JP7380347B2 - スロットル制御装置 - Google Patents
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Description
以下、スロットル制御装置の第1実施形態を、図1~図11を参照して詳細に説明する。本実施形態のスロットル制御装置は、車両に搭載された自然吸気式のエンジンに適用されている。
目標開度TA*の演算に際してエンジン制御ユニット22はまず、アクセルペダル開度ACC及びエンジン回転数NEに基づき、負荷率KLの要求値である要求負荷率KL*を算出する。負荷率KLは、燃焼室11に流入する吸気の質量であるシリンダ流入空気量を、シリンダの行程容積を占める標準大気状態の、すなわち標準大気圧:1013hPa、標準気温:20℃、標準相対湿度:60%の吸気の質量に対する比率で表したものである。すなわち、負荷率KLは、燃焼室11の吸気の充填効率ηcを表している。
図5に、スロットル上流圧PAC及びエンジン回転数NEが一定の状態においてスロットル開度TAを変化させたときのスロットル前後圧力比RPの変化を示す。スロットル開度TAを0から最大開度TAmaxへと増加させていったときにスロットル前後圧力比RPは、スロットル開度TAが0のときの値である0からスロットル開度TAが最大開度TAmaxのときの値である1へと増加していく。ただし、スロットル開度TAが最大開度TAmaxに近づくと、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの変化率、すなわちスロットル開度TAの変化量に対するスロットル前後圧力比RPの変化量の比率は次第に小さくなる。そのため、スロットル前後圧力比RPが1に近い大開度領域では、スロットル開度TAに対するスロットル前後圧力比RPの感度が低くなる。すなわち、要求負荷率KL*の僅かな変化に対して目標開度TA*の値が大きく変化することになる。そしてその結果、大開度領域では、スロットル開度TAの大幅な変更が頻繁に行われる、いわゆるスロットルハンチングが発生して、スロットルモータ19等に多大な負荷をかける虞がある。
図6及び図7に、目標開度TA*の演算に係る目標開度演算ルーチンのフローチャートを示す。エンジン制御ユニット22は、エンジンの運転中に本ルーチンの処理を既定の制御周期毎に繰り返し実行する。
さらに続くステップS180では、スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなる負荷率KLの値が、切替点負荷率KLwotの値として演算される。切替点負荷率KLwotの演算に際してはまず、スロットル上流圧PACに既定値RPwotを乗算した積が、切替点スロットル下流圧PMwotの値として求められる。一方、エンジン制御ユニット22のメモリには、スロットル下流圧PM及びエンジン回転数NEと負荷率KLとの関係が、負荷率演算マップMAP3として記憶されている。切替点負荷率KLwotの値は、この負荷率演算マップMAP3を用いて、現在のエンジン回転数NEにおいてスロットル下流圧PMが切替点スロットル下流圧PMwotとなる負荷率KLを求めることで、演算されている。なお、こうして演算された切替点負荷率KLwotの値は、スロットル開度TA以外のエンジン10の制御状態を変えずに、スロットル開度TAを切替点開度TAwotとした場合の負荷率KLを示している。
図10に、本実施形態のスロットル制御装置における要求負荷率KL*と目標開度TA*の演算値との関係を示す。また、図11には、図10において一点鎖線で囲まれた領域における上記関係が示されている。
次に、スロットル制御装置の第2実施形態を、図12を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
次に、スロットル制御装置の第3実施形態を、図13を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施形態のスロットル制御装置は、目標開度TA*の演算に際して、第1実施形態のスロットル制御装置が実施する負荷率閾値設定処理F1、及び要求負荷率調整処理F2と、第2実施形態のスロットル制御装置が実施する目標開度調整処理F4と、を併せ行うものとなっている。
・第1実施形態及び第3実施形態では、式(7)の関係を満たす値として、負荷率閾値KLTの値を設定していたが、切替点負荷率KLwotよりも大きく、かつ最大負荷率KLmaxよりも小さい負荷率を設定するのであれば、それ以外の態様で負荷率閾値KLTの値を設定するようにしてもよい。例えば、負荷率閾値KLTの値を定数としてもよい。また、上記実施形態では、開度閾値TATを定数としていたが、切替点開度TAwot、最大開度TAmaxなどから演算される可変値としてもよい。
11…燃焼室
12…吸気通路
13…排気通路
14…吸気弁
15…排気弁
16…エアクリーナ
17…エアフローメータ
18…スロットルバルブ
19…スロットルモータ
20…インジェクタ
21…点火プラグ
22…エンジン制御ユニット
23…クランクシャフト
Claims (6)
- エンジンの吸気通路に設置されたスロットルバルブの開度を制御するスロットル制御装置において、
前記スロットルバルブの開度であるスロットル開度TAの目標値を目標開度TA*とし、前記スロットル開度TAの制御範囲の最大値を最大開度TAmaxとし、前記エンジンの負荷率KLの要求値を要求負荷率KL*とし、前記エンジンの現在の制御状態における前記負荷率KLの最大値を最大負荷率KLmaxとし、前記スロットルバルブの通過前の吸気圧に対する同スロットルバルブの通過後の吸気圧の比をスロットル前後圧力比RPとし、前記スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときの前記スロットル開度TAを切替点開度TAwotとし、前記スロットル前後圧力比RPが前記既定値RPwotとなるときの前記負荷率KLを切替点負荷率KLwotとしたとき、
前記切替点負荷率KLwotよりも大きく、かつ前記最大負荷率KLmaxよりも小さい負荷率を負荷率閾値KLTの値として設定する負荷率閾値設定処理と、
前記要求負荷率KL*が前記負荷率閾値KLT以下の場合には同要求負荷率KL*を調整後要求負荷率KLrqmの値として設定するとともに、前記要求負荷率KL*が前記負荷率閾値KLTを超える場合には前記最大負荷率KLmaxを前記調整後要求負荷率KLrqmの値として設定する要求負荷率調整処理と、
前記負荷率KLを前記調整後要求負荷率KLrqmとするために必要な前記スロットル前後圧力比RPを要求圧力比RP*としたとき、前記要求圧力比RP*が前記既定値RPwot以下の値となる場合には前記スロットル前後圧力比RPが前記要求圧力比RP*となる前記スロットル開度TAを前記目標開度TA*の値として演算するとともに、前記要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える値となる場合には下式の関係を満たす値を前記目標開度TA*の値として演算する目標開度演算処理と、
前記スロットル開度TAを前記目標開度TA*とすべく前記スロットルバルブを駆動するスロットル駆動処理と、
を行うスロットル制御装置。
- 「k」を、1未満の正の値を取る定数としたとき、前記負荷率閾値設定処理は、下式の関係を満たす値を前記負荷率閾値KLTの値として設定する請求項1に記載のスロットル制御装置。
- 前記目標開度演算処理にて演算された前記目標開度TA*が、前記切替点開度TAwotの値が取り得る範囲の最大値よりも大きく、かつ前記最大開度TAmaxよりも小さい値として予め設定された開度閾値TAT以上の値である場合には、同目標開度TA*の値を前記最大開度TAmaxに置き換えて前記スロットル駆動処理に受け渡す目標開度調整処理を行う請求項1又は2に記載のスロットル制御装置。
- エンジンの吸気通路に設置されたスロットルバルブの開度を制御するスロットル制御装置において、
前記スロットルバルブの開度であるスロットル開度TAの目標値を目標開度TA*とし、前記スロットル開度TAの制御範囲の最大値を最大開度TAmaxとし、前記エンジンの負荷率KLの要求値を要求負荷率KL*とし、前記エンジンの現在の制御状態における前記負荷率KLの最大値を最大負荷率KLmaxとし、前記スロットルバルブの通過前の吸気圧に対する同スロットルバルブの通過後の吸気圧の比をスロットル前後圧力比RPとし、前記負荷率KLを前記要求負荷率KL*とするために必要な前記スロットル前後圧力比RPを要求圧力比RP*とし、前記スロットル前後圧力比RPが既定値RPwotとなるときの前記スロットル開度TAを切替点開度TAwotとし、前記スロットル前後圧力比RPが前記既定値RPwotとなるときの前記負荷率KLを切替点負荷率KLwotとしたとき、
前記要求圧力比RP*が前記既定値RPwot以下の値となる場合には前記スロットル前後圧力比RPが前記要求圧力比RP*となる前記スロットル開度TAを調整前目標開度TArqの値として演算するとともに、前記要求圧力比RP*が既定値RPwotを超える値となる場合には下式の関係を満たす値を前記調整前目標開度TArqの値として演算する目標開度演算処理と、
前記調整前目標開度TArqが、前記切替点開度TAwotの値が取り得る範囲の最大値よりも大きく、かつ前記最大開度TAmaxよりも小さい値として予め設定された開度閾値TAT以下の値である場合には前記調整前目標開度TArqを前記目標開度TA*の値として設定するとともに、前記調整前目標開度TArqが前記開度閾値TATを超える値である場合には前記最大開度TAmaxを前記目標開度TA*の値として設定する目標開度調整処理と、
前記スロットル開度TAを前記目標開度TA*とすべく前記スロットルバルブを駆動するスロットル駆動処理と、
を行うスロットル制御装置。
- 前記切替点負荷率KLwotよりも大きく、かつ前記最大負荷率KLmaxよりも小さい負荷率を負荷率閾値KLTの値として設定する負荷率閾値設定処理と、
前記要求負荷率KL*が前記負荷率閾値KLTを超える場合には同要求負荷率KL*の値を前記最大負荷率KLmaxに置き換えて前記目標開度演算処理に受け渡す要求負荷率調整処理と、
を行う請求項4に記載のスロットル制御装置。 - 「k」を、1未満の正の値を取る定数としたとき、前記負荷率閾値設定処理は、下式の関係を満たす値を前記負荷率閾値KLTの値として設定する請求項5に記載のスロットル制御装置。
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