JPS639652A - エンジン用吸気絞り弁の制御方法 - 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】 本発明はエンジンの回転速度を制御するために吸気路の
絞り弁開度をステップモータによって制御する方法に関
するものであり、自動車その他の動力装置であるエンジ
ンに供給する空気や混合気の流量を調整する絞り弁の制
御に利用される。

吸気路に設置されている絞り弁の開度なアクチュエータ
で制御することによって二／ジ／の回転速度を制御する
技術は広（知られている。そして、アク、チュエータと
して直流電動機に類似構造のものを用いることが特公昭
５６−１３１７８号公報に提案されているが、このもの
は絞り弁のアイドル開度から最大開度までを制御し且つ
二／ジン回転速度が設定以上となったときエンジンを停
止させるものであり、特定回転速度に制御することはで
無ても規定回転速度を広範囲に亘って変更する必要があ
る自動車用エンジ／などには適用できない。また、アク
チュエータとしてエンジン吸大空気を利用したものを用
いることが特開昭５７−２０６７４１号公報に提案され
ているが、動作が画一的で多様な制御動作を行なわせる
ことができないばかりか、絞り弁を必要以上に閉じてエ
ンジンにハンチングを生じさせやす′−′Ｏ これに対し、アクチニエータとしてステップモータを用
いると鋭敏な制御が期待できるばかりか、電子式の制御
ｓニットを使用した制御システムによって制御された電
気信号で動作させることＫより、エンジンを設定回転速
度以下に規制するガバナ制御、絞り弁操作量やエンジン
回転速度に応じた絞り弁開度制御１巡航走行制御クステ
ムにおける絞り弁制御などに適用することができる。

ところで、二／ジン回転速度一定のとき。

絞り弁の開度とエンジンの出力とは第２図Ａ曲線に示す
ように絞り弁の低開度側で開度変化に対する出力変化が
大きく、高開度側で開度変化に対する出力変化が小さい
ことが知られている。従って、ステップモータを常に同
一回転速度で駆動すると２例えば四分の一負荷のとき第
４図Ａのように負荷変動に対し短時間で目標回転速度Ｎ
ｏＫ収束して良好な制御が行なえる場合、これよりも高
負荷のときは第４図Ｂのように負荷変動に対し制御遅れ
を生じ目標回転速度Ｎｏに収束するのに長い時間を要し
、またこれよりも低負荷のときは第４図Ｃのように負荷
変動に対する制御速度が速すぎて大きくオーバシュート
し目標回転速度ＮｏＫ収束するのに更に長い時間を要す
るという不都合を生じる。このため、ステップモータを
用いて絞り弁開度を制御してもエンジン回転速度を予想
したほど迅速に制御することができない。

本発明は絞り弁の全開度域に亘ってエンジン回転速度を
迅速に目標回転速度に収束することができる絞り弁の制
御方法を提供するものである。

本発明は、吸気路に設置されている絞り弁の開度をステ
ップモータで制御するにあたり。

ステップモータの回転速度を絞り弁の低開度域では低速
度とし絞り弁の高開度域では高速度となるように絞り弁
開度に応じて変化させることによって前記問題点を解決
するための手段とした。

ステップモータは加減速や位置決めの制御を指示する制
御回路とこれよりの信号に応じて巻線の励磁切換えの電
気信号を巻線の端子に印加する駆動回路とによらて運転
され、電気信号即ちパルス信号の周波数に比例した回転
速度が得られる。

絞り弁の開度を負荷変動に応じて変化させ工／ジン回転
速度を負荷に対応した目標回転速度に制御するＫあたり
、絞り弁の開度センサを用いるかまたは制御回路、ＩＥ
Ｋ動回路を包含する電子式の制御ユニット内のマイクロ
プロセッサにおいてパルス数、ステップ角を恭に算出さ
せた値を用いることによって絞り弁開度を検知する。第
３図Ａのようにエンジンの負荷が変動１例えば増加した
とき、前記のようにして検知した絞り弁開度に応じてス
テップモータに印加するパルス信号の周波数を変化させ
る。即ち、絞り弁の高開度域では周波数を高くしてステ
ップモータの回転速度を高速度とし、絞り弁を第３図Ｂ
のように高速度で更に開かせる。また、絞り弁の低開度
域では周波数を低くしてステップモータの回転速度を低
速度とし、絞り弁を第３図Ｃのように低速度で更に聞か
せるのである。この動作によってエンジン回転速度は第
３図りのように負荷増加時の一時的な回転低下から短時
間で負荷変動前と同一の目標回転速度Ｎｏに収束するこ
ととなる。エンジン回転速度を異なる目標回転速度に変
更する場合も同じである。

絞り弁制御速度は前記のように開度に応じて変化させら
れるが、その変化は例えば第２図Ｂ曲線に従わせる。

本発明によると、絞り弁開度に応じて補正された回転速
度でステップモータを回転させ絞り弁の開度を制御する
というきわめて簡単な手段で、絞り弁開度を変更したと
きにエンジン回転速度を全開度域に亘って迅速に目標回
転速度に収束させ安定した制御を行なうことができるも
のである。

実施例 本発明の実施例を図面に基いて説明すると。

第１図においてエンジンの吸気路ｌに設置されて空気ま
たは混合気の流量を制御する円板状の絞り弁２を固着し
て吸気路１の中心を横切る絞り弁軸３の一つの軸端に絞
り弁レバー４が固着され、絞り弁軸３に緩く巻付けたコ
イル状の戻しはね５０両端が吸気胴６と絞り弁レバー４
とに係合している。

ステップモータ７はその出力軸８を絞り弁軸３と同一中
心軸線上に位置させて配置されており、出力軸８に固着
したアーム９が絞り弁レバー４と係合している。このア
ーム９は絞り弁レバー４の開度増大方向の動きを規制し
或いは開度減少方向へ絞り弁レバー４を胛すように絞り
弁レバー４の開き方向側に配置されるか、または絞り弁
操作量に関係な（エンジンを設定回転速度に保持させる
ように絞り弁レバー４を挟み込んでいる。

電子式の制御ユニツ）１０はパルス信号１回転方向切換
信号、ステップ角切換信号を発する制御回路１１と、こ
れらの信号に基いてステップモータ７を駆動するための
所要のパルス信号を発する駆動回路１２とを含んでいる
。また、エンジンの回転速度信号、絞り弁開度信号その
他エンジンの運転状態を検知した電気信号が制’ａ−ニ
ット１０に入力されるようになっている。

絞り弁２をアクセルペダルの操作によって開閉すると、
絞り弁開度信号によってステップモータ７が追従駆動さ
れ絞り弁レバー４とアーム９とは係合状態を維持する。

また、エンジン回転速度または車速を指定したとき指定
速度が得られる絞り弁開度となるようにステップモータ
７が駆動され、アーム９が絞り弁レバー４を押して絞り
弁２を所要の開度とする。更に、エンジンの負荷が変動
したときはエンジン回転速度または車速か負荷変動前の
値を維持するようにステップモータ７によって絞り弁２
の開度が変更される。

これらの場合において、ステップモータ７の回転速度従
って絞り弁２の開閉速度は絞り弁２の開度によって変化
させられるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す配置図、第２図はエンジ
／回転速度一定のときの絞り弁開度とエンジン出力、絞
り弁制御速度との関係を示す図、第３図は負荷変動の際
の本発明による絞り弁制御速度を説明する図、第４図は
負荷変動の際のステップモータ回転速度一定とした場合
のエンジン回転速度の収束の様子を説明する図である。 １・・・・・・吸気路、２・−・・・・絞り弁、７・・
・・・・ステップモータ、１０・・・・・・制御ユニッ
ト。 第１１ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気路に設置されている絞り弁の開度をス テップモータで制御するにあたり、ステップモータの回
   転速度を絞り弁の低開度域では低速度とし絞り弁の高開
   度域では高速度とするように絞り弁開度に応じて変化さ
   せることを特徴とするエンジン用吸気絞り弁の制御方法
   。