JPH036340B2

JPH036340B2 -

Info

Publication number: JPH036340B2
Application number: JP56008140A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kobashi; Hiroshi Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1991-01-29
Also published as: JPS57124041A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関のアイドリング回転速度制御
方法に関する。

従来より、スロツトル弁上流の吸気通路からバ
イパス通路を分岐してこのバイパス通路をスロツ
トル弁下流において再び吸気通路内に連結し、負
圧ダイアフラム式制御弁装置をこのバイパス通路
内に設けると共に負圧ダイアフラム式制御弁装置
のダイアフラム負圧室を負圧導管を介してスロツ
トル弁下流の吸気通路内に連結し、この負圧導管
内に流路断面積を制御するための電磁制御弁を取
付けてこの電磁制御弁の機関の運転状態に応じて
制御することにより負圧ダイアフラム式制御弁装
置のダイアフラム負圧室内に加わる負圧を制御
し、それによつてバイパス通路の流路断面積を制
御して機関アイドリング運転時にバイパス通路か
ら供給される吸入空気量を制御するようにしたア
イドリング回転速度制御装置が知られている（特
開昭54−114641号公報、特開昭54−155317号公報
或いは特開昭55−1409号公報参照）。このような
アイドリング回転速度制御装置では通常スロツト
ル弁が全閉位置にあるときにオンとなるスロツト
ルスイツチを具備しており、スロツトルスイツチ
がオンになつたときにアイドリング回転数が目標
回転となるようにバイパス通路から供給される吸
入空気量を制御するようにしている。しかしなが
ら実際にはスロツトルスイツチは多少の余裕をも
つて構成されており、スロツトル弁がわずかばか
り開いていてもオンとなつている。従つてスロツ
トル弁がわずかばかり開いていてもアイドリング
回転数が目標回転数となるように制御される。し
かしながらスロツトル弁がわずかばかりでも開弁
するとスロツトル弁を介して流入する吸入空気量
が増大するために機関回転数が増大する。従つて
機関回転数を目標回転数まで落とすためにバイパ
ス通路の制御弁の開度が大巾に小さくなつてバイ
パス空気量が大巾に減少せしめられる。このよう
にバイパス空気量が大巾に減少せしめられている
状態でスロツトル弁が全閉せしめられると吸入空
気量が極めて少なくなり、斯くして機関が停止し
てしまうという問題を生ずる。

本発明はアイドリング運転時においてスロツト
ル弁がわずかばかり開弁せしめられ、次いで全閉
せしめられたときに機関が停止するのを阻止する
ようにしたアイドリング回転速度制御方法を提供
することにある。

以下、添附図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

第１図を参照すると、１は機関本体、２はサー
ジタンク、３は吸気管、４はスロツトル弁、５は
エアフローメータを夫々示し、このエアフローメ
ータ５は図示しないエアクリーナを介して大気に
連結される。サージタンク２は各気筒に共通であ
つてこのサージタンク２は複数個の枝管６を介し
て対応する気筒に夫々連結され、これらの各枝管
６には夫々燃料噴射弁７が取付けられる。一方、
サージタンク２には流量制御弁装置８が取付けら
れる。この流量制御弁装置８は第２図に示される
ようにステツプモータ９を保持するモータハウジ
ング１０と、モータハウジング端板１１と、弁ハ
ウジング１２とを具備し、これらハウジング１
０，１２並びに端板１１はボルト１３によつて互
に固締される。第１図並びに第２図に示すように
弁ハウジング１２にはフランジ１４が一体形成さ
れ、このフランジ１４はボルトによつてサージタ
ンク２の外壁面上に固定される。弁ハウジング１
２内には弁室１５が形成され、この弁室１５は弁
ハウジング１２に固定されたバイパス管１６を介
して第１図に示すようにスロツトル弁４上流の吸
気管３内に連結される。一方、第１図並びに第２
図に示されるようにフランジ１４の先端部にはサ
ージタンク２内に突出する円筒状突起１７が一体
形成され、この突起１７内には円筒状空気流出孔
１８が形成される。空気流出孔１８の内端部には
環状溝１９ａが形成され、この環状溝１９ａ内に
は弁座１９が嵌着される。

一方、ステツプモータ９は弁軸２０と、弁軸２
０と共軸的に配置されたロータ２１とロータ２１
の円筒状外周面とわずかな間隙を隔てて固定配置
された一対のステータ２２，２３とを具備する。
第２図に示すように弁軸２０の端部はモータハウ
ジング１０に固定された焼結金属製の中空円筒状
軸受２４により支承されており、弁軸２０の中間
部はハウジング端板１１に固定された焼結金属製
軸受２５により支承される。また、弁軸２０には
弁軸２０が最大前進位置にあるときにロータ２１
と当接する第１のストツプピン２６が固着され、
更に弁軸２０には弁軸２０が最大後退位置にある
ときにロータ２１と当接する第２のストツプピン
２７が固着される。なお、軸受２４には第１スト
ツプピン２６が侵入することのできるスリツト２
８が形成される。更に、モータハウジング１０内
に位置する弁軸２０の外周面上には外ねじ山２９
が螺設され、この外ねじ山２９は第２図において
弁軸２０の左端から右方に延設されて第２ストツ
プピン２７をわずかばかり越えた位置で成端す
る。また、弁軸２０の外周面上には外ねじ山２９
の成端位置近傍から右方に延びる平坦部３０が形
成され、一方第３図に示されるように軸受２５の
軸支承孔は弁軸２１の外周面と相補的形状をなす
円筒状内周面３１と平坦状内周面３２を有する。
従つて弁軸２０は軸受２５によつて回転不能にか
つ軸方向に摺動可能に支承される。また、第３図
に示されるように軸受２５の外周壁面上には外方
に突出する腕３３が一体形成され、一方ハウジン
グ端板１１上には軸受２５の外周輪郭形状に一致
した輪郭形状の軸受嵌着孔３４が形成される。従
つて軸受２５が第２図に示すように軸受嵌着孔３
４内に嵌着されたとき軸受２５はハウジング端板
１１上において回転不能に支持される。弁軸２０
の先端部にはほぼ円錐状の外周面３５を有する弁
体３６がナツト３７によつて固締され、弁体３６
の外周面３５と弁座１９間に環状の空気流通路３
８が形成される。更に弁室１５内には弁体３６と
ハウジング端板１１間に圧締ばね３９が挿入され
る。

第２図に示されるようにロータ２１は合成樹脂
製の内筒４０と、内筒４０の外周面上に嵌着固定
された金属製の中間筒４１と、中間筒４１の外周
面上に接着剤により接着固定された永久磁石から
なる外筒４２とにより構成され、この永久製石製
外筒４２の外周面には後述するように円周方向に
Ｎ極とＳ極が交互に形成される。第２図からわか
るように中間筒４１の一端部はモータハウジング
１０によつて支持された玉軸受４３のインナレー
ス４４より支承され、一方中間筒４１の他端部は
ハウジング端板１１によつて支持された玉軸受４
５のインナレース４６により支承される。従つて
ロータ２１はこれら一対の玉軸受４３，４５によ
つて回転可能に支承される。また、内筒４０の中
心孔内には弁軸２０の外ねじ山２９と噛合する内
ねじ山４７が形成され、従つてロータ２１が回転
すると弁軸２０が軸方向に移動せしめられること
がわかる。

モータハウジング１０内に固定配置されたステ
ータ２２とステータ２３とは同一の構造を有して
おり、従つて第４図から第７図を参照して片方の
ステータ２２の構造のみについて説明する。第４
図から第７図を参照するとステータ２２は一対の
ステータコア部分５１，５２とステータコイル５
３とにより構成される。ステータコア部分５１は
環状側壁部５４と、外筒部５５と、環状側壁部５
４の内周縁から環状側壁部５４に対して垂直に延
びる８個の磁極片５６とにより構成され、これら
磁極片５６はほぼ三角形状を有すると共に等角度
間隔で配置される。一方、ステータコア部分５２
は環状側壁部５７と、環状側壁部５７の内周縁か
ら環状側壁部５７に対して垂直に延びる８個の磁
極片５８とにより構成され、これら磁極片５８は
磁極片５６と同様にほぼ三角形状を有すると共に
等角度間隔で配置される。これらのステータコア
部分５１，５２は第６図並びに第７図に示される
ようにそれらの磁極片５６と磁極片５８とが互に
等間隔を隔てるようにして互に結合され、このと
きステータコア部分５１，５２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５３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５３の周りには矢印Ｂで示す磁界
が発生し、その結果磁極片５６にはＳ極が、磁極
片５８にはＮ極が夫々発生する。従つてステータ
２２の内周面上にはＮ極とＳ極が交互に形成され
ることがわかる。一方、第７図においてステータ
コイル５３に矢印Ａと反対方向に電流を流せば磁
極片５６にはＮ極が、磁極片５８にはＳ極が夫々
発生する。

第８図は第２図に示すようにステータ２２とス
テータ２３とをタンデム状に配置したところを示
す。なお、第８図においてステータ２２の構成要
素と同様なステータ２３の構成要素は同一の符号
で示す。第８図に示されるようにステータ２２の
隣接する磁極片５６と磁極片５８との距離をｌと
するとステータ２３の磁極片５６はステータ２２
の磁極片５６に対してｌ／２だけずれている。即
ち、ステータ２２の隣接する磁極片５６の距離ｄ
を１ピツチとするとステータ２３の磁極片５６は
ステータ２２の磁極片５６に対して1/4ピツチだ
けずれている。一方、第９図に示すように、ロー
タ２１の永久磁石製外筒４２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、隣操す
るＮ極とＳ極との間隔は隣接する磁極片５６と磁
極片５８の間隔に一致する。

再び第１図を参照すると、ステツプモータ９は
ステツプモータ駆動回路６０を介して電子制御ユ
ニツト６１に接続される。更に、電子制御ユニツ
ト６１には車速センサ６２、機関冷却水温センサ
６３、機関回転数センサ６４、スロツトルスイツ
チ６５並びに自動変速装置のニユートラルスイツ
チ６６が接続される。車速センサ６２は例えばス
ピードメータ内に設けられてスピードメータケー
ブルにより回転せしめられる回転永久磁石６７
と、この回転永久磁石６７によつてオン・オフ動
作せしめられるリードスイツチ６８とにより構成
されて車速に比例したパルス信号を電子制御ユニ
ツト６１に送り込む。水温センサ６３は機関冷却
水温を検出し、機関冷却水温を表わす信号を電子
制御ユニツト６１に送り込む。回転数センサ６４
はデイストリビユータ６９内においてクランクシ
ヤフトと同期して回転するロータ７０と、このロ
ータ７０の鋸歯状外周縁に対設された電磁ピツク
アツプ７１とにより構成され、機関クランクシヤ
フトが一定角度だけ回転する毎にパルスを電子制
御ユニツト６１に送り込む。スロツトルスイツチ
６５はスロツトル弁４の回動運動によつて作動さ
れてスロツトル弁４が全閉状態にあるときオンと
なり、その検出信号を電子制御ユニツト６１に送
り込む。ニユートラルスイツチ６６は自動変速装
置がドライブレンジＤであるかニユートラルレン
ジＮであるかを検出し、その検出信号を電子制御
ユニツト６１に送り込む。

第１０図にステツプモータ駆動回路６０と、電
子制御ユニツト６１を示す。第１０図を参照する
と、電子制御ユニツト６１はデイジタルコンピユ
ータからなり、各種の演算処理を行なうマイクロ
プロセツサ（MPU）８０、ランダムアクセスメ
モリ（RAM）８１、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メモリ
（ROM）８２、入力ポート８３並びに出力ポー
ト８４が双方向バス８５を介して互に連結されて
いる。更に、電子制御ユニツト６１内には各種の
クロツク信号を発生するクロツク発生器８６と、
バス８７を介してMPU８０に連結されたバツク
アツプRAM８８とを具備し、このバツクアツプ
RAM８８は電源８９に接続されている。また、
電子制御ユニツト６１はカウンタ９０を具備し、
車速センサ６２がこのカウンタ９０を介して入力
ポート８３に接続される。このカウンタ９０は車
速センサ６２の出力信号をクロツク発生器８６の
クロツク信号により一定時間計数し、車速に比例
した２進計数値が入力ポート８３並びにバス８５
を介してMPU８０に読み込まれる。更に、電子
制御ユニツト６１はＡ−Ｄ変換器９１を具備して
おり、水温センサ６３がこのＡ−Ｄ変換器９１を
介して入力ポート８３に接続される。水温センサ
６３は例えばサーミスタからなり、従つて水温セ
ンサ６３は機関冷却水温に比例した出力電圧を発
する。この出力電圧はＡ−Ｄ変換器９１において
機関冷却水温に対応した２進数に変換され、この
２進数が入力ポート８３並びにバス８５を介して
MPU８０に読み込まれる。回転数センサ６４、
スロツトルスイツチ６５並びにニユートラルスイ
ツチ６６の出力信号は入力ポート８３並びにバス
８５を介してMPU８０に読み込まれる。MPU８
０内では回転数センサ６４の出力パルスの時間間
隔を計算し、この時間間隔から機関回転数を求め
ている。一方、出力ポート８４の出力端子はラツ
チ９２の対応する入力端子に接続され、ラツチ９
２の出力端子はステツプモータ駆動回路６０に接
続される。出力ポート８４にはMPU８０からパ
ルスモータ駆動データが書き込まれ、このパルス
モータ駆動データはラツチ９２においてクロツク
発生器８６のクロツク信号により一定時間保持さ
れる。

一方、パルスモータ駆動回路６０においてステ
ータ２２のステータコイル５３とステータ２３の
ステータコイル５３は第８図において同一方向に
巻設されており、第１０図においてこれらステー
タコイル５３の巻始め端子S₁，S₂で、これらステ
ータコイル５３の巻終り端子がE₁，E₂で夫々示
される。更に、第１０図においてステータコイル
５３の中間タツプがM₁，M₂で夫々示される。ス
テータ２２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５３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５３は３相励磁コイルを形成す
る。更に、ステータ２３において巻始め端子S₂と
中間タツプM₂間のステータコイル５３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５３は４相励磁コイル
を形成する。第１０図に示されるようにパルス
モータ駆動回路６０は４個のトランジスタT_r1，
T_r2，T_r3，T_r4を有し、巻始め端子S₁，S₂並びに
巻き終り端子E₁，E₂は夫々トランジスタT_r1，
T_r2，T_r3，T_r4のコレクタに接続される。また、
中間タツプM₁，M₂は電源８９を介して接地され
る。トランジスタT_r1，T_r2，T_r3，T_r4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並びに抵抗Ｒを介して電源８９に接続さ
れ、各トランジスタT_r1，T_r2，T_r3，T_r4のエミ
ツタは接地される。また、各トランジスタT_r1，
T_r2，T_r3，T_r4のベースはラツチ９２の対応する
出力端子に接続される。

前述したようにMPU８０内では回転センサ６
４の出力信号に基いて機関回転数が計算される。
一方、ROM８２内には例えば機関冷却水温と機
関アイドリング回転数との望ましい関係を表わす
関数、或いは自動変速装置のレジンと機関アイド
リング回転数との望ましい関係を表わす関数が数
式の形で或いはデータテーブルの形で予め格納さ
れている。MPU８０内ではこの関数と現在の機
関回転数から現在の機関回転数を予め定められた
望ましい機関アイドリング回転数にするのに必要
なステツプモータ９の移動方向を定め、更にその
移動方向にステツプモータ９を順次ステツプ移動
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８４に書き込む。こ
の書き込み動作は例えば８ｍsec毎に行なわれ、
出力ポート８４に書き込まれたステツプモータ駆
動データがラツチ９２において８ｍsecの間保持
される。MPU８０から出力ポート８４へは例え
ば４ビツトの駆動データ“1000”が送り込まれ、
第１図において各トランジスタT_r1，T_r2，T_r3，
T_r4に連結されたラツチ９２の出力端子を夫々
，，，とするとこのときラツチ９２の出
力端子，，，、には８ｍsecの間夫々
“１”，“０”，“０”，“０”の出力信号が表われる
。
第１１図はラツチ９２の各出力端子，，，
に表われる出力信号を示している。第１１図か
らわかるように時刻t₁とt₂の間は上述のようにラ
ツチ９２の各出力端子，，，に夫々
“１”，“０”，“０”，“０”の出力信号が表われて
いる。このようにラツチ９２の出力端子の出力
信号が“１”になるとトランジスタT_r1はオン状
態となるために１相励磁コイルが励磁される。
次いでt₂においてMPU８０内において例えば弁
体３６（第２図）が開弁方向に移動するようにス
テツプモータ９を１ステツプだけ移動すべきと判
断された場合にはMPU８０から出力ポート８４
に駆動データ“1100”が読み込まれ、それによつ
て第１１図の時刻t₂とt₃間に示すようにラツチ９
２の出力端子，，，には夫々“１”，
“１”，“０”，“０”の出力信号が発生する。従つ
てこのときトランジスタT_r2もオン状態となり、
斯くして１相励磁コイルと２相励磁コイルが
励磁される。同様に第１１図の時刻t₃とt₄間では
ラツチ９２の各出力端子，，，には夫々
“０”，“１”，“１”，“０”の出力信号が表われ、
従つてこのとき２相励磁コイルと３相励磁コイ
ルが励磁される。更に、第１１図の時刻t₄とt₅
間ではラツチ９２の出力端子，，，には
夫々“０”，“０”，“１”，“１”の出力端子が表わ
れ、従つてこのとき３相励磁コイルと４相励磁
コイルが励磁される。なお、第１１図からラツ
チ９２の出力端子，，，に表われる信
号、即ち各励磁コイル，，，の励磁パル
スの長さは等しく、更に各励磁パルスが互に1/2
づつ重合していることがわかる。時刻t₂とt₅間に
おけるように各励磁パルスが互に1/2づつ重合す
るように励磁パルス発生させることを２相同時励
磁方式という。

第１２図は各ステータ２２，２３の磁極片５
６，５８と、ロータ２１の外筒４２の外周面を展
開して図解的に示している。第１２図ａは第１１
図の時刻t₁とt₂間のように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、このときス
テータ２２の磁極片５６はＮ極、磁極片５８はＳ
極となつている。一方、ステータ２３の各磁極片
５６，５８には磁極が表われていない。従つてこ
のときステータ２２の磁極片５６とロータ外筒４
２のＳ極が対向し、ステータ２２の磁極片５８と
ロータ外筒４２のＮ極が対向している。次いで第
１１図の時刻t₂とt₃間のように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１２図ｂに示されるようにステータ２
３の磁極片５６はＮ極となり、ステータ２３の磁
極片５８はＳ極となる。従つてこのときロータ外
筒４２はロータ外筒４２のＳ極がステータ２２の
磁極片５６とステータ２３の磁極片との中間に位
置し、一方ロータ外筒４２のＮ極がステータ２２
の磁極片５８とステータ２３の磁極片５８との中
間に位置するように移動する。前述したようにス
テータ２２の隣接する磁極片５６の間隔を１ピツ
チとすると第１２図ｂに示すロータ外筒４２は第
１２図ａに示すロータ外筒４２に対して第１２図
において右側に1/8ピツチ移動したことになる。

次いで第１１図の時刻t₃とt₄間のように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１２図ｃに示されるように
ステータ２２の磁極片５６はＳ極となり、ステー
タ２２の磁極片はＮ極となる。その結果、第１２
図ｃに示すロータ外筒４２は第１２図ｂに示すロ
ータ外筒４２に対して第１２図において右方に1/
４ピツチ移動することになる。次いで第１１図の
時刻t₄とt₅のように４相励磁コイルが励磁され
ると第１２図ｄに示されるようにロータ外筒４２
は第１２図ｃのロータ外筒４２に対して右方に1/
４ピツチ移動する。次いで第１１図の時刻t₅とt₆
間では４相励磁コイルのみが励磁され、従つて
第１２図ｅに示すようにステータ２２の各磁極片
５６，５８には磁極が表われていない。斯くして
このときステータ２３の磁極片５６とロータ外筒
４２のＮ極が対向し、ステータ２３の磁極片５８
とロータ外筒４２のＳ極が対向するようにロータ
外筒４２は第１２図ｄに示すロータ外筒４２に対
して第１２図において右方に1/8ピツチ移動する。
次いで第１１図の時刻t₆においてMPU８０から
出力ポート８４に駆動データ“0000”が書き込ま
れ、従つてラツチ９２の出力端子，，，
の出力信号は“０”となるので全ての励磁コイル
，，，の励磁が停止される。このとき第
１２図ｅに示すようにステータ２３の磁極片５６
とロータ円筒４２のＮ極が対向しており、ステー
タ２３の磁極片５８とロータ外筒４２のＳ極が対
向している。従つてロータ外筒４２のＮ極がステ
ータ２３の磁極片５６に作用する吸引力とロータ
外筒４２のＳ極がステータ２３の磁極片５８に作
用する吸引力とによりロータ外筒４２は第１２図
ｅに示す状態に静止保持される。なお、ロータ外
筒４２が静止保持される前に４相励磁コイルが
励磁されていたことがRAM８１内に記憶され
る。

次いで第１１図の時刻t₇においてMPU８０内
において弁体３６（第２図）が開弁する方向にス
テツプモータ９を１ステツプだけ移動すべきと判
断された場合にはMPU８０は最後に励磁された
励磁コイルが何相であつたかをRAM８１から読
み取り、最後に励磁された励磁コイルが４相励磁
コイルである場合にはMPU８０は出力ポート
８４に駆動データ“0001”を書き込む。斯くして
第１１図の時刻t₇とt₈間で示されるように４相励
磁コイルのみが励磁される。このときロータ外
筒４２は第１２図ｅに示す位置にあるのでロータ
外筒４２は静止したままである。次いで第１１図
の時刻t₇とt₈間に示されるように３相励磁コイル
が励磁されると各ステータ２２，２３の各磁極
片５６，５８には第１２図ｄに示されるような磁
極が表われ、斯くしてロータ外筒４２は第１２図
ｅのロータ外筒４２に対して前とは逆に第１２図
において左方向へ1/8ピツチ移動する。

第１１図の時刻t₁とt₆間におけるように１相励
磁コイルから順次励磁されるとステータ２２，
２３に対してロータ外筒４２が移動し、それによ
つてロータ２１が一方向に回転する。ロータ２１
が回転すると、第２図に示すように弁軸２０の外
ねじ山２９とロータ内筒４０の内ねじ山４７が噛
合しているために弁軸２０は第２図において左方
に移動する。その結果、弁体３６と弁座１９間に
形成される環状空気流通路３８の断面積が増大す
るために第１図においてスロツトル弁４上流の吸
気管３内からバイパス管１６を介してサージタン
ク２内に供給される空気量は増大する。一方、第
１１図の時刻t₇とt₁₀間ではロータ２１は逆方向に
回転するために弁軸２０が第２図において右方に
移動し、その結果弁体３６と弁座１９間に形成さ
れる環状空気流通路３８の断面積は減少する。

第１３図はバイパス通路を流れる空気量をフイ
ードバツク制御する際のフローチヤートを示して
いる。第１３図においてステツプ100はフイード
バツク制御が時間割込みで行なわれることを示し
ている。なお、この実施例では８ｍsec毎に割込
みが行なわれる。ステツプ101において水温セン
サ６３の出力信号をＡ−Ｄ変換器９１並びに入力
ポート８３を介してMPU８０内に読み込み、機
関冷却水温が70℃よりも小さくないか否かが判別
される。ステツプ101において機関冷却水温が70
℃よりも小さいと判別されたとき、即ち機関暖機
完了前のときステツプ102に進んでカウンタＣに
２秒を入れる。上述したように第１３図に示すル
ーチンは８ｍsecで時間割込みするので実際にカ
ウンタＣ内に入れられる数値は２秒／８ｍsec＝
250である。次いでステツプ103においてフイード
バツク制御中に立てるフイードバツク中フラグを
降ろした後ステツプ104に進み、ステツプ104にお
いてステツプモータ９の回転処理を行なつて処理
サイクルを完了する。なお、この場合実際にはス
テツプモータ９は静止状態に保持される。

一方、ステツプ101において機関冷却水温が70
℃よりも小さくないときはステツプ105に進む。
ステツプ105ではスロツトルスイツチ６５がオン
であるか否か、即ちスロツトル弁４が全閉状態に
あるか否かが判別され、スロツトル弁４が全閉状
態でないと判別された場合にはステツプ102に進
む。一方、ステツプ105においてスロツトル弁４
が全閉状態にあると判別された場合にはステツプ
106に進む。ステツプ106ではニユートラルスイツ
チ６６がオンであるか否か、即ち自動変速装置が
ニユートラルレンジにあるか否かが判別され、自
動変速装置がニユートラルレンジにあると判別さ
れた場合にはステツプ107に進む。一方、ステツ
プ106において自動変速装置がニユートラルレン
ジにないと判断された場合、即ち自動変速装置が
ドライブレンジにあると判断された場合にはステ
ツプ108に進む。ステツプ108では車速センサ６２
の出力信号がカウンタ９０並びに入力ポート８３
を介してMPU８０内に読み込まれ、車速が２
Km／ｈよりも小さくないか否かが判別される。ス
テツプ108において車速が２Km／ｈよりも小さく
ないと判断されたときはステツプ102に進み、一
方ステツプ108において車速が２Km／ｈよりも小
さいと判断された場合にはステツプ107に進む。
従つてステツプ107へ進むのは次の(1)と(2)の場合
だけであり、その他の場合にはステツプ102へ進
む。

(1) 機関冷却水温が70℃よりも小さくなく、スロ
ツトル弁４が全閉状態にあり、かつ自動変速装
置がニユートラルレンジにある場合。

(2) 機関冷却水温が70℃よりも小さくなく、スロ
ツトル弁４が全閉状態にあり、自動変速装置が
ドライブレンジにあり、かつ車速が２Km／ｈよ
りも小さい場合。

上記(1)および(2)の場合は機関アイドリング運転
時である。従つて機関アイドリング運転状態にな
い場合にはステツプ102においてカウンタＣに２
秒が入れ続けられ、機関アイドリング運転状態に
なるとステツプ107に進み、ステツプ107において
カウンタＣが零であるか否かが判別される。アイ
ドリング開始後始めてステツプ107を通るときに
はカウンタＣは２秒となつており、従つてこのと
きはステツプ109へ進む。ステツプ109ではカウン
タＣにＣ−１が入れられる、即ちカウンタＣが１
だけデイクリメントされる。次いでステツプ103
においてフイードバツク中フラグを降ろした後に
ステツプ104においてステツプモータ９の回転処
理を行なつて処理サイクルを完了する。なお、こ
の場合にもステツプモータ９は静止状態に保持さ
れる。上述したようにステツプ109を通る毎にカ
ウンタＣから１づつデイクリメントされるのでア
イドリング運転後２秒経過するとステツプ107に
おいてカウンタＣが零と判断され、このときステ
ツプ110に進む。従つて第１４図において時刻t_a
においてアイドリング運転が開始されたとすると
時刻t_aから２秒後の時刻t_bにおいてカウンタＣが
零となり、ステツプ110に進む。なお、第１４図
ａの縦軸は機関回転数NE（r.p.m）を示し、第１
４図ｂの縦軸は機関回転数NEの平均値Ｎ（r.p.m）
を示し、第１４図ｃの縦軸はステツプモータ９の
移動をステツプ位置STEPを示す。

再び第１３図に戻るとステツプ110においてフ
イードバツク中フラグが立つているか否かが判別
される。始めてステツプ110を通過するときには
ステツプ103においてフイードバツク中フラグ１
０３が降ろされているためにステツプ110におい
てフイードバツク中フラグが立つていないと判断
され、従つてステツプ111に進んで弁体３６（第
２図）の全閉位置を基準としたモータ位置の下限
値Miniを計算する。この下限値Miniは機関暖機
後における機関アイドリング回転数の長時間に亘
る平均モータ位置、即ち全閉位置を基準とした平
均ステツプ数から３を引いたステツプ数である。
このように機関暖機完了後における機関アイドリ
ング回転数の平均値を常時記憶しておくために第
１０図においてバツクアツプRAM８８が設けら
れている。次に第１５図を参照してこの下限値
Miniについて説明する。なお、第１５図ａの縦
軸は機関回転数NE（r.p.m）を示し、第１５図ｂ
の縦軸はステツプモータ９のステツプ位置STEP
を示す。スロツトル弁４の全閉位置を検出するス
ロツトルスイツチ６５は多少の余裕をもつて構成
されており、従つてスロツトル弁４がわずかばか
り開いててもスロツトルスイツチ６５はオンとな
つている。第１５図において時刻T_aまでスロツ
トル弁４が成閉位置にあり、時刻T_aにおいてス
ロツトル弁４がわずかばかり開弁せしめられたと
すると吸入空気量が増大するために第１５図ａに
示すように機械回転数NEが大きくなる。このよ
うに機関回転数が大きくなると吸入空気量を減少
させて機械回転数を低下させるために第１５図ｂ
において矢印Ｋで示すように弁体３６（第２図）
を閉弁する方向にステツプモータ９が駆動され続
ける。次いで時刻T_bにおいて再びスロツトル弁
４が全閉状態なつたとすると弁体３６がかなり閉
弁しているために吸入空気量が極度に少なくな
り、その結果機関が停止してしまうという問題を
生じる。このように機関が停止するのを阻止する
ために機関暖機完了後におけるアイドリング回転
の長時間の平均値Ｍから３ステツプ差引いたステ
ツプ数を最少値Miniとし、後述するようにステ
ツプモータ９のステツプ位置がこの最小値Mini
よりも小さくならないようにしている。従つて第
１５図の時刻t_aにおいてスロツトル弁４がわずか
ばかり開弁せしめられたとしても第１５図ｂにお
いて実線で示すようにステツプモータ９は弁体３
６（第２図）の閉弁方向に３ステツプしか移動す
ることができず、斯くして時刻T_bにおいてスロ
ツトル弁４が再び全閉状態になつても吸入空気量
がさほど少くならないので機関が停止するのを阻
止することができる。

このようにステツプ111においてステツプモー
タ位置の下限値Miniが求められると次いでステ
ツプ112においてフイードバツク中フラグを立て、
次いでステツプ113に進んで待ち時間中フラグを
立てる。次いでステツプ114においてカウンタＤ
に1.6秒、数値にすると200を入れ、ステツプ104
に進む。なお、このときもステツプ104において
ステツプモータ９は回転駆動されず、静止状態に
保持される。

一方、２度目にステツプ110を通るときには既
にステツプ112においてフイードバツク中フラグ
が立てられているのでフイードバツク中であると
判断され、従つてステツプ115に進む。ステツプ
115ではカウンタＤが零か否かが判別される。始
めてステツプ115を通るときにはカウンタＤには
1.6秒が入れられているためにカウンタＤは零で
はないと判断され、ステツプ116へ進む。ステツ
プ116では待ち時間中フラグが立つているか否か
判別される。この待ち時間中フラグは既にステツ
プ113において立てられているのでステツプ116に
おいて待ち時間中と判断され、ステツプ117に進
む。ステツプ117ではカウンタＤにＤ−１が入れ
られる。即ちカウンタＤが１だけデイクリメント
され、次いでステツプ104においてステツプモー
タ９の回転処理をする。なお、このときもステツ
プモータ９は静止状態に保持される。ステツプ
117を通る毎にカウンタＤは１づつデイクリメン
トされるので始めてステツプ115を通過した後1.6
秒経過するとステツプ115においてカウンタＤが
零であると判断され、ステツプ118に進む。この
ときの時刻を第１４図においてt_cで示す。従つて
第１４図の時刻t_bとt_c間が待ち時間1.6秒である。
ステツプ118では待ち時間中フラグが立つている
か否か判別され、このとき依然として待ち時間中
フラグが立つているのでステツプ119に進む。ス
テツプ119では機関回転数を記憶するためのレジ
スタＲがクリヤされ、次いでステツプ120におい
て待ち時間中フラグが降ろされる。次いでステツ
プ114において再びカウンタＤに1.6秒が入れら
れ、次いでステツプ104においてステツプモータ
回転処理が行なわれる。しかしながらこのとき実
際にはステツプモータ９は静止状態に保持された
ままである。

次の処理サイクルにおいてステツプ115では再
びカウンタＤが零か否かが判別されるがこのとき
カウンタＤには1.6秒が入れられているのでカウ
ンタＤは零ではないと判断され、ステツプ116へ
進む。ステツプ116では待ち時間中フラグが立つ
ているか否かが判別されるが前回の処理サイクル
におけるステツプ120において待ち時間中フラグ
が降ろされているのでステツプ116では待ち時間
中フラグが立つていないと判断され、ステツプ
121に進む。前述したようにMPU８０内では回転
数センサ６４の出力信号に基いて機関回転数NE
が計算されており、ステツプ121では機関回転数
NEが８回計測された否かが判別される。ステツ
プ121において機関回転数NEが８回計測された
場合にはステツプ117に進んでカウンタＤから１
がデイクリメントされる。一方、ステツプ121に
おいて機関回転数NEが８回計測されていないと
判断された場合にはステツプ122においてレジス
タＲに機関回転数が加算され、次いでステツプ
117においてカウンタＤから１がデイクリメント
される。ステツプ122は８回通過するのでレジス
タＲには機関回転数NEの８回の合計が記憶され
る。

次いでステツプ115においてカウンタＤが零で
あると判別されたとき、即ち機関回転数NEの計
測を開始してから1.6秒経過したときにはステツ
プ118に進む。このときの時刻を第１４図でt_dで
示す。従つて第１４図の時刻t_cとt_d間は計測時間
1.6ｍsecである。ステツプ118では待ち時間中フ
ラグが立つているか否かが判別されるが待ち時間
中フラグは降ろされているためにステツプ123に
進む。ステツプ123ではレジスタＲに記憶された
機関回転数NEの８回の合計ΣNEを８で割算し、
その割算結果をＮとする。従つてこのＮは機関回
転数NEの平均値を示している。次いでステツプ
124では前述たようにROM８２に格納された関
数と水温センサ６３、ニユートラルスイツチ６５
の出力信号から機関回転数の目標値NFが計算さ
れる。この目標値NFは例えば機関冷却水温が70
℃以上で自動変速装置がニユートラルレンジにあ
る場合には650r.p.m、機関冷却水温が70℃以上で
自動変速装置がドライブレンジにある場合には
600r.p.mと予め定められている。次いでステツプ
125においてステツプモータ９の移動ステツプ数
STEPに１が入れられ、ステツプモータ９の回転
方向DIRに１が入れられる。なお、DIR＝１は弁
体３６（第２図）を閉弁方向に移動させるステツ
プモータ９の回転方向であり、DIR＝０は弁体３
６を開弁方向に移動させるステツプモータ９の回
転方向である。次いでステツプ126において機関
回転数平均値Ｎから機関回転数目標値NFが減算
され、その減算結果をΔNEとする。従つて機関
回転数平均値Ｎが目標値NFよりも高い場合には
ΔNEは正となり、逆に低い場合にはΔNEは負と
なる。次いでステツプ127においてこのΔNEが零
よりも小さくないか否かが判別され、ΔNEが零
よりも小さくない場合にはステツプ128に進む。
一方、ステツプ127においてΔNEが零よりも小さ
いと判別されたときはステツプ129に進み、ΔNE
の絶対値をΔNEとする。次いでステツプ130にお
いてステツプモータ９のステツプ数STEPに１が
入れられ、ステツプモータ９の回転方向DIRに零
が入れられた後ステツプ128に進む。ステツプ128
においてΔNEが20r.p.mよりも小さくないか否か
が判別され、ΔNEが20r.p.mよりも小さくない場
合にはステツプ131に進み、ΔNEが20r.p.mより
も小さい場合にはステツプ112に進む。ステツプ
112では再びフイードバツク中フラグが立てられ、
次いでステツプ113において待ち時間中フラグが
立てられる。従つてΔNEが20r.p.mよりも小さい
場合にはステツプモータ９が駆動されずに再び
1.6秒の待ち時間の後に1.6秒間機関回転数が計測
される。即ち、第１４図において時刻t_cとt_d間に
おいて計測された機関回転数の平均値Ｎと標値
NFの差ΔNEが20r.p.mよりも小さいときには時
刻t_dとt_e間において1.6秒待ち時間の後に時刻t_eと
t_f間において1.6秒間機関回転数が計測される。次
いで時刻t_eとt_f間において計測された機関回転数
の平均値N′と目標値NFの差ΔNE′が20r.p.mより
も小さくないときは前述したように第１３図にお
いてステツプ131に進む。ステツプ131ではステツ
プモータ９の回転方向DIRが１であるか否か、即
ちステツプモータ回転方向が弁体３６（第２図）
を閉鎖させる方向であるか否かが判別され、ステ
ツプモータ９の回転方向が弁体３６を開弁する方
向の場合にはステツプ132に進んでRAM８１の
所定の番地にステツプモータ９のステツプ数１と
ステツプモータ回転方向DIR＝０を記憶する。一
方、ステツプ131においてステツプモータ回転方
向DIRが弁体３６を開弁する方向であると判断さ
れた場合にはステツプ133に進む。ステツプ133で
はRAM８１に記憶されているステツプモータ９
の現在のステツプ位置とステツプ111において計
算されたステツプ下限値Miniを比較し、現在の
ステツプ位置が下限値Miniよりも大きいときは
ステツプ132に進んでRAM８１の所定の番地に
ステツプモータ９のステツプ数１とステツプモー
タ回転方向DIR＝１を記憶する。ステツプ133に
おいて現在のステツプ位置が下限Miniよりも大
きくないと判断されたときはステツプ112に進み、
次いでステツプ113、ステツプ114を経てステツプ
104に進んでステツプ104においてステツプモータ
９の回転処理が行なわれる。しかしながらこのと
きにはステツプモータ９は静止したままであり、
次いで再び1.6秒の待ち時間の後に1.6秒間機関回
転数が計測される。一方、ステツプ132において
ステツプモータ９のステツプ数と回転方向が
RAM８１の所定の番地に記憶されるとステツプ
112に進み、次いでステツプ113、ステツプ114を
経てステツプ104においてステツプモータ９の回
転処理が行なわれる。ステツプ104ではRAM８
１に記憶されたステツプモータ９のステツプ数と
回転方向からステツプモータ９の駆動データを出
力ポート８４に書き込む。その結果第１４図の時
刻t_fにおいては第１４図ｃに示されるようにステ
ツプモータ９は弁体３６（第２図）の閉鎖する方
向にステツプ数１だけ移動せしめられる。次いで
再び1.6秒の待ち時間の後に1.6秒間機関回転数が
計測される。

機関回転数が機関回転数の目標値よりも大きい
ときに弁体３６（第２図）が閉弁する方向にステ
ツプモータ９を回転させ、機関回転数が機関回転
数の目標値よりも小さなときに弁体３６が開弁す
る方向にステツプモータを回転させると機関回転
数が回転数目標値よりも大きくなるか或いは小さ
くなる毎にバイパス管１６からサージタンク１内
に供給されるバイパス空気量は減少並びに増大せ
しめられ、その結果機関回転数の変動が激しくな
る。このように機関回転数の変動を抑制するため
に本発明では機関回転数の平均値Ｎと機関回転数
の目標値NFとの差ΔNEが20r.p.mよりも小さな
ときはステツプモータ９を静止させたままにして
おき、ΔNEが20r.p.mよりも小さくない場合だけ
ステツプモータ９を１ステツプだけ移動させるよ
うにしている。またステツプモータ９を１ステツ
プだけ移動させた後漸らくしないと機関回転数が
安定せず、従つて本発明では機関回転数の計測後
1.6秒の待ち時間を経た後に機関回転数を計測す
るようにしている。更に走行運転状態からアイド
リング運転に移つた場合には機関回転数が安定に
なるまでに更に時間がかかる。従つて本発明では
このように走行運転状態からアイドリング運転に
移つた場合には２秒間待ち、次いで更に1.6秒の
待ち時間を経過した後に機関回転数の計測を開始
するようにしている。

以上述べたように本発明によれば暖機完了後の
アイドリング運転時における流量制御弁の平均開
度を求めておき、流量制御弁の開度がこの平均開
度から一定開度を差し引いた下限開度に達したと
きに流量制御弁の開度がそれ以上減少しないよう
に流量制御弁の駆動を停止させるようにしてい
る。即ち、経時変化によつて例えばバイパス通路
内に塵埃が堆積し、それによつてバイパス通路の
流れ抵抗が増大するとアイドリング回転数を所定
回転数に維持すべくアイドリング回転速度制御が
行われているときの流量制御弁の平均開度が大き
くなる。しかしながらこのように経時変化によつ
て流量制御弁の平均開度が変化したとしても流量
制御弁の開度が平均開度であるときにはアイドリ
ング回転数は予め定められた所定回転数に維持さ
れているので流量制御弁の開度が下限開度になる
と平均開度と下限開度の開度差だけ吸入空気量が
減少し、この開度差だけ所定回転数に対し回転が
減少することになる。云い換えると経時変化によ
つて流量制御弁の平均開度が変化したとしても流
量制御弁の開度が下限開度になつたときにはアイ
ドリング回転数が上述の予め定められた所定回転
数よりも一定回転数だけ低いが機関が停止するこ
とのない所定の下限回転数に維持される。従つて
スロツトル弁がわずかばかり開弁せしめられた後
にスロツトル弁が閉弁せしめられ、スロツトルス
イツチがスロツトル弁の全閉位置の検出に多少の
余裕をもつて構成されているためにこの間にスロ
ツトルスイツチがオンに維持されていたとしても
スロツトル弁が閉弁せしめられたときにはアイド
リング回転数が上述の所定の下限回転数までしか
低下しないので機関が停止するのを阻止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関吸気系の一部を断面で示した本発
明によるアイドリング回転速度制御装置の全体
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図のステツ
プモータ駆動回路と電子制御ユニツトの回路図、
第１１図はステツプモータの励磁パルスを示す線
図、第１２図はステツプモータとロータとを図解
的に示した説明図、第１３図は本発明によるアイ
ドリング回転速度制御の作動を説明するためのフ
ローチヤート、第１４図はフイードバツク制御を
説明するための線図、第１５図はフイードバツク
制御を説明するための線図である。３……吸気管、４……スロツトル弁、８……流
量制御弁装置、９……ステツプモータ、１６……
バイパス管、２０……弁軸、２１……ロータ、３
６……弁体、５３……ステータコイル、６０……
ステツプモータ駆動回路、６１……電子制御ユニ
ツト。

Claims

【特許請求の範囲】

１スロツトル弁開度から機関アイドリング運転
時か否かを検出し、機関アイドリング運転時に機
関アイドリング回転数を検出し、該アイドリング
回転数が予め定められた所定回転数となるように
スロツトル弁上流の吸気通路とスロツトル弁下流
の吸気通路とを連結するバイパス通路の流通空気
量を流量制御弁により制御するようにしたアイド
リング回転速度制御方法において、暖機完了後の
アイドリング運転時における上記流量制御弁の平
均開度を求め、暖機完了後のアイドリング運転時
に該流量制御弁が上記平均開度から予め定められ
た一定開度だけ差し引いた下限開度に達したとき
に閉弁方向に向かう流量制御弁の駆動を停止する
ようにした内燃機関のアイドリング回転速度制御
方法。