(57)【要約】【課題】車両の前後振動に起因して運転者の体が振動し、それによってアクセルペダル踏み込み量が変動しても、車両の前後振動を抑制することができるスロットル弁駆動装置の制御装置を提供する。【解決手段】車速ＶＰの変動周期Ｔ１及びアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２を算出する（Ｓ１２，Ｓ１４）。変動周期Ｔ１とＴ２が近似しているときは、アクセルペダル操作量ＡＰをフィルタ処理後アクセルペダル操作量ＡＰＦに変更する（Ｓ２１，Ｓ２５）。フィルタ処理後アクセルペダル操作量ＡＰＦは、アクセルペダル操作量ＡＰの変動幅を減少させるようにフィルタ処理されたものである。フィルタ処理後アクセルペダル操作量ＡＰＦに応じてスロットル弁の目標開度ＴＨＣＭＤが算出され、スロットル弁開度ＴＨがその目標開度ＴＨＣＭＤに制御される。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁を駆動する駆動手段を有するスロットル弁駆動装置の制御装置において、
前記車両のアクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記アクセルペダル操作量の変動と、前記車速の変動とを比較する比較手段と、
該比較手段による比較の結果に応じて、前記アクセル操作量検出手段により検出されるアクセルペダル操作量の変動を減少させるフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
該フィルタ処理後のアクセルペダル操作量に基づいて前記スロットル弁開度の目標開度を設定する目標開度設定手段と、
前記スロットル弁開度が前記目標開度となるように前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とするスロットル弁駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記比較手段は、前記車速の変動周期と、前記アクセルペダル操作量の変動周期との偏差が所定値以下であるかを否かを判定し、前記フィルタ手段は、前記偏差が前記所定値以下であるとき前記フィルタ処理を実行し、前記偏差が前記所定値より大きいときは前記アクセル操作量検出手段により検出されるアクセルペダル操作量をそのまま出力することを特徴とする請求項１に記載のスロットル弁駆動装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される内燃機関のスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動装置の制御装置に関し、特に車両速度の周期的な変動（車両走行中における前後振動）の抑制を行うものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前後加速度及びその前後加速度の微分値に応じて点火時期を遅角補正することにより、車両走行中の前後振動を防止する手法が従来より知られている（特許第２７０１２７０号公報）。この従来の手法によれば、前後加速度が所定加速度以上でかつその前後加速度の微分値も所定値以上であるときに、点火時期が遅角補正される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車両の前後振動が発生すると、運転者の体がその車両の振動に伴って振動し、アクセルペダルの踏み込み量がわずかに変動するような場合がある。そのような場合には、そのアクセルペダルの踏み込み量の変動により、機関出力の変動が発生するため、上記従来の手法では、十分な前後振動の低減効果が得られないことがあった。
【０００４】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、車両の前後振動に起因して運転者の体が振動し、それによってアクセルペダル踏み込み量が変動しても、車両の前後振動を抑制することができるスロットル弁駆動装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両に搭載される内燃機関（１）の吸気系（２）に設けられたスロットル弁（３）を駆動する駆動手段（６）を有するスロットル弁駆動装置（１０）の制御装置において、前記車両のアクセルペダルの操作量（ＡＰ）を検出するアクセル操作量検出手段（９）と、前記車両の車速（ＶＰ）を検出する車速検出手段（１１）と、前記アクセルペダル操作量（ＡＰ）の変動と、前記車速（ＶＰ）の変動とを比較する比較手段と、該比較手段による比較の結果に応じて、前記アクセル操作量検出手段（９）により検出されるアクセルペダル操作量（ＡＰ）の変動を減少させるフィルタ処理を行うフィルタ手段と、該フィルタ処理後のアクセルペダル操作量（ＡＰ）に基づいて前記スロットル弁開度（ＴＨ）の目標開度（ＴＨＣＭＤ）を設定する目標開度設定手段と、前記スロットル弁開度（ＴＨ）が前記目標開度（ＴＨＣＭＤ）となるように前記駆動手段（６）を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、アクセルペダル操作量の変動と、車速の変動とが比較され、その比較の結果に応じて、アクセル操作量検出手段により検出されるアクセルペダル操作量の変動を減少させるフィルタ処理が行われる。そしてフィルタ処理後のアクセルペダル操作量に基づいて、スロットル弁開度の目標開度が設定され、スロットル弁開度が目標開度となるように駆動手段が制御される。アクセルペダル操作量の変動と、車速の変動とが近似する場合に、アクセルペダル操作量の変動を減少させるフィルタ処理を行うことにより、運転者の体の振動によりアクセルペダル操作量が変動した場合であっても、車両の前後振動を効果的に抑制することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスロットル弁駆動装置の制御装置において、前記比較手段は、前記車速の変動周期（Ｔ１）と、前記アクセルペダル操作量の変動周期（Ｔ２）との偏差が所定値以下であるかを否かを判定し、前記フィルタ手段は、前記偏差が前記所定値以下であるとき前記フィルタ処理を実行し、前記偏差が前記所定値より大きいときは前記アクセル操作量検出手段により検出されるアクセルペダル操作量をそのまま出力することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、車速の変動周期と、アクセルペダル操作量の変動周期との偏差が所定値以下であるかを否かが判定され、前記偏差が前記所定値以下であるとき前記フィルタ処理が実行される。すなわち、車速の変動周期とアクセルペダル操作量の変動周期とが近似しているときは、前記フィルタ処理が実行され、スロットル弁の目標開度の算出に使用されるアクセルペダル操作量の変動が減少する。その結果、アクセルペダル操作量の周期的変動による車両の前後振動を抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるスロットル弁駆動装置及びその制御装置の構成を示す図である。車両に搭載された内燃機関（以下「エンジン」という）１の吸気通路２には、スロットル弁３が設けられている。スロットル弁３には、該スロットル弁３を閉弁方向に付勢するリターンスプリング４と、該スロットル弁３を開弁方向に付勢するデフォルトスプリング５とが取り付けられている。またスロットル弁３は、駆動手段としてのモータ６によりギヤ（図示せず）を介して駆動できるように構成されている。モータ６による駆動力がスロットル弁３に加えられない状態では、スロットル弁３の開度ＴＨは、リターンスプリング４の付勢力と、デフォルトスプリング５の付勢力とが釣り合うデフォルト開度ＴＨＤＥＦ（例えば７．５度）に保持される。デフォルト開度ＴＨＤＥＦは、スロットル弁駆動装置の故障時においても、エンジン１により駆動される車両の退避走行が可能となるように設定されている。
【００１０】
モータ６は、スロットル弁制御用の電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）７に接続されており、その作動がＥＣＵ７により制御される。スロットル弁３には、スロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ８が設けられており、その検出信号は、ＥＣＵ７に供給される。
【００１１】
またＥＣＵ７には、エンジン１により駆動される車両の運転者の要求出力を示すアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ９及び当該車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ１１が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ７に供給される。
【００１２】
ＥＣＵ７は、スロットル弁開度センサ８、アクセルセンサ９の検出信号などが供給される入力回路、入力信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換回路、各種演算処理を実行する中央演算ユニット（ＣＰＵ）、ＣＰＵが実行するプログラムやプログラムで参照されるマップやテーブルなどを格納するＲＯＭと演算結果を格納するＲＡＭとからなるメモリ回路、及びモータ６に駆動電流を供給する出力回路を備えている。ＥＣＵ７は、アクセルペダル操作量ＡＰに応じてスロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを決定し、検出したスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するようにモータ６の制御デューティ（制御量）ＤＵＴを決定し、制御デューティＤＵＴに応じた電気信号をモータ６に供給する。すなわち、ＥＣＵ７は、スロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤに一致するようにフィードバック制御を行う。このフィードバック制御は、例えば周知のＰＩＤ（比例積分微分）制御により行われる。
【００１３】
図２は、スロットル弁開度制御処理のメインルーチンもフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ７のＣＰＵで所定時間（例えば１０ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ１では、図３に示す比較・フィルタ処理を実行する。この比較・フィルタ処理では、アクセルセンサ９により検出されるアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期と、車速ＶＰの変動周期とが比較され、その比較結果に応じたフィルタ処理が行われる。
【００１４】
ステップＳ２では、比較・フィルタ処理後のアクセルペダル操作量ＡＰに応じて目標開度ＴＨＣＭＤを算出する。目標開度ＴＨＣＭＤは、アクセルペダル操作量ＡＰにほぼ比例するように設定される。
ステップＳ３では、スロットル弁開度センサ８により検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤに一致するようにモータ６の制御デューティＤＵＴを決定するフィードバック制御を行う。
【００１５】
図３は、図２のステップＳ１で実行される比較・フィルタ処理のフローチャートである。
ステップＳ１２では、車速ＶＰ（ｎ），ＶＰ（ｎ−１）に基づいて車速の変動周期Ｔ１を算出する。ここで、（ｎ）、（ｎ−１）は、本処理の実行周期（１０ミリ秒）で離散化した制御時期（サンプル時刻）を示す。なお、今回値を表す（ｎ）は、通常は省略されている。具体的には、例えば、前回サンプリングした車速ＶＰ（ｎ−１）と今回サンプリングした車速ＶＰ（ｎ）とを比較する。その大小関係が前回の比較結果と異なった時点から、次にその大小関係が前回の比較結果と異なるまでの処理回数をカウントし、そのカウント値を２倍（４倍）し、処理周期を乗算したものを車速の変動周期Ｔ１とする。
【００１６】
好ましくは、車両加速度ＤＶＰ（ｎ）を下記式（１）により算出する。
ＤＶＰ（ｎ）＝ＶＰ（ｎ）−ＶＰ（ｎ−１）　　　　　　　　　　　（１）
次いで、同様に前回の車両加速度ＤＶＰ（ｎ−１）と、今回の車両加速度ＤＶＰ（ｎ）とを比較し、その大小関係が前回と異なるまでの、処理回数に基づいて車速加速度ＤＶＰの変動周期を算出すると、車速ＶＰの変動の周期Ｔ１と同一の周期を有する。車速ＶＰの変動を直接表す車両加速度ＤＶＰからその変動周期を算出できるため、車両の走行速度の影響が無く、より正確に車速の変動周期Ｔ１を算出することができる。
【００１７】
また、車両加速度ＤＶＰからの車速の変動周期Ｔ１は、以下の様に算出することもできる。所定数Ｎ個（例えば２００）の車両加速度ＤＶＰ（ｎ）〜ＤＶＰ（ｎ−Ｎ＋１）を格納するリングバッファに今回値ＤＶＰ（ｎ）を格納するとともに、Ｎ個のデータの平均値ＤＶＰＡＶを算出する。次に、平均値ＤＶＰＡＶの近傍の値をとるデータＤＶＰ（ｋ），ＤＶＰ（ｋ−ｋＴ），…をリングバッファから抽出する。ただし、ｋ，（ｋ−ｋＴ）はｎ以下で（ｎ−Ｎ＋１）以上の整数である。変動周期Ｔ１は、下記式（２）で与えられる。
Ｔ１＝２ΔＴ×ｋＴ　　　　　　　　　　　　　　　（２）
ここでΔＴは、本処理の実行周期である。
【００１８】
ステップＳ１４では、アクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２を、ステップＳ１２と同様の手法で算出する。すなわち、前回サンプリングしたアクセルペダル操作量ＡＰ（ｎ−１）と今回サンプリングしたアクセルペダル操作量ＡＰ（ｎ）とを比較する。その大小関係が前回の比較結果と異なった時点から、次にその大小関係が前回の比較結果と異なるまでの処理回数をカウントし、そのカウント値を２倍（４倍）し、処理周期を乗算したものをアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２とする。
【００１９】
またアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２は、ステップＳ１２と同様に、アクセルペダル操作量ＡＰの変化速度ＤＡＰ（＝ＡＰ（ｎ）−ＡＰ（ｎ−１））に基づいて算出するようにしてもよい。すなわち、前回の変化速度ＤＡＰ（ｎ−１）と、今回の変化速度ＤＡＰ（ｎ）とを比較し、その大小関係が前回と異なるまでの、処理回数に基づいて変化速度ＤＡＰの変動周期を算出すると、アクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２と同一の周期を有する。アクセルペダル操作量ＡＰの変動を直接表す変化速度ＤＡＰからその変動周期を算出できるため、より正確にアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２を算出することができる。
【００２０】
またアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期は、以下のように算出することもできる。所定数Ｎ個のアクセルペダル操作量ＡＰ（ｎ）〜ＡＰ（ｎ−Ｎ＋１）を格納するリングバッファに、検出されたアクセルペダル操作量の今回値ＡＰ（ｎ）を格納するとともに、Ｎ個のデータの平均値ＡＰＡＶを算出する。次に、平均値ＡＰＡＶの近傍の値をとるデータＡＰ（ｊ），ＡＰ（ｊ−ｊＴ），…をリングバッファから抽出する。ただし、ｊ，（ｊ−ｊＴ）はｎ以下で（ｎ−Ｎ＋１）以上の整数である。変動周期Ｔ２は、下記式（３）で与えられる。
Ｔ２＝２ΔＴ×ｊＴ　　　　　　　　　　　　　　　（３）
【００２１】
ステップＳ１５では、アクセルペダル操作量ＡＰのフィルタリング演算、例えば移動平均化演算を行い、アクセルペダル操作量ＡＰの変動幅を減少させたフィルタ処理後アクセルペダル操作量ＡＰＦを算出する。
【００２２】
ステップＳ１６では、第２のタイマＴＭＲ２の値が「０」より大きいか否かを判別する。第２のタイマＴＭＲ２は、ダウンカウントタイマであり、最初はその値が「０」に初期化されている。したがって、ステップＳ１６からステップＳ１７に進み、第１のタイマＴＭＲ１の値が「０」より大きいか否かを判別する。第１のタイマＴＭＲ１も第２のタイマＴＭＲ２と同様にダウンカウントタイマであり、最初は「０」に初期化されている。したがって、ステップＳ１７の答は否定（ＮＯ）となり、ステップＳ１８に進む。
【００２３】
ステップＳ１８では、アクセルペダル操作量ＡＰの変化速度ＤＡＰ（＝ＡＰ（ｎ）−ＡＰ（ｎ−１））の絶対値が所定変化速度ＤＡＰＸ（例えばアクセルペダルの操作範囲が０度から２０度の範囲である場合、０．００２５度に相当する値とする）より小さいか否かを判別する。｜ＤＡＰ｜＜ＤＡＰＸであるときは、第１のタイマＴＭＲ１の値を「０」にリセットする（ステップＳ２０）。次いでアクセルセンサ９により検出されたアクセルペダル操作量ＡＰをそのまま出力し（ステップＳ２２）、さらに第２のタイマＴＭＲ２の値を「０」にリセットして（ステップＳ２３）、本処理を終了する。したがって、この場合には検出されたアクセルペダル操作量ＡＰがそのまま目標開度ＴＨＣＭＤの算出に適用される。
【００２４】
ステップＳ１８で｜ＤＡＰ｜≧ＤＡＰＸであってアクセルペダル操作量ＡＰが比較的大きく変化したときは、第１のタイマＴＭＲ１に第１の所定時間ＴＭ１（例えば３秒）をセットしてスタートさせる（ステップＳ１９）。第１のタイマＴＭＲ１がセットされると、第１の所定時間ＴＭ１が経過するまでの間は、ステップＳ１７から直ちにステップＳ２１に進む。
【００２５】
ステップＳ２１では、ステップＳ１２で算出した車速の変動周期Ｔ１と、アクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２の比率Ｔ２／Ｔ１が下側閾値ＲＬ（例えば０．９９）より大きく、かつ上側閾値（例えば１．０１）より小さいか否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）であって、車速の変動周期Ｔ１とアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２とがほぼ等しい状態でないときは、前記ステップＳ２２に進む。
【００２６】
ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥＳ）であって、車速の変動周期Ｔ１とアクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２とがほぼ等しいときは、第２のタイマＴＭＲ２に第２の所定時間ＴＭ２（例えば５秒）をセットしてスタートさせる（ステップＳ２４）。そして、アクセルペダル操作量ＡＰを、フィルタ処理後アクセルペダル操作量ＡＰＦに変更し（ステップＳ２５）、本処理を終了する。
【００２７】
第２のタイマＴＭＲ２がセットされると、第２の所定時間ＴＭ２が経過するまでの間は、ステップＳ１６から直ちにステップＳ２５に進む。したがって、一度ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥＳ）となると、第２の所定時間ＴＭ２が経過するまでは、フィルタ処理後アクセルペダル操作量ＡＰＦが、目標開度ＴＨＣＭＤの算出に適用される。
【００２８】
図４は、車速ＶＰ、アクセルペダル操作量ＡＰ、車両加速度ＤＶＰ及びアクセルペダル操作量ＡＰの変化速度ＤＡＰの推移を示すタイムチャートであり、実線Ｌ１が車速ＶＰに対応し、破線Ｌ２がアクセルペダル操作量ＡＰに対応し、実線Ｌ３が車両加速度ＤＶＰに対応し、破線Ｌ４がアクセルペダル操作量ＡＰの変化速度ＤＡＰに対応する。車両の前後振動により運転者の体が振動し、それによってアクセルペダル操作量ＡＰが変化する場合には、車速ＶＰまたは車両加速度ＤＶＰと、アクセルペダル操作量ＡＰまたは変化速度ＤＡＰは、図４に示すようにほぼ同一周期で変化する。したがって、車速ＶＰの変動周期Ｔ１と、アクセルペダル操作量ＡＰの変動周期Ｔ２とがほぼ等しいときに、フィルタ処理後アクセルペダル操作量ＡＰＦを目標開度ＴＨＣＭＤの算出に使用することにより、車両の前後振動が運転者の体の前後振動を引き起こし、それによってアクセルペダル操作量ＡＰが変動するような場合において、車両の前後振動を効果的に抑制することができる。
【００２９】
本実施形態では、モータ６が駆動手段に相当し、アクセルセンサ９がアクセル操作量検出手段に相当する。車速センサ１１が車速検出手段を構成する。またＥＣＵ７が、比較手段、フィルタ手段、目標開度設定手段、及び駆動制御手段を構成する。より具体的には、図３のステップＳ１２、Ｓ１４、及びＳ２１が比較手段に相当し、同図のステップＳ１５、Ｓ２２及びＳ２５がフィルタ手段に相当し、図２のステップＳ２が目標開度設定手段に相当し、同図のステップＳ３が駆動制御手段に相当する。
【００３０】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、図３のステップＳ２１における判別は、変動周期Ｔ２と変動周期Ｔ１の偏差の絶対値｜Ｔ２−Ｔ１｜が、所定値（Ｔ１×（ＲＨ−１））または（Ｔ１×（１−ＲＬ））より小さいか否かを判別するようにしてもよい。
【００３１】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンのスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動装置などの制御にも適用が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載の発明によれば、アクセルペダル操作量の変動と、車速の変動とが比較され、その比較の結果に応じて、アクセル操作量検出手段により検出されるアクセルペダル操作量の変動を減少させるフィルタ処理が行われる。そしてフィルタ処理後のアクセルペダル操作量に基づいて、スロットル弁開度の目標開度が設定され、スロットル弁開度が目標開度となるように駆動手段が制御される。アクセルペダル操作量の変動と、車速の変動とが近似する場合に、アクセルペダル操作量の変動を減少させるフィルタ処理を行うことにより、運転者の体の振動によりアクセルペダル操作量が変動した場合であっても、車両の前後振動を効果的に抑制することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、車速の変動周期と、前記アクセルペダル操作量の変動周期との偏差が所定値以下であるかを否かが判定され、前記偏差が前記所定値以下であるとき前記フィルタ処理が実行される。すなわち、車速の変動周期とアクセルペダル操作量の変動周期とが近似しているときは、前記フィルタ処理が実行され、スロットル弁の目標開度の算出に使用されるアクセルペダル操作量の変動が減少する。その結果、アクセルペダル操作量の周期的変動による車両の前後振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるスロットル弁駆動装置及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】スロットル弁開度の制御処理のメインルーチンのフローチャートである。
【図３】アクセルペダル操作量の変動周期（Ｔ２）と車両加速度の変動周期（Ｔ１）との比較及びアクセルペダル操作量のフィルタリングを行う処理のフローチャートである。
【図４】フィルタリングが必要となる場合を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１　内燃機関
２　吸気通路
３　スロットル弁
６　モータ（駆動手段）
７　電子制御ユニット（比較手段、フィルタ手段、目標開度設定手段、駆動制御手段）
８　スロットル弁開度センサ
９　アクセルセンサ（アクセル操作量検出手段）
１０　スロットル弁駆動装置
１１　車速センサ（車速検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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