JP3732087B2 - 電子制御スロットル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の電子制御スロットル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の装置は、特開平５−１５７５０６号の図９に記載のように、スロットルセンサ単品で、スロットル開度に対応した所定のセンサ出力が得られるように構成されていた。さらに、特開平８−６８６０６号の図２に記載のように、所定のセンサ出力を得るために調整回路や調整端子を備えていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなセンサを使用すれば電子制御スロットル装置としても大型化，高価となる。
【０００４】
本発明はスロットルセンサ、さらに、電子制御スロットル装置を小型化，低コスト化することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためにスロットルセンサの非回転部（実施例ではホール素子と固定子）と電子制御スロットル制御回路（実施例ではコントローラ回路部）をカバーに一体の設けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１，図２により説明する。図１は電子制御スロットル制御回路のブロック図、図２は電子制御スロットル制御回路の構成図を示したものである。
【０００７】
スロットルボディ１に弁軸２を介しスロットル弁３が設けられており、機械的に定まる全閉位置θ１から機械的に定まる全開位置θ２まで回転する。スロットル弁３は、バネ４により全閉位置θ１に戻される。
【０００８】
弁軸２には、ギヤ５を介しモーター６が連結され、弁軸２，スロットル弁３を回転させる。また、弁軸２，スロットル弁３の回転開度を検出するために、スロットルセンサ７が設けられている。スロットルセンサ７の出力信号はコントローラ回路部８へ入力される。このコントローラ回路部８はハイブリッドＩＣで構成される。また、コントローラ回路部８は端子８−１でモーター６と電気的に接続され、モーター６の回転を制御する。
【０００９】
コントローラ回路部８は、外部との接続用のコネクタ１１を備えた第一のカバー９に固定する。第一のカバー９は、スロットルボディ１にネジ１２により気密固定する。また、バネ４，ギヤ５側も第二のカバー１０により気密固定する。
【００１０】
ここで、スロットルセンサ７について説明する。スロットルセンサは、特許第２９２０１７９号明細書や特開平８−６８６０６号公報に有るように、磁石とホール素子（ホールＩＣ）の組み合わせのものが知られている。磁石の回転により、ホール素子（ホールＩＣ）からその回転開度が検出される。
【００１１】
図２の実施例の場合、弁軸２には管状ヨーク７−１を介し磁石７−２が固定され、弁軸２と共に回転する。磁石７−２と対向する位置に、固定子７−３に固定されたホールＩＣ７−４が配置され、弁軸２，スロットル弁３の回転開度が検出される。ホールＩＣ７−４が二個配置されているのは、二出力とすることにより信頼性の向上や、二個の出力差で故障診断をすることが可能であり、本発明とは直接関係無い。さらに、ホールＩＣ７−４のリード端子７−５は、半田等（図示せず）により、第一のカバー９のインサートモールド端子７−６に接続される。インサートモールド端子７−６は、アルミ線７−７によりワイヤーボンディングにて、コントローラ回路部８に電気的に接続される。
【００１２】
ここで、図３に示すように、ハイブリッドＩＣで構成されるコントローラ回路部８に、ホールＩＣ７−４，ホールＩＣ７−４のリード端子７−５を直接半田付けし、コントローラ回路部８と検出部であるホールＩＣ７−４を、第一のカバー９に一体形成しても構わない。
【００１３】
次に、図１の電子制御スロットル制御回路のブロック図を用いて、コントローラ回路部８，スロットルセンサ７の動作について説明する。コントローラ回路部８は演算器であるＣＰＵ２０，プログラム等を記憶するＲＯＭ２１，データ等を記憶するＲＡＭ２２，スロットルセンサ７の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ２３，スイッチやリレー等を制御するデジタル入出力回路Ｉ／Ｏ２４，モーター６を制御する駆動回路２５から成る。一般的に、ＣＰＵ２０，ＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２，Ａ／Ｄ２３，Ｉ／Ｏ２４はバスライン２６で結ばれ、マイクロコンピュータＭＣＵ２７に集積される。
【００１４】
さらに、コントローラ回路部８は図示していないが、車両のバッテリーからの入力，ノイズ除去用のフィルタ回路，電源回路、その他適宜な回路より成る。
【００１５】
スロットルセンサ７は回転開度θ１からθ２に対し、出力信号Ｖａ，Ｖｂを出力する。この出力信号Ｖａ，Ｖｂは、通常製造上のバラツキによりバラツキを有する。しかし、図１の実施例の場合、スロットルセンサ７の出力信号のゼロ・スパンを調整する調整機構を有していない。
【００１６】
このスロットルセンサ７の無調整でバラツキを有する出力信号Ｖａ，Ｖｂは、Ａ／Ｄ２３に入力される。
【００１７】
前にも述べたが、駆動回路２５からの信号でモーター６を駆動し、弁軸２，スロットル弁３を、全閉位置θ１から全開位置θ２まで回転させる。
【００１８】
次に、出力信号Ｖａ，Ｖｂを基準に、スロットル弁３の回転開度との関数（関係）を算出する方法について、ＭＣＵ２７の演算処理のフローチャートを図４により説明する。また、ＭＣＵ２７は、ＥＰＲＯＭ，ＰＲＯＭ，Ａ／Ｄから構成されるワンチップ構成のＲＯＭチップでも動作は可能である。
【００１９】
モーター６を駆動し、スロットル弁３を全閉位置θ１にする４０。その時のスロットルセンサ７の出力信号Ｖａを取り込む４１。同様に、モーター６を駆動し、スロットル弁３を全開位置θ２にする４２。その時のスロットルセンサ７の出力信号Ｖｂを取り込む４３。次に、出力信号Ｖｏと回転開度θの関係を演算する４４。この作業は、スロットルセンサ７をスロットルボディ１に組み込んだ後に実施しても構わないし、スロットルセンサ７をスロットルボディ１に内蔵した状態で、スロットルボディ１を車両へ組み込んだ後に実施しても構わない。この場合、車両へ組み込んだ直後や車両のエンジンキーを切った後とかが考えられる。
【００２０】
また、出力信号Ｖｏと回転開度θの関係を演算する４４は、予めＲＡＭに格納された図５の非直線の特性より、出力信号Ｖｏと回転開度θの関係を算出しても構わない。
【００２１】
従来技術では、スロットルセンサ単品で、スロットル開度に対応した所定のセンサ出力が得られるように調整回路や調整端子を備えているため、センサとして大型化となったり、調整する時間を含め高価となる課題が有った。
本実施例ではスロットル弁の少なくとも２点以上の開度におけるスロットルセンサの出力信号を基準に、スロットル弁の開度と出力信号との関数（関係）を算出し、その算出した関数とスロットルセンサの出力信号の入力値からスロットル弁の開度を認識するよう構成したものである。
また、具体的には内燃機関のスロットル弁の第一の開度位置におけるスロットルセンサの出力信号とスロットル弁の第二の開度位置におけるスロットルセンサの出力信号とを記憶し、前記記憶したスロットルセンサの出力信号を基準に、スロットル弁の開度と出力信号との関数を算出し、当該算出した関数とスロットルセンサの出力信号の入力値とからスロットル弁の開度を認識するものである。以上の実施例によれば、スロットルセンサ、さらに、スロットルボディの構造を小型，低コスト化することが出来る効果がある。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、スロットルセンサ、さらに、電子制御スロットル装置全体を小型化，低コスト化することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子制御スロットル制御回路のブロック図。
【図２】本発明による電子制御スロットル制御回路の構成図。
【図３】本発明による電子制御スロットル制御回路の他の構成図。
【図４】本発明による演算処理のフローチャート。
【図５】出力信号と回転開度の非直線の特性。
【符号の説明】
１…スロットルボディ、３…スロットル弁、６…モーター、７…スロットルセンサ、８…コントローラ回路部、９…第一のカバー、θ１…全閉位置、θ２…全開位置、Ｖａ…全閉位置の出力信号、Ｖｂ…全開位置の出力信号、２７…マイクロコンピュータ。

Claims (7)

1. スロットル弁を備えたスロットルボディ、
   前記スロットル弁が取り付けられた弁軸、
   ギアを介して前記弁軸を回転させるモータ、
   前記スロットル弁の回転開度を検出するスロットルセンサ、
   前記スロットルボディに固定され、外部との接続用のコネクタを備えたカバー、
   前記カバーに取り付けられたコントローラ回路部を備えたものであって、
   前記スロットルセンサは、
   前記弁軸と共に回転する磁石と、
   前記磁石に対向するように前記カバーに取り付けられたホール素子とを備え、
   前記コントローラ回路部は、
   前記ホール素子からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、
   前記ホール素子の信号を入力とし、前記モータの駆動信号を演算する演算部と、
   前記モータを制御する駆動回路部とを備える
   ことを特徴とする電子制御スロットル装置。
2. 請求項１に記載の電子制御スロットル装置において、
   前記モータと前記カバーに設けられた前記コントローラ回路部との間を電気的に接続する端子を有することを特徴とする電子制御スロットル装置。
3. 請求項１に記載の電子制御スロットル装置において、
   前記コントローラ回路部は、
   前記スロットル弁の少なくとも全閉位置と全開位置における２点の開度位置における前記スロットルセンサの出力信号を記憶し、
   前記記憶された前記スロットルセンサの出力信号を基準に、前記スロットル弁の開度と出力信号との間の関数を算出し、
   当該算出した関数と前記スロットルセンサの出力信号の入力値から前記スロットル弁の開度を認識するマイクロコンピュータを
   含んで構成されていることを特徴とする電子制御スロットル装置。
4. 請求項１に記載の電子制御スロットル装置において、
   前記コントローラ回路部は、
   前記スロットル弁の第一の開度位置における前記スロットルセンサの出力信号Ｖａを記憶し、
   前記スロットル弁の第二の開度位置における前記スロットルセンサの出力信号Ｖｂを記憶し、
   前記記憶した前記スロットルセンサの出力信号Ｖａ，Ｖｂを基準に、前記スロットル弁の開度と出力信号との関数を算出し、
   当該算出した関数と前記スロットルセンサの出力信号の入力値とから前記スロットル弁の開度を認識するマイクロコンピュータを
   含んで構成されることを特徴とする電子制御スロットル装置。
5. 請求項４に記載の電子スロットル制御装置において、
   第一，第二の開度位置は、機械的に定まる開度位置または、電子制御スロットル装置により制御された開度位置であることを特徴とする電子制御スロットル装置。
6. 請求項１に記載の電子制御スロットル装置において、
   前記ホール素子がホールＩＣで構成されており、
   当該ホールＩＣのリード端子が前記カバーにインサートモールドされたインサートモールド端子に接続されている
   ことを特徴とする電子制御スロットル装置。
7. 請求項１に記載の電子制御スロットル装置において、
   前記ホール素子がホールＩＣで構成されており、
   当該ホールＩＣのリード端子が前記コントローラ回路部に直接半田付けされていることを特徴とする電子制御スロットル装置。

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