JP4474174B2 - 電子制御スロットル装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクセル開度とエンジン運転状態とに応じて目標トルクを設定し、この目標トルクを生成するような電子スロットル弁の目標スロットル開度を設定する電子制御スロットル装置に関する。

従来、この種の電子制御スロットル装置として、アクセル開度を電気的に検出し、この踏込み量に応じてスロットル弁の開度を電気的に制御する技術が知られている。

電子制御スロットル装置は、基本的にアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて運転者の要求するトルクを設定し、この要求トルクに基づいて目標スロットル開度を設定し、この目標スロットル開度に応じた駆動信号にて電子スロットル弁を開閉動作させると共に、電子スロットル弁の実際の開度をスロットル開度センサで検出し、電子スロットル弁が目標スロットル開度に収束するようにフィードバック制御する技術が多く採用されている。

例えば、特開２００２−１９５０７７号公報には、発進時のトルクの移行速度をアクセル開度の大小に応じて変化させることで、発進時の加速性を損なうことなく、トルク段差に伴うショックの発生を抑制する技術が開示されている。
特開２００２−１９５０７７号公報

しかし、特許文献１に開示されている技術は、アクセル開度が大きいほど、目標駆動力の移行速度が早くなるように制御しているため、発進時等、アクセルペダルを大きく踏み込むような場合は、ある応答性で制御させることができるが、渋滞走行等、アイドル回転数付近での走行でのアクセル操作では、アクセルペダルを僅かしか踏み込まないため、アクセル操作後、駆動力が発生するまでに遅れが生じやすく、運転者にもたつき感を与えてしまう。

これに対処するに、例えば、アクセル開度とスロットル開度とを１：１で対応させることで、応答性を改選することも考えられるが、アクセルペダルを僅かに踏み込んだときでも過敏に応答してしまうため、トルク段差によるショックが発生し易くなり、運転者に不快感を与えてしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、少ないアクセル開度であっても、アクセル開度を速く変化させれば鋭敏な加速性能を得ることができて、運転者にもたつき感を与えることが無く、一方、アクセル開度を緩やかに変化させたときは、トルク段差に伴うトルクショックを緩和して良好な走行性能を得ることのできる電子制御スロットル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明による第１の電子制御スロットル装置は、エンジン運転状態及びアクセル開度に基づいてエンジンに要求するトルクを演算周期毎に設定する要求トルク設定手段と、アクセル開度の変化量に基づいてアクセル開速度を設定するアクセル開速度設定手段と、上記アクセル開速度に応じて上記要求トルクの変化を制限して目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、上記目標トルクが生成されるように電子スロットル弁の目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段とを備え、上記目標スロットル開度設定手段は上記目標スロットル開度に収束するように上記電子スロットル弁を制御することを特徴とする。

第２の電子制御スロットル装置は、エンジン運転状態及びアクセル開度に基づいてエンジンに要求するトルクを演算周期毎に設定する要求トルク設定手段と、上記アクセル開度の変化量に基づいてアクセル開速度ゲインを設定するアクセル開速度ゲイン設定手段と、上記アクセル開速度ゲインに応じて上記要求トルクの変化を制限して目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、上記目標トルクが生成されるように電子スロットル弁の目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段とを備え、上記目標スロットル開度設定手段は上記目標スロットル開度に収束するように上記電子スロットル弁を制御することを特徴とする。

本発明によれば、少ないアクセル開度であっても、アクセル開度を速く変化させれば鋭敏な加速性能を得ることができて、運転者にもたつき感を与えることが無く、一方、アクセル開度を緩やかに変化させたときは、トルク段差に伴うトルクショックを緩和して良好な走行性能を得ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１は電子制御スロットル装置の概略構成図である。

同図に示すように、電子制御スロットル装置（ＥＴＣ）は、スロットルボディ１に併設されている電子スロットル２と、この電子スロットル２を制御する制御ユニット（ＥＣＵ）３と、アクセルペダル４ａを有するアクセルペダルモジュール４とを備えている。更に、アクセルペダルモジュール４に、アクセルペダル４ａの踏込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ６が併設されている。尚、アクセル開度センサ６の代表として、ポテンショメータがある。

又、スロットルボディ１に介装されている電子スロットル弁としてのスロットル弁５とアクセルペダルモジュール４とは機械的に連設されておらず、スロットル弁５は併設するスロットルアクチュエータ２ａの回動により弁開度が制御される。尚、スロットルアクチュエータ２ａとしては、電動モータ、油圧モータ等がある。

又、スロットル弁５には、このスロットル弁５の実際のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ２ｂが連設されている。尚、スロットル開度センサ２ｂは、マグネットと、このマグネットの内側に配設された非接触式のホールＩＣと、このホールＩＣへの磁束を集中させるステータとを有する非接触式センサであっても良い。この非接触式センサは、スロットル弁５が回転すると、このスロットル弁５と一体にマグネットが回転して、ホールＩＣの感磁面がマグネットの磁界を相対的に通過する際に起電力が発生する。

制御ユニット（ＥＣＵ）３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータ等コンピュータであり、このＥＣＵの入力側に、アクセル開度センサ６がＡ/Ｄ変換器８を介して接続されていると共に、スロットル開度センサ２ｂがＡ/Ｄ変換器９を介して接続されている。

ＥＣＵ３では、スロットル開度センサ２ｂからの出力信号に基づきスロットル弁５の実開度（実スロットル開度）を検出する。尚、ＥＣＵ３の入力側には、クランク角センサ（図示せず）から出力されるエンジン回転数を示すエンジン回転数信号、水温センサで検出した冷却水温を示す冷却水温信号等、エンジンの運転状態を示す信号が入力される。

一方、ＥＣＵ３の出力側に、駆動回路１０を介してスロットルアクチュエータ２ａが接続されている。

運転者がアクセルペダル４ａを踏み込むと、アクセル開度センサ６からＡ/Ｄ変換器８を介してＥＣＵ３に対し、アクセルペダル４ａの踏込み量(アクセル開度)に比例する信号（アクセル開度信号）が出力される。

ＥＣＵ３では、アクセル開度信号に基づいて設定したアクセル開度θａとエンジン回転数信号に基づいて設定したエンジン回転数Ｎｅとに基づき、運転者がアクセルペダル４ａを介してエンジンに要求するトルク（以下「アクセル要求トルク」と称する）Ｔｑを設定し、このアクセル要求トルクＴｑと前回の演算時に算出したアクセル要求トルクＴｑ(n-1)との差分（以下「トルク差分」と称する）ΔＴｑを、前回算出した目標トルクＴｅ(n-1)に加算して、今回のエンジンから得るべき目標トルクＴｅを設定する（Ｔｅ＝Ｔｅ(n-1)＋ΔＴｑ）。

そして、目標トルクに応じた目標スロットル開度θｔｅを設定する。その間、スロットル弁５の実際のスロットル開度（以下「実スロットル開度」と称する）θｔｈを読込み、実スロットル開度θｔｈが目標スロットル開度θｔｅに収束するようにフィードバック制御する。

図２はＥＣＵ３で実行される電子制御スロットル装置のスロットル開度制御を示す機能ブロック図である。スロットル開度制御機能は、要求トルク設定手段としてのアクセル要求トルク設定部２１、基本値設定部２２、アクセル開度ゲイン設定部２３、アクセル開速度ゲイン設定手段としてのアクセル開速度ゲイン設定部２４、トルク変化量制限値設定手段としてのトルク変化量制限値算出部２５、記憶部２６、トルク差分算出手段としてのトルク差分算出部２７、トルク制限値設定手段としてのトルク制限値設定部２８、目標トルク設定手段としての目標トルク設定部２９、実スロットル開度検出部３０、目標スロットル開度設定部３１で構成されている。

アクセル要求トルク設定部２１は、アクセル開度θａとエンジン回転数Ｎｅとに基づきアクセル要求トルクマッブを参照してアクセル要求トルクＴｑを設定する。尚、図示しないが、アクセル要求トルクマッブには、アクセル開度θａとエンジン回転数Ｎｅの増加に対して、スロットル弁５が、おおよそ１：１で開くように、すなわち、ｆ(Tq)＝θａ・Ｎｅを満足するアクセル要求トルクＴｑが格納されている。

従って、アクセル開度θａが急変した場合、それに対応して、アクセル要求トルクＴｑも急増するが、アクセル開度θａを大きく変動させても、エンジンから出力されるトルクは急激に上昇しないため却ってレスポンスが悪化する。一方、アクセル開度θａを、全体の３０〜５０％程度まで急変させた場合は、エンジントルクが急変してトルク段差によるショックが発生し易くなる。

そのため、トルク制限値設定部２８では、アクセル要求トルクＴｑの演算周期（本形態では、５０ms）毎の変化量（トルク差分ΔＴｑ）を監視し、この変化量が大きい場合は、トルクリミッタを働かせて、目標トルク設定部２９で設定する目標トルクＴｅを制限することで、レスポンスの悪化、及びトルク段差によるショックの発生を抑制する。

又、基本値設定部２２、アクセル開度ゲイン設定部２３、アクセル開速度ゲイン設定部２４、トルク変化量制限値算出部２５において、過渡運転時（特に、加速運転時）におけるアクセル要求トルク設定部２１で設定するアクセル要求トルクＴｑを制限するトルク変化量制限値ΔＫｑを算出する。過渡運転時に設定されるアクセル要求トルクＴｑをトルク変化量制限値ΔＫｑで制限することで、トルクの急変によるトルクショックを緩和することができると共に、アクセル操作後の応答遅れによるもたつき感を解消することができる。

以下、各設定部２２〜２５の機能について説明する。基本値設定部２２は、エンジン回転数Ｎｅと、図示しないトランスミッションユニットのギヤ位置Ｐｇとに基づき、トルク制限基本値テーブルを補間計算付きで参照して、トルク制限基本値Ｋｑ[Nm]を設定する。尚、本形態はオートマチックトランスミッション（Ａ／Ｔ）車とマニュアルトランスミッション（Ｍ／Ｔ）車の何れにも適用できる。ギヤ位置Ｐｇは、Ａ／Ｔ車ではＥＣＵ３において運転状態に基づいて設定したギヤ位置信号に基づいて検出し、Ｍ／Ｔ車ではシフトポジションセンサから出力されるギヤ位置信号に基づいて検出する。

図３〜図７に、前進５速のトランスミッションを搭載する車両の１速〜５速の各ギヤ位置Ｐｇ毎に設定されているトルク制限基本値テーブルを例示する。この各トルク制限基本値テーブルに格納されているトルク制限基本値Ｋｑ[Nm]は、実験等により求めたものであり、各ギヤ位置毎にエンジン回転数Ｎｅに応じたトルク制限基本値Ｋｑ[Nm]が設定されている。

トルク制限基本値Ｋｑ[Nm]は、アクセル要求トルクＴｑをギヤ位置Ｐｇ毎に補正して、各ギヤ位置Ｐｇにおいてエンジントルクをスムーズに立ち上げるようにするためのものであり、各ギヤ位置Ｐｇ毎に、低エンジン回転数領域から高エンジン回転数領域へ移行するに従い次第に高くなる値のトルク制限基本値Ｋｑ[Nm]が設定されている。

アクセル開度ゲイン設定部２３は、アクセル開度θａとギヤ位置Ｐｇとに基づき、アクセル開度ゲインテーブルを補間計算付きで参照して、アクセル開度θａに応じてなまし処理を行うアクセル開度ゲインＫθｇ[PHY]を設定する。

図８〜図１２に、１速〜５速の各ギヤ位置Ｐｇ毎に設定されているアクセル開度ゲインテーブルを例示する。この各アクセル開度ゲインテーブルに格納されているアクセル開度ゲインＫθｇ[PHY]は、実験等により求めたものであり、各ギヤ位置Ｐｇ毎にアクセル開度θａに応じたアクセル開度ゲインＫθｇ[PHY]が設定されている。各図に示すように、アクセルペダル４ａが未踏の開放状態では、アクセル開度ゲインＫθｇが約0.5〜0.75[PHY]に設定されており、アクセル開度θａが１０[deg]付近で約1.0[PHY]に設定されている。従って、アクセルペダル４ａを開放した状態から、約１０[deg]程度の少ないアクセル開度θａの間に設定されるアクセル開度ゲインＫθｇは減少係数となる。

尚、アクセル開度θａに対応するアクセル開度ゲインＫθｇの増加割合は、ギヤ位置Ｐｇが１速のときのアクセル開度ゲインテーブル（図８参照）が一番大きく、ギヤ位置Ｐｇが２〜５速のときのアクセル開度ゲインテーブル（図９〜図１２参照）では、殆ど同じ増加割合を示している。従って、２〜５速のときのアクセル開度ゲインテーブルは共用化することも可能である。

アクセル開速度ゲイン設定部２４は、アクセル開速度（演算周期当たりのアクセル開度θａの変化量）Δθａ[deg/ms]に基づき、アクセル開速度ゲインテーブルを補間計算付きで参照して、アクセル開速度ゲインＫｄθａ[PHY]を設定する。図１３に示すようにアクセル開速度ゲインテーブルには、アクセル開速度Δθａ[deg/ms]が増加するに従い増加するアクセル開速度ゲインＫｄθａが格納されている。すなわち、定速走行等、アクセル開度θａが一定の場合は、Δθａ＝０であり、このときのアクセル開速度ゲインＫｄθａは、1.0に設定される。

尚、本形態では、５０msの演算周期で処理しているため、アクセル開速度Δθａは５０ms毎に算出される。アクセル開速度Δθａはアクセル開度θａの時間的変化量であるため、アクセル開度θａが小さい場合であっても、単位時間当たりの変化量が大きいときは、大きな値のアクセル開速度ゲインＫｄθａが設定される。

トルク変化量制限値算出部２５は、基本値設定部２２で設定したトルク制限基本値Ｋｑ[Nm]を、アクセル開度ゲイン設定部２３で設定したアクセル開度ゲインＫθｇ[PHY]とアクセル開速度ゲインＫｄθａ[PHY]とで補正して、トルク変化量制限値ΔＫｑを算出する。

ΔＫｑ＝（Ｋｑ・Ｋθｇ）・Ｋｄθａ …（１）
尚、トルク制限基本値Ｋｑとアクセル開度ゲインＫθｇとを乗算した値が基本変化量制限値となる。

ところで、上述したように、定速走行等、アクセル開度θａが一定の場合、アクセル開速度ゲインＫｄθａは、1.0に設定されるため（図１３参照）、（１）式は、
ΔＫｑ＝Ｋｑ・Ｋθｇ …（１’）
となり、基本変化量制限値と同じ値を示す。従って、トルク変化量制限値ΔＫｑは、加速運転等の過渡運転時にのみアクセル開速度ゲインＫｄθａが加味された値となり、過渡時の応答性が向上する。尚、アクセル開度θａを緩やかに変化させた場合でも、アクセル開速度Δθａは、０以上の値を示すため、アクセル開速度ゲインＫｄθａも1.0以上となり、トルク変化量制限値ΔＫｑは僅かに増加される。

記憶部２６は、演算結果を一時記憶するもので、アクセル要求トルク設定部２１で設定した前回のアクセル要求トルクＴｑ(n-1)、及び、後述する目標スロットル開度設定部３１で設定した前回の基本スロットル開度θｐ(n-1)等が格納される。

トルク差分算出部２７は、アクセル要求トルク設定部２１で設定したアクセル要求トルクＴｑと、記憶部２６に格納されている前回のアクセル要求トルクＴｑ(n-1)との差分であるトルク差分ΔＴｑ(ΔＴｑ＝Ｔｑ−Ｔｑ(n-1)）を算出する。

トルク制限値設定部２８は、トルク差分算出部２７で算出したトルク差分ΔＴｑと、トルク変化量制限値算出部２５で算出したトルク変化量制限値ΔＫｑとを比較して、何れか小さい値を選択し、選択した値をトルク制限値ＫＴｅとして設定する。尚、トルク制限値ＫＴｅはトルクリミッタとしての機能を有する。

目標トルク設定部２９は、記憶部２６に記憶されている前回のアクセル要求トルクＴｑ(n-1)に、トルク制限値設定部２８で設定したトルク制限値ＫＴｅを加算して目標トルクＴｅを設定する。

Ｔｅ＝Ｔｑ(n-1)＋ＫＴｅ …（２）

従って、ΔＴｑ＞ΔＫｑのとき、目標トルクＴｅはトルク変化量制限値ΔＫｑ分だけ増加する。一方、ΔＴｑ＜ΔＫｑのときの目標トルクＴｅは、トルク差分ΔＴｑの分だけ増加される。アクセル開度θａの変化が少ない定常運転では、トルク差分ΔＴｑが、ΔＴｑ≒０となり、トルク差分ΔＴｑがトルクリミッタとして作用するため、目標トルクＴｅは、前回のアクセル要求トルクＴｑ(n-1)とほぼ同じ値となる。

一方、アクセル開度θａを大きく変動させた場合、トルク差分ΔＴｑが大きな値を示すため、ΔＴｑ＞ΔＫｑとなり、トルク変化量制限値ΔＫｑがトルクリミッタとして作用する。

ところで、アクセル開度θａを、０〜１０[deg}程度の少ない範囲で変動させた場合、アクセル要求トルク設定部２１で設定するアクセル要求トルクＴｑは、アクセル開度θａの変化に応じて増加するため、そのトルク差分ΔＴｑを前回のアクセル要求トルクＴｑ(n-1)に加算して、目標トルクＴｅを算出した場合、トルクの急変によりトルクショックが発生し易くなる。

一方、このような過渡状態において、トルク変化量制限値ΔＫｑを、アクセル開速度ゲインＫｄθａを考慮することなく、トルク制限基本値Ｋｑとアクセル開度ゲインＫθｇとの乗算値である基本変化量制限値（Ｋｑ・Ｋθｇ）のみにより設定し、このトルク変化量制限値ΔＫｑ（ΔＫｑ＝Ｋｑ・Ｋθｇ）を前回のアクセル要求トルクＴｑ(n-1)に加算して、目標トルクＴｅを算出した場合は、目標トルクＴｅがトルク変化量制限値ΔＫｑにより、なまされるため、図１４（ｄ）に一点鎖線で示すように、応答遅れによるもたつきが発生し易くなる。

これに対し、本形態で算出するトルク変化量制限値ΔＫｑは、（１）式に示すように、基本変化量制限値（Ｋｑ・Ｋθｇ）にアクセル開速度ゲインＫｄθａを乗算して算出している。アクセル開速度ゲインＫｄθａは、アクセル開度θａの時間微分値であるため、図１４（ｂ）に示すように、少ないアクセル開度θａであっても、アクセル開度θａが変化しているときは、1.0[PHY]以上に設定される。このアクセル開速度ゲインＫｄθａは、アクセル開度θａの変化量が大きいとき、すなわちアクセルペダル４ａを速く踏み込んだときは大きな値となり、変化量が少ないとき、すなわちアクセルペダル４ａをゆっくりと踏み込んだときは小さな値となる。

従って、（１）式に基づいて算出されるトルク変化量制限値ΔＫｑは、少ないアクセル開度θａであっても、その速度に応じて変化するため、運転者の意思を充分に反映させることができる。その結果、このトルク変化量制限値ΔＫｑを、前回の目標トルクＴｅ(n-1)に加算して、今回の目標トルクＴｅを算出した場合、図１４（ｄ）に示すように、実スロットル開度θｔｈが急激に開弁することが無く、又は遅れて開弁することが無く、エンジントルクを運転者の意思に沿った適正な状態で立ち上げることができる。

又、実スロットル開度検出部３０は、スロットル開度センサ２ｂから出力されるスロットル開度信号に基づき、スロットル弁５の実スロットル開度θｔｈを検出する。

目標スロットル開度設定部３１は、目標トルク設定部２９で設定した目標トルクＴｅに対応する基本スロットル開度θｐを設定すると共に、実スロットル開度検出部３０で検出した実スロットル開度θｔｈと、記憶部２６に格納されている前回の基本スロットル開度θｐ(n-1)との差分（θｔｈ−θｐ(n-1)）に基づいてフィードバック補正ゲインλを設定し、基本スロットル開度θｐをフィードバック補正ゲインλで補正して、目標スロットル開度θｔｅを設定し（θｅ＝θｐ＋λ）、駆動回路１０へ出力する。

駆動回路１０では、目標スロットル開度θｔｅに対応する駆動信号をスロットルアクチュエータ２ａへ出力して、スロットル弁５を所定に開閉動作させる。

次に、図２に示すＥＣＵ３で実行されるスロットル開度制御の一例を、図１４に示すタイムチャートを参照しながら説明する。同図に示すタイムチャートには、渋滞走行等、アクセル開度θａが０〜１０[deg]程度の少ない範囲で、アクセル操作を行っているときの各信号波形が示されている。尚、ギヤ位置Ｐｇは１速にセットされているものとする。

アクセルペダル４ａを浅く踏んで、アイドル回転数付近で定速走行している場合、アクセル要求トルク設定部２１で設定されるアクセル要求トルクＴｑは低い値でほぼ一定しているので、今回のアクセル要求トルクＴｑと前回のアクセル要求トルクＴｑ(n-1)）とは、Ｔｑ≒Ｔｑ(n-1)であり、従って、トルク差分算出部２７で算出するトルク差分ΔＴｑは、ΔＴｑ≒０となる。

一方、基本値設定部２２では、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数付近にあるため、エンジン回転数Ｎｅとギヤ位置Ｐｇとに基づいて設定されるトルク制限基本値Ｋｑは、図３に示すように、1.2[Nm]付近に設定される。更に、アクセル開度ゲインＫθｇは、図８に示すように、0.75[PHY]付近に設定される。又、アクセル開度θａは一定値を示しているため、アクセル開速度ゲインＫｄθａは、図１３に示すように、約1.0[PHY]に設定される。

その結果、トルク変化量制限値算出部２５で算出するトルク変化量制限値ΔＫｑは、（１）式から、
ΔＫｑ≒1.2・0.75・1.0≒0.9[Nm]
となる。

従って、ΔＫｑ＞ΔＴｑであるため、トルク制限値設定部２８では、トルク差分算出部２７で算出したトルク差分ΔＴｑをトルク制限値ＫＴｅ（ＫＴｅ＝ΔＴｑ≒０）として設定する。、
目標トルク設定部２９で設定される目標トルクＴｅは、前回の目標トルクＴｅ(n-1)にトルク制限値ＫＴｅを加算して設定されるため（Ｔｅ＝Ｔｅ(n-1）＋ＫＴｅ）、Ｔｅ≒Ｔｅ(n-1)となりほぼ一定値を示す。

このように、アクセルペダル４ａを開放、或いはアクセルペダル４ａの踏込み量が一定の場合は、トルク差分算出部２７で算出したトルク差分ΔＴｑ（≒０）がトルクリミッタとして機能し、トルク変化量制限値算出部２５で算出されたトルク変化量制限値ΔＫｑは、目標トルクＴｅに加算されることがなく、目標スロットル開度設定部３１では、ほぼ一定値を示している目標トルクＴｅに基づいて目標スロットル開度θｔｅが設定される。

その後、図１４（ｄ）に示すように、やや加速させるためにアクセルペダル４ａを軽く踏むと、アクセル要求トルク設定部２１では、アクセル開度θａとエンジン回転数Ｎｅとに対して、おおよそ１：１で対応するアクセル要求トルクＴｑが設定される（ｆ(Tq)＝θａ・Ｎｅ）。

その結果、トルク差分算出部２７で、演算周期（５０ms）毎に算出するトルク差分ΔＴｑは、アクセルペダル４ａの踏み込み速度が速い場合は大きな値となり、ゆっくりと踏み込んだ場合は小さな値となる。

一方、基本値設定部２２で設定するトルク制限基本値Ｋｑは、ギヤ位置Ｐｇとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて設定されるため、アクセルペダル４ａを軽く踏み込んだ場合であっても、エンジン回転数Ｎｅが上昇するまで、すなわち、駆動力が発生するまでに遅れが生じている間は、アクセルペダル４ａを踏み込む前の値（本形態では、約1.2[Nm]）が維持される。

又、アクセル開度ゲイン設定部２３で設定されるアクセル開度ゲインＫθｇは、図８に示すように、アクセル開度θａにほぼ比例した値で上昇する。

又、アクセル開速度ゲイン設定部２４で設定されるアクセル開速度ゲインＫｄθａは、図１３に示すように、アクセルペダル４ａの踏込み量に拘わりなく、演算周期（５０ms）毎に検出されるアクセル開度θａの変化量から設定されるものであるため、踏み込み速度が速ければ大きな値に設定される。従って、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、アクセルペダル４ａを踏み込んだ直後の各ゲインＫθｇ，Ｋｄθａは共に上昇した値となる。

その結果、トルク変化量制限値算出部２５で算出するトルク変化量制限値ΔＫｑは、（１）式に従い、エンジン回転数Ｎｅが上昇する迄は、アクセルペダル４ａを踏み込む前の値（本形態では、約1.2[Nm]）のトルク制限基本値Ｋｑに、各ゲインＫθｇ，Ｋｄθａを乗算した値に設定される。

そして、エンジン回転数Ｎｅが上昇するに従い、トルク制限基本値Ｋｑが増加するため、相対的にトルク制限基本値Ｋｑが増加する。更に、アクセルペダル４ａを踏み込む途上では、図１４（ｂ）に示すように、アクセル開速度ゲインＫｄθａが増加するため、その分、トルク変化量制限値ΔＫｑの増加割合が大きくなる。

そして、トルク制限値設定部２８で、トルク差分ΔＴｑとトルク変化量制限値ΔＫｑとを比較すると、トルク差分ΔＴｑは、アクセル開度θａとエンジン回転数Ｎｅとの関係（ｆ(Tq)＝θａ・Ｎｅ）から求めたしたアクセル要求トルクＴｑの変化量であり、一方、トルク変化量制限値ΔＫｑは、トルク制限基本値Ｋｑを、アクセル開度θａの変化に基づいて設定したアクセル開度ゲインＫθｇとアクセル開速度ゲインＫｄθａとで補正しているため、ΔＴｑ＞ΔＫｑとなる。

その結果、トルク変化量制限値ΔＫｑがトルクリミッタとして機能し、アクセルペダル４ａを、０〜１０[deg]程度の浅い範囲でアクセル操作した場合であっても、トルクショックが発生せず、又、アクセル操作後の駆動遅れによるもたつき感を与えることが無く、良好な走行性能を得ることができる。

そして、アクセルペダル４ａの踏み込みが完了すると、アクセル開速度Δθａは０となるため、アクセル開速度ゲインＫｄθａは1.0[PHY]となり、トルク変化量制限値ΔＫｑは、基本変化量制限値（(1')式参照）となる。従って、アクセルペダル４ａの踏み込みを完了した後も、アクセル開速度ゲインＫｄθａを演算式から外す必要が無く、過渡運転、定常運転の何れにおいても、トルク変化量制限値ΔＫｑを常時算出することができる。

このように、本形態では、基本変化量制限値（Ｋｑ・Ｋθｇ）にアクセルペダル４ａの踏み込み速度に応じて設定されるアクセル開速度ゲインＫｄθａを乗算してトルク変化量制限値ΔＫｑを算出するようにしたので、アクセルペダル４ａを踏み込む途上では、その踏み込み速度に応じて目標トルクＴｅが増加するため、少ないアクセル開度θａであっても、応答性が良く、アクセル開度θａの変化速度に応じた加速性を得ることができる。

又、トルク変化量制限値ΔＫｑがトルクリミッタとして作用するため、アクセルペダル４ａを急激に踏み込んでも、エンジントルクが急変せず、エンジントルクの急変によるトルクショックが発生せず、良好な走行性能を得ることができる。

尚、本発明は上述した形態に限るものではなく、例えば減速時においても、本発明を適用することができる。又、アクセル開速度ゲインテーブルはギヤ位置毎に備えられていても良い。

電子制御スロットル装置の概略構成図 電子制御スロットル装置の機能ブロック図 ギヤ位置が１速のときに選択されるトルク制限基本値テーブルの説明図 ギヤ位置が２速のときに選択されるトルク制限基本値テーブルの説明図 ギヤ位置が３速のときに選択されるトルク制限基本値テーブルの説明図 ギヤ位置が４速のときに選択されるトルク制限基本値テーブルの説明図 ギヤ位置が５速のときに選択されるトルク制限基本値テーブルの説明図 ギヤ位置が１速のときに選択されるアクセル開度ゲインテーブルの説明図 ギヤ位置が２速のときに選択されるアクセル開度ゲインテーブルの説明図 ギヤ位置が３速のときに選択されるアクセル開度ゲインテーブルの説明図 ギヤ位置が４速のときに選択されるアクセル開度ゲインテーブルの説明図 ギヤ位置が５速のときに選択されるアクセル開度ゲインテーブルの説明図 アクセル開速度ゲインテーブルの説明図 アクセル操作を行っているときの各信号波形を示すタイムチャート

符号の説明

２ 電子スロットル
２ａ スロットルアクチュエータ
４ａ アクセルペダル
５ スロットル弁
２１ アクセル要求トルク設定部
２２ 基本値設定部
２３ アクセル開度ゲイン設定部
２４ アクセル開速度ゲイン設定部
２５ トルク変化量制限値算出部
２７ トルク差分算出部
２８ トルク制限値設定部
２８ トルク変化量制限値算出部
２９ 目標トルク設定部
３１ 目標スロットル開度設定部
Δθａ アクセル開速度
ΔＫｑ トルク変化量制限値
ΔＴｑ トルク差分
θａ アクセル開度
θｐ 基本スロットル開度
θｔｅ 目標スロットル開度
θｔｈ 実スロットル開度
Ｋθｇ アクセル開度ゲイン
ＫＴｅ トルク制限値
Ｋｄθａ アクセル開速度ゲイン
Ｋｑ トルク制限基本値
Ｎｅ エンジン回転数
Ｐｇ ギヤ位置
Ｔｅ 目標トルク
Ｔｑ アクセル要求トルク

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (2)

1. エンジン運転状態及びアクセル開度に基づいてエンジンに要求するトルクを演算周期毎に設定する要求トルク設定手段と、
   アクセル開度の変化量に基づいてアクセル開速度を設定するアクセル開速度設定手段と、
   上記アクセル開速度に応じて上記要求トルクの変化を制限して目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
   上記目標トルクが生成されるように電子スロットル弁の目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段とを備え、
   上記目標スロットル開度設定手段は上記目標スロットル開度に収束するように上記電子スロットル弁を制御する
   ことを特徴とする電子制御スロットル装置。
2. エンジン運転状態及びアクセル開度に基づいてエンジンに要求するトルクを演算周期毎に設定する要求トルク設定手段と、
   上記アクセル開度の変化量に基づいてアクセル開速度ゲインを設定するアクセル開速度ゲイン設定手段と、
   上記アクセル開速度ゲインに応じて上記要求トルクの変化を制限して目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
   上記目標トルクが生成されるように電子スロットル弁の目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段とを備え、
   上記目標スロットル開度設定手段は上記目標スロットル開度に収束するように上記電子スロットル弁を制御する
   ことを特徴とする電子制御スロットル装置。

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