JP2000320348A

JP2000320348A - 内燃機関のスロットル制御装置

Info

Publication number: JP2000320348A
Application number: JP11133339A
Authority: JP
Inventors: Harufumi Muto; 晴文武藤; Masato Fujita; 真人藤田; Katsura Masuda; 桂増田; Naoto Kushi; 直人櫛
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】スロットルバルブの氷結をより確実に防止する
ことが可能な内燃機関のスロットル制御装置を提供す
る。【解決手段】エンジン１の始動時に氷結が発生する状態
であるならば（ステップ１０３，Ｙｅｓ）、エンジン１
の始動性に差し支えない第２揺動角度ｔａＬ〜第１揺動
角度ｔａＨの範囲で目標スロットル開度ＴＡｔｇを増減
させて（ステップ１１０，１１１，１０５）、スロット
ルバルブ４を目標スロットル開度ＴＡｔｇ近傍で揺動さ
せ、これによってスロットルバルブ４周辺の氷結を排除
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルバルブ
の氷結を防止するための内燃機関のスロットル制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置としては、例えば特開昭５
９−１８８０５０号公報に記載のものがある。この装置
においては、内燃機関の運転状態に応じた目標スロット
ル開度を求め、アクチュエータによってスロットルバル
ブの開度を該目標スロットル開度に調節しており、内燃
機関の低温時にはスロットルバルブを該目標スロットル
開度近傍で揺動させることによって、スロットルバルブ
が氷結して固着するのを防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置においては、内燃機関の出力トルクの変動が発
生しない程度にスロットルバルブを揺動させており、ス
ロットルバルブを微少な角度で揺動させているに過ぎな
い。従って、目標スロットル開度の近傍の範囲では氷結
が排除されるものの、スロットルバルブが開閉される広
い範囲に亘って氷結を排除することができない。このた
め、目標スロットル開度が大きく変化し、スロットルバ
ルブの開度が大きく変化したときには、スロットルバル
ブに氷が噛み込み、スロットルバルブが固着するという
おそれがあった。

【０００４】そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑み
なされたものであり、スロットルバルブの氷結をより確
実に防止することが可能な内燃機関のスロットル制御装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明は、内燃機関のスロットルバルブの開
度を機関運転状態に応じた目標スロットル開度となる様
に制御すると共に、機関低温時には前記スロットルバル
ブを前記目標スロットル開度に対し揺動させる付加制御
を実行する内燃機関のスロットル制御装置において、前
記内燃機関の完爆が生じる以前の始動時であるか否かを
判定する始動時判定手段と、前記始動時判定手段によっ
て完爆が生じる以前の始動時であると判定された場合
は、前記付加制御を実行する許可手段とを備えている。

【０００６】本発明によれば、完爆が生じる以前の始動
時には、スロットルバルブを目標スロットル開度に対し
揺動させる付加制御を実行している。この始動時には、
スロットルバルブを大きく揺動させても、内燃機関の出
力トルクの変動に大きな影響を与えることはなく、スロ
ットルバルブの大きな揺動によって広い範囲で氷結を排
除することができる。

【０００７】また、本発明は、内燃機関のスロットルバ
ルブの開度を機関運転状態に応じた目標スロットル開度
となる様に制御すると共に、機関低温時には前記スロッ
トルバルブを前記目標スロットル開度に対し揺動させる
付加制御を実行する内燃機関のスロットル制御装置にお
いて、前記内燃機関の燃料供給を停止している状態にあ
るか否かを判定する燃料供給停止判定手段と、前記燃料
供給停止判定手段によって燃料供給を停止している状態
にあると判定された場合は、前記付加制御を実行する許
可手段とを備えている。

【０００８】本発明によれば、内燃機関の燃料供給を停
止しているときには、スロットルバルブを目標スロット
ル開度に対し揺動させる付加制御を実行している。この
燃料供給の停止時には、内燃機関に供給される吸入空気
量が変化しても内燃機関の出力トルクの変動に大きな影
響を与えることはない。このため、スロットルバルブを
大きく揺動させることができ、スロットルバルブの大き
な揺動によって広い範囲で氷結を排除することができ
る。

【０００９】また、本発明は、内燃機関のスロットルバ
ルブの開度を機関運転状態に応じた目標スロットル開度
となる様に制御すると共に、機関低温時には前記スロッ
トルバルブを前記目標スロットル開度に対し揺動させる
付加制御を実行する内燃機関のスロットル制御装置にお
いて、前記内燃機関の回転数が低くかつ該内燃機関の負
荷が高いか否かを判定する回転数負荷判定手段と、前記
回転数負荷判定手段によって回転数が低くかつ負荷が高
いと判定された場合は、前記付加制御を実行する許可手
段とを備えている。

【００１０】本発明によれば、内燃機関の回転数が低く
かつ該内燃機関の負荷が高いときには、スロットルバル
ブを目標スロットル開度に対し揺動させる付加制御を実
行している。この様な低回転かつ高負荷のときには、ス
ロットルバルブの開度変化に対して内燃機関の出力トル
クが実質的に変動しないというスロットルバルブの開度
範囲が大きくなる。従って、この開度範囲内でスロット
ルバルブを揺動させれば、出力トルクの変動を伴わず
に、該開度範囲内の氷結を排除することができる。

【００１１】また、本発明は、内燃機関のスロットルバ
ルブの開度を機関運転状態に応じた目標スロットル開度
となる様に制御すると共に、機関低温時には前記スロッ
トルバルブを前記目標スロットル開度に対し揺動させる
付加制御を実行する内燃機関のスロットル制御装置にお
いて、前記付加制御の実行時に、該付加制御に伴う前記
内燃機関の出力トルクの変動を相殺する様に、該内燃機
関の機関制御量を変動させる制御手段を備えている。

【００１２】本発明によれば、付加制御に伴う内燃機関
の出力トルクの変動を相殺する様に、該内燃機関の機関
制御量を変動させている。つまり、スロットルバルブを
揺動させても、内燃機関の出力トルクが変動しない様に
している。これによってスロットルバルブを大きく揺動
させることができ、広い範囲で氷結を排除することがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。

【００１４】図１は、本発明のスロットル制御装置の一
実施形態を示す概略構成図である。図１において、内燃
機関（以下エンジンと称す）１にはスロットルバルブ４
が設けられている。このスロットルバルブ４は、電子制
御アクチュエータとしてのスロットルアクチュエータ５
によりその開度が調整され、これによってエンジン１に
吸入される空気の量が調節される。

【００１５】エンジン１の気筒を構成するシリンダ８内
には図の上下方向に往復動するピストン９が配設されて
おり、同ピストン９はコンロッド１０を介してクランク
軸１１に連結されている。ピストン９の上方にはシリン
ダ８及びシリンダヘッド１２によって区画された燃焼室
１３が形成されている。燃焼室１３は、吸気弁１４及び
排気弁１５を介して吸気管２及び排気管３に連通してい
る。

【００１６】エンジン１の吸気ポート１７には電磁駆動
式のインジェクタ１８が設けられており、このインジェ
クタ１８には図示しない燃料タンクから燃料（ガソリ
ン）が供給される。吸気管２上流から供給される空気と
インジェクタ１８により供給される噴射燃料とが吸気ポ
ート１７にて混合され、その混合気が吸気弁１４の開弁
動作に伴い燃焼室１３内（シリンダ８内）に流入する。
そして、燃焼室１３内に流入された混合気は、その中で
圧縮され、点火プラグ１９から点火火花が発せられるこ
とにより点火して爆発する。エンジン１は、この爆発に
よって回転トルクを得ることになる。燃焼後のガスは、
排気ガスとして排気弁１５を介して排気管３に排出され
る。

【００１７】また、シリンダ８（ウォータジャケット）
にはエンジン水温を検出するための水温センサ２１が配
設されている。さらに、クランク軸１１には、その回転
状態に応じて７２０°ＣＡ（クランクアングル）毎にパ
ルス信号を出力する基準位置センサ２２と、一定のクラ
ンク角度（例えば３０°ＣＡ）毎にパルス信号を出力す
る回転数センサ２３が設けられている。

【００１８】更に、吸気管２の上流部には吸入空気量を
検出するためのエアフローメータ２４、及び吸入された
空気の温度（吸気温）を検出するための吸気温センサ２
９が配設されている。運転者により踏み込み操作される
アクセルペダル２５には同アクセルペダル２５の踏み込
み量を検出するためのアクセルセンサ２６が配設されて
いる。変速機（図示せず）には該変速機のシフト位置を
検出するシフトセンサ２８が配設されている。

【００１９】また、シリンダヘッド１２には、バルブタ
イミング可変機構２７が設けられている。このバルブタ
イミング可変機構２７は、ＥＣＵ３０の制御に応答し
て、吸気バルブ１４の開閉タイミング、及び排気バルブ
１５の開閉タイミングを調節する。

【００２０】一方、ＥＣＵ３０は、周知のＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ回路等からなるマイクロコンピュー
タを中心に構成されている。そして、ＥＣＵ３０は、水
温センサ２１、基準位置センサ２２、回転数センサ２
３、エアフローメータ２４、アクセルセンサ２６、シフ
トセンサ２８及び吸気温センサ２９の検出信号を入力
し、これらの各種検出信号に基いてエンジン水温、クラ
ン角度、エンジン回転数、吸入空気量、アクセル開度、
シフト位置、吸気温を検知する。

【００２１】また、ＥＣＵ３０は、上記センサ群による
各種検出出力に基いて、燃料噴射量（もしくは燃料噴射
時間）、点火時期、目標スロットル開度、バルブタイミ
ング等を算出して、インジェクタ１８による燃料噴射、
点火プラグ１９による点火、スロットルアクチュエータ
５によるスロットルバルブ４の開度、バルブタイミング
可変機構２７による吸排気バルブの開閉タイミングを制
御する。

【００２２】さて、この様な構成の装置においては、エ
ンジン１の始動状態、エンジン１の回転数が低くかつ負
荷が高い状態、及びエンジン１の通常動作の状態を区別
し、これらの状態毎に相互に異なるそれぞれの開度範囲
でスロットルバルブ４を揺動させ、これによってスロッ
トルバルブ４の氷結を防止している。この氷結防止のた
めのスロットルバルブ４の揺動制御を図２、図３及び図
４に示すフローチャートに従って次に述べる。

【００２３】図２は、エンジン１の始動時におけるスロ
ットルバルブ４の揺動制御を示すフローチャートであ
る。

【００２４】まず、ＥＣＵ３０は、イグニッションキー
３１がオンにされスタータモータ（図示せず）が起動さ
れると、始動モードであると判定し（ステップ１０１，
Ｙｅｓ）、予め設定された関数ｆ₁（ＴＨＡ）に基き、
吸気温センサ２９によって検出された吸気温ＴＨＡに対
応する水温しきい値ＴＨＷＢを求める（ステップ１０
２）。

【００２５】図５のグラフは、吸気温ＴＨＡに対する水
温しきい値ＴＨＷＢの特性を示しており、吸気温ＴＨＡ
が高い程、水温しきい値ＴＨＷＢが低くなっている。水
温センサ２１によって検出された冷却水の水温ＴＨＷが
水温しきい値ＴＨＷＢ以上であれば、スロットルバルブ
４の周辺に氷結が発生することはなく、冷却水の水温Ｔ
ＨＷが水温しきい値ＴＨＷＢ未満であれば、スロットル
バルブ４の周辺に氷結が発生する。

【００２６】ＥＣＵ３０は、水温しきい値ＴＨＷＢと水
温センサ２１によって検出された冷却水の水温ＴＨＷを
比較し（ステップ１０３）、冷却水の水温ＴＨＷが水温
しきい値ＴＨＷＢ以上であれば（ステップ１０３，Ｎ
ｏ）、スロットルバルブ４の周辺に氷結が発生しないの
で、スロットルバルブ４の揺動角度ｄＨＬを０に設定し
（ステップ１０４）、揺動角度ｄＨＬ（＝０）、ベース
開度ｄｇ、及び水温補正開度ｄｓｔａを加算して、この
和をスロットルバルブ４の目標スロットル開度ＴＡｔｇ
として設定し（ステップ１０５）、スロットルアクチュ
エータ５を駆動制御することによって、スロットルバル
ブ４の開度を目標スロットル開度ＴＡｔｇに調節する。

【００２７】図６のグラフは、冷却水の水温ＴＨＷに対
する始動時の目標スロットル開度ＴＡｔｇの特性を示し
ており、揺動角度ｄＨＬ＝０のときの特性を示してい
る。

【００２８】ベース開度ｄｇは、予め設定された一定値
である。

【００２９】水温補正開度ｄｓｔａは、冷却水の水温Ｔ
ＨＷに対応して変動する値であって、予め設定された関
数に基き求められる。水温ＴＨＷが低い程、水温補正開
度ｄｓｔａが大きくされ、これに伴って目標スロットル
開度ＴＡｔｇが大きくなり、吸入空気量が増大されて、
始動性の向上が図られる。

【００３０】また、冷却水の水温ＴＨＷが水温しきい値
ＴＨＷＢ未満であって（ステップ１０３，Ｙｅｓ）、ス
ロットルバルブ４の周辺に氷結が発生する可能性がある
ならば、ＥＣＵ３０は、イグニッションキー３１のオン
の期間を示すオン計数値ｃｉｇｏｎの歩進を開始する
（ステップ１０６）。そして、ＥＣＵ３０は、予め設定
された関数ｆ₂（ＴＨＡ）に基き、水温センサ２１によ
って検出された冷却水の水温ＴＨＷに対応する第１時間
しきい値ｃｉｇｏｎ１を求め、オン計数値ｃｉｇｏｎと
第１時間しきい値ｃｉｇｏｎ１を比較する（ステップ１
０７）。オン計数値ｃｉｇｏｎの歩進を開始した直後で
あるから、オン計数値ｃｉｇｏｎが第１時間しきい値ｃ
ｉｇｏｎ１未満である（ステップ１０７，Ｙｅｓ）。こ
のとき、ＥＣＵ３０は、オン計数値ｃｉｇｏｎが８だけ
増加する期間を１周期Ｔとして、オン計数値ｃｉｇｏｎ
を８で割った余りの値を求め、この余りの値に基いて周
期Ｔの前半であるか後半であるかを判定する（ステップ
１０８）。

【００３１】周期Ｔの前半であれば（ステップ１０８，
Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、予め設定された関数ｆ₃（Ｔ
ＨＷ）に基き、水温センサ２１によって検出された冷却
水の水温ＴＨＷに対応するスロットルバルブ４の第１揺
動角度ｔａＨを求め（ステップ１０９）、スロットルバ
ルブ４の揺動角度ｄＨＬを第１揺動角度ｔａＨに設定し
（ステップ１１０）、揺動角度ｄＨＬ、ベース開度ｄ
ｇ、及び水温補正開度ｄｓｔａを加算して、この和をス
ロットルバルブ４の目標スロットル開度ＴＡｔｇとして
設定し（ステップ１０５）、スロットルアクチュエータ
５を駆動制御することによって、スロットルバルブ４の
開度を目標スロットル開度ＴＡｔｇに調節する。

【００３２】また、周期Ｔの後半であれば（ステップ１
０８，Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、予め設定された関数ｆ₄
（ＴＨＷ）に基き、水温センサ２１によって検出された
冷却水の水温ＴＨＷに対応するスロットルバルブ４の第
２揺動角度ｔａＬを求め（ステップ１１１）、スロット
ルバルブ４の揺動角度ｄＨＬを第２揺動角度ｔａＬに設
定し（ステップ１１２）、揺動角度ｄＨＬ、ベース開度
ｄｇ、及び水温補正開度ｄｓｔａを加算して、この和を
スロットルバルブ４の目標スロットル開度ＴＡｔｇとし
て設定し（ステップ１０５）、スロットルバルブ４の開
度を目標スロットル開度ＴＡｔｇに調節する。

【００３３】従って、周期Ｔの前半においては揺動角度
ｄＨＬを第１揺動角度ｔａＨとして、この第１揺動角度
ｔａＨを含む目標スロットル開度ＴＡｔｇを設定し、ま
た周期Ｔの後半においては揺動角度ｄＨＬを第２揺動角
度ｔａＬとして、この第２揺動角度ｔａＬを含む目標ス
ロットル開度ＴＡｔｇを設定する。

【００３４】図２のフローチャートを繰り返す度に、オ
ン計数値ｃｉｇｏｎが歩進され続けるので、周期Ｔの前
半と後半が繰り返され、これに伴ってスロットルバルブ
４の開度は、第１揺動角度ｔａＨを含む目標スロットル
開度ＴＡｔｇと第２揺動角度ｔａＬを含む目標スロット
ル開度ＴＡｔｇに交互に調節される。

【００３５】図７のグラフは、水温センサ２１によって
検出された冷却水の水温ＴＨＷに対する第１揺動角度ｔ
ａＨの特性曲線４１及び第２揺動角度ｔａＬの特性曲線
４２を示している。目標スロットル開度ＴＡｔｇを第２
揺動角度ｔａＬ〜第１揺動角度ｔａＨの範囲で増減させ
ても、エンジン１の始動性に差し支えない様に第１揺動
角度ｔａＨ及び第２揺動角度ｔａＬが設定されている。

【００３６】先に述べた様に周期Ｔの度に、第１揺動角
度ｔａＨと第２揺動角度ｔａＬが交互に目標スロットル
開度ＴＡｔｇに加算されるので、目標スロットル開度Ｔ
Ａｔｇが増減し、スロットルバルブ４が目標スロットル
開度ＴＡｔｇ近傍で揺動する。これによってスロットル
バルブ４周辺の氷結が排除される。

【００３７】図８のグラフは、オン計数値ｃｉｇｏｎに
対する目標スロットル開度ＴＡｔｇの特性曲線４３及び
実際のスロットル開度ＴＡの特性曲線４４示している。
このグラフからも明らかな様に、目標スロットル開度Ｔ
Ａｔｇが周期的に増減している。

【００３８】こうしてスロットルバルブ４周辺の氷結が
排除された後に、オン計数値ｃｉｇｏｎが第１時間しき
い値ｃｉｇｏｎ１以上になると（ステップ１０７，Ｎ
ｏ）、スロットルバルブ４の揺動角度ｄＨＬを０に設定
し（ステップ１０４）、揺動角度ｄＨＬ（＝０）を含む
目標スロットル開度ＴＡｔｇを設定し（ステップ１０
５）、スロットルバルブ４の通常制御に戻る。

【００３９】すなわち、図２のフローチャートにおいて
は、エンジン１の始動時に氷結が発生する状態であるな
らば、エンジン１の始動性に差し支えない第２揺動角度
ｔａＬ〜第１揺動角度ｔａＨの範囲で目標スロットル開
度ＴＡｔｇを増減させて、スロットルバルブ４を目標ス
ロットル開度ＴＡｔｇ近傍で揺動させ、これによってス
ロットルバルブ４周辺の氷結を排除している。

【００４０】次に、エンジン１が作動して、イグニッシ
ョンキー３１がオフにされ、始動モードでないと判定さ
れると（ステップ１０１，Ｎｏ）、図３のフローチャー
トの処理に移る。

【００４１】図３は、エンジン１の回転数が低くかつ負
荷が高い状態におけるスロットルバルブ４の揺動制御を
示すフローチャートである。

【００４２】まず、ＥＣＵ３０は、予め設定された関数
ｆ₅（ＴＨＡ）に基き、吸気温センサ２９によって検出
された吸気温ＴＨＡに対応する水温しきい値ＴＨＷＢを
求めると共に（ステップ２０１）、予め設定された関数
ｆ₆（ＴＨＡ）に基き、吸気温ＴＨＡに対応する車速し
きい値ＳＰＤＨを求める（ステップ２０２）。

【００４３】そして、ＥＣＵ３０は、シフトセンサ２８
によって検出されたシフト位置及び回転数センサ２３に
よって検出されたエンジン回転数に基き実際の車速ＳＰ
Ｄを求め、実際の車速ＳＰＤと車速しきい値ＳＰＤＨを
比較する（ステップ２０３）。実際の車速ＳＰＤが車速
しきい値ＳＰＤＨを超えていれば（ステップ２０３，Ｙ
ｅｓ）、ＥＣＵ３０は、車速継続計数値ｃｓｐｄｈに１
０を加算して、車速継続計数値ｃｓｐｄｈを更新する
（ステップ２０４）。また、実際の車速ＳＰＤが車速し
きい値ＳＰＤＨ以下であれば（ステップ２０３，Ｎ
ｏ）、ＥＣＵ３０は、車速継続計数値ｃｓｐｄｈから１
を減算して、車速継続計数値ｃｓｐｄｈを更新する（ス
テップ２０５）。

【００４４】従って、図３のフローチャートが繰り返さ
れる度に、実際の車速ＳＰＤが車速しきい値ＳＰＤＨを
超えていれば、車速継続計数値ｃｓｐｄｈが増大し、ま
た実際の車速ＳＰＤが車速しきい値ＳＰＤＨ以下であれ
ば、車速継続計数値ｃｓｐｄｈが減少する。

【００４５】次に、ＥＣＵ３０は、予め設定された関数
ｆ₇（ＴＨＷ）に基き、水温センサ２１によって検出さ
れた冷却水の水温ＴＨＷに対応する第２時間しきい値ｃ
ｓｐｄｈ２を求め、車速継続計数値ｃｓｐｄｈと第２時
間しきい値ｃｓｐｄｈ２を比較する（ステップ２０
６）。車速継続計数値ｃｓｐｄｈが第２時間しきい値ｃ
ｓｐｄｈ２未満であれば（ステップ２０６，Ｎｏ）、Ｅ
ＣＵ３０は、ステップ２０１において求めた水温しきい
値ＴＨＷＢと水温センサ２１によって検出された冷却水
の水温ＴＨＷを比較する（ステップ２０７）。そして、
車速継続計数値ｃｓｐｄｈが第２時間しきい値ｃｓｐｄ
ｈ２以上であれば（ステップ２０６，Ｙｅｓ）、若しく
は冷却水の水温ＴＨＷが水温しきい値ＴＨＷＢ未満であ
れば（ステップ２０７，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、氷結
が発生する状態の継続時間を示す氷結継続計数値ｃａｓ
ｔｉを歩進する（ステップ２０８）。また、冷却水の水
温ＴＨＷが水温しきい値ＴＨＷＢ以上であれば（ステッ
プ２０７，Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、図３のフローチャー
トの処理を終了して、図２のステップ１０１に戻る。

【００４６】この様にステップ２０１〜２０７において
は、実際の車速ＳＰＤが車速しきい値ＳＰＤＨを超えて
おり、車速継続計数値ｃｓｐｄｈが第２時間しきい値ｃ
ｓｐｄｈ２以上であって（ステップ２０６，Ｙｅｓ）、
エンジン１が十分に冷却される車速が長く続くという状
態、若しくは冷却水の水温ＴＨＷが水温しきい値ＴＨＷ
Ｂ未満である（ステップ２０７，Ｙｅｓ）という状態を
判定している。この様な状態においてはスロットルバル
ブ４周辺に氷結が発生する。

【００４７】ＥＣＵ３０は、氷結の発生状態の継続時間
を示す氷結継続計数値ｃａｓｔｉが３秒未満であれば
（ステップ２０９，Ｎｏ）、図３のフローチャートの処
理を終了して、図２のステップ１０１に戻る。また、Ｅ
ＣＵ３０は、氷結継続計数値ｃａｓｔｉが３秒以上であ
れば（ステップ２０９，Ｙｅｓ）、回転数センサ２３に
よって検出されたエンジン回転数ＮＥ及びバルブタイミ
ング可変機構２７によって設定されている吸排気バルブ
の開閉タイミングＶｔを用いて、予め設定された関数ｆ
₈（ＮＥ，Ｖｔ）に基き不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTを
求める（ステップ２１０）。

【００４８】図９のグラフは、エンジン回転数ＮＥに対
する不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTの特性曲線５１を示
している。この不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTの特性曲
線５１は、スロットル開度に対して吸入空気量が変化す
る感応領域５４と実質的に変化しない不感領域５５を区
分する曲線であり、特性曲線５１以上のスロットル開度
を設定すると、つまり不感領域５５においてスロットル
開度を設定すると、スロットル開度の変化に対して吸入
空気量が実質的に変化しない。

【００４９】エンジン１の回転数が低くかつ負荷が高い
（低回転高負荷）ときには、不感領域５５が拡張する。

【００５０】尚、吸排気バルブの開閉タイミングＶｔを
変更すると、図９のグラフの内容が変化する。

【００５１】ステップ２１０においては、検出されたエ
ンジン回転数ＮＥ及び吸排気バルブの開閉タイミングＶ
ｔに対応する不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTを求めてい
る。

【００５２】こうして不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTを
求めた後、ＥＣＵ３０は、先に述べた様にセンサ群によ
る各種検出出力（エンジン１の運転状態）に基いて仮目
標スロットル開度を求め、この仮目標スロットル開度ｔ
−ＴＡｔｇと不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTを比較する
（ステップ２１１）。そして、仮目標スロットル開度ｔ
−ＴＡｔｇが不感スロットル開度ＴＡ_PMWOT以上であっ
て（ステップ２１１，Ｙｅｓ）、仮目標スロットル開度
ｔ−ＴＡｔｇが不感領域５５に入るのであれば、つまり
エンジン１の回転数が低くかつ負荷が高いときには、Ｅ
ＣＵ３０は、歩進により氷結継続計数値ｃａｓｔｉが８
だけ増加する期間を１周期Ｔとして、氷結継続計数値ｃ
ａｓｔｉを８で割った余りの値を求め、この余りの値に
基いて周期Ｔの前半であるか後半であるかを判定する
（ステップ２１２）。

【００５３】周期Ｔの前半であれば（ステップ２１２，
Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、不感スロットル開度ＴＡ
_PMWOTを目標スロットル角度ＴＡｔｇとして設定し（ス
テップ２１３）、また周期Ｔの後半であれば（ステップ
２１２，Ｎｏ）、全開のスロットル開度ＴＡ_imaxを目標
スロットル角度ＴＡｔｇとして設定し（ステップ２１
４）、スロットルアクチュエータ５を駆動制御すること
によって、スロットルバルブ４の開度を目標スロットル
開度ＴＡｔｇに調節する。

【００５４】図３のフローチャートを繰り返す度に、氷
結継続計数値ｃａｓｔｉが歩進され続けるので、周期Ｔ
の前半と後半が繰り返され、これに伴って目標スロット
ル角度ＴＡｔｇが不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTと全開
の開度ＴＡ_imaxに交互に設定され、スロットルバルブ４
が揺動する。これによってスロットルバルブ４周辺の氷
結が排除される。

【００５５】図１０のグラフは、氷結継続計数値ｃａｓ
ｔｉに対する目標スロットル開度ＴＡｔｇの特性曲線４
５及び吸入空気量ＧＡの特性曲線４６を示している。こ
のグラフからも明らかな様に、目標スロットル開度ＴＡ
ｔｇが周期的に増減しているものの、目標スロットル開
度ＴＡｔｇが不感領域５５に常に入っているので、吸入
空気量ＧＡが一定に保たれている。

【００５６】すなわち、図３のフローチャートにおいて
は、エンジン１が十分に冷却される車速が長く続いてい
れば、若しくは冷却水の水温ＴＨＷが十分に低下してい
れば、スロットルバルブ４周辺に氷結が発生するものと
みなす。そして、低回転高負荷の状態にあって不感領域
５５が拡張しており、仮目標スロットル開度ｔ−ＴＡｔ
ｇが不感領域５５に入るのであれば、目標スロットル角
度ＴＡｔｇを不感スロットル開度ＴＡ_PMWOTと全開の開
度ＴＡ_imaxに交互に設定して、スロットルバルブ４を揺
動させ、これによってスロットルバルブ４周辺の氷結を
排除している。

【００５７】次に、エンジン１が十分に冷却される車速
が長く続いたり、若しくは冷却水の水温ＴＨＷが十分に
低下して、スロットルバルブ４周辺に氷結が発生する状
態において、仮目標スロットル開度ｔ−ＴＡｔｇが不感
スロットル開度ＴＡ_PMWOT未満であって（ステップ２１
１，Ｎｏ）、仮目標スロットル開度ｔ−ＴＡｔｇが感応
領域５４に入るのであれば、図４のフローチャートの処
理に移る。

【００５８】図４は、エンジン１の通常動作の状態にお
けるスロットルバルブ４の揺動制御を示すフローチャー
トである。

【００５９】まず、ＥＣＵ３０は、回転数センサ２３に
よって検出されたエンジン回転数ＮＥ及びエアフローメ
ータ２４によって検出された吸入空気量ＧＡを用いて、
予め設定された関数ｆ₉（ＮＥ，ＧＡ）に基きエンジン
１のトルクＴＱを求める（ステップ３０１）。

【００６０】引き続いて、ＥＣＵ３０は、歩進により氷
結継続計数値ｃａｓｔｉが８だけ増加する期間を１周期
Ｔとし、氷結継続計数値ｃａｓｔｉを８で割った余りの
値を求め、この余りの値に基いて周期Ｔの前半であるか
後半であるかを判定する（ステップ３０２）。

【００６１】周期Ｔの後半であれば（ステップ３０２，
Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、先に述べた様にセンサ群による
各種検出出力（エンジン１の運転状態）に基いて仮目標
スロットル開度ｔ−ＴＡｔｇを求め、この仮目標スロッ
トル開度ｔ−ＴＡｔｇを目標スロットル角度ＴＡｔｇと
して設定し（ステップ３０３）、スロットルアクチュエ
ータ５を駆動制御することによって、スロットルバルブ
４の開度を目標スロットル開度ＴＡｔｇに調節する。

【００６２】また、周期Ｔの前半であれば（ステップ３
０２，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、仮目標スロットル開度
ｔ−ＴＡｔｇに予め設定された開度Ｋを加算し、この和
を目標スロットル角度ＴＡｔｇとして設定し（ステップ
３０４）、スロットルバルブ４の開度を目標スロットル
開度ＴＡｔｇに調節する。これと同時に、ＥＣＵ３０
は、予め設定された関数に基き目標スロットル開度ＴＡ
ｔｇに対応する吸入空気量ＧＡｔを求め、この吸入空気
量ＧＡｔ、検出されたエンジン１の回転数ＮＥ、及びス
テップ３０１において求めたエンジン１のトルクＴＱを
用いて、予め設定された関数ｆ₁₀に基き点火プラグ１９
の点火時期に対する遅角量ｒｔｄを求め（ステップ３０
５）、点火プラグ１９の点火時期を遅角量ｒｔｄだけず
らす。

【００６３】この遅角量ｒｔｄは、開度Ｋの加算により
吸入空気量が増大されても、ステップ３０１において求
めたトルクＴＱを保持して変動させないためのものであ
って、該遅角量ｒｔｄだけ点火プラグ１９の点火時期を
ずらせば、トルクＴＱを保持することができる。

【００６４】図４のフローチャートを繰り返す度に、氷
結継続計数値ｃａｓｔｉが歩進され続けるので、周期Ｔ
の前半と後半が繰り返され、これに伴って目標スロット
ル角度ＴＡｔｇが開度Ｋだけ繰り返し増減し、スロット
ルバルブ４が揺動する。これによってスロットルバルブ
４周辺の氷結が排除される。

【００６５】図１１のグラフは、氷結継続計数値ｃａｓ
ｔｉに対する目標スロットル開度ＴＡｔｇの特性曲線４
７、点火時期の遅角量ｒｔｄの特性曲線４８及びトルク
ＴＱの特性曲線４９を示している。このグラフからも明
らかな様に、目標スロットル開度ＴＡｔｇが周期的に増
減しているものの、点火時期の遅角量ｒｔｄが周期的に
ずらされているので、トルクＴＱが一定に保たれてい
る。

【００６６】すなわち、図４のフローチャートにおいて
は、エンジン１が十分に冷却される車速が長く続いた
り、若しくは冷却水の水温ＴＨＷが十分に低下して、ス
ロットルバルブ４周辺に氷結が発生する状態にあって、
エンジン１が通常動作しているときには、点火プラグ１
９の点火時期を周期的に変動しつつ目標スロットル開度
ＴＡｔｇを開度Ｋだけ周期的に増減して、トルクＴＱを
一定に保ったままの状態でスロットルバルブ４を揺動さ
せ、これによってスロットルバルブ４周辺の氷結を排除
している。

【００６７】尚、点火プラグ１９の点火時期の代わり
に、インジェクタ１８による燃料噴射量又はバルブタイ
ミング可変機構２７による各バルブ１４，１５の開閉タ
イミングをずらしたり、あるいは点火時期、燃料噴射量
及びバルブの開閉タイミングを適宜に組み合わせてずら
すことによって、トルクＴＱを一定に保ったままの状態
でスロットルバルブ４を揺動させても構わない。

【００６８】この様に本実施形態においては、エンジン
１の始動状態のときにはエンジン１の始動性に差し支え
ない第２揺動角度ｔａＬ〜第１揺動角度ｔａＨの範囲で
目標スロットル開度ＴＡｔｇを増減させ、また低回転高
負荷のときには目標スロットル角度ＴＡｔｇを不感スロ
ットル開度ＴＡ_PMWOTと全開の開度ＴＡ_imaxに交互に設
定し、更にエンジン１の通常動作のときには目標スロッ
トル角度ＴＡｔｇを開度Ｋだけ繰り返し増減し、これに
よってスロットルバルブ４の氷結を防止している。

【００６９】尚、本実施形態では説明しなかったが、例
えば山岳路の長い下り坂を惰性走行しているときには、
エンジン１への燃料の供給がカットされ、エンジン１の
出力トルクが０となるので、スロットルバルブ４を揺動
させても良い。具体的には、ＥＣＵ３０は、アクセルセ
ンサ２６によって検出された踏み込み量が０であって、
かつ車速ＳＰＤが０でないことに基いて惰性走行を判定
し、インジェクタ１８による燃料噴射を停止してエンジ
ン１への燃料の供給をカットする。この後、ＥＣＵ３０
は、図３の各ステップ２０１〜２０９によってスロット
ルバルブ４周辺に氷結が発生するか否かを判定し、氷結
が発生するならば、目標スロットル開度ＴＡｔｇを全開
の開度及び全閉の開度に交互に設定し、スロットルバル
ブ４を揺動させる。

【００７０】また、本発明は、上記実施形態に限定され
るものでなく、多様に変形することができる。例えば、
各関数の内容をエンジンの動力特性に応じて変化させる
ことが好ましい。また、各しきい値を適宜に増減させて
も構わない。

【００７１】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、完爆
が生じる以前の始動時には、スロットルバルブを目標ス
ロットル開度に対し揺動させる付加制御を実行してい
る。この始動時には、スロットルバルブを大きく揺動さ
せても、内燃機関の出力トルクの変動に大きな影響を与
えることはなく、スロットルバルブの大きな揺動によっ
て広い範囲で氷結を排除することができる。

【００７２】また、本発明によれば、内燃機関の燃料供
給を停止しているときには、スロットルバルブを目標ス
ロットル開度に対し揺動させる付加制御を実行してい
る。この燃料供給の停止時には、内燃機関に供給される
吸入空気量が変化しても内燃機関の出力トルクの変動に
大きな影響を与えることはない。このため、スロットル
バルブを大きく揺動させることができ、スロットルバル
ブの大きな揺動によって広い範囲で氷結を排除すること
ができる。

【００７３】また、本発明によれば、内燃機関の回転数
が低くかつ該内燃機関の負荷が高いときには、スロット
ルバルブを目標スロットル開度に対し揺動させる付加制
御を実行している。この様な低回転かつ高負荷のときに
は、スロットルバルブの開度変化に対して内燃機関の出
力トルクが実質的に変動しないというスロットルバルブ
の開度範囲が大きくなる。従って、この開度範囲内でス
ロットルバルブを揺動させれば、出力トルクの変動を伴
わずに、該開度範囲内の氷結を排除することができる。

【００７４】また、本発明によれば、付加制御に伴う内
燃機関の出力トルクの変動を相殺する様に、該内燃機関
の機関制御量を変動させている。つまり、スロットルバ
ルブを揺動させても、内燃機関の出力トルクが変動しな
い様にしている。これによってスロットルバルブを大き
く揺動させることができ、広い範囲で氷結を排除するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスロットル制御装置の一実施形態を示
す概略構成図である。

【図２】図１のエンジンの始動時におけるスロットルバ
ルブの揺動制御を示すフローチャートである。

【図３】図１のエンジンの低回転高負荷時のスロットル
バルブの揺動制御を示すフローチャートである。

【図４】図１のエンジンの通常動作の状態におけるスロ
ットルバルブの揺動制御を示すフローチャートである。

【図５】図１のエンジンの吸気温ＴＨＡに対する水温し
きい値ＴＨＷＢの特性を示すグラフである。

【図６】図１のエンジンの冷却水の水温ＴＨＷに対する
始動時の目標スロットル開度ＴＡｔｇの特性を示すグラ
フである。

【図７】図１のエンジンの冷却水の水温ＴＨＷに対する
スロットルバルブの第１揺動角度ｔａＨの特性及び第２
揺動角度ｔａＬの特性を示すグラフである。

【図８】図１のエンジンの目標スロットル開度ＴＡｔｇ
及び実際のスロットル開度ＴＡの特性を示すグラフであ
る。

【図９】図１のエンジンの回転数に対する不感スロット
ル開度ＴＡ_PMWOTの特性を示すグラフである。

【図１０】図１のエンジンの目標スロットル開度ＴＡｔ
ｇ及び吸入空気量ＧＡの特性を示すグラフである。

【図１１】図１のエンジンの目標スロットル開度ＴＡｔ
ｇ、点火時期の遅角量ｒｔｄ及びトルクＴＱの特性を示
すグラフである。

【符号の説明】

１内燃機関（エンジン）２吸気管３排気管４スロットルバルブ５スロットルアクチュエータ８シリンダ９ピストン１０コンロッド１１クランク軸１２シリンダヘッド１３燃焼室１４吸気弁１５排気弁１７吸気ポート１８インジェクタ１９点火プラグ２１水温センサ２２基準位置センサ２３回転数センサ２４エアフローメータ２５アクセルペダル２６アクセルセンサ２７バルブタイミング可変機構２８シフトセンサ２９吸気温センサ３０ＥＣＵ３１イグニッションキー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増田桂愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者櫛直人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G065 CA36 EA01 EA08 EA12 GA05 GA09 GA10 GA18 GA27 GA31 GA32 GA46 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 BA05 CA01 DA00 FA02 FA06 FA07 FA13 FA20 FA33 FA36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のスロットルバルブの開度を機
関運転状態に応じた目標スロットル開度となる様に制御
すると共に、機関低温時には前記スロットルバルブを前
記目標スロットル開度に対し揺動させる付加制御を実行
する内燃機関のスロットル制御装置において、前記内燃機関の完爆が生じる以前の始動時であるか否か
を判定する始動時判定手段と、前記始動時判定手段によって完爆が生じる以前の始動時
であると判定された場合は、前記付加制御を実行する許
可手段とを備える内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項２】内燃機関のスロットルバルブの開度を機
関運転状態に応じた目標スロットル開度となる様に制御
すると共に、機関低温時には前記スロットルバルブを前
記目標スロットル開度に対し揺動させる付加制御を実行
する内燃機関のスロットル制御装置において、前記内燃機関の燃料供給を停止している状態にあるか否
かを判定する燃料供給停止判定手段と、前記燃料供給停止判定手段によって燃料供給を停止して
いる状態にあると判定された場合は、前記付加制御を実
行する許可手段とを備える内燃機関のスロットル制御装
置。
【請求項３】内燃機関のスロットルバルブの開度を機
関運転状態に応じた目標スロットル開度となる様に制御
すると共に、機関低温時には前記スロットルバルブを前
記目標スロットル開度に対し揺動させる付加制御を実行
する内燃機関のスロットル制御装置において、前記内燃機関の回転数が低くかつ該内燃機関の負荷が高
いか否かを判定する回転数負荷判定手段と、前記回転数負荷判定手段によって回転数が低くかつ負荷
が高いと判定された場合は、前記付加制御を実行する許
可手段とを備える内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項４】内燃機関のスロットルバルブの開度を機
関運転状態に応じた目標スロットル開度となる様に制御
すると共に、機関低温時には前記スロットルバルブを前
記目標スロットル開度に対し揺動させる付加制御を実行
する内燃機関のスロットル制御装置において、前記付加制御の実行時に、該付加制御に伴う前記内燃機
関の出力トルクの変動を相殺する様に該内燃機関の機関
制御量を変動させる制御手段を備える内燃機関のスロッ
トル制御装置。