(57)【要約】【課題】本発明によれば、スロットルバルブ全開位置をより正確に設定したスロットルバルブ装置を提供することである。【解決手段】通過する空気量を制御するスロットルバルブ装置のスロットルボディ内にある空気流量を制御する機構の位置検出装置から出力される最大値を、前記スロットルバルブ装置内の不揮発性記憶素子へ保存する。また、スロットル装置は外部と通信を行う通信端子を有し、不揮発性記憶素子へ前記最大値を保存する場合、通信端子より最大値の保存命令を受信した場合に、不揮発性記憶素子へ最大値を保存する。【選択図】　図４
2004052676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過する空気量を制御するスロットルバルブ装置のスロットルボディ内にある空気流量を制御する機構の位置検出装置から出力される最大値を、前記スロットルバルブ装置内の不揮発性記憶素子へ保存することを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記不揮発性記憶素子は前記スロットルバルブ装置に取り付けられていることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項３】
前記請求項１において、前記スロットル装置は外部と通信を行う通信端子を有し、前記不揮発性記憶素子へ前記最大値を保存する場合、前記通信端子より前記最大値の保存命令を受信した場合に、前記不揮発性記憶素子へ前記最大値を保存することを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項４】
前記請求項２において、前記不揮発生記憶素子へ前記最大値を保存する場合、前記スロットルボディ内の空気流量を制御する機構をスロットルボディ内を流れる最大値となるように治具を使用し、固定することを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項５】
前記請求項１において、スロットル装置の組み立て直後、または、試験時に、さらに、車両取り付け時に、スロットルボディ一体装置内の不揮発性記憶素子へ保存することを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項６】
空気入口と空気出口を有する管状の空気通路、
前記空気通路を横断する軸に取り付けられ、軸と共に回転することによって前記空気通路を全閉するスロットルバルブ、
前記軸を回転させるモータ、
前記モータの回転を制御する制御回路及び
前記軸の回転角を検出するスロットルセンサを有するスロットルバルブ装置において、
前記全閉位置の反対側の終端まで前記スロットルバルブを回転させたときのスロットルセンサの出力値を記録した不揮発性記憶素子を有し、
前記不揮発性記憶素子と前記制御回路が電気的に接続されていることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項７】
請求項６において、前記不揮発性記録素子は前記スロットルバルブ装置に取り付けられていることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、モータに電流が流れていない場合の前記スロットルバルブの位置は、全閉の位置とその反対側の終端の位置との間の位置であることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項９】
請求項６又は７において、前記制御回路は、前記スロットルバルブ装置の外部と信号を入出力する端子に接続されており、前記外部からの信号に基づいて前記軸を回転させることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用スロットル装置に関する。特に、前記スロットル装置のスロットルの全開位置学習方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−１７３２０７号公報には、エンジンのスロットル弁と連動するスロットル開度センサからの出力値を少なくとも車両停止及びエンジン停止の特定条件にてスロットル弁と連動するアクセルペダルが全開まで踏み込まれている状態で検出する検出手段を備えたスロットル開度の全開値を設定する方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
多くの従来技術では、イグニッションキーのオン毎にスロットルバルブ全閉位置の学習などを行い、スロットル制御の基準としている。しかし、スロットルバルブ全開位置の学習は行っておらず、スロットルバルブ全開位置におけるバラツキ下限値をスロットル全開位置として、スロットル全閉位置とスロットル全開位置を直線補間し、スロットルバルブを駆動している。この方法では、スロットルバルブ全開位置によるバラツキによって、スロットルバルブ制御位置とスロットルバルブ実位置が異なってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、スロットルバルブ全開位置をより正確に設定したスロットルバルブ装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明では、スロットル装置において、スロットルバルブ全閉位置とスロットルバルブ全開位置を記憶しておく不揮発性記憶素子（ＥＥＰＲＯＭなど）を前記スロットル装置内に配置する。また、そのスロットル装置とスロットルボディとが一体構成となったスロットルボディ一体制御装置を提供する。また、スロットル一体制御装置を組み立て後にスロットルバルブ全開位置を学習し、そのスロットルバルブ全開位置学習値を前記不揮発性素子へ保存することを提供する。これにより、前記スロットルバルブ全閉位置とスロットルバルブ全開位置を記録することが出来るので、その間を直線補間することが出来る。そのため、制御側から見たスロットルバルブ制御位置に実際の位置であるスロットル実位置をより正確に設定することが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
第一の実施例は、自動車などの内燃機関に吸入される空気流量を制御するためのスロットルボディ一体制御装置について説明する。
【０００７】
図１は、スロットルバルブ位置に対するスロットルバルブ内を流れる空気流量の絶対誤差の関係図を示している。図２は、スロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図を示している。
【０００８】
スロットルボディ一体制御装置１（以下、スロットル装置という）における、エンジンへ吸入される空気流量を制御するためのスロットルボディ２は、スロットルバルブ３とスロットルバルブ３を駆動するモータ４と、モータ４の出力を減速してスロットルバルブ３へ動力を伝達する中間ギア５と、さらにスロットル位置開度を検出するスロットルセンサ６と、スロットルバルブ３が機械的に全閉位置となる全閉ストッパ７と、スロットルバルブ３が機械的に全開位置より大幅に開くことを防止する全開ストッパ８が配置されている。図３は、スロットルボディ２の断面図であり、前記スロットルバルブ３の動作幅は全閉ストッパ７と全開ストッパ８の間になる。一般的に全開ストッパ８は、スロットルボディ２内を流れる空気流量が最大となる角度、つまり、スロットルバルブ３を全開点へ制御した場合、スロットルバルブ３がオーバーシュートを起こしてしまうと、スロットルバルブ３が全開ストッパ８と衝突し、全開点付近でハンチングを起こしてしまうため、スロットルバルブ３の全閉点から９０°の位置より大きい角度を設定する。
【０００９】
スロットルボディ一体制御装置１内に制御用半導体を配置したスロットル装置９が配置されており、スロットル装置９内にはスロットルバルブ３を制御する
ＣＰＵ１０と、モータ４を駆動するためのドライバ１１と、エンジン制御装置との通信を行うための通信端子Ｉ１２を配置する。スロットルバルブ３の開度制御は、内燃機関制御装置から通信などで出力される指示開度とスロットルセンサ６から出力されるスロットルバルブ３実開度位置が一致するように、ＣＰＵ１０がドライバ１１を制御し、スロットルバルブ開度を制御する。スロットルバルブ実開度位置の基準は、スロットルバルブ３を全閉方向に駆動させ、全閉ストッパ７で停止した位置を学習し、スロットルバルブ全閉位置を基準点とし、スロットル全開点位置は、スロットルボディ２のバラツキやスロットルセンサ６のバラツキを考慮したバラツキの下限値とする。つまり、各バラツキを考慮した下限値をスロットルバルブ全開位置とすれば、各バラツキによって上限値となったスロットルボディ２は、全開ストッパ８に衝突することを防止することが可能となる。
【００１０】
ここにおいて、スロットルバルブ３の制御は、スロットルバルブ３の全閉位置と全開位置を直線補間した値で制御され、つまり、内燃機関制御装置から出力されるスロットルバルブの指示開度１３をもとに、前記直線補間したスロットルバルブ位置と一致するようにスロットルバルブ３を制御する。しかし、前記スロットルバルブ全開位置は、スロットルボディ２やスロットルセンサ６のバラツキなどを考慮した全開位置の下限値であるため、内燃機関制御装置から送信される指示開度１３と完全に一致させることが難しかった。さらに、前記スロットルバルブ実開度位置基準点となるスロットルバルブ全閉位置学習は、内燃機関動作開始毎に実施することが可能である。スロットルバルブ３が全閉方向に動作している場合は、内燃機関回転数は下がる傾向である（内燃機関が停止する場合もある）。しかし、スロットルボディ一体制御装置１が内燃機関に取り付けられた状態でのスロットルバルブ全開位置学習は、エンジン回転数が上昇する傾向であるため、スロットル全開位置学習は行えないでいた。
【００１１】
前記問題を対策する第１の実施例として、図４に基づいて説明する。図４は、スロットル装置９のブロック図であり、図２で示す従来のスロットル制御装置内にスロットル位置全開値を保存しておく、例えば、不揮発性記憶素子１４（以下、ＥＥＰＲＯＭという）を配置する。ＣＰＵ１０は、スロットルセンサ６の最大値を読込み、つまり、スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となる値を読込み、ＥＥＰＲＯＭ１４へ書き込む、つまり、スロットルバルブ位置全開学習を実施する。スロットルバルブ位置全開学習終了後、スロットルボディ一体制御装置１が内燃機関に取り付けられ、実際にスロットルボディ一体制御装置１を動作させる場合、スロットルボディ一体制御装置１のＣＰＵ１０は、内燃機関動作開始毎にスロットルバルブ全閉学習を行い、また、スロットルバルブ位置全開値は、ＥＥＰＲＯＭ１４内に保存されているスロットルバルブ位置全開学習値を読込み、前記スロットルバルブ位置全閉学習値と前記スロットルバルブ位置全開学習値を直線補間し、内燃機関制御装置から送信される指示開度と直線補間した値が一致するように、スロットルバルブ３を制御する。これによって、内燃機関制御装置からの指示開度１３とスロットルバルブ実開度を一致させることが可能となる。さらに、前記ＥＥＰＲＯＭ１４へスロットルバルブ位置全開学習値を保存することは、個々のスロットルボディ一体制御装置１について行うため、個々のスロットルボディ一体制御装置１のバラツキやスロットルボディ一体制御装置１によるバラツキを補償することが可能となる。
【００１２】
例えば、スロットルボディ一体制御装置１のスロットルバルブ位置全開値のスロットルセンサ出力値が４Ｖとし、スロットルボディ２のスロットルバルブ位置全開値のスロットルセンサ出力値が４．１Ｖ　とする。従来のスロットル制御装置では、前記２つのスロットルバルブ位置全開値の下限値、つまり、スロットルボディ一体制御装置１のセンサ出力値の４Ｖをスロットルバルブの全開位置としていた。しかし、本実施例によれば、個々にスロットルバルブ位置全開学習を行うため、それぞれにスロットルバルブのバラツキがあったとしても、図５で示すように個々のスロットルボディ一体制御装置１やスロットルセンサ６のバラツキを補償することが可能となる。
【００１３】
さらに、例えば、スロットルバルブ位置全閉値のスロットルセンサ出力値が
０．５Ｖ　とし、スロットルボディ一体制御装置１に対してスロットルボディ２は、スロットルセンサの使用可能範囲を広げることとなるため、つまり、ＣＰＵのＡＤ変換率を１カウント／０．００５Ｖ　とすれば、スロットルボディ一体制御装置１の全開ＡＤ値は、３．５Ｖ÷０．００５Ｖ＝７００カウントとなり、同様にスロットルボディ２は、３．６Ｖ÷０．００５Ｖ＝７２０カウントとなり、センサの分解能を広げることが可能となる。
【００１４】
第２の実施例として、図６を用いて説明する。第２の実施例は、第１の実施例のスロットルバルブ位置全開学習命令を受信する、通信端子ＩＩ１５を有する。例えば、前記スロットルバルブ位置全開学習を実施する場合、スロットルバルブ３はスロットルボディ内を流れる空気流量が最大となるように設定から行う必要があり、スロットルバルブ３を設定した後、前記通信端子ＩＩ１５よりスロットルバルブ位置全開学習命令を受信した場合のみ、前記不揮発性記憶素子１４へ書き込む。さらに、通信端子Ｉ１２を使用して実施することも可能である。
【００１５】
第３の実施例として、図７を用いて説明する。第３の実施例は、第２の実施例の前記スロットルバルブ位置全開学習命令を受信する前に、スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となるように設定する方法として、例えば、スロットルバルブ位置全開治具を使用し、前記スロットルバルブ３を設定する。例えば、スロットルバルブ位置全閉学習は、全閉ストッパ７が配置されているため、治具を使用しなくても、全閉ストッパ７へ押し付けて行うことが可能である。しかし、スロットルバルブ位置全開学習は、全開ストッパ８は、前記スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となるスロットルバルブ位置ではないため、さらに、治具を使用しないと、スロットルバルブ位置全開点にバラツキが発生するため、治具を使用してスロットルバルブ位置全開学習を行う必要が発生する。
【００１６】
第４の実施例として、図８を用いて説明する。図８は、スロットルバルブ位置全開学習フロー示す。スロットルバルブ位置全開学習は、図８のように、スロットルボディ一体制御装置１組み立て直後、または、スロットルボディ一体制御装置１の試験と同時に、スロットルボディ内を流れる空気流量が最大となる角度、つまり、前記第３の実施例で述べた治具を使用し、スロットルバルブ３をスロットルバルブ位置全開点へ固定し、スロットルバルブ位置全開学習を実施する。この実施例によれば、スロットルボディと一体構成となったスロットルボディ一体制御装置１であるため、従来のスロットル制御装置のように、スロットルボディ２とスロットル装置９が一体構成ではない場合、スロットルバルブ位置全開学習は、スロットルボディとスロットル制御装置が内燃機関に取り付いた状態でしか行うことができないでいたが、スロットルボディ一体制御装置１であれば、前述したように、スロットルボディ一体制御装置１の組み立て直後に行うことが可能となる。内燃機関に取り付け状態においては、スロットルバルブ位置全開学習による誤動作を防止することができる。また、内燃機関組み込み状態でのスロットルバルブ位置全開学習の不便さを回避することが出来る。
【００１７】
以上述べた実施例によれば、上記記述したように、内燃機関制御装置から送信されるスロットルバルブ指示開度に対して、スロットルバルブを全閉位置から全開位置間で直線補間し制御するため、スロットルバルブ指示開度とスロットルバルブ実開度を一致することが出来る。
【００１８】
また、スロットルバルブ位置全開学習時期を、スロットルバルブ位置全開点とした後に、設定することが出来る。
【００１９】
また、実施例によれば、スロットルバルブ位置全開点のバラツキを無くし、前記全開点を一点に設定することが出来る。
【００２０】
以上の実施例では不揮発性メモリがスロットル装置の一体に組みつけられている例を示したが、不揮発性メモリは、別体で取り付けられているユニット（例えばエンジンコントロールユニット、別の制御装置のマイコン）に設けられていても良い。即ち、不揮発性メモリ内の内容を、スロットル装置が参照できるように電気的に接続されていればよいのである。
【００２１】
また、全閉位置の反対側の終端までスロットルバルブを回転させたときのスロットルセンサの出力値を記録した不揮発性記憶素子を有し、不揮発性記憶素子と制御回路が電気的に接続されている。これによって、スロットルバルブの回転範囲を記憶しておくことが出来る。これにより、スロットルバルブを全開にさせる際の終端に相当するスロットルセンサの出力が分かるので、スロットルバルブを全開位置にすることが出来る。
【００２２】
また、不揮発性記録素子はスロットルバルブ装置に取り付けられている。これによって、スロットルバルブ装置をエンジンに取り付ける前、例えば工場出荷時にスロットルバルブの全開位置をスロットルバルブ個体に記憶させることが出来る。これにより、スロットルバルブ装置の電源投入時毎に全開位置を検出することなく全開位置を記憶しておくことが出来る。
【００２３】
また、モータに電流が流れていない場合のスロットルバルブの位置は、全閉の位置とその反対側の終端の位置との間の位置である。これにより、スロットルバルブ制御装置の電源が切れている場合においてスロットルバルブが空気通路の壁面に噛り付くことを防止することが出来る。また、電源を投入することによって全閉位置に移動させ、全閉位置のスロットルセンサの出力を検出することで、温度等によるセンサ出力の出力差を補正することが出来る。これにより、より正確な全閉位置を学習することが出来、不揮発性記憶素子が記憶している値とでスロットルバルブの各開度におけるスロットルセンサの出力値をより正確に算出することが出来る。
【００２４】
また、制御装置はスロットルバルブ装置の外部と信号を入出力する端子に接続されており、該部からの信号に基づいて前記軸を回転させることにより、スロットルバルブの位置を逐次外部の制御装置にフィードバックすることが出来る。それにより、より正確に、要求されている空気量を通過させることが出来る。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、スロットルバルブ全開位置をより正確に設定したスロットルバルブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スロットル装置のスロットル開度に対する空気流量の関係図である。
【図２】スロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図である。
【図３】スロットルボディの断面図である。
【図４】本実施例第１のスロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図である。
【図５】本実施例第１のスロットル装置における、スロットル開度に対する空気流量の関係図である。
【図６】本実施例第２のスロットルボディ一体制御装置の構成ブロック図である。
【図７】本実施例第３のスロットルバルブの関係図である。
【図８】本実施例第４のスロットルバルブ位置全開学習のフロー図である。
【符号の説明】
１…スロットルボディ一体制御装置、２…スロットルボディ、３…スロットルバルブ、４…モータ、５…中間ギア、６…スロットルセンサ、７…全閉ストッパ、８…全開ストッパ、９…スロットル装置、１０…ＣＰＵ、１１…ドライバ、
１２…通信端子Ｉ、１３…スロットル指示開度、１４…不揮発性記憶素子、１５…通信端子ＩＩ、１６…スロットルバルブ位置全開用治具。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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