(57)【要約】【課題】スロットル弁の基準開度を精度良く学習することができるスロットル弁の開度学習装置を提供する。【解決手段】スロットル弁６が基準位置に位置しているときのスロットル弁の開度ＴＨ１ＡＤ、ＴＨ２ＡＤを、基準開度ＴＨ１ＺＲＷＴとして学習するスロットル弁の開度学習装置１であって、スロットル弁６の開度ＴＨ１ＡＤ、ＴＨ２ＡＤを制御する制御手段３と、スロットル弁６の開度ＴＨ１ＡＤ、ＴＨ２ＡＤを基準位置に向かって制御している状態で、互いに異なるタイミングで検出された所定回数ＣＴＴＨＡＤ分のスロットル弁６の開度ＴＨ１ＡＤ、ＴＨ２ＡＤに基づいて、それらの最大値ＭＡＸ１ＡＤおよび最小値ＭＩＮ１ＡＤを算出する算出手段３と、最大値ＭＡＸ１ＡＤと最小値ＭＩＮ１ＡＤとの偏差ＡＢＳＳＴＢ１が所定の判定値ＤＴＨ１ＳＴＢ以下であるときに、スロットル弁６が基準位置に位置していると判定する判定手段３と、を備えている。【選択図】　図２
2004100505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁が基準位置に位置しているときの前記スロットル弁の開度を、基準開度として学習するスロットル弁の開度学習装置であって、
前記スロットル弁の開度を制御する制御手段と、
前記スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段と、
前記制御手段により前記スロットル弁の開度を前記基準位置に向かって制御している状態で、前記スロットル弁開度検出手段により互いに異なるタイミングで検出された所定回数分の前記スロットル弁の開度に基づいて、当該スロットル弁の開度の最大値および最小値を算出する算出手段と、
当該算出された前記スロットル弁の開度の前記最大値と前記最小値との偏差が所定の判定値以下であるときに、前記スロットル弁が前記基準位置に位置していると判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とするスロットル弁の開度学習装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁が基準位置に位置しているときのスロットル弁の開度を、基準開度として学習するスロットル弁の開度学習装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のスロットル弁の開度学習装置として、例えば特開平５−３３２１９１号公報に開示されたものが知られている。この学習装置では、スロットル弁が全閉位置（スロットル弁が、全閉ストッパ片に当接していて、閉じ側にそれ以上変位できない位置）に位置しているときのスロットル弁の開度が、全閉開度として学習される。また、スロットル弁を駆動するモータにバッテリから供給される駆動電流のデューティ比を制御することにより、スロットル弁の開度が制御される。そして、学習の際には、スロットル弁を閉じ側に駆動するとともに、モータへの駆動電流のデューティ比が所定値（例えば８５％）以上であるときには、全閉ストッパ片にすでに当接しているスロットル弁を閉じ側にさらに駆動している状態であるとして、スロットル弁が全閉位置に位置していると判定する。そして、その状態で検出されたスロットル弁の開度に基づいて、全閉開度が決定され、学習される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の学習装置には、次のような問題がある。すなわち、モータに電流を供給するバッテリの電圧が通常よりも低下している場合には、この電圧の低下を補うように、同じスロットル弁の開度に制御するのに必要なデューティ比が、より大きな値に設定される。このため、駆動電流のデューティ比が所定値以上であっても、スロットル弁が実際には全閉位置に位置していない場合がある。したがって、そのようにスロットル弁が全閉位置に位置していない状態で検出されたスロットル弁の開度に基づいて、全閉開度が決定され、学習される結果、全閉開度を適正に学習できないおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、スロットル弁の基準開度を精度良く学習することができるスロットル弁の開度学習装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１による発明は、内燃機関４の吸気系（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気管５）に設けられたスロットル弁６が基準位置に位置しているときのスロットル弁の開度（第１出力電圧ＴＨ１ＡＤ、第２出力電圧ＴＨ２ＡＤ）を、基準開度（全閉学習値ＴＨ１ＺＲＷＴ）として学習するスロットル弁の開度学習装置１であって、スロットル弁６の開度を制御する制御手段（ＤＢＷ・ＥＣＵ３）と、スロットル弁６の開度を検出するスロットル弁開度検出手段（第１スロットル弁開度センサ１０、第２スロットル弁開度センサ１１）と、制御手段によりスロットル弁６の開度を基準位置に向かって制御している状態で、スロットル弁開度検出手段により互いに異なるタイミングで検出された所定回数（所定値ＣＴＴＨＡＤ）分のスロットル弁６の開度に基づいて、スロットル弁６の開度の最大値ＭＡＸ１ＡＤおよび最小値ＭＩＮ１ＡＤを算出する算出手段（ＤＢＷ・ＥＣＵ３、図２のステップ６）と、算出されたスロットル弁６の開度の最大値ＭＡＸ１ＡＤと最小値ＭＩＮ１ＡＤとの偏差ＡＢＳＳＴＢ１が所定の判定値ＤＴＨ１ＳＴＢ以下であるときに、スロットル弁６が基準位置に位置していると判定する判定手段（ＤＢＷ・ＥＣＵ３、図２のステップ８）と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
このスロットル弁の開度学習装置によれば、基準開度を学習する際には、制御手段によりスロットル弁を基準位置に向かって制御するとともに、その状態で、互いに異なるタイミングで検出された所定回数分のスロットル弁の開度に基づいて、それらの最大値および最小値が算出される。そして、算出された最大値と最小値との偏差が、所定の判定値以下であるときに、スロットル弁が基準位置に位置していると判定される。このときのスロットル弁の開度が、基準開度として学習される。このように、所定回数分のスロットル弁の開度の最大値と最小値との偏差が所定の判定値以下であるときに、スロットル弁が安定した状態で基準位置に位置していると判定するので、この判定を、スロットル弁の実際の開度に基づいて直接的に、かつ精度良く行うことができる。その結果、スロットル弁の基準開度を、これを駆動するモータのバッテリ電圧などにかかわらず、精度良く学習することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明のスロットル弁の開度学習装置（以下、単に「学習装置」という）１、およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）４を概略的に示している。学習装置１は、ＦＩ・ＥＣＵ２およびＤＢＷ・ＥＣＵ３（制御手段、算出手段、判定手段）を備えている。
【０００８】
エンジン４の吸気管５（吸気系）には、スロットル弁６が設けられており、このスロットル弁６は、モータ７の回転軸に接続されている。モータ７は、例えば、直流モータで構成されており、スロットル弁６の開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨＬＤＢＷは、バッテリ７ａからＤＢＷ・ＥＣＵ３を介してモータ７に供給される駆動電流のデューティ比ＤＵＴＹをＤＢＷ・ＥＣＵ３で制御することによって、制御される。また、駆動電流のデューティ比ＤＵＴＹが０のときには、スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷは、図示しないばねのばね力とのバランスによって所定のデフォルト開度に維持される。さらに、吸気管５の所定位置には、全閉ストッパ５ａが設けられており、スロットル弁６の全閉位置は、全閉ストッパ５ａによって規定される。
【０００９】
また、吸気管５には、第１および第２スロットル弁開度センサ１０、１１（スロットル弁開度検出手段）が設けられている。第１および第２スロットル弁開度センサ１０、１１は、スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷをそれぞれ検出し、このスロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷに応じた第１および第２出力電圧ＴＨ１ＡＤ、ＴＨ２ＡＤ（スロットル弁の開度）をＤＢＷ・ＥＣＵ３にそれぞれ出力する。スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷの検出信号として、第１スロットル弁開度センサ１０が正常な場合には、第１出力電圧ＴＨ１ＡＤが用いられ、故障した場合には、第２スロットル弁開度センサ１１の第２出力電圧ＴＨ２ＡＤが用いられる。また、ＤＢＷ・ＥＣＵ３は、第１または第２出力電圧ＴＨ１ＡＤ、ＴＨ２ＡＤを、後述する第１および第２スロットル弁開度センサ１０、１１に対するそれぞれの全閉学習値ＴＨ１ＺＲＷＴ（基準開度）で補正することによって、スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷを算出する。
【００１０】
ＦＩ・ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ１２から、運転者によって操作されるアクセルペダル（図示せず）の開度（以下「アクセル開度」という）ＡＣＣを表す検出信号が、車速センサ１３から、車両（図示せず）の速度（以下「車速」という）ＶＰを表す検出信号が出力される。
【００１１】
ＤＢＷ・ＥＣＵ３には、吸気管５のスロットル弁６よりも下流側に設けられた吸気温センサ１４から、吸入空気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを表す検出信号が、エンジン水温センサ１５から、エンジン４のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００１２】
ＦＩ・ＥＣＵ２およびＤＢＷ・ＥＣＵ３は、通信線８で互いに接続されており、それにより、例えばシリアル通信またはＣＡＮ通信によりデータを互いに通信可能に構成されている。
【００１３】
ＦＩ・ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭやＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。上記のアクセル開度センサ１２および車速センサ１３からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、スロットル弁６の目標開度ＲＥＱＴＨＬを決定する。この目標開度ＲＥＱＴＨＬは、アクセル開度ＡＣＣおよび車速ＶＰに応じて、図示しないマップを検索することによって決定される。決定された目標開度ＲＥＱＴＨＬは、ＤＢＷ・ＥＣＵ３に送信される。
【００１４】
ＤＢＷ・ＥＣＵ３は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭやＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した第１および第２スロットル弁開度センサ１０、１１などからの検出信号、およびＦＩ・ＥＣＵ２から送信された目標開度ＲＥＱＴＨＬなどのデータはそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従い、目標開度ＲＥＱＴＨＬに基づいて、モータ７の駆動電流のデューティ比ＤＵＴＹを決定し、決定されたデューティ比ＤＵＴＹに基づく駆動信号をモータ７に出力することによって、スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷを目標開度ＲＥＱＴＨＬになるように制御する。また、ＣＰＵは、スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷの全閉学習値ＴＨ１ＺＲＷＴを学習する全閉学習処理を実行する。なお、全閉学習処理は、第１および第２スロットル弁開度センサ１０、１１について、それぞれ同様に実行されるので、以下、これらを代表して、第１スロットル弁開度センサ１０の検出結果を用いた場合を例にとり、説明する。
【００１５】
図２は、この全閉学習処理を示すフローチャートである。この処理は、エンジン４の始動時、イグニッション・スイッチ（図示せず）がＯＮされた直後に、所定時間（例えば２ｍｓｅｃ）ごとに実行されるものである。また、この処理の開始に伴い、これと並行して、目標開度ＲＥＱＴＨＬがデフォルト開度から所定値ずつ減算された値に設定され、それにより、スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷが、スロットル弁６の全閉位置に向かって制御される。さらに、この処理は、その後の本来のスロットル弁開度制御に移行するために、所定の制限時間（例えば７００ｍｓｅｃ）内に限って実行される。まず、ステップ１では、第１スロットル弁開度センサ１０の第１出力電圧ＴＨ１ＡＤが、所定の下限値ＦＳＶＴＨ１Ｌ（例えば０．３Ｖ）以上で、かつ所定の上限値ＦＳＶＴＨ１Ｈ（例えば４．８Ｖ）以下であるか否かを判別する。
【００１６】
この答がＮＯのときには、第１出力電圧ＴＨ１ＡＤが正常な範囲内になく、全閉学習を適切に実行することができないとして、本プログラムを終了する。一方、この答がＹＥＳのときには、次のステップ２およびステップ３において、エンジン水温ＴＷが所定の下限水温ＴＷＲＥＦ（例えば−５℃）以下であるか否か、吸気温ＴＡが所定の下限吸気温ＴＡＲＥＦ（例えば−１０℃）以下であるか否かをそれぞれ判別する。
【００１７】
これらの答のいずれかがＹＥＳで、ＴＷ≦ＴＷＲＥＦまたはＴＡ≦ＴＡＲＥＦのときには、エンジン４の温度が非常に低いことにより、スロットル弁６が氷結しているおそれがあり、全閉学習を適切に実行することができないとして、そのまま本プログラムを終了する一方、これらの答のいずれもがＮＯのときには、第１出力電圧ＴＨ１ＡＤの取込処理を実行する（ステップ４）。
【００１８】
図３は、この処理のサブルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ２１では、今回、検出された第１出力電圧ＴＨ１ＡＤをポインタ値ｎで指定されるバッファＴＨ１ＡＤＢ（ｎ）に記憶する。次に、このポインタ値ｎをインクリメントした（ステップ２２）後、ポインタ値ｎが、所定値ＣＴＴＨＡＤ（例えば３０）（所定回数）以上であるか否かを判別する（ステップ２３）。この答がＮＯで、ｎ＜ＣＴＴＨＡＤのときには、そのまま本プログラムを終了する。
【００１９】
一方、ステップ２３の答がＹＥＳで、ｎ≧ＣＴＴＨＡＤのときには、ポインタ値ｎを０にリセットするとともに（ステップ２４）、取込完了フラグＦ＿ＣＴＨＡＤを「１」にセットし（ステップ２５）、本プログラムを終了する。なお、この取込完了フラグＦ＿ＣＴＨＡＤは、エンジン４の始動時に「０」にセットされるものである。
【００２０】
以上から明らかなように、この取込処理では、その実行タイミングごとに、そのときに検出された第１出力電圧ＴＨ１ＡＤが、バッファＴＨ１ＡＤＢ（０）〜ＴＨ１ＡＤＢ（ＣＴＴＨＡＤ−１）に順に記憶され、その記憶が完了したとき、すなわち所定値ＣＴＴＨＡＤに等しい数の第１出力電圧ＴＨ１ＡＤが記憶されたときに、このような取込が完了したとして、取込完了フラグＦ＿ＣＴＨＡＤが「１」にセットされる。
【００２１】
図２に戻り、上記ステップ４に続くステップ５では、取込完了フラグＦ＿ＣＴＨＡＤが、「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、第１出力電圧ＴＨ１ＡＤの取込が完了していないときには、そのまま本プログラムを終了する。
【００２２】
この答がＹＥＳ、すなわちＦ＿ＣＴＨＡＤ＝１で、第１出力電圧ＴＨ１ＡＤの取込が完了したときには、上述したように記憶された所定値ＣＴＴＨＡＤに等しい数の第１出力電圧ＴＨ１ＡＤから、最大値ＭＡＸ１ＡＤおよび最小値ＭＩＮ１ＡＤを検索し、決定する（ステップ６）。次に、最大値ＭＡＸ１ＡＤから最小値ＭＩＮ１ＡＤを減算した値を、偏差ＡＢＳＳＴＢ１として設定し（ステップ７）、この偏差ＡＢＳＳＴＢ１が所定の判定値ＤＴＨ１ＳＴＢ（例えば０．０２Ｖ、０．５度相当）よりも大きいか否かを判別する（ステップ８）。
【００２３】
この答がＹＥＳで、偏差ＡＢＳＳＴＢ１が判定値ＤＴＨ１ＳＴＢよりも大きいときには、スロットル弁６が全閉位置にまだ達していないなど、スロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷが変化していて、スロットル弁６が全閉位置に位置していないとして、そのまま本プログラムを終了する。
【００２４】
一方、ステップ８の答がＮＯで、ＡＢＳＳＴＢ１≦ＤＴＨ１ＳＴＢのとき、すなわちスロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷがほとんど変化していないときには、スロットル弁６が実際に安定した状態で全閉位置に位置しているとして、今回検出された第１出力電圧ＴＨ１ＡＤを全閉学習値ＴＨ１ＺＲＷＴとして設定し（ステップ９）、本プログラムを終了する。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、スロットル弁６を全閉位置に向かって制御している状態で、所定時間ごとにサンプリングされた所定値ＣＴＴＨＡＤに等しい数の第１出力電圧ＴＨ１ＡＤを記憶するとともに、それらの最大値ＭＡＸ１ＡＤと最小値ＭＩＮ１ＡＤとの偏差ＡＢＳＳＴＢ１が、判定値ＤＴＨ１ＳＴＢ以下であるときに、スロットル弁６が全閉位置に位置していると判定する。そして、このときの第１出力電圧ＴＨ１ＡＤが、全閉学習値ＴＨ１ＺＲＷＴとして学習される。したがって、スロットル弁６が実際に全閉位置に位置しているか否かの判定を、実際のスロットル弁開度ＴＨＬＤＢＷに基づいて直接的に、かつ精度良く行うことができる。その結果、全閉学習値ＴＨ１ＺＲＷＴを、モータ７のバッテリ７ａの電圧などにかかわらず、精度良く学習することができる。
【００２６】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、スロットル弁６の基準開度として、その全閉位置を学習したが、これに代えて、全開位置やデフォルト開度位置を学習してもよい。また、実施形態では、第１出力電圧ＴＨ１ＡＤの最大値ＭＡＸ１ＡＤおよび最小値ＭＩＮ１ＡＤの算出を、所定値ＣＴＴＨＡＤに等しい数の第１出力電圧ＴＨ１ＡＤを全て記憶した後、それらを検索することにより行ったが、検出した第１出力電圧ＴＨ１ＡＤを随時、比較し、その結果に応じて最大値ＭＡＸ１ＡＤおよび最小値ＭＩＮ１ＡＤを更新することにより、行ってもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスロットル弁の開度学習装置によれば、スロットル弁の基準開度を精度良く学習することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスロットル弁の開度学習装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】全閉学習処理を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップ４のＴＨ１ＡＤの取込のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　学習装置
３　ＤＢＷ・ＥＣＵ（制御手段、算出手段、判定手段）
４　エンジン
５　吸気管（吸気系）
６　スロットル弁
１０　第１スロットル弁開度センサ（スロットル弁開度検出手段）
１１　第２スロットル弁開度センサ（スロットル弁開度検出手段）
ＴＨ１ＡＤ　第１出力電圧（スロットル弁の開度）
ＴＨ２ＡＤ　第２出力電圧（スロットル弁の開度）
ＴＨ１ＺＲＷＴ　全閉学習値（基準開度）
ＣＴＴＨＡＤ　所定値（所定回数）
ＭＡＸ１ＡＤ　最大値
ＭＩＮ１ＡＤ　最小値
ＡＢＳＳＴＢ１　偏差
ＤＴＨ１ＳＴＢ　判定値
【図１】
2004100505.tif 000003
【図２】
2004100505.tif 000004
【図３】
2004100505.tif 000005