(57)【要約】【課題】電制スロットル装置を備える内燃機関において、アクセル急開時のエンジン回転の息つきを防止しえるようにする。【解決手段】アクセル操作量およびエンジン回転数に規定される基本スロットル開度を求める手段（S1〜S3）、目標スロットル開度に規定されるスロットル上限リミット変化量を求める手段（S6）、目標スロットル開度の設定値をスロットル上限リミット変化量に加えるスロットル上限リミット開度を求める手段（S7）、基本スロットル開度とスロットル上限リミット開度との比較により小さい方の値を目標スロットル開度に設定する手段(S4，S5)、を備える。【選択図】図２
2005180391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル弁の開度を目標スロットル開度の設定値に制御する手段、吸気通路に空燃比が略一定の混合気を生成するべく吸入空気量に応じて燃料の供給量を制御する手段、を備える内燃機関において、アクセル操作量およびエンジン回転数に規定される基本スロットル開度を求める手段、目標スロットル開度に規定されるスロットル上限リミット変化量を求める手段、目標スロットル開度の設定値をスロットル上限リミット変化量に加えるスロットル上限リミット開度を求める手段、基本スロットル開度とスロットル上限リミット開度との比較により小さい方の値を目標スロットル開度に設定する手段、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
目標スロットル開度に規定されるスロットル上限リミット変化量を求める手段は、目標スロットル開度が大きくなる程、２次関数的にスロットル上限リミット変化量が大きくなる特性のマップデータを格納する手段、目標スロットル開度の設定値に基づいてマップデータから目標スロットル開度に対応するスロットル上限リミット変化量を検索する手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る内燃機関の制御装置。
【請求項３】
吸気通路に空燃比が略一定の混合気を生成するべくエンジン回転数および吸気圧力に応じて燃料の供給量を制御する手段は、エンジン回転数および吸気圧力に応じた燃料の供給量をスロットル弁の上流に噴射する手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係るものであり、エンジン回転の上昇に息つきが生じるのを防止するようにした電制スロットル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットル弁をアクセルペダルとメカニカルに連結するのでなく、駆動手段（直流式または交流式のモータ）により開閉させる電子制御式のスロットル装置（電制スロットル装置と略称する）を備える内燃機関において、加速ショック，ノッキング，等の発生を抑制するため、アクセル操作量（アクセルペダルの踏み量）とスロットル弁の開度変化との関係を運転状態毎に最適な非線形率に制御するようにしたものが開示される（特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−７４６３８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧縮天然ガス（CNG）等の気体燃料を使用する内燃機関であり、吸入空気量に応じた燃料量をスロットル弁の上流へ供給するシングルポイント式噴射の場合、スロットル弁がアクセルペダルとメカニカルに連結する仕様においては、スロットル弁の開度の変化量に応じた燃料噴射量の過渡補正を行っているが、運転条件（エンジン回転数など）によっては、スロットル急開時のエンジン回転の上昇に息つきを生じることがある（図５、参照）。これは、スロットル弁の全閉側において、単位開度あたりの吸入空気量の変化が大きく、燃料の供給が追いつかず、トルク不足になるからと考えられる。
【０００４】
特許文献１の場合、スロットル弁の開度変化はアクセル操作量に応じた最適な非線形率に制御されるが、アクセル操作量が素早く変化すると、アクセル操作量に応じたスロットル弁の開度変化も急となり、エンジン回転の息つきを生じかねないのである。
【０００５】
この発明は、このような課題を解決するための有効な手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、スロットル弁の開度を目標スロットル開度の設定値に制御する手段、吸気通路に空燃比が略一定の混合気を生成するべくエンジン回転数および吸気圧力に応じて燃料の供給量を制御する手段、を備える内燃機関において、アクセル操作量およびエンジン回転数に規定される基本スロットル開度を求める手段、目標スロットル開度に規定されるスロットル上限リミット変化量を求める手段、目標スロットル開度をスロットル上限リミット変化量に加えるスロットル上限リミット開度を求める手段、基本スロットル開度とスロットル上限リミット開度との比較により小さい方の値を目標スロットル開度に設定する手段、を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に係る内燃機関の制御装置において、目標スロットル開度に規定されるスロットル上限リミット変化量を求める手段は、目標スロットル開度が大きくなる程、２次関数的にスロットル上限リミット変化量が大きくなる特性のマップデータを格納する手段、目標スロットル開度の設定値に基づいてマップデータから目標スロットル開度に対応するスロットル上限リミット変化量を検索する手段、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明に係る内燃機関の制御装置において、吸気通路に空燃比が略一定の混合気を生成するべくエンジン回転数および吸気圧力に応じて燃料の供給量を制御する手段は、エンジン回転数および吸気圧力に応じた燃料の供給量をスロットル弁の上流に噴射する手段、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、スロットル弁の開度は、目標スロットル開度の設定値に制御され、吸気通路に供給される燃料量は、エンジン回転数および吸気圧力に応じて制御される。スロットル弁の開度を制御するため、アクセル操作量およびエンジン回転数に規定される基本スロットル開度が求められ、目標スロットル開度に規定されるスロットル上限リミット変化量が求められる。スロットル上限リミット変化量に目標スロットル開度の設定値を加えることにより、スロットル上限リミット開度が求められるのである。そして、基本スロットル開度とスロットル上限リミット開度との比較により、小さい方の値が目標スロットル開度に設定される。このため、基本スロットル開度＞スロットル上限リミット開度のときは、スロットル上限リミット開度が目標スロットル開度に設定され、基本スロットル開度＜スロットル上限リミット開度のときは、基本スロットル開度が目標スロットル開度に設定される。なお、基本スロットル開度＝スロットル上限リミット開度のときは、基本スロットル開度（またはスロットル上限リミット開度）が目標スロットル開度に設定される。
【００１０】
アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時においては、基本スロットル開度の変化が急傾斜となるため、スロットル上限リミット開度が目標スロットル開度に設定される。スロットル上限リミット変化量は、単位開度あたりの吸入空気量の変化に対して燃料の供給（エンジン回転数と吸気圧力に応じて制御される）が追いつける許容最大値であり、単位開度あたりの吸入空気量の変化が大きいスロットル弁の全閉側で小さく、同じく小さい全開側で大きくなるように目標スロットル開度をパラメータに規定されるのである。したがって、アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時においては、スロットル上限リミット開度が目標スロットル開度に設定されるので、スロットル上限リミット変化量が小さい全閉側でスロットル弁の開度変化を緩やかに維持しえるため、燃料の供給遅れに伴うエンジン回転の息つきが生じるのを防止できるようになる。
【００１１】
第２の発明によれば、マップデータから目標スロットル開度の設定値に応じて検索されるスロットル上限リミット変化量は、目標スロットル開度が大きくなる程、２次関数的に大きくなるので、スロットル上限リミット変化量が小さい全閉側で目標スロットル開度にスロットル上限リミット開度を、スロットル上限リミット変化量が大きい全閉側で目標スロットル開度に基本スロットル開度を設定することが可能となり、アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時において、エンジン回転の息つきを防止しつつ、アクセル操作量に応じた加速性能を確保しえるのである。
【００１２】
第３の発明によれば、エンジン回転数および吸気圧力に応じた燃料の供給量がスロットル弁の上流に噴射される場合、燃料が気筒へ到達するまでの遅れ時間により、エンジン回転の息つきが顕著になりやすいと考えられるが、アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時においては、スロットル上限リミット変化量が小さい全閉側でスロットル弁の開度変化を緩やかに維持しえるので、その息つきを有効に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１において、10は車両に搭載されるエンジン（内燃機関）であり、燃料にCNG（圧縮天然ガス）が使用される。エンジン10の吸気通路12にスロットル弁13が介装され、その弁軸に駆動手段14（直流式または交流式のモータ）が連結される。15はアイドル時のエンジン回転数を目標アイドル回転に制御するISC（アイドル・スピード・コントロール）バルブであり、スロットル弁13をバイパスする吸気通路16に介装される。
【００１４】
スロットル弁13（駆動手段14）およびISCバルブ（電磁弁）15の上流に燃料供給装置のノズル17が配置される。燃料供給装置は、空燃比が略一定の混合気を生成するべく、ノズル17への燃料の供給量（噴射量）を運転状態に応じて制御する。18はエンジンの点火プラグであり、混合気はエンジン10の気筒（シリンダ）に吸入され、点火プラグ18により、圧縮行程の死点付近で点火される。点火プラグ18は、運転状態に応じた最適な点火時期に制御される。燃料の供給量（噴射量）については、エンジン回転数およびスロットル弁13下流の吸気圧力に応じた基本燃料噴射量と、空燃比の目標値と検出値との偏差に応じたフィードバック補正量と、から決定されるのである。
【００１５】
スロットル弁13を制御するのがエンジンコントロールユニット20であり、アクセル操作量（アクセルペダルの踏み量）を検出するアクセル開度センサ21、クランク角およびエンジン回転数を検出するクランク角センサ22、が備えられる。エンジンコントロールユニット20においては、アクセル操作量（アクセル開度）およびエンジン回転数に規定される基本スロットル開度を算出する手段25、基本スロットル開度と後述するスロットル上限リミット開度との比較により、小さい方の値（両者が同等の場合、いずれかの値）を目標スロットル開度に設定するとともにスロットル弁の開度を制御するべく目標スロットル開度の設定値に相応する電気信号を駆動手段14への出力する手段28、駆動手段14への出力（目標スロットル開度の設定値）に応じたスロットル上限リミット変化量を算出する手段26、目標スロットル開度の設定値（駆動手段14への出力）をスロットル上限リミット変化量に加えるスロットル上限リミット開度を算出する手段27、が設けられる。
【００１６】
基本スロットル開度算出手段25においては、アクセル操作量およびエンジン回転数をパラメータに規定される基本スロットル開度を設定するデータマップが格納され、アクセル操作量の検出値およびエンジン回転数の検出値に基づいて、データマップを検索することにより、これらに対応する基本スロットル開度が求められる。スロットル上限リミット変化量算出手段26においては、目標スロットル開度をパラメータに規定されるスロットル上限リミット変化量を設定するデータマップが格納され、駆動手段14への出力に基づいて、データマップを検索することにより、目標スロットル開度の設定値に対応するスロットル上限リミット変化量が求められる。
【００１７】
スロットル上限リミット変化量は、単位開度あたりの吸入空気量の変化に対して燃料の供給が追いつける許容最大値であり、単位開度あたりの吸入空気量の変化が大きいスロットル弁の全閉側で小さく、同じく小さい全開側で大きくなるように目標スロットル開度をパラメータに規定されるのである。図４のデータマップ（ａ）においては、目標スロットル開度が大きくなる程、２次関数的にスロットル上限リミット変化量が大きくなる特性に設定される。
【００１８】
図３は、スロットル開度制御のダイアグラムであり、エンジン回転数vnnおよびアクセル操作量（アクセル開度）vapsperに基づいて、基本スロットル開度TBTVODRVのデータマップから、これらに対応する基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎが求められ、基本スロットル開度（vtvomark−old）ｎとスロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nとの比較により小さい方の値（両者が同等の場合、いずれかの値）が目標スロットル開度（vtvomark）nに設定され、目標スロットル開度（vtvomark）nに相応する電気信号が駆動手段14へ出力される。スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nは、スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nに前回（実行周期１サイクル前）の目標スロットル開度（vtvomark）n-1を加算したものであり、スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nは、スロットル上限リミット変化量TBTVOMAXのデータマップから求める目標スロットル開度の前回値（vtvomark）n-1に対応する検索値である。
【００１９】
このような構成により、スロットル弁13の開度は、目標スロットル開度（vtvomark）nに制御され、吸気通路12に供給される燃料量は、エンジン回転数および吸気圧力に応じた基本噴射量およびフィードバック補正量に制御される。スロットル弁13の開度を制御するため、アクセル操作量vapsperおよびエンジン回転数vnnに規定される基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎが求められ、目標スロットル開度（vtvomark）n-1に規定されるスロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nが求められる。スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nに前回の目標スロットル開度（vtvomark）n-1を加えることにより、スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nが求められるのである。そして、基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎとスロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nとの比較により、小さい方の値（両者が同等の場合、いずれかの値）が目標スロットル開度（vtvomark）nに設定される。
【００２０】
このため、基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎ＞スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nのときは、スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nが目標スロットル開度（vtvomark）nに設定され、基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎ＜スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nのときは、基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎが目標スロットル開度（vtvomark）nに設定される。基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎ＝スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nのときは、基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎまたはスロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nが目標スロットル開度（vtvomark）nに設定される。
【００２１】
アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時においては、基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎの変化が急傾斜となるため、スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nが目標スロットル開度（vtvomark）nに設定される（図４、参照）。スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nは、単位開度あたりの吸入空気量の変化に対して燃料の供給が追いつける許容最大値であり、単位開度あたりの吸入空気量の変化が大きいスロットル弁13の全閉側で小さく、同じく小さい全開側で大きくなるように規定されるのである。したがって、アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時においては、スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nが目標スロットル開度（vtvomark）nに設定されるので、スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nが小さい全閉側でスロットル弁13の開度変化を緩やかに維持しえるため、燃料の供給遅れに伴うエンジン回転の息つきが生じるのを防止できるようになる。
【００２２】
スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）のデータマップは、図４の（ａ）の場合、目標スロットル開度（vtvomark）が大きくなる程、２次関数的に大きくなるので、スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nが小さい全閉側で目標スロットル開度（vtvomark）nにスロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nを、スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nが大きい全閉側で目標スロットル開度（vtvomark）nに基本スロットル開度（vtvomark-old）ｎを設定することが可能となり、アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時において、エンジン回転の息つきを防止しつつ、アクセル操作量に応じた加速性能を確保しえるのである。
【００２３】
この実施形態において、燃料供給装置のノズル17は、スロットル弁13の上流に配置されるシングルポイント噴射式のため、ノズル13から噴射される燃料が気筒へ到達するまでの遅れ時間により、エンジン回転の息つきが顕著に生じやすくなるが、アクセル操作量が素早く変化するアクセル急開時においては、既述のスロットル開度制御により、スロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）nが小さい全閉側でスロットル弁13の開度変化を緩やかに維持しえるので、その息つきも有効に防止できるようになる。
【００２４】
図２は、スロットル開度制御のフローチャートであり、所定の実行周期DTTVOMAX（図４、参照）毎に繰り返される。S1においては、アクセル開度（アクセル操作量）の検出値を読み込む。S2においては、エンジン回転数の検出値を読み込む。S3においては、アクセル開度およびエンジン回転数に対応する基本スロットル開度（vtvomark-old）nを算出する。
【００２５】
S4およびS5においては、基本スロットル開度（vtvomark-old）nとスロットル上限リミット開度（TVO-MAX）nとの比較により、小さい方の値（両者が同等の場合、いずれかの値）を目標スロットル開度（vtvomark）nに設定する。S6においては、目標スロットル開度（vtvomark）nに対応するスロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）n＋1を算出する。S7においては、目標スロットル開度（vtvomark）nをスロットル上限リミット変化量（DTVO-MAX）n＋１に加えるスロットル上限リミット開度（TVO-MAX）n＋1を算出するのである。スロットル上限リミット開度（TVO-MAX）n＋1は、次回の実行周期をnとすると、（TVO-MAX）nとなり、S4において、基本スロットル開度（vtvomark-old）nと比較されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施形態に係るシステム概要図である。
【図２】同じくスロットル開度制御のフローチャートである。
【図３】同じくスロットル開度制御のダイアグラムである。
【図４】同じくスロットル開度制御の概要図である。
【図５】エンジン回転の息つきを説明する特性図である。
【符号の説明】
【００２７】
13  スロットル弁
14  スロットル弁の駆動手段
15  ISCバルブ
17  燃料供給装置のノズル
20  エンジンコントロールユニット
【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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