(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気管内に配設された吸気絞り弁と、
該吸気絞り弁を駆動するアクチュエータと、
該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該内燃機関のアクセル操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、
該アクセル操作状態検出手段で検出されたアクセル操作状態から該吸気絞り弁の第１目標開度を演算により設定する第１目標開度設定手段と、
該アクセル操作状態検出手段で検出されたアクセル操作状態と該運転状態検出手段で検出された運転状態とから該吸気絞り弁の第２目標開度を、該第１目標開度にかかる演算時間よりも長い演算時間を要する演算により設定する第２目標開度設定手段と、
該第１目標開度と該第２目標開度とを比較しこれらのうち大きいほうの目標開度に基づいて該アクチュエータの作動を制御する吸気絞り弁制御手段と、をそなえ、
該第１目標開度設定手段は該吸気絞り弁制御手段と一体に構成されるとともに、該第２目標開度設定手段は該吸気絞り弁制御手段と別体に構成され且つ該第２目標開度の情報が通信によって該吸気絞り弁制御手段に送られるように構成されている
ていることを特徴とする、吸気絞り弁制御装置。
【請求項２】
該第１目標開度設定手段では、該第１目標開度を実アクセル開度に対応した吸気絞り弁開度よりも小さい値に設定することを特徴とする、請求項１記載の吸気絞り弁制御装置。
【請求項３】
該第１目標開度設定手段では、該第１目標開度を実アクセル開度よりも小さい擬似アクセル開度に基づき設定することを特徴とする、請求項２記載の吸気絞り弁制御装置。
【請求項４】
該第２目標開度設定手段では、実アクセル開度に対応した吸気絞り弁開度に、該運転状態検出手段で検出された運転状態に応じた補正を施すことにより、該第２目標開度を設定することを特徴とする、請求項１〜３の何れかの項に記載の吸気絞り弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気絞り弁を制御する、吸気絞り弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用エンジンにおける吸気絞り弁の制御装置には、アクセルペダルの踏込状態（アクセル操作状態）に基づいた電気的制御信号によってスロットルバルブの開度を制御するシステムがつくられており、このようなシステムは、いわゆるドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）と称されている。
【０００３】
最も単純には、図６に示すように、アクセルペダルの踏込状態（踏込開度）に完全対応して制御信号を送るものがある。この場合、アクセルペダルの踏込状態を検出するセンサ（アクセルポジションセンサ，ＡＰＳ）１０と、スロットルバルブを駆動するモータ（スロットル用アクチュエータ）２０と、ＡＰＳ１０からの検出信号（開度信号）をモータ２０の駆動信号に変換するドライブバイワイヤコントロールユニット３０とをそなえて構成される。
【０００４】
また、より高精度にスロットルバルブを駆動するものとして、図７に示すように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を追加したものがあり、この場合、ＥＣＵ４０で、ＡＰＳ１０からの検出信号（開度信号）にエンジンの運転状態情報等に応じた補正を施した疑似アクセル開度に基づいて目標スロットル開度（目標ＴＰＳ）を設定して、ドライブバイワイヤコントロールユニット３０では、この目標ＴＰＳの出力信号をモータ２０の駆動信号に変換する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、アクセルポジションセンサ１０とドライブバイワイヤコントロールユニット３０との間に、ＥＣＵ４０を介在させると、スロットルバルブをより適切に駆動しうるが、ＥＣＵ４０における目標ＴＰＳの演算時間や、ＥＣＵ４０とドライブバイワイヤコントロールユニット３０との間、及び、ＥＣＵ４０とＡＰＳ１０との間や、ＡＰＳ１０との間での信号伝達（通信）にかかる時間の影響で、アクセル操作に対するスロットル開度の応答に遅れが生じるようになり、例えばアクセルペダルの踏込時（即ち、加速時）に、ドライバに不満感を与える。
【０００６】
なお、特開平３−１４１８３９号公報には、エンジンの空吹かし対策としてエンジンの無負荷状態時にアクセル操作量をそのまま目標スロットルとする技術が開示されおり、特開平３−２９００２７号公報には、エンジンブレーキ対策として目標スロットルを設定する技術が開示されいるが、これらの技術では、上記課題を解決しえない。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、アクセル操作状態だけでなくエンジンの運転状態等に応じてスロットル開度を制御しうる絞り弁制御装置において、アクセル操作に対するスロットル開度の応答遅れを低減させてドライバビリティを向上させることができるようにした、吸気絞り弁制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の吸気絞り弁制御装置は、内燃機関の吸気管内に配設された吸気絞り弁と、該吸気絞り弁を駆動するアクチュエータと、該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該内燃機関のアクセル操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、該アクセル操作状態検出手段で検出されたアクセル操作状態から該吸気絞り弁の第１目標開度を演算により設定する第１目標開度設定手段と、該アクセル操作状態検出手段で検出されたアクセル操作状態と該運転状態検出手段で検出された運転状態とから該吸気絞り弁の第２目標開度を、該第１目標開度にかかる演算時間よりも長い演算時間を要する演算により設定する第２目標開度設定手段と、該第１目標開度と該第２目標開度とを比較しこれらのうち大きいほうの目標開度に基づいて該アクチュエータの作動を制御する吸気絞り弁制御手段と、をそなえ、該第１目標開度設定手段は該吸気絞り弁制御手段と一体に構成されるとともに、該第２目標開度設定手段は該吸気絞り弁制御手段と別体に構成され且つ該第２目標開度の情報が通信によって該吸気絞り弁制御手段に送られるように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の本発明の吸気絞り弁制御装置は、請求項１記載の装置において、該第１目標開度設定手段では、該第１目標開度を実アクセル開度に対応した吸気絞り弁開度よりも小さい値に設定することを特徴としている。
請求項３記載の本発明の吸気絞り弁制御装置は、請求項２記載の装置において、該第１目標開度設定手段では、該第１目標開度を実アクセル開度よりも小さい擬似アクセル開度に基づき設定することを特徴としている。
請求項４記載の本発明の吸気絞り弁制御装置は、請求項１〜３の何れかの項に記載の装置において、該第２目標開度設定手段では、実アクセル開度に対応した吸気絞り弁開度に、該運転状態検出手段で検出された運転状態に応じた補正を施すことにより、該第２目標開度を設定することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図５は本発明の一実施形態としての吸気絞り弁制御装置を示すものである。
図１に示すように、本装置は、アクセル操作状態検出手段としてのアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）１０からの検出信号（開度信号）は、エンジン用電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０とドライブバイワイヤコントロールユニット（スロットルバルブコントローラ、以下、ＤＢＷコントロールユニットという）３０とに送られるようになっている。そして、ＥＣＵ４０及びＤＢＷコントロールユニット３０を通じて、スロットルバルブを駆動するモータ（スロットル用アクチュエータ）２０を制御するように構成されている。
【００１１】
ＤＢＷコントロールユニット３０には、ＡＰＳ１０からの検出信号（開度信号）に対して対応する第１目標開度としての疑似目標スロットル開度（疑似目標ＴＰＳ）を設定する機能（第１目標開度設定手段）３１をそなえる。
この疑似目標ＴＰＳは、ＡＰＳ１０からの検出信号（開度信号）にエンジンの運転状態情報等に応じた補正を施した疑似アクセル開度（仮想ＡＰＳ）に基づいて、例えば次式を用いて周期的に算出する。
【００１２】
0003710073.tif 000002
ただし、Ｋ：フィルタ係数
仮想ＡＰＳ＝〔ＡＰＳ入力値（学習後）−ＡＰＳ全閉補正値〕×Ｃ
ただし、Ｃ：反映係数                          ・・・（２）
なお、式（１）において、（＋ＴＰＳ学習値−オフセット値）は補正項であり、ここでは、この補正項については説明を省略する。
【００１３】
仮想ＡＰＳは、式（２）に示すように、ドライバのアクセル操作状態（即ち、ＡＰＳ入力値）を補正したものに、反映係数Ｃを掛けているが、この反映係数Ｃは、１．０未満の値（例えば０．８程度）であり、この反映係数Ｃによって、仮想ＡＰＳがドライバのアクセル操作に対応した値（ＡＰＳ入力値）よりもやや低い値に設定されることになる。
【００１４】
また、フィルタ係数Ｋは疑似目標ＴＰＳ（ｎ）の変化速度を規定するが、このフィルタ係数Ｋはここでは可変の値であり、フィルタ係数Ｋが大きいとドライバのアクセル操作状態（即ち、仮想ＡＰＳ）の変化が、速やかに疑似目標ＴＰＳに反映され、フィルタ係数Ｋが小さいとドライバのアクセル操作状態（即ち、ＡＰＳ入力値）の変化が緩和されて疑似目標ＴＰＳがゆっくりと変化する。
【００１５】
一方、ＥＣＵ４０では、ＡＰＳ１０で検出されたドライバのアクセル操作状態（即ち、ＡＰＳ入力値）にエンジンの運転状態情報等に応じた補正を施すことで第２目標開度としての目標ＴＰＳ（これを、ＥＣＵ設定目標ＴＰＳという）を設定し、ＥＣＵ４０は第２目標開度設定手段として機能する。
この場合のエンジンの運転状態情報等とは、例えばエンジン回転数情報や変速機の変速ギヤ切替情報等であり、ＥＣＵ（第２目標開度設定手段）４０では、ドライバのアクセル操作のみならず、エンジン回転数状態や変速ギヤ切替状態に対応して、エンジンの運転状態等に対しても適切にＥＣＵ設定目標ＴＰＳ（第２目標開度）を設定する。
【００１６】
このようにＥＣＵ４０で設定されたＥＣＵ設定目標ＴＰＳ情報は、ＤＢＷコントロールユニット３０に送られるようになっている。
そして、ＤＢＷコントロールユニット３０には、第１目標開度設定手段３１で設定された疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）と、このＥＣＵ（第２目標開度設定手段）４０で設定されたＥＣＵ設定目標ＴＰＳ（第２目標開度）とを比較し、これらのうち大きいほうの目標開度を選択して、選択した目標開度に基づいアクチュエータの作動を制御する機能（吸気絞り弁制御手段）３２をそなえている。
【００１７】
本装置の構成を更に具体的に示せば、図２のようになる。
つまり、アクセル操作状態検出手段としてのアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）１０は、アクセルペダル１１の操作状態（アクセル開度）を検出し、エンジンＥＣＵ（第２目標開度設定手段）４０及びスロットルバルブコントローラ（ＤＢＷコントロールユニット）３０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ４０及びスロットルバルブコントローラ３０は、イグニッションキーと連動するスロットル制御リレー５１を通じてバッテリ５２から電力を供給される。
【００１８】
吸気通路２１には、スロットルバルブ（吸気絞り弁）２２が装備され、このスロットルバルブ２２は、スロットル制御サーボモータ（スロットル用アクチュエータ）２０で駆動され開度調整される。そして、アクチュエータ２０は、スロットルバルブコントローラ３０からの制御信号（電力供給）に応じて適宜作動するようになっている。なお、２３は、スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）であり、スロットルバルブコントローラ３０では、このＴＰＳ２３からの検出情報に基づいて、アクチュエータ２０を制御する。また、ＴＰＳ２３からの検出情報は、エンジンＥＣＵ４０に送られて、エンジン制御に利用される。
【００１９】
また、ＥＣＵ４０の処理についてさらに説明すると、図３に示すように、ＥＣＵ４０では、ＡＰＳ１０からの検出情報とエンジン回転数とから目標エンジントルクを設定（符号４０Ａ参照）して、これに吸気温補正及び大気圧補正（符号４０Ｂ参照）とエアコン，電気負荷等の補正（符号４０Ｃ参照）を施して、補正後の目標エンジントルクとエンジン回転数とから目標スロットル開度を設定する（符号４０Ｄ参照）。
【００２０】
また、ＴＰＳ２３からの検出情報に基づいてダッシュポット制御開度を設定し（符号４０Ｅ参照）、水温センサ（ＷＴＳ）で検出されたエンジンの冷却水温度情報等に応じてアイドルスピード制御開度を設定する（符号４０Ｆ参照）。
ＥＣＵ４０では、これらの各設定開度の中から最大値を選んで（符号４０Ｇ参照）、スロットルバルブコントローラ３０に出力するようになっている。
【００２１】
スロットルバルブコントローラ３０でと、ＥＣＵ４０から出力された目標スロットル開度に応じてモータ駆動電流を決定し、スロットル制御サーボ（アクチュエータ）２０を駆動制御するようになっている。
本発明の一実施形態としての吸気絞り弁制御装置は、上述のように構成されているので、スロットルバルブコントローラ３０の吸気絞り弁制御手段３２では、図４に示すように、第１目標開度設定手段３１で設定された疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａと、ＥＣＵ（第２目標開度設定手段）４０で設定されたＥＣＵ設定目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂとを比較し（ステップＳ１０）、第１目標開度Ａが大きければ第１目標開度Ａの方を選択し（ステップＳ２０）、第２目標開度Ｂが大きければ第２目標開度Ｂの方を選択し（ステップＳ３０）、スロットル制御サーボ（アクチュエータ）２０の駆動を制御する。この制御は、所定（例えば10msec）のサンプリングタイムでＡＰＳ１０からの検出情報を周期的に取り込みながら実行される。
【００２２】
したがって、図５に示すように、例えばアクセル開度が全閉から全開にステップ的に変化した場合〔図５（Ａ）参照〕には、ＥＣＵ（第２目標開度設定手段）４０では、サンプリングタイム（例えば１０ｍｓｅｃ）内にＡＰＳ１０からこのアクセル開度情報（全閉から全開に変化した情報）を受けて、ＥＣＵ設定目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂを演算する。
【００２３】
つまり、ＥＣＵ（第２目標開度設定手段）４０では、図５（Ｂ）に示すように、ＡＰＳ１０からアクセル開度が全閉から全開に変化した旨の情報を受けると直ぐにＡＰＳ１０が全開に応じて目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂを設定するが、このＥＣＵ４０では、エンジン制御にかかるメインルーチンの一部として目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂを算出するので、例えば３０〜４０ｍｓｅｃ程度の演算時間がかかる。
【００２４】
したがって、目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂは、ＡＰＳ１０を全開操作してから、〔サンプリングタイム（１０ｍｓｅｃ）＋演算遅れ（３０〜４０ｍｓｅｃ）〕程度遅れて増大することになる。また、ＥＣＵ４０からスロットルバルブコントローラ３０への通信時間（例えば２０ｍｓｅｃ）を考慮すると、目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂの増大がスロットルバルブコントローラ３０に反映されるまでには、次のような時間ＴＴがかかる。
【００２５】
0003710073.tif 000003
一方、例えばアクセル開度が全閉から全開にステップ的に変化すると〔図５（Ａ）参照〕、スロットルバルブコントローラ３０の第１目標開度設定手段３１でも、サンプリングタイム（例えば１０ｍｓｅｃ）内にＡＰＳ１０からこのアクセル開度情報（全閉から全開に変化した情報）を受けて、図５（Ｃ）に実線で示すように、疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａを演算する。この演算にも時間がかかるが、メインルーチンの一部として行なわれる図５（Ｃ）に鎖線で示すような目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂの演算時間に比べて短い（例えば５ｍｓｅｃ程度）。
【００２６】
したがって、疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａは、ＡＰＳ１０を全開操作してから、〔サンプリングタイム（１０ｍｓｅｃ）＋演算遅れ（５ｍｓｅｃ）〕程度遅れて増大することになる。
この結果、スロットルバルブコントローラ３０の吸気絞り弁制御手段３２では、図５（Ｃ）に示すように、はじめは、前式（１）で算出される疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａを目標スロットル開度に設定し、目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂが立ち上がったところで（ＡＰＳ１０を全開操作してからＴＴ時間後）、目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂが疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａを上回るようになり、目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂを目標スロットル開度に設定する。
【００２７】
このように設定された目標スロットル開度に応じてスロットル開度が制御されると、モータ駆動遅れも加わって、実際のスロットル開度（実ＴＰＳ）は、図５（Ｄ）に示すように増加していく。
従来の吸気絞り弁制御装置では、図５（Ｄ）に鎖線で示すように、実ＴＰＳの増加は大きく遅れて、しかも、ステップ的に急増するのに対して、本吸気絞り弁制御装置では、図５（Ｄ）に実線で示すように、実ＴＰＳの増加は速やかに行なわれて、しかも、急増することはない。
【００２８】
このように、スロットルバルブコントローラ３０の吸気絞り弁制御手段３２が、疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）ＡとＥＣＵ設定目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂとのうちの大きい方を選択してスロットル開度を制御するので、加速時などに、演算遅れ（３０〜４０ｍｓｅｃ）及び通信時間（２０ｍｓｅｃ）が加わって、ＥＣＵ設定目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂの増加が遅れても、比較的速やかに増加を開始する疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａを選択して、大きく遅れを生じることなくスロットル開度を増大させることができ、アクセルペダルの踏込時（即ち、加速時）に、ドライバに不満感を与えることがなくなり、ドライバビリティを向上させることができる。
【００２９】
また、疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａは、緩やかに増加するようにフィルタ係数Ｋ〔式（１）参照〕により処理されるので、疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）Ａ自体が急増することなく、また、演算遅れ（３０〜４０ｍｓｅｃ）及び通信時間（２０ｍｓｅｃ）を経た後に、疑似目標ＴＰＳ（第１目標開度）ＡからＥＣＵ設定目標ＴＰＳ（第２目標開度）Ｂを選択するように切り替わる際のスロットル開度の急増も防止される利点がある。
もちろん、通常時には、アクセル操作状態と運転状態とからの演算に基づいて設定される第２目標開度が適宜利用されるので、より精度のよい吸気絞り弁の制御を行なうことができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の吸気絞り弁制御装置によれば、吸気絞り弁の第１目標開度は、アクセル操作状態に基づく演算により設定されるため設定に時間がかからないのに対して、吸気絞り弁の第２目標開度は、アクセル操作状態と運転状態とから演算を行なって設定されるので設定に時間がかかる。
また、請求項１記載の本発明の吸気絞り弁制御装置によれば、第１目標開度設定手段は吸気絞り弁制御手段と一体に構成されるのに対して、第２目標開度設定手段は該吸気絞り弁制御手段と別体に構成され且つ該第２目標開度の情報が通信によって該吸気絞り弁制御手段に送られるように構成されているので、吸気絞り弁の第２目標開度が制御に反映されるには、第１目標開度の場合よりも通信時間分だけさらに遅れることになる。
さらに、請求項４記載の本発明の吸気絞り弁制御装置によれば、実アクセル開度に対応した吸気絞り弁開度に、該運転状態検出手段で検出された運転状態に応じた補正を施すことにより、第２目標開度を設定するので、第２目標開度の設定には第１目標開度の設定よりも時間がかる。
これにより、請求項１，４記載の本発明の吸気絞り弁制御装置によれば、内燃機関を加速させようとしてアクセル操作量を増大させた場合には、吸気絞り弁制御手段において、第２目標開度は速やかには増加しないが第１目標開度は速やかに増加するため、吸気絞り弁制御手段が、この第１目標開度の方を選択して吸気絞り弁を制御し、吸気絞り弁の開度が速やかに増大する。したがって、加速時の応答遅れが解消され、ドライバビリティが向上する効果がある。
【００３１】
もちろん、通常時には、アクセル操作状態と運転状態とからの演算に基づいて設定される第２目標開度が適宜利用されるので、より精度のよい吸気絞り弁の制御を行なうことができる。
請求項２記載の本発明の吸気絞り弁制御装置によれば、第１目標開度が実アクセル開度に対応した吸気絞り弁開度よりも小さい値に設定され、請求項３記載の本発明の吸気絞り弁制御装置によれば、該第１目標開度が実アクセル開度よりも小さい擬似アクセル開度に基づき設定されるので、通常時には、アクセル操作状態と運転状態とからの演算に基づいて設定される第２目標開度の方が大きくなって、吸気絞り弁制御手段が、この第２目標開度の方を選択する。このため、より精度のよい吸気絞り弁の制御を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての吸気絞り弁制御装置を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての吸気絞り弁制御装置の構成を具体的に示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態としての吸気絞り弁制御装置の制御系の構成を具体的に示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態としての吸気絞り弁制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態としての吸気絞り弁制御装置の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】従来の吸気絞り弁制御装置を示す模式的なブロック図である。
【図７】従来の吸気絞り弁制御装置を示す模式的なブロック図である。
【符号の説明】
１０  アクセル操作状態検出手段としてのアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）
１１  アクセルペダル
２０  モータ（スロットル用アクチュエータ）
２１  吸気通路
２２  スロットルバルブ（吸気絞り弁）
２３  スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）
３０  ドライブバイワイヤコントロールユニット（スロットルバルブコントローラ）
３１  第１目標開度設定手段
３２  吸気絞り弁制御手段
４０  第２目標開度設定手段としてのエンジン用電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５１  スロットル制御リレー
５２  バッテリ
【図１】
0003710073.tif 000004
【図２】
0003710073.tif 000005
【図３】
0003710073.tif 000006
【図４】
0003710073.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003710073.tif 000010