JP3365206B2

JP3365206B2 - 内燃機関のスロットル弁制御装置

Info

Publication number: JP3365206B2
Application number: JP12451196A
Authority: JP
Inventors: 利元河合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2016-05-20
Also published as: JPH09310637A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のスロッ
トル弁制御装置に係り、詳しくは、電子制御式のスロッ
トル弁の如く、アクチュエータにより開閉制御されるス
ロットル弁を備えた内燃機関のスロットル弁制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、特開昭６１
−２５９３８号公報に開示されたものが知られている。
この技術では、吸気通路の途中に設けられたスロットル
弁を、ステップモータ等のアクチュエータを駆動制御に
よって開閉するようにしている。すなわち、この技術で
は、アクセルペダルの開度が検出されるとともに、その
検出されたアクセル開度に対して、スロットル弁の開度
の目標値が複数の特性を有するように設定されている。
そして、運転者による切換スイッチの操作、或いは運転
状態に対応して、最適な特性における目標値が得られる
ようになっている。

【０００３】このような制御が実行されることにより、
いわゆる機械式のスロットル弁（アクセルペダルにリン
クしたもの）を有する内燃機関の場合に比べて、運転者
の要求に応じた、さらに優れた加速特性を得ることがで
きる。

【０００４】なお、この技術では、運転状態等の変化に
より、１つの開度特性から他の開度特性に移行する場合
に、スロットル弁開度の目標値が急激に変動するのを防
止するようにしている。つまり、上記移行時において、
スロットル弁開度の目標値が大きく変動しないよう、当
初の目標値に漸近するべく補正した補正目標値が新たに
設定され、上記過渡状態においては補正目標値に対応し
てスロットル弁が開閉される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、開度特性が変動する場合についての考慮はなさ
れているものの、同じ開度特性において目標値が急激に
大きくなった場合には、以下に記すような問題があっ
た。すなわち、上記技術では、実際のスロットル弁の開
度とは無関係に開度目標値が設定されるようになってい
たため、そのときのスロットル弁の開度によっては、上
記新たな目標値に達するまでの弁開度の変化に対する内
燃機関の出力の変化が一定ではなくなるという事態が生
じていた。そのため、加速ショックの低減と、運転者の
速やかな加速要求との双方を満足させるのは困難となっ
ていた。例えば、加速要求を満足しようとした場合に
は、スロットル弁を最大速度で動かせばよいのである
が、かかる場合には、加速時のショックが発生してしま
うのを抑制できない。逆に、加速時のショックを抑制し
ようと、スロットル弁の駆動速度を遅くしたのでは、運
転者の速やかな加速要求を満足できないという問題があ
った。

【０００６】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、運転者の速やかな加速要求及
び加速ショックの低減という相反する要求を共に満足さ
せることの可能な内燃機関のスロットル弁制御装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、図１に示すように、内燃機関Ｍ１
の吸気通路Ｍ２の途中に設けられ、開閉により前記内燃
機関Ｍ１に導入される空気流量を調整するためのスロッ
トル弁Ｍ３と、前記スロットル弁Ｍ３を駆動するための
アクチュエータＭ４と、運転者の加速要求を反映するア
クセルペダルＭ５と、前記アクセルペダルＭ５の開度を
含む前記内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検
出手段Ｍ６と、前記運転状態検出手段Ｍ６の検出結果に
基づき、前記スロットル弁Ｍ３の目標開度を算出する目
標開度算出手段Ｍ７と、前記目標開度算出手段Ｍ７の算
出結果に基づき、前記アクチュエータＭ４を制御する開
閉制御手段Ｍ８とを備えた内燃機関のスロットル弁制御
装置において、前記運転状態検出手段Ｍ６により検出さ
れる前記アクセルペダルＭ５の開度が所定開度以下のと
きは、前記目標開度算出手段Ｍ７の算出結果に基づいて
決定される開閉速度でもって前記アクチュエータＭ４を
駆動し、前記アクセルペダルＭ５の開度が所定開度より
も大きくなったときは、加速ショックを低減するべく、
現在の前記スロットル弁Ｍ３の開度、並びに、該スロッ
トル弁Ｍ３の開度と前記目標開度算出手段Ｍ７にて算出
された目標開度との偏差のうち、少なくとも一方に基づ
いて前記開閉速度に制限を与えた上で当該速度よりも遅
い速度でもって前記アクチュエータＭ４を駆動する開閉
速度制御手段Ｍ９を設けたことをその要旨としている。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、図１に
示すように、内燃機関Ｍ１の吸気通路Ｍ２の途中に設け
られ、開閉により前記内燃機関Ｍ１に導入される空気流
量を調整するためのスロットル弁Ｍ３と、前記スロット
ル弁Ｍ３を駆動するためのアクチュエータＭ４と、運転
者の加速要求を反映するアクセルペダルＭ５と、前記ア
クセルペダルＭ５の開度を含む前記内燃機関Ｍ１の運転
状態を検出する運転状態検出手段Ｍ６と、前記運転状態
検出手段Ｍ６の検出結果に基づき、前記スロットル弁Ｍ
３の目標開度を算出する目標開度算出手段Ｍ７と、前記
目標開度算出手段Ｍ７の算出結果に基づき、前記アクチ
ュエータＭ４を制御する開閉制御手段Ｍ８とを備えた内
燃機関のスロットル弁制御装置において、実際の前記ス
ロットル弁Ｍ３の開度が基準開度に達したときの前記目
標開度算出手段Ｍ７により算出される前記スロットル弁
Ｍ３の目標開度に基づいて所定開度を設定するととも
に、前記運転状態検出手段Ｍ６により検出される前記ア
クセルペダルＭ５の開度が所定開度以下のときは、前記
目標開度算出手段Ｍ７の算出結果に基づいて決定される
開閉速度でもって前記アクチュエータＭ４を駆動し、前
記アクセルペダルＭ５の開度が所定開度よりも大きくな
ったときは、加速ショックを低減するべく前記開閉速度
に制限を与えた上で当該速度よりも遅い速度でもって前
記アクチュエータＭ４を駆動する開閉速度制御手段Ｍ９
を設けたことをその要旨としている。

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項２に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置におい
て、前記基準開度は、ゼロよりも大きい開度であって、
かつ、運転者の加速要求が大きい場合であることを把握
するのに充分な値であることをその要旨としている。

【００１０】併せて、請求項４に記載の発明では、請求
項２又は３に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置に
おいて、前記開閉速度制御手段Ｍ９によって制限される
値は、現在の前記スロットル弁Ｍ３の開度、並びに、該
スロットル弁Ｍ３の開度と前記目標開度算出手段Ｍ７に
て算出された目標開度との偏差のうち、少なくとも一方
に基づいて設定するようにしたことをその要旨としてい
る。

【００１１】加えて、請求項５に記載の発明では、請求
項１又は４に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置に
おいて、前記開閉速度制御手段Ｍ９による前記開閉速度
に制限を与える制御は、減速ショックを低減するべく減
速時にも行うようにしたことをその要旨としている。

【００１２】（作用）上記請求項１に記載の発明によれ
ば、図１に示すように、内燃機関Ｍ１の吸気通路Ｍ２の
途中に設けられたスロットル弁Ｍ３がアクチュエータＭ
４の作動によって開閉することにより、内燃機関Ｍ１に
導入される空気流量が調整され、これによって出力が調
整される。

【００１３】また、運転者の加速要求がアクセルペダル
Ｍ５の開度として反映され、その開度を含む前記内燃機
関Ｍ１の運転状態が運転状態検出手段Ｍ６によって検出
される。さらに、運転状態検出手段Ｍ６の検出結果に基
づき、目標開度算出手段Ｍ７では、スロットル弁Ｍ３の
目標開度が算出される。そして、その目標開度算出手段
Ｍ７の算出結果に基づき、開閉制御手段Ｍ８により、ア
クチュエータＭ４が制御され、当該制御によってスロッ
トル弁Ｍ３の開度が制御される。

【００１４】さて、本発明では、運転状態検出手段Ｍ６
により検出されるアクセルペダルＭ５の開度が所定開度
以下のときは、開閉速度制御手段Ｍ９によって、前記目
標開度算出手段Ｍ７の算出結果に基づいて決定される開
閉速度でもってアクチュエータＭ４が駆動される。ま
た、アクセルペダルＭ５の開度が所定開度よりも大きく
なったときは、同じく開閉速度制御手段Ｍ９によって、
前記開閉速度に制限が与えられた上で当該速度よりも遅
い速度でもってアクチュエータＭ４が駆動される。

【００１５】このため、スロットル弁Ｍ３の開度が所定
開度となるまでは、運転者の加速要求にしたがって、速
やかな加速が実現されることとなる。また、所定開度に
達した後は、それまでよりも遅い速度でもってスロット
ル弁Ｍ３が開閉されることとなる。このため、加速ショ
ックの低減が図られる。

【００１６】さらに、前記開閉速度制御手段Ｍ９によっ
て制限される値は、現在の前記スロットル弁Ｍ３の開
度、並びに、該スロットル弁Ｍ３の開度と前記目標開度
算出手段Ｍ７にて算出された目標開度との偏差のうち、
少なくとも一方に基づいてされる。従って、そのときの
スロットル弁Ｍ３の開度等に応じたより滑らかな加速が
図られる。

【００１７】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記所定開度は、実際の前記スロットル弁Ｍ３の開度が基
準開度に達したときの前記目標開度算出手段Ｍ７により
算出される前記スロットル弁Ｍ３の目標開度に基づいて
設定される。このため、実際のスロットル弁Ｍ３の開度
が基準開度に達したときの目標開度がさほど高くないと
きには、上記制限が加えられるタイミングがより速いも
のとなり、より一層のトルクショックの低減が図られう
る。一方、実際のスロットル弁Ｍ３の開度が基準開度に
達したときの目標開度が比較的高いときには、上記制限
が加えられるタイミングがより遅く、すなわち、比較的
速い開閉速度でもってアクチュエータＭ４が駆動される
期間がより長いものとなり、より一層速やかな加速を行
うことが可能となる。

【００１８】併せて、請求項３に記載の発明によれば、
請求項２に記載の発明の作用に加えて、前記基準開度
は、ゼロよりも大きい開度であって、かつ、運転者の加
速要求が大きい場合であることを把握するのに充分な値
である。このため、運転者の加速要求が大きくない場合
でも、それを誤って認識してしまうという事態が回避さ
れる。更に、請求項４に記載の発明によれば、請求項２
又は３に記載の発明の作用効果に加えて、前記開閉速度
制御手段Ｍ９によって制限される値は、現在の前記スロ
ットル弁Ｍ３の開度、並びに、該スロットル弁Ｍ３の開
度と前記目標開度算出手段Ｍ７にて算出された目標開度
との偏差のうち、少なくとも一方に基づいてされる。従
って、そのときのスロットル弁Ｍ３の開度等に応じたよ
り滑らかな加速が図られる。

【００１９】加えて、請求項５に記載の発明によれば、
請求項１又は４に記載の発明の作用に加えて、前記開閉
速度制御手段Ｍ９による前記開閉速度に制限を加える制
御は、減速ショックを低減するべく減速時にも行われ
る。そのため、減速時においても、上記と同等の作用が
奏される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明における内燃機関の
スロットル弁制御装置をガソリンエンジンのそれに具体
化した一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２１】図２は本実施の形態において、内燃機関と
してのエンジン１のスロットル弁制御装置を示す概略構
成図である。自動車に搭載されたエンジン１は複数気筒
よりなり、エンジン１を構成するシリンダブロック２に
は気筒数分のシリンダボア３が形成されている。シリン
ダブロック２の上側には各シリンダボア３を閉塞するよ
うにシリンダヘッド４が組み付けられている。各シリン
ダボア３にはピストン５が上下動可能に設けられ、その
ピストン５がコンロッド６を介して図示しないクランク
シャフトに連結されている。そして、シリンダボア３の
内部において、ピストン５とシリンダヘッド４とで囲ま
れた空間が燃焼室７となっている。また、シリンダボア
３やコンロッド６等の各部には、エンジン１の運転時に
図示しないオイルパン内の潤滑オイルが供給されるよう
になっている。

【００２２】シリンダヘッド４には、各燃焼室７のそれ
ぞれに対応して点火プラグ８が設けられている。また、
シリンダヘッド４には、各燃焼室７に連通する吸気ポー
ト９及び排気ポート１０がそれぞれ設けられ、これら各
ポート９，１０には、吸気管（吸気通路を構成する）１
１及び排気管１２がそれぞれ連通して接続されている。
さらに、吸気ポート９及び排気ポート１０の燃焼室７に
連通する各開口端には、開閉用の吸気バルブ１３及び排
気バルブ１４がそれぞれ設けられている。これら吸気バ
ルブ１３及び排気バルブ１４は、図示しないカムシャフ
トを含む動弁装置によりクランクシャフトの回転に連動
して開閉されるようになっている。また、これら各バル
ブ１３，１４の開閉タイミングは、クランクシャフトの
回転に同期して開閉される。すなわち、各バルブ１３，
１４は吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及び排気行
程の一連の行程に同期して、所定のタイミングで開閉さ
れるようになっている。

【００２３】吸気管１１の入口側にはエアクリーナ１５
が設けられている。また、吸気管１１の途中には、同通
路１１を通過する空気の脈動を平滑化させるためのサー
ジタンク１６が設けられている。さらに、このサージタ
ンク１６の下流側にて、各気筒毎の吸気ポート９の近傍
には、燃料噴射用のインジェクタ１７がそれぞれ設けら
れている。これらインジェクタ１７には図示しない燃料
タンクから、燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給
されるようになっている。一方、排気管１２の出口側に
は、排気を浄化するための三元触媒を内蔵してなる触媒
コンバータ１８が設けられている。

【００２４】そして、エンジン１にはエアクリーナ１５
から取り込まれた外気が、サージタンク１６を含む吸気
管１１を通じて導入される。また、その外気の導入と同
時に各インジェクタ１７から燃料が噴射されることによ
り、その外気と燃料との混合気が吸入行程における吸気
バルブ１３の開きに同期して燃焼室７に取り込まれる。
さらに、燃焼室７に取り込まれた混合気が点火プラグ８
によって点火されることにより、その混合気が爆発・燃
焼してエンジン１に駆動力が得られる。そして、爆発・
燃焼後の排気ガスは、排気行程における排気バルブ１４
の開きに同期して排気管１２へと導かれ、その排気管１
２から触媒コンバータ１８等を通じて外部へ排出され
る。

【００２５】サージタンク１６の上流側には、基本的に
はアクセルペダル２６の操作量（アクセル開度ＡＣＣ
Ｐ）等に基づいて開閉されるスロットル弁１９が設けら
れている。本実施の形態において、スロットル弁１９
は、アクチュエータとしてのステップモータ２７によっ
て開閉される。つまり、本実施の形態のスロットル弁１
９は、いわゆる電子制御式のものであり、基本的には、
ステップモータ２７が前記ＥＣＵ３０からの出力信号に
基づいて駆動されることにより、当該スロットル弁１９
が開閉制御される。そして、このスロットル弁１９が開
閉されることにより、吸気管１１への外気の取り込み
量、すなわち、吸入空気量Ｑが調節される。なお、前記
アクセルペダル２６には、前記アクセル開度ＡＣＣＰを
検出するためのアクセルセンサ４１が設けられている。

【００２６】また、スロットル弁１９の近傍には、同バ
ルブ１９の開度、すなわちスロットル開度ＴＡＣＵＲを
検出するスロットルセンサ３１が設けられている。この
スロットルセンサ３１は、スロットル開度ＴＡＣＵＲの
信号を出力すると共に、スロットル弁１９が全閉位置に
あるときのみオンされるアイドル接点によりアイドル信
号を出力するようになっている。また、エアクリーナ１
５の下流側には、吸気管１１への吸入空気量Ｑを検出す
るエアフローメータ３２が設けられている。併せて、エ
アクリーナ１５とエアフローメータ３２との間には、吸
気管１１に取り込まれる空気の温度、すなわち吸気温Ｔ
ＨＡを検出する吸気温センサ３３が設けられている。

【００２７】さらに、排気管１２の途中には、排気中の
酸素濃度ＯＸを検出する、すなわち排気管１２における
排気空燃比を検出する酸素センサ３４が設けられてい
る。また、シリンダブロック２には、エンジン１の冷却
水の温度、すなわち冷却水温ＴＨＷを検出する水温セン
サ３５が設けられている。

【００２８】各気筒毎の点火プラグ８には、ディストリ
ビュータ２０にて分配された点火信号が印加される。デ
ィストリビュータ２０はイグナイタ２１から出力される
高電圧をクランクシャフトの回転、すなわちクランク角
に同期して各点火プラグ８に分配するためのものであ
る。そして、各点火プラグ８の点火タイミングは、イグ
ナイタ２１からの高電圧出力タイミングによって決定さ
れる。

【００２９】ディストリビュータ２０にはクランクシャ
フトの回転に連動して回転される図示しないロータが内
蔵されている。そして、ディストリビュータ２０には、
そのロータの回転からエンジン１の回転数、すなわちエ
ンジン回転数ＮＥを検出する回転数センサ３６が設けら
れている。同じくディストリビュータ２０には、そのロ
ータの回転に応じてエンジン１のクランク角基準信号を
所定の割合で検出する気筒判別センサ３７が設けられて
いる。この実施の形態では、エンジン１における一連の
行程に対してクランクシャフトが２回転するものとし、
回転数センサ３は、１パルス当たり３０°ＣＡの割合で
クランク角を検出する。また、気筒判別センサ３７は１
パルス当たり３６０°ＣＡの割合でクランク角を検出す
る。さらに、エンジン１に駆動連結された自動変速機２
５には、自動車の速度、すなわち車速ＳＰを検出する車
速センサ３８が設けられている。

【００３０】また、エンジン１には、その始動時にクラ
ンキングによってエンジン１に回転力を付与するための
スタータ２４が設けられている。また、このスタータ２
４には、その作動・非作動を検知するスタータスイッチ
３９が設けられている。周知のようにスタータスイッチ
３９は、図示しないイグニッションスイッチの操作によ
ってオン・オフされるものであり、イグニッションスイ
ッチが操作されている間はスタータ２４が作動されてい
ることから、スタータスイッチ３９からは「オン」のス
タータ信号ＳＴＳが出力される。

【００３１】前記自動変速機２５は、例えば図示しない
エアーコンディショナ（エアコン）等とともに、外部負
荷の一部を構成している。併せて、自動変速機７の内部
には、ニュートラルスタートスイッチ４０が設けられて
いる。このニュートラルスタートスイッチ４０は、現在
のシフト位置ＳｈＰがニュートラルレンジ［Ｎレンジ
（Ｐレンジも含む）］にあることを検出する。すなわ
ち、現在のシフト位置ＳｈＰがＮレンジにあるのかドラ
イブレンジ（Ｄレンジ）にあるのかを検出することがで
きるようになっている。

【００３２】そして、各インジェクタ１７、イグナイタ
２１、ステップモータ２７は電子制御装置（以下単に
「ＥＣＵ」という）５１に電気的に接続され、同ＥＣＵ
５１の作動によってそれらの駆動タイミングが制御され
る。このＥＣＵ５１は、目標開度算出手段、開閉制御手
段及び開閉速度制御手段を構成している。このＥＣＵ５
１には、前述したスロットルセンサ３１、エアフローメ
ータ３２、吸気温センサ３３、酸素センサ３４、水温セ
ンサ３５、回転数センサ３６、気筒判別センサ３７、車
速センサ３８、スタータスイッチ３９、ニュートラルス
タートスイッチ４０及びアクセルセンサ４１（これらの
全て又は一部は、運転状態検出手段を構成する）がそれ
ぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ５１はエンジン１
の点火時期制御、燃料噴射量制御及びスロットル弁制御
等を司るために、各センサ３１〜３８，４１、スタータ
スイッチ３９及びニュートラルスタートスイッチ４０か
らの出力信号に基づき、各インジェクタ１７、イグナイ
タ２１及びステップモータ２７を好適に駆動制御するよ
うになっている。

【００３３】ここで、ＥＣＵ５１の電気的構成を図３の
ブロック図に従って説明する。ＥＣＵ５１は中央処理装
置（ＣＰＵ）５２、所定の制御プログラム等を予め記憶
した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５３、ＣＰＵ５２の
演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）５４、記憶されたデータを保存するバックアップ
ＲＡＭ５５、タイマカウンタ５６等と、これら各部と外
部入力回路５７及び外部出力回路５８等とをバス５９に
よって接続してなる理論演算回路として構成されてい
る。この実施の形態において、ＲＯＭ５３には、後述す
る「最終目標開度設定ルーチン」等のスロットル弁制御
に関するプログラム、あるいは所定のマップ等が予め記
憶されている。また、本実施の形態において、タイマカ
ウンタ５６は、所定時間毎の割り込み信号を出力すると
共に、同時に複数のカウント動作を行うことができるよ
うになっている。

【００３４】外部入力回路５７には、前述したスロット
ルセンサ３１、エアフローメータ３２、吸気温センサ３
３、酸素センサ３４、水温センサ３５、回転数センサ３
６、気筒判別センサ３７、車速センサ３８、スタータス
イッチ３９、ニュートラルスタートスイッチ４０及びア
クセルセンサ４１等がそれぞれ接続されている。また、
外部出力回路５８には、各インジェクタ１７、イグナイ
タ２１及びステップモータ２７がそれぞれ接続されてい
る。

【００３５】そして、ＣＰＵ５２は外部入力回路５７を
介して入力される各センサ３１〜３８，４１、スタータ
スイッチ３９及びニュートラルスタートスイッチ４０か
らの各信号を入力値として読み込む。また、ＣＰＵ５１
はそれら読み込んだ入力値に基づき、各インジェクタ１
７、イグナイタ２１及びステップモータ２７を好適に駆
動制御する。

【００３６】次に、上記のように構成されたエンジン１
のスロットル弁制御装置におけるスロットル弁制御のた
めの処理動作等について図４〜図７に従って説明する。
さて、図４，５はＥＣＵ５１によりスロットル弁１９の
開度制御に際し実行される「最終目標開度設定ルーチ
ン」を説明するフローチャートであって、同ルーチン
は、所定クランク角毎の割り込みで実行される。

【００３７】図４に示すように、処理がこのルーチンへ
移行すると、先ずステップ１０１において、ＥＣＵ５１
は、スロットルセンサ３１、回転数センサ３６及びアク
セルセンサ４１等からの各信号に基づきスロットル開度
ＴＡＣＵＲ、エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣ
Ｐ等をそれぞれ読み込む。

【００３８】次に、ステップ１０２においては、今回読
み込んだアクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥ
に基づき、仮の目標開度ＴＴＡＨ（従来技術でいうとこ
ろの目標開度に相当）を算出する。なお、この仮の目標
開度ＴＴＡＨの算出に際しては、図示しないマップが参
酌される。

【００３９】さらに、ステップ１０３においては、今回
算出された仮の目標開度ＴＴＡＨから実際のスロットル
開度ＴＡＣＵＲを減算した値の絶対値を偏差ｔｋｍｏ
ｄとして設定する。

【００４０】続いて、ＥＣＵ５１は、ステップ１０４に
おいて、後述する制限制御に際し用いられる加速時制限
値ＴＡＩＮＣ及び減速時制限値ＴＡＤＥＣを算出する。
これら加速時制限値ＴＡＩＮＣ及び減速時制限値ＴＡＤ
ＥＣは、共に、そのときどきの実際のスロットル開度Ｔ
ＡＣＵＲと、前記偏差ｔｋｍｏｄとに基づいて定めら
れるものである。例えば、加速時制限値ＴＡＩＮＣにつ
いては、図６に示すようなマップが参酌されることによ
り設定される（減速時制限値ＴＡＤＥＣについても図示
しないマップが参酌される）。

【００４１】また、次なるステップ１０５においては、
今回算出された仮の目標開度ＴＴＡＨを、とりあえずの
駆動目標開度ＴＡＭＯＤとして設定する。さらにまた、
図５に示すように、ステップ１０６においては、実際の
スロットル開度ＴＡＣＵＲが予め定められた基準開度α
（例えばα＝「５°」）以上であるか否かを判断する。
そして、スロットル開度ＴＡＣＵＲが基準開度α以上で
ない場合には、ステップ１０７へ移行し、基準開度超過
フラグＸαを「０」に設定する。ここで、基準開度超過
フラグＸαというのは、実際のスロットル開度ＴＡＣＵ
Ｒが上記基準開度α以上の場合に「１」に、そうでない
場合には「０」に設定されるものである。

【００４２】その後、ＥＣＵ５１は、ステップ１１１へ
移行する。また、ステップ１０６において、スロットル
開度ＴＡＣＵＲが基準開度α以上の場合には、ステップ
１０８へ移行する。ステップ１０８においては、現在、
基準開度超過フラグＸαが「０」であるか否かを判断す
る。ここで、基準開度超過フラグＸαが「０」の場合に
は、それまでのスロットル開度ＴＡＣＵＲが基準開度α
未満であり、今回の処理において基準開度α以上になっ
たものとして、ステップ１０９において、そのときの仮
の目標開度ＴＴＡＨを所定開度βとして設定する。ま
た、続くステップ１１０において、基準開度超過フラグ
Ｘαを「１」に切換える。一方、ステップ１０８におい
て、基準開度超過フラグＸαが「１」の場合には、スロ
ットル開度ＴＡＣＵＲが基準開度α以上の状態が継続し
ているものとして、ステップ１１１へジャンプする。

【００４３】ステップ１１０、ステップ１０８、或いは
ステップ１０７から移行して、ステップ１１１において
は、今回の処理におけるアクセル開度ＡＣＣＰ（ｉ）が
前回の処理におけるアクセル開度ＡＣＣＰ（ｉ−１）以
上であるか否かを判断する。そして、今回のアクセル開
度ＡＣＣＰ（ｉ）が前回のアクセル開度ＡＣＣＰ（ｉ−
１）以上の場合には、運転者からの加速要求があったも
のと判断してステップ１１２へ移行する。

【００４４】ステップ１１２においては、現在の実際の
スロットル開度ＴＡＣＵＲが、上記ステップ１０９で設
定した所定開度β（βは可変）以上となっているか否か
を判断する。そして、実際のスロットル開度ＴＡＣＵＲ
が、所定開度β以上となっていない場合には、ステップ
１１７へ移行し、今回定められたとりあえずの駆動目標
開度ＴＡＭＯＤ（ｉ）を最終目標開度ＴＡＮＧＬＥとし
て設定し、その後の処理を一旦終了する。従って、この
場合は、ステップ１０２で算出された仮の目標開度ＴＴ
ＡＨがそのまま最終目標開度ＴＡＮＧＬＥとして設定さ
れる。換言すれば、実際のスロットル開度ＴＡＣＵＲ
が、所定開度βに到達するまでは、ステップモータ２７
ひいてはスロットル弁１９は、仮の目標開度ＴＴＡＨに
基づいて比較的速く駆動されることとなる。

【００４５】また、ステップ１１２において、実際のス
ロットル開度ＴＡＣＵＲが、上記ステップ１０９で設定
した所定開度β以上となっている場合には、以降におい
て、いわゆる制限制御を実行するべくステップ１１３へ
移行する。

【００４６】ステップ１１３においては、実際のスロッ
トル開度ＴＡＣＵＲが最新の仮の目標開度ＴＴＡＨ以下
であるか否かを判断する。そして、実際のスロットル開
度ＴＡＣＵＲが最新の仮の目標開度ＴＴＡＨ以下の場合
には、未だ最新の仮の目標開度ＴＴＡＨに達しておら
ず、さらにスロットル弁１９を比較的ゆっくり開いてや
る必要があるものとしてステップ１１４へ移行する。

【００４７】ステップ１１４においては、前回設定され
た駆動目標開度ＴＡＭＯＤ（ｉ−１）に対し、上記加速
時制限値ＴＡＩＮＣを加算した値を新たな駆動目標開度
ＴＡＭＯＤ（ｉ）として設定する。そして、最後にステ
ップ１１７において、当該駆動目標開度ＴＡＭＯＤ
（ｉ）を最終目標開度ＴＡＮＧＬＥとして設定し、その
後の処理を一旦終了する。従って、実際のスロットル開
度ＴＡＣＵＲが所定開度β以上となってからは、目標開
度ＴＴＡＨに到達するまで、制限が加えられつつゆっく
りと最終目標開度ＴＡＮＧＬＥが増大し、ステップモー
タ２７ひいてはスロットル弁１９も、目標開度ＴＴＡＨ
に到達するまで、ゆっくり駆動されることとなる。

【００４８】一方、ステップ１１１において、今回のア
クセル開度ＡＣＣＰ（ｉ）が前回のアクセル開度ＡＣＣ
Ｐ（ｉ−１）以上でない場合には、運転者からの減速要
求があったものと判断してステップ１１５へ移行する。

【００４９】ステップ１１５においては、実際のスロッ
トル開度ＴＡＣＵＲが最新の仮の目標開度ＴＴＡＨ以上
であるか否かを判断する。そして、実際のスロットル開
度ＴＡＣＵＲが最新の仮の目標開度ＴＴＡＨ以上の場合
には、未だ最新の仮の目標開度ＴＴＡＨまで減っておら
ず、さらにスロットル弁１９を比較的ゆっくり閉じてや
る必要があるものとしてステップ１１６へ移行する。

【００５０】ステップ１１６においては、前回設定され
た駆動目標開度ＴＡＭＯＤ（ｉ−１）から、上記減速時
制限値ＴＡＤＥＣを減算した値を新たな駆動目標開度Ｔ
ＡＭＯＤ（ｉ）として設定する。そして、最後にステッ
プ１１７において、当該駆動目標開度ＴＡＭＯＤ（ｉ）
を最終目標開度ＴＡＮＧＬＥとして設定し、その後の処
理を一旦終了する。従って、減速時においても、目標開
度ＴＴＡＨに到達するまで、制限が加えられつつゆっく
りと最終目標開度ＴＡＮＧＬＥが減少し、ステップモー
タ２７ひいてはスロットル弁１９も、目標開度ＴＴＡＨ
に到達するまで、ゆっくり駆動されることとなる。

【００５１】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。まず、アクセルペダル２６が踏み込まれた
場合には、図７に示すように、仮の目標開度ＴＴＡＨ、
ひいては実際のスロットル開度ＴＡＣＵＲも、時間の経
過とともに増大する。そして、実際のスロットル開度Ｔ
ＡＣＵＲが基準開度αに達した時点（ｔ１）において算
出された仮の目標開度ＴＴＡＨが所定開度βとして設定
される（例えばアクセルペダル２６が速く、かつ、大き
く踏み込まれた場合にはＡ点、アクセルペダル２６がゆ
っくりと、かつ、小さく踏み込まれた場合にはＢ点）。

【００５２】その後、実際のスロットル開度ＴＡＣＵＲ
が所定開度β（Ａ点、Ｂ点）に達するまでは、次々に算
出、設定される仮の目標開度ＴＴＡＨ（駆動目標開度Ｔ
ＡＭＯＤ（ｉ））に向けてステップモータ２７ひいては
スロットル弁１９が速い速度で開かれる。

【００５３】そして、実際のスロットル開度ＴＡＣＵＲ
が所定開度β（Ａ点、Ｂ点）に達した後は、加速時制限
値ＴＡＩＮＣが徐々に加算されてゆく。すなわち、所定
開度βに達した後は、スロットル弁１９の開き速度は、
それまでの開き速度に比べて緩やかなものとなる。

【００５４】これらのことから、以下の効果が奏され
る。（イ）加速時において、スロットル開度ＴＡＣＵＲが所
定開度β（Ａ点、Ｂ点）となるまでは、運転者の加速要
求にしたがって、速やかな加速が実現される。従って、
アクセルペダル２６が速く、かつ、大きく踏み込まれた
場合には、速やかな加速が確保され、運転者の加速要求
に応ずることができる。一方で、スロットル開度ＴＡＣ
ＵＲが所定開度β（Ａ点、Ｂ点）に達した後は、それま
でよりも遅い速度でもってスロットル弁１９が開閉され
る。このため、速やかな加速とともに、加速ショックの
低減をも同時に図ることができる。

【００５５】（ロ）また、本実施の形態において、スロ
ットル開度ＴＡＣＵＲが所定開度β（Ａ点、Ｂ点）に達
した後に加算されてゆく加速時制限値ＴＡＩＮＣ（減速
時にあっては全スロットル開度ＴＡＣＵＲの領域で減算
されてゆく減速時制限値ＴＡＤＥＣ）は、スロットル開
度ＴＡＣＵＲ、並びに、該スロットル開度ＴＡＣＵＲと
仮の目標開度ＴＴＡＨとの偏差ｔｋｍｏｄに基づいて
算出される。従って、そのときどきのスロットル弁１９
の開度等、運転状態に応じたより滑らかな加速が実現さ
れうる。

【００５６】（ハ）さらに、本実施の形態によれば、前
記所定開度βは、実際のスロットル弁ＴＡＣＵＲが基準
開度αに達したときの仮の目標開度ＴＴＡＨに基づいて
設定される。このため、例えばアクセルペダル２６がゆ
っくりと踏み込まれた場合には、スロットル弁ＴＡＣＵ
Ｒが基準開度αに達したときの目標開度ＴＴＡＨがさほ
ど高くなく、そのため所定開度βも比較的小さい値とな
る。従って、上記加速時制限値ＴＡＩＮＣは加算されは
じめるタイミングがより速いものとなり、より一層のト
ルクショックの低減が図られうる。一方、アクセルペダ
ル２６が速く踏み込まれた場合には、スロットル弁ＴＡ
ＣＵＲが基準開度αに達したときの目標開度ＴＴＡＨが
高いため、所定開度βも比較的大きな値となる。従っ
て、上記加速時制限値ＴＡＩＮＣは加算されはじめるタ
イミングがより遅く、すなわち、比較的速い開速度でも
ってスロットル弁１９が開かれる時間がより長いものと
なり、より一層速やかな加速を行うことが可能となる。

【００５７】（ニ）併せて、本実施の形態によれば、基
準開度αを例えば５°とした。この５°というのは、ゼ
ロよりも大きく、かつ、運転者の加速要求が大きい場合
には、確実に目標開度ＴＴＡＨが高い値となり、加速要
求が大きいことを確実に把握することができる値ある。
従って、運転者の加速要求が大きくない場合でも、それ
を大きいものと誤って認識してしまうという事態を回避
することができる。

【００５８】（ホ）加えて、本実施の形態では、加速時
のみならず、減速時においても減速時制限時ＴＡＤＥＣ
を減算してゆくことで減速ショックを低減するようにし
た。そのため、減速時においても、上記と同等の作用効
果を得ることができる。

【００５９】尚、本発明は前記実施の形態に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。（１）上記実施の形態では、基準開度αを例えば５°と
したが、当該値に限定されるものではない。

【００６０】（２）上記実施の形態では、減速時におい
ても減速時制限時ＴＡＤＥＣを減算してゆくことで減速
ショックを低減するようにしたが、加速時のみ行うよう
にしてもよい。

【００６１】（３）上記実施の形態では、スロットル弁
１９の数を１つのみとしたが、複数のスロットル弁を有
する場合に本発明を適用してもよい。（４）加速時制限値ＴＡＩＮＣ等を算出する際のマップ
は、必ずしも図６に示すようなものに限られない。例え
ば、スロットル開度ＴＡＣＵＲ、並びに、該スロットル
開度ＴＡＣＵＲと仮の目標開度ＴＴＡＨとの偏差ｔｋ
ｍｏｄのうち、一方のみに基づいて定めるようにしても
よい。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
のスロットル弁制御装置によれば、運転者の速やかな加
速要求及び加速ショックの低減という相反する要求を共
に満足させることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の基本的な概念構成図で
ある。

【図２】本発明を具体化した一実施の形態におけるエン
ジンのスロットル弁制御装置を示す概略構成図である。

【図３】ＥＣＵ等の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図４】ＥＣＵにより実行される「最終目標開度設定ル
ーチン」を示すフローチャートである。

【図５】図４の続きを示すフローチャートである。

【図６】加速時制限値を定めるためのマップである。

【図７】一実施の形態の作用を説明するべく、時間に対
する仮の目標開度及び実際のスロットル開度の関係を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、１２…吸気通路としての吸気管、１９…
スロットル弁、２６…アクセルペダル、２７…アクチュ
エータとしてのステップモータ、３１…運転状態検出手
段を構成するスロットルセンサ、３２…運転状態検出手
段を構成するエアフローメータ、３３…運転状態検出手
段を構成する吸気温センサ、３４…運転状態検出手段を
構成する酸素センサ、３５…運転状態検出手段を構成す
る水温センサ、３６…運転状態検出手段を構成する回転
数センサ、３７…運転状態検出手段を構成する気筒判別
センサ、３８…運転状態検出手段を構成する車速セン
サ、３９…運転状態検出手段を構成するスタータスイッ
チ、４０…運転状態検出手段を構成するニュートラルス
タートスイッチ、４１…運転状態検出手段を構成するア
クセルセンサ、５１…目標開度算出手段、開閉制御手段
及び開閉速度制御手段を構成するＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/10 ３１０Ｆ０２Ｄ 41/10 ３１０ 41/12 ３１０ 41/12 ３１０ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/14 320 F02D 9/02 311 F02D 9/02 315 F02D 11/10 F02D 41/04 310 F02D 41/10 310 F02D 41/12 310

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気通路の途中に設けられ、
開閉により前記内燃機関に導入される空気流量を調整す
るためのスロットル弁と、前記スロットル弁を駆動するためのアクチュエータと、運転者の加速要求を反映するアクセルペダルと、前記アクセルペダルの開度を含む前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記スロッ
トル弁の目標開度を算出する目標開度算出手段と、前記目標開度算出手段の算出結果に基づき、前記アクチ
ュエータを制御する開閉制御手段とを備えた内燃機関の
スロットル弁制御装置において、前記運転状態検出手段により検出される前記アクセルペ
ダルの開度が所定開度以下のときは、前記目標開度算出
手段の算出結果に基づいて決定される開閉速度でもって
前記アクチュエータを駆動し、前記アクセルペダルの開
度が所定開度よりも大きくなったときは、加速ショック
を低減するべく、現在の前記スロットル弁の開度、並び
に、該スロットル弁の開度と前記目標開度算出手段にて
算出された目標開度との偏差のうち、少なくとも一方に
基づいて前記開閉速度に制限を与えた上で当該速度より
も遅い速度でもって前記アクチュエータを駆動する開閉
速度制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関のスロ
ットル弁制御装置。
【請求項２】内燃機関の吸気通路の途中に設けられ、
開閉により前記内燃機関に導入される空気流量を調整す
るためのスロットル弁と、前記スロットル弁を駆動するためのアクチュエータと、運転者の加速要求を反映するアクセルペダルと、前記アクセルペダルの開度を含む前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記スロッ
トル弁の目標開度を算出する目標開度算出手段と、前記目標開度算出手段の算出結果に基づき、前記アクチ
ュエータを制御する開閉制御手段とを備えた内燃機関の
スロットル弁制御装置において、実際の前記スロットル弁の開度が基準開度に達したとき
の前記目標開度算出手段により算出される前記スロット
ル弁の目標開度に基づいて所定開度を設定するととも
に、前記運転状態検出手段により検出される前記アクセ
ルペダルの開度が所定開度以下のときは、前記目標開度
算出手段の算出結果に基づいて決定される開閉速度でも
って前記アクチュエータを駆動し、前記アクセルペダル
の開度が所定開度よりも大きくなったときは、加速ショ
ックを低減するべく前記開閉速度に制限を与えた上で当
該速度よりも遅い速度でもって前記アクチュエータを駆
動する開閉速度制御手段を設けたことを特徴とする内燃
機関のスロットル弁制御装置。
【請求項３】前記基準開度は、ゼロよりも大きい開度
であって、かつ、運転者の加速要求が大きい場合である
ことを把握するのに充分な値であることを特徴とする請
求項２に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置。
【請求項４】前記開閉速度制限手段によって制限され
る値は、現在の前記スロットル弁の開度、並びに、該ス
ロットル弁の開度と前記目標開度算出手段にて算出され
た目標開度との偏差のうち、少なくとも一方に基づいて
設定するようにしたことを特徴とする請求項２又は３に
記載の内燃機関のスロットル弁制御装置。
【請求項５】前記開閉速度制御手段による前記開閉速
度に制限を与える制御は、減速ショックを低減するべく
減速時にも行うようにしたことを特徴とする請求項１又
は４に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置。