JP3327032B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

内燃機関の吸気制御装置

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JP3327032B2
JP3327032B2 JP03538495A JP3538495A JP3327032B2 JP 3327032 B2 JP3327032 B2 JP 3327032B2 JP 03538495 A JP03538495 A JP 03538495A JP 3538495 A JP3538495 A JP 3538495A JP 3327032 B2 JP3327032 B2 JP 3327032B2
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combustion engine
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弘之 西澤
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステッパモータによっ
て吸気調整弁を駆動する内燃機関の吸気制御装置に関
し、特に、内燃機関のアイドル回転速度を調整するのに
用いて好適の、内燃機関の吸気制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関の吸気系は、例えば図5
に示すように構成されている。図5において、1は内燃
機関の本体(以下、エンジンという)、2は燃焼室、3
は吸気通路である。吸気通路3は、上流側の集合通路4
と下流側の分配通路(吸気マニホルド)5とをそなえて
いる。集合通路4の入口部分にはエアクリーナ6が設け
られ、集合通路4と分配通路給5との間にはサージタン
ク7が設けられている。
【0003】そして、集合通路4とサージタンク7との
間にはスロットルバルブ8を内蔵したスロットルボディ
9が介装されている。このスロットルボディ9には、バ
イパス式のアイドルスピードコントローラ(ISC)1
0が設けられている。つまり、スロットルボディ9に
は、吸気通路3の一部を構成してスロットルバルブ8を
介装された主空気通路(主通路)11と、この主空気通
路11と並設されたバイパス通路(副通路)12とがそ
なえられる。そして、バイパス通路12には、アイドル
スピードコントロールバルブ(ISCバルブ)13が設
けられている。このISCバルブ13は、アイドルスピ
ードコントロールモータ(ISCモータ)14により駆
動されるようになっている。
【0004】ISCモータ14には、ステッパモータが
用いられており、電子制御ユニット(ECU)15から
の駆動パルスに応じて作動し、ISCバルブ13を所要
開度に調整する。このISCモータ14の作動速度は、
一定値〔例えば100PPS(パルス/秒)〕に設定さ
れている。なお、図5中、16はバイメタル式のリミッ
タ、17は排気通路、18は触媒コンバータ、19はイ
グニッションコイル、20は点火プラグ、21は燃圧レ
ギュレータ、22はフュエルインジェクタ、23はブロ
ーバイガス通路である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アイドリン
グ中に、例えばハンドルの急激な据えぎりを行なうとパ
ワーステアリング負荷が急増してエンジンに急激に大き
な負荷が加わることになる。このように、アイドリング
中、エンジンに急激に大きな負荷が加わると、ISCモ
ータとしてのステッパモータ14の作動速度が負荷増加
速度に追いつかず、エンジンの空気量不足を招き、特に
負荷のかかった直後(例えば、1〜2秒以内)に、エン
ジンの回転速度の低下を招き、更にはエンジンストール
(エンスト)にまで至ってしまう場合がある。
【0006】かかる不具合を解決するには、ステッパモ
ータ14の作動速度を速めればよい。例えばISCモー
タ14の作動速度(一定値)を100(パルス/秒)か
ら200(パルス/秒)へ速めることが考えられる。し
かし、このようにすると、今度は、ECU15からの駆
動パルスに対してステッパモータ14の作動が追従でき
なくなる場合が生じて、ステッパモータ14の脱調が発
生しやすくなる。
【0007】つまり、ステッパモータ14へ電力を供給
するバッテリの電圧が低下するとモータ14の発生トル
クが減少するため、ECU15からの駆動パルスに対し
てステッパモータ14の作動が追従できなくなることが
ある。また、ステッパモータ14にオイルが付着した場
合にもステッパモータ14の作動抵抗が増大するため、
ECU15からの駆動パルスに対してステッパモータ1
4の作動が追従できなくなることがある。
【0008】このようにステッパモータ14の作動がE
CU15からの駆動パルスに追従できなくなると、例え
ば、ECU15の指示が5パルスなのにステッパモータ
14は2パルスしか作動しないなどといった、ステッパ
モータ14の脱調が発生しやすくなる。このようにモー
タ14が脱調してしまうと、当然ながら、エンジンのア
イドル回転速度を適切に制御できなくなる。
【0009】例えば、図6はバッテリ電圧とステッパモ
ータの駆動速度と水温とに関するステッパモータの脱調
領域を示す図であり、図中、L1,L2,L3はそれぞ
れエンジンの冷却水温が25°C,80°C,−10°
Cの場合の脱調境界線であり、各線L1,L2,L3よ
りも下方の領域が脱調領域である。各温度毎に、ステッ
パモータの駆動速度が高くなるとバッテリの電圧があま
り低下しなくても脱調し易くなることがわかる。
【0010】ところで、ステッパモータの駆動速度を変
更するという技術も、従来から提案されており、例えば
特開平3−175128号公報には、モータの始動時や
停止直前や回転方向逆転時においてステッパモータの駆
動速度を速める技術が開示されている。また、特開昭5
8−72650号公報には、吸気絞り弁の目標開度と実
際の開度との差が大きい場合においてステッパモータの
駆動速度を速める技術が開示されており、特開昭59−
128934号公報には、ステッパモータの駆動位置が
大きい場合にステッパモータの駆動速度を遅くする技術
が開示されている。
【0011】しかしながら、これらの技術は、エンジン
に急激に大負荷が加わった場合に生じるエンジンの回転
速度の低下やエンストの発生を招いてしまうという課題
や、これを防止すべくステッパモータの駆動速度を速め
るとモータの脱調を招いてしまうという課題に鑑みたも
のではない。また、これらの公報においても、かかる課
題の解決に関する示唆もされていない。
【0012】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、エンジンに急激に大きな負荷が加わってもエンジ
ンの回転速度の低下やエンストを招かないようにすると
ともに、吸気制御を行なうステッパモータの脱調を回避
できるようにした、内燃機関の吸気制御装置を提供する
ことを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関の吸気
通路に設けられてアクセルペダルの操作量とは別個に吸
気量を調整しうる吸気調整弁と、該吸気調整弁を駆動す
るステッパモータと、該吸気調整弁を所要の開度に調整
すべく該ステッパモータを制御するモータ制御手段と、
ステッパモータの作動速度を制御するモータ作動速度
制御手段と、該ステッパモータへ電力を供給するバッテ
リの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段とをそなえ、
該モータ作動速度制御手段が、該内燃機関の冷却水温が
所定温度以上の暖機完了後の運転状態を含んで該内燃機
関への急激な大負荷入力が生じうる該内燃機関の運転状
態の時には、該ステッパモータを高速作動させ、その他
の運転状態の時には、該ステッパモータを低速作動させ
るとともに、該内燃機関の冷却水温が所定温度以上の
であっても該バッテリ電圧検出手段で検出された該バ
ッテリ電圧が設定値以下になると、該ステッパモータの
高速作動を禁止して該ステッパモータを低速作動させる
ように構成されていることを特徴としている。
【0014】請求項2記載の本発明の内燃機関の吸気制
御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられてアクセルペ
ダルの操作量とは別個に吸気量を調整しうる吸気調整弁
と、該吸気調整弁を駆動するステッパモータと、該吸気
調整弁を所要の開度に調整すべく該ステッパモータを制
御するモータ制御手段と、ステッパモータの作動速度
を制御するモータ作動速度制御手段と、該ステッパモー
タへ電力を供給するバッテリの電圧を検出するバッテリ
電圧検出手段とをそなえ、該モータ作動速度制御手段
が、該内燃機関の回転数が所定の機関回転数以下の低速
アイドル回転運転状態を含んで該内燃機関への急激な大
負荷入力が生じうる該内燃機関の運転状態の時には、該
ステッパモータを高速作動させ、その他の運転状態の時
には、該ステッパモータを低速作動させるとともに、
内燃機関の回転数が所定の機関回転数以下の時であっ
ても該バッテリ電圧検出手段で検出された該バッテリ電
圧が設定値以下になると、該ステッパモータの高速作動
を禁止して該ステッパモータを低速作動させるように構
成されていることを特徴としている。
【0015】
【作用】上述の請求項1記載の本発明の内燃機関の吸気
制御装置では、ステッパモータが、モータ作動速度制御
手段で作動速度を制御されながら、モータ制御手段の制
御により吸気調整弁を所要の開度に駆動し、この吸気調
整弁により内燃機関の吸気量がアクセルペダルの操作量
とは別個に調整される。
【0016】モータ作動速度制御手段では、内燃機関の
運転状態に応じてステッパモータの作動速度を制御し、
特に、このモータ作動速度制御手段は、該内燃機関の冷
却水温が所定温度以上の暖機完了後の運転状態を含んで
該内燃機関への急激な大負荷入力が生じうる該内燃機関
の運転状態の時には、該ステッパモータを高速作動さ
せ、その他の運転状態の時には、該ステッパモータを低
速作動させるとともに、該内燃機関の冷却水温が該所定
温度以上の時であっても該バッテリ電圧検出手段で検出
された該バッテリ電圧が設定値以下になると、該ステッ
パモータの高速作動を禁止して該ステッパモータを低速
作動させる。
【0017】上述の請求項2記載の本発明の内燃機関の
吸気制御装置では、ステッパモータが、モータ作動速度
制御手段で作動速度を制御されながら、モータ制御手段
の制御により吸気調整弁を所要の開度に駆動し、この吸
気調整弁により内燃機関の吸気量がアクセルペダルの操
作量とは別個に調整される。モータ作動速度制御手段で
は、内燃機関の運転状態に応じてステッパモータの作動
速度を制御し、特に、このモータ作動速度制御手段は、
該内燃機関の回転数が所定の機関回転数以下の低速アイ
ドル回転運転状態を含んで該内燃機関への急激な大負荷
入力が生じうる該内燃機関の運転状態の時には、該ステ
ッパモータを高速作動させ、その他の運転状態の時に
は、該ステッパモータを低速作動させるとともに、該内
燃機関の回転数が該所定の機関回転数以下の時であって
該バッテリ電圧検出手段で検出された該バッテリ電圧
が設定値以下になると、該ステッパモータの高速作動を
禁止して該ステッパモータを低速作動させる。
【0018】
【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明すると、図1〜図4は本発明の一実施例としての内
燃機関の吸気制御装置を示すものである。この吸気制御
装置は、図1に示すように、吸気調整弁13と、吸気調
整弁13を駆動するステッパモータ14と、このステッ
パモータ(以下、STMともいう)14を制御するモー
タ制御手段25とをそなえている。
【0019】ステッパモータ14の駆動対象となる吸気
調整弁13は、アクセルペダルの操作量に応じて開度調
整されるスロットル弁ではなく、アクセルペダルの操作
量とは別個に吸気量を調整しうる吸気調整弁であり、例
えば従来例の内燃機関の吸気系(図5参照)として説明
したようなアイドルスピードコントローラ(ISC)1
0のアイドルスピードコントロールバルブ(ISCバル
ブ)が相当する。したがって、本装置にかかるステッパ
モータ14は、従来例の内燃機関の吸気系におけるアイ
ドルスピードコントロールモータ(ISCモータ)に相
当する。
【0020】モータ制御手段25は、電子制御ユニット
(ECU)15内の一機能要素として構成され、アイド
ルスイッチ30からのオン信号を受けると、ステッパモ
ータ14を通じて吸気調整弁(ISCバルブ)13を所
要の開度に調整する。このため、モータ制御手段25に
は、ステッパモータ14の作動指令値を設定するモータ
作動指令値設定手段26がそなえられている。
【0021】このモータ作動指令値設定手段26は、目
標アイドル回転数Neiaに基づいてモータ作動指令値を
設定するが、目標アイドル回転数Neiaは、例えば図2
に曲線C1で示すように、エンジン1(図5参照)の冷
却水の水温Twに対応するようにして設定される。つま
り、曲線C1で示すような水温Twと目標アイドル回転
数Neiaとの対応関係がマップとして記憶されていて、
このマップに基づいて、水温センサ31で検出された水
温Twに対応した目標アイドル回転数Neiaが求められ
るようになっている。
【0022】なお、曲線C1で示す目標アイドル回転数
Neiaの特性は、水温Twの低い領域では高く、水温T
wが高くなるのにしたがって低下していくようになって
いる。この図2に示す例では、水温Twが−10°Cの
とき目標アイドル回転数Neiaが2000rpm 、水温T
wが20°Cのとき目標アイドル回転数Neiaが150
0rpm 、水温Twが40°Cのとき目標アイドル回転数
Neiaが1100rpm、水温Twが80°Cのとき目標
アイドル回転数Neiaが800rpmに設定され、水温T
wが80°C以上では目標アイドル回転数Neiaが80
0rpmに固定されている。
【0023】そして、エンジン回転数センサ32で検出
されたエンジン回転数(実アイドル回転数)Neirと目
標アイドル回転数Neiaとの差に応じて、例えば実アイ
ドル回転数Neirが目標アイドル回転数Neiaよりも低
い(即ち、Neir<Neia)場合は、ISCバルブ13
の開度を広げる方向にステッパモータ14の作動指令値
を設定する。
【0024】また、実アイドル回転数Neirが目標アイ
ドル回転数Neiaよりも高い(即ち、Neir>Neia)
場合は、ISCバルブ13の開度を狭める方向にステッ
パモータ14の作動指令値を設定する。モータ制御手段
25には、さらに、ステッパモータ14の作動速度を制
御する機能(モータ作動速度制御手段)27が設けられ
ており、このモータ作動速度制御手段27を通じて、内
燃機関(エンジン)の運転状態に応じてステッパモータ
14の作動速度を制御するようになっている。
【0025】つまり、モータ作動速度制御手段27に
は、モータ作動速度設定手段27Aがそなえられてお
り、モータ作動速度設定手段27Aでは、ステッパモー
タ14の作動速度として標準速度〔例えば100PPS
(パルス/秒)〕と高速〔例えば200PPS〕との2
種類を用意しており、所定条件を満たした場合のみ高速
モードを選択するようになっている。
【0026】この高速モードを選択する条件は、エンジ
ンの冷却水の水温Tw,エンジンのアイドル回転数Ne
i ,バッテリ電圧Vbのそれぞれに関して与えられてお
り、水温判定手段27B,エンジン回転数判定手段27
C,電圧判定手段27Dで、水温センサ31,エンジン
回転数32,バッテリ電圧センサ(バッテリ電圧検出手
段)33からの各検出値を基準値と比較することで、高
速モード選択条件にあるか否かを判定するようになって
いる。
【0027】また、モータ作動速度制御手段27には、
各判定手段27B,27C,27Dの判定結果から、こ
の吸気制御装置のモータ系に何らかの故障があるか否か
について判定する、故障判定手段27Eがさらに設けら
れおり、故障が判定された場合は、モータ14の作動を
停止して、故障判定手段27Eからの判定信号(ダイヤ
グノシス信号)に基づいて、故障表示手段28にその旨
が表示されるようになっている。なお、故障表示手段2
8は後述するがバッテリ電圧の異常を警告する異常警告
手段としても機能する。
【0028】ところで、上記の高速モード選択条件と
は、暖気が十分に進んでいること、アイドル回転数
Nei が低い所定の領域にあること、バッテリ電圧が
所定レベル以上あること、の3つが設けられており、こ
れらのいずれもが成立した場合のみ高速モードを選択す
る。各条件は、具体的に次のように与えられる。即ち、
条件はエンジンの冷却水の水温Twが予め設定された
基準値Tw1以上であること、条件はアイドル回転数
Neiが予め設定された第1の基準値Ne1よりも小さく
予め設定された第2の基準値Ne2(Ne1>Ne2)以
上であること、条件はバッテリ電圧Vbが所定レベル
Vb1以上あること、としている。
【0029】ステッパモータ14を高速作動させる際
に、このように条件を設定しているのは次のような考え
からである。すなわち、第1にステッパモータ14を高
速作動させる必要があるときだけ高速運転を行ない、そ
うでないときには標準速度で作動させるようにして、高
速運転の頻度を減じてバッテリの負担を軽減するように
したいためである。第2に、ステッパモータ14を高速
作動させると脱調を生じるおそれがある場合には、高速
運転は行なわないようにして、ステッパモータ14の脱
調発生を回避できるようにしたいためである。
【0030】第1の理由に関して、ステッパモータ14
を高速作動させる必要があるのは、エンジンに急激に大
負荷が加わった時に回転低下を生じてエンストの発生の
おそれがある場合であり、アイドル回転数Neiが十分
に大きい(例えば、回転数閾値をNe1とすると、Nei
>Ne0)とこのようおそれが小さい。そこで、条件
,が設けられているのである。
【0031】つまり、条件は、暖気が十分に進む前
(即ち、暖気途中)には、エンジンの冷却水の水温Tw
が低く、図2の曲線C1に示すように目標アイドル回転
数Neiaが大きく設定される。したがって、目標アイド
ル回転数Neiaに対応して適切に制御ができていれば、
エンジンの冷却水の水温Twが低い領域(例えば、水温
閾値をTw1とすると、Tw<Tw1)では実アイドル回
転数Neirも十分に大きく(Neir>Ne1)、エンジ
ンに急激に大負荷が加わっても回転低下を生じにくくエ
ンストの発生のおそれがない。
【0032】そこで、エンジンの暖気途中は高速モード
を実行しないように、高速モード選択の条件として、エ
ンジンの冷却水の水温Twがある程度高い領域(Tw>
Tw1)であることと規定しているのである。ここで
は、エンジンに急激に大負荷が加わっても回転低下を生
じにくくエンストの発生のおそれがないアイドル回転数
閾値Ne1を例えば1100rpm と設定すると、図2の
曲線C1から読み取れるように、目標アイドル回転数N
eiaが1100rpm となる冷却水の水温Twは40°C
であるため、条件は、具体的には冷却水の水温Tw領
域(Tw≦Tw1)がTw≦40°Cであることと規定
することができる。この条件は、図2を参照すると、T
w=40°Cの直線T1よりも右の領域(図2中の領域
β1,β2,γ2)と規定することに相当する。
【0033】ところで、図2中の領域α,γ1のように
暖機中の水温領域(Tw≦40°C)であっても、実ア
イドル回転数NeirがNe1(例えば1100rpm )以
上なければ〔即ち、Neir<Ne1(例えば1100rpm
)ならば〕、水温Twに対してエンジン回転数Neが
低過ぎることになる。そこで、モータ作動速度制御手段
26では、この暖機中の水温領域に実エンジン回転数N
eirが閾値Ne1よりも低ければ(図2中の領域γ
1)、故障判定手段27Eを通じてこの旨(水温Twに
対してエンジン回転数Neが低過ぎる)を示すためのダ
イヤグノシス信号を出力し出力して、故障表示手段28
を通じて表示し、モータ14の作動を停止するようにな
っている。
【0034】また、条件を言い換えると、実アイドル
回転数Neirが上限値(Ne1)と下限値(Ne2)とで
規定された範囲内にあることである。このうち上限値に
ついては、暖気が十分に進んでいても、図2中の領域β
1のようにアイドル回転数が十分に大きければ、やはり
エンジンに急激に大負荷が加わっても回転低下を生じに
くくエンストの発生のおそれがない。
【0035】そこで、高速作動の必要性のある場合に限
定すべく、上記のアイドル回転数閾値Ne1を上限値と
し、実アイドル回転数Neirが閾値(=上限値)Ne1
未満であること(Neir<Ne1)を、高速モード選択
の条件として規定しているのである。条件の下限値N
2の設定は、第2の理由に関しており、目標アイドル
回転数Neirは水温Twの上昇とともに低下して、一定
値を保持するようになっているが、下限値Ne2はこの
水温上昇後のアイドル回転数Neの一定値又はこれに近
い値であり、図2中の領域γ2のように、実アイドル回
転数Neirがこの下限値Ne2(例えば800rpm )以
上なければ〔即ち、Neir<Ne2(800rpm)なら
ば〕、水温Twに対してエンジン回転数Neが低過ぎる
ことになる。この場合には、故障が生じているものと推
測できる。
【0036】そこで、実アイドル回転数Neirがこの下
限値Ne2以上を高速モード選択の条件として規定し、
実アイドル回転数Neirが下限値Ne2以上ない場合に
は、ステッパモータ14の運転は行なわず、この旨(水
温Twに対してエンジン回転数Neが低過ぎる)を示す
ダイヤグノシス信号を出力するようになっている。ま
た、条件も、第2の理由に関しており、バッテリ電圧
Vbが所定レベルVb1以上なければ、ステッパモータ
14を高速作動させると脱調を生じるおそれがあるた
め、ステッパモータ14を高速作動させると脱調を生じ
るおそれのないようにバッテリ電圧Vbが確保されてい
ることを高速モード選択の条件として規定しているので
ある。
【0037】この所定レベルVb1は、従来例でも説明
したように、エンジンの温度(具体的にはエンジン温度
に対応する水温Tw)に依存しており、図3に示す曲線
C2のような特性があり、高速モード選択の条件は、バ
ッテリ電圧Vbがこの曲線C2よりも上方の領域〔高速
運転(200PPS〕しても脱調を生じるおそれのな
い領域〕A内にあることとに相当する。
【0038】バッテリ電圧Vbは、所定レベルVb
1(図3の曲線C2)以下であっても、標準速度運転
(100PPS〕については十分に電力を供給できる
という境界Vb2(図3の曲線C3)が考えられ、バッ
テリ電圧VbがこのようなレベルVb1とレベルVb2
の間の領域B内にある場合が考えられる。本装置では、
図2中の領域β2のように、高速モード選択の条件,
が成立しながら、このバッテリ電圧Vbに関する条件
か成立しない(Vb<Vb1)場合に、もしもバッテ
リ電圧Vbがこの領域B内にあれば、高速運転を行なう
代わりに、モータ作動速度は標準速度にしながらアイド
ル回転数を高めて、エンジンに急激に大負荷が加わった
場合にも回転低下を生じにくくエンストの発生のおそれ
がないように、アイドル回転数の制御で対処している。
【0039】このため、モータ作動速度制御手段27で
は、条件,が成立しながら、バッテリ電圧Vbが領
域B内にあるときには、通常よりも高いアイドル回転数
に切り替える旨の信号をモータ作動速度指令値設定手段
26に出力するとともに、モータ作動速度を標準速度に
設定するようになっている。この場合の高いアイドル回
転数の値は、エンジンに急激に大負荷が加わった場合に
も回転低下を生じにくくエンストの発生のおそれがない
回転数閾値Ne1が相当し、本実施例の場合に1100r
pm が相当する。
【0040】さらに、もしもバッテリ電圧Vbが所定レ
ベルVb2(図3の曲線C3)未満であれば、バッテリ
電圧が低過ぎて標準速度によるモータ作動にも支障があ
るので、モータの作動は行なわす、この旨(バッテリ電
圧が低過ぎる)を示すためのダイヤグノシス信号を出力
して、故障表示手段28を通じて表示するようになって
いる。
【0041】本発明の一実施例としての内燃機関の吸気
制御装置は、上述のように構成されているので、例えば
図4のフローチャートに示すように吸気制御(アンドリ
ング時の吸気制御)が行なわれる。図4のフローチャー
トは、所定の周期で繰り返され、まず、アイドルスイッ
チ30,水温センサ31,エンジン回転数センサ32,
バッテリ電圧センサ33からアイドルスイッチのオンオ
フ,水温Tw,エンジン回転数Ne,バッテリ電圧Vb
の各検出情報を取り込む(ステップS10)。そして、
ステップS20で、アイドルスイッチがオン状態かを判
定して、アイドルスイッチがオン状態でなければ、アン
ドリング時の吸気制御は不要であり、これは行なわな
い。
【0042】一方、アイドルスイッチがオン状態なら
ば、アンドリングのための吸気制御が必要であり、ま
ず、ステップS30に進んで、水温Twが所定値Tw1
(例えば40°C)以上あるか否かを判定する。ここ
で、水温Twが所定値Tw1以上あれば、ステップS4
0に進んで、エンジン回転数Neが所定値Ne1(例え
ば1100rpm )以上あるか否かを判定する。
【0043】さらに、ここで、エンジン回転数Neが所
定値Ne1以上あれば(これは図2に示す領域β1に相
当する)、ステップS50に進んで、バッテリ電圧Vb
がモータの運転を可能とする領域(運転可能領域)にあ
るか否かを判定する。この運転可能領域は図3における
領域A及び領域Bであり、このステップS50の判定
は、バッテリ電圧Vbが図3における領域A又は領域B
にあるか否かに相当する。
【0044】そして、バッテリ電圧Vbが運転可能領域
(領域A又は領域B)にあれば、ステップS110に進
んで、モータの作動速度として標準モード(100PP
S)を選択する。一方、バッテリ電圧Vbが運転可能領
域(領域A又は領域B)になければ、図2に示す領域β
2に相当し、この場合には、ステップS150に進ん
で、ダイヤグノシス出力(ダイヤグ出力)1を行ない、
故障表示手段28を通じてその旨を表示し、モータ14
の作動は行なわない。このダイヤグ出力1はバッテリ電
圧が低過ぎて標準速度によるモータ作動にも支障がある
旨のダイヤグノシス信号である。
【0045】また、ステップS40に進んで、エンジン
回転数Neが所定値Ne1以上なければ、ステップS4
0からステップS60に進んで、エンジン回転数Neが
所定値Ne2(例えば800rpm )以上あるか否かを判
定する。ここで、エンジン回転数Neが所定値Ne2
上あれば(これは図2に示す領域β2に相当する)、ス
テップS70に進んで、バッテリ電圧Vbが運転可能領
域(領域A又は領域B)にあるか否かを判定する。
【0046】バッテリ電圧Vbが運転可能領域(領域A
又は領域B)になければ、上述のステップS150に進
んで、ダイヤグ出力1を行ない、バッテリ電圧Vbが運
転可能領域(領域A又は領域B)にあれば、次に、ステ
ップS80に進んで、バッテリ電圧Vbが高速運転可能
領域(領域A)にあるか否かを判定する。ここで、バッ
テリ電圧Vbが高速運転可能領域(領域A)にあれば、
ステップS120に進んで、モータの作動速度として高
速モード(200PPS)を選択する。一方、バッテリ
電圧Vbが高速運転可能領域(領域A)になければ、ス
テップS130に進んで、モータ作動速度を標準モード
(100PPS)に設定するとともに、通常よりも高い
アイドル回転数Ne1(1100rpm )に切り替える旨
の信号をモータ作動速度指令値設定手段26に出力する
とともに、モータ作動速度として標準モード(100P
PS)を選択する。
【0047】また、ステップS60で、エンジン回転数
Neが所定値Ne2以上なければ(これは図2に示す領
域γ2に相当する)、ステップS140に進んで、ダイ
ヤグノシス出力(ダイヤグ出力)2を行ない、故障表示
手段28を通じてその旨を表示し、モータ14の作動は
行なわない。このダイヤグ出力2は水温Twに対してエ
ンジン回転数Neが低過ぎる旨のダイヤグノシス信号で
ある。
【0048】一方、ステップS30で、水温Twが所定
値Tw1(例えば40°C)以上ないとされると、ステ
ップS90に進んで、エンジン回転数Neが所定値Ne
1(例えば1100rpm )未満か否かを判定する。エン
ジン回転数Neが所定値Ne1未満なら(これは図2に
示す領域γ1に相当する)、ステップS140に進ん
で、ダイヤグ出力2を行なう。
【0049】エンジン回転数Neが所定値Ne1未満で
なければ(これは図2に示す領域αに相当する)、ステ
ップS100に進んで、バッテリ電圧Vbが運転可能領
域(領域A又は領域B)にあるか否かを判定する。バッ
テリ電圧Vbが運転可能領域(領域A又は領域B)にあ
れば、ダイヤグ出力1を行ない(ステップS150)、
バッテリ電圧Vbが運転可能領域(領域A又は領域B)
にあれば、ダイヤグ出力2を行なう(ステップS14
0)。
【0050】このようにして、本装置では、冷却水の水
温TwがTw1(例えば40°C)未満の暖気途中や、
冷却水の水温TwがTw1(40°C)以上の暖気後で
あってもエンジン回転数Neが大きい(Ne≧Ne1
場合には、ステッパモータ14を標準速度で作動させる
ことになる。このような条件下では、エンジンに急激に
大負荷が加わってもエンジンの回転低下やエンストの発
生のおそれがなく、ステッパモータ14を高速作動させ
る必要がないので、標準速度で作動させることで、高速
運転の頻度を減じてバッテリの負担を軽減することがで
きる。
【0051】また、冷却水の水温TwがTw1(40°
C)以上の暖気後であってエンジン回転数Neが大きく
ない(Ne<Ne1)場合には、バッテリの電圧Vbが
モータ14を高速作動させても脱調を招かないだけ十分
にあれば、ステッパモータ14を高速作動させるので、
エンジンに急激に大負荷が加わってもエンジンの回転低
下やエンストの発生のおそれがなくなる。さらに、バッ
テリの電圧Vbがモータ14を高速作動させるには不十
分だが標準速度で作動させるには脱調を招かないだけ十
分にあれば、ステッパモータ14は標準速度で作動させ
るがアイドル回転数Neiaを高めるため、エンジンに急
激に大負荷が加わってもエンジンの回転低下やエンスト
の発生のおそれがなくなる。
【0052】さらに、エンジン回転数Neが水温Twに
応じた目標アイドル回転数Neiaまで上がらない場合
や、バッテリの電圧Vbがモータ14を標準速度で作動
させるに十分な大きさに達していない場合には、これら
が、故障表示手段28を通じて表示されるので、ドライ
バが故障を的確に認識でき、速やかに修理等の処理を施
すことができる。また、この故障時には、モータ14の
作動が行なわれないので、モータ14の誤動作が回避さ
れる。
【0053】なお、本実施例では、バイパス通路(図5
参照)にISCバルブを設けてアイドル制御を行なう場
合を説明したが、もちろん、本装置は主空気通路にIS
Cバルブを設けたものにも適用しうる。
【0054】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の内燃機関の吸気制御装置によれば、内燃機関の吸
気通路に設けられてアクセルペダルの操作量とは別個に
吸気量を調整しうる吸気調整弁と、該吸気調整弁を駆動
するステッパモータと、該吸気調整弁を所要の開度に調
整すべく該ステッパモータを制御するモータ制御手段
と、ステッパモータの作動速度を制御するモータ作動
速度制御手段と、該ステッパモータへ電力を供給するバ
ッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段とをそな
え、該モータ作動速度制御手段が、該内燃機関の冷却水
温が所定温度以上の暖機完了後の運転状態を含んで該内
燃機関への急激な大負荷入力が生じうる該内燃機関の運
転状態の時には、該ステッパモータを高速作動させ、そ
の他の運転状態の時には、該ステッパモータを低速作動
させるとともに、該内燃機関の冷却水温が所定温度以
上の時であっても該バッテリ電圧検出手段で検出された
該バッテリ電圧が設定値以下になると、該ステッパモー
タの高速作動を禁止して該ステッパモータを低速作動さ
せるように構成されることにより、高速作動によるモー
タの脱調を招かないような条件下で、ステッパモータを
高速作動させるので、モータの脱調を回避しつつエンジ
ンへの急激な大負荷の入力に対するエンジンの回転低下
やエンストの発生のおそれを回避できるようになる利点
がある。特に、ステッパモータを高速作動させる必要の
ある場合以外はステッパモータが標準速度で作動するよ
うになり、ステッパモータの高速運転の頻度が低減され
て、バッテリの負担が軽減される利点がある。
【0055】請求項2記載の本発明の内燃機関の吸気制
御装置によれば、内燃機関の吸気通路に設けられてアク
セルペダルの操作量とは別個に吸気量を調整しうる吸気
調整弁と、該吸気調整弁を駆動するステッパモータと、
該吸気調整弁を所要の開度に調整すべく該ステッパモー
タを制御するモータ制御手段と、ステッパモータの作
動速度を制御するモータ作動速度制御手段と、該ステッ
パモータへ電力を供給するバッテリの電圧を検出するバ
ッテリ電圧検出手段とをそなえ、該モータ作動速度制御
手段が、該内燃機関の回転数が所定の機関回転数以下の
低速アイドル回転運転状態を含んで該内燃機関への急激
な大負荷入力が生じうる該内燃機関の運転状態の時に
は、該ステッパモータを高速作動させ、その他の運転状
態の時には、該ステッパモータを低速作動させるととも
に、該内燃機関の回転数が所定の機関回転数以下の時
であっても該バッテリ電圧検出手段で検出された該バッ
テリ電圧が設定値以下になると、該ステッパモータの高
速作動を禁止して該ステッパモータを低速作動させるよ
うに構成されることにより、高速作動によるモータの脱
調を招かないような条件下で、ステッパモータを高速作
動させるので、モータの脱調を回避しつつエンジンへの
急激な大負荷の入力に対するエンジンの回転低下やエン
ストの発生のおそれを回避できるようになる利点があ
る。特に、ステッパモータを高速作動させる必要のある
場合以外はステッパモータが標準速度で作動するように
なり、ステッパモータの高速運転の頻度が低減されて、
バッテリの負担が軽減される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての内燃機関の吸気制御
装置の要部構成を模式的に示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例としての内燃機関の吸気制御
装置におけるステッパモータの作動速度制御に関するマ
ップ(冷却水温及びエンジン運転数に対応したマップ)
である。
【図3】本発明の一実施例としての内燃機関の吸気制御
装置におけるステッパモータの作動速度制御に関するマ
ップ(冷却水温及びバッテリ電圧に対応したマップ)で
ある。
【図4】本発明の一実施例としての内燃機関の吸気制御
装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図5】従来の内燃機関の吸気系の構成を示す模式図で
ある。
【図6】バッテリ電圧とステッパモータの駆動速度と水
温とに関するステッパモータの脱調領域を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 エンジン 13 吸気調整弁(アイドルスピードコントロールバル
ブ) 14 ステッパモータ(アイドルスピードコントロール
モータ) 25 モータ制御手段 10 アイドルスピードコントローラ(ISC) 15 電子制御ユニット(ECU) 26 モータ作動指令値設定手段 27 モータ作動速度制御手段 27A モータ作動速度設定手段 27B 水温判定手段 27C エンジン回転数判定手段 27D 電圧判定手段 27E 故障判定手段 28 異常警告手段としての故障表示手段 30 アイドルスイッチ 31 水温センサ 32 エンジン回転数センサ 33 バッテリ電圧センサ(バッテリ電圧検出手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/20 315 F02D 41/20 310 F02D 9/02 305 F02D 11/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の吸気通路に設けられてアクセ
    ルペダルの操作量とは別個に吸気量を調整しうる吸気調
    整弁と、 該吸気調整弁を駆動するステッパモータと、 該吸気調整弁を所要の開度に調整すべく該ステッパモー
    タを制御するモータ制御手段と、 ステッパモータの作動速度を制御するモータ作動速度
    制御手段と、 該ステッパモータへ電力を供給するバッテリの電圧を検
    出するバッテリ電圧検出手段とをそなえ、 該モータ作動速度制御手段が、該内燃機関の冷却水温が
    所定温度以上の暖機完了後の運転状態を含んで該内燃機
    関への急激な大負荷入力が生じうる該内燃機関の運転状
    態の時には、該ステッパモータを高速作動させ、その他
    の運転状態の時には、該ステッパモータを低速作動させ
    るとともに、該内燃機関の冷却水温が所定温度以上の
    であっても該バッテリ電圧検出手段で検出された該バ
    ッテリ電圧が設定値以下になると、該ステッパモータの
    高速作動を禁止して該ステッパモータを低速作動させる
    ように構成されていることを特徴とする、内燃機関の吸
    気制御装置。
  2. 【請求項2】 内燃機関の吸気通路に設けられてアクセ
    ルペダルの操作量とは別個に吸気量を調整しうる吸気調
    整弁と、 該吸気調整弁を駆動するステッパモータと、 該吸気調整弁を所要の開度に調整すべく該ステッパモー
    タを制御するモータ制御手段と、 ステッパモータの作動速度を制御するモータ作動速度
    制御手段と、 該ステッパモータへ電力を供給するバッテリの電圧を検
    出するバッテリ電圧検出手段とをそなえ、 該モータ作動速度制御手段が、該内燃機関の回転数が所
    定の機関回転数以下の低速アイドル回転運転状態を含ん
    で該内燃機関への急激な大負荷入力が生じうる該内燃機
    関の運転状態の時には、該ステッパモータを高速作動さ
    せ、その他の運転状態の時には、該ステッパモータを低
    速作動させるとともに、該内燃機関の回転数が所定の
    機関回転数以下の時であっても該バッテリ電圧検出手段
    で検出された該バッテリ電圧が設定値以下になると、該
    ステッパモータの高速作動を禁止して該ステッパモータ
    を低速作動させるように構成されていることを特徴とす
    る、内燃機関の吸気制御装置。
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JP4006834B2 (ja) * 1998-07-07 2007-11-14 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンのegr弁制御装置
JP4685141B2 (ja) * 2008-09-03 2011-05-18 三菱電機株式会社 電子スロットル制御装置

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