JP4100032B2 - 内燃機関のスロットル制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の過回転を防止する内燃機関のスロットル制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度を越えると燃料カットによる回転速度制御が実行され、内燃機関の過回転が防止されるものが知られている。ここで、内燃機関の過回転の防止は、機関部品の損傷防止や排気系の過加熱を防止すると共に、燃料消費を低減することが主眼とされている。
【０００３】
ところで、内燃機関の高速回転時における過回転防止のための燃料カットによる回転速度制御は、一般的に、機関回転速度が所定回転速度を越えたときにインジェクタ（燃料噴射弁）からの燃料噴射を停止することにより行なわれている。このような、高速回転での燃料カットによる回転速度制御においては、内燃機関がハンチングした状態で高速回転を続けることとなるため、このハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が生じることとなる。
【０００４】
これに対処する先行技術文献として、実公平６−６２１１号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、アクセルペダル踏込量に追従して開閉されるスロットルバルブに加えて、アクセルペダル踏込量とは別に電子制御ユニットからの制御信号によりアクチュエータにて開閉されるサブスロットルバルブが備えられている。そして、所定の運転状態となるとサブスロットルバルブが徐々に閉側に制御されることで、内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御を実施することなく、内燃機関の過回転が防止され、内燃機関のハンチングによるショック振動が防止されるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述のものでは、車両停止中で内燃機関が無負荷状態（空転状態）において、機関回転速度が所定値以上、かつ機関温度が所定値以上であるレーシング状態の場合しか考慮されていなかった。つまり、車両走行中における内燃機関の過回転防止について考慮されておらず、車両走行中における高速回転で内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御が実施されると、前述と同様な、内燃機関のハンチングによるショック振動が発生するという不具合があった。
【０００６】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、車両走行中における内燃機関の過回転防止の際、内燃機関のハンチングによるショック振動を抑制することが可能な内燃機関のスロットル制御装置の提供を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関のスロットル制御装置によれば、スロットル制御手段によって回転速度検出手段で検出された内燃機関の機関回転速度が所定回転速度以上と高く過回転状態と判定されると、アクセル開度検出手段で検出されたアクセルペダルの踏込量に応じたアクセル開度の大きさにかかわらず、即ち、制御量演算手段で設定されたスロットル開度に一致させるための制御量によらず、スロットルバルブのスロットル開度が内燃機関の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度に制御される。これにより、車両走行中における内燃機関の過回転が防止されると共に、この際の内燃機関のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が抑制される。
更に、目標スロットル開度が変速機のギヤ位置応じて設定される。つまり、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関の運転状態としてのそのときのギヤ位置に応じて設定された目標スロットル開度に制御される。これにより、車両走行中における内燃機関の過回転が防止されると共に、この際の内燃機関のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が抑制される。
【０００８】
請求項２の内燃機関のスロットル制御装置におけるスロットル制御手段では、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度と高くなって過回転状態と判定されると、アクセル開度の大きさにかかわらず、内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御が併用されスロットルバルブのスロットル開度が内燃機関の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度に制御される。これにより、機関回転速度が所定回転速度を越え大きくオーバシュートするような場合であっても所定回転速度に落着くまでの挙動が短時間で滑らかになるという効果が得られる。
【００１０】
請求項３の内燃機関のスロットル制御装置では、目標スロットル開度が大気圧、吸気温、冷却水温、内燃機関の潤滑油の油温、変速機の油温のうち少なくとも１つに応じて補正される。つまり、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標スロットル開度が、そのときの大気圧、吸気温、冷却水温、内燃機関の潤滑油の油温、変速機の油温のうち少なくとも１つに応じて補正される。これにより、車両走行中における内燃機関の過回転が防止されると共に、この際の内燃機関のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１３】
図１において、内燃機関１は例えば、４気筒４サイクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、周知の電子スロットル機構を構成するアクチュエータとしてのＤＣモータ４にて開閉駆動されるスロットルバルブ５、サージタンク６及びインテークマニホルド７を通過し、インテークマニホルド７内でインジェクタ（燃料噴射弁）８から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気筒に設けられた点火プラグ９に直接、接続されたイグナイタ１０には、後述のＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０からの点火信号が入力され、各気筒の混合気が点火プラグ９の火花点火によって所定タイミングにて燃焼される。
【００１４】
そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１２に設けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウムやランタン等の添加物を担持した三元触媒１３にて有害成分であるＣＯ，ＨＣ，ＮＯx 等が浄化され大気中に排出される。この三元触媒１３が設けられた排気通路１２の上流側には空燃比（Ａ／Ｆ）センサ１４が設けられ、この空燃比センサ１４にて内燃機関１から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな電圧信号ＶＯＸ１が検出される。
【００１５】
エアクリーナ２の下流側には吸気温センサ２１が設けられ、この吸気温センサ２１にてエアクリーナ２を通過する吸気温ＴＨＡ〔℃〕が検出される。また、エアクリーナ２の下流側の吸気通路３にはエアフローメータ２２が設けられ、このエアフローメータ２２にてエアクリーナ２を通過する吸入空気量ＧＮ〔ｇ／ｒｅｖ〕が検出される。そして、スロットルバルブ５にはスロットル開度センサ２３が設けられ、このスロットル開度センサ２３にてスロットル開度ＴＡ〔°〕に応じたアナログ信号が検出されると共に、スロットルバルブ５がほぼ全閉であることが図示しないアイドルスイッチからのオン／オフ信号によって検出される。
【００１６】
また、サージタンク６には吸気圧センサ２４が設けられ、この吸気圧センサ２４にて吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕が検出される。そして、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２５が設けられ、この水温センサ２５にて内燃機関１の冷却水温ＴＨＷ〔℃〕が検出される。加えて、内燃機関１のクランクシャフト（図示略）にはクランク角センサ２６が設けられ、このクランク角センサ２６にて内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が検出される。更に、アクセル開度センサ２７にて運転者のアクセルペダル踏込量に相当するアクセル開度Ａｐ〔°〕、車速センサ２８にて車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕、ギヤ位置センサ２９にて車載された変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰがそれぞれ検出される。
【００１７】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラムや制御マップを格納したＲＯＭ３２、各種データを格納するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４、入出力回路３５及びそれらを接続するバスライン３６等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１８】
ＥＣＵ３０に入出力回路３５を介して入力される空燃比センサ１４からの電圧信号ＶＯＸ１によって、排気ガスに基づく混合気の空燃比判定が行われる。また、ＥＣＵ３０には、入出力回路３５を介して吸気温センサ２１からの吸気温ＴＨＡ、エアフローメータ２２からの吸入空気量ＧＮ、スロットル開度センサ２３からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧センサ２４からの吸気圧ＰＭ、水温センサ２５からの冷却水温ＴＨＷ、クランク角センサ２６からの機関回転速度ＮＥ、アクセル開度センサ２７からのアクセル開度Ａｐ、車速センサ２８からの車速ＳＰＤ、ギヤ位置センサ２９からのギヤ位置ＧＰ等の各種センサ信号が入力され、それらに基づいてＤＣモータ４に対する制御量ＤＶ、インジェクタ８に対する燃料噴射量ＴＡＵ、イグナイタ１０に対する点火時期Ｉｇ等が算出され、入出力回路３５を介してＤＣモータ４、インジェクタ８、イグナイタ１０等にそれぞれ制御信号が出力される。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説明する。ここで、図３は図２の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００２０】
図２において、ステップＳ１０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ１０２に移行し、ギヤ位置ＧＰをパラメータとするテーブルによってギヤ位置ＧＰに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。
【００２１】
なお、所定回転速度ＮＥthには、図３に示すように、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥthに落着くまでの挙動によって目標スロットル開度ＴＧＴＡの設定が解除されないようにするためのヒステリシス分ΔＮＥthが設けられている。一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２２】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが現在のギヤ位置ＧＰに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。なお、スロットル開度ＴＡに対する目標スロットル開度ＴＧＴＡの設定を解除するタイミングは、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐが小さくなり、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となったとき（図３に示す時刻ｔ01）のアクセル開度より低下したとき（図３に示す時刻ｔ02）である。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２３】
このように、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する回転速度検出手段としてのクランク角センサ２６と、アクセルペダル（図示略）の踏込量に応じたアクセル開度Ａｐを検出するアクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ２７と、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡをアクセル開度Ａｐに基づき設定されたスロットル開度に一致させるための制御量ＤＶを算出するＥＣＵ３０にて達成される制御量演算手段と、前記制御量演算手段で算出された制御量ＤＶに基づきアクチュエータとしてのＤＣモータ４を駆動し、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡを制御するＥＣＵ３０にて達成されるスロットル制御手段とを具備し、前記スロットル制御手段は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となったときには、アクセル開度Ａｐの大きさにかかわらず、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡを内燃機関１の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御するものである。また、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰに応じて設定するものである。
【００２４】
つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、運転者のアクセルペダル踏込量を検出するアクセル開度センサ２７からのアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらず、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡが内燃機関１の運転状態として変速機のギヤ位置センサ２９からの現在のギヤ位置ＧＰに応じて設定された目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順の第１の変形例を示す図４のフローチャートに基づき、上述の図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００２６】
図４において、ステップＳ２０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ２０２に移行し、負荷としての吸入空気量ＧＮ〔ｇ／ｒｅｖ〕をパラメータとするテーブルによって吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。なお、図４のステップＳ２０２で用いられているテーブルにおいて、吸入空気量ＧＮの中間値に対する目標スロットル開度ＴＧＴＡは補間演算にて算出される。一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２７】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが現在の吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２８】
このように、本変形例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを内燃機関１の負荷としての吸入空気量ＧＮに応じて設定するものである。つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関１の運転状態として現在の吸入空気量ＧＮに応じて設定された目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順の第２の変形例を示す図５のフローチャートに基づき、上述の図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００３０】
図５において、ステップＳ３０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ３０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ３０２に移行し、ギヤ位置ＧＰ及び負荷としての吸入空気量ＧＮ〔ｇ／ｒｅｖ〕をパラメータとするテーブルによってギヤ位置ＧＰ及び吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。なお、図５のステップＳ３０２に示すテーブルにおいて、吸入空気量ＧＮの中間値に対する目標スロットル開度ＴＧＴＡは補間演算にて算出される。一方、ステップＳ３０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３１】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが現在のギヤ位置ＧＰ及び現在の吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３２】
このように、本変形例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰ及び内燃機関１の負荷としての吸入空気量ＧＮに応じて設定するものである。つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関１の運転状態として現在のギヤ位置ＧＰ及び現在の吸入空気量ＧＮに応じて設定された目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順の第３の変形例を示す図６のフローチャートに基づき、上述の図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００３４】
図６において、ステップＳ４０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ４０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ４０２に移行し、ギヤ位置ＧＰをパラメータとするテーブルによってギヤ位置ＧＰに応じた仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡ〔°〕が算出される。次にステップＳ４０３に移行して、大気圧センサ（図示略）にて検出される大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕をパラメータとするテーブルによって大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡが算出される。なお、図６のステップＳ４０３に示すテーブルにおいて、大気圧ＰＡの中間値に対する目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡは補間演算にて算出される。
【００３５】
次にステップＳ４０４に移行して、ステップＳ４０２で算出された仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡにステップＳ４０３で算出された目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡが乗算され目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３６】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが、現在のギヤ位置ＧＰに応じた仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡに対して現在の大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡが考慮された目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３７】
このように、本変形例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを設定する際、変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰに応じて仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡを設定し、この仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡを大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡにて補正するものである。つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関１の運転状態として現在のギヤ位置ＧＰに応じて設定された仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡが、現在の大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡにて補正された目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３８】
次に、上述の実施例及び変形例による内燃機関１の過回転を防止するスロットル制御に加え、内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御が併用して実施された場合について、図７のタイムチャートを参照して説明する。
【００３９】
図７に示す時刻ｔ11〜時刻ｔ16では、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 以上となるため、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが、現在のギヤ位置ＧＰ、現在の吸入空気量ＧＮ等に応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。このため、上述の実施例及び変形例と同様のスロットル制御が実行される。
【００４０】
更に、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 を越え、図７に示す時刻ｔ11以降に示すように、オーバシュートによって所定回転速度ＮＥth2 を越えると燃料カット実行フラグが「ＯＮ（オン）」となる。この燃料カット実行フラグが「ＯＮ」となると、周知の内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御が実行される。即ち、図７に示す時刻ｔ12〜時刻ｔ13及び時刻ｔ14〜時刻ｔ15の期間では、内燃機関１に対するスロットル制御によるスロットル開度ＴＡの目標スロットル開度ＴＧＴＡへの設定に加え、内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御が併用され内燃機関１へのインジェクタ８からの燃料噴射が停止される。
【００４１】
なお、燃料カット実行フラグが「ＯＦＦ（オフ）」となるタイミングは、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth2 に対して設けられたヒステリシス分ΔＮＥth2 を下回ったときである（図７に示す時刻ｔ13または時刻ｔ15）。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００４２】
このような内燃機関のスロットル制御装置のＥＣＵ３０にて達成されるスロットル制御手段は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 以上で所定回転速度ＮＥth2 以上と高くなって過回転状態と判定されると、アクセル開度Ａｐの大きさにかかわらず、内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御を併用してスロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡを内燃機関１の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御するものであり、上述の実施例及び変形例と同様の作用・効果に加え、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 を越え大きくオーバシュートするような場合であっても所定回転速度ＮＥth1 に落着くまでの挙動を短時間で滑らかなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵのスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 図３は図２の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図４】 図４は図２の目標スロットル開度演算の処理手順の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図５】 図５は図２の目標スロットル開度演算の処理手順の第２の変形例を示すフローチャートである。
【図６】 図６は図２の目標スロットル開度演算の処理手順の第３の変形例を示すフローチャートである。
【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるスロットル制御に加え、内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御が併用して実施された場合に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 内燃機関
４ ＤＣモータ（アクチュエータ）
５ スロットルバルブ
２６ クランク角センサ（回転速度検出手段）
２７ アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
２９ ギヤ位置センサ
３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の過回転を防止する内燃機関のスロットル制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度を越えると燃料カットによる回転速度制御が実行され、内燃機関の過回転が防止されるものが知られている。ここで、内燃機関の過回転の防止は、機関部品の損傷防止や排気系の過加熱を防止すると共に、燃料消費を低減することが主眼とされている。
【０００３】
ところで、内燃機関の高速回転時における過回転防止のための燃料カットによる回転速度制御は、一般的に、機関回転速度が所定回転速度を越えたときにインジェクタ（燃料噴射弁）からの燃料噴射を停止することにより行なわれている。このような、高速回転での燃料カットによる回転速度制御においては、内燃機関がハンチングした状態で高速回転を続けることとなるため、このハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が生じることとなる。
【０００４】
これに対処する先行技術文献として、実公平６−６２１１号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、アクセルペダル踏込量に追従して開閉されるスロットルバルブに加えて、アクセルペダル踏込量とは別に電子制御ユニットからの制御信号によりアクチュエータにて開閉されるサブスロットルバルブが備えられている。そして、所定の運転状態となるとサブスロットルバルブが徐々に閉側に制御されることで、内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御を実施することなく、内燃機関の過回転が防止され、内燃機関のハンチングによるショック振動が防止されるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述のものでは、車両停止中で内燃機関が無負荷状態（空転状態）において、機関回転速度が所定値以上、かつ機関温度が所定値以上であるレーシング状態の場合しか考慮されていなかった。つまり、車両走行中における内燃機関の過回転防止について考慮されておらず、車両走行中における高速回転で内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御が実施されると、前述と同様な、内燃機関のハンチングによるショック振動が発生するという不具合があった。
【０００６】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、車両走行中における内燃機関の過回転防止の際、内燃機関のハンチングによるショック振動を抑制することが可能な内燃機関のスロットル制御装置の提供を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関のスロットル制御装置によれば、スロットル制御手段によって回転速度検出手段で検出された内燃機関の機関回転速度が所定回転速度以上と高く過回転状態と判定されると、アクセル開度検出手段で検出されたアクセルペダルの踏込量に応じたアクセル開度の大きさにかかわらず、即ち、制御量演算手段で設定されたスロットル開度に一致させるための制御量によらず、スロットルバルブのスロットル開度が内燃機関の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度に制御される。これにより、車両走行中における内燃機関の過回転が防止されると共に、この際の内燃機関のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が抑制される。
更に、目標スロットル開度が変速機のギヤ位置応じて設定される。つまり、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関の運転状態としてのそのときのギヤ位置に応じて設定された目標スロットル開度に制御される。これにより、車両走行中における内燃機関の過回転が防止されると共に、この際の内燃機関のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が抑制される。
【０００８】
請求項２の内燃機関のスロットル制御装置におけるスロットル制御手段では、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度と高くなって過回転状態と判定されると、アクセル開度の大きさにかかわらず、内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御が併用されスロットルバルブのスロットル開度が内燃機関の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度に制御される。これにより、機関回転速度が所定回転速度を越え大きくオーバシュートするような場合であっても所定回転速度に落着くまでの挙動が短時間で滑らかになるという効果が得られる。
【００１０】
請求項３の内燃機関のスロットル制御装置では、目標スロットル開度が大気圧、吸気温、冷却水温、内燃機関の潤滑油の油温、変速機の油温のうち少なくとも１つに応じて補正される。つまり、内燃機関の機関回転速度が所定回転速度以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標スロットル開度が、そのときの大気圧、吸気温、冷却水温、内燃機関の潤滑油の油温、変速機の油温のうち少なくとも１つに応じて補正される。これにより、車両走行中における内燃機関の過回転が防止されると共に、この際の内燃機関のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化が抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１３】
図１において、内燃機関１は例えば、４気筒４サイクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、周知の電子スロットル機構を構成するアクチュエータとしてのＤＣモータ４にて開閉駆動されるスロットルバルブ５、サージタンク６及びインテークマニホルド７を通過し、インテークマニホルド７内でインジェクタ（燃料噴射弁）８から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気筒に設けられた点火プラグ９に直接、接続されたイグナイタ１０には、後述のＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０からの点火信号が入力され、各気筒の混合気が点火プラグ９の火花点火によって所定タイミングにて燃焼される。
【００１４】
そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１２に設けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウムやランタン等の添加物を担持した三元触媒１３にて有害成分であるＣＯ，ＨＣ，ＮＯx 等が浄化され大気中に排出される。この三元触媒１３が設けられた排気通路１２の上流側には空燃比（Ａ／Ｆ）センサ１４が設けられ、この空燃比センサ１４にて内燃機関１から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな電圧信号ＶＯＸ１が検出される。
【００１５】
エアクリーナ２の下流側には吸気温センサ２１が設けられ、この吸気温センサ２１にてエアクリーナ２を通過する吸気温ＴＨＡ〔℃〕が検出される。また、エアクリーナ２の下流側の吸気通路３にはエアフローメータ２２が設けられ、このエアフローメータ２２にてエアクリーナ２を通過する吸入空気量ＧＮ〔ｇ／ｒｅｖ〕が検出される。そして、スロットルバルブ５にはスロットル開度センサ２３が設けられ、このスロットル開度センサ２３にてスロットル開度ＴＡ〔°〕に応じたアナログ信号が検出されると共に、スロットルバルブ５がほぼ全閉であることが図示しないアイドルスイッチからのオン／オフ信号によって検出される。
【００１６】
また、サージタンク６には吸気圧センサ２４が設けられ、この吸気圧センサ２４にて吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕が検出される。そして、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２５が設けられ、この水温センサ２５にて内燃機関１の冷却水温ＴＨＷ〔℃〕が検出される。加えて、内燃機関１のクランクシャフト（図示略）にはクランク角センサ２６が設けられ、このクランク角センサ２６にて内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が検出される。更に、アクセル開度センサ２７にて運転者のアクセルペダル踏込量に相当するアクセル開度Ａｐ〔°〕、車速センサ２８にて車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕、ギヤ位置センサ２９にて車載された変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰがそれぞれ検出される。
【００１７】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラムや制御マップを格納したＲＯＭ３２、各種データを格納するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４、入出力回路３５及びそれらを接続するバスライン３６等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１８】
ＥＣＵ３０に入出力回路３５を介して入力される空燃比センサ１４からの電圧信号ＶＯＸ１によって、排気ガスに基づく混合気の空燃比判定が行われる。また、ＥＣＵ３０には、入出力回路３５を介して吸気温センサ２１からの吸気温ＴＨＡ、エアフローメータ２２からの吸入空気量ＧＮ、スロットル開度センサ２３からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧センサ２４からの吸気圧ＰＭ、水温センサ２５からの冷却水温ＴＨＷ、クランク角センサ２６からの機関回転速度ＮＥ、アクセル開度センサ２７からのアクセル開度Ａｐ、車速センサ２８からの車速ＳＰＤ、ギヤ位置センサ２９からのギヤ位置ＧＰ等の各種センサ信号が入力され、それらに基づいてＤＣモータ４に対する制御量ＤＶ、インジェクタ８に対する燃料噴射量ＴＡＵ、イグナイタ１０に対する点火時期Ｉｇ等が算出され、入出力回路３５を介してＤＣモータ４、インジェクタ８、イグナイタ１０等にそれぞれ制御信号が出力される。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説明する。ここで、図３は図２の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００２０】
図２において、ステップＳ１０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ１０２に移行し、ギヤ位置ＧＰをパラメータとするテーブルによってギヤ位置ＧＰに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。
【００２１】
なお、所定回転速度ＮＥthには、図３に示すように、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥthに落着くまでの挙動によって目標スロットル開度ＴＧＴＡの設定が解除されないようにするためのヒステリシス分ΔＮＥthが設けられている。一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２２】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが現在のギヤ位置ＧＰに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。なお、スロットル開度ＴＡに対する目標スロットル開度ＴＧＴＡの設定を解除するタイミングは、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐが小さくなり、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となったとき（図３に示す時刻ｔ01）のアクセル開度より低下したとき（図３に示す時刻ｔ02）である。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２３】
このように、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する回転速度検出手段としてのクランク角センサ２６と、アクセルペダル（図示略）の踏込量に応じたアクセル開度Ａｐを検出するアクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ２７と、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡをアクセル開度Ａｐに基づき設定されたスロットル開度に一致させるための制御量ＤＶを算出するＥＣＵ３０にて達成される制御量演算手段と、前記制御量演算手段で算出された制御量ＤＶに基づきアクチュエータとしてのＤＣモータ４を駆動し、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡを制御するＥＣＵ３０にて達成されるスロットル制御手段とを具備し、前記スロットル制御手段は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となったときには、アクセル開度Ａｐの大きさにかかわらず、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡを内燃機関１の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御するものである。また、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰに応じて設定するものである。
【００２４】
つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、運転者のアクセルペダル踏込量を検出するアクセル開度センサ２７からのアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらず、スロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡが内燃機関１の運転状態として変速機のギヤ位置センサ２９からの現在のギヤ位置ＧＰに応じて設定された目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順の第１の変形例を示す図４のフローチャートに基づき、上述の図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００２６】
図４において、ステップＳ２０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ２０２に移行し、負荷としての吸入空気量ＧＮ〔ｇ／ｒｅｖ〕をパラメータとするテーブルによって吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。なお、図４のステップＳ２０２で用いられているテーブルにおいて、吸入空気量ＧＮの中間値に対する目標スロットル開度ＴＧＴＡは補間演算にて算出される。一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２７】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが現在の吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２８】
このように、本変形例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを内燃機関１の負荷としての吸入空気量ＧＮに応じて設定するものである。つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関１の運転状態として現在の吸入空気量ＧＮに応じて設定された目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順の第２の変形例を示す図５のフローチャートに基づき、上述の図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００３０】
図５において、ステップＳ３０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ３０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ３０２に移行し、ギヤ位置ＧＰ及び負荷としての吸入空気量ＧＮ〔ｇ／ｒｅｖ〕をパラメータとするテーブルによってギヤ位置ＧＰ及び吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。なお、図５のステップＳ３０２に示すテーブルにおいて、吸入空気量ＧＮの中間値に対する目標スロットル開度ＴＧＴＡは補間演算にて算出される。一方、ステップＳ３０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３１】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが現在のギヤ位置ＧＰ及び現在の吸入空気量ＧＮに応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３２】
このように、本変形例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰ及び内燃機関１の負荷としての吸入空気量ＧＮに応じて設定するものである。つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関１の運転状態として現在のギヤ位置ＧＰ及び現在の吸入空気量ＧＮに応じて設定された目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１のスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順の第３の変形例を示す図６のフローチャートに基づき、上述の図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、この目標スロットル開度演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ３１にて繰返し実行される。
【００３４】
図６において、ステップＳ４０１で、内燃機関１の機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が予め設定された所定回転速度ＮＥth〔ｒｐｍ〕以上であるかが判定される。ステップＳ４０１の判定条件が成立、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高いとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02）にはステップＳ４０２に移行し、ギヤ位置ＧＰをパラメータとするテーブルによってギヤ位置ＧＰに応じた仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡ〔°〕が算出される。次にステップＳ４０３に移行して、大気圧センサ（図示略）にて検出される大気圧ＰＡ〔ｋＰａ〕をパラメータとするテーブルによって大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡが算出される。なお、図６のステップＳ４０３に示すテーブルにおいて、大気圧ＰＡの中間値に対する目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡは補間演算にて算出される。
【００３５】
次にステップＳ４０４に移行して、ステップＳ４０２で算出された仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡにステップＳ４０３で算出された目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡが乗算され目標スロットル開度ＴＧＴＡ〔°〕が算出され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０１の判定条件が成立せず、即ち、このときの機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth未満と低いとき（図３に示す時刻ｔ01以前または時刻ｔ02以降）には、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３６】
上述のルーチンによれば、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上となる図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02では、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが、現在のギヤ位置ＧＰに応じた仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡに対して現在の大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡが考慮された目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３７】
このように、本変形例の内燃機関のスロットル制御装置は、目標スロットル開度ＴＧＴＡを設定する際、変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰに応じて仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡを設定し、この仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡを大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡにて補正するものである。つまり、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth以上と高くなって過回転状態と判定されると、内燃機関１の運転状態として現在のギヤ位置ＧＰに応じて設定された仮目標スロットル開度ＴＴＧＴＡが、現在の大気圧ＰＡに応じた目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡにて補正された目標スロットル開度補正量ＣＴＧＴＡに制御される。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００３８】
次に、上述の実施例及び変形例による内燃機関１の過回転を防止するスロットル制御に加え、内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御が併用して実施された場合について、図７のタイムチャートを参照して説明する。
【００３９】
図７に示す時刻ｔ11〜時刻ｔ16では、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 以上となるため、運転者のアクセルペダル踏込量に応じたアクセル開度Ａｐの大きさにかかわらずスロットル開度ＴＡが、現在のギヤ位置ＧＰ、現在の吸入空気量ＧＮ等に応じた目標スロットル開度ＴＧＴＡに設定される。このため、上述の実施例及び変形例と同様のスロットル制御が実行される。
【００４０】
更に、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 を越え、図７に示す時刻ｔ11以降に示すように、オーバシュートによって所定回転速度ＮＥth2 を越えると燃料カット実行フラグが「ＯＮ（オン）」となる。この燃料カット実行フラグが「ＯＮ」となると、周知の内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御が実行される。即ち、図７に示す時刻ｔ12〜時刻ｔ13及び時刻ｔ14〜時刻ｔ15の期間では、内燃機関１に対するスロットル制御によるスロットル開度ＴＡの目標スロットル開度ＴＧＴＡへの設定に加え、内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御が併用され内燃機関１へのインジェクタ８からの燃料噴射が停止される。
【００４１】
なお、燃料カット実行フラグが「ＯＦＦ（オフ）」となるタイミングは、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth2 に対して設けられたヒステリシス分ΔＮＥth2 を下回ったときである（図７に示す時刻ｔ13または時刻ｔ15）。これにより、車両走行中における内燃機関１の過回転を防止することができると共に、この際の内燃機関１のハンチングに起因するショック振動及び燃費の悪化を抑制することができる。
【００４２】
このような内燃機関のスロットル制御装置のＥＣＵ３０にて達成されるスロットル制御手段は、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 以上で所定回転速度ＮＥth2 以上と高くなって過回転状態と判定されると、アクセル開度Ａｐの大きさにかかわらず、内燃機関１に対する燃料カットによる回転速度制御を併用してスロットルバルブ５のスロットル開度ＴＡを内燃機関１の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度ＴＧＴＡに制御するものであり、上述の実施例及び変形例と同様の作用・効果に加え、機関回転速度ＮＥが所定回転速度ＮＥth1 を越え大きくオーバシュートするような場合であっても所定回転速度ＮＥth1 に落着くまでの挙動を短時間で滑らかなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵのスロットル制御における目標スロットル開度演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 図３は図２の処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図４】 図４は図２の目標スロットル開度演算の処理手順の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図５】 図５は図２の目標スロットル開度演算の処理手順の第２の変形例を示すフローチャートである。
【図６】 図６は図２の目標スロットル開度演算の処理手順の第３の変形例を示すフローチャートである。
【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるスロットル制御に加え、内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御が併用して実施された場合に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 内燃機関
４ ＤＣモータ（アクチュエータ）
５ スロットルバルブ
２６ クランク角センサ（回転速度検出手段）
２７ アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
２９ ギヤ位置センサ
３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
Claims (3)
- 内燃機関の機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、
アクセルペダルの踏込量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
スロットルバルブのスロットル開度を前記アクセル開度に基づき設定されたスロットル開度に一致させるための制御量を算出する制御量演算手段と、
前記制御量演算手段で算出された前記制御量に基づきアクチュエータを駆動し、前記スロットルバルブのスロットル開度を制御するスロットル制御手段とを具備し、
前記スロットル制御手段は、前記機関回転速度が所定回転速度以上となったときには、前記アクセル開度の大きさにかかわらず、前記スロットルバルブのスロットル開度を前記内燃機関の運転状態の変速機のギヤ位置に応じて設定された所定の目標スロットル開度に制御することを特徴とする内燃機関のスロットル制御装置。 - 前記スロットル制御手段は、前記機関回転速度が所定回転速度以上となったときには、前記アクセル開度の大きさにかかわらず、前記内燃機関に対する燃料カットによる回転速度制御を併用して前記スロットルバルブのスロットル開度を前記内燃機関の運転状態に応じて設定された所定の目標スロットル開度に制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のスロットル制御装置。
- 前記目標スロットル開度は、大気圧、吸気温、冷却水温、前記内燃機関の潤滑油の油温、前記変速機の油温のうち少なくとも１つに応じて補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関のスロットル制御装置。
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