JPS61210237A - 車両用内燃機関のアクセル制御装置 - 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、車両用内燃機関のアクセル制御装置に関する
。

（従来の技術〉 従来の車両用内燃機関のアクセル制御装置としては、例
えば特開昭５９−１２０７４４号に示されるように、在
来のアクセル操作を機関の吸気系に介装された絞り弁に
機械的に伝達するものに代え、アクセルペダルの踏込量
に応じて絞り弁開度を電子制御するようにしたものがあ
る。

具体的には、アクセルペダルの踏込量に応じた絞り弁開
度の目標値と、絞り弁開度の検出値との偏差を求め、該
偏差の極性と大きさとにしたがって絞り弁開度の制御量
を設定し、該制御量に応じてサーボモータ等により絞り
弁を開閉駆動して目標開度に制御するようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、かかる従来の電子制御式のアクセル制御
装置にあっては、絞り弁開度の制御量の設定にあたって
、制御ゲインは予め設定された値に固定されているため
、後述するような問題を生じていた。

即ち、例えば、絞り弁開度の制御量が前記した絞り弁開
度の目標値と検出値との偏差のみに基づいて設定される
ものにおいては、その制御ゲインが大きいと、目標値に
達した後もオーバーシュートやアンダーシュートを生じ
てハンチングを生じる。

この場合、機関に接続される変速機のシフト位置が４速
等高速段にセットされているときは、機関側からみれば
負荷が大きく、回転慣性が大きいため、前記のように絞
り弁開度にハンチングを生じても機関回転速度はトルク
変動を吸収して滑らかに変化できるのであるが、シフト
位置が１速等低速段にセットされているときは、機関の
受ける負荷が小さく回転慣性が小さいため、絞り弁開度
のハンチングに追従して機関回転速度もハンチングを生
じてしまうことがあった。

これを解消すべく制御ゲインを小さくすると、今度はシ
フト位置が高速段にセットされている時の応答性の低下
が著しくなり、加速性を損ねる結果となる。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、アクセル操作に対して機関回転速度を応答性を
良好に保持しつつハンチングの発生を良好に防止できる
ようにした車両用内燃機関のアクセル制御装置を提供す
ることを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図に示すように運転者によっ
て操作される車両のアクセル操作手段の操作量を検出す
るアクセル操作量検出手段Ａと、車両搭載内燃機関に備
えられた燃料供給装置の供給量を検出する燃料供給量検
出手段Ｂと、少なくともこれらの検出値に基づいて燃料
供給量の制御量を設定する燃料供給制御量設定手段Ｃと
、燃料供給制御量信号に基づいて燃料供給量を可変制御
する燃料供給量制御手段りとを備えてなる車両用アクセ
ル制御装置において、機関に接続される変速機のシフト
位置を検出するシフト位置検出手段Ｅと、シフト位置の
検出値に応じて燃料供給装置の制御ゲインを可変に設定
する制御ゲイン設定手段Ｆとを設けた構成とする。

く作用〉 かかる構成とすることにより、変速機のシフト位置に応
じて制御ゲインを適切に設定でき、もっ゛　てシフト位
置が低速段にセットされているときの機関回転速度のハ
ンチングを抑制できると共に、シフト位置が高速段にセ
ットされている時の応答性を良好に維持できる。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例について説明する。

第２図は、第１の実施例の全体構成を示す。図において
アクセル操作手段としてのアクセルペダル１は、フロア
パネル２に軸支され、かつ、リターンスプリング３によ
ってアイドル位置に戻す方向に付勢されている。このア
クセルペダルｌのストローク量（アクセル操作量）を検
出する手段として、ペダルポテンショメータ４がフロア
パネル２に取り付けられ、該ペダルポテンショメータ４
からの検出信号はコントローラ５に入力される。

また、機関のスロットルチャンバ６に装着された燃料供
給装置としての絞り弁７の回転軸７ａの一端部に燃料供
給量制御手段としてのサーボモータ８が取り付けられ、
該サーボモータ８は前記コントローラ５からの出力によ
って駆動される。また、サーボモータ８には燃料供給量
検出手段としての絞り弁開度を検出するバルブポテンシ
ョメータ９が一体に取り付けられており、該バルブポテ
ンショメータ９からの信号はコントローラ５に入力され
る。

尚、回転軸７ａの他端部に固定されたレバー１０と機関
本体壁との間に絞り弁７を全閉方向に付勢するリターン
スプリング１１が取り付けられている。

さらに、機関の出力軸に接続された変速機のシフト位置
を検出する手段として、リミットスイッチ等で構成され
るシフト位置スイ・ノチ１２が設けられ、この信号も同
様にコントローラ５に入力される。

コントローラ５は次のように各処理部を備えて構成され
ている。即ち、Ａ／Ｄ変換器５１は前記ペダルポテンシ
ョメータ４及びバルブポテンショメ−タ９からのアナロ
グ信号をデジタル信号に変換し、マイコン５２は前記Ａ
／Ｄ変換器５１からのアクセルペダルのストローク量ｉ
信号及び絞り弁開度θ信号を入力すると共に、シフト位
置スイッチ１２からのシフト位置Ｓｆ信号を入力し、こ
れら信号に基づいて絞り弁７開度の制御量を後述するよ
うに演算処理する。マイコン５２からのデジタル制御信
号はＤ／Ａ変換器５３によってアナログ制御信号に変換
された後、サーボドライバ５４によって増幅され、該増
幅アナログ信号がサーボモータ８に出力されて、該サー
ボモータ８を所定角度回転駆動するようになっている。

次に、本実施例のマイコン５２による制御ルーチンを第
３図に示したフローチャートにしたがって説明する。こ
のフローは、図示しないオペレーティングシステムによ
り一定時間周期毎に起動される。

Ｓｌでは、ペダルポテンショメータ４からの信号に基づ
き、アクセルペダル１のストローク量ｌを読み込む。

Ｓ２では、マイコン５２のＲＯＭに記憶したマツプａか
らストロークＭβに対応する絞り弁７開度の目標値θ、
を検索する。

Ｓ３では、バルブポテンショメータ９からの信号に基づ
き、絞り弁７開度の検出値θ７を読み込む。

Ｓ４では、前記目標値θ、と検出値θアとの偏差ｅ＝θ
、−θ７を算出する。

Ｓ５では、前記偏差ｅが誤差範囲内でＯに等しいか否か
を判定し、ＹＥＳの場合は絞り弁７開度を現状に維持し
て終了し、Ｎｏの場合はＳ６へ進む。

Ｓ６では、θ７の単位時間当りの変化量（例えば前回の
読み込み値との差）から絞り弁７の開閉速度Ｖを算出す
る。ここでＶの値は、絞り弁７の開閉方向に対応して正
負の値をとる。

Ｓ７では、シフト位置スイッチ１２によって検出された
変速機のシフト位置Ｓｆを読み込む。

Ｓ８では、後述するＳ９において燃料供給制御量設定手
段により絞り弁開度制御量を求める際に使用される２つ
の制御ゲインＫｐ、Ｋｖの値をシフト位置Ｓ、の関数と
してメモリに記憶されたマツプを検索して設定する。

ここで、メモリに記憶されたに、、Ｋｖのマツプと、Ｓ
８の検索機能が制御ゲイン設定手段を構成する。

Ｓ９では、絞り弁７開度の制御量Ｔを次式に基づいて設
定する。

Ｔ　＝　Ｋ、　ｅ　−ＫｖＶ　　　　＝　（１）Ｓ１０
では、ＳＩＯで求めた制御量Ｔに相当する信号をＤ／Ａ
変換器５３に出力する。

これにより、Ｄ／Ａ変換器５３によって変換されたアナ
ログ制御信号がサーボドライバ５４によって増幅された
後、サーボモータ８に出力され、サーボモータ８は絞り
弁７を所定量開閉駆動する。

そして、かかる制御を連続して行うことにより、絞り弁
７は目標値θ３に等しい開度に制御される。

次に、かかる制御による作用について説明する。

前記（１１式は、比例＋速度フィードバック制御（以下
ＰＶ！１１６という）に対応する式である。

即ち、今、定常状態からアクセル操作を行って目標値θ
１が変化した場合、偏差ｅが大きくなり、サーボモータ
８の出力が大きくなるため、絞り弁開度は目標値θ１に
追従しようと動作する。しかし、その速度Ｖが大きすぎ
ると、目標値６つに達した後でオーバーシュートやアン
ダーシュートが大きくなってハンチング等を引き起こす
ため、これを防止すべ（速度Ｖの増大に応じて制御量を
減じるようにしている。つまり、ＫｖＶＯ項は制動効果
をもつことになる。

しかし、従来のように制御ゲインに、、Ｋｖが一定の値
であると、シフト位置の相違によって後述する問題を生
じる。

即ち、例えば、制御ゲインをＫＰ、Ｋｖをシフト位置を
中速段にセットした場合にマツチングした中間の値に設
定したときには、アクセルペダルを急激に踏み込んだり
離したりして偏差ｅが大きくなるとに、ｅ項は大きくな
り、一方、Ｋ、Ｖ項は小さくなる（共に絶対値について
）。

このため、絞り弁開度制御量Ｔが大となって、絞り弁開
度θは第８図に示すようにハンチングを生じる。

このように、絞り弁開度がハンチングしていても、シフ
ト位置が高速段にセットされている時には機関の回転慣
性が大きいため、第９図のａに示すように、絞り弁開度
θのハンチングに伴うトルク変動を吸収して安定した回
転速度特性が得られるが、シフト位置が低速段にセット
されている時には機関の回転慣性が小さいため、第９図
すに示すように、トルク変動を吸収できず、絞り弁開度
θのハンチングに追従して回転速度Ｎもハンチングして
しまう。

かかるハンチングを回避するには、Ｋ、の値を小さく、
Ｋｖの値は大きくして制御量が過大となることを防止す
ればよいが、このようにすると、今度はシフト位置が高
速段にセットされ、回転慣性が大きい状況ではアクセル
操作に対して回転速度の応答性が低下する結果となる。

そこで、本実施例においては、Ｓ８で検索されるＫｐ、
Ｋｖの値をシフト位置に応じて夫々第４図及び第５図に
示すように設定しである。

即ち、Ｋ、はシフト位置が高速段になる程大きく、逆に
Ｋｖはシフト位置が高速段になる程小さく設定されてい
る。

このようにすれば、シフト位置が低速段にセットされて
いる時には、同一のアクセル操作量に対して（１）式に
おけるに、ｅは小さく、Ｋ、Ｖは大きくなるので、絞り
弁開度制御量は小さく設定され、これにより、アクセル
操作量が大きい場合でも第６図ａに示すように絞り弁開
度θはハンチングを生じることなく滑らかに変化し、こ
れに伴って回転速度Ｎも第７図のａに示すように滑らか
に追従し安定した特性が得られる。

また、シフト位置が高速段にセットされている時には、
前記低速段にセントされている場合に較べ、（１）式の
に、ｅは大きく、Ｋｖｖは小さく設定されるため、絞り
弁開度制御量Ｔは大きく設定されることになる。

これにより、アクセル操作に対して絞り弁開度θが迅速
に追従し、これに伴って回転速度Ｎも良好に追従するこ
とができる。また、絞り弁開度θは、第６図すに示すよ
うに、目標値θ、に達した後はハンチングを生じるもの
のに回転慣性が大きいため、トルク変動が吸収され、第
７図のｂに示すように、回転速度Ｎのハンチングを生じ
ることなく滑らかに変化する。

尚、本実施例では、ｐｖ制御を行うものについて示した
が、絞り弁開閉速度に基づく制御を省略し、偏差ｅのみ
で制御するものにおいても本発明を適用できることは勿
論である。

また、本実施例では燃料供給装置として、絞り弁を有す
る機関について述べたが、絞り弁板外の信号、例えば吸
入空気量、燃料噴射量、絞り弁を有さないディーゼル機
関等における燃料噴射ポンプのコントロールレバー等の
信号を検出して、これを燃料供給量とし、その燃料供給
量の制御量を設定するようにしても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、変速機のシフト
位置に応じて燃料供給制御量の制御ゲインを可変制御す
る構成としたため、機関回転速度のハンチングを防止し
つつ、応答性も良好に確保できるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成・機能を示すブロック図、第２
図は本発明の一実施例の構成を示す図、第３図は同上実
施例の絞り弁開度制御ルーチンを示すフローチャート、
第４図は同上実施例に使用される制御ゲインＫＰの特性
を示すグラフ、第５図は同上実施例に使用される制御ゲ
インＫｖの特性を示すグラフ、第６図は同上実施例のシ
フト位置をパラメータとする絞り弁開度一時間特性を示
す線図、第７図は第６図の絞り弁開度変化に対応する機
関回転速度一時間特性を示すグラフ、第８図は従来のｐ
ｖ制御における絞り弁開度一時間特性の一例を示す線図
、第９図は同上の従来例のシフト位置をパラメータとす
る機関回転速度一時間特性を示す線図である。 １・・・アクセルペダル　　４・・・ペダルポテンショ
メータ　　５・・・コントロールユニット　　７・・・
絞り弁　　８・・・サーボモータ　　９・・・バルブポ
テンショメータ　　１２・・・シフト位置スイッチ特許
出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第１図 ム 第３図 第４図 第５図 シフト位置 第６図 第７図 時間を 第８図 第９図 時　間　ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 運転者によつて操作される車両のアクセル操作手段の操
   作量を検出するアクセル操作量検出手段と、車両搭載内
   燃機関に備えられた燃料供給装置の供給量を検出する燃
   料供給量検出手段と、少なくともこれらの検出値に基づ
   いて燃料供給量の制御量を設定する燃料供給制御量設定
   手段と、燃料供給制御量信号に基づいて燃料供給量を可
   変制御する燃料供給量制御手段とを備えてなる車両用ア
   クセル制御装置において、機関に接続される変速機のシ
   フト位置を検出するシフト位置検出手段と、シフト位置
   の検出値に応じて燃料供給制御量のゲインを可変に設定
   する制御ゲイン設定手段とを設けたことを特徴とする車
   両用内燃機関のアクセル制御装置。