JPH0237134A

JPH0237134A - 車載内燃機関のスロットル開度制御装置

Info

Publication number: JPH0237134A
Application number: JP18790388A
Authority: JP
Inventors: Norio Suzuki; 典男鈴木; Yasuhisa Arai; 康久新井; Ichiro Sakai; 酒井　伊知郎; Yuji Kawaguchi; 川口　祐治
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1990-02-07
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0833115B2

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をスロットル弁に連結し
、該パルスモ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Ｂ）而して、スロットル弁の開閉をパルスモータで駆動する
場合にはスロットル弁にスプリングを取着して閉じ方向
に付勢しており、モータの駆動力が作用しなくなったと
きにアイドル位置に強制的に戻す様に構成している。従
って、スロットル弁の全開位置を超える指令値を出力し
た場合にはスロットル弁がストッパに衝き当たった段階
で特性上パルスモータが脱調し、そのトルクが零になっ
てスロットル弁が一気に全閉位置に戻されることとなり
、その結果機関出力が象、減する不都合がある。又、閉
弁方向の制御に際しては斯るスプリング付勢力の問題は
ないが、全閉位置を超える指令値を出力するときは、ス
ロットル弁の動作に関与しない指令値を出力することと
なって制御応答性乃至追従性の点で不満が残るものであ
った。

更に、パルスモータを介してスロットル弁の開閉を制御
する場合には、目標値と現在開度との偏差に応じてモー
タ指令値を出力することになるが、その場合に目標値の
変更が微小であると共に頻繁に回転方向を反転する場合
が生じ得る。而して、斯る場合にパルスモータにその通
り出力すると従にスロットル開度が変動して吸気量が変
化し、機関出力にハンチングが生じて安定した制御が期
待出来ない不都合があった。

従って、本発明の目的は上記欠点を解消することにあり
、パルスモータに出力する指令値にリミットを設けてス
ロットル弁の移動限界を超えない様にし、よって機関出
力の栄、減を防止して制御の安定性を図ると共に、不要
な出力を自制して制御の応答性及び追従性を向上させる
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
にある更に、本発明の目的は、パルスモータ−に出力す
る指令値に不感帯を設けることによって機関出力のハン
チングを防止し、よって制御の安定性を向上させる車載
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
前記アゲ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パルスモータへ
の指令値を演算するモータ指令値演算手段４、該モータ
指令値演算手段の出力を入力して回転するパルスモータ
５及び該パルスモータに連結され、その回転に応じて機
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、前記モータ指令
値演算手段は、演算した指令値がスロ・２トル弁の移動
限界値を超えるときは指令値を該限界値に制限する如く
構成した。

更には、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
動するパルスモータへの指令値を演算するモータ指令値
演算手段４、該モータ指令値演算手段の出力を入力して
回転するパルスモータ５及び該パルスモータに連結され
、その作動に応じて機関吸気路を開閉するパルスモータ
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、前記モータ指令値演算手段は、演算した指令値の
極性が反転すると共に其の大きさが所定値未満であると
きは、前回の指令値をそのまま出力する如く構成した。

（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ヅ
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ー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
したパルスモータ５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。而して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
の踏み込み量（アクセル開度）を検出する前記したアク
セルペダル踏み込み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、エアコンスイッチナ（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
Ｍ９０　ｅに一時格納される。又、クランク角センサ５
２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・コンピュータニおいてＣＰＵ
９０　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５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
れる。第５図に示す如く、本制御手法においては演算周
期は１０ｍ５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
θ＾Ｐ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ＲＯＭ９０ｄに格納され
ているマツプを参照してアクセル開度θＡＰと機関回転
数Ｎｅとからスロットル弁の基準開度θＴＨＭを検索す
る。

続いて、Ｓ１６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、３１８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。

３１６においてアイドル制御域にないと判断された場合
はＳ２０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
ル制御域での上限開度たる１０度（但し、ＷＯＴ　＝　
８４度）とする。

続いてＳ２２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、
オートクルーズメインスイッチ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Ｓ２４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８２６においてオートクルーズ開度を零とする。

続いて、３２８において目標開度θＴ１１０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
）ＩＭ　、アイドル開度θｉｄｌ及びオートクルーズ開
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、例えばアイドル制御域とオートクル
ーズ制御域が重複した運転状態が生じた場合であっても
双方の制御を両立させる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（パルス当たりの
の開度）で割って、パルス数に変換する。

続いて、Ｓ３０において前回算出した目標値θＴＨＯｎ
−１と今回算出した目標値θＴ　ＩＩ　Ｏｎとの偏差Δ
θＴＷＯを算出し、Ｓ３２において該偏差の極性、即ち
、モータ回転方向が反転するか否か判断し、反転すると
判断される場合には続いてＳ３４において偏差の絶対値
（回転方向を問わない）が適宜設定したｎステップ角、
例えばｌステップ角より小さいか否か判断する。ここで
１ステツプ角より小さいか否かを判断するのは、前述の
開度−パルス変換に際して少数点以下の端数が生じるこ
ともあるからである。而して、小さいと判断された場合
は続いてＳ３６において偏差ΔθＴＨＯを一旦スドアす
る。具体的には既にストアされていた前回までのストア
値ΔθＴＨＯ３ｎ−１に今回の偏差を加えて最新のスト
ア値ΔθＴＨＯ３ｎとする。続いて８３８において、今
回のスロットル開度目標値θＴ）Ｉｏｎは前回の目標値
θＴＨＯｎ−１のままとし、目標値を不変とする。斯く
の如く、目標値の変更も僅かであり、しかも頻繁に回転
方向が変わる場合は、不感帯を設けて出力しない様にす
る。この場合に、１ステツプ角未満についてはパルスモ
ータの特性から当然出力しないが、前記ｎを２〜３ステ
ツプ角と設定した場合に特に実益がある。尚、Ｓ３２に
おいて偏差の極性が反転しないと判断された場合、或い
はＳ３４において偏差（絶対値）が適宜設定したステッ
プ角ｎより大きいと判断される場合にはＳ４０に進み、
目標値θＴＨＯｎにストアされていた値ΔθＴＨＯＳｎ
を加算（ストア値がある場合）して今回の目標値とし、
次の３４２において次回の演算のため該ストア値を零に
リセットする。

続いて、Ｓ４４において前回のスロットル開度θＴＨＰ
ｎ−１（パルス絶対値）にＳＩＯで出力した前回指令値
θＣＭＤｎ−１を加算して現在の開度、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Ｓ４６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θＣＭＯｎ　（パルス変位量
）を決定する。

続いて、３４８において今回の指令値の絶対値が上限値
θＭＡＸ　　（パルス数）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
（Ｓ５０，５２．５４）。この上限値θＭＡＸは、演算
周期１０ｍ５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
力され続けると、Ｓ４４において現在開度を正確に算出
することが出来ないので、この様にリミットを設ける。

尚、本フローチャートにおいては開弁方向を正の値、閉
弁方向を負の値とする。

続いて、３５６において指令値に付いて再びリミノトチ
ェンクを行う。これは前述した如く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ためのものであ
る。具体的には、Ｓ５６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３５８におい
て演算した指令値通りにスロットル弁が移動可能な様に
制御値を決定する。即ち、スロットル弁が物理的に開弁
可能な最大開度（ＷＯＴ　）に相当する上限開度θＴＨ
ＭＡＸ　　（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云うことになるので、その
値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、前述の如く、スロットル弁は弁軸６ａにスプリ
ングを取着されて全開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
が脱調してスプリング力で直ちに全開位置に戻されて機
関出力が急減する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（Ｓ６０）。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、斯る如く構成すること
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
を制限することが出来、演算速度及び制御応答性が向上
する。尚、斯る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ＲＡＭ内にストアしておき、次回
のプログラム起動時にＳ１０で出力することは前記した
通りである。

上記の如く、本実施例においてはモータ指令値をスロッ
トル弁の移動可能な範囲内に制限したので、スロットル
弁がリターンスプリングによって強制的に戻される、或
いは全閉方向において不要の指令値を出力することがな
く、応答性及び追従性に優れると共に安定した制御を実
現することが出来る。更に、目標値の変更が微小であっ
てしかも頻繁に極性が反転する場合には制御値を変えな
いので、同様に制御特性を安定化するこ、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）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、モータＩ旨令値演算手段は演算した
指令値がスロットル弁の移動限界値を超えるときは指令
値を該限界値に制限する如く構成したので、開弁方向の
制御にあってはスロットル弁がリターンスプリングを介
して強制的に戻される等の不都合がなく、また閉弁方向
の制御においても閉弁動作に関与しない指令値を省略す
ることが出来、制御の安定性に優れると共に応答性及び
追従性においても向上する利点を備える。

又、請求項２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、モータ指令値演算手段は演算し
た指令値の極性が反転すると共に其の大きさが所定値未
満であるときは前回の指令値をそのまま出力する如く構
成したので、徒にスロットル開度が変動させて吸気量を
変化させ、よって機関出力にハンチングを招く等の不都
合がなく、安定した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図は該制御装置の動作を示すフロ
ー・チャート及び第５図は零制？ａ装置の動作を示すタ
イミングチャートである。１・・・アクセルペダル踏込量検出手段（アクセルセン
サ４Ｂ）、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・・・モータ指令値演
算手段（マイクロ・コンピュータ９０）、５・・・パル
スモータ、６・・・スロットル弁、１０・・・内燃機関
、１２・・・吸気路、３２・・・アクセルペダル、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

Claims

【特許請求の範囲】

（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
トル弁を駆動するパルスモータへの指令値を演算するモ
ータ指令値演算手段、ｅ．該モータ指令値演算手段の出力を入力して回転する
パルスモータ、及びｆ．該パルスモータに連結され、その回転に応じて機関
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、前記モータ指令値演算手段は、演算した指令値がス
ロットル弁の移動限界値を超えるときは指令値を該限界
値に制限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）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の設けられた
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
トル弁を駆動するパルスモータへの指令値を演算するモ
ータ指令値演算手段、ｅ．該モータ指令値演算手段の出力を入力して回転する
パルスモータ、及びｆ．該パルスモータに連結され、その回転に応じて機関
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、前記モータ指令値演算手段は、演算した指令値の極
性が反転すると共に其の大きさが所定値未満であるとき
は、前回の指令値をそのまま出力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。