JP2003097320A - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents
内燃機関のアイドル回転数制御装置Info
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Abstract
タの位置決めを正確に行える内燃機関のアイドル回転数
制御装置を提供する。 【解決手段】 エンジン停止時ステップ数Pstopを記憶
する記憶手段11と、ステップモータの目標位置を代表
する目標位置ステップ数Ptとステップモータの現在位
置を代表する現在位置ステップ数Pxとに基づいてステ
ップモータを駆動する手段56と、アイドルが定常状態
に有るか否かを判定するアイドル状態判定手段52とを
具備し、エンジン始動時に、現在位置ステップ数として
前記エンジン停止時ステップ数Pstopを登録し、アイド
ルが定常状態にあると判定された時に、前記現在位置ス
テップ数を所定の定数である基準ステップ数に書き換
え、この現在位置ステップ数を前記アイドル時基準ステ
ップ数として記憶する。
Description
ル回転数制御装置に係り、特に、吸入空気量をステップ
モータにより調整してアイドル時の回転数を制御する内
燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
装置においては、吸気通路とは別にスロットルバルブを
迂回するよう設けられたバイパス通路の途中に、アイド
ルスピードコントロールバルブ(ISCV)が設けられ
ることが多い。そして、このISCVの開度を調整する
ことで、スロットルバルブとは独立して内燃機関の吸入
空気量が制御され、アイドル回転数が制御される。
され、その開度は、基準位置からのステップモータの作
動ステップ数によって決定されるアイドル調整弁の現在
位置と、エンジン運転状態に応じて定まる目標位置との
差に応じたパルス信号をステップモータへ供給すること
により制御される。かかる制御方法は、たとえば特公昭
63−42106号公報等により知られている。
は、アイドル調整弁の開度およびステップモータの作動
ステップ数とを、ポテンショメータやリミットスイッチ
等の基準位置センサを用いることなく簡単に対応付ける
ことを可能とするために、点火スイッチ遮断直後に、ア
イドル調整弁を全閉あるいは全開位置まで駆動するよう
にステップモータに一定のパルス信号を与え、その全閉
あるいは全開位置を基準位置とすべくステップモータの
作動ステップ数をリセットするようにしている。
方法では、エンジン点火スイッチの遮断後にステップモ
ータを全開または全閉位置まで回動させなければならな
いので、本来のバッテリとは別にイニシャル処理用のバ
ッテリをさらに搭載しなければならなかった。
を解決し、バッテリの追加することなく、ステップモー
タの位置決めを正確に行える内燃機関のアイドル回転数
制御装置を提供することにある。
ために、本発明は、アイドル吸気通路の開度を調整する
アイドル調整弁と、前記アイドル調整弁を開閉動作させ
るステップモータとを具備し、前記ステップモータの回
転位置を前記アイドル調整弁の目標開度に対応した回転
位置に一致させる内燃機関のアイドル回転数制御装置に
おいて、アイドル時基準ステップ数を記憶する記憶手段
と、エンジン始動時に、ステップモータの現在位置を代
表する現在位置ステップ数として前記アイドル時基準ス
テップ数を登録する手段と、ステップモータの目標位置
を代表する目標位置ステップ数と前記現在位置ステップ
数とに基づいてステップモータを駆動する手段と、アイ
ドルが定常状態に有るか否かを判定するアイドル状態判
定手段と、アイドルが定常状態にあると判定された時
に、前記現在位置ステップ数を所定の定数である基準ス
テップ数に書き換える手段と、アイドルが定常状態にあ
ると判定された時に、前記現在位置ステップ数を前記ア
イドル時基準ステップ数として記憶する手段とを含むこ
とを特徴とする。
きのアイドル調整弁の開度は実質的に一意に定まり、エ
ンジンを停止させてもアイドル調整弁は当該位置で保持
される。そして、上記した特徴によれば、アイドリング
が定常状態にあるときのステップモータの回転位置をア
イドル時基準ステップ数として記憶し、次にエンジンが
始動された際は、その時点でのステップモータの回転位
置を前記予め記憶しておいたアイドル時基準ステップ数
に設定するので、ステップモータの回転位置とステップ
モータの現在位置を代表する作動ステップ数との関係
を、センサを用いることなく正確に対応付けられる。
ましい実施の形態について説明する。図1は、本発明が
適用されるアイドル回転数制御装置の主要部の構成を示
した概略断面図である。
通路の中間部にスロットルボディ2が設けられている。
このスロットルボディ2には、吸気通路の開度を調整す
るスロットル弁3が回動可能に配設されるとともに、ス
ロットル弁3を迂回するアイドル吸気通路4が設けられ
ている。前記アイドル吸気通路4は、エンジンのアイド
リング時にアイドル用吸気をエンジンに導くものであ
り、その上流側4aと下流側4bとの間にアイドル調整
弁6が設けられている。
ーラ5から出力されるパルス信号により駆動されるステ
ップモータ1の回転位置に依存する。コントローラ5
は、エンジンの冷却水温度を検知する温度センサ7、エ
ンジン回転数Neを検知する回転数センサ8、およびミ
ッションのギアポジションを検知するポジションセンサ
9から検知信号を受け取って前記ステップモータ1の回
転位置を制御する。
のEEPROM11には、後に詳述するように、前回の
エンジン停止時におけるステップモータ1の回転位置を
代表するエンジン停止時ステップ数Pstopが記憶され
る。次のエンジン始動時には、コントローラ5が前記E
EPROM11から前記エンジン停止時ステップ数Pst
opを読み込み、当該ステップ数Pstopが現在(前回のエ
ンジン停止時すなわち今回のエンジン始動時)のステッ
クモータ1の回転位置を代表するものと見なして制御を
開始する。
た機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一また
は同等部分を表している。
定部51は、エンジンが始動されたか否かを判定する。
アイドル状態判定部52は、アイドリングが安定して定
常状態に落ち着いたか否かを判定する。暖気判定部53
は、エンジンが暖気運転中であるか否かを判定する。
1の現在の回転位置を代表する現在位置ステップ数Px
をカウントする。目標位置カウンタ55には、ステップ
モータ1に関する目標位置ステップ数Ptが登録され
る。モータ駆動部56は、前記現在位置ステップ数Px
が目標位置ステップ数Ptと一致するように、ステップ
モータ1へ正転または逆転用の駆動パルスを供給する。
各駆動パルスは前記現在位置カウンタ54によりカウン
トされ、現在位置ステップ数Pxは、前記駆動パルスに
応じて増減される。
3,4は、本実施形態の動作を示したフローチャートで
あり、図5は、そのタイムチャートである。
イッチが投入されると、図3のアイドル回転数制御がス
タートする。手順S1では、エンジン始動中であるか否
かが、例えば前記Neセンサ8により検知されたエンジ
ン回転数Neに基づいて、前記コントローラ5のエンジ
ン始動判定部51により判定される。本実施形態では、
エンジン回転数Neが700rpm以下であればエンジン
始動中と判定される。最初はエンジン始動中と判定され
るので手順S11へ進む。
回のエンジン停止時におけるステップモータ1の回転位
置を代表するエンジン停止時ステップ数Pstopが、コン
トローラ5によって前記EEPROM11から読み出さ
れる。
ン停止時ステップ数Pstopが、現在のステップモータ1
の回転位置を代表する現在位置ステップ数Pxとして、
コントローラ5の現在位置カウンタ54に登録される。
された現在の冷却水温度Teに基づいて、アイドル回転
数を暖気運転時に一時的に上昇させるための暖気時ステ
ップ数Paddが、ROM10の第1暖気テーブル101
に基づいて求められる。
ブルの一例を示した図である。暖気時ステップ数Padd
は、冷却水温度Teが低いほど大きな値となる。
テップ数として予め固定的に定められたアイドル時基準
ステップ数Pidle(本実施形態では、50ステップ)
が、ROM10から読み出される。
からエンジン停止時ステップ数Pstopを減じた値と前記
アイドル時基準ステップ数Pidleとの加算値[Pidle+
(Padd−Pstop)が、当面の目標位置ステップ数Ptと
して、前記コントローラ5の目標位置カウンタ55に登
録される。
Pxが、前記EEPROM11にエンジン停止時ステッ
プ数Pstopとして記憶される。ステップS17では、目
標位置ステップ数Ptと現在位置ステップ数Pxとが一致
するように、前記コントローラ5のモータ駆動部56に
よりステップモータ1が制御される。その後、図5の時
刻t2においてエンジンが始動され、これが前記手順S
1で検知されると、当該処理は手順S2へ進む。手順S
2では、エンジンが無負荷状態であるか否かが、例えば
前記ギアポジションセンサ9により検知されたギアポジ
ションに基づいて判別される。ギアポジションがニュー
トラル位置であれば、無負荷状態と判別されて手順S3
へ進む。
るか否かが、例えばエンジン回転数Neおよびスロット
ル開度に基づいて判定される。エンジン回転数Neが所
定の基準回転数よりも低く、かつスロットル開度が所定
の基準開度よりも低ければ、アイドル中と判別されて手
順S4へ進む。なお、前記手順S2,S3の判断のいず
れかが否定であれば、当該処理は手順S10の走行モー
ドへ移行する。
るか否かが、例えば冷却水の温度Teに基づいて、前記
コントローラ5の暖気判定部53により判定される。最
初は水温Teが低く、暖機運転中と判定されるので手順
S5へ進む。手順S5では、図7に一例を示した第2暖
気テーブルおよび前記水温Teに基づいて、目標アイド
ル回転域の上限値Nmax1および下限値Nmin1が求められ
る。
前記上限値Nmax1を上回っているか否か、および下限値
Nmin1を下回っているか否かが判定される。図5の時刻
t3のように、エンジン回転数Neが上限値Nmax1に達
していると、手順S8において目標位置ステップ数Pt
が減ぜられる。これとは逆に、エンジン回転数Neが下
限値Nmin1まで低下すると、手順S9において目標位置
ステップ数Ptが増される。エンジン回転数Neが前記
上下限値内にあれば、そのままステップS16以降へ進
む。
暖気運転中と判定される限り継続され、その間、冷却水
温度Teが徐々に上昇する。したがって、前記手順S5
において求められる目標アイドル回転域の上下限値Nma
x1、下限値Nmin1も徐々に低下するので、図5に示した
ように、エンジン回転数Neも徐々に低下する。
が所定の基準温度を超えると、次の手順S4では、暖気
中では無いと判別されるので、図4の手順S21へ進
む。
leが参照される。このアイドル安定フラグFidleは、後
に詳述するように、アイドリングが安定して定常状態に
あると判別されたときにセットされ、最初はアイドリン
グが過渡状態であってフラグFidleがリセット状態なの
で手順S22へ進む。手順S22では、エンジン回転数
Neの目標回転域が狭めの値ΔNnに設定される。
記目標回転域ΔNn内に収束しているか否かが判別され
る。最初は収束していないと判別されるので手順S28
へ進む。手順S28では、前記アイドル安定フラグFid
leがリセットされる。手順S29では、エンジン回転数
Neが前記目標回転域ΔNnの上限値よりも高いか否か
が判別される。図5の時刻t5のように、エンジン回転
数Neが上限値に達していると、手順S30において前
記目標位置ステップ数Ptを減じて前記手順S16以降
へ進む。これとは逆に、エンジン回転数Neが上限値よ
りも小さければ、手順S31において前記目標位置ステ
ップ数Ptを増して前記手順S16以降へ進む。
に、現在位置ステップ数Pxが前記EEPROM11に
エンジン停止時ステップ数Pstopとして記憶され、現在
位置ステップ数Pxを目標位置ステップ数Ptに一致させ
るモータ制御が行われる。
転域ΔNn内に収束し、これが前記手順S23において
検知されると手順S24へ進む。手順S24では、アイ
ドル安定フラグFidleが再び参照され、フラグFidleが
リセット状態であればステップS25へ進む。手順S2
5では、前記現在位置カウンタ54の現在位置ステップ
数Pxおよび目標位置カウンタ56の目標位置ステップ
数Ptが、現在のステップ数にかかわらず一律にアイド
ル時基準ステップ数Pidle(=50)に書き換えられ
る。手順S26では、前記アイドル安定フラグFidleが
セットされる。
様に、現在位置ステップ数Pxが前記EEPROM11
にエンジン停止時ステップ数Pstopとして記憶され、現
在位置ステップ数Pxを目標位置ステップ数Ptに一致さ
せるモータ制御が行われる。
グが安定して定常状態にあるときのステップモータ1の
絶対的な回転位置は実質的に一定であるという経験則に
基づいて、アイドリングが定常状態にあるときのステッ
プモータの回転位置を所定の基準ステップ数(Pidle)
に設定するので、ステップモータの現在位置と、この現
在位置を代表する現在位置ステップ数との関係を、セン
サを用いることなく正確に補償できるようになる。
成される。 (1)アイドリングが安定して定常状態にあるときのステ
ップモータの回転位置は実質的に一定であるという経験
則に基づいて、アイドリングが定常状態にあるときのス
テップモータの回転位置を所定の基準ステップ数(Pid
le)に設定するので、ステップモータの現在位置と、こ
の現在位置を代表する現在位置ステップ数との関係を、
センサを用いることなく正確に補償できるようになる。 (2)アイドリングが安定していない過渡状態では、その
時点でのステップモータの回転位置を代表するステップ
数Pxをエンジン停止時ステップ数Pstopとして繰り返
し不揮発に記憶し、次にエンジンを始動する際は、この
エンジン停止時ステップ数Pstopを現在のステップモー
タの回転位置を代表する現在位置ステップ数Pxとして
初期化するので、アイドリングが安定していない状態で
エンジンが停止されていても、現在位置ステップ数Px
とステップモータの現在位置とを正確に対応付けること
ができる。
の主要部の構成を示した概略断面図である。
ック図である。
ある。
ある。
ある。
ットル弁,4…アイドル吸気通路,5…コントローラ,
6…アイドル調整弁,7…温度センサ,8…回転数セン
サ,9…ギアポジションセンサ,10…ROM,11…E
EPROM,51…エンジン始動判定部,52…アイド
ル状態判定部,53…暖気判定部,54…現在位置カウ
ンタ,55…目標位置カウンタ,56…モータ駆動部
Claims (4)
- 【請求項1】 アイドル吸気通路の開度を調整するアイ
ドル調整弁と、前記アイドル調整弁を開閉動作させるス
テップモータとを具備し、前記ステップモータの回転位
置を前記アイドル調整弁の目標開度に対応した回転位置
に一致させる内燃機関のアイドル回転数制御装置におい
て、 アイドル時の基準ステップ数(Pidle)を記憶する記憶
手段と、 アイドルが定常状態に有るか否かを判定するアイドル状
態判定手段と、 アイドルが定常状態にあると判定された時に、ステップ
モータの現在位置を代表する現在位置ステップ数(P
x)を前記基準ステップ数(Pidle)に書き換える手段
と、 ステップモータの目標位置を代表する目標位置ステップ
数(Pt)と前記現在位置ステップ数(Px)とに基づい
てステップモータを駆動する手段とを含むことを特徴と
する内燃機関のアイドル回転数制御装置。 - 【請求項2】 現在位置ステップ数(Px)をエンジン
停止時ステップ数(Pstop)として繰り返し不揮発に記
憶する記憶手段と、 エンジン始動時に、現在位置ステップ数(Px)として
前記エンジン停止時ステップ数(Pstop)を採用する手
段とをさらに具備したことを特徴とする請求項1の内燃
機関のアイドル回転数制御装置。 - 【請求項3】 前記エンジン停止時ステップ数(Psto
p)を記憶する手段が不揮発性メモリであることを特徴
とする請求項2に記載の内燃機関のアイドル回転数制御
装置。 - 【請求項4】 エンジン始動時にエンジン温度(Te)
を検知する手段と、 前記検知されたエンジン温度に基づいて、前記目標位置
ステップ数を補正する手段とを含むことを特徴とする請
求項1または2に記載の内燃機関のアイドル回転数制御
装置。
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