(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関のスロットル弁の全閉基準位置に基づくスロットル弁制御装置に関する。【解決手段】内燃機関の始動時においてスロットル弁の全閉基準位置ＯＴＰを学習し、該内燃機関のアイドル時において実際の機関回転数が予め定めた目標回転数となるようにスロットル開度のＩＳＣ学習値ＤＧに全閉基準位置ＯＴＰを加算したスロットル開度となるようにスロットル弁を制御しているが、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更するに当たって、複数段階で変更する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時においてスロットル弁の全閉基準位置ＯＴＰを学習し、該内燃機関のアイドル時において実際の機関回転数が予め定めた目標回転数となるようにスロットル開度のＩＳＣ学習値ＤＧに全閉基準位置ＯＴＰを加算したスロットル開度となるようにスロットル弁を制御する内燃機関のスロットル弁制御装置であって、
前記スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更するに当たって、複数段階で変更する内燃機関のスロットル弁制御装置。
【請求項２】
ＩＳＣ学習値ＤＧをスロットル全閉位置Ｄに変更する請求項１の内燃機関のスロットル弁制御装置。
【請求項３】
ＩＳＣ学習値ＤＧをスロットル全閉位置Ｄに変更するに当たって、複数段階で変更する請求項２の内燃機関のスロットル弁制御装置。
【請求項４】
スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更する各段階における変更量とＩＳＣ学習値ＤＧをスロットル全閉位置Ｄに変更する各段階における変更量は同じである請求項２又は請求項３の内燃機関のスロットル弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のスロットル弁制御装置に関し、特に、スロットル弁の全閉基準位置に基づいて各種制御を実施する内燃機関のスロットル弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のアイドル時における実際の機関回転数が、予め定めた目標回転数となるようにスロットル弁を制御するアイドル回転数制御（ＩＳＣ）が知られている。
そして、特開平１１−１３５１４号公報によると、イグニションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）をＯＮした後、所定時間、スロットルリレーをＯＦＦ状態して、クラッチ１２を非結合状態に保つ。そして、クラッチ１２が非結合状態にある時、スロットルバルブ１０はオープナ位置１４に止まっていて、この時のスロットルセンサ出力値をオープナ位置学習値ＯＭＧＡＧとして学習する。このオープナ位置学習値ＯＭＧＡＧに基づき、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰを求めると、ＯＴＰ＝ＯＭＧＡＧ−Ｂ（Ｖ）である。
ここで、Ｂ（Ｖ）は、スロットルボディーのオープナ位置（図１のオープナ１４に対応）と、スロットル全閉位置（図１のスロットル全閉ストッパ１６に対応）との電圧差（設計値）である。
【０００３】
また、スロットル弁が閉側に制御されたときのスロットル全閉位置Ｄは、前記スロットル全閉ストッパ１６によって規定され、このときのスロットルセンサによって、スロットル全閉位置Ｄが求められている。
そして、この求められたスロットル全閉位置Ｄは、前記スロットル全閉位置学習値ＯＴＰとして変更させられ、このスロットル全閉位置学習値ＯＴＰを基準にＩＳＣ学習値ＤＧを加算したＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣを目標値として、アイドル回転数制御（ＩＳＣ）を行っている。
【特許文献１】特開平１１−１３５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、全閉位置学習値ＯＴＰは、その学習時点における機関温度の影響を受けて変動する場合があるため、内燃機関の再始動時に算出される全閉位置学習値ＯＴＰと、ＩＳＣ学習値ＤＧを加算したＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣを更新したときの全閉位置学習値ＯＴＰとの間にずれが生じる場合がある。
例えば、図５に示すように、前回の完全暖機後にＩＳＣ学習値ＤＧを更新した時の全閉位置学習値ＯＴＰ（Ａ）に対し、今回の再始動時におけるスロットルセンサによるスロットル全閉位置が新全閉位置学習値ＯＴＰ（Ｂ）に変更すると、この値が開き側にずれた場合、ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝新全閉位置学習値ＯＴＰ（Ｂ）＋ＩＳＣ学習値ＤＧとなり、真に要求されるスロットル開度に対して過剰となる場合が生じて、始動時やアイドル時における内燃機関の回転数が所定回転数まで下がらないという問題があった。
【０００５】
又、スロットルバルブ１０はオープナ位置１４に止まって、この時のスロットルセンサ出力値をオープナ位置学習値ＯＭＧＡＧとして学習し、このオープナ位置学習値ＯＭＧＡＧに基づき、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ（Ａ）は、ＯＴＰ＝ＯＭＧＡＧ−Ｂ（Ｖ）として求められる。
しかし、このオープナ位置学習値ＯＭＧＡＧは、メカニカルヒステリシス、温度特性等によりばらつきがあり、図４に示すように、オープナ位置学習値ＯＭＧＡＧ（Ｂ）が、例えば、開側にばらついたときには、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰは実際のスロットル全閉位置より大きくなり、アイドル時のエンジン回転数まで下がらないという現象が生ずる。
そこで、本発明は、全閉位置学習値、オープナ位置学習値のばらつきによる前記課題を解消する電子スロットル弁制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の内燃機関のスロットル弁制御装置は、内燃機関の始動時においてスロットル弁の全閉基準位置ＯＴＰを学習し、該内燃機関のアイドル時において実際の機関回転数が予め定めた目標回転数となるようにスロットル開度のＩＳＣ学習値ＤＧに全閉基準位置ＯＴＰを加算したスロットル開度となるようにスロットル弁を制御する。そこで、この内燃機関のスロットル弁制御装置は、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更するに当たって、複数段階で変更する。
【０００７】
又、請求項２の内燃機関のスロットル弁制御装置は、ＩＳＣ学習値ＤＧをスロットル全閉位置Ｄに変更する。
又、請求項３の内燃機関のスロットル弁制御装置は、ＩＳＣ学習値ＤＧをスロットル全閉位置Ｄに変更するに当たって、複数段階で変更する。
請求項４の内燃機関のスロットル弁制御装置は、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更する各段階における変更量とＩＳＣ学習値ＤＧをスロットル全閉位置Ｄに変更する各段階における変更量は同じである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の内燃機関のスロットル弁制御装置は、急激にスロットル全閉位置Ｄに変更するのではなく、複数段階で変更するので、スロットルバルブの円滑な制御ができる。
又、請求項２の内燃機関のスロットル弁制御装置は、ＩＳＣ学習値ＤＧをスロットル全閉位置Ｄに変更するので、スロットルバルブの開度が小さくなり、エンジンのアイドル回転数の上昇を防止できる。
又、請求項２の内燃機関のスロットル弁制御装置は、複数段階で減少させることにより、急激に、スロットルバルブがスロットル全閉ストッパ１６に突き当たることがなくなり、スロットル全閉ストッパ１６の変形、摩耗防止になる。
又、請求項４の内燃機関のスロットル弁制御装置は、段階的に変更するスロットル全閉位置学習値ＯＴＰとＩＳＣ学習値ＤＧが同じであるので、スロットルバルブの開度変動が生じなくなりアイドル回転数の変動防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による内燃機関のスロットル弁制御装置１００の構成を模式的に示している。図１に示されるように、スロットル弁制御装置１００において、スロットル弁１０は、コンピュータ（ＥＣＵ）１７によってモータ１１及びモータ１１の駆動力をスロットルバルブ１０に伝達するクラッチ１２を制御して駆動される。
【００１０】
ＥＣＵ１７は、アクセル開度センサなどの各種センサ（回転数センサＮｅ、水温センサＴＨｗ、及び空気量センサなど）からの出力値を演算処理し、演算結果から最適なスロットルバルブの開度（目標スロットル開度）を決定する。
スロットル弁１０の開閉は、目標スロットル開度に基づいて、ＥＣＵ１７がモータ１１やクラッチ１２などのアクチュエータを制御することによって調節される。このアクチュエータには樹脂製の部品が使用されている。
【００１１】
実際のスロットル開度（実スロットル開度）は、スロットル開度センサ１３によって検出され、スロットル開度センサ信号としてＥＣＵ１７にフィードバックされる。ＥＣＵ１７は、実スロットル開度が目標スロットル開度となるようにアクチュエータをフィードバック制御する。
クラッチが非結合状態（ＯＦＦ状態）のとき、スロットル弁はオープナ１４に当接するようにスプリング１５によって付勢されている（オープナ位置）。
また、スロットル弁が閉側に制御されたときのスロットル全閉位置は、スロットル全閉ストッパ１６によって規定される（スロットル全閉位置）。
【００１２】
本実施の形態によるスロットル弁制御装置は、内燃機関の始動時にスロットル全閉位置学習値（全閉基準位置）ＯＴＰを学習する手段、アイドル時において内燃機関の実際の機関回転数が予め定めた目標回転数となるようにスロットル開度を学習し、このＩＳＣ学習値ＤＧにスロットル全閉位置学習値ＯＴＰを加算したＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣを算出する手段を備え、このＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣのスロットル開度となるように、スロットル弁を制御する手段とを備えている。
【００１３】
又、本実施の形態によるスロットル弁制御装置は、更に、新たにスロットル全閉位置を求めたとき、この値をスロットル全閉位置学習値に変更する変更手段（後記で詳述）を備えている。これらの手段は、上記のコンピュータ（ＥＣＵ）によって実現される。
尚、前記スロットル全閉位置、スロットル全閉位置学習値、ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ等は、角度或いは角度に対応する値である。
【００１４】
（１）スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ
このスロットル全閉位置学習値ＯＴＰについて説明すると、イグニションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）をＯＮした後、スロットルリレーをＯＦＦ状態にして、クラッチ１２を非結合状態に保つ。クラッチ１２が非結合状態にある時、上述のように、スロットルバルブ１０はオープナ位置１４に止まっている。この時のスロットルセンサ出力値１３をオープナ位置学習値ＯＭＧＡＧとして学習する。
そして、このオープナ位置学習値ＯＭＧＡＧに基づき、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰは、ＯＴＰ＝ＯＭＧＡＧ−Ｂ（Ｖ）として算出する。
尚、このＢ（Ｖ）は、スロットルボディーのオープナ位置（図１のオープナ１４に対応）と、スロットル全閉位置（図１のスロットル全閉ストッパ１６に対応）との電圧差（設計値）である。
【００１５】
（２）スロットル全閉位置Ｄ
実際のスロットル開度（実スロットル開度）Ｖａは、スロットル開度センサ１３によって検出され、スロットル開度センサ信号としてＥＣＵ１７にフィードバックされる。
また、スロットル弁が閉側に制御されたときのスロットル全閉位置Ｄは、スロットル全閉ストッパ１６によって規制され、実スロットル開度Ｖａで測定される（スロットルが突き当たった状態）。
【００１６】
次に、図４に示すように、オープナ位置１４の位置がメカニカルヒステリシス、温度特性等によりばらつきによって、「スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ」がスロットル全閉位置Ｄより大きいときにはアイドル時のエンジン回転数まで下がらないという課題に対して説明する。
この課題の解消方法として、図２に示すように、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更して、スロットル開度が「ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝スロットル全閉位置Ｄ＋ＩＳＣ学習値ＤＧ」となるようにスロットル弁を制御する。
【００１７】
このスロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更する制御方式には、例えば、フィードバックのＰＩＤ制御方式もあるし、その他、図２に示すように、フィードフォワード方式として複数段階で変更する方法もある。
そこで、この複数段階で切り換える方式について説明する。
【００１８】
（案１）変更に要する時間をＴとして、Ｎ回で行うとする。又、「スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ」−「スロットル全閉位置Ｄ」＝ΔＤとする。
そして、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに近付けるために、Ｔ／Ｎ時間毎に（ΔＤ／Ｎ）だけ減少させる。この方式は、Ｔ／Ｎ時間毎に、同じ値を段階的に減少させるものである。
即ち、ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ−（ΔＤ／Ｎ）ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）であり、スロットルバルブ開度は、「ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ＋ＩＳＣ学習値ＤＧ」となり、最終的には「ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝スロットル全閉位置Ｄ＋ＩＳＣ学習値ＤＧ」となる。
【００１９】
（案２）
この案２は、案１と相違し、複数段階の減少において、各段階において同じ値を採用せず、前半を大きく減少させ、後半を小さく減少させて、安定して変更することを目指すものである。
変更に要する時間をＴとして、Ｎ回で行うとし、「スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ」−「スロットル全閉位置Ｄ」＝ΔＤとする。
そこで、例えば、Ｎ回のうち、前半の０．８Ｎ回と後半の０．２Ｎ回で変更量を変え、前半の０．８Ｎ回の各段階の変更量はＦ１×ΔＤ／Ｎ、後半の０．２Ｎ回の各段階の変更量はＦ２×ΔＤ／Ｎの変更量とする。
【００２０】
即ち、ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ−Ｆ＊（ΔＤ／Ｎ）ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）である。尚、前記Ｆはファクターであり、前記例では、前半の０．８Ｎ回はＦ１＝１．１、後半の０．２Ｎ回はＦ２＝０．６である。
そして、スロットルバルブ開度は、最終的に、「ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝スロットル全閉位置Ｄ＋ＩＳＣ学習値ＤＧ」となる。
【００２１】
この様に、目標値に近付くに連れて、変更量を減少させることによって、安定した状態で目標値に変更できる。
尚、前記のように、変更回数、変更回数に対応する変更量等は種々の方式が考えられ、迅速、且つ、ダンピング等を起こさない安定して目標値になるように、前記回数等を選定する。
【００２２】
次に、図５に示すように、前回の全閉位置学習値ＯＴＰ（Ａ）に替えて、今回の新全閉位置学習値ＯＴＰ（Ｂ）に変更すると、この値が開き側にずれた場合、真に要求されるスロットル開度に対して過剰となる場合が生じて、始動時やアイドル時における内燃機関の回転数が所定回転数まで下がらないという課題が生ずる。
そこで、この課題に対して、図５に示すように、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更すると共に、ＩＳＣ学習値ＤＧもスロットル全閉位置Ｄまで減少させる。
この様な変更を実施するに当たって、ＰＩＤ制御方式の採用で実施できるが、ここでは、複数段階での変更制御について説明する。
【００２３】
（案１）変更に要する時間をＴとして、Ｎ回で行うとする。又、「スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ」−「スロットル全閉位置Ｄ」＝ΔＤとする。
そして、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更するために、Ｔ／Ｎ時間毎に（ΔＤ／Ｎ）減少させると共に、ＩＳＣ学習値ＤＧも、Ｔ／Ｎ時間毎に（ＩＳＣ学習値ＤＧ／Ｎ）減少させる。
即ち、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ＝スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ−（ΔＤ／Ｎ）ｉ、ＩＳＣ学習値ＤＧ＝ＩＳＣ学習値ＤＧ−（ＩＳＣ学習値ＤＧ）／Ｎｉ（ｉ＝１〜Ｎ）となる。
この方式は、Ｔ／Ｎ時間毎に同じ値を減少させるものであり、スロットルバルブの開度制御は、ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ＋ＩＳＣ学習値ＤＧ」となる。
そして、最終的に、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰはスロットル全閉位置Ｄに、ＩＳＣ学習値ＤＧは「０」になる。
【００２４】
（案２）変更に要する時間をＴとして、Ｎ回で行うとする。又、「スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ」−「スロットル全閉位置Ｄ」＝ΔＤ１とする。
そこで、例えば、Ｎ回のうち、前半の０．８Ｎ回と後半の０．２Ｎ回で変更量を変える。前半の０．８Ｎ回は、Ｆ１×ΔＤ／Ｎ、後半の０．２Ｎ回はＦ２×ΔＤ／Ｎの変更量とする。又、ＩＳＣ学習値ＤＧの減少量についても、前半の０．８Ｎ回は、Ｆ３×（ＩＳＣ学習値ＤＧ）／Ｎ、後半の０．２Ｎ回はＦ４×（ＩＳＣ学習値ＤＧ）／Ｎの変更量とする。
【００２５】
即ち、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ＝スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ−Ｆ１×ΔＤ／Ｎ、ＩＳＣ学習値ＤＧ＝ＩＳＣ学習値ＤＧ−（ＩＳＣ学習値ＤＧ）／Ｎｉ（ｉ＝１〜Ｎ）、前半のＦ１＝０．８、Ｆ３＝０．８、後半のＦ２＝０．２、Ｆ４＝０．２とする。
そして、スロットルバルブの開度制御は、ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ＋ＩＳＣ学習値ＤＧ」となり、最終的に、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰはスロットル全閉位置Ｄに、ＩＳＣ学習値ＤＧは「０」になる。
【００２６】
（案３）この案は、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰとＩＳＣ学習値ＤＧを同じ量変更するもの、スロットルバルブの開度変動が生じなくなりアイドル回転数の変動防止を図るものである。
そこで、変更に要する時間をＴとして、Ｎ回で行うとする。又、「スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ」−「スロットル全閉位置Ｄ」＝ΔＤとする。
スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ＝スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ−（ΔＤ／Ｎ）ｉ、ＩＳＣ学習値ＤＧ＝ＩＳＣ学習値ＤＧ−（ＩＳＣ学習値ＤＧ）／Ｎｉ（ｉ＝１〜Ｎ）となり、スロットルバルブの開度制御は、「ＩＳＣ要求開度ＴＡＩＳＣ＝スロットル全閉位置学習値ＯＴＰ＋ＩＳＣ学習値ＤＧ」となる。
そして、最終的に、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰはスロットル全閉位置Ｄに、ＩＳＣ学習値ＤＧは「０」になる。
尚、前記ΔＤをＩＳＣ学習値ＤＧで求めてもよい。
【００２７】
前記した様に、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更する他、ＩＳＣ学習値ＤＧも減少させることによって、スロットルバルブの開度が小さくなり、エンジンのアイドル回転数が下がらないことを防止できる。
更に、このＩＳＣ学習値ＤＧを、複数段階で減少させることにより、急激に、スロットルバルブがスロットル全閉ストッパ１６に突き当たることがなくなり、スロットル全閉ストッパ１６の変形、摩耗防止になる。
又、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰをスロットル全閉位置Ｄに変更することによって、ＩＳＣ学習値ＤＧが急激に開き側に変更することがなくなり、スロットルバルブが急激に開かず、エンジン回転数による不快感を防止できる。
【００２８】
尚、スロットル全閉位置学習値ＯＴＰやＩＳＣ学習値ＤＧを変更させたりすることは、前記例示に限定されず、適宜、必要に応じて選択して変更させる制御方式でよい。又、前記複数段階での制御は、階段状に変更する離散値の変更例を上げたが、折れ線のように連続した変更量制御であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による内燃機関のスロットル弁制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】オープナ学習値の変動に対する制御の概念を示す図である。
【図３】スロットル全閉位置学習値の変更に対する制御の概念を示す図である。
【図４】従来のオープナ学習値の変動に対する制御の概念を示す図である。
【図５】従来のスロットル全閉位置学習値の変更に対する制御の概念を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ スロットル弁
１１ モータ
１２ クラッチ
１３ スロットル開度センサ
１４ オープナ
１５ スプリング
１６ スロットル全閉ストッパ
１７ ＥＣＵ
１００ スロットル弁制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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