(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセル操作量を検出するアクセル検出手段と、
エンジンの情報を検出するエンジン情報検出手段と、
入力する制御信号に応じて、スロットル弁の開度を制御するスロットルアクチュエ−タと、
上記アクセル検出手段が検出したアクセル操作量の情報及び上記エンジン情報検出手段が検出したエンジン情報に基づいて、上記スロットルアクチュエ−タに供給する制御信号を演算する演算制御手段とを有する電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、
上記演算制御手段は、
上記アクセル検出手段により検出されたアクセル踏込み量が零の時に，上記エンジン情報検出手段により検出されたエンジン回転数が所定値となるように、デューティ弁タイプのＩＳＣバルブ若しくはステップモータ式のＩＳＣバルブを制御するための制御デューティ値若しくは制御ステップ値からなる補助空気制御量を演算する制御量演算手段と、
この制御量演算手段により演算された補助空気制御量に基づいて、上記スロットルアクチュエ−タの目標開度を演算するスロットル開度制御手段から構成され、
上記スロットル開度制御手段によって求められた上記目標開度を上記スロットルアクチュエータに出力して、上記スロットル弁の開度を上記目標開度に制御することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、
上記エンジン情報検出手段は、エンジンの水温を検出するとともに、
上記スロットル開度制御手段は、検出された上記水温に基づいて、エンジンへの供給空気量を制御するに必要なスロットル弁の開度を演算し、この開度を上記目標開度に加算して、目標開度として出力することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジン制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、
上記スロットル開度制御手段は、上記目標開度における修正値を求め、この修正値によって上記目標開度を補正することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジン制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、
上記スロットル開度制御手段は、上記アクセル検出手段により検出されたアクセル操作量に応じたスロットル目標開度を求めるとともに，上記アクセル検出手段により検出されたアクセル操作量が所定値以下である時には、上記制御量演算手段によって演算された補助空気制御量に対応するスロットル弁の開度ＴＶＯISCをスロットル目標開度として出力することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジン制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、
上記スロットル開度制御手段は、演算された上記目標開度と、その前のタイミングで演算された目標開度の差が所定値以下である時には、前の目標開度をそのまま出力することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジン制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、
上記スロットル開度制御手段は、
上記補助空気制御量とそれに対応したスロットル開度の変換テ−ブルを記憶する記憶手段と、
上記制御量演算手段が出力する補助空気制御量に基づいて、上記記憶手段に記憶された変換テ−ブルを用いて、上記目標開度を補間演算することを特徴とする電子制御スロットルによるエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子制御スロットルによるエンジン制御装置に係り、特に、アイドルスピードの制御の行える電子制御スロットルによるエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、運転者のアクセル操作量に応じて、スロットル弁を電気的に制御して、吸気通路を流れる空気流量を制御してエンジンの制御を行う電子制御スロットルによるエンジン制御装置が開発されている。一方では、従来より、アイドルスピードを制御する装置として、バイパス通路を流れる空気流量を制御するアイドルスピード制御装置が知られている。これらの制御装置は、それぞれ独立の制御装置として制御を実行しているため、バイパス通路を流れる空気流量によって同一のアクセル操作量であってもエンジン出力が異なり、運転者に違和感を与えるため、例えば、特開昭６１−８９９３７号公報に記載のように、バイパス通路に流れる空気流量に応じてスロットル弁の開度特性を補正することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法は、２種類の制御系を用いるものであるため、発明者らは、電子制御スロットルを用いてアイドルスピード制御も行うことを検討した。アイドルスピードの制御をスロットル弁の開度の制御により行うためには、新たな制御ロジックを構築する必要がある。また、電子制御スロットル自体はまだ高価であるため、同一の車両の中でも、グレードの高い車種には、電子制御スロットルを採用できるが、低グレードの車種では、従来からのアクセルペダルとスロットル弁を直結した機械式のスロットル制御を行う必要があり、かかる車種では、従来と同様なアイドルスピード制御用の制御装置を備える必要がある。従って、同一車両の中でも、電子制御スロットルによりアイドルスピードを制御する車種と、従来からのアイドルスピード制御用の制御装置によりアイドルスピードを制御する車種が存在することとなり、制御の共通化を図れないという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、アイドルスピード制御について、制御の共通化の図れる電子制御スロットルによるエンジン制御装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、アクセル操作量を検出するアクセル検出手段と、エンジンの情報を検出するエンジン情報検出手段と、入力する制御信号に応じて、スロットル弁の開度を制御するスロットルアクチュエ−タと、上記アクセル検出手段が検出したアクセル操作量の情報及び上記エンジン情報検出手段が検出したエンジン情報に基づいて、上記スロットルアクチュエ−タに供給する制御信号を演算する演算制御手段とを有する電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、上記演算制御手段は、上記アクセル検出手段により検出されたアクセル踏込み量が零の時に，上記エンジン情報検出手段により検出されたエンジン回転数が所定値となるように、デューティ弁タイプのＩＳＣバルブ若しくはステップモータ式のＩＳＣバルブを制御するための制御デューティ値若しくは制御ステップ値からなる補助空気制御量を演算する制御量演算手段と、この制御量演算手段により演算された補助空気制御量に基づいて、上記スロットルアクチュエ−タの目標開度を演算するスロットル開度制御手段から構成され、上記スロットル開度制御手段によって求められた上記目標開度を上記スロットルアクチュエータに出力して、上記スロットル弁の開度を上記目標開度に制御するようにしたものである。
【０００８】
上記電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、好ましくは、上記エンジン情報検出手段は、エンジンの水温を検出するとともに、上記スロットル開度制御手段は、検出された上記水温に基づいて、エンジンへの供給空気量を制御するに必要なスロットル弁の開度を演算し、この開度を上記目標開度に加算して、目標開度として出力するようにしたものである。
【０００９】
上記電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、好ましくは、上記スロットル開度制御手段は、上記目標開度における修正値を求め、この修正値によって上記目標開度を補正するようにしたものである。
【００１０】
上記電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、上記スロットル開度制御手段は、上記アクセル検出手段により検出されたアクセル操作量に応じたスロットル目標開度を求めるとともに，上記アクセル検出手段により検出されたアクセル操作量が所定値以下である時には、上記制御量演算手段によって演算された補助空気制御量に対応するスロットル弁の開度ＴＶＯISCをスロットル目標開度として出力するようにしたものである。
【００１１】
上記電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、好ましくは、上記スロットル開度制御手段は、演算された上記目標開度と、その前のタイミングで演算された目標開度の差が所定値以下である時には，前の目標開度をそのまま出力するようにしたものである。
【００１２】
上記電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、好ましくは、上記スロットル開度制御手段は、上記補助空気制御量とそれに対応したスロットル開度の変換テ−ブルを記憶する記憶手段と、上記制御量演算手段が出力する補助空気制御量に基づいて、上記記憶手段に記憶された変換テ−ブルを用いて、上記目標開度を補間演算するようにしたものである。
【００１３】
【作用】
本発明では、演算制御手段は、記アクセル検出手段により検出されたアクセル踏込み量が零の時に，エンジン情報検出手段により検出されたエンジン回転数が所定値となるように、補助空気制御量を演算する制御量演算手段と、この制御量演算手段により演算された補助空気制御量に基づいて、スロットルアクチュエ−タの目標開度を演算するスロットル開度制御手段から構成することにより、アイドルスピ−ド制御もアクセルの踏込み量に対応するスロットル弁制御も１系統で実現し得るものとなる。
【００１６】
また、エンジン情報検出手段は、エンジンの水温を検出するとともに、スロットル開度制御手段は、検出された水温に基づいて、エンジンへの供給空気量を制御するに必要なスロットル弁の開度を演算し、この開度を目標開度に加算して、目標開度として出力することにより、電子制御スロットルによって、始動暖機を行い得るものとなる。
【００１７】
また、さらに、スロットル開度制御手段は、目標開度における修正値を求め、この修正値によって目標開度を補正することにより、スロットル開度制御をより高精度にし得るものとなる。
【００１８】
また、エンジン情報検出手段は、上記アクセル検出手段により検出されたアクセル操作量に応じたスロットル目標開度を求めるとともに，上記アクセル検出手段により検出されたアクセル操作量が所定値以下である時には、上記制御量演算手段によって演算された補助空気制御量に対応するスロットル弁の開度ＴＶＯISCをスロットル目標開度として出力することにより、電子制御スロットルによって、始動暖機を行い得るものとなる。
【００１９】
また、さらに、スロットル開度制御手段は、演算された目標開度と、その前のタイミングで演算された目標開度の差が所定値以下である時には，前の目標開度をそのまま出力することにより、不要な回転変動を回避し得るものとなる。
【００２０】
また、スロットル開度制御手段は、補助空気制御量とそれに対応したスロットル開度の変換テ−ブルを記憶する記憶手段と、制御量演算手段が出力する補助空気制御量に基づいて、記憶手段に記憶された変換テ−ブルを用いて、目標開度を補間演算することにより、この演算を簡単にでき、制御ロジックを容易に構築し得るものとなる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図面を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例によるエンジン制御装置の全体構成図である。
【００２３】
エアクリーナ３の一端は、大気に開口し、他端は、吸気通路２を介してエンジン１に連通しており、エンジン１に空気を供給する。エンジン１からの排気は、排気通路４を介して大気中に排出される。排気通路４には、触媒装置８が配設され、排気ガスを浄化する。
【００２４】
アクセルペダル５は、運転者のエンジン出力要求に応じて踏込み操作され、そのアクセル操作量は、アクセル検出手段であるアクセルペダルポジションセンサ１９により検出され、コントロールユニット２６に取り込まれる。スロットル弁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６を開閉作動させるために、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ７がスロットル弁６の軸に係合している。スロットル弁６の開度は、スロットルポジションセンサ２２により検出される。スロットル弁６は、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ことにより、電子制御スロットルを構成している。
【００２５】
また、排気還流通路９の一端が排気通路４に配設され、触媒装置８の上流に開口し、その他端が吸気通路２に配設されたスロットル弁６の下流に開口して、排気通路４の排気ガスの一部を吸気通路２に還流する。還流制御弁１０が、排気還流通路９の途中に配設され、吸気負圧を動作源とするダイヤフラム装置等により、排気還流量を制御する。還流制御弁１０の開閉は、ソレノイド弁１１によって行われる。
【００２６】
一方、吸気通路２を流れる吸入空気量を検出するエアフローメータ２０が、スロットル弁６の上流に配設されている。燃料噴射弁１２が、吸気通路２に配設されたスロットル弁６の下流に配設され、吸入空気量に応じた燃料を噴射供給する。燃料噴射弁１２は、燃料ポンプ１３及び燃料フィルタ１４を配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、燃料タンク１６からの燃料が供給されるとともに、その余剰燃料は燃圧レギュレータ１７を配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。
【００２７】
また、エンジン冷却水の温度を検出するエンジン温度検出手段としての温度センサ２３が配設されている。Ｏ2センサ２４が、排気通路４に配設された触媒装置８の上流に配設され、排気ガス中の酸素濃度成分によりエンジン１の空燃比を検出する。還流制御弁１０には、排気還流量を検出する還流センサ２５が付設されている。また、吸気通路を流れる吸入空気の空気温を検出する空気温センサ２１が吸気通路に配設されている。
【００２８】
アクセルペダルポジションセンサ１９，エアフローメータ２０，空気温センサ２１，スロットルポジションセンサ２２，水温センサ２３，Ｏ2センサ２４及び還流センサ２５の検出信号は、ＣＰＵ等よりなるコントロールユニット２６に入力されていて、コントロールユニット２６により、スロットルアクチュエータ７やソレノイド弁１１及び燃料噴射弁１２が制御される。
【００２９】
アイドルスピードの制御もスロットルアクチュエータ７の開度を制御することにより行われる。
さらに、コントロールユニット２６にはイグナイタ２７が接続されており、点火時期を制御する。
【００３０】
また、コントロールユニット２６はディストリビュータ２８及びバッテリ２９が接続されていて、それぞれ点火時期の制御用信号及びバッテリ電圧の信号を入力している。
【００３１】
次に、本発明の一実施例によるアイドルスピード制御のためのスロットル弁開度制御について、図２を用いて説明する。
【００３２】
図２は、本発明の一実施例による電子制御スロットルによるエンジン制御装置のアイドルスピード制御のために用いるコントロールユニットの入出力及び内部制御演算を示すブロック図である。
【００３３】
図２において、破線で示す補助空気デバイスであるＩＳＣ  Ｖａｌｖｅ（アイドル・スピード・コントロール・バルブ）や始動暖気デバイスである補助空気デバイスは、従来の制御手段であり、本発明における電子制御スロットルそのものでは用いていないが、本発明との対比において、破線で示している。
【００３４】
コントロールユニット２６内の制御量演算手段４０は、アクセルポジションセンサ１９からのアクセルポジションの信号により、アクセル５が踏み込まれていないことを判別し、その場合には、アイドルスピード制御のための演算を行う。制御量演算手段４０は、デイストリビュータ２８からのエンジン回転数の信号を入力し、このエンジン回転数が、例えば、７００ｒｐｍ等の所定値となるように制御する。
【００３５】
ここで、制御量演算手段４０は、補助空気デバイスがあたかも存在するかのように、補助空気制御量を演算する。ＩＳＣバルブが、例えば、デユーテイ弁タイプのＩＳＣバルブであれば、制御デユーテイ（ｄｕｔｙ）値を補助空気制御量ＩＳＣ dutyとして演算する。従って、この補助空気制御量ＩＳＣ dutyは、そのまま、従来のＤｕｔｙ弁タイプのＩＳＣバルブに制御信号として供給すれば、補助空気流路であるバイパス通路に配設されたＩＳＣバルブの開度を制御でき、その結果、アイドルスピード制御を行えるものである。
【００３６】
しかしながら、ここで、本実施例では、この制御量演算手段４０の演算結果の補助空気制御量ＩＳＣ dutyをスロットル開度制御手段４３に出力する。スロットル開度制御手段４３には、スロットル開度演算手段４２と流量特性記憶手段４１が備えられている。スロットル開度演算手段４２は、制御量演算手段４０から入力された補助空気制御量ＩＳＣ dutyに基づいて、スロットル弁６の開度を制御するための目標開度ＴＶＯを演算する。この演算に際して、スロットル開度演算手段４２は、流量特性記憶手段４１に記憶されたマップを参照する。
【００３７】
ここで、補助空気制御量ＩＳＣ dutyに基づいて、スロットル弁６の開度を制御するための目標開度ＴＶＯを求める原理について、図３及び図４を用いて説明する。
【００３８】
図３は、補助空気制御量ＩＳＣ dutyと従来のバイパス通路を流れる空気流量であるＩＳＣ流量ＱISCの関係を表すグラフである。ＩＳＣバルブの開度は、制御デユーテイ（ｄｕｔｙ）値で表されるが、ＩＳＣ dutyが１５％以下では、ＩＳＣ流量ＱISCは零であるが、それ以上ではＩＳＣ dutyに比例してＩＳＣ流量ＱISCが変化する。従って、所定のＩＳＣ dutyであるＤｕｔｙ ｗに対して、図３の関係から、空気流量ＱISC ｗが求められる。
【００３９】
さらに、スロットル弁６を流れる通過空気流量Ｑpassとその時のスロットル弁６の開度ＴＶＯの関係は、図４に示すようになっており、必要空気流量Ｑｗに対してその時のスロットル弁６の開度ＴＶＯｗは一義的に求められる。従って、空気流量ＱISC ｗに対するスロットル弁６の開度ＴＶＯISCが得られる。
【００４０】
以上のようにして、図３と図４の関係から、補助空気制御量ＩＳＣ dutyに対するスロットル弁６の開度ＴＶＯISCを求めることができる。そして、補助空気制御量ＩＳＣ dutyと，空気流量ＱISC と開度ＴＶＯISCの関係に具体的数値を代入したテーブルが図５のようになる。即ち、例えば、補助空気制御量ＩＳＣ duty＝１９．２％に対して、空気流量ＱISC＝３０Ｌ／分が対応し、さらに、これに対して、開度ＴＶＯISC＝０．２゜が対応する。
【００４１】
そして、空気流量ＱISCは単なる媒介変数であるため、流量特性記憶手段４１には、図５に示すテーブルの内、補助空気制御量ＩＳＣ dutyと開度ＴＶＯISCとの関係をマップとして記憶しておく。
【００４２】
スロットル開度演算手段４２は、制御量演算手段４０から入力した補助空気制御量ＩＳＣ dutyの信号から、流量特性記憶手段４１に記憶されたマップに基づいて補間演算を行い、開度ＴＶＯISCを求める。スロットル開度制御手段４３は、この開度ＴＶＯISCを目標開度ＴＶＯとしてスロットルアクチュエータ７に出力する。スロットルアクチュエータ７には、図示しない独立した制御ユニットが内蔵されており、この制御ユニットは、コントロールユニット２６から入力した目標開度ＴＶＯの信号と、スロットルポジションセンサ２２から入力したスロットル開度の信号とに基づいて、実際のスロットル弁の開度が目標開度となるようにフィードバック制御を行う。
【００４３】
また、アクセルペダルが踏み込まれた時は、アイドルスピード制御が解除されるので、通常の電子制御スロットルによるスロットル弁６の開度制御を行える。即ち、アクセルポジションセンサ１９からのアクセルペダル５の踏込み量の信号は、スロットル開度制御手段４３に取り込まれ、アクセルペダル５の踏込み量に応じたスロットル開度の信号を出力することにより、その信号を目標開度ＴＶＯとしてスロットルアクチュエータ７に出力することにより、アクセルペダル６の踏込み量に対応したスロットル開度を得ることができる。勿論、加速スリップ制御のように、アクセルペダル６が踏み込まれた状態で、タイヤがスリップしたことを検知した時は、アクセルペダル６の踏込み量に拘らず、スロットル弁６を閉じるような制御に用いることができる。
【００４４】
本実施例によれば、以上のようにして、従来からある補助空気制御量ＩＳＣ dutyを求めるための制御ロジックをそのまま利用して、この補助空気制御量ＩＳＣ dutyから目標開度ＴＶＯを求めるようにしているので、アイドルスピード制御も通常のアクセルペダルの踏込み量に対応するスロットル弁の制御等も全て１系統の制御系である電子制御スロットルを用いて実施できるものである。
【００４５】
また、電子制御スロットルを採用しないグレードの車両に対しては、制御量演算手段からの信号を取り出して、そのまま、従来からあるＩＳＣバルブに出力することにより、バイパス空気通路の流量を制御してアイドルスピード制御を実施できる。
【００４６】
また、補助空気制御量ＩＳＣ dutyから目標開度ＴＶＯを求めるロジックは、マップと補間演算だけであるので、全く新しく電子制御スロットルによりアイドルスピードを制御するロジックを構築する場合に比べて、その開発が容易である。
【００４７】
次に、図６を用いて、本発明の他の実施例による電子制御スロットルによるエンジン制御装置について説明する。
【００４８】
ＩＳＣバルブが、上述したデユーテイ弁タイプのものでなく、ステップモータ式のバルブの場合について説明する。
【００４９】
この場合、図２における制御量演算手段４０が求めるのは、補助空気制御量ＩＳＣ dutyではなく、補助空気制御量ＩＳＣ stepである。従って、流量特性記憶手段４１には、補助空気制御量ＩＳＣ stepを目標開度ＴＶＯに変換するマップを記憶する必要がある。
【００５０】
図６は、補助空気制御量ＩＳＣ stepと，空気流量ＱISC と開度ＴＶＯISCの関係に具体的数値を代入したテーブルである。即ち、補助空気制御量ＩＳＣ step＝１５ステップに対して、空気流量ＱISC＝３０Ｌ／分が対応し、さらに、これに対して、開度ＴＶＯISC＝０．２゜が対応する。
【００５１】
そして、空気流量ＱISCは単なる媒介変数であるため、流量特性記憶手段４１には、図６に示すテーブルの内、補助空気制御量ＩＳＣ stepと開度ＴＶＯISCとの関係をマップとして記憶しておく。スロットル開度演算手段４２は、制御量演算手段４０から入力した補助空気制御量ＩＳＣ stepの信号から、流量特性記憶手段４１に記憶されたマップに基づいて補間演算を行い、開度ＴＶＯISCを求める。スロットル開度制御手段４３は、この開度ＴＶＯISCを目標開度ＴＶＯとしてスロットルアクチュエータ７に出力する。スロットルアクチュエータ７には、図示しない独立した制御ユニットが内蔵されており、この制御ユニットは、コントロールユニット２６から入力した目標開度ＴＶＯの信号と、スロットルポジションセンサ２２から入力したスロットル開度の信号とに基づいて、実際のスロットル弁の開度が目標開度となるようにフィードバック制御を行う。
【００５２】
本実施例によれば、従来からある補助空気制御量ＩＳＣ stepを求めるための制御ロジックをそのまま利用して、この補助空気制御量ＩＳＣ stepから目標開度ＴＶＯを求めるようにしているので、アイドルスピード制御も通常のアクセルペダルの踏込み量に対応するスロットル弁の制御等も全て１系統の制御系である電子制御スロットルを用いて実施できるものである。
【００５３】
また、従来の補助空気デバイスによる制御と電子制御スロットルによる制御の大部分の共通化を図ることができる。
【００５４】
また、従来の制御ロジックに追加する部分は、簡単な制御の追加でよいため、そのロジックの開発が短時間で行える。
【００５５】
次に補助空気デバイスの制御量４０、制御量に対応する流量特性４１、開度演算４２について説明する。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施例について、図２，図７及び図８を用いて説明する。
【００５７】
この実施例は、従来の補助空気デバイスとしての始動暖機デバイスの機能に相当するものを実施するものである。従来の始動暖機は、エンジン水温に応じて、水温が低い時には、アイドル回転数を高めるように、始動暖機デバイスに信号を送ることにより、行っている。
【００５８】
図２のスロットル開度演算手段４２は、水温センサ２３からのエンジン１の冷却水温の信号を入力し、この水温信号を基に、水温が低いほどエンジン１への供給空気量を増すことにより、エンジン回転数を通常より高めることにより、エンジン始動時のエンジンの暖機を早めるように制御する。
【００５９】
図７は、この始動暖機のための、エンジンの水温とそれに対して必要とされる必要空気流量ＱFIの関係を示す図である。図から明かなように、水温が６０℃〜１００℃の時は、通常の水温であり、必要空気流量ＱFIは最小でよいが、水温が低下する程、必要空気流量ＱFIが増大する。スロットル弁６の通過空気流量Ｑpassとスロットル弁６の開度ＴＶＯの関係は、図４に示したとおりであるので、上述の必要空気流量ＱFIに対して必要なスロットル開度ＴＶＯFIも図４を用いれば求めることができる。その結果は、スロットル開度ＴＶＯFIとして図７に表してあるようになる。即ち、水温センサ２３によって検出された水温に対して、必要空気流量ＱFIが求まり、この必要空気流量ＱFIに対してスロットル開度ＴＶＯFIが求めることができる。
【００６０】
そして、水温と，必要空気流量ＱFIとスロットル開度ＴＶＯFIの関係を具体的数値を代入したテーブルが図８のようになる。即ち、水温＝−２０℃に対して、必要空気流量ＱFI＝３００Ｌ／分が対応し、さらに、これに対して、スロットル開度ＴＶＯFI＝６．３゜が対応する。
【００６１】
そこで、必要空気流量ＱFIは、単なる媒介変数であるため、流量特性記憶手段４１には、図８に示すテーブルの内、水温とスロットル開度ＴＶＯFIとの関係をマップとして記憶しておく。スロットル開度演算手段４２は、水温センサ２から入力した水温信号から、流量特性記憶手段４１に記憶されたマップに基づいて補間演算を行い、スロットル開度ＴＶＯFIを求める。なお、アイドルスピード制御用のスロットル開度ＴＶＯISCは既に求めてあるので、スロットル開度演算手段４２は、スロットル開度ＴＶＯISCとスロットル開度ＴＶＯFIを加算したものを目標開度ＴＶＯとしてスロットルアクチュエータ７に出力する。
【００６２】
従って、例えば、補助空気制御量ＩＳＣ duty＝１９．２％の時は、スロットル開度ＴＶＯISCは、０．２゜であり、水温＝−２０℃の時は、スロットル開度ＴＶＯFIは、６．３゜であるため、目標開度ＴＶＯは、両方の和の６．５゜であり、この信号がスロットルアクチュエータ７に出力される。
【００６３】
スロットルアクチュエータ７には、図示しない独立した制御ユニットが内蔵されており、この制御ユニットは、コントロールユニット２６から入力した目標開度ＴＶＯの信号と、スロットルポジションセンサ２２から入力したスロットル開度の信号とに基づいて、実際のスロットル弁の開度が目標開度となるようにフィードバック制御を行う。
【００６４】
本実施例によれば、電子制御のスロットル弁を用いて、始動暖機運転の制御が可能となる。
【００６５】
次に、本発明の第３の実施例について、図２，図９，図１０及び図１１を用いて説明する。
【００６６】
以上述べたように、補助空気デバイスの制御量からスロットル弁６の目標開度を変換して算出する方法について説明したが、スロットル弁６の開度ＴＶＯと通過空気流量Ｑpassの関係は、図９に示すように、厳密には直線関係にはない。
【００６７】
従って、従来のバイパス通路を流れる補助空気デバイスの空気流量を仮にＱ1とすると、スロットル弁の目標開度ＴＶＯがＡ点にある時には、補助空気量Ｑ1に対応してスロットル開度ＴＶＯ1の開度変化として与えられる。しかしながら、スロットル弁の目標開度ＴＶＯがＢ点にある時には、同じ補助空気量Ｑ1に対応してスロットル開度ＴＶＯ2の開度変化となる。このとき、厳密には、スロットル開度ＴＶＯ1≠スロットル開度ＴＶＯ2である。即ち、スロットル弁の開度がどこの位置に有るかによって、目標開度を修正する必要がある。
【００６８】
図９に示すように、補助空気デバイスで扱われる最小流量とその流量に対応するスロットル開度ＴＶＯおよび補助空気デバイスで扱われる最大流量と対応するスロットル開度はあらかじめ把握することは容易であり、この範囲に対して目標開度の修正を行えば良いことが分かる。なお、ここで、エンジンに吸入される空気流量は、例えば、２０００ｃｃの排気量のエンジンを６０００ｒｐｍで回転する場合には、６０００Ｌ／分であり、それに対して、補助空気デバイスで扱われる最小流量は、例えば、約８０Ｌ／分であり、補助空気デバイスで扱われる最大流量は、例えば、約４００〜５００Ｌ／分である。
【００６９】
この目標開度の補正方法について、図１０を用いて説明する。
【００７０】
使用される最小位置における状態、例えば、Ａ点を基準として、その開度以上の任意の開度位置（θ1、θ2、θ3、・・・・）、例えば、Ｂ点を考えて、Ｂ点での単位開度当たりの空気流量変化がＡ点の何倍になっているかを考える。仮に、１．２倍で有れば、Ｂ点においてはＡ点基準に算出した結果に対して、その逆数の０．８３倍で修正することで厳密に要求空気流量Ｑ1を与えることができることになる。このように、それぞれの開度位置における修正値Ｋを求めて、図１０に示すマップとして、流量特性記憶手段４１に記憶しておく。
【００７１】
制御量演算手段４０とスロットル開度制御手段４３は、図１１に示したフローチャートに示したステップに従って、目標開度ＴＶＯを求める。なお、このフローチャートは、第１，第２及び第３の実施例を全て含むものである。
【００７２】
即ち、図１１のステップ５０において、制御量演算手段４０は、アクセルポジションセンサ１９からの信号により、アイドル判定を行う。このアイドル判定は、アクセルポジションが零以外であれば、アクセルペダルは、踏み込まれているので、ステップ５１において、スロットル開度演算手段４２は、スロットル開度ＴＶＯISCを０を含めた固定値とする。アイドル状態であれば、ステップ５２において、制御量演算手段４０は、従来と同様に、例えば、定常の回転数制御等のための補助空気制御量ＩＳＣ dutyを演算算出する。
【００７３】
次に、ステップ５３において、スロットル開度演算手段４２は、先に述べた補助空気制御量ＩＳＣ stepから目標開度ＴＶＯへの変換を行い、目標開度ＴＶＯISCを求める。次に、ステップ５４において、スロットル開度演算手段４２は、水温センサ２３から入力したエンジン水温の信号を基に、スロットル開度ＴＶＯFIの演算を行う。ステップ５５において、スロットル開度演算手段４２は、スロットル開度ＴＶＯISCとスロットル開度ＴＶＯFIを加算して、目標開度ＴＶＯを算出する。さらに、ステップ５６において、スロットル開度演算手段４２は、より高精度な制御のために、修正値Ｋによるスロットル絶対位置による補正を行って、目標開度ＴＶＯを算出するものである。
【００７４】
本実施例によれば、より精度の高いスロットル弁の開度制御を行うことができる。
【００７５】
次に、本発明の第４の実施例について、図２，図１２，図１３及び図１４を用いて説明する。
【００７６】
本実施例は、特に、信号ラインに重畳してコントロールユニットに入力するノイズの影響をなくそうとするものである。
【００７７】
スロットル開度演算手段４２は、アクセルペダル５が踏み込まれ、アクセルポジションセンサ１９からの信号が零でなくなると、その信号値に応じてスロットル開度ＴＶＯACCを演算して出力する。この時、アクセルポジションセンサ１９からの信号にノイズが重畳すると、このノイズによってエンジン回転の変動を引き起こすことがある。
【００７８】
この現象について、図１２を用いて説明する。図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、横軸は、いづれも、時間を表している。
【００７９】
図１２（Ａ）において、時刻Ｔ0からＴ2までは、アクセルペダルは踏み込まれておらず、アクセル踏込み量θACCは、０であり、時刻Ｔ2において、アクセルペダルが踏み込まれ、図に実線で示すように、アクセル踏込み量θACCが増加するものとする。時刻Ｔ1において、信号ラインにノイズが重畳しているが、この現象については後述する。
【００８０】
図１２（Ａ）で示したアクセル踏込み量θACCの変化に対して、スロットル弁の目標開度ＴＶＯは、図１２（Ｂ）に示すように、変化する。即ち、図１２（Ｂ）において、時刻Ｔ0から時刻Ｔ2までは、目標開度ＴＶＯは所定の開度に保たれている。そして、時刻Ｔ2からは、アクセル踏込み量θACCは、所定の関数あるいはアクセル踏込み量に対応するテーブル等によって目標スロットル開度ＴＶＯを算出して出力し、図中に実線で示すように変化する。
【００８１】
また、図１２（Ｂ）に示した目標開度ＴＶＯの変化に対応して、エンジンの回転数ＮLは、図１２（Ｃ）に示すように変化する。即ち、時刻Ｔ0から時刻Ｔ2までは、エンジン回転数ＮLは、アイドル回転数に保たれており、時刻Ｔ2から目標開度ＴＶＯに応じて、回転数ＮLが増加する。
【００８２】
さて、ここで、図１２（Ａ）に示すように、時刻Ｔ1において、信号ラインにノイズが重畳すると、それに対応して、運転者がアクセルを踏み込んでいないにも拘らず、図１２（Ｂ）に示すように、目標開度ＴＶＯが変化をし、さらに、図１２（Ｃ）に示すように、この目標開度の変化に従ってスロットル弁が操作された結果として、エンジンの回転数の不要な変化を引き起こすことになる。即ち、アイドル回転が不安定となる現象が生じることになる。
【００８３】
そこで、本実施例では、スロットル開度演算手段４２において、アクセル踏込み量，アクセル開度θACCから目標スロットル開度ＴＶＯACCを算出する際に、図１３に示すような関係を用いるようにしている。この関係で特徴的なことは、アクセル開度を基にスロットル弁６の目標開度の算出時点で制御不感帯θlowを設けたことにある。
【００８４】
即ち、図中、原点がアクセルオフの状態で、運転者のアイドル意志である。この状態からアクセルが踏み込まれた場合には、当然アクセル踏込み量に対してスロットル弁６を開方向に制御するわけであるが、アイドル状態でのノイズ対策として、制御不感帯θlowを設けてその対策を行うものである。
【００８５】
そこで、本実施例では、図１４に示すフローチャートに従って、制御演算を行うようにしている。
【００８６】
スロットル開度演算手段４２は、ステップ６０において、アクセル開度＝踏込み量が、しきい値θlowを越えたか否かを判定する。越えていなければ、ステップ６１において、スロットル開度演算手段４２は、アクセル踏込み量に対応するスロットル弁６の目標開度ＴＶＯACC＝０として、次へ進む。
【００８７】
一方、踏込み量がしきい値θlowを越えていれば、ステップ６２において、スロットル開度演算手段４２は、踏込み量θACCに対応するスロットル弁６の目標開度ＴＶＯACCを算出する。算出方法についてはなんら限定されるものではない。
【００８８】
以上のようにして、目標開度ＴＶＯACCが算出されると、ステップ６３において、スロットル開度演算手段４２は、最終的にスロットル弁６の目標開度ＴＶＯを算出する。本実施例では、アクセル踏込み量対応のＴＶＯACCと先に説明したＴＶＯISCとＴＶＯFIを加算するものであるが、特に限定されるものではない。
【００８９】
以上のようにアクセル開度からスロットル目標開度を求めるに当たって、不感帯θlowを設けることによって、信号ラインに重畳したノイズの影響を除去してノイズによるエンジンの回転変動を防止することができる。
【００９０】
本実施例によれば、ノイズによるエンジンの回転変動を防止することができる。
【００９１】
また、制御不感帯はアイドル制御での誤判断を避けること、すなわち、不要なアクセル信号ラインのノイズ等をマスクするので、アイドル時の不要な回転変動等を回避でき、アイドル制御（＝アクセルオフ）からアクセル追従制御への移行をスムーズにし得るものとなる。
【００９２】
次に、本発明の第５の実施例について、図２，図１５，図１６及び図１７を用いて説明する。
【００９３】
制御デバイスである電子制御スロットル自体の制御分解能、すなわち、最小動作開度は有限である。一方、スロットル開度演算手段４２による目標開度の演算自体は、電子制御スロットルの最小動作開度に拘らず、最小動作開度以下の微小開度を演算する。例えば、電子制御スロットル自体の制御分解能θminが、０．１゜とすると、演算の分解能θcalは、０．０１゜のように分解能が相違している。従って、電子制御スロットルの最小動作開度以下の演算結果をそのままの形で目標開度として出力すると、以下に述べるような、問題が発生する。
【００９４】
即ち、出力した微小開度に対して、電子制御スロットルが移動（応答）しきれずに、偏差を残した状態が継続され、次の開度出力タイミングで再度目標が更新された場合に、偏差が大きくなり、このタイミングでスロットル弁の移動（応答）が発生する。従って、一回の移動（応答）での開度が大きくなり、それに伴って、エンジン回転数変化が発生する。
【００９５】
ここで、電子制御スロットル固有の分解能、すなわち、最小動作開度をθminとして、以下に図１５を用いて説明する。
【００９６】
図１５は、コントロールユニット２６において演算の最小分解能のまま、目標開度を求めて、電子制御スロットルにより減速時のダッシュポット制御を行った場合の制御状態を示したものである。
【００９７】
Ａ点で目標開度の更新が実線で示すように行われているが、この点Ａでは、目標開度変化（今回のＴＶＯ−前回のＴＶＯ）≧θminの関係にあり、実際の開度（実開度）は破線で示すように問題なく応答している。但し、Ｂ点での目標開度更新点では、目標開度変化はθmin以下であり、実開度の十分な追従が行われず、この時点で制御偏差を伴った状態になっている。更に、次の更新タイミングであるＣ点で、再度、目標開度の更新行われると、この時点で制御偏差（絶対値（目標−実開度））が大きく積算された状態となっており、実開度も追従することにより、所定の目標変化開度以上の変化が発生する。この大きな開度変化によりエンジン１のアウトプットである回転変動が実線で示すように引き起こる結果となる。
【００９８】
そこで、本実施例では、図１６に示すフローチャートに従って、制御演算を行うようにしている。
【００９９】
ステップ７０において、スロットル開度演算手段４２は、アクセルポジションセンサ１９からのアクセル開度の信号に基づいて、目標開度ＴＶＯを算出する。この目標開度は、図１４のステップ６３において算出された目標開度を用いることできる。この目標開度の算出に当たっては、アクセル開度の信号に比例した目標開度を算出するものであってもよいが、さらに、この目標開度に対して水温に基づく補正や、アクセルペダル操作の変位による加減速補正等の種々の補正が従来より考えられており、これらの補正が行われた上で、目標開度ＴＶＯが求められたものとしてもよい。
【０１００】
次に、ステップ７１において、スロットル開度演算手段４２は、更新すべき目標開度ＴＶＯと前回の目標値（ＴＶＯold）との差の絶対値が、スロットル弁６の固有の分解能θmin以上であるか否かを判定する。ここで、（ＴＶＯ−ＴＶＯold）の演算においては、スロットル弁６の閉方向移動に際しては判別式が負になるのを避けるために、変化開度の絶対値で判別する。また、比較開度を前回の出力値ＴＶＯoldとしているが、スロットルポジションセンサ２２によって検出された目標開度更新時の実際のスロットル開度と目標開度ＴＶＯを比較しても同様の結果が得られる。
ステップ７１において、判別結果がＮＯ、すなわち、更新開度変化が固有の分解能θmin以下であれば、ステップ７２において、目標開度の更新はせず、目標開度ＴＶＯとしては、前の目標開度ＴＶＯoldに置き換える。そして、ステップ７３において、置き換えた目標開度ＴＶＯを出力する。
【０１０１】
一方、ステップ７１における判別結果が、ＹＥＳの場合には、新たに算出された目標開度ＴＶＯを置き換えることなく、次のステップ７３において、その目標開度ＴＶＯを出力する。
【０１０２】
即ち、以上説明したように、更新開度変化が固有の分解能よりも小さい時には、前の目標開度をそのまま用いるようにしているので、スロットルアクチュエータ７は、目標開度制御信号は変化していないものとして制御する。
【０１０３】
図１７を用いて、図１５に示すフローに従って、電子制御スロットルにより減速時のダッシュポット制御を行った場合の制御状態について説明する。
【０１０４】
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの各点において、目標開度の更新を行おうとするものであるが、この中で、Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｉの各点においては、通常のように、目標開度の更新を行っている。しかしながら、例えば、点Ｆ，Ｈ，Ｊにおいては、目標開度の算出を行った結果、更新開度変化が固有の分解能よりも小さいので、目標開度の更新は行っておらず、そのままの状態を保持して次の更新タイモングで目標開度変化が確実にθmin以上のタイミングで更新していることである。
【０１０５】
この結果として、エンジン１の回転数変化はなめらかに変化させることができ、不要な回転変動を回避できる。
【０１０６】
本実施例によれば、以上のように、スロットル開度演算手段による演算結果の分解能に係らず、エンジンの回転数変化はなめらかに変化させることができ、不要な回転変動を回避でき、制御性を改善できる。
【０１０７】
また、目標開度更新の制限により、電子制御スロットルの追従を確実なものとすることができ、すなわち、不要に微小開度の更新を繰り返し、電子制御スロットルが十分に追従できず結果的に制御偏差を残し、やがて、積算された大きな制御偏差を解消するような動作を回避でき、従って、スムーズな不連続の無い回転数制御あるいはダッシュポット制御が可能になる。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明によれば、電子制御スロットルによるエンジン制御装置において、アイドルスピード制御の共通化の図れることができる。
【０１０９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるエンジンの制御装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施例による電子制御スロットルによるエンジン制御装置のコントロールユニットのブロック図である。
【図３】制御空気制御量とＩＳＣ流量の関係を表す図である。
【図４】スロットル弁を流れる空気流量とスロットル弁の開度の関係を表す図である。
【図５】本発明の一実施例による変換テーブル構成図である。
【図６】本発明の他の実施例による変換テーブル構成図である。
【図７】エンジンの水温と必要空気流量の関係を表す図である。
【図８】本発明の第２の実施例による変換テーブル構成図である。
【図９】スロットル弁の開度と通過空気流量の関係を表す図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の原理説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施例のフローチャートである。
【図１２】信号ラインへのノイズの影響の説明図である。
【図１３】本発明の第４の実施例の原理説明図である。
【図１４】本発明の第４の実施例のフローチャートである。
【図１５】ダッシュポット制御の制御状態の説明図である。
【図１６】本発明の第５の実施例のフローチャートである。
【図１７】本発明の第５の実施例による制御状態の説明図である。
【符号の説明】
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
１２…燃料噴射弁
１９…アクセルポジションセンサ
２０…エアフローメータ
２２…スロットルポジションセンサ
２３…水温センサ
２６…コントロールユニット
２７…イグナイタ
２８…デイストリビュータ
４０…制御量演算手段
４１…流量特性記憶手段
４２…スロットル開度演算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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