JPH0577865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのスロツトル弁制御装置に
関し、特に要求エンジン出力を示すアクセル操作
量に対して所定吸気量とすべくスロツトル弁開度
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量を所定吸気
量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ツトル弁の
開度を制御するスロツトル弁開度制御手段とを備
えて、スロツトル弁の開度をアクセル操作量に応
じた開度にフイードバツク制御するようにしたも
のは知られている。そして、このスロツトル弁開
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量をエンジンに供給するこ
とにより、エンジンの空燃比を目標値にするよう
にしたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の如きスロツトル弁制御装置
を、エンジンの高負荷運転時には空燃比をリツチ
に制御して出力の向上を図り、低負荷運転時には
リーンに制御して燃費性の向上を図るなど、空燃
比をエンジン運燃状態に応じて変更するものに適
用する場合、空燃比がリーンな運転域からの加速
運転時には、吸入空気量の増大に対する燃料の供
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、いわゆる加速ヘジテーシヨン（もたつ
き）が発生して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、スロツ
トル弁の開度制御におけれ該スロツトル弁のアク
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、空燃比がリ
ーンな運転域からのリツチ運転時（例えば加速運
転時）、加速初期での空燃比のオーバリーンによ
る加速ヘジテーシヨンを防止して、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。

（課題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
ロツトル弁の開度を制御するスロツトル弁開度制
御手段３７とを備えたエンジンのスロツトル弁制
御装置であつて、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２
８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
燃比がリーンな時のアクセル操作変化速度に対す
るスロツトル弁の開度変化速度を空燃比がリツチ
な時と比較して小さく変更する開度変化速度変更
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、空燃比のリー
ン運転域からのリツチ運転時（例えば加速運転
時）には、アクセル操作変化速度に対するスロツ
トル弁の開度変化速度は当初は小さく、その後は
大きく設定されることによつて、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、空熱比
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
面に基づいて説明する。

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
を制御するスロツトル弁である。該スロツトル弁
６は、アクセルペダル５とは機械的な連係関係が
なく、後術の如くアクセルペダル５の踏込み量つ
まりアクセル操作量により電気的に制御される。
７はスロツトル弁６を開閉作動させるステツプモ
ータ等よりなるスロツトルアクチユエータであ
る。８は排気通路４に介設され排気ガスを浄化す
るた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のスロツトル弁６下
流に開口して、排気通路４の排気ガスの一部を吸
気通路２に還流する排気還流通路、１０は該排気
還流通路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１０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のスロツトル弁６下流
に配設され燃料を噴射供給する燃料噴射弁であ
る。該燃料噴射弁１２は、燃料ポンプ１３および
燃料フイルタ１４を介設した燃料供給通路１５を
介して燃料タンク１６に連通しており、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
つて所定圧を燃料が燃料噴射弁１２に供給される
ようにしている。

加えて、１９は上記アクセルペダル５の踏込み
量つまりアクセル操作量αを検出するアクセル検
出手段としてのアクセルベダルポジシヨンセン
サ、２０は吸気通路２のスロツトル弁６上流に配
設され吸入空気量Qa_Rを検出するエアフローメー
タ、２１は同じく吸気通路２のスロツトル弁６上
流に、配設され吸入空気温度を検出する吸気温セ
ンタ、２２はスロツトル弁６の開度を検出するス
ロツトルポジジヨンセンサ、２３はエンジン冷却
水の温度T_W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は上記還流制御弁１０に付設
され排気還流時を検出する還流センサであつて、
これら１９〜２５の検出信号はアナログコンピユ
ータ等よりなるコントロールユニツト２６に入力
されていて、該コントロールユニツト２６により
上記スロツトルアクチユエータ７、ソレノイド弁
１１および燃料噴射弁１２が制御される。さら
に、上記コントロールユニツト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Neの信号を入力している。該イグ
ナイタ２７および上記アクセルベダルポジシヨン
センサ１９により、エンジン１の運転状態を検出
す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ツト２６にはデユスト
リピユータ２９およびバツテリ３０が入力接続さ
れていて、それぞれ点火時期およびバツテリ電圧
V_Bの信号を入力している。

次に、上記コントロールユニツト２６の作動を
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、スロツトル弁開度制御
系について述べるに、M_A1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Qa₁が設定された第１
マツプであつて、アクセルペダルポジシヨンセン
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Qa₁を設定す
るようにしている。M_A2エンジン冷却水温度T_W
に対してアイドルアツプのために必要な空燃比と
すべて最低空気量Qamが設定された第２マツプ
であつて、水温センサ２３からの出力を受け、エ
ンジン冷却水温度T_Wに応じて水温補正用最低空
気量Qamを設定すようにしている。３１は、上
記第１マツプM_A1および第２マツプM_A2の各出力
を受け、第１マツプM_A1で求められた目標空気量
Qa₁と第２マツプM_A2で求められた水温補正用最
低空気量Qam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、上記目標空気量Qa₁が水
温補正用最低空気量Qamを下回るときにはアイ
ドルアツプのための水温補正用最低空気量Qam
を選択して良好なエンジン運転性を確保するよう
にしている。また、M_A3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
気量Qa_Mが設定された第３マツプであつて、イグ
ナイタ２７からの出力を受け、エンジン回転数
Ne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、上記最大値選択回路３１および
第３マツプM_A3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量Qa₂と第３マツプ
M_A3で求められた最大空気量Qa_Mとのうちその最
小値Qa₃を選択する最小値選択回路であつて、上
記目標空気量Qa₁がエンジン回転数Neにより定
まる最大空気量Qa_Mを上回るときには、スロツト
ル弁６が全開で吸入可能な空気量以上の量を目標
値としても無意味であることから、上記最大空気
量Qa_Mを選択して最大値を制限することにより、
スロツトル弁６全開に対応した全開信号に後段を
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、エンジン冷水温度T_Wに対す
る補正およびエンジン回転数Neによ決まるスロ
ツトル弁６全開での最大空気量に対する補正を考
慮した目標空気量Qa₃が求まる。

さらには、３３は上記最小値選択回路３２から
の出力を受け、上記目標空気量Qa₃を、エンジン
回転数Neを２倍した値（Ne×２）で除算する除
算器で、４気筒エンジンでの１気筒当りの吸気量
Ac₁求でいる。M_A4およびM_A5はそれぞれ排気還
流停止時および排気環流におけるエンジン回転数
Neに対する目標吸気量AAc₁とすべきスロツトル
弁開度θ₁又はθ_1Eが設定された第４および第５マ
ツプであつて、両マツプM_A4、M_A5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
還流時とで切換わる還流スイツチ３４によつて選
択され、上記除算器３３からの出力を受け、目標
吸気量Ac₁とすべきスロツトル弁開度θ₁又は_1Eを
設定するようにしている。また、３５は吸気量フ
イードバツク補正モジユールで、上記除算器３３
からの目標吸気量Ac₁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Qa_Rおよびエンジン回転数Neの信号を受け、
実空気量Qa_Rとエンジン回転数Neとで演算され
た１気筒当りの実吸気量Ac_Rと目標吸気量Ac₁と
を比較して、その偏差に応じてスロツトル弁開度
をフイードバツク補正するためのフイードバツク
補正係数Ca_FBを算出するものである。さらに、３
６は、上記第４又は第５マツプM_A4、M_A5および
吸気量フイードバツク補正モシユール３５からの
各出力を受け、該マツプM_A4、M_A5で求められた
目標スロツトル弁開度θ₁又はθ_1Eを吸気量フイー
ドバツク補正モジユール３５で求められたフイー
ドバツク補正係数Ca_FBで乗算補正する乗算器であ
つて、該乗算器３６で補正された目標スロツトル
弁開度θ₂の信号は後述する第６マツプM_A6を介し
て上記スロツトルアクチユエータ７に出力され、
スロツトル弁６の開度が目標スロツトル弁開度θ₂
に制御される。以上により、アクセルペタルポジ
シヨンセンサ１９の出力を受け、アクセル操作量
αに応じてスロツトル弁６の開度を制御して目標
開度θ₂にするスロツ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は基本噴射量演算モジユール
で、上記エアフローメータ２０により実測された
実空気量Qa_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、実空気量Qa_Rとエン
ジン回転数Neとで演算された１気筒当りの実吸
気量Ac_R（＝Qa_R／（Ne×２））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
噴射量Qf₁を算出するものである。また、４１は
空燃比決定モシユールで、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
空燃比リツチ領域、目標空燃比領域、空燃比リー
ン領域、燃料カツト領域毎に空燃比決定関数ｆ
（Ne、α）と燃料量フイードバツク補正係数C_F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
（Ne、α）と燃料量フイードバツク補正係数C_Fと
に基づいて上記基本噴射量演算モジユール４０の
基本燃料噴射量Qf₁を下記式 Qf₂＝Qf₁・ｆ（Ne、α）・C_F 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気筒当りの吸気量Ac₁に対す
る燃料噴射弁１２への基本燃料噴射量Qf₂を算出
するものである。以上に、アクセルペダルポジシ
ヨンセンサ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、上記スロツトル弁開度制御系の乗算器
３６の後段には、第６マツプM_A6が設けられてい
る。該第６マツプM_A6は空燃比のリーン側へ移行
に応じてアクセル操作変化速度に対するスロツト
ル弁６の開度変化速度Vthが小さくなるように設
定されたマツプで、上記エアフローメータ２０か
らの実空気量Qa_Rおよび空燃比決定モジユール４
１からの基本燃料噴射量Qf₂の信号を受け、空燃
比に応じてアクセル操作変化速度に対するスロツ
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ツトル弁６の開度変
化速度Vthに基づいてスロツトルアクチユエータ
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
射量Qf₂と実空気量Qa_R（つまり目標吸気量Ac₁）
とで検出される空燃比がリーンな時のアクセル操
作変化速度に対するスロツトル弁６の開度変化速
度Vthを他の空燃比リツチ領域、目標空燃比領域
の運転域よりも小さく変更する開度変化速度変更
手段４３を構成している。

したがつて、上記実施例においては、アクセル
操作量αに応じて目標空気量Qa₁が求められ、こ
の求められた目標空気量Qa₁に基づいて目標スロ
ツトル弁開度θ₂が求められ、該目標スロツトル弁
開度θ₂になるようにスロツトル弁６の開度がスロ
ツトル弁開度制御手段３７に制御されて、目標空
気量Qa₁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
より空燃比決定関数ｆ（Ne、α）がｆ（Ne、α）
＜１に選択されて基本燃料噴射量Qf₂が少なく設
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
加速運転時には、開度変化速度変更手段４３によ
り第６マツプM_A6でアクセル操作変化速度に対す
るスロツトル弁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、燃料供給量制御系の制御遅れや燃料
噴射弁１２の作動遅れ等が相俟つて大きな遅れの
生じる燃料噴射量の増大に対して良好に対応すこ
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、よつて加速ヘジテー
シヨ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、開度変化速度変更手段４
３を、空燃比に応じてスロツトル弁６の開度変化
速度Vth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
小さく、空燃比のリツ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、アクセル操作量αに対
する目標空気量Qa₁を求め、この求められた目標
値に基づいて吸入空気量が該目標値になるようス
ロツトル弁６を開度制御し、次いでこのスロツト
ル弁開度に基づく吸入空気量Qa_Rに応じて予め設
定された空燃比になるように基本燃料噴射量Qf₂
を設定するものに適用したが、本発明は、その他
アクセル操作量に応じてスロツトル弁の開度を電
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ツトル弁の開度変化
速度を、空燃比がリーンな時には空燃比がリツチ
な時よりも小さく変更して、この状態からの加速
運転時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ようにしたので、
該加速運転初期での空燃比のオーバリーンによる
加速ヘジテーシヨ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ツク図であ
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
ールユニツトの作動フローを示すブロツク図、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…
…スロツトル弁、７……スロツトルアクチユエー
タ、１９……アクセルペダルポジシヨンセンサ、
２６……コントロールユニツト、２７……イグナ
イタ、２８……運転状態検出手段、３７……スロ
ツトル弁開度制御手段、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ツトル弁の開度を制御するス
   ロツトル弁開度制御手段とを備えたエンジンのス
   ロツトル弁制御装置であつて、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
   がリーンな時のアクセル操作変化速度に対するス
   ロツトル弁の開度変化速度を空燃比がリツチな時
   と比較して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ツト
   ル弁制御装置。