JP2506150B2 - 内燃機関のスロットル制御装置 - Google Patents
内燃機関のスロットル制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用等の内燃機関のスロットル制御装置に
係り、特に運転者によるスロットル操作における操作量
および操作速度からスロットル開度およびスロットル開
度パターン等の決定を可能にする内燃機関のスロットル
制御装置に関する。
係り、特に運転者によるスロットル操作における操作量
および操作速度からスロットル開度およびスロットル開
度パターン等の決定を可能にする内燃機関のスロットル
制御装置に関する。
従来の車両用等の内燃機関のスロットル制御装置は、
例えば特願昭61-65723号に記載のようにアクセル操作量
および変速位置信号から算出した供給燃料量と、エンジ
ン回転数等の運転変数信号および空燃比信号とにより、
スロットル開度および点火時期を決定していた。また特
開昭61-200345号公報に記載のように吸入負圧等のエン
ジン動作状態に応じてスロットルの制御ゲインを変更す
る構成となっていた。
例えば特願昭61-65723号に記載のようにアクセル操作量
および変速位置信号から算出した供給燃料量と、エンジ
ン回転数等の運転変数信号および空燃比信号とにより、
スロットル開度および点火時期を決定していた。また特
開昭61-200345号公報に記載のように吸入負圧等のエン
ジン動作状態に応じてスロットルの制御ゲインを変更す
る構成となっていた。
上記従来技術は、アクセル操作量に対応するスロット
ル開度値を一意的に算出して該算出値に基づいてスロッ
トルを静的に制御するように構成されており、アクセル
の急激な操作によって発生する機関状態量の急変化に追
従して運転者の意向を的確かつ速やかに機関運転に反映
される点について配慮がされておらず、また機関構造お
よび動力伝達機構などによる伝達遅れ例えば供給空気量
もしくは燃料量の変動がシリンダに到達するまでの時
間、あるいは機構の複雑さに起因する挙動の立上り遅れ
時間等を補償する先行制御ならびに同期制御の点につい
ても配慮にかけており、アクセル操作が突変したさいに
発生する落ち込み、もたつき、および前後方向の車体振
動を抑制できない問題があった。
ル開度値を一意的に算出して該算出値に基づいてスロッ
トルを静的に制御するように構成されており、アクセル
の急激な操作によって発生する機関状態量の急変化に追
従して運転者の意向を的確かつ速やかに機関運転に反映
される点について配慮がされておらず、また機関構造お
よび動力伝達機構などによる伝達遅れ例えば供給空気量
もしくは燃料量の変動がシリンダに到達するまでの時
間、あるいは機構の複雑さに起因する挙動の立上り遅れ
時間等を補償する先行制御ならびに同期制御の点につい
ても配慮にかけており、アクセル操作が突変したさいに
発生する落ち込み、もたつき、および前後方向の車体振
動を抑制できない問題があった。
本発明の目的は、アクセル操作の突変に伴う機関の過
渡応答特性を円滑かつ即応化して運転者の不快感を招く
車体振動を解消することのできる内燃機関のスロットル
制御装置を提供するにある。
渡応答特性を円滑かつ即応化して運転者の不快感を招く
車体振動を解消することのできる内燃機関のスロットル
制御装置を提供するにある。
上記目的は、アクセルの踏込量を検出するアクセル踏
込量検出手段と、スロットル弁を駆動するスロットル弁
運転手段と、前記アクセル踏込量検出手段の検出値に基
づいて前記スロットル弁運転手段に制御信号を出力しス
ロットル弁開度を制御する制御手段とを備える内燃機関
のスロットル制御装置において、前記アクセル踏込量検
出手段の検出値がアクセル踏込量の突然の増大を示した
ときスロットル弁開度を該検出値に対応するスロットル
弁開度より大きな開度に瞬間的に開けてから該検出値に
対応するスロットル弁開度に戻す手段と、スロットル弁
開度が前記検出値に対応するスロットル弁開度に戻され
た後であって前記突然の増大を示した時から所要時間後
にスロットル弁開度を一時的に若干増大させる手段とを
前記制御手段に設けることで、達成される。
込量検出手段と、スロットル弁を駆動するスロットル弁
運転手段と、前記アクセル踏込量検出手段の検出値に基
づいて前記スロットル弁運転手段に制御信号を出力しス
ロットル弁開度を制御する制御手段とを備える内燃機関
のスロットル制御装置において、前記アクセル踏込量検
出手段の検出値がアクセル踏込量の突然の増大を示した
ときスロットル弁開度を該検出値に対応するスロットル
弁開度より大きな開度に瞬間的に開けてから該検出値に
対応するスロットル弁開度に戻す手段と、スロットル弁
開度が前記検出値に対応するスロットル弁開度に戻され
た後であって前記突然の増大を示した時から所要時間後
にスロットル弁開度を一時的に若干増大させる手段とを
前記制御手段に設けることで、達成される。
アクセルが突然踏み込まれた場合、スロットル弁開度
が瞬間的に大きく開けられてから本来のアクセル踏込量
対応のスペクトル弁開度に戻されるため、即応性が向上
する。更に、前後方向の車体振動は、前記所定時間後の
一時的なスロットル弁開度の増大により、抑制される。
が瞬間的に大きく開けられてから本来のアクセル踏込量
対応のスペクトル弁開度に戻されるため、即応性が向上
する。更に、前後方向の車体振動は、前記所定時間後の
一時的なスロットル弁開度の増大により、抑制される。
以下に本発明の実施例を第１図から第９図により説明
する。
する。
第１図は本発明による内燃機関のスロットル制御装置
の一実施例を示すスロットル制御による機関制御の構成
ブロック図である。第１図において、11は機関、12はス
ロットル、13は制御器、14はスロットル運転手段、15は
アクセル開度検出器、16は機関回転速度検出器である。
第１図の機関11は燃料量、供給空気量、点火時期等の運
転パラメータに基づいて運転される。吸気系にはスロッ
トル12が設けられ供給空気量を操作できる。このスロッ
トル12は制御器13からのスロットル駆動信号Sthによっ
て制御されるスロットル運転手段14によって駆動され
る。制御器13にアクセル開度（操作量）検出器15から得
られるアクセル開度θacと機関回転速度検出器16からの
回転速度Ｎが供給される。制御器13はアクセル開度θac
と回転速度Ｎに基づいてスロットル駆動信号Sthを決定
する。このさい制御器13はアクセル操作から認識される
運転者の要求を満足すべく、アクセル踏込み量だけでな
くアクセル踏込み速度によってもスロットル開閉の程度
を増減できるようにスロットル開度θthパターンを決定
し、この開度パターンを実現するためのスロットル駆動
信号Sthを算出してスロットル運転手段14に指令する。
スロットル12は制御器13が決定したスロットル開度θth
パターンに従って開閉する。このため前後加速度が発生
しない即応性に富んだ車体の挙動が得られる。
の一実施例を示すスロットル制御による機関制御の構成
ブロック図である。第１図において、11は機関、12はス
ロットル、13は制御器、14はスロットル運転手段、15は
アクセル開度検出器、16は機関回転速度検出器である。
第１図の機関11は燃料量、供給空気量、点火時期等の運
転パラメータに基づいて運転される。吸気系にはスロッ
トル12が設けられ供給空気量を操作できる。このスロッ
トル12は制御器13からのスロットル駆動信号Sthによっ
て制御されるスロットル運転手段14によって駆動され
る。制御器13にアクセル開度（操作量）検出器15から得
られるアクセル開度θacと機関回転速度検出器16からの
回転速度Ｎが供給される。制御器13はアクセル開度θac
と回転速度Ｎに基づいてスロットル駆動信号Sthを決定
する。このさい制御器13はアクセル操作から認識される
運転者の要求を満足すべく、アクセル踏込み量だけでな
くアクセル踏込み速度によってもスロットル開閉の程度
を増減できるようにスロットル開度θthパターンを決定
し、この開度パターンを実現するためのスロットル駆動
信号Sthを算出してスロットル運転手段14に指令する。
スロットル12は制御器13が決定したスロットル開度θth
パターンに従って開閉する。このため前後加速度が発生
しない即応性に富んだ車体の挙動が得られる。
第２図（ａ），（ｂ）は第１図の制御器13におけるス
ロットル駆動信号Sthの演算過程の一実施例を示す機能
ブロック図、およびスロットル開度θthパターンの一実
施例（設計例）を示すパターン図である。第２図
（ａ），（ｂ）において、第２図（ａ）のスロットル駆
動信号Sthは関数fsの演算部25において第２図（ｂ）に
示すスロットル開度θthパターンの目標開度α，β，γ
および時間τの４変数から算出される。ここで第１の目
標開度αは即応性向上を目的とする加速吸気のさいの目
標開度であり、第２図（ａ）のアクセル開度θacと該ア
クセル開度θacを微分器22によって時間微分したacと
機関回転速度Ｎとから次式の関数ｆαの演算部23によっ
て算出する。
ロットル駆動信号Sthの演算過程の一実施例を示す機能
ブロック図、およびスロットル開度θthパターンの一実
施例（設計例）を示すパターン図である。第２図
（ａ），（ｂ）において、第２図（ａ）のスロットル駆
動信号Sthは関数fsの演算部25において第２図（ｂ）に
示すスロットル開度θthパターンの目標開度α，β，γ
および時間τの４変数から算出される。ここで第１の目
標開度αは即応性向上を目的とする加速吸気のさいの目
標開度であり、第２図（ａ）のアクセル開度θacと該ア
クセル開度θacを微分器22によって時間微分したacと
機関回転速度Ｎとから次式の関数ｆαの演算部23によっ
て算出する。
α＝ｆα（ac，θac,N） ＝k1｛１＋k2・（θac）m1・Ｎm2｝θac （１） k1，k2，m1，m2：定数 第２の目標開度βは前後加速度の振動低減を目的とす
る非同期吸気のさいの目標開度であり、上記アクセル開
度θacとacと回転速度Ｎとから次式の関数ｆβの演算
部24によって算出する。
る非同期吸気のさいの目標開度であり、上記アクセル開
度θacとacと回転速度Ｎとから次式の関数ｆβの演算
部24によって算出する。
β＝ｆβ（ac，θac,N） ＝k1｛１＋k3・（ac）m3・Ｎm2｝θac （２） k3，m3：定数 第３の目標開度γは整定時の車速を決定する目標開度
であり、アクセル開度θacから次式の関数ｆγの演算部
25によって算出する。
であり、アクセル開度θacから次式の関数ｆγの演算部
25によって算出する。
γ＝ｆγ（θac） ＝k1・θac （３） 第４に時間τは非同期吸気を開始する時間であって加
速吸気開始と同時に計時されるが、まず回転速度Ｎから
前後方向の加速度が振動する場合の周期減衰率ζを次式
の関数ｆζの演算部26によって算出したのち、該周期減
衰率ζと上記acとから次式の関数ｆζの演算部27によ
って時間τを算出する。
速吸気開始と同時に計時されるが、まず回転速度Ｎから
前後方向の加速度が振動する場合の周期減衰率ζを次式
の関数ｆζの演算部26によって算出したのち、該周期減
衰率ζと上記acとから次式の関数ｆζの演算部27によ
って時間τを算出する。
ζ＝ｆζ（Ｎ） ＝k4・Nm4 （４） τ＝ｆτ（ac，ζ） ＝k5・ζ・（ac）m5 （５） k4，k5，m4，m5：定数 このようにして本実施例によればスロットル開度パタ
ーンを簡明なパラメータによって設計できる。
ーンを簡明なパラメータによって設計できる。
第３図は（ａ），（ｂ）は第１図の制御器13における
スロットル駆動（制御）アルゴリズムの一実施例を示す
PAD図で、第３図（ａ）はアクセル操作の変化を監視す
るに十分な周期と考えられる例えば20ミリ秒毎に起動さ
れるタスクであり、第３図（ｂ）はスロットル12を駆動
する場合に１ステップ単位で起動されるタスクである。
まず第３図（ａ）のタスクにおいて、機関回転速度Ｎを
検出し（処理301、アクセル開度θacを検出する（処理3
02）。ついでアクセル操作の突変を判定し（処理30
3）、ここでアクセル操作が突変した場合にはアクセル
操作が突変してからの経過時間ｔを０とし（処理30
4）、順次に第２図（ａ），（ｂ）の前後方向加速度が
振動する場合の周期減衰率ζを（４）式のζ＝ｆ
ζ（Ｎ）により算出し（処理305）、非同期吸気を開始
する時間τを（５）式のτ＝ｆτ（ac，ζ）により算
出し（処理306）、加速吸気を実施するさいの目標開度
αを（１）式のα＝ｆα（ac，θacＮ）により算出し
（処理307）、非同期吸気を実施するさいの目標開度β
を（２）式のβ＝ｆβ（ac，θacＮ）により算出し
（処理308）、目標開度にαを置数する（処理309）。ま
た処理303でアクセル操作に突変がない場合には第２図
（ａ），（ｂ）の目標開度γを（３）式のγ＝ｆγ（θ
ac）により算出し（処理310）、ついで次式の判定を行
う（処理311）。
スロットル駆動（制御）アルゴリズムの一実施例を示す
PAD図で、第３図（ａ）はアクセル操作の変化を監視す
るに十分な周期と考えられる例えば20ミリ秒毎に起動さ
れるタスクであり、第３図（ｂ）はスロットル12を駆動
する場合に１ステップ単位で起動されるタスクである。
まず第３図（ａ）のタスクにおいて、機関回転速度Ｎを
検出し（処理301、アクセル開度θacを検出する（処理3
02）。ついでアクセル操作の突変を判定し（処理30
3）、ここでアクセル操作が突変した場合にはアクセル
操作が突変してからの経過時間ｔを０とし（処理30
4）、順次に第２図（ａ），（ｂ）の前後方向加速度が
振動する場合の周期減衰率ζを（４）式のζ＝ｆ
ζ（Ｎ）により算出し（処理305）、非同期吸気を開始
する時間τを（５）式のτ＝ｆτ（ac，ζ）により算
出し（処理306）、加速吸気を実施するさいの目標開度
αを（１）式のα＝ｆα（ac，θacＮ）により算出し
（処理307）、非同期吸気を実施するさいの目標開度β
を（２）式のβ＝ｆβ（ac，θacＮ）により算出し
（処理308）、目標開度にαを置数する（処理309）。ま
た処理303でアクセル操作に突変がない場合には第２図
（ａ），（ｂ）の目標開度γを（３）式のγ＝ｆγ（θ
ac）により算出し（処理310）、ついで次式の判定を行
う（処理311）。
τ＜ｔ＜（１＋ｋ）τ （６） k:非同期吸気の継続時間を決定する定数 ここでもしアクセル操作突変直後で経過時間ｔが意味
をもつ状況にあって該経過時間ｔが（６）式を満足する
場合には目標開度にβを置数し（処理312）、また
（６）式が満足されない場合には目標開度にγを置数す
る（処理313）。ついでに設定された目標開度と実際の
スロットル開度（実開度）の差分をとり（処理314）、
スロットルを回転させるステップモータの回転方向の正
転、逆転を決定して回転方向フラグを設定する（処理31
5）。また上記処理314の差分の大小に応じてモータをス
テップ駆動する周期Ｔを決定し（処理316）、同じく回
転ステップ数ｎを決定し（処理317）、最後に突変経過
時間ｔを積算してタスクを終了する（処理318）。つぎ
に第３図（ｂ）のタスクにおいて、本タスクはモータを
回転させる場合に上記ステップ周期Ｔ毎に起動され、回
転方向フラグの正転、逆転を判定し（処理319）、正転
であれば１ステップだけモータを正転させ（処理32
0）、また逆転であれば１ステップだけ逆転させ（処理3
21）、回転させたステップ数を積算して（処理322）、
この値が上記回転ステップ数ｎ以上かどうかを判定し
（処理323）、ステップ数ｎ以上であればモータ回転を
終了する（処理324）。このようにして本実施例によれ
ばアクセル操作速度に応じてスロットル開度θthが調整
されるスロットル駆動制御を確実に実施できる。
をもつ状況にあって該経過時間ｔが（６）式を満足する
場合には目標開度にβを置数し（処理312）、また
（６）式が満足されない場合には目標開度にγを置数す
る（処理313）。ついでに設定された目標開度と実際の
スロットル開度（実開度）の差分をとり（処理314）、
スロットルを回転させるステップモータの回転方向の正
転、逆転を決定して回転方向フラグを設定する（処理31
5）。また上記処理314の差分の大小に応じてモータをス
テップ駆動する周期Ｔを決定し（処理316）、同じく回
転ステップ数ｎを決定し（処理317）、最後に突変経過
時間ｔを積算してタスクを終了する（処理318）。つぎ
に第３図（ｂ）のタスクにおいて、本タスクはモータを
回転させる場合に上記ステップ周期Ｔ毎に起動され、回
転方向フラグの正転、逆転を判定し（処理319）、正転
であれば１ステップだけモータを正転させ（処理32
0）、また逆転であれば１ステップだけ逆転させ（処理3
21）、回転させたステップ数を積算して（処理322）、
この値が上記回転ステップ数ｎ以上かどうかを判定し
（処理323）、ステップ数ｎ以上であればモータ回転を
終了する（処理324）。このようにして本実施例によれ
ばアクセル操作速度に応じてスロットル開度θthが調整
されるスロットル駆動制御を確実に実施できる。
第４図は第１図のアクセル操作速度が異なる場合のス
ロットル駆動パターンの様態および前後方向加速度の変
化の動作例を示すチャート図である。第４図において、
急加速、中加速、緩加速の場合のアクセル操作速度の例
としてアクセル開度θacが初期値から最終値に到達する
までの時間すなわち回転速度Ｎが800rpmから1000rpmに
上昇するまでの時間がそれぞれ100msec、500msec、5mse
cとした場合について例示しており、緩加速の場合のス
ロットル開度θthはアクセル開度θacと殆ど同様に増加
し、前後方向加速度は規模の小さい加速度が持続的に発
生する。これに対して急加速の場合のスロットル開度θ
thはアクセル操作開始と同時に加速吸気目標開度αまで
急速に開き、アクセル操作が一定したことを認識して整
定目標開度γまで閉じるが、非同期吸気開始時間τが経
過した時点で非同期吸気目標開度βまで開いて（６）式
の時間ｋτだけ維持され、再び整定目標開度γまで閉じ
る。このようにスロットル開度θthが変化することによ
り前後方向加速度は極めて速く立ち上がると共に高いピ
ーク値に達して、前後方向振動することなく滑らかに立
ち下がるため短時間で加速動作を終了できる効果が現わ
れる。また中加速の場合のスロットル開度θthはアクセ
ル操作が急激でないため加速吸気目標開度αが整定目標
開度γと同様となり、回転速度Ｎも急激に上昇しないた
め非同期吸気開始時間τも急加速の場合に比べて長くな
って非同期吸気目標開度βが小さな規模で比較的長く維
持される。このようにスロットル開度θthが変化するこ
とにより前後方向加速度は滑らかに立ち上がると共にピ
ークが生じないことからも立ち下がりが滑らかになり、
緩加速の場合に比べれば短時間の加速動作でありながら
柔らかい加速感を与える効果が発揮できる。上記のよう
に本実施例によれば、スロットル駆動パターンの制御に
よってアクセル操作に呼応した急加速あるいは滑らかな
加速を実現できるが、なお通常の制御系では空気流量Ｑ
を計測した結果に基づいて供給燃料量Tinjあるいは点火
時期の実効値Tadvを算出する構成となっているため、空
気流量Ｑの変動が急激な場合には追従遅れが生じて加速
時の落ち込み、もたつき、前後振動の直接原因となりう
る。そこでこの問題を解消するためには次のように機関
11に供給される燃料量Tinjさらには点火時期Tadvの同時
制御を実施することができる。
ロットル駆動パターンの様態および前後方向加速度の変
化の動作例を示すチャート図である。第４図において、
急加速、中加速、緩加速の場合のアクセル操作速度の例
としてアクセル開度θacが初期値から最終値に到達する
までの時間すなわち回転速度Ｎが800rpmから1000rpmに
上昇するまでの時間がそれぞれ100msec、500msec、5mse
cとした場合について例示しており、緩加速の場合のス
ロットル開度θthはアクセル開度θacと殆ど同様に増加
し、前後方向加速度は規模の小さい加速度が持続的に発
生する。これに対して急加速の場合のスロットル開度θ
thはアクセル操作開始と同時に加速吸気目標開度αまで
急速に開き、アクセル操作が一定したことを認識して整
定目標開度γまで閉じるが、非同期吸気開始時間τが経
過した時点で非同期吸気目標開度βまで開いて（６）式
の時間ｋτだけ維持され、再び整定目標開度γまで閉じ
る。このようにスロットル開度θthが変化することによ
り前後方向加速度は極めて速く立ち上がると共に高いピ
ーク値に達して、前後方向振動することなく滑らかに立
ち下がるため短時間で加速動作を終了できる効果が現わ
れる。また中加速の場合のスロットル開度θthはアクセ
ル操作が急激でないため加速吸気目標開度αが整定目標
開度γと同様となり、回転速度Ｎも急激に上昇しないた
め非同期吸気開始時間τも急加速の場合に比べて長くな
って非同期吸気目標開度βが小さな規模で比較的長く維
持される。このようにスロットル開度θthが変化するこ
とにより前後方向加速度は滑らかに立ち上がると共にピ
ークが生じないことからも立ち下がりが滑らかになり、
緩加速の場合に比べれば短時間の加速動作でありながら
柔らかい加速感を与える効果が発揮できる。上記のよう
に本実施例によれば、スロットル駆動パターンの制御に
よってアクセル操作に呼応した急加速あるいは滑らかな
加速を実現できるが、なお通常の制御系では空気流量Ｑ
を計測した結果に基づいて供給燃料量Tinjあるいは点火
時期の実効値Tadvを算出する構成となっているため、空
気流量Ｑの変動が急激な場合には追従遅れが生じて加速
時の落ち込み、もたつき、前後振動の直接原因となりう
る。そこでこの問題を解消するためには次のように機関
11に供給される燃料量Tinjさらには点火時期Tadvの同時
制御を実施することができる。
第５図は本発明による内燃機関のスロットル制御装置
の他の実施例を示す供給燃料量の同時制御の構成ブロッ
ク図である。第５図において、51は供給燃料調節手段
で、第１図の構成に制御器13の指令により機関11に供給
される燃料量Tinjを適宜に調節することのできる供給燃
料調節手段51を追加して設けた構成例を示す。この構成
で、制御器13はアクセル開度θacおよび回転速度Ｎに基
づいてアクセル操作から推定される運転者の要求を満足
すべくスロットル開度θthとともに供給燃料量Tinjを決
定し、それぞれスロットル12のスロットル運転手段14へ
のスロットル駆動信号Sthおよび供給燃料調節手段51へ
の供給燃料量Tinjを指令する。したがって本実施例によ
ればアクセル操作の突変に伴なう過渡状態においても空
燃比を所望の値に確実に維持することができるため、車
体振動のない即応性に富んだ滑らかな車体挙動を極めて
高い燃料効率のもとに実現できる効果がある。
の他の実施例を示す供給燃料量の同時制御の構成ブロッ
ク図である。第５図において、51は供給燃料調節手段
で、第１図の構成に制御器13の指令により機関11に供給
される燃料量Tinjを適宜に調節することのできる供給燃
料調節手段51を追加して設けた構成例を示す。この構成
で、制御器13はアクセル開度θacおよび回転速度Ｎに基
づいてアクセル操作から推定される運転者の要求を満足
すべくスロットル開度θthとともに供給燃料量Tinjを決
定し、それぞれスロットル12のスロットル運転手段14へ
のスロットル駆動信号Sthおよび供給燃料調節手段51へ
の供給燃料量Tinjを指令する。したがって本実施例によ
ればアクセル操作の突変に伴なう過渡状態においても空
燃比を所望の値に確実に維持することができるため、車
体振動のない即応性に富んだ滑らかな車体挙動を極めて
高い燃料効率のもとに実現できる効果がある。
第６図（ａ），（ｂ）は第５図の制御器13における供
給燃料量同時制御の供給燃料量算出アルゴリズムの一実
施例を示すPAD図で、第６図（ａ）は上記した第３図
（ａ）の例えば20ミリ秒毎に起動される目標開度算出ル
ーチンのタスクに（処理601）、所望の空燃比を実現す
べくスロットル開度θth制御に伴って調整しなければな
らない調整燃料量Tfを上記した目標開度α，β，γおよ
びアクセル操作突変からの経過時間ｔと回転速度Ｎから
次式の関数ffによって算出する処理を追加するタスクで
ある（処理602）。
給燃料量同時制御の供給燃料量算出アルゴリズムの一実
施例を示すPAD図で、第６図（ａ）は上記した第３図
（ａ）の例えば20ミリ秒毎に起動される目標開度算出ル
ーチンのタスクに（処理601）、所望の空燃比を実現す
べくスロットル開度θth制御に伴って調整しなければな
らない調整燃料量Tfを上記した目標開度α，β，γおよ
びアクセル操作突変からの経過時間ｔと回転速度Ｎから
次式の関数ffによって算出する処理を追加するタスクで
ある（処理602）。
Tf＝ff（α，β，γ,t,N） ＝k6・kx｛１−exp（−t/k7・Nm6）｝ （７） kx：α，βまたはγ k6，k7，m6：定数 第６図（ｂ）は例えば回転同期で各シリンダ単位また
はシリンダグループ単位で算出される既存の基本供給燃
料量Ｔ′inj算出ルーチンによる基本供給燃料量Ｔ′inj
に（処理603）、次式により上記調整燃料量Tfを加算し
て供給燃料量の実効値Tinjを算出するタスクである（処
理604）。
はシリンダグループ単位で算出される既存の基本供給燃
料量Ｔ′inj算出ルーチンによる基本供給燃料量Ｔ′inj
に（処理603）、次式により上記調整燃料量Tfを加算し
て供給燃料量の実効値Tinjを算出するタスクである（処
理604）。
Tinj＝Ｔ′inj＋Tf （８） このように本実施例によればスロットル開度制御と同
時に実施する供給燃料量Tinjの制御の実行アルゴリズム
を上記スロットル目標開度等の演算タスクあるいは既存
の機関制御ロジックに追加する形式で簡便に実現できる
効果がある。
時に実施する供給燃料量Tinjの制御の実行アルゴリズム
を上記スロットル目標開度等の演算タスクあるいは既存
の機関制御ロジックに追加する形式で簡便に実現できる
効果がある。
第７図は本発明による内燃機関のスロットル制御装置
のさらに他の実施例を示す供給燃料量および点火時期の
同時制御の構成ブロック図である。第７図において、71
は点火時期調節手段で、第１図の構成に上記した第５図
の供給燃料調節手段51とさらに制御器13の指令により機
関11における点火時期tadvを適宜に調節可能な点火時期
調節手段71を追加して設けた構成例を示す。この構成
で、制御器13はアクセル開度θacおよび回転速度Ｎに基
づいてアクセル操作から推定される運転者の要求を満足
すべくスロットル開度θthとともに供給燃料量Tinjさら
には点火時期Tadvを決定し、それぞれスロットル12のス
ロットル運転手段14と供給燃料調節手段51および点火時
期調節手段71に指令する。したがって本実施例によれば
アクセル操作の突変に伴う過渡状態においても空燃比を
所望の値に維持できるうえ該空燃比に最適な点火時期を
設定することが可能となるため、さらに車体振動のない
即応性に富んだ滑らかな車両挙動を極めて高い燃料効率
の下に実現できる効果がある。
のさらに他の実施例を示す供給燃料量および点火時期の
同時制御の構成ブロック図である。第７図において、71
は点火時期調節手段で、第１図の構成に上記した第５図
の供給燃料調節手段51とさらに制御器13の指令により機
関11における点火時期tadvを適宜に調節可能な点火時期
調節手段71を追加して設けた構成例を示す。この構成
で、制御器13はアクセル開度θacおよび回転速度Ｎに基
づいてアクセル操作から推定される運転者の要求を満足
すべくスロットル開度θthとともに供給燃料量Tinjさら
には点火時期Tadvを決定し、それぞれスロットル12のス
ロットル運転手段14と供給燃料調節手段51および点火時
期調節手段71に指令する。したがって本実施例によれば
アクセル操作の突変に伴う過渡状態においても空燃比を
所望の値に維持できるうえ該空燃比に最適な点火時期を
設定することが可能となるため、さらに車体振動のない
即応性に富んだ滑らかな車両挙動を極めて高い燃料効率
の下に実現できる効果がある。
第８図（ａ），（ｂ）は第７図の制御器13における点
火時期同時制御の点火時期算出アルゴリズムの一実施例
を示すPAD図で、第８図（ａ）は上記した第６図（ａ）
の目標開度および調整燃料量算出ルーチンのタスクに
（処理801）、スロットル開度制御により変化する予測
空気流量変動分ΔQtを次式の関数fqによって予測する演
算を追加するタスクである（処理802）。
火時期同時制御の点火時期算出アルゴリズムの一実施例
を示すPAD図で、第８図（ａ）は上記した第６図（ａ）
の目標開度および調整燃料量算出ルーチンのタスクに
（処理801）、スロットル開度制御により変化する予測
空気流量変動分ΔQtを次式の関数fqによって予測する演
算を追加するタスクである（処理802）。
ΔQt＝fq（α，β，γ,t,N） ＝k8・kx｛１−exp（−t/k9・Nm7）｝ （９） k8，k9，m7：定数 第８図（ｂ）は例えば回転同期で起動される既存の点
火時期Tadv算出ルーチンの内部に（処理803）、次式に
より空気流量の計測値Qmに上記予測空気流量変動分ΔQt
を加算して空気流量の予測値Ｑを算出する演算を追加す
るタスクである（処理804）。
火時期Tadv算出ルーチンの内部に（処理803）、次式に
より空気流量の計測値Qmに上記予測空気流量変動分ΔQt
を加算して空気流量の予測値Ｑを算出する演算を追加す
るタスクである（処理804）。
Ｑ＝Qm＋ΔQt この空気流量の予測値Ｑを用いて次式の関数ｆにより
例えばテーブル索引などの手法で点火時期の実効値Tadv
が決定される（処理803）。
例えばテーブル索引などの手法で点火時期の実効値Tadv
が決定される（処理803）。
Tadv＝ｆ（Q,Tinj,N） （10） このように本実施例によればスロットル開度制御と同
時に実施する供給燃料量よよび点火時期の制御の実効ア
ルゴリズムを上記スロットル目標開度等の演算タスクあ
るいは既存の機関制御ロジックに追加する形式で簡便に
実現できる効果がある。
時に実施する供給燃料量よよび点火時期の制御の実効ア
ルゴリズムを上記スロットル目標開度等の演算タスクあ
るいは既存の機関制御ロジックに追加する形式で簡便に
実現できる効果がある。
第９図は第７図のスロットル開度制御と供給燃料量よ
よび点火時期を同時制御した場合の実験データ例を示す
チャート図である。第９図において、アクセル開度の突
変に伴ってスロットル開度が制御される状態と、これに
基づく空気流量および空燃比の変化と、さらにこれらの
結果として現われる車体の前後方向加速度をそれぞれ３
つの制御の場合（Ｉ），（II），（III）について例示
している。まず本発明による何らの制御も実施しない場
合（Ｉ）には、空燃比の乱れが多くて前後方向加速度に
顕著な落ち込みおよび前後振動が発生する。これに対し
て本発明による供給燃料量よよび点火時期を同時制御し
た上でスロットル開度の比同期吸気制御だけを実施した
場合（II）には、空気流量に比同期吸気による明確な増
量がみられるが空燃比には大きな乱れがなく、通常の空
燃比14.7から加速時での目標空燃比たとえば12の範囲を
滑らかに移行している。また点火時期制御の効果も加わ
って前後方向加速度から落ち込みおよび前後振動を解消
できる効果が明確に観測できる。さらに本発明による供
給燃料量および点火時期を同時制御した上でスロットル
開度の加速吸気および非同期吸気制御を併行して実施し
た場合（III）には、加速吸気による空気流量の急速な
立上りおよび非同期吸気による大幅な増量が特徴的であ
り、これらの大きな変動および回転速度の急増のため空
燃比に多少の乱れが発生するが、しかし前後方向加速度
には落ち込みも大きな前後振動もみられずに明白な高速
応答および高いピーク値を確認できる。このように本実
施例によればスロットル開度制御と供給燃料量よよび点
火時期の同時制御により、即応性に富んだ高い運動性を
実現できる効果がある。
よび点火時期を同時制御した場合の実験データ例を示す
チャート図である。第９図において、アクセル開度の突
変に伴ってスロットル開度が制御される状態と、これに
基づく空気流量および空燃比の変化と、さらにこれらの
結果として現われる車体の前後方向加速度をそれぞれ３
つの制御の場合（Ｉ），（II），（III）について例示
している。まず本発明による何らの制御も実施しない場
合（Ｉ）には、空燃比の乱れが多くて前後方向加速度に
顕著な落ち込みおよび前後振動が発生する。これに対し
て本発明による供給燃料量よよび点火時期を同時制御し
た上でスロットル開度の比同期吸気制御だけを実施した
場合（II）には、空気流量に比同期吸気による明確な増
量がみられるが空燃比には大きな乱れがなく、通常の空
燃比14.7から加速時での目標空燃比たとえば12の範囲を
滑らかに移行している。また点火時期制御の効果も加わ
って前後方向加速度から落ち込みおよび前後振動を解消
できる効果が明確に観測できる。さらに本発明による供
給燃料量および点火時期を同時制御した上でスロットル
開度の加速吸気および非同期吸気制御を併行して実施し
た場合（III）には、加速吸気による空気流量の急速な
立上りおよび非同期吸気による大幅な増量が特徴的であ
り、これらの大きな変動および回転速度の急増のため空
燃比に多少の乱れが発生するが、しかし前後方向加速度
には落ち込みも大きな前後振動もみられずに明白な高速
応答および高いピーク値を確認できる。このように本実
施例によればスロットル開度制御と供給燃料量よよび点
火時期の同時制御により、即応性に富んだ高い運動性を
実現できる効果がある。
本発明によれば、アクセル操作速度に応じて空気流量
をはじめ供給燃料量よよび点火時期を適宜に制御できる
ので、従来発生していた加速時の落ち込み、ためらい、
前後振動を解消すると同時に即応性の高い車体挙動を実
現できる効果があり、またアクセル操作速度によって機
関制御のパラメータが適宜に調整されるので、運転者は
その要求をアクセル操作を通じてより積極的に機関運転
に反影させうる効果がある。
をはじめ供給燃料量よよび点火時期を適宜に制御できる
ので、従来発生していた加速時の落ち込み、ためらい、
前後振動を解消すると同時に即応性の高い車体挙動を実
現できる効果があり、またアクセル操作速度によって機
関制御のパラメータが適宜に調整されるので、運転者は
その要求をアクセル操作を通じてより積極的に機関運転
に反影させうる効果がある。
第１図は本発明による内燃機関のスロットル制御装置の
一実施例を示す構成ブロック図、第２図（ａ），（ｂ）
は第１図の制御器のスロットル駆動信号の演算過程の機
能ブロック図、第３図（ａ），（ｂ）は第１図の制御器
のスロットル駆動制御アルゴリズム例のPAD図、第４図
は第１図のアクセル操作速度が異なる場合の動作例のチ
ャート図、第５図は本発明による内燃機関のスロットル
制御装置の他の実施例を示す構成ブロック図、第６図
（ａ），（ｂ）は第５図の制御器の供給燃料量算出アル
ゴリズム例のPAD図、第７図は本発明による内燃機関の
スロットル制御装置のさらに他の実施例を示す構成ブロ
ック図、第８図（ａ），（ｂ）は第７図の制御器の点火
時期算出アルゴリズム例のPAD図、第９図は第７図の各
種制御の場合の実験データ例のチャート図である。 11……機関、12……スロットル、13……制御器、14……
スロットル運転手段、15……アクセル開度検出器、16…
…機関回転速度検出器、51……供給燃料調節手段、71…
…点火時期調節手段、304〜309……アクセル操作突変の
際の演算処理。
一実施例を示す構成ブロック図、第２図（ａ），（ｂ）
は第１図の制御器のスロットル駆動信号の演算過程の機
能ブロック図、第３図（ａ），（ｂ）は第１図の制御器
のスロットル駆動制御アルゴリズム例のPAD図、第４図
は第１図のアクセル操作速度が異なる場合の動作例のチ
ャート図、第５図は本発明による内燃機関のスロットル
制御装置の他の実施例を示す構成ブロック図、第６図
（ａ），（ｂ）は第５図の制御器の供給燃料量算出アル
ゴリズム例のPAD図、第７図は本発明による内燃機関の
スロットル制御装置のさらに他の実施例を示す構成ブロ
ック図、第８図（ａ），（ｂ）は第７図の制御器の点火
時期算出アルゴリズム例のPAD図、第９図は第７図の各
種制御の場合の実験データ例のチャート図である。 11……機関、12……スロットル、13……制御器、14……
スロットル運転手段、15……アクセル開度検出器、16…
…機関回転速度検出器、51……供給燃料調節手段、71…
…点火時期調節手段、304〜309……アクセル操作突変の
際の演算処理。
Claims (6)
- 【請求項１】アクセルの踏込量を検出するアクセル踏込
量検出手段と、スロットル弁を駆動するスロットル弁運
転手段と、前記アクセル踏込量検出手段の検出値に基づ
いて前記スロットル弁運転手段に制御信号を出力しスロ
ットル弁開度を制御する制御手段とを備える内燃機関の
スロットル制御装置において、前記アクセル踏込量検出
手段の検出値がアクセル踏込量の突然の増大を示したと
きスロットル弁開度を該検出値に対応するスロットル弁
開度より大きな開度に瞬間的に開けてから該検出値に対
応するスロットル弁開度に戻す手段と、スロットル弁開
度が前記検出値に対応するスロットル弁開度に戻された
後であって前記突然の増大を示した時から所要時間後に
スロットル弁開度を一時的に若干増大させる手段とを前
記制御手段に設けたことを特徴とする内燃機関のスロッ
トル制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記アクセル踏込量の
突然の増大時に瞬間的に大きく開けられるスロットル弁
開度の大きさは、アクセル踏込量と、該アクセル踏込量
の時間変化の大きさと、内燃機関の回転速度の大きさと
に基づいて決めることを特徴とする内燃機関のスロット
ル制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記所要時間は、内燃
機関の回転速度と、アクセル踏込量の時間変化の大きさ
とに基づいて決めることを特徴とする内燃機関のスロッ
トル制御装置。 - 【請求項４】請求項１において、前記一時的に若干増大
させるスロットル弁開度は、アクセル踏込量と、該アク
セル踏込量の時間変化の大きさと、内燃機関の回転速度
の大きさとに基づいて決めることを特徴とする内燃機関
のスロットル制御装置。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかにおい
て、前記制御手段により制御されるスロットル弁開度に
基づいて機関に供給される空気量を予測し該予測値に基
づいて所望の空燃比が得られるように供給燃料量をスロ
ットル弁の開閉に連動して増減する供給燃料量調節手段
を備えることを特徴とする内燃機関のスロットル制御装
置。 - 【請求項６】請求項５において、前記空燃比について所
望の機関出力効率が得られるような点火時期をスロット
ル弁の開閉に連動して調節する点火時期調節手段を備え
ることを特徴とする内燃機関のスロットル制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63135605A JP2506150B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | 内燃機関のスロットル制御装置 |
| EP89109932A EP0344772B1 (en) | 1988-06-03 | 1989-06-01 | Method and apparatus for controlling a throttle valve of internal combustion engines |
| DE68914193T DE68914193T2 (de) | 1988-06-03 | 1989-06-01 | Verfahren und Gerät zur Steuerung der Drosselklappe von Brennkraftmaschinen. |
| US07/360,237 US4955346A (en) | 1988-06-03 | 1989-06-01 | Throttle control apparatus of internal combustion engine |
| KR1019890007674A KR0137469B1 (ko) | 1988-06-03 | 1989-06-03 | 내연기관의 드로틀 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63135605A JP2506150B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | 内燃機関のスロットル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01305140A JPH01305140A (ja) | 1989-12-08 |
| JP2506150B2 true JP2506150B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=15155722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63135605A Expired - Fee Related JP2506150B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | 内燃機関のスロットル制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4955346A (ja) |
| EP (1) | EP0344772B1 (ja) |
| JP (1) | JP2506150B2 (ja) |
| KR (1) | KR0137469B1 (ja) |
| DE (1) | DE68914193T2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5078109A (en) * | 1989-01-31 | 1992-01-07 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine output controlling method |
| JPH04500711A (ja) * | 1989-07-07 | 1992-02-06 | ローベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 内燃機関の制御装置 |
| DE3940751A1 (de) * | 1989-12-09 | 1991-06-13 | Bosch Gmbh Robert | System zur elektronischen steuerung und/oder regelung der leistung einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs |
| FR2657398B1 (fr) * | 1990-01-22 | 1994-06-10 | Renault | Procede de regulation sur vehicule d'un moteur a injection directe et allumage commande et systeme pour la mise en óoeuvre du procede et utilisation pour un moteur deux temps. |
| US5445125A (en) * | 1994-03-16 | 1995-08-29 | General Motors Corporation | Electronic throttle control interface |
| DE19540832C1 (de) * | 1995-10-30 | 1997-07-03 | Siemens Ag | Verfahren zur Lasteinstellung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
| JP3716945B2 (ja) * | 1996-02-05 | 2005-11-16 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の吸入空気量制御装置 |
| JP3815577B2 (ja) * | 1996-04-30 | 2006-08-30 | 本田技研工業株式会社 | 車両用内燃機関の出力トルク制御装置 |
| US6401690B1 (en) | 1997-10-21 | 2002-06-11 | Hitachi, Ltd. | Electric-control-type throttle apparatus |
| DE19848594C2 (de) * | 1997-10-21 | 2002-11-14 | Hitachi Ltd | Elektrisch gesteuerte Drosselklappenvorrichtung |
| US6543416B2 (en) | 1997-10-21 | 2003-04-08 | Hitachi, Ltd. | Electric-control-type throttle apparatus |
| DE19747270A1 (de) * | 1997-10-25 | 1999-04-29 | Bayerische Motoren Werke Ag | Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe |
| JP3533991B2 (ja) * | 1999-06-15 | 2004-06-07 | トヨタ自動車株式会社 | 車載用内燃機関の制御装置 |
| US6298824B1 (en) * | 1999-10-21 | 2001-10-09 | Brunswick Corporation | Engine control system using an air and fuel control strategy based on torque demand |
| JP3826014B2 (ja) * | 2001-11-02 | 2006-09-27 | 愛三工業株式会社 | 電子スロットル制御装置 |
| JP4301066B2 (ja) * | 2004-04-20 | 2009-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の自動停止始動装置およびこれを搭載した自動車 |
| JP4659591B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2011-03-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両用エンジンの吸気制御装置 |
| US20100050987A1 (en) * | 2008-09-04 | 2010-03-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine control device |
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