JPS6189940A - 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なうこと
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。

ところで車両用エンジンにおいて、その始動時の操作に
ついて考察すると、通常、スロットル弁を所定の始動開
度に開くとともに、その状態でセルモータを回してこれ
によりエンジンを始動するようにしている。しかるに従
来の電気制御方式のスロットル弁制御装置では、始動時
にはその都度スロットル弁を始動開度まで開くようにし
ており、この場合スロットル弁駆動モータに例えばヘッ
ドライトへの供給電力と同程度の大きな電力を供給する
必要があり、しかもこの始動時にはさらにセルモータに
も電力を供給する必要があることから、バッテリ電圧が
低いときには始動でき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、始動時における消費電
力を低減でき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
弁を電気的に駆動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、エンジン停止時にスロットル弁を
所定開度に固定しておくようにしたものである。

即ち、この発明は、第１図の機能ブロック図に示される
ように、アクセル検出手段５５でアクセル操作量を検出
し、該検出手段５５の出力を受けてスロットル弁駆動手
段５６がスロットル弁５７を電気的に駆動する一方、停
止検出手段５８でエンジンの停止を検出し、始動補助手
段５９がエンジンの停止時にスロットル弁駆動手段５６
をしてスロットル弁５７を所定開度に保持せしめるよう
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図及び第３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からなる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、ＭＪｆＡ、材供給通路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ｌ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、す、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はスロットル開度。

燃料噴射ｆｉｔ、ＥＧＲｉ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３図は上記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図と同一符号は同図と同一の
ものを示し、ＱａＲはエアフローメータ５の出力、Ｎｅ
は回転数センサ２３の出力、αはアクセルポジションセ
ンサ２４の出力、ＴＷは水温センサ２５の出力、λは０
２センサ２８の出力である。

また３０〜３３は入力をＸ値としたときこれに対する特
性曲線上のｙ値を出力する関数発生手段で、これは実際
には所定のメモリマツプにＸ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ｙ値を得ている
ものである。そして具体的には、３０はアクセル操作量
αに応じた基本目標吸入空気量Ｑａｌを出力する基本目
標吸入空気量発生手段、３１は水温Ｔｗに応じ、アイド
ル回転数を保証するための吸入空気量の下限値Ｑａｍを
出力する下限吸入空気量発生手段、３２はエンジン回転
数Ｎｅに応じ、該回転数Ｎｅにおける粘性抵抗等に起因
する吸入空気量の最大値、即ち吸入空気量の上限値Ｑａ
Ｍを出力する上限吸入空気量発生手段、３３は水温Ｔｗ
に応じて燃料噴射量の補正係数ＣＴＷを出力する水温補
正係数発生手段である。

また３４．３５は入力をＸ値、ｙ値としたときこれらに
よって決まる出力値を発生する関数発生手段で、これは
実際には所定のメモリマツプにＸ値、ｙ値をアドレス入
力して該マツプの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１　　　　る。具体的には、３４．
３５はＥＧＲ非還流時。

ＥＧＲ還流時における１気筒当りの目標吸入空気ｆｉＡ
ｃとエンジン回転数Ｎｅとによって決まる基本目標スロ
ットル開度θ（θ１又はθＩＥ）を出力する基本目標ス
ロットル開度発生手段である。

また３６〜４１．５４は各種人力に対して所定の演算を
行なう演算手段で、具体的には、３６は１気筒当りの目
標吸入空気量ＡＣ，エアフローメータ５の出力ＱａＲ及
び回転数センサ２３の出力Ｎｅを入力とし、これらから
目標スロットル開度補正係数ＣａＦＢを演算出力する吸
気量フィードバック補正モジュール、３７は基本目標吸
入空気ＪｉＱａｌ、ｌ気筒当りの目標吸入空気量ＡＣ，
エンジン回転数Ｎｅ、水温ＴＷ及び０２センサ２８の出
力λを入力とし、エンジンの運転領域が燃料フィードパ
・ツク領域、燃料カント領域又は混合気エンリッチ領域
のいずれであるかを判定してゾーン判定信号Ｚｏｎｅを
出力する一方、エンジンの停止時にはエンジン停止信号
ＥＳＴを出力するゾーン判定モジュール、３８はゾーン
判定信号ＺＯｎｅ及びｏ２センサ２８の出力λを入力と
し、燃料フィードバック領域において０２センサ２８の
出力λに応じて燃料噴射量のフィードバック補正係数Ｃ
ｆＦＢを出力する燃料フィードバンク補正モジュール、
３９はゾーン判定信号７．ｏｎｅ、フィードバック補正
係数ＣｆＦＢを入力とし、燃料フィードバック領域にお
いて燃料噴射量を最３ｔ１最に補正するための補正係数
Ｃ３ＴＤを学習出力する燃料学習補正モジュール、４０
はゾーン判定信号Ｚｏｎｅを受けて燃料カット領域にお
いて燃料カット信号５ＷＦＣを出力する燃料カット制御
モジュール、４１はゾーン判定信号Ｚｏｎｅを受け、混
合気エンリッチ領域においてエンリッチ補正係数ＣＥＲ
を出力するエンリッチ補正モジュール、５４はエンジン
停止信号ＥＳＴを入力とし、エンジン停止時に始動目標
スロットル開度θｓ　ｔｏｐを出力する始動開度発生モ
ジュールである。

さらに４２は基本目標吸入空気量Ｑａｌと下限吸入空気
量Ｑ　ａ　ｍとを比較していずれか大きい方を目標吸入
空気量Ｑａ２として出力する比較選択手段、４３は目標
吸入空気Ｑａ２と上限吸入空気ｔｉＱａＭとを比較して
いずれか小さい方を実際目標吸入空気１ｉＱａ３として
出力する比較選択手段、４４はバッテリ電圧に応じて燃
料噴射パルスＴａＵのパルス幅を補正する補正手段であ
る。また４５．４６は割算手段、４７〜５０は乗算手段
、５１．５２はスイッチ手段、５３は加算手段である。

なお以上のような構成において、上記コンピュータユニ
ット２９が第１図に示す停止検出手段５８及び始動補助
手段５９の機能を実現するものとなっており、又上記コ
ンピュータユニット２９及びスロットルアクチュエータ
４が第１図に示すスロットル弁駆動手段５７となってい
る。

次に第３図を用いて動作について説明する。

まずスロットル開度の制御動作について説明する。アク
セルペダル２０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、基本目標
吸入空気量発生手段３０でこのアクセル操作量αに応じ
た基本目標吸入空気１Ｑａｌが箆出され、一方下限吸入
空気量発生手段３１で水温センサ２５の出力Ｔｗに応じ
た吸入空気量の下限値Ｑ　ａ　ｍが算出され、上記基本
目標吸入空気量Ｑａｌと吸入空気量下限値Ｑａｍとは比
較選択手段４２で比較されて両者のうちの大きい方が目
標吸入空気１Ｑａ２として出力される。

また上限吸入空気量発生手段３２ではエンジン回転数Ｎ
ｅに応じた吸入空気量の上限値ＱａＭが算出され、この
吸入空気量上限値ＱａＭは比較選択手段４３で上記目標
吸入空気量Ｑａ２と比較されて両者のうちのいずれか小
さい方が実際目標吸入空気ｆＱａ３として出力される。

割算手段４５ではこの実際目標吸入空気Ｑａ３をエンジ
ン回転数（Ｎｉｌ！Ｘ２）でもって割算して１気筒当り
の目標吸入空気量Ａｃが演算され、この１気筒当りの目
標吸入空気ｌＡｃ、エンジン回転数Ｎｅ及びそのときの
ＥＧＲの有無に応じて基本目標スロットル開度発止手段
３４又は３５で基本目標スロットル開度θ（θ１又はθ
ＩＥ）が演算される。また吸気量フィードバック補正モ
ジュール３６では１気筒当りの目標吸入空気量Ａｃ、エ
アフローメータ５の出力ＱａＲ及びエンジン回転数Ｎｅ
から吸入空気量をフィードバック制御するための補正係
数ＣａＦＢが演算され、上記基本目標スロットル開度θ
は乗算手段５０で吸気量フィードハック補正モジュール
３６からの補正係数ＣａＦＢでもって乗算補正され、こ
れが加算手段５３を経て実際目標スロットル開度θ３　
（＝θ２）としてスロットルアクチュエータ４に出力さ
れ、これによりスロットル弁３はアクセル操作量に応じ
た吸入空気量が得られる開度にフィードバック制御され
ることとなる。なおＥＧＲの有無によって基本目標スロ
ットル開度θを変えているのは、ＥＧＲの有無によって
実吸入空気量が異なるからであり、従ってＥＧＲ還流時
にはＥＧＲ非還流時よりも基本目標スコツトル開度が大
きく設定されている。

エンジンの運転中は以上のようにしてスロットル開度の
制御が行なわれるが、エンジンが停止すると、ゾーン判
定モジュール３７でエンジン停止信号ＥＳＴが出力され
、始動開度発生モジュール５４ではエンジン停止信号Ｅ
ＳＴを受けると始動目標スロ７）小開度θｓ　ｔｏｐが
発生され、これが加算手段５３を経て実際目標スロット
ル開度θ３としてスロットルアクチュエータ４に加えら
れ、これによりスロットル弁３は所定の始動開度θｓ　
ｔｏｐに保持される。そして次のエンジン始動時にはス
ロットル弁３がこの始動開度θｓ　ｔｏｐに保持された
状態でセルモータが回転駆動されてこれによりエンジン
は始動されることとなる。なおセルモータの駆動制御に
ついては・これを別系統で行なうことから、第３図には
セルモータの駆動制御系は示していない。

次に燃料噴射量の制御動作について説明する。

上述のように実際目標吸入空気量Ｑａ３が算出されると
、割算手段４６では上記実際目標吸入空気１ｉＱａ３を
エンジン回転数Ｎｅで割算して基本目標燃料噴射ＭＱｒ
ｉが算出され、又水温補正係数発生手段３３では水温に
応じた水温補正係数ＣＴＷが算出され、上記基本目標燃
料噴射量Ｑｆｉは乗算手段４７で上記水温補正係数ＣＴ
　ｗでもって乗算補正される。またゾーン判定手段３７
では基本目標吸入空気量Ｑａｌ、１気筒当りの目標吸入
空気量Ａｃ、エンジン回転数Ｎ　ｅ　、水温Ｔｗ及び０
２センサ出力λから現在のエンジンの運転領域が燃料フ
ィードバック領域、燃料カット領域又は混合気エンリッ
チ領域のいずれであるかを判定しており、エンジンが混
合気エンリッチ領域にある場合には上記乗算手段４７で
上記基本目標燃料噴射量Ｑｆｉは上記水温補正に加え、
さらにエンリッチ補正モジュール４１からの補正係数Ｃ
ＥＲでもってエンリッチ補正され、この補正後の目標燃
料噴射量Ｑｆｉｌは実際目標燃料噴射量Ｑｆｉ３として
補正手段４４でバッテリ電圧に応じて補正された後、燃
料噴射パルス’ｌ’ａｕとして燃料噴射弁７に与えられ
る。これにより燃料噴射弁７は点火タイミングに同期し
て燃料噴射パルスのパルス幅に応じた時間だけ開き、エ
ンジンには上記水温補正及びエンリッチ補正された実際
口＋Ｉ量Ｑｆｉ１の燃料が噴射供給されることとなる。

一方、エンジンが燃料フィードバンク領域にある場合に
は、乗算手段４８で上記水温補正後の目標燃料噴射量Ｑ
ｆ　ｉ　１に燃料学習補正モジュール３９からの補正係
数Ｃ３ＴＤが乗算され、さらにこの目標燃料噴射量Ｑｆ
ｉ２に乗算手段４９で燃料フィードバンク補正モジュー
ル３８からの補正係数ＣｆＦＢが乗算されて実際目標燃
料噴射量Ｑｆｉ３が求められ、こうして燃料噴射量はフ
ィードバック制御されることとなる。なおフィードバッ
ク補正モジュール３８の他に、学習補正モジュール３９
を設けているのは、なるべくフィードバック制御を少な
くするためである。

またエンジンが燃料カット領域にある場合には、燃料カ
ット制御モジュール４０から燃料カット信号５ＷＦＣが
出力されて、スイッチ手段５２が開き、これにより燃料
噴射弁７には燃料噴射パルスＴａｕが印加されなくなり
、燃料の供給は停止されることとなる。

またコンピュータユニット２９は第３図には図示してい
ないが、イグナイタ２２にエンジンの回転数に応じて、
又ＥＧＲ弁１８のソレノイド１９にエンジンの運転状態
に応じて各々制御信号を加）　　　　　えて点火時期制
御及びＥＧＲ量制御を行なうが、その動作は従来公知の
ものと同一であるので、詳細な説明は省略する。

以上のような本実施例の装置では、エンジンの停止時に
スロットル弁を所定の始動開度に保持しておき、エンジ
ンの始動時にはその状態でセルモータを回してエンジン
を始動するようにしたので、エンジンの始動時における
スロットルアクチュエータの消費電力を大幅に低減でき
、その結果ハソテリ電圧が多少低い場合にも確実に始動
できる。

なお本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
種々の変形、変更が可能であり、例えばコンピュータユ
ニットの演算処理は同様の機能を達成できれば第３図と
異なるものであってもよい。

またスロットル弁の制御はフィードバック制御ではな（
、オープンループ制御であってもよい。

〔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駆動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、エンジン停止時にスロ
ットル弁を所定開度に固定し、エンジンの始動時にはそ
の状態でエンジンを始動させるようにしたので、始動時
における消費電力を大幅に低減できる効果がある。

【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図は上記装置におけるコンピュー
タユニットの演算処理を説明するための図である。 ５５・・・アクセル検出手段、５６・・・スロットル弁
駆動手段、５７・・・スロットル弁、５８・・・停止検
出手段、５９・・・始動補助手段、３・・・スロットル
弁、４・・・スロットルアクチュエータ、２３・・・ア
クセルポジションセンサ、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

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を電
   気的に駆動するスロットル弁駆動手段と、エンジンの停
   止を検出する停止検出手段と、エンジンの停止時上記ス
   ロットル弁駆動手段をしてスロットル弁を所定開度に保
   持せしめる始動補助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。