JP3724942B2

JP3724942B2 - エンジン用吸気量制御装置

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Publication number: JP3724942B2
Application number: JP04372498A
Authority: JP
Inventors: 康弘高野
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: JPH11241667A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン用吸気量制御装置に関し、特に、吸気通路を横切って通路形成体に回動可能に支承される弁軸にスロットル弁およびスロットルドラムが固定され、アイドリング時に吸気を導くことを可能としてスロットル弁の上流側および下流側間を結ぶバイパス通路の開度が、ステップモータ駆動式のアイドル調節弁で調節されるエンジン用吸気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるエンジン用吸気量制御装置は、たとえば特開平４−３１８２７９号公報および特公昭６３−４２１０６号公報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
アイドル調節弁はスロットル弁を迂回するバイパス通路に設けられればよいので、通路形成体とは別体である管路でバイパス通路を形成し、その管路の途中にアイドル調節弁を配設することも可能であり、上記特公昭６３−４２１０６号公報でもそのように構成されているが、通路形成体の他に管路が必要となり、また弁座を構成するための部材も必要となる。そこで、上記特開平４−３１８２７９号公報では、アイドル調節弁を通路形成体に一体、統合化することにより、上記管路や弁座構成部材を不要とするようにしている。
【０００４】
一方、適切なアイドル制御を行なうためにはスロットル弁の開度（全閉から全開までの開度）を検出する開度センサ、あるいは該開度センサに代えてスロットル弁の全閉位置を検出するアイドルスイッチ等が必要であり、そのような開度センサやアイドルスイッチも通路形成体にできるだけ集約、統合化することが配線の簡素化を図る上で望ましいことである。
【０００５】
また通路形成体にスロットル弁、スロットルドラム、ステップモータ駆動式のアイドル調節弁、ならびに開度センサもしくはアイドルスイッチ等が装着されて成るスロットル装置のエンジンへの取付けに際しては、種々のスペース上の制約を受けるものであり、弁軸の軸線方向に沿うスロットル装置の幅（以下、横幅と言う）あるいは弁軸の軸線に直交する方向のスロットル装置の幅（以下、縦幅と言う）のいずれかを小さくすることが要求されることがあるが、上記特開平４−３１８２７９号公報で開示されたものでは、そのような考慮がなされておらず、スロットル装置の横幅および縦幅のいずれもが比較的大きくなっている。すなわち、スロットルドラムと反対側で弁軸に連結される開度センサが通路形成体に取付けられているのでスロットル装置の横幅が比較的大きくなる。またアイドル調節弁が、吸気通路の中心と平行な方向を開閉作動方向として通路形成体に取付けられているが、通路形成体には、吸気マニホールドへの取付けのためのボルト挿通孔、アイシング防止のための温水通路、キャニスターからの蒸発燃料を導入するためのポート、吸気圧センサに吸気圧を導く導管を設けるための配置上の制約があり、しかもアイドル調節弁取付け用のフランジも必要であるので、吸気通路と平行にしてアイドル調節弁が通路形成体に取付けられる構成ではスロットル装置の縦幅も比較的大きくなってしまう。
【０００６】
ところで、ステップモータ駆動式のアイドル調節弁を用いてアイドル空気量を調節するものでは、リニアソレノイド駆動式のものに比べると、アイドル調節弁の開度を検出するセンサが不要であって簡便かつコンパクトな構成が可能となるのであるが、ステップモータの制御パルス数とアイドル調節弁の開度位置との対応関係を常に一定かつ正確に維持することが必要であり、しかも脱調の問題が常につきまとう。すなわち機関の冷間始動時やバッテリ電源の電圧低下時にはステップモータの制御パルス数とアイドル調節弁の開度位置とが正常な対応関係を維持し得なくなる。そこで、ステップモータの制御パルス数とアイドル調節弁の開度位置との対応関係を正常に維持するために、上記特公昭６３−４２１０６号公報で開示されたものでは、点火スイッチの遮断直後にアイドル調節弁を全閉あるいは全開位置まで駆動し、その全閉あるいは全開位置を基準位置とするようにステップモータの作動パルス数をリセットするようにしている。
【０００７】
ところが、上記特公昭６３−４２１０６号公報で開示されたものでは、アイドル調節弁が閉じ側に弾発付勢されておらず、しかもアイドル調節弁およびステップモータ間に設けられる動力伝達手段がラックおよびピニオンで構成されていてラックおよびピニオン間にはバックラッシュが必ず在るので、エンジン再始動に伴なうアイドリング時に、目標位置までのステップモータの作動と、該ステップモータの作動に伴なうアイドル調節弁の実作動位置との間に、図１１で示すような差が生じる。
【０００８】
すなわち、図１２（ａ）で示すアイドル調節弁４５′の全閉時からステップモータが作動量ΔＡ′だけ作動するまでは、ラック６５およびピニオン６６間のバックラッシュと、ステップモータにおける励磁パターンのずれ（一般的な４極２相励磁方式のステップモータでは最大３ステップ分のずれ）とにより、図１２（ｂ）で示すように、ラック６５すなわちアイドル調節弁４５′の開弁作動が開始されることはなく、アイドル調節弁４５′の開弁作動に時間ΔＴだけ遅れが生じることになる。またアイドル調節弁４５′が或る開度まで作動した位置に在る図１２（ｃ）の状態からステップモータが作動量ΔＡ′だけ閉弁方向に作動するまでは、図１２（ｄ）で示すように、ラック６５すなわちアイドル調節弁４５′の閉弁作動が開始されることはなく、アイドル調節弁４５′の閉弁作動に時間ΔＴだけ遅れが生じることになる。
【０００９】
またアイドル調節弁を閉じ側に弾発付勢する戻しばねを有するものでは、エンジン再始動に伴なうアイドリング時に、目標位置までのステップモータの作動と、該ステップモータの作動に伴なうアイドル調節弁の実作動位置との間に、図１３で示すような差が生じる。すなわちアイドル調節弁の全閉時からステップモータが作動量ΔＡ′だけ作動するまでは、動力伝達手段でのバックラッシュと、ステップモータにおける励磁パターンのずれとにより、アイドル調節弁の開弁作動が開始されることはなく、アイドル調節弁の開弁作動に時間ΔＴだけ遅れが生じ、アイドル調節弁が或る開度まで作動してからは、アイドル調節弁の作動に時間遅れが生じることはないものの、常に目標位置＞実作動位置の関係となる。
【００１０】
このように点火スイッチ遮断直後にアイドル調節弁を全閉位置まで駆動してその全閉位置を基準位置とすべくステップモータの作動パルス数をリセットするようにしたものでは、エンジン再始動時には、戻しばねの有無に無関係に目標位置＞実作動位置の関係となり、エンジン再始動時にアイドル調節弁の目標開度までの開弁作動が遅れることになり、また始動後のアイドル制御でもアイドル調節弁の開度が目標開度よりも小さくなる。
【００１１】
ところで、アイドル制御では、アイドル調節弁が全閉となることはなく、全閉近傍での微調整が要求されるが、上述のようにアイドル調節弁の開弁駆動および閉弁駆動で実作動位置が目標位置と異なるものでは、正確なアイドル制御が困難である。また戻しばねを有するものでは、常に目標位置＞実作動位置であるので、エンジン回転速度がぎくしゃくしてアイドル回転速度が不安定となり、エンストに至る可能性がある。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ステップモータ駆動式のアイドル調節弁ならびにアイドル制御実行のための開度センサの通路形成体への統合化を図った上で、スロットル装置の横幅および縦幅を極力小さく設定可能とし、さらにアイドル制御の基準となるバイパス通路の開度をステップモータの制御パルスに適切に対応付け得るようにしたエンジン用吸気量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】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、吸気通路を有する通路形成体と、前記吸気通路を横切って通路形成体に回動可能に支承される弁軸と、吸気通路を開閉可能として前記弁軸に固定されるスロットル弁と、通路形成体の外側方で前記弁軸の一端に固定されるスロットルドラムとを有するスロットル装置と；アイドリング時に吸気を導くことを可能として前記スロットル弁の上流側および下流側間を結ぶバイパス通路の開度を調節すべく作動方向を一直線とした弁体およびステップモータ間がバックラッシュを有する動力伝達手段を介して連結されて成ると共に戻しばねで常に閉弁方向に付勢された、ステップモータ駆動式のアイドル調節弁と；前記ステップモータの作動を制御する制御ユニットと；を含むエンジン用吸気量制御装置であって、前記制御ユニットが、開度センサによるスロットル弁の全閉位置検出後にバイパス通路の開度調節によるアイドル制御を実行すべく前記ステップモータの作動を制御可能であるものにおいて、前記通路形成体に設けられるバイパス通路の中間部で通路形成体に形成される弁座に前記弁体を着座させ得る前記アイドル調節弁が、前記吸気通路の中心および前記弁軸の軸線を通る平面から間隔をあけた位置で該平面と平行な方向に前記弁体を開閉作動させるようにして前記通路形成体に直接取付けられ、前記弁軸の他端に連結される前記開度センサが前記アイドル調節弁と並んで通路形成体に取付けられ、前記制御ユニットは、前記アイドル制御の基準となるバイパス通路の開度をステップモータの制御パルスに対応付けるにあたっては、アイドル調節弁を全閉位置まで一旦駆動した後に動力伝達手段でのバックラッシュとステップモータにおける励磁パターンのずれとを含む分以上の所定量だけ開弁側に駆動したときにその位置を制御の基準とすべくステップモータの作動パルス数をリセットするように構成されていて、そのリセット後のエンジンのアイドリング時にはステップモータの作動に伴なうアイドル調節弁の実作動位置が目標位置より常に大となるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、通路形成体に設けられるバイパス通路の中間部で通路形成体に形成される弁座に弁体を着座させ得るようにしたステップモータ駆動式のアイドル調節弁が、吸気通路の中心および弁軸の軸線を通る平面と平行な方向を開閉作動方向として通路形成体に直接取付けられるので、吸気通路の中心に直交する方向を開閉作動方向としてアイドル調節弁を通路形成体に取付けるものに比べると、スロットル装置の縦幅を小さくすることができる。またアイドル調節弁の開閉作動方向が、前記平面から間隔をあけた位置で該平面と平行に設定されることにより、前記平面上に開閉作動方向を設定したものに比べると、スロットル装置の横幅も小さくなる。しかも開度センサおよび前記アイドル調節弁が相互に並んで通路形成体に取付けられることにより、開度センサおよびアイドル調節弁への配線を通路形成体の同一側に集約することが可能である。さらにアイドル制御の基準となるバイパス通路の開度をステップモータの制御パルスに対応付けるにあたってはアイドル調節弁を全閉位置まで一旦駆動した後に前記所定量だけ開弁側に駆動した位置を制御の基準とすべくステップモータの作動パルス数をリセットするので、そのリセット後には、実作動位置＞目標位置となり、アイドル調節弁を速やかに目標開度まで開弁駆動することができ、優れた始動性を得ることが可能となる。しかも定常アイドル運転時にも要求開度までのアイドル調節弁の作動を速やかに行なうことができ、エンジン回転がスムーズでエンストが生じるおそれがない。またアイドル調節弁は、その開閉いずれの作動方向であっても同一開度となるので、アイドル調節弁の低開度での制御時に回転むらやエンストが生じる可能性を排除して正確な制御を行なうことが可能となる。
【００１５】
また請求項２の発明は、請求項１の発明の上記特徴に加えて、前記通路形成体には、前記ステップモータのハウジングと前記開度センサとが、該通路形成体の同側の側面より外方に各々突出するように且つ互いに並んで取付けられることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。図１ないし図１０は本発明の一実施例を示すものであり、図１はスロットル装置の上流側から見た正面図、図２はスロットル装置の下流側から見た背面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の４−４線に沿うスロットル装置の概略断面図、図５は図２の５−５線に沿うスロットル装置の概略断面図、図６は図１の６−６線に沿って示すアイドル調節弁の拡大縦断面図、図７は点火スイッチ遮断直後のステップモータの制御処理手順を示すフローチャート、図８は点火スイッチ遮断直後のステップモータ駆動信号およびアイドル調節弁作動位置の変化を示す図、図９はアイドル調節弁および動力伝達手段の全閉位置からの作動状態を順次示す図、図１０はイニシャライズ後のアイドル調節弁の実位置および目標位置の変化を示す図である。
【００１７】
先ず図１ないし図３において、スロットル装置１２は金属製の通路形成体１５を備えるものであり、該通路形成体１５には、車両のエンジンに吸気マニホールド１３（図４および図５参照）を介して接続された状態でほぼ水平方向に延びる吸気通路１６が形成されており、該吸気通路１６を横切る弁軸１７が通路形成体１５に回動可能に支承され、吸気通路１６を開閉可能なバタフライ形のスロットル弁１８が一対のねじ部材１９，１９により弁軸１７に固定される。
【００１８】
弁軸１７の一端部は、軸受２７を通路形成体１５との間に介在せしめて通路形成体１５を貫通するものであり、弁軸１７には、軸受２７における内輪の一端を当接せしめる環状の段部１７ａが設けられる。また弁軸１７の一端には、ナット２８が同軸に螺合されるものであり、このナット２８と、前記軸受２７における内輪の他端に一端を当接させて弁軸１７を同軸に囲繞する円筒状のスペーサ２９の他端との間に、スロットルドラム３０が挟持、固定される。このスロットルドラム３０には、スロットル操作に応じた駆動力を該スロットルドラム３０を介して弁軸１７に伝達するためのスロットルワイヤ（図示せず）が巻掛け、連結される。
【００１９】
前記軸受２７の外輪は、通路形成体１５と、前記スペーサ２９を同軸に囲繞して通路形成体１５に嵌合されるカラー３２との間に挟持されるものであり、カラー３２の内面およびスペーサ２９の外面間には環状のシール部材３３が嵌入、保持される。またスロットルドラム３０および前記カラー３２間には、コイル状のねじりばねである第１戻しばね３４が介装される。
【００２０】
一方、弁軸１７の他端部は、通路形成体１５に一体に設けられた円筒状の支持部２０にブッシュ２１を介して支承されており、支持部２０から突出した弁軸１７の他端にはレバー２２が固着される。また通路形成体１５には、前記支持部２０を囲繞して該支持部２０よりも外方に突出する取付筒部２３が一体に設けられており、該取付筒部２３の外端開口部には、前記レバー２２に連結される開度センサ２４のフランジ部２５が複数のねじ部材２６…で締結される。
【００２１】
また弁軸１７の他端側で、レバー２２と通路形成体１５との間には、コイル状ねじりばねである第２戻しばね３５が設けられており、第２戻しばね３５は、前記第１戻しばね３４と共働して、弁軸１７をスロットル弁１８の閉弁方向に付勢するばね力を発揮する。
【００２２】
図４および図５を併せて参照して、通路形成体１５には、アイドリング時に吸気を導くべくスロットル弁１８の上流側および下流側間を結ぶバイパス通路３８が、スロットル弁１８を迂回するようにして形成されており、該バイパス通路３８は、上流側通路３９および下流側通路４０から成るものである。而してスロットル弁１８よりも上流側で吸気通路１６の内面に上流側通路３８の一端が開口され、該上流側通路３８の他端は、通路形成体１５の吸気マニホールド１３との接合面１５ａに開口される。すなわち通路形成体１５への吸気マニホールド１３の接合時に上流側通路３９の他端は吸気マニホールド１３で閉じられることになる。また下流側通路４０は、吸気通路１６の周方向に沿って前記上流側通路３９に隣接した位置で通路形成体１５に設けられるものであり、該下流側通路４０の一端は前記上流側通路３９の中間部に対応した位置に配置され、下流側通路４０の他端は、通路形成体１５の前記接合面１５ａに開口されるとともに吸気通路１６の下流端に連通される。したがって通路形成体１５への吸気マニホールド１３の接合時に、下流側通路４０の他端は吸気通路１６の下流端に連通することになる。
【００２３】
さらに図６を併せて参照して、前記バイパス通路３８の開度は、前記開度センサ２４と並んで通路形成体１５に直接取付けられるステップモータ駆動式のアイドル調節弁４５により調節されるものであり、該アイドル調節弁４５は、バイパス通路３８の中間部で通路形成体１５に形成される弁座４１に着座可能な弁体４６が、バックラッシュを有する動力伝達手段４７を介してステップモータ４８に連結されて成るものである。
【００２４】
前記弁座４１は、バイパス通路４８における上流側通路３９の中間部に通じる弁孔４２を形成して下流側通路４０の一端側に臨むようにして通路形成体１５に設けられるものであり、弁孔４２は、弁軸１７に直交して吸気通路１６の軸線を通る平面４３から外側方に間隔をあけた位置で前記平面４３と平行な軸線を有するようにして通路形成体１５に設けられる。また通路形成体１５には、前記弁孔４２と同軸である取付け孔４４が、下流側通路４０に内端を開口させるとともに外端を通路形成体１５の外側面に開口させるようにして設けられる。
【００２５】
ステップモータ４８は、従来周知のものであり、その構造について詳細には説明しないが、外周面に永久磁石４９を有するロータ５０と、該ロータ５０の外周面との間にわずかな間隙を隔てて固定配置されるとともに軸方向に隣接した一対のステータ５１，５２とを備える。両ステータ５１，５２は、合成樹脂から成る筒状のモールド部５３に共通に設けられており、ロータ５０は、軸方向の移動を阻止されるようにしてボールベアリング５４を介して該モールド部５３に回転自在に支承される。
【００２６】
このステップモータ４８のハウジング５５にはフランジ部５６が結合されており、ステップモータ４８の一部を前記取付け孔４４内に突入させるようにして前記フランジ部５６が複数のボルト５７…により通路形成体１５の外面に締結される。
【００２７】
動力伝達手段４７は、弁体７に一端が同軸にかつ一体に連結される被動軸５８と、ステップモータ４８のロータ５０とが螺合されて成るものである。すなわち被動軸５８に設けられた雄ねじ５９が、ロータ５０に同軸に設けられたねじ孔６０に螺合されるものであり、被動軸５８の外面にその軸方向に沿って形成された案内溝６１に、前記モールド部５３に設けられた突条６２が嵌合されることにより、被動軸５８の軸線まわりの回転は阻止される。したがってステップモータ４８の回転に応じて被動軸５８が軸方向に作動することになり、それによりアイドル調節弁４５が開閉作動することになる。しかも弁体４６と、前記モールド部５３との間には、コイル状の戻しばね６３が設けられており、この戻しばね６３のばね力により、アイドル調節弁４５は閉弁方向、すなわち弁体４６を弁座４１に着座せしめる方向に付勢されることになる。
【００２８】
而して前記弁体４６の開閉作動方向は、弁孔４２の軸線と同軸の方向であり、弁孔４２は、吸気通路１６の中心および弁軸１７の軸線を通る平面４３から外側方に間隔をあけた位置で前記平面４３と平行な軸線を有するものであるので、ステップモータ駆動式のアイドル調節弁４５は、前記平面４３から間隔ｄをあけた位置で該平面４３と平行な方向に弁体４６を開閉作動せしめる位置、即ち前記平面４３から間隔ｄをあけた位置に該平面４３と平行な軸線を配置するようにして通路形成体１５に直接取付けられることになる。
【００２９】
通路形成体１５には、吸気通路１６の吸気圧を検出する吸気圧センサ６４も取付けられるが、該吸気圧センサ６４は、アイドル調節弁４５と干渉することがないように、前記平面４３に直交する方向で通路形成体１５の外面に取付けられる。
【００３０】
ステップモータ４８の作動は、制御ユニットＣ（図４および図５参照）により制御されるものであり、この制御ユニットＣには、スロットル弁１８の開度を検出する開度センサ２４からの信号が入力される。
【００３１】
ところで制御ユニットＣは、開度センサ２４によるスロットル弁１８の全閉位置検出後にバイパス通路３８の開度調節によるアイドル制御を実行すべくステップモータ４８の作動を制御するのであるが、エンジン完爆まではオープンループ制御によりステップモータ４８の作動を制御し、エンジン完爆後には、エンジン冷却水温に応じた目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御によってステップモータ４８の作動を制御する。而してエンジン完爆までのオープンループ制御において制御ユニットＣは、アイドル調節弁４５の開度位置をその基準位置からのステップモータ４８の作動パルス数に予め対応させておき、前記基準位置からのステップモータ４８の作動パルス数によって定まるアイドル調節弁４５の現在位置を、エンジン運転状態（詳しくはエンジン冷却水温）に応じて始動に必要な開度として予め定められる目標位置に一致させるべく、目標位置及び現在位置間の差に対応したパルス数のパルス信号を出力してステップモータ４８の作動を制御する。
【００３２】
前記アイドル制御の基準となるバイパス通路３８の開度をステップモータ４８の制御パルスに対応付けるタイミングは、たとえば点火スイッチを遮断した直後であり、そのタイミングにおいて、制御ユニットＣは、図７で示す手順に従ってステップモータ４８の作動を制御するものであり、ステップＳ１では繰返し回数Ｎを「０」に設定し、ステップＳ２ではその繰返し回数Ｎが設定回数「Ｎ０」以上となったかどうかを確認し、Ｎ＜Ｎ０であるときには、ステップＳ３で繰返し回数Ｎに「１」を加算し、さらにステップＳ４でステップモータ４８の作動パルス数ＭＰを「１」だけ減算して、ステップＳ２に戻る。
【００３３】
ところで、前記設定回数「Ｎ０」は、アイドル調節弁４５を全開位置から全閉位置まで作動せしめるためのステップモータ４８の作動パルス数以上の値に設定されるものであり、ステップＳ１からステップＳ４までの処理により、点火スイッチ遮断直後の位置がいずれにあっても、アイドル調節弁４５が全閉位置まで駆動されることになる。
【００３４】
ステップＳ２で、Ｎ≧Ｎ０となったとき、すなわちアイドル調節弁４５が全閉位置となったときには、ステップＳ５において、ステップモータ４８の作動パルス数ＭＰを「１」だけ加算し、ステップＳ６で、作動パルス数ＭＰが所定のパルス数ＭＰ０に等しくなったかどうかを判断し、ＭＰ＜ＭＰ０であるときにはステップＳ５に戻る。
【００３５】
ここで、前記所定のパルス数ＭＰ０は、動力伝達手段４７におけるロータ５０を、その動力伝達手段４７でのバックラッシュ以上作動せしめるようにステップモータ４８を駆動するに足る値であり、ステップＳ５，Ｓ６の処理により、アイドル調節弁４５が全閉位置から設定位置まで開弁方向に駆動されることになる。
【００３６】
このようにアイドル調節弁４５が設定位置まで開弁作動せしめられた後のステップＳ７では、前記設定位置をアイドル制御の基準位置として定めるべくステップモータ４８の作動パルス数ＭＰをリセットしてイニシャライズする。
【００３７】
さらに次のステップＳ８では、ステップモータ４８の作動パルス数ＭＰを「１」だけ加算し、ステップＳ９で作動パルス数ＭＰが所定のパルス数ＭＰ１に等しくなったかどうかを判断し、ＭＰ＜ＭＰ１であるときにはステップＳ８に戻る。
【００３８】
したがって、ステップモータ４８の作動パルス数のリセット完了後に、ステップモータ４８を所定のパルス数ＭＰ１だけ作動せしめ、アイドル調節弁４５が基準位置から開弁方向に駆動されることになり、その後、ステップＳ１０で電源をＯＦＦとしてステップモータ４８の作動を停止する。
【００３９】
このような点火スイッチ遮断直後のステップモータ４８およびアイドル調節弁４５の作動は、図８で示すようになり、点火スイッチをＯＦＦとしてエンジンを停止した時刻ｔ₁から閉弁方向に設定回数「Ｎ０」のパルス数だけステップモータ４８に駆動信号が与えられることにより、アイドル調節弁４５は、点火スイッチ遮断時にいずれの位置にあっても時刻ｔ₂で確実に全閉状態となり、その後、所定のパルス数ＭＰ０だけステップモータ４８が開弁方向に作動せしめられる。前記所定のパルス数ＭＰ０は、アイドル調節弁４５がわずかに開いた全閉位置近傍の位置となるように設定されるものであり、たとえば１０パルスである。而して所定のパルス数ＭＰ０だけステップモータ４８が開弁方向に作動せしめられることにより、時刻ｔ₃でアイドル調節弁４５が全閉位置から設定位置まで開弁方向に駆動されたときに、その位置をアイドル制御の基準位置として定めるべくステップモータ４８の作動パルス数ＭＰがリセットされる。さらに時刻ｔ₃からは、所定のパルス数ＭＰ１だけステップモータ４８が開弁方向に作動せしめられ、時刻ｔ₄でアイドル調節弁４５が基準位置からさらに開弁方向に作動したときに、ステップモータ４８の作動が停止することになる。
【００４０】
ここで、アイドル調節弁４５の全閉位置からの作動ならびにそのときの動力伝達手段４７の作動状態は、図９で示すようになるものであり、図９（ａ）で示すアイドル調節弁４５の全閉時から、動力伝達手段４７のバックラッシュδと、ステップモータ４８における励磁パターンのずれとを含む分だけステップモータ４８を作動せしめても、図９（ｂ）で示すように、アイドル調節弁４５は全閉状態にあり、その後、ステップモータ４８をさらに作動せしめてアイドル調節弁４５を或る開度まで開弁したときにアイドル調節弁４５の基準位置としてステップモータ４８の作動パルス数がリセットされることになる。
【００４１】
次にこの実施例の作用について説明すると、スロットル装置１２の通路形成体１５に設けられるバイパス通路３８の中間部で通路形成体１５に弁座４１が形成されており、その弁座４１に弁体４６を着座させ得るようにしたステップモータ駆動式のアイドル調節弁４５が、吸気通路１６の中心および弁軸１７の軸線を通る平面４３と平行な方向を開閉作動方向として通路形成体１５に直接取付けられるので、吸気通路１５の軸線に直交する方向を開閉作動方向としてアイドル調節弁４５を通路形成体１５に取付けるものに比べると、スロットル装置１２の縦幅を小さくすることができる。またアイドル調節弁４５の開閉作動方向が、前記平面４３から間隔ｄをあけた位置で該平面４３と平行に設定されているので、前記平面４３上に開閉作動方向を設定したものに比べると、スロットル装置１２の横幅も小さくなる。
【００４２】
しかも開度センサ２４および前記アイドル調節弁４５が相互に並んで通路形成体１５に取付けられることにより、開度センサ２４およびアイドル調節弁４５への配線を通路形成体の同一側に集約することが可能である。
【００４３】
さらにアイドル制御の基準となるバイパス通路３８の開度をステップモータ４８の制御パルスに対応付けるにあたっては、たとえば点火スイッチの遮断直後のタイミングで、アイドル調節弁４５をステップモータ４８の作動により全閉位置まで駆動し、その後、動力伝達手段４７でのバックラッシュ以上ロータ５０を作動せしめてアイドル調節弁４５を全閉位置から設定位置まで開弁方向に駆動し、その設定位置をアイドル制御の基準位置として定めるべくステップモータ４８の作動パルス数をリセットし、さらにステップモータ４８を所定のステップ数だけ開弁方向に作動せしめてアイドル調節弁４５を基準位置からさらに開弁方向に開弁するようにしている。
【００４４】
このような制御処理により、ステップモータ４８の作動パルス数をリセットしたイニシャライズ後には、目標位置までのステップモータ４８の作動と、該ステップモータ４８の作動に伴なうアイドル調節弁４５の実作動位置とは、図１０で示すように変化する。
【００４５】
すなわち、イニシャライズ後には、アイドル調節弁４５の実作動位置は、目標位置よりも作動量ΔＡ（イニシャライズ時のステップモータ４８の全作動量から動力伝達手段４７のバックラッシュδならびにステップモータ４８における励磁パターンのずれを減算した分）だけ大きくなり、目標位置までのステップモータ４８の作動に遅れることなくアイドル調節弁４５が開閉作動することになる。したがって、エンジン再始動時に、アイドル調節弁４５を目標開度まで速やかに作動せしめるようにして応答性の向上を図ることができる。しかも全閉近傍での微調整にあたっても、アイドル調節弁４５の開弁駆動および閉弁駆動で実作動位置が異なることはないので、正確なアイドル回転速度制御が可能であり、また実作動位置＞目標位置であるので、エンジン回転速度がぎくしゃくすることを回避して安定的なアイドル制御を可能とし、エンストが生じる可能性を極力排除することができる。
【００４６】
しかも点火スイッチ遮断状態でアイドル調節弁４５は、全閉位置からわずかに開弁した位置にあるので、アイシングが生じるおそれもなく、イニシャライズ後にアイドル調節弁４５をさらに開弁保持しておくことにより、エンジン再始動時の目標開度までアイドル調節弁４５を速やかに作動せしめることができ、より一層始動性が向上する。
【００４７】
さらにエンジン完爆後には、エンジン冷却水温に応じた目標エンジン回転数となるようにアイドル回転速度のフィードバック制御が行なわれるので、目標位置および実作動位置間にずれがあっても、目標位置に実作動位置が補正されていくので問題は生じない。
【００４８】
ところで、アイドル制御の基準となるバイパス通路３８の開度をステップモータ４８の制御パルスに対応付けるにあたって、アイドル調節弁４５をステップモータ４８の作動により全閉位置まで駆動した後に、ステップモータ４８をたとえば１０パルス分だけマイナス側にオフセットしてステップモータ４８の作動パルス数をリセットするようにしても、実作動位置を目標位置よりも大きくすることが可能であるが、そのようにすると、制御ユニットＣでの制御が複雑となる。すなわちバイパス通路３８の開度調節によるアイドル制御時にアイドル調節弁４５が完全な閉弁状態となることはなく、わずかに開いた全閉位置近傍でのアイドル調節弁４５の精密な開閉制御が実行されるのであり、本発明に従って、アイドル制御の基準となるバイパス通路３８の開度をステップモータ４８の制御パルスに対応付けるにあたって、ステップモータ４８をアイドル調節弁４５の全閉位置から開弁方向にわずかに駆動せしめるように作動することにより、アイドル調節弁４５の弁体４６が弁座４１に密着することはなく、ステップモータ４８の制御上マイナス側のパルス数指示は生じないことになる。このため、上記リセット時にマイナス側のオフセット指示を与える必要がなく、マイナス側の指示・記憶が不要となるので、制御ユニットＣでの制御が単純となるのである。
【００４９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００５０】
たとえば、動力伝達手段４７がラックおよびピニオンで構成されるものであってもよい。またアイドル制御の基準となるバイパス通路３８の開度をステップモータ４８の制御パルスに対応付けるタイミングは、上述の点火スイッチ遮断直後の他に、点火スイッチ導通直後のスタータ作動開始前であってもよく、またエンジン始動後であってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、弁軸に直交する方向を開閉作動方向としてアイドル調節弁を通路形成体に取付けるものに比べて、スロットル装置の縦幅を小さくすることができるとともに、吸気通路の中心および弁軸の軸線を通る平面上にアイドル調節弁の開閉作動方向を設定したものに比べて、スロットル装置の横幅を小さくすることができ、スロットル装置の横幅および縦幅のいずれをも小さくしてスロットル装置のコンパクト化を図ることが可能となる。またアイドル調節弁および開度センサを並べるようにして、開度センサおよびアイドル調節弁への配線を通路形成体の同一側に集約することが可能である。
【００５２】
またアイドル制御の基準となるバイパス通路の開度をステップモータの制御パルスに対応付けるにあたっては、アイドル調節弁を全閉位置まで一旦駆動した後に動力伝達手段でのバックラッシュとステップモータにおける励磁パターンのずれとを含む分以上の所定量だけ開弁側に駆動した位置を制御の基準とすべくステップモータの作動パルス数をリセットすることにより、そのリセット後のエンジンのアイドリング時にはステップモータの作動に伴なうアイドル調節弁の実作動位置が目標位置より大（即ち実作動位置＞目標位置）となり、アイドル調節弁を速やかに目標開度まで開弁駆動することができ、優れた始動性を得ることが可能となるとともに、定常アイドル運転時にも要求開度までのアイドル調節弁の作動を速やかに行なうことができ、エンジン回転がスムーズでエンストが生じるおそれがない。またアイドル調節弁は、その開閉いずれの作動方向であっても同一開度となるので、アイドル調節弁の低開度での制御時に回転むらやエンストが生じる可能性を排除して正確な制御を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スロットル装置の上流側から見た正面図である。
【図２】スロットル装置の下流側から見た背面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図１の４−４線に沿うスロットル装置の概略断面図である。
【図５】図２の５−５線に沿うスロットル装置の概略断面図である。
【図６】図１の６−６線に沿って示すアイドル調節弁の拡大縦断面図である。
【図７】点火スイッチ遮断直後のステップモータの制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】点火スイッチ遮断直後のステップモータ駆動信号およびアイドル調節弁作動位置の変化を示す図である。
【図９】アイドル調節弁および動力伝達手段の全閉位置からの作動状態を順次示す図である。
【図１０】イニシャライズ後のアイドル調節弁の実位置および目標位置の変化を示す図である。
【図１１】戻しばねを有しない従来例でのイニシャライズ後のアイドル調節弁の実位置および目標位置の変化を示す図である。
【図１２】戻しばねを有しない従来例でのアイドル調節弁および動力伝達手段の全閉位置からの作動状態を順次示す図である。
【図１３】戻しばねを有する従来例でのイニシャライズ後のアイドル調節弁の実位置および目標位置の変化を示す図である。
【符号の説明】
１２・・・スロットル装置
１５・・・通路形成体
１６・・・吸気通路
１７・・・弁軸
１８・・・スロットル弁
２４・・・開度センサ
３０・・・スロットルドラム
３８・・・バイパス通路
４１・・・弁座
４３・・・平面
４５・・・アイドル調節弁
４６・・・弁体
４７・・・動力伝達手段
４８・・・ステップモータ
５５・・・ハウジング
Ｃ・・・・制御ユニット

Claims

吸気通路（１６）を有する通路形成体（１５）と、前記吸気通路（１６）を横切って通路形成体（１５）に回動可能に支承される弁軸（１７）と、吸気通路（１６）を開閉可能として前記弁軸（１７）に固定されるスロットル弁（１８）と、通路形成体（１５）の外側方で前記弁軸（１７）の一端に固定されるスロットルドラム（３０）とを有するスロットル装置（１２）と；
アイドリング時に吸気を導くことを可能として前記スロットル弁（１８）の上流側および下流側間を結ぶバイパス通路（３８）の開度を調節すべく作動方向を一直線とした弁体（４６）およびステップモータ（４８）間がバックラッシュを有する動力伝達手段（４７）を介して連結されて成ると共に戻しばね（６３）で常に閉弁方向に付勢された、ステップモータ駆動式のアイドル調節弁（４５）と；
前記ステップモータ（４８）の作動を制御する制御ユニット（Ｃ）と；を含むエンジン用吸気量制御装置であって、
前記制御ユニット（Ｃ）が、開度センサ（２４）によるスロットル弁（１８）の全閉位置検出後にバイパス通路（３８）の開度調節によるアイドル制御を実行すべく前記ステップモータ（４８）の作動を制御可能であるものにおいて、
前記通路形成体（１５）に設けられるバイパス通路（３８）の中間部で通路形成体（１５）に形成される弁座（４１）に前記弁体（４６）を着座させ得る前記アイドル調節弁（４５）が、前記吸気通路（１６）の中心および前記弁軸（１７）の軸線を通る平面（４３）から間隔をあけた位置で該平面（４３）と平行な方向に前記弁体（４６）を開閉作動させるようにして前記通路形成体（１５）に直接取付けられ、
前記弁軸（１７）の他端に連結される前記開度センサ（２４）が前記アイドル調節弁（４５）と並んで通路形成体（１５）に取付けられ、
前記制御ユニット（Ｃ）は、前記アイドル制御の基準となるバイパス通路（３８）の開度をステップモータ（４８）の制御パルスに対応付けるにあたっては、アイドル調節弁（４５）を全閉位置まで一旦駆動した後に動力伝達手段（４７）でのバックラッシュ（δ）とステップモータ（４８）における励磁パターンのずれとを含む分以上の所定量だけ開弁側に駆動したときにその位置を制御の基準とすべくステップモータ（４８）の作動パルス数をリセットするように構成されていて、そのリセット後のエンジンのアイドリング時にはステップモータ（４８）の作動に伴なうアイドル調節弁（４５）の実作動位置が目標位置より常に大となるようにしたことを特徴とする、エンジン用吸気量制御装置。
前記通路形成体（１５）には、前記ステップモータ（４８）のハウジング（５５）と前記開度センサ（２４）とが、該通路形成体（１５）の同側の側面より外方に各々突出するように且つ互いに並んで取付けられることを特徴とする、請求項１に記載のエンジン用吸気量制御装置。