JPH09209783A

JPH09209783A - スロットル開度判定装置

Info

Publication number: JPH09209783A
Application number: JP1418096A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Omi; 良浩近江; Shinichi Sakata; 真一坂田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】スロットルセンサを用いること無く、精度の
良くスロットル開度を判定できるスロットル開度判定装
置を提供することにある。【解決手段】スロットル弁１５と、ＩＳＣ弁１７と、
ＩＳＣ弁１７の開度情報を出力する開度情報出力手段２
５ａと、スロットル弁の下流側吸気通路内の吸気管内圧
Ｐｒを検出する圧力センサ２２と、スロットル弁が全閉
時に得られる吸気管内圧Ｐｃ，Ｐ１，Ｐｏを、ＩＳＣ弁
１７が全閉θｃと中開θ₆₀と全開θｏとの３つの開度を
占めるときに対応して各回転数毎にそれぞれ記憶する記
憶手段２５ｂと、記憶手段２５ｂのデータに基づき、Ｉ
ＳＣ弁１７の開度情報に対応した圧力Ｐｒｏを算出する
算出手段２５ｃと、算出された圧力Ｐｒｏと圧力センサ
２２の出力Ｐｒとを比較してスロットル弁１５が全閉か
否かを判定する判定手段２５ｄとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の電子制
御式燃料噴射装置等で用いられるスロットル弁開度を判
定する判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、特にガソリンエンジンは吸気
量をスロットル弁の開度調整によって増減操作できる。
このスロットル弁開度情報は、これ単独であるいはエン
ジン回転数情報と共に吸入空気量の算出に利用され、燃
料噴射量等の各エンジン制御や車両走行制御に利用され
ている。従来、このようなスロットル弁開度の判定に
は、スロットル位置センサ（スロットルポジションセン
サ：ＴＰＳ）が利用され、アイドル位置の検出にはスロ
ットル全閉スイッチであるアイドルスイッチ（ＩＤＳ
Ｗ）が利用されている。

【０００３】更に、吸気通路にスロットル弁を配し、同
弁を迂回するバイパス路に電子制御されるアイドルスピ
ードコントロールバルブ（以後単にＩＳＣ弁）を配した
吸気量調整装置が知られている。たとえば、図１３に示
すように吸気通路１のスロットル弁２を迂回するバイパ
ス路３にＩＳＣ弁４を配備した流路構成が知られてい
る。

【０００４】このような吸気量調整装置は、アクセルオ
フとしてスロットル弁２を全閉とした際に、ＩＳＣ弁４
を開閉制御してアイドル回転を増減調整し、あるいはそ
の他のエンジン回転数調整に利用される。このような吸
気通路にスロットル弁２とＩＳＣ弁４を並設した吸気量
調整装置では、そのスロットル弁開度をスロットル位置
センサ（スロットルポジションセンサ：ＴＰＳ）を用い
ず、吸気管負圧より検出するようにしたスロットル開度
判定装置を用いる場合がある。

【０００５】この種の吸気量調整装置では、例えば図１
４に示すように、スロットル弁全閉のもとで、ＩＳＣ弁
４を所定開度θＡにセットすると、その際、エンジン回
転数の変化に応じて吸気管内圧Ｐｒが実線ａで示すよう
に変化する。ここでＩＳＣ弁４の開度が全閉の場合には
吸気管内圧変化特性線ｂが実線ａの下方に位置し、全開
の場合には吸気管内圧変化特性線ｃが実線ａの上方に位
置することとなる。なお、図１４中には、吸気管内圧変
化特性線ａ上の実測値の一例として、ＩＳＣ弁４の開度
がθＡにおいて、アイドル回転数Ｎ１で吸気管内圧が−
５００ｍｍＨｇであることを示した。スロットル弁全閉
のもとでエンジン回転数を一定に保持し、例えばアイド
ル回転数Ｎ１で、ＩＳＣ弁を全閉θＣと全開θＯの間で
開度変化させると、その際、吸気管内圧Ｐｒは単調に変
化する。このため、回転数一定（例えばＮ１）でのＩＳ
Ｃ開度と吸気管内圧変化の関係を、図１５に実線で示す
ように直線的に近似して表すことができる。

【０００６】このため、アイドル回転数Ｎ１でのＩＳＣ
弁の開度がθＡの場合、吸気管負圧がｐａとなることを
直線補間によって算出することが考えられ、これより、
ＩＳＣ弁の開度がθＡの場合、吸気管負圧がｐａである
と、その際のスロットル弁２の開度が全閉であると推測
でき、アイドル時を判定できる。即ち、吸気管負圧がｐ
ａで、エンジン回転数Ｎ１で、ＩＳＣ弁の開度がθＡで
あることを検出すれば、スロットルポジションセンサ
（ＴＰＳ）やアイドルスイッチ（ＩＤＳＷ）を用いる
こと無く、スロットル弁開度が全閉と判定できる。

【０００７】なお、特開平１−２７７６５１号公報には
アイドル状態か非アイドル状態かを判定する装置が開示
される。ここではエンジンの負荷状態を検出し、同負荷
状態に応じ、アイドル状態か非アイドル状態かを判定す
る閾値を設定し、その上で現在のスロットル弁開度がこ
の閾値以下か否かによってアイドル状態を判定し、アイ
ドル時にはエンジン回転数相当の混合気量調整を行うよ
うにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、吸気管
負圧ｐａと、エンジン回転数Ｎ１と、ＩＳＣ弁の開度θ
Ａとを検出できるエンジン制御装置の場合、スロットル
ポジションセンサ（ＴＰＳ）やアイドルスイッチ（ＩＤ
ＳＷ）を用いること無く、スロットル弁の全閉を判定
できる。しかし、図１５に破線で示すように、吸気管内
圧の変化は実際はＩＳＣ開度の１次の比例関係に無く、
湾曲線の状態となる。

【０００９】即ち、図１３に示すような流路構成を用い
た場合、この流路構成を圧縮性流体の管路中にノズルを
配した流路構成とほぼ見做すことができる。この場合、
スロットル弁２の上流断面１（面積Ａ₁）と下流断面２
（ノズル面積Ａ₂）における各圧力をＰｆ，Ｐｒとし、
上流断面１と下流断面２との間での圧力差をΔｐ（＝Ｐ
ｆ−Ｐｒ）とする。ここで、ベルヌーイの定理、連続の
定理等を用いると、圧縮性流体の実際の流量を（１）式
で表すことができる。Ｇ＝αεＡ₂γ₁√×（２ｇΔｐ／γ₁）・・・・・・・（１）ここでＧは圧縮性流体の流量、αは実験的に設定される
流量係数、εは比熱比、圧力比及び面積比の関数となる
修正係数、Ａ₂はノズル面積、ｇは重力加速度、γ₁は断
面１での圧縮性流体の比重量である。

【００１０】この（１）式を変形すると、Ｇ／Ａ₂γ₁＝Ｖｎ＝αε√×（２ｇΔｐ／γ₁）・・・・・・・（２）となる。ここでノズル面積が狭まっていることよりノズ
ルの前後圧力差が臨界圧に達し、ノズル部分の流速が音
速Ｖｎに達して一定と見做すと（３）式が得られる。 Δｐ＝｛（Ｖｎ／α）²×（γ₁／２ｇ）｝×１／ε²・・・・・・・（３）（３）式中において、（Ｖｎ／α）²×（γ₁／２ｇ）は
定数となり、圧力差Δｐが１／ε²の関数であることを
示す。ここで、修正係数εは面積比Ａ₂／Ａ₁の関数であ
る。更に、上流断面１における圧力Ｐｆはほぼ大気圧で
あり、下流断面２における圧力が吸気管内圧Ｐｒ（負
圧）とすると、圧力差Δｐは負圧である吸気路管内圧Ｐ
ｒと見做すことができ、これらより推測し、図１５に破
線で示すように、ＩＳＣ開度変化に伴う吸気路管内圧Ｐ
ｒ変化は湾曲線となると推定できる。

【００１１】このように、吸気管内圧変化はＩＳＣ開度
の１次の比例関係に無いことは明らかである。これよ
り、任意のＩＳＣ開度におけるスロットル全閉時の吸気
管内圧を単に１次補間の演算方法を用いて求める方法で
は、精度の低いスロットル全閉判定しかできず、問題と
成っている。なお、アイドル状態か非アイドル状態かを
判定する場合、スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）
を用いると高価に成るため、低コストを要求される生産
車両においては、このセンサの使用を押さえることが望
まれている。また、スロットルポジションセンサを用い
たシステムでは、スロットルポジションセンサが故障し
た場合のフェールセーフとして確実にアイドル判定がで
きることが望まれている。

【００１２】本発明の主目的は、スロットルポジション
センサを用いることなく、精度良くスロットル開度を判
定できるスロットル開度判定装置を提供することにあ
る。また、本発明の副次的な目的はスロットルポジショ
ンセンサを使用しない安価なスロットル開度判定装置を
適用することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、内燃機関の吸気通路に介装されて人為
操作可能なスロットル弁と、該スロットル弁をバイパス
するバイパス吸気通路に介装されて上記内燃機関の運転
状態に応じてアクチュエータにより駆動されるバイパス
弁と、該バイパス弁の開度情報を出力する開度情報出力
手段と、上記スロットル弁の下流側吸気通路内の圧力又
は上記内燃機関に供給される吸入空気量を検出するセン
サと、上記スロットル弁が特定位置にあるときに得られ
る上記圧力又は上記吸入空気量を、上記バイパス弁が少
なくとも３つの開度を占めるときに対応して各回転数毎
にそれぞれ記憶する記憶手段と、上記開度情報出力手段
が出力する開度情報と、上記記憶手段に記憶された圧力
又は吸入空気量情報に基づき該開度情報出力手段の出力
に対応した圧力又は吸入空気量情報を算出する算出手段
と、該算出手段が算出した圧力又は吸入空気量情報と上
記センサのセンサ出力とを比較して上記スロットル弁が
上記特定位置にあるか否かを判定する判定手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載のス
ロットル開度判定装置において、大気圧を検出する大気
圧検出手段を備え、上記算出手段は、上記大気圧検出手
段の出力に対応して上記開度情報出力手段の出力に対応
した圧力又は吸入空気量情報を算出又は修正することを
特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載のス
ロットル開度判定装置において、少なくとも３つの開度
には、第１バイパス開度と、該第１バイパス開度より大
きい第２バイパス開度と、該第２バイパス開度より大き
い第３バイパス開度が含まれており、上記算出手段は、
上記開度情報出力手段が上記第１バイパス開度と上記第
２バイパス開度の間の開度情報を出力した際は、該第１
バイパス開度に対応する圧力又は吸入空気量と該第２バ
イパス開度に対応する圧力又は吸入空気量に基づき直線
近似により上記開度情報出力手段により出力された開度
情報に対応した圧力又は吸入空気量を求め、上記開度情
報出力手段が上記第２バイパス開度と該上記第３バイパ
ス開度の間の開度情報を出力した際は、該第２バイパス
開度に対応する圧力又は吸入空気量と該第３バイパス開
度に対応する圧力又は吸入空気量に基づき直線近似によ
り上記開度情報出力手段により出力された開度情報に対
応した圧力又は吸入空気量を求めることを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３記載のス
ロットル開度判定装置において、上記特定位置とは、上
記スロットル弁により上記吸入通路を略全閉とした状態
に相当し、上記第１バイパス開度は、上記バイパス弁の
略全閉位置に相当し、上記第３バイパス開度は上記バイ
パス弁の略全開位置に相当することを特徴とする。

【００１７】

【実施例】図１には本発明の一実施例としてのスロット
ル開度判定装置付きの内燃機関を示した。このエンジン
Ｅの吸気通路１０は吸気分岐管１１と、それに連結され
るサージタンク１２及び同タンクと一体の吸気管１３
と、エアクリーナ１４によって構成されている。吸気管
１３はその内部にスロットル弁１５を枢支し、このスロ
ットル弁１５の軸は吸気通路１０の外部の図示しないア
クセルリンク系に連結されている。

【００１８】スロットル弁１５を迂回するバイパス路１
６が設けられ、バイパス路１６にはアイドル制御用のＩ
ＳＣ弁１７が装着され、同バルブ１７はステッパモータ
５によって弁本体１７１を移動させ、開口１７２を開閉
駆動する。なお、符号１８はアイドル時の暖機補正を冷
却水温に応じて自動的に行うファーストアイドルエアバ
ルブを示す。更に、吸気路１０には吸気温度Ｔａ情報を
出力する吸気温センサ１９が設けられ、エンジンの暖機
温度としての冷却水温を検出する水温センサ２０が設け
られ、エンジン回転数を点火パルスで検出するエンジン
回転センサ２１が設けられている。更に又、サージタン
ク１２には吸気管圧情報を出力する負圧センサ２２が切
り換え弁２３及び圧力管２４を介し連結されている。

【００１９】切り換え弁２３はサージタンク１２と連通
する開口端ｐ１と、大気開放口ｐ２とを交互に圧力管２
４側に連通させる弁であり、後述のＥＣＵ２５によって
駆動される。即ち、切り換え弁２３はオフ時にサージタ
ンク１２の内圧である吸気管内圧Ｐｒを圧力管２４を介
し負圧センサ２２及び燃圧レギュレータバルブ２６に伝
え、オン時に大気圧を負圧センサ２２及び燃圧レギュレ
ータバルブ２６に伝える。図１のエンジンＥの各気筒に
はこれに燃料を供給するインジェクタ２７が装着され、
各インジェクタは燃圧レギュレータバルブ２６によって
定圧調整された燃料を燃料供給源２８より受け、その噴
射駆動制御は、ＥＣＵ２５によって成される。

【００２０】更に、図１のエンジンには各気筒毎に図示
しない点火プラグが装着され、これらプラグは点火駆動
手段としてのイグナイタ及びＥＣＵ２５内の各出力回路
に接続され、各気筒の目標点火時期に交互に点火処理が
成されている。エンジンコントロールユニット（ＥＣ
Ｕ）２５はマイクロコンピュータによってその要部が形
成され、エンジンＥの燃料噴射量制御、ＩＳＣ弁駆動制
御、点火時期制御等の周知のエンジン制御処理に加え、
スロットル開度判定処理を行う。

【００２１】このＥＣＵ２５はそのハードウエア構成と
して主要部であるＣＰＵを備え、このＣＰＵ２５１にエ
ンジン回転センサ２１、吸気温センサ１９、水温センサ
２０、圧力センサ２２、バッテリセンサ３０及び車速セ
ンサ３２からの検出信号が入出力回路２５２を介し入力
される。更に、ＣＰＵ２５１にはバスラインを介して、
各種制御プログラムや予め設定されている固定値データ
を記憶するＲＯＭ２５３、更新して順次書換えられるＲ
ＡＭ２５４、バッテリ３１が接続されている限り記憶内
容を保持するバッテリバックアップＲＡＭ２５５との間
で信号の授受を行うように成っている。

【００２２】特に、ここでのＥＣＵ２５は、図２に示す
ように、エンジン回転速度Ｎｅと吸気温度Ｔｅと冷却水
温度Ｗ_Tと吸気管内圧Ｐｒ及び大気圧Ｐａとを各センサ
２１，１９，２０，２２によって検出し、その上で、次
のような機能を備える。

【００２３】即ち、周知のエンジン制御処理を行い、特
に、開度情報出力手段２５ａとしてＩＳＣ弁１７のＩＳ
Ｃ開度（ステップ値）を出力し、記憶手段２５ｂとし
て、スロットル弁が特定位置にあるときに得られる圧力
Ｐ１〜Ｐｎ（ｎは本実施例では３）を、ＩＳＣ弁１７
が、例えば図３に示されるように、少なくとも３つの開
度θｃ、θ１、θｏを占めるときに対応して各回転数毎
にそれぞれ記憶し、算出手段２５ｃとして、開度情報出
力手段２５ａが出力するＩＳＣ開度と記憶手段２５ｂに
記憶された圧力Ｐ１〜Ｐｎに基づき該開度情報出力手段
２５ａのＩＳＣ開度に対応した圧力Ｐｏｎを算出し、判
定手段２５ｄとして、算出手段２５ｃが算出した圧力Ｐ
ｏｎと負圧センサ２２の吸気管内圧Ｐｒとを比較してス
ロットル弁１５が全閉位置（特定位置）θＣ（図１に実
線で示す位置）にあるか否かを判定する。

【００２４】特に、ここで、算出手段２５ｃは大気圧検
出手段（切り換え弁２３のオン時における圧力センサ２
２）の出力に対応して開度情報出力手段２５ａのＩＳＣ
開度に対応した圧力Ｐｏｎを算出又は修正する。しか
も、ここでの算出手段２５ｃは、上記開度情報出力手段
２５ａのＩＳＣ開度情報を検出する検出部２５ｅと、記
憶手段２５ｂに記憶されたＩＳＣ弁１７の少なくとも第
１乃至第３開度θｃ〜θ１〜θｏの第１開度θｃと第２
開度θ１、及び第２開度θ１と第３開度θｏとの間がそ
れぞれ直線近似されており、検出部２５ｅにより検出さ
れた開度情報出力手段２５ａのＩＳＣ開度情報出力に対
応して圧力を算出する演算部２５ｆとの両機能を備え
る。

【００２５】図８乃至図１２はスロットル開度判定装置
で用いるＥＣＵ２５の制御プログラムの各フローチャー
トを示す。このＥＣＵ２５は図示しないメインスイッチ
のキーオンにより図８のメインルーチンでの制御に入
る。ここではまず、ステップａ１でＲＡＭ２５４のイニ
シャライズが成され、次いでステップａ２では、エンジ
ンの各種運転情報を読み取る。即ち、エンジン回転セン
サ１２よりエンジンの回転数Ｎｅが、吸気温センサ１９
より吸気温度Ｔａが、水温センサ２０より冷却水温Ｔｗ
が、圧力センサ２２より吸気管内圧Ｐｒ（あるいは大気
圧Ｐａ）が、バッテリセンサ３０よりバッテリ圧Ｖ
_Bが、車速センサ３２より車速Ｖｃがそれぞれ取り込ま
れ、その上でステップａ３に進む。

【００２６】なお、エンジンのメインルーチンの途中
で、所定の時間割込みによって、図１１の切り換え弁駆
動ルーチンに達する。ここではステップｄ１〜ｄ３にお
いて、切り換え弁２３を所定時間Ｔαだけオンし、その
間に大気圧Ｐａを読み込み、メインルーチンにリターン
する。ステップａ３に進むと、ここでは、後述のアイド
ル判定ルーチンで判定されているスロットル全閉フラグ
Ｆ３がオンか否か判断し、全閉時（Ｆ３＝１）にはステ
ップａ６に非アイドル時にはステップａ４、５に進む。

【００２７】ステップａ４では燃料供給を指令すべく燃
料カットフラグＦ１をクリアし、ステップａ５に進む。
ここでは、燃料噴射量演算用の各種補正データを求め
る。即ち、水温センサ２０に基づき水温補正係数Ｋｗｔ
を、吸気温センサ１９の出力に基づき設定される吸気温
補正係数Ｋａｔを、圧力センサ２２の出力（切り換え弁
２３のオン時）に基づき設定される大気圧補正係数Ｋａ
ｐを、圧力センサ２２の出力（切り換え弁２３のオフ時
に複数サンプリングされた圧力データ列の変動幅のレベ
ルより設定）に基づき設定される加速度補正係数Ｋａｃ
を、バッテリセンサ３０の出力に基づき無効時間Ｔｄを
それぞれ演算し、設定する。ステップａ５の動作が終了
すると、ステップａ８に進み、後述のスロットル全閉判
定領域設定処理を行い、次いでステップａ９でその他の
エンジン制御処理を実行し、その後、割込みによるプロ
グラム実行指令が発せられない限り、再びステップａ２
からの動作が実行される。

【００２８】一方、ステップａ３でスロットル全閉フラ
グＦ３がオンと判断されると、ステップａ６でエンジン
回転数Ｎｅが設定回転数Ｎｒ（例えば１５００ｒｐｍ）
より大きいか否か判断し、大きいとエンジンブレーキ域
と見做してステップａ７で燃料カットフラグＦ１をセッ
トし、ステップａ５に進み、下回るとステップａ４に進
む。ステップａ８のスロットル全閉判定領域設定処理
を、図９に示すサブルーチンに沿って説明する。ここで
ステップｂ１に達すると、最新の大気圧Ｐａを読み取
り、ステップｂ２で最新のＩＳＣ開度θｎを読み取り、
ステップｂ３に進む。ここでは、図４の如く、回転数毎
に予め設定されたスロットル弁全閉時のＩＳＣ弁全閉θ
ｃ（０ステップ相当開度），θ１としての中開θ₆₀（６
０ステップ相当開度）、全開θｏ（１２０ステップ相当
開度）にそれぞれ相当する吸気管負圧Ｐｃ、Ｐ₆₀、Ｐｏ
のＩＳＣ弁開度マップＭ−１（ここには実線で低地用の
特性を、破線で高地用の特性をそれぞれ示した）を呼び
出し、最新の大気圧Ｐａに応じてＩＳＣ弁開度マップＭ
−１を設定する。

【００２９】ここで用いるＩＳＣ弁開度マップＭ−１は
大気圧Ｐａのレベルに応じ、複数用意され、大気圧が高
いと低地用を、大気圧が低いと高地用の各ＩＳＣ弁開度
マップＭ−１が用いられ、この大気圧の領域判定閾値は
適宜設定される。なお、大気圧Ｐａ値はその値が単なる
高低切換えではなく連続的に反映されるように、低地用
と高値用のＩＳＣ弁開度マップ間のＩＳＣ弁開度マップ
を設定する際の補間係数として用いても良い。ステップ
ｂ４では、最新のエンジン回転数Ｎｅ１を読み込む。ス
テップｂ５に進み、先にＩＳＣ弁開度マップＭ−１に沿
って読み取った、ＩＳＣ弁全閉θｃ（０ステップ相当開
度），中開θ₆₀（６０ステップ相当開度）、全開θｏ
（１２０ステップ相当開度）とそれらに対応する吸気管
負圧Ｐｃ、Ｐ₆₀、Ｐｏのデータに基づき、最新のエンジ
ン回転数Ｎｅ１に対応する図５に実線で示すスロットル
弁全閉時のＩＳＣ開度相当吸気管負圧算出マップＭ−２
を作成する。

【００３０】その上で、同マップＭ−２に沿って、開度
情報出力手段２５ａにより出力される現在のＩＳＣ開度
θｎ相当の吸気管内圧Ｐｒｏを求める。更にステップｂ
６に進み、ここでは、算出された吸気管内圧Ｐｒｏと最
新のエンジン回転数Ｎｅ１とからＩＳＣ弁開度θｎの特
性も図４の判定ＩＳＣ弁開度マップＭ−１上の全閉θ
ｃ，中開θ₆₀、全開θｏから補間演算し、現在位置Ｑ
（Ｎｅ１、Ｐｒｏ）を単位吸気管内圧±Δｐ（前以て設
定する値）で挾む所定幅２ｐをスロットル全閉判定領域
Ｅとして図６に示すように、ＩＳＣ弁開度マップＭ−１
上に設定する。このようにスロットル全閉判定領域Ｅを
設定したあと、ステップｂ７で領域設定フラグＦ２をオ
ンし、メインルーチンにリターンする。

【００３１】上述のステップｂ５において、スロットル
弁全閉時における吸気通路内の圧力の変化レベルに沿っ
て、負圧値の大きな方から大気圧に向かって順次３つの
開度が設定された。即ち、ここでは、ＩＳＣ弁全閉θｃ
（第１開度）と、中開θ₆₀（第２開度）と、全開θｏ
（第３開度）とが設定された。このため、第１開度であ
る全閉θｃとその隣の第２開度である中開θ₆₀との間を
湾曲する実際の負圧特性線（破線で示した）に直線近似
でき、更に第２開度である中開θ₆₀とその隣の第３開度
である全開θｏとの間を湾曲する実際の負圧特性線（破
線で示した）に直線近似でき、２領域に分けて直線近似
処理を行える。つまり、開度情報出力手段２５ａのＩＳ
Ｃ開度θｎが全閉θｃと中開θ₆₀との間である場合には
全閉θｃと中開θ₆₀との直線近似により、ＩＳＣ開度θ
ｎの圧力を求めることができ、ＩＳＣ開度θｎが中間θ
₆₀と全開θｏとの間である場合は、中間θ₆₀と全開θｏ
との直線近似によりＩＳＣ開度θｎの圧力を求めること
が出来る。このため、ステップｂ６でのＩＳＣ開度θｎ
相当の吸気管内圧Ｐｒｏの算出や、算出された吸気管内
圧Ｐｒｏと最新のエンジン回転数Ｎｅｉとよりスロット
ル全閉判定領域Ｅ’を設定する際の演算精度が向上す
る。

【００３２】なお、ここではスロットル弁全閉時におけ
る吸気通路内の圧力の変化レベルに沿って、負圧値の大
きな方から大気圧に向かって順次３つの開度（２領域）
が設定されたが、これに代えて、図７に示すように、負
圧値の大きな方から大気圧に向かって順次４つの開度
（３領域）が設定されても良い。この場合、ＩＳＣ弁全
閉θｃ（第１開度）と、第１中開θ１（第２開度）と、
第２中開θ２（第３開度）と、全開θｏ（第４開度）と
が設定され、全閉θｃとその隣の第１中開θ１、第１中
開θ１とその隣の第２中開θ２、第２中開θ２とその隣
の全開θｏの間を湾曲する実際の負圧特性線（破線で示
した）にそれぞれ直線近似でき、実際の負圧特性線によ
り近付けることができる。このため、ステップｂ６での
ＩＳＣ開度θｎ相当の吸気管内圧Ｐｒｏの算出時に、３
領域のいずれかの領域をＩＳＣ開度θｎに応じて選択
し、その領域で実際の負圧特性線（破線で示した）に直
線近似された負圧特性線（実線）より吸気管内圧Ｐｒｏ
を算出でき、その上で、吸気管内圧Ｐｒｏと最新のエン
ジン回転数Ｎｅ１とよりスロットル全閉判定領域Ｅ’を
設定できる。この場合、図５に示した３つの開度（２領
域）の設定を行った場合よりもより算出精度が向上す
る、上述の処において、実際の負圧特性線（破線で示し
た）が湾曲するとの特性は、図１３乃至図１５に沿って
上述した。更に、この実際の負圧特性線のデータよりＩ
ＳＣ開度出力θに対応した圧力Ｐｒを負圧特性線に沿っ
て曲線近似した関数として概略設定してもよい。このよ
うにＩＳＣ開度出力θに対応した圧力Ｐｒを関数とした
場合、ＩＳＣ開度出力θより直ちにＩＳＣ開度θｎ相当
の吸気管内圧Ｐｒｏを精度良く算出でき、ステップｂ６
と同様の処理を行って、現在位置Ｑ（Ｎｅｉ、Ｐｒｏ）
を求め、スロットル全閉判定領域Ｅ’を設定できる。こ
の場合は演算処理が簡素化され、より精度良く、スロッ
トル全閉判定領域Ｅ’を設定できる。

【００３３】このような、エンジンのメインルーチンの
途中で所定の時間割込みによって、図１０のスロットル
全閉判定ルーチンに達するとする。ここではステップｃ
１で領域設定フラグＦ２がオンか否か判断し、オフでは
リターンし、オンではステップｃ２で最新の吸気管内圧
Ｐｒ１とエンジン回転数Ｎｅ１を求め、更に、ステップ
ｃ３では設定されている現在のスロットル全閉判定領域
Ｅ’に現在位置Ｑ１（Ｎｅ１、Ｐｒ１）が存在するか否
か判定し、領域内で無いとスロットル全閉フラグＦ３を
オフし、領域内ではスロットル全閉フラグＦ３をオン
し、それぞれメインルーチンにリターンする。

【００３４】このようにスロットル全閉判定領域設定ル
ーチンで、現在のスロットル全閉判定領域Ｅ’（アイド
ル判定領域）を順次更新するので、たとえ、車両が低地
より高所に移動した場合でも、また、暖機時、車両減速
時、負荷（エアコンＯＮ／ＯＦＦ、パワーステ作動）変
動時にＩＳＣ弁の開度が変化した場合でも最適なスロッ
トル全閉判定領域Ｅ’を設定でき、しかも、スロットル
全閉判定領域設定ルーチンでスロットル全閉判定領域
Ｅ’に現在位置Ｑ１（Ｎｅ１、Ｐｒ１）が存在するか否
か判断し、領域内ではスロットル弁１５が確実に全閉で
あると判断できる。更に、エンジンのメインルーチンの
途中での燃料供給処理に達するとする。この場合、図１
２に示す燃料供給処理を１８０°毎のクランクパルスの
割込みによって実行する。ステップｓ１では燃料カット
フラグＦ１がセットされているか否か判定し、セット時
にはそのままリターンし、次のクランクパルス割込みを
待つ。他方、燃料カットフラグＦ１がリセットされてい
るとステップｓ２に進む。

【００３５】ここでは、最新の吸気管内圧Ｐｒ１とエン
ジン回転数Ｎｅ１より図示しない所定の体積効率マップ
に沿って今回の体積効率ｋｅ（例えば０．５〜０．９の
値）を設定する。更に、吸入空気の状態方程式(Ｐ_L・Ｖ
ｃ＝Ｎｍ・Ｒ・Ｔa)に基づき吸入空気量Ａ／Ｎを下記の
（４）式で算出し、所定のエリアにストアする。なお、
Ｐ_Lは下死点でのシリンダ内の圧力、Ｖｃはシリンダ容
積、Ｎｍは空気のモル数、Ｒはガス定数、Ｔａ吸入空気
温度を示す。この内下死点での筒内圧Ｐ_Lは吸気管内圧
Ｐｒを体積効率Ｋｅで補正してＰ_L（＝Ｐｂ×Ｋｅ）を
求める。

【００３６】Ｐ_L×１／７６０×Ｖｃ→Ａ／Ｎ・・・・・・・（４）この後、ステップｓ３では吸入空気量Ａ／Ｎに応じた電
磁弁２７の基本駆動時間Ｔｂを算出し、次いで、ステッ
プｓ４で電磁弁駆動時間Ｔｉｎｊを式（５）より求め
る。ここではメインルーチンでのステップａ５で演算さ
れている各補正値を呼出して演算する。Ｔｉｎｊ＝Ｔｂ×Ｋｗｔ×Ｋａｔ×Ｋａｐ×Ｋａｃ＋Ｔｄ・・・・・（５）この後、ステップｓ５では駆動時間Ｔｉｎｊを図示しな
い噴射タイマーにセットし、その後ステップｓ６でこの
噴射タイマーをトリガすることが行われる。このトリガ
によって、時間Ｔｉｎｊだけ電磁弁２７が燃料噴射を実
行する。

【００３７】上述の処において、図１のスロットル開度
判定装置は吸気管内圧Ｐｒを圧力センサ２２を用いて検
出し、その値を判定手段２５ｄでの演算に用いている
が、吸気管内圧Ｐｒを圧力センサ２２を用い検出するの
に代えて、エアフローセンサを用い吸入空気量Ａ／Ｎを
直接求め、その値を判定手段２５ｄでの演算に用いても
良く、この場合、判定手段２５ｄの演算処理（ステップ
ｂ２参照）が簡素化される。更に、図１のスロットル開
度判定装置はスロットル弁の特定位置として全閉位置を
設定し、全閉位置にあることを演算処理によって判定
し、その全閉位置の判定情報を用い、メインルーチンや
燃料供給処理ルーチンの制御処理を精度良く行うことが
できたが、このスロットル弁の特定位置は全閉位置に限
るものでは無く、その他の開度の判定も同様の演算処理
を行うことによって実行できる。

【００３８】上述のように図１のスロットル開度判定装
置は、記憶手段２５ｂのデータであるＩＳＣ弁開度マッ
プＭ−１に基づき、算出手段２５ｃ及び判定手段２５ｄ
によってスロットル弁１５が特定位置（例えば全閉位
置）にあるか否かを判定するので、スロットル開度セン
サを用いること無くスロットル弁１５が特定位置（例え
ば全閉位置）にあるか否かを精度良く判定できる。特
に、特定位置が全閉位置である場合、スロットル弁１５
が全閉位置で燃料カット判定（ステップａ３〜ステップ
ａ７）を正確に行え、またアイドル安定性も向上する。
特に、算出手段２５ｃによる圧力Ｐｒ又は吸入空気量情
報Ａ／Ｎは、一つの値、例えば現在位置Ｑ（Ｎｅ１、Ｐ
ｒｏ）ではなく、ある範囲、即ち、単位吸気管内圧±Δ
ｐで挾む所定幅２ｐを持った値としても良く、この場
合、エンジン制御におけるハンチングを防止できる。

【００３９】更に、本装置は大気圧を検出する大気圧検
出手段（図１１の切り換え弁駆動ルーチン及び圧力セン
サ２２）を備え、算出手段２５ｃは大気圧Ｐａの出力に
対応して（ステップｂ１〜ステップｂ３参照）、開度情
報出力手段２５ａの出力に対応した圧力又は吸入空気量
情報を算出（ステップｂ４〜ステップｂ５参照）してい
るので、この場合、高地状況に対応したスロットル開度
判定が可能となり、判定精度が向上する。また、切り換
え弁２３と燃圧レギュレータ２６との間に圧力センサ２
２を設け、始動後、所定時間内切り換え弁２３をＯＮし
ているので、吸気通路から直接圧力センサで大気圧を検
出するものと比べて大気圧を安定して検出出来る。

【００４０】更に、本装置の算出手段２５ｃは、開度情
報出力手段２５ａのＩＳＣ開度情報を検出する検出部２
５ｅ、記憶手段２５ｂに記憶されたＩＳＣ弁１７の少な
くとも第１乃至第３開度の第１開度と第２開度、及び第
２開度と第３開度との間がそれぞれ直線近似されてお
り、検出部２５ｅにより検出された開度情報出力手段２
５ａの出力に対応して圧力又は吸入空気量情報を算出す
る演算部２５ｆとを有している。このため、開度域を分
割（図５では２領域に分割）した上で各分割域の記憶手
段上のデータ（直線近似された吸気管内圧特性線）を取
り込むこととなるので、演算部２５ｆでの圧力又は吸入
空気量情報の精度が向上し、スロットル開度判定精度が
向上する。

【００４１】ここでは特に、検出部２５ｅは、スロット
ル弁が特定位置（例えば全閉位置）にある時の吸気通路
１０内の圧力又は吸入空気量を少なくとも３つ設定する
に当たり、ＩＳＣ弁１７の開度の増変化（減変化に設定
しても良い）に沿って少なくとも３つの全閉θｃと中開
θ₆₀と全開θｏとの第１乃至第３開度を設定し、同第１
乃至第３開度に対応した３つの通路内の吸気管内圧Ｐ
ｃ，Ｐ１，Ｐｏ又は吸入空気量を設定する。このため、
ＩＳＣ弁１７の開度の変化域を増変化（減変化）に沿っ
て複数領域に分け、それぞれの領域で吸気管内圧特性線
を直線近似処理でき、スロットル全閉判定領域Ｅ’をよ
り精度良く設定できる。

【００４２】上述の実施形態では、スロットルポジショ
ンセンサなしのシステムについて説明したが、本発明は
何らスロットルポジションセンサなしのシステムに限定
されるものではなく、スロットルポジションセンサ有の
システムにおけるセンサ故障時のフェールセーフ機能と
しても適用できることは言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、スロットル弁が特定位置にあるときに得られる圧
力又は吸入空気量を、バイパス弁が少なくとも３つの開
度を占めるときに対応して各回転数毎にそれぞれ記憶す
る記憶手段を備え、算出手段によって、開度情報と記憶
手段の圧力又は吸入空気量情報に基づき開度情報出力手
段の出力に対応した圧力又は吸入空気量情報を算出し、
判定手段によって、算出手段の算出した圧力又は吸入空
気量情報とセンサのセンサ出力とを比較してスロットル
弁が特定位置にあるか否かを判定する。

【００４４】このように記憶手段のデータに基づき算出
手段がスロットル弁が特定位置にあるか否かを判定する
ので、スロットル開度センサを用いること無くスロット
ル弁が特定位置にあるか否かを正確に判定できる。特
に、特定位置が全閉位置である場合、スロットル弁が全
閉位置で燃料カット判定等を正確に行え、またアイドル
安定性も向上する。特に、算出手段による圧力又は吸入
空気量情報は、特に一つの値ではなく、ある範囲を持っ
た値としても良く、この場合、エンジン制御におけるハ
ンチングを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのスロットル開度判定
装置を備えたエンジンの概略全体構成図である。

【図２】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵの機能
ブロック図である。

【図３】図１のＩＳＣ弁の弁本体部分の拡大説明図であ
る。

【図４】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが用い
るＩＳＣ弁開度マップＭ−１の特性線図である。

【図５】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが設定
するスロットル弁全閉時のＩＳＣ開度相当吸気管負圧算
出マップＭ−２の特性線図である。

【図６】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが設定
するスロットル全閉判定領域Ｅの特性線図である。

【図７】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが変形
例として設定する、スロットル弁全閉時のＩＳＣ開度相
当吸気管負圧算出マップＭ−２の特性線図である。

【図８】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが用い
るメインルーチンのフローチャートである。

【図９】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが用い
るスロットル全閉判定領域設定ルーチンのフローチャー
トである。

【図１０】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが用
いるスロットル全閉判定ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１１】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが用
いる切り換え弁駆動ルーチンのフローチャートである。

【図１２】図１のスロットル開度判定装置のＥＣＵが用
いる燃料供給制御ルーチンのフローチャートである。

【図１３】従来のスロットル開度判定装置の付設される
吸気管路の概略構成図である。

【図１４】従来のスロットル開度判定装置が用いるＩＳ
Ｃ弁開度マップの特性線図である。

【図１５】従来のスロットル開度判定装置のＥＣＵが設
定するスロットル弁全閉時のＩＳＣ開度相当吸気管負圧
算出マップの特性線図である。

【符号の説明】

Ｅエンジン１０吸気通路１５スロットル弁１６バイパス路１７ＩＳＣ弁２１エンジン回転センサ２２圧力センサ２３切り換え弁２５ＥＣＵ２５ａ開度情報出力手段２５ｂ記憶手段２５ｃ算出手段２５ｄ判定手段２７インジェクタＰｃ，Ｐ１，Ｐｏ吸気管内圧 θｃ全閉 θ₆₀ 中開 θｏ全開Ｐｒ吸気管内圧Ｐｒｏ圧力Ｅ’ スロットル全閉判定領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気通路に介装されて人為操作
可能なスロットル弁と、該スロットル弁をバイパスするバイパス吸気通路に介装
されて上記内燃機関の運転状態に応じてアクチュエータ
により駆動されるバイパス弁と、該バイパス弁の開度情
報を出力する開度情報出力手段と、上記スロットル弁の下流側吸気通路内の圧力又は上記内
燃機関に供給される吸入空気量を検出するセンサと、上記スロットル弁が特定位置にあるときに得られる上記
圧力又は上記吸入空気量を、上記バイパス弁が少なくと
も３つの開度を占めるときに対応して各回転数毎にそれ
ぞれ記憶する記憶手段と、上記開度情報出力手段が出力する開度情報と、上記記憶
手段に記憶された圧力又は吸入空気量情報に基づき該開
度情報出力手段の出力に対応した圧力又は吸入空気量情
報を算出する算出手段と、該算出手段が算出した圧力又は吸入空気量情報と上記セ
ンサのセンサ出力とを比較して上記スロットル弁が上記
特定位置にあるか否かを判定する判定手段とを備えたス
ロットル開度判定装置。
【請求項２】請求項１記載のスロットル開度判定装置に
おいて、大気圧を検出する大気圧検出手段を備え、上記算出手段は、上記大気圧検出手段の出力に対応して
上記開度情報出力手段の出力に対応した圧力又は吸入空
気量情報を算出又は修正することを特徴とするスロット
ル開度判定装置。
【請求項３】請求項１記載のスロットル開度判定装置に
おいて、少なくとも３つの開度には、第１バイパス開度と、該第
１バイパス開度より大きい第２バイパス開度と、該第２
バイパス開度より大きい第３バイパス開度が含まれてお
り、上記算出手段は、上記開度情報出力手段が上記第１
バイパス開度と上記第２バイパス開度の間の開度情報を
出力した際は、該第１バイパス開度に対応する圧力又は
吸入空気量と該第２バイパス開度に対応する圧力又は吸
入空気量に基づき直線近似により上記開度情報出力手段
により出力された開度情報に対応した圧力又は吸入空気
量を求め、上記開度情報出力手段が上記第２バイパス開
度と該上記第３バイパス開度の間の開度情報を出力した
際は、該第２バイパス開度に対応する圧力又は吸入空気
量と該第３バイパス開度に対応する圧力又は吸入空気量
に基づき直線近似により上記開度情報出力手段により出
力された開度情報に対応した圧力又は吸入空気量を求め
ることを特徴とするスロットル開度判定装置。
【請求項４】請求項３記載のスロットル開度判定装置に
おいて、上記特定位置とは、上記スロットル弁により上記吸入通
路を略全閉とした状態に相当し、上記第１バイパス開度
は、上記バイパス弁の略全閉位置に相当し、上記第３バ
イパス開度は上記バイパス弁の略全開位置に相当するこ
とを特徴とするスロットル開度判定装置。