JPH0835441A - スロットル開度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ストイキ運転状態とリーンバーン運転状態とに
おいて、トルクが同一ならばアクセルペダルの踏度を等
しくする。 【構成】内燃機関の負荷の状態に応じて理論空燃比とそ
の理論空燃比より大なる空燃比とになるように、アクセ
ルペダルの踏度を検出し、その踏度に応じて内燃機関の
吸気系に設けられた吸入空気量を調整する弁体の開度を
制御するスロットル開度制御方法であって、前記内燃機
関の運転状態を検出し、検出した運転状態が理論空燃比
より大なる空燃比における運転状態である場合にアクセ
ルペダルの踏度に対する前記吸気系に流入する吸入空気
量を理論空燃比の場合に比較して増量するように前記弁
体の開度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の内
燃機関において、空燃比が高いリーンバーン（希薄燃
焼）領域で運転される場合のスロットル開度制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃費向上及び排気ガス清浄化のた
め、エンジンの空燃比を理論空燃比よりもリーン側にし
て運転する必要性が急速に高まっている。また、トラク
ションコントロール等との関連において、アクセルぺタ
ルとスロットルバルブとを機械的に連動させる構造では
なく、アクセルペダルの踏度を検出し、その踏度に応じ
てスロットルバルブの開度を制御する構成のものも知ら
れている。例えば特開平４−１４０４３７号公報に記載
のエンジンのスロットル弁制御装置のように、アクセル
ペダルの操作量をアクセル開度センサで検出し、検出し
たアクセル開度に応じてスロットル弁の開度を演算し、
演算して得られた開度に基づいてスロットル弁をモータ
駆動するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、理論空燃比で
の運転状態すなわちストイキ運転時とリーンバーン運転
時とでは、同じトルクを発生させるにはスロットルバル
ブの開度が異なってくる。すなわち、例えば図４に示す
ように、リーンバーン運転時には、ストイキ運転時に比
べてより多くアクセルペダルを踏込むつまりスロットル
バルブの開度を大きくしないと、同一のトルクを発生し
ない。このことは、ストイキ運転からリーンバーン運転
に切り替わった際に、アクセルペダルの踏度が変わらな
い状態ではトルクダウンとなり、走行速度が低下して運
転間隔がストイキ運転の場合と異なってくる。

【０００４】しかしながら、上記の構成においては、ア
クセルペダルの踏度をアクセル開度センサにより検出し
てその踏度に応じてスロットル弁の開度を演算している
ので、運転状態が変化してもスロットル弁開度が変わる
ことがない。したがって、トルクダウンが発生し、その
結果走行速度が低下する場合があった。

【０００５】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るスロットル開度制御方法
は、内燃機関の負荷の状態に応じて理論空燃比とその理
論空燃比より大なる空燃比とになるように、アクセルペ
ダルの踏度を検出し、その踏度に応じて内燃機関の吸気
系に設けられた吸入空気量を調整する弁体の開度を制御
するスロットル開度制御方法であって、前記内燃機関の
運転状態を検出し、検出した運転状態が理論空燃比より
大なる空燃比における運転状態である場合にアクセルペ
ダルの踏度に対する前記吸気系に流入する吸入空気量を
理論空燃比の場合に比較して増量するように前記弁体の
開度を制御することを特徴とする。

【０００７】

【作用】このような構成のものであれば、理論空燃比に
おける運転状態から理論空燃比より大なる空燃比におけ
る運転状態すなわちリーンバーン運転に切り替わると、
吸気系の弁体が制御されて吸入空気量は理論空燃比での
運転状態に比べて増量される。つまり、アクセルペダル
の踏度が二つの運転状態で同じである場合、リーンバー
ン運転であれば弁体の開度が大きくなり、吸入空気量は
理論空燃比の場合に比較して増量される。したがって、
リーンバーン運転に切り替わった際にアクセルペダルの
踏度を変化することなく、理論空燃比の場合と同等のト
ルクを発生させることができる。そのため、走行速度が
低下することがなく、ドライブフィーリングを悪化させ
ることがない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【０００９】図１に概略的に示したエンジン１００は自
動車用のもので、その吸気系１にはステップモータ１６
により開閉駆動されるスロットルバルブ２が配設され、
その下流側にはサージタンク３が設けられている。この
ステップモータ１６は、図示しないアクセルペダルの踏
度を検出するアクセルペダルセンサ（図示しない）から
出力される踏度信号ｄに基づいて、後述する電子制御装
置６から出力される駆動信号に応じてスロットルバルブ
２を開閉する。アクセルペダルセンサは、スロットルセ
ンサ等と同様に、例えばポテンショメータのようにアク
セルペダルの踏度に比例したアナログ電圧を出力するも
のであればよい。サージタンク３に連通する吸気系１の
吸気マニホルド４の一方の端部近傍には、さらに燃料噴
射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５を、電子制御装
置６により制御するようにしている。また排気系２０に
は、排気ガス中の酸素濃度を測定するためのリーンセン
サ２１が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設さ
れた三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。
このリーンセンサ２１は、通常のＯ_２センサとほぼ同様
の構造を有しており、大気側電極と排気側電極との間に
一定電圧を印加することによって、フィードバック制御
じの理論空燃比の場合からリーンバーン領域における空
燃比の場合に亘って、排気ガス中の酸素濃度に応じた電
流を出力するものである。

【００１０】電子制御装置６は、中央演算処理装置７
と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力イ
ンターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されている。電子制御装置６
の入力インターフェース９には、サージタンク３内の圧
力を検出するための吸気圧センサ１３から出力される吸
気圧信号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転
数センサ１４から出力される回転数信号ｂ、車速を検出
するための車速センサ１５から出力される車速信号ｃ、
上述したアクセルペダルの踏度を検出するためのアクセ
ルペダルセンサから出力される踏度信号ｄ、エンジンの
冷却水温を検出するための水温センサ１７からの水温信
号ｅ、上記したリーンセンサ２１からの電圧信号ｈなど
が入力される。一方、出力インターフェース１１から
は、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆが、スパーク
プラグ１８に対してイグニッションパルスｇが、またス
ロットルバルブ２を開閉するステップモータ１６に対し
て開閉駆動信号ｊが、それぞれ出力されるようになって
いる。

【００１１】電子制御装置６には、吸気圧センサ１３か
ら出力される吸気圧信号ａと回転数センサ１４から出力
される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジン状況に
応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して
燃料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間
Ｔを決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁
５を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴射
弁５から吸気系１に噴射させるためのプログラムが内蔵
してある。このプログラムにおいては、エンジン１００
の負荷の状態に応じて理論空燃比とその理論空燃比より
大なる空燃比とになるように、アクセルペダルの踏度を
検出し、その踏度に応じてエンジン１００の吸気系１に
設けられた吸入空気量を調整する弁体であるスロットル
バルブ２の開度を制御するもので、エンジン１００の運
転状態を検出し、検出した運転状態が理論空燃比より大
なる空燃比における運転状態である場合にアクセルペダ
ルの踏度に対する吸気系１に流入する吸入空気量を理論
空燃比の場合に比較して増量するようにスロットルバル
ブ２の開度を制御するようにプログラミングされている
ものである。

【００１２】このスロットル開度制御プログラムの概要
は図２に示すようなものである。ただし、種々の補正係
数を考慮して有効噴射時間ＴＡＵを算出し、その後イン
ジェクタ最終通電時間Ｔを演算するプログラムそれ自体
は、従来知られているものを利用できるので図示及び説
明を省略する。

【００１３】まず、ステップＳ１では、アクセルペダル
センサから出力されるアナログ信号の踏度信号ｄをＡ／
Ｄ変換して、アクセルペダルの踏度のディジタルデータ
を得る。ステップＳ２では、そのときのエンジン１００
の運転状態がリーンバーン運転であるか否かを判定し、
リーンバーン運転状態である場合にはステップＳ３に進
み、そうでない場合つまり理論空燃比で運転されるスト
イキ運転状態である場合はステップＳ５に移行する。ス
テップＳ３では、リーンバーン運転状態における制御ス
ロットル開度を演算する。制御スロットル開度は、スト
イキ運転の場合とリーンバーン運転の場合とが個別に、
あらかじめアクセルペダル踏度に対して制御スロットル
開度が２次元マップに設定してある。それぞれのスロッ
トル開度は、図３に示すように、アクセルペダル踏度に
対して直線的に変化するように設定されており、リーン
バーン運転時の制御スロットル開度の方がストイキ運転
時のものに比べて、アクセルペダル踏度が同一の場合に
大きく開成するように設定されている。ステップＳ４で
は、演算された制御スロットル開度に基づいてスロット
ルバルブ２駆動用のステップモータ１６を制御する。ス
テップＳ５では、ストイキ運転状態における制御スロッ
トル開度を演算する。

【００１４】このような構成において、ストイキ運転で
走行している場合に、リーンバーン運転条件を満足する
運転状態となると、アクセルペダルの踏度に変化がなく
とも、スロットルバルブ２の開度は変化する。すなわ
ち、アクセルペダルを一定の踏度で保持して走行する
と、エンジンの運転状態は過渡状態ではなくなるので、
リーンバーン運転条件を満足するものとなる。リーンバ
ーン運転の判定条件は、例えばエンジン回転数、負荷の
大小、及び冷却水温等により決定すればよく、エンジン
が始動中である、暖機運転中で暖機増量を行っている、
加速時等の過渡状態である等の場合を除いて、エンジン
が定常状態であることを判定できるように設定する。そ
して、この場合、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→
Ｓ４と進み、その時点のアクセルペダルの踏度を検出し
て、リーンバーン運転時の制御スロットル開度を算出
し、算出したスロットル開度に応じてスロットルバルブ
２の開度を制御する。図３に示す関係において、例えば
アクセルペダルの踏度が４０度でストイキ運転している
状態からリーンバーン運転に移行した場合、制御スロッ
トル開度は約３８度から約６３度まで拡大される。これ
によって、スロットルバルブ２の開度が大きくなること
により吸気系１に流入する空気量が増量され、トルクが
低下することがなくなり、アクセルペダルの踏度を変え
ることなくストイキ運転時の感覚と同じ感覚で走行する
ことができる。

【００１５】一方、ストイキ運転の状態からアクセルペ
ダルを踏込んで加速した場合、あるいはその逆に減速し
た場合、ストイキ運転条件が成立しなくなるので、制御
はステップＳ１→Ｓ２→Ｓ５→Ｓ４と進む。この場合、
例えばアクセルペダルの踏度が変えられるが、過渡状態
と判定された時点でストイキ運転の制御スロットル開度
の演算が実行されるので、それまでに比較して制御スロ
ットル開度は縮小される。したがって、吸入空気量はリ
ーンバーン運転時に比べてアクセルペダルの踏度が同一
の場合には少なくなり、ストイキ運転時に空燃比がリー
ンになることなく運転状態を切り替えることができる。

【００１６】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。上記実施例にあっては、スロット
ルバルブ２をステップモータで駆動する構成のエンジン
に適用する場合を説明したが、スロットルバルブとアク
セルペダルとがワイヤにより機械的に連結され、かつス
ロットルバルブを迂回するバイパス通路に大容量リニア
バルブからなるサブスロットルバルブを設ける構造のも
のに適用するものであってもよい。すなわち、このよう
な構成のエンジンにあっては、スロットルバルブはアク
セルペダルの踏込み動作により機械的に制御されるが、
サブスロットルバルブは例えばステップモータで電気的
に制御するように構成するものである。この場合、スロ
ットルバルブにはスロットルバルブの開度に応じて連続
的に電気信号を出力するスロットルセンサを設けてお
き、アクセルペダルセンサは用いない。

【００１７】このような構成において、ストイキ運転状
態からリーンバーン運転状態に変わった場合に、スロッ
トルバルブの開度は変化しないが、サブスロットルバル
ブは上記実施例のスロットルバルブと同じく算出された
スロットル開度に基づいて開度が制御される。この場
合、スロットルバルブの開度は、スロットルセンサによ
り検出されているので、サブスロットルバルブでは運転
状態の変化に伴う開度の差分に対応する開度で制御する
ようにすればよい。このように、バイパス通路を通過す
る空気量を制御して運転状態が変化した場合の吸入空気
量を制御しても、上記実施例と全く同様の効果を得るこ
とができる。なお、サブスロットルバルブとしては、大
容量ＶＳＶ（バキュームスイッチングバルブ）を用いる
ものであってもよい。

【００１８】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、運転
状態が変化しても、そのときの運転状態に応じて弁体の
開度を制御しているので、アクセルペダルの踏度を変化
させることなく、それぞれの運転状態で適切なトルクを
得ることができ、運転感覚が運転状態の切り替わり毎に
変化することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。

【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。

【図３】同実施例の作用説明図。

【図４】従来例の作用説明図。

【符号の説明】

１…吸気系 ２…スロットルバルブ ６…電子制御装置 ７…中央演算処理装置 ８…記憶装置 ９…入力インターフェース １１…出力インターフェース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の負荷の状態に応じて理論空燃比
   とその理論空燃比より大なる空燃比とになるように、ア
   クセルペダルの踏度を検出し、その踏度に応じて内燃機
   関の吸気系に設けられた吸入空気量を調整する弁体の開
   度を制御するスロットル開度制御方法であって、 前記内燃機関の運転状態を検出し、 検出した運転状態が理論空燃比より大なる空燃比におけ
   る運転状態である場合にアクセルペダルの踏度に対する
   前記吸気系に流入する吸入空気量を理論空燃比の場合に
   比較して増量するように前記弁体の開度を制御すること
   を特徴とするスロットル開度制御方法。