JPH0237136A - 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
、より詳しく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、スロッ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、機関に吸入される空気量は、該機関が位置する
高度における大気圧によって変化し、その充填効率は相
違する。従って、機関の運転状態を同一に保つためには
高地側においては平地側に比してスロットル開度を大き
くして充填効率を等しくさせる必要がある。しかしなが
ら、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、運転者の要求するスロットル開度に
正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、大気圧に応じてスロットル開度を補正す
ることによって運転者が要求する開度に正確に応えるこ
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
ル開度決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、機関近傍の大気圧を検出する
大気圧検出手段７を設け、前記スロットル開度設定手段
は、該大気圧検出手段の出力を入力し、大気圧に応じて
スロットル開度を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、前記したスロットル
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が開閉する吸気ボ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ヤ機構（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前記した
大気圧検出手段たる大気圧センサ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５日に送出される。

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、ニアコンディショナ（図示せず
）の作動／不作動を検出するエアコンスイッチ６４、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７０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
入力ボート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
力ボート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、大気圧
センサ４６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モータ指令値演算
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、本制御手法においては演算周期は１ｏＩＩＩ
Ｓ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一旦スドアしておいて次
の周期の初めに出力する。

続いて、Ｓｉ２において機関回転数Ｎｅ、アクセル開度
θＡＰ、大気圧ＰＡ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θ
ＡＰと機関回転数Ｎｅ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、検索した値に大気圧補正を施
す。即ち、検出した大気圧ＰＡに応じて補正係数ｋＰＡ
を決定し、検索した基準開度に乗算して大気圧補正を行
う。この補正特性は第５図に示す如く、平地側の補正係
数を１．０とし、大気圧が減少するに従って増加する様
に設定する。この結果、高地にあっても平地と同様の充
填効率を得ることが出来る。尚、斯る補正特性は、ＲＯ
Ｍ内にテーブル値として格納しておく。

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Ｓ２２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３２８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（１パルス
当りの開度）で割ってパルス数に変換する。

続いて、Ｓ３２において、前回のスロットル開度θＴｌ
（Ｐｎ４　（パルス絶対値）に３１０で出力した前回指
令値θＣＭＯｎ−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θＴＨＰｎ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
量）を決定する。

続いて、Ｓ３６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（３３８４０．４２）。この上限値θ
ＭＡＸは、演算周期１０ＩＩＩＳ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、５４４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３４６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（ＷＯＴ　）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
力が急減することから、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（３４８）。

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３
１０において出力する。

上記の如く、本実施例においては検出した大気圧に応じ
てスロットル開度を補正するので、高地を走行するとき
も運転者が要求する空気量をを正確に供給することが出
来、スロットル開度を機関が位置する高度に関わりなく
最適に制御することが出来る。

尚、本発明をアクセルペダルとスロットル弁との機械的
連結が完全に切り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） 本発明に係る車載内燃機関のスロットル開度制御装置に
おいては機関近傍の大気圧を検出する大気圧検出手段を
設け、スロットル開度設定手段は該大気圧検出手段の出
力を入力し、大気圧に応じてスロットル開度を補正する
如く構成したので、高地を走行するときであっても運転
者が要求する空気量を的確に供給することが出来、機関
が位置する高度に関わりなくスロットル開度を最適に制
御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・
チャート及び第５図は大気圧の補正特性を示す説明グラ
フである。 ｌ・・・アクセルペダル踏込量検出手段（アクセルセン
サ４８Ｌ　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・・・大気圧検出手段（大気圧センサ４
６）、ｌＯ・・・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、４４
・・・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、６６
・・・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、９０
・・・マイクロ・コンピュータ 第５図 出願人　　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　　弁理士　　吉１）　豊 大気圧Ｐａ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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．機関近傍の大気圧を検出する大気圧検出手段を設け
   、前記スロットル開度設定手段は、該大気圧検出手段の
   出力を入力し、大気圧に応じてスロットル開度を補正す
   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。