JP2000097073A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP2000097073A JP10263352A JP26335298A JP2000097073A JP 2000097073 A JP2000097073 A JP 2000097073A JP 10263352 A JP10263352 A JP 10263352A JP 26335298 A JP26335298 A JP 26335298A JP 2000097073 A JP2000097073 A JP 2000097073A
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勇 風間
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    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標トルクの変化に対するスロットル弁開度
の変化が大きい領域における目標トルクの微動に対する
スロットル弁の過大な反応を防止する。 【解決手段】 アクセル開度に基づいて演算手段３３が
目標トルク代表値を演算し、この演算された目標トルク
代表値に基づいて演算手段３４が目標スロットル弁開度
を演算し、実際のスロットル弁開度がこの演算された目
標スロットル弁開度と一致するようにスロットル弁制御
装置３１に対して付与手段３５が制御量を与える。この
場合に、目標トルク代表値がそのしきい値以上となりか
つアクセル開度がそのしきい値以上となる第１条件の成
立時に、そのときのアクセル開度に基づいて演算手段３
７が目標スロットル弁開度を演算し、第１条件の成立時
に切換手段３８が目標トルク代表値に基づく目標スロッ
トル弁開度をこの演算されたアクセル開度に基づく目標
スロットル弁開度に切換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクセル開度（アクセルの操作量のこ
と）と関係なくモータによりスロットル弁を制御可能な
装置を備え、アクセル開度に基づいて目標エンジントル
ク（以下単に「目標トルク」という）を演算し、この演
算された目標トルクに基づいて目標スロットル弁開度を
演算し、実際のスロットル弁開度がこの演算された目標
スロットル弁開度と一致するように前記スロットル弁制
御装置に対して制御量を与えるようにしたものが各種提
案されている（たとえば特開平４−１０１０３７号公報
参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
弁開度とエンジントルクの関係が一次関数でなく、図１
５に示した特性である場合に、スロットル弁開度の大き
な領域では、目標トルクの微動に対してスロットル弁開
度が過度に反応することになり、結果としてトルク変動
が生じ、これによって運転性が悪くなるという問題があ
った。これは、スロットル弁開度が比較的小さい領域で
は、エンジントルクに対するスロットル弁開度の変化が
小さいのに対して、スロットル弁開度の大きな領域にな
ると、エンジントルクに対するスロットル弁開度の変化
が大きくなることに起因するものである。なお、上記の
目標とするエンジントルクは、エンジントルクそのもの
でなくともよく、最大トルクに対する比や吸気量比等の
エンジントルク相当値であってもかまわない。
【０００４】そこで本発明は、目標トルクそのもの、最
大トルクに対する目標トルクの比または吸気量比等の目
標トルク相当値を総称して目標トルク代表値としたと
き、この目標トルク代表値およびアクセル開度に対して
所定のしきい値を設け、 目標トルク代表値とアクセル開度がともにそのしきい
値以上となった場合に、目標トルク代表値に基づく目標
スロットル弁開度の演算から、そのときのアクセル開度
に基づく目標スロットル弁開度の演算へと切換えること
により、また 目標トルク代表値がそのしきい値以上でかつアクセル
開度がそのしきい値未満である場合に、目標スロットル
弁開度を、目標トルク代表値のしきい値相当の値で制限
することにより、目標トルクの変化に対するスロットル
弁開度の変化が大きい領域における目標トルクの微動に
対するスロットル弁の過大な反応を防止することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１６に
示すように、アクセル開度と関係なくスロットル弁開度
を制御可能な装置３１と、アクセル開度が最大のときを
スロットル弁全開位置に相当する値としてアクセル開度
を検出する手段３２と、このアクセル開度に基づいて目
標トルク代表値を演算する手段３３と、この演算された
目標トルク代表値に基づいて目標スロットル弁開度を演
算する手段３４と、実際のスロットル弁開度がこの演算
された目標スロットル弁開度と一致するように前記スロ
ットル弁制御装置３１に対して制御量を与える手段３５
とを備えるエンジンの制御装置において、前記目標トル
ク代表値がそのしきい値以上となりかつ前記アクセル開
度がそのしきい値以上となる第１条件が成立したかどう
かを判定する手段３６と、この第１条件の成立時にその
ときの前記アクセル開度に基づいて前記目標スロットル
弁開度を演算する手段３７と、前記第１条件の成立時に
前記目標トルク代表値に基づく目標スロットル弁開度を
この演算されたアクセル開度に基づく目標スロットル弁
開度に切換える手段３８とを設けた。
【０００６】第２の発明は、図１７に示すように、アク
セル開度と関係なくスロットル弁開度を制御可能な装置
３１と、アクセル開度が最大のときをスロットル弁全開
位置に相当する値としてアクセル開度を検出する手段３
２と、このアクセル開度に基づいて目標トルク代表値を
演算する手段３３と、この演算された目標トルク代表値
に基づいて目標スロットル弁開度を演算する手段３４
と、実際のスロットル弁開度がこの演算された目標スロ
ットル弁開度と一致するように前記スロットル弁制御装
置３１に対して制御量を与える手段３５とを備えるエン
ジンの制御装置において、前記目標トルク代表値がその
しきい値以上となりかつ前記アクセル開度がそのしきい
値未満となる第２条件が成立したかどうかを判定する手
段４１と、この第２条件の成立時に前記アクセル開度に
基づく目標トルク代表値を前記目標トルク代表値のしき
い値で制限する手段４２とを設けた。
【０００７】第３の発明では、第１の発明において前記
目標トルク代表値がそのしきい値以上となりかつ前記ア
クセル開度がそのしきい値未満となる第２条件が成立し
たとき、前記アクセル開度に基づく目標トルク代表値を
前記目標トルク代表値のしきい値で制限する。
【０００８】第４の発明では、第１から第３までのいず
れか一つの発明において前記目標トルク代表値のしきい
値としてエンジントルクの変動に対してスロットル弁開
度の変動が過大となる限界点を設定する。
【０００９】第５の発明では、第４の発明において前記
アクセル開度のしきい値として前記目標トルク代表値の
しきい値をアクセルとスロットル弁を１：１で動かした
ときのアクセル開度相当に変換した値を設定する。
【００１０】第６の発明では、第４の発明において前記
アクセル開度のしきい値として前記目標トルク代表値の
しきい値相当のアクセル開度より大きい値を設定する。
【００１１】第７の発明では、第４の発明において前記
目標トルク代表値のしきい値をエンジンの回転数毎に設
定する。
【００１２】第８の発明では、第７の発明においてエン
ジン回転数毎の前記目標トルク代表値のしきい値をアク
セル開度相当に変換した値のうち一番大きい値を前記ア
クセル開度のしきい値として設定する。
【００１３】第９の発明では、第１の発明おいて前記第
１条件が成立する直前の前記目標トルク代表値に基づく
目標スロットル弁開度から、前記第１条件が成立したと
きの前記アクセル開度に基づく目標スロットル弁開度へ
の切換時に遅れ処理を行う。
【００１４】第１０の発明では、第３の発明おいて前記
第１条件が成立する直前の前記目標トルク代表値のしき
い値相当の目標スロットル弁開度から、前記第１条件が
成立したときの前記アクセル開度に基づく目標スロット
ル弁開度への切換時に遅れ処理を行う。
【００１５】第１１の発明では、第９または第１０の発
明おいて前記遅れ処理が時間比例内分処理である。
【００１６】
【発明の効果】第１、第４、第５の各発明では、目標ト
ルクの変化に対するスロットル弁開度の変化が大きい領
域（第１条件の成立時）になると、目標トルクに基づい
ての目標スロットル弁開度の演算から、アクセル開度に
基づいての目標スロットル弁開度の演算に切換えるの
で、目標トルクの微動に対するスロットル弁の過大な反
応がなくなり、これによって良好な運転性を実現するこ
とができる。
【００１７】また、第１の発明によれば、ドライバーが
エンジンの最大トルクを要求しているとき、すなわちア
クセル開度の最大時には、スロットル弁が全開となるの
で、エンジンの出力性能を最大限活用することができ
る。
【００１８】第２、第３、第４、第５の各発明によれ
ば、エンジントルクの変化に対するスロットル弁開度の
変化が大きい領域（第２条件の成立時）で、目標スロッ
トル弁開度を目標トルク代表値のしきい値相当の値によ
り制限することで、目標トルクの微動に対するスロット
ル弁の過大な反応がなくなり、これによって、アクセル
を一杯までの踏み込まない加速時にも良好な運転性を実
現することができる。なお、目標スロットル弁開度を目
標トルク代表値のしきい値相当で制限した結果、実現で
きるエンジントルクは低下するものの、その低下代は最
大トルクの数％以下であるため、運転性上問題となるこ
とはない。
【００１９】アクセル開度のしきい値が目標トルク代表
値のしきい値相当の値よりも小さいと、目標トルク代表
値の与え方によっては、アクセルを一杯まで踏み込まな
い加速の途中で勝手にスロットル弁が閉方向に動いてし
まうことがあるが、第６の発明によれば、こうした加速
途中でのスロットル弁閉方向への動きを防止できる。
【００２０】第７、８の各発明によれば、エンジン回転
数毎に異なる最大トルクに合わせた目標トルク代表値し
きい値の設定が可能となる。
【００２１】第９、第１０の各発明によれば、スロット
ル弁の急開を抑制するので、スロットル弁急開による吸
気音を抑えることができる。
【００２２】第１１の発明によれば、切換前後の値の差
によらず、切換に要する時間を同じにできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１において １はエンジン本体
である。エンジンの吸気通路２には、モータ５などでス
ロットル弁４を開閉駆動する、いわゆる電子制御スロッ
トル装置３が介装されており、スロットルセンサ６によ
り検出される実際の開度が、コントロールユニット１１
からの目標開度指令と一致するようにスロットル弁４が
駆動される。このとき定まるスロットル弁４の開度によ
ってエンジンに吸入される空気量が調整され、エンジン
の出力軸トルクが制御される。
【００２４】アクセルペダル７（アクセル）にはアクセ
ルセンサ１２を備える。このアクセルセンサ１２は、ア
クセル開度が最大のときをスロットル弁全開位置に相当
する値としてアクセル開度を検出するものである。たと
えば、スロットル弁４の全開位置における開度が８０゜
であったとすれば、アクセル開度が最大のとき８０゜の
信号が出力される。また、アクセル開度が最大でないと
きは、アクセル開度に比例した信号が出力される。
【００２５】コントロールユニット１１には、このアク
セルセンサ１２からのアクセル開度の信号が、クランク
角センサ１３からのエンジン回転数の信号とともに入力
され、これら入力情報をもとに、コントローラ１１では
目標スロットル弁開度を演算し、その演算値（指令）に
従ってエンジンのスロットル弁開度（出力）制御を以下
のごとく行う。
【００２６】なお、スロットル装置３の上流に位置する
エアフローメータ１４からの吸入空気量、水温センサ１
５からの冷却水温度、排気通路７の酸素濃度センサ１６
からの酸素濃度の各信号もコントロールユニット１１に
入力されており、コントロールユニット１１ではこれら
の信号に基づいて理論空燃比やこれよりもリーン側の空
燃比を目標空燃比として設定し、この設定した目標空燃
比の混合気が得られるように、吸入空気量に比例させて
供給燃料量を演算し、その演算値にしたがって燃料噴射
弁８からの燃料噴射を行う。９は点火栓である。
【００２７】コントロールユニット１１で実行される上
記スロットル弁制御の内容を、図２のフローチャートに
したがって説明する。
【００２８】図２は、目標スロットル弁開度ｔＴＶＯを
演算して出力するためのもので、一定時間毎（たとえば
４ｍｓ毎）に実行する。
【００２９】ステップ１、２ではアクセル開度とエンジ
ン回転数を読み込み、これらに基づきステップ３におい
て目標トルクｔＴＥを演算する。この演算方法として
は、アクセル開度とエンジン回転数をパラメータとする
目標トルクのデータを予めマップに作成しておき、この
マップを検索することにより求める方法がある。また、
特開平４−１０１０３７号公報に開示されているよう
に、
【００３０】
【数１】ｔＴＥ＝Ｋ１×ＡＰＳ−Ｋ２×Ｎｅ の演算式により目標トルクを得る方法であってもよい。
ここで、数１式の係数Ｋ１、Ｋ２は車両の運転状態に基
づいて設定することになる。
【００３１】ステップ４では目標トルクのしきい値ｔＴ
ＥＬＭＴを演算し、目標トルクｔＴＥとこのしきい値ｔ
ＴＥＬＭＴをステップ５において比較する。
【００３２】ここで、目標トルクのしきい値ｔＴＥＬＭ
Ｔとしては、目標トルクの変動に対してスロットル弁開
度の変動が過大となる限界点を設定する。ｔＴＥＬＭＴ
の実際の値は、目標トルクとスロットル弁開度の分解能
にもよるが、発明者の行った検討では最大トルクより数
％だけ小さな値であった。
【００３３】なお、目標トルクが最大値の近くで一段と
変動するためにスロットル弁開度が変動するのではな
い。目標トルクは演算によるビット誤差やセンサ入力に
よるちらつきなどにより全トルク領域で常にある程度変
動している。この場合に、図１５で前述したように、同
じ目標トルクの変動幅でも、最小トルク付近より最大ト
ルク付近のほうがスロットル弁開度に対する感度がはる
かに大きいため、目標トルクの変動に対してスロットル
弁開度の変動が過大となる限界点にしきい値ｔＴＥＬＭ
Ｔを設定するのである。
【００３４】さらに、しきい値ｔＴＥＬＭＴは、エンジ
ン回転数毎に設定する。これは、たとえばエンジン回転
数から図３を内容とするテーブルを検索することにより
求めることができる。エンジン回転数毎に設定するの
は、最大トルク（スロットル弁の全開時のトルク）がエ
ンジン回転数毎に異なるためである。簡単には一定値で
もかまわない。
【００３５】ステップ５での比較の結果、目標トルクｔ
ＴＥがそのしきい値ｔＴＥＬＭＴ未満である場合はステ
ップ６、７、８に進み、従来装置と同様のスロットル弁
制御を行う。すなわち、ステップ６において目標トルク
ｔＴＥを、ラベル名の異なる目標トルク（第２目標トル
ク）ｔＴＥＰＴＤにストアし、この第２目標トルクｔＴ
ＥＰＴＤとエンジン回転数に基づき、ステップ７で目標
スロットル弁開度ｔＴＶＯを演算し、この目標スロット
ル弁開度をステップ８で出力レジスタに転送する。目標
トルク（第２目標トルクｔＴＥＰＴＤ）に基づいて目標
スロットル弁開度を演算する方法は公知である。たとえ
ば、エンジントルクとエンジン回転数をパラメータとす
るマップを予め作成しておき、このマップを検索するこ
とにより求めることができる。
【００３６】このようにして出力レジスタに転送された
目標スロットル弁開度ｔＴＶＯは、電子制御スロットル
装置３の駆動ユニットに出力され、この出力により、セ
ンサ６により検出される実際のスロットル弁開度が目標
スロットル弁開度指令と一致するように駆動される。
【００３７】これに対して、ステップ５における比較の
結果、目標トルクｔＴＥがそのしきい値ｔＴＥＬＭＴ以
上となったときは、ステップ５よりステップ９以降に進
み、従来装置と異なる方法により、スロットル弁開度を
設定する。すなわち、ステップ９でアクセル開度ＡＰＳ
とそのしきい値ＡＰＯＦＵＬＬを比較する。
【００３８】ここで、アクセル開度のしきい値ＡＰＯＦ
ＬＬは、上記の目標トルクのしきい値ｔＴＥＬＭＴをア
クセル開度相当に変換した値（つまりｔＴＥＬＭＴ相当
のアクセル開度）である。ｔＴＥＬＭＴが上記のように
回転数毎に設定されるときは、回転数毎のｔＴＥＬＭＴ
をアクセル開度相当に変換した値のうち、一番大きい値
（望ましくはその値より大きな値）をＡＰＯＦＵＬＬと
して設定する。したがって、この設定方法によればＡＰ
ＯＦＵＬＬは一定値となる。ただし、ｔＴＥＬＭＴと同
じにエンジン回転数毎に設定する方法でもかまわない。
【００３９】上記のステップ９における比較の結果、ア
クセル開度ＡＰＳがそのしきい値ＡＰＯＦＵＬＬ未満で
ある場合は、ステップ１０に進み、目標トルクのしきい
値ｔＴＥＬＭＴをそのまま第２目標トルクｔＴＥＰＴＤ
にストアしたあと、ステップ７、８の処理を実行する。
したがって、このときは目標トルクのしきい値ｔＴＥＬ
ＭＴ相当のスロットル弁開度が目標スロットル弁開度と
して設定される（つまり、目標スロットル弁がｔＴＥＬ
ＭＴ相当の値に制限される）。
【００４０】一方、アクセル開度ＡＰＳがそのしきい値
ＡＰＯＦＵＬＬ以上である場合になると、ステップ９よ
りステップ１１に進み、そのときのアクセル開度ＡＰＳ
をそのまま目標スロットル弁開度ｔＴＶＯにストアした
あと、ステップ８の処理を実行する。
【００４１】ここで、本実施形態の作用を図４、図５を
参照して説明する。
【００４２】まず図４は、アイドル状態でａのタイミン
グからアクセルペダルを最大までステップ的に踏み込ん
だあと、その状態を保持した場合の概略図である。この
とき、目標トルクｔＴＥはアクセル開度の上記ステップ
的変化に対してほぼ一次遅れで増加してゆくことになる
が、上二段に示す従来装置によれば、目標トルクが最大
値に近づいた付近になると、目標トルクに生じる微動の
影響を受けて実際のスロットル弁開度ＴＶＯが上下に大
きく振れている。
【００４３】これに対して、下二段に示した本実施形態
では、ｃのタイミングでｔＴＥ≧ｔＴＥＬＭＴかつＡＰ
Ｓ≧ＡＰＯＦＵＬＬ（ただし、図示のＡＰＯＦＵＬＬは
ｔＴＥＬＭＴ相当のスロットル弁開度）となることか
ら、そのときのアクセル開度ＡＰＳがそのまま目標スロ
ットル弁開度ｔＴＶＯとされる。ここで、ｃのタイミン
グでのアクセル開度ＡＰＳは最大位置（＝スロットル弁
全開位置ＷＯＴ）にあるので、ｃのタイミングよりスロ
ットル弁開度ＴＶＯ（≒ｔＴＶＯ）はステップ的に全開
位置ＷＯＴへと大きくなり、その後は全開位置に保持さ
れる。また、このスロットル弁開度の動きに対応して実
際のエンジントルクは一次遅れで最大値へと大きくな
る。本実施形態によれば、ｔＴＥ≧ｔＴＥＬＭＴかつＡ
ＰＳ≧ＡＰＯＦＵＬＬの条件成立時に、目標トルクに基
づいてではなく、アクセル開度に基づいてスロットル弁
開度を制御することで、従来装置による上二段のような
目標トルクの微動に対するスロットル弁の過大な反応が
なくなり、これによって良好な運転性を実現することが
できるのである。
【００４４】次に、図５は車両の停止状態からｅのタイ
ミングでアクセルペダルを所定量踏み込んで加速（発進
加速）を行った場合の概略図である。このとき、目標ト
ルクｔＴＥは、発進初期の車速が０ｋｍ／ｈであるため
発進初期に急激に最大値近くまで立ち上がり、その後の
車速の増加とともに小さくなってゆき、やがてある車速
で平衡状態に落ち着く。
【００４５】この場合に、上二段に示す従来装置によれ
ば、目標トルクｔＴＥが最大値付近にあるとき、目標ト
ルクの微動に対応して上下に大きく振れる過大な反応が
スロットル弁に生じている。
【００４６】これに対して下二段に示した本実施形態よ
れば、ｇとｈのあいだでｔＴＥ≧ｔＴＥＬＭＴかつＡＰ
Ｓ＜ＡＰＯＦＵＬＬの条件が成立し、この区間では目標
トルクのしきい値ｔＴＥＬＭＴにより目標トルクが制限
され、このしきい値ｔＴＥＬＭＴに基づいて目標スロッ
トル弁開度ｔＴＶＯが求められることから、このｇ−ｈ
の区間でエンジン回転数がそれほど変わらなければ、ス
ロットル弁開度ＴＶＯ（≒ｔＴＶＯ）がほぼ一定とな
る。すなわち、本実施形態によれば、ｔＴＥ≧ｔＴＥＬ
ＭＴかつＡＰＳ＜ＡＰＯＦＵＬＬの条件が成立する区間
では、目標スロットル弁開度を目標トルクのしきい値ｔ
ＴＥＬＭＴ相当の値に制限することでも、従来装置によ
る上二段のような目標トルクの微動に対するスロットル
弁の過大な反応がなくなるのである。これによって、図
５のようにアクセルペダルを一杯まで踏み込まない加速
時においても良好な運転性を実現することができる。
【００４７】なお、目標スロットル弁開度を目標トルク
のしきい値ｔＴＥＬＭＴ相当の値で制限した結果、実現
できるエンジントルクは低下するものの、その低下代は
最大トルクの数％以下であるため、運転性上問題となる
ことはない。
【００４８】このように、本実施形態では、ｔＴＥ≧ｔ
ＴＥＬＭＴとなる領域、つまりエンジントルクの変化に
対するスロットル弁開度の変化が大きい領域では、その
ときのアクセル開度に応じて、目標トルクに基づいての
目標スロットル弁開度の演算から、アクセル開度に基づ
いての目標スロットル弁開度の演算へと切換えたり、目
標スロットル弁開度を目標トルクのしきい値相当に制限
したりすることで、目標トルクの微動にスロットル弁開
度が過度に反映することなく、良好な運転性を実現する
ことができる。
【００４９】また、ドライバーがエンジンの最大トルク
を要求しているとき、すなわちアクセル開度の最大時に
はスロットル弁が全開となるので、エンジンの出力性能
を最大限活用することができる。
【００５０】次に、図６のフローチャートは第２実施形
態で、第１実施形態の図２に置き換わるものである。図
２と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【００５１】この実施形態は、目標値としてのエンジン
トルクに代えてエンジントルク相当値である吸気流量比
を用いたものである。以下、図２と異なる部分を主に説
明すると、ステップ２１ではアクセル開度相当の吸気流
量比ｔＱＨ０ＡＰを演算する。詳細には、次のようにし
て求めることができる。
【００５２】i）アクセル開度ＡＰＳをスロットル弁開
度とみたてたときのスロットル弁開口面積Ａａｐｓをま
ず演算する。これはたとえば、図７を内容とするテーブ
ルを検索することにより求めることができる。
【００５３】ii）こうして求めたスロットル弁開口面積
Ａａｐｓをエンジン回転数Ｎｅと排気量ＶＯＬで除した
値をスロットル弁の正規化開口面積ＡＤＮＶＡＰとして
求める。
【００５４】
【数１】ＡＤＮＶＡＰ＝Ａａｐｓ／Ｎｅ／ＶＯＬ iii）この正規化開口面積ＡＤＮＶＡＰと吸気流量比Ｑ
Ｈ０の関係は図８のようになるため、図８を内容とする
テーブルを作成しておけば、正規化開口面積ＡＤＮＶＡ
Ｐからそのテーブルを検索することで、アクセル開度相
当の吸気流量比ｔＱＨ０ＡＰを求めることができる。
【００５５】ステップ２２では目標トルク相当の吸気流
量比ｔＱＨ０ＴＥを演算する。これはたとえば、エンジ
ン回転数Ｎｅと目標トルクｔＴＥから図９を内容とする
マップを検索することで、目標トルク相当吸気流量比ｔ
ＱＨ０ＴＥを求めることができる。
【００５６】ステップ２３では目標トルク相当吸気流量
比のしきい値ｔＱＨ０ＬＭＴを演算し、このしきい値ｔ
ＱＨ０ＬＭＴと目標トルク相当吸気流量比ｔＱＨ０ＴＥ
をステップ２４において比較する。
【００５７】ここで、しきい値ｔＱＨ０ＬＭＴは第１実
施形態におけるしきい値ｔＴＥＬＭＴの役割を果たす値
である。つまり、図５に重ねて示したように、ｔＱＨ０
ＬＭＴ相当のトルクが第１実施形態のしきい値ｔＴＥＬ
ＭＴとなるものである。
【００５８】しきい値ｔＱＨ０ＬＭＴは、第１実施形態
のしきい値ｔＴＥＬＭＴと同じに、エンジン回転数毎の
値である。たとえば、図１０を内容とするテーブルを検
索することにより求めることができる。ｔＱＨ０ＬＭＴ
を回転数毎の値とした理由は、第１実施形態のしきい値
ｔＴＥＬＭＴを回転数毎の値とした理由と同じである。
ｔＱＨ０ＬＭＴは簡単には一定値でもかまわない。
【００５９】ステップ２４での比較の結果、ｔＱＨ０Ｔ
Ｅ＜ｔＱＨ０ＬＭＴである場合は、ステップ２５に進
み、目標トルク相当吸気流量比ｔＱＨ０ＴＥをラベル名
の異なる目標トルク相当吸気流量比（第２目標トルク相
当吸気流量比）ｔＱＨ０ＰＴＤにストアし、この第２目
標トルク相当吸気流量比ｔＱＨ０ＰＴＤからステップ２
６において目標スロットル弁開度ｔＴＶＯを演算する。
【００６０】ステップ２６での目標スロットル弁開度の
演算は、ちょうどステップ２１と逆の操作を行わせるも
のである。詳細には次のようにする。
【００６１】iv）第２目標トルク相当吸気流量比ｔＱＨ
０ＰＴＤから図８を内容とするテーブルを検索すること
により正規化開口面積ＡＤＮＶＰＴＤを求める。
【００６２】v）正規化開口面積ＡＤＮＶＰＴＤに数１
式とは逆に、エンジン回転数Ｎｅと排気量ＶＯＬを乗じ
ることで、目標スロットル弁開口面積ｔＡＴＶＯを求め
る。
【００６３】
【数２】ｔＡＴＶＯ＝ＡＤＮＶＰＴＤ×Ｎｅ×ＶＯＬ vi）この目標スロットル弁開口面積ｔＡＴＶＯから図７
を内容とするテーブルを検索して目標スロットル弁開度
ｔＴＶＯを求める。
【００６４】これに対して、ステップ２４での比較の結
果、ｔＱＨ０ＴＥ≧ｔＱＨ０ＬＭＴかつＡＰＳ＜ＡＰＯ
ＦＵＬＬである場合には、ステップ９よりステップ２７
に進み、目標トルク相当吸気流量比のしきい値ｔＱＨ０
ＬＭＴを第２目標トルク相当吸気流量比ｔＱＨ０ＰＴＤ
にストアしたあと、ステップ２６、８の処理を実行す
る。したがって、ステップ２６ではしきい値ｔＱＨ０Ｌ
ＭＴ相当の目標スロットル弁開度が演算される。
【００６５】一方、ｔＱＨ０ＴＥ≧ｔＱＨ０ＬＭＴかつ
ＡＰＳ≧ＡＰＯＦＵＬＬである場合になると、ステップ
９よりステップ２８に進み、アクセル開度相当吸気流量
比ｔＱＨ０ＡＰをそのまま第２目標トルク相当吸気流量
比ｔＱＨ０ＰＴＤにストアしたあと、ステップ２６、８
の処理を実行する。
【００６６】このように、目標トルクに代えて目標トル
ク相当吸気流量比（目標トルク相当値）を用いた第２実
施形態によれば、図４、図５に重ねて示したように、ｔ
ＱＨ０ＬＭＴ相当のトルクが第１実施形態のｔＴＥＬＭ
Ｔに、またｔＱＨ０ＬＭＴ相当のスロットル弁開度が第
１実施形態のｔＴＥＬＭＴ相当のスロットル弁開度に対
応することになり、第２実施形態においても、第１実施
例形態と同様の作用、効果を奏する。
【００６７】ところで、上記の第１実施形態において、
「アクセル開度のしきい値ＡＰＯＦＵＬＬを、ｔＴＥＬ
ＭＴ相当のアクセル開度より大きい値とすることが望ま
しい」ことを前述した。これを図１１を参照して説明す
る。なお、このことは、第１実施形態に限定されるもの
でなく、第２実施形態においても適用可能で、第２実施
形態に適用したとき、「アクセル開度のしきい値ＡＰＯ
ＦＵＬＬを、ｔＱＨ０ＬＭＴ相当のアクセル開度より大
きい値とすることが望ましい」という表現になる。
【００６８】さて、ｔＴＥ≧ｔＴＥＬＭＴ（第２実施形
態ではｔＱＨ０ＴＥ≧ｔＱＨ０ＬＭＴ）かつＡＰＳ≧Ａ
ＰＯＦＵＬＬの場合にそのときのアクセル開度を目標ス
ロットル弁開度とするため、ＡＰＯＦＵＬＬがｔＴＥＬ
ＭＴ相当のアクセル開度（第２実施形態ではｔＱＨ０Ｌ
ＭＴ相当のアクセル開度）よりも小さいと、目標トルク
の与え方によっては、図１１の上二段に示したように、
加速の途中で勝手にスロットル弁が閉方向に動いてしま
うことがある。すなわち、ｉのタイミングでｔＴＥ≧ｔ
ＴＥＬＭＴ（第２実施形態ではｔＱＨ０ＴＥ≧ｔＱＨ０
ＬＭＴ）かつＡＰＳ≧ＡＰＯＦＵＬＬが成立し、目標ス
ロットル弁開度をそのときのアクセル開度に等しくしよ
うとしたとき、ｉのタイミング直前ではスロットル弁開
度ＴＶＯのほうがアクセル開度より大きかったのである
から、ｉのタイミングで目標スロットル弁開度をアクセ
ル開度にすると、ｉのタイミングの前後で目標スロット
ル弁開度が図示のＤだけステップ的に小さくなる。これ
によって加速途中であるｉのタイミングより実際のエン
ジントルクが減少し、これによって車速の不連続が生
じ、運転性が悪くなるのである。
【００６９】これに対して、アクセル開度のしきい値Ａ
ＰＯＦＵＬＬを、ｔＴＥＬＭＴ相当のアクセル開度（第
２実施形態ではｔＱＨ０ＬＭＴ相当のアクセル開度）よ
り大きくしてあれば、図１１の下二段に示したように、
上二段と同じ運転条件でも、ｉのタイミングでＡＰＳ≧
ＡＰＯＦＵＬＬの条件が成立しないため、ｉのタイミン
グからそのときのスロットル弁開度（つまりｔＴＥＬＭ
Ｔ相当のスロットル弁開度）を保つだけであり、スロッ
トル弁がステップ的に閉方向に動くことはない。
【００７０】このように、アクセル開度のしきい値ＡＰ
ＯＦＵＬＬを、ｔＴＥＬＭＴ相当のアクセル開度（第２
実施形態ではｔＱＨ０ＬＭＴ相当のアクセル開度）より
大きい値とすることで、アクセルペダルを一杯まで踏み
込まない加速途中でのスロットル弁の閉方向への動きを
避けることができる。
【００７１】次に、図１２のフローチャートは第３実施
形態で、第２実施形態の図６に置き換わるものである。
図６と同一部分には同一のステップ番号を付している。
【００７２】第２実施形態との相違点は、ｔＱＨ０ＴＥ
≧ｔＱＨ０ＬＭＴかつＡＰＳ≧ＡＰＯＦＵＬＬである場
合に進む処理にあり、このとき第３実施形態では、一次
遅れ処理を行う（ステップ３１）。
【００７３】上記の第２実施形態によれば、図４下二段
に示したように、ｃのタイミングで目標スロットル弁開
度がｔＱＨ０ＬＭＴ相当の値からそのときのｔＱＨ０Ａ
Ｐ相当の値（つまりスロットル弁全開位置ＷＯＴ）へと
ステップ的に変化するため、このスロットル弁急開によ
り吸気音が高くなる。これを避けるため、第３実施形態
では、図１４のように目標スロットル弁開度をｔＱＨ０
ＬＭＴ相当の値からそのときのｔＱＨ０ＡＰ相当の値へ
と一次遅れで近づけるようにしたものである。
【００７４】上記の一次遅れの処理を図１３（図１２ス
テップ３１のサブルーチン）により説明する。
【００７５】図１３において、ステップ４１では、アク
セル開度相当吸気流量比ｔＱＨ０ＡＰと第２目標トルク
相当吸気流量比の１回演算前の値であるｔＱＨ０ＰＴＤ
-1（図ではｔＱＨ０ＰＴＤ［−１］で表記）を比較す
る。ｔＱＨ０ＡＰ＞ｔＱＨ０ＰＴＤ-1であれば、ステッ
プ４２に進み、
【００７６】
【数３】ｔＱＨ０ＰＴＤ＝Ｋ×ｔＱＨ０ＡＰ＋（１−
Ｋ）×ｔＱＨ０ＰＴＤ-1 ただし、Ｋ：加重平均係数 の一次遅れの式で第２目標トルク相当吸気流量比ｔＱＨ
０ＰＴＤを更新する。
【００７７】この式の第２目標トルク相当吸気流量比ｔ
ＱＨ０ＰＴＤは、ｔＱＨ０ＴＥ≧ｔＱＨ０ＬＭＴかつＡ
ＰＳ≧ＡＰＯＦＵＬＬの条件が成立する直前のｔＱＨ０
ＴＥまたはｔＱＨ０ＬＭＴを初期値として、ｔＱＨ０Ａ
Ｐに対して一次遅れで近づいていく値である。この結
果、図１２のステップ２６の処理を行って得られる目標
スロットル弁開度は、図４と同じ条件（アクセルペダル
を一杯にまで踏み込んだ運転条件）のとき、図１４に示
したように、ｔＱＨ０ＬＭＴ相当の値を初期値として、
スロットル弁全開位置ＷＯＴへと一次遅れで近づいてい
く。
【００７８】一方、図１３のステップ４１においてｔＱ
Ｈ０ＡＰ≦ｔＱＨ０ＰＴＤ-1のときは、ステップ４１よ
りステップ４２に進み、アクセル開度相当吸気流量比ｔ
ＱＨ０ＡＰをそのまま第２目標トルク相当吸気流量比ｔ
ＱＨ０ＰＴＤにストアする。このとき、目標スロットル
弁開度はスロットル弁全開位置ＷＯＴになる。
【００７９】このように、第３実施形態によれば、目標
スロットル弁開度ｔＴＶＯが、ｔＱＨ０ＴＥ≧ｔＱＨ０
ＬＭＴかつＡＰＳ≧ＡＰＯＦＵＬＬの条件が成立する直
前のｔＱＨ０ＴＥ相当の値またはｔＱＨ０ＬＭＴ相当の
値から、ｔＱＨ０ＴＥ≧ｔＱＨ０ＬＭＴかつＡＰＳ≧Ａ
ＰＯＦＵＬＬの条件が成立したときのｔＱＨ０ＡＰ相当
の値へと切換わる際のスロットル弁の急開を抑制するこ
とができるので、スロットル弁急開による吸気音の抑制
が可能となる。
【００８０】第３実施形態では、一次遅れ処理を加重平
均処理で行う場合で説明したが、時間比例の内分処理で
あってもかまわない。これは、式そのものは、
【００８１】
【数４】ｔＱＨ０ＰＴＤ＝α×ｔＱＨ０ＡＰ＋（１−
α）×ｔＱＨ０ＰＴＤ-1 のように加重平均式と同じであるが、数４式の係数αが
経過時間の関数、たとえば
【００８２】
【数５】α＝ｔ／Ｔ ただし、ｔ：経過時間 Ｔ：切換にかける時間（任意に設定可能） のようになっているものである。つまり、Ｔ＝１０秒と
設定すれば、切換開始から１０秒でα＝１となり、ｔＱ
Ｈ０ＰＴＤ＝ｔＱＨ０ＡＰとなる。
【００８３】この時間比例の内分処理のメリットは、切
換前後の値の差によらず、切換に要する時間を同じにで
きる点にある。これに対して加重平均処理の場合にも、
加重平均係数を一定とすれば、切換に要する時間が同じ
になる。しかしながら、切換前後の値の差が変化すると
きは、加重平均係数を可変値とするしかなく、このと
き、切換に要する時間が変わってしまうのである。
【００８４】第３実施形態は、第１実施形態にも適用可
能である。
【００８５】第１実施形態では目標トルクで、また第２
実施形態では目標トルク相当吸気流量比（目標トルク相
当値）で説明したが、最大トルクを１００％とした相対
値でもかまわない。
【００８６】実施形態では、いわゆる成層燃焼を行わせ
るため燃料噴射弁８を燃焼室に臨んで設けているが、本
発明はこのものに限定されるものでなく、燃料噴射弁を
吸気ポートに設けたタイプにも適用がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の制御システム図。
【図２】目標スロットル弁開度の演算と出力を説明する
ためのフローチャート。
【図３】目標トルクのしきい値の特性図。
【図４】アイドル状態からアクセルペダルを一杯まで踏
み込んだあと、その状態を保持した場合の概略の波形
図。
【図５】発進加速時の概略の波形図。
【図６】第２実施形態の目標スロットル弁開度の演算と
出力を説明するためのフローチャート。
【図７】スロットル弁開度に対するスロットル弁開口面
積の特性図。
【図８】正規化開口面積に対する吸気流量比の特性図。
【図９】目標トルク相当吸気流量比の特性図。
【図１０】目標トルク相当吸気流量比のしきい値の特性
図。
【図１１】第２実施形態の作用を説明するための波形
図。
【図１２】第３実施形態のスロットル弁目標開度の演算
と出力を説明するためのフローチャート。
【図１３】一次遅れ処理を説明するためのフローチャー
ト。
【図１４】第３実施形態の作用を説明するための波形
図。
【図１５】従来装置のエンジントルクに対するスロット
ル弁開度の特性図。
【図１６】第１の発明のクレーム対応図。
【図１７】第２の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
３ 電子制御スロットル装置（スロットル弁開度制御装
置） ４ スロットル弁 ７ アクセルセンサ １１ コントロールユニット
フロントページの続き (72)発明者 大羽 拓 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G065 CA13 DA04 FA04 FA08 FA12 GA05 GA09 GA10 GA41 GA46 KA36 3G084 BA02 BA05 DA11 EA04 EA08 EA11 EB08 EB12 EB25 EC03 FA10 FA29 FA32 FA33 3G301 JA04 LA03 NA02 NA08 NB06 NC02 ND02 NE22 NE23 PA01Z PA11A PD03A PE01Z PE06A PE06Z PE08Z PF03Z

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アクセル開度と関係なくスロットル弁開度
    を制御可能な装置と、 アクセル開度が最大のときをスロットル弁全開位置に相
    当する値としてアクセル開度を検出する手段と、 このアクセル開度に基づいて目標トルク代表値を演算す
    る手段と、 この演算された目標トルク代表値に基づいて目標スロッ
    トル弁開度を演算する手段と、 実際のスロットル弁開度がこの演算された目標スロット
    ル弁開度と一致するように前記スロットル弁制御装置に
    対して制御量を与える手段とを備えるエンジンの制御装
    置において、 前記目標トルク代表値がそのしきい値以上となりかつ前
    記アクセル開度がそのしきい値以上となる第１条件が成
    立したかどうかを判定する手段と、 この第１条件の成立時にそのときの前記アクセル開度に
    基づいて前記目標スロットル弁開度を演算する手段と、 前記第１条件の成立時に前記目標トルク代表値に基づく
    目標スロットル弁開度をこの演算されたアクセル開度に
    基づく目標スロットル弁開度に切換える手段とを設けた
    ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 【請求項２】アクセル開度と関係なくスロットル弁開度
    を制御可能な装置と、 アクセル開度が最大のときをスロットル弁全開位置に相
    当する値としてアクセル開度を検出する手段と、 このアクセル開度に基づいて目標トルク代表値を演算す
    る手段と、この演算された目標トルク代表値に基づいて
    目標スロットル弁開度を演算する手段と、 実際のスロットル弁開度がこの演算された目標スロット
    ル弁開度と一致するように前記スロットル弁制御装置に
    対して制御量を与える手段とを備えるエンジンの制御装
    置において、 前記目標トルク代表値がそのしきい値以上となりかつ前
    記アクセル開度がそのしきい値未満となる第２条件が成
    立したかどうかを判定する手段と、 この第２条件の成立時に前記アクセル開度に基づく目標
    トルク代表値を前記目標トルク代表値のしきい値で制限
    する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御装
    置。
  3. 【請求項３】前記目標トルク代表値がそのしきい値以上
    となりかつ前記アクセル開度がそのしきい値未満となる
    第２条件が成立したとき、前記アクセル開度に基づく目
    標トルク代表値を前記目標トルク代表値のしきい値で制
    限することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制
    御装置。
  4. 【請求項４】前記目標トルク代表値のしきい値としてエ
    ンジントルクの変動に対してスロットル弁開度の変動が
    過大となる限界点を設定することを特徴とする請求項１
    から３までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装
    置。
  5. 【請求項５】前記アクセル開度のしきい値として前記目
    標トルク代表値のしきい値をアクセルとスロットル弁を
    １：１で動かしたときのアクセル開度相当に変換した値
    を設定することを特徴とする請求項４に記載のエンジン
    の制御装置。
  6. 【請求項６】前記アクセル開度のしきい値として前記目
    標トルク代表値のしきい値相当のアクセル開度より大き
    い値を設定することを特徴とする請求項４に記載のエン
    ジンの制御装置。
  7. 【請求項７】前記目標トルク代表値のしきい値をエンジ
    ンの回転数毎に設定することを特徴とする請求項４に記
    載のエンジンの制御装置。
  8. 【請求項８】エンジン回転数毎の前記目標トルク代表値
    のしきい値をアクセル開度相当に変換した値のうち一番
    大きい値を前記アクセル開度のしきい値として設定する
    ことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの制御装
    置。
  9. 【請求項９】前記第１条件が成立する直前の前記目標ト
    ルク代表値に基づく目標スロットル弁開度から、前記第
    １条件が成立したときの前記アクセル開度に基づく目標
    スロットル弁開度への切換時に遅れ処理を行うことを特
    徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
  10. 【請求項１０】前記第１条件が成立する直前の前記目標
    トルク代表値のしきい値相当の目標スロットル弁開度か
    ら、前記第１条件が成立したときの前記アクセル開度に
    基づく目標スロットル弁開度への切換時に遅れ処理を行
    うことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装
    置。
  11. 【請求項１１】前記遅れ処理は時間比例内分処理である
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載のエンジン
    の制御装置。
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