【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子制御式車両駆動機
構、すなわちアクセルペダルの操作量を検出し、その値
および車両の各種状態信号に応じて電子的に演算した結
果に基づいて、スロットルバルブ開度や燃料供給量等ま
たは電動機の電流等を制御する装置に関し、特にそのフ
ェイルセイフ技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled vehicle drive mechanism, that is, a throttle pedal based on the result of detecting the operation amount of an accelerator pedal and electronically calculating it according to the detected value and various status signals of the vehicle. The present invention relates to a device for controlling a valve opening degree, a fuel supply amount, an electric current of an electric motor, and the like, and particularly relates to a fail-safe technique thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のスロットルバルブ駆動装置として
は、例えば、特開平２−３０９３３号公報に記載のもの
がある。これは、非通電時に接続状態であるノーマルク
ローズ型の第１の電磁クラッチと、非通電時に非接続状
態であるノーマルオープン型の第２の電磁クラッチとを
有し、第１の電磁クラッチと第２の電磁クラッチの一端
にスロットルバルブを接続し、第２の電磁クラッチの他
端にモータを配置し、第１の電磁クラッチの他端にアク
セルペダルに連動するアクセルレバーを配置したスロッ
トルバルブ駆動装置である。この従来例では、正常時に
はモータでスロットルバルブを開閉するが、なんらかの
故障が発生した場合には、上記二つの電磁クラッチの通
電をオフすることにより、スロットルバルブとモータ間
が開放され、かつ、スロットルバルブとアクセルレバー
の間が機械的に連結されるものである。したがって、こ
の装置においては、故障時もエンジン回転速度が運転者
の意に反して上昇することがなく、かつアクセル操作に
応じた走行を維持することが出来る。また、他の従来例
としては、スロットル制御系の異常を検出した場合に、
燃料カット制御を行なうものがある。2. Description of the Related Art As a conventional throttle valve drive device, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-30933. This has a normally closed first electromagnetic clutch that is in a connected state when not energized and a normally open type second electromagnetic clutch that is in a disconnected state when not energized. A throttle valve drive device in which a throttle valve is connected to one end of the second electromagnetic clutch, a motor is arranged at the other end of the second electromagnetic clutch, and an accelerator lever interlocking with an accelerator pedal is arranged at the other end of the first electromagnetic clutch. Is. In this conventional example, the throttle valve is opened and closed by the motor under normal conditions.However, if any failure occurs, the energization of the two electromagnetic clutches is turned off so that the throttle valve and the motor are opened and the throttle valve is opened. The valve and the accelerator lever are mechanically connected. Therefore, in this device, the engine rotation speed does not increase against the driver's intention even when a failure occurs, and the traveling according to the accelerator operation can be maintained. Further, as another conventional example, when an abnormality in the throttle control system is detected,
There are some that perform fuel cut control.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の例にお
いては、スロットルバルブや電磁クラッチの固着、リタ
ーンスプリングの破断、およびスロットルバルブや電磁
クラッチの制御装置の故障等が重なって起こった場合に
は、スロットルバルブが開き状態のままになる畏れがあ
った。また、後者の例においては、異常時には燃料カッ
トを行なって安全なレベルまで駆動出力を低下させるこ
とだけを目的としたものであるため、スロットルバルブ
が開き状態で固着する等の故障が発生して燃料カットが
開始されると、アクセル操作による自立走行が困難にな
る。そのため、安全地帯やサービス工場まで車両を自力
で走行させることが困難になる、という問題があった。However, in the former example, in the case where the throttle valve and the electromagnetic clutch are stuck, the return spring is broken, and the throttle valve and the electromagnetic clutch control device are broken down, the like. , There was a fear that the throttle valve would remain open. Also, in the latter example, in the event of an abnormality, the only purpose is to cut the fuel output and reduce the drive output to a safe level, so a failure such as sticking in the open state of the throttle valve may occur. When the fuel cut is started, it becomes difficult to perform self-sustaining traveling by operating the accelerator. Therefore, there is a problem that it becomes difficult to drive the vehicle by itself to a safety zone or a service factory.
【０００４】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、故障時には確実に
フェイルセーフを行ない、しかも跛行運転を可能にして
サービス工場等まで自力走行が出来るようにした電子制
御式車両駆動機構のフェイルセイフ装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and ensures fail-safe operation in the event of a failure, and enables lameness operation to enable self-driving to a service factory or the like. It is an object of the present invention to provide a fail-safe device for an electronically controlled vehicle drive mechanism as described above.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。図１は、請求項１のクレーム対応図で
ある。図１において、５１は、運転者の速度調節意志を
検出する運転者意志検出手段である。なお、速度調節意
志とは、運転者が車両を加速、定速、或いは減速しよう
とする意志である。この運転者意志検出手段は、具体的
には、例えば請求項２に記載のように、運転者が操作す
るアクセル手段の操作量を検出するアクセル開度検出手
段である。また、５２は、上記の検出された運転者意志
に基づいて駆動力を調節する駆動力第１制御手段であ
る。具体的には、例えば請求項２に記載のように、アク
セル開度に基づいて目標スロットル開度を演算する目標
スロットル開度演算手段と、上記目標開度に基づいて実
際のスロットル開度を制御するスロットル開度制御手段
とからなる装置、または請求項４に記載のように、アク
セル開度に応じて電動機の電機子電流を制御する装置で
ある。また、５３は、上記の検出された運転者意志また
は上記運転者意志と車速とに基づいて、車両状態物理量
の許容される最大値を決定する最大許容車両状態物理量
算出手段である。なお、上記の車両状態物理量は、例え
ば請求項３に記載のように、駆動力、駆動軸トルクまた
は車両の前後方向加速度等である。また、５４は、実際
の車両状態物理量を検出もしくは推定する実車両状態物
理量推定手段である。具体的には、例えば後記図２の実
施例で説明するように、吸入負圧、エンジン回転速度Ｎ
ＲＰＭ、燃料噴射気筒数Ｎおよび変速比から駆動力Ｆを
求める手段である。また、５５は、上記の最大許容車両
状態物理量と実車両状態物理量とを比較して、後者が前
者を越えた場合に駆動力低減を指示する駆動力低減判断
手段である。具体的には、例えば請求項２に記載のよう
に、最大許容車両状態物理量と実車両状態物理量とを比
較して、後者が前者を越えないような燃料噴射気筒数を
決定する燃料噴射気筒数決定手段である。また、５６
は、上記駆動力低減指示に従って駆動力を低減する駆動
力第２制御手段である。具体的には、例えば請求項２に
記載のように、上記の決定された気筒数に従って燃料噴
射を行なう気筒別燃料噴射制御手段、または請求項４に
記載のように、駆動力低減判断手段５５の駆動力低減指
示に従って電動機の励磁電流を制御する手段である。な
お、５７は、車速検出手段であり、最大許容車両状態物
理量算出手段５３が運転者意志と車速とに基づいて車両
状態物理量の許容される最大値を決定するものである場
合に、それに必要な車速を検出するものである。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. FIG. 1 is a diagram corresponding to the claim of claim 1. In FIG. 1, reference numeral 51 is a driver's intention detecting means for detecting the driver's intention to adjust the speed. Note that the speed adjustment intention is the intention of the driver to accelerate, decelerate, or decelerate the vehicle. The driver's intention detecting means is specifically an accelerator opening degree detecting means for detecting the operation amount of the accelerator means operated by the driver as described in claim 2, for example. Further, 52 is a driving force first control means for adjusting the driving force based on the detected driver's intention. Specifically, for example, as described in claim 2, a target throttle opening degree calculating means for calculating a target throttle opening degree based on the accelerator opening degree, and an actual throttle opening degree are controlled based on the target opening degree. Or a device that controls the armature current of the electric motor according to the accelerator opening, as described in claim 4. Reference numeral 53 is a maximum allowable vehicle state physical quantity calculating means for determining an allowable maximum value of the vehicle state physical quantity based on the detected driver's intention or the driver's intention and the vehicle speed. The vehicle state physical quantity is, for example, a driving force, a driving shaft torque, a longitudinal acceleration of the vehicle, or the like, as described in claim 3. Reference numeral 54 is an actual vehicle state physical quantity estimating means for detecting or estimating an actual vehicle state physical quantity. Specifically, for example, as described in the embodiment of FIG. 2 described later, the suction negative pressure and the engine rotation speed N
It is a means for obtaining the driving force F from the RPM, the number N of fuel injection cylinders, and the gear ratio. Further, 55 is a driving force reduction determination means for comparing the above-mentioned maximum permissible vehicle state physical quantity with the actual vehicle state physical quantity and for instructing the driving force reduction when the latter exceeds the former. Specifically, for example, as described in claim 2, the maximum allowable vehicle state physical quantity is compared with the actual vehicle state physical quantity, and the number of fuel injection cylinders determines the number of fuel injection cylinders so that the latter does not exceed the former. It is a determining means. Also, 56
Is a driving force second control means for reducing the driving force according to the driving force reduction instruction. Specifically, for example, as described in claim 2, fuel injection control means for each cylinder that performs fuel injection according to the determined number of cylinders, or as described in claim 4, driving force reduction determination means 55. It is a means for controlling the exciting current of the electric motor in accordance with the driving force reduction instruction. Reference numeral 57 is a vehicle speed detecting means, which is necessary when the maximum allowable vehicle state physical quantity calculating means 53 determines the maximum allowable vehicle state physical quantity based on the driver's will and the vehicle speed. It detects the vehicle speed.
【０００６】[0006]
【作用】上記のように、本発明においては、運転者の速
度調節意志に基づいて駆動力を調節する駆動力第１制御
手段（例えばスロットル・アクチュエータ）の他に、運
転者の速度調節意志と車速とに基づいて定まる最大許容
車両状態物理量（駆動力、駆動軸トルク、車両の前後方
向加速度等）と実際の車両状態物理量とを比較し、後者
が前者を越えないように駆動力を調節する駆動力第２制
御手段（例えば、多気筒内燃機関の燃料噴射気筒数を減
少させる気筒数制御手段）を備えたものである。上記の
ように構成したことにより、スロットルバルブや電磁ク
ラッチの固着、リターンスプリングの破断、およびスロ
ットルバルブや電磁クラッチの制御装置の故障等が重な
って起こった場合でも、運転者の速度調節意志を反映し
た最大許容車両状態物理量の範囲内に駆動力が制限され
るので、エンジン回転速度や車速が運転者の意に反して
上昇する畏れがなくなると共に、運転者の操作するアク
セルペダルの操作量に応じて、或る程度は駆動力の制御
が可能なので、故障後も自力走行することが可能であ
る。As described above, in the present invention, in addition to the driving force first control means (for example, the throttle actuator) for adjusting the driving force based on the driver's speed adjustment intention, the driver's speed adjustment intention is also set. The maximum allowable vehicle state physical quantity (driving force, drive shaft torque, longitudinal acceleration of the vehicle, etc.) determined based on the vehicle speed is compared with the actual vehicle state physical quantity, and the driving force is adjusted so that the latter does not exceed the former. The driving force second control means (for example, a cylinder number control means for reducing the number of fuel injection cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine) is provided. With the above configuration, the driver's willingness to adjust the speed is reflected even if the throttle valve and electromagnetic clutch are stuck, the return spring is broken, and the throttle valve and electromagnetic clutch control device malfunctions. Since the driving force is limited within the range of the maximum allowable vehicle state physical quantity, there is no fear that the engine speed or vehicle speed will rise against the driver's will, and the amount of operation of the accelerator pedal operated by the driver Since the driving force can be controlled to some extent, it is possible to drive by itself even after a failure.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の一実施例のシステム構成図であり、図
３は図２の装置に用いる電子式スロットル・アクチュエ
ータの断面図である。説明の都合のため、まず図３から
説明する。図３の装置は、ノーマルクローズ型の第１電
磁クラッチをアクセルペダルとスロットルバルブ１の間
に配置し、ノーマルオープン型の第２電磁クラッチをス
ロットルバルブ１とモータ２の間に配置した電子式スロ
ットル・アクチュエータである。図３において、スロッ
トルバルブ１を閉方向に付勢するスロットルバルブ用リ
ターンスプリング２１と、アクセルペダル１にワイヤで
連結したアクセルドラム２２を閉方向に付勢するアクセ
ルドラム用リターンスプリング２３を配置している。ま
た、アクセルドラム２２の回転角を計測するアクセルセ
ンサ３と、スロットル軸の回転角を計測するスロットル
センサ４とを所定の位置に配置している。また、電磁ク
ラッチにおいて、黒く塗りつぶした部分がスロットル側
クラッチプレートであり、通電のオン、オフによってス
ロットル軸方向に可動する。第１電磁クラッチでは、こ
のクラッチプレートがアクセルドラム２２との連結方向
にスプリングで常時付勢されており、第２電磁クラッチ
では、このクラッチプレートがモータ２側との非連結方
向にスプリングで常時付勢されている。なお、本実施例
においては、モータ２としてＤＣモータを用いている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
2 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of an electronic throttle actuator used in the apparatus of FIG. For convenience of description, FIG. 3 will be described first. The apparatus shown in FIG. 3 is an electronic throttle in which a normally closed first electromagnetic clutch is arranged between the accelerator pedal and the throttle valve 1 and a normally open second electromagnetic clutch is arranged between the throttle valve 1 and the motor 2. -It is an actuator. In FIG. 3, a throttle valve return spring 21 for urging the throttle valve 1 in the closing direction and an accelerator drum return spring 23 for urging the accelerator drum 22 connected to the accelerator pedal 1 by a wire in the closing direction are arranged. There is. Further, an accelerator sensor 3 for measuring the rotation angle of the accelerator drum 22 and a throttle sensor 4 for measuring the rotation angle of the throttle shaft are arranged at predetermined positions. Further, in the electromagnetic clutch, the blackened portion is the throttle side clutch plate, which is movable in the throttle axial direction by turning on and off the energization. In the first electromagnetic clutch, this clutch plate is constantly urged by the spring in the connecting direction with the accelerator drum 22, and in the second electromagnetic clutch, this clutch plate is always urging by the spring in the non-connecting direction with the motor 2 side. It is energized. A DC motor is used as the motor 2 in this embodiment.
【０００８】次に、図２のシステム構成図について説明
する。本実施例は、電子制御スロットル付き４気筒内燃
機関に、駆動力を基準とした燃料噴射気筒数制御による
フェイルセイフ機構を備えた例を示す。図２において、
１はエンジンの吸入空気量を調節するスロットルバル
ブ、２は前述のＤＣモータである。３−１はアクセルド
ラム２２の回転角度を検出する第１アクセルセンサであ
る。３−２はアクセルペダルの踏み角（アクセル開度）
を検出する第２アクセルセンサであり、踏み角をポテン
ショメータの出力電圧によって検知する。４はスロット
ルセンサであり、スロットル開度をポテンショメータの
出力電圧によって検知する。なお、図２においては、第
１アクセルセンサ３−１、第２アクセルセンサ３−２お
よびスロットルセンサ４については、構造的な設置場所
と配線上の位置とが離れているため、両方の位置に重複
して記載している。また、５は車速センサであり、トラ
ンスミッション出力軸に設けられた電磁ピックアップ等
によって車速に比例した周波数のパルス信号を出力す
る。６は多気筒内燃機関の各気筒毎の吸気管に設けられ
た燃料噴射バルブであり、後述のエンジン・コントロー
ラ１０の出力パルス信号に基づいて燃料を間欠噴射す
る。７は多気筒内燃機関のクランク軸の回転角度を計測
するクランク角センサであり、エンジン回転数の算出
や、燃料噴射、点火のタイミングに用いる。８は吸気管
の吸入負圧を検出する吸入負圧センサである。なお、ス
ロットルバルブ１、モータ２、第１電磁クラッチ、第２
電磁クラッチ、第１アクセルセンサ３−１およびスロッ
トルセンサ４等によって電子式スロットル・アクチュエ
ータ（前記図３の構造）を構成している。次に、９は、
上記電子式スロットル・アクチュエータを制御するスロ
ットル・コントローラであり、ワンチップ・マイクロコ
ンピュータを用いている。ワンチップ・マイクロコンピ
ュータは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ディジタルポー
ト、Ａ／Ｄポート、各種タイマを内蔵している。そし
て、システム正常時には、第１および第２の両電磁クラ
ッチに通電を指示を行ない、さらに、各種センサ信号に
基づいて、目標スロットル開度を演算し、実スロットル
開度が上記の目標スロットル開度に一致するように、Ｄ
Ｃモータ２の駆動電圧を出力する。１０は、エンジン・
コントローラであり、通常の方法によって燃料噴射パル
スを各気筒の燃料噴射バルブ６へ出力して燃料供給制御
を行なう。通常時は、吸入負圧とエンジン回転速度とに
応じて燃料噴射パルス幅を決定し、駆動力を低減する必
要が生じた場合には、噴射を許可された特定の気筒の燃
料噴射バルブのみにパルスを出力して気筒数制御を行な
う。特に、本実施例では、アクセル開度と車速から求め
られる最大許容駆動力に基づいた燃料噴射の気筒数制御
を行なう。Next, the system configuration diagram of FIG. 2 will be described. This embodiment shows an example in which a four-cylinder internal combustion engine with an electronically controlled throttle is provided with a fail-safe mechanism that controls the number of fuel injection cylinders based on driving force. In FIG.
Reference numeral 1 is a throttle valve for adjusting the intake air amount of the engine, and 2 is the aforementioned DC motor. 3-1 is a first accelerator sensor that detects the rotation angle of the accelerator drum 22. 3-2 is the accelerator pedal depression angle (accelerator opening)
Is a second accelerator sensor that detects a stepping angle by detecting the output voltage of the potentiometer. Reference numeral 4 denotes a throttle sensor, which detects the throttle opening by the output voltage of the potentiometer. It should be noted that in FIG. 2, the first accelerator sensor 3-1, the second accelerator sensor 3-2, and the throttle sensor 4 are located at both positions because the structural installation location and the location on the wiring are distant from each other. The description is repeated. A vehicle speed sensor 5 outputs a pulse signal having a frequency proportional to the vehicle speed by an electromagnetic pickup or the like provided on the transmission output shaft. Reference numeral 6 is a fuel injection valve provided in the intake pipe of each cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine, and intermittently injects fuel based on an output pulse signal of an engine controller 10 described later. Reference numeral 7 denotes a crank angle sensor that measures the rotation angle of the crankshaft of the multi-cylinder internal combustion engine, and is used for calculating the engine speed, fuel injection, and ignition timing. Reference numeral 8 denotes an intake negative pressure sensor that detects the intake negative pressure of the intake pipe. The throttle valve 1, the motor 2, the first electromagnetic clutch, the second
The electromagnetic clutch, the first accelerator sensor 3-1, the throttle sensor 4 and the like constitute an electronic throttle actuator (the structure shown in FIG. 3). Next, 9 is
It is a throttle controller that controls the electronic throttle actuator and uses a one-chip microcomputer. The one-chip microcomputer has a built-in CPU, RAM, ROM, digital port, A / D port, and various timers. Then, when the system is normal, both the first and second electromagnetic clutches are instructed to be energized, and the target throttle opening is calculated based on various sensor signals. To match D
The drive voltage of the C motor 2 is output. 10 is the engine
This is a controller, which outputs a fuel injection pulse to the fuel injection valve 6 of each cylinder by a normal method to control the fuel supply. Normally, the fuel injection pulse width is determined according to the suction negative pressure and the engine rotation speed, and when it becomes necessary to reduce the driving force, only the fuel injection valve of the specific cylinder for which injection is permitted is performed. Outputs pulses to control the number of cylinders. Particularly, in this embodiment, the number of cylinders for fuel injection is controlled based on the maximum allowable driving force obtained from the accelerator opening and the vehicle speed.
【０００９】１１は、オートマチック・トランスミッシ
ョンの変速比等を制御するＡ／Ｔコントローラであり、
実変速指令値（何速に入れようとしているかを示す信
号）等の変速比情報をエンジン・コントローラ１０へ送
る。Reference numeral 11 is an A / T controller for controlling a gear ratio of an automatic transmission,
Gear ratio information such as an actual gear shift command value (a signal indicating what speed is being set) is sent to the engine controller 10.
【００１０】次に、図４は、エンジン・コントローラ１
０内のマイクロコンピュータが行なう制御動作の一部を
示すフローチャートである。このルーチンは一定の周期
（例えば１０ｍsec）毎に実施される。以下、図４に基
づいて本実施例の処理を説明する。図４において、ま
ず、Ｐ１では、第２アクセルセンサ３−２の出力値をＡ
／Ｄ変換した値から、実アクセル開度Ａccを算出する。
この値は運転者の速度調節意志、すなわち運転者が車両
を加速、定速、或いは減速しようとする意志に対応して
いる。次に、Ｐ２では、車速センサ５の出力値から、実
車速Ｖspを算出する。次に、Ｐ３では、実アクセル開度
Ａccと実車速Ｖspを用いて、予め記憶されたテーブルデ
ータ（図５、詳細後述）から最大許容駆動力Ｆmaxをル
ックアップする。Ｆmaxとは運転者に不安感を与えるこ
となく走行可能な駆動力の最大値であり、後記図５に示
すように実アクセル開度Ａccと実車速Ｖspの値に応じて
変化する。次に、Ｐ４では、吸入負圧、エンジン回転速
度ＮＲＰＭ、燃料噴射気筒数Ｎおよび変速比から実駆動
力Ｆを推定演算する。この演算においては、まず、燃料
噴射気筒毎に、予め記憶されたＮ個のエンジン特性テー
ブルデータを用いて、吸入負圧とエンジン回転速度から
エンジン出力トルクＴｅを算出する。次に、Ａ／Ｔコン
トローラ１１から送られた変速指令値に基づいて現在の
変速比Ｇｔを求める。次に、上記のエンジン出力トルク
Ｔｅと変速比Ｇｔとを用い、下記（数１）式に従って駆
動力Ｆを算出する。Ｆ＝Ｔｅ×Ｇｔ×Ｇｆ÷Ｒ …（数１）ただし、Ｇｆはファイナル・ギア比、Ｒはタイヤの有効
半径である。次に、Ｐ５では、最大許容駆動力Ｆmaxと
実駆動力Ｆを比較し、前者よりも後者の方が大きい場合
（Ｐ５＝ＹＥＳ）には、Ｐ６へ進み、そうでない場合
（Ｐ５＝ＮＯ）には、Ｐ１０へ進む。次に、Ｐ６では、
燃焼噴射気筒数Ｎが０か否か、すなわち全ての気筒が燃
料遮断状態であるか否かを判断し、０の場合はＰ１５へ
飛び、０でない場合はＰ７へ行く。Ｐ７では、燃焼噴射
気筒数Ｎから１を減算する。次に、Ｐ８では、Ｐ４と同
様に、実駆動力Ｆを算出する。次に、Ｐ９では、Ｐ５と
同様に、最大許容駆動力Ｆmaxと実駆動力Ｆとを比較
し、前者よりも後者の方がまだ大きい場合（Ｐ９＝ＹＥ
Ｓ）には、Ｐ６へ戻り、そうでない場合（Ｐ９＝ＮＯ）
には、Ｐ１５へ進む。一方、Ｐ１０では、燃焼噴射気筒
数Ｎが４か否か、すなわち４気筒機関の全気筒が燃料噴
射状態か否かを判断し、４の場合（Ｐ１０＝ＹＥＳ）は
Ｐ１５へ飛び、そうでない場合（Ｐ１０＝ＮＯ）はＰ１
１へ行く。Ｐ１１では、燃料噴射気筒数Ｎに１を加算す
る。次に、Ｐ１２では、Ｐ４と同様に、実駆動力Ｆを算
出する。次に、Ｐ１３では、Ｐ５と同様に、最大許容駆
動力Ｆmaxと実駆動力Ｆを比較して、前者よりも後者の
方がまだ小さい場合（Ｐ１３＝ＮＯ）には、Ｐ１０へ戻
り、そうでない場合（Ｐ１３＝ＹＥＳ）には、Ｐ１４へ
進む。Ｐ１４では、燃料噴射気筒数Ｎから１を減算して
Ｐ１５へ進む。次に、Ｐ１５では、決定された燃料噴射
気筒数Ｎに基づいて、気筒別燃料噴射許可フラグを、各
気筒毎に設定し、本ルーチンを終了する。その後、クラ
ンク角度に同期して実行される通常の気筒別燃料噴射パ
ルス幅セットルーチンでは、前記フラグを参照し、許可
されている気筒の燃料噴射バルブのみへ燃料噴射パルス
を出力し、許可されない気筒はパルス幅設定レジスタに
ゼロをセットすることにより、燃料噴射を行なわないよ
うにする。上記のように、本実施例においては、アクセ
ル開度と車速とに応じて最大許容駆動力Ｆmaxを設定
し、その最大許容駆動力Ｆmaxと実駆動力Ｆを比較し、
実駆動力Ｆが最大許容駆動力Ｆmaxを越えないように、
燃料噴射を行なう気筒数を制御している。Next, FIG. 4 shows the engine controller 1.
It is a flowchart which shows a part of control operation which the microcomputer in 0 performs. This routine is executed at regular intervals (for example, 10 msec). The processing of this embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 4, first, at P1, the output value of the second accelerator sensor 3-2 is set to A
The actual accelerator opening Acc is calculated from the / D converted value.
This value corresponds to the driver's willingness to adjust the speed, that is, the driver's willingness to accelerate, constant speed, or decelerate the vehicle. Next, at P2, the actual vehicle speed Vsp is calculated from the output value of the vehicle speed sensor 5. Next, at P3, using the actual accelerator opening Acc and the actual vehicle speed Vsp, the maximum allowable driving force Fmax is looked up from prestored table data (FIG. 5, details will be described later). Fmax is the maximum value of the driving force that can be traveled without giving the driver a sense of anxiety, and changes according to the actual accelerator opening Acc and the actual vehicle speed Vsp, as shown in FIG. Next, at P4, the actual driving force F is estimated and calculated from the suction negative pressure, the engine rotation speed NRPM, the number N of fuel injection cylinders, and the gear ratio. In this calculation, first, for each fuel injection cylinder, the engine output torque Te is calculated from the suction negative pressure and the engine rotation speed using N engine characteristic table data stored in advance. Next, the current gear ratio Gt is obtained based on the gear shift command value sent from the A / T controller 11. Next, using the engine output torque Te and the gear ratio Gt described above, the driving force F is calculated according to the following equation (1). F = Te × Gt × Gf ÷ R (Equation 1) where Gf is the final gear ratio and R is the effective radius of the tire. Next, at P5, the maximum allowable driving force Fmax is compared with the actual driving force F. If the latter is larger than the former (P5 = YES), the process proceeds to P6, and if not (P5 = NO). Proceeds to P10. Next, in P6,
Whether or not the number N of combustion injection cylinders is 0, that is, whether or not all the cylinders are in the fuel cutoff state, is determined. If 0, the process jumps to P15, and if not 0, the process proceeds to P7. At P7, 1 is subtracted from the number N of combustion injection cylinders. Next, in P8, the actual driving force F is calculated as in P4. Next, in P9, as in P5, the maximum allowable driving force Fmax and the actual driving force F are compared, and when the latter is still larger than the former (P9 = YE
In S), return to P6, and if not (P9 = NO)
For, proceed to P15. On the other hand, at P10, it is determined whether the number N of combustion injection cylinders is 4, that is, whether all the cylinders of the four-cylinder engine are in the fuel injection state. If it is 4 (P10 = YES), jump to P15, otherwise. (P10 = NO) is P1
Go to 1. At P11, 1 is added to the number N of fuel injection cylinders. Next, in P12, the actual driving force F is calculated as in P4. Next, in P13, as in P5, the maximum permissible driving force Fmax is compared with the actual driving force F. If the latter is still smaller than the former (P13 = NO), the process returns to P10, otherwise. In the case (P13 = YES), the process proceeds to P14. At P14, 1 is subtracted from the number N of fuel injection cylinders and the routine proceeds to P15. Next, at P15, the cylinder-by-cylinder fuel injection permission flag is set for each cylinder based on the determined number N of fuel injection cylinders, and the present routine is ended. After that, in the normal fuel injection pulse width setting routine for each cylinder executed in synchronization with the crank angle, the fuel injection pulse is output only to the fuel injection valve of the permitted cylinder by referring to the flag, and the cylinder not permitted Sets zero in the pulse width setting register to prevent fuel injection. As described above, in this embodiment, the maximum allowable driving force Fmax is set according to the accelerator opening and the vehicle speed, and the maximum allowable driving force Fmax and the actual driving force F are compared,
Make sure that the actual driving force F does not exceed the maximum allowable driving force Fmax.
It controls the number of cylinders that perform fuel injection.
【００１１】次に、図５は、前記Ｐ３で説明した最大許
容駆動力Ｆmaxの特性図であり、（Ａ）はスロットル制
御を行なわなかった場合の車両本来の駆動力特性を示す
図、（Ｂ）は最大許容駆動力Ｆmaxの特性図である。図
５（Ａ）に示す車両本来の駆動力特性は、スロットル開
度（deg）と車速（km／h）とに対応した駆動力（kg）を
表示したものである。この車両の裸特性は、通常、運転
者に不安感を与えるものではあり得ないので、この特性
をベースにして最大許容駆動力マップを求める。図５
（Ｂ）に示す特性は、図５（Ａ）を定数倍（図５の場合
は４／３倍）することによって求めたものである。図５
（Ｂ）に示すように、最大許容駆動力Ｆmaxも、スロッ
トル開度（deg）と車速（km／h）に対応した駆動力（k
g）として設定する。Next, FIG. 5 is a characteristic diagram of the maximum allowable driving force Fmax described in P3. FIG. 5A is a diagram showing the original driving force characteristic of the vehicle when throttle control is not performed, and FIG. 8) is a characteristic diagram of the maximum allowable driving force Fmax. The original driving force characteristic of the vehicle shown in FIG. 5A displays the driving force (kg) corresponding to the throttle opening (deg) and the vehicle speed (km / h). Since the nakedness characteristics of this vehicle cannot normally give the driver a sense of insecurity, the maximum allowable driving force map is obtained based on this characteristic. Figure 5
The characteristics shown in (B) are obtained by multiplying FIG. 5 (A) by a constant (4/3 times in the case of FIG. 5). Figure 5
As shown in (B), the maximum allowable driving force Fmax is also the driving force (k) corresponding to the throttle opening (deg) and the vehicle speed (km / h).
Set as g).
【００１２】次に、図６は、上記実施例における作用を
説明するための図であり、アクセル開度と駆動力との関
係を示す特性図である。図６において、Ａ点は、スロッ
トルバルブが全開状態で固着等の故障を起こした場合に
燃料カットを行なわなかった場合の状態である。このよ
うな状態では、運転者がアクセルペダル操作量（アクセ
ル開度）を０にしても駆動力が低下せず、しかもこの状
態を解消することが出来ない。しかし、本実施例の場合
には、エンジン・コントローラ１０内で作動する駆動力
監視ロジックが起動されると、実駆動力Ｆが最大許容駆
動力Ｆmax以下に低下するように、燃料噴射を行なう気
筒数が減少させられる。その後は、アクセル開度Ａccと
車速Ｖspの変化に伴って、Ｃ点、Ｂ点、Ｄ点、Ｅ点に示
すように、実駆動力Ｆが最大許容駆動力Ｆmaxを越えな
いように、燃焼噴射気筒数が制御される。したがって、
スロットルバルブや電磁クラッチの固着、リターンスプ
リングの破断、およびスロットルバルブや電磁クラッチ
の制御装置の故障等が重なって起こった場合でも、運転
者の速度調節意志を反映した最大許容駆動力Ｆmaxの範
囲内に駆動力が制限されるので、エンジン回転速度や車
速が運転者の意に反して上昇する畏れがなくなる。例え
ば、スロットルバルブが全開状態で固着した場合でも、
運転者がアクセル開度を小さくすれば、図５（Ｂ）の特
性から判るように、最大許容駆動力Ｆmaxが低下し、そ
れに応じて実駆動力Ｆも低下させられるので、エンジン
回転速度や車速を運転者の意志に従わせることが出来
る。また、図６に示すように、アクセル開度に基づい
て、階段状ではあるが或る程度の駆動力の制御が可能な
ので、故障後も自力走行することが可能である。Next, FIG. 6 is a diagram for explaining the operation in the above embodiment, and is a characteristic diagram showing the relationship between the accelerator opening and the driving force. In FIG. 6, point A is a state where fuel cut is not performed when a failure such as sticking occurs when the throttle valve is fully open. In such a state, even if the driver sets the accelerator pedal operation amount (accelerator opening) to 0, the driving force does not decrease, and this state cannot be eliminated. However, in the case of the present embodiment, when the driving force monitoring logic that operates in the engine controller 10 is activated, the cylinders that perform fuel injection so that the actual driving force F drops below the maximum allowable driving force Fmax. The number is reduced. After that, as shown in points C, B, D, and E, the combustion injection is performed so that the actual driving force F does not exceed the maximum allowable driving force Fmax as the accelerator opening Acc and the vehicle speed Vsp change. The number of cylinders is controlled. Therefore,
Even when the throttle valve and electromagnetic clutch are stuck, the return spring is broken, and the throttle valve and electromagnetic clutch control device malfunctions, etc., within the maximum allowable driving force Fmax that reflects the driver's willingness to adjust the speed. Since the driving force is limited, the fear that the engine speed and the vehicle speed will rise against the driver's will is eliminated. For example, even if the throttle valve is stuck in the fully open state,
As the driver decreases the accelerator opening, the maximum permissible driving force Fmax decreases and the actual driving force F decreases accordingly, as can be seen from the characteristics of FIG. 5B. Therefore, the engine speed and vehicle speed are reduced. Can be made to comply with the driver's will. Further, as shown in FIG. 6, it is possible to control the driving force to some extent, though it is stepwise, based on the accelerator opening degree, so that it is possible to drive by itself even after a failure.
【００１３】また、スロットル・コントローラが故障し
ても、エンジン・コントローラが正常作動すれば、上記
の特性が得られる。なお、前記の実施例においては、駆
動力を基準として制御する場合を示したが、駆動力の代
わりに、駆動軸トルクや車両の前後方向加速度を用いて
も、同様に実施することが出来る。駆動軸トルクは変速
機の出力軸やプロペラシャフトに設けたトルクセンサに
より、また車両の前後方向加速度は車両に搭載した加速
度センサにより、容易に検出することが出来る。Even if the throttle controller fails, the above characteristics can be obtained if the engine controller operates normally. In addition, in the above-mentioned embodiment, the case where the control is performed with the driving force as a reference is shown, but the same operation can be performed by using the driving shaft torque or the longitudinal acceleration of the vehicle instead of the driving force. The drive shaft torque can be easily detected by the torque sensor provided on the output shaft of the transmission or the propeller shaft, and the longitudinal acceleration of the vehicle can be easily detected by the acceleration sensor mounted on the vehicle.
【００１４】また、前記の実施例においては、車両を駆
動する原動機として内燃機関を用いた場合を例示した
が、他励磁直流電動機等を用いた電気自動車にも本発明
を適用することが出来る。例えば、前記図１において、
運転者意志検出手段として、運転者が操作するアクセル
手段の操作量を検出するアクセル開度検出手段を用い、
駆動力第１制御手段として、上記アクセル開度に応じて
電動機の電機子電流を制御する手段を用い、駆動力第２
制御手段として、駆動力低減判断手段の駆動力低減指示
に従って電動機の励磁電流を制御する手段を用いればよ
い。すなわち、アクセルペダル操作量に基づいて、電機
子電流を制御して車両駆動力を制御し、さらに、アクセ
ル開度と車速に基づいて、安全上許容される最大駆動力
を演算し、別途推定もしくは検出された実駆動力と比較
して、後者が前者を越えないように、励磁電流を調節す
るように構成する。このように構成することにより、何
らかの故障を生じて、電機子電流を低減することが出来
なくなった場合でも、励磁電流を調節することにより、
運転者の意志に反して駆動力が増大するのを防止するこ
とが出来ると共に、車両駆動力を或る程度操作すること
が出来、自立走行が可能となる。Further, in the above embodiment, the case where the internal combustion engine is used as the prime mover for driving the vehicle is illustrated, but the present invention can also be applied to an electric vehicle using a separately excited DC motor or the like. For example, in FIG.
As the driver's intention detecting means, the accelerator opening detecting means for detecting the operation amount of the accelerator means operated by the driver is used,
As the driving force first control means, a means for controlling the armature current of the electric motor according to the accelerator opening is used, and the driving force second control means is used.
As the control means, a means for controlling the exciting current of the electric motor according to the driving force reduction instruction of the driving force reduction determination means may be used. That is, based on the accelerator pedal operation amount, the armature current is controlled to control the vehicle driving force, and further, based on the accelerator opening and the vehicle speed, the maximum driving force allowed for safety is calculated and separately estimated or The exciting current is adjusted so that the latter does not exceed the former compared with the detected actual driving force. By configuring in this way, even if some failure occurs and the armature current cannot be reduced, by adjusting the exciting current,
It is possible to prevent the driving force from increasing against the driver's will, and to control the vehicle driving force to some extent, thereby enabling independent traveling.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明において
は、スロットルバルブや電磁クラッチの固着、リターン
スプリングの破断、およびスロットルバルブや電磁クラ
ッチの制御装置の故障等が重なって起こった場合でも、
運転者の速度調節意志を反映した最大許容車両状態物理
量の範囲内に駆動力が制限されるので、エンジン回転速
度や車速が必要以上に上昇する畏れがなくなると共に、
運転者の操作するアクセルペダルの操作量に応じて、或
る程度は駆動力の制御が可能なので、故障後も自力走行
することが可能である。したがって故障時には確実にフ
ェイルセーフを行ない、しかも跛行運転を可能にしてサ
ービス工場等まで自力で走行することが出来る、という
効果が得られる。As described above, according to the present invention, even when the throttle valve and the electromagnetic clutch are stuck, the return spring is broken, and the control device of the throttle valve and the electromagnetic clutch malfunctions, the
Since the driving force is limited within the range of the maximum allowable vehicle state physical quantity that reflects the driver's willingness to adjust the speed, there is no fear of increasing the engine speed or vehicle speed more than necessary, and
Since the driving force can be controlled to some extent in accordance with the amount of operation of the accelerator pedal operated by the driver, it is possible to drive by itself even after a failure. Therefore, there is an effect that fail-safe can be surely performed in the event of a failure and that the lameness operation can be performed and the vehicle can travel to a service factory or the like by itself.
【図１】本発明のクレーム対応図。FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the present invention.
【図２】本発明の一実施例のシステム構成図。FIG. 2 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図３】電子式スロットル・アクチュエータの一例の断
面図。FIG. 3 is a sectional view of an example of an electronic throttle actuator.
【図４】図３のシステムにおける演算処理を示すフロー
チャート。FIG. 4 is a flowchart showing arithmetic processing in the system of FIG.
【図５】最大許容駆動力Ｆmaxの一例の特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram of an example of a maximum allowable driving force Fmax.
【図６】アクセル開度と駆動力との関係を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between accelerator opening and driving force.
１…スロットルバルブ ５…車速セ
ンサ２…ＤＣモータ ６…燃料噴
射バルブ３−１…第１アクセルセンサ ７…クラン
ク角センサ３−２…第２アクセルセンサ ８…吸入負
圧センサ４…スロットルセンサ ９…スロッ
トル・コントローラ１０…エンジン・コントローラ １１…Ａ／
Ｔコントローラ２１…スロットルバルブ用リターンスプリング２２…アクセルドラム２３…アクセルドラム用リターンスプリング５１…運転者意志検出手段 ５５…駆動
力低減判断手段５２…駆動力第１制御手段 ５６…駆動
力第２制御手段５３…最大許容車両状態物理量算出手段 ５７…車速
検出手段５４…実車両状態物理量推定手段1 ... Throttle valve 5 ... Vehicle speed sensor 2 ... DC motor 6 ... Fuel injection valve 3-1 ... First accelerator sensor 7 ... Crank angle sensor 3-2 ... Second accelerator sensor 8 ... Intake negative pressure sensor 4 ... Throttle sensor 9 ... Throttle controller 10 ... Engine controller 11 ... A /
T controller 21 ... Return spring 22 for throttle valve ... Accelerator drum 23 ... Return spring 51 for accelerator drum ... Driver intention detecting means 55 ... Driving force reduction determining means 52 ... Driving force first control means 56 ... Driving force second control means 53 ... Maximum allowable vehicle state physical quantity calculating means 57 ... Vehicle speed detecting means 54 ... Actual vehicle state physical quantity estimating means
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−75048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−134837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−159645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−118526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55332（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−162055（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−69160（ＪＰ，Ｕ)Continued front page (56) References JP-A-62-75048 (JP, A) JP 63-134837 (JP, A) JP 63-159645 (JP, A) JP-A-56-118526 (JP, A) JP-A-63-55332 (JP, A) Actual Kaihei 1-162055 (JP, U) Actual Kaihei 1-69160 (JP, U)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329893AJP3383008B2 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Fail safe device for electronically controlled vehicle drive mechanism |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329893AJP3383008B2 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Fail safe device for electronically controlled vehicle drive mechanism |
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| JPH0711999A JPH0711999A (en) | 1995-01-13 |
| JP3383008B2true JP3383008B2 (en) | 2003-03-04 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15329893AExpired - Fee RelatedJP3383008B2 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Fail safe device for electronically controlled vehicle drive mechanism |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383008B2 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4326976B2 (en) | 2003-10-22 | 2009-09-09 | 日産ディーゼル工業株式会社 | Engine exhaust purification system |
| JP5641612B2 (en)* | 2011-03-22 | 2014-12-17 | 因幡電機産業株式会社 | Air conditioner |
| Publication number | Publication date |
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| JPH0711999A (en) | 1995-01-13 |
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