JPH0242151A - 車載内燃機関のスロットル開度制御装置 - 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） 本発明は車載内燃機関のスロットル開度制御装置に関し
、より具体的にはパルスモータ等のアクチュエータをス
ロットル弁に連結し、該アクチュエータを介してスロッ
トル弁を開閉制御する車載内燃機関のスロットル開度制
御装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の吸気路に配設されているスロットル弁にパル
スモータ等のアクチュエータを連結し、機関の運転状態
に応じて其の開閉を制御することは良く知られており、
その−例として特開昭６１−１９９４６号公報記載の技
術を挙げることが出来る。この従来技術においては機関
の運転状態に応じてパルスモータへの指令パルスを演算
して出力し、スロ・ントル弁を目標開度に制御している
（発明が解決しようとする課題） 而して、車両用の内燃機関においては走行装置の他にニ
アコンディショナ等の付属的な負荷装置が装着されてお
り、斯る付属装置が接続されると負荷が増加して機関出
力が低下し、機関出力にハンチングが生じる或いは運転
状態によってはエンジンストールを惹起する等の不都合
があった。

従って、アクチエエータを介してスロワ）・ル弁を駆動
する場合においても斯る付属負荷装置の接続の有無に応
じて常にスロットル開度を最適に制御する必要があるが
、上記従来技術にあっては其の点に付いて格別の対応が
なされていないため、負荷の増減によって変動する機関
要求値に対して的確に応えられない不満があった。

従って、本発明の目的は従来技術の上述の欠点を解消す
ることにあり、付属的な負荷装置が接続されているか否
かを検出して適宜スロットル開度を増加補正することに
よって運転者の要求により正確に応えることが出来る車
載内燃機関のスロットル開度制御装置を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段及び作用）上記の課題を解
決するために本発明は第１図に示す如く、車両運転席床
面に配されたアクセルペダルの踏込量を検出するアクセ
ルペダル踏込量検出手段１、機関の運転状態を検出する
機関運転状態検出手段２、該機関運転状態検出手段及び
前記アクセルペダル踏込量検出手段の出力を入力して機
関吸気路に設けられたスロットル弁の開度を設定するス
ロットル開度設定手段３、該スロットル開度設定手段の
出力を入力してスロットル弁を駆動するアクチュエータ
への指令値を演算するアクチュエータ指令値演算手段４
、該アクチュエータ指令値演算手段の出力を入力して作
動するアクチュエータ５及び該アクチュエータに連結さ
れ、その作動に応じて機関の吸気路を開閉するスロット
ル弁６からなる車載内燃機関のスロットル開度制御装置
において、機関と付属負荷装置との接続を検出する負荷
接続検出手段７を設け、前記スロットル開度設定手段は
該負荷接続検出手段の出力を入力し、付属負荷装置の接
続が検出されたときは設定したスロットル開度を機関の
運転状態に応じて増加補正する如く構成した。

（実施例） 以下、添付図面に即して本発明の詳細な説明する。第２
図は本発明に係る車載内燃機関のスロットル開度制御装
置を全体的に示す概略図であり、同図に従って説明する
と、符号１０は内燃機関を示す。内燃機関１０は吸気路
１２を備えており、その先端側に取着されるエアクリー
ナ１４を介して導入された吸気は、スロットル弁６によ
って流量を調節されつつインテークマニホルド１８に入
り、燃料噴射弁２０を介して燃料の供給を受け、吸気弁
２２が開閉する吸気ポートを通じて燃焼室２４に流入す
る。流入した混合気は、点火プラグ（図示せず）によっ
て点火されて燃焼し、ピストン２６を駆動した後、排気
弁２８で開閉される排気ポートを通ってエキゾーストマ
ニホルド３０に入り、エキゾーストパイプ（図示せず）
を経て機関外に放出される。

又、該内燃機関が搭載される車両の運転室床面にはアク
セルペダル３２が配置されており、該ペダルは図示しな
いスプリングによってアイドル位置に付勢されると共に
、運転者の踏込動作に応じて回動する。図示の如く、該
アクセルペダルとスロットル弁６との機械的連結は断た
れており、それに代えてスロットル弁の近傍には前記し
たアクチュエータたるパルスモータ３４が設けられる。

該パルスモータは、クラッチ機構及び減速ギャ機構（図
示せず）を介してスロットル弁の弁軸６ａと連結して該
弁を開閉駆動する。尚、該スロットル弁軸６ａにはリタ
ーンスプリング（図示せず）が設けられており、スロッ
トル弁を全閉方向に常時付勢している。該スロットル弁
の開度は、ポテンショメータ等からなるスロットルセン
サ４０を通じて検出される。

更に、吸気路１２のスロットル弁下流の適宜位置には、
吸入空気の圧力を絶対圧力で検出する吸気圧センサ４２
が設けられ、更に其の下流側には吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ４４が設けられると共に、スロットル
弁の上流側の適宜位置には大気圧を検出する大気圧セン
サ４６が設けられる。又、アクセルペダルの付近には其
の踏込量（アクセル開度）を検出する前記したアクセル
ペダル踏込量検出手段たるアクセルセンサ４８が設けら
れると共に、燃焼室付近の適宜位置には冷却水温を検出
する水温センサ５０が設けられ、更にディストリビュー
タ（図示せず）内等の適宜位置には機関のクランク角度
を検出するクランク角センサ５２が設けられ、他方トラ
ンスミッション（図示せず）の適宜位置にも車両の走行
速度を検出する車速センサ５４が設けられる。これらセ
ンサの出力は、制御ユニット５８に送出される。

更に本制御装置においては、オルタネータ（図示せず）
のフィールド電流を検出するＡＣＧセンサ６０、パワー
・ステアリング（図示せず）の作動／不作動を検出する
パワステスイッチ６２及びニアコンディショナ（図示せ
ず）の作動／不作動を検出する前記した負荷接続検出手
段たるエアコンスイッチ６４が設けられる。このエアコ
ンスイッチ６４は、具体的にはニアコンプレッサの電磁
クラッチ（図示せず）の通電のオン／オフを検知してニ
アコンディショナの接続／非接続を検出する。

又、スタータ（図示せず）の作動／不作動を検出するス
タータスイッチ６６、バッテリ（図示せず）の電圧を検
出するバッテリ電圧センサ６８、シフトレバ−（図示せ
ず）のレンジ位置を検出するレンジセレクタスイッチ７
０及びシフト位置（ギヤ段）を検出するシフトポジショ
ンスイッチ７２（例えばミッション制御ユニットのソレ
ノイド励磁信号を参照して検出する）が設けられて制御
ユニットに出力を送ると共に、オートクルーズ制御のた
めにブレーキスイッチ７４、メインスイッチ７６、セッ
トスイッチ７８及びリジュームスイッチ８０°も設けら
れる。

第３図は此の制御ユニット５８の詳細を示すが、該ユニ
ットにおいてスロットルセンサ４０等のアナログ出力は
レベル変換回路８８に入力され、そこで適宜レベルに変
換された後マイクロ・コンピュータ９０に入力され、そ
のＡ／Ｄ変換回路９０ａでデジタル値に変換されてＲＡ
Ｍ９０ｅに一時格納される。又、クランク角センサ５２
等のデジタル出力は波形整形回路９２で波形整形されて
入力ポート９０ｂを介してマイクロ・コンピュータ内に
入力される。マイクロ・コンピュータにおいてＣＰＵ９
０　ｃは、これらの入力からＲＯＭ９０ｄに格納されて
いるプログラムに従って後述の如く制御値を演算し、出
力ポート９０ｆを介して出力回路９４に送り、更にトラ
ンジスタ等からなる駆動回路９６を介してパルスモータ
３４を駆動し、よってスロットル弁６を開閉制御する。

尚、以上の構成において、アクセルセンサ４８、エアコ
ンスイッチ６４等を除くクランク角センサ５２等が前記
した機関運転状態検出手段に、マイクロ・コンピュータ
９０が前記したスロットル開度設定手段及びアクチュエ
ータ指令値演算手段に相当する。

続いて、第４図フロー・チャートを参照して本制御装置
の動作を説明する。尚、このプログラムは、所定時間、
例えば１０ｍ５毎にループして繰り返される。

先ず、ＳＩＯにおいて前回演算した指令値θＣＭＤｎ−
１を出力する。この指令値はパルス数（変位量）で示さ
れており、本フロー・チャートにおいては演算周期は１
０ｍ５毎の比較的短時間の等間隔とすると共に、演算し
た指令値を直ちに出力することなく、−旦スドアしてお
いて次の周期の初めに出力する。

続いて、Ｓ１２において機関回転数Ｎｅ、アクセル開度
θＡＰ、エアコンスイッチ信号等の制御パラメータを順
次読み込んでＲＡＭ９０　ｅに格納し、Ｓ１４において
ＲＯＭ９０　ｄに格納されているマツプを参照してアク
セル開度と機関回転数とからスロットル弁の基準開度θ
ＴＨＭを検索する。

続いて、Ｓ１６において基準開度の負荷補正を行う。第
５図はこの負荷補正サブルーチンを示すフロー・チャー
トであり、同図に従って説明すると、先ず５１６ａにお
いてエアコンスイッチ信号を読み出してニアコンディシ
ョナが接続されているか否か判断する。５１６ａにおい
てニアコンディショナが接続していると判断された場合
には５１６ｂに進み、機関冷却水温Ｔ−が所定値ＴｗＨ
ＡＣを超えているか否か判断し、超えていない場合には
５１６ｃにおいて低温用の補正テーブルを検索して補正
係数ＫＩＩＭＣＩを算出し、超えている場合には５１６
ｄにおいて非低温用の補正係数Ｋ　ＨＡＣ２を検索する
。第６図は此れ等の補正係数を示す説明グラフであるが
、図示の如く補正係数は低温用も非低温用も機関負荷、
即ちアクセル開度θ静に対して設定される。この場合、
ニアコンディショナの負荷は一定であるため、機関負荷
においてニアコンディショナ負荷が占める割合は、機関
負荷が小さくなる程大きくなる。従って、補正量はアク
セル開度が小さくなる、即ち機関負荷が小さくなる程大
きくなる様に設定する。更に、冷却水温が低い場合には
其れだけ開度を大きくする必要があることから、水温に
応じて補正特性を２つに分けて設定する。従って、低温
時においてエアコンディジシナが接続された場合であっ
ても適正なスロットルの制御が可能となる。斯る補正特
性はＲＯＭ内にテーブル値として格納される。

次いで、５１６ｅにおいて基準開度に補正係数を乗じて
増加補正する。尚、５１６ａにおいてエアコンスイッチ
がオフしている場合には５１６ｅにおいて補正係数を１
．０として基準開度を変更しないままサブルーチンを終
了する。

続いて、３１８においてアイドル制御域にあるか否か判
断する。これは、スタータスイッチ信号、レンジセレク
タ信号、車速、吸気圧力、スロットル開度及び機関回転
数等から判断し、特に機関回転数が適宜設定した減速回
転数以下でアイドル判別回転数以上である場合にアイド
ル制御域にあると判断し、Ｓ２０に進んでアイドル制御
用のスロットル開度θ１ｄｌｅを適宜決定する。

３１８においてアイドル制御域にないと判断された場合
は３２２に進み、所定の開度θ１ｄｌｅ−ｒｅｆをもっ
てアイドル開度とする。この所定開度は例えば、アイド
ル制御での上限開度たる１０度（但し、ＷＯＴ＝８４度
）とする。

続いて、Ｓ２４においてオートクルーズ制御域にあるか
否か判断する。これは、前記したブレーキスイッチ７４
、メインスイッチ７６等の出力信号から判断する。而し
て、オートクルーズ制御域にあると判断された場合はＳ
２６に進んで設定車速を保つべく適宜オートクルーズ開
度θｃｒｕを演算すると共に、然らざる場合は３２Ｂに
おいてオートクルーズ開度を零とする。

続いて、Ｓ３０において目標開度θＴＨＯを算出する。

これは、それまでに算出した開度、即ち、基準開度θＴ
ＨＭ　、アイドル開度θ１ｄｌｅ、オートクルーズ開度
θｃｒｕの中から最大値を選んで行う。斯く最大値を採
ることによって、アイドル制御とオートクルーズ制御が
重複する運転状態等においてもスロットル開度を最適に
制御することが出来る。尚、選択した最大値は開度で示
されているので、本ステップにおいて所定数（ｌパルス
、当りの開度）で割ってパルス数に変換する。

続いて、３３２において、前回のスロットル開度θＴＨ
Ｐｎ−１（パルス絶対値）に８１０で出力した前回指令
値θＣＭＤｎ−１を加算して現在のスロットル開度、よ
り正確には現在移動中のスロットル開度θＴ　Ｉｆ　Ｐ
　ｎを算出する。

続いてＳ３４において、その現在開度と目標値との偏差
を算出して今回のモータ指令値θＣＭＤｎ（パルス変位
ｆｆ１）を決定する。

続いて、３３６において今回の指令値の絶対値、即ち正
逆の回転方向を問わない値が上限値θＭＡＸを超えるか
否か判断し、超える場合には回転方向に応じて制御値を
上限値に制限する（８３８４０．４２）。この上限値θ
ＭＡＸは、演算周期Ｉｏｍｓ・内に出力し終えることが
可能な上限の値を意味する。即ち、指令パルスが２以上
の周期に亘って出力され続けられると３３２における現
在開度の算出を正確に行うことが出来ないので、リミッ
トを設けるものである。

続いて、Ｓ４４において指令値に付いて再びリミットチ
エツクを行い、スロットル弁が指令される如くに移動可
能か否かを判断する。具体的には、３４４において回転
方向を判断し、開弁方向にあると判断される場合には続
いてＳ４６に進んで演算した指令値通りにスロットル弁
が移動可能な様に制御値を算出する。即ち、スロットル
弁が物理的に開弁可能な最大の開度（ＩＩＯＴ　）に相
当する上限開度θＴＨＭＡＸ　　（パルス絶対値）から
現在開度θＴＨＰｎを減算した値が移動可能範囲となる
ので、それと演算指令値とを比較して小さい方の値を選
択する。これは、スロットル弁が弁軸６ａにスプリング
を取着されて全閉方向に付勢されているため、全開以上
の指令値をパルスモータに与えた場合にはスロットル弁
がストッパに衝き当たった時点で特性上パルスモータが
脱調し、スプリング力で直ちに全閉位置に戻されて機関
出力が栄、滅することから、その不都合を回避するため
である。

尚、指令値が閉弁方向の値である場合には現在開度は全
閉位置を零として算出される正の値であるので、単に制
御値（絶対値）と現在開度とを比較して少ない方の値を
選択するのみで指令値を移動可能な範囲に制限すること
が出来る（Ｓ４８）。

この場合、閉弁方向に付いてはスプリングによる付勢力
の問題はないが、同様に制限することによってスロット
ル弁の作動に関与しないパルスの出力を制限して演算速
度及び制御応答性が向上する。尚、前述の如く、演算し
た指令値は演算が終了した時点で出力することなく、Ｒ
ＡＭ内にストアしておき、次回のプログラム起動時にＳ
ＩＯにおいて出力する。

上記の如く、本実施例においてはエアコンディジゴナの
接続を検出し゛てスロットル開度を増加補正するので、
付属装置の接続によって負荷が増大しても機関を最適に
制御することが出来る。而して、この場合に補正量をア
クセル開度、即ち機関の負荷状態に応じて決定しており
、低負荷状態にある程補正量を増大しているので、機関
の出力が低い際にニアコンディショナが接続されてもハ
ンチング乃至はエンジンストールが住しることがない。

又、補正量を冷却水温に応じて相違する如く設定したの
で、低温時においてニアコンディショナが接続されても
機関の出力を的確に制御することが出来る。

尚、上記実施例において負荷補正量は、負荷状態をアク
セル開度に応じて決定したが、吸気圧力、発電機のフィ
ールド電流等に応じて決定しても良い。

更に、本発明をアクセルペダルとスロットル弁との機械
的連結が完全に切／）離された機構に付いて説明して来
たが、本発明はアクセルワイヤ等の機械的連結を残した
ままパルスモータを追加的に設けたものに付いても妥当
することは云うまでもない。

（発明の効果） 請求項１項に記載した車載内燃機関のスロットル開度制
御装置においては該機関と付属負荷装置との接続を検出
する負荷接続検出手段を設け、スロットル開度設定手段
は該負荷接続検出手段の出力を人力し、付属負荷装置の
接続が検出されたときは設定したスロットル開度を機関
の運転状態に応じて増加補正する如く構成したので、ニ
アコンディショナ等の付属負荷装置が接続されて機関の
負荷が増加しても運転者の要求変化に即応して最適に機
関を制御することが出来る。

更に、請求項２項に記載した装置においては前記増加補
正の量が水温に応じて相違する如く構成したので、例え
ば低温時にニアコンディショナが接続された場合でもエ
ンジンストール等を惹起することなく安定した機関の出
力制御を実現することが出来る利点を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車載内燃機関のスロットル開度制
御装置のクレーム対応図、第２図は該制御装置を全体的
に示す概略図、第３図は其の中の制御ユニットの詳細を
示すブロック図、第４図は該装置の動作を示すフロー・
チャート、第５図は負荷補正のサブルーチンを示すフロ
ー・チャート及び第６図は負荷補正係数の特性を示す説
明グラフである。 １・・・アクセルペダル踏込量検出手段（アクセルセン
サ）、２・・・機関運転状態検出手段（クランク角セン
サ５２他）、３・・・スロットル開度設定手段（マイク
ロ・コンピュータ９０）、４・・・アクチュエータ指令
値演算手段（マイクロ・コンピュータ９０）、５・・・
アクチュエータ（パルスモータ３４）、６・・・スロッ
トル弁、７・・・負荷接続検出手段（エアコンスイッチ
６４）、１０・・・内燃機関、１２・・・吸気路、３２
・・・アクセルペダル、３４・・・パルスモータ、４０
・・・スロットルセンサ、４２・・・吸気圧センサ、４
４・・・吸気温センサ、４６・・・大気圧センサ、４８
・・・アクセルセンサ、５０・・・水温センサ、５２・
・・クランク角センサ、５４・・・車速センサ、５８・
・・制御ユニット、６０・・・ＡＣＧセンサ、６２・・
・パワステスイッチ、６４・・・エアコンスイッチ、６
６・・・スタータスイッチ、６８・・・バッテリ電圧セ
ンサ、７０・・・レンジセレクタスイッチ、７２・・・
シフトポジションスイッチ、７４・・・ブレーキスイッ
チ、７６・・・ＡＣメインスイッチ、７８・・・ＡＣセ
ットスイッチ、８０・・・ＡＣリジュームスイッチ、９
０・・・マイクロ・コンピュータ 出願人　　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　　弁理士　　吉１）　豊 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１） ａ．　車両運転席床面に配されたアクセルペダルの踏込
   量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段、 ｂ．　機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段
   、 ｃ．　該機関運転状態検出手段及び前記アクセルペダル
   踏込量検出手段の出力を入力して機関吸気路に設けられ
   たスロットル弁の開度を設定するスロットル開度設定手
   段、 ｄ．　該スロットル開度設定手段の出力を入力してスロ
   ットル弁を駆動するアクチュエータへの指令値を演算す
   るアクチュエータ指令値演算手段、 ｅ．　該アクチュエータ指令値演算手段の出力を入力し
   て作動するアクチュエータ 及び ｆ．　該アクチュエータに連結され、その作動に応じて
   機関の吸気路を開閉するスロットル弁、からなる車載内
   燃機関のスロットル開度制御装置において、 ｇ．　機関と付属負荷装置との接続を検出する負荷接続
   検出手段、 を設け、前記スロットル開度設定手段は該負荷接続検出
   手段の出力を入力し、付属負荷装置の接続が検出された
   ときは設定したスロットル開度を機関の運転状態に応じ
   て増加補正することを特徴とする車載内燃機関のスロッ
   トル開度制御装置。
2. （２）　前記増加補正の量が水温に応じて相違すること
   を特徴とする請求項１項記載の車載内燃機関のスロット
   ル開度制御装置。