JP6482904B2 - スロットル弁の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、スロットル弁の制御装置に関する。

従来、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の全閉学習は、イグニッションオンの直後及びイグニッションオフの直後に通常行われている。この全閉学習では、スロットル弁を閉じ側に駆動させ、スロットル弁がストッパに当接している状態のときのスロットル開度センサのセンサ開度値を学習値として取得する。

ところが、上記のようにして取得された学習値は、スロットル弁が当接したときのストッパの歪に起因する誤差や、半導体で構成されるスロットル開度センサの出力誤差等の学習誤差を含み、これらは内燃機関の運転状態に応じた温度変化による影響を大きく受ける。そのため、学習誤差を含んで学習された全閉開度に基づいてスロットル開度が制御されると、内燃機関の運転中にエンジンストールが発生するおそれがあり、再始動時においても学習誤差を含んだままの全閉開度に基づいてスロットル開度が制御されるため、再びエンジンストールが発生するおそれがあった。

そこで、内燃機関の運転中にエンジンストールが発生した場合に、内燃機関が再始動される前のイグニッションオンされている状態のときに、スロットル開度の基準位置を再学習する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、エンジンストール発生後の再始動前、即ち運転中と同様の温度環境下でスロットル開度の基準位置を再学習することで、上述の温度変化に起因する学習誤差を補正できより正確にスロットル開度を制御できるため、エンジンストール発生後の再始動性を向上できるとされている。

特開２００３−２１４２２１号公報

しかしながら、特許文献１のようにエンジンストール発生後の再始動前に、一律にスロットル開度の基準位置を再学習すると、エンジンストールの発生原因を含んだ状態での再学習となる可能性があり、その場合には再度エンジンストールが発生してしまうおそれがあった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンストール発生後の再始動前に、誤学習により再びエンジンストールが発生するのを防止できるスロットル弁の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の吸気通路（例えば、後述の吸気管１１）に設けられたスロットル弁（例えば、後述のスロットル弁５）の開度を制御するスロットル弁の制御装置（例えば、後述の制御装置２）であって、アクチュエータ（例えば、後述のモータ７）により前記スロットル弁を開閉させる開閉手段（例えば、後述の開閉機構８，ＥＣＵ６）と、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ（例えば、後述のスロットル開度センサ９）と、前記開閉手段により前記スロットル弁の開度を最小開度に制御する全閉制御手段（例えば、後述のＥＣＵ６）と、前記内燃機関の運転中にエンジンストールが発生したか否かを判定するエンスト判定手段（例えば、後述のＥＣＵ６）と、前記エンスト判定手段により前記エンジンストールが発生したと判定されたことに応じて、前記全閉制御手段により前記スロットル弁の開度を最小開度に制御したときに前記スロットル開度センサにより検出された前記スロットル弁の開度値を全閉開度の今回学習値として取得し、取得された今回学習値がエンジンストール発生前に取得済みの前回学習値以上である場合には、前記スロットル弁の開度の基準位置である全閉開度を前記今回学習値に更新し、取得された今回学習値が前記前回学習値よりも小さい場合には、前記スロットル弁の開度の基準位置である全閉開度を前記今回学習値に更新しない全閉学習手段（例えば、後述のＥＣＵ６）と、を備えるスロットル弁の制御装置を提供する。

本発明では、エンジンストールが発生したと判定されたことに応じて、スロットル弁の開度を最小開度に制御し、このときのスロットル開度センサにより検出されたスロットル弁の開度値を全閉開度の今回学習値として取得する。また、取得された今回学習値がエンジンストール発生前に取得済みの前回学習値以上である場合には、全閉開度を今回学習値に更新し、取得された今回学習値が前回学習値よりも小さい場合には、全閉開度を今回学習値に更新しない構成とする。
これにより、エンジンストール発生後の再始動前において、エンジンストール発生前に取得された前回学習値よりも小さい今回学習値への更新を行わないことで、よりエンジンストールが発生し易い側への誤学習を防止できる。また、エンジンストール発生前に取得された前回学習値以上の今回学習値への更新のみを行うことで、運転中と同様の温度環境下でスロットル弁の全閉開度を再学習でき、誤学習によって発生したエンジンストール後の再始動前時に再びエンジンストールが発生するのを確実に防止できる。

本発明によれば、エンジンストール発生後の再始動前に、誤学習により再びエンジンストールが発生するのを防止できるスロットル弁の制御装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係るエンジン及びその制御装置の構成を示す図である。 スロットル弁の構成を示す図である。 上記実施形態に係るスロットル弁の全閉学習処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、内燃機関（以下、「エンジン」という。）１及びその制御装置２の構成を示す図である。これらエンジン１及びその制御装置２は、図示しない車両に搭載される。

図１に示すように、エンジン１には、吸気が流れる吸気管１１が設けられている。吸気管１１は、図示しない吸気マニホールドの複数の分岐部を介してエンジン１の各シリンダの吸気ポートに接続されている。

エンジン１の吸気管１１内には、スロットル弁５が開閉可能に設けられている。スロットル弁５は、開閉機構８を介して、アクチュエータとしてのモータ７の出力軸に接続されている。開閉機構８は、複数のギヤを噛み合わせて構成され、モータ７で発生した駆動力をスロットル弁５の支軸に伝達し、吸気管１１内でスロットル弁５を開閉する。モータ７は、例えば直流モータである。スロットル弁５の開度は、図示しないバッテリからモータ７へ供給される駆動電流のデューティ比を、ＥＣＵ６で調整することによって制御される。また、エンジン１に導入される空気の量は、スロットル弁５の開度を制御することによって調整される。

図２は、スロットル弁５の構成を示す図である。図２に示すように、スロットル弁５には、これを開き側及び閉じ側へそれぞれ付勢する開弁側スプリング５ａ及び閉弁側スプリング５ｂが取り付けられている。これら２つのスプリング５ａ，５ｂでは、閉弁側スプリング５ｂの付勢力の方が、開弁側スプリング５ａの付勢力よりも大きくなるように構成されている。したがって、モータ７が駆動されていない状態（デューティ比＝０［％］）では、スロットル弁５は、全閉開度から少し開いた状態になる。

また、吸気管１１には、スロットル弁５の閉じ側への変位を所定の開度で制限するストッパ５ｃが設けられている。なお以下では、スロットル弁５がストッパ５ｃに当接している状態、より詳しくは、スロットル弁５の閉じ側への変位がストッパ５ｃによって制限される状態におけるスロットル弁５の最小開度を、全閉開度と定義する。

図１に戻って、吸気管１１には、スロットル弁５の開度を検出するスロットル開度センサ９が設けられている。スロットル開度センサ９は、温度変化によりその出力特性が変化する半導体センサにより構成される。このスロットル開度センサ９は、スロットル弁５の開度又はスロットル弁５の開度に相当する開閉機構８におけるギヤの送り量等に応じた電圧の検出信号を発生し、ＥＣＵ６に入力する。スロットル開度センサ９の出力電圧は、スロットル弁５が開くほど高くなる。ＥＣＵ６は、スロットル開度センサ９の検出信号をＡ／Ｄ変換し、これによってスロットル弁５の開度を把握する。

ＥＣＵ６は、各センサの検出信号をＡ／Ｄ変換するＩ／Ｏインターフェース、各種演算処理を実行するＣＰＵ、及び各種データを記憶するＲＡＭやＲＯＭ等で構成されるマイクロコンピュータである。ＥＣＵ６には、スロットル開度センサ９、クランク角センサ９１、車速センサ９２等の各センサの検出信号が入力される。ＥＣＵ６は、いずれも後述する燃料噴射制御処理、目標開度設定処理、スロットル開度制御処理、エンスト判定処理、全閉制御処理及び全閉学習処理を実行する。

燃料噴射制御処理では、ＥＣＵ６は、エンジン１の燃料噴射弁１ａからの燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。
目標開度設定処理では、ＥＣＵ６は、後述する全閉学習処理によって学習されるスロットル弁５の全閉開度に基づいて、スロットル弁５の目標開度を設定する。
スロットル開度制御処理では、上述の目標開度設定処理によって設定されるスロットル弁５の目標開度及び後述する全閉学習処理によって学習されるスロットル弁５の全閉開度に基づいてモータ７の駆動電流のデューティ比を決定し、決定したデューティ比の下でモータ７を駆動することによって、スロットル弁５の開度を目標開度へ向けて制御する。
なお、エンスト判定処理、全閉制御処理及び全閉学習処理については、後段で詳述する。

次に、本実施形態に係るスロットル弁５の全閉学習処理について、図３を参照して詳しく説明する。図３は、本実施形態に係るスロットル弁５の全閉学習処理の手順を示すフローチャートである。図３の全閉学習処理は、エンジン１の運転中においてＥＣＵ６により所定の周期で繰り返し実行される。

なお、図３は、エンジンストール発生時に実行される全閉学習処理を示しており、これとは別に、イグニッションオンの直後及びイグニッションオフの直後において従来の全閉学習処理が実行される。具体的には、スロットル弁５を閉じ側に駆動させ、スロットル弁５の閉じ側への変位がストッパ５ｃによって制限される最小開度となるようにスロットル弁５の開度を制御する。そして、このときのスロットル開度センサ９の出力を用いて全閉学習値を算出し、算出された全閉学習値により全閉開度を更新する。

ステップＳ１は、ＥＣＵ６によるエンスト判定処理である。本ステップでは、エンジン１の運転中にエンジンストールが発生したか否かを判定する。この判定がＹＥＳであればステップＳ２に移り、ＮＯであれば全閉開度の学習を行わずに本処理を終了する。
具体的には、クランク角センサ９１のクランク角信号に基づいて算出されるエンジン１の回転数が所定回転数以下に低下したときに、エンジンストールが発生したと判定する。ただしこれに限定されず、例えばカム角センサのカム角信号に基づいてエンジンストールの発生を判定してもよく、これらを組み合わせてエンジンストールの発生を判定してもよい。

ステップＳ２では、エンジン１及びその制御装置２が搭載された車両の車速が０であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳであれば、外乱の影響も無く、全閉制御の開始条件が満たされたと判断してステップＳ３に移る。またこの判定がＮＯであれば、全閉開度の更新を行わずに本処理を終了する。なお、車両の車速が０であるか否かについては、車速センサ９２の検出信号に基づいて判定される。

ステップＳ３は、ＥＣＵ６による全閉制御処理である。本ステップでは、スロットル弁５の全閉制御を実行し、その後、ステップＳ４に移る。具体的に本ステップでは、スロットル弁５を閉じ側に駆動させ、スロットル弁５の閉じ側への変位がストッパ５ｃによって制限される最小開度となるように、スロットル弁５の開度を制御する。

ステップＳ４では、全閉開度の今回学習値を取得し、その後、ステップＳ５に移る。具体的に本ステップでは、ステップＳ３でスロットル弁５が全閉制御された状態のときに、スロットル開度センサ９により検出されたスロットル弁５のセンサ開度値を、全閉開度の今回学習値として取得する。

ステップＳ５では、全閉開度の今回学習値が、前回学習値よりも小さいか否かを判定する。この判定がＹＥＳであれば、ステップＳ６に移って、スロットル弁５の全閉開度を今回学習値に更新することなく、前回学習値を維持したまま本処理を終了する。またこの判定がＮＯであれば、ステップＳ７に移って、スロットル弁５の全閉開度を今回学習値に更新した後、本処理を終了する。

以上の本実施形態に係る全閉学習処理によれば、エンジンストール発生後の再始動前において、エンジンストール発生前に取得された前回学習値よりも小さい今回学習値への更新を行わないことで、よりエンジンストールが発生し易い側への誤学習を防止できる。また、エンジンストール発生前に取得された前回学習値以上の今回学習値への更新のみを行うことで、運転中と同様の温度環境下でスロットル弁５の全閉開度を再学習でき、誤学習によって発生したエンジンストール後の再始動前時に再びエンジンストールが発生するのを確実に防止できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。

１…エンジン（内燃機関）
２…制御装置
５…スロットル弁
５ｃ…ストッパ
６…ＥＣＵ（開閉手段、全閉制御手段、エンスト判定手段、全閉学習手段）
７…モータ（アクチュエータ）
８…開閉機構（開閉手段）
９…スロットル開度センサ
１１…吸気管（吸気通路）
９１…クランク角センサ
９２…車速センサ

Claims (1)

1. 内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御するスロットル弁の制御装置であって、
   アクチュエータにより前記スロットル弁を開閉させる開閉手段と、
   前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサと、
   前記開閉手段により前記スロットル弁の開度を最小開度に制御する全閉制御手段と、
   前記内燃機関の運転中にエンジンストールが発生したか否かを判定するエンスト判定手段と、
   前記エンスト判定手段により前記エンジンストールが発生したと判定されたことに応じて、前記全閉制御手段により前記スロットル弁の開度を最小開度に制御したときに前記スロットル開度センサにより検出された前記スロットル弁の開度値を全閉開度の今回学習値として取得し、取得された今回学習値がエンジンストール発生前に取得済みの前回学習値以上である場合には、前記スロットル弁の開度の基準位置である全閉開度を前記今回学習値に更新し、取得された今回学習値が前記前回学習値よりも小さい場合には、前記スロットル弁の開度の基準位置である全閉開度を前記今回学習値に更新しない全閉学習手段と、を備えるスロットル弁の制御装置。

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