JP3030648B2 - エンジンの吸入空気量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スロットル開度特性を非線形に設定すると
共にスロットル弁をバイパスしてバイパスエアを供給す
るようにしたエンジンの吸入空気量制御装置に関するも
のである。

（従来の技術） 従来より、エンジンのスロットル弁の開度特性すなわ
ちアクセル操作量（アクセル開度）に対するスロットル
開度の変化は、各種要求に対応して設定されているもの
であり、一般には、アクセル開度に対してスロットル開
度が直線的に増加するものであるが、これに対して加速
性を向上することから、低スロットル開度ではアクセル
開度に対してスロットル開度を大きくするように、アク
セル開度とスロットル開度との関係が直線比例的に変化
しない非線形特性に設定する技術が公知である（例え
ば、特公昭52−39989号公報参照）。

また、口径の比較的大きなスロットル弁においては、
その吸気量制御すなわちトルク特性の変化はその低スロ
ットル領域において大半行われ、ある開度以上の領域で
はアクセル操作に対応したトルク変化がなく、操作感の
点から好ましくないものであり、このような場合に、前
記のようにスロットル開度特性を非線形として、アクセ
ル開度よりスロットル開度を小さくすることで、アクセ
ル開度に対してトルク特性が直線的となるように設定し
て、高スロットル開度でのトルク変化を得て操作性を確
保することが考えられる。

一方、エンジンのアイドル回転数を所定状態に制御す
るために、吸気通路のスロットル弁をバイパスするバイ
パスエア通路を設け、このバイパスエア通路に介装した
制御弁によってバイパスエア量を調整することで、アイ
ドル回転数を目標回転数に制御するようにした技術も知
られている。

（発明が解決しようとする課題） しかして、前記のようにスロットル開度特性を非線形
に設定してアクセル開度よりスロットル開度を小さく
し、高スロットル開度での加速感を得て走行性を改善す
るようにした場合には、逆にトルクコンバータを備えた
自動変速機を経て駆動する際の発進性が低下する問題を
有する。

すなわち、前記高スロットル開度での加速感を得るた
めに、スロットル開度を非線形特性に設定すると、低ス
ロットル開度でのトルクが小さくなり、これに従って自
動変速機を備えたものでは発進加速感が低下することに
なる。

そこで本発明は上記事情に鑑み、スロットル開度を非
線形特性として高スロットル開度での加速走行性を確保
しつつ発進性を改善するようにしたエンジンの吸入空気
量制御装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の吸入空気量制御装
置は、スロットル弁の開度特性を、スロットル弁開度が
アクセル開度より低開度となる非線形特性に設定する一
方、上記スロットル弁をバイパスしてバイパスエアを供
給するバイパスエア通路を設け、該バイパスエア通路に
アイドル時のバイパスエア量を制御する制御弁を介装し
てなり、上記スロットル弁開度がアイドル開度以上に開
かれたオフアイドル時で、かつ、エンジン回転数が該エ
ンジン回転数の上昇に対する車両の駆動力がトルクコン
バーターを備えた自動変速機を介して車輪に伝達され始
めるストール回転数近傍より低回転側のエンジン回転領
域にある時に、前記バイパスエア通路の制御弁の開度を
増大補正する制御手段を設けて構成したものである。

（作用及び効果） 上記のようなエンジンの吸入空気量制御装置では、ス
ロットル弁開度特性をアクセル開度より低開度となる非
線形特性に設定したことで、高スロットル弁開度域での
アクセル操作に対応したトルク変化特性を確保して低回
転全開時などのトルクの伸びによる加速走行性を得るこ
とができる。また、この非線形特性によって低スロット
ル開度領域のトルクが低下傾向となって発進性が悪化す
るのを、バイパスエア量を補正し、スロットル弁開度が
アイドル開度以上に開かれたオフアイドル時で、かつ、
ストール回転数付近より低回転側のエンジン回転領域に
ある時である発進時に、バイパスエア量を増加すること
で、発進時において駆動力が車輪側に伝達される領域で
の吸入空気量の増大でトルクの上昇を図って発進性が改
善できる。これにより、高スロットル開度での走行性と
低スロットル開度での発進性の両方を改善することがで
きるものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第１
図は一実施例の吸入空気量制御装置を備えたエンジンの
全体構成図である。

エンジン本体１のピストン２上方に容積可変に形成さ
れた燃焼室３には、吸気ポート４および排気ポート５が
連通開口し、その開口部分が吸気弁６および排気弁７に
よって所定のタイミングで開閉作動される。

上記吸気ポート４に接続された吸気通路８には、上流
側から吸入空気量を検出するエアフローセンサ11、スロ
ットル弁12が介装され、サージタンク13の下流部分で各
気筒に分岐形成され、ここに燃料を噴射供給するインジ
ェクタ14が配設されている。

また、上記吸気通路８に対し、そのスロットル弁12を
バイパスしてその上下の吸気通路８に接続したバイパス
エア通路15が形成され、このバイパスエア通路15にはそ
の開度調整によってバイパスエア量を調整する制御弁16
が介装されている。さらに、前記燃焼室３に臨んで点火
プラグ17が配設され、この点火プラグ17にイグニション
コイル18とディストリビュータ19を介して放電電圧が通
電される。

そして、上記バイパスエア通路15の制御弁16にはコン
トローラ20から制御信号が出力されて、アイドル時およ
びの他の領域での吸入空気量の制御が行われる。また、
イグニションコイル18にも点火信号が出力される。

前記コントローラ20は各種センサからの信号を受ける
ものであって、バイパスエア制御においてはエンジン回
転数信号Ｒ、アイドル信号を含むスロットル開度信号T
V、外部負荷信号等がそれぞれ入力される。

また、前記スロットル弁12の開度特性は、第３図に示
すように、スロットル開度TVがアクセル開度より低開度
になるように非線形特性に設定されている。すなわち、
アクセル開度の全閉時にはスロットル開度も全閉で、ア
クセル開度が全開時にはスロットル開度も全開となるよ
うに連係させるものであるが、その中間開度において
は、アクセル開度よりスロットル開度が小さく、例え
ば、アクセル開度が1/2の時にスロットル開度は1/4程度
となるように設定されている。

なお、上記スロットル開度特性を得るためのアクセル
機構とスロットル弁12の開閉機構との連係は、機械的連
係で行ってもよく、また、アクセル開度を検出してスロ
ットル開度を電気的に制御するように連係してもよい。

前記コントローラ20（制御手段）によるバイパスエア
制御弁16の開度制御は、基本的にはスロットル弁12が閉
じたアイドル時に水温等に応じた目標アイドル回転数に
実際のアイドル回転数が一致するように両者の差に応じ
たバイパスエア量を演算して所定開度にフィードバック
制御するものである。また、アイドル時に電気負荷、ク
ーラー負荷などの外部負荷が作用している場合には、そ
の負荷補正を行う。

さらに、非アイドル時でエンジン回転数がストール回
転数近傍より低い回転領域の場合には、低スロットル開
度領域でバイパスエア量を増大するような特性に設定さ
れたスロットル補正を行うものである。上記ストール回
転数は、トルクコンバーターを有する自動変速機で、発
進時のエンジン回転数の上昇に対応して、実際に車両が
駆動し始める回転数である。すなわち、この自動変速機
の場合、アクセル操作を行ってもトルクコンバーターに
滑りがあって、発進操作が行われても直ちに車両が駆動
されずにある程度エンジン回転数が上昇してから、駆動
力が車輪側に伝達される際のエンジン回転数である。そ
して、このストール回転数に達するスロットル開度に対
する吸入空気量を増大してエンジン回転数の上昇を速め
て発進性を改善するために、上記スロットル補正を行う
ものである。このストール回転数は、エンジン排気量、
トルクコンバータ特性などによって変化するが、例えば
2500rpmに設定されている。

次に、上記コントローラ20の処理を第２図のフローチ
ャートに従って説明する。このフローチャートはバイパ
スエア制御ルーチンについてのみ示している。制御スタ
ート後、ステップS1でスロットル開度信号、エンジン回
転数信号、外部負荷信号（電気負荷、クーラー負荷等）
などを読み込む。そして、ステップS2でスロットル開度
TVが所定量TVa以下のアイドル時か否かを判定する。

上記ステップS2の判定がYESでアイドル時の場合に
は、ステップS3で外部負荷が作動していない無負荷状態
か否かを判定する。無負荷状態の場合には、ステップS4
でバイパスエア量QBを演算する。このアイドル無負荷状
態でのバイパスエア量QBは、エンジン水温に対応して設
定されるベース流量QBstと、目標回転数と検出回転数と
の差に基づくフィードバック補正量QBfbとによって演算
される。

また、上記ステップS3の判定がNOで、外部負荷が作用
しているアイドル状態では、ステップS5に進んで作動し
ている外部負荷の大きさに応じた負荷補正量QBd1を読み
込み、ステップS6でこの状態のバイパスエア量QBを演算
する。この場合のバイパスエア量QBは、前記ベース流量
QBstとフィードバック補正量QBfbとに、上記負荷補正量
QBd1を加算して演算される。

次に前記ステップS2の判定がNOでスロットル開度TVが
アイドル開度TVa以上に開かれたオフアイドル時には、
ステップS7に進んでエンジン回転数Ｒがストール回転数
に対応した設定値Rst以下の低回転か否かを判定する。
この設定値Rstは、ストール回転数（例えば2500rpm）に
所定値（例えば500rpm）加算した回転数に設定されてい
る。

そして、上記ステップS7の判定がNOで設定値Rstを越
えた高回転時にはステップS8この状態のバイパスエア量
QBを演算する。この場合のバイパスエア量QBは、前記ベ
ース流量QBstのみによって設定される。また、前記ステ
ップS7の判定がYESで設定値Rst以下の低回転時には、ス
テップS9でスロットル開度に応じたスロットル補正量QB
tvを読み込み、ステップS10でこの状態のバイパスエア
量QBを演算する。この場合のバイパスエア量QBは、上記
ベース流量QBstとスロットル補正量QBtvとを加算して設
定する。

上記スロットル補正量QBtvは、第４図に示すように、
スロットル開度に対して低スロットル開度の領域に設定
され、前述のように発進領域の増量補正を行うものであ
る。

上記のようにステップS4,S6,S8およびS10でそれぞれ
に設定されたバイパスエア量QBに基づき、ステップS11
でそのバイパスエア量QBに相当する開度に制御弁16を駆
動するものである。

上記のような実施例によれば、アクセル開度TVと吸入
空気量Qaの関係は第５図に示すように、前記第３図のス
ロットル開度特性とバイパスエア制御のベース流量QBと
による基本流量は、アクセル開度の増大に直線的に比例
して吸入空気量Qaが増加し、これに発進領域となる低開
度側のアクセル領域で前記スロットル補正量QBtvに相当
する吸入空気量の増量を行うものである。換言すれば、
前記第３図のスロットル開度特性はアクセル開度に対し
て直線的に吸入空気量が増大して、アクセル開度の全域
で比例的に吸入空気量すなわちトルク変動が生じて高開
度での加速感を得るようにしているものである。

なお、上記実施例においては、発進性を改善するため
のバイパスエアの増量補正をスロットル開度に応じたス
ロットル補正量の設定によって行っているが、アクセル
開度に対応して設定するようにしてもよく、また、段階
的にテーブル設定するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例における吸入空気量制御装置を備えた
エンジンの概略構成図、 第２図はバイパスエア制御ルーチンを示すフローチャー
ト図、 第３図はスロットル開度特性を示す特性図、 第４図はスロットル補正量の設定例を示す特性図、 第５図はアクセル開度と吸入空気量との関係を示す特性
図である。 １……エンジン本体、８……吸気通路、12……スロット
ル弁、15……バイパスエア通路、16……制御弁、20……
コントローラ（制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−206945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−63145（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−127944（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−18740（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00,29/02 F02D 41/00 - 41/40 F02D 9/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に介装されたスロットル弁の開度
   特性を、スロットル弁開度がアクセル開度より低開度と
   なる非線形特性に設定する一方、、上記スロットル弁を
   バイパスしてバイパスエアを供給するバイパスエア通路
   を設け、該バイパスエア通路にアイドル時のバイパスエ
   ア量を調整する制御弁を介装したエンジンの吸入空気量
   制御装置であって、上記スロットル弁開度がアイドル開
   度以上に開かれたオフアイドル時で、かつ、エンジン回
   転数が該エンジン回転数の上昇に対する車輪の駆動力が
   トルクコンバーターを備えた自動変速機を介して車輪に
   伝達され始めるストール回転数近傍より低回転側のエン
   ジン回転領域にある時に、前記バイパスエア通路の制御
   弁の開度を増大補正して吸入空気量を増加する制御手段
   を設けたことを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装
   置。