JPS61171843A - エンジンのスロツトル弁制御装置 - 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〕 この発明は、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、車両用エンジンにおいては、エレクトロニクスの
著しい発達に伴い、その各種制御を電気的に行うことが
種々提案されており、その１例として、従来、例えば特
開昭５１−１３８２３５号公報に示されるエンジンのス
ロットル弁制御装置がある。

即ち、これはアクセルペダルの動きを電気信号として取
り出し、この電気信号によってスロットル弁駆動モータ
等を駆動して、スロットル弁を電気的に開閉するように
したものである。この方式のスロットル弁制御装置では
、アクセルペダルとスロットル弁とをリンク機構やワイ
ヤ機構によって連結してスロットル弁を機械的に開閉す
るようにした通常の一般的なものに比し、所望のエンジ
ン出力が得られるようにスロットル弁を自由に制御でき
、又アクセルペダルの踏込力を小さくできるという優れ
た利点がある。

しかるに上記従来公報記載のスロットル弁制御装置では
、そのアクセル操作量・スロットル弁開変時性を通常一
般の機械的なものと同様な特性、即ちアクセル操作量の
変化に対してスロットル弁開度が直線的に変化するよう
な特性に設定しているので、スロットル弁開閉による吸
気通路の面積変化のばらつきに起因して吸入空気量の変
化がリニヤな変化にならず、そのアクセル操作量・吸入
空気量特性の非リニヤ性に起因して例えば定常運転時に
はアクセル操作量がわずかに変動しても吸入空気量が急
激に増減し、安定した定常運転が難しく、又スロットル
弁路全開状態からの加速時にはアクセルペダルを踏み込
んでも吸入空気量がほとんど変化せず、十分な加速性が
得られないという問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる問題点に鑑み、リニヤなアクセル操
作量・吸入空気量特性が得られるエンジンのスロットル
弁制御装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕 そして本件発明者は上述の電気制御方式のスロットル弁
制御装置において、アクセル操作量・スロットル弁開度
特性を種々変えてどのようなアクセル操作量・吸入空気
量特性が得られるかを実験した結果、アクセル操作量の
所定範囲領域におけるアクセル操作量の変化に対してス
ロットル弁開度の変化が小さく、かつ所定範囲以下及び
所定範囲以上のアクセル操作量領域におけるアクセル操
作量の変化に対してスロットル弁開度の変化が大きくな
るようにすれば、途中で変曲点はあるものの略すニセな
アクセル操作量・吸入空気量特性が得られることを見い
出した。

そこでこの発明は、アクセル操作量に応じてスロットル
弁を電気的に制御するようにしたエンジンのスロットル
弁制御装置において、アクセルの所定操作量領域のアク
セル操作量・スロットル弁開度特性を他の領域のそれよ
りも滑らかにするようにしたものである。

即ち・０′）発明２＊″−第１図０機能７’　ｔｌ１７
　社　　　　責。

示されるように、アクセル検出手段３１でアクセル操作
量を検出し、演算手段３２でアクセル検出手段３１の出
力を受けてスロットル弁３４の開度を演算し、スロット
ル弁駆動手段３３で演算手段３２の出力を受けてスロッ
トル弁３４を駆動し、その際特性補正手段３５がアクセ
ル検出手段３１の出力を受け、アクセル操作量の所定範
囲領域におけるアクセル操作量の変化に対するスロット
ル弁開度の変化が小さく、かつ所定範囲以下及び以上の
アクセル操作量領域におけるアクセル操作量の変化に対
するスロットル弁開度の変化が大きくなるようにアクセ
ル操作量・スロットル弁開度特性を補正するようにした
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図ないし第５図は本発明の一実施例によるエンジン
のスロットル弁制御装置を示す、第２図及び第３図にお
いて、１はエンジンで、該エンジン１の吸気通路２の途
中にはスロットル弁３が配設されるとともに該スロット
ル弁３を開閉するステップモータ、ＤＣモータ等のスロ
ットルアクチュエータ４が取付けられている。この吸気
通路２のスロットル上流側にはベーンタイプのエアフロ
ーメータ５が設けられ、吸気通路２の上流端はエアクリ
ーナ６に至っている。

また吸気通路２の下流端側には燃料噴射弁７が設けられ
、該燃料噴射弁７は燃料供給通路８を介して燃料タンク
９に接続され、該燃料供給通路８の途中には燃料ポンプ
１０及び燃料フィルタ１１が介設され、又燃料フィルタ
１１下流側と燃料タンク９との間には燃料リターン通路
１２が接続され、該通路１２の途中には燃圧レギュレー
タ１３が設けられており、これにより燃料噴射弁７には
一定の燃圧が供給されるようになっている。

一方、エンジン１の排気通路１４には排気ガス浄化用の
触媒１５が配設され、又排気通路１４と吸気通路２との
間にはＥＧＲ装置１６が設けられている。このＥＧＲ装
置１６において、排気通路１４にはＥＧＲ通路１７の一
端が、該ＥＧＲ通路１７の他端は吸気通路２に接続され
、該ＥＧＲ通路１７の途中にはＥＧＲ弁１８が介設され
、該ＥＧＲ弁１８にはこれを駆動するソレノイド１９が
設けられている。

また第２図中、２０はアクセルペダル、２１はバッテリ
、２２はイグナイタ、２３はディストリビュータの回転
角からエンジン回転数を検出する回転数センサ、２４は
アクセルペダル２０の操作量を検出するアクセルポジシ
ョンセンサ、２５はエンジンの冷却水温度を検出する水
温センサ、２６は吸入空気の温度を検出する吸気温セン
サ、２７はスロットル弁３の開度を検出するスロットル
ポジションセンサ、２８は排気ガス中の酸素濃度を検出
する０２センサ、２９はスロットル弁開度。

燃料噴射量、ＥＧＲ量及び点火時期を制御するコンピュ
ータユニットである。

また第４図は上記コンピュータユニット２９のスロット
ル弁開度制御の演算処理を説明するための図で、これは
説明の便宜上コンピュータユニット２９の演算処理をハ
ード回路にて示したものである。図において、第２図及
び第３図と同一符号は同図と同一のものを示し、３０は
入力をＸ値。

ｙ値としたときこれによって決まる出力値を発生する関
数発生手段で、これは実際には所定の２次元メモリマツ
プにＸ値、ｙ値をアドレス入力して該マツプから記憶値
を読み出すことによって出力値を得ているものであり、
具体的にはアクセル操作量αとエンジン回転数ｒｐｍと
に応じた基本目標スロットル開度θを発生する基本目標
スロットル開度発生手段である。ここでこの基本目標ス
ロットル開度発生手段３０は、複数の各エンジン回転数
ｒｐｍ毎に、アクセル操作量・スロットル弁開度特性の
マツプを有し、各マツプの特性は第５図に特性曲線ａ　
−Ｃで示されるように、アクセル操作量の所定範囲領域
（第５図のＡ１．　Ａ２．　Ａ３参照）におけるアクセ
ル操作量の変化に対するスロットル弁開度の変化が小さ
く、かつ所定範囲以下及び以上のアクセル操作量領域に
おけるアクセル操作量の変化に対するスロットル弁開度
の変化が大きく、又同一アクセル操作量に対するスロッ
トル弁開度がエンジン回転数が高くなるに従って大きく
なるような特性に設定されている。なお第５図において
、破線ｄは通常一般の機械的なスロットル弁制御装置及
び上記従来公報記載のスロットル弁制御装置におけるア
クセル操作量・スロットル弁開度特性の特性曲線を示す
。

なお以上のような構成において、上記スロットルアクチ
ュエータ４及びコンピュータユニット２９が第１図に示
すスロットル弁駆動手段３３となっており、又上記コン
ピュータユニット２９が第１図に示す演算手段３２及び
特性補正手ｗＩｔ３５０機能を実現するものとなってい
る。

次に第４図及び第５図を用いて動作について説明する。

アクセルペダルが踏込操作されると、アクセルポジショ
ンセンサ２４でアクセル操作量αが検出され、又回転数
センサ２３でエンジン回転数ｒｐｍが検出され、上記ア
クセル操作量α及びエンジン回転数ｒｐｍはコンピュー
タユニット２９に入力される。このコンピュータユニ７
　）　２９１Ｚ＃イては、基本目標スロットル開度発生
手段３０でまずエンジン回転数ｒｐｍに応じたアクセル
操作量・スロットル弁開度特性ａ−ｃが選択され、該特
性ａ　”−ｃに基づいてアクセル操作量αに応じた基本
目標スロットル開度θが発生されてこれがスロットルア
クチェエータ４に出力され、スロットル弁３はアクセル
操作量αと、エンジン回転数ｒｐｍに応じたアクセル操
作量・スロットル弁開度特性ａ　”−ｃとによって決ま
る開度に制御されることとなる。

またコンピュータユニット２９はエンジンの運転状態に
応じたパルス幅の燃料噴射パルスを演算作成してこれを
燃料噴射弁７に加えて燃料噴射量制御を行うとともに、
イグナイタ２２にエンジンの回転に応じて制御信号を加
えて点火時期制御を行い、又ＥＧＲ弁１８のソレノイド
１９にエンジン運転の状態に応じて制御信号を加えてＥ
ＧＲ量制御を行うが、その動作は従来公知のものと同一
であるので、その詳細な説明は省略する。

また第６図は本発明及び従来装置におけるアクセル操作
量・吸入空気量特性の比較結果を示し、図中ｅ、ｆは各
々本装置及び従来装置においてエンジン回転数を４００
Ｏｒ　ｐ　ｍ一定とし、その状態でアクセル操作量αを
変えていって吸入空気量を測定した結果であり、又ｇ、
ｈは同様にエンジン回転数を２００Ｏｒ　ｐ　ｍ一定と
した時の測定結果である。

第６図によれば、本装置及び従来装置のアクセル操作量
・吸入空気量特性ｅ−ｇ、ｒ−ｈはエンジン回転数に関
係なく、いずれも途中に変曲点を有する略く字状の特性
となっているが、本装置の特性ｅ２ｇの方が従来装置の
特性ｆ、ｈに比してリニヤ性にすぐれ、しかも変曲点ま
での特性は特性曲線の傾きが小さく、かつ変曲点以上の
特性は特性曲線の傾きが大きくなっていることが分る。

以上のような本実施例の装置では、アクセル操作量・吸
入空気量特性を従来装置に比しリニヤ性の高い特性に改
善するようにしたので、下記のように運転性（ドライバ
ビリティ）を向上できる。

即ち、 （１）車両の発進時においては、アクセル操作量の少な
い領域におけるアクセル操作量・吸入空気量特性の特性
曲線の傾きが小さいことから、大きなトルクシラツクが
発生することがなく、円滑な発進性が確保できる。

（ｉｉ　）定常運転時においては、該運転時に頻繁に使
用されるアクセル操作量領域における特性曲線の傾きが
小さいことから、アクセル操作量の変化に対する吸入空
気量の変動が小さく、定常運転の安定性を向上できる。

（ｉｉ　）通常の加速時においては、アクセル操作量・
吸入空気量特性のリニヤ性が高いことから、加速応答性
をほとんど損なうことなく、加速時のトルクシラツク（
加速ショック）を軽減でき、又スロットル弁路全開状態
からの加速時においては、特性曲線の傾きが大きいこと
から、加速性を向上できる。

（ｉｖ　）一般走行時全体について見た場合には、アク
セル操作量・吸入空気量特性のりニヤ性が高いことから
、アクセル操作量の変化に対する車速やエンジン出力の
追従性（レスポンス）を向上でき６°　　　　　　　　
　　　　　　　　　ｔまたエンジンの最大吸入空気量は
一般にエンジン回転数に比例しこれによって決まるもの
であり、従うて全エンジン回転数領域において単に１つ
のアクセル操作量・スロットル弁開度特性に基づいてス
ロットル弁開度を決定するようにするとスロットル弁を
最大吸入空気量が得られる開度以上に開いてしまう等、
制御効率の面で問題が生じることとなる。これに対し本
装置では、エンジン回転数に応じて適切なアクセル操作
量・スロットル弁開度特性を選択しているので、スロッ
トル弁開度制御の効率が大変よいものである。

なお上記実施例ではエンジン回転数によってアクセル操
作量・スロットル弁開度特性を変えるようにしたが、こ
れは他の運転条件、例えば踏み込み開始アクセル操作量
、あるいはアクセルペダルの踏み込み速度によって変え
るようにしてもよく、又このような運転条件によって特
性を変えるという制御は実用上は必ずしも行わなくても
問題は生じないものである。

（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、アクセル操作量に応じて
スロットル弁を電気的に制御するようにしたエンジンの
スロットル弁制御装置において、アクセルの所定操作量
領域のアクセル操作量・スロットル弁開度特性を他の領
域のそれよりも滑らかにするようにしたので、アクセル
操作量・吸入空気量特性のりニや性を改善でき、運転性
を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例によるエンジンのスロットル弁制御装
置の概略構成図、第３図は上記装置の要部構成図、第４
図は上記装置におけるコンピュータユニット２９の演算
処理を説明するための図、第５図は上記装置におけるア
クセル操作量・スロットル弁開度特性を示す図、第６図
は上記装置及び従来装置におけるアクセル操作量・吸入
空気量特性の比較結果を示す図である。 ３１・・・アクセル検出手段、３２・・・演算手段、３
３・・・スロットル弁駆動手段、３４・・・スロットル
弁、３５・・・特性補正手段、３・・・スロットル弁、
４・・・スロットルアクチェエータ、２４・・・スロッ
トルポジジョンセンサ、２９・・・コンピュータユニッ
ト。 特　許　出　願　人　マツダ株式会社 代理人　　　弁理士　早　瀬　憲　− 第１図 第３図 第４図 第５図 ７７ｔｌ′棟作Ｌ“）　−會

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセル操作量を検出するアクセル検出手段と、
   該アクセル検出手段の出力を受けてスロットル弁の開度
   を演算する演算手段と、該演算手段の出力を受けスロッ
   トル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、アクセル検
   出手段の出力を受けアクセル操作量の所定領域における
   アクセル操作量の変化に対するスロットル弁開度の変化
   が小さくかつ上記所定領域以下及び以上のアクセル操作
   量領域におけるアクセル操作量の変化に対するスロット
   ル弁開度の変化が大きくなるようにアクセル操作量・ス
   ロットル弁開度特性を補正する特性補正手段とを設けた
   ことを特徴とするエンジンのスロットル弁制御装置。