(57)【要約】【課題】  的確にスロットルバルブの霜の堆積状態や氷結状態を検知して、低温時におけるスロットルバルブの正常動作を実現する。【解決手段】  ＥＣＵは、吸気温センサおよび水温センサからエンジンの温度状態を検知するステップ（Ｓ１００）と、温度状態に基づいてアイシングに至るような低温条件であるか否かを判断するステップ（Ｓ１１０）と、実測された空気流量が、スロットルバルブが正常状態の場合においてスロットル開度に対して発生する流量よりもマイナス側に規定値以下であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、アイドリング開始後予め定められた時間が経過しているかまたは前回の反転動作から予め定められた時間が経過しているか否かを判断するステップ（Ｓ１３０）と、アイドリング開始後予め定められた時間が経過しているかまたは前回の反転動作の実行後から予め定められた時間が経過していると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、スロットルバルブを略１８０度反転するステップ（Ｓ１４０）とを含むプログラムを実行する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気管路に設けられ、内燃機関への吸気量を制御するスロットルバルブであって、
前記スロットルバルブは、
回転軸に支持された弁体と、
前記弁体の外形に合致する形状を有するボアと、
前記回転軸を略１８０度以上回転させるための回転手段とを含む、スロットルバルブ。
【請求項２】
内燃機関の吸気管路に設けられたスロットルバルブの開度を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記スロットルバルブは、回転軸に支持された弁体と、前記弁体の外形に合致する形状を有するボアと、前記回転軸を略１８０度以上回転させるための回転手段とを含み、
前記制御装置は、
前記スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、前記スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知するための検知手段と、
前記検知手段により、前記スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性が検知されると、前記弁体を略１８０度反転させるように、前記回転手段を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記検知手段は、
前記スロットルバルブの開閉状態に対応した、内燃機関の目標状態を表わす物理量の値を第１の値として検知するための手段と、
前記物理量の実測値を第２の値として検知するための手段と、
前記第１の値と前記第２の値とを比較するための比較手段と、
前記比較の結果に基づいて、前記スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知するための手段を含む、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記比較の結果、前記第２の値が前記第１の値よりも低いときに、前記スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知するための手段を含む、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記物理量は、前記内燃機関への流入空気量である、請求項３または４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記物理量は、前記内燃機関の回転数である、請求項３または４に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットルバルブおよびそのスロットルバルブを備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、低温時であっても正常に動作できる、スロットルバルブおよびそのスロットルバルブを備えた内燃機関を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
極低温の環境下においては、エンジン運転中でも、吸気管内の吸入空気に含まれる水分が凍ってスロットルバルブやその周辺部に氷結が生じることがあり、最悪の場合には、定常走行中にスロットルバルブの軸回りが氷結してスロットルバルブが開いた状態で動かなくなってしまうおそれがある。
【０００３】
この対策として、エンジンで温められた冷却水（温水）を利用してスロットルバルブの周辺部を温めることで、スロットルバルブの氷結を防止するようにしたものがある。しかし、このような温水加熱装置を設けると、スロットルシステムや冷却水循環システムの構成が複雑化してコストアップしてしまう。しかも、高温環境下においては、もともと高い吸気温を温水加熱装置によってさらに昇温させてしまうため、筒内空気充填量が低下したり、あるいは、ノッキング限界が低下して点火時期を遅角する必要が生じたりして、エンジンの出力低下を招くという欠点もある。
【０００４】
このような事情を考慮して、特開２００３−２６２１７８号公報（特許文献１）は、温水や電気ヒータ等の加熱装置を用いずに、かつ、ドライバビリティに悪影響を及ぼすことなく、スロットルバルブの氷結防止効果を高めることができる内燃機関の制御装置を開示する。この公報に開示された内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を目標スロットル開度に制御する内燃機関の制御装置であって、内燃機関の運転中に所定のスロットル氷結防止制御実行条件が成立したときに目標スロットル開度を含む開度範囲でスロットルバルブを強制的に開閉駆動するスロットル氷結防止制御部と、スロットル氷結防止制御部によるスロットルバルブの強制駆動によって発生する内燃機関の出力変動を打ち消す方向にスロットル開度以外の制御パラメータを補正する出力変動防止制御部とを備える。
【０００５】
この内燃機関の制御装置によると、スロットルバルブを強制的に開閉駆動する際の強制駆動量をある程度大きくしてスロットルバルブの氷結防止効果を高めながら、そのスロットルバルブの強制駆動によって発生する内燃機関の出力変動をスロットル開度以外の制御パラメータを補正することによって打ち消すことができる。これにより、ドライバビリティに悪影響を及ぼすことなく、スロットルバルブの氷結を効果的に防止することができ、走行中にスロットルバルブが氷結して動かなくなってしまうことを未然に防止することができる。しかも、温水や電気ヒータ等の加熱装置を用いる必要がないので、低コスト化することができるとともに、加熱装置による吸気温上昇によって内燃機関の出力が低下することも回避できる。
【特許文献１】特開２００３−２６２１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された内燃機関の制御装置では、吸気温が所定温度以下（スロットルバルブの氷結が発生する温度）であることや、スロットル開度がほぼ定常状態であることが満足されると、周期的にスロットルバルブの開度を変化（以下、揺動という）させていた。温度を主たる条件としているため、実際には氷結している可能性が低い場合であっても、スロットルバルブを揺動させていたので、無駄なエネルギ消費を招いてしまう。
【０００７】
ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）装置（ブローバイガス還元装置）において、ＰＣＶ管路を通って、ブローバイガスがスロットルバルブのさらに上流側に供給されると、以下のような問題が発生する。すなわち、ブローバイガスは多湿のガスである一方、低温雰囲気においては、スロットルバルブおよびスロットルボアは冷えた状態であるので、ブローバイガスがスロットルバルブおよびスロットルボアに直接当って結露が発生し、霜となって堆積する。
【０００８】
特に、スロットルバルブよりも下流側のＰＣＶ管路が何らかの原因で閉塞するという異常が発生した場合であって、エンジンが軽負荷であってスロットルバルブの開度が小さく、スロットルバルブのクリアランスが小さい状態になると、下流側へのＰＣＶ管路が閉塞しているので、還元された多湿のブローバイガスは、スロットルバルブよりも上流側のＰＣＶ管路を通って、低温雰囲気において冷えた状態のスロットルバルブに直接当たる。このとき、結露が発生し、霜となって堆積する場合があり、特に、スロットルバルブのクリアランスが小さいので、霜の堆積が少ない場合であっても、スロットルバルブが固着することや、クリアランスを霜で覆ってしまい吸気管路が閉塞すること、が発生する可能性が高くなる。
【０００９】
さらに詳しくは、高湿のガスが流入することにより、スロットルバルブの表面に霜状の水分が付着したり、付着した霜状の水分がスロットルバルブとスロットルボアとの間のクリアランスを塞いでしまい、回転数低下あるいはエンジンストールを招く可能性があるということである。
【００１０】
このような状況のもとで、特許文献１のように、スロットルバルブの氷結が発生する温度であることや、スロットル開度がほぼ定常状態であることが満足されると、スロットルバルブを揺動させると以下のような問題がある。すなわち、特許文献１に開示された揺動開始条件では、実際には霜の堆積も氷結もしていないのにスロットルバルブを揺動することによる無駄なエネルギ消費を招くのみならず、霜の発生を温度のみで的確に検知できないので、霜が堆積してスロットルバルブが氷結してしまってからスロットルバルブを揺動させることも考えられ、これでは揺動のタイミングが遅すぎて、スロットルバルブを揺動させても、堆積した霜も、さらに成長した氷結も取り去ることができない。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低温時におけるスロットルバルブの正常動作を実現する、スロットルバルブおよびそのスロットルバルブを備えた内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明に係るスロットルバルブは、内燃機関の吸気管路に設けられ、内燃機関への吸気量を制御する。このスロットルバルブは、回転軸に支持された弁体と、弁体の外形に合致する形状を有するボアと、回転軸を略１８０度以上回転させるための回転手段とを含む。
【００１３】
第１の発明によると、たとえば、ＰＣＶ装置におけるスロットルバルブよりも下流側のＰＣＶ管路が何らかの原因で閉塞するという異常が発生するとブローバイガスがスロットルバルブよりも上流側に還流され、多湿のブローバイガスが冷えた状態のスロットルバルブに直接当たって結露が発生し霜となって堆積する場合がある。このような場合、スロットルバルブに結露が付き始めたり、スロットルバルブに霜が堆積し始めたり、スロットルバルブが氷結し始めたり、スロットルバルブの開度が小さくクリアランスが小さいときには吸気管路（空気通路）が閉塞し始めたりすると、回転軸を中心に略１８０度以上（３６０度であってもよい）回転可能なスロットルバルブを略１８０度回転させる。すなわち、スロットルバルブを上流側から見て表裏を逆にする。このようにすると、ブローバイガスによりスロットルバルブの弁体の表面に付着した霜状の水分がさらに成長しないようになるので、スロットルバルブが氷結することを抑制できる。また、堆積した霜、さらに氷結した霜を吸入空気で内燃機関側に吹き飛ばす可能性もある。その結果、低温時におけるスロットルバルブの正常動作を実現する、スロットルバルブを提供することができる。
【００１４】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気管路に設けられたスロットルバルブの開度を制御する。この内燃機関の制御装置が制御するスロットルバルブは、回転軸に支持された弁体と、弁体の外形に合致する形状を有するボアと、回転軸を略１８０度以上回転させるための回転手段とを含む。この内燃機関の制御装置は、スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知するための検知手段と、検知手段により、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性が検知されると、弁体を略１８０度反転させるように、回転手段を制御するための制御手段とを含む。
【００１５】
第２の発明によると、たとえば、ＰＣＶ装置におけるスロットルバルブよりも下流側のＰＣＶ管路が何らかの原因で閉塞するという異常が発生するとブローバイガスがスロットルバルブよりも上流側に還流され、多湿のブローバイガスが冷えた状態のスロットルバルブに直接当たって結露が発生し霜となって堆積する場合がある。このような場合、スロットルバルブに結露が付き始めたり、スロットルバルブに霜が堆積し始めたり、スロットルバルブが氷結し始めたり、スロットルバルブの開度が小さくクリアランスが小さいときには吸気管路（空気通路）が閉塞し始めたりすると、検知手段により、スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性が検知される。このような場合、回転軸を中心に略１８０度以上（３６０度であってもよい）回転可能なスロットルバルブを略１８０度回転させる。このようにすると、ブローバイガスによりスロットルバルブの弁体の表面に付着した霜状の水分がさらに成長しないようになるので、スロットルバルブが氷結することを抑制できる。また、堆積した霜、さらに氷結した霜を吸入空気で内燃機関側に吹き飛ばす可能性もある。その結果、低温時におけるスロットルバルブの正常動作を実現する、内燃機関の制御装置を提供することができる。なお、スロットルの作動不良とは、スロットルバルブやその支軸に霜が付着して所望の開度が得られないこと、スロットルバルブおよびその近傍に霜が付着して、特にスロットルバルブの開度が小さくクリアランスが小さいときには吸気管路（空気通路）が閉塞すること、のいずれの場合をも含む。
【００１６】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、検知手段は、スロットルバルブの開閉状態に対応した、内燃機関の目標状態を表わす物理量の値を第１の値として検知するための手段と、物理量の実測値を第２の値として検知するための手段と、第１の値と第２の値とを比較するための比較手段と、比較の結果に基づいて、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知するための手段を含む。
【００１７】
第３の発明によると、スロットルバルブに霜も堆積しておらず、氷結もしていないと、スロットルバルブが正常であるときの開閉状態に対応した、内燃機関の目標状態を表わす物理量の実測値（これは、たとえば第２の値としての流入空気量や内燃機関回転数等）は正常な値になるが、スロットルバルブに霜が堆積していたり、氷結していると、第２の値は正常な値でなくなる。スロットルバルブの開閉状態に対応した、内燃機関のスロットルバルブが正常な状態における目標状態を表わす物理量の値を第１の値として検知しておいて、この第１の値よりも実測値である第２の値とを比較して、たとえば、第２の値のほうが第１の値よりも低いと、スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知することができる。
【００１８】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、検知手段は、比較の結果、第２の値が第１の値よりも低いときに、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知するための手段を含む。
【００１９】
第４の発明によると、第２の値（流入空気量や内燃機関回転数）のほうが第１の値よりも低いと、スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知することができる。すなわち、スロットルバルブに霜が堆積していたり、氷結していると、スロットルバルブが開くような制御信号を受けてもその開度まで開かない。また、スロットルバルブの表面に霜が付いた状況では、スロットルバルブ開度は目標位置にあっても、吸入空気量が目標を満たさない。このため、スロットルバルブが正常な状態であるときよりも流入空気量や内燃機関回転数が低くなる。これに基づいて、スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知することができる。
【００２０】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３または４の発明の構成に加えて、物理量は、内燃機関への流入空気量であるものである。
【００２１】
第５の発明によると、スロットルバルブの開度に強い関連を有する流入空気量をエアフローメータで検知して、スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知することができる。
【００２２】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３または４の発明の構成に加えて、物理量は、内燃機関の回転数であるものである。
【００２３】
第６の発明によると、スロットルバルブの開度に強い関連を有する内燃機関回転数を回転数センサで検知して、スロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図１および図２を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムが制御する、ＰＣＶ装置が実装されたエンジン１００の断面について説明する。図１がエンジン１００の軽負荷時の状態を、図２がエンジン１００の高負荷時の状態を、それぞれ示している。
【００２６】
図１および図２に示すように、このエンジン１００は、主として、シリンダ１０４と、ピストン１０６と、クランクケース１０２と、シリンダヘッド１１６とから構成される。ブローバイガスは、ピストンリングとシリンダ１０４との隙間からクランクケース１０２へ漏れる混合ガスのことであって、このブローバイガスには多量の炭化水素が含まれており、かつ強酸性であるため、あまり多いとエンジンオイルの劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、炭化水素が含まれているため、このまま大気に解放することは環境によくない。そのため、ブローバイガスはＰＣＶ管路１２２Ａ（軽負荷時）、ＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂ（高負荷時）を通して、吸気マニホールドの負圧を利用して強制的に吸気系統へ戻されることになる。このブローバイガスおよび新気の流れを矢印で示す。
【００２７】
吸気系にはスロットルバルブ１１８が設けられている。スロットルバルブ１１８にてエンジン１００へ供給される吸気の量が調整され、吸気管１１２を、その量が調整された吸気が通って吸気バルブ１０８からエンジン１００の内部の燃焼室に供給される。供給された吸気により燃料が燃焼され、排気バルブ１１０および排気管１１４を介して燃焼ガスがエンジン外部に排出される。
【００２８】
ピストンリングとシリンダ１０４との隙間で発生したブローバイガスは、シリンダヘッド内１１６内を通り、軽負荷時にはＰＣＶ管路１２２Ａを通って、高負荷時にはＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂを通って吸気管１１２へと導かれる。ＰＣＶ管路１２２Ａには、ＰＣＶバルブ１２３が設けられている。このＰＣＶバルブ１２３は、吸気マニホールドの負圧の強さで流量を規制する流量調節弁である。すなわち、図１および図２に示すように、ＰＣＶ管路１２２Ａは、ＰＣＶバルブ１２３によりその流量が調節されてスロットルバルブ１１８の下流側にブローバイガスを還元する。ＰＣＶ管路１２２Ｂは、エンジン１００の高負荷時において、スロットルバルブ１１８の上流側にブローバイガスを還元する。
【００２９】
このような作動をする場合において、以下のような異常が発生した場合を想定する。下流側のＰＣＶ管路１２２Ａが何らかの原因で閉塞するという異常が発生したとする。エンジン１００が軽負荷であるとスロットルバルブ１１８の開度が小さく、スロットルバルブ１１８と吸気管１１２とのクリアランスが小さい状態になる。このような状態において、下流側のＰＣＶ管路１２２Ａが閉塞すると、還元された多湿のブローバイガスは、ＰＣＶ管路１２２Ｂを通って、低温雰囲気において冷えた状態のスロットルバルブ１１８に直接当って結露が発生し、霜となって堆積する場合がある。特に、このときに、スロットルバルブ１１８と吸気管１１２とのクリアランスが小さいので、霜の堆積が少ない場合であっても、スロットルバルブ１１８が固着することや、クリアランスを霜で覆ってしまい吸気管路が閉塞すること、が発生する可能性が高くなる。本発明は、このような問題を解決するスロットルバルブおよび制御装置を提供する。
【００３０】
図３を参照して、本実施の形態に係るスロットルバルブであって、エンジン制御システムで制御されるエンジン１００のスロットルバルブ１１８について説明する。
【００３１】
図３に示すように、このスロットルバルブ１１８は、スロットルバルブ１１８のボアの内径と同じ直径を有する円板状の弁体１１８Ａと、弁体１１８Ａを全閉状態（スロットル開度０度であって弁体１１８Ａがほぼ垂直になる状態）から全開状態（スロットル開度略９０度であって弁体１１８Ａがほぼ水平になる状態）までを含んで略１８０度以上（３６０度であってもよい）回転作動させるためのモータ１１８Ｂと、弁体１１８Ａの開度を検知するスロットルポジションセンサ１１８Ｃと、モータ１１８Ｂの回転軸に設けられたギヤによる回転力を減速して弁体１１８Ａの回転軸に設けられたギヤに回転力を伝達する減速ギヤ１１８Ｄおよび減速ギヤ１１８Ｅとを含む。
【００３２】
モータ１１８Ｂは、たとえばＤＣモータにより構成される。また、図３に示すように、本実施の形態に係るスロットルバルブ１１８は、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａを０度から略１８０度以上の間で回転させるために、弁体１１８Ａの回転支軸に設けられた減速ギヤ１１８Ｅは少なくとも略１８０度分の（１／２周分の）ギヤが刻まれている。（図３においては、最大の３６０度分ギヤが刻まれている）。また、スロットルバルブ１１８は、モータ１１８Ｂによる弁体１１８Ａを開こうとする力に反する力を発生させるリターンスプリングが設けられている。このリターンスプリングにより、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａは常に閉じる方向に力が作用している。モータ１１８Ｂは減速ギヤ１１８Ｄおよび減速ギヤ１１８Ｅを介してこのリターンスプリングの力に抗して、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａを所定の開度だけ開くことになる。
【００３３】
また、ＥＣＵからモータ１１８Ｂへ、反転信号（反転フラグ）が制御信号として送信される。この信号をＥＣＵから受信したモータ１１８Ｂは、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａの表裏を逆にする（略１８０度弁体１１８Ａを回転させる）。
【００３４】
図４を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムの制御ブロック図について説明する。
【００３５】
図４に示すように、本実施の形態に係るエンジン制御システムは、エンジン１００を制御する。特に、以下においては、エンジン１００への吸入空気量を制御するスロットルバルブ１１８の開度の制御およびスロットルバルブ１１８の氷結を防止する制御について説明する。
【００３６】
図４に示すように、このエンジン制御システムは、エンジン１００およびスロットルバルブ１１８を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００と、エンジン１００
に吸入される吸入空気の吸気温を検知する吸気温センサ１０１０と、エンジン１００の冷却水の水温を検知する水温センサ１０２０と、エンジン１００の回転数を検知するエンジン回転数センサ１０３０と、エンジン１００へ吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量センサ１０４０とを含む。吸気温センサ１０１０、水温センサ１０２０、エンジン回転数センサ１０３０および吸入空気量センサ１０４０はＥＣＵ１０００に接続され、それぞれが検知した物理量（吸気温、水温、エンジン回転数、吸入空気量）を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。
【００３７】
また、アクセルペダルの開度を検知するアクセル開度センサ１０５０が設けられ、ＥＣＵ１０００にアクセルペダルの開度を表わす信号が入力される。さらに、スロットルポジションセンサ１１８ＣからＥＣＵ１０００に、スロットルバルブ１１８の開度を表わす信号や反転信号（反転フラグ）が入力される。
【００３８】
ＥＣＵ１０００から、スロットルバルブ１１８のモータ１１８Ｂにスロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａの開度を示す信号が出力され、モータ１１８Ｂが回転することにより減速ギヤ１１８Ｄおよび減速ギヤ１１８Ｅを介して、弁体１１８Ａが所定の開度分だけ開くように制御されたり、弁体１１８Ａが略１８０度反転するように制御されたりする。
【００３９】
上述したように、図４に示すスロットルバルブ１１８の吸入空気量センサ１０４０側（上流側）において、ブローバイガスが供給される。このブローバイガスは多湿の空気であって、冷間時などにおいてスロットルバルブ１１８が低温であると、結露して水分を発生させる。この水分は、霜状のものである場合が多い。
【００４０】
ＥＣＵ１０００は、その内部に設けられたＣＰＵ（Central Processing Unit）および
駆動回路を含む。ＥＣＵ１０００は、各種センサから入力されたエンジン１００の状態を表わす物理量に基づいて、スロットルバルブ１１８が氷結しないようにモータ１１８Ｂに反転信号（反転フラグ）を送信して、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａを強制的に反転動作させて氷結を防止する。
【００４１】
図５に、ＥＣＵ１０００のメモリに記憶される、スロットル開度と流量との関係を表わすマップについて説明する。図５に示すマップは、流量特性曲線とも呼ばれ、スロットルバルブ１１８が正常である場合に、スロットル開度に対してどの程度の空気量が吸入空気量センサ１０４０により検知されるかを示すものである。
【００４２】
すなわち、この図５に示すマップは、スロットルバルブ１１８が正常に動作している場合において、スロットル開度に対して、吸入空気がどの程度が流れるかを示すマップである。
【００４３】
スロットルバルブ１１８は、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａやボアの摩耗、オイルなどの付着物により流量特性曲線が経時的な変化を受ける。図５に示す流量特性曲線を、このようなスロットルバルブの弁体およびボアの摩耗やオイル等の付着物の影響を考慮してスロットル開度に対する流量を算出するように学習補正するようにしてもよい。
【００４４】
図６を参照して、ＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４５】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ１０００は、吸気温センサ１０１０および水温センサ１０２０からエンジン１００へ吸気される吸気の温度およびエンジン１００の冷却水の水温を検知する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１０００は、スロットルバルブ１１８がアイシングに至るような低温条件であるか否かを判断する。スロットルバルブ１１８のアイシングに至るような低温条件であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。
【００４６】
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ１０００は、空気流量が、流量マップ（図５）と比較してマイナス側に規定値以下であるか否かを判断する。すなわち、吸入空気量センサ１０４０にて検知された吸入空気量が、現在のスロットル開度指令信号に基づいて流れるであろう流量に対してマイナス側に規定値以下まで低下しているか否かが判断される。これは、スロットルバルブ１１８に霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブ１１８の作動不良の発生または発生の可能性の有無を判断している。吸入空気量センサ１０４０にて検知された空気流量が図５に示すマップから算出された流量と比較してマイナス側に規定値以下まで低下していると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。
【００４７】
Ｓ１３０にて、ＥＣＵ１０００は、アイドリング（Ｎポジション）開始後またはスロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａの反転動作の実行後、所定時間が経過したか否かを判断する。アイドリング開始後またはスロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａの反転動作の実行後予め定められた時間が経過していると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理は１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。
【００４８】
Ｓ１４０にて、ＥＣＵ１０００は、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａの表裏を反転するように作動させる。このとき、ＥＣＵ１０００はモータ１１８Ｂに反転信号（反転フラグ）を送信する。モータ１１８Ｂは、現在の角度より略１８０度回転させるように動作する。その後、処理はＳ１００へ戻される。
【００４９】
Ｓ１５０にて、ＥＣＵ１０００は、通常制御を実行する。
【００５０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジン制御システムの動作について説明する。
【００５１】
エンジン１００の作動中において、吸気温センサ１０１０や水温センサ１０２０にて検知された吸気温やエンジン冷却水温が検知される（Ｓ１００）。これらの温度に基づいて、スロットルバルブ１１８にアイシングが至るような低温条件であると判断されると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、吸入空気量センサ１０４０にて検知された空気流量が、図５に示す流量マップと比較してマイナス側に規定値以上であるか否かが判断される（Ｓ１２０）。実際に吸入空気量センサ１０４０にて検知された空気流量が図５に示すスロットル開度から求められた流量よりもマイナス側に規定値以下であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、実際にアイシングが発生していると判断され、Ｓ１３０の条件を満たすとスロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａの表裏を反転させる動作が行なわれる。
【００５２】
アイドリング開始後から予め定められた時間が経過しているかまたは前回のスロットルバルブ１１８の反転動作の実行後予め定められた時間が経過していると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、スロットルバルブ１１８の弁体１１８Ａの表裏が反転するように動作される。一方、アイドリング開始後から予め定められた時間が経過するまでや、前回のスロットルバルブ１１８の反転動作の実行後から予め定められた時間が経過するまでは（Ｓ１３０にてＮＯ）、スロットルバルブ１１８の反転動作は行なわれない。これは、アイドリング領域においてスロットルバルブ１１８を反転動作させると、車両の挙動に与える影響が少ないため好ましいが、これを無制限に行なうことを避けたいため、Ｓ１３０における処理を行なっている。
【００５３】
吸入空気の上流側に弁体１１８Ａの表側を向けて弁体１１８Ａが全閉である状態を図７（Ａ）に、吸入空気の上流側に弁体１１８Ａの裏側を向けて弁体１１８Ａが全閉である状態を図７（Ｃ）に、スロットルバルブ１１８が全開である状態を図７（Ｂ）に、それぞれ示す。
【００５４】
図７（Ａ）に示す状態において、弁体１１８Ａの表面に霜が堆積し始めていたと想定する。ＥＣＵ１０００から反転信号（反転フラグ）を受信すると、図７（Ｂ）に示す状態を経て、図７（Ｃ）に示す状態になる。この過程において、堆積しつつあった霜は、図７（Ｂ）の状態において、吸入空気で吹き飛ばされる可能性が高い。また、吹き飛ばされなかったとしても、堆積していない裏面が高湿のブローバイガスが当たる面に切り換わるので、表面にさらに霜が堆積することを回避できる。
【００５５】
以上のようにして、本実施の形態に係るスロットルバルブおよびエンジン制御システムによると、ＥＣＵがスロットルバルブに霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を、吸入空気量とマップにより求めた流量とを比較して検知する。スロットルバルブの作動不良の発生または発生の可能性を検知すると、回転軸を中心に略１８０度以上回転可能なスロットルバルブを略１８０度回転させる。このようにすると、ブローバイガスによりスロットルバルブの弁体の表面に付着した霜状の水分がさらに成長しないようになるので、スロットルバルブが氷結することを抑制できる。また、堆積した霜、さらに氷結した霜を吸入空気で内燃機関側に吹き飛ばす可能性もある。その結果、低温時におけるスロットルバルブの正常動作を実現することができる。
【００５６】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るエンジン制御システムについて説明する。なお、本実施の形態に係るエンジン制御システムは、ＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造が異なるのみであって、その他の制御構造およびフローチャートは前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５７】
図８を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムのＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図８に示すフローチャートの中で、前述の図６に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５８】
Ｓ２２０にて、ＥＣＵ１０００は、エンジン回転数センサ１０３０にて検知された実際のエンジン回転数と、アイドリング時の目標回転数との乖離が、マイナス側に規定回転数以上あるか否かを判断する。これは、スロットルバルブ１１８に霜および氷の少なくともいずれかが付着することによる、スロットルバルブ１１８の作動不良の発生または発生の可能性の有無を判断している。すなわち、スロットルバルブ１１８が正常に動作していれば（氷結していなければ）、予め設定されたアイドリング時の目標回転数になるようにスロットルバルブ１１８を開くような制御信号がＥＣＵ１０００からモータ１１８Ｂに出力され、そのような開度を目標値としてスロットルポジションセンサ１１８にて検知された実測値と目標値との偏差がなくなるようにフィードバック制御される。
【００５９】
したがって、スロットルバルブ１１８が正常であれば、エンジン回転数とアイドリング時の目標回転数との乖離は大きくないはずである。ところが、スロットルバルブ１１８が氷結していると、ＥＣＵ１０００からモータ１１８Ｂに制御信号を出力しても、その制御信号に対応する分の開度を得ることができない。したがって、エンジン１００の目標回転数に対して実測されるエンジン回転数が規定回転数以上低下したものとなる。これを検知してスロットルバルブ１１８が氷結している、氷結する可能性があるものと判断して、スロットルバルブ１１８の反転動作を実行する。
【００６０】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御システムにおいても、前述の第１の実施の形態と同様の作用効果を発現させることができる。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジン制御システムで制御されるＰＣＶ装置を有するエンジンの断面図（その１）である。
【図２】本発明の実施の形態に係るエンジン制御システムで制御されるＰＣＶ装置を有するエンジンの断面図（その２）である。
【図３】スロットルバルブの分解斜視図である。
【図４】エンジン制御システムの制御ブロック図である。
【図５】スロットル開度と流量との関係を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図７】スロットルバルブ上流側から見たスロットルバルブの弁体の状態を表わす図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１００  エンジン、１０２  クランクケース、１０４  シリンダ、１０６  ピストン、１０８  吸気バルブ、１１０  排気バルブ、１１２  吸気管、１１４  排気管、１１６  シリンダヘッド、１１８  スロットルバルブ、１１８Ａ  弁体、１１８Ｂ  モータ、１１８Ｃ  スロットルポジションセンサ、１１８Ｄ，１１８Ｅ  減速ギヤ、１２２Ａ，１２２Ｂ  ＰＣＶ管路、１２３  ＰＣＶバルブ。
【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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