JP2004052676A - Throttle valve device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用スロットル装置に関する。特に、前記スロットル装置のスロットルの全開位置学習方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平11−173207号公報には、エンジンのスロットル弁と連動するスロットル開度センサからの出力値を少なくとも車両停止及びエンジン停止の特定条件にてスロットル弁と連動するアクセルペダルが全開まで踏み込まれている状態で検出する検出手段を備えたスロットル開度の全開値を設定する方法が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
多くの従来技術では、イグニッションキーのオン毎にスロットルバルブ全閉位置の学習などを行い、スロットル制御の基準としている。しかし、スロットルバルブ全開位置の学習は行っておらず、スロットルバルブ全開位置におけるバラツキ下限値をスロットル全開位置として、スロットル全閉位置とスロットル全開位置を直線補間し、スロットルバルブを駆動している。この方法では、スロットルバルブ全開位置によるバラツキによって、スロットルバルブ制御位置とスロットルバルブ実位置が異なってしまう。
【0004】
本発明の目的は、スロットルバルブ全開位置をより正確に設定したスロットルバルブ装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明では、スロットル装置において、スロットルバルブ全閉位置とスロットルバルブ全開位置を記憶しておく不揮発性記憶素子(EEPROMなど)を前記スロットル装置内に配置する。また、そのスロットル装置とスロットルボディとが一体構成となったスロットルボディ一体制御装置を提供する。また、スロットル一体制御装置を組み立て後にスロットルバルブ全開位置を学習し、そのスロットルバルブ全開位置学習値を前記不揮発性素子へ保存することを提供する。これにより、前記スロットルバルブ全閉位置とスロットルバルブ全開位置を記録することが出来るので、その間を直線補間することが出来る。そのため、制御側から見たスロットルバルブ制御位置に実際の位置であるスロットル実位置をより正確に設定することが出来る。
【0006】
【発明の実施の形態】
第一の実施例は、自動車などの内燃機関に吸入される空気流量を制御するためのスロットルボディ一体制御装置について説明する。
【0007】
図1は、スロットルバルブ位置に対するスロットルバルブ内を流れる空気流量の絶対誤差の関係図を示している。図2は、スロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図を示している。
【0008】
スロットルボディ一体制御装置1(以下、スロットル装置という)における、エンジンへ吸入される空気流量を制御するためのスロットルボディ2は、スロットルバルブ3とスロットルバルブ3を駆動するモータ4と、モータ4の出力を減速してスロットルバルブ3へ動力を伝達する中間ギア5と、さらにスロットル位置開度を検出するスロットルセンサ6と、スロットルバルブ3が機械的に全閉位置となる全閉ストッパ7と、スロットルバルブ3が機械的に全開位置より大幅に開くことを防止する全開ストッパ8が配置されている。図3は、スロットルボディ2の断面図であり、前記スロットルバルブ3の動作幅は全閉ストッパ7と全開ストッパ8の間になる。一般的に全開ストッパ8は、スロットルボディ2内を流れる空気流量が最大となる角度、つまり、スロットルバルブ3を全開点へ制御した場合、スロットルバルブ3がオーバーシュートを起こしてしまうと、スロットルバルブ3が全開ストッパ8と衝突し、全開点付近でハンチングを起こしてしまうため、スロットルバルブ3の全閉点から90°の位置より大きい角度を設定する。
【0009】
スロットルボディ一体制御装置1内に制御用半導体を配置したスロットル装置9が配置されており、スロットル装置9内にはスロットルバルブ3を制御する
CPU10と、モータ4を駆動するためのドライバ11と、エンジン制御装置との通信を行うための通信端子I12を配置する。スロットルバルブ3の開度制御は、内燃機関制御装置から通信などで出力される指示開度とスロットルセンサ6から出力されるスロットルバルブ3実開度位置が一致するように、CPU10がドライバ11を制御し、スロットルバルブ開度を制御する。スロットルバルブ実開度位置の基準は、スロットルバルブ3を全閉方向に駆動させ、全閉ストッパ7で停止した位置を学習し、スロットルバルブ全閉位置を基準点とし、スロットル全開点位置は、スロットルボディ2のバラツキやスロットルセンサ6のバラツキを考慮したバラツキの下限値とする。つまり、各バラツキを考慮した下限値をスロットルバルブ全開位置とすれば、各バラツキによって上限値となったスロットルボディ2は、全開ストッパ8に衝突することを防止することが可能となる。
【0010】
ここにおいて、スロットルバルブ3の制御は、スロットルバルブ3の全閉位置と全開位置を直線補間した値で制御され、つまり、内燃機関制御装置から出力されるスロットルバルブの指示開度13をもとに、前記直線補間したスロットルバルブ位置と一致するようにスロットルバルブ3を制御する。しかし、前記スロットルバルブ全開位置は、スロットルボディ2やスロットルセンサ6のバラツキなどを考慮した全開位置の下限値であるため、内燃機関制御装置から送信される指示開度13と完全に一致させることが難しかった。さらに、前記スロットルバルブ実開度位置基準点となるスロットルバルブ全閉位置学習は、内燃機関動作開始毎に実施することが可能である。スロットルバルブ3が全閉方向に動作している場合は、内燃機関回転数は下がる傾向である(内燃機関が停止する場合もある)。しかし、スロットルボディ一体制御装置1が内燃機関に取り付けられた状態でのスロットルバルブ全開位置学習は、エンジン回転数が上昇する傾向であるため、スロットル全開位置学習は行えないでいた。
【0011】
前記問題を対策する第1の実施例として、図4に基づいて説明する。図4は、スロットル装置9のブロック図であり、図2で示す従来のスロットル制御装置内にスロットル位置全開値を保存しておく、例えば、不揮発性記憶素子14(以下、EEPROMという)を配置する。CPU10は、スロットルセンサ6の最大値を読込み、つまり、スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となる値を読込み、EEPROM14へ書き込む、つまり、スロットルバルブ位置全開学習を実施する。スロットルバルブ位置全開学習終了後、スロットルボディ一体制御装置1が内燃機関に取り付けられ、実際にスロットルボディ一体制御装置1を動作させる場合、スロットルボディ一体制御装置1のCPU10は、内燃機関動作開始毎にスロットルバルブ全閉学習を行い、また、スロットルバルブ位置全開値は、EEPROM14内に保存されているスロットルバルブ位置全開学習値を読込み、前記スロットルバルブ位置全閉学習値と前記スロットルバルブ位置全開学習値を直線補間し、内燃機関制御装置から送信される指示開度と直線補間した値が一致するように、スロットルバルブ3を制御する。これによって、内燃機関制御装置からの指示開度13とスロットルバルブ実開度を一致させることが可能となる。さらに、前記EEPROM14へスロットルバルブ位置全開学習値を保存することは、個々のスロットルボディ一体制御装置1について行うため、個々のスロットルボディ一体制御装置1のバラツキやスロットルボディ一体制御装置1によるバラツキを補償することが可能となる。
【0012】
例えば、スロットルボディ一体制御装置1のスロットルバルブ位置全開値のスロットルセンサ出力値が4Vとし、スロットルボディ2のスロットルバルブ位置全開値のスロットルセンサ出力値が4.1V とする。従来のスロットル制御装置では、前記2つのスロットルバルブ位置全開値の下限値、つまり、スロットルボディ一体制御装置1のセンサ出力値の4Vをスロットルバルブの全開位置としていた。しかし、本実施例によれば、個々にスロットルバルブ位置全開学習を行うため、それぞれにスロットルバルブのバラツキがあったとしても、図5で示すように個々のスロットルボディ一体制御装置1やスロットルセンサ6のバラツキを補償することが可能となる。
【0013】
さらに、例えば、スロットルバルブ位置全閉値のスロットルセンサ出力値が
0.5V とし、スロットルボディ一体制御装置1に対してスロットルボディ2は、スロットルセンサの使用可能範囲を広げることとなるため、つまり、CPUのAD変換率を1カウント/0.005V とすれば、スロットルボディ一体制御装置1の全開AD値は、3.5V÷0.005V=700カウントとなり、同様にスロットルボディ2は、3.6V÷0.005V=720カウントとなり、センサの分解能を広げることが可能となる。
【0014】
第2の実施例として、図6を用いて説明する。第2の実施例は、第1の実施例のスロットルバルブ位置全開学習命令を受信する、通信端子II15を有する。例えば、前記スロットルバルブ位置全開学習を実施する場合、スロットルバルブ3はスロットルボディ内を流れる空気流量が最大となるように設定から行う必要があり、スロットルバルブ3を設定した後、前記通信端子II15よりスロットルバルブ位置全開学習命令を受信した場合のみ、前記不揮発性記憶素子14へ書き込む。さらに、通信端子I12を使用して実施することも可能である。
【0015】
第3の実施例として、図7を用いて説明する。第3の実施例は、第2の実施例の前記スロットルバルブ位置全開学習命令を受信する前に、スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となるように設定する方法として、例えば、スロットルバルブ位置全開治具を使用し、前記スロットルバルブ3を設定する。例えば、スロットルバルブ位置全閉学習は、全閉ストッパ7が配置されているため、治具を使用しなくても、全閉ストッパ7へ押し付けて行うことが可能である。しかし、スロットルバルブ位置全開学習は、全開ストッパ8は、前記スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となるスロットルバルブ位置ではないため、さらに、治具を使用しないと、スロットルバルブ位置全開点にバラツキが発生するため、治具を使用してスロットルバルブ位置全開学習を行う必要が発生する。
【0016】
第4の実施例として、図8を用いて説明する。図8は、スロットルバルブ位置全開学習フロー示す。スロットルバルブ位置全開学習は、図8のように、スロットルボディ一体制御装置1組み立て直後、または、スロットルボディ一体制御装置1の試験と同時に、スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となる角度、つまり、前記第3の実施例で述べた治具を使用し、スロットルバルブ3をスロットルバルブ位置全開点へ固定し、スロットルバルブ位置全開学習を実施する。この実施例によれば、スロットルボディと一体構成となったスロットルボディ一体制御装置1であるため、従来のスロットル制御装置のように、スロットルボディ2とスロットル装置9が一体構成ではない場合、スロットルバルブ位置全開学習は、スロットルボディとスロットル制御装置が内燃機関に取り付いた状態でしか行うことができないでいたが、スロットルボディ一体制御装置1であれば、前述したように、スロットルボディ一体制御装置1の組み立て直後に行うことが可能となる。内燃機関に取り付け状態においては、スロットルバルブ位置全開学習による誤動作を防止することができる。また、内燃機関組み込み状態でのスロットルバルブ位置全開学習の不便さを回避することが出来る。
【0017】
以上述べた実施例によれば、上記記述したように、内燃機関制御装置から送信されるスロットルバルブ指示開度に対して、スロットルバルブを全閉位置から全開位置間で直線補間し制御するため、スロットルバルブ指示開度とスロットルバルブ実開度を一致することが出来る。
【0018】
また、スロットルバルブ位置全開学習時期を、スロットルバルブ位置全開点とした後に、設定することが出来る。
【0019】
また、実施例によれば、スロットルバルブ位置全開点のバラツキを無くし、前記全開点を一点に設定することが出来る。
【0020】
以上の実施例では不揮発性メモリがスロットル装置の一体に組みつけられている例を示したが、不揮発性メモリは、別体で取り付けられているユニット(例えばエンジンコントロールユニット、別の制御装置のマイコン)に設けられていても良い。即ち、不揮発性メモリ内の内容を、スロットル装置が参照できるように電気的に接続されていればよいのである。
【0021】
また、全閉位置の反対側の終端までスロットルバルブを回転させたときのスロットルセンサの出力値を記録した不揮発性記憶素子を有し、不揮発性記憶素子と制御回路が電気的に接続されている。これによって、スロットルバルブの回転範囲を記憶しておくことが出来る。これにより、スロットルバルブを全開にさせる際の終端に相当するスロットルセンサの出力が分かるので、スロットルバルブを全開位置にすることが出来る。
【0022】
また、不揮発性記録素子はスロットルバルブ装置に取り付けられている。これによって、スロットルバルブ装置をエンジンに取り付ける前、例えば工場出荷時にスロットルバルブの全開位置をスロットルバルブ個体に記憶させることが出来る。これにより、スロットルバルブ装置の電源投入時毎に全開位置を検出することなく全開位置を記憶しておくことが出来る。
【0023】
また、モータに電流が流れていない場合のスロットルバルブの位置は、全閉の位置とその反対側の終端の位置との間の位置である。これにより、スロットルバルブ制御装置の電源が切れている場合においてスロットルバルブが空気通路の壁面に噛り付くことを防止することが出来る。また、電源を投入することによって全閉位置に移動させ、全閉位置のスロットルセンサの出力を検出することで、温度等によるセンサ出力の出力差を補正することが出来る。これにより、より正確な全閉位置を学習することが出来、不揮発性記憶素子が記憶している値とでスロットルバルブの各開度におけるスロットルセンサの出力値をより正確に算出することが出来る。
【0024】
また、制御装置はスロットルバルブ装置の外部と信号を入出力する端子に接続されており、該部からの信号に基づいて前記軸を回転させることにより、スロットルバルブの位置を逐次外部の制御装置にフィードバックすることが出来る。それにより、より正確に、要求されている空気量を通過させることが出来る。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、スロットルバルブ全開位置をより正確に設定したスロットルバルブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スロットル装置のスロットル開度に対する空気流量の関係図である。
【図2】スロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図である。
【図3】スロットルボディの断面図である。
【図4】本実施例第1のスロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図である。
【図5】本実施例第1のスロットル装置における、スロットル開度に対する空気流量の関係図である。
【図6】本実施例第2のスロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図である。
【図7】本実施例第3のスロットルバルブの関係図である。
【図8】本実施例第4のスロットルバルブ位置全開学習のフロー図である。
【符号の説明】
1…スロットルボディ一体制御装置、2…スロットルボディ、3…スロットルバルブ、4…モータ、5…中間ギア、6…スロットルセンサ、7…全閉ストッパ、8…全開ストッパ、9…スロットル装置、10…CPU、11…ドライバ、
12…通信端子I、13…スロットル指示開度、14…不揮発性記憶素子、15…通信端子II、16…スロットルバルブ位置全開用治具。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a throttle device for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a method for learning a fully open position of a throttle of the throttle device.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-173207 discloses that an accelerator pedal interlocked with a throttle valve is fully depressed at least under specific conditions of vehicle stop and engine stop until an output value from a throttle opening sensor interlocked with an engine throttle valve is fully depressed. A method of setting a full throttle value of a throttle opening provided with a detecting means for detecting the throttle opening state is described.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In many prior arts, learning of the throttle valve fully closed position and the like is performed each time the ignition key is turned on, and is used as a reference for throttle control. However, learning of the throttle valve fully open position is not performed, and the throttle lower limit value at the throttle valve fully open position is set as the throttle fully open position, and the throttle fully closed position and the throttle fully open position are linearly interpolated to drive the throttle valve. In this method, the throttle valve control position differs from the actual throttle valve position due to variations due to the throttle valve fully open position.
[0004]
An object of the present invention is to provide a throttle valve device in which a throttle valve fully open position is set more accurately.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the throttle device, a non-volatile storage element (such as an EEPROM) for storing a throttle valve fully closed position and a throttle valve fully open position is arranged in the throttle device. Further, the present invention provides a throttle body integrated control device in which the throttle device and the throttle body are integrated. It is also provided that the throttle valve fully open position is learned after assembling the integrated throttle control device, and the learned value of the throttle valve fully open position is stored in the nonvolatile element. Thus, the throttle valve fully closed position and the throttle valve fully open position can be recorded, and linear interpolation can be performed between the positions. Therefore, the actual throttle position, which is the actual position, can be set more accurately at the throttle valve control position viewed from the control side.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First Embodiment A first embodiment describes a throttle body integrated control device for controlling a flow rate of air taken into an internal combustion engine of an automobile or the like.
[0007]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the position of the throttle valve and the absolute error of the air flow rate flowing through the throttle valve. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the throttle body integrated control device.
[0008]
In the throttle body integrated control device 1 (hereinafter referred to as a throttle device), a
[0009]
A throttle device 9 in which a control semiconductor is disposed is disposed in the throttle body integrated
[0010]
Here, the control of the
[0011]
A first embodiment for solving the above problem will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of the throttle device 9. In the conventional throttle control device shown in FIG. 2, a non-volatile storage element 14 (hereinafter, referred to as an EEPROM) for storing a throttle position full open value is arranged. . The
[0012]
For example, the throttle sensor output value of the throttle valve position fully open value of the throttle body integrated
[0013]
Furthermore, for example, the throttle sensor output value of the throttle valve position fully closed value is set to 0.5 V, and the
[0014]
A second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment has a communication terminal II15 for receiving the throttle valve position fully open learning command of the first embodiment. For example, when carrying out the learning of the throttle valve position full opening, it is necessary to perform the setting of the
[0015]
A third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, as a method for setting the flow rate of air flowing through the throttle body to be maximum before receiving the throttle valve position full opening learning instruction of the second embodiment, for example, the throttle valve position is fully opened. The
[0016]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a learning flow of the throttle valve position fully open. As shown in FIG. 8, the learning of the throttle valve position fully open is performed at the angle at which the air flow rate flowing through the throttle body becomes maximum immediately after assembling the throttle body integrated
[0017]
According to the embodiment described above, as described above, the throttle valve is linearly interpolated and controlled from the fully closed position to the fully open position with respect to the throttle valve instruction opening transmitted from the internal combustion engine control device. The indicated throttle valve opening and the actual throttle valve opening can be matched.
[0018]
Further, the throttle valve position fully open learning time can be set after setting the throttle valve position fully open point.
[0019]
Further, according to the embodiment, the variation of the throttle valve position fully open point can be eliminated, and the fully open point can be set to one point.
[0020]
In the above embodiment, an example is shown in which the non-volatile memory is integrated with the throttle device. However, the non-volatile memory is a separately mounted unit (for example, an engine control unit, a microcomputer of another control device). ) May be provided. That is, it is only required that the contents in the nonvolatile memory be electrically connected so that the throttle device can refer to the contents.
[0021]
In addition, a nonvolatile memory element that records the output value of the throttle sensor when the throttle valve is rotated to the end opposite to the fully closed position is provided, and the nonvolatile memory element and the control circuit are electrically connected. . Thus, the rotation range of the throttle valve can be stored. Thus, since the output of the throttle sensor corresponding to the end point when the throttle valve is fully opened is known, the throttle valve can be brought to the fully open position.
[0022]
Further, the nonvolatile recording element is attached to the throttle valve device. Thus, before the throttle valve device is attached to the engine, for example, at the time of factory shipment, the fully open position of the throttle valve can be stored in the individual throttle valve. Thus, the full open position can be stored without detecting the full open position every time the power of the throttle valve device is turned on.
[0023]
The position of the throttle valve when no current is flowing through the motor is a position between the fully closed position and the terminal position on the opposite side. Thus, it is possible to prevent the throttle valve from biting on the wall of the air passage when the power of the throttle valve control device is turned off. Further, by turning on the power, the actuator is moved to the fully closed position, and by detecting the output of the throttle sensor at the fully closed position, the output difference of the sensor output due to temperature or the like can be corrected. As a result, a more accurate fully closed position can be learned, and the output value of the throttle sensor at each opening of the throttle valve can be calculated more accurately with the value stored in the nonvolatile storage element.
[0024]
The control device is connected to a terminal for inputting and outputting a signal to and from the outside of the throttle valve device, and by rotating the shaft based on a signal from the portion, the position of the throttle valve is sequentially transmitted to an external control device. You can give feedback. Thereby, the required amount of air can be passed more accurately.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a throttle valve device in which the throttle valve fully open position is set more accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an air flow rate and a throttle opening degree of a throttle device.
FIG. 2 is a configuration block diagram of a throttle body integrated control device.
FIG. 3 is a sectional view of a throttle body.
FIG. 4 is a configuration block diagram of a first throttle body integrated control device of the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the throttle opening and the air flow rate in the first throttle device of the embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second throttle body integrated control device according to the embodiment;
FIG. 7 is a relationship diagram of a third throttle valve according to the present embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of a fourth embodiment of the present invention in which a throttle valve position is fully opened.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
12: Communication terminal I, 13: Throttle instruction opening, 14: Non-volatile storage element, 15: Communication terminal II, 16: Jig for fully opening throttle valve position.
Claims (9)
前記空気通路を横断する軸に取り付けられ、軸と共に回転することによって前記空気通路を全閉するスロットルバルブ、
前記軸を回転させるモータ、
前記モータの回転を制御する制御回路及び
前記軸の回転角を検出するスロットルセンサを有するスロットルバルブ装置において、
前記全閉位置の反対側の終端まで前記スロットルバルブを回転させたときのスロットルセンサの出力値を記録した不揮発性記憶素子を有し、
前記不揮発性記憶素子と前記制御回路が電気的に接続されていることを特徴とするスロットルバルブ装置。A tubular air passage having an air inlet and an air outlet,
A throttle valve attached to a shaft crossing the air passage, and fully closing the air passage by rotating with the shaft;
A motor for rotating the shaft,
In a throttle valve device having a control circuit that controls the rotation of the motor and a throttle sensor that detects a rotation angle of the shaft,
A nonvolatile storage element that records an output value of a throttle sensor when the throttle valve is rotated to an end opposite to the fully closed position;
The throttle valve device, wherein the nonvolatile memory element and the control circuit are electrically connected.
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JP2006220098A (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Hitachi Ltd | Sensor or electromagnetic operating element, fuel injection valve, and method of controlling or driving the fuel injection valve |
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- 2002-07-22 JP JP2002211906A patent/JP2004052676A/en active Pending
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