(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセル開度が増大するほど目標スロットル開度を大きく設定するとともに内燃機関の回転数の上昇に伴い目標スロットル開度を大きく設定し、この目標スロットル開度となる様にスロットルバルブの開度を制御する内燃機関のスロットル制御装置において、
前記内燃機関のクランク軸に連結された変速機がニュートラル状態にあるか否かを、又は前記内燃機関を搭載した車両が停止状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段によって前記変速機がニュートラル状態にあるか、又は前記車両が停止状態にあると判定されたときには、前記内燃機関の回転数とは無関係に前記アクセル開度に基づきアクセル開度が増大するほど前記目標スロットル開度を大きく設定する目標スロットル開度設定手段とを備える内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項２】
前記車両が停止状態から走行状態に移る際には、前記内燃機関の回転数とは無関係に前記アクセル開度に基づき設定された目標スロットル開度を前記アクセル開度及び前記内燃機関の回転数に基いて設定された目標スロットル開度へと徐々に変化させる請求項１に記載の内燃機関のスロットル制御装置。
【請求項３】
アクセル開度及び内燃機関の回転数に基いて目標スロットル開度を設定し、この目標スロットル開度となる様にスロットルバルブの開度を制御する内燃機関のスロットル制御装置において、
前記内燃機関のクランク軸に連結された変速機がニュートラル状態にあるか否かを、又は前記内燃機関を搭載した車両が停止状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段によって前記変速機がニュートラル状態にあるか、又は前記車両が停止状態にあると判定されたときには、前記内燃機関の回転数とは無関係に前記目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定手段とを備え、
前記目標スロットル開度設定手段は、前記状態判定手段による判定に異常があるときに、前記内燃機関の回転数とは無関係に前記目標スロットル開度を設定する内燃機関のスロットル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータによってスロットルバルブを開閉させる内燃機関のスロットル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置としては、例えば特開平１０−２９９５４６号公報に記載のものがある。この従来例では、アクチュエータによってスロットルバルブを開閉させており、アクセル開度及び内燃機関の回転数に基いて目標スロットル開度を設定し、この目標スロットル開度となる様にスロットルバルブの開度を制御している。更に、その上で、スロットルバルブの開閉位置に基いて内燃機関がアイドル状態であるか否かを判定し、アイドル状態であるときには、スロットルバルブを略固定し、これによってアイドル状態での内燃機関の回転数を安定化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、アイドル状態のときに例えばアクセルペダルが僅かでも踏み込まれると、スロットルバルブが開かれてスロットルバルブが全閉位置から外れ、アイドル状態でないと判定される。そして、アイドル状態でないと一旦判定されると、内燃機関の回転数の上昇に伴って目標スロットル開度が増大され、スロットルバルブが更に開かれて回転数がより上昇する。このとき内燃機関の負荷が小さいと、スロットルバルブが徐々に開かれて内燃機関の回転数が大きく上昇し、運転者に対して違和感を与えるという事態を招いた。
【０００４】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、内燃機関の回転数を大きく上昇させる必要がないとき、要するに内燃機関のクランク軸に連結された変速機がニュートラルであったり、あるいは車両が停止状態であるときには、スロットルバルブの開度を抑制して、内燃機関の回転数の大きな上昇を防止することが可能な内燃機関のスロットル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】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、アクセル開度が増大するほど目標スロットル開度を大きく設定するとともに内燃機関の回転数の上昇に伴い目標スロットル開度を大きく設定し、この目標スロットル開度となる様にスロットルバルブの開度を制御する内燃機関のスロットル制御装置において、前記内燃機関のクランク軸に連結された変速機がニュートラル状態にあるか否かを、又は前記内燃機関を搭載した車両が停止状態にあるか否かを判定する状態判定手段と、前記状態判定手段によって前記変速機がニュートラル状態にあるか、又は前記車両が停止状態にあると判定されたときには、前記内燃機関の回転数とは無関係に前記アクセル開度に基づきアクセル開度が増大するほど前記目標スロットル開度を大きく設定する目標スロットル開度設定手段とを備えている。
【０００６】
本発明によれば、変速機がニュートラル状態にあるか、又は車両が停止状態にあるときには、内燃機関の回転数とは無関係にアクセル開度に基づきアクセル開度が増大するほど目標スロットル開度を大きく設定している。このため、アクセルペダルが僅かに踏み込まれ、これに応答してスロットルバルブが開かれて、内燃機関の回転数が上昇しても、この回転数の上昇に伴い目標スロットル開度が増大されることはなく、これによって内燃機関の回転数が大きく上昇せずに済む。
【０００７】
一実施形態では、前記車両が停止状態から走行状態に移る際には、前記内燃機関の回転数とは無関係に前記アクセル開度に基づき設定された目標スロットル開度を前記アクセル開度及び前記内燃機関の回転数に基いて設定された目標スロットル開度へと徐々に変化させている。
【０００８】
この様に内燃機関の回転数とは無関係にアクセル開度に基づき設定された目標スロットル開度をアクセル開度及び内燃機関の回転数に基いて設定された目標スロットル開度へと徐々に変化させると、スロットルバルブの開度が徐々に変化し、内燃機関の出力が急激に変化せずに済む。
【０００９】
一実施形態では、前記目標スロットル開度設定手段は、前記状態判定手段による判定に異常があるときに、前記内燃機関の回転数とは無関係に前記目標スロットル開度を設定している。
【００１０】
ここでは、変速機がニュートラル状態にあるか否かの判定、又は車両が停止状態にあるか否かの判定に異常があるときには、内燃機関の回転数とは無関係に目標スロットル開度を設定している。これによって、異常時に内燃機関の回転数が大きく上昇するのを抑制している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明のスロットル制御装置の一実施形態を示すブロック図である。図１において、内燃機関（以下エンジンと称す）１は車両の動力源である。このエンジン１のスロットルバルブ４は、電子制御アクチュエータとしてのスロットルアクチュエータ５によりその開度が調整され、これによってエンジン１に吸入される空気の量が調節される。
【００１３】
エンジン１の気筒を構成するシリンダ８内には図の上下方向に往復動するピストン９が配設されている。このピストン９はコンロッド１０を介してクランク軸１１に連結されている。ピストン９の上方にはシリンダ８及びシリンダヘッド１２によって区画された燃焼室１３が形成されている。燃焼室１３は、吸気弁１４及び排気弁１５を介して吸気管２及び排気管３に連通している。
【００１４】
エンジン１の吸気ポート１７には電磁駆動式のインジェクタ１８が設けられており、このインジェクタ１８には図示しない燃料タンクから燃料（ガソリン）が供給される。吸気管２上流から供給される空気とインジェクタ１８により供給される噴射燃料とが吸気ポート１７にて混合され、その混合気が吸気弁１４の開弁動作に伴い燃焼室１３内（シリンダ８内）に流入する。そして、燃焼室１３内に流入された混合気は、その中で圧縮され、点火プラグ１９から点火火花が発せられることにより点火して爆発する。エンジン１は、この爆発によって回転トルクを得ることになる。燃焼後のガスは、排気ガスとして排気弁１５を介して排気管３に排出される。
【００１５】
また、シリンダ８（ウォータジャケット）には冷却水の水温を検出するための水温センサ２１が配設されている。さらに、クランク軸１１には、その回転状態に応じて７２０°ＣＡ（クランクアングル）毎にパルス信号を出力する基準位置センサ２２と、一定のクランク角度（例えば３０°ＣＡ）毎にパルス信号を出力する回転数センサ２３が設けられている。
【００１６】
更に、吸気管２の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ２４が配設されている。運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル２５には同アクセルペダル２５の踏み込み量を検出するためのアクセルセンサ２６が配設されている。変速機（図示せず）には該変速機のシフト位置を検出するシフトセンサ２７が配設されている。駆動車輪にトルクを伝達するプロペラシャフト（図示せず）には該プロペラシャフトの回転速度（車速を示す）を検出する車速センサ２８が設けられている。
【００１７】
一方、ＥＣＵ３０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ回路等からなるマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、ＥＣＵ３０は、水温センサ２１、基準位置センサ２２、回転数センサ２３、エアフローメータ２４、アクセルセンサ２６、シフトセンサ２７及び車速センサ２８の検出信号を入力し、これらの各種検出信号に基いてエンジン水温、クランク角度、エンジン回転数、吸入空気量、アクセル開度、シフト位置及び車速を検知する。
【００１８】
また、ＥＣＵ３０は、上記センサ群による各種検出出力に基いて、燃料噴射量（燃料噴射時間）、点火時期、目標スロットル開度等を算出して、インジェクタ１８による燃料噴射、点火プラグ１９による点火、スロットルアクチュエータ５によるスロットルバルブ４の開度を制御する。
【００１９】
さて、車両の通常走行状態において、ＥＣＵ３０は、アクセルセンサ２６によって検出されたアクセル開度及び回転数センサ２３によって検出されたエンジン１の回転数に基いて目標スロットル開度を求め、スロットルアクチュエータ５を駆動制御することによってスロットルバルブ４の開度を目標スロットル開度に調節する。この様にアクセル開度だけでなく、エンジン１の回転数に応じて目標スロットル開度を求め、スロットルバルブ４の開度を調節すれば、スロットルレスポンスを向上させることができる。
【００２０】
また、エンジン１のクランク軸１１に連結された変速機がニュートラルであったり、あるいは車速が０のとき、つまりエンジン１の回転数の大きな上昇を必要としないときには、エンジン１の回転数とは無関係に目標スロットル開度を設定することによって、スロットルバルブ４の開度を抑制し、エンジン1の回転数が大きく上昇しない様にしている。
【００２１】
次に、図２のフローチャートに従って、スロットルバルブ４の開閉制御を更に詳しく説明する。
【００２２】
まず、ＥＣＵ３０は、アクセルセンサ２６によって検出されたアクセル開度ＡＰ１、回転数センサ２３によって検出されたエンジン１の回転数ＮＥ１、車速センサ２８によって検出された車速ＳＰＤ１、及びシフトセンサ２７によって検出された変速機のシフト位置を入力する（ステップＳ１００）。
【００２３】
ＥＣＵ３０は、図３に示す様な各データマップＭＰ１〜ＭＰｎを予め記憶しており、シフトセンサ２７によって検出された変速機のシフト位置に対応するデータマップを選択する。例えば、変速機のシフト位置として１速、２速、……、ｎ速があれば、ｎ個のシフト位置に対応するそれぞれのデータマップＭＰ１、ＭＰ２、……、ＭＰｎがＥＣＵ３０の記憶装置内に予め記憶されており、シフトセンサ２７によって検出されたシフト位置に対応する１つのデータマップが各データマップＭＰ１〜ＭＰｎのうちから選択される。
【００２４】
なお、変速機がマニュアル操作用のものであれば、変速機のニュートラルに対応するデータマップが設定されておらず、また変速機がオートマチックのものであれば、変速機のパーキング並びにニュートラルに対応するデータマップが設定されていないが、このときのデータマップはデータマップＭＰ１〜ＭＰｎの何れかで代用されている。
【００２５】
これらのデータマップＭＰ１〜ＭＰｎのいずれにおいても、エンジン１のそれぞれの回転数ＮＥ別に、アクセル開度ＡＰ１に対する仮目標スロットル開度の特性Ｓ１、Ｓ２、……が定められ、またあるデータマップＭＰｎにはエンジン１の回転数ＮＥとは無関係の特性Ｓ０が定められている。
【００２６】
例えば、ＥＣＵ３０は、あるシフト位置ｎに対応するデータマップＭＰｎからエンジン１の回転数ＮＥとは無関係の特性Ｓ０を参照して、アクセルセンサ２６によって検出されたアクセル開度ＡＰ１に対する第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０を求める（ステップＳ１１０）。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、シフトセンサ２７によってシフト位置ｎが検出されると、シフト位置ｎに対応するデータマップＭＰｎを選択し、データマップＭＰｎにおける回転数ＮＥの各特性Ｓ１、Ｓ２、……のうちから回転数センサ２３によって検出されたエンジン１の回転数ＮＥ１の特性を選択する。例えば、回転数センサ２３によって検出されたエンジン１の回転数ＮＥ１が１０００ｒｐｍであれば、特性Ｓ１を選択し、この特性Ｓ１を参照して、アクセルセンサ２６によって検出されたアクセル開度ＡＰ１に対する第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０を求める（ステップＳ１１５）。
【００２８】
回転数センサ２３によって検出されたエンジン１の回転数ＮＥ１がデータマップにおける２つの特性の回転数の中間に位置する場合は、２つの特性を選択して、補間法により回転数ＮＥ１の特性を求め、この特性を参照して、検出されたアクセル開度ＡＰ１に対する第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０を求める。
【００２９】
次に、ＥＣＵ３０は、シフトセンサ２７によって検出されたシフト位置に基いて、変速機がオートマチックのものであれば、変速機のシフト位置がパーキング又はニュートラルであるか否かを判定する。また、変速機がマニュアル操作用のものであれば、変速機がニュートラルであるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。
【００３０】
また、ＥＣＵ３０は、車速センサ２８に異常が発生しているか否かを判定すると共に、車速センサ２８によって検出された車速ＳＰＤ１が０であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。車速センサ２８に異常が発生しているか否かは、例えばシフトセンサ２７によって検出されたシフト位置及び回転数センサ２３によって検出されたエンジン１の回転数から車速を算出し、この算出された車速と車速センサ２８によって検出された車速ＳＰＤ１を比較することによって判定される。
【００３１】
更に、ＥＣＵ３０は、車速センサ２８によって検出された車速ＳＰＤ１が予め設定された車速しきい値ＳＰＤＩＮＴ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。
【００３２】
ここで、車両の通常走行状態においては、変速機のシフト位置がパーキングやニュートラル以外に設定されている（ステップＳ１２０，Ｙｅｓ）。このときに車速センサ２８に異常が発生していなければ、車速ＳＰＤ１が０でなく（ステップＳ１３０，Ｎｏ）、車速ＳＰＤ１が車速しきい値ＳＰＤＩＮＴ以上となる（ステップＳ１４０，Ｎｏ）。この場合、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１１５において求めた第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥとして設定する（ステップＳ１４５）。そして、ＥＣＵ３０は、スロットルアクチュエータ５を駆動制御することによって、スロットルバルブ４の開度を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥに調節する。
【００３３】
この様に車両の通常走行状態であって、車速センサ２８に異常が発生しておらず、車速ＳＰＤ１が十分に高ければ、変速機のシフト位置及びエンジン１の回転数ＮＥ１に対応するデータマップ上の特性に基いて求めれられた第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０を選択して、この第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥとして設定し、スロットルバルブ４の開度を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥに制御する。要するに、アクセルセンサ２６によって検出されたアクセル開度ＡＰ１及び回転数センサ２３によって検出されたエンジン１の回転数に応じてスロットルバルブ４の開度が調節され、良好なスロットルレスポンスが実現される。
【００３４】
次に、通常走行状態でなく、変速機のシフト位置がパーキングやニュートラルに設定されていたり（ステップＳ１２０，Ｎｏ）、車速センサ２８に異常が発生していたり、車速ＳＰＤ１が０であれば（ステップＳ１３０，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１１０において求めた第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥとして設定し（ステップＳ１６０）、スロットルアクチュエータ５を駆動制御することによって、スロットルバルブ４の開度を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥに調節する。
【００３５】
すなわち、エンジン１のクランク軸１１に連結された変速機がニュートラルであったり、車速センサ２８によって検出された車速ＳＰＤ１が０であるか、あるいは車速センサ２８に異常が発生しているとき、つまりエンジン１の回転数の大きな上昇を必要としないか、あるいはエンジン１の回転数の大きな上昇を必要としないか否かの判別が不可能であるときには、データマップ上のエンジン１の回転数ＮＥとは無関係の特性Ｓ０に基いて求めれられた第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０を選択し、この第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥとして設定し、スロットルバルブ４の開度を目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥに制御する。従って、スロットルバルブ４の開度は、エンジン１の回転数ＮＥとは無関係に設定される。このため、アクセルペダル２５が踏み込まれてエンジン１の回転数が上昇しも、この回転数の上昇に伴ってスロットルバルブ４の開度が更に開かれることはなく、エンジン１の回転数が低く抑制され安定化する。
【００３６】
次に、車速ＳＰＤ１が０である状態から通常走行状態へと移行するに際しては、変速機のシフト位置がパーキングやニュートラル以外に設定される（ステップＳ１２０，Ｙｅｓ）。このとき、車速ＳＰＤ１が０ではないものの（ステップＳ１３０，Ｎｏ）、車速ＳＰＤ１が車速しきい値ＳＰＤＩＮＴ未満であれば（ステップＳ１４０，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、車速しきい値ＳＰＤＩＮＴに対する検出された車速ＳＰＤ１の車速比率ＳＰＤＴＲＮ（＝ＳＰＤ１／ＳＰＤＩＮＴ）を求め（ステップＳ１５０）、次の式（１）に基いて目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥを求める（ステップＳ１７０）。
【００３７】
ＴＡＮＧＬＥ＝（ＴＡ２０−ＴＡ１０）×ＳＰＤＴＲＮ＋ＴＡ１０          ……（１）
上記式（１）によれば、車速ＳＰＤ１が０のときに、目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥが第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０となり、車速ＳＰＤ１が車速しきい値ＳＰＤＩＮＴに近づくにつれて、目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥが第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０に近づく。
【００３８】
すなわち、車速ＳＰＤ１が０である状態から通常走行状態へと移行するにときには、目標スロットル開度ＴＡＮＧＬＥは、第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０から第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０へと徐々に増大される。これによって、スロットルバルブ４の開度が急変せず、エンジン１の出力トルクが徐々に増加する。
【００３９】
この様に本実施形態では、エンジン１のクランク軸１１に連結された変速機がニュートラルであったり、車速ＳＰＤ１が０であるか、あるいは車速センサ２８に異常が発生しているときには、スロットルバルブ４の開度をエンジン１の回転数ＮＥとは無関係な第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０に設定している。このため、アクセルペダル２５が踏み込まれてエンジン１の回転数が上昇しも、この回転数の上昇に伴ってスロットルバルブ４の開度が更に開かれることはなく、エンジン１の回転数が低く抑制され安定化する。
【００４０】
また、車両が停車状態から通常走行状態へと移行するにときには、スロットルバルブ４の開度をエンジン１の回転数ＮＥとは無関係な第１仮目標スロットル開度ＴＡ１０からエンジン１の回転数ＮＥ１を考慮した第２仮目標スロットル開度ＴＡ２０へと徐々に変化させているので、スロットルバルブ４の開度が急変せず、エンジン１の出力トルクが徐々に増加する。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、変速機がニュートラル状態にあるか、又は車両が停止状態にあるときには、内燃機関の回転数とは無関係にアクセル開度に基づきアクセル開度が増大するほど目標スロットル開度を大きく設定している。このため、アクセルペダルが僅かに踏み込まれ、これに応答してスロットルバルブが開かれて、内燃機関の回転数が上昇しても、この回転数の上昇に伴い目標スロットル開度が増大されることはなく、これによって内燃機関の回転数が大きく上昇せずに済む。
【００４２】
また、一実施形態によれば、内燃機関の回転数とは無関係にアクセル開度に基づき設定された目標スロットル開度をアクセル開度及び内燃機関の回転数に基いて設定された目標スロットル開度へと徐々に変化させているので、スロットルバルブの開度が徐々に変化し、内燃機関の出力が急激に変化せずに済む。
【００４３】
更に、一実施形態によれば、変速機がニュートラル状態にあるか否かの判定、又は車両が停止状態にあるか否かの判定に異常があるときには、内燃機関の回転数とは無関係に目標スロットル開度を設定している。これによって、異常時に内燃機関の回転数が大きく上昇するのを抑制している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスロットル制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１のスロットル制御装置による処理を示すフローチャートである。
【図３】図１のスロットル制御装置におけるＥＣＵに記憶されているデータマップを示す図である。
【符号の説明】
１  内燃機関（エンジン）
２  吸気管
３  排気管
４  スロットルバルブ
５  スロットルアクチュエータ
８  シリンダ
９  ピストン
１０  コンロッド
１１  クランク軸
１２  シリンダヘッド
１３  燃焼室
１４  吸気弁
１５  排気弁
１７  吸気ポート
１８  インジェクタ
１９  点火プラグ
２１  水温センサ
２２  基準位置センサ
２３  回転数センサ
２４  エアフローメータ
２５  アクセルペダル
２６  アクセルセンサ
２７  シフトセンサ
２８  車速センサ
３０  ＥＣＵ
【図１】
0003539290.tif 000002
【図２】
0003539290.tif 000003
【図３】
0003539290.tif 000004