JPH11270393A

JPH11270393A - アイドル空気量制御装置

Info

Publication number: JPH11270393A
Application number: JP10075339A
Authority: JP
Inventors: Haruo Meguro; 晴夫目黒
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】製品毎にばらつきが生じることを回避しつつ、
実作動位置が目標位置に一致するようにステップモータ
のイニシャライズ処理を行なうとともにイニシャライズ
処理の迅速化を図る。【解決手段】弁体７がその閉弁限界および開弁限界のい
ずれかにある状態で導通するようにスイッチ２１₁を配
設するとともに、動力伝達手段８のバックラッシを吸収
すべく弁体７をばね２０で閉じ側に付勢しておき、イニ
シャライズ処理時には、弁体７を閉弁限界および開弁限
界のいずれかに設定ステップ数だけステップモータＭを
作動せしめ、スイッチ２１₁が遮断状態から導通状態と
なるかどうかに基づいて弁体７が閉弁限界および開弁限
界のいずれかに達したことを確認した後に、ステップモ
ータＭを逆方向に作動せしめ、スイッチＭが導通状態か
ら遮断状態に変化した時点でステップモータの作動パル
ス数をリセットして基準位置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アイドリング時に
吸気を導く通路の開度を調節するアイドル調節弁に連結
されるステップモータの作動パルス数と、前記アイドル
調節弁の開度位置とを対応させるイニシャライズ処理を
行なうにあたって、アイドル調節弁を閉弁限界および開
弁限界のいずれかに駆動するようにステップモータを作
動せしめるようにしたアイドル空気量制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかるアイドル空気量制御装置
は、たとえば特公昭６３−４２１０６号公報等により知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
ポテンショメータや、リミットスイッチ等の基準位置セ
ンサを用いることなく、アイドル調節弁の開度およびス
テップモータの作動パルス数を簡単に対応付けることを
可能とするために、アイドル調節弁を全閉あるいは全開
位置まで駆動するようにステップモータに一定のパルス
数のパルス信号を与え、その全閉あるいは全開位置を基
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
トするイニシャライズ処理を、点火スイッチ遮断直後等
に実行するようにしている。

【０００４】ところで、上記公報のものでは、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１４で示
すような差が生じる。

【０００５】すなわち、図１５（ａ）で示すアイドル調
節弁Ｖ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３５およびピニオン３６間のバ
ックラッシと、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１５（ｂ）で示
すように、ラック３５すなわちアイドル調節弁Ｖの開弁
作動が開始されることはなく、アイドル調節弁Ｖ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Ｖが或る開度まで作動した位置に在る図１５
（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１５（ｄ）で示すように、
ラック３５すなわちアイドル調節弁Ｖの閉弁作動が開始
されることはなく、アイドル調節弁Ｖの閉弁作動に時間
ΔＴだけ遅れが生じることになる。

【０００６】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１６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。

【０００７】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
回転速度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。

【０００８】ところで、アイドル空気量制御では、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
節が要求されるが、上記特公昭６３−４２１０６号公報
で開示されたものでは、アイドル調節弁の開弁駆動およ
び閉弁駆動で実作動位置が異なることになり、正確なア
イドル空気量制御が困難である。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。

【０００９】そこで、本出願人は、イニシャライズ時に
アイドル調節弁を全閉位置まで駆動した後、ステップモ
ータをバックラッシ以上作動せしめてアイドル調節弁を
全閉位置から設定位置まで開弁方向に駆動し、その設定
位置を基準位置として定める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を、特願平８−
２２１０４４号で提案したが、この提案のものでは、実
作動位置＞目標位置となる。

【００１０】しかも、各製品毎にバックラッシ量および
励磁パターンのずれ量（最大３ステップ）が異なるの
で、実作動位置が製品毎に異なることになる。しかるに
本来は、目標位置＝実作動位置となり、かつ製品毎のば
らつきが生じないようにすることが望ましい。

【００１１】一方、特開昭５７−２６２３９号公報およ
び特開昭５７−２６２３７号公報で開示されるように、
アイドル調節弁の弁体の位置をスイッチで検出するよう
にして基準位置を定めるようにしたものもあるが、これ
らのものでも、上述の特公昭６３−４２１０６号公報で
開示されたものと同様に、バックラッシが考慮されてお
らず、しかもアイドル調節弁のアイドル制御時の制御範
囲内で弁体を検出するように前記スイッチが配設される
ものであるので、構成が複雑となり、部品点数が多くな
る。また特開昭５７−２６２３９号公報で開示されるも
のでは、弁体をスイッチで検出する時間が極めて短く、
スイッチのＯＮ・ＯＦＦ検出判断が難しく、不正確とな
る。さらに特開昭５７−２６２３７号公報で開示される
ものでは、スイッチの両接点が可動であるので、スイッ
チのＯＮ時間が比較的長くなり、検出判断が容易となる
が、スイッチのＯＮ状態で弁体の位置が一定せず、何ら
かの作動不良によりスイッチがＯＦＦ状態となったとき
には、その位置を基準位置として定めてしまい、基準位
置の設定が不正確となる。

【００１２】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、製品毎にばらつきが生じることを回避しつ
つ、実作動位置が目標位置に一致するようにイニシャラ
イズ処理を行なうことができるようにするとともに、イ
ニシャライズ処理の迅速化を図ったアイドル空気量制御
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記載の発明は、アイドリング時に吸気を導
く通路の開度を調節するアイドル調節弁と；アイドル調
節弁を開閉作動せしめる駆動力を発揮するステップモー
タと；ステップモータ側の駆動部材およびアイドル調節
弁側の被動部材間にバックラッシを有してステップモー
タおよびアイドル調節弁間に設けられる動力伝達手段
と；アイドル調節弁の開度位置をその基準位置からの前
記ステップモータ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前記ステップモータの作動パル
ス数によって定まるアイドル調節弁の現在位置をエンジ
ン運転状態に応じて定まる目標位置に一致させるべく目
標位置およ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；を備えるアイドル空気量制御装置にお
いて、アイドル調節弁の弁体がその閉弁限界および開弁
限界のいずれかにあるときに導通するスイッチと、前記
動力伝達手段のバックラッシを吸収すべく前記アイドル
調節弁の弁体を閉じ側に付勢するばねとを含み、前記制
御ユニットは、ステップモータの作動パルス数と前記ア
イドル調節弁の開度位置とを対応させるイニシャライズ
処理を行なうにあたって、前記弁体を閉弁限界および開
弁限界のいずれかに駆動するように設定パルス数のパル
ス信号をステップモータに与えるステップと、前記スイ
ッチが遮断状態から導通状態となるかどうかに基づいて
前記弁体が閉弁限界および開弁限界のいずれかに達した
ことを確認するステップと、弁体が閉弁限界および開弁
限界のいずれかに達したことを確認したときには前記弁
体の閉弁限界および開弁限界のいずれかへの駆動を停止
するが未確認時には前記設定パルス数のパルス信号をス
テップモータに最後まで与える第３のステップと、前記
スイッチが導通状態から遮断状態に変化した時点でステ
ップモータの作動パルス数をリセットするとともにその
リセット時のアイドル調節弁の開度位置を前記基準位置
に定めるステップとを順次経過してイニシャライズ処理
を行なうことを特徴とする。

【００１４】このような構成によれば、アイドル調節弁
の弁体を閉弁限界および開弁限界のいずれかに駆動した
後にステップモータを逆方向に作動せしめることによ
り、スイッチが導通状態から遮断状態に変化したタイミ
ングが基準位置と定められることになる。すなわち、弁
体が閉弁限界および開弁限界のいずれかから動きだす瞬
間にステップモータの作動パルス数がリセットされるの
で、製品毎のばらつきの全てを吸収して、基準位置を推
定ではなく実際に確定することができる。この際、弁体
を閉弁限界まで駆動するようにした場合には、ステップ
モータの逆方向への作動時に、ステップモータの励磁パ
ターンのずれ、ならびに動力伝達手段のバックラッシ分
だけステップモータが作動して弁体が閉弁限界から動き
だす瞬間にステップモータの作動パルス数がリセットさ
れることになり、弁体を開弁限界まで駆動するようにし
た場合には、弁体がばねにより閉じ側に付勢されている
ので、ステップモータの逆方向への作動時に、ステップ
モータの励磁パターンのずれ分だけステップモータが作
動して弁体が開弁限界から動きだす瞬間にステップモー
タの作動パルス数がリセットされることになる。また弁
体が閉じ側にばね付勢されて、動力伝達手段のバックラ
ッシが吸収されているので、基準位置設定後の実際の制
御時には実作動位置を目標位置に一致させることが可能
となる。さらにスイッチは、アイドル調節弁の弁体が閉
弁限界および開弁限界のいずれかにあることを検出する
ものであるので、スイッチの取付け位置調節が不要であ
り、部品点数を少なくした単純な構成とすることが可能
であり、配線も容易となる。しかも弁体を閉弁限界およ
び開弁限界のいずれかに駆動する際には設定パルス数の
パルス信号をステップモータに与えるのであるが、イニ
シャライズ処理実行開始直前のアイドル調節弁の開度位
置とは無関係の設定パルス数のパルス信号がステップモ
ータに与えられるのにもかかわらず、スイッチが遮断状
態から導通状態に変化するのに基づいて弁体が閉弁限界
および開弁限界のいずれかに達したことを確認するよう
にしているので、前記設定パルス数にかかわらず、弁体
が閉弁限界および開弁限界のいずれかに達したことを確
認してステップモータの逆方向への作動を開始するよう
にし、イニシャライズ処理の迅速化を図ることができ
る。

【００１５】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明の構成に加えて、前記制御ユニットは、前記
弁体が閉弁限界および開弁限界のいずれかに達したこと
を確認する際に、前記スイッチが遮断状態から導通状態
となってから予め設定した設定時間が経過するまで導通
状態が持続したときに、前記弁体が閉弁限界および開弁
限界のいずれかに達したと判断することを特徴とする。

【００１６】かる構成によれば、弁体が閉弁限界および
開弁限界のいずれかに確実に達したことを確認するよう
にして、弁体の不安定な挙動が生じるのを防止すること
ができる。すなわちアイドル調節弁の弁体を閉弁限界お
よび開弁限界のいずれかまで駆動したときには、ステッ
プモータの磁極構造に起因して、ステップモータのステ
ップ数が飛び跳ねる現象、所謂バウンスバック現象が生
じ、弁体がその閉弁限界もしくは開弁限界から動いてし
まうことがあるが、上記請求項２記載の発明の構成によ
り、バウンスバック現象により弁体の挙動が不安定であ
るときには、ステップモータの逆方向への作動を開始し
ないようにし、確実なイニシャライズ処理を行なうこと
ができる。

【００１７】さらに請求項４記載の発明は、上記請求項
１または２記載の発明の構成に加えて、前記制御ユニッ
トは、前記ステップモータのイニシャライズ時にアイド
ル調節弁の弁体を閉弁限界および開弁限界のいずれかに
駆動するにあたって、ステップモータの駆動周波数をア
イドル調節弁の開度調節によるアイドル空気量制御実行
時よりも小さくして、アイドル調節弁を駆動することを
特徴とする。

【００１８】ところで、上記バウンスバック現象の発生
時にイニシャライズ処理を行っても、ステップモータの
作動パルス数と、前記アイドル調節弁の開度位置とを正
しく対応させることができないのであるが、本発明者
が、駆動電圧および駆動周波数をそれぞれ変化させてバ
ウンスバック現象の発生を測定したところ、図１２で示
すような結果が得られており、この図１２で示す結果に
基づけば、一定の駆動周波数ＦＴ以下では駆動電圧にか
かわらずバウンスバック現象が発生しない。そこで、上
記請求項３記載の発明に従って、アイドル調節弁の開度
調節による通常の補助空気量制御実行時の駆動周波数を
前記一定の駆動周波数ＦＴよりも大きくし、イニシャラ
イズ時にアイドル調節弁の弁体を閉弁限界および開弁限
界のいずれかに駆動する際の駆動周波数を前記一定の駆
動周波数ＦＴ以下に定めることにより、通常制御時の制
御速度を速くして応答性を向上し、イニシャライズ時に
はバウンスバック現象の発生を防止することができ、そ
れによりステップモータの作動パルス数と、アイドル調
節弁の開度位置とをより一層正しく対応させることがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００２０】図１ないし図５は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１はアイドル空気量制御装置の構成を
示す概略断面図、図２はアイドル調節弁およびステップ
モータの縦断側面図、図３はイニシャライズ時のステッ
プモータの制御処理手順を示すフローチャート、図４は
イニシャライズ時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５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
次示す図である。

【００２１】先ず図１において、エアクリーナＡＣおよ
びエンジンＥ間を結ぶ吸気通路１の中間部にはスロット
ルボディ２が設けられており、該スロットルボディ２に
は、吸気通路１の開度を調節するスロットル弁３が回動
可能に配設されるとともに、該スロットル弁３を迂回す
る通路４が設けられる。該通路４は、エンジンＥのアイ
ドリング時にアイドル用吸気を導くものであり、該通路
４の開度を調節してアイドル空気量を制御するためのア
イドル調節弁Ｖがスロットルボディ２に配設される。

【００２２】図２を併せて参照して、アイドル調節弁Ｖ
は、通路４の上流側４ａに連なる弁孔５を形成して通路
４の途中に設けられた弁座６と、通路４の下流側４ｂか
ら弁座６に着座可能な弁体７とを備え、該弁体７が、ス
ロットルボディ２に取付けられるステップモータＭに動
力伝達手段８を介して連結される。

【００２３】ステップモータＭ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９を有するロータ１０と、該ロータ１０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１１，１２とを備え
る。両ステータ１１，１２は、合成樹脂から成る筒状の
モールド部１３に共通に設けられており、ロータ１０
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１４を介して該モールド部１３に回転自在に支承さ
れる。

【００２４】動力伝達手段８は、弁体７に一端が固定さ
れる被動部材としての弁軸１５と、ステップモータＭ側
の駆動部材であるロータ１０とが、螺合されて成るもの
である。すなわち弁軸１５に設けられた雄ねじ１６が、
ロータ１０に同軸に設けられたねじ孔１７に螺合される
ものであり、弁軸１５の外面にその軸方向に沿って突出
された突条１８が、前記モールド部１３に設けられた案
内溝１９に嵌合されることにより、弁軸１５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Ｍの
回転に応じて弁軸１５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Ｖが開閉作動することにな
る。しかも弁体７と、前記モールド部１３との間には、
コイル状の戻しばね２０が設けられており、この戻しば
ね２０のばね力により、アイドル調節弁Ｖは閉弁方向、
すなわち弁体７を弁座６に着座せしめる方向に付勢され
ることになる。

【００２５】アイドル調節弁Ｖは、その弁体７が閉弁限
界に達したときに導通するスイッチ２１₁を備えるもの
であり、該スイッチ２１₁は、前記弁座６に設けられる
一対の接点片２２₁，２２₂から成る固定接点２３
₁と、弁体７の弁座６への着座時に前記両接点片２
２₁，２２₂に同時に接触すべくリング状に形成されて
弁体７に固定される単一部材の可動接点２５₁とで構成
される。而して固定接点２３₁の両接点片２２₁，２２
₂には導線２６，２７がそれぞれ接続される。

【００２６】ステップモータＭの作動は、制御ユニット
Ｃにより制御されるものであり、この制御ユニットＣ
は、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Ｍの作動を制御するが、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Ｍ
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
Ｖの開度位置をその基準位置からのステップモータＭ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Ｍの作動パルス数によって定まるアイ
ドル調節弁Ｖ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、目標位置お
よ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Ｍの作動を制御する。

【００２７】また制御ユニットＣには、スイッチ２１₁
の導通・遮断を示す信号が両導線２６，２７から入力さ
れている。制御ユニットＣは、ステップモータＭの作動
パルス数とアイドル調節弁Ｖの開度位置とを対応させる
イニシャライズ処理を、前記スイッチ２１₁からの信号
に基づいて処理するものであり、たとえば点火スイッチ
を遮断した直後にイニシャライズ処理を行なうときに、
制御ユニットＣは、図３で示す手順に従ってステップモ
ータＭの作動を制御する。

【００２８】図３のステップ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
Ｍの作動パルス数ＭＰを「１」だけ減算して、ステップ
Ｓ５に進む。

【００２９】このステップＳ５では、スイッチ２１₁が
ＯＦＦ状態（遮断状態）からＯＮ状態（導通状態）に変
化したか否かを判断し、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化
したことを確認したときにはステップＳ６に進み、未確
認時にはステップＳ２に戻る。またステップＳ２でＮ≧
Ｎ０となったことを確認したときにもステップＳ６に進
む。而してステップＳ６では、ステップモータＭの作動
パルス数ＭＰを「１」だけ加算する。すなわちステップ
モータＭは、閉弁限界への作動とは逆方向である開弁方
向に作動することになる。

【００３０】ところで、前記設定回数「Ｎ０」は、アイ
ドル調節弁Ｖの弁体７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Ｍ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
Ｓ５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、弁体７が全閉位置まで駆動されるこ
とになり、特に、設定パルスかず「Ｎ０」に達していな
くても、スイッチ２１ ₁がＯＦＦ状態からＯＮ状態に達
したときには弁体７が全閉位置まで駆動されていること
になり、弁体７が閉弁限界まで達した後のステップＳ６
において、ステップモータＭは弁体７を逆方向すなわち
開弁方向に駆動することになる。

【００３１】ステップＳ７では、スイッチ２１₁がＯＮ
状態からＯＦＦ状態になったかどうかを確認し、ＯＮ状
態のままのときにはステップＳ６に戻り、またＯＮ状態
からＯＦＦ状態にスイッチ２１₂のスイッチング態様が
変化したことを確認したときには、ステップＳ８におい
て、ステップモータＭの作動パルス数ＭＰをリセットし
てイニシャライズし、このときのアイドル調節弁Ｖの開
度位置が基準位置となる。

【００３２】すなわち弁体７を閉弁限界に駆動した後に
ステップモータＭを逆方向に作動せしめ、スイッチ２１
₁が導通状態から遮断状態に変化した時点でステップモ
ータＭの作動パルス数をリセットし、基準位置として定
めることになる。

【００３３】さらに次のステップＳ９では、ステップモ
ータＭの作動パルス数ＭＰを「１」だけ加算し、ステッ
プＳ１０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Ｓ９に戻るようにする。

【００３４】したがって、ステップモータＭの作動パル
ス数のリセット完了後に、ステップモータＭを所定のパ
ルス数ＭＰ１だけ作動せしめ、アイドル調節弁Ｖ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Ｓ１１で電源をＯＦＦとしてステップモータＭの
作動を停止する。

【００３５】このような点火スイッチ遮断直後のステッ
プモータＭおよびアイドル調節弁Ｖの作動は、図４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Ｍに駆動信号が与えられる。
これによりアイドル調節弁Ｖの弁体７は、点火スイッチ
遮断時にいずれの位置にあっても閉弁限界まで確実に達
することになるが、前記設定回数「Ｎ０」のパルス数未
満のパルス数だけステップモータＭが作動した状態で、
スイッチ２１₁がＯＦＦ状態からＯＮ状態に達したとき
には、そのスイッチ２１₁のＯＦＦ状態からＯＮ状態へ
の変化時刻ｔ₂で、ステップモータＭが開弁方向に作動
せしめられることになる。次いでスイッチ２１₁がＯＮ
状態からＯＦＦ状態に変化した時刻ｔ₃の位置をアイド
ル空気量制御の基準位置として定めるべくステップモー
タＭの作動パルス数がリセットされる。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Ｍが
開弁方向に作動せしめられ、時刻ｔ₄でアイドル調節弁
Ｖ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Ｍの作動が停止することになる。

【００３６】ここで、アイドル調節弁Ｖ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８の作動状態を
図５を参照しながら説明すると、図５（ａ）で示すアイ
ドル調節弁Ｖの全閉時にはスイッチ２１₁がＯＮ状態と
なっており、その後、ステップモータＭを逆方向すなわ
ち開弁方向に作動せしめて、スイッチ２１₁がＯＮ状態
からＯＦＦ状態に変化する直前までには、ステップモー
タＭの励磁パターンのずれ、ならびに動力伝達手段８の
バックラッシ∂分だけステップモータＭが作動しても弁
体７は図５（ｂ）で示すように着座したままであり、弁
体７が閉弁限界から開弁側に動きだしてスイッチ２１₁
がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化した瞬間にステップモ
ータＭの作動パルス数がリセットされることにより、動
力伝達手段８のバックラッシδと、ステップモータＭに
おける励磁パターンのずれとを含む分を吸収してステッ
プモータＭの基準位置が定められることになる。而し
て、基準位置の設定後にステップモータＭが開弁側にさ
らに作動するのに応じて、弁体７は、図５（ｃ）で示し
た開弁位置となり、この状態で電源がＯＦＦ状態とな
る。

【００３７】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、点火スイッチ遮断直後には、アイドル調節弁Ｖを
ステップモータＭの作動により全閉位置まで駆動し、そ
の後、ステップモータＭを逆方向に作動せしめることに
より、スイッチ２１₁が導通状態から遮断状態に変化し
たタイミングが基準位置と定められる。すなわち、弁体
７が閉弁限界から動きだす瞬間にステップモータＭの作
動パルス数がリセットされるので、ステップモータＭの
励磁パターンのずれ、ならびに動力伝達手段８のバック
ラッシ分だけステップモータＭが作動して弁体７が閉弁
限界から動きだす瞬間にステップモータＭの作動パルス
数がリセットされることになり、製品毎のばらつきの全
てを吸収して、基準位置を推定ではなく実際に確定する
ことができる。

【００３８】しかも弁体７を閉弁限界に駆動する際には
設定パルス数のパルス信号をステップモータＭに与える
のであるが、イニシャライズ処理実行開始直前のアイド
ル調節弁Ｖの開度位置とは無関係の設定パルス数のパル
ス信号がステップモータＭに与えられるのにもかかわら
ず、スイッチ２１₁がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化す
るのに基づいて弁体７が閉弁限界に達したことを確認す
るようにしているので、前記設定パルス数にかかわら
ず、弁体７が閉弁限界に達したことを確認してステップ
モータＭの逆方向への作動を開始するようにしており、
イニシャライズ処理の迅速化を図ることができる。

【００３９】また弁体７が戻しばね２０により閉じ側に
ばね付勢されて、動力伝達手段８のバックラッシが吸収
されているので、イニシャライズ後には、アイドル調節
弁Ｖの実作動位置は目標位置に一致することになり、目
標位置までのステップモータＭの作動に遅れることなく
アイドル調節弁Ｖ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Ｖ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節にあたって
も、アイドル調節弁Ｖ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、正確なアイドル空気量
制御が可能である。

【００４０】しかも点火スイッチ遮断状態でアイドル調
節弁Ｖ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Ｖ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
Ｖ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。

【００４１】またスイッチ２１₁は、アイドル調節弁Ｖ
の閉弁限界で弁体７を検出するものであるので、スイッ
チ２１₁の取付け位置調節が不要であり、部品点数を少
なくした単純な構成とすることが可能であり、配線も容
易となる。

【００４２】しかもスイッチ２１₁は、弁体７とともに
作動する可動接点２５₁と、該弁体７の閉弁限界で可動
接点２５₁に接触する固定接点２３₁とから成り、固定
接点２３₁が導線２６，２７に個別に接続される一対の
接点片２２₁，２２₂で構成されるものであるので、可
動接点２５₁側に導線を接続することが不要であり、ス
イッチ２１₁の配線接続構成が単純となる。

【００４３】さらにスイッチ２１₁が弁座６および弁体
７間に設けられるので、スイッチ２１₁を配設するため
の余分な部品が不要であり、構成が単純となる。

【００４４】なお、弁体７が合成樹脂から成るものであ
る場合には、可動接点２５₁の絶縁性を確保することが
容易となる。

【００４５】上記第１実施例では、イニシャライズ処理
を実行するタイミングを点火プラグスイッチの遮断直後
としたが、イニシャライズ処理を実行するタイミング
は、点火スイッチの遮断直後に限られるものではなく、
エンジン停止直後、エンジン始動後もしくは車両走行中
にイニシャライズ処理を行なうことも可能であり、その
場合には、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ
９以降の処理が不要であり、スイッチ２１₁がＯＮ状態
からＯＦＦ状態になるのに応じてステップモータＭの作
動パルス数ＭＰをリセットしてイニシャライズすればよ
く、この際、アイドル調節弁Ｖの制御を実行しなけれ
ば、図４の鎖線で示すようにアイドル調節弁Ｖは基準位
置に保持されたままである。

【００４６】特に、エンジン始動後もしくは車両走行中
にイニシャライズ処理を行なう場合には、イニシャライ
ズ処理を迅速に実行しないとエンストが生じたり、走行
性に不都合が生じたりする可能性があるので、本発明に
従うイニシャライズ処理は、迅速な処理が可能であるの
で特に有効である。

【００４７】図６は第１実施例におけるスイッチの第１
変形例を示すものであり、このスイッチ２１₂は、リン
グ状に形成されて弁座６に設けられる単一部材の固定接
点２３₂と、弁体７の弁座６への着座時に前記固定接点
２３₂に同時に接触するようにして弁体７に固定される
一対の接点片２４₁，２４₂から成る可動接点２５₂と
で構成され、可動接点２５₂の両接点片２４₁，２４₂
には導線２８，２９がそれぞれ接続され、両導線２８，
２９は、ステップモータＭ内に配線され、両ステータ１
１，１２のコイルとともに制御ユニットＣに接続され
る。

【００４８】図７は第１実施例におけるスイッチの第２
変形例を示すものであり、このスイッチ２１₃は、弁座
６に設けられる単一部材の固定接点２３₃と、弁体７の
弁座６への着座時に前記固定接点２３₃に接触するよう
にして弁体７に固定される単一部材の可動接点２５₃と
で構成され、固定接点２３₃および可動接点２５₃に導
線３０，３１がそれぞれ接続される。

【００４９】この第２変形例によれば、固定側である弁
座６と、可動側である弁体７とに接点２３₃，２５₃が
それぞれ１つずつ設けられればよく、接触点が１箇所で
あり、スイッチ２１₃の通電ＯＮ・ＯＦＦの信頼性が向
上する。

【００５０】ところで、アイドル調節弁Ｖの弁体７を閉
弁限界もしくは開弁限界まで駆動したときには、ステッ
プモータＭの磁極構造に起因して、ステップモータＭの
ステップ数が飛び跳ねる現象、所謂バウンスバック現象
が生じ、弁体７がその閉弁限界もしくは開弁限界から動
いてしまうことがある。このため、上記第１実施例で
は、スイッチ２１₁〜２１₃がＯＦＦ状態からＯＮ状態
に変化したことをもって、弁体７が閉弁限界に達したこ
とを確認するようにすると、バウンスバック現象の発生
により弁体７の挙動が不安定であるときにも、ステップ
モータＭの逆方向への作動が開始され、イニシャライズ
が不確実となる可能性がある。

【００５１】そこで、本発明の第２実施例では、図８で
示すように、弁体７が閉弁限界に達したことを確認する
際に、スイッチ２１₁〜２１₃がＯＦＦ状態からＯＮ状
態となってから予め設定した設定時間Ｔ０が経過するま
で導通状態が持続したときに、弁体７が閉弁限界および
開弁限界のいずれかに達したと判断して、ステップモー
タＭの逆方向への作動を開始するようにする。

【００５２】この第２実施例によれば、バウンスバック
現象により弁体７の挙動が不安定であるときには、ステ
ップモータＭの逆方向への作動を開始しないようにし、
確実なイニシャライズ処理を行なうことができる。

【００５３】図９は本発明の第３実施例を示すものであ
り、上記各実施例に対応する部分には同一の参照符号を
付す。

【００５４】ステップモータＭのイニシャライズ時にア
イドル調節弁Ｖの弁体７は開弁限界まで駆動されるもの
であり、弁体７が開弁限界に達したことはスイッチ２１
₁で検出される。

【００５５】該スイッチ２１₁は、ステップモータＭに
おけるモールド部１３の弁体７への対向端部に設けられ
る固定接点２３₁と、弁体７に固定されるリング状の可
動接点２５₁とを備え、固定接点２３₁は、弁体７の開
弁限界への移動に応じて前記可動接点２５₁に同時に接
触する一対の接点片２２₁，２２₂から成る。

【００５６】この第３実施例によっても、上記第１実施
例と同様の効果を奏することができる。但し、弁体７が
戻しばね２０により閉じ側に付勢されているので、弁体
７を開弁限界まで駆動した後にステップモータＭを逆方
向に作動する際には、ステップモータＭの励磁パターン
のずれ分だけステップモータＭが作動して弁体７が開弁
限界から動きだす瞬間にステップモータＭの作動パルス
数がリセットされることになる。

【００５７】図１０は第３実施例におけるスイッチの第
１変形例を示すものであり、このスイッチ２１₂は、モ
ールド部１３の弁体７への対向端部に設けられるリング
状の固定接点２３₂と、弁体７に固定される可動接点２
５₂とを備え、可動接点２５ ₂は、弁体７の開弁限界へ
の移動に応じて前記固定接点２３₂に同時に接触する一
対の接点片２４₁，２４₂から成る。

【００５８】図１１は第３実施例におけるスイッチの第
２変形例を示すものであり、このスイッチ２１₃は、モ
ールド部１３の弁体７への対向端部に設けられる単一の
固定接点２３₃と、弁体７の開弁限界への移動に応じて
固定接点２３₃に接触するようにして弁体７に固定され
る単一の可動接点２５₃とから成る。

【００５９】図１２および図１３は本発明の第４実施例
を示すものであり、図１２はイニシャライズ時のステッ
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１３は駆動電圧および駆動周波数によるバ
ウンスバック現象の発生を測定した結果を示すグラフで
ある。

【００６０】この第４実施例では、たとえば点火スイッ
チの遮断直後にステップモータＭのイニシャライズ処理
を実行するときに、アイドル調節弁Ｖの弁体７を閉弁限
界および開弁限界のいずれか、この実施例では閉弁限界
まで駆動するにあたっては、ステップモータＭの駆動周
波数を、アイドル調節弁Ｖの開度調節によるアイドル空
気量制御実行時よりも小さくする。

【００６１】ところで、バウンスバック現象が発生した
状態でイニシャライズ処理を行っても、ステップモータ
Ｍの作動パルス数と、前記アイドル調節弁Ｖの開度位置
とを正しく対応させることができない。

【００６２】しかるに、本発明者が、駆動電圧および駆
動周波数をそれぞれ変化させてバウンスバック現象の発
生を測定したところ、図１３で示すような結果が得られ
ており、この図１３で示す結果に基づけば、一定の駆動
周波数ＦＴ（たとえば１５０ＰＰＳ）以下では駆動電圧
にかかわらずバウンスバック現象が発生しないことが判
る。したがってアイドル調節弁Ｖの開度調節による通常
の補助空気量制御実行時の駆動周波数を前記一定の駆動
周波数ＦＴよりも大きくし、イニシャライズ時にアイド
ル調節弁Ｖの弁体７を閉弁限界に駆動する際の駆動周波
数を前記一定の駆動周波数ＦＴ以下に定めることによ
り、通常制御時の制御速度を速くして応答性を向上し、
イニシャライズ時にはバウンスバック現象の発生を防止
することができる。したがってステップモータＭの作動
パルス数と、前記アイドル調節弁Ｖの開度位置とを、イ
ニシャライズ処理によってより一層正しく対応させるこ
とができる。

【００６３】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。

【００６４】たとえば上記実施例では、アイドル調節弁
Ｖの弁体７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Ｍの作動パルス数以上のパルス信号
をステップモータＭに与えて、弁体７を閉弁限界まで駆
動するようにしたが、弁体７を閉弁限界および開弁限界
のいずれかに駆動するときにステップモータＭに与える
パルス信号の設定パルス数は、上述のものに限定される
必要はなく、脱調の可能性ならびに脱調が生じたときの
ずれ量の大きさを推定して、前記設定パルス数を定める
ようにしてもよく、また全閉側を基準とするか全開側を
基準とするかによっても変更可能である。いずれにして
も、スイッチ２１₁〜２１₃がＯＦＦ状態からＯＮ状態
に変化するのに基づいて、弁体７が閉弁限界および開弁
限界のいずれかに達したことを確認するようにしている
ので、弁体７を開弁限界および閉弁限界まで駆動せしめ
るのに十分な設定パルス数を設定しておけばよい。

【００６５】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、弁体が閉弁限界および開弁限界から動きだす瞬間に
ステップモータの作動パルス数がリセットされるように
して製品毎のばらつきの全てを吸収して、基準位置を推
定ではなく実際に確定することができ、弁体が閉じ側に
ばね付勢されて動力伝達手段のバックラッシが吸収され
ているので、基準位置設定後の実際の制御時には実作動
位置を目標位置に一致させることが可能となり、アイド
ル調節弁の閉弁限界および開弁限界のいずれかで弁体を
スイッチで検出するようにしたので、スイッチの取付け
位置調節が不要であり、スイッチを部品点数の少ない単
純な構成とすることが可能であり、配線も容易となる。
しかもスイッチが遮断状態から導通状態に変化するのに
基づいて弁体が閉弁限界および開弁限界のいずれかに達
したことを確認することにより、イニシャライズ処理の
迅速化を図ることができるまた請求項２記載の発明によ
れば、バウンスバック現象により弁体の挙動が不安定で
あるときには、ステップモータの逆方向への作動を開始
しないようにし、確実なイニシャライズ処理を行なうこ
とができる。

【００６６】さらに請求項３記載の発明によれば、通常
制御時の制御速度を速くして応答性を向上するととも
に、イニシャライズ時にはバウンスバック現象の発生を
防止することができ、ステップモータの作動パルス数
と、アイドル調節弁の開度位置とを、より一層正しく対
応させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のアイドル空気量制御装置の構成を
示す概略断面図である。

【図２】アイドル調節弁およびステップモータの縦断側
面図である。

【図３】イニシャライズ時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４】イニシャライズ時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５】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６】第１実施例におけるスイッチの第１変形例を示
すための図２に対応した縦断側面図である。

【図７】第１実施例におけるスイッチの第２変形例を示
すための図２に対応した縦断側面図である。

【図８】第２実施例のイニシャライズ時のステップモー
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】第３実施例の図２に対応した縦断側面図であ
る。

【図１０】第３実施例におけるスイッチの第１変形例を
示すための図２に対応した縦断側面図である。

【図１１】第３実施例におけるスイッチの第２変形例を
示すための図２に対応した縦断側面図である。

【図１２】第４実施例におけるイニシャライズ時のステ
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１３】駆動電圧および駆動周波数によるバウンスバ
ック現象の発生を測定した結果を示すグラフである。

【図１４】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１５】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１６】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】

４・・・通路７・・・弁体８・・・動力伝達手段１０・・・駆動部材としてのロータ１５・・・被動部材としての弁軸２０・・・ばね２１₁〜２１₃・・・スイッチ２２₁，２２₂，２４₁，２４₂・・・接点片２３₁〜２３₃・・・固定接点２５₁〜２５₃・・・可動接点Ｃ・・・制御ユニットＭ・・・ステップモータＶ・・・アイドル調節弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アイドリング時に吸気を導く通路（４）
の開度を調節するアイドル調節弁（Ｖ）と；アイドル調
節弁（Ｖ）を開閉作動せしめる駆動力を発揮するステッ
プモータ（Ｍ）と；ステップモータ（Ｍ）側の駆動部材
（１０）およびアイドル調節弁（Ｖ）側の被動部材（１
５）間にバックラッシを有してステップモータ（Ｍ）お
よびアイドル調節弁（Ｖ）間に設けられる動力伝達手段
（８）と；アイドル調節弁（Ｖ）の開度位置をその基準
位置からの前記ステップモータ（Ｍ）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前記ステップ
モータ（Ｍ）の作動パルス数によって定まるアイドル調
節弁（Ｖ）の現在位置をエンジン運転状態に応じて定ま
る目標位置に一致させるべく目標位置および現在位置間
の差に対応したパルス数のパルス信号を出力して前記ス
テップモータ（Ｍ）の作動を制御する制御ユニット
（Ｃ）と；を備えるアイドル空気量制御装置において、
アイドル調節弁（Ｖ）の弁体（７）がその閉弁限界およ
び開弁限界のいずれかにあるときに導通するスイッチ
（２１₁〜２１₃）と、前記動力伝達手段（８）のバッ
クラッシを吸収すべく前記アイドル調節弁（Ｖ）の弁体
（７）を閉じ側に付勢するばね（２０）とを含み、前記
制御ユニット（Ｃ）は、ステップモータ（Ｍ）の作動パ
ルス数と前記アイドル調節弁（Ｖ）の開度位置とを対応
させるイニシャライズ処理を行なうにあたって、前記弁
体（７）を閉弁限界および開弁限界のいずれかに駆動す
るように設定パルス数のパルス信号をステップモータ
（Ｍ）に与えるステップと、前記スイッチ（２１₁〜２
１₃）が遮断状態から導通状態となるかどうかに基づい
て前記弁体（７）が閉弁限界および開弁限界のいずれか
に達したことを確認するステップと、弁体（７）が閉弁
限界および開弁限界のいずれかに達したことを確認した
ときには前記弁体（７）の閉弁限界および開弁限界のい
ずれかへの駆動を停止するが未確認時には前記設定パル
ス数のパルス信号をステップモータ（Ｍ）に最後まで与
える第３のステップと、前記スイッチ（２１₁〜２
１₃）が導通状態から遮断状態に変化した時点でステッ
プモータ（Ｍ）の作動パルス数をリセットするとともに
そのリセット時のアイドル調節弁（Ｖ）の開度位置を前
記基準位置に定めるステップとを順次経過してイニシャ
ライズ処理を行なうことを特徴とするアイドル空気量制
御装置。
【請求項２】前記制御ユニット（Ｃ）は、前記弁体
（７）が閉弁限界および開弁限界のいずれかに達したこ
とを確認する際に、前記スイッチ（２１₁〜２１₃）が
遮断状態から導通状態となってから予め設定した設定時
間が経過するまで導通状態が持続したときに、前記弁体
（７）が閉弁限界および開弁限界のいずれかに達したと
判断することを特徴とする請求項１記載のアイドル空気
量制御装置。
【請求項３】前記制御ユニット（Ｃ）は、イニシャラ
イズ時にアイドル調節弁の弁体を閉弁限界および開弁限
界のいずれかに駆動するにあたって、ステップモータ
（Ｍ）の駆動周波数を、アイドル調節弁（Ｖ）の開度調
節によるアイドル空気量制御実行時よりも小さくして、
アイドル調節弁（Ｖ）を駆動することを特徴とする請求
項１または２記載のアイドル空気量制御装置。