JPH01208538A - エンジンのスロットル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのスロットル弁制御装置に関するも
のである。

（従来技術） −最近では、例えばトルク・コンバータを備えたオート
マチックトランスミッション車に対してもターボ過給機
を付設したターボチャージャー仕様のものが多くなって
きている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記のようにオートマチックトランスミッシ
ョン車において、ターボ過給機を付設したものの場合、
例えば第１０図の車両走行特性図に示すように、アクセ
ルを所定量踏み込んで発進加速すると、先ず最初にトル
ク・コンバータによる加速（トルク増倍作用）が行なわ
れて本来のアクセル開度対応値以上の所定値まで急速に
トルクがアップする。そして、該トルクコンバータのト
ルクアップによって所定値まで車速か高くなると、ター
ボ過給機が作用するようになるが、該ターボ過給機には
ターボラグがあるために一旦トルクが低下（減速）した
後に上記過給圧が作用するようになって再び加速すると
言うことになり、非常に走行フィーリングを悪くする。

この現象は、アクセル開度が小さい領域での加速、例え
ばアクセルｌ／４開度程度の小踏み込み量の加速時から
過給領域への移行時の場合が顕著で最ら走行フィーリン
グ上問題となり易い。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のような問題を解決することを目的とし
てなされたもので、ターボ過給を行なうターボ過、３機
並びに例えば実開昭６２−６４４７号公報に示されてい
るようなアクセルペダルの操作と独立した開度制御が可
能な電子制御型スロットル弁を各々備えてなるエンジン
において、上記アクセルペダルの開度を検出するアクセ
ル開度検出手段と、上記ターボ過給機の過給圧を検出す
る過給圧検出手段と、上記電子制御型スロットル弁のス
ロットル開度を制御する電子制御型スロットル弁制御手
段を設け、上記アクセル開度検出手段により検出される
アクセル開度が所定開度値以下の小開度域から所定変化
率で増大方向に開度変化されるともに該増大変化時にお
いて上記過給圧検出手段により検出される過給圧が所定
値以上に高くなった場合には、上記電子制御型スロット
ル弁のスロットル開度を上記電子制御型スロットル弁制
御手段により本来の目標開度よりも小さく制御するよう
にしてなるものである。

（作　用） 上記本発明の問題解決手段によると、アクセル開度が小
さい軽負荷領域において、所定開度以上アクセルが踏ま
れて加速されるようになった場合、過給圧検出手段によ
りターボ過給機の過給圧の上昇を監視し、当該過給圧が
ターボラブを生じる可能性のある所定圧まで高くなろう
とする時点で通常のスロットル弁とは別に独立して設け
た電子制御型スロットル弁を閉じ方向に制御する。その
結果、仮に過給圧は上昇しても実際にエンジンに供給さ
れる吸気充填量は上記電子制御型スロットル弁の閉弁量
だけ低下し実質的にエンジン出力は低下するようになる
ので、スロットル開度一定状態でのターボラグによるト
ルクの急向上分は相殺されるようになる。

（実施例） 第２図および第３図は、本発明の実施例に係るエンジン
のスロットル弁制御装置を示している。

先ず第２図は、上記実施例装置の制御システムの概略図
であり、図中符号１はターボ過給機６を備えたエンジン
を示している。

上記ターボ過給機６はコンプレッサホイール６ａおよび
タービンホイール６ｂを備え、これら各ホイールを回転
軸７によって相互に連結して構成されている。

そして、上記エンジン本体１の各気筒の吸気マニホール
ド３１〜３４に連通ずる吸気通路２には、その吸気上流
側から吸気下流側にかけて順次エアクリーナ３、エアフ
ロメータ４、上記ターボ過給機６のコンプレッサホイー
ル６ａ、スロットル弁１８、補助スロットル弁１９、サ
ージタンク５かそれぞれ設けられている。

そして、上記エアクリーナ３で吸入された吸入空気はエ
アフロメータ４で計量され、上記コンプレッサホイール
６ａによって圧縮加圧された後に、上記スロットル弁１
８、補助スロットル弁１９を介してＲＮされてエンジン
に供給される。上記スロットル弁１８は、アクセルペダ
ル１７の踏み込み量（アクセル開度ＡＣ・θ）に応じて
（比例して）作動し運転状態に応じてエンジンへの基本
吸入空気量を決定する。そして、そのスロットル開度θ
ＴＶＯは付設のスロットル開度センサー１８Ａによって
検出され実質上アクセル開度検出信号として後述するエ
ンジンコントロールユニット２７に人力される。また、
補助スロットル弁１９は、例えばステッピングモータ１
９Ａを備えた電子制御型スロットル弁であり、該ステッ
ピングモータ１９　Ａに供給されるパルス数（または補
助スロットル弁制御信号Ｉ　Ｅ　Ｔ　Ｉ＋のデユーティ
）に応じて上記スロットル弁Ｉ８とは独立して任意に開
度制御される。

この具体的な制御内容については、後に詳細に説明する
（第３図のフローチャート参照）。

また、上記エンジンｌの排気通路９の途中には上記ター
ボ過給機６のタービンホイール６ｂが設けられており、
排気ガスエネルギーによる該タービンホイール６ｂの回
転によって上記コンプレッサホイール６ａを駆動して上
記吸気の過給を行なうようになっている。また、上記排
気通路９は、当該タービンホイール６ｂのターボハウジ
ング部分でそのインレット側８Ａからアウトレット側８
ＢにかけてＵ状に湾曲され、該湾曲部の上記インレット
側８Ａとアウトレット側８Ｂとは上記ターボハウジング
をバイパスして排気ガスのリリーフ通路ｌＯが設けられ
ており、該リリーフ通路１０のアウトレット８Ｂ側端部
にはウェストゲートバルブＩＩが設置されている。該ウ
ェストゲートバルブ１には、リンクレバー１２を介して
ダイヤフラムよりなるウェストゲートアクチュエータ１
３の作動軸に連結されており、当該ウェストゲートアク
チュエータ１３によりその間弁状態が作動制御される。

またウェストゲートアクチュエータ１３は、電気的に制
御される三方ソレノイドバルブ１５を介して上記吸気通
路２の上記コンプレッサホイール６ａの下流側と上流側
に各々吸気圧導入通路１４および吸気リリーフ通路１６
を介して連通せしめられており、後述するエンジンコン
トロールユニット２４からの過給圧制御信号ｓｐによっ
てその開度時間を制御される当該三方ソレノイドバルブ
１５の開弁時間（デユーティ比）に応じて上記ウェスト
ゲートバルブ１１の開弁期間、すなわち、排気ガスのリ
リーフ量を加減して上記吸気通路側コンプレッサホイー
ル６ａによる吸気の過給圧をコントロールする。

一方、符号２２はエンジン回転数および点火時期ピック
アップを備えたディストリビュータであり、図示しない
イグナイタからの高圧二次電流をエンジン側番気筒の点
火プラグ２０．２０・・に所定の点火タイミングで印加
する。該ディストリビュータ２２のエンジン回転数ピッ
クアップによって各々検出された実際のエンジン回転数
ＮＥ並びに点火時期Ｇは、それぞれエンジンコントロー
ルユニット２４に入力される。エンジンコントロールユ
ニット２４は、マイクロコンピュータにより構成されて
おり、上記の検出信号とともにノックセンサ２１によっ
て検出されたノブキング検出信号ｖｒ１上記エアフロメ
ータ４により検出された吸入空気１ｉＱ、アイドル接点
のＯＮ信号、図示しないＯ，センサの出力ｖ０、過給圧
検出手段２６によって検出されたサージタンク５内の過
給圧Ｐａ。

上記スロットル開度センサＡによって検出されたスロッ
トル開度ＴＶＯ、エンジン冷却水温Ｔｗなどのエンジン
の空燃比、点火時期、ノッキング抑制制御等各種の制御
に必要な制御パラメータが各々入力されるようになって
いる。

次に、上記エンジンコントロールユニット２４による上
記補助スロットル弁１９の制御動作について第３図のフ
ローチャートを参照して詳細に説明する。

先ずステップＳ１で上述したアクセル開度ＡＣ・θと同
視できるスロットル開度θＴ　ＶＯ，サージタンク内圧
力（過給圧）Ｐａ、エンジン回転数ＮＥを順次読み込む
。続いてステップＳ１、Ｓ３に進んで上記ステップＳ、
で読み込まれた現在のサージタンク内圧力Ｐａの値が、
第６図のマツプ特性の何れかからその時のエンジン回転
数ＮＥとスロットル開度′ｒｖＯ（＝アクセル開度ＡＣ
・θ）とに基づいて特定される最適トルク特性に基づく
基準過給圧（目標値）ＰａＭＡｐと比較して大きいか、
小さいかを順次判定し、実際に検出された上記現在のサ
ージタンク内圧力Ｐａが当該マツプ上の基準過給圧値Ｐ
　ＨＭ　ＡＩ）に等しい（大きくも小さくもない）ステ
ップＳｘ、Ｓｓ共にＮｏ判定の場合には更にステップＳ
５に進み上記補助スロットル弁１９の開度θεＴＶＯを
そのままの開度θＥＴＶＯに保持し吸気量の可変制御を
行なわない。

一方、上記ステップＳ、でＹＥＳ、およびステップＳ、
でＹＥＳの各場合（要するに実際のサージタンク内圧力
Ｐａが第６図のマツプ上の基準過給圧値Ｐ　ＬＩＭ　Ａ
ｌ）と等しくない場合）には、それぞれ対応するステッ
プＳ４、ＳｌＩに進んで上記補助スロットル弁１９の開
度θＥＴＶＯを１ステップ開度（ｌパルス開度）△θＥ
ＴＶＯ補正してエンジンへの吸入空気量をスロットル弁
１８とは独立に可変する。すなわち、先ず上記ステップ
Ｓ、でＹＥＳの場合は、第６図のマツプの良好な目標ト
ルク特性を得るには、現在の過給圧が高すぎる場合であ
るから、ステップＳ４に進んで上記補助スロットル弁１
９の開度θＥＴＶＯをΔθＥＴＶＯだけ小さく閉じ方向
に制御してターボ過給機６の作用による過給圧ＰＢの上
昇にも拘わらず上記吸気通路２内の補助スロットル弁１
９を閉じてエンジンへの供給吸気量を低下させ、出力の
上昇を制限しトルクを低下させる。

すなわち、先ず上記第６図のマツプ上のトルク特性（ａ
）〜（ｄ）は、上記ターボ過給機６が作動しターボラグ
を生じない十分な過給状態となっている第４図に示す定
常運転時のトルク特性（ａ′）〜（ｄ′）と軽負荷時等
で未だアクセル開度ＡＣ・θも小さくターボ過給機６の
過給作用が十分でない状態から次第にアクセルペダル１
７が踏み込まれて加速される第５図の過渡時のトルク特
性（ａ″）〜（ａ″）とを合成して作成しており、各々
アクセル開度（１／４開度ステップで設定している）に
対応して４領域の特性に設定されている。

従って、該第６図のトルク特性によって決定される基錦
過給圧Ｐ　ｎｕ　Ａｌ）を基にして実際のサージタンク
内圧力ＰＢの大小を比較し、その結果、マツプ値Ｐｎｖ
Ａｐに等しくない場合には、等しくなるように（つまり
マツプ値Ｐ　ＢＭ　ＡＩ）を目標値として）補助スロッ
トル弁１９を絞ることにより、」二足アクセル開度一定
時に於けるターボ過給機６の過給圧によるトルク上昇分
を吸気減少によって実質的に相殺して走行フィーリング
を向上させるようにしている。この結果、従来第１０図
のような走行特性を示していたしのが、第７図のような
ンヤクリのない安定した加速走行特性を示すようになり
走行フィーリングが大きく向上する。

他方、上記ステップＳ、でＮｏであってもステップＳ３
でＹＥＳと判定された場合は、第６図のマツプによって
規定される良好な目標トルク特性を得るには現在の過給
圧が低すぎる場合であるから、ステップＳ８に進んで上
記補助スロットル弁１９の開度１９ＥＴＶｏをΔθＥＴ
ＶＯだけ大きく開弁方向に制御して吸気量を増やしトル
クの向上を図る。

なお、上記の場合において、補助スロットル弁１９の特
性は、従来一般にアクセル開度に比例したものに設定さ
れることが多いが、望ましくは第８図に示されているよ
うに、その応答感度（制御ゲイン）を高め、第９図のよ
うに発進時の加速性能を十分に向上させながら、なおか
つ良好な走行フィーリングが得られるようにすることが
好ましい。

なお、上記の実施例では、オートマヂックトランスミッ
ション車の場合を例にとって説明したか、ターボ過給機
のタイムラグの問題は通常のマニュアルトランスミソン
ヨン車の場合でも同様であり、はぼ同様に適用すること
ができることは言うまでもない。

（発明の効果） 本発明は、以上に説明したように、ターボ過給を行なう
ターボ過給機並びにアクセルペダルの操作と独立した開
度制御が可能な電子制御型スロットル弁をそなえてなる
エンノンにおいて、上記アクセルペダルの開度を検出す
るアクセル開度検出手段と、上記ターボ過給機の過給圧
を検出する過給圧検出手段と、上記電子制御型スロット
ル弁のスロットル開度を制御する電子制御型スロットル
弁制御手段を設け、上記アクセル開度検出手段により検
出されるアクセル開度が所定開度値以下の小開度域から
所定変化率で増大方向に開度変化されるともに該増大変
化時において上記過給圧検出手段により検出される過給
圧が所定値以上に高くなった場合には、上記電子制御型
スロットル弁のスロットル開度を上記電子制御型スロッ
トル弁制御手段により本来の目標開度よりも小さく制御
するようにしたことを特徴とするものである。

ずなわら、上記本発明の構成では、アクセル開度か小さ
い軽負荷領域において、所定開度以上アクセルが踏まれ
て加速されるようになった場合、過給圧検出手段により
ターボ過給機の過給圧の」二昇を監視し、当該過給圧が
ターボラブを生じる可脂性のある所定圧まで高くなろう
とする時点で通常のスロットル弁とは別に独立して設け
た電子制御型スロットル弁を閉じ方向に制御する。その
°結果、本発明の構成では仮に過給圧は上昇してら実際
にエンジンに供給される吸気充填ｍは上記電子制御型ス
ロットル弁の閉弁爪だけ低下し実質的にエンジン出力は
低下するようになるので、スロットル開度一定状態での
ターボラグによるトルクの急向上分は相段されるように
なる。その結果、トルクンヨックのない滑らかな加速特
性を実現できるようになる。

従って、上記本発明の構成によれば、従来のようなター
ボラグによるトルクンヨソク、走行フィーリングの悪さ
は確実に解消され、ドライバビリティ−に優れたターボ
ヂャーノヤ車を提供し得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクレーム対応図、第２図は、本発明
の実施例に係るエンジンのスロットル弁制御装置のシス
テム系統図、第３図は、同スロットル弁制御装置の制御
動作を示すフローヂャート、第４図は、エンジン定常運
転時のトルク特性図、第５図は、アクセル初期踏み込み
時のエンジン過渡運転時に於けるトルク特性図、第６図
は、上記第４図と第５図のトルク特性を基に形成したア
クセル操作によって得ようとずろ目標トルク特性を示し
た基本マツプ図、第７図は、本発明実施例による車両走
行特性を従来例の場合と対比して示した特性図、第８図
は、補助スロットル弁の感度を高くした場合の「アクセ
ル−スロットル」特性図、第９図は、第８図に対応した
走行特性図、第１０図は、従来のターボ過給エンジンの
一般的な走行特性図を示している。 １　・・・・・エンジン本体 ２　・・・・・吸気通路 ５　・・・・・ザージタンク ６　・・・・・ターボ過給機 １７・・・・・アクセルペダル １８・・・・・スロットル弁 １９・・・・・補助スロットル弁 ２４・・・・・エンジンコントロールユニット２６・・
・・・過給圧検出手段 留Ｃ口世Ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　ターボ過給を行なうターボ過給機並びにアクセル
   ペダルの操作と独立した開度制御が可能な電子制御型ス
   ロットル弁をそなえてなるエンジンにおいて、上記アク
   セルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、
   上記ターボ過給機の過給圧を検出する過給圧検出手段と
   、上記電子制御型スロットル弁のスロットル開度を制御
   する電子制御型スロットル弁制御手段を設け、上記アク
   セル開度検出手段により検出されるアクセル開度が所定
   開度値以下の小開度域から所定変化率で増大方向に開度
   変化されるともに該増大変化時において上記過給圧検出
   手段により検出される過給圧が所定値以上に高くなった
   場合には、上記電子制御型スロットル弁のスロットル開
   度を上記電子制御型スロットル弁制御手段により本来の
   目標開度よりも小さく制御するようにしたことを特徴と
   するエンジンのスロットル弁制御装置。