JP3602714B2 - 内燃機関の吸気弁制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気弁制御装置に関し、より詳しくは、ステップモータに接続され、スロットル弁をバイバスする補助吸気通路を開閉する吸気制御弁の基準位置合わせに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気弁制御装置にあっては、一般に、内燃機関の吸気系においてスロットル弁をバイパスする補助吸気通路に吸気制御弁を設け、その弁開度を制御して機関に供給すべき補助吸気量を調節し、機関回転数を目標アイドル回転数に制御している。吸気制御弁は、電磁ソレノイドまたはステップモータで駆動されている。
【０００３】
ステップモータを用いるとき、ステップモータが電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって演算された指令値（パルス数）通りに動作すれば、ステップモータを基準位置に合わせたときの位置を電子制御ユニットのメモリに記憶させておき、それから指令値を増減することによって、吸気制御弁の位置（開度）を、開度センサを設けることなく、求めることができて便宜である。
【０００４】
電子制御ユニットにおいては、機関回転数などから吸気制御弁の目標開度（目標補助吸気量）を求め、それに応じてステップモータに供給すべき指令値を算出することになる。しかしながら、ステップモータの脱調などによって、ステップモータの実際の位置が、電子制御ユニットにおいて記憶されている位置と一致しない場合、目標とする吸気制御弁開度を達成することができない。
【０００５】
従って、周期的に基準位置合わせ、即ち、電子制御ユニット内で記憶されているステップモータの位置と実際の位置、換言すれば、認識（あるいは算出）されている吸気制御弁の開度と実際の吸気制御弁の開度とを一致させる基準位置合わせを行う必要がある。
【０００６】
その意図から、特公昭６３−４２１０６号公報で開示されるように、イグニション・スイッチをオフした直後、ステップモータに通電して吸気制御弁を全閉位置あるいは全開位置まで駆動し、それを制御の基準位置とすることが提案されている。
【０００７】
また、特開平６−３０７２６７号公報においても、同様に機関停止後に半開位置まで駆動し、それを基準位置とすることが提案されている。
【０００８】
さらには、機関始動直後に、基準位置合わせを行うことも行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公昭６３−４２１０６号および特開平６−３０７２６７号公報記載の従来技術においては、内燃機関停止時にステップモータを動作させることから、電子制御ユニットの動作電源をバックアップする駆動回路が必要となると共に、バッテリの完全放電、いわゆるバッテリ上がりを防止するため、タイマ回路などの機能が必要となる。従って、回路構成が複雑になると共に、コスト面でも問題があった。
【００１０】
他方、機関始動直後に基準位置合わせを行えば上記した不都合を避けることができるが、全閉位置を基準位置とすると、吸入空気量の不足によって始動不良問題（始動時間が長い、始動後に機関ストールなど）が発生し、全開位置を基準位置とすると、吸入空気量が過大となる。また、機関の動作不調を来すなどの問題も生じる。
【００１１】
従って、この発明は、従来技術の上記した欠点を解消することを目的とし、簡易な構成であってコストアップを招くことがないと共に、機関の始動性を低下させることがなく、また上述の機関の動作不調などの問題も解消するようにした内燃機関の吸気弁制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１項においては、内燃機関の吸気系にスロットル弁をバイパスする補助吸気通路を設けると共に、ステップモータに接続されて前記補助吸気通路を開閉する吸気制御弁を備えてなる内燃機関の吸気弁制御装置において、前記ステップモータに供給された指令値に基づいて前記吸気制御弁の開度を算出する吸気制御弁開度算出手段、前記内燃機関を搭載した車両が走行しているか否か判定する車両走行判定手段、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えるか否か判定する機関負荷判定手段、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定されるとき、前記算出された吸気制御弁の開度を前記吸気制御弁の実際の開度に一致させる基準位置合わせ制御を許可する基準位置合わせ制御許可手段、および前記基準位置合わせ制御許可手段により許可されたとき、前記基準位置合わせ制御を実行する基準位置合わせ制御実行手段を備える如く構成した。
【００１３】
これによって、構成として簡易であってコストアップを招くことがないと共に、機関の始動性を低下させることがなく、前記した機関の動作不調などの問題も解消することができる。さらに、走行しているときに行うことで、基準位置合わせを吸気制御弁の全閉側で行うときも、走行性能への影響を減少させることができる。
【００１４】
また、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えるか否か判定する機関負荷判定手段を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、トルクショックを低減することで、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００１５】
請求項２項にあっては、さらに、前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えるか否か判定する機関回転数判定手段を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００１６】
請求項３項にあっては、さらに、前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えるか否か判定する機関水温判定手段を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定され、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されると共に、前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、基準位置合わせを全閉側で行うときも、基準位置合わせに要する時間を短縮することができ、走行性能への影響をさらに一層減少させることができる。
【００１７】
請求項４項にあっては、前記基準位置合わせ制御実行手段は、前記基準位置合わせ制御の実行を開始した後、前記基準位置合わせ制御許可手段により前記基準位置合わせ制御の許可が取り消されたとき、所定時間待機して前記制御を中止する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、通常制御に移行するときにずれが生じるのを効果的に防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、この発明に係る内燃機関の吸気弁制御装置の概略を示す全体図である。
【００２０】
図において、符号１０は内燃機関（より具体的にはその本体）を示し、吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から吸入された吸気は、スロットル弁１６でその流量を調節されつつ吸気マニホルド１８を経て吸気弁２０を介してシリンダ２２内へ流入される。
【００２１】
吸気弁２０の上流にはインジェクタ２４が設けられて燃料を噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、シリンダ２２内で点火プラグ２６で着火されて燃焼し、ピストン（図示せず）を駆動する。
【００２２】
吸気管１２には、スロットル弁１６の配置位置付近に、そこをバイパスする補助吸気通路３０が設けられる。補助吸気通路３０にはステップモータ（２相励磁型）３２に接続される吸気弁（前記した吸気制御弁。以下「ＩＡＣＶ」という）３４が設けられる。ＩＡＣＶ３４はモータ回転に応じて弁座３６に向けて前進あるいは後退し、補助吸気通路３０を開閉する。
【００２３】
機関本体１０が搭載される車両（図示せず）のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ４０が配置され、車両の走行速度に応じた信号を出力する。また、機関本体においてカムシャフト４２の付近にはカムシャフトセンサ４４が配置され、ピストンクランク角位置に応じた信号を出力すると共に、シリンダブロックの冷却水路には水温センサ４６が配置され、機関冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２４】
また、吸気管１２のスロットル弁１６の下流には絶対圧センサ４８が設けられ、スロットル弁下流の吸気圧力ＰＢＡの絶対圧に対応する信号を出力すると共に、スロットル弁１６にはスロットル開度センサ５０が接続され、スロットル弁１６の開度θＴＨに応じた信号を出力する。
【００２５】
これらセンサ出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５２へ送出される。ＥＣＵ５２はマイクロコンピュータからなり、前記した車速センサ４０およびカムシャフトセンサ４４の出力はＥＣＵ５２内においてカウントされて車速ＶＰおよび機関回転数ＮＥが算出される。
【００２６】
ＥＣＵ５２は上記したセンサ出力に基づき、後述の如く、スロットル弁１６が全閉位置付近にあるアイドル運転時にＩＡＣＶ３４の目標開度を算出し、それに応じてステップモータ３２の指令値（ステップ数）を算出し、内蔵する駆動回路を介してステップモータ３２に出力し、ステップモータ３２を駆動してアイドル回転数を調節する通常の吸気弁制御を実行すると共に、基準位置合わせ制御を実行する。
【００２７】
次いで、この発明に係る内燃機関の吸気弁制御装置の動作を説明する。
【００２８】
最初に図２フロー・チャートを参照して通常の吸気弁制御（アイドル回転数制御）について説明する。図示のプログラムは所定周期、例えばＴＤＣ（上死点）ごとに実行される。
【００２９】
以下説明すると、先ずＳ１０において検出された機関回転数ＮＥ、スロットル開度θＴＨなどからＩＡＣＶ３４の目標開度ＩＣＭＤを算出する。次いでＳ１２に進み、算出された目標開度ＩＣＭＤから図３にその特性を示すテーブルを検索し、ステップモータ３２の目標指令値ＰＵＬＯＢＪを算出する。
【００３０】
次いでＳ１４に進み、目標指令値ＰＵＬＯＢＪとの大小関係に基づいて出力指令値ＰＵＬＣＮＴを算出する。図４を参照して説明すると、ＩＡＣＶ３４の目標開度ＩＣＭＤが同図上部に示すように算出されるとき、目標指令値ＰＵＬＯＢＪはそれに応じて同図下部に実線で示す如く算出される。
【００３１】
前記した如く、ステップモータ３２が指令通り動作していれば、基準位置（原点。具体的には、後述する図８タイム・チャートに０として示す位置）からの出力指令値を加減算すれば、ステップモータ３２の実際の位置（開度）を求めることができる。
【００３２】
即ち、前回（制御周期）の出力指令値ＰＵＬＣＮＴは、ステップモータ３２の今回（制御周期）の実際の開度を示す。尚、目標指令値も出力指令値も、ステップモータ３２のステップ数（パルス数）で示される。
【００３３】
従って、Ｓ１４においては図４下部に示すように、出力指令値ＰＵＬＣＮＴ（より詳しくはその前回値）と目標指令値ＰＵＬＯＢＪを比較し、出力指令値ＰＵＬＣＮＴが目標指令値ＰＵＬＯＢＪを（開弁方向に）超えるか否か判断する。
【００３４】
出力指令値ＰＵＬＣＮＴが目標指令値ＰＵＬＯＢＪを超える、即ち、実際値が目標値を開弁方向に超えると判断されるときは、開弁し過ぎなので閉弁方向に駆動するため、前回出力指令値ＰＵＬＣＮＴに１ステップ（１パルス）減算（デクリメント）した値を今回の出力指令値とすると共に、逆であれば、開弁方向に駆動するため、前回出力指令値ＰＵＬＣＮＴを１ステップ加算（インクリメント）を今回の出力指令値とする。
【００３５】
従って、図２フロー・チャートに示すプログラムをループする度に、ステップモータ３２を１ステップずつ駆動制御する。尚、両者が同一のときは、前回と同じ指令値を出力する。
【００３６】
次いでＳ１６に進み、駆動出力の周期、具体的にはパルスレートｐｐｓを決定する。より具体的には、機関本体１０に設けられたバッテリ電源（図示せず）の電圧に応じ、比較的高電圧であるときは２００ｐｐｓ、低電圧であるときは１００ｐｐｓなどと決定する。
【００３７】
次いでＳ１８に進み、決定されたパルスレートに従い、算出された出力指令値ＰＵＬＣＮＴに応じた励磁パターンをステップモータ３２に出力する。図５にその励磁パターンを示す。
【００３８】
上記した制御では、ＥＣＵ５２が認識する、出力指令値ＰＵＬＣＮＴの値が、ＩＡＣＶ３４の実際の開度に対応した値となっていることが前提となる。そこで、定期的に基準位置合わせを行う必要がある。
【００３９】
図６フロー・チャートを参照し、その基準位置合わせ制御に関して説明する。尚、図示のプログラムは所定周期、例えばＴＤＣごとに実行され、図２のプログラムと平行して実行される。
【００４０】
以下説明すると、Ｓ１００で基準位置合わせ制御が実行済みか否か判断する。この実施の形態においては、基準位置合わせは、車両が走行している間に１回だけ行うようにした。従って、肯定されるときはＳ１０２に進んで通常の吸気弁制御に移行する。これによって、走行性能への影響を最少限度に抑えると共に、ＩＡＣＶ３４の劣化を減少させることができる。
【００４１】
Ｓ１００で否定されるときはＳ１０４に進み、検出された車速ＶＰをしきい値ＶＡＩＣ（３ｋｍ／ｈ〜５ｋｍ／ｈ程度の低車速）と比較する。Ｓ１０４で検出車速がしきい値以下と判断されるときはＳ１０２に進む。
【００４２】
他方、Ｓ１０４で検出車速がしきい値を超えると判断されるときはＳ１０６に進み、検出された機関回転数ＮＥをしきい値ＮＩＡＩＮＴ（２５００ｒｐｍ程度の低回転数）と比較し、検出された機関回転数ＮＥがしきい値ＮＩＡＩＮＴ以下と判断されるときはＳ１０２に進む。
【００４３】
他方、Ｓ１０６で検出機関回転数がしきい値を超えると判断されるときはＳ１０８に進み、検出された機関冷却水温ＴＷをしきい値ＴＷＩＡＩＮＴ（例えば８０℃程度）と比較し、検出された機関冷却水温がしきい値以下と判断されるときはＳ１０２に進む。
【００４４】
他方、Ｓ１０８で機関冷却水温ＴＷがしきい値を超えると判断されるときはＳ１１０に進み、検出された吸気圧力ＰＢＡを所定値ＰＢＡｒｅｆと比較する。Ｓ１１０で検出吸気圧力ＰＢＡが所定値ＰＢＡｒｅｆを超えると判断されるときはＳ１１２に進み、検出された機関回転数ＮＥから図７に示すテーブル特性のうちの下側の特性を検索し、しきい値ＤＰＢＩＡＩＮＴを決定する。
【００４５】
他方、検出吸気圧力ＰＢＡが所定値ＰＢＡｒｅｆ以下と判断されるときはＳ１１４に進み、検出された機関回転数ＮＥから図７に示すテーブル特性のうちの上側の特性を検索し、しきい値ＰＢＩＡＩＮＴを決定する。
【００４６】
次いで、Ｓ１１６に進んで、検出吸気圧力ＰＢＡを決定されたしきい値ＤＰＢＩＡＩＮＴ（あるいはＰＢＩＡＩＮＴ）と比較する。
【００４７】
Ｓ１１６で検出吸気圧力ＰＢＡがしきい値以下と判断されるときはＳ１０２に進むと共に、検出吸気圧力ＰＢＡがしきい値を超えると判断されるときはＳ１１８に進んで基準位置合わせ制御を許可し、実行する。
【００４８】
また、Ｓ１１８で基準位置合わせが許可されて実行されている間に、図示のプログラムでＳ１０２に進むときは、基準位置合わせ制御の許可が取り消される。
【００４９】
尚、図７に示すテーブル特性において、ＰＢＩＡＩＮＴはＤＰＢＩＡＩＮＴより１７０［ｍｍＨｇ］程度大きく設定した。即ち、負荷は経時的に変動するので、高負荷時にＳ１１８に一旦進んだときはＳ１０２に進み難くすると共に、機関始動直後の低負荷時などにはＳ１１８に進み難いようにした。
【００５０】
上記の如く、この実施の形態において、基準位置合わせは、機関が高負荷および高回転にあるときに実行するようにした。これは、基準位置合わせ制御を全閉側で行うようにして小流量時のバラツキの影響を避けるようにしたため、低負荷、低回転域において行うと、走行性能が低下し、乗員の失速感などの違和感を与える恐れがあるからである。
【００５１】
従って、高負荷かつ高回転領域で行うと共に、走行中に行うようにして走行性能への影響を回避するようにした。これによって、トルクショックが低下することもあって、走行性能への影響を一層少なくすることができる。
【００５２】
その意図から、Ｓ１１６の判断においても低負荷、低回転になるほどしきい値を増加させ、基準位置合わせ制御が実行され難いようにした。尚、Ｓ１０８で機関冷却水温が低温のときに基準位置合わせ制御を実行しないのは、低水温時はＩＡＣＶ３４の開度が大きいため、閉じ方向に駆動するまでに時間がかかるためである。
【００５３】
図８タイム・チャートを参照して基準位置合わせ制御を説明する。
【００５４】
同図の上部は出力指令値ＰＵＬＣＮＴ（ＥＣＵ５２が算出し、認識しているステップモータ３２の現在位置、より具体的にはＩＡＣＶの現在開度）を、下部はＩＡＣＶ３４の実際の開度（より詳しくはＥＣＵ５２で実際の開度と推定している値）を示す。
【００５５】
図６フロー・チャートのＳ１１８において基準位置合わせ制御実行と判断されたとき、ＥＣＵ５２は、先ずＰＵＬＣＮＴの値を徐々に減少させ、ＩＡＣＶ３４を閉じ方向に駆動する。この作業は、出力指令値ＰＵＬＣＮＴが０（原点）に到達するまで行う。この期間を同図にＡで示す。尚、このときのパルスレートは１００ｐｐｓとする。
【００５６】
期間Ａの処理が完了した後、ＥＣＵ５２は出力指令値をさらに１０ステップだけ徐々に減少させ、ＩＡＣＶ３４をさらに閉弁方向に駆動する。この期間を同図にＢで示す。このときのパルスレートも１００ｐｐｓとする。即ち、パルスレートを下げてトルクを上げ、確実に閉弁させる。
【００５７】
１０ステップ閉弁方向に駆動するのは製造バラツキ吸収のためであり、ステップモータ個々により全閉位置が微妙に異なるところから、全閉位置あるいはその付近を原点とするのが不適当と考えられたためである。さらに、全閉位置を原点にすると、突き当てによる脱調を起こし易いことも挙げられる。
【００５８】
従って、図２に関して説明した通常制御においても、出力指令値ＰＵＬＣＮＴはそれに相当するＩＡＣＶ開度よりも常に１０ステップだけ開弁方向に大きいように設定される。
【００５９】
尚、基準位置合わせ制御が実行される間も図２の処理は平行して所定時間ごとに繰り返され、期間Ｂまでの処理が完了しない間にそのプログラムループにおいてＳ１０２に進むときは、基準位置合わせ制御は中止される。
【００６０】
期間Ｂが経過した後、ＥＣＵ５２は出力指令値をさらに８ステップだけ徐々に減少させ、ＩＡＣＶ３４をさらに閉弁方向に駆動して増締めする。その結果、出力指令値とそれに相当するＩＡＣＶ開度の間に１０パルス以上の開きがあったとき、この増締め作業によってそのずれを吸収することができ、ＩＡＣＶ３４を開弁位置（原点）まで確実に駆動して基準位置合わせを達成することができる。
【００６１】
ここで、８ステップとしたのは、以下の理由による。即ち、図示のステップモータ３２の特性から脱調を起こす頻度は低いと考えられるが、長期間にわたって使用すると、ずれの発生は避けられない。そのため走行の都度１回だけ基準位置合わせを行うようにした。
【００６２】
ステップモータ３２は２相励磁型であるため、図５に示すように励磁パターンは４個存在し、ＩＡＣＶ３４が弁座３６に突き当たると、ステップモータ３２はそれ以上回転できないが、励磁パターンは順次切り換わる。
【００６３】
結果として脱調を起こすことになるが、例えば１ステップ（パルス）目から脱調したとしても、４ステップ（パルス）与えると、元の励磁パターンに戻る。この理由とイニシャライズに要する時間を考慮した上で、モータ１回転分とマージン１回転を見込み、８ステップに設定した。
【００６４】
この期間を同図にＣで示す。期間Ｃの出力指令値のパルスレートも１００ｐｐｓとする。尚、期間Ｃに図６の処理でＳ１０２に進むときは、出力指令値を３ステップ分ホールドし、次いで出力指令値を−１０ステップと書換え、基準位置合わせ制御を中止して通常制御に移行する。これにより、通常制御に移行するとき、出力指令値とそれに相当する弁開度に不一致を生じる危険性を減少させることができる。
【００６５】
期間Ｃの処理が完了した後、ＥＣＵ５２は、出力指令値を所定時間、より具体的には３ステップ相当時間ホールドし、次いで出力指令値の値を−１０ステップとし、原点に向けて開弁方向に駆動し（この期間を同図にＤで示す）、原点に達した後、通常に移行（復帰）する。尚、３ステップ停止した後は、通常制御への移行（復帰）を促進するため、出力指令値のパルスレートは２００ｐｐｓとする。
【００６６】
この実施の形態は上記の如く、内燃機関１０の吸気系（吸気管１２）にスロットル弁１６をバイパスする補助吸気通路３０を設けると共に、ステップモータ３２に接続されて前記補助吸気通路を開閉する吸気制御弁（ＩＡＣＶ）３４を備えてなる内燃機関の吸気弁制御装置において、前記ステップモータに供給された指令値ＰＵＬＣＮＴに基づいて前記吸気制御弁の開度を算出する吸気制御弁開度算出手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０からＳ１４）、前記内燃機関を搭載した車両が走行しているか否か判定する車両走行判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０４）、前記車両が走行していると判定されるとき、前記算出された吸気制御弁の開度を前記吸気制御弁の実際の開度に一致させる基準位置合わせ制御を許可する基準位置合わせ制御許可手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）、および前記基準位置合わせ制御許可手段により許可されたとき、前記基準位置合わせ制御を実行する基準位置合わせ制御実行手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）を備える如く構成した。
【００６７】
これによって、構成として簡易であってコストアップを招くことがないと共に、機関の始動性を低下させることがなく、前記した機関の動作不調の問題も解消することができる。さらに、走行しているときに行うことで、基準位置合わせを全閉側で行うときも、走行性能への影響を減少させることができる。
【００６８】
さらに、前記内燃機関の負荷ＰＢＡが所定負荷ＰＢＩＡＩＮＴを超えるか否か判定する機関負荷判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１１６）を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、トルクショックを低下させることで走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００６９】
さらに、前記内燃機関の回転数ＮＥが所定回転数ＮＩＡＩＮＴを超えるか否か判定する機関回転数判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０６）を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００７０】
さらに、前記内燃機関の冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＡＩＮＴを超えるか否か判定する機関水温判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０８）を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定され、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されると共に、前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、基準位置合わせを全閉側で行うときも、基準位置合わせに要する時間を短縮することができ、走行性能への影響をさらに一層減少させることができる。
【００７１】
また、前記基準位置合わせ制御実行手段は、前記基準位置合わせ制御の実行を開始した後、前記基準位置合わせ制御許可手段により前記基準位置合わせ制御の許可が取り消されたとき、所定時間、より具体的には３ステップ数相当時間待機して前記制御を中止する（ＥＣＵ５２、Ｓ１０２，Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、通常制御に移行するときにずれが生じるのを効果的に防止することができる。
【００７２】
尚、上記において基準位置合わせを閉弁側で行ったが、開弁側で行っても良い。
【００７３】
また、期間Ｃで８ステップに設定したが、４の倍数であれば、それ以上に設定しても良い。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１項においては、構成として簡易であってコストアップを招くことがないと共に、始動性を低下させることがなく、前記した機関の動作不調の問題も解消することができる。さらに、走行しているときに行うことで、基準位置合わせを全閉側で行うときも、走行性能への影響を減少させることができる。また、前記した作用効果に加え、トルクショックを低減することで、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００７６】
請求項２項にあっては、前記した作用効果に加え、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００７７】
請求項３項にあっては、前記した作用効果に加え、基準位置合わせを全閉側で行うときも、基準位置合わせに要する時間を短縮することができ、走行性能への影響をさらに一層減少させることができる。
【００７８】
請求項４項にあっては、前記した作用効果に加え、通常制御に移行するときにずれが生じるのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関の吸気弁制御装置を概略的に示す全体図である。
【図２】図１装置の動作の中の通常の吸気弁制御（アイドル回転数制御）を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートのＳ１０における目標指令値算出に用いるテーブル特性を示す説明グラフである。
【図４】図２フロー・チャートのＰＵＬＣＮＴの算出作業を示す説明タイム・チャートである。
【図５】図２フロー・チャートのＰＵＬＣＮＴに応じた励磁パターン出力作業で用いる励磁パターンの説明グラフである。
【図６】図１装置の動作の中の基準位置合わせ制御を示すフロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートで使用するしきい値のテーブル特性を示す説明グラフである。
【図８】図６フロー・チャートの基準位置合わせ作業を説明タイム・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（機関本体）
１６ スロットル弁
３０ 補助吸気通路
３２ ステップモータ
３４ 吸気弁（ＩＡＣＶ）
４０ 車速センサ
４４ カムシャフトセンサ
４６ 水温センサ
４８ 絶対圧センサ
５２ ＥＣＵ
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気弁制御装置に関し、より詳しくは、ステップモータに接続され、スロットル弁をバイバスする補助吸気通路を開閉する吸気制御弁の基準位置合わせに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気弁制御装置にあっては、一般に、内燃機関の吸気系においてスロットル弁をバイパスする補助吸気通路に吸気制御弁を設け、その弁開度を制御して機関に供給すべき補助吸気量を調節し、機関回転数を目標アイドル回転数に制御している。吸気制御弁は、電磁ソレノイドまたはステップモータで駆動されている。
【０００３】
ステップモータを用いるとき、ステップモータが電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって演算された指令値（パルス数）通りに動作すれば、ステップモータを基準位置に合わせたときの位置を電子制御ユニットのメモリに記憶させておき、それから指令値を増減することによって、吸気制御弁の位置（開度）を、開度センサを設けることなく、求めることができて便宜である。
【０００４】
電子制御ユニットにおいては、機関回転数などから吸気制御弁の目標開度（目標補助吸気量）を求め、それに応じてステップモータに供給すべき指令値を算出することになる。しかしながら、ステップモータの脱調などによって、ステップモータの実際の位置が、電子制御ユニットにおいて記憶されている位置と一致しない場合、目標とする吸気制御弁開度を達成することができない。
【０００５】
従って、周期的に基準位置合わせ、即ち、電子制御ユニット内で記憶されているステップモータの位置と実際の位置、換言すれば、認識（あるいは算出）されている吸気制御弁の開度と実際の吸気制御弁の開度とを一致させる基準位置合わせを行う必要がある。
【０００６】
その意図から、特公昭６３−４２１０６号公報で開示されるように、イグニション・スイッチをオフした直後、ステップモータに通電して吸気制御弁を全閉位置あるいは全開位置まで駆動し、それを制御の基準位置とすることが提案されている。
【０００７】
また、特開平６−３０７２６７号公報においても、同様に機関停止後に半開位置まで駆動し、それを基準位置とすることが提案されている。
【０００８】
さらには、機関始動直後に、基準位置合わせを行うことも行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公昭６３−４２１０６号および特開平６−３０７２６７号公報記載の従来技術においては、内燃機関停止時にステップモータを動作させることから、電子制御ユニットの動作電源をバックアップする駆動回路が必要となると共に、バッテリの完全放電、いわゆるバッテリ上がりを防止するため、タイマ回路などの機能が必要となる。従って、回路構成が複雑になると共に、コスト面でも問題があった。
【００１０】
他方、機関始動直後に基準位置合わせを行えば上記した不都合を避けることができるが、全閉位置を基準位置とすると、吸入空気量の不足によって始動不良問題（始動時間が長い、始動後に機関ストールなど）が発生し、全開位置を基準位置とすると、吸入空気量が過大となる。また、機関の動作不調を来すなどの問題も生じる。
【００１１】
従って、この発明は、従来技術の上記した欠点を解消することを目的とし、簡易な構成であってコストアップを招くことがないと共に、機関の始動性を低下させることがなく、また上述の機関の動作不調などの問題も解消するようにした内燃機関の吸気弁制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１項においては、内燃機関の吸気系にスロットル弁をバイパスする補助吸気通路を設けると共に、ステップモータに接続されて前記補助吸気通路を開閉する吸気制御弁を備えてなる内燃機関の吸気弁制御装置において、前記ステップモータに供給された指令値に基づいて前記吸気制御弁の開度を算出する吸気制御弁開度算出手段、前記内燃機関を搭載した車両が走行しているか否か判定する車両走行判定手段、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えるか否か判定する機関負荷判定手段、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定されるとき、前記算出された吸気制御弁の開度を前記吸気制御弁の実際の開度に一致させる基準位置合わせ制御を許可する基準位置合わせ制御許可手段、および前記基準位置合わせ制御許可手段により許可されたとき、前記基準位置合わせ制御を実行する基準位置合わせ制御実行手段を備える如く構成した。
【００１３】
これによって、構成として簡易であってコストアップを招くことがないと共に、機関の始動性を低下させることがなく、前記した機関の動作不調などの問題も解消することができる。さらに、走行しているときに行うことで、基準位置合わせを吸気制御弁の全閉側で行うときも、走行性能への影響を減少させることができる。
【００１４】
また、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えるか否か判定する機関負荷判定手段を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、トルクショックを低減することで、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００１５】
請求項２項にあっては、さらに、前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えるか否か判定する機関回転数判定手段を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００１６】
請求項３項にあっては、さらに、前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えるか否か判定する機関水温判定手段を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定され、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されると共に、前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、基準位置合わせを全閉側で行うときも、基準位置合わせに要する時間を短縮することができ、走行性能への影響をさらに一層減少させることができる。
【００１７】
請求項４項にあっては、前記基準位置合わせ制御実行手段は、前記基準位置合わせ制御の実行を開始した後、前記基準位置合わせ制御許可手段により前記基準位置合わせ制御の許可が取り消されたとき、所定時間待機して前記制御を中止する如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、通常制御に移行するときにずれが生じるのを効果的に防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、この発明に係る内燃機関の吸気弁制御装置の概略を示す全体図である。
【００２０】
図において、符号１０は内燃機関（より具体的にはその本体）を示し、吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から吸入された吸気は、スロットル弁１６でその流量を調節されつつ吸気マニホルド１８を経て吸気弁２０を介してシリンダ２２内へ流入される。
【００２１】
吸気弁２０の上流にはインジェクタ２４が設けられて燃料を噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、シリンダ２２内で点火プラグ２６で着火されて燃焼し、ピストン（図示せず）を駆動する。
【００２２】
吸気管１２には、スロットル弁１６の配置位置付近に、そこをバイパスする補助吸気通路３０が設けられる。補助吸気通路３０にはステップモータ（２相励磁型）３２に接続される吸気弁（前記した吸気制御弁。以下「ＩＡＣＶ」という）３４が設けられる。ＩＡＣＶ３４はモータ回転に応じて弁座３６に向けて前進あるいは後退し、補助吸気通路３０を開閉する。
【００２３】
機関本体１０が搭載される車両（図示せず）のドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ４０が配置され、車両の走行速度に応じた信号を出力する。また、機関本体においてカムシャフト４２の付近にはカムシャフトセンサ４４が配置され、ピストンクランク角位置に応じた信号を出力すると共に、シリンダブロックの冷却水路には水温センサ４６が配置され、機関冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００２４】
また、吸気管１２のスロットル弁１６の下流には絶対圧センサ４８が設けられ、スロットル弁下流の吸気圧力ＰＢＡの絶対圧に対応する信号を出力すると共に、スロットル弁１６にはスロットル開度センサ５０が接続され、スロットル弁１６の開度θＴＨに応じた信号を出力する。
【００２５】
これらセンサ出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５２へ送出される。ＥＣＵ５２はマイクロコンピュータからなり、前記した車速センサ４０およびカムシャフトセンサ４４の出力はＥＣＵ５２内においてカウントされて車速ＶＰおよび機関回転数ＮＥが算出される。
【００２６】
ＥＣＵ５２は上記したセンサ出力に基づき、後述の如く、スロットル弁１６が全閉位置付近にあるアイドル運転時にＩＡＣＶ３４の目標開度を算出し、それに応じてステップモータ３２の指令値（ステップ数）を算出し、内蔵する駆動回路を介してステップモータ３２に出力し、ステップモータ３２を駆動してアイドル回転数を調節する通常の吸気弁制御を実行すると共に、基準位置合わせ制御を実行する。
【００２７】
次いで、この発明に係る内燃機関の吸気弁制御装置の動作を説明する。
【００２８】
最初に図２フロー・チャートを参照して通常の吸気弁制御（アイドル回転数制御）について説明する。図示のプログラムは所定周期、例えばＴＤＣ（上死点）ごとに実行される。
【００２９】
以下説明すると、先ずＳ１０において検出された機関回転数ＮＥ、スロットル開度θＴＨなどからＩＡＣＶ３４の目標開度ＩＣＭＤを算出する。次いでＳ１２に進み、算出された目標開度ＩＣＭＤから図３にその特性を示すテーブルを検索し、ステップモータ３２の目標指令値ＰＵＬＯＢＪを算出する。
【００３０】
次いでＳ１４に進み、目標指令値ＰＵＬＯＢＪとの大小関係に基づいて出力指令値ＰＵＬＣＮＴを算出する。図４を参照して説明すると、ＩＡＣＶ３４の目標開度ＩＣＭＤが同図上部に示すように算出されるとき、目標指令値ＰＵＬＯＢＪはそれに応じて同図下部に実線で示す如く算出される。
【００３１】
前記した如く、ステップモータ３２が指令通り動作していれば、基準位置（原点。具体的には、後述する図８タイム・チャートに０として示す位置）からの出力指令値を加減算すれば、ステップモータ３２の実際の位置（開度）を求めることができる。
【００３２】
即ち、前回（制御周期）の出力指令値ＰＵＬＣＮＴは、ステップモータ３２の今回（制御周期）の実際の開度を示す。尚、目標指令値も出力指令値も、ステップモータ３２のステップ数（パルス数）で示される。
【００３３】
従って、Ｓ１４においては図４下部に示すように、出力指令値ＰＵＬＣＮＴ（より詳しくはその前回値）と目標指令値ＰＵＬＯＢＪを比較し、出力指令値ＰＵＬＣＮＴが目標指令値ＰＵＬＯＢＪを（開弁方向に）超えるか否か判断する。
【００３４】
出力指令値ＰＵＬＣＮＴが目標指令値ＰＵＬＯＢＪを超える、即ち、実際値が目標値を開弁方向に超えると判断されるときは、開弁し過ぎなので閉弁方向に駆動するため、前回出力指令値ＰＵＬＣＮＴに１ステップ（１パルス）減算（デクリメント）した値を今回の出力指令値とすると共に、逆であれば、開弁方向に駆動するため、前回出力指令値ＰＵＬＣＮＴを１ステップ加算（インクリメント）を今回の出力指令値とする。
【００３５】
従って、図２フロー・チャートに示すプログラムをループする度に、ステップモータ３２を１ステップずつ駆動制御する。尚、両者が同一のときは、前回と同じ指令値を出力する。
【００３６】
次いでＳ１６に進み、駆動出力の周期、具体的にはパルスレートｐｐｓを決定する。より具体的には、機関本体１０に設けられたバッテリ電源（図示せず）の電圧に応じ、比較的高電圧であるときは２００ｐｐｓ、低電圧であるときは１００ｐｐｓなどと決定する。
【００３７】
次いでＳ１８に進み、決定されたパルスレートに従い、算出された出力指令値ＰＵＬＣＮＴに応じた励磁パターンをステップモータ３２に出力する。図５にその励磁パターンを示す。
【００３８】
上記した制御では、ＥＣＵ５２が認識する、出力指令値ＰＵＬＣＮＴの値が、ＩＡＣＶ３４の実際の開度に対応した値となっていることが前提となる。そこで、定期的に基準位置合わせを行う必要がある。
【００３９】
図６フロー・チャートを参照し、その基準位置合わせ制御に関して説明する。尚、図示のプログラムは所定周期、例えばＴＤＣごとに実行され、図２のプログラムと平行して実行される。
【００４０】
以下説明すると、Ｓ１００で基準位置合わせ制御が実行済みか否か判断する。この実施の形態においては、基準位置合わせは、車両が走行している間に１回だけ行うようにした。従って、肯定されるときはＳ１０２に進んで通常の吸気弁制御に移行する。これによって、走行性能への影響を最少限度に抑えると共に、ＩＡＣＶ３４の劣化を減少させることができる。
【００４１】
Ｓ１００で否定されるときはＳ１０４に進み、検出された車速ＶＰをしきい値ＶＡＩＣ（３ｋｍ／ｈ〜５ｋｍ／ｈ程度の低車速）と比較する。Ｓ１０４で検出車速がしきい値以下と判断されるときはＳ１０２に進む。
【００４２】
他方、Ｓ１０４で検出車速がしきい値を超えると判断されるときはＳ１０６に進み、検出された機関回転数ＮＥをしきい値ＮＩＡＩＮＴ（２５００ｒｐｍ程度の低回転数）と比較し、検出された機関回転数ＮＥがしきい値ＮＩＡＩＮＴ以下と判断されるときはＳ１０２に進む。
【００４３】
他方、Ｓ１０６で検出機関回転数がしきい値を超えると判断されるときはＳ１０８に進み、検出された機関冷却水温ＴＷをしきい値ＴＷＩＡＩＮＴ（例えば８０℃程度）と比較し、検出された機関冷却水温がしきい値以下と判断されるときはＳ１０２に進む。
【００４４】
他方、Ｓ１０８で機関冷却水温ＴＷがしきい値を超えると判断されるときはＳ１１０に進み、検出された吸気圧力ＰＢＡを所定値ＰＢＡｒｅｆと比較する。Ｓ１１０で検出吸気圧力ＰＢＡが所定値ＰＢＡｒｅｆを超えると判断されるときはＳ１１２に進み、検出された機関回転数ＮＥから図７に示すテーブル特性のうちの下側の特性を検索し、しきい値ＤＰＢＩＡＩＮＴを決定する。
【００４５】
他方、検出吸気圧力ＰＢＡが所定値ＰＢＡｒｅｆ以下と判断されるときはＳ１１４に進み、検出された機関回転数ＮＥから図７に示すテーブル特性のうちの上側の特性を検索し、しきい値ＰＢＩＡＩＮＴを決定する。
【００４６】
次いで、Ｓ１１６に進んで、検出吸気圧力ＰＢＡを決定されたしきい値ＤＰＢＩＡＩＮＴ（あるいはＰＢＩＡＩＮＴ）と比較する。
【００４７】
Ｓ１１６で検出吸気圧力ＰＢＡがしきい値以下と判断されるときはＳ１０２に進むと共に、検出吸気圧力ＰＢＡがしきい値を超えると判断されるときはＳ１１８に進んで基準位置合わせ制御を許可し、実行する。
【００４８】
また、Ｓ１１８で基準位置合わせが許可されて実行されている間に、図示のプログラムでＳ１０２に進むときは、基準位置合わせ制御の許可が取り消される。
【００４９】
尚、図７に示すテーブル特性において、ＰＢＩＡＩＮＴはＤＰＢＩＡＩＮＴより１７０［ｍｍＨｇ］程度大きく設定した。即ち、負荷は経時的に変動するので、高負荷時にＳ１１８に一旦進んだときはＳ１０２に進み難くすると共に、機関始動直後の低負荷時などにはＳ１１８に進み難いようにした。
【００５０】
上記の如く、この実施の形態において、基準位置合わせは、機関が高負荷および高回転にあるときに実行するようにした。これは、基準位置合わせ制御を全閉側で行うようにして小流量時のバラツキの影響を避けるようにしたため、低負荷、低回転域において行うと、走行性能が低下し、乗員の失速感などの違和感を与える恐れがあるからである。
【００５１】
従って、高負荷かつ高回転領域で行うと共に、走行中に行うようにして走行性能への影響を回避するようにした。これによって、トルクショックが低下することもあって、走行性能への影響を一層少なくすることができる。
【００５２】
その意図から、Ｓ１１６の判断においても低負荷、低回転になるほどしきい値を増加させ、基準位置合わせ制御が実行され難いようにした。尚、Ｓ１０８で機関冷却水温が低温のときに基準位置合わせ制御を実行しないのは、低水温時はＩＡＣＶ３４の開度が大きいため、閉じ方向に駆動するまでに時間がかかるためである。
【００５３】
図８タイム・チャートを参照して基準位置合わせ制御を説明する。
【００５４】
同図の上部は出力指令値ＰＵＬＣＮＴ（ＥＣＵ５２が算出し、認識しているステップモータ３２の現在位置、より具体的にはＩＡＣＶの現在開度）を、下部はＩＡＣＶ３４の実際の開度（より詳しくはＥＣＵ５２で実際の開度と推定している値）を示す。
【００５５】
図６フロー・チャートのＳ１１８において基準位置合わせ制御実行と判断されたとき、ＥＣＵ５２は、先ずＰＵＬＣＮＴの値を徐々に減少させ、ＩＡＣＶ３４を閉じ方向に駆動する。この作業は、出力指令値ＰＵＬＣＮＴが０（原点）に到達するまで行う。この期間を同図にＡで示す。尚、このときのパルスレートは１００ｐｐｓとする。
【００５６】
期間Ａの処理が完了した後、ＥＣＵ５２は出力指令値をさらに１０ステップだけ徐々に減少させ、ＩＡＣＶ３４をさらに閉弁方向に駆動する。この期間を同図にＢで示す。このときのパルスレートも１００ｐｐｓとする。即ち、パルスレートを下げてトルクを上げ、確実に閉弁させる。
【００５７】
１０ステップ閉弁方向に駆動するのは製造バラツキ吸収のためであり、ステップモータ個々により全閉位置が微妙に異なるところから、全閉位置あるいはその付近を原点とするのが不適当と考えられたためである。さらに、全閉位置を原点にすると、突き当てによる脱調を起こし易いことも挙げられる。
【００５８】
従って、図２に関して説明した通常制御においても、出力指令値ＰＵＬＣＮＴはそれに相当するＩＡＣＶ開度よりも常に１０ステップだけ開弁方向に大きいように設定される。
【００５９】
尚、基準位置合わせ制御が実行される間も図２の処理は平行して所定時間ごとに繰り返され、期間Ｂまでの処理が完了しない間にそのプログラムループにおいてＳ１０２に進むときは、基準位置合わせ制御は中止される。
【００６０】
期間Ｂが経過した後、ＥＣＵ５２は出力指令値をさらに８ステップだけ徐々に減少させ、ＩＡＣＶ３４をさらに閉弁方向に駆動して増締めする。その結果、出力指令値とそれに相当するＩＡＣＶ開度の間に１０パルス以上の開きがあったとき、この増締め作業によってそのずれを吸収することができ、ＩＡＣＶ３４を開弁位置（原点）まで確実に駆動して基準位置合わせを達成することができる。
【００６１】
ここで、８ステップとしたのは、以下の理由による。即ち、図示のステップモータ３２の特性から脱調を起こす頻度は低いと考えられるが、長期間にわたって使用すると、ずれの発生は避けられない。そのため走行の都度１回だけ基準位置合わせを行うようにした。
【００６２】
ステップモータ３２は２相励磁型であるため、図５に示すように励磁パターンは４個存在し、ＩＡＣＶ３４が弁座３６に突き当たると、ステップモータ３２はそれ以上回転できないが、励磁パターンは順次切り換わる。
【００６３】
結果として脱調を起こすことになるが、例えば１ステップ（パルス）目から脱調したとしても、４ステップ（パルス）与えると、元の励磁パターンに戻る。この理由とイニシャライズに要する時間を考慮した上で、モータ１回転分とマージン１回転を見込み、８ステップに設定した。
【００６４】
この期間を同図にＣで示す。期間Ｃの出力指令値のパルスレートも１００ｐｐｓとする。尚、期間Ｃに図６の処理でＳ１０２に進むときは、出力指令値を３ステップ分ホールドし、次いで出力指令値を−１０ステップと書換え、基準位置合わせ制御を中止して通常制御に移行する。これにより、通常制御に移行するとき、出力指令値とそれに相当する弁開度に不一致を生じる危険性を減少させることができる。
【００６５】
期間Ｃの処理が完了した後、ＥＣＵ５２は、出力指令値を所定時間、より具体的には３ステップ相当時間ホールドし、次いで出力指令値の値を−１０ステップとし、原点に向けて開弁方向に駆動し（この期間を同図にＤで示す）、原点に達した後、通常に移行（復帰）する。尚、３ステップ停止した後は、通常制御への移行（復帰）を促進するため、出力指令値のパルスレートは２００ｐｐｓとする。
【００６６】
この実施の形態は上記の如く、内燃機関１０の吸気系（吸気管１２）にスロットル弁１６をバイパスする補助吸気通路３０を設けると共に、ステップモータ３２に接続されて前記補助吸気通路を開閉する吸気制御弁（ＩＡＣＶ）３４を備えてなる内燃機関の吸気弁制御装置において、前記ステップモータに供給された指令値ＰＵＬＣＮＴに基づいて前記吸気制御弁の開度を算出する吸気制御弁開度算出手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０からＳ１４）、前記内燃機関を搭載した車両が走行しているか否か判定する車両走行判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０４）、前記車両が走行していると判定されるとき、前記算出された吸気制御弁の開度を前記吸気制御弁の実際の開度に一致させる基準位置合わせ制御を許可する基準位置合わせ制御許可手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）、および前記基準位置合わせ制御許可手段により許可されたとき、前記基準位置合わせ制御を実行する基準位置合わせ制御実行手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）を備える如く構成した。
【００６７】
これによって、構成として簡易であってコストアップを招くことがないと共に、機関の始動性を低下させることがなく、前記した機関の動作不調の問題も解消することができる。さらに、走行しているときに行うことで、基準位置合わせを全閉側で行うときも、走行性能への影響を減少させることができる。
【００６８】
さらに、前記内燃機関の負荷ＰＢＡが所定負荷ＰＢＩＡＩＮＴを超えるか否か判定する機関負荷判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１１６）を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、トルクショックを低下させることで走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００６９】
さらに、前記内燃機関の回転数ＮＥが所定回転数ＮＩＡＩＮＴを超えるか否か判定する機関回転数判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０６）を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００７０】
さらに、前記内燃機関の冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＡＩＮＴを超えるか否か判定する機関水温判定手段（ＥＣＵ５２、Ｓ１０８）を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定され、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されると共に、前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可する（ＥＣＵ５２、Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、基準位置合わせを全閉側で行うときも、基準位置合わせに要する時間を短縮することができ、走行性能への影響をさらに一層減少させることができる。
【００７１】
また、前記基準位置合わせ制御実行手段は、前記基準位置合わせ制御の実行を開始した後、前記基準位置合わせ制御許可手段により前記基準位置合わせ制御の許可が取り消されたとき、所定時間、より具体的には３ステップ数相当時間待機して前記制御を中止する（ＥＣＵ５２、Ｓ１０２，Ｓ１１８）如く構成した。これによって、前記した作用効果に加え、通常制御に移行するときにずれが生じるのを効果的に防止することができる。
【００７２】
尚、上記において基準位置合わせを閉弁側で行ったが、開弁側で行っても良い。
【００７３】
また、期間Ｃで８ステップに設定したが、４の倍数であれば、それ以上に設定しても良い。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１項においては、構成として簡易であってコストアップを招くことがないと共に、始動性を低下させることがなく、前記した機関の動作不調の問題も解消することができる。さらに、走行しているときに行うことで、基準位置合わせを全閉側で行うときも、走行性能への影響を減少させることができる。また、前記した作用効果に加え、トルクショックを低減することで、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００７６】
請求項２項にあっては、前記した作用効果に加え、走行性能への影響を一層減少させることができる。
【００７７】
請求項３項にあっては、前記した作用効果に加え、基準位置合わせを全閉側で行うときも、基準位置合わせに要する時間を短縮することができ、走行性能への影響をさらに一層減少させることができる。
【００７８】
請求項４項にあっては、前記した作用効果に加え、通常制御に移行するときにずれが生じるのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関の吸気弁制御装置を概略的に示す全体図である。
【図２】図１装置の動作の中の通常の吸気弁制御（アイドル回転数制御）を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートのＳ１０における目標指令値算出に用いるテーブル特性を示す説明グラフである。
【図４】図２フロー・チャートのＰＵＬＣＮＴの算出作業を示す説明タイム・チャートである。
【図５】図２フロー・チャートのＰＵＬＣＮＴに応じた励磁パターン出力作業で用いる励磁パターンの説明グラフである。
【図６】図１装置の動作の中の基準位置合わせ制御を示すフロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートで使用するしきい値のテーブル特性を示す説明グラフである。
【図８】図６フロー・チャートの基準位置合わせ作業を説明タイム・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（機関本体）
１６ スロットル弁
３０ 補助吸気通路
３２ ステップモータ
３４ 吸気弁（ＩＡＣＶ）
４０ 車速センサ
４４ カムシャフトセンサ
４６ 水温センサ
４８ 絶対圧センサ
５２ ＥＣＵ
Claims (4)
- 内燃機関の吸気系にスロットル弁をバイパスする補助吸気通路を設けると共に、ステップモータに接続されて前記補助吸気通路を開閉する吸気制御弁を備えてなる内燃機関の吸気弁制御装置において、
ａ．前記ステップモータに供給された指令値に基づいて前記吸気制御弁の開度を算出する吸気制御弁開度算出手段、
ｂ．前記内燃機関を搭載した車両が走行しているか否か判定する車両走行判定手段、
ｃ．前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えるか否か判定する機関負荷判定手段、
ｄ．前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定されるとき、前記算出された吸気制御弁の開度を前記吸気制御弁の実際の開度に一致させる基準位置合わせ制御を許可する基準位置合わせ制御許可手段、
および
ｅ．前記基準位置合わせ制御許可手段により許可されたとき、前記基準位置合わせ制御を実行する基準位置合わせ制御実行手段、
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気弁制御装置。 - さらに、
ｆ．前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えるか否か判定する機関回転数判定手段、
を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定されると共に、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の吸気弁制御装置。 - さらに、
ｇ．前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えるか否か判定する機関水温判定手段、
を備え、前記基準位置合わせ制御許可手段は、前記車両が走行していると判定され、前記内燃機関の負荷が所定負荷を超えると判定され、さらに前記内燃機関の回転数が所定回転数を超えると判定されると共に、前記内燃機関の冷却水温が所定水温を超えると判定されるとき、前記基準位置合わせ制御を許可することを特徴とする請求項１項または２項記載の内燃機関の吸気弁制御装置。 - 前記基準位置合わせ制御実行手段は、前記基準位置合わせ制御の実行を開始した後、前記基準位置合わせ制御許可手段により前記基準位置合わせ制御の許可が取り消されたとき、所定時間待機して前記制御を中止することを特徴とする請求項１項ないし３項のいずれかに記載の内燃機関の吸気弁制御装置。
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| JP06949898A JP3602714B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 内燃機関の吸気弁制御装置 |
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| JPH11247693A JPH11247693A (ja) | 1999-09-14 |
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