JPS6189937A - エンジンのスロツトル弁制御装置 - 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〕 この発明は、エンジンのスロッ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
スロッ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、この電気信号によってスロットル弁駆動モータ
等を駆動して、スロットル弁を電気的に開閉するように
したものである。この方式のスロットル弁制御装置では
、アクセルペダルとスロットル弁とをリンク機構やワイ
ヤ機構によって連結してスロッ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ッ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・ノトル弁
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、スロットル弁を開閉することによってアイドル
回転数の制御や冷間時の吸気量補正を行なう場合番こ比
し、要求回転数や要求吸気量の微小な変動に対しても回
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ットル弁制御装置を
備えたエンジンにおいても、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、
この場合里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って同一のアクセル操作量
であっ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
量をフィードバック制御することが考えられるが、この
方法では、一旦スロッ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ィー
ドバック′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ット
ル弁制御の制御精度を保証できるエンジンのスロットル
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ットル
弁を電気的に駆動するようにしたエンジンのスロットル
弁制御装置において、スロッ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
ロッ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図の機能ブロック図に示される
ように、バイパスエア制御手段６１でスロットル弁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、スロットル弁駆動手段
５９でアクセル検出手段５８の出力を受けてスロットル
弁６０を電気的に駆動し、その際補正手段６２が上記バ
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
対するスロットル弁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
スロッ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ｌの吸気通路２の途中にはスロッ
トル弁３が配設されるとともに該スロットル弁３を開閉
するステップモータ。

ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ４が取付けら
れている。この吸気通路２のスロッ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に至っている。

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及び燃料フィルタ１１が介設され、又燃料フィルタ
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！＠１２の途中には燃圧レギュレ
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っている。

さらに吸気通路２にはスロットル弁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ｆｊ！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１７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弁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はバッテリ
、２２はイグナイタ、２３はディストリビュータの回転
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
ョンセンサ、２５はエンジンの冷却水温度を検出する水
温センサ、２６は吸入空気の温度を検出する吸気温セン
サ、２７はスロットル弁３の開度を検出するスロットル
ポジションセンサ、２８は排気ガス中の酸素濃度を検出
する０２センサ、２９はスロットル開度。

アイドル回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ量及び点火時期を
制御するコンピュータユニットである。

また第３図は上記コンピュータユニット２９の演算処理
を説明するための図で、これは説明の便）　　　　立上
コンピュータユニット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
ポジションセンサ２４の出力、ＴＷは水温センサ２５の
出力、λは０２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って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Ｑａｌ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Ｑ　ａ　ｍを出力する
下限吸入空気量発生手段、３２はエンジン回転数Ｎｅに
応じ、該回転数１’Ｊｅ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Ｃ５ＩＧ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
よっ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って出力値
を得ているものである。具体的には、３４．３５はＥＧ
Ｒ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Ａｃ
２とエンジン回転数Ｎｅとによって決まる基本目標スロ
ットル開度θ（θ１又はθＩＥ）を出力する基本目標ス
ロッ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ｆＪ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ｆｆ１Ａｃ２．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
目標スロットル開度補正係数Ｃａ　ＦＢを演算出力する
吸気量フィードバック補正モジュール、３７は基本目標
吸入空気１Ｑａ１．１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０２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ィード
バック領域、ｆｌＡ料カット領域又は混合気エンリッチ
領域のいずれであるかを判定してゾーン判定信号Ｚｏｎ
ｅを出力するゾーン判定モジュール、３８はゾーン判定
信号Ｚｏｎｅ及び０２センサ２８の出力λを入力とし、
燃料フィードバンク領域において０２センサ２８の出力
λに応じて燃料噴射量のフィードハック補正係数ＣｆＦ
Ｂを出力する燃料フィードバック補正モジュール、３９
はゾーン判定信号Ｚｏｎｅ、フィードバンク補正係数Ｃ
ｆＦＢを入力とし、燃料フィードバック領域において燃
料噴射量を最適量に補正するだめの補正係数Ｃ３ＴＤを
学習出力する燃料学習補正モジュール、４０はゾーン判
定信号Ｚｏｎｅを受けて燃料カット領域において燃料カ
ット信号５ＷＦＣを出力する燃料カット制御モジュール
、４１はゾーン判定信号Ｚｏｎｅを受け、混合気エンリ
ッチ領域においてエンリッチ補正係数ＣＥＲを出力する
エンリッチ補正モジュールである。

さらに４２は基本目標吸入空気量Ｑａｌ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１ｌＱａ３として出力す
る比較選択手段、４４はバッ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はスイッチ手段である。

なお以上のような構成において、上記コンピュータユニ
ット２９が第１図に示すスロットル弁駆動手段５９及び
補正手段６２の機能を実現するものとなっており、又上
記コンピュータユニット２９及び制御弁５４が第１図に
示すバイパスエア制御手段６Ｉとなっている。

次に第３図を用いて動作について説明する。

まずスロットル開度の制御動作について説明する。アク
セルペダル２ｏが踏込操作されると、アクセルポジショ
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Ｑａｌ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Ｑａｌ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Ｎ
ｅ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（ＮｅＸ２）でもって割算して１気筒当りの目
標吸入空気量Ａｃｌが演算され、又吸気量補正係数発注
手段５６では制御弁５４への制御信号ＳＩＧに応じて１
気筒当りの目標吸入空気量Ａｃｌの補正係数Ｃ３ｌＧが
出力され、乗算手段５７でこの補正係数Ｃ３ｌＧでもっ
て１気筒当りの目標吸入空気ｔｔＡｃｌが乗算補正され
、この補正後の１気筒当りの目標吸入空気量ＡＣ２，Ｃ
２，ニンジフＮｅ及びそのときのＥＧＲの有無に応じて
基本目標スロットル開度発生手段３４又は３５で基本目
標スロットル開度θ　（θ１又はθＩＥ）が演算される
。また吸気量フィードバック補正モジュール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
フィードバック制御するための補正係数Ｃａ　ＦＢが演
算され、上記基本目標スロットル開度θは乗算手段５０
で吸気量フィードバンク補正モジュール３６からの補正
係数ＣａＦＢでもって乗算補正され、これが実際目標ス
ロットル開度θ２としてスロットルアクチュエータ４に
出力され、これによりスロットル弁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ィードバッ
ク制御されることとなる。なおＥＧＲの有無によって基
本目標スロットル開度θを変えているのは、ＥＧＲの有
無によって実吸入空気量が異なるからであり、従ってＥ
ＧＲ還流時にはＥＧＲ非還流時よりも基本目標スロット
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１Ｑｆｉは乗算手段４７で上記水温補正係数Ｃ
Ｔｗでもって乗算補正される。またゾーン判定手段３７
では基本目標吸入空気量Ｑａｌ、１気筒当りの目標吸入
空気量ＡＣＩ、エンジン回転数Ｎｅ、水温ＴＷ及び０２
センサ出力λから現在のエンジンの運転領域が燃料フィ
ードバンク領域、燃料カット領域又は混合気エンリッチ
領域のいずれであるかを判定しており、エンジンが混合
気エンリッ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
らにエンリッチ補正モジュール４１からの補正係数ＣＥ
Ｒでもってエンリッチ補正され、この補正後の目標燃料
噴射量Ｑｆｉｌは実際目標燃料噴射量Ｑｆｉ３として補
正手段４４でバッ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ッチ補正された実際目標量
Ｑｆ　ｉ　１の燃料が噴射供給されることとなる。

一方、エンジンが燃料フィードバン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Ｑ
ｆｉｌに燃料学習補正モジュール３９からの補正係数Ｃ
５ＴＤ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ｌ　　　　　料フィードバック補正
モジュール３８からの補正係数ＣｆＦＢが乗算されて実
際目標燃料噴射１Ｑｆｉ３が求められ、こうして燃料噴
射量はフィードバック制御されることとなる。なおフィ
ードハック補正モジュール３８の他に、学習補正モジュ
ール３９を設けているのは、なるべくフィードパンク制
御を少なくするためである。

またエンジンが燃料カット領域にある場合には、燃料カ
ント制御モジュール４０から燃料カット信号５ＷＦＣが
出力されて、スイッチ手段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。

またコンピュータユニット２９は第３図には図示してい
ないが、制御弁５４に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１煮
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゛ζ１気筒当り
の目標吸気量を補正してこれによりスロットル弁の開度
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っ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って冷
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ってスロットル弁
の開度特性を補正するようにしたが、本発明は勿論基本
目標スロットル開度を補正するようにしてもよい。また
スロットル弁の制御はフィードパンク制御ではな（、オ
ープンループ制御であってもよい。

〔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
スロットル弁を電気的に駆動するようにしたエンジンの
スロットル弁制御装置において、スロットル弁をバイパ
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
に応じてスロッ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、アクセル碌作量
に対するスロッ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ック図、第２図は
本発明の一実施例によるエンジンのスロットル弁制御装
置の概略構成図、第３図は上記装置におけるコンピュー
タユニッ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・・・スロットル弁
駆動手段、６０・・・スロットル弁、６１・・・バイパ
スエア制御手段、６２・・・補正手段、３・・・スロッ
トル弁、２３・・・アクセルポジションセンサ、２９・
・・コンピュータユニット、５４・・・制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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ットル弁を電気
   的に駆動するスロットル弁駆動手段と、スロットル弁を
   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ットル弁の開度
   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
   ジンのスロットル弁制御装置。