JPH0672563B2 - エンジンのスロツトル弁制御装置 - Google Patents

エンジンのスロツトル弁制御装置

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JPH0672563B2
JPH0672563B2 JP61098879A JP9887986A JPH0672563B2 JP H0672563 B2 JPH0672563 B2 JP H0672563B2 JP 61098879 A JP61098879 A JP 61098879A JP 9887986 A JP9887986 A JP 9887986A JP H0672563 B2 JPH0672563 B2 JP H0672563B2
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opening
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、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ットル弁をアクセル操作量
に応じて予め設定された開度に駆動制御するようにした
エンジンのスロットル弁制御装置に関し、特に加速時に
スロットル弁の開度を上記設定開度に移行させる場合で
のノッキング防止対策に関する。
（従来の技術） 従来、エンジンのスロットル弁制御装置として、特開昭
56−14834号公報に開示されるように、要求エンジン出
力を示すアクセル操作量に応じてエンジンに供給される
吸気量が所定値になるように予め設定された開度にスロ
ットル弁を駆動制御する駆動手段を備えるとともに、ア
クセル操作のスロットル弁開方向への操作速度が所定値
以上の時つまり加速時にスロットル弁の開度を上記設定
開度に所定の速度で移行させる加速手段を備えて、加速
時にはスロットル弁の開度を素早く設定開度に増大変化
させることにより、加速応答性を向上させるようにした
ものは知られている。
（発明が解決しようとする問題点） しかるに、上記従来のものでは、加速時、スロットル弁
の開度を設定開度に一定の速度でもって変化させてい
る。ところが、加速時の吸気量の変化は、スロットル弁
の開度変化を一定として比較した場合、低回転の方が変
化が大きく、高回転の方が変化が少ない。その理由は、
一定時間当りの吸気量は低回転でも高回転でもそれほど
違いはないが、低回転では１吸気行程当りの時間が長い
ため、少しのスロットル弁の開度変化でも吸気量が大き
く変化し、一方、高回転では１吸気行程当りの時間が短
いため、大きくスロットル弁開度を変化させなければ吸
気量は変化しないためである。
一方、加速時の吸気量の変化と燃料量の変化をみた場
合、燃料は増量補正しても、燃料の壁面付着の影響で、
実際に燃焼室内に供給される燃料量は吸気量の変化より
も遅れて変化する。また、点火時期制御は通常、吸気量
に基づいて行うことが多いが、吸気量を検出するエアフ
ローセンサの信号に基づいて点火時期を制御した場合、
加速時、吸気はサージタンクでその流れが緩慢になった
後、燃焼室内に流入するため、吸気量の変化に対して点
火時期の方が進みすぎることがある。
従って、従来技術のように、スロットル弁の開方向速度
が一定であれば、低回転域からの加速時に吸気量の変化
が大きくなりすぎ、その結果、空燃比がリーン化した
り、点火時期が進みすぎになったりして、加速ヘジテー
ションを生じるばかりでなく、ノッキングを発生するこ
とがある。さりとて、この問題に対処するため、上記の
加速時のスロットル弁の開方向速度をゆるやかにする
と、エンジン高回転時における加速応答性が損われるこ
とになり、高速走行時での加速性が悪くなる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、加速時の
スロットル弁開方向の速度を、エンジンの回転数に応じ
て変え、低回転時には高回転時よりもゆるやかにするこ
とにより、高回転時での加速性を損うことなく低回転時
でのノッキングの発生を防止することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明では、上記の如きエン
ジンのスロットル弁制御装置において、加速時、スロッ
トル弁の開度を設定開度に変化させる際、スロットル弁
の開方向速度をエンジン低回転時ゆるやかにするように
したものである。
具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、アクセル操作量に応じて予め設定された開度にス
ロットル弁を駆動する駆動手段33と、アクセル操作のス
ロットル弁開方向への操作速度が所定値以上の時スロッ
トル弁の開度を上記設定開度に所定の速度で移行させる
加速手段37とを備えることを前提とし、これに対し、エ
ンジンの回転数を検出する回転数検出手段28と、該回転
数検出手段28の出力を受け、エンジン低回転時上記加速
手段37によるスロットル弁の開方向速度をゆるやかにす
る加速度変更手段38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、加速時、スロットル弁
の開度を設定開度に変化させる際、この加速時のスロッ
トル弁の開方向速度が、エンジン低回転時にはゆるやか
になるように制御されるので、吸入空気量の急激な変化
が抑えられ、また負荷変動が小さく抑えられて、空燃比
のリーン化や点火時期の進みすぎがなく、これらの追従
性が良好となり、これによりノッキングの発生が防止さ
れる。一方、高回転時には、スロットル弁の開度が設定
開度に素早く増大変化するので、良好な加速応答性が確
保される。
（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スロットル弁
制御装置の全体構成を示し、１はエンジン、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のスロットル弁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。
さらに、12は吸気通路２のスロットル弁６下流に配設さ
れ燃料を噴射供給する燃料噴射弁であって、該燃料噴射
弁12は、燃料ポンプ13および燃料フィルタ14を介設した
燃料供給通路15を介して燃料タンク16に連通されてお
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12に供給されるようにしている。
一方、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ACPを検出する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
吸入空気量を検出するエアフローセンサ、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の開度TV
Oを検出するスロットルポジションセンサ、23はエンジ
ン冷却水の温度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
サである。また、26は車両の運転モードを高出力指向の
パワーモードと通常のノーマルモードと燃費指向のシテ
ィモードとに切換えるモード切換スイッチであって、マ
ニュアル操作されるパワーモードボタン26aとノーマル
モードボタン26bとシティモードボタン26cとを有する。
そして、これらセンサ19〜25の検出信号およびモード切
換スイッチ26のモード信号は、上記スロットルアクチュ
エータ７、ソレノイド弁11および燃料噴射弁12を作動制
御するCPU等よりなるコントロールユニット27に入力さ
れている。さらに、該コントロールユニット27には回転
数検出手段としてのイグナイタ28が入力接続されてい
て、点火回数つまりエンジン回転数Ｎの信号を入力して
いる。また、上記コントロールユニット27にはディスト
リビュータ29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の信号を入力して
いる。そして、上記コントロールユニット27により、エ
ンジン１の運転状態に応じて燃料噴射弁12からの燃料噴
射量を制御するとともに、エンジン１の運転状態に応じ
てソレノイド弁11をON−OFF制御して還流制御弁10を開
閉制御することにより排気還流量を制御し、さらにエン
ジン１の運転状態を含む車両の運転状態に応じてスロッ
トルアクチュエータ７を制御してアクセル操作量に基づ
くスロットル弁６の開度を制御するようにしている。
次に、上記コントロールユニット27によるスロットル弁
６の開度制御について述べるに、該コントロールユニッ
ト27の内部には、第３図に示すように、アクセルペタル
ボジションセンサ19からのアクセル操作量ACP信号とモ
ード切換スイッチ26からのモード信号（パワーモード信
号、ノーマルモード信号又はシティモード信号）とに基
づいて目標とするスロットル弁開度THOBJを設定する変
換マップよりなる目標スロットル弁開度設定回路31と、
該目標スロットル弁開度設定回路31で設定された目標ス
ロットル弁開度になるようにスロットルアクチュエータ
７を駆動制御するスロットル弁開度制御回路32とが備え
られていて、これらによりアクセル操作量ACPに応じて
予め設定された開度THOBJにスロットル弁６を駆動する
ようにした駆動手段33が構成されている。
さらに、上記コントロールユニット27には、アクセルペ
ダルポジションセンサ19からのアクセル操作量ACP信号
を微分してアクセル操作速度（アクセル微分値）ADACC
を算出する微分回路34と、該微分回路34の出力を受け、
アクセル操作のスロットル弁開方向への操作速度ADACC
が所定値以上のときでかつモード切換スイッチ26がパワ
ーモードのとき、加速補正値EDACCを算出して、それを
上記目標スロットル弁開度設定回路31で設定された目標
開度THOBJに加算器36を介して加算する加速補正回路35
とが備えられていて、これらにより、出力指向のパワー
モードにおいてアクセル操作のスロットル弁開方向への
操作速度が所定値以上の時つまり加速時には、スロット
ル弁６の開度TVOを上記設定目標開度THOBJ以上に補正し
て出力向上を図るようにしている。
そして、上記コントロールユニット27によるスロットル
弁６の開度制御作動は第４図および第５図に示すフロー
チャートに基づいて実行される。第４図はそのメインル
ーチンを示し、スタートして、先ずステップSaで各種レ
ジスタおよびフラグ等を初期化したのち、ステップSbで
アクセル操作量ACP信号、モード切換スイッチ26のモー
ド信号等の各種入力信号を読込むとともにそれらをA/D
変換する。次いで、ステップScで上記モード信号に応じ
てアクセル操作量ACPに基づき各モード毎の目標スロッ
トル弁開度テーブルより各モードでの基本の目標スロッ
トル弁開度THOBJ（尚、パワーモードでの加速時には加
速補正された目標スロットル弁開度THOBJ）を算出し、
次のステップSdでスロットル弁６の開度をこの設定目標
開度THOBJになるように所定の速度で変化される積分制
御を行ってステップSbに戻ることを繰返す。
そして、上記積分制御、つまり加速時にスロットル弁６
の開度TVOが設定目標開度THOBJになるようにするスロッ
トル弁開方向の速度制御は第５図のサブルーチンに基づ
いて行われる。すなわち、第５図において、先ずステッ
プSd1でエンジン回転数Ｎを読込み、ステップSd2でアク
セル操作量ACPを読込んだのち、ステップSd3で今回のア
クセル操作量ACPと前回のアクセル操作量ACPLとの差Ａ
（＝ACP−ACPL）を算出し、ステップSd4でこの偏差値Ａ
をアクセル微分値（アクセル操作速度）ADACCとする。
次いで、ステップSd5で上記今回のアクセル操作量ACPに
基づいて第１の目標開度TVO1を算出するとともに、ステ
ップSd6でこの第１目標開度TVO1を移動平均を算出する
積分回路としてのFIFOスタックメモリに記憶させる。続
いて、ステップSd7でこのFIFOスタックメモリにより今
回までの目標開度の平均値TVO2を算出し、ステップSd8
でこれを第２の目標開度TVO2とする。ここで、この第２
の目標開度TVO2は今回までの目標開度の平均値であるた
め、目標開度が増大変化する加速時には上記第１の目標
開度TVO1よりも小さい値となる。
そして、ステップSd9でエンジン回転数Ｎが所定値（150
0rpm）以下か否かを、ステップSd10でアクセル微分値AD
ACCが所定値Ｋ以上か否かを、さらにステップSd11でア
クセル操作量ACPが所定値α以上か否かをそれぞれ判別
する。このステップSd9〜Sd11の判別が何れもYESのと
き、つまりエンジン回転数Ｎが1500rpm以下の低回転時
においてアクセル操作のスロットル弁開方向の操作速度
（アクセル微分値）ADACCが所定値Ｋ以上の加速時でか
つアクセル操作量ACPが所定値α以上のチョイ加速でな
いときには、ステップSd12で上記第２の目標開度TVO2を
最終目標スロットル弁開度THOBJとして出力する。一
方、上記ステップSd9〜Sd11の何れかの判別がNOのと
き、つまりエンジン回転数が1500rpmを超える高回転
時、アクセル微分値ADACCが所定値Ｋ未満の非加速時、
あるいはアクセル操作量ACPが所定値α未満のときには
ステップSd13で上記第１の目標開度TVO1を最終目標スロ
ットル弁開度THOBJとして出力することを繰返す。
よって、この積分制御フローにおいて、ステップSd10,S
d12,Sd13により、アクセル操作のスロットル弁開方向の
操作速度ADACCが所定値Ｋ以上の時スロットル弁６の開
度を設定開度THOBJに所定の速度で増大変化させる加速
手段37を構成している。また、ステップSd9,Sd10,Sd12
により、加速時にスロットル弁開度を設定開度に増大変
化させる際、低回転時には第２の目標開度TVO2（＜TV
O1）でもって順次変化させることにより、上記加速手段
37によるスロットル弁開方向速度をゆるやかにする加速
度変更手段38を構成している。
したがって、上記実施例においては、加速時、加速手段
37により、スロットル弁６の開度TVOがアクセル操作量A
CPに応じた設定開度THOBJに所定の速度でもって増大変
化するので、加速応答性が良好に確保される。
その際、エンジン低回転時には、第６図に示すように、
上記加速手段37によるスロットル弁開方向速度が、加速
度変更手段38によりゆるやかになるので、吸入空気量の
急激な変化や負荷変動が小さく抑えられて、空燃比のリ
ーン化や点火時期の進みすぎを生じることがなく、空燃
比及び点火時期の追従性が良好となり、加速ヘジテーシ
ョンの防止は勿論のこと、ノッキングの発生を防止する
ことができる。尚、エンジン高回転時には上記加速時の
スロットル弁開方向速度が早く維持されて設定開度TH
OBJへの移行が素早く行われるので、良好な加速応答性
が確保される。
また、上記エンジン低回転域での加速時であっても、ア
クセル操作量ACPが小さいチョイ加速のときには、上記
加速度変更手段38の変更補正が停止されて、スロットル
弁開方向速度が早く維持されるので、チョイ加速での加
速応答性を良好に維持することができる。
第７図は、上記コントロールユニット27によるスロット
ル弁の開度制御（特に加速時のスロットル弁開方向速度
の制御）の他の実施例を示すフローチャートであり、こ
の場合、加速時におけるスロットル弁開度の設定開度へ
の移行をPI制御するにおいてエンジン回転数に応じて比
例ゲインを変えるようにしたものである。
すなわち、第７図において、スタートして、ステップS1
で10msタイマがONするのを待ち、10msタイマがONする
と、つまり10ms毎に以下の処理を実行する。先ず、ステ
ップS2でアクセル操作量ACPが所定値α以上か否かを判
別し、ACP＜αのNOのときには、チョイ加速時のスロッ
トル弁開方向速度制御を停止すべく直ちにステップS3で
このアクセル操作量ACP（＜α）に応じた目標設定開度T
HOBJを出力して終了する。
一方、ACP≧αのYESである通常の加速時には、ステップ
S4で10msタイマを起動させたのち、ステップS5でそのと
きのエンジン回転速度EREVを計測し、ステップS6でこの
エンジン回転速度EREVに基づいて第８図に示すマップの
特性曲線F1（EREV）により比例ゲインPGAINを算出す
る。この特性曲線F1（EREV）は、エンジン回転速度EREV
が低いときには比例ゲインPGAINが小さい値で、エンジ
ン回転速度EREVが高くなるに従って比例ゲインPGAINが
増大し、エンジン回転速度EREVが所定値以上のスロット
ル弁全開時には比例ゲインPGAIN＝1.0になる特性に設定
されている。
次いで、ステップS7で積分ゲインIGAINを一定値（＝0.0
1）とする。そして、ステップS8において、上記比例ゲ
インPGAIN及び積分ゲインIGAINに基づいて目標スロット
ル開度THOBJを算出する。すなわち、アクセル操作量ACP
と比例ゲインPGAINとを乗算した値（ACP×PGAIN）に対
し、アクセル操作量ACPとそのときの目標開度THOBJとの
差（ACP−THOBJ）に積分ゲインIGAINを乗算した値｛（A
CP−THOBJ）×IGAIN｝を加えることにより、目標開度TH
OBJが算出される。このようにして算出された目標開度T
HOBJをステップS9で10ms後の目標開度として出力するこ
とを繰返す。
本例では、以上のフローにより、第９図に示すように、
加速時、エンジン回転数に応じて加速初期のスロットル
弁開度のゲイン値（ACP×PGAIN）が異なり、低回転時で
は小さく、高回転時では大きくなり、その後は同じ勾配
でもってアクセル操作量ACPに応じた最終目標開度に徐
々に増大移行することになる。この場合にも、エンジン
低回転時にはスロットル弁開方向速度がゆるやかになる
ので、ノッキングの発生が防止される。また、チョイ加
速時にはアクセル操作量ACPに応じた目標開度に直ちに
移行させて良好な加速応答性を確保している。
尚、上記実施例では、コントロールユニット27の処理に
よりアクセル操作量ACPに応じてスロットル弁６を電気
的に駆動制御する場合について述べたが、アクセル操作
量に応じてスロットル弁６を機械的に駆動する場合にも
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、加速時、スロッ
トル弁の開度を、アクセル操作量に応じた設定開度に所
定の速度で移行させる際、このスロットル弁の開方向速
度をエンジン低回転時にゆるやかにしたので、高回転時
の加速応答性を良好に維持しながら、低回転時での空燃
比及び点火時期の追従性を良好にしてノッキングの発生
を防止することができ、よって良好な加速性能を得るこ
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９図は本発明の実施例を例示し、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ブロック図、
第４図および第５図はそれぞれコントロールユニットの
メインルーチンおよびサブルーチンを示すフローチャー
ト図、第６図はアクセル操作量に対する低回転時と高回
転時とでのスロットル弁開度変化特性を示す説明図であ
る。第７図は他の実施例におけるコントロールユニット
の作動を示すフローチャート図、第８図はエンジン回転
速度に対する比例ゲインを設定するためのマップ図、第
９図は加速時の作動説明図である。 １……エンジン、５……アクセルペダル、６……スロッ
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、22……スロットルポジシ
ョンセンサ、27……コントロールユニット、28……イグ
ナイタ、33……駆動手段、37……加速手段、38……加速
度変更手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−60628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−286547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−72839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−25937（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アクセル操作量に応じて予め設定された開
    度にスロットル弁を駆動する駆動手段と、アクセル操作
    のスロットル弁開方向への操作速度が所定値以上の時ス
    ロットル弁の開度を上記設定開度に所定の速度で移行さ
    せる加速手段と、エンジンの回転数を検出する回転数検
    出手段と、該回転数検出手段の出力を受け、エンジン低
    回転時上記加速手段によるスロットル弁の開方向速度を
    ゆるやかにする加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。
JP61098879A 1986-04-28 1986-04-28 エンジンのスロツトル弁制御装置 Expired - Lifetime JPH0672563B2 (ja)

Priority Applications (3)

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