WO2025177486A1 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

内燃機関制御装置

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throttle opening
internal combustion
combustion engine
control device
opening
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勝明 和知
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Astemo Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine control device.
  • Patent Document 1 relating to an intake control device for an internal combustion engine, discloses a configuration in which, in the low rotation speed range, the throttle valve opening (throttle opening) is limited to not exceeding a first predetermined opening A (an opening resulting in an intake air flow rate that is approximately 5% less than the maximum intake air flow rate), and, under high load and in the low rotation speed range, the throttle opening is limited to not exceeding a predetermined opening B (B ⁇ A).
  • a first predetermined opening A an opening resulting in an intake air flow rate that is approximately 5% less than the maximum intake air flow rate
  • Patent Document 1 limits the throttle opening so that it does not open beyond a predetermined opening when the internal combustion engine is in the low rotation speed range or in the low rotation speed range under high load, but this is merely intended to reduce intake noise and does not disclose any configuration for limiting the increase in throttle opening in order to improve fuel economy. Therefore, there is room for improvement in terms of contributing to improved fuel economy.
  • the present invention was developed based on the above considerations, and aims to provide an internal combustion engine control device that can limit increases in throttle opening so as to improve the fuel efficiency of the internal combustion engine.
  • one aspect of the present invention is a control device for an internal combustion engine that includes a control unit that executes a limiting process to limit an increase in the throttle opening, which is the opening of the throttle valve of an internal combustion engine of a vehicle.
  • the control unit executes the limiting process when the ratio of the increase in torque output by the internal combustion engine to the increase in the throttle opening falls below a threshold value.
  • control unit executes a limiting process to limit the increase in throttle opening when the ratio of the increase in torque output by the internal combustion engine to the increase in throttle opening of the internal combustion engine falls below a threshold value. This makes it possible to limit the increase in throttle opening so as to achieve improved fuel efficiency for the internal combustion engine.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an internal combustion engine control device (hereinafter sometimes referred to as an engine control device) according to an embodiment of the present invention, together with an internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as an engine) to which the control device is applied.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the high load over-rich region of an engine to which the engine control device of this embodiment is applied, in terms of the relationship between the engine speed (engine rotation speed) and the throttle opening.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a process for calculating a target value of the throttle opening, including a throttle opening limit process, of the engine control device according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a time chart showing an example of the operation of the engine control device in this embodiment.
  • Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of the engine control device in this embodiment, along with the engine to which it is applied.
  • engine 1 is typically a four-stroke reciprocating internal combustion engine mounted on a vehicle such as a motorcycle (not shown). Its operating state is controlled by an engine control device 50 and includes a cylinder block 2. While the drawing shows engine 1 as having a single cylinder 2a for ease of explanation, engine 1 may also have multiple cylinders 2a, and the cylinders 2a may be arranged in series, horizontally opposed, V-type, or other configurations.
  • Engine 1 is typically water-cooled, and a coolant passage 3 provided in the side wall of cylinder block 2 is provided with a water temperature sensor 101 for detecting the temperature of the coolant flowing through the passage. This water temperature sensor 101 outputs an electrical signal indicating the temperature of the coolant to engine control device 50. If engine 1 were air-cooled, a temperature sensor (not shown) capable of detecting the temperature of engine 1 would be provided in cylinder block 2 or elsewhere instead of water temperature sensor 101.
  • a piston 4 is disposed inside the cylinder block 2.
  • the piston 4 is connected to the crankshaft 6 via a connecting rod 5.
  • a reluctor 7 is provided on the crankshaft 6, which rotates coaxially with the crankshaft 6.
  • a plurality of teeth 7a are erected on the outer surface of the reluctor 7, arranged in a predetermined pattern circumferentially.
  • a crank angle sensor 102 that detects the rotation angle of the crankshaft 6 is provided near the plurality of teeth 7a in a lower case (not shown) attached to the bottom of the cylinder block 2 so that the engine control device 50 can detect the rotation speed of the engine 1.
  • the crank angle sensor 102 outputs an electrical signal indicating the rotation angle of the crankshaft 6 to the engine control device 50.
  • a cylinder head 8 is attached to the top of the cylinder block 2.
  • the internal space defined by the inner wall surface of the cylinder block 2, the top surface of the piston 4, and the inner wall surface of the cylinder head 8 works together to form the combustion chamber 9.
  • the cylinder block 2 and cylinder head 8 are provided with a spark plug 10 for each cylinder 2a, which ignites the mixture generated from fuel and air in the combustion chamber 9.
  • the ignition operation of the spark plug 10 is controlled by the engine control device 50, which controls the flow of electricity to an ignition coil (not shown).
  • the cylinder head 8 is provided with an intake valve 12 that freely opens and closes communication between the combustion chamber 9 and an intake passage 11a formed within the cylinder head 8 and an intake pipe 11 attached to the cylinder head 8.
  • the intake pipe 11 is provided with a fuel injection valve 13 that injects fuel into the intake passage 11a, and a throttle valve 14a that is located upstream of the fuel injection valve 13 and is a component of a throttle device 14.
  • the intake pipe 11 is also provided with an intake pressure sensor 103 between the intake valve 12 and the throttle valve 14a that detects the pressure (intake pressure) of the air flowing into the intake pipe 11.
  • the intake pressure sensor 103 outputs an electrical signal indicating a voltage corresponding to the intake pressure to the engine control device 50.
  • An exhaust pipe 15 is attached to the cylinder head 8 on the opposite side of the intake pipe 11, and an exhaust passage 15a that connects to the combustion chamber 9 is formed within the cylinder head 8 and the exhaust pipe 15.
  • the cylinder head 8 is also provided with an exhaust valve 16 that freely opens and closes communication between the combustion chamber 9 and the exhaust passage 15a.
  • a catalyst 17, typically a three-way catalyst, is provided in the exhaust pipe 15 downstream of the exhaust valve 16 to purify the exhaust gas discharged from the combustion chamber 9, and an O2 sensor 105 is provided upstream of and adjacent to the catalyst 17 to detect the oxygen concentration in the exhaust gas.
  • the O2 sensor 105 outputs an electrical signal to the engine control unit 50 indicating a voltage corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalyst 17.
  • the engine control device 50 is composed of an ECU (Electronic Control Unit) 150, which is an electronic control device mounted on the vehicle and controls the operation of the engine 1.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the ECU 150 has a CPU (Central Processing Unit) that functions as the control unit 152, as well as memory and timers (not shown), and the necessary control and processing programs and control and processing data are stored in this memory.
  • CPU Central Processing Unit
  • the ECU 150 controls the operation of various control objects, such as the spark plugs 10, fuel injection valves 13, and throttle device 14, based on output signals from various sensors, reads the necessary control and processing programs and control and processing data from memory, and executes the control and processing programs to control the operating state of the engine 1.
  • various control objects such as the spark plugs 10, fuel injection valves 13, and throttle device 14 based on output signals from various sensors, reads the necessary control and processing programs and control and processing data from memory, and executes the control and processing programs to control the operating state of the engine 1.
  • the ECU 150 executes throttle opening limiting processing to limit the increase in the throttle opening. At this time, the ECU 150 executes this throttle opening limiting processing to prevent the engine 1 from operating in the high-load over-rich region shown in Figure 2.
  • the high-load over-rich region is a region where, even if the throttle opening is increased at a given engine speed and the fuel injection amount is set to a value corresponding to this, the increase in the magnitude of the torque output by engine 1 does not increase as much as the increase in throttle opening; in other words, when the torque output by engine 1 is increased by increasing the throttle opening, the increase in the torque output by engine 1 (the increase in the magnitude of torque per unit time) relative to the increase in throttle opening (the increase in the magnitude of throttle opening per unit time) is below a predetermined threshold, and where the air-fuel ratio of engine 1 is richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • step S5 the control unit 152 determines whether the torque is decreasing, that is, whether the torque output by the engine 1 calculated by the control unit 152 is decreasing. If the result of the determination is that the torque output by the engine 1 is decreasing, the control unit 152 advances the calculation processing of the target value of the throttle opening to the processing of step S9. On the other hand, if the torque output by the engine 1 is not decreasing, the control unit 152 advances the calculation processing of the target value of the throttle opening to the processing of step S6.
  • the torque output by engine 1 is decreasing from time t3 onwards, and the requested opening is greater than the throttle opening during other periods.
  • the graph shows that the throttle opening is restricted so that it does not increase during the period from time t2 to time t3.
  • the torque increase rate falls below the predetermined threshold at time t2, and is greater than the predetermined threshold at other times. However, because the throttle opening is restricted from increasing between time t2 and time t3, the torque increase rate increases to exceed the predetermined threshold, as shown by the phantom line, and from time t3 onwards, the torque increase rate decreases towards the predetermined threshold.
  • step S7 the control unit 152 sets the target value of the throttle opening calculated in the processing for calculating the target value of the previous throttle opening (previous value: previously calculated target opening) as the target value of the throttle opening for the feedback control processing.
  • this processing is a throttle opening limiting processing that limits the increase in the throttle opening.
  • the flag value is set to 1 during the period from time t2 to time t3.
  • the flag value is set to 0 until time t2 or from time t3 onwards.
  • control unit 152 executes throttle opening limiting processing to limit the increase in throttle opening when the ratio of the increase in the torque output by the internal combustion engine 1 to the increase in the throttle opening of the internal combustion engine 1 falls below a threshold value. This makes it possible to limit the increase in throttle opening so as to achieve improved fuel efficiency for the internal combustion engine 1.
  • control unit 152 executes throttle opening limiting processing when the accelerator operation amount is equal to or greater than a predetermined value, thereby more appropriately limiting the increase in throttle opening.
  • control processing includes feedback control that controls the throttle opening so that it approaches a target value, and the control unit 152 executes throttle opening limiting processing when the throttle opening or the target value is equal to or greater than a predetermined value, thereby more appropriately limiting the increase in throttle opening.
  • control processing includes feedback control that controls the throttle opening so that it approaches a target value, and the control unit 152 executes the throttle opening limiting processing by maintaining the target value, thereby more appropriately limiting the increase in the throttle opening.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment in terms of the type, shape, arrangement, number, etc. of the components, and can of course be modified as appropriate within the scope of the gist of the invention, such as by appropriately replacing the components with components that achieve equivalent effects.
  • the present invention provides an internal combustion engine control device that can limit the throttle opening so as to improve the fuel efficiency of the internal combustion engine, and due to its versatile and universal nature, it is expected to be widely applicable to internal combustion engine control devices for motorcycles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

内燃機関制御装置（５０）では、制御部（１５２）が、内燃機関（１）のスロットル開度の増加量に対する内燃機関（１）の出力するトルクの増加量の割合が閾値以下に低下したときに、スロットル開度の増加を制限するスロットル開度制限処理を実行する。

Description

内燃機関制御装置
　本発明は、内燃機関制御装置に関する。
　近年、自動２輪車等の車両においては、世界的なエネルギー消費の削減や二酸化炭素ガス排出の削減等の要請を受け、動力源である内燃機関の燃費規制が強化されるような状況になっている。
　かかる状況下で、特許文献１は、内燃機関の吸気制御装置に関し、低回転域では、スロットル弁の開度（スロットル開度）を第１の所定開度Ａ（最大の吸入空気流量に対して約５％減じた吸入空気流量となる開度）以上に開かないように制限し、高負荷時かつ低回転域では、スロットル開度を所定開度Ｂ（Ｂ＜Ａ）以上に開かないように制限する構成を開示している。
特開２０００－５４８８８号公報
　しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、内燃機関の低回転域や高負荷時かつ低回転域で、スロットル開度を所定開度以上に開かないように制限するものであるが、あくまでも吸気騒音を低減することを企図したものであって、燃費の向上を企図するためのスロットル開度の増加を制限する構成については何等の開示等をするものではなく、燃費の向上に寄与する観点からは、改善の余地がある。
　本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、内燃機関の燃費の向上を実現することが可能なように、スロットル開度の増加を制限することが可能な内燃機関制御装置を提供することを目的とする。
　以上の目的を達成するべく、本発明は、車両の内燃機関のスロットル弁の開度であるスロットル開度の増加を制限する制限処理を実行する制御部を備える内燃機関の制御装置であって、前記制御部は、前記スロットル開度の増加量に対する前記内燃機関の出力するトルクの増加量の割合が閾値以下に低下したときに、前記制限処理を実行することを一局面とする。
　本発明の一局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、内燃機関のスロットル開度の増加量に対する内燃機関の出力するトルクの増加量の割合が閾値以下に低下したときに、スロットル開度の増加を制限する制限処理を実行するものであるため、内燃機関の燃費の向上を実現することができるように、スロットル開度の増加を制限することができる。
図１は、本発明の実施形態における内燃機関制御装置（以下、エンジン制御装置と記すことがある）の構成を、それが適用される内燃機関（以下、エンジンと記すことがある）と共に示す模式図である。 図２は、本実施形態におけるエンジン制御装置が適用されるエンジンが呈する高負荷オーバリッチ領域を、エンジンの回転数（エンジン回転数）とスロットル開度との関係で示す模式図である。 図３は、本実施形態におけるエンジン制御装置のスロットル開度制限処理を含むスロットル開度の目標値の算出処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、本実施形態におけるエンジン制御装置の動作の一例を示すタイムチャートである。
　以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態におけるエンジン制御装置につき、詳細に説明する。
　＜エンジンの構成＞
　まず、図１を参照して、本実施形態におけるエンジン制御装置が適用されるエンジンの構成について、詳細に説明する。
　図１は、本実施形態におけるエンジン制御装置の構成を、それが適用されるエンジンと共に示す模式図である。
　図１に示すように、エンジン１は、典型的には、図示を省略する二輪自動車等の車両に搭載されて、１サイクルが４ストロークのレシプロ型の内燃機関であり、エンジン制御装置５０によりその運転状態が制御されるもので、シリンダブロック２を備えている。なお、図中では、説明の便宜上、エンジン１を単数の気筒２ａの構成を有するものとして示しているが、エンジン１は複数の気筒２ａを有するものであってもよく、気筒２ａの配列も直列、水平対向やＶ型等であってもよい。また、エンジン１は、典型的には水冷式であって、シリンダブロック２の側壁内に設けられた冷却水通路３には、冷却水通路を流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ１０１が設けられている。かかる水温センサ１０１は、冷却水の温度を示す電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。なお、エンジン１が空冷式である場合には、水温センサ１０１の代わりに、シリンダブロック２等にエンジン１の温度を検出自在な図示を省略する温度センサが設けられることになる。
　シリンダブロック２の内部には、ピストン４が配置されている。ピストン４は、コンロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。クランクシャフト６には、それと共に同軸に回転するリラクタ７が設けられている。リラクタ７の外周面には、その周方向に所定のパターンで並置された複数の歯部７ａが立設されている。複数の歯部７ａの近傍には、エンジン制御装置５０がエンジン１の回転速度を検出するように、クランクシャフト６の回転角度を検出するクランク角センサ１０２が、シリンダブロック２の下部に装着されて図示を省略するロアケース等に設けられている。かかるクランク角センサ１０２は、クランクシャフト６の回転角度を示す電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。
　シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド８が装着されている。シリンダブロック２の内壁面、ピストン４の上面、及びシリンダヘッド８の内壁面が協働して画成する内部空間は、燃焼室９となる。
　シリンダブロック２及びシリンダヘッド８には、１つの気筒２ａに対して、その燃焼室９内で燃料及び空気から生成される混合気に点火する点火栓１０が設けられている。点火栓１０の点火動作は、エンジン制御装置５０により、図示を省略する点火コイルへの通電が制御されることによって制御される。
　シリンダヘッド８には、燃焼室９と、シリンダヘッド８内及びシリンダヘッド８に装着される吸気管１１内に形成される吸気通路１１ａと、を開閉自在に連通させる吸気バルブ１２が設けられている。吸気管１１には、吸気通路１１ａ内に燃料を噴射する燃料噴射弁１３、及び燃料噴射弁１３の上流側に配置されると共にスロットル装置１４の構成部品であるスロットル弁１４ａが設けられている。また、吸気管１１には、吸気バルブ１２及びスロットル弁１４ａの間で、吸気管１１内に流入する空気の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ１０３が設けられている。かかる吸気圧センサ１０３は、吸気圧に応じた電圧を示す電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。スロットル弁１４ａに対しては、その開度を検出するスロットル開度センサ１０４が、スロットル装置１４の本体部等に装着されている。かかるスロットル開度センサ１０４は、スロットル弁１４ａの開度（スロットル開度）に応じた電圧を示す電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。燃料噴射弁１３の開弁動作及び閉弁動作は、エンジン制御装置５０により、図示を省略するソレノイドコイルへの通電が制御されることによって制御される。また、スロットル装置１４は、典型的には電子制御スロットル装置であり、スロットル開度は、エンジン制御装置５０により、図示を省略するスロットルモータへの通電が制御されることによって制御される。典型的には、スロットル装置１４のスロットル開度については、アクセル開度、エンジン回転数及び冷却水の温度等に基づいて算出されるスロットル開度の目標値である目標開度にスロットル開度を近づけて合致させるようなフィードバック制御処理が実行される。
　また、シリンダヘッド８には、吸気管１１の反対側に排気管１５が装着され、シリンダヘッド８内及び排気管１５内には、燃焼室９と連通する排気通路１５ａが形成されている。また、シリンダヘッド８には、燃焼室９と排気通路１５ａとを開閉自在に連通させ排気バルブ１６が設けられている。排気管１５には、排気バルブ１６よりも下流側で、燃焼室９から排出される排気ガスの浄化を行う典型的には三元触媒である触媒１７が設けられると共に、触媒１７に近接したその上流側で、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ２センサ１０５が設けられている。かかるＯ２センサ１０５は、触媒１７の上流側における排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧を示す電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。
　また、車両の図示を省略するハンドル等には、アクセル開度センサ１０６が装着され、アクセル開度センサ１０８は、車両の図示を省略するアクセル操作部材であるアクセルグリップ等の操作量（アクセル開度）を検出する。かかるアクセル開度センサ１０６は、アクセル開度に応じた電圧を示す電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。また、車両の図示を省略する従動輪である前輪には、車速センサ１０７が装着され、車速センサ１０７は、エンジン制御装置５０が車速を算出するように、前輪の回転速度を検出する。かかる車速センサ１０７は、前輪の回転速度に応じた電圧を呈する電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。
　＜エンジン制御装置の構成＞
　次に、更に図２をも参照して、本実施形態におけるエンジン制御装置５０の構成について、詳細に説明する。
　図２は、本実施形態におけるエンジン制御装置が適用されるエンジンが呈する高負荷オーバリッチ領域を、エンジン回転数とスロットル開度との関係で示す模式図である。
　まず、図１に示すように、エンジン制御装置５０は、車両に搭載されてエンジン１の動作を制御する電子制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１５０により構成されている。
　ＥＣＵ１５０は、制御部１５２として機能するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理ユニット）や図示を省略するメモリやタイマを有しており、かかるメモリには、必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データが記憶されている。
　また、ＥＣＵ１５０は、各種センサからの出力信号に基づくと共に、メモリから必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データを読み出して、制御・処理プログラムを実行することによって、各種制御対象である点火栓１０、燃料噴射弁１３及びスロットル装置１４等の動作を制御することにより、エンジン１の運転状態を制御する。
　更に、ＥＣＵ１５０は、エンジン１のスロットル開度の単位時間当たりの増加量に対するエンジン１の出力するトルクの単位時間当たりの増加量の割合が閾値以下に低下したときに、スロットル開度の増加を制限するスロットル開度制限処理を実行する。この際に、ＥＣＵ１５０は、エンジン１が、図２に示す高負荷オーバリッチ領域において運転されることを回避するように、かかるスロットル開度制限処理を実行する。
　詳しくは、図２において、高負荷オーバリッチ領域は、任意のエンジン回転数で、スロットル開度を増加しながら、燃料噴射量をこれらに対応した値に設定したとしても、エンジン１の出力するトルクの大きさの増加量がスロットル開度の増加量ほどには増加しない、つまりスロットル開度を増加させることによりエンジン１の出力するトルクを増加させるときに、スロットル開度の増加量（スロットル開度の大きさの単位時間当たりの増加量）に対してエンジン１の出力するトルクの増加量（トルクの大きさの単位時間当たりの増加量）が所定の閾値以下となるような領域であって、エンジン１の空燃比が理論空燃比比よりもリッチ側となる領域を意味している。つまり、かかる高負荷オーバリッチ領域では、エンジン１は、その燃費が悪化する傾向が強い運転状態を呈するものである。図中では、高負荷オーバリッチ領域と、それ以外の領域であってエンジン１の空燃比が理論空燃比近傍に維持され得る非オーバリッチ領域と、は、エンジン回転数が大きくなるにつれて正の傾きが漸減していくような境界線Ａで区分けされ、境界線Ａよりも上側の領域が高負荷オーバリッチ領域であり、境界線Ａよりも下側の領域が非オーバリッチ領域である。なお、図中、エンジン回転数の下限値をＮＥＬ（例えば完爆回転数）、エンジン回転数の上限値をＮＥＨ（例えばレッドゾーンの下限回転数）、スロットル開度の下限値をＴＨＬ（例えば全閉開度）、及びスロットル開度の上限値をＴＨＨ（例えば全開開度）で示している。
　以上説明してきた構成を有するエンジン制御装置５０は、エンジン１のスロットル開度の短時間当たりの増加量に対するエンジン１の出力するトルクの単位時間当たりの増加量の割合が閾値以下に低下したときに、スロットル開度の増加を制限するスロットル開度制限処理を実行する。以下、更に図３及び図４をも参照して、スロットル開度制限処理を含むスロットル開度の目標値の算出処理を実行する際のエンジン制御装置５０の動作について、詳細に説明する。
　＜エンジン制御装置の動作＞
　図３は、本実施形態におけるエンジン制御装置のスロットル開度制限処理を含むスロットル開度の目標値の算出処理の一例を示すフローチャートである。また、図４は、本実施形態におけるエンジン制御装置の動作の一例を示すタイムチャートである。
　図３に示すフローチャートは、図示を省略するイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態となり、ＥＣＵ１５０が起動すると開始されるもので、スロットル開度の目標値の算出処理は、ステップＳ１の処理に進む。かかるスロットル開度の目標値の算出処理は、典型的には、スロットル開度を目標値に近づけて合致させるようなフィードバック制御処理用に実行されるもので、ＥＣＵ１５０が起動状態である間、メモリから必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データを読み出して所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
　ステップＳ１の処理では、制御部１５２が、メモリからフラグの値を読み出して、フラグの値が１であるか否か判定する。ここで、フラグの値が１であるときには、スロットル開度が増加することがないようにスロットル開度の増加が制限されるようなスロットル開度の目標値（目標開度）が設定されていることを示し、一方で、フラグの値が０であるときには、スロットル開度の増加が制限されるような目標開度が設定されているのではなく、目標開度にアクセル開度を反映した通常の要求開度が設定されていることを示す。判定の結果、フラグの値が１であるときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ２の処理に進める。一方、フラグの値が０であるときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ３の処理に進める。なお、フラグの初期値は、０に設定されている。
　ここで、図４に示すように、フラグの値が１であるのは、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間であり、その他の期間では、フラグの値は０である。
　ステップＳ２の処理では、制御部１５２が、アクセル開度センサ１０６が検出したアクセル開度を反映したスロットル開度である要求開度を算出し、かかる要求開度が、スロットル開度センサ１０４が検出したスロットル開度以下であるか否か判定する。判定の結果、要求開度がスロットル開度以下であるときには、制御部１５２は、スロットル開度の増加が制限されるような値に維持されている目標開度を一旦リセットし、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ３の処理に進める。一方で、要求開度がスロットル開度より大きいときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ７の処理に進める。なお、このステップで用いたスロットル開度センサ１０４が検出したスロットル開度の代わりに、スロットル開度のフィードバック制御処理で用いる目標値（目標開度）を適用してもよい。
　ここで、図４に示すように、要求開度がスロットル開度以下であるのは、時刻ｔ３以降であり、その他の期間では、要求開度がスロットル開度よりも大きくなっている。但し、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間では、スロットル開度が増加しないように制限されているグラフが示されている。
　ステップＳ３の処理では、制御部１５２が、アクセル開度センサ１０６が検出したアクセル開度が所定値以上であるか否か判定する。判定の結果、アクセル開度が所定値以上であるときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ４の処理に進める。一方で、アクセル開度が所定値未満であるときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ９の処理に進める。なお、このステップで用いたアクセル開度の代わりに、スロットル開度センサ１０４が検出したスロットル開度、又はスロットル開度のフィードバック制御処理で用いる目標値（目標開度）を適用してもよい。
　ここで、図４に示すように、アクセル開度が所定値以上であるのは、時刻ｔ１以降の期間であり、その他の期間では、アクセル開度は所定値未満である。
　ステップＳ４の処理では、制御部１５２が、トルク変化割合、つまりスロットル開度の変化量（スロットル開度の大きさの単位時間当たりの変化量）に対してエンジン１の出力するトルクの変化量（トルクの大きさの単位時間当たりの変化量）を算出する。この際、スロットル開度の変化量は、スロットル開度センサ１０４が検出したものを制御部１５２が用いる。また、エンジン１の出力するトルクは、制御部１５２が、クランク角センサ１０２が検出したクランクシャフト６の回転角度から回転角速度を算出し、更にその回転角速度に基づいて算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、スロットル開度の目標値の算出処理はステップＳ５の処理に進む。
　ステップＳ５の処理では、制御部１５２が、トルク減少中、つまり制御部１５２が算出するエンジン１の出力するトルクが減少中であるか否か判定する。判定の結果、エンジン１の出力するトルクが減少中であるときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ９の処理に進める。一方で、エンジン１の出力するトルクが減少中でないときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ６の処理に進める。
　ここで、図４に示すように、エンジン１の出力するトルクが減少中であるのは、時刻ｔ３以降であり、その他の期間では、要求開度がスロットル開度よりも大きくなっている。但し、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間では、スロットル開度が増加しないように制限されているグラフが示されている。
　ステップＳ６の処理では、制御部１５２が、ステップＳ４の処理で算出したトルク変化割合、つまり更にステップＳ５の処理でエンジン１の出力するトルクが減少中でないと判定されているので、トルク増加割合（便宜上、同じトルクの値が維持されている場合も含めている）が、所定の閾値以下であるか否か判定する。判定の結果、トルク増加割合が所定の閾値以下であるときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ７の処理に進める。一方で、トルク増加割合が所定の閾値より大きいときには、制御部１５２は、スロットル開度の目標値の算出処理をステップＳ９の処理に進める。
　ここで、図４に示すように、トルク増加割合が所定の閾値以下になるのは、時刻ｔ２の時点であり、それ以外の期間では、トルク増加割合が所定の閾値より大きくなっている。但し、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間では、スロットル開度が増加しないように制限されているため、仮想線で示すように、トルク増加割合が所定の閾値より大きくなるように増加しており、時刻ｔ３以降では、トルク増加割合は所定の閾値に向けて減少している。
　ステップＳ７の処理では、制御部１５２が、前回のスロットル開度の目標値の算出処理で算出したスロットル開度の目標値（前回値：前回算出した目標開度）を、フィードバック制御処理用のスロットル開度の目標値（目標開度）として設定する。つまり、この処理が、スロットル開度の増加が制限されるようなスロットル開度制限処理である。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、スロットル開度の目標値の算出処理はステップＳ８の処理に進む。なお、前回値の初期値は、典型的には全閉開度の値に設定されている。
　ステップＳ８の処理では、制御部１５２が、フラグの値を１に設定し、メモリに格納する。これにより、今回の一連のスロットル開度の目標値の算出処理は終了する。
　ここで、図４に示すように、フラグの値が１に設定されるのは、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間である。
　ステップＳ９の処理では、制御部１５２が、ステップＳ２の処理で算出した要求開度を、フィードバック制御処理用のスロットル開度の目標値（目標開度）として設定する。つまり、この処理では、スロットル開度の増加が制限されるようなスロットル開度制限処理が実行されてはいない。これにより、ステップＳ９の処理は完了し、スロットル開度の目標値の算出処理はステップＳ１０の処理に進む。
　ステップＳ１０の処理では、制御部１５２が、フラグの値を０に設定し、メモリに格納する。これにより、今回の一連のスロットル開度の目標値の算出処理は終了する。
　ここで、図４に示すように、フラグの値が０に設定されるのは、時刻ｔ２までの期間、又は時刻ｔ３以降の期間である。
　以上の本実施形態における内燃機関制御装置５０の第１の局面では、制御部１５２が、内燃機関１のスロットル開度の増加量に対する内燃機関１の出力するトルクの増加量の割合が閾値以下に低下したときに、スロットル開度の増加を制限するスロットル開度制限処理を実行するものであるため、内燃機関１の燃費の向上を実現することができるように、スロットル開度の増加を制限することができるものである。
　また、本実施形態における内燃機関制御装置５０の第２の局面では、第１の局面に加えて、制御部１５２が、アクセルの操作量が所定値以上であるときに、スロットル開度制限処理を実行するものであるため、より適切にスロットル開度の増加を制限することができるものである。
　また、本実施形態における内燃機関制御装置５０の第３の局面では、第１の局面に加えて、制御処理が、スロットル開度が目標値に近づくようにスロットル開度を制御するフィードバック制御を含み、制御部１５２が、スロットル開度又は目標値が所定値以上であるときに、スロットル開度制限処理を実行するものであるため、より適切にスロットル開度の増加を制限することができるものである。
　また、本実施形態における内燃機関制御装置５０の第４の局面では、第１から３のいずれかの局面に加えて、制御処理が、スロットル開度が目標値に近づくようにスロットル開度を制御するフィードバック制御を含み、制御部１５２が、アクセルの操作量を反映したスロットル開度である要求開度が、スロットル開度以下又は目標値以下となったとき、スロットル開度制限処理の実行を終了するものであるため、適切にスロットル開度制限処理を終了することができるものである。
　また、本実施形態における内燃機関制御装置５０の第５の局面では、第１から４のいずれかの局面に加えて、制御処理が、スロットル開度が目標値に近づくようにスロットル開度を制御するフィードバック制御を含み、制御部１５２が、目標値を維持することでスロットル開度制限処理を実行するものであるため、より適切にスロットル開度の増加を制限することができるものである。
　なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
　以上のように、本発明においては、内燃機関の燃費の向上を実現することが可能なように、スロットル開度を制限することが可能な内燃機関制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動二輪車の内燃機関制御装置に広範に適用され得るものと期待される。
　１…エンジン（内燃機関）
　２…シリンダブロック
　２ａ…気筒
　３…冷却水通路
　４…ピストン
　５…コンロッド
　６…クランクシャフト
　７…リラクタ
　７ａ…歯部
　８…シリンダヘッド
　９…燃焼室
　１０…点火栓
　１１…吸気管
　１１ａ…吸気通路
　１２…吸気バルブ
　１３…燃料噴射弁
　１４…スロットル装置
　１４ａ…スロットル弁
　１５…排気管
　１５ａ…排気通路
　１６…排気バルブ
　１７…触媒
　５０…エンジン制御装置（内燃機関制御装置）
　１０１…水温センサ
　１０２…クランク角センサ
　１０３…吸気圧センサ
　１０４…スロットル開度センサ
　１０５…Ｏ２センサ
　１０６…アクセル開度センサ
　１０７…車速センサ
　１５０…ＥＣＵ
　１５２…制御部

Claims (5)

  1. 　車両の内燃機関のスロットル弁の開度であるスロットル開度の増加を制限する制限処理含む制御処理を実行する制御部を備える内燃機関の制御装置であって、
    　前記制御部は、前記スロットル開度の単位時間当たりの増加量に対する前記内燃機関の出力するトルクの単位時間当たりの増加量の割合であるトルク増加割合が閾値以下に低下したときに、前記制限処理を実行することを特徴とする内燃機関制御装置。
  2. 　前記制御部は、前記車両のアクセルの操作量が所定値以上であるときに、前記制限処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
  3. 　前記制御処理は、前記スロットル開度が目標値に近づくように前記スロットル開度を制御するフィードバック制御を含み、
    　前記制御部は、前記スロットル開度又は前記目標値が所定値以上であるときに、前記制限処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。 
  4. 　前記制御処理は、前記スロットル開度が目標値に近づくように前記スロットル開度を制御するフィードバック制御を含み、
    　前記制御部は、前記車両のアクセルの操作量を反映した前記スロットル開度である要求開度が、前記スロットル開度以下又は前記目標値以下となったとき、前記制限処理の実行を終了することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関制御装置。
  5. 　前記制御処理は、前記スロットル開度が目標値に近づくように前記スロットル開度を制御するフィードバック制御を含み、
    　前記制御部は、前記目標値を維持することで、前記制限処理を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関制御装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5755202A (en) * 1996-10-25 1998-05-26 Ford Global Technologies, Inc. Method of reducing feed gas emissions in an internal combustion engine
JP2008045457A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の出力制御装置
WO2013047794A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 ヤマハ発動機株式会社 車両の制御装置、車両及び原動機

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