JPH08338281A - 電子制御スロットルによるエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、アイドルスピード制御につい
て、制御の共通化の図れる電子制御スロットルによるエ
ンジン制御装置を提供するにある。 【構成】コントロールユニット２６は、制御量演算手段
４０とスロットル開度制御手段４３から構成されてい
る。制御量演算手段４０は、アクセルポジションセンサ
１９により検出されたアクセル踏込み量が零の時に，デ
イストリビュータ２８により検出されたエンジン回転数
が所定値となるように、補助空気制御量を演算する。ス
ロットル開度制御手段４３は、この制御量演算手段４０
により演算された補助空気制御量に基づいて、スロット
ルアクチュエ−タ７の目標開度を演算し、スロットルア
クチュエ−タ７に出力して、スロットル弁６の開度を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子制御スロットルに
よるエンジン制御装置に係り、特に、アイドルスピード
の制御の行える電子制御スロットルによるエンジン制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、運転者のアクセル操作量に応じ
て、スロットル弁を電気的に制御して、吸気通路を流れ
る空気流量を制御してエンジンの制御を行う電子制御ス
ロットルによるエンジン制御装置が開発されている。一
方では、従来より、アイドルスピードを制御する装置と
して、バイパス通路を流れる空気流量を制御するアイド
ルスピード制御装置が知られている。これらの制御装置
は、それぞれ独立の制御装置として制御を実行している
ため、バイパス通路を流れる空気流量によって同一のア
クセル操作量であってもエンジン出力が異なり、運転者
に違和感を与えるため、例えば、特開昭６１−８９９３
７号公報に記載のように、バイパス通路に流れる空気流
量に応じてスロットル弁の開度特性を補正することが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法は、２種類の制御系を用いるものであるため、発明
者らは、電子制御スロットルを用いてアイドルスピード
制御も行うことを検討した。アイドルスピードの制御を
スロットル弁の開度の制御により行うためには、新たな
制御ロジックを構築する必要がある。また、電子制御ス
ロットル自体はまだ高価であるため、同一の車両の中で
も、グレードの高い車種には、電子制御スロットルを採
用できるが、低グレードの車種では、従来からのアクセ
ルペダルとスロットル弁を直結した機械式のスロットル
制御を行う必要があり、かかる車種では、従来と同様な
アイドルスピード制御用の制御装置を備える必要があ
る。従って、同一車両の中でも、電子制御スロットルに
よりアイドルスピードを制御する車種と、従来からのア
イドルスピード制御用の制御装置によりアイドルスピー
ドを制御する車種が存在することとなり、制御の共通化
を図れないという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、アイドルスピード制御に
ついて、制御の共通化の図れる電子制御スロットルによ
るエンジン制御装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、アクセル操作量を検出するアクセル検
出手段と、エンジンの情報を検出するエンジン情報検出
手段と、入力する制御信号に応じて、スロットル弁の開
度を制御するスロットルアクチュエ−タと、上記アクセ
ル検出手段が検出したアクセル操作量の情報及び上記エ
ンジン情報検出手段が検出したエンジン情報に基づい
て、上記スロットルアクチュエ−タに供給する制御信号
を演算する演算制御手段とを有する電子制御スロットル
によるエンジン制御装置において、上記演算制御手段
は、上記アクセル検出手段により検出されたアクセル踏
込み量が零の時に，上記エンジン情報検出手段により検
出されたエンジン回転数が所定値となるように、補助空
気制御量を演算する制御量演算手段と、この制御量演算
手段により演算された補助空気制御量に基づいて、上記
スロットルアクチュエ−タの目標開度を演算するスロッ
トル開度制御手段から構成するようにしたものである。

【０００６】上記電子制御スロットルによるエンジン制
御装置において、好ましくは、上記制御量演算手段は、
補助空気制御量として、制御デユ−テイ値を演算するよ
うにしたものである。

【０００７】上記電子制御スロットルによるエンジン制
御装置において、好ましくは、上記制御量演算手段は、
補助空気制御量として、制御ステップ値を演算するよう
にしたものである。

【０００８】上記電子制御スロットルによるエンジン制
御装置において、好ましくは、上記エンジン情報検出手
段は、エンジンの水温を検出するとともに、上記スロッ
トル開度制御手段は、検出された上記水温に基づいて、
エンジンへの供給空気量を制御するに必要なスロットル
弁の開度を演算し、この開度を上記目標開度に加算し
て、目標開度として出力するようにしたものである。

【０００９】上記電子制御スロットルによるエンジン制
御装置において、好ましくは、上記スロットル開度制御
手段は、上記目標開度における修正値を求め、この修正
値によって上記目標開度を補正するようにしたものであ
る。

【００１０】上記電子制御スロットルによるエンジン制
御装置において、好ましくは、上記スロットル開度制御
手段は、上記アクセル検出手段により検出されたアクセ
ル操作量に応じたスロットル目標開度を求めるととも
に，上記アクセル検出手段により検出されたアクセル操
作量が所定値以下である時には、このスロットル目標開
度を零として，上記目標開度に上記スロットル目標開度
を加算して目標開度として出力するようにしたものであ
る。

【００１１】上記電子制御スロットルによるエンジン制
御装置において、好ましくは、上記スロットル開度制御
手段は、演算された上記目標開度と、その前のタイミン
グで演算された目標開度の差が所定値以下である時に
は，前の目標開度をそのまま出力するようにしたもので
ある。

【００１２】上記電子制御スロットルによるエンジン制
御装置において、好ましくは、上記スロットル開度制御
手段は、上記補助空気制御量とそれに対応したスロット
ル開度の変換テ−ブルを記憶する記憶手段と、上記制御
量演算手段が出力する補助空気制御量に基づいて、上記
記憶手段に記憶された変換テ−ブルを用いて、上記目標
開度を補間演算するようにしたものである。

【００１３】

【作用】本発明では、演算制御手段は、記アクセル検出
手段により検出されたアクセル踏込み量が零の時に，エ
ンジン情報検出手段により検出されたエンジン回転数が
所定値となるように、補助空気制御量を演算する制御量
演算手段と、この制御量演算手段により演算された補助
空気制御量に基づいて、スロットルアクチュエ−タの目
標開度を演算するスロットル開度制御手段から構成する
ことにより、アイドルスピ−ド制御もアクセルの踏込み
量に対応するスロットル弁制御も１系統で実現し得るも
のとなる。

【００１４】また、制御量演算手段は、補助空気制御量
として、制御デユ−テイ値を演算することにより、デユ
−テイ弁タイプのＩＳＣバルブに対して制御し得るもの
となる。

【００１５】また、さらに、制御量演算手段は、補助空
気制御量として、制御ステップ値を演算することによ
り、ステップモ−タ式のＩＳＣバルブに対して制御し得
るものとなる。

【００１６】また、エンジン情報検出手段は、エンジン
の水温を検出するとともに、スロットル開度制御手段
は、検出された水温に基づいて、エンジンへの供給空気
量を制御するに必要なスロットル弁の開度を演算し、こ
の開度を目標開度に加算して、目標開度として出力する
ことにより、電子制御スロットルによって、始動暖機を
行い得るものとなる。

【００１７】また、さらに、スロットル開度制御手段
は、目標開度における修正値を求め、この修正値によっ
て目標開度を補正することにより、スロットル開度制御
をより高精度にし得るものとなる。

【００１８】また、スロットル開度制御手段は、アクセ
ル検出手段により検出されたアクセル操作量に応じたス
ロットル目標開度を求めるとともに，アクセル検出手段
により検出されたアクセル操作量が所定値以下である時
には、このスロットル目標開度を零として，目標開度に
スロットル目標開度を加算して目標開度として出力する
ことにより、信号ラインノイズの影響を除去し得るもの
となる。

【００１９】また、さらに、スロットル開度制御手段
は、演算された目標開度と、その前のタイミングで演算
された目標開度の差が所定値以下である時には，前の目
標開度をそのまま出力することにより、不要な回転変動
を回避し得るものとなる。

【００２０】また、スロットル開度制御手段は、補助空
気制御量とそれに対応したスロットル開度の変換テ−ブ
ルを記憶する記憶手段と、制御量演算手段が出力する補
助空気制御量に基づいて、記憶手段に記憶された変換テ
−ブルを用いて、目標開度を補間演算することにより、
この演算を簡単にでき、制御ロジックを容易に構築し得
るものとなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を用
いて説明する。

【００２２】図１は、本発明の一実施例によるエンジン
制御装置の全体構成図である。

【００２３】エアクリーナ３の一端は、大気に開口し、
他端は、吸気通路２を介してエンジン１に連通してお
り、エンジン１に空気を供給する。エンジン１からの排
気は、排気通路４を介して大気中に排出される。排気通
路４には、触媒装置８が配設され、排気ガスを浄化す
る。

【００２４】アクセルペダル５は、運転者のエンジン出
力要求に応じて踏込み操作され、そのアクセル操作量
は、アクセル検出手段であるアクセルペダルポジション
センサ１９により検出され、コントロールユニット２６
に取り込まれる。スロットル弁６は、吸気通路２に配設
され、吸入空気量を制御する。スロットル弁６を開閉作
動させるために、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエ
ータ７がスロットル弁６の軸に係合している。スロット
ル弁６の開度は、スロットルポジションセンサ２２によ
り検出される。スロットル弁６は、アクセルペダル５の
踏込み量、つまり、アクセル操作量により電気的に制御
されることにより、電子制御スロットルを構成してい
る。

【００２５】また、排気還流通路９の一端が排気通路４
に配設され、触媒装置８の上流に開口し、その他端が吸
気通路２に配設されたスロットル弁６の下流に開口し
て、排気通路４の排気ガスの一部を吸気通路２に還流す
る。還流制御弁１０が、排気還流通路９の途中に配設さ
れ、吸気負圧を動作源とするダイヤフラム装置等によ
り、排気還流量を制御する。還流制御弁１０の開閉は、
ソレノイド弁１１によって行われる。

【００２６】一方、吸気通路２を流れる吸入空気量を検
出するエアフローメータ２０が、スロットル弁６の上流
に配設されている。燃料噴射弁１２が、吸気通路２に配
設されたスロットル弁６の下流に配設され、吸入空気量
に応じた燃料を噴射供給する。燃料噴射弁１２は、燃料
ポンプ１３及び燃料フィルタ１４を配設した燃料供給通
路１５を介して燃料タンク１６に連通しており、燃料タ
ンク１６からの燃料が供給されるとともに、その余剰燃
料は燃圧レギュレータ１７を配設したリターン通路１８
を介して燃料タンク１６に還流され、よって所定圧の燃
料が燃料噴射弁１２に供給されるようにしている。

【００２７】また、エンジン冷却水の温度を検出するエ
ンジン温度検出手段としての温度センサ２３が配設され
ている。Ｏ2センサ２４が、排気通路４に配設された触
媒装置８の上流に配設され、排気ガス中の酸素濃度成分
によりエンジン１の空燃比を検出する。還流制御弁１０
には、排気還流量を検出する還流センサ２５が付設され
ている。また、吸気通路を流れる吸入空気の空気温を検
出する空気温センサ２１が吸気通路に配設されている。

【００２８】アクセルペダルポジションセンサ１９，エ
アフローメータ２０，空気温センサ２１，スロットルポ
ジションセンサ２２，水温センサ２３，Ｏ2センサ２４
及び還流センサ２５の検出信号は、ＣＰＵ等よりなるコ
ントロールユニット２６に入力されていて、コントロー
ルユニット２６により、スロットルアクチュエータ７や
ソレノイド弁１１及び燃料噴射弁１２が制御される。

【００２９】アイドルスピードの制御もスロットルアク
チュエータ７の開度を制御することにより行われる。さ
らに、コントロールユニット２６にはイグナイタ２７が
接続されており、点火時期を制御する。

【００３０】また、コントロールユニット２６はディス
トリビュータ２８及びバッテリ２９が接続されていて、
それぞれ点火時期の制御用信号及びバッテリ電圧の信号
を入力している。

【００３１】次に、本発明の一実施例によるアイドルス
ピード制御のためのスロットル弁開度制御について、図
２を用いて説明する。

【００３２】図２は、本発明の一実施例による電子制御
スロットルによるエンジン制御装置のアイドルスピード
制御のために用いるコントロールユニットの入出力及び
内部制御演算を示すブロック図である。

【００３３】図２において、破線で示す補助空気デバイ
スであるＩＳＣ Ｖａｌｖｅ（アイドル・スピード・コ
ントロール・バルブ）や始動暖気デバイスである補助空
気デバイスは、従来の制御手段であり、本発明における
電子制御スロットルそのものでは用いていないが、本発
明との対比において、破線で示している。

【００３４】コントロールユニット２６内の制御量演算
手段４０は、アクセルポジションセンサ１９からのアク
セルポジションの信号により、アクセル５が踏み込まれ
ていないことを判別し、その場合には、アイドルスピー
ド制御のための演算を行う。制御量演算手段４０は、デ
イストリビュータ２８からのエンジン回転数の信号を入
力し、このエンジン回転数が、例えば、７００ｒｐｍ等
の所定値となるように制御する。

【００３５】ここで、制御量演算手段４０は、補助空気
デバイスがあたかも存在するかのように、補助空気制御
量を演算する。ＩＳＣバルブが、例えば、デユーテイ弁
タイプのＩＳＣバルブであれば、制御デユーテイ（ｄｕ
ｔｙ）値を補助空気制御量ＩＳＣ dutyとして演算す
る。従って、この補助空気制御量ＩＳＣ dutyは、その
まま、従来のＤｕｔｙ弁タイプのＩＳＣバルブに制御信
号として供給すれば、補助空気流路であるバイパス通路
に配設されたＩＳＣバルブの開度を制御でき、その結
果、アイドルスピード制御を行えるものである。

【００３６】しかしながら、ここで、本実施例では、こ
の制御量演算手段４０の演算結果の補助空気制御量ＩＳ
Ｃ dutyをスロットル開度制御手段４３に出力する。ス
ロットル開度制御手段４３には、スロットル開度演算手
段４２と流量特性記憶手段４１が備えられている。スロ
ットル開度演算手段４２は、制御量演算手段４０から入
力された補助空気制御量ＩＳＣ dutyに基づいて、スロ
ットル弁６の開度を制御するための目標開度ＴＶＯを演
算する。この演算に際して、スロットル開度演算手段４
２は、流量特性記憶手段４１に記憶されたマップを参照
する。

【００３７】ここで、補助空気制御量ＩＳＣ dutyに基
づいて、スロットル弁６の開度を制御するための目標開
度ＴＶＯを求める原理について、図３及び図４を用いて
説明する。

【００３８】図３は、補助空気制御量ＩＳＣ dutyと従
来のバイパス通路を流れる空気流量であるＩＳＣ流量Ｑ
ISCの関係を表すグラフである。ＩＳＣバルブの開度
は、制御デユーテイ（ｄｕｔｙ）値で表されるが、ＩＳ
Ｃ dutyが１５％以下では、ＩＳＣ流量ＱISCは零である
が、それ以上ではＩＳＣ dutyに比例してＩＳＣ流量ＱI
SCが変化する。従って、所定のＩＳＣ dutyであるＤｕ
ｔｙ ｗに対して、図３の関係から、空気流量ＱISC ｗ
が求められる。

【００３９】さらに、スロットル弁６を流れる通過空気
流量Ｑpassとその時のスロットル弁６の開度ＴＶＯの関
係は、図４に示すようになっており、必要空気流量Ｑｗ
に対してその時のスロットル弁６の開度ＴＶＯｗは一義
的に求められる。従って、空気流量ＱISC ｗに対するス
ロットル弁６の開度ＴＶＯISCが得られる。

【００４０】以上のようにして、図３と図４の関係か
ら、補助空気制御量ＩＳＣ dutyに対するスロットル弁
６の開度ＴＶＯISCを求めることができる。そして、補
助空気制御量ＩＳＣ dutyと，空気流量ＱISC と開度Ｔ
ＶＯISCの関係に具体的数値を代入したテーブルが図５
のようになる。即ち、例えば、補助空気制御量ＩＳＣ d
uty＝１９．２％に対して、空気流量ＱISC＝３０Ｌ／分
が対応し、さらに、これに対して、開度ＴＶＯISC＝
０．２゜が対応する。

【００４１】そして、空気流量ＱISCは単なる媒介変数
であるため、流量特性記憶手段４１には、図５に示すテ
ーブルの内、補助空気制御量ＩＳＣ dutyと開度ＴＶＯI
SCとの関係をマップとして記憶しておく。

【００４２】スロットル開度演算手段４２は、制御量演
算手段４０から入力した補助空気制御量ＩＳＣ dutyの
信号から、流量特性記憶手段４１に記憶されたマップに
基づいて補間演算を行い、開度ＴＶＯISCを求める。ス
ロットル開度制御手段４３は、この開度ＴＶＯISCを目
標開度ＴＶＯとしてスロットルアクチュエータ７に出力
する。スロットルアクチュエータ７には、図示しない独
立した制御ユニットが内蔵されており、この制御ユニッ
トは、コントロールユニット２６から入力した目標開度
ＴＶＯの信号と、スロットルポジションセンサ２２から
入力したスロットル開度の信号とに基づいて、実際のス
ロットル弁の開度が目標開度となるようにフィードバッ
ク制御を行う。

【００４３】また、アクセルペダルが踏み込まれた時
は、アイドルスピード制御が解除されるので、通常の電
子制御スロットルによるスロットル弁６の開度制御を行
える。即ち、アクセルポジションセンサ１９からのアク
セルペダル５の踏込み量の信号は、スロットル開度制御
手段４３に取り込まれ、アクセルペダル５の踏込み量に
応じたスロットル開度の信号を出力することにより、そ
の信号を目標開度ＴＶＯとしてスロットルアクチュエー
タ７に出力することにより、アクセルペダル６の踏込み
量に対応したスロットル開度を得ることができる。勿
論、加速スリップ制御のように、アクセルペダル６が踏
み込まれた状態で、タイヤがスリップしたことを検知し
た時は、アクセルペダル６の踏込み量に拘らず、スロッ
トル弁６を閉じるような制御に用いることができる。

【００４４】本実施例によれば、以上のようにして、従
来からある補助空気制御量ＩＳＣ dutyを求めるための
制御ロジックをそのまま利用して、この補助空気制御量
ＩＳＣ dutyから目標開度ＴＶＯを求めるようにしてい
るので、アイドルスピード制御も通常のアクセルペダル
の踏込み量に対応するスロットル弁の制御等も全て１系
統の制御系である電子制御スロットルを用いて実施でき
るものである。

【００４５】また、電子制御スロットルを採用しないグ
レードの車両に対しては、制御量演算手段からの信号を
取り出して、そのまま、従来からあるＩＳＣバルブに出
力することにより、バイパス空気通路の流量を制御して
アイドルスピード制御を実施できる。

【００４６】また、補助空気制御量ＩＳＣ dutyから目
標開度ＴＶＯを求めるロジックは、マップと補間演算だ
けであるので、全く新しく電子制御スロットルによりア
イドルスピードを制御するロジックを構築する場合に比
べて、その開発が容易である。

【００４７】次に、図６を用いて、本発明の他の実施例
による電子制御スロットルによるエンジン制御装置につ
いて説明する。

【００４８】ＩＳＣバルブが、上述したデユーテイ弁タ
イプのものでなく、ステップモータ式のバルブの場合に
ついて説明する。

【００４９】この場合、図２における制御量演算手段４
０が求めるのは、補助空気制御量ＩＳＣ dutyではな
く、補助空気制御量ＩＳＣ stepである。従って、流量
特性記憶手段４１には、補助空気制御量ＩＳＣ stepを
目標開度ＴＶＯに変換するマップを記憶する必要があ
る。

【００５０】図６は、補助空気制御量ＩＳＣ stepと，
空気流量ＱISC と開度ＴＶＯISCの関係に具体的数値を
代入したテーブルである。即ち、補助空気制御量ＩＳＣ
step＝１５ステップに対して、空気流量ＱISC＝３０Ｌ
／分が対応し、さらに、これに対して、開度ＴＶＯISC
＝０．２゜が対応する。

【００５１】そして、空気流量ＱISCは単なる媒介変数
であるため、流量特性記憶手段４１には、図６に示すテ
ーブルの内、補助空気制御量ＩＳＣ stepと開度ＴＶＯI
SCとの関係をマップとして記憶しておく。スロットル開
度演算手段４２は、制御量演算手段４０から入力した補
助空気制御量ＩＳＣ stepの信号から、流量特性記憶手
段４１に記憶されたマップに基づいて補間演算を行い、
開度ＴＶＯISCを求める。スロットル開度制御手段４３
は、この開度ＴＶＯISCを目標開度ＴＶＯとしてスロッ
トルアクチュエータ７に出力する。スロットルアクチュ
エータ７には、図示しない独立した制御ユニットが内蔵
されており、この制御ユニットは、コントロールユニッ
ト２６から入力した目標開度ＴＶＯの信号と、スロット
ルポジションセンサ２２から入力したスロットル開度の
信号とに基づいて、実際のスロットル弁の開度が目標開
度となるようにフィードバック制御を行う。

【００５２】本実施例によれば、従来からある補助空気
制御量ＩＳＣ stepを求めるための制御ロジックをその
まま利用して、この補助空気制御量ＩＳＣ stepから目
標開度ＴＶＯを求めるようにしているので、アイドルス
ピード制御も通常のアクセルペダルの踏込み量に対応す
るスロットル弁の制御等も全て１系統の制御系である電
子制御スロットルを用いて実施できるものである。

【００５３】また、従来の補助空気デバイスによる制御
と電子制御スロットルによる制御の大部分の共通化を図
ることができる。

【００５４】また、従来の制御ロジックに追加する部分
は、簡単な制御の追加でよいため、そのロジックの開発
が短時間で行える。

【００５５】次に補助空気デバイスの制御量４０、制御
量に対応する流量特性４１、開度演算４２について説明
する。

【００５６】次に、本発明の第２の実施例について、図
２，図７及び図８を用いて説明する。

【００５７】この実施例は、従来の補助空気デバイスと
しての始動暖機デバイスの機能に相当するものを実施す
るものである。従来の始動暖機は、エンジン水温に応じ
て、水温が低い時には、アイドル回転数を高めるよう
に、始動暖機デバイスに信号を送ることにより、行って
いる。

【００５８】図２のスロットル開度演算手段４２は、水
温センサ２３からのエンジン１の冷却水温の信号を入力
し、この水温信号を基に、水温が低いほどエンジン１へ
の供給空気量を増すことにより、エンジン回転数を通常
より高めることにより、エンジン始動時のエンジンの暖
機を早めるように制御する。

【００５９】図７は、この始動暖機のための、エンジン
の水温とそれに対して必要とされる必要空気流量ＱFIの
関係を示す図である。図から明かなように、水温が６０
℃〜１００℃の時は、通常の水温であり、必要空気流量
ＱFIは最小でよいが、水温が低下する程、必要空気流量
ＱFIが増大する。スロットル弁６の通過空気流量Ｑpass
とスロットル弁６の開度ＴＶＯの関係は、図４に示した
とおりであるので、上述の必要空気流量ＱFIに対して必
要なスロットル開度ＴＶＯFIも図４を用いれば求めるこ
とができる。その結果は、スロットル開度ＴＶＯFIとし
て図７に表してあるようになる。即ち、水温センサ２３
によって検出された水温に対して、必要空気流量ＱFIが
求まり、この必要空気流量ＱFIに対してスロットル開度
ＴＶＯFIが求めることができる。

【００６０】そして、水温と，必要空気流量ＱFIとスロ
ットル開度ＴＶＯFIの関係を具体的数値を代入したテー
ブルが図８のようになる。即ち、水温＝−２０℃に対し
て、必要空気流量ＱFI＝３００Ｌ／分が対応し、さら
に、これに対して、スロットル開度ＴＶＯFI＝６．３゜
が対応する。

【００６１】そこで、必要空気流量ＱFIは、単なる媒介
変数であるため、流量特性記憶手段４１には、図８に示
すテーブルの内、水温とスロットル開度ＴＶＯFIとの関
係をマップとして記憶しておく。スロットル開度演算手
段４２は、水温センサ２から入力した水温信号から、流
量特性記憶手段４１に記憶されたマップに基づいて補間
演算を行い、スロットル開度ＴＶＯFIを求める。なお、
アイドルスピード制御用のスロットル開度ＴＶＯISCは
既に求めてあるので、スロットル開度演算手段４２は、
スロットル開度ＴＶＯISCとスロットル開度ＴＶＯFIを
加算したものを目標開度ＴＶＯとしてスロットルアクチ
ュエータ７に出力する。

【００６２】従って、例えば、補助空気制御量ＩＳＣ d
uty＝１９．２％の時は、スロットル開度ＴＶＯISCは、
０．２゜であり、水温＝−２０℃の時は、スロットル開
度ＴＶＯFIは、６．３゜であるため、目標開度ＴＶＯ
は、両方の和の６．５゜であり、この信号がスロットル
アクチュエータ７に出力される。

【００６３】スロットルアクチュエータ７には、図示し
ない独立した制御ユニットが内蔵されており、この制御
ユニットは、コントロールユニット２６から入力した目
標開度ＴＶＯの信号と、スロットルポジションセンサ２
２から入力したスロットル開度の信号とに基づいて、実
際のスロットル弁の開度が目標開度となるようにフィー
ドバック制御を行う。

【００６４】本実施例によれば、電子制御のスロットル
弁を用いて、始動暖機運転の制御が可能となる。

【００６５】次に、本発明の第３の実施例について、図
２，図９，図１０及び図１１を用いて説明する。

【００６６】以上述べたように、補助空気デバイスの制
御量からスロットル弁６の目標開度を変換して算出する
方法について説明したが、スロットル弁６の開度ＴＶＯ
と通過空気流量Ｑpassの関係は、図９に示すように、厳
密には直線関係にはない。

【００６７】従って、従来のバイパス通路を流れる補助
空気デバイスの空気流量を仮にＱ1とすると、スロット
ル弁の目標開度ＴＶＯがＡ点にある時には、補助空気量
Ｑ1に対応してスロットル開度ＴＶＯ1の開度変化として
与えられる。しかしながら、スロットル弁の目標開度Ｔ
ＶＯがＢ点にある時には、同じ補助空気量Ｑ1に対応し
てスロットル開度ＴＶＯ2の開度変化となる。このと
き、厳密には、スロットル開度ＴＶＯ1≠スロットル開
度ＴＶＯ2である。即ち、スロットル弁の開度がどこの
位置に有るかによって、目標開度を修正する必要があ
る。

【００６８】図９に示すように、補助空気デバイスで扱
われる最小流量とその流量に対応するスロットル開度Ｔ
ＶＯおよび補助空気デバイスで扱われる最大流量と対応
するスロットル開度はあらかじめ把握することは容易で
あり、この範囲に対して目標開度の修正を行えば良いこ
とが分かる。なお、ここで、エンジンに吸入される空気
流量は、例えば、２０００ｃｃの排気量のエンジンを６
０００ｒｐｍで回転する場合には、６０００Ｌ／分であ
り、それに対して、補助空気デバイスで扱われる最小流
量は、例えば、約８０Ｌ／分であり、補助空気デバイス
で扱われる最大流量は、例えば、約４００〜５００Ｌ／
分である。

【００６９】この目標開度の補正方法について、図１０
を用いて説明する。

【００７０】使用される最小位置における状態、例え
ば、Ａ点を基準として、その開度以上の任意の開度位置
（θ1、θ2、θ3、・・・・）、例えば、Ｂ点を考え
て、Ｂ点での単位開度当たりの空気流量変化がＡ点の何
倍になっているかを考える。仮に、１．２倍で有れば、
Ｂ点においてはＡ点基準に算出した結果に対して、その
逆数の０．８３倍で修正することで厳密に要求空気流量
Ｑ1を与えることができることになる。このように、そ
れぞれの開度位置における修正値Ｋを求めて、図１０に
示すマップとして、流量特性記憶手段４１に記憶してお
く。

【００７１】制御量演算手段４０とスロットル開度制御
手段４３は、図１１に示したフローチャートに示したス
テップに従って、目標開度ＴＶＯを求める。なお、この
フローチャートは、第１，第２及び第３の実施例を全て
含むものである。

【００７２】即ち、図１１のステップ５０において、制
御量演算手段４０は、アクセルポジションセンサ１９か
らの信号により、アイドル判定を行う。このアイドル判
定は、アクセルポジションが零以外であれば、アクセル
ペダルは、踏み込まれているので、ステップ５１におい
て、スロットル開度演算手段４２は、スロットル開度Ｔ
ＶＯISCを０を含めた固定値とする。アイドル状態であ
れば、ステップ５２において、制御量演算手段４０は、
従来と同様に、例えば、定常の回転数制御等のための補
助空気制御量ＩＳＣ dutyを演算算出する。

【００７３】次に、ステップ５３において、スロットル
開度演算手段４２は、先に述べた補助空気制御量ＩＳＣ
stepから目標開度ＴＶＯへの変換を行い、目標開度Ｔ
ＶＯISCを求める。次に、ステップ５４において、スロ
ットル開度演算手段４２は、水温センサ２３から入力し
たエンジン水温の信号を基に、スロットル開度ＴＶＯFI
の演算を行う。ステップ５５において、スロットル開度
演算手段４２は、スロットル開度ＴＶＯISCとスロット
ル開度ＴＶＯFIを加算して、目標開度ＴＶＯを算出す
る。さらに、ステップ５６において、スロットル開度演
算手段４２は、より高精度な制御のために、修正値Ｋに
よるスロットル絶対位置による補正を行って、目標開度
ＴＶＯを算出するものである。

【００７４】本実施例によれば、より精度の高いスロッ
トル弁の開度制御を行うことができる。

【００７５】次に、本発明の第４の実施例について、図
２，図１２，図１３及び図１４を用いて説明する。

【００７６】本実施例は、特に、信号ラインに重畳して
コントロールユニットに入力するノイズの影響をなくそ
うとするものである。

【００７７】スロットル開度演算手段４２は、アクセル
ペダル５が踏み込まれ、アクセルポジションセンサ１９
からの信号が零でなくなると、その信号値に応じてスロ
ットル開度ＴＶＯACCを演算して出力する。この時、ア
クセルポジションセンサ１９からの信号にノイズが重畳
すると、このノイズによってエンジン回転の変動を引き
起こすことがある。

【００７８】この現象について、図１２を用いて説明す
る。図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、横軸は、
いづれも、時間を表している。

【００７９】図１２（Ａ）において、時刻Ｔ0からＴ2ま
では、アクセルペダルは踏み込まれておらず、アクセル
踏込み量θACCは、０であり、時刻Ｔ2において、アクセ
ルペダルが踏み込まれ、図に実線で示すように、アクセ
ル踏込み量θACCが増加するものとする。時刻Ｔ1におい
て、信号ラインにノイズが重畳しているが、この現象に
ついては後述する。

【００８０】図１２（Ａ）で示したアクセル踏込み量θ
ACCの変化に対して、スロットル弁の目標開度ＴＶＯ
は、図１２（Ｂ）に示すように、変化する。即ち、図１
２（Ｂ）において、時刻Ｔ0から時刻Ｔ2までは、目標開
度ＴＶＯは所定の開度に保たれている。そして、時刻Ｔ
2からは、アクセル踏込み量θACCは、所定の関数あるい
はアクセル踏込み量に対応するテーブル等によって目標
スロットル開度ＴＶＯを算出して出力し、図中に実線で
示すように変化する。

【００８１】また、図１２（Ｂ）に示した目標開度ＴＶ
Ｏの変化に対応して、エンジンの回転数ＮLは、図１２
（Ｃ）に示すように変化する。即ち、時刻Ｔ0から時刻
Ｔ2までは、エンジン回転数ＮLは、アイドル回転数に保
たれており、時刻Ｔ2から目標開度ＴＶＯに応じて、回
転数ＮLが増加する。

【００８２】さて、ここで、図１２（Ａ）に示すよう
に、時刻Ｔ1において、信号ラインにノイズが重畳する
と、それに対応して、運転者がアクセルを踏み込んでい
ないにも拘らず、図１２（Ｂ）に示すように、目標開度
ＴＶＯが変化をし、さらに、図１２（Ｃ）に示すよう
に、この目標開度の変化に従ってスロットル弁が操作さ
れた結果として、エンジンの回転数の不要な変化を引き
起こすことになる。即ち、アイドル回転が不安定となる
現象が生じることになる。

【００８３】そこで、本実施例では、スロットル開度演
算手段４２において、アクセル踏込み量，アクセル開度
θACCから目標スロットル開度ＴＶＯACCを算出する際
に、図１３に示すような関係を用いるようにしている。
この関係で特徴的なことは、アクセル開度を基にスロッ
トル弁６の目標開度の算出時点で制御不感帯θlowを設
けたことにある。

【００８４】即ち、図中、原点がアクセルオフの状態
で、運転者のアイドル意志である。この状態からアクセ
ルが踏み込まれた場合には、当然アクセル踏込み量に対
してスロットル弁６を開方向に制御するわけであるが、
アイドル状態でのノイズ対策として、制御不感帯θlow
を設けてその対策を行うものである。

【００８５】そこで、本実施例では、図１４に示すフロ
ーチャートに従って、制御演算を行うようにしている。

【００８６】スロットル開度演算手段４２は、ステップ
６０において、アクセル開度＝踏込み量が、しきい値θ
lowを越えたか否かを判定する。越えていなければ、ス
テップ６１において、スロットル開度演算手段４２は、
アクセル踏込み量に対応するスロットル弁６の目標開度
ＴＶＯACC＝０として、次へ進む。

【００８７】一方、踏込み量がしきい値θlowを越えて
いれば、ステップ６２において、スロットル開度演算手
段４２は、踏込み量θACCに対応するスロットル弁６の
目標開度ＴＶＯACCを算出する。算出方法についてはな
んら限定されるものではない。

【００８８】以上のようにして、目標開度ＴＶＯACCが
算出されると、ステップ６３において、スロットル開度
演算手段４２は、最終的にスロットル弁６の目標開度Ｔ
ＶＯを算出する。本実施例では、アクセル踏込み量対応
のＴＶＯACCと先に説明したＴＶＯISCとＴＶＯFIを加算
するものであるが、特に限定されるものではない。

【００８９】以上のようにアクセル開度からスロットル
目標開度を求めるに当たって、不感帯θlowを設けるこ
とによって、信号ラインに重畳したノイズの影響を除去
してノイズによるエンジンの回転変動を防止することが
できる。

【００９０】本実施例によれば、ノイズによるエンジン
の回転変動を防止することができる。

【００９１】また、制御不感帯はアイドル制御での誤判
断を避けること、すなわち、不要なアクセル信号ライン
のノイズ等をマスクするので、アイドル時の不要な回転
変動等を回避でき、アイドル制御（＝アクセルオフ）か
らアクセル追従制御への移行をスムーズにし得るものと
なる。

【００９２】次に、本発明の第５の実施例について、図
２，図１５，図１６及び図１７を用いて説明する。

【００９３】制御デバイスである電子制御スロットル自
体の制御分解能、すなわち、最小動作開度は有限であ
る。一方、スロットル開度演算手段４２による目標開度
の演算自体は、電子制御スロットルの最小動作開度に拘
らず、最小動作開度以下の微小開度を演算する。例え
ば、電子制御スロットル自体の制御分解能θminが、
０．１゜とすると、演算の分解能θcalは、０．０１゜
のように分解能が相違している。従って、電子制御スロ
ットルの最小動作開度以下の演算結果をそのままの形で
目標開度として出力すると、以下に述べるような、問題
が発生する。

【００９４】即ち、出力した微小開度に対して、電子制
御スロットルが移動（応答）しきれずに、偏差を残した
状態が継続され、次の開度出力タイミングで再度目標が
更新された場合に、偏差が大きくなり、このタイミング
でスロットル弁の移動（応答）が発生する。従って、一
回の移動（応答）での開度が大きくなり、それに伴っ
て、エンジン回転数変化が発生する。

【００９５】ここで、電子制御スロットル固有の分解
能、すなわち、最小動作開度をθminとして、以下に図
１５を用いて説明する。

【００９６】図１５は、コントロールユニット２６にお
いて演算の最小分解能のまま、目標開度を求めて、電子
制御スロットルにより減速時のダッシュポット制御を行
った場合の制御状態を示したものである。

【００９７】Ａ点で目標開度の更新が実線で示すように
行われているが、この点Ａでは、目標開度変化（今回の
ＴＶＯ−前回のＴＶＯ）≧θminの関係にあり、実際の
開度（実開度）は破線で示すように問題なく応答してい
る。但し、Ｂ点での目標開度更新点では、目標開度変化
はθmin以下であり、実開度の十分な追従が行われず、
この時点で制御偏差を伴った状態になっている。更に、
次の更新タイミングであるＣ点で、再度、目標開度の更
新行われると、この時点で制御偏差（絶対値（目標−実
開度））が大きく積算された状態となっており、実開度
も追従することにより、所定の目標変化開度以上の変化
が発生する。この大きな開度変化によりエンジン１のア
ウトプットである回転変動が実線で示すように引き起こ
る結果となる。

【００９８】そこで、本実施例では、図１６に示すフロ
ーチャートに従って、制御演算を行うようにしている。

【００９９】ステップ７０において、スロットル開度演
算手段４２は、アクセルポジションセンサ１９からのア
クセル開度の信号に基づいて、目標開度ＴＶＯを算出す
る。この目標開度は、図１４のステップ６３において算
出された目標開度を用いることできる。この目標開度の
算出に当たっては、アクセル開度の信号に比例した目標
開度を算出するものであってもよいが、さらに、この目
標開度に対して水温に基づく補正や、アクセルペダル操
作の変位による加減速補正等の種々の補正が従来より考
えられており、これらの補正が行われた上で、目標開度
ＴＶＯが求められたものとしてもよい。

【０１００】次に、ステップ７１において、スロットル
開度演算手段４２は、更新すべき目標開度ＴＶＯと前回
の目標値（ＴＶＯold）との差の絶対値が、スロットル
弁６の固有の分解能θmin以上であるか否かを判定す
る。ここで、（ＴＶＯ−ＴＶＯold）の演算において
は、スロットル弁６の閉方向移動に際しては判別式が負
になるのを避けるために、変化開度の絶対値で判別す
る。また、比較開度を前回の出力値ＴＶＯoldとしてい
るが、スロットルポジションセンサ２２によって検出さ
れた目標開度更新時の実際のスロットル開度と目標開度
ＴＶＯを比較しても同様の結果が得られる。ステップ７
１において、判別結果がＮＯ、すなわち、更新開度変化
が固有の分解能θmin以下であれば、ステップ７２にお
いて、目標開度の更新はせず、目標開度ＴＶＯとして
は、前の目標開度ＴＶＯoldに置き換える。そして、ス
テップ７３において、置き換えた目標開度ＴＶＯを出力
する。

【０１０１】一方、ステップ７１における判別結果が、
ＹＥＳの場合には、新たに算出された目標開度ＴＶＯを
置き換えることなく、次のステップ７３において、その
目標開度ＴＶＯを出力する。

【０１０２】即ち、以上説明したように、更新開度変化
が固有の分解能よりも小さい時には、前の目標開度をそ
のまま用いるようにしているので、スロットルアクチュ
エータ７は、目標開度制御信号は変化していないものと
して制御する。

【０１０３】図１７を用いて、図１５に示すフローに従
って、電子制御スロットルにより減速時のダッシュポッ
ト制御を行った場合の制御状態について説明する。

【０１０４】Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの各点におい
て、目標開度の更新を行おうとするものであるが、この
中で、Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｉの各点においては、通常のよう
に、目標開度の更新を行っている。しかしながら、例え
ば、点Ｆ，Ｈ，Ｊにおいては、目標開度の算出を行った
結果、更新開度変化が固有の分解能よりも小さいので、
目標開度の更新は行っておらず、そのままの状態を保持
して次の更新タイモングで目標開度変化が確実にθmin
以上のタイミングで更新していることである。

【０１０５】この結果として、エンジン１の回転数変化
はなめらかに変化させることができ、不要な回転変動を
回避できる。

【０１０６】本実施例によれば、以上のように、スロッ
トル開度演算手段による演算結果の分解能に係らず、エ
ンジンの回転数変化はなめらかに変化させることがで
き、不要な回転変動を回避でき、制御性を改善できる。

【０１０７】また、目標開度更新の制限により、電子制
御スロットルの追従を確実なものとすることができ、す
なわち、不要に微小開度の更新を繰り返し、電子制御ス
ロットルが十分に追従できず結果的に制御偏差を残し、
やがて、積算された大きな制御偏差を解消するような動
作を回避でき、従って、スムーズな不連続の無い回転数
制御あるいはダッシュポット制御が可能になる。

【０１０８】

【発明の効果】本発明によれば、電子制御スロットルに
よるエンジン制御装置において、アイドルスピード制御
の共通化の図れることができる。

【０１０９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるエンジンの制御装置の
全体構成図である。

【図２】本発明の一実施例による電子制御スロットルに
よるエンジン制御装置のコントロールユニットのブロッ
ク図である。

【図３】制御空気制御量とＩＳＣ流量の関係を表す図で
ある。

【図４】スロットル弁を流れる空気流量とスロットル弁
の開度の関係を表す図である。

【図５】本発明の一実施例による変換テーブル構成図で
ある。

【図６】本発明の他の実施例による変換テーブル構成図
である。

【図７】エンジンの水温と必要空気流量の関係を表す図
である。

【図８】本発明の第２の実施例による変換テーブル構成
図である。

【図９】スロットル弁の開度と通過空気流量の関係を表
す図である。

【図１０】本発明の第３の実施例の原理説明図である。

【図１１】本発明の第３の実施例のフローチャートであ
る。

【図１２】信号ラインへのノイズの影響の説明図であ
る。

【図１３】本発明の第４の実施例の原理説明図である。

【図１４】本発明の第４の実施例のフローチャートであ
る。

【図１５】ダッシュポット制御の制御状態の説明図であ
る。

【図１６】本発明の第５の実施例のフローチャートであ
る。

【図１７】本発明の第５の実施例による制御状態の説明
図である。

【符号の説明】

１…エンジン ５…アクセルペダル ６…スロットル弁 ７…スロットルアクチュエータ １２…燃料噴射弁 １９…アクセルポジションセンサ ２０…エアフローメータ ２２…スロットルポジションセンサ ２３…水温センサ ２６…コントロールユニット ２７…イグナイタ ２８…デイストリビュータ ４０…制御量演算手段 ４１…流量特性記憶手段 ４２…スロットル開度演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 実 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセル操作量を検出するアクセル検出
   手段と、 エンジンの情報を検出するエンジン情報検出手段と、 入力する制御信号に応じて、スロットル弁の開度を制御
   するスロットルアクチュエ−タと、 上記アクセル検出手段が検出したアクセル操作量の情報
   及び上記エンジン情報検出手段が検出したエンジン情報
   に基づいて、上記スロットルアクチュエ−タに供給する
   制御信号を演算する演算制御手段とを有する電子制御ス
   ロットルによるエンジン制御装置において、 上記演算制御手段は、 上記アクセル検出手段により検出されたアクセル踏込み
   量が零の時に，上記エンジン情報検出手段により検出さ
   れたエンジン回転数が所定値となるように、補助空気制
   御量を演算する制御量演算手段と、 この制御量演算手段により演算された補助空気制御量に
   基づいて、上記スロットルアクチュエ−タの目標開度を
   演算するスロットル開度制御手段から構成されることを
   特徴とする電子制御スロットルによるエンジン制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子制御スロットルによ
   るエンジン制御装置において、 上記制御量演算手段は、補助空気制御量として、制御デ
   ユ−テイ値を演算することを特徴とする電子制御スロッ
   トルによるエンジン制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の電子制御スロットルによ
   るエンジン制御装置において、 上記制御量演算手段は、補助空気制御量として、制御ス
   テップ値を演算することを特徴とする電子制御スロット
   ルによるエンジン制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３のいづれかに記載
   の電子制御スロットルによるエンジン制御装置におい
   て、 上記エンジン情報検出手段は、エンジンの水温を検出す
   るとともに、 上記スロットル開度制御手段は、検出された上記水温に
   基づいて、エンジンへの供給空気量を制御するに必要な
   スロットル弁の開度を演算し、この開度を上記目標開度
   に加算して、目標開度として出力することを特徴とする
   電子制御スロットルによるエンジン制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電子制御スロットルによ
   るエンジン制御装置において、 上記スロットル開度制御手段は、上記目標開度における
   修正値を求め、この修正値によって上記目標開度を補正
   することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジ
   ン制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の電子制御スロットルによ
   るエンジン制御装置において、 上記スロットル開度制御手段は、上記アクセル検出手段
   により検出されたアクセル操作量に応じたスロットル目
   標開度を求めるとともに，上記アクセル検出手段により
   検出されたアクセル操作量が所定値以下である時には、
   このスロットル目標開度を零として，上記目標開度に上
   記スロットル目標開度を加算して目標開度として出力す
   ることを特徴とする電子制御スロットルによるエンジン
   制御装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の電子制御スロットルによ
   るエンジン制御装置において、 上記スロットル開度制御手段は、演算された上記目標開
   度と、その前のタイミングで演算された目標開度の差が
   所定値以下である時には，前の目標開度をそのまま出力
   することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジ
   ン制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の電子制御スロットルによ
   るエンジン制御装置において、 上記スロットル開度制御手段は、 上記補助空気制御量とそれに対応したスロットル開度の
   変換テ−ブルを記憶する記憶手段と、 上記制御量演算手段が出力する補助空気制御量に基づい
   て、上記記憶手段に記憶された変換テ−ブルを用いて、
   上記目標開度を補間演算することを特徴とする電子制御
   スロットルによるエンジン制御装置。