JPS6189948A - 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） 本発明は、エンジンのスロットル弁制御装置に関し、特
に要求エンジン出力を示寸アクセル操作量に対して所定
吸気量とすべくスロットル弁開度を電気的に制御す゛る
ようにしたものの改良に関する。

（従来の技術） 従来、要求エンジン出力を示すアクセル操作量に対して
エンジンに供給される吸気ｍを所定吸気Φに制御する技
術として、特開昭５１−１３８２３５号公報に示される
ように、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、アクセル操作量に
応じてスロットル弁の開度を制御するスロットル弁開度
制御手段とを備えて、スロットル弁の開度をアクセル操
作ｍに応じた開度にフィードバック制御するよ°）にし
たものは知られている。そして、このス［１ットル弁間
度に基づく吸入空気量に応じて予め設定された空燃比に
なるように燃料最をエンジンにｆｌ給づることにより、
エンジンの空燃比を目標値にするようにし！ζものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の如きスロットル弁制御ＩＩ装置を、エ
ンジンの高負荷運転時には空燃比をリッチに制位Ｏして
出力の向上を図り、低負荷運転時にはり一部に制御して
燃費性の向上を図るなど、空燃比をエンジン運転状態に
応じて変更プるものに適用する場合、空燃比のリーン制
御運転域からの加速運転時には、吸入空気量の増大に対
する燃料の（Ｊξ給遅れがもともと燃料供給量の少ない
状態に対して大きく影響して、特に加速初期に空燃比が
オーバリーンになり、そのため、良好な燃焼が確保され
ずに、いわゆる加速へジテーション（もたつき）が発生
しＣスムーズな加速性能が得られないという問題がある
。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、上記の如く空燃比がエンジン運転状態に応じて変
更されるものにおいて、スロットル弁の開度制御にＪ５
ける該スロットル弁のアクセル操作変化速度に対する開
度変化速度を空燃比に応じて適切に変更することにより
、空燃比のリーン制御運転域からの加速運転時、加速初
期での空燃比のＡ−バリーンによる加速へジテーション
を防止して、スムーズな加速性能を発揮できるようにす
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、アクセル操作量を検出するアクセル検出
手段１９と、該アクセル検出手段１９の出力を受け、ア
クセル操作量に応じてスロットル弁の開度をｌｌｌ１ｉ
ｔするスロットル弁開度制御手段３７とを備えたエンジ
ンのスロットル回訓御１装置であって、エンジンの運転
状態を検出する運転状態検出手段２８と、該運転状態検
出手段２８の出力を受け、エンジン運転状態に応じて空
燃比の目標値を変更する目標空燃比変更手段４２と、該
目標空燃比変更手段４２の出力を受け、空燃比のリーン
制御運転時にアクセル操作変化速度に対するスロットル
弁の開度変化速度を他の空燃比制御運転域よりも小さく
変更する開度変化速成変更手段４３とを備える構成とし
たものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、空燃比のり一部制御運
転域からの加速運転時には、アクセル操作変化速度に対
するスロットル弁の開度変化速度が当初は小さく、その
後は大きく設定されることによって、吸入空気量の増大
が当初は徐々に行われて、遅れの生じる燃料供給量の増
大に対して良好に対応するので、空燃比がリーンになり
過ぎるのが防止されて良好な燃焼が確保されることにな
り、スムーズな加速性能が発揮されるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について第２図以下の図面に塁づ
いて説明する。

第２図は本発明の実施例に係るエンジンの制御装置の全
体構成を示し、１は例えば４気筒のエンジン、２は一端
がエアクリーナ３を介して大気に開口し他端がエンジン
１に開口してエンジン１に吸気（空気）を供給する吸気
通路、４は一端がエンジン１に開口し他端が大気に開口
してエンジン１からの排気を排出する排気通路である。

５はエンジン出力要求に応じて踏込み操作されるアクセ
ルペダル、６は吸気通路２に配設され吸入空気量を制御
するスロットル弁であって、該スロットル弁６は、アク
セルペダル５とは機械的な連係関係がなく、後述の如く
アクセルペダル５の踏込み吊つよりアクセル操作量によ
り電気的に制御される。

７はスロットル弁６を開閉作動させるステップモータ等
よりなるスロットルアクチュエータである。

８は排気通路４に介設され排気ガスを浄化づるｌ；めの
触媒装置である。

また、９は、一端が排気通路４の触媒装置８上流に開口
し他端が吸気通路２のスロットル弁６下流に間口して、
排気通路４の１３１気ガスの一部を吸気通路２に還流す
る排気；！流通路、１０は該１ノＦ気運流通路９の途中
に介設され、排気還流量を制御する。吸気負圧を作動源
とするダイヤフラム装置よりなる還流制御弁、１１は該
還流制御弁１ｏを開閉制御するソレノイド弁である。

一方、１２は吸気通路２のスロットル弁６″Ｆ流に配設
され燃料を噴射供給する燃料噴射弁であって、該燃判噴
（ト）弁１２は、燃料ポンプ１３および燃料フィルタ１
４を介設した燃料供給通路１５をｆｒ　Ｌで燃料タンク
１６に連通されてＪ＞す、該燃料タンク′１６からの燃
料が送給されるとともに、その余剰燃料は燃圧レギュレ
ータ１７を介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１
２に供給されるようにしている。

加えで、１つは上記アクセルペダル５の踏込み■つまり
アクセル操作用αを検出するアクセル検出手段としての
アクセルペダルポジションセンサ、２０は吸気通路２の
スロットル弁６上流に配設され吸入空気ｆｆ１ＱａＲを
検出する１アフロ−メータ、２１は同じく吸気通路２の
スロットル弁６上流に配設され吸入空気温度を検出する
吸気温センサ、２２はスロットル弁６の開成を検出する
スロットルポジションセンサ、２３はエンジン冷却水の
渇１　　　度ＴＶを検出する水温センサ、２４は排気通
路４の触媒装置８上流に配設され排気ガス中の酸素濃度
成分よりエンジン１の空燃比λを検出するＯ２センサ、
２５は上記ｊ！流制御弁’Ｉ　Ｏに付設され排気還流時
を検出する還流センサであって、これら１９〜２５の検
出信号はアナ［１グコンビユーク簀よりなるコントロー
ルユニット２６に入力されていて、該コントロールユニ
ット２６により上記スロットルアクチュエータ７、ソレ
ノイド弁１１　イＩ３よび燃料噴射弁１２が制御される
。さＩうに、上記コントロールユニット２６にはイグナ
イタ２７が入力接続されていて、点火回数つまりエンジ
ン回転数ＮＯの信号を入力しており、該イグナイタ２７
および上記アクセルペダルポジションセンサ１９により
、エンジン１の運転状態を検出づ−る運転状態検出手段
２８を構成している。また、上記コントロールユニット
２６にはデュストリビュータ２つおよびバッテリ３０が
入力接続されていて、それぞれ点火時期およびバッテリ
電圧ＶＢの信号を入力している。

次に、上記コントロールユニット２６の作動を　　　　
　４第３図により説明する。尚、第３図では４気筒エン
ジンの場合について示している。

第３図において、先ず、スロットル弁開度制御系につい
て述べるに、ＭＡＩはアクセル操作量αに対して予め設
定された空燃比になるようにエンジン１に供給する空気
の目標値Ｑａｌが設定された第１マツプであって、アク
セルペダルポジションセンサ１９からの出力を受け、ア
クセル操作量αに応じてエンジン１に供給する目標空気
ｍＱａ１を設定するようにしている。ＭＡ２はエンジン
冷却水温ａ　Ｔ　ｗに対してアイドルアップのために必
要す空燃比とすべく最低空気ｆｆｉＱａｍが設定された
第２マツプであって、水温センサ２３からの出力を受け
、エンジン冷却水温度Ｔｖに応じて水温補正用最低空気
Ｑ　Ｑ　ａｍを設定するようにしている。

３１は、上記第１マツプＭＡＬおよび第２マツプＭ△２
の各出力を受け、第１マツプＭＡＩで求められた目標空
気ｆｆ１Ｑａ＋　と第２マツプＭＡ２で求められた水温
補正用最低空気ｍ　Ｑ　ａｍとのうちその最大値Ｑａ２
を選択する最大値選択回路であり、上記目標空気ｆｆ１
Ｑａ＋が水温補正用最低空気ＩＱａｍを下回るときには
アイドルアップのため水温補正用最低空気ｌＱａｍを選
択して良好なエンジン運転性を確保づるようにしている
。また、Ｍ△３はエンジン回転数Ｎｅに対して該エンジ
ン回転数Ｎｅにより決まる最大空気１１ｆｉＱａＭが設
定された第３マツプであって、イグナイタ２７からの出
力を受け、エンジン回転ａＮｅに応じて最大空気量Ｑａ
Ｍを設定するようにしている。３２は、上記最大１ｎ選
択回路３１および第３マツプＭ　Ａ　３の各出力を受け
、最大値選択回路３１で求められた最大空気ｆｆｉ　Ｑ
　ａ　２と第３マツプＭＡ３で求められた最大空気ＩＱ
ａＭとのうちその最小値Ｑａ３を選択づる最小値選択回
路であって、上記目標空気１１Ｑａ１がエンジン回転数
Ｎｅにより定まる最大空気ｍＱａ　Ｍを上回るときには
、スロットル弁６が全開で吸入可能な空気量以上の吊を
目標１直としても無意味であることから、６Ｌ記記入大
空気ＱａＭを選択しＴ、最大値を制限することにより、
スロットル弁６全問に対応した全開信号を後段に出力す
るようにしている。以上により、アクセル操作量αに対
して、エンジン冷却水温度Ｔｗに対する補正およびエン
ジン回転数Ｎｅにより決まるスロットル弁６全問での最
大空気量に対する補正を考慮した目標空気ｆｆ１Ｑａ　
３が求まる。

さらに、３３は上記最小ｆｉ！選択回路３２からの出力
を受け、上記目標空気ｆｆ１Ｑａ３を、エンジン回転数
Ｎｅを２倍した値（ＮｅＸ２．）で除算する除算器で、
４気筒エンジンでの１気筒当りの吸気ｆｆ１Ａｃ＋を求
めている。ＭＡ４およびＭＡ５はそれぞれ排気還流停止
時および排気還流時におけるエンジン回転数Ｎｅに対す
る目標吸気量ΔＣ１とすべきスロットル弁開麿θ電又は
θＩＥが設定された第４および第５マツプであって、両
マツプＭＡ４．Ｍ八Ｓは上記還流センサ２５からの信号
により排気還流停止時と排気還流時とで切換ねる還流ス
イッチ３４によって選択され、上記除算器３３からの出
力を受け、目標吸気ｆｉｌＡｃ＋　とすべきスロットル
弁開度θ１又はθＩＥを設定づるようにしている。また
、３５は吸気量フィードバック補正モジュールで、上記
除算器３３からの目標吸気ｆｆ１Ａｃ＋の信号を受ける
とともに、上記エアフローメータ２０により実測された
実空気量ＱａＲおよびエンジン回転Ｂｌｔ　Ｎ　Ｏの信
号を受け、実空気量ＱａＲとエンジン回転数Ｎｅとぐ法
律された１気筒当りの実吸気ｆｆｔＡｃ　ｐと目標吸気
ｍＡｃ＋　とを比較して、その幅差に応じてスロットル
が開度をフィードバック補正するためのフィードバック
補正係数ＣａＦＢを弾出するものである。さらに、３６
は、上記第４又は第５マツプＭＡ４１ＭＡ５および吸気
量フィードバック補正モジュール３５からの各出力を受
け、該マツプＭＡ　ｓ　、　ＭＡ　５で求められた目標
スロットル弁開度θ１又はθ７εを吸気量フィードバッ
ク補正モジュール３５で求められたフィードバック補正
係数ＣａＦｓで乗ｉ補正する乗粋器であって、該乗障器
３６で補正された目標スロットル弁開度θ２の信号は後
述する第６マツプＭＡ６を介して上記スロットルアクチ
ュエータ７に出力され、スロットル弁６の開度が目標ス
ロットル弁開ｒ良θ２に制御される。以上により、アク
セルペダルポジションセンサ１９の出力を受け、アクセ
ル操作量αに応じてスロットル弁６の開成を制御して目
標開度θ２にするスロットル弁開度制御手段３７を構成
している。

次に、第３図における燃料供給量制御系について述べる
に、４０は基本噴射毎演忰モジュールで、上記エア７０
−メータ２０により実測された実空気ｆｆ１Ｑａ　Ｒお
よびイグナイタ２７からのエンジン回転数Ｎｅの信号を
受け、実空気ｆｌＱａＲとエンジン回転ａＮｅとで波線
された１気筒当りの実吸気ｆｆ）ＡＣ【（＝Ｑａ　Ｒ／
　（Ｎｅ　Ｘ２））に対して予め設定された空燃比にな
るように１気筒当りの基本燃料噴射ｍＱｆ＋を算出する
ものである。また、４１は空燃比決定モジュールで、第
４図に示す如くエンジン回転数Ｎｅとアクセル操作量α
とにより定まるエンジン運転状態を４つに区分して設定
された空燃比リッチ領域、目標空燃比領域、空燃比リー
ン領域、燃料カット領域毎に空燃比決定関数ｒ（Ｎａ、
α）と燃料ｍフィードバック補ｉＥ係故ＣＦとがそれぞ
れその領域における目標空燃比になるように選択され、
この選択された空燃比決定関数ｆ（ＮＯ，α）と燃料量
フィードバック？＋Ｍ正係数ＣＦとに基づいて上記基本
噴射吊演枠モジュール４０の基本燃料噴射ｆｆ１Ｑｆ＋
を下記式％式％） により増減補正して対応する領域における目標空燃比に
なるよう、１気筒当りの吸気ｆｆ１Ａｃ＋　に対する燃
料噴射弁１２への基本燃料噴射ｆｆ１Ｑｆ２を算出する
ものであり、以上により、アクセルペダルポジションセ
ンサ１９およびイグナイタ２７の出力を受け、エンジン
運転状態に応じて空燃比の目標値を変更する目標空燃比
変更手段４２を構成している。

そして、上記スロットル弁開度制御系の東Ｑ器３６の後
段には、第６マツプＭＡ６が設けられていて、該第６マ
ツプＭ八６は空燃比のリーン側への移行に応じ（アクセ
ル操作変化速成に対するスロットル弁６の開度変化速ｇ
　ｖ　ｔｈが小さくなるＪ：うに設定されたマツプで、
上記エアフローメータ２０からの実空気ｆｆ１ＱｃＲお
よび空燃比決定モジュール４１からの基本燃料噴射ａＱ
ｆｚの個目を受け、空燃比に応じてアクセル操作変化速
成に対づるス［」ットル弁６の開度変化速度Ｖｔｈを設
定するようにしており、この設定されたスロットル弁６
の開度変化速ｍｖｔｈに基づいてスロットルアクチュエ
ータ７の作動速度が決定される。以上により、上記目標
空燃比変更手段４２の出力を受け、基本燃料噴射ωＱｆ
ｚと目標空気昂ＱａＲ（つまり目標吸気ｆｉｌｔＡｃ＋
）とで検出される空燃比のリーン制御運転時にアクセル
操作変化速度に対するスロットル弁６の開成変化速ｒｔ
１ｙ　ｔｈを他の空燃比リッチ領域、目標空燃比領域の
空燃比制御運転域よりも小さく変更する開成変化速度変
更手段４３を構成している。

したがって、上記実施例においては、アクピル操作量α
に応じて目標空気ｍＱａ＋が求められ、この求められた
目標空気ｆｆ１Ｑａ＋に基づいて目標スロットル弁開度
θ２が求められ、該目標スロットル弁開廓θ２になるよ
うにスロットル弁６の間“　　　□ヵ、ユ。ッ、２．□
ｉｌ□＋１　ａｌｌ工、３７．よＧＤ　１ｌｉｌｌ□れ
て、目ｇｔ気ωＱａ＋の吸気がエンジン１に供給される
。その場合、エンジン運転状態が第４図の空燃比リーン
領域にあるときには、目標空燃比変更手段４２により空
燃比決定ＰＡｐ；！ｌｒ　　（ｎｅ、　（Ｚ）がｆ（ｎ
ｅ、α）で１に迩択されて基本燃ｆｉｌ噴射孕Ｑｆ２か
少なく設定され、目標空燃比はリーンに変更設定される
。そして、この状態でアクセル操作量αを大とした＋Ｊ
Ｏ速運転時には、開成変化速度変更手段４３により第６
マツプＭＡ６　ぐアクセル操作変化速度に対でるスロッ
トル弁６の開度変化速度ｖｔｈが当初は小さく設定され
、その後はエンジン運転状態が第４図の目標空燃比領域
側に移行するのに応じて大きく変更設定されるので、吸
入空気量は当初は徐々に増大して、燃料供ｔａ　ｆｆｉ
　ａｉｊ制御系の制御遅れや燃料唱射弁１２の作動遅れ
等が相俟って大きな遅れの生じる燃料噴ｒＡｆｆｉの増
大に対して良好に対応することになる。このことにより
、空燃比が加速運転初期でオーバリーンになるのが防止
されて良好な燃焼が確保されることになり、よって加速
へジテーションが防止されてスムーズな加速性能が得ら
れる。

尚、上記実施例では、開度変化達磨変更手段１１３を、
空燃比に応じてスロットル弁６の開成変化速１　ｖ　ｔ
ｈがリニアに変更するもので構成したが、本発明はこれ
に限定されず、空燃比のリーン側で小ざく、空燃比のリ
ッチ側で大きくするよう段階的に変更するもの等で構成
してもよいのは勿論である。

また、上記実施例では、アクセル操作ｍαに対する目標
空気ＩＱａ＋を求め、この求められた目標値に基づいて
吸入空気ｍが該目標値になるようスロットル弁６を開成
制御し、次いでこのスロットル弁開度に基づく吸入空気
ｆｉＱａ　Ｒに応じて予め設定された空燃比になるよう
に塁木燃判噴射岱Ｑｆｚを設定づるものに適用したが、
本発明は、その他アクセル操作吊に応じ〔スロットル弁
の開度を電気的に制御する種々の形式のものに対しても
同様に適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、アクセル操作変
化速度に対するスロットル弁の開度変化速度を、空燃比
のリーン制御運転時には他の空燃比制御ｌ運転域よりも
小さく変更して、この状態からの加速運転時における吸
入空気量の増大を、燃料供給量の増大に対して良好に対
応させるにうにしたので、該加速運転初期での空燃比の
オーバリーンによる加速へジテーションを防止すること
ができ、空燃比のリーン制御運転域からの加速性能の向
上を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第２図は
全体概略構成図、第３図はコントロールユニットの作動
フローを示すブロック図、第４図は第６マツプを示す図
である。 １・・・エンジン、５・・・アクセルペダル、６・・・
スに１ットル弁、７・・・スロットルアクチュエータ、
１９・・・アクセルペダルポジションセンサ、２６・・
・コントロールユニット、２７・・・イグナイタ、２８
・・・運転状態検出手段、３７・・・スロットル弁間麿
制闇手段、４２・・・目標空燃比変更手段、４３・・・
開度変化速度変更手段。

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、アクセル操作量に応
   じてスロットル弁の開度を制御するスロットル弁開度制
   御手段とを備えたエンジンのスロットル弁制御装置であ
   って、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、該運転状態検出手段の出力を受け、エンジン運転状
   態に応じて空燃比の目標値を変更する目標空燃比変更手
   段と、該目標空燃比変更手段の出力を受け、空燃比のリ
   ーン制御運転時にアクセル操作変化速度に対するスロッ
   トル弁の開度変化速度を他の空燃比制御運転域よりも小
   さく変更する開度変化速度変更手段とを備えたことを特
   徴とするエンジンのスロットル弁制御装置。