JPH0154536B2 - - Google Patents

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JPH0154536B2
JPH0154536B2 JP56124238A JP12423881A JPH0154536B2 JP H0154536 B2 JPH0154536 B2 JP H0154536B2 JP 56124238 A JP56124238 A JP 56124238A JP 12423881 A JP12423881 A JP 12423881A JP H0154536 B2 JPH0154536 B2 JP H0154536B2
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JP
Japan
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step motor
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stator
valve
stage
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JP56124238A
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JPS5825541A (ja
Inventor
Yasutaka Yamauchi
Hiroshi Ito
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, NipponDenso Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP56124238A priority Critical patent/JPS5825541A/ja
Priority to US06/391,474 priority patent/US4418666A/en
Publication of JPS5825541A publication Critical patent/JPS5825541A/ja
Publication of JPH0154536B2 publication Critical patent/JPH0154536B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/66Governor units providing for co-operation with control dependent upon a variable other than speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/002Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control
    • F02D31/005Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control by controlling a throttle by-pass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/30Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines
    • F02M69/32Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines with an air by-pass around the air throttle valve or with an auxiliary air passage, e.g. with a variably controlled valve therein
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • 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
    • F02D2011/102Arrangements 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 at least one throttle being moved only by an electric actuator

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアイドル運転時の機関回転速度を良好
に制御する内燃機関アイドル回転速度制御方法に
関する。
従来より内燃機関(以下エンジンと呼ぶ)のア
イドル回転速度を制御する装置は種々提案されて
いる。そのうちで内燃機関への吸入空気量を調整
するものとして、スロツトル弁をバイパスするバ
イパス通路を設け、その通路内に流量制御用の制
御弁を設置してその制御弁の開度位置を負圧制御
用電磁手段を用いて制御するものが実用化されて
いる。また、最近では制御弁の開度位置をステツ
プモータによつて制御する方法も提案されている
が、一般にステツプモータのステツプ位置は単一
のメモリに記憶するようにしており、メモリの内
容が狂うと以後の制御に多大の支障をきたす恐れ
があり、一方それを解決するためステツプ位置検
出用のセンサを取り付けたフイードバツク制御方
式も提案されているが、これはコスト、耐久性、
信頼性等に問題があり、必ずしも最善の解決策と
は言い難い。
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を良好に解決できる内燃機関アイ
ドル回転速度制御方法を提案するものである。
即ち、本発明はバイパス通路の空気流量制御用
の制御弁を駆動するステツプモータを備えるもの
において、このステツプモータによる制御弁の開
度位置(つまりはステツプモータの回転位置)を
重複して複数のメモリに記憶するようにし、これ
ら複数のメモリに記憶された開度位置を示す値を
相互に比較することによつて、ステツプモータの
現在の開度位置を判定し、この開度位置が、機関
状態によつて決定される目標開度位置に一致する
までステツプモータを駆動し、これによつてバイ
パス通路の空気流量を調節し機関回転速度を所望
の値に制御するものである。これによつて位置セ
ンサによるフイードバツク制御方式を採用しなく
とも現在の開度位置(モータ回転位置)を正確に
判定でき、高精度のアイドル回転速度制御を可能
にできる。
以下本発明の一実施例を図面により説明する。
第1図において10は4サイクル火花点火式エン
ジンであり、エアクリーナ11、エアフロメータ
12、吸気管13、吸気分岐管14を経て主の空
気を吸入し、吸気分岐管14に設けられた複数の
電磁式燃料噴射弁15から電子制御装置20によ
つて定められる時間間隔だけ燃料を噴射供給され
る。エンジン10の主吸入空気量は図示しないア
クセルペダルにより任意に操作されるスロツトル
弁16によつて調整される。スロツトル弁16に
はスロツトルセンサ17が設けられており、スロ
ツトルの全閉状態を検出するアイドル(IDL)ス
イツチ、及びスロツトルの全開状態を検出するパ
ワー(PSW)スイツチが電子制御装置20に接
続されている。デイストリビユータ21内の回転
速度センサである電磁ピツクアツプ22で検出さ
れる回転信号が電子制御装置20に入力される。
イグナイタ23は電子制御装置20からの通電
信号に従い、デイストリビユータ21を通じて各
点火プラグ24を着火させる。更にイグナイタ2
3からはデイストリビユータ21への高電圧発生
の有無を知らせる信号IGfが電子制御装置20に
入力される。電子制御装置20への電源投入はイ
グニツシヨン(IG)スイツチ25をオンするこ
とにより行なわれ、後述する様に電子制御装置2
0からの出力信号M−RELによりコイル26に
通電を行ないメインリレースイツチ27をオンせ
しめ、IGスイツチオフ後も電子制御装置20へ
の電源電圧を確保できる様な構成となつている。
吸気分岐管14には流量制御弁装置100が取
付けられている。この流量制御弁装置100は第
2図に示される様にステツプモータ101を保持
するモータハウジング102と、モータハウジン
グ端板103と、弁ハウジング104とを備え、
これらハウジング102,104並びに端板10
3はボルト105によつて互いに固締されてい
る。第1図、第2図に示す様に弁ハウジング10
4にはフランジ106が一体形成され、このフラ
ンジ106はボルトによつて吸気分岐管14の外
壁面上に固定される。
弁ハウジング104内には弁室107が設けら
れており、この弁室107は弁ハウジング104
に固定されたバイパス管108及び空気導管18
を通して第1図に示す様にスロツトル弁16上流
の吸気管13内に連結される。一方、第1図並び
に第2図に示される様にフランジ106の先端部
には吸気分岐管14内に突出した円筒状の突起1
09が一体形成され、この突起109内には円筒
状の空気流出孔110が形成されている。この空
気流出孔110の内端部には環状溝111が形成
されており、この環状溝111内には弁座112
がとりつけられている。
一方、ステツプモータ101は弁軸113と、
この弁軸113と共軸的に配置されたロータ11
4と、さらにこのロータ114の円筒状外周面と
わずかな間隔を隔てて固定された一対のステータ
115,116とを備えている。
第2図に示す様に弁軸113の端部にはモータ
ハウジング102に固定された焼結金属性の中空
円筒状の軸受117が配置されており、弁軸11
3の中間部はハウジング端板103に固定された
焼結金属製の軸受118により支持されている。
また、弁軸113には弁軸113が最大前進位置
にある時にロータ114と当接する第1のストツ
プピン119が固着され、更に弁軸113には弁
軸113が最大後退位置にある時にロータ114
と当接する第2のストツプピン120が固着され
る。一方、軸受117には第1のストツプピン1
20が侵入することのできるスリツト121が形
成されている。また、モータハウジング102内
に位置する弁軸113の外周面上には第2図中に
示される様に左端から第2のストツプピン34を
わずかに越える位置まで外ねじ山122が設けら
れている。
一方、弁軸113の外周面上には外ねじ山12
2の成端位置近くから右方に平担部123が設け
られており、一方第3図に示される様に軸受11
8の内周は弁軸113と接する様な円筒状の内周
面124と平垣状の内周面125から成る。従つ
て弁軸113は軸受118によつて回転不能にか
つ軸方向に摺動可能に保たれる。
また、第3図に示される様に軸受118の外周
には突出126が設けられており、一方、ハウジ
ング端板103上には軸受118の外周と接する
形状の軸受孔127が設けられている。従つて、
軸受118が軸受孔127内に配置された時、軸
受118はハウジング端板103上において回転
不能に保たれる。弁軸113の先端部には、円錐
状の外周面128を有する弁体129がナツト1
30によつて固定されており、弁体129の外周
面128と弁座112の間に環状の空気流通路1
31が形成される。更に、弁室107内には弁体
129とハウジング端板103間に圧縮ばね13
2が配置されている。
第2図に示される様にロータ114は、合成樹
脂製の内筒133と、この内筒133の外周面上
に固定された金属性の中間筒134と、中間筒1
34の外周面上に固定された永久磁石からなる外
筒135とにより構成されており、この外筒13
5の外周面には円周方向にN極とS極とが交互に
形成されている。
中間筒134の一端部はモータハウジング10
2によつて支持された玉軸受136のインナレー
ス137により支持され、一方、中間筒134の
他端部はハウジング端板103によつて支持され
た玉軸受138のインナレース139により支持
される。従つてロータ114はこれら一対の玉軸
受136,138によつて回転不能に保たれる。
また、内筒133の中心孔内には弁軸113の外
ねじ山122とかみ合う内ねじ山140が設けら
れており、従つてロータ114が回転すると、弁
軸113が軸方向に移動することになる。
モータハウジング102内に固定されたステー
タ115とステータ116とは同一の構造を有し
ており、第4図から第7図を参照してステータ1
15の構造についてのみ説明する。ステータ11
5は一対のステータコア部分150,151とス
テータコイル152とにより構成される。ステー
タコア部分150は、環状側壁部153と、外筒
部154と、環状側壁部153の内周縁から環状
側壁部153に対して垂直方向に延びる8個の磁
極片155とにより構成され、これら磁極片15
5はほぼ三角形状をなすと共に等間隔で配置され
ている。
一方、ステータコア部分151は、環状側壁部
156と、環状側壁部156の内周縁から環状側
壁部156に対して垂直方向に延びる8個の磁極
片157とにより構成され、これら磁極片157
は磁極片155と同様にほぼ三角形状をなすと共
に等間隔で配置されている。これらのステータコ
ア部分150,151は、第6図並びに第7図に
示される様にそれらの磁極片155と157とが
互いに等間隔となる様に配置され、ステータコア
部分150,151がステータコアを形成する。
第7図においてステータコイル152に矢印A
で示す方向に電流を流すと、第6図においてステ
ータコイル152の周りには矢印Bで示す磁界が
発生し、その結果磁極片155にはS極が、磁極
片157にはN極がそれぞれ発生する。同様にス
テータコイル152に矢印Aと反対方向に電流を
流せば磁極片155にはN極が、磁極片157に
はS極がそれぞれ発生する。従つてステータ11
5の内周面上にはN極とS極とが交互に発生する
ことがわかる。
第8図はステータ115とステータ116とを
タンデム状に配置したところを示す。ステータ1
15の隣接する磁極片155と磁極片157との
距離をlとすると、ステータ116の磁極片15
5aはステータ115の磁極片155に対して
l/2だけずれている。即ち、ステータ115の
隣接する磁極片155の距離dを1ピツチとする
と、ステータ116の磁極片155aはステータ
115の磁極片155に対して1/4ピツチだけず
れている。一方、第9図に示す様にロータ114
の永久磁石製外筒135の外周面上にはその円周
方向に交互にN極とS極が形成され、隣接するN
極とS極との間隔は隣接する磁極片155と磁極
片157の間隔に一致する。
第10図に電子制御装置20を示す。電子制御
装置20は各種演算処理を行なうマイクロプロセ
ツサ(MPU)200、制御プログラム、演算定
数等が予め格納されているリードオンリーメモリ
(ROM)201、読み書き可能なランダムアク
セスメモリ(RAM)202、バツクアツプ可能
なランダムアクセスメモリ(バツクアツプ
RAM)203、入力ポート204、出力ポート
205が双方向性バス206を介して互いに連結
されている。入力ポートはスタータ信号STA、
空調機の空調スイツチ信号A/C、自動変速機の
ニユートラルセーフテイ信号NSW、スロツトル
弁の全閉信号IDL、全開信号PSW、イグナイタ
からの高電圧発生信号IGfが接続されており、バ
ス206を介してMPU200に読み込まれる。
AD変換器(ADC)207は予め定められた順
にエアフロメータ出力US/UB、イグニツシヨ
ンスイツチ電圧IGS/W、エンジン冷却水温セン
サ信号THW、吸気空気温センサ信号THA、エ
バポレータ吹出口温度センサ信号A/CTのAD
変換をくり返して行ない、入力ポート204を介
してMPU200に読み込まれる。
デイストリビユータ21からの回転信号は
MPU200の割込を発生させ、この回転信号の
発生時間間隔を計測することによりエンジン回転
数を算出している。MPU200は予め定められ
たプログラムに従つてステツプモータ駆動信号、
イグナイタへの通電、点火信号、インジエクタの
駆動信号、自己保持用メインリレーへの通電信号
をそれぞれ出力ポートに書き込み、各駆動回路を
通して出力する。出力ポートはラツチ付の構成を
とつており、MPU200からの出力信号が一旦
バス206を介して書き込まれると、次に出力を
反転する信号がMPU200からバス206を介
して書き込まれるまで、その出力を保つ。
イグニツシヨンスイツチ電圧IG S/Wはメイ
ンリレーへの駆動回路208の入力側にも接続さ
れており、MPU200のメインリレー通電信号
とワイヤードオアとなつており、MPU200の
出力にかかわらずイグニツシヨンスイツチがオン
であれば電子制御装置20への電源が確保される
構成となつている。
第11図にステツプモータ駆動回路210を示
す。ステータ115のステータコイル152とス
テータ116のステータコイル152aは第8図
に示す様に同一方向に巻かれており、第11図に
おいてこれらステータコイル152,152aの
巻始めが端子S1,S2で、巻終りが端子E1,E2
それぞれ示されている。更に、ステータコイル1
52,152aの中間タツプがM1,M2でそれぞ
れ示されている。
ステータ115において巻始め端子S1と中間タ
ツプM1間のステータコイル152は1相励磁コ
イルを形成し、巻終り端子E1と中間タツプM1
間のステータコイル152は3相励磁コイルを
形成する。更に、ステータ116おいて巻始め端
子S2と中間タツプM2間のステータコイル152
aは2相励磁コイルを形成し、巻終り端子E2
と中間タツプM2間のステータコイル152aは
4相励磁コイルを形成する。ステツプモータ駆
動回路210は4個のトランジスタTr1,Tr2
Tr3,Tr4を有しており、巻始め端子S1,S2及び
巻終り端子E1,E2はそれぞれトランジスタTr1
Tr2,Tr3,Tr4のコレクタに接続されている。ま
た中間タツプM1,M2は図示されていないバツテ
リの+端子に接続されている。トランジスタ
Tr1,Tr2,Tr3,Tr4のコレクタは対応する逆起
電力吸収用ダイオードD1,D2,D3,D4及び抵抗
Rを介して図示されていないバツテリの+端子に
接続されている。また、各トランジスタTr1
Tr2,Tr3,Tr4のエミツタは接地されている。一
方、各トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4のベー
スは対応する出力ポート205に接続されてい
る。
ROM201にはエンジン冷却水温とエンジン
アイドリング回転数との望ましい関係を表わす関
数、或いは空調機の空調スイツチ信号A/Cと、
エンジンアイドリング回転数との望ましい関係を
表わす関数が数式やデータテーブルの形で予め格
納されている。
MPU200は、この関数に基いて現在のエン
ジン回転数を予め定められた望ましいエンジンア
イドリング回転数にするために必要なステツプモ
ータ101の回転方向と回転量を求め、さらにス
テツプモータ101を順次その方向に回転させる
ためのステツプモータ駆動データを求めて、この
駆動データを出力ポート205にバス206を介
して書き込む。この書き込み動作は例えば8m
sec毎に行なわれる。MPU200から出力ポート
に例えばトランジスタTr1のみをオンするデータ
“1000”を書き込むと、トランジスタTr1,Tr2
Tr3,Tr4のそれぞれのベースB1,B2,B3,B4
はそれぞれ“1”、“0”、“0”、“0”の出力信号
が現われ、その結果トランジスタTr1のみがオン
状態となり、1相励磁コイルが励磁される。
第12図は各トランジスタのベースB1,B2
B3,B4に現われる出力信号を示している。時刻
t1において例えば弁体129が閉弁方向に3ステ
ツプ分だけ移動する決定がMPU200にて行な
われた場合、時刻t1以前で最後にオンしていたト
ランジスタのみ(この場合Tr1)オンさせるデー
タ“1000”を出力ポート205に書き込む。次い
でt2においてステツプモータ101を1ステツプ
だけ回転させるために出力ポートに“1100”を書
き込まれ、それによつて時刻t2とt3の間はトラン
ジスタTr1とTr2がオン状態となり1相励磁コイ
ルと2相励磁コイルが励磁される。同様に時
刻t3において出力ポート205にはデータ
“0110”が書き込まれ、時刻t3とt4間では2相励
磁コイルと3相励磁コイルが励磁される。更
に時刻t4において出力ポート205にデータ
“0011”が書き込まれ、時刻t4とt5間では3相励
磁コイルと4相励磁コイルが励磁される。ま
た、時刻t5において出力ポート205にデータ
“0001”が書き込まれ、時刻t5とt6間では4相励
磁コイルのみが励磁される。最後に時刻t6にお
いて出力ポートにデータ“0000”が書き込まれ、
全てのトランジスタはオフ状態となる。この様に
してステツプモータ101を3ステツプ分だけ回
転させることができる。
一方、時刻t7において例えば弁体が開弁方向に
1ステツプ分だけ移動する決定がMPU200に
て行なわれた場合、時刻t7ではトランジスタTr4
のみをオンさせるデータ“0001”が出力ポート2
05に書き込まれ、時刻t7とt8間は4相励磁コイ
ルのみが励磁される。次に時刻t8において出力
ポート205にデータ“0011”が書き込まれ、時
刻t8とt9間は3相励磁コイルと4相励磁コイル
が励磁される。更に時刻t9において、出力ポー
ト205にデータ“0010”が書き込まれ、時刻t9
とt10間は3相励磁コイルのみが励磁される。
最後に時刻t10において出力ポートにデータ
“0000”が書き込まれ、全てのトランジスタはオ
フ状態となり、この様にしてステツプモータ10
1を1ステツプ分だけ回転させることができる。
第13図は各ステータ115,116の磁極片
155,155a,157,157aとロータ1
14の外筒135の外周面を展開して図解的に示
したものである。第13図aは第12図の時刻t1
とt2間の様に1相励磁コイルのみが励磁されて
いる場合を示しており、この時ステータ115の
磁極片155はN極、磁極片157はS極となつ
ている。
一方、ステータ116の各磁極片155a,1
57aには磁極が現われていない。従つてこの
時、ステータ115の磁極片155とロータ外筒
135のS極が対向し、ステータ115の磁極片
157とロータ外筒135のN極が対向してい
る。次いで第12図の時刻t2とt3間の様に2相励
磁コイルが励磁されるとこの2相励磁コイル
の電流の向きと、1相励磁コイルの電流の向き
が同一方向であるので第13図bで示される様に
ステータ116の磁極片155aはN極となり、
ステータ116の磁極片157aはS極となる。
従つてこの時ロータ外筒135は、ロータ外筒1
35のS極がステータ115の磁極片155とス
テータ116の磁極片155aとの中間に位置
し、ロータ外筒135のN極がステータ115の
磁極片157とステータ116の磁極片157a
との中間に位置するように移動する。前述した様
にステータ115の隣接する磁極片155の間隔
を1ピツチとすると、第13図bに示すロータ外
筒135は第13図aに示すロータ外筒135に
対して右方に1/8ピツチ移動したことになる。
次に、第12図の時刻t3とt4間の様に3相励磁
コイルが励磁されると、この3相励磁コイル
の電流の向きは1相励磁コイルの電流の向きと
逆向きになるために、第13図cに示される様に
ステータ115の磁極片155はS極となりステ
ータ115の磁極片157はN極となる。その結
果、第13図cに示すロータ外筒135は第13
図bに示すロータ外筒135に対して右方に1/4
ピツチ移動することになる。
次に第12図の時刻t4とt5間の様に4相励磁コ
イルが励磁されると、第13図dに示される様
にロータ外筒135は第13図cのロータ外筒1
35に対して右方に1/4ピツチ移動する。次に第
12図の時刻t5とt6間の様に4相励磁コイルの
みが励磁され、従つて第13図eに示す様にステ
ータ115の各磁極片155,157には磁極が
現われていない。従つて、この時ステータ116
の磁極片155aとロータ外筒135のN極が対
向し、ステータ116の磁極片157aとロータ
外筒135のS極が対向する様にロータ外筒13
5は第13図dに示すロータ外筒135に対して
右方に1/8ピツチ移動する。次に第12図の時刻
t6において全てのトランジスタがオフすると全て
の励磁コイル,,,の励磁が停止され
る。この時、第13図eに示される様にステータ
116の磁極片115aとロータ外筒135のN
極が対向しており、ステータ116の磁極片15
7aとロータ外筒135のS極が対向している。
従つてロータ外筒135のN極がステータ116
の磁極片155aに作用する吸引力とロータ外筒
135のS極がステータ116の磁極片157a
に作用する吸引力とにより、ロータ外筒42は第
13図eに示す状態に静止保持される。
次に第12図の時刻t7とt8間の様に再び4相励
磁コイルが励磁されると、この時ロータ外筒1
35は第13図eに示す位置にあるのでロータ外
筒135は静止したままである。次に第12図の
時刻t8とt9間の様に3相励磁コイルが励磁され
ると、各ステータ115,116の各磁極片15
5,155a,157,157aには第13図d
に示される様な磁極が現われ、ロータ外筒135
は第13図eのロータ外筒135に対して前とは
逆に左方向へ1/8ピツチ移動する。
第11図の時刻t1とt6間における様に1相励磁
コイルから順次励磁されると、ステータ11
5,116に対してロータ外筒135が移動し、
それによつてロータ114が一方向に回転する。
ロータ114が回転すると、第2図に示す様に弁
軸113の外ねじ山122とロータ内筒133の
内ねじ山140がかみ合つているために、弁軸1
13は第2図において右方に移動する。その結
果、弁体129と弁座112間に形成される環状
空気流通路131の断面積が減少するために第1
図においてスロツトル弁16上流の吸気管13内
から空気導管18を介して吸気分岐管14内に供
給される空気量は減少する。
一方、第12図の時刻t7とt10間ではロータ11
4は逆方向に回転するために弁軸113が第2図
において左方向に移動し、その結果弁体129と
弁座112間に形成される環状空気流通路131
の断面積は増大する。
ここで、MPU200が実行するアイドル回転
速度制御動作の概要をフローチヤートに示すと第
14図の如くなる。すなわち、この場合8msの
時間割り込みにてステージ250が起動され、ス
テージ251でエンジンの冷却水温及び他の機関
データを取り込み、ステージ252では冷却水温
に応じてROM201内のデータテーブル(第1
5図の特性図の如く設定記憶されている)よりそ
の水温状態における最適な目標回転数(及び目標
開度位置STEPO)を算出しRAM202に一時
記憶する。
そこでステージ253でエンジンが暖機運転の
状態にあるときには、ステツプモータ101の現
在の開度位置が目標開度位置STEPO(これは当
然水温に応じて変化する)に一致するようにステ
ツプモータ101を正転または逆転させ、吸気分
岐管14を流れるバイパス空気量を調整してエン
ジン回転速度が目標回転数となるように制御す
る。
他方、ステージ253の判定でエンジンが暖機
完了状態にあるときには、一般にスロツトル弁が
ほぼ全閉となるアイドル運転中のみアイドル回転
速度制御を実行する。つまり、ステージ257,
258で現在のエンジン回転数とステージ252
で算出した目標回転数との偏差△Nを求め、ステ
ージ259,260ではその偏差△Nが許容範囲
内にないときのみステツプモータ101を回転さ
せてバイパス空気量を調整し、エンジン回転速度
を制御するようにしている。
また、ステージ261はステツプモータ101
の現在の開度位置をその都度チエツクするステー
ジである。つまり、ステージ255または260
においてステツプモータ101は回転させられる
が、その都度モータ回転位置である開度位置は
RAM202またはバツクアツプRAM203の
所定番地に記憶され、また更新されている。しか
しながら、電子制御装置20への電源の瞬断や
MPU200が暴走して所定の動作以外の処理を
行ない、その結果RAM202もしくはバツクア
ツプRAM203内に記憶されていた現在のステ
ツプ位置のデータが不当に書き替えられる恐れが
あり、そのためこれらデータの正誤を判定する必
要があり、以下このステージ261について詳細
に説明する。
本発明では記憶データの正誤を判定するにあた
つて、ステツプモータ101の現在のステツプ位
置を常に複数(好ましくは3個以上)のメモリに
記憶し、この複数のメモリ間の値が一致していな
い時に異常と判定し、予め定められたエンジン冷
却水温に基づくステツプ位置を現在のステツプ位
置とし、以後のエンジン回転制御を行なうように
している。
第16図はステツプモータ101のステツプ位
置(つまり開度位置)チエツクのフローチヤート
を示している。この実施例では3個のメモリ
(RAM202内の所定領域)に現在のステツプ
位置のデータをSTEP1、STEP2、STEP3として
記憶するようにしている。まずステージ300は
ステツプ位置チエツクが時間割込みで行なわれる
ことを示している。本実施例ではステツプモータ
101の駆動パルスに対する応答性を考慮して8
msec毎に割込みが行なわれる。ステージ301
では、RAM202内に一時記憶したステツプモ
ータ101の現在位置を示すSTEP1の値と
STEP2の値が等しいか否かの判定を行なう。
STEP1の値とSTEP2の値が等しい場合はステー
ジ306に進み、STEP1の値をRAM202内の
モータ現在位置を示すSTEP3に書き込み終了す
る。一方ステージ301で、STEP1の値と
STEP2の値が等しくない場合はステージ302
に進み、STEP1の値とSTEP3の値を比較する。
STEP1の値とSTEP3の値が等しい場合はステー
ジ305に進みSTEP3の値をSTEP2に書き込
み、終了する。またステージ302で、STEP1
の値とSTEP3の値が等しくない場合はステージ
303に進む。ステージ303ではSTEP2の値
とSTEP3の値を比較する。STEP2の値とSTEP3
の値が等しい場合はステージ304に進み
STEP2の値をSTEP1に書き込み、終了する。こ
れらの判定により3個のデータSTEP1〜STEP3
のうちの2個が一致することが分かる。
またステージ303で、STEP2の値とSTEP3
の値が等しくない場合は、ステージ307に進
む。ステージ307では予めエンジンの冷却水温
のAD変換毎にエンジンの冷却水温からデータテ
ーブルにより求められ、RAM202にSTEP0と
して記憶されている値を読み込み、それぞれ
STEP1〜STEP3に書き込み、終了する。即ち、
本実施例の場合、複数のメモリに記憶したデータ
STEP1〜3のうちで一致数の多いもの(多数決
論理手法による)を真のデータとして採用するよ
うにしている。そして、各データSTEP1〜3に
一致するものがないときには予めデータテーブル
に設定したデータ(冷却水温に応じたもの)を代
用するようにしている。なお、第15図のフロー
チヤートにあるチエツクステージ261をステー
ジ252とステージ253の間に設けるようにし
てもよい。
次に、第17図は14図中ステージ255,2
60におけるモータ駆動制御のフローチヤートを
示している。ステージ400はステツプモータ1
01の駆動制御が時間割込みで行なわれることを
示している。本実施例では8msec毎に第16図
に続いて行なわれる。ステージ401ではステツ
プモータを回転させるか否かの判別をしている。
ステツプモータを回転させる必要のない場合はそ
のまま終了する。
一方、ステツプモータを回転させる要求のある
場合はステージ402に進む。ステージ402で
はステツプモータの回転方向の判定を行なう。ス
テツプが減少する方向にステツプモータを回転さ
せる場合はステージ403に進む。ステージ40
3ではRAM202に記憶されているデータに従
いステツプモータを1ステツプ減少させるデータ
を求め、出力ポート205に書き込む。ステージ
404,405,406ではステツプモータの開
度位置(ステツプ位置)の変化に応じてそれぞれ
STEP1、STEP2、STEP3の値を1ずつ減少させ
る。
またステージ402で、ステツプが増加する方
向にステツプモータを回転させる場合はステージ
407に進む。ステージ407ではRAM202
に記憶されているデータに従い、ステツプモータ
を1ステツプ増加させるデータを求め出力ポート
205に書込む。ステージ408,409,41
0ではステツプモータの回転に応じてそれぞれ
STEP1、STEP2、STEP3の値を1ずつ増加させ
るようにしている。これによつて現在要求されて
いる目標値に対し、現在のステツプモータのステ
ツプ位置を示すデータSTEP1〜STEP3が一致す
る方向にステツプモータが回転していくことにな
る。
なお、本実施例ではRAM202内にステツプ
モータ101の現在のステツプ位置を記憶してい
るが、バツクアツプRAM203内に記憶させる
ことにより、スタータ始動時の如くバツテリ30
の電圧が低下した場合でも正しいデータの記憶保
持を計ることができる。
また、本実施例ではRAM内の3ワードを用い
てステツプモータの現在のステツプ位置を記憶し
ているが、2ワードまたは4ワード以上を用いて
も同様の効果が期待できる。
また、本実施例ではステツプモータ101に現
在のステツプ位置もしくはある特定のステツプ位
置を知らせるセンサ類が設けられておらず、自ら
その位置を到断しているが、例えばイグニツシヨ
ンスイツチ25がオフに切換えられた時にその都
度ステツプモータ101を回転させて、弁体12
9が全開もしくは全閉方向に戻しておき、RAM
202に記憶されている現在のステツプ位置と、
弁体129の位置を一致させる等の処理をさらに
施こすようにすれば、一層安定かつ高精度の位置
制御が可能になる。
以上述べた如く本発明ではアイドル回転速度の
制御にあたつてバイパス空気量をステツプモータ
を用いて行なうことにより高精度の制御を期待で
きる。しかもステツプモータによる開度位置(つ
まりはステツプ位置)を重複して複数のメモリに
記憶するようにし、これら複数のメモリに記憶さ
れた開度位置を示す値を相互に比較することによ
つて、ステツプモータの現在の開度位置を判定し
ているから、現在の開度位置(モータ回転位置)
を正確に判定でき、高精度のアイドル回転速度制
御を可能にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はエンジン吸気系の一部を断面で示した
本発明によるエンジンアイドル回転速度制御シス
テムの全体図、第2図は流量制御弁装置の側面断
面図、第3図は第2図の−線に沿つてみた断
面図、第4図はステータコア部分の斜視図、第5
図はステータコア部分の斜視図、第6図はステー
タの断面図、第7図は第6図の−線に沿つて
みた側面断面図、第8図は第2図のステータの断
面平面図、第9図は第8図の−線に沿つてみ
た図解的に示す側面断面図、第10図は第1図の
電子制御装置の回路図、第11図は第10図のス
テツプモータ駆動回路図、第12図はステツプモ
ータの励磁パルスを示す線図、第13図はステツ
プモータとロータを図解的に示した説明図、第1
4図、第16図および第17図は本発明の動作を
示すフローチヤート、および第15図は冷却水温
と目標回転数(目標開度位置STEP0)との関係
を示す特性図である。 13……吸気管、16……スロツトル弁、20
……電子制御装置、30……バツテリー、100
……流量制御弁装置、101……ステツプモー
タ、108……バイパス管、113……弁軸、1
14……ロータ、129……弁体、152……ス
テータコイル、210……ステツプモータ駆動回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関のスロツトル弁をバイパスするバイ
    パス通路を設けると共に、このバイパス通路内の
    空気流量制御用の制御弁を駆動するステツプモー
    タを設け、機関アイドル運転時に前記バイパス通
    路を流れる空気流量を調節して機関回転速度を制
    御する方法であつて、前記ステツプモータによる
    前記制御弁の開度位置を重複して記憶する複数の
    メモリを有し、これら複数のメモリに記憶された
    開度位置を示す値を相互に比較することによつて
    前記ステツプモータの現在の開度位置を判定し、
    この開度位置が、機関状態によつて決定される目
    標開度位置に一致するまで前記ステツプモータを
    駆動し、これによつて前記バイパス通路の空気流
    量を所望の値に調節することを特徴とする内燃機
    関アイドル回転速度制御方法。 2 前記複数のメモリに記憶された開度位置を示
    す値が相互に一致していないとき、現在の機関冷
    却水温に応じて前記ステツプモータの現在の開度
    位置を決定することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の内燃機関アイドル回転速度制御方
    法。 3 前記複数のメモリに記憶された開度位置を示
    す値のうち少なくとも1個以上一致する値を現在
    の開度位置として決定することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の内燃機関アイドル回転速
    度制御方法。
JP56124238A 1981-08-07 1981-08-07 内燃機関アイドル回転速度制御方法 Granted JPS5825541A (ja)

Priority Applications (2)

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JP56124238A JPS5825541A (ja) 1981-08-07 1981-08-07 内燃機関アイドル回転速度制御方法
US06/391,474 US4418666A (en) 1981-08-07 1982-06-22 Device for controlling the idling speed of an engine

Applications Claiming Priority (1)

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JPS5825541A JPS5825541A (ja) 1983-02-15
JPH0154536B2 true JPH0154536B2 (ja) 1989-11-20

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