JPS6210440A - エンジンのスロツトル開度制御装置 - 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、主として自動車のエンジンに適用されるスロ
ットル開度制御ｌ装置に関するものである。

［従来の技術］ 近時の自動車用エンジンには、燃料経済性を向上させる
ための種々の装置が組み込まれているが、その一つとし
て回転数フィードバック制御手段を備えたアイドル回転
数制御装置を設けているものが少なくない。

しかして、この種の制御装置に関する先行技術としては
、例えば、先に出願した特願昭５９−１３５５２２号に
示されるものがある。すなわち。

このアイドル回転数制御装置は、実際のエンジン回転数
を検出する回転数検出手段と、エンジンの運転状態に応
じた最適回転数を選定しその最適回転数を目・標回転数
と定める目標回転数設定手段と、スロットルバルブの閉
止位置を調節する開度調節機構と、この開度調節機構を
作動させてアイドリング時の実際のエンジン回転数を前
記目標回転数に収束制御するフィードバック制御手段と
を具備してなるもので、エンジンストールを招かない範
囲で、アイドル回転数を可及的に低い値に安定維持し得
るようになっている。

ところが、単にこれだけのものでは、前記目標回転数が
急激に変化した場合に不都合が生じる。

すなわち、前述したアイドル回転数制御装置では、アイ
ドリング時にエアコンスイッチをＯＦＦからＯＮに切換
えたような場合、目標回転数が１例えば、６００　ｒｐ
ｍから１２００　ｒｐｍにまで高められるので、その時
点から、開度調節機構を作動させてエンジン回転数がこ
の新たな目標回転数に収束するようにスロットルバルブ
の閉止位置を開成方向に移行させていく、シかしながら
、エンジン回転数に基くフィードバック制御は、アイド
ル回転数を所要の値に安定保持するために実施されるも
のであるため、前記開度ｍＷ１機構によるスロットルバ
ルブの開閉動作は比較的長い周期をもって一定時間（例
えば、１秒）毎に少しずつ行なわれる。そのため、目標
回転数が６０　Ｏｒｐｍから１２００ｒｐ腸へと大幅に
変化した場合には、エンジン回転数が変化後の目標回転
数に達するのに時間がかかるという不具合を招く。

また、レーシング時や通常走行運転時などのようにスロ
ットルバルブが開成している際にエアコンのＯＮ・ＯＦ
Ｆ切換え等により目標回転数が変更されても、前述した
アイドル回転数制御装置は作動し得ない、そのため、ス
ロットルバルブが閉止位置に復帰した直後はスロットル
開度が適正でなく、一時的にエンジンの不調を招いたり
、不必要な吹上がりを招来する恐れがある。

このような不都合を解消するために、例えば。

先に出願した特願昭５９−２８０９５０号に示されるよ
うに、前記アイドル回転数制御装置にスロットル開度制
御装置を付設し、エアコンのＯＮ・ＯＦＦが変化したリ
フユーエッカット状態が切換って前記目標回転数が変更
された場合に、エンジン回転数に基くフィードバック制
御を一時的に休止させて、スロットル開度制御（以下ｒ
　ＴＡＳ制御」と略称する場合がある）によりスロット
ルバルブの閉止位置を迅速に変化させ得るようにしたも
のが考えられている。すなわち、このものは、エンジン
の負荷条件の変化に対応して変更される目標スロットル
開度と、開度調ｍ機構により規定されるスロットルバル
ブの閉止位置に対応するメモリスロットル開度とを比較
し、゛その差が許容値以内に収るまで前記開度調節機構
を高速作動させて、スロットルバルブの閉止位置を前記
目標スロットル開度に収束させるようにしたものである
。しかして、前記メモリスロットル開度は、マイクロコ
ンピュータシステム等のメモリ内に保存された値であり
、スロットルバルブの閉止位置の変化に対応させて次の
ように更新される。まず、アイドルスイッチがＯＮの場
合には、スロットル開度センサにより検出される実際の
スロットル開度と同一の値をメモリスロットル開度にセ
ットする。アイドルスイッチがＯＦＦの状態で開度ｖｓ
ｍ機構が作動した場合には、この開度調節機構に駆動用
パルス電圧が印加される毎に一定角度（開度調ｍ機構が
１パルス分駆動された場合に変化すると予想されるスロ
ットルバルブの変化に対応する値）だけメモリスロット
ル開度を更新する。そして、前記目標スロットル開度と
前記メモリスロットル開度との差が許容値以内に収って
τ＾Ｓ制御が終了した段階で、このメモリスロットル開
度を前記［４スロットル開度と同一の値に更新するよう
にしている。

したがって、このような構成のものであれば、スロット
ルバルブが閉止位置に復帰している否かを問わず、目標
スロットル開度が変更された場合には、前記開度ｍｍ機
構が速やかに駆動されてスロットルバルブの閉止位置が
新たな目標スロットル開度の近傍にまで移動調節される
。つまり、エアコンＯＮ時のアイドルアップ動作や、ツ
ユ−二ルカット時のダッシュポット動作に相当する動作
が行なわれることになる。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ ところが、このような構成のものでは、スロットルバル
ブが開成している際に、前記開度調節機構が作動した場
合には、前述のように開度ｉＡ節機構の作動量に見合っ
た値だけ前記メモリスロットル開度を予想により更新す
るようにしている。そツタめ、スロットルバルブが開成
中に前記開度調節機構が頻繁に作動すると、実際のスロ
ットルバルブの閉止位置（開度調節機構の作動位置）と
。

前記メモリスロットル開度との間の誤差が集積して適正
な制御を行なうことができなくなる場合がある。

本発明は、このような問題点を簡単な構成により確実に
解消することを目的としている。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、第１図に
示すように、スロットルバルブ（２）を係止する作動子
（９）を移動させて該スロットルバルブ（２）の閉止位
置をｍ節する開度調節機構（５）と、エンジンの負荷条
件に応じた最適なスロットルバルブ（２）の閉止位置を
逐次選定しその選定値を目標スロットル開度と定める目
標スロットル開度設定手段（Ａ）と、前記開度調節機構
（５）に設けられ前記作動子（９）の位置を計測してス
ロットルバルブ（２）の閉止位置を検出する閉止位置検
出手段（１５）と、少なくともスロットルバルブ（２）
が開成している運転域で前記目標スロットル開度が変化
した場合に前記閉止位置検出手段（１５）により検出さ
れるスロットルバルブ閉止位置と前記目標スロットル開
度の差を求めその差が許容範囲内に収るように前記開度
調節機構（５）を作動させる閉止位置制御手段（Ｂ）と
を具備してなるものにしたことを特徴とする。

［作用］ このような構成のものであれば、閉止位置検出手段によ
り開度検出機構の作動子の位置を計測することによって
常に実際のスロットルバルブの閉止位置を正確に検出す
ることができる。そのため、スロットルバルブが閉止位
置に復帰している際だけでなく、スロットルバルブが開
成している際にも、実際のスロットルバルブの閉止位置
と目標スロットル開度とを比較して該閉止位置を移動調
整することができる。そのため５スロツトルバルブが開
成している際に目標スロットル開度が頻繁に変化して開
度調節機構がその都度作動しても、誤差が集積して制御
の正確さが損なわれるようなことがなく、実際のスロッ
トルバルブの閉止位置を精度よく目標スロットル開度に
追従制御することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第２図および第３図を参照し
て説明する。

図中１は自動車用エンジンの気化器、２はスロットルバ
ルブ、３はこのスロットルバルブ２と共に回動するスロ
ットルレバー、４は前記スロットルバルブ２を閉止方向
に付勢するスプリングである。そして、５は前記スロッ
トルレバー３を係止して前記スロットルバルブ２の閉止
位置を調節する開度調節機構である。

開度調節機構５は、ＤＣモータ６の出力軸７に送りねじ
部８を設け、この送りねじ部８に袋ナツト状の作動子９
を螺合させたもので、前記ＤＣモータ６を作動させるこ
とによって作動子９を軸心方向に螺合進退させ得るよう
になっている。すなわち、この作動子９は、モータフレ
ーム１１の前面に装着した絶縁材製の円筒カバー１２内
に軸心方向へスライド可能に収容されており、その外周
に設けた突起１３を前記円筒カバー１２の内周に設けた
軸方向溝１４に係合させることによって回転を禁止され
ている。

そして、この円筒カバー１２部分に、閉止位置検出手段
１５を設けている。閉止位置検出手段１５は、前記円筒
カバー１２の内周に帯状の抵抗体１６を保持した軸方向
ｎ１７を設け、前記作動子９の外周に固着した可動接点
１８をこの抵抗体１６に摺接させてなるポテンショメー
タ１９と、このポテンショメータ１９の出力をデジタル
信号に変換するＡＩ口変換器（図示せず）とを具備して
なる。しかして、前記抵抗体１６の一端には定電圧Ｖｃ
ｃを印加し、他端を接地させている。

また、２１は、前記開度調節機構５を制御するためのマ
イクロコンピュータシステムであり、本発明に係る目標
スロットル開度設定手段Ａおよび閉止位置制御手段Ｂと
しての役割をも担っている、このマイクロコンピュータ
システム２１は、中央演算処理装置２２と、メモリ２３
と、インターフェース２４．２５とをＡｌｌしている。

そして、入力側のインターフェース２４に前記閉止位置
検出手段１５からの信号ａ、アイドルスイッチ２６から
の信号ｂ、回転数検出手段２７からの信号Ｃ５伝動状態
検出手段２８からの信号ｄ、温度検出手段２９からの信
号ｅ、スロットル開度検出手段３１からの信号ｆ、エア
コンスイッチ３２からの信号ｇ等がそれぞれ入力される
とともに、出力側インターフェース２５から前記開度調
ｍｅ構５に向けて駆動信号りが出力されるようになって
いる。アイドルスイッチ２６は、スロットルバルブ２が
閉止位置に復帰しているか否かを検出するためのもので
、前記スロットルレバー３が前記開度調ｍ機構５の作動
子９に係止されている場合にのみＯＮ状愚に切換わるよ
うになっている０回転数検出手段２７は、エンジンの回
転数を検出するためのもので、イグニッションパルス等
を利用している。伝動状態検ＩＢ手段２８は、エンジン
と駆動車輪との伝動状態が断たれているか否かを検出す
るためのもので、クラッチスイッチおよびニュートラル
スイッチ等がこれに相当する。温度検出手段２９は、機
関温度を検出するためのもので、例えば、エンジンの冷
却水温をアナログ電気信号に変換するサーミスタと、こ
のサーミスタ（図示せず）の出力をデジタル電気信号に
変換するＡ／Ｉｌ変換器（図示せず）とを具備してなる
。スロットル開度検出手段３１は、スロットルバルブ２
の開度をアナログ電気信号に変換するポテンショメータ
（図示せず）と、このポテンショメータの出力をデジタ
ル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）とを具
備してなる。エアコンスイッチ３２は、エアーコンディ
ショナを作動または停止させるためのＯＮ、ＯＦＦスイ
ッチである。

しかして、前記マイクロコンピュータシステム２１は、
第３図ａ、ｂに概略的に示す手順に沿って作動するよう
にプログラムされている。

まず、ステップ５１で閉止位置検出手段１５からの信号
ａ、アイドルスイッチ２６からの信号ｂ、回転数検出検
出手段からの信号Ｃ１伝動状態検出手段２７からの信号
ｄ、温度検出手段２９からの信号ｅ、スロー２トル開度
検出手段３１からの信号ｆ、エアコンスイッチ３２かも
の信号ｇ等をそれぞれ入力する０次いで、ステップ５２
で基準位置設定完了フラグＹＲＥＦがセットされている
か否かを判断し、セットされている場合には直接ステッ
プ５６へ移行するが、セットされていない場合にはステ
ップ５３へ進む、ステップ５３では、アイドルスイッチ
（ＬＬ−８Ｗ　）　２６がＯＦＦか否かを判断し、　Ｏ
ＦＦの場合には設定操作は行なわずにステップ５６へ移
行するが、ＯＦＦでない場合には、つまり、スロットル
バルブ２が閉止位置に復帰している場合にはステップ５
４へ進む、ステップ５４では、スロットル開度検出手段
３１の検出値Ｖ丁ＡＩと閉止位置検出手段１５の検出値
ＶＴＡ２との間の差を求め、その差の値を基準位置設定
用の補正値αにセットしてステップ５５へ進む、ステッ
プ５５では、基準位置設定用了フラグＹＲＥＦに１をセ
ットする０次いで、ステップ５６で、後述する低回転数
制御を実行するための条件が成立しているか否かを判断
し、条件が成り立っている場合にはステップ５７へ進ん
で低回転数制御を実行し、条件が成立していない場合に
は、ステップ５８へ進む。

ステップ５８では後述するアイドル回転数制御を実行す
るための条件が成立しているか否かを判断し、条件が成
り立っている場合にはステップ５９へ進んでアイドル回
転数制御を実行し１条件が成立していない場合にはステ
ップ６１へ進む、ステップ６１では、後述するスロット
ル開度制御（以下ｒ　ＴＡＳ制御」と略称する）を実行
するための条件が成立しているか否かを判断し、条件が
成り立っている場合にはステップ６２へ進んでＴＡＳ　
ｆｔｊ制御を実行する。

ここで、低回転数制御の実行条件とは、［エンジンが完
爆してから一定時間が経過している」。

「エンジン回転数が４５０ｒｐ嘗以下となった」という
条件が共に成立することを苫う、そして、低回転数制御
は、エンジン回転数が、　４５Ｏｒｐｍ以上になるまで
一定時１１１＋毎に前記開度調ｍａ構５にパルス電圧を
印加してスロットルバルブ２の閉止位置を開成方向に移
行させるようにしたものである。

また、アイドル回転数制御の実行条件としては、「アイ
ドルスイッチ２６のＯＮ状態が５秒以上継続している」
、「車速が２．８に■／ｈｒ未満である」、「伝動状態
が断たれている」、「エアコンの０Ｎ−ＯＦＦ切換えあ
るいは図示しないフューエルカットバルブの切換えがな
されてから３秒以上経過している」という条件が挙げら
れ、これらの条件がすべて成立した場合にアイドル回転
数制御を実行する。アイドル回転数制御は、回転数検出
手段２７により検出される実際のエンジン回転数ＭＥと
、運転状態に応じて設定される目標回転数とを比較し、
その差が許容値以上の場合には、その差を小さくする方
向に開度調節機構５を作動させる。すなわち、その比較
動作は、例えば、１秒毎に実行され、その比較結果が出
る毎に前記開度調ｆｒＪＪａ構５のＤＣモータ６にパル
ス電圧を印加してスロットバルブ２の閉止位置を移動さ
せる。

さらに、↑ＡＳ　ｉｍ御を行なうための実行条件として
°は、「アイドル回転数制御中でない」、「低回転数制
御中でない」、「エアコンの０Ｎ−ＯＦＦ９’Ｊ換やフ
ューエルカット状態の切換えにより目標スロットル開度
ＴＡＧＥＴが変化した」という条件が挙げられ、これら
の条件がすべて成立した場合に。

ＴＡＳ制御を実行する。　ＴＡＳ制御は、第３図に示す
ように、ステップ７１で目標スロットル開度ＴＡＧＥＴ
を演算する。すなわち、目標スロットル開度ＴＡＧＥＴ
は、基本目標スロットル開度ＴＡＣＥＴＩと、学習値Ｔ
ＡＩＤＧとの和である。そして、前記基本目標スロット
ル開度ＴＡＧＥＴ　１には、「水温マツプ値ＴＡＦｒ（
暖機後はゼロ）とエアコン用アイドルアップ値ＴＡＡＣ
（エアコンＯＦＦ時はゼロ）との和」、「フューエルカ
ット時用アイドルアップ値ＴＡＤＰ（フューエルカット
解除時は原則としてゼロ）」または「高温時用アイドル
アップ値ＴＡＨＴ　（異常高温時以外はゼロ）」の内最
も大きな値のものが選択的にセットされる。一方、学習
値↑ＡＩＤＣは、完全暖機状態で目標回転数を、例えば
、８００ｒｐｍとするアイドル回転数制御が実行され、
その制御が安定した際におけるスロットル開度ＶＴＡＩ
を学習した値であり、バックアップメモリに格納されて
いる０次いで、ステップ７２で、アイドルスイッチ２６
がＯＮか否かを判断し、ＯＮの場合にはステップ７３へ
進み、　ＯＮでない場合にはステップ７４へ進む、ステ
ップ７４では、基準位置設定完了フラグＹＲＥＦがセッ
トされているか否かを判断し、セットされている場合に
限ってステップ７５へ進む、ステー２ブ７５では、閉止
位置検出手段１５による閉止位置検出値ＶＴＡ２を前述
した補正値αだけ異なった値に更新する。つまり、この
操作によって、基準位置における（スロットルバルブ２
が閉止位置に保持される状態における）スロットル開度
検出手段３１の検出値ＶＴＡＩと閉止位置検出手段の検
出ｆ直ＶＴＡ２とが等しい値となるように補正が加えら
れる０次いで、ステップ７６で、補正後の閉止位置検出
値ＶＴ＾１と目標スロットル開度ＴＡＧＥＴとを比較し
、その差の絶対値が許容値βを上まわっている場合には
ステップ７７へ進み、開度ｔＪＲ節機構５をその差を小
さくする方向に作動させる。一方、スロットルバルブ２
が閉止位置に保持されていると判断されステップ７３へ
進んだ場合には、スロットル開度検出手段３１によるス
ロットル開度検出値ＶＴＡ　１と目標スロットル開度丁
ＡＧＥＴとを比較し、その差の絶対値が許容値βを上ま
わっている場合にはステップ７８へ進み、開度調節機構
５をその差を小さくする方向に作動させる。

このような構成のものであれば、エンジンの負荷条件が
一定しているアイドリング運転時には、通常、アイドル
回転数制御が実行され、実際のエンジン回転数がその負
荷条件に対応した目標回転数に収束するように、スロッ
トルバルブ２の閉止位置が制御される。この状態から、
エアコンの０Ｎ−ＯＦＦが切換わったり、フューエルカ
ット状態が切換わったような場合には、一旦前記アイド
ル回転数制御が休止され、↑ＡＳ制御が実行される。

しかして、このＴＡＳ制御は、スロットルバルブ２が閉
止位ｎに保持されている際には、従来のものと同様に、
スロットル開度検出手段３１の検出値ＶＴＡＩをフィー
ドバック情報として、スロットルバルブ２の閉止位置が
迅速に目標スロットル開度ＴＡＣＥＴに収束制御される
。一方、スロットルバルブ２が開成している際のＴＡＳ
制御は、従来のもののように予想に基いて更新されるメ
モリ上の値ではなく、開度調節機構５の作動子９の動き
を実際に計測することにより得られるスロットルバルブ
２の閉止位ｔ！ＩＶＴＡ２をフィードバック情報として
、スロットルバルブ２の閉止位置が迅速に目標スロット
ル開度ＴＡＣＥＴに収束制御される。そのため、°スロ
ットルバルブ２が開成している際にエアコンのＯＮ・Ｏ
ＦＦ切換え等により目標スロットル開度ＴＡＧＥＴが頻
繁に変化しても誤差が集積するようなことがなく、スロ
ットルバルブ２の閉止位置を正確に目標スロットル開度
ＴＡＧＥＴに収束させることができる。また、このよう
なものであれば、スロットルバルブ２が開成している際
にも、ＢＭ度調ｍｅ構５の実際の動きを閉止位置検出手
段１５からの信号９により検知することができるので、
開度調節機構５の故障を検出して対策を構じるようにし
たいわゆるフェイルセー゛フシステムをより充実させる
ことができる。すなわち、従来のものは、スロットルバ
ルブ２が閉止位置に保持されている場合にしか開度′１
Ａｆ１５機構５の実際の動きを検知することができない
ので、スロットルバルブ２が開いている際にはフェイル
セーフを実行することが不可能であるが、本発明装置で
は、スロットルバルブ２が開いているか否かを問わず開
度調節機構５の実際の動作位置を知ることができるので
、常時、フェイルセーフを実行することができる。具体
的には、例えば、第３図Ｃに示すようなルーチンを所要
時間毎に実行すれば、スロットルバルブ２が開成してい
る際の開度調節機構５の故障にも対処することができる
。つまり、このルーチンは、まず、ステップ８１で、ア
イドルスイッチ２６がＯＮか否かを判断し、ＯＮでない
場合にステップ８２に進んで開度鋼ｍ機構５を開成方向
に一定時間Ｔだけ駆動する０次いで、ステップ８３で閉
止位置検出手段１５による閉止位置検出値ＶＴＡ２が変
化したか否かを判断する。そして、変化した場合には開
度鋼ｍ機構５が正常であるとしてステップ８４へ進み該
開度調節機構５を元の位置に戻すが、前記閉止位置検出
値ＶＴＡ２が変化しない場合にはステップ８５へ進んで
開度ｍ筒機構５が故障である旨の判定をなす、そして、
ステップ８６でエンジンの暴走を防止するための適宜な
フェイルセーフを実行する。

なお１以上の実施例では、スロットルバルブが開成して
いる状態で目標スロットル開度が変化した場合にだけ、
閉止位置検出手段からの検出信号を用いてスロットルバ
ルブ閉止位置の制御を行なうようにした場合について説
明したが１本発明はかならずしもこのようなものに限ら
れないのは勿論であり、例えば、スロットルバルブが閉
止位置に復帰している際のスロットル開度制御にも、閉
止位置検出手段の検出信号を用いるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、開度調節機構の作動位
置を実際に計測することによってスロットルバルブ開成
時におけるスロットルバルブ閉止位置をも確実に検知す
ることができるようにしてい・るので、スロットルバル
ブ開成時に、エアコン用のアイドルアップ動作やツーニ
ルカット時用のダッシュポット動作等に対応するスロッ
トル開度制御を頻繁に行なっても、常にそのスロットル
バルブ閉止位置を正確に目標スロットル開度に収束させ
ることがでさるという優れた効果が得られる。また、ス
ロットルバルブ開成時にも開度調節機構のフェイルセー
フを実行することができるという効果をも奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成説明図である。第
２図は本発明の一実施例を示すシステム説明図、第３図
ａ、ｂ、ｃは同実施例における制御の手順を示すフロー
チャート図である。 Ａ・・・目標スロットル開度設定手段 Ｂ・・・閉止位置制御手段 ｌ・・合気化器 ２１１１１φスロットルバルブ ５・・・開度調ｉｔｉ機構 ９・・・作動子 １１・争・マイクロコンピュータシステム１５・・・閉
止位置検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スロットルバルブを係止する作動子を移動させて該スロ
   ットルバルブの閉止位置を調節する開度調節機構と、エ
   ンジンの負荷条件に応じた最適なスロットルバルブの閉
   止位置を逐次選定しその選定値を目標スロットル開度と
   定める目標スロットル開度設定手段と、前記開度調節機
   構に設けられ前記作動子の位置を計測してスロットルバ
   ルブの閉止位置を検出する閉止位置検出手段と、少なく
   ともスロットルバルブが開成している運転域で前記目標
   スロットル開度が変化した場合に前記閉止位置検出手段
   により検出されるスロットルバルブ閉止位置と前記目標
   スロットル開度との差を求めその差が許容範囲内に収る
   ように前記開度調節機構を作動させる閉止位置制御手段
   とを具備してなることを特徴とするエンジンのスロット
   ル開度制御装置。