JPS6255430A - 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、エンジンのアクセル操作量に対応してスロッ
トル弁ｉｉを制御するようにしたエンジンのスロットル
弁υ制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、スロットル弁がアクセルから切離され、アク
セル操作量を検出し、これに基づいてスロットル弁開度
をアクチュエータによって作動υ制御するようにしたエ
ンジンのスロットル弁制御装置は公知である（例えば、
特開昭５１−１３８２３５号公報参照）。

また、エンジンの空燃比制御において、要求出力が低い
定常運転時等の所定運転状態においては、空燃比をリー
ン化して燃費性能を向上するようにした技術も知られて
いる。このような空燃比制御においては、出力が要求さ
れる高負荷状態では、リーン化を行うと出力が不足する
ために空燃比をリッチ側に移行して運転するものである
。そして、リーン運転状態から一定負荷以上になった時
に、空燃比をリッチ側に移行する際に、急激に空燃比を
変動するとトルクも急激に上昇してその移行にショック
が発生しく運転性に悪影響を与えることから、このショ
ックを回避するために、空燃比を徐々にリッチ側に移行
する必要がある。

また、リーンな空燃比で運転している状態ではＮＯＸの
排出量は少ないが、リッチな空燃比に移行する際に、徐
々に空燃比を移行するようにすれば前記のようにトルク
ショックが緩和できるが、その移行途中でＮＯｘ排出量
の多い空燃比領域を徐々に通過することでＮＯｘ排出量
が増えて、エミッション性上好ましくないものである。

特に、近時エンジンの燃焼性の向上によりリーン運転領
域の拡大が図られているが、このリーン運転域の拡大に
よりかなり負荷の高い領域までリーン運転するようにな
っている。この場合、空燃比を切換え移行するためのエ
ンジンの負荷状態の検出は、通常吸気圧力の検出によっ
て行われている。しかして、負荷が上昇すると吸気圧力
の変化は小さくなり、わずかの圧力変化で空燃比を変化
させるためにショックが発生しないように制御すること
が困難となるものである。

上記のようにリーン運転とリッチ運転とで空燃比を調整
するについて、空燃比を遅い移行速度で変化させること
はエミッション性能、応答性を阻害し、この点からはで
きるだけ速い移行速度で空燃比を変化させることが望ま
しい。しかし、移行度合を大きくすることは、前述のよ
うに出力の急　　激な変化による運転性の阻害を招くこ
とになる。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、エンジンが所定の運転状態に
なって空燃比を切換え移行するについて、アクセル操作
量に対してスロットル弁開度を自由に設定できることを
利用してトルクショックの発生を抑制するようにしたエ
ンジンのスロットル弁制御装置を提供することを目的と
するものである。

（発明の構成） 本発明のスロットル弁制御装置は、アクセル操作量を検
出するアクセル操作量検出手段と、該アクセル操作量検
出手段の出力を受けスロットル弁開度を制御するスロッ
トル調整手段と、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
ジンに供給する混合気の空燃比を比較的リーンな第１空
燃比と該第１空燃比よりリッチな第２空燃比とに制御す
る空燃比調整手段とを備え、該空燃比調整手段による第
１空燃比と第２空燃比との切換え時、上記スロットル調
整手段によるスロットル弁のアクセル操作量に対する開
度特性を他の運転領域の開度特性より変化率を小さくし
たことを特徴するものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。エンジン１の吸気系２に介装したスロットル弁３の
開度調整による吸気量制御は、アクセルペダル４の操作
量を検出するアクセル操作量検出手段５を設け、その出
力を受けたスロットル調整手段６から制御信号がスロッ
トル弁３の開閉作動を行うアクチュエータ７に出力され
てスロットル弁３の開度を調整することによって行われ
る。

また、エンジン１の吸気系２には例えばインジェクタ９
への噴射パルスを制御することによって供給空燃比を調
整する空燃比制御手段１０を設け、この空燃比制御手段
１０は、エンジン１の運転状態を検出する運転状態検出
手段１１からの検出信号を受け、エンジン１に供給する
混合気の空燃比を定常運転時等の低負荷運転時に比較的
リーンな第１空燃比と、加速運転時等の高負荷運転時に
これよりリッチな第２空燃比とに切換え制御するもので
ある。

さらに、上記運転状態検出手段１１の信号に基づいて空
燃比制御手段１０による第１空燃比と第２空燃比との切
換え時に、上記スロットル調整手段６によるスロットル
弁３のアクセル操作量に対する開度特性を他の運転領域
の開度特性より変化率を小さくしてなめらかにし１．ア
クセル操作量が変化してもスロットル開度は殆ど変化し
ないようにして吸入空気量変化の少ない状態で燃料供給
ωを変更することによって空燃比を変動移行させ、エン
ジンの出力変動を緩和してトルクショックを低減するよ
うにしたものである。

（発明の効果） 本発明によれば、アクセル操作に応じて空燃比をリーン
な第１空燃比とこれよりリッチな第２空燃比とに切換え
る運転域においては、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率が小さくなるように作動特性を
設定したことにより、この切換時点における出力の大き
な変動を阻止して、トルクショックの発生を低減するこ
とができ、良好な運転性を確保できる。

また、ある程度急激な空燃比の変更が可能となり、ＮＯ
ｘの発生領域を直ちに越えることによってＮＯｘの発生
を抑制して良好なエミッション性を確保することができ
るものである。しかも、空燃比の移行の検出が制度よく
行えるものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明スロットル弁制御装置を有するエンジン
の全体構成図である。

エンジン１の吸気系２には上流側から、エアクリーナ１
２、吸気量を計測するエアフローメータ１３、吸気量を
制御するス、ロットル弁３、燃料を噴射するインジェク
タ９が順に配設されている。

上記スロットル弁３はスロットルアクチュエータ７によ
って開閉作動される。なお、エンジン１の排気系１４に
は触媒コンバータ１５が介装されている。

上記インジェクタ９からの燃料噴射量の制御によってエ
ンジン１に供給する燃料量を調整し、一方、スロットル
アクチュエータ７によるスロットル弁３の開度調整によ
り吸気量を調整し、両者によってエンジン１に供給する
混合気の空燃比を制御するものである。そして、このイ
ンジェクタ９による燃料噴射およびスロットルアクチュ
エータ７によるスロットル弁３の開閉作動は、コントロ
ーラ１６から出力される制御信号によって制御される。

このコントローラ１０には、アクセルペダル４の踏込み
母からスロットル操作量を検出するアクセルポジション
センサ１Ｔからのアクセル操作量信号、前記エアフロー
メータ１３からの吸気量信号、吸気温度を検出する吸気
温センサ１８からの吸気温信号、スロットル弁３の開度
を検出するスロットル開度センサ１９からのスロットル
開度信号、冷却水温を検出する水温センサ２０からの水
温信号、エンジン回転数等を検出するためにイグナイタ
２１およびディストリビュータ２２からの点火信号、触
媒コンバータ１５上流の排気系　。

１４に配設した０２センサ２３からの空燃比検出信号を
それぞれ受け、アクセル操作量およびエンジンの運転状
態に応じてスロットル開度および燃料供給量すなわち空
燃比を制御するものである。

なお、２４はバッテリである。

また、前記インジェクタ９には燃料タンク２５からの燃
料が、燃料ポンプ２６および燃料フィルタ２７を介して
燃料供給パイプ２８によって送給され、リターンバイブ
２９には燃圧レギュレータ３０が介装されている。

そして、コントローラ１６は、アクセル操作ｍおよびエ
ンジン回転数に基づいて目標吸気量と目標燃料流量を算
出することによって、目標空燃比を制御するものである
。この目標空燃比はエンジンの運転状態に応じ低負荷状
ｒｓ（低アクセル操作時）において、エンジンに供給す
る混合気の空燃比を比較的リーンな第１空燃比に制御す
る一方、高負荷状態（高アクセル操作時）においてはｏ
２センサ２３出力に基づいて前記第１空燃比よりり　、
ツチな第２空燃比（例えば理論空燃比）にフィードバッ
ク制御するものである。また、上記コントローラ１６は
、基本的にアクセル操作量の増大に応じてスロットル弁
開度を増大するように制御するとともに、前記空燃比制
御における第１空燃比と第２空燃比との切換領域におい
て、アクセル操作量の変化量に対するスロットル弁開度
の変化特性を、他の運転領域の変化特性よりなめらかに
設定し、スロットル弁開度の変化率を小さくするもので
ある。

上記コントローラ１６の作動を第３図のフローチャート
に基づいて説明する。スタート後、コントローラ１６は
ステップＳ１で各種センサからの　　′検出信号を読込
む。ステップＳ２では、読込んだエンジン回転数とスロ
ットル操作量とのマツプから目標スロットル開度を演算
する。ステップ＄３ではこの目標スロットル開度を補間
処理、水温補正、吸気温補正、吸気量補正（エアフロー
メータ１３の出力に応じたフィードバック補正）等の各
種補正を施して最終目標スロットル開度を演算し、この
目標値にスロットル開度を調整するようスロットル開度
センサ１９による実開度と比較制御する。

次に、ステップＳ４は同様にエンジン回転数とアクセル
操作量とのマツプから目標空燃比を読込み、ステップＳ
５ではこの目標空燃比を補間処理、水温補正、吸気温補
正、吸気量補正、０２フイードバツク補正等の各種補正
を施して最終噴射パルス幅を演算し、インジェクタ９に
出力するものである。

さらに、ステップＳ６では同様にエンジン回転数とアク
セル操作量とのマツプから目標点火時期を読込み、ステ
ップ＄７ではこの目標点火時期を補間処理、水温補正、
空燃比補正等の各種補正を施して最終点火進角値を演算
し、点火出力するものである。

上記制御における各マツプに設定されている特性におけ
る第１空燃比と第２空燃比との切換え移行時期は、第４
図に示すように、エンジンの負荷すなわちアクセル操作
量に対応し、基本的にはアクセル操作量の小さい低負荷
域でリーンな第１空燃比に、アクセル操作量の大きい高
負荷域でリッチな第２空燃比に切換えるものである。そ
して、その切換時点は、エンジン回転数が高い程大きい
アクセル操作量に設定している。すなわち、例えば、エ
ンジン回転数がＮ　１＝　１０００ｒｌ）ｌの時にＡｔ
のアクセル操作量で切換え、Ｎ　２　＝　２００Ｏｒｐ
ｍの時にこれより大きいＡ２のアクセル操作量で切換え
、□同様にＮ３−３０００ｒｐＨの時にＡ３のアクセル
操作量で、Ｎ　ａ　＝　４０００ｒＥｌｌｌの時にＡ４
（７）７クセル操作量でそれぞれ切換えるように設定し
ている。これに伴って、点火時期もリーンな第１空燃比
領域では進角し、リッチな第２空燃比で遅角するように
設定する。

一方、上記アクセル操作量に対応するスロットル弁開度
の制御は、第５図に示すように、エンジン回転数に対応
して上記空燃比を切換える各アクセル操作！ｌＡｔ”□
Ａａを含むアクセル操作範囲で、スロットル弁開度の変
化率を他の領域より小さくし、各エンジン回転数〜１〜
Ｎ４においてθｌ〜θ４のスロットル弁開度にそれぞれ
保持し、前後のアクセル操作量においては、アクセル操
作量に比例してスロットル弁開度を増減するようにして
いる。上記保持スロットル弁開度θ１〜θ４はエンジン
回転数が高いほど大きなスロットル弁開度となり、さら
に、この保持スロットル弁開度θｌ〜θ４は第６図に示
すように、各エンジン回転数Ｎ１〜Ｎ４における吸入空
気ｍの変曲点でのスロットル弁開度に設定するものであ
る。

よって、上記の如き構成により、空燃比を第１空燃比と
第２空燃比との間で移行する際の出力変動を抑制して、
トルクショックの発生が低減できるものである。

なお、上記実施例においては、空燃比を第１空燃比と第
２空燃比とで急激に切換えるようにしているが、ある程
度急な傾きをもって空燃比を移行する。か、段階的に移
行するようにしてもよい。そして、空燃比を移行する領
域において、アクセル操作層に対するスロットル弁開度
の変化率を小さく設定するものである。

また、空燃比の移行時のスロットル弁の開度特性は、所
定の範囲でアクセル操作の変化に対して一定の開度を保
持するようにしているが、これは、他の運転量の開度特
性より小さな変化率で変化させるようにしてもよく、急
激な空燃比変化に対する出力変動が小さくなるようにす
る。

さらに、上記実施例においては、スロットル弁開度に応
じて空燃比の切換え時期を設定するようにしているが、
その他、吸気負圧等のエンジンの負荷に応じて切換え時
期を設定する。ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は具体例の全体構成図、 第３図はコントローラの作動を説明するためのフローチ
ャート図、 第４図ないし第６図はそれぞれ空燃比、スロットル弁開
度等の制御特性例を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン　　　　　２・・・・・・吸気
系３・・・・・・スロットル弁　　　４・・・・・・ア
クセルペダル５・・・・・・アクセル操作層検出手段６
・・・・・・スロットル調整手段 ７・・・・・・スロットルアクチュエータ９・・・・・
・インジェクタ １０・・・・・・空燃比制御手段 １１・・・・・・運転状態検出手段 １６・・・・・・コントローラ 第１図 区　　　　　　　　　　区 寸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０ｖ７．顆
ボーｇ 区 ■ 沫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、該アクセル操作量検出手段の出力を受けスロッ
   トル弁開度を制御するスロットル調整手段と、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、エンジンに供給する混合気の空
   燃比を比較的リーンな第１空燃比と該第１空燃比よりリ
   ッチな第２空燃比とに制御する空燃比調整手段とを備え
   、該空燃比調整手段による第１空燃比と第２空燃比との
   切換え時、上記スロットル調整手段によるスロットル弁
   のアクセル操作量に対する開度特性を他の運転領域の開
   度特性より変化率を小さくしたことを特徴とするエンジ
   ンのスロットル弁制御装置。