JPH0643816B2 - エンジンのスロツトル弁制御装置 - Google Patents

エンジンのスロツトル弁制御装置

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JPH0643816B2
JPH0643816B2 JP8358586A JP8358586A JPH0643816B2 JP H0643816 B2 JPH0643816 B2 JP H0643816B2 JP 8358586 A JP8358586 A JP 8358586A JP 8358586 A JP8358586 A JP 8358586A JP H0643816 B2 JPH0643816 B2 JP H0643816B2
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throttle valve
opening
supercharging
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engine
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新吉 中下
善郎 松森
孝成 徳島
憲法 斉藤
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Mazda Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンのスロットル弁制御装置に関し、特
にターボ過給機を備えたエンジンにおける過給遅れ、
(ターボラグ)の防止対策に関する。
(従来の技術) 従来より、例えば特開昭57−116140号公報に開
示されるように、アクセルの操作量を検出するアクセル
操作量検出手段と、スロットル弁を駆動するスロットル
弁駆動手段とを備えて、スロットル弁をアクセル操作量
に応じて予め設定された開度特性になるよう電気的に制
御するようにしたスロットル弁制御装置は知られてい
る。
一方、エンジンに吸気を過給するターボ過給機を備え
て、加速時等、出力要求時に該ターボ過給機の作動によ
る過給圧により吸気の充填効率を高めて出力の向上を図
るようにすることも知られている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記の如くターボ過給機を備えたエンジンに
おいて、過給要求時にターボ過給機を作動しても直ちに
過給圧が上昇しないことにより、過給の遅れ(ターボラ
グ)が生じて加速応答性が悪いという問題があった。こ
のことは、ターボ過給機付エンジンに上記のスロットル
弁制御装置を備えたものに対しても同様のことが言え
る。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、スロットル
弁制御装置を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、
上記のターボラグを生じる領域ではスロットル弁の開度
特性を変え、スロットル弁を開き側にして吸気充填量を
増量することにより、上記スロットル弁制御装置の技術
はうまく利用した簡易な構成でもって、ターボラグを防
止して加速応答性を向上させることを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するため、本発明の講じた解決手段
は、第1図に示すように、ターボ過給機14を備える一
方、アクセルの操作量を検出するアクセル操作量検出手
段30と、スロットル弁11を駆動するスロットル弁駆
動手段13と、上記アクセル操作量検出手段30の出力
を受け、スロットル弁11がアクセル操作量に応じて予
め設定された開度特性になるように上記スロットル弁駆
動手段13を制御するスロットル弁制御手段37と備え
たエンジンのスロットル弁制御装置を前提とする。これ
に対し、過給領域を検出する過給領域検出手段35と、
エンジンに供給される吸気の過給圧を検出する過給圧検
出手段31と、上記過給領域検出手段35および過給圧
検出手段31の出力を受け、過給領域でかつ過給圧が所
定値以下のとき、上記スロットル弁制御手段37により
予め設定された開度特性よりもアクセル操作量に対する
スロットル弁開度が開き側になるようにスロットル弁開
度を補正するスロットル弁開度補正手段38とを備える
構成としたものである。
(作用) この構成により、本発明では、過給領域であって、かつ
過給圧が所定値以下のときには、スロットル弁開度補正
手段38によりスロットル弁開度が補正されて、スロッ
トル弁制御手段37で予め設定された開度特性よりもア
クセル操作量に対するスロットル弁開度が開き側になる
ことにより、吸気の充填量が増量されて、過給圧が所定
値に上昇するまでのターボラグによる充填効率の低下が
補償され、よって良好な加速応答性が確保されることに
なる。
尚、この場合、スロットル弁の開度特性をエンジンの全
運転領域において予め開き側に設定しておくと、本発明
と同様にターボラグによる充填効率の低下を補償できる
ものの、ターボラグの問題のない他の運転領域ではアク
セル操作量の変化に対するスロットル弁開度の変化特性
が敏感となりすぎてエンジンの運転状態が急激に変化す
ることになり、ドライバビリティが損なわれるので、本
発明の如くターボラグの生じる領域のみ開き側に設定す
ることが好ましい。
(実施例) 以下、本発明の実施例について第2図以下の図面に基づ
いて説明する。
第2図は本発明の実施例に係るスロットル弁制御装置を
備えたエンジンの全体概略構成を示す。同図において、
1はエンジンであって、ピストン2によって容積可変と
なる燃焼室3を有し、また該ピストン2とコンロッド4
を介して連結された出力軸としてのクランク軸5を備え
ている。6は一端がエアクリーナ7を介して大気に開口
し他端がエンジン1の燃焼室3に開口して該燃焼室3に
吸気を供給するための吸気通路、8は一端がエンジン1
の燃焼室3に開口し他端が大気に開口して該燃焼室3か
らの排気ガスを排出するための排気通路であり、上記吸
気通路6および排気通路8の燃焼室3への開口部にはそ
れぞれ吸気弁9および排気弁10が配設されている。
上記吸気通路6には、エンジン1への吸入空気量を制御
するスロットル弁11が配設されているとともに、その
下流には燃料を噴射供給する燃料噴射弁12が配設され
ている。上記スロットル弁11には、スロットル弁11
を駆動するスロットル弁駆動手段としてのステップモー
タ等よりなるスロットルアクチュエータ13が連結され
ている。
また、14はエンジン1に吸気を過給するターボ過給機
であって、該ターボ過給機14は、排気通路8に介設さ
れ排気ガス流によって回転駆動されるタービン15と、
吸気通路6のスロットル弁11上流に介設され上記ター
ビン15と連結軸17を介して連結されたブロア16と
からなり、上記タービン15によって駆動されるブロア
16により吸気を過給するように構成されている。尚、
18は上記タービン15をバイパスしてその上下流の排
気通路8を連通するバイパス通路、19は該バイパス通
路18に配設されたウェストゲート弁であって、該ウェ
ストゲート弁19には、吸気通路6のブロア16下流の
吸気圧力(過給圧)に応動するダイヤフラム式アクチュ
エータ20が連結されていて、過給圧が設定値(最大過
給圧)以上になると、アクチュエータ20の作動により
ウェストゲート弁19が開作動して排気ガスをバイパス
通路18によりタービン15を迂回させて流下させるこ
とにより、タービン15の回転を低下させてブロア16
による過給圧を低下させ、よって過給圧を最大過給圧に
保持するようにしている。
一方、30はアクセルペダル21の踏込量つまりアクセ
ルの操作量θを検出するアクセル操作量検出手段として
のアクセルペダルポジションセンサ、31は吸気通路6
のブロア16下流に配設され、エンジン1に供給される
吸気の過給圧Pを検出する過給圧検出手段としての過給
圧センサ、32はスロットル弁11の開度Tを検出する
スロットルポジションセンサである。また、33はクラ
ンク軸5のクランク角によりエンジン回転数Nを検出す
るクランク角センサ、34は吸入空気量Qを検出するエ
アフローセンサであって、上記アクセルペダルポジショ
ンセンサ30によってエンジン1の要求負荷を検出し
て、吸気の過給を必要とする過給領域か否かを検出する
過給領域検出手段を構成している。そして、これら各セ
ンサ30〜34の出力は、上記燃料噴射弁12およびス
ロットルアクチュエータ13を作動制御するコントロー
ルユニット36に入力されており、該コントロールユニ
ット36により、エンジン1の運転状態(エンジン回転
数およびエンジン負荷)に応じた量の燃料を燃料噴射弁
12から噴射するように制御するとともに、エンジン1
の運転状態に応じてスロットル弁11の開度Tを所定開
度になるようにフィードバック制御する。
次に、上記コントロールユニット36によるスロットル
弁開度制御を第3図のフローチャートにより説明する
に、スタートして、先ずステップSでアクセルペダル
ポジションセンサ30からアクセル操作量θの信号およ
び過給圧センサ31から過給圧Pの信号をそれぞれ読込
むとともに、ステップSでクランク角センサ33から
エンジン回転数Nの信号およびエアフローセンサ34か
ら吸入空気量Qの信号をそれぞれ読込んだのち、ステッ
プSでアクセル操作量θの変化率dθ/dtを算出す
る。
次いで、ステップSにおいて上記アクセル操作量の変
化率dθ/dtが急加速に相当する設定値αよりも大きい
か否かを判別し、さらにステップSで過給領域が否か
を判別する。そして、ステップSの判別がdθ/dt≦
αの急加速時でないNOの場合およびステップSの判
別が過給領域でないNOの場合には、通常運転時と判断
して、ステップSにおいてアクセル操作量θに応じて
予め設定された通常運転用の開度特性fa(θ)に基づい
てスロットル弁開度Tを演算し、ステップS11でスロッ
トル弁11がこのスロットル弁開度Tになるようにその
制御信号をスロットルアクチュエータ13に出力する。
一方、上記ステップSの判別がdθ/dt>αの急加速
時であるYESの場でかつステップSの判別が過給領
域であるYESの場合には、さらにステップSで過給
圧Pが所定値Pa(最大過給圧値)以上か否かを判別す
る。この判別がP<PaのNOのときには、過給を必要
とする過給領域であるにも拘らず過給圧Pが所定値Pa
に達しておらずターボラグが生じているときと判断し
て、ステップSにおいてアクセル操作量θに応じて予
め上記通常運転用時開度特性fa((θ)よりも開き側に
設定されたターボラグ解消用の開度特性fa(θ)に基づ
いてスロットル弁開度Tを演算し、同じくステップS11
でこのスロットル弁開度Tになるようにその制御信号を
スロットルアクチュエータ13に出力する。
その後、過給圧Pが上昇して上記ステップSの判別が
P≧PaのYESになると、直ちに通常運転時用の開度
特性fa(θ)に基づくスロットル弁開度制御を行わず
に、移行時用の開度特性に基づいてスロットル弁の開度
制御が行われ、トルクショックが生じないようにしてい
る。すなわち、ステップSにおいて移行時用の開度特
性fb(θ)o−fc(t)に基づいてスロットル弁開度T
を演算する。ここで、上記fb(θ)oはターボラグ解消
用開度特性fb(θ)に基づいて求められる移行当初にお
けるスロットル弁開度である。そして、次のステップS
10でスロットル弁開度Tがfa(θ)o以上であるか否か
を判別し(尚fa(θ)oは通常運転時用開度特性fa
(θ)に基づいて求められる移行完了時のスロットル弁
開度である)、T>fa(θ)oのYESの間は、ステッ
プS11で上記移行時用開度特性fb(θ)o−fc(t)に
基づいて求められるスロットル弁開度Tになるようにそ
の制御信号をスロットルアクチュエータ13に出力す
る。一方、上記ステップS10の判別がT=fa(θ)oの
NOになると、移行が完了したと判断してステップS
に移り、通常運転時用開度特性fa(θ)に基づくスロッ
トル弁開度制御を行う。
以上のフローにおいて、ステップSおよびS11により
スロットル弁11がアクセル操作量θに応じて予め設定
された通常運転時用開度特性fa(θ)になるようにスロ
ットルアクチュエータ13(スロットル弁駆動手段)を
制御するスロットル弁制御手段37を構成している。ま
た、ステップS,S,SおよびSにより、過給
領域でかつ過給圧Pが所定値以下のときには、スロット
ル弁11がターボラグ解消用開度特性fb(θ)になるよ
う、つまり上記スロットル弁制御手段37により予め設
定された通常運転時用開度特性fa(θ)よりもアクセル
操作量θに対するスロットル弁開度Tが開き側になるよ
うにスロットル弁開度を補正するスロットル弁開度補正
手段38を構成している。
したがって、上記実施例においては、第4図に示すよう
に、過給領域であっても、過給圧Pが所定値以下のター
ボラグの領域Iでは、スロットル弁開度補正手段38に
より、スロットル弁制御手段37で予め設定された通常
運転時用開度特性fa(θ)よりもアクセル操作量θに対
するスロットル弁開度Tが開き側になるようにスロット
ル弁開度が補正されて、ターボラグ解消用開度特性fb
(θ)になるように制御されるので、このスロットル弁
開度の増大分だけ吸気の充填量が増量されて、ターボラ
グによる充填効率の低下が補償されることになり、良好
な加速応答性を確保することができ、加速性能、出力性
能の向上を図ることができる。
そして、過給圧Pが所定値Pa(最大過給圧値)まで上
昇してターボラグのない領域IIになると、スロットル弁
開度Tは移行時用開度特性fb(θ)o−fc(t)に則っ
て通常運転時用開度特性fa(θ)に移行するので、トル
クショックを生じることなくスムーズに移行できる。そ
の後は、スロットル弁制御手段37により、スロットル
弁11はアクセル操作量θに応じて予め設定された通常
運転時用開度特性fa(θ)に制御されることになる。
また、上記のターボラグ解消用開度特性fb(θ)、つま
り通常運転時用開度特性fa(θ)よりも開き側の設定
は、過給領域でかつ過給圧Pが所定値以下のターボラグ
領域Iでのみなされ、他の領域ではなされないので、他
の領域においてアクセル操作量θの変化に対するスロッ
トル弁開度Tの変化が敏感となることによるエンジン運
転状態の急激な変化を生じることなく良好なドライバビ
リティを確保することができる。
尚、自動変速機を備えたエンジンにおいて、キックダウ
ンしたときには、エンジン回転数が急激に上昇すること
から、アクセル操作量θに対するスロットル弁開度Tを
予め設定された開度特性よりも閉じ側にすることが、エ
ンジン回転数の上昇を抑えて変速ショックを防止できる
ので好ましい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、アクセル操作量
に応じてスロットル弁開度を電気的に制御するようにし
たターボ過給機付エンジンのスロットル弁制御装置にお
いて、過給領域でターボ過給機の過給圧が所定値に上昇
するまではスロットル弁開度を開き側に補正して吸気充
填量を増量させるようにしたので、スロットル弁制御装
置を利用した簡易な構成でもってターボラグによる充填
効率の低下を有効に補償して良好な加速応答性を確保す
ることができ、加速性能、出力性能の向上を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図である。第2図
〜第4図は本発明の実施例を示し、第2図はその全体概
略構成図、第3図はコントロールユニット作動を示すフ
ローチャート図、第4図はアクセル操作量、スロットル
弁開度および過給圧変化特性を示す説明図である。 1……エンジン、11……スロットル弁、13……スロ
ットルアクチュエータ、14……ターボ過給機、30…
…アクセルペダルポジションセンサ、31……過給圧セ
ンサ、32……スロットルポジションセンサ、33……
クランク角センサ、34……エアフローセンサ、36…
…コントロールユニット、37……スロットル弁制御手
段、38……スロットル弁開度補正手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターボ過給機を備える一方、アクセルの操
    作量を検出するアクセル操作量検出手段と、スロットル
    弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、上記アクセル操
    作量検出手段の出力を受け、スロットル弁がアクセル操
    作量に応じて予め設定された開度特性になるように上記
    スロットル弁駆動手段を制御するスロットル弁制御手段
    とを備えたエンジンのスロットル弁制御装置において、
    過給領域を検出する過給領域検出手段と、エンジンに供
    給される吸気の過給圧を検出する過給圧検出手段と、上
    記過給領域検出手段および過給圧検出手段の出力を受
    け、過給領域でかつ過給圧が所定値以下のとき、上記ス
    ロットル弁制御手段により予め設定された開度特性より
    もアクセル操作量に対するスロットル弁開度が開き側に
    なるようにスロットル弁開度を補正するスロットル弁開
    度補正手段とを備えたことを特徴とするエンジンのスロ
    ットル弁制御装置。
JP8358586A 1986-04-11 1986-04-11 エンジンのスロツトル弁制御装置 Expired - Lifetime JPH0643816B2 (ja)

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JP4779738B2 (ja) * 2006-03-17 2011-09-28 日産自動車株式会社 ターボ過給機を備えた内燃機関の制御装置及び制御方法
JP6068173B2 (ja) * 2013-02-05 2017-01-25 富士重工業株式会社 車両の走行制御装置
JP2015151972A (ja) * 2014-02-18 2015-08-24 トヨタ自動車株式会社 制御装置

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