JPS6189949A - 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５８−５７０３９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。

卯ち、これはスロットルセンサによってスロットル弁の
開度を、アクセルセンサによってアクセルペダルの操作
量をそれぞれ検出し、両センサの出力に応じてスロット
ル弁駆動モーフ等を駆動して、スロットル弁をアクセル
操作量に対応する目標スロットル開度に制御するように
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・ノ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６ら
れるようにスロソ、トル弁を自由に制御でへき、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。

しかるに従来の電気制御方式のスロットル弁制御装置で
は、単にスロットルセンサの出力を用いてスロットル開
度を制御するようにしているので、スロットルセンサに
製造誤差や取付誤差があったり、あるいはその特性が経
年変化したりすると、これらが原因となってスロットル
センサに出力誤差が生じ、スロットル開度の制御精度が
悪化するという問題があった。その結果、例えば吸入空
気量をフィードバック制御する場合においては、初期値
が狂ってしまい、吸入空気量が目標量になるまでに時間
がかかるという問題が生じる。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる問題点に謹み、スロットルセンサの
出力誤差を吸収して制御精度を向上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、アクセル操作量から目標スロットル
開度を求め、これとスロットルセンサの出力との比較に
よってスロットル弁をフィードバック制御するようにし
たエンジンのスロットル弁制御装置において、エンジン
の同一運転状態におけるスロットルセンサの出力偏差に
基づいてスロットルセンサの出力を常時修正するように
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、スロットルセンサ５３でスロットル開度を検出
し、制御手段５４でスロットルセンサ５３の出力に基づ
いてスロットル弁５５をアクセル操作量に対応する目標
スロットル開度に制御し、又検出手段５６でエンジンの
所定運転状態を検出し、該所定状態の運転時に補正手段
５７で上記スロットルセンサ５３の出力と予め設定され
た設定値とを比較し、該比較結果に応じて上記スロット
ル弁５５の開度を常時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図ないし第４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１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、気道路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、該通路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。

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、又該排気通路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に仲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＊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
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。

燃料噴射ｌ、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、これは説明の便宜上コンピュー
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、ＴＯＲ
はスロットルポジションセンサ２７の出力、λは０２セ
ンサ２８の出力である。

また３０〜３３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１ｉＱａｌ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、３２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Ｑ
ａＭを出力する上限吸入与 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
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演算を行なう
演算手段で、具体的には、３６は基本目標スロットル開
度θ、エアフローメータ５の出力ＱａＲ及びスロットル
ポジションセンサ２７の出力ＴＯＲを入力とし、これら
から目標スロットル開度補正係数ＣＴＦＢを演算出力す
るセンサ補正モジュール、３７は基本目標吸入空気１１
Ｑａｌ。

１気筒当りの目標吸入空気量Ａｃ、エンジン回転　　　
　　　４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、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ゾーン判定信号Ｚｏｎｅを出力す
るゾーン判定モジュール、３８はゾーン判定信号Ｚｏｎ
ｅ及び０２センサ２８の出力λを入力とし、燃料フィー
ドバック領域において０２センサ２８の出力λに応じて
燃料噴射量のフィードバック補正係数ＣｆＦＢを出力す
る燃料フィードバック補正モジュール、３９はゾージ判
定信号Ｚｏｎｅ、フィードバンク補正係数ｃｒＦＢ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
最適量に補正するための補正係数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７．
ｏｎｅ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は目標吸入空気１Ｑａｌと下限吸入空気量Ｑ
ａｍとを比較していずれか大きい方を目標吸入空気量Ｑ
ａ２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、４４はバッテリ電圧に応じて燃料噴射パルス
’ｌ’ａｕ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、上記エアフローメータ
５が第１図に示す検出手段５６となっており、上記コン
ピュータユニット２９が第１図に示す制御手段５４及び
補正手段５７の機能を実現するものとなっている。

次に第３図及び第４図を用いて動作について説明する。

ここで第４図は第３図のセンサ補正モジュール３６にお
ける演算処理のフローチャートを示す。

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２０が踏込操作されると、アクセルボジショ
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Ｎｆｘ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Ｑ’ａｌと吸入空気量下限値Ｑ　ａ　ｍ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１１Ｑａ２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）でもって割算して１気筒当りの
目標吸入空気量Ａｃが演算され、この１気筒当りの目標
吸入空気量ＡＣ，エンジン回転数Ｎｅ及びそのときのＥ
ＧＨの有無に応じて基本目標スロットル４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θ
ＩＥ）が演算され、この基本目標スロットル開度θは乗
算手段５０でセンサ補正モジュール３６からの補正係数
ＣＴＦＢ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
じた開度に正確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ＥＡＲ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−ここでセンサ補正モジュール３６における演算
を第４図を用いて詳細に説明すると、該モジュール３６
においては、まずスロットルポジションセンサ２７の出
力ＴＯＲを読み込んでこれに補正係数Ｋを乗算してセン
サ出力を補正しくステップ６０）、この補正後のセンサ
出力ＴＯＲと基本目標スロットル開度θとの差Ｋｌ（＝
Ｔ、ＯＲ−〇）を演算してこれが０か否かを判定しくス
テップ６１）、開度差に１が０のとき・は目標スロット
ル開度補正係数ＣＴ、ＦＢとして１を出力しくステップ
６２）、一方開度差に１が０でないとき、即ちスロット
ル弁３が目標スロットル開度θになっていないときには
該開度差に１に応じた目標スロ７）ル開度補正係数Ｃ，
ＴＦＢを出力する（ステップ３６３）。次にエアフロー
メータ５の出力ＱａＲを読み込み、これが予め設定され
た設定値と一致するか否かを判定しくステップ６４−）
　、両者が一致すると上記補正後のスロットルポジショ
ンセンサ２７の出力ＴＯＲが予め求めておいたこの吸入
空気量の運転状態におけるセンサ出力の基準値ＴＯＢと
一致するか否かを判定しくステップ６５）、一致しない
場合には両者の差（ＴＯＲ−Ｒ，ＯＢ）及びそれが正か
負かに応じて１以下又は１以上のセンサ出力の補正係数
Ｋを演算することとなる（ステップ６６）。

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ｃ’ｒｗ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でもって乗算補正される。またゾーン判定手段３
７では基本目標吸入空気１１Ｑａｌ、１気筒当りの目標
吸入空気量Ａｃ、エンジン回転数Ｎｅ、水温Ｔｗ及び０
２センサ出力λから現在のエンジンの運転領域が燃料フ
ィードバック領域、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１１Ｑｊｉｐよ上記水温補正
に加え、さらにエンジン補正モジュール４１からの補正
係数Ｃ，ＥＲ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：ｌ５ｔＱｆｉｌ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Ｑｆｉ１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ッ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
３ＴＤが乗算され、さらにこの目標燃料噴射量Ｑｆｉ２
に乗算手段４９で燃料フィードバンク補正モジュール３
８からの補正係数ＣｆＦＢが乗算されて実際目標燃料噴
射ＩＱｆｉ３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。なおフィードバック補
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、なるべくフィードバック制御を少なくす
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
ット制御モジュール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１
９にエンジンの運転状態に応じて各々制御信号を加えて
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、所定吸入空気量の運
転状態におけるスロットルポジションセンサの出力誤差
を検出し、これによりセンサ出力を常時補正するように
したので、製造誤差、取付誤差、経年変化に起因するセ
ンサの出力誤差を吸収でき、スロットル弁を精度よく目
標開度に制御できる。

なお、上記実施例では所定吸入空気量の運転状態におけ
るスロットルポジションセンサの出力誤差を検出するよ
うにしたが、これは所定エンジン回転数、所定エンジン
出力の運転状態において検出するようにしてもよい。

また上記実施例では特定状態運転時のスロットルポジシ
ョンセンサの出力誤差に応じて該センサ出力を補正する
ようにしたが、本発明はセンサの出力誤差に応じて基本
目標スロットル開度のメモリマツプ（第３図の３４．３
５参照）を補正してもよく、又直接スロットル弁の開度
を増減補正してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るエンジンのスロットル弁制
御装置によれば、アクセル操作量から目標スロット開度
を求め、これとスロットルセンサの出力との比較によっ
てスロットル弁をフィードバック制御する一方、エンジ
ンの同一運転状態におけるスロットルセンサの出力偏差
に基づいてスロットルセンサの出力を常時修正するよう
にしたので、スロットルセンサの出力誤差を吸収して制
御精度を向上できる効果がある。　　　−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の（Ｍ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、第４図は
第３図におけるセンサ補正モジュール３６の具体的な演
算処理のフローチャートを示す図である。 ５３・・・スロットルセンサ、５４・・・制御手段、５
５・・・スロットル弁、５６・・・検出手段、５７・・
・補正手段、３・・・スロットル弁、５・・・エアフロ
ーメータ、２７・・・スローントルポジションセンサ、
２９・・・コンピュータユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル開度を検出するスロットルセンサと、
   該スロットルセンサの出力に基づいてスロットル弁をア
   クセル操作量に対応する目標スロットル開度に電気的に
   制御する制御手段と、エンジンの所定運転状態を検出す
   る検出手段と、上記所定状態の運転時に上記スロットル
   センサの出力と予め設定された設定値とを比較し該比較
   結果に基づいて上記スロットル弁の開度を常時補正する
   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。