(57)【要約】【課題】エンジン音色の魅力品質向上が図られたエンジン１の吸気制御装置を提供する。【解決手段】高負荷時かつ低回転域でスロットル弁６が、スロットル弁６の全開時に対して実質的に同等のエンジン出力が得られる所定開度以上に開かぬようにスロットル弁開度の上限が制限されたエンジン１の吸気制御装置において、高負荷かつ所定の中速回転を上回る回転域では、スロットル弁開度が全開となるよう制御されている。これによって、低回転高負荷領域では静粛性を確保し、中速回転以上の高負荷領域ではエンジン音色の演出による音質向上を図ることができる。【選択図】図１
2007138854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセル操作量と独立にスロットル弁の開度を制御可能な装置を備え、高負荷時かつ低回転域でスロットル弁が、スロットル弁の全開時に対して実質的に同等のエンジン出力が得られる所定開度以上に開かぬようにスロットル弁開度の上限が制限されたエンジンの吸気制御装置において、
高負荷かつ所定の中速回転を上回る回転域では、スロットル弁開度が全開となるよう制御されていることを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
【請求項２】
スロットル弁開度目標値はアクセル操作量に略比例する値として算出されるが、高負荷時かつ低回転域では、スロットル弁の全開時に対して実質的に同等のエンジン出力が得られる所定開度以上に開かぬようにスロットル弁開度の上限が制限され、高負荷かつ所定の中速回転を上回る回転域では、スロットル弁開度が全開となるよう制御されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸気騒音を低減するために低回転高負荷時のスロットル弁開度を、全開時と同等のトルクが得られる最低開度に制御するようにした吸気制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−５４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、低回転高負荷時は、吸気騒音を抑えるためにスロットル弁開度を絞りたいが、中速回転以上では、エンジン音色演出のため、スロットル弁開度を絞らずに吸気音の次数成分を大きくしたいという要望がある。
【０００４】
つまり、エンジンの吸気音の音質改善を図りたい中速回転以上の領域において、上述した低回転高負荷時と同様に、スロットル弁開度を絞るような制御を行うと、吸気音圧が小さくなってしまい、エンジン音色の魅力品質向上を図ることができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、高負荷時かつ低回転域でスロットル弁が、スロットル弁の全開時に対して実質的に同等のエンジン出力が得られる所定開度以上に開かぬようにスロットル弁開度の上限が制限されたエンジンの吸気制御装置において、高負荷かつ所定の中速回転を上回る回転域では、スロットル弁開度が全開となるよう制御されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、低回転高負荷領域では静粛性を確保し、中速回転以上の高負荷領域ではエンジン音色の演出による音質向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明に係るエンジンの吸気制御装置のシステム構成を示す説明図である。エンジン１の吸気通路３には、モータ５などでスロットル弁６を開閉駆動する、いわゆる電子制御スロットル装置４が介装されており、スロットル弁開度によってエンジン１に吸入される空気量が調整され、エンジン１の出力トルクが制御される。
【０００９】
電子制御スロットル装置４を駆動するため、スロットルコントロールモジュール（以下ＴＣＭ）７を備える。パワートレインコントロールモジュール（以下ＰＣＭ）１１からのスロットル弁開度指令が送信されると、ＴＣＭ７では、スロットル弁開度指令をモータ駆動電圧に変換してモータ５に出力するとともに、実際のスロットル弁開度（スロットルセンサ８により検出）がＰＣＭ１１からの開度指令と一致するようにモータ駆動電圧（スロットル弁開度）をフィードバック制御する。
【００１０】
アクセルセンサ１２からのアクセル操作量信号、クランク角センサ１３からのエンジン回転数信号が入力されるＰＣＭ１１では、これらの信号に基づいて目標スロットル弁開度を演算し、これをスロットル弁開度指令としてＴＣＭ７に送信する。
【００１１】
さて、低回転高負荷時には吸気騒音が問題になりやすい。これは、起振力が大きくなる高負荷時に吸気脈動を主な要因として吸気騒音が生じると、もともと静かな低回転域でこの吸気騒音が目立つからである。
【００１２】
低回転域でスロットル弁開度と吸入空気流量の関係がどうなるかを図２に示すと、吸入空気流量は、スロットル弁開度の増加に伴いリニアに増えていくものの、第１の所定開度Ａ以上の領域においてスロットル弁開度を大きくしても、吸入空気流量はほとんど増えない。つまり、スロットル弁開度が第１の所定開度Ａ以上となる領域に限っては、スロットル弁の全開時に対して実質的に同等のエンジン出力が得られるので、スロットル弁開度が第１の所定開度Ａ以上とならないように制限しても出力への影響がほとんどなく、かえってスロットル弁開度を第１の所定開度Ａに制限（吸気ダクトを絞ることに相当）することで、吸気騒音を低減できるのである。
【００１３】
ここで、第１の所定開度Ａは、具体的には最大の吸入空気流量に対して約５％減じた吸入空気流量となる開度である。
【００１４】
一方、スロットル弁開度を制限する運転域は前述のように高負荷時かつ低回転域であるが、このうち高負荷時は、図２においてスロットル弁開度が第２の所定開度Ｂ（ただしＢ＜Ａ）以上となる領域であればよい。また、低回転域は、最大出力発生回転数（最大のエンジン出力が発生する回転数のこと）を上限としてこれ以下の回転数範囲であればよい。
【００１５】
そこでＰＣＭ１１では、高負荷時かつ低回転域でスロットル弁開度が所定開度Ａ以上に開かないようにする。
【００１６】
さらに、ＰＣＭ１１では、図３に示すように、静粛性を確保したい領域と、エンジン音色を演出した領域と、に応じて、スロットル弁開度の制御方法を切り換える。
【００１７】
詳述すると、静粛性を確保したい領域である高負荷で例えば３０００ｒｐｍ以下の低回転域（所定の中速回転以下の回転域）では、上述したようにスロットル弁開度をエンジンの要求トルクを出すために必要な最低開度、すなわちエンジンが必要としている空気量を確保する開度に制御する。一方、吸気音でエンジン音色を演出した領域である高負荷で例えば３０００ｒｐｍを上回る回転域（所定の中速回転を上回る回転域）では、スロットル弁開度が全開となるように制御する。換言すれば、高負荷時には予め設定された所定のスロットル開度切り換え回転数を境に、スロットル弁開度の制御を切り換える。
【００１８】
ＰＣＭ１１で実行されるこの制御の内容を、図４のフローチャートにしたがって説明する。同図は一定時間毎に実行する。
【００１９】
ステップ（以下Ｓと記す）１１ではアクセルセンサ１２からのアクセル操作量ＡＰＳとクランク角センサ１３からのエンジン回転数Ｎｅを読み込む。
【００２０】
Ｓ１２では、エンジン回転数Ｎｅがスロット開度切り換え回転数（本実施形態においては３０００ｒｐｍ）よりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはＳ１３へ進み、小さい場合にはＳ１５へ進む。
【００２１】
Ｓ１５では、アクセル操作量ＡＰＳ及びエンジン回転数Ｎｅに基づいて目標スロットル弁開度ＯＰを演算し、Ｓ１６へ進む。この目標スロットル開度ＯＰの演算方法については各種提案されており、例えば図５に示したように、エンジン回転数一定の条件でアクセル操作量ＡＰＳに比例させて求めるものがある（本出願人による特開平９−２８７５１３号公報参照）。尚、目標スロットル弁開度の演算方法そのものに本発明の要部はないので、説明は省略する。
【００２２】
Ｓ１６ではエンジン回転数Ｎｅに応じて所定開度ＯＰ１（＝Ａ）を算出し、この所定開度ＯＰ１と目標スロットル弁開度ＯＰをＳ１７において比較する。
【００２３】
ＯＰ＜ＯＰ１であればＳ１８に進み、目標スロットル弁開度ＯＰをスロットル弁開度指令ｔＴＶＯとし、これをＴＣＭ７に送信する。
【００２４】
これに対してＯＰ≧ＯＰ１のときは、Ｓ１７からＳ１９に進んで所定開度ＯＰ１をスロットル弁開度指令ｔＴＶＯとする。
【００２５】
上記の所定開度ＯＰ１の特性を図６に示す。同図において、実線が従来の特性であり、従来装置ではいずれの回転数であろうと、要求に応じてスロットル弁を全開まで使用していた。つまり、従来装置における所定開度ＯＰ１は、スロットル弁の全開位置であったわけである。
【００２６】
これに対して本発明では、最大出力発生回転数以下の回転数範囲において、破線や一点鎖線で示す特性のように、スロットル弁の全開位置よりも小さなところに所定開度ＯＰ１を設けている。
【００２７】
ここで、図６の破線の特性は、要求されるエンジン出力に対して必要十分なスロットル弁径を有するエンジンに対するもの、また、図６の一点鎖線の特性は、要求されるエンジン出力に対してスロットル弁径に余裕のあるエンジンに対するものである。
【００２８】
尚、図６において、スロットル弁開度が制限される回転数範囲で、エンジン回転数が高くなるほどＯＰ１の値を大きくしているが、これは、エンジン回転数が高くなるほど高い出力（つまり大きな吸入空気流量）が要求されるので、これに応じたものである。簡単にはＯＰ１は一定値でもかまわない。
【００２９】
一方、Ｓ１２からＳ１３へ進んだ場合には、Ｓ１３にて目標スロットル弁開度ＯＰ２を算出する。Ｓ１３においては、ＡＰＳが一定開度以上、すなわち高負荷運転状態時においては、必要空気量が得られる開度以上にスロットル弁を開く。つまり、高負荷運転では、目標スロットル弁開度ＯＰ２は、スロットル弁開度を全開とするものである。また、ＡＰＳが一定開度未満、すなわち高負荷運転状態以外の場合には、目標スロットル弁開度ＯＰ２は、エンジン回転数一定の条件でアクセル操作量ＡＰＳに比例させて求められた値とする。
【００３０】
そしてＳ１３からＳ１４に進んで、この目標スロットル弁開度ＯＰ２をスロットル弁開度指令ｔＴＶＯとする。
【００３１】
Ｓ２０では、スロットル弁開度指令ｔＴＶＯをＴＣＭ７に送信する。
【００３２】
そして、Ｓ２１では、スロットル弁開度指令ｔＴＶＯに基づいてスロットル弁６を駆動する。
【００３３】
このように本発明では、高負荷時かつ低回転域でスロットル弁開度が所定開度Ａ以上に開かないようにしたので、低回転高負荷時に問題となる吸気騒音を低減することができる。
【００３４】
また、同じエンジン要求出力で比較したとき、スロットル弁径に余裕のあるエンジンのほうが、必要十分なスロットル弁径を有するエンジンよりも所定開度ＯＰ１を小さくすることが可能になるので、これに対応して、スロットル弁径に余裕のあるエンジンのほうが、必要十分なスロットル弁径を有するエンジンよりも、さらに吸気騒音を低減することができる。
【００３５】
そしてさらに、エンジン音色の演出を行う中速回転以上の高負荷領域からはスロットル弁開度を全開にすることによる吸気音の音質付加によるエンジン音色の魅力品質向上を図ることができる。
【００３６】
詳述すると、図７及び図８に示すように、吸気騒音（４気筒でいえば２次吸気音）を小さくしたい低回転高負荷領域ではスロットル弁開度をトルクが低下しない範囲で最低開度に規制し、音色（４気筒でいえば４次吸気音の音色）の演出をしたい中速回転以上の高負荷領域ではスロットル弁開度を全開にすることで、静粛性と吸気音によるエンジン音色の演出の両立を図ることができる。
【００３７】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００３８】
（１）  アクセル操作量と独立にスロットル弁の開度を制御可能な装置を備え、高負荷時かつ低回転域でスロットル弁が、スロットル弁の全開時に対して実質的に同等のエンジン出力が得られる所定開度以上に開かぬようにスロットル弁開度の上限が制限されたエンジンの吸気制御装置において、高負荷かつ所定の中速回転を上回る回転域では、スロットル弁開度が全開となるよう制御されている。これによって、低回転高負荷領域では静粛性を確保し、中速回転以上の高負荷領域ではエンジン音色の演出による音質向上を図ることができる。
【００３９】
（２）  上記（１）に記載のエンジンの吸気制御装置は、具体的には、スロットル弁開度目標値はアクセル操作量に略比例する値として算出されるが、高負荷時かつ低回転域では、スロットル弁の全開時に対して実質的に同等のエンジン出力が得られる所定開度以上に開かぬようにスロットル弁開度の上限が制限され、高負荷かつ所定の中速回転を上回る回転域では、スロットル弁開度が全開となるよう制御されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るエンジンの吸気制御装置のシステム構成を示す説明図。
【図２】スロットル弁開度と吸入空気量の関係を示す特性図。
【図３】本発明に係るエンジンの吸気制御装置におけるスロットル弁開度の制御例を模式的に示した説明図。
【図４】スロットル弁開度指令の制御の流れを示すフローチャート。
【図５】アクセル操作量に対する目標スロットル弁開度の特性図。
【図６】所定開度ＯＰ１の特性図。
【図７】本発明に係るエンジンの吸気制御装置の効果例を示す説明図。
【図８】本発明に係るエンジンの吸気制御装置の効果例を示す説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンジン
３…吸気通路
６…スロットル弁
【図１】
2007138854.tif 000003
【図２】
2007138854.tif 000004
【図３】
2007138854.tif 000005
【図４】
2007138854.tif 000006
【図５】
2007138854.tif 000007
【図６】
2007138854.tif 000008
【図７】
2007138854.tif 000009
【図８】
2007138854.tif 000010