JPS6158943A - 内燃機関のアイドル回転数制御用直流モ−タの駆動パルス幅補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はスロットル弁の開度或はスロットル弁の上流と
下流を連通ずるバイパス通路のバイパス空気量をパルス
信号で駆動される直流モータの主軸回転角に応じて変化
させてアイドル回転数を制御する装置に関する。

従来の技術 内燃機関のアイドル回転数の調整は、スロットル弁の上
流と下流を連通ずるバイパス通路を流れる空気量を制御
することで可能である。この為の従来の方法として、ス
テッパモータの主軸回転を直線運動に変換しバルブによ
りバイパス通路の弁開度を調整する方法がある。しかし
ながら、この方法は高価なステッパモータを必要とする
欠点がある。

この欠点を改善するための一対策として、直流モータを
採用することが考えられる。若し、直流モータの採用が
可能となれば、コストの低減が可能となるばかりか、ト
ルクがステッパモータより大きいことからスロットル弁
の開度を直流モータの主軸回転角に応じて変化させるこ
とによりアイドル回転数を制御する方式も可能となる。

しかし、直流モータは本質的にステッパモータの如く駆
動パルス数に応じた正確なロータ回転角が得られるもの
ではなく、オープンループ制御では良い精度は得られな
い。そこで、ロータ回転角を検出するリニアセンサを設
け、フィートパック制御することが考えられるが、リニ
アセンサは一般に高価でありコスト上問題がある。また
、スロットル弁の開度によりアイドル回転数を制御する
形式において、主軸の回転角をスロットル弁の開度を検
出する位置センサにより間接的に検出する構成とした場
合、スロットル弁の開度が直流モータの主軸で制御され
ているときは位置センサの検出位置は主軸位置に対応し
たものとなるが、スロットル弁がドライバにより開かれ
ているときは最早位置センサの検出位置は主軸の位置を
示さない。その為、アクセルが戻されてスロットル弁が
アイドル時開度になったときのエンジン回転数の落ち込
みを防止するために走行中にアイドル開度を少し太き目
に開いてアクセルオフ後徐々に元に戻すいわゆるダッシ
ュボット制御を精度良く行なうことが困難となる。また
、始動後直ちに走行状態に移り走行中にエンジン冷却水
温が上昇するに従ってアイドル時開度を適正なレベルに
修正するような制御も精度良く行なうことが困難となる
。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような事情に鑑みて為されたもので、その
目的は、直流モータの１個の駆動パルスによるロータ回
転角度がステッパモータの如く常に一定になるように、
駆動パルスのパルス幅を自動的に修正する装置を提供す
ることにある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、第１図に示すよ
うに、スロットル弁の開度或はスロットル弁の上流と下
流を連通ずるバイパス通路のバイパス空気量をパルス信
号で駆動される直流モータ１の主軸回転角に応じて変化
させてアイドル回転数を制御するように構成した内燃機
関における前記直流モータ１の駆動パルス幅補正装置を
、基準パルス幅記憶手段２と、補正パルス幅記憶手段３
と、基準パルス幅と補正パルス幅の和のパルス幅を求め
る駆動パルス１層算出手段４と、この算出されたパルス
幅に等しいパルス幅を有し且つ回転方図に応じた極性を
有する駆動パルスを出力指令に応じて発生して直流モー
タ１に印加する駆動パルス発生手段５と、直流モータ１
の主軸回転位置の少なくとも二つの位置を検出する位置
センサ６と、位置センサ６が前記一方の位置に到達した
ことを検出し、たとさから前記他方の位置に到達したこ
とを検出するまでに駆動パルス発生手段５で連続して同
極性の駆動パルスが発生されたときこのパルス数を計数
する計数手段７と、計数手段７０計数値と基準パルス数
記憶手段８の記憶値とを比較し駆動パルスの１パルスで
所定の主軸回転角が得られるように補正パルス幅記憶手
段３の記憶値を修正する補正パルス幅修正手段９とで構
成する。

作用 基準パルス幅記憶手段２には、第２図に示す固定の基準
パルス＊　Ｔ［ｌＳＥが予め記憶されており、補正パル
ス幅記憶手段３には第２図に示す補正パルス幅叶が記１
意されており、駆動パルス１闇算出手段４はＴＢＳＥと
Ｃ門を加算した駆動パルス幅ＴＢＳＥ＋　ＣＭを求め、
駆動パルス発生手段５はＴＢＳＥ＋　ＣＭのパルス幅を
有する駆動パルスを発生する。今、直流モータ１の主軸
回転位置が第３図のＢ点より下にあり、主軸回転角をこ
れより増大させる為に所定数の正駆動パルスの送出が出
力指令により指令されたと仮定する。この出力指令が駆
動パルス発生手段５に入力されると、駆動パルス発生手
段５は第２図ノハルス幅ＴＢＳＥ＋　ＣＭを有する正の
駆動パルスを発生して直流モータ１に印加し、直流モー
タ１の主軸回転角を増大せしめる。このときの駆動パル
スの発生周波数は予め定められた周波数である。駆りＪ
パルスが印加され直流モータ１が駆動されると、それに
応じてロータ位置が変化し、第３図のＢ点に到達すると
、計数手段７は駆動パルスの計数を開始する。その後、
駆動パルスの発生が継続し主軸位置がＢより所定角刈れ
たＡに到達すると計数手段７は計数を停止する。このと
き、第３図の例では９パルスの駆動パルスが計数された
ことになる。一方、この所定角Ａ−Ｂを何パルスで駆動
させるかは予め基準パルス数記憶手段８に記憶されてい
る。説明の便宜上、この基準パルス数を１０とすると、
補正パルス幅修正手段９は、ロータ位置がＡに達したと
きの計数手段７の計数値（この例では９）と基準パルス
数（１０）とを比較し、その比較結果に応じて丁度基準
パルス数で所定角Ａ−Ｂの回転角が得られるように補正
パルス幅記憶手段３の記憶値を修正する。この例では、
実際に要したパルス数が９で基準パルス数より少ないの
で、？ｉｌｉ正パルス幅を所定量減少させる。逆に実際
に要したパルス数が基準パルス数より多い場合は補正パ
ルス幅を所定量増大させる。なお、実際に要したパルス
数と基準パルス数との差の大きさに応じてパルス幅の増
減分を可変するように構成しても良い。

位置センサ６は、少なくとも前記Ａ、Ｂの２点を検出で
きるセンサであれば良い。勿論、リニアセンサを使用す
ることもできる。本発明による駆動パルス幅の補正は、
アイドル状態時に実施させても良く、走行中に実施させ
ても良い。但し、スロットル弁の開度でアイドル回転数
の調整を行なイ且つスロットル弁の開度センサを位置セ
ンサ６として使用する構成ではアイドル状態時に実施し
なければならない。一般に、エアコンディショナのオフ
時とオン時でアイドル回転数を等しくする為には、オン
時の方がオフ時よりもスロットル弁のアイドル時開度を
増し或はバイパス空気量を増す必要がある。本発明の好
適な実施例としては、位置センサ６はエアコンディショ
ナのオフ時に要求される直流モータ１のロータ回転位置
より大きい位置で前記一方の位置Ｂの検出信号を出力し
、エアコンディショナのオン時に要求される直流モータ
１のロータ回転位置より小さい位置で他方の位置Ａの検
出信号を発生する。

実施例 第４図は本発明の実施例の構成図である。燃焼用空気は
、エアクリーナ２０で浄化された後半ャブレタ２１で気
化した燃料と混合され、スロットル弁２２で流量制御さ
れてインテークマニホールド２３を通して内燃機関２４
の各気筒に供給される。内燃機関２４の排気ガスはエフ
ジ−ストマニホールド２５を介して外部に排出される。

スロットル弁２２は図示しないアクセルリンク機構を介
してアクセルペダル操作に応じて開度制御されると共に
、リンク２６と結合され、このリンク２６の端部を押し
上げるロッド２８によっても開度制御される。リンク２
６は、ロッド２８がリンク２６の端部に当接するように
リターンバネ２７により付勢されている。アクセルペダ
ルを踏み込むと、図示しないアクセルリンク機構により
スロットル弁２２の開度が大きくなるが、このときリン
ク２６がリターンバネの力に抗して回シ」し、その端部
はロッド２８から離れる。ロッド２８の先端にはアイド
ルスイッチ３５が設けられており、リンク２６がロッド
２８に当接したときにオフとなり、離れたときにオンと
なるアイドル信号が制御回路３２に送出される。ロッド
２８は直流モータ３１の主軸３０の回転運動を直線運動
に変換する変換部２９に結合されている。なお、変換部
２９は従来のステッパモータに使われるものと同様なも
のが使用でき、直流モータ３１内部に組込むことも可能
である。直流モータ３１は、制御回路３２からの駆動パ
ルスにより駆動される。３３は、スロットル弁２２の開
度の所定の２点の開度位置を検出するスロットルセンサ
である。このスロットルセンサ３３は、第５図に示すよ
うに、スロットル弁が開度Ｂ以下のとき“１”。

開度Ｂを越えたとき０″となる出力すと、開度Ａ以下の
とき“１″、開度Ａを越えたとき“０″となる出力ａを
発生する。ここで、開度Ｂはエアコンディショナ（図示
せず）がオフのときにエンジン回転数を所定アイドル回
転数にする為に必要なスロットル弁開度より若干太き目
の開度に設定され、開度Ａはエアコンディショナがオン
のときにエンジン回ｌ耘数を所定アイドル回転数にする
為に必要なスロットル弁開度より若干小さ目に設定され
ている。また、３４はクランク角センサであり、その出
力は制御回路３２に入力され、これに基づいてエンジン
回転数が計算される。また、３６はエアコンスイッチで
あり、そのスイッチ情報は制御面［２８３２に入力され
る。

制御回路３２は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）４０と
、スロットルセンサ３３の信号ａ、ｂ、エアコンスイッ
チ３６の出力、クランク角センサ３４の出力、アイドル
信号等を取り込む入力インクフェイス４１と、直流モー
タ３１に駆動パルスを出力する出力インクフェイス４２
と、駆動パルスを増幅する増幅器４３と、必要なプログ
ラムやデータ等を記憶するＲＯＭ４４と、演算用等に使
用するＲＡＭ４５と、自動車バッテリの電圧＋ＢをＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器４６を含む。

第６図はＭＰＵ４０が行なう駆動パルス幅補正処理の一
例を示すフローチャートである。

ＭＰＵ４０は他の処理においてアイドル時開度を制御す
る為に直流モータ３１の回転方向を現アイドル位置に基
づいて算出する。例えば、エアコンスイッチ３６の出力
よりエアコンディショナの起動が検出されると、アイド
ル開度を増大する為につまり開方向に制御するために正
の駆’ＥｌＪパルスを発生し、逆にエアコンディショナ
の起動が停止すると開方向にスロ・７トル弁を動かすた
めに負の駆動パルスを発生し、いずれも所定のエンジン
回転数に達したことがクランク角センサ３４の出力に基
づいて判別されたとき駆動パルスの送出を停止する。

本実施例では、このようなエアコンディショナ起動時に
おいて駆動パルス幅を補正する。

ＭＰＵ４０は、駆動パルスを出力するタイミングになる
と、開方向制御か否かを判別し、閉方向制御の場合、フ
ラグを“０″にした後、ＲＯＭ４４に記憶された閉方向
基準パルス幅ＴＢＳＥＣＬをＴＢＳＥとし、第２の補正
パルス幅ＣＭ２の計算と次式による駆動パルス＠Ｔの計
算を行な弓。

′１’　＝　ＴＢＳＥ＋　Ｃ門、＋ＣＭ２・−（１） ここで、ＣＭ、は、今までに学習された第１の補正パル
ス幅でＲＡ　Ｍ　４５に記憶されているものを使用する
。またＣＭ２は、自動車バッテリの電圧子Ｂに応じて例
えば第７図に示すような特性で規定される補正パルス幅
であり、電圧子Ｂがある個以トでは最も大きな値となり
、それより大きくなるに従って減少するような値である
。駆動パルス幅Ｔの算出が終了すると、再び開方向制御
か否かを判別し、閉方向の場合、駆動パルス幅Ｔを有す
る負極性の駆動パルスを出力インクフェイス４２．増幅
器４３を介して直流モータ３１に印加する。

開方向制御の場合は、スロットルセンサ３３の信号すが
“１”か否かを判別し、“１”であれば内部カウンタＣ
ＮＴを“０”に、フラグを１”にそれぞれセットし、Ｒ
ＯＭ　４４に記憶された開方向基準パルス幅ＴＢＳＥＯ
ＰをＴＢＳＥとする。そして、第２の補正パルス幅ＣＭ
２の計算と前記（１）式による駆動パルス幅Ｔの計算を
行ない、そのパルス幅Ｔを有する正極性の駆動パルスを
出力インクフェイス４２および増幅器４３を介して直流
モータ３１に印加する。

エアコンディショナが起動されて正の駆動パルスが送出
され、スロットルセンサ３３の信号すが“０″になると
、内部カウンタＣＮＴが＋１カウントアップされる。次
いで、スロ・７トルセンサ３３の出力ａが“０”になる
まで、今までに学習した第２の補正パルス幅ＣＭ、を使
用した正極性の駆動パルスが送出される。スロットルセ
ンサ３３の出力ａが“′０”になると、フラグが１″で
ある場合に限り即ぢスロットル弁２２が開度Ｂから開度
Ａまで連続して開方向に移動された場合に限り、内部カ
ウンタＣＮＴのカウント値とＲＯＭ４４に記憶された基
準パルス数ＰＳとの大小を比較する。そして、内部カウ
ンタのカウント数が基準パルス数ｐｓより大きければ、
ＲＡＭ４５に記憶された第１の補正パルス幅ＣＭ、を所
定幅αだけ増大し、逆に小さければ所定幅αだけ減少さ
せる。カウント数と基準パルス数Ｐｓとが等しければ適
合が取れているので第１の補正パルス幅の修正は行なわ
ない。なお、第１の補正パルス幅の修正後にフラグが“
０”にセットされる。

第６図の処理では１．スロットル弁２２の開方向時に第
１の補正パルス幅の学習をしたが、閉方向時に行なって
も良く、また開、閉方向の双方で実施しても良い。また
、電圧子Ｂによる補正分を第１の補正パルス幅に含めて
学習させるようにすることもできる。

以上の学習処理により、直流モータへの１個の駆動パル
スによる主軸回転角度が常に一定になるように駆動パル
スのパルス幅が自動的に修正される。従って、スロット
ル弁２２が大きく開かれた走行中に、予めアイドル時開
度を制御するようなダッシュポット制御等を高精度に行
なうことが可能となる。

なお、スロットル弁の上流と下流を連通ずるバイパス通
路のバイパス空気量をパルス信号で駆動される直流モー
タの主軸回転角に応じて変化させてアイドル回転数を制
御する方式にも本発明は通用し得るものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、直流モータへの１
個の駆動パルスによる主軸回転角度が常に一定になるよ
うに駆動パルスのパルス幅が自動的に修正されるので、
直流モータをステッパモータの如くオーブンループ位置
制御することが可能となる。従って、スロットル弁の開
度をパルス信号で駆動される直流モータの主軸回転角に
応じ。

て変化させてアイドル回転数を制御するように構成した
内燃機関において、必ずしもリニアセンサを必要とせず
又スロットル弁がドライバによって開かれている時にも
正確なアイドル時開度の制御例えばダッシュボット制御
等が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成説明図、第２図および第３図は本
発明の動作説明図、第４図は本発明の実施例の構成説明
図、第５図はスロ・７トルセンサ３３の出力ａ、ｂの説
明図、第６図はＭＰＵ４０の処理の一例を示すフローチ
ャート、第７図は第２の補正パルス幅ＣＭ２の特性図で
ある。 ２２はスロットル弁、３１は直流モータ、３２は制御回
路、３３はスロットルセンサである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットル弁の開度或はスロットル弁の上流と下
   流を連通するバイパス通路のバイパス空気量をパルス信
   号で駆動される直流モータの主軸回転角に応じて変化さ
   せてアイドル回転数を制御するように構成した内燃機関
   における前記直流モータの駆動パルス幅補正装置におい
   て、基準パルス幅記憶手段と、補正パルス幅記憶手段と
   、前記基準パルス幅と補正パルス幅の和のパルス幅を求
   める駆動パルス幅算出手段と、該算出されたパルス幅に
   等しいパルス幅を有し且つ回転方向に応じた極性を有す
   る駆動パルスを出力指令に応じて発生して前記直流モー
   タに印加する駆動パルス発生手段と、前記直流モータの
   主軸回転位置の少なくとも二つの位置を検出する位置セ
   ンサと、該位置センサが前記一方の位置に到達したこと
   を検出したときから前記他方の位置に到達したことを検
   出するまでに前記駆動パルス発生手段で連続して同極性
   の駆動パルスが発生されたときこのパルス数を計数する
   計数手段と、該計数手段の計数値と基準パルス数記憶手
   段の記憶値とを比較し前記駆動パルスの１パルスで所定
   の主軸回転角が得られるように前記補正パルス幅記憶手
   段の記憶値を修正する補正パルス幅修正手段とを具備し
   たことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御用直
   流モータの駆動パルス幅補正装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関のアイドル
   回転数制御用直流モータの駆動パルス幅補正装置におい
   て、前記位置センサはエアコンディショナのオフ時に要
   求される前記直流モータの主軸回転位置より若干大きい
   位置で前記一方の位置の検出信号を発生し、エアコンデ
   ィショナのオン時に要求される前記直流モータのロータ
   回転位置より若干小さい位置で前記他方の位置の検出信
   号を発生する位置センサであることを特徴とする内燃機
   関のアイドル回転数制御用直流モータの駆動パルス幅補
   正装置。