JP3321017B2 - アイドルスピードコントロール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルバルブ
の閉止位置を調節し、エンジンのアイドル回転数を所望
の回転数に制御するアイドルスピードコントロール装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時の自動車には、エンジンに供給する
混合気の空燃比を一定に保持するための空燃比制御シス
テムや、点火時期のタイミングを制御する点火時期制御
システム等のシステムが搭載されている。このようなシ
ステムは、スロットルバルブがアイドル開度に復帰して
いるか否かの情報が不可欠である。一方、暖機時やエア
コンON時等においては、各運転状況に応じてエンジンの
アイドル回転数を上昇させるいわゆるアイドルアップ制
御が行われている。特にスロットルバルブの閉止位置す
なわちアイドル開度を、アイドルアップ手段により調節
してこのアイドルアップを行なっているものについて
は、アイドルアップ状態と非アイドルアップ状態でのス
ロットル閉止位置が変動する。

【０００３】このような変動に対応してスロットルバル
ブがアイドル開度に復帰している旨の信号を得られるよ
うに、種々の装置が考えられている。例えば、特開昭６
２−６４０号公報には、アイドルアップ手段を各種の運
転状況に応じて複数設けたものについて考案されたこの
種の装置に関する記載がある。簡単に説明すると、この
装置は、スロットル開度検出手段を設けておくととも
に、各アイドルアップ手段に対応するアイドル開度をそ
れぞれ記憶しておき、その記憶したアイドル開度を実際
のスロットル開度が下回った場合に、スロットルバルブ
がアイドル開度に復帰している旨の信号を得られるよう
にしたものである。

【０００４】また、スロットルレバーを係止するととも
にそのスロットルレバーを直接作動子により作動させて
スロットルバルブのアイドル開度を適宣調整し得るよう
に構成したいわゆる直動式のアイドルスピードコントロ
ール装置においては、その作動子の先端にリミットスイ
ッチ等のいわゆるアイドルスイッチを設けたものが考え
られている。このものは、前記スロットルレバーが前記
作動子に当接した際に前記アイドルスイッチが切換わる
ことを利用して、スロットルバルブがアイドル開度に復
帰しているか否かの判断を行っている。そして、スロッ
トルバルブがアイドル開度に復帰しているアイドル状態
において、エンジンのアイドル回転数を所定の目標エン
ジン回転数に保つように、前記作動子を駆動することで
アイドル開度を調節し、エンジン回転数をフィードバッ
ク制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常スロッ
トルバルブには、その最も閉止側の位置を保証するメカ
ニカルストッパが設けられており、このメカニカルスト
ッパで係止される最閉止位置よりも閉止側にはスロット
ルバルブは動かないように構成されている。しかしなが
ら、前述した直動式のアイドルスピードコントロール装
置においては、フィードバック制御によるオーバーシュ
ートやメカニカルストッパの設定位置のばらつき等によ
り、作動子がメカニカルストッパで係止されるスロット
ルバルブの位置よりも、閉止側に動いてしまう状況が生
じ得る。このような状況では、スロットルレバーと前記
作動子とが当接しないため、スロットルバルブが閉止位
置にあるアイドル状態にもかかわらず、非アイドル状態
として判断されてしまう。その結果、点火時期制御が適
切に行われなくなってアイドル状態が不安定になった
り、あるいはアイドルスピードコントロールの停止か
ら、作動子がメカニカルストッパより閉止側に停止して
しまい、アイドルアップが行なわれなくなったりしてド
ライバビリティの不具合を招く恐れがあった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題点
を解決するために、直動式のアイドルスピードコントロ
ール装置において、スロットルレバーと作動子とが当接
している場合に開度検出手段により検出したスロットル
開度を記憶しておくとともに、スロットルレバーと作動
子とが当接していない場合であっても、その時のスロッ
トル開度が、当接状態において記憶したスロットル開度
以下の場合には、アイドル状態と判断させることによっ
て、アイドルスピードコントロールを適切に行なうこと
ができるだけでなく、エンジンの点火時期制御等にその
判断結果を利用して好適な制御を実現できるよう図った
ものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明は、図１に示す
ようにエンジンの回転数を検出する回転数検出手段１
と、閉成方向に自己復帰するスロットルバルブ８に連動
するスロットルレバーを係止する作動子２１を有しこの
作動子２１を進退動作させてスロットルバルブ８の閉止
位置を調節する開度調節機構２と、作動子のスロットル
レバーへの当接の有無によって、それぞれ当接状態と非
当接状態を示す二値信号を出力するアイドルスイッチ３
と、前記アイドルスイッチ３の出力信号に基づいて、少
なくとも当接状態の間はアイドル状態と判断するアイド
ル判断手段４と、このアイドル状態において、前記回転
数検出手段１により検出した実エンジン回転数を目標エ
ンジン回転数に近づけるべく前記開度調節機構２を駆動
し作動子２１の進退動作を制御するフィードバック制御
手段５と、スロットル開度を検出する開度検出手段６
と、前記当接状態において前記開度検出手段６により検
出したスロットル開度を記憶する開度記憶手段７とを備
えてなり、前記アイドル判断手段４が、前記作動子２１
がスロットルレバーに当接していない非当接状態であっ
ても、前記開度検出手段６により検出されるスロットル
開度が前記開度記憶手段７により記憶されている前記作
動子２１がスロットルレバーに当接している当接状態に
おけるスロットル開度以下の場合には、アイドル状態と
判断するようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を、図２〜図４を参照
して説明する。本実施例のアイドルスピードコントロー
ル装置（以下ＩＳＣと呼ぶ）は、図２にその構成図を示
すように、例えば自動車用のエンジン１００のアイドル
回転数が所望の目標回転数になるように、エンジン１０
０のスロットルバルブ８を駆動調節することにより、エ
ンジン回転数をフィードバック制御するものである。

【０００９】具体的にこのＩＳＣは、エンジン回転数を
検出する回転数検出手段１、スロットルバルブ８の閉止
位置を調節する開度調節機構２、アイドルスイッチ３、
スロットル開度を検出する開度検出手段６、および電子
制御装置９を具備してなる。回転数検出手段１は、エン
ジン回転数に対応した周波数信号を回転数信号１Ｓとし
て出力するもので、例えばピックアップコイル式のもの
などの一般に広く知られたものを適用している。

【００１０】スロットルバルブ８は、スロットルレバー
８１の回動によって開閉し、吸気量を調節し得るように
したものであり、閉成方向に自己復帰させるよう図示し
ないばね等で付勢してある。またスロットルバルブ８を
内蔵するバルブ本体にはメカニカルストッパ８２を設け
ており、これにスロットルレバー８１を当接させてスロ
ットルバルブ８の最閉止位置を規定している。なお、ス
ロットルレバー８１は、リンクワイヤ８３を介して図示
しないアクセルペダルに連結されている。

【００１１】開度調節機構２は、例えば、スロットルレ
バー８１の回動端に当接して、スロットルレバー８１の
閉成方向の動きを係止する作動子２１を備えるととも
に、電動モータ２２と、電動モータ２２の回転動作を作
動子２１の直進退動作に変換するねじ送り機構２３とを
備えたものである。つまり、電動モータ２２を回動させ
てこの作動子２１を進退動作させ、スロットルバルブ８
の閉止位置、すなわちエンジン１００のアイドル回転数
を調節する機能を有するものである。

【００１２】アイドルスイッチ３は、例えばリミットス
イッチであり、スロットルレバー８１の作動子２１への
当接の有無によって、それぞれ当接状態および非当接状
態を示すアイドル信号３Ｓを出力するものである。本実
施例では、このアイドルスイッチ３を作動子２１の動作
端に設けることにより、スロットルレバー８１が作動子
２１に当接した際の機械的な押圧により接点状態が変わ
り、アイドル信号３Ｓのオン／オフが切り換わるように
している。

【００１３】開度検出手段６は、スロットルバルブ８に
連動する例えばロータリポテンショであり、スロットル
開度に対応した電圧をスロットル開度信号６Ｓとして、
アナログ的に出力するものである。電子制御装置９は、
中央演算処理装置９１、記憶装置９２、入力インターフ
ェース９４および出力インターフェース９３等を備える
ようにした、いわゆるマイコン装置として一般に知られ
ているものである。

【００１４】この入力インタフェース９４には、アイド
ルスイッチ３からのアイドル信号３Ｓ、回転数検出手段
１からのエンジン回転数信号１Ｓおよび開度検出手段６
からのスロットル開度信号６Ｓを少なくとも入力するよ
うにし、さらに本実施例では、目標エンジン回転数をそ
の運転状況に応じて種々に設定すべく、この運転状況の
判断基準である水温信号ａや、車速信号ｂ、あるいはエ
アコンオン／オフ信号ｃ等を取り入れるようにしてい
る。そして、出力インタフェース９３からは、開度調節
機構２に付属の電動モータ２２の回動速度および方向
を、自在に駆動するモータ駆動信号ＭＳを出力するよう
にしている。

【００１５】上述した構成のＩＳＣは、電子制御装置９
に、アイドル判断手段４、フィードバック制御手段５お
よび開度記憶手段７の機能を兼備させている。つまり、
予め記憶装置内にプログラミングしたソフトウェアに基
づいて、入力インタフェース９４に入力された入力信号
から、このモータ駆動信号ＭＳによる電動モータ２２の
回動速度および方向を決定し、作動子２１を駆動してア
イドルスピードコントロールを行っている。なお、この
電子制御装置９は、これらの機能だけでなく、点火時期
の制御等の他の制御も行っているのはもちろんである。

【００１６】このようなＩＳＣについて、その作動を図
３のフローチャートに基づいて以下に説明する。このフ
ローチャートは１制御サイクル内でのものであり、ＩＳ
Ｃの作動は、このような制御サイクルを一定時間（例え
ば、本実施例においては６．６７ｍｓｅｃ）毎に繰り返
すことにより行われるものである。まず、ステップＳ１
において、アイドル信号３Ｓから当接状態（オン）か、
非当接状態（オフ）かを判断する。非当接状態と判断し
た場合にはステップＳ４に進み、当接状態と判断した場
合にはステップＳ２に進む。

【００１７】ステップＳ２では、スロットル開度信号６
Ｓの現在の開度を示す値ＡＤＴＨＲＯＴを読み取り、こ
れを扱いやすい形に変換して、スロットル開度ＴＡとす
る。具体的には、前記値ＡＤＴＨＲＯＴからスロットル
バルブ８が最閉止状態である場合のオフセット値ＴＡＭ
ＩＮを減じた値をスロットル開度ＴＡとしている。そし
て、このスロットル開度ＴＡを、アイドル開度ＴＡＩＤ
Ｌとして記憶更新させ、ステップＳ３へ進む。

【００１８】一方、ステップＳ４では、スロットル開度
信号６Ｓの値を読み取り、ステップＳ２と同様の方法で
これを変換して、スロットル開度ＴＡとし、ステップＳ
５へ進む。ステップＳ５では、前ステップＳ４において
決定したスロットル開度ＴＡと、本制御サイクル以前の
制御サイクル中にステップＳ２において記憶させたアイ
ドル開度ＴＡＩＤＬとを比較している。そして、スロッ
トル開度ＴＡがアイドル開度ＴＡＩＤＬ以下であればス
テップＳ３に進み、上回ればステップＳ６に進む。

【００１９】ステップＳ３では、スロットルバルブ８が
全閉位置（閉止位置）にあり、アイドル状態であると判
断して、アイドル判定フラグＬＬＯＮを１にセットす
る。一方、ステップＳ６では、スロットルバルブ８が全
閉位置になく、非アイドル状態であると判断して、アイ
ドル判定フラグＬＬＯＮを０にリセットする。この後、
図示しないが、アイドル状態、すなわちこのアイドル判
定フラグＬＬＯＮが１の場合には、エンジン１００のア
イドル回転数を所定の目標エンジン回転数に保つよう
に、前記作動子２１を駆動しエンジン回転数をフィード
バック制御する。なお、この目標エンジン回転数は、前
述したように水温信号ａや、車速信号ｂ、あるいはエア
コンオン／オフ信号ｃ等から判断される各運転状況に応
じて種々に設定している。

【００２０】このように本実施例のＩＳＣによれば、ア
イドルスイッチ３がオンである当接状態でのスロットル
開度ＴＡをアイドル開度ＴＡＩＤＬとして記憶してお
き、アイドルスイッチ３がオフである非当接状態となっ
ても、スロットル開度ＴＡが前回記憶したアイドル開度
ＴＡＩＤＬ以下の場合には、アイドル状態であると判断
させている。したがって、フィードバック制御によるオ
ーバーシュートやメカニカルストッパ８２の設定位置の
ばらつき等により、作動子２１がメカニカルストッパ８
２で係止されるスロットルバルブ８の最閉止位置よりも
閉止側に一時的に動くなどしてアイドルスイッチ３がオ
フとなっても、アイドル状態として判断される。つま
り、スロットルバルブ８が閉止位置にあるにもかかわら
ず非アイドル状態であると誤判断することを防止でき、
アイドルスピードコントロール制御の停止や、これに起
因する不具合、例えば作動子２１がメカニカルストッパ
８２より閉止側に停止する等を確実に防止できる。

【００２１】また本実施例では、このように得られたア
イドル判定フラグＬＬＯＮを、基本点火時期演算にも利
用している。したがって、基本点火時期の演算において
も、アイドル状態の誤判断を防止でき、点火時期制御を
適切に行うことができる。例えば２４０°ＣＡ毎に行う
この点火時期制御を、図４のフローチャートに基づいて
簡単に説明すると、ステップＳ１０において、アイドル
判定フラグＬＬＯＮが１であるアイドル状態ならば、ス
テップＳ１１に進み、アイドル用の基本点火時期ＭＡＩ
ＮＳＡを設定したマップＦＡＢＳＩＤＬに基づいて基本
点火時期ＭＡＩＮＳＡの設定を行う。また、アイドル判
定フラグＬＬＯＮが０である非アイドル状態ならば、ス
テップＳ１２に進み、図示しないパワースイッチＰＳＷ
がオンであれば、ステップＳ１３に進み、オフであれば
ステップＳ１４に進む。ステップＳ１３では、パワース
イッチＰＳＷオン時の基本点火時期ＭＡＩＮＳＡを設定
したマップＦＡＢＳＥＯＮに基づいて基本点火時期ＭＡ
ＩＮＳＡの設定を行い、ステップＳ１４では、パーシャ
ル時の基本点火時期ＭＡＩＮＳＡを設定したマップＦＡ
ＢＳＥＯＦに基づいて基本点火時期ＭＡＩＮＳＡの設定
を行う。本実施例において、マップＦＡＢＳＩＤＬおよ
びＦＡＢＳＥＯＦは、燃料基本噴射時間ＴＰとエンジン
回転数ＮＥをパラメータとするもので、マップＦＡＢＳ
ＥＯＮはエンジン回転数ＮＥをパラメータとするもので
ある。なお、この基本点火時期ＭＡＩＮＳＡの設定につ
いては、従来より行われているものと同様のものである
ため詳細な説明を省略する。

【００２２】さらに本実施例では、アイドル状態か否か
をアイドル判定フラグＬＬＯＮとして記憶させているの
で、他の制御への利用が、従来のアイドルスイッチ３の
オン／オフ判定の部分を、このアイドル判定フラグに等
価的に置き換えるという簡単な変更のみで行える。例え
ば前述の基本点火時期演算フローでは、従来ステップＳ
１０においてアイドルスイッチ３の状態を判定させてい
たが、これを、アイドル判定フラグＬＬＯＮに置き換え
るという変更だけを行っている。

【００２３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく種々の変形が可能である。例えば、アイ
ドルスイッチはリミットスイッチに限ったものではな
く、開度調節機構の構成も、作動子を進退移動させうる
ものであればよく、本実施例に限定されるものではな
い。その他、各部の構成は図示例に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能
である。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。すなわ
ち、本発明は、スロットル開度を検出する開度検出手段
を設け、スロットルレバーと作動子とが当接している場
合において、前記開度検出手段により検出したスロット
ル開度を記憶しておくとともに、スロットルレバーと作
動子とが当接していない場合であっても、その時のスロ
ットル開度が、当接状態において記憶したスロットル開
度より小さい場合には、アイドル状態と判断させるよう
にした直動式のアイドルスピードコントロール装置であ
る。したがって、本発明によれば、スロットルバルブが
閉止位置にある状態では、確実にアイドル状態として判
断でき、フィードバック制御による作動子のオーバーシ
ュートやメカニカルストッパの設定位置のばらつき等が
あっても、誤判断することなくアイドルスピードコント
ロール制御を確実に行うことができる。また、このアイ
ドル状態の判断結果を他の制御、例えば点火時期制御に
利用すれば、これらを適切に行うこともでき、エンジン
ストール防止などドライバビリティの向上に寄与するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を明示するための構成説明図。

【図２】本発明の一実施例を示す全体構成図。

【図３】同実施例のプログラムのフローチャート。

【図４】同実施例の基本点火時期演算部分を示すプログ
ラムのフローチャート。

【符号の説明】

１００・・・エンジン １・・・回転数検出手段 ２・・・開度調節機構 ２１・・・作動子 ３・・・アイドルスイッチ ４・・・アイドル判断手段 ５・・・フィードバック制御手段 ６・・・開度検出手段 ７・・・開度記憶手段 ８・・・スロットルバルブ ８１・・・スロットルレバー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転数を検出する回転数検出手
   段と、 閉成方向に自己復帰するスロットルバルブに連動するス
   ロットルレバーを係止する作動子を備え、この作動子を
   進退動作させてスロットルバルブの閉止位置を調節する
   開度調節機構と、 前記作動子のスロットルレバーへの当接の有無によっ
   て、それぞれ当接状態と非当接状態とを示す二値信号を
   出力するアイドルスイッチと、 前記アイドルスイッチの出力信号に基づいて、少なくと
   も当接状態の間はアイドル状態と判断するアイドル判断
   手段と、 このアイドル状態において、前記回転数検出手段により
   検出した実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づ
   けるべく前記開度調節機構を駆動し作動子の進退動作を
   制御するフィードバック制御手段と、 スロットル開度を検出する開度検出手段と、 前記当接状態において前記開度検出手段により検出した
   スロットル開度を記憶する開度記憶手段とを備えてな
   り、 前記アイドル判断手段が、前記作動子がスロットルレバ
   ーに当接していない非当接状態においても、前記開度検
   出手段により検出されるスロットル開度が前記開度記憶
   手段により記憶されている前記作動子がスロットルレバ
   ーに当接している当接状態におけるスロットル開度以下
   の場合には、アイドル状態と判断するようにしたことを
   特徴とするアイドルスピードコントロール装置。