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JPH04295138A - エンジンのスロットル弁制御装置 - Google Patents

エンジンのスロットル弁制御装置

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Publication number
JPH04295138A
JPH04295138A JP6206991A JP6206991A JPH04295138A JP H04295138 A JPH04295138 A JP H04295138A JP 6206991 A JP6206991 A JP 6206991A JP 6206991 A JP6206991 A JP 6206991A JP H04295138 A JPH04295138 A JP H04295138A
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JP
Japan
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fuel
throttle valve
engine
delay
transportation
Prior art date
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JP6206991A
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English (en)
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Shinji Shimaoka
島岡 信次
Yutaka Oizumi
豊 大泉
Masatoshi Kojima
幸島 正俊
Yuji Shitani
志谷 有司
Hideki Oshita
秀樹 尾下
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路に設けられて
スロットル弁駆動手段により開閉作動されるスロットル
弁を制御するエンジンのスロットル弁制御装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、吸気通路に設けられたスロッ
トル弁をモータ等の電気的なアクチュエータにより駆動
し、このスロットル弁をコントロールユニットにより電
気的に制御するようにしたエンジンのスロットル弁制御
装置は種々知られている。この種の装置では、アクセル
操作量が検出され、それに応じてスロットル開度が制御
されるが、さらに他の要素に応じてスロットル開度の補
正を行なうようにしたものもある。例えば特開昭61−
87938号公報に示された装置では、エンジン温度に
応じ、エンジン温度が低いほどスロットル開度を大きく
するように補正している。このようにしているのは、燃
焼性が悪化し易い低温時にエンジン出力を高めるためで
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにエンジン
温度等に応じてエンジン出力の調整のためスロットル開
度を補正するようにしたものはあるが、燃料の輸送遅れ
については従来十分に考慮されていなかった。つまり、
燃料の揮発性が悪い場合や燃料が吸気管に付着し易い場
合等には、燃料噴射弁等から供給された燃料が燃焼室に
達するまでの輸送遅れが大きくなるが、このような状況
下で、加速時のアクセルペダル踏み込み等に伴ってスロ
ットル弁の開度が急激に変化すると、それに応じた吸入
空気量の増加に対して燃料が追従せず、燃焼室に送り込
まれる混合気がリーン化し、運転性が悪化するという問
題があった。
【0004】本発明は、上記問題を解決するもので、燃
料の輸送遅れが大きい状況にあるときに、急激なスロッ
トル弁の作動により空燃比がずれることを防止し、運転
性を良好に保つことができる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。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、吸気通路にスロットル弁を備えるとともに
、このスロットル弁を開閉作動するスロットル弁駆動手
段を備えたエンジンにおいて、燃料の輸送遅れに関連す
るパラメータを検出することにより燃料の輸送遅れを検
出する輸送遅れ検出手段と、この輸送遅れ検出手段によ
る検出に応じて、燃料の輸送遅れが大きいときは輸送遅
れが小さいときと比べて上記スロットル弁の開閉動作を
鈍くするようにスロットル弁駆動手段を制御する制御手
段とを備えたものである。
【0006】上記輸送遅れ検出手段は、燃料の気化状態
が関係する輸送遅れを検出するものであることが好まし
い。例えばこの輸送遅れ検出手段は、燃料の揮発性を検
出し、この揮発性に基づいて燃料の輸送遅れを検出する
ものである。あるいは、吸気管付着燃料の量を検出し、
この吸気管付着燃料の量に基づいて燃料の輸送遅れを検
出するものである。あるいはまた、エンジン温度に基づ
き燃料の気化状態を調べて燃料の輸送遅れを検出するも
のであってもよい。
【0007】
【作用】上記構成によれば、燃料の輸送遅れが大きい状
況下で、加速操作等によりアクセル操作量が変化したと
きに、それに応じたスロットル開度の変化が鈍くなるこ
とにより、燃料の輸送遅れに見合うように吸入空気量の
増加が緩やかになる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 図1は装置全体の概略を示し、この図において、エンジ
ン本体1の各シリンダには、ピストン2上方に燃焼室3
が形成されている。この燃焼室3には、点火プラグ4が
具備されるとともに、吸気通路5に連通する吸気ポート
および排気通路6に連通する排気ポートが開口しており
、これらのポートが吸気弁7および排気弁8で開閉され
る。
【0009】上記吸気通路5には、その下流側の吸気ポ
ート近傍に燃料噴射弁9が配設されるとともに、その上
流にスロットル弁10が設けられている。このスロット
ル弁10は、サーボモータ等の電気的なアクチュエータ
11により駆動され、このアクチュエータ11に対し、
制御信号に応じて通電を制御するエレキスロットルドラ
イバー12が設けられている。上記アクチュエータ11
とエレキスロットルドライバー12とでスロットル弁駆
動手段が構成されている。
【0010】15は上記スロットル弁10を制御するコ
ントロールユニットであり、入力ポート16、出力ポー
ト17、CPU18、RAM19、ROM20等からな
り、マイクロコンピュータ等を用いて形成されている。 このコントロールユニット15には、吸気通路5に設け
られて吸入空気量を検出するエアフローメータ21、エ
ンジン回転数を検出する回転数センサ22、アクセル操
作量(アクセルペダル13の踏み込み量)を検出するア
クセルセンサ23、スロットル弁10の開度を検出する
スロットル開度センサ24、エンジン冷却水の水温を検
出する水温センサ25、スタータの作動を検出するスタ
ータスイッチ26等からの信号が入力される。そしてこ
のコントロールユニット15から、スロットル弁10を
作動する信号が上記エレキスロットルドライバー12に
出力されるようになっている。
【0011】図2のブロック図は制御系統の構成を機能
的に表している。この図において、コントロールユニッ
ト15は、燃料の輸送遅れを検出する輸送遅れ検出手段
31としての機能と、この輸送遅れの検出に応じてスロ
ットル弁開閉動作を変化させる制御手段32としての機
能を有する。当実施例では上記輸送遅れ検出手段31と
して、燃料の揮発性を調べ、揮発性が悪くなることによ
る輸送遅れを検出するようにしている。具体的には、後
に詳述するように、始動直後のエンジン回転数変動状況
を調べることにより、揮発性のよい軽質燃料であるか揮
発性の悪い重質燃料であるかを判別する。さらに、高温
時には重質燃料でも揮発性が良くなって軽質燃料との差
異が小さくなることから、水温も考慮し、重質燃料でか
つ低温時である場合を、輸送遅れが大きくなる場合とし
て判別している。
【0012】また、制御手段32としては、燃料の揮発
性が悪いことにより輸送遅れが大きくなる場合に、アク
セル操作量に対するスロットル開度特性を変えることに
よりスロットル弁開閉動作を鈍くするようにしている。 すなわち、スロットル弁の制御は、アクセル操作量とス
ロットル開度との関係を予め定めたスロットル開度特性
に基づいて、アクセル操作量に応じたスロットル開度と
する制御信号をスロットルドライバー12に出力するも
のであるが、上記スロットル開度特性として、図3の線
A,Bに示す2種類が予め設定され、コントロールユニ
ット15内に記憶されている。このうち、線Aで示す第
1のスロットル開度特性は、アクセル操作量の変化に対
するスロットル開度変化率が比較的大きくされ、また、
線Bで示す第2のスロットル開度特性は、アクセル操作
量の変化に対するスロットル開度変化率が第1のスロッ
トル開度特性と比べて小さくされている。そして、燃料
の揮発性がよい場合は第1のスロットル開度特性が選択
されるのに対し、燃料の揮発性が悪い場合は第2のスロ
ットル開度特性が選択される。
【0013】上記コントロールユニット15による制御
の具体例を図4のタイムチャートおよび図5〜図7のフ
ローチャートに示す。
【0014】図5は輸送遅れ検出手段31の機能に係わ
る重質燃料判別のルーチンであって、始動直後のエンジ
ン回転数変動を調べることにより重質燃料かどうかを判
別するものである。この処理の概略を図4のタイムチャ
ートで説明すると、始動時にはエンジン回転数がいった
ん吹き上がって、始動後にエンジン回転数がある程度低
下する。この場合に、軽質燃料が使用されていれば所定
の回転数(第1の基準回転数)N1を下回ってからは回
転数変化が緩やかになる(破線41)のに対し、重質燃
料が使用されていれば燃焼状態の悪化により第1基準回
転数N1を下回ってからも急速に回転数が低下し(実線
42)、所定時間Ta内に第2基準回転数(第1設定回
転数N1よりも所定量低い回転数)N2以下にまで低下
する。この回転数変動を図5のルーチンで調べるように
なっている。
【0015】図5のルーチンがスタートすると、コント
ロールユニット15は、先ず、エンジン回転数信号およ
びスタータスイッチ信号を調べることにより始動判定を
行ない、始動時であれば始動フラッグFstを「1」と
する(ステップS1,S2)。次に、ステップS3でエ
ンジン回転数Neを読み込み、ステップS4で、エンジ
ン回転数Neが第1基準回転数N1より低くなったか否
かを判定する。この判定がNOであればそのままステッ
プS1に戻る。
【0016】上記ステップS4の判定がYESのときは
、ステップS5で始動フラッグFstが「1」か否かを
判定する。始動フラッグFstが「1」のときは、ステ
ップS6でこのフラッグFstを「0」とするとともに
、タイマTに所定時間Taをセットし、フラッグFst
が「0」となったときは、ステップS7の判定でタイマ
Tが「0」とならない限り、ステップS8でタイマTを
ディクリメントする。つまり、始動後にエンジン回転数
が第1基準回転数N1を下回った時点でタイマTに所定
時間Taをセットしてから、これをカウントダウンして
いく。
【0017】さらにステップS9で、エンジン回転数N
eが第2基準回転数N2より低いか否かを判定する。エ
ンジン回転数が第2設定回転数N2以上である間は、ス
テップS9よりステップS1に戻ってステップS1から
の処理が繰り返されることによりタイマTのカウントダ
ウンが繰り返される。そして、上記所定時間が経過する
まで、エンジン回転数Neが第2基準回転数N2以上に
保たれていれば、ステップS7の判定がYESとなり、
この場合はステップS10で重質フラッグFhが「0」
とされる。一方、所定時間中にエンジン回転数Neが第
2基準回転数N2より低くなったときは、ステップS1
1で重質フラッグFhが「1」とされる。
【0018】図6は水温による補助的な揮発性判別のル
ーチンを示す。このルーチンでは、ステップS12で水
温Kを読み込み、ステップS13で水温Kが所定温度K
aより高いか否かを調べる。そして、水温Kが所定温度
Ka以下のときには、図5のルーチンで定められた重質
フラッグFhの値を変更せずにそのままリターンするが
、水温Kが所定温度Kaより高くなったときは、ステッ
プS14で重質フラッグFhを「0」とする。
【0019】図7は図5,図6のルーチンでの判別に基
づくスロットル弁制御のルーチンである。このルーチン
がスタートすると、ステップS15で重質フラッグFh
が「1」か否かを判定する。そして、重質フラッグFh
が「0」のときは、ステップS16で、第1のスロット
ル開度特性を選択して、この特性に基づきアクセル操作
量に応じたスロットル弁の制御を行なうことにより、ア
クセル操作量の変化に対するスロットル開度変化率を大
きくする。一方、重質フラッグFhが「1」のときは、
ステップS17で、第2のスロットル開度特性を選択し
て、この特性に基づきアクセル操作量に応じたスロット
ル弁の制御を行なうことにより、アクセル操作量の変化
に対するスロットル開度変化率を小さくし、つまりスロ
ットル弁10の作動を鈍くする。
【0020】以上のような当実施例の装置によると、図
5のルーチンでエンジン始動直後のエンジン回転数の落
込みの程度が調べられることにより、軽質燃料か重質燃
料かが正しく判別される。そして、この判別と図6のル
ーチンでの温度判別とに基づき、揮発性の良い軽質燃料
が使用されている場合や、重質燃料が使用されていても
温度が高いために揮発性が良くなっているときは、第1
のスロットル開度特性によりアクセル操作量に応じたス
ロットル弁10の制御が行なわれる。これに対し、重質
燃料が使用され、かつ、エンジン温度が低いことにより
、燃料の揮発性が悪くて輸送遅れが大きくなる状態にあ
るときは、第1のスロットル開度特性によりアクセル操
作量に応じたスロットル弁10の制御が行なわれる。 従って、揮発性が悪いときは、アクセルペダルが踏み込
まれるような場合にそのアクセル操作量の増大に対して
スロットル開度の増加が緩やかになり、燃料の輸送遅れ
に見合うように吸入空気量の増加が緩慢になる。これに
より、空燃比のリーン化が防止される。
【0021】図8〜図11は第2の実施例を示し、この
実施例では、吸気管付着燃料の量を検出し、これに基づ
いて燃料の輸送遅れを判別するようにしている。つまり
、吸気管付着燃料の量が少ない状態にあるときは、加速
時等に吸入空気量の増加に応じて燃料が増量されてもそ
の多くが吸気管に付着することにより輸送遅れが大きく
なるというように、吸気管付着燃料の量が輸送遅れに関
係することから、これをパラメータとしている。この実
施例でも、ハード構成としては図1に示すような装置が
用いられるが、コントロールユニット15は、スロット
ル弁10の制御に加え、燃料噴射弁9に制御信号(噴射
パルス)を出力する。そしてコントロールユニット15
は、吸入空気量等に応じて燃料噴射量の制御を行ないつ
つ、吸気管付着燃料の量を演算する。そして、図8に示
すように、吸気管付着燃料の量が多いときはアクセル操
作量の変化に対するスロットル開度変化率が比較的大き
いスロットル開度特性を選択するが、吸気管付着燃料の
量が少ないときはアクセル操作量の変化に対するスロッ
トル開度変化率が比較的小さいスロットル開度特性を選
択することにより、スロットル弁開閉動作を鈍くするよ
うになっている。
【0022】この実施例における吸気管付着燃料の量の
求め方を図9〜図11によって概説しておく。
【0023】図9に示すように、燃料噴射弁9から噴射
される燃料は、吸気管の壁面に付着する付着分F1と直
接燃焼室3に吸入される直入分F2とに別れる。一方、
吸気管に付着していた燃料は、これが気化して燃焼室3
に吸入される持ち去り分F3と、気化せずにそのまま残
る残留燃料分F4とに別れる。従って、実際に燃焼室3
に供給される燃料の量はF2+F3、吸気管付着燃料の
量はF1+F4となる。また、燃料噴射弁9から噴射さ
れた燃料のうちの直入分F2の割合である直入率α、お
よび吸気管に付着していた燃料のうちの上記持ち去り分
F3の割合である持ち去り率βは、吸気流速および温度
ならびに噴射時期等によって決まり、例えば吸入行程で
噴射する場合、吸気流速Qcyおよび温度に対して図1
0,図11に示すような特性となる。そこで、このよう
な特性が予め実験的に調べられてマップとしてコントロ
ールユニット15内に記憶され、これらのマップから上
記直入率αおよび持ち去り率βが求められ、これを用い
て後述のフローチャート中に示すように吸気管付着燃料
の量が求められるようにしている。
【0024】この実施例の演算、制御の処理を具体的に
説明すると、図12の燃料制御および演算のルーチンで
は、先ずステップS21で各種信号を入力し、ステップ
S22で吸入空気量およびエンジン回転数等から充填効
率Ceを求めるとともに、この充填効率Ceとエンジン
回転数等から燃料噴射弁配置箇所における吸気流速Qc
yを演算する続いてステップS23,S24で、上記吸
気流速Qcyおよび水温等に基づき、図10,図11の
ようなマップから上記直入率αおよび持ち去り率βを演
算する。続いてステップS25で燃料噴射量(噴射パル
ス幅)の演算を行なう。この演算としては、例えば吸入
空気量およびエンジン回転数に応じて基本噴射量を求め
、これと各種補正量とから要求噴射量を求め、さらに望
ましくは、上記直入率αおよび持ち去り率βを用い、実
際に燃焼室に供給される燃料が要求量となるように最終
噴射量を演算する。この演算に続いてステップS26で
噴射を実行する。
【0025】さらにステップS27で、燃料噴射弁9か
ら噴射された燃料の量τe と、既に吸気管に付着して
いる燃料の量(前回の処理で求められている値)τma
と、上記直入率αおよび持ち去り率βとから、吸気管付
着燃料の量τm を次式によって求める。
【0026】 τm =(1−α)・τe +(1−β)・τmaまた
、図13のスロットル弁制御のためのルーチンでは、ス
テップS28で、上記ステップS27での演算により求
められた吸気管付着燃料の量τm を読出し、続いてス
テップS29で、上記吸気管付着燃料の量τm に応じ
てスロットル開度特性の設定を行なう。この場合、図8
に示すように吸気管付着燃料の量τm が多いか少ない
かに応じて2段階にスロットル開度特性を切り替えても
良いし、吸気管付着燃料の量τm が少なくなるにつれ
てスロットル弁の作動が鈍くなるようにスロットル開度
特性を多段階に変更しても良い。
【0027】この実施例でも、吸気管付着燃料の量が少
ないことにより輸送遅れが大きくなる状況にあるときに
、加速時等のアクセル操作に対するスロットル弁の作動
が鈍くされることにより、空燃比のリーン化が防止され
る。
【0028】なお、上記各実施例のほかにも、燃料の輸
送遅れに関連するパラメータの検出に基づいて輸送遅れ
が大きいときにスロットル弁の開閉作動を鈍くする制御
としては、図14のように、エンジン温度に応じてスロ
ットル開度特性を変えるようにしてもよい。つまりこの
例では、燃料の重質の判定などは行なわずに、水温セン
サ等でエンジン温度を調べるようにし、エンジン温度が
低いときは輸送遅れが大きくなることから、エンジン温
度が低いときのスロットル開度特性は、エンジン温度が
高いときのスロットル開度特性と比べ、アクセル操作量
に対するスロットル開度変化率を小さくしている。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
燃料の輸送遅れに関連するパラメータを検出することに
より燃料の輸送遅れを検出し、輸送遅れが大きいときは
輸送遅れが小さいときと比べてスロットル弁の開閉動作
を鈍くするようにスロットル弁駆動手段を制御している
ため、燃料の輸送遅れが大きい状況にあるときに、加速
時等にアクセル操作量が急激に変化しても、燃料の輸送
遅れに見合うように吸入空気量の変化が緩やかになり、
リーン化による運転性の悪化を防止することができる。
【0030】また、例えば燃料の揮発性を検出し、ある
いは吸気管付着燃料の量を調べ、またはエンジン温度を
調べることにより、気化状態が関係する輸送遅れを検出
するようにすれば、これら気化状態に関係するパラメー
タによって適正に輸送遅れを検出し、それに応じたスロ
ットル弁の制御により、気化状態の悪化による輸送遅れ
に対し、適切にリーン化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置の全体構造の一例を示す概略図で
ある。
【図2】制御系統の機能ブロック図である。
【図3】スロットル開度特性の関係を示す図である。
【図4】エンジン始動直後のエンジン回転数の変動を示
すタイムチャートである。
【図5】重質燃料判別のためのルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図6】水温による揮発性判別のためのルーチンを示す
フローチャートである。
【図7】スロットル弁制御のルーチンを示すフローチャ
ートである。
【図8】第2の実施例による場合の吸気管付着燃料の量
に応じて変えられるスロットル開度特性を示す図である
【図9】吸気通路内の燃料の状態を示す説明図である。
【図10】燃料の直入率を示す図である。
【図11】燃料の持ち去り率を示す図である。
【図12】第2の実施例による場合の燃料制御および演
算のルーチンを示すフローチャートである。
【図13】第2の実施例による場合のスロットル弁制御
のルーチンを示すフローチャートである。
【図14】第3の実施例による場合のエンジン温度に応
じて変えられるスロットル開度特性を示す図である。
【符号の説明】
5  吸気通路 9  燃料噴射弁 10  スロットル弁 11  アクチュエータ 12  エレキスロットルドライバー 15  コントロールユニット 31  輸送遅れ検出手段 32  制御手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  吸気通路にスロットル弁を備えるとと
    もに、このスロットル弁を開閉作動するスロットル弁駆
    動手段を備えたエンジンにおいて、燃料の輸送遅れに関
    連するパラメータを検出することにより燃料の輸送遅れ
    を検出する輸送遅れ検出手段と、この輸送遅れ検出手段
    による検出に応じて、燃料の輸送遅れが大きいときは輸
    送遅れが小さいときと比べて上記スロットル弁の開閉動
    作を鈍くするようにスロットル弁駆動手段を制御する制
    御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。
  2. 【請求項2】  輸送遅れ検出手段は、燃料の気化状態
    が関係する輸送遅れを検出するものであることを特徴と
    する請求項1記載のエンジンのスロットル弁制御装置。
  3. 【請求項3】  輸送遅れ検出手段は、燃料の揮発性を
    検出し、この揮発性に基づいて燃料の輸送遅れを検出す
    るものであることを特徴とする請求項2記載のエンジン
    のスロットル弁制御装置。
  4. 【請求項4】  輸送遅れ検出手段は、吸気管付着燃料
    の量を検出し、この吸気管付着燃料の量に基づいて燃料
    の輸送遅れを検出するものであることを特徴とする請求
    項2記載のエンジンのスロットル弁制御装置。
  5. 【請求項5】  輸送遅れ検出手段は、エンジン温度に
    基づき燃料の気化状態を調べて燃料の輸送遅れを検出す
    るものであることを特徴とする請求項2記載のエンジン
    のスロットル弁制御装置。
JP6206991A 1991-03-26 1991-03-26 エンジンのスロットル弁制御装置 Expired - Fee Related JP2930256B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002174134A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
JP2006258103A (ja) * 2006-05-26 2006-09-28 Denso Corp 内燃機関のスロットル制御装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002174134A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
JP2006258103A (ja) * 2006-05-26 2006-09-28 Denso Corp 内燃機関のスロットル制御装置

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