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JPH06249044A - エンジン制御装置 - Google Patents

エンジン制御装置

Info

Publication number
JPH06249044A
JPH06249044A JP5036703A JP3670393A JPH06249044A JP H06249044 A JPH06249044 A JP H06249044A JP 5036703 A JP5036703 A JP 5036703A JP 3670393 A JP3670393 A JP 3670393A JP H06249044 A JPH06249044 A JP H06249044A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
throttle valve
throttle
sensor output
fully opened
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5036703A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Tada
篤 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP5036703A priority Critical patent/JPH06249044A/ja
Priority to US08/200,417 priority patent/US5448974A/en
Publication of JPH06249044A publication Critical patent/JPH06249044A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スロットル弁全開後の領域においても、エン
ジンを任意に制御することができるエンジン制御装置を
提供すること。 【構成】 本発明に係るエンジン制御装置は、少なくと
もセンサー出力（スロットル弁操作）Ｖの入力値をパラ
メータとしてエンジンを制御する制御手段（ＥＣＵ）を
備え、スロットル弁３が全開になった後もセンサー出力
Ｖの入力値の増加を許容する機構（ガイド孔１１の可動
部とピン１７との係合）と、スロットルセンサー（検出
手段）を有し、スロットル弁３が全開となった後はセン
サー出力Ｖの入力値の変動分に基づいてエンジンを制御
する。本発明によれば、スロットル弁３が全開になった
後においても、センサー出力Ｖの変動に基づいて、例え
ば、燃料噴射量、ＥＧＲ量、２次空気導入量等が制御さ
れるため、特に高負荷域でのエンジンの制御範囲が拡大
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくともスロットル
弁操作量の入力値をパラメータとしてエンジンを制御す
るエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン出力の制御は、一般には吸気系
に設けられたスロットル弁の開度を調整してシリンダに
吸引される混合気量を制御することによってなされてい
る。
【０００３】ところで、近年、燃費低減を目的として希
薄燃焼エンジン（リーンバーンエンジン）が実用化され
つつあるが、斯かる希薄燃焼エンジンはモード範囲につ
いてのみ混合気を希薄（リーン）にする手法が採られ、
全負荷に近い領域では通常の制御がなされるため、高負
荷域での使用では燃費に対する利得が少ないのが現状で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、全負荷域にお
いて混合気を希薄にして高負荷域についても燃費低減を
図ろうとすると、或る負荷以上ではスロットル弁が全開
となり、全負荷と同じ状態となってしまうため、それ以
上の出力の向上が望めない等の問題が生ずる。尚、この
場合、エンジンを制御する制御装置（ＥＣＵ）は、吸気
負圧、吸入空気量、スロットル弁開度等からは全負荷と
部分負荷とを判別することができない。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、スロットル弁全開後の領域に
おいても、エンジンを任意に制御することができるエン
ジン制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジン制
御装置は、少なくともスロットル弁操作量の入力値をパ
ラメータとしてエンジンを制御する制御手段を備え、ス
ロットル弁が全開になった後もスロットル弁操作量の入
力値の増加を許容する機構と、スロットル弁操作量の入
力値を検出する検出手段を有し、スロットル弁全開後も
スロットル弁操作量の入力値の変動分に基づいてエンジ
ンを制御することをその特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、スロットル弁が全開になった
後もスロットル弁操作量の入力値の増大が可能であっ
て、例えば希薄燃焼エンジンを搭載する自動車のドライ
バーの高負荷域での運転の意思が伝達され、スロットル
弁全開後の領域においてスロットル弁操作量の入力値の
変動分に応じて例えば燃料噴射量、ＥＧＲ量、２次空気
導入量等が制御されて高負荷運転が実現されるため、エ
ンジンの制御範囲が拡大される。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【０００９】図１は本発明に係るエンジン制御装置を構
成するスロットル弁操作系の構成図、図２は同スロット
ル弁操作系の断面図である。
【００１０】図２において、１は自動車用の希薄燃焼エ
ンジンの吸気系に設けられたスロットルボディであっ
て、該スロットルボディ１には断面円形の吸気通路２が
紙面垂直方向に貫設されており、該吸気通路２は円板状
のスロットル弁３によって開閉される。そして、このス
ロットル弁３は、前記スロットルボディ１に回動自在に
支承された弁軸４にビス５にて結着されている。
【００１１】又、上記スロットルボディ１の下方には、
駆動軸６が前記弁軸４と平行に、且つ、回動自在に支承
されており、該駆動軸６のスロットルボディ１の外方へ
延出する一端にはワイヤーレバー７がナット８にて結着
されている。
【００１２】上記ワイヤーレバー７の一端側にはその外
周に沿って円弧状のガイド溝７ａが形成されており、該
ガイド溝７ａにはこれに沿ってスロットルワイヤー９が
嵌合しており、該スロットルワイヤー９の一端は、これ
に結着された円柱状のコマ１０がワイヤーレバー７に形
成された円孔７ｂに係合することによって、ワイヤーレ
バー７の一端に結着されている。尚、スロットルワイヤ
ー９の他端は、不図示のアクセルペダル側に接続されて
いる。
【００１３】又、上記ワイヤーレバー７の他端側には逆
Ｌ字状のガイド孔１１が形成されており、該ガイド孔１
１はストレート部１１ａと円弧状部１１ｂとで構成され
ている。尚、ワイヤーレバー７は、その一端に取り付け
られたリターンスプリング１８によって前記スロットル
弁３の閉じ方向に付勢されている。
【００１４】更に、前記駆動軸６のスロットルボディ１
から外方へ延出する他端には、駆動軸６の回動量（つま
り、スロットル弁３の操作量の入力値）を検出するため
のスロットルセンサー１２が取り付けられている。尚、
スロットルセンサー１２は、ワイヤー１３を介して不図
示のエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略
称す）に電気的に接続されている。
【００１５】一方、前記弁軸４の前記スロットルボディ
１から外方へ延出する一端にはスロットルレバー１４が
ナット１５にて結着されており、該スロットルレバー１
４は、その一端に取り付けられたリターンスプリング１
６によって前記スロットル弁３の閉じ方向に付勢されて
いる。
【００１６】又、上記スロットルレバー１４の他端には
ピン１７が突設されており、該ピン１７はワイヤーレバ
ー７に形成された前記ガイド孔１１にスライド自在に係
合している。
【００１７】次に、本エンジン制御装置の作用を説明す
る。
【００１８】不図示のアクセルペダルの操作量が０のと
き、スロットル弁３は図１及び図２に示す状態にあり、
このときエンジンはアイドリング状態にある。
【００１９】上記アイドリング状態からドライバーが不
図示のアクセルペダルを足で踏めば、スロットルワイヤ
ー９が図１の矢印方向に引かれ、これによってワイヤー
レバー７及び駆動軸６が時計方向に回動する。すると、
ワイヤーレバー７はピン１７を介してスロットルレバー
１４、弁軸４及びスロットル弁３をスプリング１６の付
勢力に抗して反時計方向に回動せしめる。この結果、ス
ロットル弁３はアクセルペダルの踏み込み量（スロット
ル弁操作量）に比例して徐々に開き、エンジンシリンダ
に吸引される混合気量が増大せしめられるが、このと
き、駆動軸６の回動量、つまり、スロットル弁操作量の
入力値は前記スロットルセンサー１２によって検出さ
れ、その検出値は不図示のＥＣＵに入力される。
【００２０】ここで、ガイド孔１１に対するピン１７の
係合状態とスロットル弁開度θとの関係、スロットル弁
開度θとセンサー出力（スロットル弁操作量）Ｖとの関
係を図３、図４にそれぞれ示す。
【００２１】図３においてａはアイドリング状態におけ
るガイド孔１１とピン１７及びスロットル弁３の状態を
示すが、このアイドリング状態からアクセルペダルを踏
み込めば、前述のようにスロットル弁３が開くが、この
とき、図３のｂにて示す状態まではピン１７はワイヤー
レバー７の回動と共にガイド孔１１のストレート部１１
ａに沿って矢印方向に移動し、その後ピン１７はワイヤ
ーレバー７の回動と共にガイド孔１１のストレート部１
１ａに沿って逆方向（矢印方向）に移動し、図３にｃに
て示す状態を経てｄに示す位置に達したとき、スロット
ル弁３は全開（スロットル弁開度θ＝１００％）とな
る。
【００２２】以上、図３にａにて示すアイドリング状態
からｄにて示すスロットル弁３の全開状態に至る過程に
おいては、スロットル弁３の開度θは、図４の直線ａ→
ｄに示すように、スロットルセンサー１２の出力（スロ
ットル弁操作量）Ｖに比例して直線的に増大していく。
【００２３】而して、図３においてｄに示すようにスロ
ットル弁３が全開にある状態からドライバーがアクセル
ペダルを更に踏み込めば、スロットルレバー１４に突設
されたピン１７はガイド孔１１のワイヤーレバー７の円
弧状部１１ｂに係合する。この状態では、ワイヤーレバ
ー７と駆動軸６のみが回動し、ワイヤーレバー７の回動
はピン１７を介してスロットレバー１４に伝達されない
ため、スロットルレバー１４、弁軸４及びスロットル弁
３は不動であり、従って、スロットル弁３は全開状態を
維持する。具体的には、ワイヤーレバー７及び駆動軸６
は、ピン１７が図３にｄにて示すようにガイド溝１１の
円弧状部１１ｂの端部に係合するまで角度Δθだけ回動
し得、駆動軸６の回動量はスロットルセンサー１２によ
ってスロットル弁操作量の入力値の増加分として検出さ
れ、このスロットルバルブ３が全開となった後において
は、図４に示すように、スロットル弁３は全開に保たれ
たまま、センサー出力Ｖのみが直線ｄ→ｅに沿って増大
する。尚、スロットル弁３が全開になったときのセンサ
ー出力のＶの値を図４に示すようにＶ0 とする。
【００２４】以上のように、本実施例では、スロットル
弁３が全開になった後においてもセンサー出力（スロッ
トル弁操作量の入力値）Ｖの増大が可能であって、ドラ
イバーの意思がエンジン制御に反映される。
【００２５】而して、本実施例においては、エンジンの
制御はＥＣＵによってセンサー出力Ｖをパラメータとし
てなされる。
【００２６】例えば、燃料噴射量（ｇ／ｒｅｖ）はセン
サー出力Ｖに対して図５に示すようなカーブに沿ってな
される。図５のＶ0 はスロットル弁３が全開となるとき
のセンサー出力を示しており（以後の図６〜図９につい
ても同じ）、スロットル弁３が全開となるまでの範囲
（Ｖ＜Ｖ0 の範囲）では、図６に示すように、空燃比Ａ
／Ｆは理論空燃比１４．７よりも高く設定されて混合気
の希薄燃焼によって燃費の向上が図られる。
【００２７】そして、スロットル弁３の全開後にセンサ
ー出力ＶがＶ0 を超えて増大すれば（Ｖ＞Ｖ0 ）、ＥＣ
Ｕは高負荷運転であると判断され、そのセンサー出力Ｖ
の値に応じて燃料噴射量が図５に示すように増加せしめ
られ、この結果、空燃比Ａ／Ｆは図６に示すようにセン
サー出力Ｖの増大と共に出力空燃比１２．５まで下げら
れて混合気濃度がリッチ側に移行せしめられ、ドライバ
ーの意思に沿った高負荷運転が可能となる。
【００２８】又、別の制御例を図７に示すが、本例によ
れば、排気ガスの一部を吸気系に再循環させる割合、つ
まり、ＥＧＲ率（％）もセンサー出力Ｖに対して図７に
示すように制御される。
【００２９】即ち、スロットル弁３が全開になるまでの
範囲（Ｖ＜Ｖ0 の範囲）では、ＥＧＲ率かセンサー出力
Ｖの増加に従って増やされるが、スロットル弁３の全開
後の高負荷域（Ｖ＞Ｖ0 の領域）においては、過度のＥ
ＧＲ率はむしろ出力低下と燃費の増大を招くため、ＥＧ
Ｒ率をセンサー出力Ｖの増大に対して逆に低減させる制
御がなされる。
【００３０】更に、別の制御例を図８及び図９に示す。
【００３１】図８はセンサー出力Ｖに対する空燃比Ａ／
Ｆの制御例を示す図であり、これによれば、低負荷側か
らスロットル弁３が全開になるまでの領域（Ｖ＜Ｖ0 の
領域）では、空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比１４．７に保
ち、スロットル弁３が全開後の高負荷域（Ｖ＞Ｖ0 の領
域）においては、空燃比Ａ／Ｆをリッチ側に移行せしめ
る。このように、スロットル弁３が全開後の高負荷域
（Ｖ＞Ｖ0 の領域）において空燃比Ａ／Ｆをリッチ側に
移行せしめると、高負荷域における３元触媒の性能が低
下するため、図９に示すように高負荷域ではセンサー出
力Ｖに比例して２次空気量を増やし、結果的に全負荷領
域を理論空燃比１４．７に合わせて３元触媒で排気を浄
化可能とする。
【００３２】その他、図示しないが、希薄燃焼エンジン
の場合、例えばスロットル弁全開位置までは混合気の希
薄の限界を拡大するために吸・排気弁のオーバーラップ
量を小さくしておき、スロットル弁全開後の高負荷域で
は混合気の希薄の限界を考慮しないで出力、燃費、排気
ガス浄化等に対して最適なバルブタイミングに制御する
ことも考えられる。
【００３３】ところで、実際には、スロットル弁３の全
開時のセンサー出力Ｖ0 の値にバラツキが生じる可能性
があるため、次のような補正を行なうこともできる。
【００３４】即ち、第１の手法は、図１０のフローチャ
ートに示すように、エンジン始動後にスロットル弁３が
閉じ側から開き側に動くとき、該スロットル弁３が初め
て全開になった点を不図示のスロットル弁全開位置検出
スイッチで検出し、そのときのセンサー出力Ｖ0 を記憶
し、その値Ｖ0 に基づいて制御マップを修正するか、或
いは所定の乗数をセンサー出力Ｖに乗じて修正センサー
出力Ｖ* を求め、この修正センサー出力Ｖ* に基づいて
制御量を決定する方法である。その具体例としてＥＧＲ
量の決定手順を図１１に示すフローチャートに基づいて
説明する。
【００３５】即ち、先ずＥＣＵによってエンジン回転数
が読み込まれ（図１１のSTEP１）、次にセンサー出力Ｖ
が読み込まれ（図１１のSTEP２）、そのセンサー出力Ｖ
は次式によって修正センサー出力Ｖ* として修正される
（図１１のSTEP３）。
【００３６】
【数１】Ｖ* ＝Ｖ×α …（１） ここに、α：乗数 上記（１）式によって修正センサー出力Ｖ* が得られる
と、この値Ｖ* に基づいて図１１のSTEP４に示す制御マ
ップから所定のＥＧＲ量が決定される（図１１のSTEP
５）。
【００３７】又、第２の手法としては、スロットル弁全
開位置検出スイッチがＯＮになったときのセンサー出力
（スロットル弁３が全開となったときのセンサー出力）
Ｖ0をその都度記憶し、センサー出力ＶがＶ＜Ｖ0 のと
きには、そのセンサー出力Ｖの値に基づいてエンジンを
制御し、スロットル弁３の全開後でセンサー出力ＶがＶ
≧Ｖ0 のときには、次式にて演算される修正センサー出
力Ｖ* によってエンジンを制御する方法が考えられる。
【００３８】
【数２】Ｖ* ＝Ｖ−Ｖ0 …（２） 斯かる手法の具体例としてＥＧＲ量の決定手順を図１２
に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】即ち、先ずＥＣＵによってエンジン回転数
が読み込まれ（図１２のSTEP１）、次にセンサー出力Ｖ
が読み込まれ（図１２のSTEP２）、その読み込まれたセ
ンサー出力ＶがＶ≧Ｖ0 であるか否かが判断される（図
１２のSTEP３）。
【００４０】上記判断の結果、Ｖ＜Ｖ0 であれば、図１
２のSTEP４に示す制御マップに基づいてＥＧＲ量が決定
される（図１２のSTEP６）。
【００４１】他方、スロットル弁３の全開後であって、
Ｖ≧Ｖ0 であれば、前記（２）式によって修正センサー
出力Ｖ* が求められ（図１２のSTEP５）、図１２のSTEP
６に示す制御マップに基づいてＥＧＲ量が決定される
（図１２のSTEP７）。
【００４２】ところで、一般的にエンジンの加速時には
吸気管内の圧力が高い方に変動するために燃料の壁面付
着量が増加し、混合気濃度が希薄（リーン）となる。こ
のため、加速時には燃料の増量を行なって混合気濃度の
低下を補償している。
【００４３】しかしながら、本実施例に係るエンジンに
おいては、スロットル弁全開位置検出スイッチＯＮ時
（即ち、スロットル弁３が全開状態にあるとき）はアク
セルペダルを踏み込んでも吸気管内の圧力は変化しない
ため、燃料を増量する補正は不要となる。
【００４４】尚、スロットル弁全開後においてもスロッ
トル弁操作量の入力値を増大させる手法としては、以上
の実施例で示したものの他、例えばスロットルワイヤー
の前端又は後端にスプリングを設け、スロットルワイヤ
ーの遊びとスプリングの伸びによってスロットル弁全開
後のスロットル操作量の入力値の増大を図るようにした
もの等が考えられる。
【００４５】又、図示しないが、本発明は、所謂ドライ
ブ・バイ・ワイヤー方式を採るエンジン制御装置をもそ
の適用対象に含むことは勿論である。
【００４６】更に、以上の実施例では、スロットルレバ
ー１４側にピン１７を突設し、ワイヤーレバー７側にガ
イド孔１１を形成したが、これとは逆に、図１３に示す
ように、ピン１７をワイヤーレバー７側に突設し、ガイ
ド孔１１をスロットルレバー１４側に形成しても良い。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明に係
るエンジン制御装置は、少なくともスロットル弁操作量
の入力値をパラメータとしてエンジンを制御する制御手
段を備え、スロットル弁が全開になった後もスロットル
弁操作量の入力値の増加を許容する機構と、スロットル
弁操作量の入力値を検出する検出手段を有し、スロット
ル弁全開後もスロットル弁操作量の入力値の変動分に基
づいてエンジンを制御するため、スロットル弁全開後の
領域においても、エンジンを任意に制御することができ
るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン制御装置を構成するスロ
ットル弁操作系の構成図である。
【図２】本発明に係るエンジン制御装置を構成するスロ
ットル弁操作系の断面図である。
【図３】ガイド孔に対するピンの係合状態とスロットル
弁開度との関係を示す説明図である。
【図４】スロットル弁開度とセンサー出力（スロットル
弁操作量）との関係を示す図である。
【図５】燃料噴射量とセンサー出力との関係を示す図で
ある。
【図６】空燃比Ａ／Ｆとセンサー出力との関係を示す図
である。
【図７】ＥＧＲ率とセンサー出力との関係を示す図であ
る。
【図８】空燃比Ａ／Ｆとセンサー出力との関係を示す図
である。
【図９】２次空気導入量とセンサー出力との関係を示す
図である。
【図１０】スロットル弁全開時のセンサー出力の補正手
順を示すフローチャートである。
【図１１】ＥＧＲ量の決定手順を示すフローチャートで
ある。
【図１２】ＥＧＲ量の決定手順を示すフローチャートで
ある。
【図１３】本発明の別実施例に係るスロットル弁操作系
の構成図である。
【符号の説明】
３ スロットル弁 ６ 駆動軸 ７ ワイヤーレバー ９ スロットルワイヤー １１ ガイド孔 １１ａ ストレート部 １１ｂ 円弧状部 １２ スロットルセンサー １４ スロットルレバー １７ ピン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくともスロットル弁操作量の入力値
    をパラメータとしてエンジンを制御する制御手段を備
    え、スロットル弁が全開になった後もスロットル弁操作
    量の入力値の増加を許容する機構と、スロットル弁操作
    量の入力値を検出する検出手段を有し、スロットル弁全
    開後もスロットル弁操作量の入力値の変動分に基づいて
    エンジンを制御することを特徴とするエンジン制御装
    置。
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