JPH0587660B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンのスロツトル弁制御装置
に関するものである。

〔従来技術〕

最近、車両用エンジンにおいては、エレクトロ
ニクスの著しい発達に伴い、その各種制御を電気
的に行なうことが種々提案されており、その１例
として、従来、例えば特開昭51−138235号公報に
示されるエンジンのスロツトル弁制御装置があ
る。即ち、これはアクセルペダルの動きを電気信
号として取り出し、この電気信号によつてスロツ
トル弁駆動モータ等を駆動して、スロツトル弁を
電気的に開閉するようにしたものである。この方
式のスロツトル弁制御装置では、アクセルペダル
とスロツトル弁とをリンク機構やワイヤ機構によ
つて連結してスロツトル弁を機械的に開閉するよ
うにした通常の一般的なものに比し、所望のエン
ジン出力が得られるようにスロツトル弁を自由に
制御でき、又アクセルペダルの踏込力を小さくで
きるという優れた利点がある。

また最近、車両用エンジンにおいては、スロツ
トル弁をバイパスしてバイパス通路を設け、この
バイパス通路に流れる吸気の量を制御することに
より、例えばアイドル回転数を制御したり、冷間
時における吸気の量を補正したりすることが種々
提案されており、この種の制御装置では、スロツ
トル弁を開閉することによつてアイドル回転数の
制御や冷間時の吸気量補正を行なう場合に比し、
要求回転数や要求吸気量の微小な変動にに対して
も回転数や吸気量を精度よく制御できるという利
点がある。

ところで上述の電気制御方式のスロツトル弁制
御装置を備えたエンジンにおいて、精度よくアイ
ドル回転数の制御あるいは冷間時の吸気量補正を
行なうために、上記バイパスエアの制御装置を設
けることが考えられるが、この場合単にバイパス
エア制御装置を装備すると、バイパス通路に流れ
る吸気量によつて同一のアクセル操作量であつて
もエンジン出力が異なり、運転者に異和感を与え
るという問題が生じる。

このような問題を解決する方法としては、回転
数や吸気量をフイードバツク制御することが考え
られるが、この方法では、一旦スロツトル弁をア
クセル操作量に対応する開度に開き、その後回転
数や吸気量を目標値にフイードバツク制御するの
で、目標回転数や目標吸気量に達するまでに時間
がかかるという問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる問題点に鑑み、バイパス通
路に流れる吸気量にかかわらず、アクセル操作に
対するスロツトル弁制御の制御精度を保証できる
エンジンのスロツトル弁制御装置を提供せんとす
るものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、アクセル操作量に応じてス
ロツトル弁を電気的に駆動するようにしたエンジ
ンのスロツトル弁制御装置において、スロツトル
弁をバイパスしてバイパス通路を設けて該通路に
流れる吸気の量を制御するようにする一方、バイ
パス通路に流れる吸気量に応じてスロツトル弁開
度を補正するようにしたものである。

即ち、この発明は、第１図の機能ブロツク図に
示されるように、バイパスエア制御手段６１でス
ロツトル弁６０をバイパスするバイパス通路に流
れる吸気の量をエンジンの運転状態に応じて制御
する一方、アクセル検出手段５８でアクセル操作
量を検出し、スロツトル弁駆動手段５９でアクセ
ル検出手段５８の出力を受けてスロツトル弁６０
を電気的に駆動し、その際補正手段６２がバイパ
ス通路を流れる吸気量を検出するバイパス吸気量
検出手段６３の出力を受け上記バイパス通路に流
れる吸気の量に応じてアクセル操作量に対するス
ロツトル弁６０の開度特性を補正するようにした
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図及び第３図は本発明の一実施例によるエ
ンジンのスロツトル弁制御装置を示す。第２図に
おいて、１はエンジンで、該エンジン１の吸気通
路２の途中にはスロツトル弁３が配設されるとと
もに該スロツトル弁３を開閉するステツプモー
タ、DCモータ等のスロツトルアクチユエータ４
が取付けられている。この吸気通路２のスロツト
ル上流側にはベーンタイプのエアフローメータ５
が設けられ、吸気通路２の上流端はエアクリーナ
６に至つている。

また吸気通路２の下流端側には燃料噴射弁７が
設けられ、該燃料噴射弁７は燃料供給通路８を介
して燃料タンク９に接続され、該燃料供給通路８
の途中には燃料ポンプ１０及び燃料フイルタ１１
が介設され、又燃料フイルタ１１下流側と燃料タ
ンク９との間には燃料リターン通路１２が接続さ
れ、該通路１２の途中には燃圧レギユレータ１３
が設けられており、これにより燃料噴射弁７には
一定の燃圧が供給されるようになつている。

さらに吸気通路２にはスロツトル弁３をバイパ
スしてバイパス通路５３が形成され、該バイパス
通路５３には該通路５３に流れる吸気量を制御す
る制御弁５４が介設されており、上記バイパス通
路５３及び制御弁５４はアイドル回転数の制御機
構５５を構成している。

一方、エンジン１の排気通路１４には排気ガス
浄化用の触媒１５が配設され、又排気通路１４と
吸気通路２との間にはEGR装置１６が設けられ
ている。このEGR装置１６において、排気通路
１４にはEGR通路１７の一端が、該EGR通路１
７の他端は吸気通路２に接続され、該EGR通路
１７の途中にはEGR弁１８が介設され、該EGR
１８にはこれを駆動するソレノイド１９が設けら
れている。

また第２図中、２０はアクセルペダル、２１は
バツテリ、２２はイグナイタ、２３はデイストリ
ビユータの回転角からエンジン回転数を検出する
回転数センサ、２４はアクセルペダル２０の操作
量を検出するアクセルポジシヨンセンサ、２５は
エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ、２
６は吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ、
２７はスロツトル弁３の開度を検出するスロツト
ルポジシヨンセンサ、２８は排気ガス中の酸素濃
度を検出するO₂センサ、２９はスロツトル開度、
アイドル回転数、燃料噴射量、EGR量及び点火
時期を制御するコンピユータユニツトである。

また第３図は上記コンピユータユニツト２９の
演算処理を説明するための図で、これは説明の便
宜上コンピユータユニツト２９の演算処理をハー
ド回路にて示したものである。図において、第２
図と同一符号は同図と同一のものを示し、QaR
はエアフローメータ５の出力、Neは回転数セン
サ２３の出力、αはアクセルポジシヨンセンサ２
４の出力、Twは水温センサ２５の出力、λはO₂
センサ２８の出力である。

また３０〜３３，５６は入力をｘ値としたとき
これに対する特性曲線上のｙ値を出力する関数発
生手段で、これは実際には所定のメモリマツプに
ｘ値をアドレス入力して該マツプから記憶値を読
み出すことによつてｙ値を得ているものである。
そして具体的には、３０はアクセル操作量αに応
じた基本目標吸入空気量Qa1を出力する基本目標
吸入空気量発生手段、３１は水温Twに応じ、ア
イドル回転数を保証するための吸入空気量の下限
値Qamを出力する下限吸入空気量発生手段、３
２はエンジン回転数Neに応じ、該回転数Neにお
ける粘性抵抗等に起因する吸入空気量の最大値、
即ち吸入空気量の上限値QaMを出力する上限吸
入空気量発生手段、３３は水温Twに応じて燃料
噴射量の補正係数CTwを出力する水温補正係数
発生手段、５６はアイドル回転数制御機構５５の
制御弁５４に加えるべき制御信号SIGに応じて１
気筒当りの目標吸入空気量の補正係数CSIGを発
生する吸気量補正係数発生手段である。

また３４，３５は入力をｘ値，ｙ値としたとき
これらによつて決まる出力値を発生する関数発生
手段で、これは実際には所定のメモリマツプにｘ
値，ｙ値をアドレス入力して該マツプの記憶値を
読み出すことによつて出力値を得ているものであ
る。具体的には、３４，３５はEGR非還流時、
EGR還流時における１気筒当りの目標吸入空気
量Ac2とエンジン回転数Neとによつて決まる基
本目標スロツトル開度θ（θ１又はθ１Ｅ）を出
力する基本目標スロツトル開度発生手段である。

また３６〜４１は各種入力に対して所定の演算
を行なう演算手段で、具体的には３６は１気筒当
りの目標吸入空気量Ac2、エアフローメータ５の
出力QaR及び回転数センサ２３の出力Neを入力
とし、これらから目標スロツトル開度補正係数
CaFBを演算出力する吸気量フイードバツク補正
モジユール、３７は基本目標吸入空気量Qa1、１
気筒当りの目標吸入空気量Ac1、エンジン回転数
Ne、水温Tw及びO₂センサ２８の出力λを入力
とし、エンジンの運転領域が燃料フイードツク領
域、燃料カツト領域又は混合気エンリツチ領域の
いずれであるかを判定してゾーン判定信号Zone
を出力するゾーン判定モジユール、３８はゾーン
判定信号Zone及びO₂センサ２８の出力λを入力
とし、燃料フイードツク領域においてO₂センサ
２８の出力λに応じて燃料噴射量のフイードバツ
ク補正係数CfFBを出力する燃料フイードババツ
ク補正モジユール、３９はゾーン判定信号Zone、
フイードバツク補正係数CfFBを入力とし、燃料
フイードツク領域において燃料噴射量を最適量に
補正するための補正係数CSTDを学習出力する燃
料学習補正モジユール、４０はゾーン判定信号
Zoneを受けて燃料カツト領域において燃料カツ
ト信号SWFCを出力する燃料カツト制御モジユー
ル、４１はゾーン判定信号Zoneを受け、混合気
エンリツチ領域においてエンリツチ補正係数
CERを出力するエンリツチ補正モジユールであ
る。

さらに４２は基本目標吸入空気量Qa1と下限吸
入空気量Qamとを比較していずれか大きい方を
目標吸入空気量Qa2として出力する比較選択手
段、４３は目標吸入空気Qa2と上限吸入空気量
QaMとを比較していずれか小さい方を実際目標
吸入空気量Qa3として出力する比較選択手段、４
４はバツテリ電圧に応じて燃料噴射パルスTauの
パルス幅を補正する補正手段である。また４５，
４６は割算手段、４７〜５０，５７は乗算手段、
５１，５２はスイツチ手段である。

なお以上のような構成において、上記コンピユ
ータユニツト２９が第１図に示すスロツトル弁駆
動手段５９及び補正手段６２の機能を実現するも
のとなつており、又上記コンピユータユニツト２
９及び制御弁５４が第１図に示すバイパスエア制
御手段６１となつている。

次に第３図を用いて動作について説明する。

まずスロツトル開度の制御動作について説明す
る。アクセルペダル２０が踏込操作されると、ア
クセルポジシヨンセンサ２４でアクセル操作量α
が検出され、基本目標吸入空気量発生手段３０で
このアクセル操作量αに応じた基本目標吸入空気
量Qa1が算出され、一方下限吸入空気量発生手段
３１で水温センサ２５の出力Twに応じた吸入空
気量の下限値Qamが算出され、上記基本目標吸
入空気量Qa1と吸入空気量下限値Qamとは比較
選択手段４２で比較されて両者のうちの大きい方
が目標吸入空気量Qa2として出力される。また上
限吸入空気量発生手段３２ではエンジン回転数
Neに応じた吸入空気量の上限値QaMが算出さ
れ、この吸入空気量上限値QaMは比較選択手段
４３で上記目標吸入空気量Qa2と比較されて両者
のうちのいずれか小さい方が実際目標吸入空気量
Qa3として出力される。割算手段４５ではこの実
際目標吸入空気Qa3をエンジン回転数（Ne×２）
でもつて割算して１気筒当りの目標吸入空気量
Ac1が演算され、又吸気量補正係数発生手段５６
では制御弁５４への制御信号SICに応じて１気筒
当りの目標吸入空気量Ac1の補正係数CSIGが出
力され、乗算手段５７でこの補正係数CSIGでも
つて１気筒当りの目標吸入空気量Ac1が乗算補正
され、この補正後の１気筒当り目標吸入空気量
Ac2、エンジン回転数Ne及びそのときのEGRの
有無に応じて基本目標スロツトル開度発生手段３
４又は３５で基本目標スロツトル開度θ（θ１又
はθ１Ｅ）が演算される。また吸気量フイードバ
ツク補正モジユール３６では１気筒当りの目標吸
入空気量Ac2、エアフローメータ５の出力QaR及
びエンジン回転数Neから吸入空気量をフイード
バツク制御するための補正係数CaFBが演算さ
れ、上記基本目標スロツトル開度θは乗算手段５
０で吸気量フイードバツク補正モジユール３６か
らの補正係数CaFBでもつて乗算補正され、これ
が実際目標スロツトル開度θ₂としてスロツトルア
クチユエータ４に出力され、これによりスロツト
ル弁３はアクセル操作量に応じた吸気量をバイパ
ス通路５３に流れる吸気量に応じて減量補正した
吸気量が得られる開度にフイードバツク制御され
ることとなる。なおEGRの有無によつて基本目
標スロツトル開度θを変えているのは、EGRの
有無によつて実吸入空気量が異なるからであり、
従つてEGR還流時にはEGR非還流時よりも基本
目標スロツトル開度が大きく設定されている。

次に燃料噴射量の制御動作について説明する。
上述のように実際目標吸入空気量Qa３が算出さ
れると、割算手段４６では上記実際目標吸入空気
量Qa3をエンジン回転数Neで割算して基本目標
燃料噴射量Qfiが算出され、又水温補正係数発生
手段３３では水温Twに応じた水温補正係数CTw
が算出され、上記基本目標燃料噴射量Qfiは乗算
手段４７で上記水温補正係数CTwでもつて乗算
補正される。またゾーン判定手段３７では基本目
標吸入空気量Qa1、１気筒当りの目標吸入空気量
Ac1、エンジン回転数Ne、水温Tw及びQ₂センサ
出力λから現在のエンジンの運転領域が燃料フイ
ードバツク領域、燃料カツト領域又は混合気エン
リツチ領域のいずれであるかを判定しており、エ
ンジンが混合気エンリツチ領域にある場合には上
記乗算手段４７で上記基本目標燃料噴射量Qfiは
上記水温補正に加え、さらにエンリツチ補正モジ
ユール４１からの補正係数CERでもつてエンリ
ツチ補正され、この補正後の目標燃料噴射量Qfi1
は実際目標燃料噴射量Qfi3として補正手段４４で
バツテリ電圧に応じて補正された後、燃料噴射パ
ルスTauとして燃料噴射弁７に与えられる。これ
により燃料噴射弁７は点火タイミングに同期して
燃料噴射パルスのパルス幅に応じた時間だけ開
き、エンジンには上記水温補正及びエンリツチ補
正された実際目標量Qfilの燃料が噴射供給される
こととなる。

一方、エンジンが燃料フイードバツク領域にあ
る場合には、乗算手段４８で上記水温補正後の目
標燃料噴射量Qfi1に燃料学習補正モジユール３９
から補正係数CSTDが乗算され、さらにこの目標
燃料噴射量Qfi2に乗算手段４９で燃料フイードバ
ツク補正モジユール３８からの補正係数CfFBが
乗算されて実際目標燃料噴射量Qfi3が求められ、
こうして燃料噴射量はフイードバツク制御される
こととなる。なおフイードバツク補正モジユール
３８の他に、学習補正モジユール３９を設けてい
るは、なるべくフイードバツク制御を少なくする
ためである。

またエンジンが燃料カツト領域にある場合に
は、燃料カツト制御モジユール４０から燃料カツ
ト信号SWFCが出力されて、スイツチ手段５２が
開き、これにより燃料噴射弁７には燃料噴射パル
スTauが印加されなくなり、燃料の供給は停止さ
れることとなる。

またコンピユータユニツト２９は第３図には図
示していないが、制御弁５４はエンジン冷却水温
度や負荷等に応じて、又イグナイタ２２にエンジ
ンの回転数に応じて、又EGR弁１８のソレノイ
ド１９にエンジンの運転状態に応じて各々制御信
号を加えてアイドル回転数制御、点火時期制御及
びEGR量制御を行なうが、その動作は従来公知
のものと同一であるので、詳細な説明は省略す
る。

以上のような本実施例の装置では、バイパスエ
アを制御する制御弁に加えられる制御信号に応じ
て１気筒当りの目標吸気量を補正してこれにより
スロツトル弁の開度特性を補正するようにしたの
で、バイパス通路に流れる吸入空気量のいかんに
かかわらず、同一のアクセル操作量に対するエン
ジン出力を常に一定に制御でき、その結果運転者
に異和感を与える等の不具合が生じることはな
い。

なお上記実施例ではバイパス通路に流れる吸気
量（バイパスエア量）を制御することによつてア
イドル回転数を制御したが、本発明はバイパスエ
ア量の制御によつて冷間時における吸入空気量を
補正するようにしてもよい。

また上記実施例ではバイパスエア量に応じて１
気筒当りの目標吸入空気量を補正することによつ
てスロツトル弁の開度特性を補正するようにした
が、本発明は勿論基本目標スロツトル開度を補正
するようにしてよい。またスロツトル弁の制御は
フイードバツク制御ではなく、オープンループ制
御であつてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、アクセル操作量
に応じてスロツトル弁を電気的に駆動するように
したエンジンのスロツトル弁制御装置において、
スロツトル弁をバイパスしてバイパス通路を設け
て該通路に流れる吸気の量を制御するようにする
一方、バイパス通路に流れる吸気量に応じてスロ
ツトル弁開度を補正するようにしたので、バイパ
スエア量のいかんにかかわらず、アクセル操作量
に対するスロツトル弁制御の制御精度を保証でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロツク図、
第２図は本発明の一実施例によるエンジンのスロ
ツトル弁制御装置の概略構成図、第３図は上記装
置におけるコンピユータユニツトの演算処理を説
明するための図である。 ５８……アクセル検出手段、５９……スロツト
ル弁駆動手段、６０……スロツトル弁、６１……
バイパスエア制御手段、６２……補正手段、３…
…スロツトル弁、２３……アクセルポジシヨンセ
ンサ、２９……コンピユータユニツト、５４……
制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクセル操作量を検出するアクセル検出手段
   と、該アクセル検出手段の出力を受けてスロツト
   ル弁を電気的に駆動するスロツトル弁駆動手段
   と、スロツトル弁をバイパスするバイパス通路に
   流れる吸気をエンジンの運転状態に応じて制御す
   るバイパスエア制御手段とを備えたエンジンにお
   いて、 上記バイパス通路を流れる吸気量を検出するバ
   イパス吸気量検出手段と、該バイパス吸気量検出
   手段の出力を受け、上記バイパス通路に流れる吸
   気の量に応じてアクセル操作量に対するスロツト
   ル弁の開度特性を補正する補正手段を設けたこと
   を特徴とするエンジンのスロツトル弁制御装置。