(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御されるスロットル弁を有する内燃機関のスロットル弁制御装置であって、該スロットル弁制御装置は、
イグニッションオン時において該スロットル弁が基準位置にあるときのスロットルセンサの出力値から制御基準位置を算出し基準位置学習値として記憶する学習を行う学習手段と、該基準位置学習値に基づいて該スロットル弁を制御する制御手段とを備えており、更に、
車両走行時か否かを判断する判断手段と、
車両走行時と判断されるときには該基準位置学習値をかさ上げした値を基準位置学習値とする修正手段と、
を備えている、
内燃機関のスロットル弁制御装置。
【請求項２】
前記制御手段はアイドル時の機関回転数が目標回転数となるようにスロットル弁開度のフィードバック制御を行い、
前記修正手段は該フィードバック制御中に、前記車両走行時と判断されたときにかさ上げされた基準位置学習値のかさ上げ量を減衰させて基準位置学習値とする、
請求項１に記載の内燃機関のスロットル弁制御装置。
【請求項３】
前記修正手段は、アクセル開度が所定値以上になったときにかさ上げ量を零にする、請求項１及び２のいずれかに記載の内燃機関のスロットル弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御されるスロットル弁を有する内燃機関のスロットル弁制御装置に関する。特に、本発明は、イグニッションオン時においてスロットル弁が基準位置にあるときのスロットルセンサの出力値から制御基準位置を算出し基準位置学習値として記憶する学習を行い、基準位置学習値に基づいて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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のスロットル弁をＤＣモータや電磁クラッチを含むアクチュエータによって電子制御することが知られている。このように電子制御されるスロットル弁の制御システムにおいてはイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）時に制御基準位置の学習を行っている。即ち、ＩＧ−ＯＮ時にスロットル弁が基準位置にあるときのスロットルセンサの出力からスロットル弁の制御基準位置（制御の原点）を算出し、それを基準位置学習値として記憶する。そして、記憶した基準位置学習値に基づいてスロットル弁の制御が行われる。
【０００３】
また、何らかの理由で機関始動前の学習が実行されず、そのままスロットル弁の制御を行う場合、今回のスロットル制御の基準位置学習値として前回の学習実行時の基準位置学習値（前回値）を採用することも知られている（例えば、特開平７−２６９４０６号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スロットルセンサの温度特性やスロットル弁の機械的な基準位置（オープナ、全閉ストッパ、全開ストッパ）のずれ等の影響により、ＩＧ−ＯＮ時に学習した基準位置学習値に誤差が生じることがある。例えば、車両の走行による走行風によってスロットルセンサの温度が低下すると、ＩＧ−ＯＮ時に学習した基準位置が運転中にずれてくる場合がある。そのような場合、走行中の減速時に機関回転数が低下してエンジンストールをおこす恐れがある。
【０００５】
また、ＩＧ−ＯＮ時に基準位置学習値として前回の学習実行時の基準位置学習値を採用して走行した場合も、スロットルセンサの温度特性等による基準位置学習値の誤差によって同様の問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、（１）車両走行中に基準位置学習値をかさ上げすることにより、車両挙動に大きな影響を与えることなくスロットルセンサの温度特性等の影響による誤差から生じる車両減速時の機関回転数の低下を防止し、（２）過剰なかさ上げによるアイドル運転時の機関回転数の上昇及びＩＳＣ制御の学習項のずれを防止し、更に、（３）アクセルペダルが所定開度以上に踏み込まれたときの機関回転数の必要以上の上昇を防止できる内燃機関のスロットル弁制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による内燃機関のスロットル弁制御装置は、電子制御されるスロットル弁を有する内燃機関のスロットル弁制御装置であって、イグニッションオン時において該スロットル弁が基準位置にあるときのスロットルセンサの出力値から制御基準位置を算出し基準位置学習値として記憶する学習を行う学習手段と、該基準位置学習値に基づいて該スロットル弁を制御する制御手段とを備えており、更に、車両走行時か否かを判断する判断手段と、車両走行時と判断されるときには該基準位置学習値をかさ上げした値を基準位置学習値とする修正手段とを備えており、そのことにより上記目的（１）が達成される。
【０００８】
また、前記制御手段はアイドル時の機関回転数が目標回転数となるようにスロットル弁開度のフィードバック制御を行い、前記修正手段は該フィードバック制御中に、前記車両走行時と判断されたときにかさ上げされた基準位置学習値のかさ上げ量を減衰させて基準位置学習値とし、そのことにより上記目的（２）が達成される。
【０００９】
また、前記修正手段は、アクセル開度が所定値以上になったときにかさ上げ量を零にし、そのことにより上記目的（３）が達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
【００１１】
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ＤＣモータ１１及びＤＣモータ１１の駆動力をスロットル弁１０に伝達するクラッチ１２を制御して駆動される。ＥＣＵ１７には、アクセルペダルの踏み込み量（実アクセル開度ＡＰ）を検出するアクセル開度センサの他、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）からの出力値が入力される。
【００１２】
実際のスロットル開度（実スロットル開度）ＴＡは、スロットルセンサ１３によって検出され、スロットルセンサ信号としてＥＣＵ１７にフィードバックされる。ＥＣＵ１７は、実スロットル開度ＴＡが最終目標開度ＴＡＮＧＬとなるようにＤＣモータ１１をフィードバック制御する。クラッチ１２が非結合状態（ＯＦＦ状態）のとき、スロットル弁１０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１０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）。
【００１３】
まず、スロットル制御について説明する。図２は、本実施の形態におけるスロットル制御を示すフローチャートである。
【００１４】
図２に示すように、まず、ステップＳ１０においてＩＳＣ（Ｉｄｌｅ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御によるＩＳＣ要求開度を算出する。ここで、ＩＳＣ要求開度は、ＩＳＣ学習量、ＩＳＣフィードバック制御量、シフト見込み量、エアコン見込み量、水温補正量、電気負荷見込み量、及びその他の見込み量の加算値として算出される。
【００１５】
ステップＳ１１においては、車両の運転状態や制御状態に基づいて、ＩＳＣ要求開度以外の要求開度を算出する。例えば、運転者のアクセル操作に相当する実アクセル開度ＡＰに基づく非線形要求開度、トラクションコントロールに基づくＴＲＣ要求開度、クルーズコントロールに基づくクルーズ要求開度、車両挙動制御によるＶＳＣ要求開度、変速時のシフト要求開度等である。
【００１６】
そして、ステップＳ１２において、ステップＳ１０及びＳ１１で算出したＩＳＣ要求開度及びその他の各要求開度からスロットル弁１０に対する最終目標開度ＴＡＮＧＬを算出する。例えば、通常走行時においてはＩＳＣ要求開度と各要求開度との加算値となり、ＩＳＣ制御時においてはＩＳＣ要求開度がそのまま最終目標開度ＴＡＮＧＬとなる。
【００１７】
ステップＳ１３では、最終目標開度ＴＡＮＧＬを対応する要求電圧ＴＡＰに変換する。通常、最終目標開度ＴＡＮＧＬに所定の変換係数を乗じることによって要求電圧ＴＡＰを求める。
【００１８】
ステップＳ１４においては要求電圧ＴＡＰにスロットル制御の基準となる基準位置を加算することにより、ＤＣモータ１１を駆動するための制御電圧ＴＴＰを算出する。そして、ＤＣモータ１１の制御によりスロットル弁１０は最終目標開度ＴＡＮＧＬになるように駆動される。
【００１９】
このように、スロットル弁１０は、ステップＳ１４における基準位置を基準として制御されるため、通常、機関始動前にこの基準位置の学習が実行される。
【００２０】
以下、本実施の形態による内燃機関のスロットル弁制御装置１００における機関始動前（ＩＧ−ＯＮ時）の基準位置の学習を説明する。
【００２１】
図３は、本実施の形態のスロットル弁制御装置１００における基準位置の学習ルーチンを示すフローチャートである。図３に示すように、まず、ステップＳ２０において、イグニッションスイッチ（ＩＧ）のＯＮ／ＯＦＦを判定する。ＩＧ−ＯＮの場合、ステップＳ２１において基準位置学習が完了しているかどうかを判定する。この判定は、例えば、学習完了フラグ（後述）のＯＮ／ＯＦＦによって行われる。ステップＳ２１の判定において学習完了フラグがＯＮであり、基準位置学習が完了していれば本ルーチンを終了する。
【００２２】
ステップＳ２１の判定において学習完了フラグがＯＮでなければ、ステップＳ２２に進み学習カウンタをアップする。そして、ステップＳ２３において学習カウンタの値を判定し、学習カウンタの値がＴ１以上の場合は、所定時間（Ｔ１）経過したにもかかわらず基準位置の学習が実行されていないため、学習不成立として前回の学習実行時の基準位置学習値（前回値）を採用し（ステップＳ３０）、本ルーチンを終了する。
【００２３】
ステップＳ２３において学習カウンタの値がＴ１以下である場合、次のステップＳ２４において学習カウンタの値がＴ０以上（ただし、Ｔ０＜Ｔ１）であるかどうかを判定する。更に、ステップＳ２５ではアクセルが踏まれていないかどうかをアクセル開度センサの出力から判定し（アクセル開度ＡＰ＜所定値）、ステップＳ２６においてスロットルセンサ１３が正常かどうかを判定する。ステップＳ２４〜Ｓ２６の判定が全て肯定の場合、現在のスロットルセンサ１３の出力（スロットル開度ＴＡ）を基準位置とする（ステップＳ２７）。即ち、機関始動前（非制御時）のスロットル弁１０の位置（この場合、オープナ位置）におけるスロットルセンサ１３の出力値から制御基準位置を算出し、基準位置学習として記憶する。
【００２４】
ステップＳ２４〜Ｓ２６の判定のいずれか１つでも否定である場合には、その後の処理を行わず本ルーチンを終了する。
【００２５】
ステップＳ２７の実行後、ステップＳ２８において学習カウンタの値がＴ１であるかどうかを判定する。学習カウンタの値がＴ１であれば、ステップＳ２９において学習完了フラグをＯＮとして基準位置学習ルーチンを終了する。また、ステップＳ２８の判定で学習カウンタの値がＴ１でなければ、学習完了フラグをＯＮとせずにこのルーチンを終了する。
【００２６】
このように、ＩＧ−ＯＮ後、学習カウンタの値が”Ｔ０＜カウンタ値＜Ｔ１”である範囲において基準位置学習を実行している。ここで、Ｔ０は電源投入後センサ電源が安定する迄の時間であり、センサ電源の立ち上がり時における各センサ出力のバラツキによる誤学習を防止するために設けられる。また、Ｔ１は、Ｔ０経過後の所定の時間幅であり、この間に各センサ出力を数回検出して確実に学習できるようにするための時間である。所定の時間（Ｔ１）が経過したにも関わらず学習完了フラグがＯＮになっていない場合には前回の基準位置学習値が採用される（ステップＳ３０）。
【００２７】
次に、本発明の１つの実施の形態による基準位置学習値のかさ上げ処理を説明する。本実施の形態によれば、スロットル制御が開始された後、以下のようにして基準位置の補正を行う。図４は、本発明の１つの実施の形態による、スロットル制御の基準位置学習値のかさ上げ処理ルーチンを示すフローチャートである。図４に示すように、まず、ステップＳ４０においてかさ上げ処理が実行中であるかどうかを判定する。かさ上げ処理が実行中の場合にはステップＳ５０以降のかさ上げ量の減衰ルーチン（後述）へ飛ぶ。
【００２８】
ステップＳ４０の判定においてかさ上げ処理が実行されていない場合、ステップＳ４１〜Ｓ４３においてかさ上げ処理の実行条件（車両が走行中であり、かつＩＳＣ制御実行中でない）が成立しているかどうかを判定する。尚、車両が走行中である場合には、スロットル制御の基準位置をかさ上げしても車両挙動に及ぼす影響が少ない。
【００２９】
この判定は、まず、ステップＳ４１において車速が所定値より大きいかどうかを判定し、ステップＳ４２において機関回転数Ｎｅが所定値より大きかどうかを判定する。そしてステップＳ４３においてＩＳＣ制御実行中かどうかを判定する。ステップＳ４１及び４２の判定が肯定であり、かつステップＳ４３の判定が否定である場合、ステップＳ４４においてかさ上げ処理を実行する。
【００３０】
ステップＳ４４においては、ＩＧ−ＯＮ時に学習した基準位置学習値（あるいは前回値を採用して設定された基準位置）をベース基準位置とし、このベース基準位置にかさ上げ量αを加算することによりスロットル制御に用いる制御基準位置を求める。ステップＳ４４のかさ上げ処理の実行後は、ステップＳ４５においてかさ上げ実行フラグをＯＮとして今回のルーチンを終了する。即ち、ステップＳ４４のかさ上げ処理の実行後は、次回のルーチンからステップＳ４０における判定がかさ上げ実行中となる。
【００３１】
ステップＳ４０における判定結果がかさ上げ実行中である場合、以下のようにしてかさ上げ量の減衰処理を行う。
【００３２】
まず、ステップＳ５０において、アクセルが踏み込まれたか否かを判定する。この判定は、例えば、アクセル開度センサから得られるアクセル開度ＡＰが所定値より小さいかどうかによって行う。アクセル開度ＡＰが所定値以上である場合、即ちアクセルが踏まれた場合には、かさ上げ量を“０”にする。即ち、ステップＳ５５において制御基準位置をベース基準位置とする。このことにより、走行中において、或いは走行状態からの減速中において運転者によってアクセルが踏まれた場合に、かさ上げによる機関回転数の過剰な上昇を防止できる。
【００３３】
ステップＳ５５において制御基準位置をベース基準位置とした後は、ステップＳ５６においてかさ上げ実行フラグをクリア（ＯＦＦ）して本ルーチンを終了する。
【００３４】
ステップＳ５０の判定により、アクセル開度ＡＰが所定値より小さい場合、ステップＳ５１においてＩＳＣフィードバック制御中であるかどうかを判定し、更にステップＳ５２において機関の回転が安定している（即ち、機関回転数Ｎｅの変化が十分に小さい）かどうかを判定する。
【００３５】
ステップＳ５１及び５２の判定結果のいずれかが否定である場合には、その後の処理を行わずに本ルーチンを終了する。
【００３６】
ステップＳ５１及び５２の判定の結果が共に肯定、即ち、現在ＩＳＣフィードバック制御中でありかつ機関の回転が安定している場合、ステップＳ５３及びＳ５４においてかさ上げ量αの減衰処理を実行する。
【００３７】
まず、ステップＳ５３において、現在の制御基準位置（制御基準位置ｉ）から所定量β（ただし、β＜αである）を減算し、その値がベース基準位置よりも大きいかどうかを判定する。減算した値がベース基準位置より大きい場合は、ステップＳ５４において、これまでの制御基準位置（制御基準位置ｉ−１）から所定量βを減算することにより、現在の制御基準位置を算出する。即ち、対応する現在のかさ上げ量αｉを、前回のかさ上げ量αｉ−１から所定値βを減算した値に減衰させて、本ルーチンを終了する。
【００３８】
また、ステップＳ５３の判定において減算した値がベース基準位置以下である場合には、かさ上げ量の減衰処理が終了したとして、ステップＳ５５で制御基準位置をベース基準位置とし、さらにステップＳ５６でかさ上げ実行フラグをクリア（ＯＦＦ）して本ルーチンを終了する。
【００３９】
このかさ上げ量の減衰処理により、かさ上げされていた制御基準位置は、ＩＳＣフィードバック制御の実行中にベース基準位置にまで戻される。このことにより、かさ上げ量がＩＳＣフィードバック制御の学習項に吸収されてしまうのを防いでいる。
【００４０】
次に、本実施の形態によるスロットル制御を、かさ上げ処理のない従来のスロットル弁制御装置との比較により説明する。
【００４１】
図５（ａ）〜（ｅ）は、従来のスロットル弁制御装置によるスロットル制御を示すタイミングチャートである。図５（ｃ）に示すように、従来のスロットル弁制御装置においては、かさ上げ処理を行わず、ＩＧ−ＯＮ時に学習した制御基準位置を継続して用いている。ＩＧ−ＯＮ後、図５（ｂ）に示すように車両の走行による走行風等によってスロットルセンサの温度が低下しているとする。この場合、車両走行状態からの減速（図５（ａ）及び（ｄ））を行うと、スロットルセンサ１３の温度特性等による基準位置の誤差のためスロットル弁１０が閉側に制御され、スロットル開度ＴＡにずれ（Δθ）が生じる。このスロットル開度ＴＡのずれ（Δθ）により機関回転数Ｎｅが必要以上に減少し、場合によってはエンジンストールが起こる（図５（ｅ））。
【００４２】
図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の１つの実施形態によるスロットル弁制御装置における、かさ上げ処理を行うスロットル制御を示すタイミングチャートである。図６（ｃ）に示すように、車両が走行状態にあると判定された時点（上述のステップＳ４１〜Ｓ４３）で、  ＩＧ−ＯＮ時に学習した制御基準位置が所定のかさ上げ量αだけかさ上げされる。
【００４３】
従って、ＩＧ−ＯＮ後、車両の走行によってスロットルセンサの温度が低下した状態（図６（ｂ））で減速（図６（ａ）及び（ｄ））が行われても、スロットルセンサ１３の温度特性等による基準位置の誤差による機関回転数Ｎｅの低下を防止できる（図６（ｅ））。更に、図６（ｃ）に示すように、減速後のＩＳＣフィードバック制御実行時（かつ機関回転数Ｎｅが安定な状態にある場合）に徐々にかさ上げ量を減衰していくことにより、アイドル運転時の機関回転数Ｎｅの過剰な上昇を防止できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の内燃機関のスロットル弁制御装置によれば、車両走行時においてスロットル制御の基準位置をかさ上げすることにより、車両挙動に大きな影響を与えることなくスロットルセンサの温度特性等の影響による誤差から生じる機関減速時の機関回転数の低下を防止することができる。
【００４５】
また、ＩＳＣ制御時の機関回転数が安定した時点で上記かさ上げ量を減衰させることにより、過剰なかさ上げによるアイドル運転時の機関回転数の上昇及びＩＳＣ制御の学習項のずれを防止することができる。
【００４６】
更に、アクセルペダルが所定開度以上に踏み込まれたときにはかさ上げ量を零にすることにより、アクセル踏み込み時における機関回転数の必要以上の上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態による内燃機関のスロットル弁制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態によるスロットル制御を示すフローチャートである。
【図３】本実施の形態のスロットル弁制御装置における基準位置の学習ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の１つの実施の形態による、スロットル制御の基準位置学習値のかさ上げ処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、従来のスロットル弁制御装置によるスロットル制御を示すタイミングチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の１つの実施形態によるスロットル弁制御装置における、かさ上げ処理を行うスロットル制御を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０    スロットル弁
１１    ＤＣモータ
１２    クラッチ
１３    スロットルセンサ
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】
0003562938.tif 000002
【図２】
0003562938.tif 000003
【図３】
0003562938.tif 000004
【図４】
0003562938.tif 000005
【図５】
0003562938.tif 000006
【図６】
0003562938.tif 000007