JP4012485B2 - Vehicle speed limiter - Google Patents

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JP4012485B2
JP4012485B2 JP2003147707A JP2003147707A JP4012485B2 JP 4012485 B2 JP4012485 B2 JP 4012485B2 JP 2003147707 A JP2003147707 A JP 2003147707A JP 2003147707 A JP2003147707 A JP 2003147707A JP 4012485 B2 JP4012485 B2 JP 4012485B2
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車速制限装置（スピードリミッタデバイス）に関するものであり、詳しくは圧縮天然ガス(CNG)など気体燃料を使用するエンジンを搭載する車両に好適な車速制限装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン車両において、制限車速を上限に車両の加速を規制するものでないが、定速走行の要求が発生すると、実車速をそのときの目標車速に保つようにエンジンの燃料噴射量を制御するものが開示される（特許文献１）。
【０００３】
ディーゼルエンジンをオットーサイクルエンジンに転用した圧縮天然ガスエンジン（CNGエンジン）において、アクセルペダルに応動するスロットル弁（メインスロットル弁）と、駆動装置によって駆動（開閉）されるサブスロットル弁と、エンジン回転数に応じたエンジントルクが所定値を超えないように最大スロットル開度を制御する手段と、を備えるものが開示される（特許文献２）。サブスロットル弁は、通常は全開状態に保持され、エンジンの最大出力が達成されるポイントをエンジン回転数が超えると、メインスロットル開度が最大スロットル開度を超える場合、エンジン回転数の上昇に伴って徐々に開度が小さくなり、エンジン回転数が最大許容回転に至るときに全閉となるように制御される。つまり、定速走行（特許文献１、参照）において、実車速を目標車速（一定値）に保つように制御するものでなく、エンジンの機械的強度との関係からエンジンの出力を制限するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２１６７２９号
【特許文献２】
実開平６−７３３４６号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、CNGエンジンのようなオットーサイクルエンジンを搭載する車両において、サブスロットル弁を使用することにより、車速を既定値に規制しえる車速制限装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、アクセル操作に応動するメインスロットル弁と、吸入空気量に相応する燃料量をメインスロットル上流に供給する手段と、を備えるエンジンを原動機として搭載する車両において、エンジンに吸入される混合気量を抑えるためのサブスロットル弁と、を備え、実車速が制限車速を超えないようにサブスロットル開度を制御する手段として、実車速およびメインスロットル開度に基づいてこれらに応じた基本サブスロットル開度を求める手段と、実車速と制限車速との偏差に基づいてこれを０に収束させるようにサブスロットル開度の補正分をフードバック制御する手段と、基本サブスロットル開度およびフィードバック補正分に基づいてサブスロットル開度の制御量を決定する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、基本サブスロットル開度を求める手段は、３次元マップの検索処理により、実車速およびメインスロットル開度に応じた基本サブスロットル開度を求めることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、３次元マップは、実車速が制限車速に達する直前からサブスロットル弁を制限車速域の基本サブスロットル開度へ急変させる特性に設定されることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、サブスロットル開度の補正分をフィードバック制御する手段は、実車速が制限車速よりも低い判定車速以上の走行状態が所定時間だけ継続すると起動されることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、サブスロットル開度を制御する手段は、サブスロットル弁を開く方向へのフィードバック補正分に対する下限値を設定する手段と、この補正分と下限値との比較により、補正分＞下限値のときは補正分＝補正分、補正分≦下限値のときは補正分＝下限値、にフィードバック補正分を制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、フィードバック補正分に対する下限値は、メインスロットル開度に応じて設定されることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第１の発明〜第６の発明のいずれか１つにおいて、エンジンの燃料は、圧縮天然ガスなどの気体燃料であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明においては、サブスロットル弁およびその開度を制御する手段により、実車速が制限車速を超えないようにエンジンへの混合気量を抑える車両スピードガバナ特性を創り出せるのである。エンジンへの混合気量は、車速制限が働かない車速領域においては、アクセル操作に連動するメインスロットル弁の開度に応じて調整される。その間、サブスロットル弁は、メインスロットル開度に応じた混合気量を妨げない開度（例えば、全開状態）に制御されるのである。
【００１５】
この場合、基本サブスロットル開度は、実車速が制限車速を超えないようにエンジンへの混合気量を抑えるサブスロットル開度の基本制御量であり、サブスロットル弁は、この基本開度にフィードバック補正分を加える開度に制御される。車両の加速は、基本サブスロットル開度により、制限車速以下に抑えられるようになる。また、フィードバック補正分により、サブスロットル弁が基本開度を中心に開閉するので、アクセル操作量を一定に維持しながら、制限車速を保つような定速走行も可能となる。
【００１６】
第２の発明においては、３次元マップにより、実車速およびメインスロットル開度に応じた基本サブスロットル開度が決定される。メインスロットル開度をパラメータに加えることにより、車両の加速を制限車速に精度よく規制しえるようになる。
【００１７】
第３の発明においては、実車速が制限車速に達する直前からサブスロットル弁は制限車速域の基本サブスロットル開度へ急変する特性に制御され、実車速が制限車速を超えるのを応答よく抑えられるようになる。
【００１８】
第４の発明においては、所定の起動条件が成立すると、サブスロットル開度を補正するフィードバック制御が起動され、実車速の変動を制限車速へ収束させるようになる。起動条件の設定により、サブスロットル開度を補正するフィードバック制御を有効に機能させることができる。
【００１９】
第５の発明においては、実車速が制限車速未満かつ判定車速以上のときは、フィードバック制御により、実車速を制限車速へ収束させるようにサブスロットル開度が補正される。その際、サブスロットル弁を開く方向へのフィードバック補正分については、下限値に規制され、それ以上に大きくならない。そのため、加速への移行時において、サブスロットル弁が閉じるのに時間が掛からないようになる。サブスロットル弁が閉じるのに時間が掛かると、それだけ実車速が制限車速以上に上昇しやすくなるが、フィードバック補正分を下限値との関係から制御することにより、サブスロットル弁が閉じるのに時間が掛からないようになるため、実車速が制限車速を超えるのが抑えられるのである。
【００２０】
第６の発明においては、フィードバック補正分に対する下限値は、メインスロットル開度に応じて設定される。実車速が制限車速未満かつ判定車速以上の場合、メインスロットル開度が全開またはそれに近い状態のときは、路面の勾配や車両の積載量など負荷が大きい走行状態と考えられるが、このようなときはメインスロットル開度に応じる下限値が低く設定されると、実車速が制限車速未満かつ判定車速以上の走行状態が継続するに連れてフィードバック補正量が開き側へ大きく取れ、エンジンへの混合気量を増やせるようになり、トルク不足の解消により、制限車速への加速も可能となる。その一方、実車速が制限車速未満かつ判定車速以上の場合、メインスロットル開度が全開またはそれに近い状態でないときは、アクセル操作による車両の加速も可能な通常走行状態と考えられるが、このようなときはメインスロットル開度に応じる下限値が高く設定されると、実車速が制限車速未満かつ判定車速以上の走行状態が継続しても、開き側へのフィードバック補正量が小さく抑えられ、加速への移行時にサブスロットル弁が閉じるのに時間が掛からないようになり、実車速が制限車速以上に上昇するのが抑えられるのである。つまり、実車速が制限車速未満かつ判定車速以上の走行状態において、メインスロットル開度に応じた下限値を設定することにより、通常走行状態のアクセル操作に基づく加速により実車速が制限車速以上に上昇（オーバシュート）するのを抑える対策と、登坂時など負荷の大きい走行状態におけるトルク不足の対策と、の両立が可能となる。
【００２１】
第７の発明においては、エンジンの燃料に圧縮天然ガスなど気体燃料を使用する車両の好適な車速制限特性が得られるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、CNGエンジンの搭載車両への適用を説明する概要構成を表すものであり、エンジンの吸気通路４にメインスロットル弁１およびその下流にサブスロットル弁２が介装される。メインスロットル弁１（スロットル弁）は、運転室のアクセルペダルに連結され、そのペダル踏み量に応じた開度に調整される。サブスロットル弁２は、ステップモータ５（駆動手段）により開閉され、後述のように駆動手段５を制御するエンジンコントロールユニット３が設けられる。図示しない燃料供給装置が備えられ、空燃比が略一定の混合気を生成すべく吸入空気量に相応する燃料量をメインスロットル弁１の上流に供給する。
【００２３】
エンジンコントロールユニット３は、車速センサの検出信号（実車速）およびスロットル開度センサの検出信号（メインスロットル開度）に基づいて３次元マップから基本サブスロットル開度を求める手段１１（基本サブスロットル開度制御手段）と、実車速と制限車速（設定値）とからサブスロットル開度のフィードバック補正分を求める手段１２（フィードバック補正分制御手段）と、基本サブスロットル開度とフィードバック補正分とから決定されるサブスロットル開度にステップモータを制御する手段１３（サブスロットル開度制御手段）と、を備える。
【００２４】
基本サブスロットル開度制御手段１１においては、実車速およびメインスロットル開度に基づいて、図４のような３次元マップを検索処理することにより、実車速およびメインスロットル開度に応じた基本サブスロットル開度が決定される。
【００２５】
３次元マップにおいて、ｚ軸の基本サブスロットル開度は、ステップモータ５の制御指令値（ステップ値）で表され、ステップ値が大きくなる程、サブスロットル開度は小さくなる（サブスロットル弁２は閉側へ駆動される）のである。ｙ軸のメインスロットル開度が所定範囲（例えば、１８°〜６０°）にあるときにｘ軸の車速が所定値Ｖ０（例えば、８７ｋｍ／ｈ）以上になると、ｚ軸のステップ値が０から急勾配に立ち上がり、制限車速ＶＬ（９０ｋｍ／ｈ）以上のステップ値へ緩勾配を介して継がる特性になり、車両の加速を制限車速に規制しえる（実車速が制限車速ＶＬ以上に上昇するオーバシュートを抑えられる）ように設定される。
【００２６】
フィードバック補正分制御手段１２においては、実車速と制限車速（既定値）とから、(1)式の演算により、フィードバック補正分を算出する。
【００２７】
SLDFBn＝SLDFBn-1−｛KP×SPD-H1＋KI×（SPDLMIT−SPDn）−KD×（SPD-H2−SPD-H1）｝…(1)
SLDFBn：現在のフィードバック補正分％
SLDFBn-1：前回のフィードバック補正分％
KP：比例定数
KI：積分定数
KD：微分定数
SPD-H1：SPDn-1−SPDn
SPD-H2：SPDn-2−SPDn-1
SPDn：現在の車速km/h
SPDn-1：前回（１実行周期前）の車速km/h
SPDn-2：前々回（２実行周期前）の車速km/h
SPDLMIT：制限車速km/h（既定値）
サブスロットル開度制御手段１３においては、基本サブスロットル開度とフィードバック補正分とから、(2)式の演算により、サブスロットル開度を算出する。 サブスロットル開度＝基本サブスロットル開度×（１＋フィードバック補正分／100）…(2)
図２は、基本サブスロットル開度制御手段１１の処理を説明するフローチャートであり、所定の制御周期毎に実行される。S1においては、車速センサの検出信号を読み込む。S2においては、スロットル開度センサの検出信号を読み込む。S3においては、実車速およびメインスロットル開度に応じた基本サブスロットル開度を求め、サブスロットル開度制御手段１３へ出力するのである。
【００２８】
図３は、フィードバック補正分制御手段１２の処理を説明するフローチャートであり、所定の制御周期毎に実行される。S1においては、車速センサの検出信号を読み込む。S2においては、フィードバック補正分の演算（PID制御）の開始条件が成立かどうかを判定する。PID演算は、実車速が判定車速V1以上の走行状態にあり、その状態が所定時間ｔ以上に継続すると、フィードバック制御の開始条件の成立が判定されるのである。S2の判定がnoのときは、S1へ戻る一方、S2の判定がyesのときは、S3へ進む。S3においては、PID演算によりフィードバック補正分を求め、サブスロットル開度制御手段１３へ出力する。
【００２９】
このように構成すると、サブスロットル弁２およびその開度を制御するコントロールユニット３により、実車速が制限車速を超えないようにエンジンへの混合気量を抑える車両スピードガバナ特性を創り出せるのである。エンジンへの混合気量は、車速制限が働かない車速領域においては、アクセル操作に連動するメインスロットル弁１の開度に応じて調整される。その間、サブスロットル弁２は、メインスロットル開度に応じた混合気量を妨げない開度（例えば、全開状態）に制御される。
【００３０】
図５は、車両の加速時における制御特性を例示するものであり、実車速が判定車速V1以上になり、その走行状態が所定時間ｔだけ継続すると、サブスロットル開度を補正するフィードバック制御が開始され、実車速が３次元マップ上の所定車速V0以上になると、基本サブスロットル開度（ステップモータの制御指令値）が制限車速の制御指令値（ステップ値）へ立ち上がる。
【００３１】
基本サブスロットル開度は、実車速が制限車速VLを超えないようにエンジンへの混合気量を抑えるサブスロットル開度の基本制御量であり、サブスロットル弁２は、この基本制御量にフィードバック補正分を加える開度に制御される。フィードバック補正分は、実車速＝制限車速のときは０％、実車速＞制限車速のときは＋（閉側）補正量、実車速＜制限車速のときは−（開側）補正量、をサブスロットル開度に与える。補正量は、制限車速と実車速との偏差に応じて制御される。サブスロットル弁２は、フィードバック制御により、実車速が基本サブスロットル開度に規定される制限車速へ収束するように開閉され、アクセル操作量を一定に維持しながら、制限車速を保つような定速走行も可能となる。
【００３２】
図６は、別の実施形態を表すものであり、コントロールユニット３ａにおいて、メインスロットル開度（スロットル開度センサの検出信号）とフィードバック補正分制御手段１２の出力（フィードバック補正分）とから、サブスロットル弁２を開く方向へのフィードバック補正分について、サブスロットル開度制御手段１３への出力を制御する手段１４（フィードバック補正分下限制御手段）が設けられるのである。以下、図１と同一の構成手段に同一の符号を付け、重複説明は最小限に留める。
【００３３】
この下限制御手段１４は、図示しないが、サブスロットル弁２を開く方向へのフィードバック補正分に対する下限値をメインスロットル開度に応じて設定する手段と、この補正分と下限値との比較により、補正分＞下限値のときは補正分＝補正分、補正分≦下限値のときは補正分＝下限値、にフィードバック補正分を制御する手段と、を備える。サブスロットル開度制御手段１３は、基本サブスロットル開度制御手段１１の出力とフィードバック補正分下限制御手段１４の出力とから、(2)式の演算により、サブスロットル開度を算出するのである。
【００３４】
図７は、フィードバック補正分下限制御手段１４の処理を説明するフローチャートであり、所定の制御周期毎に実行される。S1においては、フィードバック補正分を読み取る（フィードバック補正分制御手段１２の出力を検出する）。S2においては、フィードバック補正分が−補正量（実車速＜制限車速）の場合、補正量と下限値との比較により、−補正量≦−下限値（両者の絶対値を比較すると、補正量≧下限値）かどうかを判定する。S2の判定がyesのときは、S3において、−補正量＝−下限値にフィードバック補正分（サブスロットル開度制御手段１３への出力）を制御する一方、S2の判定がnoのときは、下限値による規制を行わず（フィードバック補正分を−下限値よりも小さい−補正量に制御しつつ）、RETURNへ至るのである。
【００３５】
図８は、車両の加速時における制御特性を例示するものであり、図の左側に図１の場合に係る制御特性、図の右側にこの実施形態に係る制御特性、を記載する。なお、両者の制御特性は、同一の走行条件に基づくものである。
【００３６】
左側の場合、実車速が制限車速VL未満の通常走行状態からアクセルペダルの踏込みにより加速されるが、アクセルペダルの踏込み前において、実車速が判定車速V1以上かつ制限車速VL未満の走行状態が継続すると、サブスロットル開度を補正するフィードバック制御により、その補正量が開き側に大きくなる（−補正分が小さくなる）。この状態から加速するため、サブスロットル弁２が閉じるのに時間が掛かり、実車速が制限車速以上に大きく上昇（オーバシュート）しやすくなるのである。
【００３７】
右側の場合、アクセルペダルの踏込み前において、実車速が判定車速V1以上かつ制限車速VL未満の走行状態は継続するが、フィードバック制御の補正量は下限値に規制され、それ以上に大きくならない。フィードバック補正分に対する下限値については、図中に記載のような制御マップが設定され、メインスロットル開度に応じて制御される。加速への移行前は、メインスロットル開度が小さく、この例においては、０％が下限値に設定され、サブスロットル開度の補正量を０に規制する。その結果、加速への移行時にサブスロットル弁２が閉じるのに時間が掛からないようになり、実車速が制限車速VL以上に上昇（オーバシュート）するのを抑えられるのである。
【００３８】
実車速が制限車速VL未満かつ判定車速V1以上であり、メインスロットル開度が全開またはそれに近い状態のときは、路面の勾配など負荷が大きい走行状態と考えられるが、このようなときはメインスロットル開度に応じる下限値は低く設定される（図８の制御マップ、参照）。このため、実車速が制限車速VL未満かつ判定車速V1以上の走行状態が継続するに連れてフィードバック補正量が開き側へ大きくなるので、エンジンへの混合気量を増やせるようになり、制限車速への加速も可能となる。
【００３９】
その結果、この実施形態においては、メインスロットル開度に応じた下限値を設定することにより、通常走行状態のアクセル操作に基づく加速により実車速が制限車速以上に上昇（オーバシュート）するのを抑える対策と、登坂時など負荷の大きい走行状態におけるトルク不足の対策と、の両立が有効に図れるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を説明するシステム概要図である。
【図２】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【図３】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【図４】同じく３次元マップの説明図である。
【図５】同じく税魚特性の説明図である。
【図６】別の実施形態を説明するシステム概要図である。
【図７】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【図８】同じく制御特性の説明図である。
【符号の説明】
１ メインスロットル弁（スロットル弁）
２ サブスロットル弁
３ コントロールユニット
５ ステップモータ（駆動手段）
１１ 基本サブスロットル開度制御手段
１２ フィードバック補正分制御手段
１３ サブスロットル開度制御手段
１４ フィードバック補正分下限制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle speed limiting device (speed limiter device), and more particularly to a vehicle speed limiting device suitable for a vehicle equipped with an engine that uses gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG).
[0002]
[Prior art]
In a diesel engine vehicle, the vehicle acceleration is not restricted to the upper limit of the vehicle speed limit, but when a constant speed request is generated, the fuel injection amount of the engine is controlled so that the actual vehicle speed is maintained at the target vehicle speed at that time. Is disclosed (Patent Document 1).
[0003]
In a compressed natural gas engine (CNG engine) in which a diesel engine is converted to an Otto cycle engine, a throttle valve (main throttle valve) that responds to an accelerator pedal, a sub-throttle valve that is driven (opened and closed) by a drive unit, and an engine speed And a means for controlling the maximum throttle opening so that the engine torque according to the above does not exceed a predetermined value (Patent Document 2). The sub-throttle valve is normally kept fully open, and when the engine speed exceeds the point where the maximum engine output is achieved, the main throttle opening exceeds the maximum throttle opening. Thus, the opening is gradually reduced, and the engine is controlled to be fully closed when the engine speed reaches the maximum allowable speed. In other words, in constant speed running (see Patent Document 1), the actual vehicle speed is not controlled to be kept at the target vehicle speed (a constant value), but the engine output is limited based on the relationship with the mechanical strength of the engine. is there.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-216729 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 6-73346
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a vehicle speed limiting device that can regulate a vehicle speed to a predetermined value by using a sub-throttle valve in a vehicle equipped with an Otto cycle engine such as a CNG engine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, in a vehicle equipped with an engine as a prime mover having a main throttle valve that responds to accelerator operation and means for supplying a fuel amount corresponding to the intake air amount upstream of the main throttle, the engine is sucked into the engine. A sub-throttle valve for suppressing the amount of air-fuel mixture, and as a means for controlling the sub-throttle opening so that the actual vehicle speed does not exceed the limit vehicle speed, the basics corresponding to these based on the actual vehicle speed and the main throttle opening Means for determining the sub-throttle opening, means for controlling the sub-throttle opening correction so as to converge it to 0 based on the deviation between the actual vehicle speed and the limit vehicle speed, and the basic sub-throttle opening and feedback And a means for determining a control amount of the sub-throttle opening based on the correction amount .
[0007]
According to a second aspect, in the first aspect, the means for obtaining the basic sub-throttle opening obtains the basic sub-throttle opening according to the actual vehicle speed and the main throttle opening by a three-dimensional map search process. And
[0008]
According to a third aspect of the present invention based on the second aspect, the three-dimensional map is set to a characteristic that causes the sub-throttle valve to suddenly change to the basic sub-throttle opening in the limited vehicle speed range immediately before the actual vehicle speed reaches the limited vehicle speed. And
[0009]
According to a fourth aspect, in the third aspect, the means for feedback-controlling the correction amount of the sub-throttle opening is activated when a running state of a vehicle speed that is higher than a determination vehicle speed lower than the limit vehicle speed continues for a predetermined time. It is characterized by.
[0010]
According to a fifth aspect, in the fourth aspect, the means for controlling the sub-throttle opening includes means for setting a lower limit value for a feedback correction amount in the direction of opening the sub-throttle valve, and the correction amount and the lower limit value. The comparison is characterized by comprising means for controlling the feedback correction amount so that the correction amount = the correction amount when the correction amount> the lower limit value, and the correction amount = the lower limit value when the correction amount ≦ the lower limit value .
[0011]
According to a sixth aspect, in the fifth aspect , the lower limit value for the feedback correction is set according to the main throttle opening .
[0012]
According to a seventh aspect , in any one of the first to sixth aspects, the fuel for the engine is a gaseous fuel such as compressed natural gas .
[0014]
【The invention's effect】
In the first invention, the sub-throttle valve and the means for controlling the opening thereof can create a vehicle speed governor characteristic that suppresses the amount of air-fuel mixture into the engine so that the actual vehicle speed does not exceed the limit vehicle speed. The amount of air-fuel mixture to the engine is adjusted in accordance with the opening of the main throttle valve that is linked to the accelerator operation in a vehicle speed range where the vehicle speed limit does not work. Meanwhile, the sub-throttle valve is controlled to an opening (for example, a fully opened state) that does not hinder the air-fuel mixture amount corresponding to the main throttle opening.
[0015]
In this case , the basic sub-throttle opening is the basic control amount of the sub-throttle opening that suppresses the air-fuel mixture to the engine so that the actual vehicle speed does not exceed the limit vehicle speed, and the sub-throttle valve is fed back to this basic opening. The opening is adjusted to add the correction amount. The acceleration of the vehicle is suppressed below the limit vehicle speed by the basic sub-throttle opening. Further, since the sub-throttle valve opens and closes around the basic opening degree according to the feedback correction amount, it is possible to perform a constant speed running while maintaining the limited vehicle speed while maintaining the accelerator operation amount constant.
[0016]
In the second invention , the basic sub-throttle opening according to the actual vehicle speed and the main throttle opening is determined by the three-dimensional map. By adding the main throttle opening to the parameter, the acceleration of the vehicle can be accurately regulated to the limited vehicle speed.
[0017]
In the third aspect of the invention , the sub-throttle valve is controlled to have a characteristic that suddenly changes to the basic sub-throttle opening in the restricted vehicle speed region immediately before the actual vehicle speed reaches the restricted vehicle speed, and the actual vehicle speed can be suppressed with good response. It becomes like this.
[0018]
In the fourth aspect of the invention , when a predetermined activation condition is satisfied, feedback control for correcting the sub-throttle opening is activated, and the fluctuation of the actual vehicle speed is converged to the limit vehicle speed. The feedback control for correcting the sub-throttle opening can be effectively functioned by setting the starting condition.
[0019]
In the fifth invention , when the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed and greater than or equal to the determination vehicle speed, the sub-throttle opening is corrected by feedback control so that the actual vehicle speed converges to the limit vehicle speed. At that time, the feedback correction amount in the direction to open the sub-throttle valve is restricted to the lower limit value and does not become larger than that. Therefore, it does not take time to close the sub-throttle valve when shifting to acceleration. If it takes time to close the sub-throttle valve, the actual vehicle speed tends to rise more than the limit vehicle speed.However, it takes time to close the sub-throttle valve by controlling the feedback correction amount in relation to the lower limit value. Since it does not start, it is suppressed that an actual vehicle speed exceeds a limit vehicle speed.
[0020]
In the sixth invention , the lower limit value for the feedback correction is set in accordance with the main throttle opening. If the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed and greater than or equal to the judgment vehicle speed, and the main throttle opening is fully open or close to it, it may be considered a driving condition with a heavy load, such as road gradient or vehicle load. If the lower limit value corresponding to the main throttle opening is set low, the feedback correction amount becomes larger on the open side as the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed and the running speed exceeds the judgment vehicle speed, and the mixture to the engine is increased. The amount can be increased, and the acceleration to the speed limit can be achieved by eliminating the torque shortage. On the other hand, if the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed and greater than or equal to the judgment vehicle speed, and the main throttle opening is not fully open or close to it, it is considered to be a normal driving state in which the vehicle can be accelerated by accelerator operation. When the lower limit value corresponding to the main throttle opening is set high, even if the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed and the running state exceeds the judgment vehicle speed, the feedback correction amount to the opening side is kept small, and acceleration Therefore, it takes less time for the sub-throttle valve to close at the time of shifting, and the actual vehicle speed is prevented from increasing beyond the limit vehicle speed. In other words, when the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed and greater than or equal to the judgment vehicle speed, by setting a lower limit value corresponding to the main throttle opening, the actual vehicle speed increases above the limit vehicle speed by acceleration based on the accelerator operation in the normal travel state. It is possible to achieve both a countermeasure for suppressing (overshoot) and a countermeasure for insufficient torque in a traveling state with a heavy load such as when climbing a hill.
[0021]
In the seventh aspect of the invention, it is possible to obtain a preferable vehicle speed limiting characteristic for a vehicle that uses gaseous fuel such as compressed natural gas as engine fuel.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration for explaining application to a vehicle equipped with a CNG engine. A main throttle valve 1 is interposed in an intake passage 4 of the engine, and a sub-throttle valve 2 is interposed downstream thereof. The main throttle valve 1 (throttle valve) is connected to an accelerator pedal in the cab and is adjusted to an opening corresponding to the amount of pedal depression. The sub-throttle valve 2 is opened and closed by a step motor 5 (drive means), and an engine control unit 3 that controls the drive means 5 is provided as will be described later. A fuel supply device (not shown) is provided, and a fuel amount corresponding to the intake air amount is supplied upstream of the main throttle valve 1 so as to generate an air-fuel mixture having a substantially constant air-fuel ratio.
[0023]
The engine control unit 3 is means 11 (basic sub-throttle opening) for obtaining a basic sub-throttle opening from a three-dimensional map based on a detection signal (actual vehicle speed) of a vehicle speed sensor and a detection signal (main throttle opening) of a throttle opening sensor. Degree control means), means 12 for obtaining feedback correction of the sub-throttle opening from the actual vehicle speed and the limit vehicle speed (setting value) (feedback correction control means), and the basic sub-throttle opening and the feedback correction. Means 13 for controlling the step motor to the sub-throttle opening (sub-throttle opening control means).
[0024]
In the basic sub-throttle opening control means 11, a basic sub-throttle according to the actual vehicle speed and the main throttle opening is obtained by searching a three-dimensional map as shown in FIG. 4 based on the actual vehicle speed and the main throttle opening. The opening is determined.
[0025]
In the three-dimensional map, the basic sub-throttle opening on the z axis is represented by a control command value (step value) of the step motor 5, and the sub-throttle opening decreases as the step value increases (the sub-throttle valve 2 Driven to the closed side). When the y-axis main throttle opening is in a predetermined range (for example, 18 ° to 60 °) and the x-axis vehicle speed exceeds a predetermined value V0 (for example, 87 km / h), the z-axis step value starts from 0. It has a characteristic of rising to a steep slope and passing through a gentle slope to a step value greater than or equal to the limit vehicle speed VL (90 km / h), and can restrict the acceleration of the vehicle to the limit vehicle speed (the actual vehicle speed increases above the limit vehicle speed VL). Overshoot can be suppressed).
[0026]
The feedback correction amount control means 12 calculates the feedback correction amount from the actual vehicle speed and the limit vehicle speed (predetermined value) by the calculation of equation (1).
[0027]
SLDFB n = SLDFB n-1 − {KP × SPD − H1 + KI × (SPDLMIT−SPD n ) −KD × (SPD − H2−SPD − H1)} (1)
SLDFB n : Current feedback correction%
SLDFB n-1 :% of previous feedback correction
KP: Proportional constant
KI: Integration constant
KD: Differential constant
SPD - H1: SPD n-1 −SPD n
SPD - H2: SPD n-2 -SPD n-1
SPD n : Current vehicle speed km / h
SPD n-1 : Vehicle speed km / h of the previous time (one execution cycle before)
SPD n-2 : Vehicle speed km / h two times before (two execution cycles before)
SPDLMIT: Limit vehicle speed km / h (default)
In the sub-throttle opening control means 13, the sub-throttle opening is calculated from the basic sub-throttle opening and the feedback correction by the calculation of equation (2). Sub-throttle opening = Basic sub-throttle opening × (1 + Feedback correction / 100) (2)
FIG. 2 is a flowchart for explaining the processing of the basic sub-throttle opening control means 11 and is executed at predetermined control cycles. In S1, the detection signal of the vehicle speed sensor is read. In S2, the detection signal of the throttle opening sensor is read. In S3, the basic sub-throttle opening corresponding to the actual vehicle speed and the main throttle opening is obtained and output to the sub-throttle opening control means 13.
[0028]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing of the feedback correction control unit 12 and is executed every predetermined control cycle. In S1, the detection signal of the vehicle speed sensor is read. In S2, it is determined whether the start condition for the calculation for feedback correction (PID control) is satisfied. In the PID calculation, when the actual vehicle speed is in the traveling state of the determination vehicle speed V1 or more and the state continues for the predetermined time t or more, it is determined that the feedback control start condition is satisfied. When the determination of S2 is no, the process returns to S1, while when the determination of S2 is yes, the process proceeds to S3. In S3, the amount of feedback correction is obtained by PID calculation and output to the sub-throttle opening degree control means 13.
[0029]
If comprised in this way, the sub-throttle valve 2 and the control unit 3 that controls the opening degree can create a vehicle speed governor characteristic that suppresses the amount of air-fuel mixture to the engine so that the actual vehicle speed does not exceed the limit vehicle speed. The amount of air-fuel mixture to the engine is adjusted in accordance with the opening of the main throttle valve 1 that is linked to the accelerator operation in a vehicle speed region where the vehicle speed restriction does not work. Meanwhile, the sub-throttle valve 2 is controlled to an opening (for example, a fully opened state) that does not hinder the air-fuel mixture amount corresponding to the main throttle opening.
[0030]
FIG. 5 exemplifies control characteristics during acceleration of the vehicle. When the actual vehicle speed becomes equal to or higher than the determination vehicle speed V1 and the running state continues for a predetermined time t, feedback control for correcting the sub-throttle opening is started. When the actual vehicle speed becomes equal to or higher than the predetermined vehicle speed V0 on the three-dimensional map, the basic sub-throttle opening (step motor control command value) rises to the limit vehicle speed control command value (step value).
[0031]
The basic sub-throttle opening is the basic control amount of the sub-throttle opening that suppresses the amount of air-fuel mixture to the engine so that the actual vehicle speed does not exceed the limit vehicle speed VL. The sub-throttle valve 2 is feedback-corrected to this basic control amount. The opening is controlled to add minutes. The amount of feedback correction is 0% when the actual vehicle speed = the limit vehicle speed, + (closed side) correction amount when the actual vehicle speed> the limit vehicle speed, and-(open side) correction amount when the actual vehicle speed <the limit vehicle speed. Give to throttle opening. The correction amount is controlled according to the deviation between the limit vehicle speed and the actual vehicle speed. The sub-throttle valve 2 is opened and closed by feedback control so that the actual vehicle speed converges to the limit vehicle speed defined by the basic sub-throttle opening, and the constant throttle speed 2 is maintained at a constant speed while maintaining the accelerator operation amount constant. Driving is also possible.
[0032]
FIG. 6 shows another embodiment. In the control unit 3a, the sub throttle is calculated from the main throttle opening (detection signal of the throttle opening sensor) and the output of the feedback correction control unit 12 (feedback correction). Means 14 (feedback correction lower limit control means) is provided for controlling the output to the sub-throttle opening control means 13 for the feedback correction in the direction to open the throttle valve 2. In the following, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is kept to a minimum.
[0033]
Although this lower limit control means 14 is not illustrated, the lower limit control means 14 sets a lower limit value for the feedback correction amount in the direction to open the sub-throttle valve 2 according to the main throttle opening, and by comparing this correction amount with the lower limit value, Means for controlling the feedback correction amount so that the correction amount = the correction amount when the correction amount> the lower limit value, and the correction amount = the lower limit value when the correction amount ≦ the lower limit value. The sub-throttle opening degree control means 13 calculates the sub-throttle opening degree from the output of the basic sub-throttle opening degree control means 11 and the output of the feedback correction lower limit control means 14 by the calculation of equation (2).
[0034]
FIG. 7 is a flowchart for explaining the processing of the feedback correction amount lower limit control means 14, which is executed every predetermined control cycle. In S1, the feedback correction amount is read (the output of the feedback correction amount control means 12 is detected). In S2, when the feedback correction amount is −correction amount (actual vehicle speed <restricted vehicle speed), by comparing the correction amount with the lower limit value, −correction amount ≦ −lower limit value (compare the absolute value of both, correction amount ≧ Judge whether it is the lower limit). When the determination of S2 is yes, in S3, the feedback correction amount (output to the sub-throttle opening control means 13) is controlled to −correction amount = −lower limit value, while when the determination of S2 is no, the lower limit The RETURN is reached without regulating by the value (while controlling the feedback correction amount—less than the lower limit value—to the correction amount).
[0035]
FIG. 8 illustrates the control characteristics during acceleration of the vehicle. The control characteristics according to the case of FIG. 1 are shown on the left side of the figure, and the control characteristics according to this embodiment are shown on the right side of the figure. Both control characteristics are based on the same running condition.
[0036]
In the case of the left side, acceleration is performed by depressing the accelerator pedal from the normal driving state where the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed VL. However, before the accelerator pedal is depressed, the actual vehicle speed continues to be greater than the judgment vehicle speed V1 and less than the limit vehicle speed VL. Then, the amount of correction increases toward the opening side by feedback control for correcting the sub-throttle opening (−correction decreases). Since acceleration is performed from this state, it takes time for the sub-throttle valve 2 to close, and the actual vehicle speed easily rises (overshoots) more than the limit vehicle speed.
[0037]
In the case of the right side, the traveling state in which the actual vehicle speed is equal to or higher than the determination vehicle speed V1 and lower than the limit vehicle speed VL continues before the accelerator pedal is depressed, but the correction amount of the feedback control is restricted to the lower limit value and does not increase any more. For the lower limit value for the feedback correction, a control map as shown in the figure is set and controlled according to the main throttle opening. Before the shift to acceleration, the main throttle opening is small. In this example, 0% is set as the lower limit value, and the correction amount of the sub-throttle opening is restricted to zero. As a result, it does not take time for the sub-throttle valve 2 to close at the time of shifting to acceleration, and it is possible to suppress the actual vehicle speed from rising (overshooting) beyond the limit vehicle speed VL.
[0038]
When the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed VL and the judgment vehicle speed V1 or more and the main throttle opening is fully open or close to it, it is considered that the road surface is in a heavy driving condition such as road gradient. The lower limit value corresponding to the opening is set low (see the control map in FIG. 8). For this reason, as the actual vehicle speed is less than the limit vehicle speed VL and the traveling state where the determination vehicle speed V1 or higher continues, the feedback correction amount increases toward the opening side, so that the amount of air-fuel mixture to the engine can be increased and the limit vehicle speed can be increased. Can also be accelerated.
[0039]
As a result, in this embodiment, by setting a lower limit value corresponding to the main throttle opening, it is possible to prevent the actual vehicle speed from rising (overshoot) beyond the limit vehicle speed due to acceleration based on the accelerator operation in the normal traveling state. It is possible to effectively achieve both a countermeasure and a countermeasure against torque shortage in a traveling state with a heavy load such as when climbing a hill.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system outline diagram illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the control contents in the same manner.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the control content in the same manner.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a three-dimensional map.
FIG. 5 is an explanatory view of tax fish characteristics.
FIG. 6 is a system outline diagram illustrating another embodiment.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the control content in the same manner.
FIG. 8 is also an explanatory diagram of control characteristics.
[Explanation of symbols]
1 Main throttle valve (throttle valve)
2 Sub-throttle valve 3 Control unit 5 Step motor (drive means)
11 Basic sub-throttle opening control means 12 Feedback correction control means 13 Sub-throttle opening control means 14 Feedback correction lower limit control means

Claims (7)

アクセル操作に応動するメインスロットル弁と、吸入空気量に相応する燃料量をメインスロットル上流に供給する手段と、を備えるエンジンを原動機として搭載する車両において、エンジンに吸入される混合気量を抑えるためのサブスロットル弁と、を備え、実車速が制限車速を超えないようにサブスロットル開度を制御する手段として、実車速およびメインスロットル開度に基づいてこれらに応じた基本サブスロットル開度を求める手段と、実車速と制限車速との偏差に基づいてこれを０に収束させるようにサブスロットル開度の補正分をフードバック制御する手段と、基本サブスロットル開度およびフィードバック補正分に基づいてサブスロットル開度の制御量を決定する手段と、を備えることを特徴とする車速制限装置。In a vehicle equipped with an engine having a main throttle valve that responds to accelerator operation and means for supplying a fuel amount corresponding to the intake air amount upstream of the main throttle as a prime mover, in order to suppress the amount of air-fuel mixture sucked into the engine As a means for controlling the sub-throttle opening so that the actual vehicle speed does not exceed the limit vehicle speed, the basic sub-throttle opening corresponding to these is obtained based on the actual vehicle speed and the main throttle opening. Means, a means for performing a hoodback control on the correction amount of the sub-throttle opening so as to converge it to 0 based on a deviation between the actual vehicle speed and the limit vehicle speed, and a sub-control based on the basic sub-throttle opening degree and the feedback correction amount. And a means for determining a control amount of the throttle opening . 基本サブスロットル開度を求める手段は、３次元マップの検索処理により、実車速およびメインスロットル開度に応じた基本サブスロットル開度を求めることを特徴とする請求項１に記載の車速制限装置。 2. The vehicle speed limiting device according to claim 1 , wherein the means for obtaining the basic sub-throttle opening obtains the basic sub-throttle opening according to the actual vehicle speed and the main throttle opening through a three-dimensional map search process . ３次元マップは、実車速が制限車速に達する直前からサブスロットル弁を制限車速域の基本サブスロットル開度へ急変させる特性に設定されることを特徴とする請求項２に記載の車速制限装置。 3. The vehicle speed limiting device according to claim 2 , wherein the three-dimensional map is set to a characteristic that causes the sub-throttle valve to suddenly change to the basic sub-throttle opening in the limited vehicle speed range immediately before the actual vehicle speed reaches the limited vehicle speed . サブスロットル開度の補正分をフィードバック制御する手段は、実車速が制限車速よりも低い判定車速以上の走行状態が所定時間だけ継続すると起動されることを特徴とする請求項３に記載の車速制限装置。 4. The vehicle speed restriction according to claim 3 , wherein the means for feedback-controlling the correction amount of the sub-throttle opening is activated when a running state of the actual vehicle speed equal to or higher than the determination vehicle speed lower than the restriction vehicle speed continues for a predetermined time. apparatus. サブスロットル開度を制御する手段は、サブスロットル弁を開く方向へのフィードバック補正分に対する下限値を設定する手段と、この補正分と下限値との比較により、補正分＞下限値のときは補正分＝補正分、補正分≦下限値のときは補正分＝下限値、にフィードバック補正分を制御する手段と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の車速制限装置。 The means for controlling the sub-throttle opening is a means for setting a lower limit value for the feedback correction amount in the direction to open the sub-throttle valve, and by comparing this correction amount with the lower limit value, the correction is made when the correction amount is greater than the lower limit value. 5. The vehicle speed limiting device according to claim 4 , further comprising: means for controlling the feedback correction amount such that the correction amount = the lower limit value when the correction amount = the correction amount and the correction amount ≦ the lower limit value . フィードバック補正分に対する下限値は、メインスロットル開度に応じて設定されることを特徴とする請求項５に記載の車速制限装置。 6. The vehicle speed limiting device according to claim 5 , wherein the lower limit value for the feedback correction is set according to the main throttle opening . エンジンの燃料は、圧縮天然ガスなどの気体燃料であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車速制限装置。The vehicle speed limiting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the engine fuel is a gaseous fuel such as compressed natural gas .
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