JP3622248B2 - スロットル制御装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明はスロットル制御装置に関し、特にエンジンへの吸入空気流量又は燃料供給量を制御するスロットルの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のスロットル制御装置においては、アクセルペダルの踏込量(操作量)をポテンショメータなどによってセンシングし、これに基づきエンジンへの吸入空気流量又は燃料供給量を制御するようなスロットルバイワイヤーを採用しており、かつ流体継ぎ手などを用いてスロットルに駆動力を伝達している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のスロットル制御装置では、車両が段差へ乗り上げる等の部分的な高負荷状態は全く考慮されずにアクセルペダルの踏込量をもとにしてスロットル開度が決定されている。
【0004】
そのため、かかる高負荷状態時には、必要なトルクが得られるようにドライバーがアクセルペダルを踏み込むことになる。
【0005】
しかしながら、必要充分以上のアクセルペダルの踏み込みを行った場合は、段差乗り上げ後の車両の挙動が激しく、ドライバーに不安感を抱かせ、最悪の場合にはブレーキペダルとアクセルペダルとの踏み間違いによる暴走事故などを誘発するという問題があった。
【0006】
従って本発明は、段差乗り上げ時のような部分的な高負荷が車両に作用した場合に、このときのスロットル制御量を穏やかに変化させて該高負荷を乗り越えさせることにより負荷が急速に低下したときの車両の挙動を安定させることのできるスロットル制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るスロットル制御装置は、シフトレバー位置検出手段と、エンジン回転数検出手段と、車速検出手段と、アクセル開度検出手段と、スロットル開度検出手段と、スロットル駆動手段と、各検出手段の出力信号からシフトレバー位置が前進又は後退位置を示しているときアクセル操作が行われているにも関わらず車速が実質的に零でありエンジン回転数が閾値を越えているときには該スロットル開度の閾値を所定最低値から漸増させるとともに該スロットル開度が該閾値になるように該スロットル駆動手段を制御する制御手段と、を備えている。
【0008】
また上記の制御手段は、該高負荷状態の判定に更にシフトレバーセレクタの出力信号によりシフトレバーが駆動モードに選択されており且つブレーキペダルスイッチの出力信号によりブレーキペダルが踏み込まれていないことを含むことができる。
【0009】
さらに上記の制御手段は、該アクセル操作の有無の判定に該アクセル開度検出手段の代わりにアクセルペダルスイッチを用いることも可能である。
【0010】
【作用】
通常の路面であれば、前進或いは後退が可能であると思われる条件において、車両が動かない場合、段差などの部分的な高負荷に遭遇しているものと認知し、本発明の制御モードに移る。
【0011】
即ち、アクセル開度検出手段(又はアクセルペダルスイッチ)の出力信号からアクセル操作が行われているにも関わらず車速検出手段の出力信号から実質的に車速がゼロであることが判明し、またエンジン回転数検出手段の出力信号よりエンジン回転数が閾値を越えていること(さらに好ましくはシフトレバーセレクタの出力信号によりシフトレバーが駆動モードに選択されており且つブレーキペダルスイッチの出力信号によりブレーキペダルが踏み込まれていないこと)がわかった時には制御手段は部分的な高負荷が発生したと認識して上記の制御モードに移行する。
【0012】
この制御モードに移行してから制御手段は経過時間に比例してスロットル開度検出手段によって検出されるスロットル開度に対する閾値(スロットル開度の上限値)を穏やかに増加(漸増)させる。
【0013】
この場合、スロットル開度閾値は上記の制御モードに入ると同時に所定の最低値に強制的に低下させられるようになっているので、ドライバーがアクセルぺダルを必要以上に急激に踏み込んでもスロットル開度の閾値があるため急激にスロットルが開かれることはなくなる。
【0014】
そして、スロットル開度はこの所定最低値から徐々に大きくなって行くので、例えば段差を乗り上げた後も通常のアクセルペダル踏込量とスロットル開度の対応値に戻るまでは閾値を漸増させる。
【0015】
ドライバーはこの閾値以下のスロットル開度であればアクセルペダルを踏み込むことにより自由に変化させることが可能となる(図3,図4参照)。
【0016】
【実施例】
図1は本発明に係るスロットル制御装置の一実施例をブロック図で示したもので、図中、1はシフトレバー(図示せず)を操作した時にそのシフトレバー位置を出力するシフトレバーセレクタ、2はブレーキペダル(図示せず)を踏んだ時にONとなるブレーキペダルスイッチ、3はアクセルペダル(図示せず)を踏み込んだ時のアクセル開度を検出する手段としてのアクセルセンサ、4はエンジン回転数を検出する手段としてのエンジン回転数センサ、5は車速を検出する手段としての車速センサ、そして6は現在のスロットルの開度を検出する手段としてのスロットル開度センサである。
【0017】
また、7はセレクタ1、スイッチ2及びセンサ4〜6の各出力信号を入力して所定の演算処理を行う制御手段としてのCPU、そして8はCPU7からの制御信号によりスロットル(図示せず)を駆動するためのスロットル駆動装置である。
【0018】
図2は図1に示したCPU7に格納され且つ実行される制御プログラムのフローチャートを示したものであり、図2に従って図1の実施例の動作を以下に説明する。
【0019】
まずCPU7はシフトレバーセレクタ1の出力信号から自動変速機のセレクタレバーが前進或いは後退を期待するモードに選択されているか否かを判定する(ステップS1)。
【0020】
そして、このステップS1においてシフトレバー位置が「D」,「2」,「1」,又は「R」であるときにはステップS2に進み、そうでないときにはステップS11に進んで後述する履歴フラグNを“0”とし、時間計測変数Tを“0”とし(ステップS12)、イニシャライズを行う。
【0021】
そして、スロットル開度Rを現在のアクセルペダル踏込量Aとする通常のスロットル駆動モードを実行させる(ステップS13)。
【0022】
ステップS2においてはCPU7はブレーキペダルスイッチ2の出力信号からブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判定し、ブレーキペダルが踏み込まれているとき(ON)には上記と同様にステップS11〜S13に進む。
【0023】
ステップS2においてブレーキペダルが踏み込まれていないときには、ステップS3に進んでアクセルセンサ3の出力信号よりアクセルペダルが踏み込まれており踏込量A=0であるか否かを判定する。
【0024】
この結果、アクセルペダル踏込量A=0でありアクセルペダルが踏み込まれていないことが判ったときには上記と同様にステップS11〜S13に進む。
【0025】
ステップS3においてアクセルペダル踏込量A≠0であり、アクセルペダルが踏み込まれていることが判ったときには、更にステップS4に進んでエンジン回転数センサ4の出力信号よりエンジン回転数Eが閾値Esより大きいか否かを判定する。
【0026】
この結果、E≦Esであることが判ったときには上記と同様にステップS11〜ステップS13に進むが、E>Esであることが判ったときには、更にステップS5に進んで車速センサ5の出力信号より車速Sがほぼ“0”であるか否かを判定する。
【0027】
尚、このステップS5の判定は、通常用いられるパルスカウント型の車速センサでは極低速位置での精度が良くないため一定時間内での出力パルスが一定数以下の場合、車速を“0”とみなすことによって行っている。
【0028】
この判定の結果、車速Sが実質的に0でない事が判ったとき、即ち車両が移動していることが判ったときにはステップS14に進んで後述するスロットル開度閾値Hがスロットル開度の上限値Mを下回っているか否かを判定し、H≧Mであり閾値Hが上限値Mに達している場合にはステップS12及びS13に進み、H>Mの場合にはステップS7に進む。
【0029】
ここで、ステップS5において車速Sが実質的に“0”であり停車状態であることが判ったときには、上記のステップS1〜ステップS4により、シフトレバーが前進又は後退の位置に選択されており、ブレーキペダルが踏み込まれておらずアクセルペダルが踏み込まれており、エンジン回転数が一定値以上に上昇しており、更には停車状態である事が判ったので、これは上述した段差を乗り上げようとしているような部分的な高負荷状態が発生したことが判定されたので、ステップS6に進んで履歴フラグN“1”であるか否かを判定する。
【0030】
この履歴フラグNは最初は“0”であるのでステップS15に進んでこの履歴フラグNを“1”に設定すると共に、変数Tを“0”に初期化し(ステップS16)、ステップS17においてステップS13と同様に通常のスロットル駆動モードを実行する。
【0031】
CPU7の次の制御周期においては、ステップS6において履歴フラグNが“1”となっている。これは高負荷状態として制御すべき状態になったことを示しているので、ステップ7において時間計測変数Tを“1”だけインクリメントし時間カウントを開始する。
【0032】
このステップS7においては履歴フラグNが“1”になったときからの時間を計測していることになり、制御周期1回につき“1”づつ増加することになる。
【0033】
そして、ステップS8においてスロットル開度閾値Hを下記の式により計算する。
H=M/{1+exp(−a(T−b))} ・・・式(1)
【0034】
この式(1)は、図3に示すように、T=0のときにスロットル開度の閾値H=M/(1+exp(ab))となる最低値(B点)から漸増させるために、シグモイド関数を実現している。
【0035】
また、Mはスロットル開度の上限値であり、aとbの二つの定数は制御周期等をもとにに最適に設定すればよい。シグモイド関数を用いたのは一つの関数で閾値を決定できる利便性のためであり、H=ax+b,H=Mの二つの関数を組み合わせて用いてもよい。
【0036】
ステップS9に進んでスロットル開度センサ6の出力信号よりスロットル開度Rが上記の閾値Hを下回っているか否かを判定する。
【0037】
この結果、R<Hであることが判ったときにはステップS17に進んで通常のスロットル駆動モードとするが、そうでないことが判ったときにはステップS10においてスロットル開度Rを上記の閾値Hに制限して本発明によるスロットル駆動モードとする。
【0038】
ここで、図2に示したフローチャートにおける本発明の制御概念を図4を参照して説明すると、まず乗り上げモードへ移行する前はステップS1〜ステップS5を実行した場合、最終的にステップS13に進んで通常のスロットル駆動モードとなるので、実線で示したスロットル開度Rは点線で示したアクセルペダルの踏込量Aと等しい。
【0039】
その後、ステップS1〜ステップS5により上記の通り乗り上げモードへ移行したことが判ったときには、制御周期毎に“1”だけインクリメントされる時間計測変数T(ステップS7)から成るシグモイド関数で与えられるスロットル開度閾値H(ステップS8)が求められるため、ステップS9においてスロットル開度Rと閾値Hとが比較される。
【0040】
このとき、図3に示される如く閾値Hは最初(T=0)はB点にあるため、今までアクセルペダルの踏込量Aと等しかったスロットル開度RはB点に相当する閾値Hとの関係では、R≧Hとなるため、ステップS10に進んでスロットル開度は閾値Hに制限されることとなる。
【0041】
そして、ステップS8で示した閾値Hは図3に示す如く時間計測変数Tに従って漸増するので、図4に示す如くスロットル開度RはB点から徐々に上昇して行く。
【0042】
これに合わせて車両の駆動力も上昇して行くので、ステップS1→ステップS5に進むが、車両が移動する結果、ステップS5では車速Sは“0”でなくなり、ステップS5からステップS14に進む。
【0043】
ただし、段差に対する乗り上げが完了しない内は、H<Mであるので、ステップS14からステップS7〜S10に進むことになる。
【0044】
その後、段差の乗り上げが完了する頃には、図3に示すように閾値Hは上限値Mに近づいて行くので、実質的にH=Mとなり、ステップS5→ステップS14→ステップS12→ステップS13を経由し、通常のスロットル駆動モードへ移行する。
【0045】
このとき、アクセルペダルが離されれば、踏込量Aは図4に示すように急速に低下すると共にステップS3によりステップS11〜ステップS13が実行され、R=Aに等しくなるため図示のように点線と実線が等しくなり乗り上げが完了したことになる。
【0046】
尚、ステップS13及びS17で示した通常のスロットル駆動モードにおいては、アクセル操作量からスロットル開度を求めるが、これは関係式又はルックアップテーブル等で規定する事ができる。
【0047】
尚、図2に示した実施例において乗り上げモード、即ち高負荷状態を検出するためには、少なくともステップS3〜ステップS5の処理が不可欠であるが、ステップS1及びS2に示した処理を加えればより確実な乗り上げモードの判定が可能となる。
【0048】
なお、上記の実施例においてはスロットル開度を制御しているが、これの代わりに電子燃料噴射装置における燃料噴射量を制御してもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るスロットル制御装置によれば、シフトレバー位置が前進又は後退位置を示しているときアクセル操作が行われているにも関わらず停車状態であり且つエンジン回転数が一定の値を越えているときにはスロットル開度の閾値を所定の最低値から漸増させると共にスロットル開度がその閾値になるようにスロットル駆動手段を制御するように構成したので、必要以上のスロットル開度を与えることを防止し穏やかに段差等を乗り上げることが出来る。
【0050】
これは、前進及び後退共に同様に効果を有するものでありドライバーをサポートすることが可能となる。
【0051】
また、本発明は自動的に段差を乗り上げようとするものではなく、これによりドライバーは余裕を持ってアクセル操作を行うことができ錯誤による誤操作を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスロットル制御装置の実施例を示したブロック図である。
【図2】本発明に係るスロットル制御装置に用いる制御手段としてのCPUに格納され且つ実行される制御プログラムのフローチャート図である。
【図3】本発明に係るスロットル制御装置で用いられるスロットル開度閾値の時間計測変数Tのシグモイド関数で示したグラフ図である。
【図4】本発明に係るスロットル制御装置の段差乗り上げモード時のスロットル開度を時間経過と共に示したグラフ図である。
【符号の説明】
1 シフトレバーセレクタ
2 ブレーキペダルスイッチ
3 アクセルセンサ
4 エンジン回転数センサ
5 車速センサ
6 スロットル開度センサ
7 CPU(制御手段)
8 スロットル駆動装置
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- シフトレバー位置検出手段と、エンジン回転数検出手段と、車速検出手段と、アクセル開度検出手段と、スロットル開度検出手段と、スロットル駆動手段と、各検出手段の出力信号からシフトレバー位置が前進又は後退位置を示しているときアクセル操作が行われているにも関わらず車速が実質的に零でありエンジン回転数が閾値を越えているときには該スロットル開度の閾値を所定最低値から漸増させるとともに該スロットル開度が該閾値になるように該スロットル駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするスロットル制御装置。
- 該制御手段は、該高負荷状態の判定に更にシフトレバーセレクタの出力信号によりシフトレバーが駆動モードに選択されており且つブレーキペダルスイッチの出力信号によりブレーキペダルが踏み込まれていないことを含んでいることを特徴とした請求項1に記載のスロットル制御装置。
- 該制御手段は、該アクセル操作の有無の判定に該アクセル開度検出手段の代わりにアクセルペダルスイッチを用いることを特徴とした請求項1又は2に記載のスロットル制御装置。
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