JPH03253733A - アルコールエンジンのスロットルおよび最大アクセル踏込量制御装置 - 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、燃料中のアル」−ル濶度に拘りなく、一定出
力に対し常に一定のアクセルペダルの踏込量を得ること
のできるアルニ】−ルーエンジンのスロットルおよび最
大アクセル踏込量制御装胃に関する。

［従来の技術］ 近年、ガソリン燃料、アルコール燃料、あるいは、ガソ
リンとアルコールの混合燃料によっても運転可能なＦ　
Ｆ　Ｖ　（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｆｕｅｌ　Ｖｅｈｉｃｌ
ｅ　）用のアルコールエンジンが開発されている。

このアルコールエンジンに供給される燃料中のアルコー
ル濃度く含有率）は燃料補給の際のユーザ事情により０
％〈ガソリンのみ）から１００％〈ガソリンＯ％〉の間
で変化してしまうため、常に一定濃度を保持し続けるこ
とは困難で、アルコル淵度が変化すると、エンジン特性
が大輪に変動してしまう。

そのため、例えば、特開昭５６−６６４２４号公報、特
開昭６１−２１８７４．１号公報に開示されているよう
に、燃料中のアルコール濃度を検出し、このアル：１−
ル濶度に応じて点火時期、燃料噴剣量を適正に補正制御
する必要がある。

この場合、アルミ１−ルのみの燃料のオクタン価がガソ
リンのみの燃料のオクタン価よりも高いことが知られて
一′３す、アルコールｍ度が烏くなるに従い、過給機に
苅りろ過給圧を高くし、かつ、点火時期をざらに進角さ
せることで、出力の向上を図ることができる。

そのため、本出願人は先の出願（特願平１−２０６２３
４号）に４３いて、アルコール濃度に応じて過給圧を可
変設定する技術を開示した。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、同じ走行条件で、かつ、アクセルペダルの踏
込量が一定であっても、アルコールｍ度に応じて過給機
の過給圧、および、点火進角が可変設定され、エンジン
出力がアルコール１　度によって変化してしまうため、
ドライバの運転フィーリングが微妙に変化してしまう。

とくに、燃料補給後は、アルコール濃度が急変しやづく
、一定アクヒル開度であってもエンジン出力が変化して
しよい、走行安定性に支障をきたす問題がある。

また、アルコール濃度に応じて過給機の過給圧、および
、点火時期を制御した場合、ス［１ツ１〜ル仝開時のエ
ンジン出力は、アルコールｍ度１００％時の燃料を使用
した場合に最大になる。

したがって、仮に、アルコール濃度に拘わりなく、いわ
ゆる、ドライブバイワイヤ方式によって、エンジン出力
とアクセルペダルの踏込量との関係を常に一定に保つよ
うにした場合、ガソリンのみの燃料では、アルコールの
みの燃料に比し、少ないアクセルペダルの踏込ｉｎで′
ス［」ツ１ヘル全問になる。その結果、ガソリンのみの
燃料を使用した場合、アクセルペダルの踏込ハ１に余裕
があるにし拘らず出力が伸びないという印象を！うえて
しよい、３軍１１１云フイーリング」二θｒましくない
。

［発明の目的コ 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、アル」−ル
濶度に影響されないアクセルワークを行うことがでさ、
かつ、良好な運転フィーリングが得られて、走行な定＋
１に優れたアル−」−ルＪンジンのス〔］ットルおよび
最大アクセル踏込量制御装鉛を提供りることを［１的と
している。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成づ−るため、本発明によるエンジンのス
ロツＩ−ルおよび最大アクセル踏込量制御装荷ｔよ、第
１図に示でように、燃料中のアルコール濃度どエンジン
回転数とアクセルペダルの踏込量とをパラメータとして
目標スロットル間１食マツプＭＨＰθ０に里づいて目標
スロワ１ヘル開１女を設定する目標スＩＩツ１ヘル開度
設定丁段Ｍ１と、上記目標スロットル開度ど−１−記ス
［］ットルバルブの聞瓜との差に皐づいて、上記スロワ
］へルバルブを動作りるス目ツｌ〜ルアクーＪコＪ−夕
の駆動量を設定りるスロワ１〜ルアクヂコエータ駆動母
設定手段Ｍ２と、上記アクセルペダルの踏込量と上記目
標スＬ１ツ１へル開度とに基づきスロツｉ〜ル全聞どな
るアクセルペダルの最大踏込量を設定する最大アクセル
踏込量設定手段Ｍ３ど、上記スロワ１〜ル仝開となるア
クセルペダルの最大踏込量ど、このノ／クセルベダルの
最大踏込量を規制する最大踏込量規制アクヂコ工−タの
駆動量との差に基づいて、この最大踏込量規制アクチュ
エータの駆動量を設定する最大アクセル踏込頓規制アク
ヂコ］−一夕駆動吊設定手段Ｍ４とを備えるものである
。

［作　用］ 上記構成において、まず、目標スロットル開度設定手段
Ｍ１で、燃料中のアルコール濃度どエンジン回転数とア
クセルペダルの踏込量とをパラメタとして目（票ス［１
ツ１〜ル開度マツプＭＨＰＯＯに塁づいて目標スＬ］ツ
１〜ル開度を設定する。

次いで、スロットルアクヂュエータ駆動嶺設定手段Ｍ　
２−Ｃ１上記目標スロットル間度とＬ記スロッｌ〜ルバ
ルブの開度との差に基づいて、上記スロットルバルブを
動作するスロットルアクヂ］■−タの駆動量を設定づ−
る。

また、最大アクセル踏込量設定手段Ｍ３で、上記アクセ
ルペダルの踏込量と上記目標スロットル聞ｌ曳どに基づ
きスロワ１ヘル全開となるアクヒルペダルの最大踏込量
を設定する。

ぞして、最大アクセル踏込量規制アクチコエータ駆動星
設定手段Ｍ／Ｉで、１記スロットル全問となるアクセル
ペダルの最大踏込めど、このアクセルペダルの最大踏込
量を規制する最大踏込量規制アクヂコ工−タの駆動量と
の差に基づいて、この最大踏込量規制アクチュ１−夕の
駆動量を設定する。

［発明の実施例コ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第２図以下は本発明の一実施例を説明し、第２図はスロ
ットル制御系の全体概略図、第３図は目標スロットル開
度マツプの概念図、第４図は一定エンジン回転数におけ
るアルコール濃度に苅するアクセル踏込量ど目標スロラ
ミヘル聞度との関係を示す特性図、第５図はアル」−ル
淵度に対づ−るアクセル踏込量とエンジン出力との関係
を示づ特性図、第６図はスロットル制御手順を示づ一フ
ローチＡ７−ト、第７図は最大アクセル踏込量規制アク
チコエータの制御手順を示すフローヂｐ−１〜、第８図
（よアルーＩ−ルｆ、１度と最大過給圧との関係を示づ
特性図、第９図はアルコール濃度と点火進角量との関係
を示づ特性図である。

（構　或） 図中の符号１はエンジン本体で、このエンジン本体１の
クランクシャフト１ａにクランク［Ｊ−タ２が軸着され
、このクランクロータ２の周端側にエンジン回転数検出
手段の一例であるクランク角センザ３が対設されている
。

また、上記エンジン本体１の吸気ボートにインテークマ
ニホルド４を介して連通ずる吸気管５の下流にスロット
ルバルブ６が介装され、また、このスロ・ントルバルブ
６の−に流にインタクーラ７が介装されている。さらに
、吸気管５の上記インタクーラ７とエアクリープ８との
間に過給ｍ９の＝１ンブレッリ９ａが介装されている。

また、上記ス［コツドルバルブＧがスロットルアクチ１
−エータ１０に連結され、このスロットルアクチ］エー
タ１０の制御動作で−に記スロットルバルブ６の開度が
設定される。なお、このスロットルノック′ｆ＝ｔＪ−
夕１０は、例えば、スｊツピング七−夕で構Ｊ戊される
。さらに、このス［コツドルバルブ６にス「−」ットル
開度検出手段の一例であるスロットル開度センサー１が
連結されている。

また、上記インテークマニホルド４の下流側に、噴則孔
を吸気ポート方向へ指向するインジェクタ１２が取イ１
けられてＪ３す、このインジＩクタ１２が燃料タンク１
３に燃料通路１４を介して連通されている。

上記燃料タンク１３には、アルコールのみの燃料、ガソ
リンのみの燃料、あるいは、アル」−ルとガソリンとの
混合燃料、すなわち、ユーザーの燃料補給の際の事情に
よりアルコール濃度Ａが０〜１００％の間で変化する燃
料が貯留されている。

さらに、この燃料通路１４にアル−１−ル淵度ヒンサ１
５が介装されている。このアル」−ル濶肛センサ１５は
、例えば、燃料の電気抵抗からアルコール濃度Ａを検出
するものである。

また、上記インジェクタ１２からは、上記アル＝１−ル
濶度センリ−１５で検出したアルコール濃度Ａ度八に応
じて予め設定した、常に一定の発熱徂が１５１られる空
燃比に適合する燃料が噴則される。

なお、符号１６は燃料ポンプ、１７は点火プラグ、１８
はアクセルペダルである。

このアクセルペダル１８に、アクセル踏込量検出手段の
一例であるアクセル踏込斑センサ１９が連設されている
。このアクセル踏込量センリ−１９は、例えば、ポデン
ショメータで構成されている。

また、上記アクセルペダル１８の開角（踏込）方向に最
大アクセル踏込量規制アクヂュエータ２０が配設されて
いる。この最大アクヒル踏込最規０ 制アクヂュエータ２０のステッピングモータ２１に設け
たスピンドルに送りねじ２２が連結されており、この送
りねじ２２の基部に形成したフランジ部２２ａが、車体
フレームＡに固設したブラケット２３上に摺動自在に支
持されている。

ざらに、上記送りねじ２２のねじ部に、スライダ２４か
ら一側へ延出したアーム２４ａが螺装され、また、上記
スライダ２４の上面にストッパ２５が立設され、このス
トッパ２５の上端が車体のフロアパネルＢを貫通して、
上記アクセルペダル１８に対向されている。一方、上記
スライダ２４の下方に、アクチュエータ駆動は検出手段
の一例である差動トランスで構成された変位センサー２
６が固設されており、この変位センサ２６の］７２６ａ
が、上記スライダ２４の下面に固設されている。

（制御装置の回路構成） 一方、符丹３１はマイクロコンピュータからなる制御装
置（以下ｒＥＣす」ど略称）で、この［ＣＵ３１のＣＰ
す（中央演算処理装同）３２、Ｒ１ ０Ｍ３３、ＲＡ　Ｍ　３４　、および、Ｉ１０インクフ
１イス３５がパスライン３６を介して互いに接続されで
いる。

上記Ｉ１０インタフェイス３５の入力側に、上記各セン
サ３，１１，１５，１９、および、変位センサ２６のコ
イル２６ｂが接続され、出力側に、駆動回路３７を介し
て上記スロワ１ヘルアクヂコエータ１０と上記最大アク
セル踏込量規制アクチコ工−タ２０のステッピングモー
タ２１が接続されている。

上記ＥＣＵ３１におけるスロットル開度を制御する機能
には、燃料中のアルコール濃度と」ンジン回転数とアク
ヒルペダルの踏込量とをパラメータとして目標スロット
ル開度マツプに基づいて目標スロットル開度を設定する
目標スロットル開度設定手段と、上記目標スロットル開
度と上記スロットルバルブの開度との差に基づいて、上
記スロットルバルブを動作するスロワ１〜ルアクヂコエ
ータの駆動量を設定するスロットルアクチュエータ駆動
量設定手段とが含まれる。また、最大アクセ２ ル踏込尾を制御する機能には、上記アクセルペダルの踏
込量と上記目標スロットル開度とに基づきスロットル全
開どなるアクセルペダルの最大踏込量を設定する最大ア
クセル踏込量設定手段と、上記スロットル全開となるア
クセルペダルの最大踏込量と、このアクセルペダルの最
大踏込量を規制する最大踏逃出規制アクチュエータの駆
動量との差に基づいて、この最大踏込量規制アクヂュエ
タの駆動はを設定する最大アクセル踏込量規制アクヂコ
エータ駆動奥設定手段とが含まれる。

〈作　用〉 次に、ＥＣＵ３１におけるスロットル制御手順を第６図
のフ［１−ヂト一トに従って説明する。なお、このスロ
ットル制御は所定周期ごどに実行される。

まず、ステップ（以下［−３」と略称）１０１で、アル
コール濃度センサー１５の出力信′Ｉ）、クランク角ヒ
ンサ３の出力信号、アクセル踏込量センサ１９の出力悟
＋号に基づき、アルコール濃度Ａ、エンジン回転数Ｎ、
アクセル踏込ＭＬをそれぞれ算出３ する。ただし、このアクセル踏込ＩＬはアルコ濃度度１
００％時の最大アクセル踏込量に対する比率（％）で算
出する。なお、この最大アクセル踏込□は固定データと
してＲＯＭ３３に予め記憶しておくが、学習により求め
てもよい。

次いで、５１０２で、上記アルコール濃度Ａ、］−ンジ
ン回転数Ｎ１アクセル踏込量１−をパラメータとして目
標スロットル開度マツプＭＰθ０に基づいて目標スロワ
１ヘル開度θＯを設定する。ただし、各アドレスにスト
アされている目標スロツ］〜ル開度θＯはスロワ１ヘル
全問に対する比率（％）で表わされている。その後、５
１０３でス［１ットル開度センサ１１の出力信号に基づ
き現運転時のス［１ットル間度θ（ただし、スロットル
全開に幻する比率（％））を算出する。

第３図に示づように、上記目標スロットル開度マツプＭ
ＰθＯは、図においては、アルコール濃度○％（ガソリ
ン燃料のみ〉、アルコール濃度５％、アルコール濃度１
００％（アルコール燃料のみ）の三枚の三次元マツプで
構成されており、各４ 濃度別マツプには、予め実験などから求めた最適な目標
スＩ」ットル開度θ０　（％）が格納されている。なお
、上記各マツプ間のアルコール濃度Ａに対応する目標ス
ロットル開度θ０は補間計算により求める。

第８図、第９図に示すように、アルコール濃度Ａが高く
なるとオクタン価が高くなるため、ノック限界が高くな
り、過給ｍ９の最大過給圧ＰＨＡＸ、および、点火進角
量θＩＧを大きく設定することができる。

この実施例における上記過給機９の過給圧、および、点
火進角量θＩＧは別途、図示しない別の制御手段により
アルコール深度とエンジン負荷に基づいて演算あるいは
マツプ検索により制御される。

上記アル」−ル淵度Ａごとに設定した目標スロットル開
度マツプＭＰθＯの各アドレスに（よ、アルコール濃度
Ａと運転領域によって可変する最大過給圧ＰＨＡＸｌｌ
１５よび点火進角量θＩＧに対応して設定した目標スロ
ットル開度θＯ（％〉が格納されており、第４図、第５
図に示づように、例えば、５ エンジン回転数Ｎおよびアクセル踏込量「を一定とした
場合、アルコールＳ度に応じて目標スロットル開度ＯＯ
が可変設定され、アルコール濃度への変化に影響される
ことなく常に一定したエンジン出力が得られる。

すなわち、スロットル開度制御は５１０４で、上記目標
スロットル開度ＯＯと現運転時のスロットル開度θとの
偏差からスロットル開度補正量−〇を算出しく２θ−θ
Ｏ−θ）　、３１０５で、このスロットル開度補正！、
ｄθを関数として、スロットルアクチュエータ１０の駆
動量ＳＴＩを設定する（ＳＴ１　＝ｆ　＜ｌθ））。

そして、８１０６で、駆動ｆｆ１ｓＴ１を上記スロット
ルアクチュエータ１０へ出力する。

すると、このスロットルアクチュエータ１０に連結する
スロットルバルブ６が、現スロットル開度θと目標スロ
ットル開度θ０との差開度分だけ可変し、一定エンジン
回転数Ｎあたりのエンジン出力をアルコール濃度Ａに影
響されることなく、一定に保持づ−る。

　６ すａ３、目標ス「１ットル開度７ツブは、エンジン回転
数Ｎとアクしル踏込量りとアルコール濃度Ａとをパラメ
ータとする四次元マツプであつ′Ｃもよい。

また、上記Ｅ　ＣＵ　３１にお１プる最大アクセル踏込
量制御手順を第７図のフローチｉ・−トに従って説明す
る。

まず、５２０１で、スロットル全開となる最大アクセル
踏込量１−３（％）を、前述したスロットル開度制御手
順で設定したアクヒル踏込ｔ１．１％）と、アルコール
深度Ａに応じて設定した目標スロ開度〜ル間度θＯ（％
〉、および、予めＲＯＭ３３に記憶しておいたスーツ１
ヘル全開角度θ１００（θ１００−１００％）に基づき
次式より算出する。

ｍ　ｓ　−＝１７１００　ｘＬ　／θ０第４図に示すよ
うに、アクセル踏込量１−と目標スロットル開度θ　０
．とは、−次関数に近似した関係にあり、この両変数「
、θ０から最大アクセル踏込ｆｆ１Ｌｓを求めることが
できる。

そして、５２０２で、上記特定アルコール濃度Ａの７ どきにスロットル全開となるアクセル踏込ｆｆｉ　Ｌ　
Ｓと、予めｌ−ｔ　ＯＭ　３３に記憶しておいたアル」
−ルｍ度１００％のときの最大アクヒル踏込量＋−ｓｉ
ｏ。

（したがってし５１００＝　１００％）、との比から最
大アクセル踏込量規制アクチュエータ２０に設すたスト
ッパ２５の突出長係数に１−を搾出する。そして、５２
０３で、予め固定データとしてＲＯＭ３３に記憶してお
くか、あるいは、学習により求めた上記アクセルペダル
１８の上記ストッパ２５の真上からフロアパネルＢまで
の高さ、すなわち、上記アクセルペダル１８の最大踏込
可能長１−１（第２図参照〉と上記スｌ〜ツバ突出長係
数ＫＬとに基づき、ｉ記アクセル踏込量ＬＳ　　（％）
に相応する上記ストッパ２５の目標突出長ｈｏを次式か
ら算出する。

ｈｏ−口（１−ＫＬ） 次いで、５２０４で、最大アクセル踏込量規制アクチュ
エータ２０に設（うた変位センサ２６の出力値から現在
のストッパ２５の突出長ｈ〈第２図参照〉を検出し、３
２０５で、上記目標突出長１）０と現在の８ 突出長目との偏差からストッパ２５の突出長補正ｉｔ　
、ａ　ｈ　全算出１−ル（ＩＪ　ｈ　−ｈ　Ｏ−ｈ　）
。

そして、８２０６で、上記突出長補正量、ｄ　ｈを関数
としてステッピング七−夕２１の駆動１ｓＴ２を設定し
くＳＴ２　＝ｆ　（♂ｈ　）　）　、５２０７で、上記
駆動量Ｓ　Ｔ　２に対応する制御パルスを上記ステッピ
ングモータ２１へ出力する。

すると、上記ステッピングモータ２１に連設する送りね
じ２２が設定角度回動じ、スライダ２４を進退動させ、
このスライダ２４に立設されたストッパ２５の先端にＪ
、って、上記アクセルペダル１８の最大踏込ｈ１がアル
コール濃度Ａに応じで規制される。

その結果、第４図、第５図に示すように、例えば、アル
コール温度Ａ＝、Ｏ％、５０％時のスロットル全開に対
応する最大アクセル踏込ＭＬＳ＝ＬｓＯ，１ｓ５０の位
置にて上記アクセル踏込量しが規制され、スロットルバ
ルブ６が全開になった後のアクセルペダル１８の無駄な
ストロークがなくなり、良好な運転フィーリングを得る
ことができる。

９ なお、本発明は上記実施例に限るものではなく、例えば
、スロワ１へルアクチュエータおよび最大踏込量規制ア
クチュエータの駆動量を基準位置からの絶対量として制
御動作するようにしてもＪ：い。

［発明の効果］ 以−ヒ、説明したように本発明によれば、燃料中のアル
」−ルｉ！５度とエンジン回転数とアクセルペダルの踏
込量とをパラメータとして目標ス［］ットル開度マツプ
に基づいて目標スロットル開度を設定する目標スロツ１
ヘル開度設定手段ど、上記目標スロットル全開と上記ス
ロットルバルブの開度との差に基づいて、上記スロット
ルバルブを動作りるスロットルアクチコエータの駆動１
を設定するスロットルアクチュエータ駆動量設定手段と
を備えているので、アルコール濃度が変化してｂ１スロ
ットル間度が自動的に開閉してエンジン出力を一定に保
つため、一定アクセル踏込烙においては常に一定のエン
ジン出力が得られ、アルコール濃度に影響されないアク
セルワークを得ることができる。

０ また、上記アクセルペダルの踏込量と上記目標ス［１ツ
１〜ル開度とに是づきスロットル全開となるアクセルペ
ダルの最大踏込量を設定する最大アクセル踏込量設定手
段と、上記スロットル全開となるアクセルペダルの最大
踏込量ど、このアクセルペダルの最大踏込量を規制づ−
る最大踏込量規制アクチュエータの駆動量との差に阜づ
いて、この最大踏逃場規制アクア１エータの駆動量を設
定づ−る最大ノックセル踏込１？ｉ規制アクヂ」Ｊ−夕
駆動砧設定手段とを備えているので、スロットルバルブ
が全開になるとアクセルペダルの踏込量か規制される。

よって、アクセルペダルのス１−〇−りに無駄がなくな
り、良好な運転フィーリングを得ることができるなど優
れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は木光明のクレーム対応図、第２図以下は木光明
の−・実施例を説明し、第２図はスロワ［〜ル制＠系の
全体概略図、第３図は目標スロットル開度マツプの概念
図、第４図は一定エンジン回転数にａ３＋）るアルコー
ル濃度にス４するアクセル踏込１ 昂と目標スロットル開度との関係を示す特性図、第５図
はアルコール濃度に対するアクセル踏込はとエンジン出
力との関係を示す特性図、第６図はスロワ］・ル制御手
順を示づフ「１−ヂ↑ｌ−ト、第７図は最大アクセル踏
込邑規制アクヂュエータの制御手順を示すフローチ１１
−ト、第８図はアルコール濃度と最大過給圧との関係を
示す特性図、第９図はアルコール濃度と点火進角出との
関係を示号特性図である。 Ａ・・・アルコール濃度、Ｍｌ・・・目標スロットル開
度設定手段、Ｍ２・・・ス［１ツ１〜ルアクチコ工−タ
駆動量設定手段、Ｍ３・・・最大アクセル踏込量設定手
段、Ｍ４・・・最大アクセル踏込坩規制アクヂコエータ
駆動最設定手段、ＭＭＰθ０・・・目標スロワ１〜聞度
度マツプ、Ｎ・・・エンジン回転数、し・・・アクセル
踏込量、しＳ・・・最大アクセル踏込量、ＳＴ１・・・
スロットルアクヂュエータ駆動串、ＳＴ２・・・最大ア
クセル踏込量規制アクチュエータ駆動量、θ０・・・目
標スロットル開度。 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料中のアルコール濃度とエンジン回転数とアクセルペ
   ダルの踏込量とをパラメータとして目標スロットル開度
   マップに基づいて目標スロットル開度を設定サる目標ス
   ロットル開度設定手段と、 上記目標スロットル開度と上記スロットルバルブの開度
   との差に基づいて、上記スロットルバルブを動作するス
   ロットルアクチュエータの駆動量を設定するスロットル
   アクチュエータ駆動量設定手段と、 上記アクセルペダルの踏込量と上記目標スロットル開度
   とに基づきスロットル全開となるアクセルペダルの最大
   踏込量を設定する最大アクセル踏込量設定手段と、 上記スロットル全開となるアクセルペダルの最大踏込量
   と、このアクセルペダルの最大踏込量を規制する最大踏
   込量規制アクチュエータの駆動量との差に基づいて、こ
   の最大踏込量規制アクチュエータの駆動量を設定する最
   大アクセル踏込量規制アクチュエータ駆動量設定手段 とを備えることを特徴とするアルコールエンジンのスロ
   ットルおよび最大アクセル踏込量制御装置。