JPS62240436A - 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ｌｌ　！？　［
に関し、特にターボ過給機を備えたエンジンにおける過
給遅れ（ターボラグ）の防止対策に関する。

（、従来の技術） 従来より、例えば特開昭５７−１１６１４’Ｏ号公報に
開示されるように、アクセルの操１’Ｆ　ｆｆｉを検出
するアクセル操作量検出手段と、スロットル弁を駆動す
るスロットル弁駆動手段とを備えて、スロットル弁をア
クセル操作量に応ピて予め設定された開度特性になるよ
う電気的に制御するようにしたスロットル弁１．ＩＩ御
装置は知られている。

一方、エンジンに吸気を過給するターボ過給機を備えて
、加速時等、出力要求時に該ターボ過給機の作動による
過給圧により吸気の充填効率を高めて出力の向上を図る
ようにすることも知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の如くターボ過給機を備えたエンジンに
おいて、過給要求時にターボ過給機を作動しても直ちに
過給圧が上昇しないことにより、過給の遅れ（ターボラ
グ）が生じて加速応δ性が悪いという問題があった。こ
のことは、ターボ過給機付エンジンに上記のスロワ１〜
ル弁制ｔａ装置を（シ＾えたものに対しても同様のこと
が白える。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、スロットル
弁制ｔ［ｌａ置を備えたターボ過給機付エンジンにおい
て、上記のターボラグを生じる領域ではスロットル弁の
ＷｒＵ疫特性を変え、スロットル弁を開き側にして吸気
充填場を増量することにより、上記スロットル弁制御装
置の技術をうまく利用した簡易な構成でもって、ターボ
ラグを防止して加速応答性を向上させることを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の講じた解決手段は
、第１図に示すように、ターボ過給機１４を備える一方
、アクセルの操作量を検出するアクヒル操作吊検出手段
３０と、スロットル弁１１を駆ＯＪするスロットル弁駆
動手段１３と、上記アクセル操作量検出手段３０の出力
を受け、スロットル弁１１がアクヒル操作量に応じて予
め設定された開度特性になるように上記スロットル弁駆
動手段１３を制御するスロットル弁制御手段３７とを備
えたエンジンのスロットル弁制御装置を前提とする。こ
れに対し、過給領域を検出する過給領域検出手段３５と
、エンジンに供給される吸気の過給圧を検出する過給圧
検出手段３１と、上記過給領域検出手段３５および過給
圧検出手段３１の出力を受け、過給領域でかつ過給圧が
所定値以下のとき、上記スロットル弁制御手段３７によ
り予め設定された開度特性よりもアクセル操作量に対す
るスロットル弁開度が開き側になるようにスロットル弁
開度を補正するスロットル弁開Ｉｆ補正手段３８とを備
える構成としたものである。

（作用） この構成により、本発明では、過給領域であって、かつ
過給圧が所定（直以下のときには、スロットル弁開度補
正手段３８によりスロットル弁開度が補正されて、ス１
」ットル弁制御手段３７で予め設定された開度特性より
もアクセル操作量に対するスロットル弁開度が開き側に
なることにより、吸気の充１ｔＷｆｆｉが増量されて、
過給圧が所定値に上界するまでのターボラグによる充填
効率の低下が補償され、よって良好な加速応答性が確保
されることになる。

尚、この場合、スロットル弁の開度特性をエンジンの全
運転領域において予め開き側に設定しておくと、本発明
と同様にターボラグによる充填効率の低下を補償できる
ものの、ターボラグの問題のない他の運転領域ではアク
セル操作量の変化に対するスロットル弁開度の変化特性
が敏感となりすぎてエンジンの運転状態が急激に変化す
ることになり、ドライバビリディが罰なわれるので、本
発明の如くターボラグの生じる領域のみ開ぎ側に設定す
ることが好ましい。

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

第２図は本発明の実施例に係るスロツｌ〜ル弁制御２１
１装置を備えたエンジンの全体概略構成を示す。

同図にｊ３いて、１はエンジンであって、ピストン　、
２によって容積可食となる燃焼室３を有し、また該ピス
トン２とコンロッド４を介して連結された出力軸として
のクランク軸５を備えている。６は一端がエアクリーナ
７を介して大気に開口し他端がエンジン１の燃焼室３に
開口して該燃焼室３に吸気を供給するための吸気通路、
８は一端がエンジン１の燃焼室３に開口し他端が大気に
開口して該燃焼室３からの排気ガスを排出丈るための排
気通路であり、上記吸気通路６および排気通路８の燃焼
室３への開口部にはそれぞれ吸気弁９および排気弁１０
が配設されている。

上記吸気通路６には、エンジン１への吸入空気量を制御
するスロットル弁１１が配設されているとともに、その
下流には燃料を噴射供給する燃Ｉｔ噴射弁１２が配設さ
れている。上記スロットル弁１１には、スロットル弁１
１を駆動するスロットル弁駆動手段としてのステップモ
ータ等よりなるスロットルアクチュエータ１３が連結さ
れている。

Ｊ、た、１４はエンジン１に吸気を過給するターボ過給
機であって、該ターボ過給機１４は、排気通路８に介設
され排気ガス流によって回転駆動されるタービン１５と
、吸気通路６のスロットル弁１１上流に介設され上記タ
ービン１５と連結ＩＩＩＩＩ１１７を介して連結された
ブロア１６とからなり、上記タービン１５にＪ：つて駆
動される１０ア１６により吸気を過給するように構成さ
れている。尚、１８は上記タービン１５をバイパスして
その上下流の排気通路８を連通ずるバイパス通路、１９
は咳バイパス通路１８に配設されたウェストゲート弁で
あって、該ウェストゲート弁１９には、吸気通路６のブ
ロア１６下流の吸気圧力（過給圧）に応動するダイヤフ
ラム式アクチュエータ２０が連結されていて、過給圧が
設定値（最大過給圧）以上になると、アクチュエータ２
０の作動によりウェストゲート弁１９が開作動して排気
ガスをバイパス通路１“８によりタービン１５を迂回さ
せて流下させることにより、タービン１５の回転を低下
させて７１］ア１６による過給圧を低下させ、よって過
給圧を最大過給圧に保持するようにしている。

一方、３０はアクセルペダル２１の踏込量つまりアクセ
ルの操作…θを検出するアクセル操作量検出手段として
のアクセルペダルポジションセンサ、３１は吸気通路６
のブロア１６下流に配設され、エンジン１に供給される
吸気の過給圧Ｐを検出する過給圧検出手段としての過給
圧センサ、３２はスロットル弁１１の開度Ｔを検出する
スロットルポジションセンサである。また、３３はクラ
ンク軸５のクランク角によりエンジン回転数Ｎを検出す
るクランク角センサ、３４は吸入空気ＩＱを検出するエ
アフローセンサであって、上記アクセルペダルポジショ
ンセンサ３０によってエンジン１の要求負荷を検出して
、吸気の過給を必要とする過給領域か否かを検出する過
給領域検出手段を構成している。そして、これら各セン
サ３０〜３４の出力は、上記燃料噴射弁１２およびスロ
ットルアクチュエータ１３を作動制御するコントロール
ユニット３６に入力されており、該コントロールユニッ
ト３６により、エンジン１の運転状態（エンジン回転数
およびエンジン負荷）に応じた蟲の燃料を燃料噴射弁１
２から噴射するように制御するとともに、エンジン１の
運転状態に応じてスロットル弁１１の開度Ｔを所定同僚
になるようにフィードバック制御ｌる。

次に、上記コントロールユニット３６によるスロットル
弁開度ｉ＋制御を第３図のフローチャートにｇ、り説明
するに、スタートして、先ずステップＳ１でアクセルペ
ダルポジションセンサ３０からアクセル操作量θの信号
ｉｔ３よび過給圧センサ３１から過給圧Ｐの信号をそれ
ぞれ読込むとともに、ステップＳ２でクランク角センサ
３３からエンジン回転数Ｎの信号およびエア７０−セン
サ３４から吸入空気ＩＱの信号をそれぞれ読込んだのち
、ステップＳ３でアクセル操作用θの変化率ｄθ／ｄｔ
を弾出する。

次いで、ステップＳ４において上記アクセル操作量の変
化率ｄθ／ｄｔが急加速に相当する設定値αよりも大き
いか否かを判別し、ざらにステップＳ５で過給ｍ　ｆｉ
ｌか否かを判別する。そして、ステップ＄４の判別がｄ
θ／ｄｔ≦αの急加速時でないＮｏの場合およびステッ
プＳ５の判別が過給領域でないＮｏの場合には、通常運
転時と判断して、ステップＳ６においてアクセル操作ｍ
θに応じて￥め設定された通常運転用の開度特性ｆａ（
θ）に基づいてスロットル弁ｆｉｌ　ａ　Ｔを演粋し、
ステップＳ　ｕでスロットル弁１１がこのスロットル弁
開度Ｔになるようにその制郊信号をスロットルアクチュ
エータ１３に出力する。

一方、上記ステップＳ４の判別がｄθ／ｄｉ＞αの急加
速時であるＹＥＳの場合でかつステップＳ５の判別が過
給領域であるＹＥＳの場合には、さらにステップ＄７で
過給圧Ｐが所定値Ｐａ　　（最大過給圧（１α）以上か
否かを判別する。この判別がＰ＜　ｌ）　ａのＮＯのと
ぎには、過給を必要とする過給領域であるにも拘らず過
給圧Ｐが所定１ｉｆｌＰａに達しておらずターボラグが
生じているとさ゛と判断して、ステップＳ８においてア
クセル操作量θに応じて予め上記通常運転時用量１立特
性ｆａ（θ）よりも開き側に設定されたターボラグ解ｄ
′ｊ用の開度特性ｆａ（θ）に基づいてス１コツドル弁
開ｆｆ１Ｔを演ｔｉし、同じくステップＳ　ｏでこのス
ロットル弁開度Ｔになるようにその制御ｌｌ　ＩＷ号を
ス［１ツトルアクヂユエーク１３に出力する。

その後、過給圧Ｐが上昇して上記ステップＳ７の判別が
Ｐ≧ｐａのＹ　Ｅ　Ｓになると、直らに通常運転時用の
開度特性ｆａ（θ）に基づくスロットル弁開度制御を行
わずに、移行時用の開度特性に暴づいてス１：１ットル
弁の開度制御が行われ、トルクショックが生じないよう
にしている。づ”なわち、ステップ＄９において移行時
用の開度特性「ｔｌ（θ）ｏ−ｆｃ（ｔ）に基づいてス
ロットル弁開度Ｔ　４ｉ−演ｎする。ここで、上記ｆｂ
（θ）０はターボラグ解消用開度特性ｆｂ（θ）に基づ
いて求められる移行当初におけるスロットル弁開度であ
る。そして、次のステップＳ　＋ｏでスロットル弁開度
Ｔがｆａ（θ）０以上であるか否かを判別しく尚、ｆａ
（θ）０は通常運転時用開度特性ｆａ（θ）に基づいて
求められる移行完了時のスロットル弁開度である）、Ｔ
＞　ｆａ　（θ）ＯのＹＥＳの間は、ステップＳ　ｕで
−Ｆ記移行時用開度特性ｆｉｌ（θ）ｏ−ｆｃ（ｔ）に
もｔづいて求められるスロットルか開度Ｔになるように
その制御信号をスロットルアクチュエータ１３に出力す
る。一方、上記ステップＳ　１０の判別がＴ＝ｆａ（θ
）０のＮｏになると、移行が完了したと判断してステッ
プＳ６に移り、通常運転時用開度特性ｆａ（θ）に基づ
くスロットル弁開度制御を行う。

以上のフローにおいて、ステップＳ６およびＳ１１によ
りスロットル弁１１がアクセル操作員θにもじて予め設
定された通常運転時用開度特性［ａ（θ）になるように
スロットルアクチュエータ１３（スロットル弁駆動手段
）を制御するスロットル弁制御ｆｌ＝段３７を構成して
いる。また、ステップＳａ　、Ｓｓ　、ＳｙおよびＳｓ
により、過給領域でかつ過給圧Ｐが所定嬢以下のときに
は、スロットル弁１１がターボラグ解消用開度特性ｆｂ
（θ〉になるよう、つまり上記スロットル弁制御手段３
７により予め設定された通常運転時用開度特性ｆａ（θ
）よりらアクセル操作ｆｆｌθに対するスロットル弁開
度Ｔが開き側になるようにスロットル弁開度を補正する
スロットル弁聞庶補正手段３８を構成している。

したがって、上記実施例においては、第４図に示すよう
に、過給領域であっても、過給圧Ｐが所定値以下のター
ボラグの領域■では、スロットル弁開度補正手段３８に
より、スロットル弁制御手段３７で予め設定された通常
運転時用開度特性ｆａ（θ）よりもアクピル操作洛θに
対するスロットル弁開度Ｔが開き側になるようにスロッ
トル弁開泣が補正されて、ターボラグ解消用開度特性ｆ
ｂ（θ）になるように制御されるので、このスロットル
弁開度の増大分だけ吸気の充填量が増蔽されて、ターボ
ラグによる充填効率の低下が補償されることになり、良
好な加速応答性を確保することができ、加速性能、出力
性能の向上を図ることができる。

そして、過給圧Ｐが所定値Ｐａ　　（最大過給圧値）ま
でＪ：昇してターボラグのない領域■になると、スロッ
トル弁開度下は移行時用開度特性ｆｂ（θ）１−ｒｃ（
ｔ＞に則って通常運転時用開度特性ｆａ（θ）に移行す
るので、トルクショックを生じることなくスムーズに移
行できる。その後は、スロットル弁制御手段３７により
、スロットル弁１１はアクピル操作員θに応じて予め設
定された通常運転時用開度特性ｆａ（θ）に制御される
ことになる。

また、上記のターボラグ解消用開度特性ｆｂ（θ）、つ
まり通常運転時用開度特性ｒａ（θ）よりも開き側の設
定は、過給領域でかつ過給圧Ｐが所定（１０以下のター
ボラグ領域■でのみなされ、他の領域ではなされないの
で、他の領域においてアク廿ル操作量θの変化に対する
スロットル弁開度Ｔの変化が敏感となることによるエン
ジン運転状態の急激な変化を生じることなく良好なドラ
イバビリディを確保することができる。

尚、自動食速機を備えたエンジンにおいて、キックダ・
シンしたときには、エンジン回転数が急激に上昇するこ
とから、アクセル操作員θに対するスロットル弁開度Ｔ
を予め設定された開度特性よりも閉じ側にすることが、
エンジン回転数の上昇を抑えて変速ショックを防止でき
るので好ましい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、アクセル操作量
に応じてスロットル弁開度を電気的に制御するようにし
たターボ過給機付エンジンのスロットル弁制御装置にお
いて、過給領域でターボ過給機の過給圧が所定値に上Ｕ
するまではスロットル弁開度を開き側に補正して吸気光
＊ｍを増量させるようにしたので、スロットル弁制御装
置を利用した簡易な構成でもってターボラグによる充填
効率の低下を有効に補償して良好な加速応答性を確保す
ることができ、加速性能、出力性能の向上を図ることが
できる。

【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〜第４図は本発明の実施例を示し、第２図はその
全体概略構成図、第３図はコントロールユニッ１−の作
動を示すフローチャート図、第４図はアクセル操作問、
スロットル弁開度および過給圧の変化特性を示ず説明図
である。 １・・・エンジン、１１・・・スロットル弁、１３・・
・スロットルアクヂュエータ、１４・・・ターボ過給機
、３０・・・アクセルペダルポジションセンサ、３１・
・・過給圧センサ、３２・・・スロットルポジションセ
ンサ、３３・・・クランク角センザ、３４・・・エア７
０−センサ、３６・・・コントロールユニツｌ−１３７
・・・スロットル弁制御手段、３８・・・スロットル弁
開度補正手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターボ過給機を備える一方、アクセルの操作量を
   検出するアクセル操作量検出手段と、スロットル弁を駆
   動するスロットル弁駆動手段と、上記アクセル操作量検
   出手段の出力を受け、スロットル弁がアクセル操作量に
   応じて予め設定された開度特性になるように上記スロッ
   トル弁駆動手段を制御するスロットル弁制御手段とを備
   えたエンジンのスロットル弁制御装置において、過給領
   域を検出する過給領域検出手段と、エンジンに供給され
   る吸気の過給圧を検出する過給圧検出手段と、上記過給
   領域検出手段および過給圧検出手段の出力を受け、過給
   領域でかつ過給圧が所定値以下のとき、上記スロットル
   弁制御手段により予め設定された開度特性よりもアクセ
   ル操作量に対するスロットル弁開度が開き側になるよう
   にスロットル弁開度を補正するスロットル弁開度補正手
   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。