいて現在の運転状態に対して
最適な目標スロットル開度のパターンを選択し、さらに
この最適な目標スロットル開度のパターンとアクセル開
度とに基づいて目標スロットル開度を設定しているの
で、運転状態に応じた最適なドライバビリティを得られ
【0031】また、請求項2によれば、目標空気量ある
いはこれに関連する値の目標値と検出された実値との比
率により故障判定しているので、スロットルアクチュエ
ータ系の故障を容易に判定することができ、自動車の暴
走を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例による自動車の制御装置を示
す構成図である。
【図2】この発明の実施例に係る目標スロットル開度特
性図である。
【図3】この発明の実施例に係るパターン選択の特性図
である。
【図4】スロットルアクチュエータの取付図である。
【図5】図1の信号処理装置20の動作フローチャート
である。
【図6】従来例の自動車の制御装置を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
1 アクセル開度センサ 2 車速センサ 3 変速比信号 4 目標スロットル開度演算手段 5 スロットルアクチュエータ制御手段 6 スロットルアクチュエータ 7 スロットルバルブ 8 スロットル開度センサ 9 空気密度センサ 10 回転数検出センサ 11 目標空気量演算手段 12 空気流量センサ 13 吸入空気量検出手段 14 比較演算手段 15 燃料制御手段 16 インジエクタ 17 休筒制御手段 18 休筒制御バルブ 19 故障表示ランプ 20 信号処理装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気管に設けられたスロットルと、 該スロットルを回動するアクチュエータと、 自動車のアクセル操作量を検出するアクセル操作量検出
    手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、前記車速及び前記変速比をパラメータとし前記アクセル
    操作量に対する目標スロットル開度のパターンを複数有
    するマップを含み、前記車速及び前記変速比に基づいて
    前記複数のパターンから1つのパターンを選択すると共
    に、前記アクセル操作量を受け前記選択されたパターン
    に基づき前記目標スロットル開度を設定する目標開度設
    定手段と、 前記目標スロットル開度を受け前記スロットルの開度が
    前記目標スロットル開度になるよう前記アクチュエータ
    を制御する制御手段 とを備えたことを特徴とする自動車
    の制御装置。
  2. 【請求項2】 吸気管に設けられたスロットルと、 該スロットルを回動するアクチュエータと、 自動車の アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出
    手段と、自動車のエンジン回転数を検出する回転数検出手段と、 前記アクセル操作量に応じて目標スロットル開度を設定
    する目標開度設定手段と、 前記スロットルの開度が前記目標スロットル開度になる
    よう前記アクチュエータを制御する制御手段と、 前記目標スロットル開度と前記回転数に基づきエンジン
    の吸入空気量あるいはこれに関連する値の目標値を演算
    する目標値設定手段と、 前記吸入空気量あるいはこれに関連する値の実値を検出
    する実値検出手段と、 前記目標値設定手段からの目標値と前記実値検出手段か
    らの実値との比率を演算し、該実値が該目標値に比し所
    定の比率以上に大きいとき故障と判定する故障判定手段
    を備えたことを特徴とする自動車の制御装置。
JP4123356A 1992-05-15 1992-05-15 自動車の制御装置 Expired - Fee Related JP2869250B2 (ja)

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