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図面 (8)

課題

本発明は、アクセルペダルと独立して開閉動作可能なスロットル弁を制御する技術において、スロットル弁の縁部やスロットル弁配置部分吸気通路内壁に形成されたデポジットを確実に除去し、吸入空気量の安定性を確保するとともに、スロットル弁の動作不良を防止することを目的とする。

解決手段

本発明に係る内燃機関スロットル制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられ、アクセルペダルと独立して開閉駆動可能なスロットル弁と、前記スロットル弁が全閉となる位置の前後を含む所定範囲において前記スロットル弁を往復動作させるスロットル制御手段とを備えることを特徴とする。

概要

背景

自動車に搭載される内燃機関、特にガソリン燃料する内燃機関では、吸気通路に設けられたスロットル弁車室内に設けられたアクセルペダルとをワイヤ機構リンク機構等を介して機械的に連結し、アクセルペダルに連動してスロットル弁を開閉駆動することにより、内燃機関の吸入空気量を調節する技術が知られている。

近年では、内燃機関の電子制御技術の発達に伴い、内燃機関や車両等の状態に応じた最適な吸入空気量を内燃機関に供給すべくスロットル弁を電子制御する技術が提案されている。

このような技術としては、例えば、特開昭60−11639号公報に記載された内燃機関の始動装置が知られている。この内燃機関の始動装置は、気化器バタフライ式絞り弁を制御する電子制御装置に、機関始動スイッチの始動位置において絞り弁を全開位置まで往復動させる信号発生装置を設けるとともに、前記絞り弁の往復動後に始動電動機駆動回路を閉じるリレースイッチを設けて構成されている。

このように構成された内燃機関の始動装置は、内燃機関の始動時に始動スイッチが始動位置に操作されると、絞り弁を全閉位置から全開位置へ一旦回動させ、絞り弁が全開位置まで回動された時点で始動電動機を作動させることにより、機関始動時に運転者がアクセルペダルを操作することなく内燃機関へ燃料と空気の混合気を供給し、内燃機関の始動性を向上せしめようとするものである。

概要

本発明は、アクセルペダルと独立して開閉動作可能なスロットル弁を制御する技術において、スロットル弁の縁部やスロットル弁配置部分吸気通路内壁に形成されたデポジットを確実に除去し、吸入空気量の安定性を確保するとともに、スロットル弁の動作不良を防止することを目的とする。

本発明に係る内燃機関のスロットル制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられ、アクセルペダルと独立して開閉駆動可能なスロットル弁と、前記スロットル弁が全閉となる位置の前後を含む所定範囲において前記スロットル弁を往復動作させるスロットル制御手段とを備えることを特徴とする。

目的

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、アクセルペダルと独立して開閉動作可能なスロットル弁を制御する技術において、スロットル弁の縁部やスロットル弁配置部分の吸気通路内壁に形成されたデポジットを確実に除去し、吸入空気量の安定性を確保するとともに、スロットル弁の動作不良を防止することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
9件

この技術が所属する分野

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請求項1

内燃機関吸気通路に設けられ、アクセルペダルと独立して開閉駆動可能なスロットル弁と、前記スロットル弁が全閉となる位置の前後を含む所定範囲において前記スロットル弁を往復動作させるスロットル制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関のスロットル制御装置

請求項2

前記スロットル制御手段は、前記内燃機関の始動時に前記スロットル弁が前記所定範囲を往復動作するよう前記スロットル弁を駆動することを特徴とする請求項1記載の内燃機関のスロットル制御装置。

請求項3

前記スロットル制御手段は、前記内燃機関の運転停止時に前記スロットル弁が前記所定範囲を往復動作するよう前記スロットル弁を駆動することを特徴とする請求項1記載の内燃機関のスロットル制御装置。

請求項4

前記スロットル制御手段は、前記内燃機関が非アイドル運転状態にあるときは、前記スロットル弁を全閉位置より正側の範囲で開閉駆動して前記内燃機関の吸入空気量を調節し、前記内燃機関がアイドル運転状態にあるときは、前記スロットル弁を全閉位置より負側の範囲で開閉駆動して前記内燃機関の吸入空気量を調節することを特徴とする請求項1記載の内燃機関のスロットル制御装置。

技術分野

0001

本発明は、自動車等に搭載される内燃機関吸気通路に設けられたスロットル弁を制御する技術に関する。

背景技術

0002

自動車に搭載される内燃機関、特にガソリン燃料する内燃機関では、吸気通路に設けられたスロットル弁と車室内に設けられたアクセルペダルとをワイヤ機構リンク機構等を介して機械的に連結し、アクセルペダルに連動してスロットル弁を開閉駆動することにより、内燃機関の吸入空気量を調節する技術が知られている。

0003

近年では、内燃機関の電子制御技術の発達に伴い、内燃機関や車両等の状態に応じた最適な吸入空気量を内燃機関に供給すべくスロットル弁を電子制御する技術が提案されている。

0004

このような技術としては、例えば、特開昭60−11639号公報に記載された内燃機関の始動装置が知られている。この内燃機関の始動装置は、気化器バタフライ式絞り弁を制御する電子制御装置に、機関始動スイッチの始動位置において絞り弁を全開位置まで往復動させる信号発生装置を設けるとともに、前記絞り弁の往復動後に始動電動機駆動回路を閉じるリレースイッチを設けて構成されている。

0005

このように構成された内燃機関の始動装置は、内燃機関の始動時に始動スイッチが始動位置に操作されると、絞り弁を全閉位置から全開位置へ一旦回動させ、絞り弁が全開位置まで回動された時点で始動電動機を作動させることにより、機関始動時に運転者がアクセルペダルを操作することなく内燃機関へ燃料と空気の混合気を供給し、内燃機関の始動性を向上せしめようとするものである。

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、自動車に搭載される内燃機関では、内燃機関から排出される排気に含まれる窒素酸化物(NOX)を低減することを目的として、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させる排気再循環装置EGR装置)を備えたものが知られている。

0007

上記したようなEGR装置では、通常、スロットル弁の直下流に設けられたサージタンクに排気が還流されるため、吸気吹き返しに起因する吸気脈動が発生した際に、EGRガスに含有されるオイル成分等がスロットル弁や吸気通路内壁面におけるスロットル弁配置部分に付着することが考えられる。

0008

スロットル弁や吸気通路内壁に付着した成分が固体化してデポジットが形成されると、スロットル弁配置部分の吸気通路の断面積が変化し、吸入空気量の安定性が損なわれるとともに、スロットル弁の作動不良を引き起こす虞がある。

0009

これに対し上記した特開昭60−11639号公報に記載された内燃機関の始動装置では、バタフライ式の絞り弁(スロットル弁)を全閉位置から全開位置へ往復回動させるのみなので、スロットル弁の縁部に形成されたデポジットや、スロットル弁配置部分の吸気通路内壁に形成されたデポジットを除去することが困難となる。

0010

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、アクセルペダルと独立して開閉動作可能なスロットル弁を制御する技術において、スロットル弁の縁部やスロットル弁配置部分の吸気通路内壁に形成されたデポジットを確実に除去し、吸入空気量の安定性を確保するとともに、スロットル弁の動作不良を防止することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明は、上記したような課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る内燃機関のスロットル制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられ、アクセルペダルと独立して開閉動作可能なスロットル弁と、前記スロットル弁が全閉となる位置の前後を含む所定範囲において前記スロットル弁を往復動作させるスロットル制御手段と、を備えることを特徴とする。

0012

このように構成された内燃機関のスロットル制御装置では、スロットル弁は、従来のスロットル弁が全閉位置を起点として動作するのに対し、全閉位置より更に閉じ方向へ回動した位置を起点として動作することになる。

0013

そして、スロットル制御手段は、スロットル弁が全閉となる位置の前後を含む所定範囲、言い換えればスロットル弁の縁部が最も吸気通路内壁と近接する位置の前後を含む所定範囲においてスロットル弁を往復動作させる。

0014

この場合、スロットル弁が往復動作する過程において、スロットル弁が全閉位置を通過する際に、スロットル弁の縁部と吸気通路内壁とが近接するため、スロットル弁の縁部や吸気通路内壁に形成されたデポジットが掻き落とされる。

0015

尚、スロットル制御手段は、スロットル弁の縁部や吸気通路内壁に形成されたデポジットを確実に掻き落とすべく、前記スロットル弁が前記所定範囲を所定回数繰り返し往復動作するようにしてもよい。

0016

前記した所定範囲をスロットル弁に往復動作させる時期としては、内燃機関の始動時、内燃機関の運転停止時等のように、スロットル弁の動作が内燃機関の運転状態に影響を及ぼさない時期が好ましい。

0017

また、スロットル制御手段は、内燃機関が非アイドル運転状態にあるときは、スロットル弁を全閉位置より正側の範囲で動作させて前記内燃機関の吸入空気量を調節し、前記内燃機関がアイドル運転状態にあるときは、前記スロットル弁を全閉位置より負側の範囲で動作させて前記内燃機関の吸入空気量を調節するようにしてもよい。

0018

ここでいう全閉位置より正側の範囲とは、全閉位置より開弁方向側の範囲をいい、全閉位置より負側の範囲とは、全閉位置より閉弁方向側の範囲をいうものとする。

0019

このような構成によれば、内燃機関の運転状態が非アイドル運転状態からアイドル運転状態へ移行する場合、及びアイドル運転状態から非アイドル運転領域へ移行する場合に、スロットル弁が全閉位置を通過することになり、その際にスロットル弁縁部や吸気通路内壁に形成されたデポジットが掻き落とされることになる。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、本発明に係るスロットル制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。

0021

〈実施の形態1〉先ず、本発明に係るスロットル制御装置の第1の実施の形態について説明する。

0022

図1は、本発明に係るスロットル制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒を有する4サイクル水冷式ガソリンエンジンである。この内燃機関1には、クラッチ機構(又はトルクコンバータ)100を介してトランスミッション(T/M)200が連結されている。

0023

トランスミッション(T/M)200は、図示しないプロペラシャフトディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪たる車輪と接続されている。このように構成された動力伝達系では、クラッチ機構100が係合状態にあるときに、内燃機関1の図示しない出力軸クランクシャフト)の回転力がクラッチ機構100を介してトランスミッション(T/M)200へ伝達され、トランスミッション(T/M)200にて減速もしくは増速され、次いでトランスミッション(T/M)200からプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪たる車輪へ伝達される。

0024

内燃機関1には、吸気枝管2が接続され、吸気枝管2の各枝管が各気筒の図示しない燃焼室吸気ポートを介して連通している。吸気枝管2は、サージタンク3に接続され、サージタンク3は、吸気管4を介してエアクリーナボックス5と連通している。

0025

吸気管4の途中には、該吸気管4内を流れる新気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ6が設けられている。前記エアフローメータ6より下流の吸気管4には、該吸気管4内を流れる新気の流量を調節するスロットル弁7が設けられている。

0026

ここで、スロットル弁7は、図2に示すように、前記吸気管4の内径と略同一の外径を有する弁体7aと、その両端が前記吸気管4の壁面に回転自在に支持されたシャフト7bとを一体的に固定して構成されている。

0027

前記シャフト7bの一端(図2中下側に位置する端部)は、前記吸気管4の外部へ突出し、前記吸気管4の外壁に固定された直動トルクモータ8の回転シャフト80と連結されている。

0028

前記シャフト7bの他端は、前記吸気管4の外部へ突出し、その突出端には、該シャフト7bの軸方向と直交する方向に突出するレバー7cが形成されている。このレバー7cには、該レバー7cを前記シャフト7b及び前記弁体7aが閉弁する方向へ付勢するリターンスプリング70が接続されている。

0029

前記吸気管4の外壁には、前記レバー7cの閉弁方向への回動を所定位置で抑止するためのストッパ73が突設されている。前記所定位置は、例えば、図3に示すように、前記弁体7aが吸気管4内の流路を全閉する位置の開度を“0°”と仮定するとともに、前記全閉位置より開弁側の開度を正値、且つ前記全閉位置より閉弁側の開度を負値と仮定した場合に、前記弁体7aの開度が“−10°”となる位置に設定される。

0030

図2図3に示したようなスロットル弁7では、直動トルクモータ8が非通電状態にある場合は、レバー7cがリターンスプリング70の付勢力を受けてストッパ73に当接した状態となり、それに応じて弁体7aは“−10°”の開度で固定される。

0031

一方、前記スロットル弁7では、前記直動トルクモータ8に駆動電流通電された場合は、直動トルクモータ8の回転シャフト80が開弁方向へ回転する。前記回転シャフト80の回転トルクは、シャフト7bを介して弁体7aへ伝達され、弁体7aが開弁方向へ回動する。そして、前記回転シャフト80の回転トルクと前記リターンスプリング70の付勢力とが釣り合った時点で弁体7aの回動が停止する。その際、直動トルクモータ8に通電される駆動電流の大きさを制御することにより、弁体7aの開度を調整することが可能となる。

0032

ここで図1戻り、前記スロットル弁7には、該スロットル弁7の開度に応じた電気信号を出力するスロットルポジションセンサ9が取り付けられている。前記スロットル弁7には、車室内に設置されたアクセルペダル10に連動して回動するアクセルレバー(図示せず)が取り付けられ、アクセルレバーには、アクセルレバーの回動量に応じた電気信号(アクセルペダル10の踏み込み量に応じた電気信号)を出力するアクセルポジションセンサ11が取り付けられている。

0033

このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス5に流入した新気は、エアクリーナボックス5に内装されたエアクリーナによって該新気中の塵や埃を除去された後に吸気管4に導かれる。吸気管4に導かれた新気は、吸気管4の途中に設けられたスロットル弁7によって流量を調整される。スロットル弁7によって流量を調節された新気は、吸気管4からサージタンク3に供給され、次いでサージタンク3から吸気枝管2の各枝管に分配される。吸気枝管2の各枝管に分配された新気は、各枝管を通って内燃機関1の吸気ポートへ導かれ、吸気ポートを経て各気筒の燃焼室に供給されることになる。

0034

前記した吸気枝管2の各枝管には、その噴孔が吸気ポートに臨むように燃料噴射弁13a、13b、13c、13d(以下、燃料噴射弁13と総称する)が取り付けられている。これらの燃料噴射弁13には、燃料分配管14が接続され、前記燃料分配管14は、図示しない燃料ポンプと接続されている。

0035

各燃料噴射弁13には、該燃料噴射弁13を開弁駆動する駆動回路15a、15b、15c、15d(以下、駆動回路15と総称する)が接続されている。このように構成された燃料噴射系では、図示しない燃料タンク貯蔵された燃料が燃料ポンプによって吸い出され、燃料分配管14へ向けて吐出される。燃料分配管14に到達した燃料は、該燃料分配管14によって各燃料噴射弁13へ分配される。各燃料噴射弁13は、駆動回路15によって駆動電流が印加された時に開弁し、前記燃料分配管14から分配された燃料を内燃機関1の吸気ポートへ向けて噴射する。吸気ポートへ噴射された燃料は、吸気枝管2から吸気ポートへ供給された新気と混ざり合いながら各気筒の燃焼室へ供給される。

0036

前記内燃機関1には、各気筒の燃焼室に臨むように点火栓12a、12b、12c、12d(以下、点火栓12と総称する)が取り付けられている。各点火栓12は、駆動電流が印加されたときに火花を発生するものであり、各気筒の圧縮行程後半もしくは膨張行程前半所定時期に駆動電流が印加されて燃焼室内の混合気に着火するようになっている。

0037

一方、内燃機関1には、排気枝管16が接続され、排気枝管16の各枝管が各気筒の燃焼室と図示しない排気ポートを介して連通している。排気枝管16は、排気管17に接続され、排気管17は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。

0038

排気管17の途中には、内燃機関1から排出された排気に含まれるCO、NOX、HC等の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒18が設けられている。この排気浄化触媒18としては、三元触媒酸化触媒選択還元型NOX触媒、あるいは吸蔵還元型NOX触媒等を例示することができる。

0039

前記排気浄化触媒18より上流の排気管17には、該排気管17内を流れる排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ19が取り付けられている。

0040

このように構成された排気系では、内燃機関1の燃焼室で燃焼された混合気は排気となって燃焼室から排気ポートへ排出される。排気ポートに排出された排気は、排気ポートから排気枝管16の各枝管を介して吸気管17へ導かれる。

0041

排気管17に導かされた排気は、排気管17の途中に設けられた排気浄化触媒18において該排気中に含まれる有害ガス成分を浄化された後にマフラーを介して大気中に放出される。

0042

尚、前記排気枝管16と前記サージタンク3とは、排気還流管EGR管)37によって連通されており、前記排気枝管16を流れる排気の一部を前記サージタンク3へ還流することが可能となっている。

0043

前記EGR管37の途中には、該EGR管37内を流れる排気の流量、言い換えれば、前記排気枝管16から前記サージタンク3へ還流される排気の流量を調整する排気還流量調整弁EGR弁)38が設けられている。

0044

また、内燃機関1には、図示しないクランクシャフトが所定角度(例えば、10度)回転する都度、パルス信号を出力するクランクポジションセンサ20と、内燃機関1内に形成されたウォータジャケット内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ21とが取り付けられている。

0045

上記したように構成された内燃機関1には、機関制御用の電子制御ユニット(Electronic Control Unit:ECU)22が併設されている。ECU22の入力ポートには、エアフローメータ6、スロットルポジションセンサ9、アクセルポジションセンサ11、空燃比センサ19、クランクポジションセンサ20、水温センサ21、スタータスイッチ26、車室内に設置されたシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ23、車室内に設けられたブレーキペダル10の操作/非操作を検出するブレーキスイッチ24、車両の運転者によって操作されるイグニッションスイッチ(IG.SW)27等の各種センサ電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がECU22に入力されるようになっている。

0046

ECU22の出力ポートには、直動トルクモータ8、点火栓12、駆動回路15、EGR弁38等が電気配線を介して接続され、ECU22は、前記した各種センサの出力信号をパラメータとして、直動トルクモータ8、点火栓12、駆動回路15、EGR弁38等を制御することが可能となっている。

0047

ここで、ECU22は、図4に示すように、双方向性バス28によって相互に接続された、CPU29とROM30とRAM31とバックアップRAM32とを備えている。前記双方向性バス28には、A/Dコンバータ36を介して第1入力インタフェース回路33が接続されるとともに、第2入力インタフェース回路34と出力インタフェース回路35とが接続されている。

0048

第1入力インタフェース回路33は、エアフローメータ6、スロットルポジションセンサ9、アクセルポジションセンサ11、空燃比センサ19、及び水温センサ21と電気配線を介して接続されている。第1入力インタフェース回路33は、前記した各センサからの出力信号をA/Dコンバータ36に入力させる。

0049

A/Dコンバータ36は、第1入力インタフェース回路33によって入力された各種センサの出力信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に双方向性バス28を介してCPU29やRAM31へ送信する。

0050

第2入力インタフェース回路34は、クランクポジションセンサ20、シフトポジションセンサ23、ブレーキスイッチ24、車速センサ25、スタータスイッチ26、及びイグニッションスイッチ27と電気配線を介して接続されている。第2入力インタフェース回路34は、前記した各センサの出力信号を双方向性バス28を介してCPU29やRAM31へ送信する。

0051

出力インタフェース回路35は、直動トルクモータ8、点火栓12、駆動回路15、及びEGR弁38と電気配線を介して接続されている。出力インタフェース回路35は、CPU29から出力される各種の制御信号を、直動トルクモータ8、点火栓12、駆動回路15、EGR弁38へ送信する。

0052

ROM30は、各燃料噴射弁13から噴射すべき燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、各燃料噴射弁13から燃料を噴射する時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、各気筒の点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、スロットル弁7の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン、EGR弁38の開度を決定するためのEGR制御ルーチン等の各種アプリケーションプログラムと、各種の制御マップを記憶している。

0053

ROM30に記憶される制御マップとしては、例えば、内燃機関1の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関1の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関1の運転状態と点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関1の運転状態とスロットル弁7の目標開度目標スロットル開度)との関係を示すスロットル制御マップ、内燃機関1の運転状態とEGR弁38の開度との関係を示すEGR制御マップ等である。

0054

RAM31は、各センサの出力信号やCPU29の演算結果等を格納する。CPU29の演算結果としては、例えば、クランクポジションセンサ20の出力信号に基づいて算出される機関回転数等である。このようにRAM31に記憶されるデータは、例えば、クランクポジションセンサ20がパルス信号を出力する度に最新のデータに書き換えられる。

0055

バックアップRAM32は、機関停止後もデータを保持する不揮発性メモリである。CPU29は、ROM30に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、各種センサの出力信号をパラメータとして燃料噴射制御点火制御、EGR制御等を実行するとともに、本発明の要旨となるスロットル制御を実行する。

0056

以下、本実施の形態におけるスロットル制御について述べる。CPU29は、基本的には、アクセルポジションセンサ11の出力信号等に基づいてスロットル弁7の目標スロットル開度を算出し、スロットル弁7の実際の開度が前記目標スロットル開度と一致するよう直動トルクモータ8を制御する。

0057

上記したような通常のスロットル制御に加え、本実施の形態では、CPU29は、スロットル弁7の弁体7aの縁部や吸気管4内壁面において弁体7a配置部分に形成されたデポジット等の付着物を除去するためのスロットル制御を実行する。

0058

ここで、本実施の形態で示した内燃機関1のように排気の一部を吸気系に還流させるEGR機構を備えた内燃機関では、吸気の吹き返し等によってEGRガス中に含まれるオイル成分等の付着成分がスロットル弁7の弁体7aや吸気管4の内壁面に付着してデポジットが形成される場合がある。特に、弁体7aの縁部や、吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分にデポジットが形成されると、弁体7aの作動不良や吸入空気量の安定性が損なわれる虞がある。

0059

そこで、本実施の形態では、内燃機関1の始動直前にスロットル弁7の弁体7aを全閉位置の前後を含む所定範囲で往復動作させることにより、弁体7aの縁部や、吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分の付着物を除去するようにした。

0060

具体的には、CPU29は、内燃機関1の始動直前に図5に示すような始動時スロットル制御ルーチンを実行することにより、デポジット等の付着物を除去する。

0061

図5に示す始動時スロットル制御ルーチンは、イグニッションスイッチ(IG.SW)27がオフからオン切り換えられたこと(イグニッションスイッチ(IG.SW)27からのオン信号を入力したこと)をトリガにして実行されるルーチンである。

0062

始動時スロットル制御ルーチンでは、CPU29は、S501において、スロットル弁7が“−10°”の開度から“+3°”の開度まで開弁動作するよう直動トルクモータ8に対する駆動電流の通電を開始する。

0063

その際、直動トルクモータ8に印加される駆動電流の大きさは、リターンスプリング70の付勢力と直動トルクモータ8のトルクとがスロットル開度:“+3°”で釣り合うように設定された大きさであり、予め実験的に求められている。

0064

S502では、CPU29は、スロットルポジションセンサ9の出力信号を入力し、スロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上の開度に達したか否かを判別する。

0065

前記S502においてスロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上の開度に達していないと判定した場合は、CPU29は、スロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上に達するまで前記S502の処理を繰り返し実行する。

0066

前記S502においてスロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上の開度に達したと判定した場合は、CPU29は、S503へ進み、直動トルクモータ8への通電を停止する。この場合、直動トルクモータ8のトルクが“”となるため、スロットル弁7は、リターンスプリング70の付勢力によって“+3°”の開度から“−10°”の開度へ閉弁動作される。

0067

S504では、CPU29は、スロットルポジションセンサ9の出力信号を入力し、スロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻ったか否かを判別する。

0068

前記S504においてスロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻っていないと判定した場合は、CPU29は、スロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻るまで前記S504の処理を繰り返し実行する。

0069

前記S504においてスロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻ったと判定した場合は、CPU29は、S505へ進み、RAM31の所定領域に設定されたカウンタ記憶領域の値:Cを1つインクリメントする。前記カウンタ記憶領域は、スロットル弁7が“−10°”の開度から“+3°”の開度までの範囲を1往復する度に“1”インクリメントされる領域である。

0070

S506では、CPU29は、前記S505で更新されたカウンタ記憶領域の値:Cが“3”以上であるか否か、すなわち、スロットル弁7が“−10°”の開度と“+3°”の開度との間を3往復以上開閉動作したか否かを判別する。

0071

前記S506において前記カウンタ記憶領域の値:Cが“3”未満であると判定した場合は、CPU29は、前記S501〜前記S505の処理を再度実行する。そして、S506において前記カウンタ記憶領域の値:Cが“3”以上であると判定した場合は、CPU29は、S507へ進み、前記カウンタ記憶領域の値:Cを“0”にリセットする。

0072

S508では、CPU29は、図示していないスタータモータ駆動電力を通電し、内燃機関1を始動させて、本ルーチンの実行を終了する。このようにCPU29が始動時スロットル制御ルーチンを実行することにより、内燃機関1の始動直前に、スロットル弁7が“−10°”の開度と“+3°”の開度との範囲を3往復することになる。

0073

スロットル弁7が“−10°”の開度と“+3°”との間で往復動作すると、弁体7aは、往路において全閉位置より閉弁側(負側)から全閉位置より開弁側(正側)へ動作するとともに、復路において全閉位置より開弁側(正側)から全閉位置より閉弁側(負側)へ動作することになる。すなわち、スロットル弁7の弁体7aは、一回の往復動作で全閉位置(開度“0°”となる位置)を2回通過することになる。

0074

ここで、スロットル弁7の弁体7aの縁部と吸気管4の内壁面とのクリアランスは、全閉位置において略零となるため、弁体7aが全閉位置を通過する際に、吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分や、弁体7aの縁部に形成されたデポジット等の付着物が掻き落とされることになる。特に、本実施の形態では、弁体7aは、正側から負側へ向かう方向と負側から正側へ向かう方向との両方向から全閉位置を通過する動作を3回繰り返すため、弁体7aの縁部や吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分の付着物が確実に除去される。

0075

一方、上記した始動時スロットル制御ルーチンによれば、内燃機関1の実質的な始動制御は、スロットル弁7が“−10°”の開度と“+3°”の開度との間を3往復した後に開始されることになるが、スロットル弁7の3回の往復動作は概ね“60msec”程度の極短時間で完了するため、運転者に違和感を与えることはない。

0076

上記したようにCPU29が始動時スロットル制御ルーチンを実行することにより、本発明に係るスロットル制御手段が実現される。従って、本実施の形態に係る内燃機関のスロットル制御装置によれば、スロットル弁7の弁体7aの縁部や、吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分にデポジット等の付着物が付着しても、内燃機関1の始動操作が行われた際に、前記弁体7aの縁部や、前記吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分の付着物が確実に掻き落とされるため、スロットル弁7の作動不良や吸入空気量の安定性が損なわれるようなことがない。

0077

〈実施の形態2〉次に、本発明に係るスロットル制御装置の第2の実施の形態について図6に基づいて説明する。ここでは、前述の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

0078

前述の第1の実施の形態では、内燃機関1の始動直前にデポジット等の付着物を除去すべくスロットル弁7を制御する例について述べたが、本実施の形態では、内燃機関1の運転停止直後にデポジット等の付着物を除去すべくスロットル弁7を制御する例について述べる。

0079

この場合、CPU29は、図6に示すような運転停止時スロットル制御ルーチンを実行する。図6に示す運転停止時スロットル制御ルーチンは、イグニッションスイッチ(IG.SW)27がオンからオフへ切り換えられたこと(イグニッションスイッチ(IG.SW)27からのオフ信号を入力したこと)をトリガにして実行されるルーチンである。

0080

運転停止時スロットル制御ルーチンでは、CPU29は、S601において、燃料噴射弁13への駆動電流の通電を停止すべく駆動回路15を制御するとともに、点火栓12への駆動電流の通電を停止し、内燃機関1の運転を実質的に停止させる。

0081

S602では、CPU29は、スロットル弁7が“−10°”の開度から“+3°”の開度まで開弁動作するよう直動トルクモータ8に対する駆動電流の通電を開始する。

0082

S603では、CPU29は、スロットルポジションセンサ9の出力信号を入力し、スロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上の開度に達したか否かを判別する。

0083

前記S603においてスロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上の開度に達していないと判定した場合は、CPU29は、スロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上に達するまで前記S603の処理を繰り返し実行する。

0084

前記S603においてスロットル弁7の実際の開度が“+3°”以上の開度に達したと判定した場合は、CPU29は、S604へ進み、直動トルクモータ8への通電を停止する。この場合、直動トルクモータ8のトルクが“零”となるため、スロットル弁7は、リターンスプリング70の付勢力によって“+3°”の開度から“−10°”の開度へ閉弁動作される。

0085

S605では、CPU29は、スロットルポジションセンサ9の出力信号を入力し、スロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻ったか否かを判別する。

0086

前記S605においてスロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻っていないと判定した場合は、CPU29は、スロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻るまで前記S605の処理を繰り返し実行する。

0087

前記S605においてスロットル弁7の実際の開度が“−10°”の開度に戻ったと判定した場合は、CPU29は、S606へ進み、RAM31の所定領域に設定されたカウンタ記憶領域の値:Cを1つインクリメントする。

0088

S607では、CPU29は、前記S606で更新されたカウンタ記憶領域の値:Cが“3”以上であるか否か、すなわち、スロットル弁7が“−10°”の開度と“+3°”の開度との間を3往復以上開閉動作したか否かを判別する。

0089

前記S607において前記カウンタ記憶領域の値:Cが“3”未満であると判定した場合は、CPU29は、前記S602〜前記S606の処理を再度実行する。そして、S607において前記カウンタ記憶領域の値:Cが“3”以上であると判定した場合は、CPU29は、S608へ進み、前記カウンタ記憶領域の値:Cを“0”にリセットする。

0090

S609では、CPU29は、ECU29の電源をオンからオフへ切り換え、本ルーチンの実行を終了する。このようにCPU29が運転停止時スロットル制御ルーチンを実行することにより、内燃機関1の運転が停止された直後に、スロットル弁7が“−10°”の開度と“+3°”の開度との範囲を3往復することになる。

0091

この結果、スロットル弁7の弁体7aの縁部や、吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分に付着した付着物は、内燃機関1の運転停止直後のスロットル弁7の往復動作によって確実に除去されることになり、スロットル弁7が作動不良に陥るようなことがなく、吸入空気量の安定性も確保される。

0092

〈実施の形態3〉以下、本発明に係るスロットル制御装置の第3の実施の形態について図7に基づいて説明する。ここでは、前述の第1の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

0093

前述の第1の実施の形態では、内燃機関1の始動直前にデポジット等の付着物を除去する例について述べたが、本実施の形態では、内燃機関1の運転時にデポジット等の付着物を除去する例について述べる。

0094

この場合、CPU29は、図7に示すような運転時スロットル制御ルーチンを実行する。図7に示す運転時スロットル制御ルーチンは、内燃機関1が運転状態にあるときに、所定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ20がパルス信号を出力する度)に繰り返し実行さえるルーチンである。

0095

運転時スロットル制御ルーチンでは、CPU29は、S701において、内燃機関1の運転状態がアイドル運転領域にあるか否かを判別する。アイドル運転領域の判定方法としては、車速センサ25の出力信号(車速)が所定速度以下であり、且つアクセルポジションセンサ11の出力信号(アクセル開度)が“0”であることを条件に判定する方法を例示することができる。

0096

前記S701において内燃機関1の運転状態が非アイドル運転領域にあると判定した場合は、CPU29は、S702へ進み、スロットル弁7を全閉位置より正側の範囲(0°〜(+90°))で制御する。

0097

例えば、CPU29は、アクセルポジションセンサ11の出力信号(アクセル開度)を基本パラメータとして目標スロットル開度を算出する。CPU29は、スロットル弁7を目標スロットル開度まで駆動する上で直動トルクモータ8に印加すべき駆動電流の大きさを算出する。CPU29は、算出された駆動電流を直動トルクモータ8に印加する。

0098

前記S702の処理を実行し終えたCPU29は、本ルーチンの実行を一旦終了し、所定時間経過後に本ルーチンを再度を実行することになる。その際、内燃機関1の運転状態が非アイドル運転領域からアイドル運転領域へ移行していると、CPU29はS701において内燃機関1の運転状態がアイドル運転領域にあると判定し、S703へ進むことになる。

0099

S703では、CPU29は、スロットル弁7を全閉位置より正側の範囲(0°〜(+90°))から全閉位置より負側の範囲(0°〜(−10°))の範囲へ駆動し、次いで、全閉位置より負側の範囲でアイドルスピードコントロールを実行する。

0100

例えば、CPU29は、水温センサ21の出力信号(機関冷却水温度)、エアコンディショナコンプレッサ等の補機類負荷等をパラメータにして目標アイドル回転数を算出する。

0101

CPU29は、クランクポジションセンサ20がパルス信号を出力する時間的間隔に基づいて実際の機関回転数を算出する。CPU29は、前記目標アイドル回転数と実際の機関回転数を比較する。

0102

CPU29は、実際の機関回転数が前記目標アイドル回転数より低い場合は、内燃機関1の吸入空気量を増加させて機関回転数を高めるべく直動トルクモータ8を制御し、実際の機関回転数が前記目標アイドル回転数より高い場合は、内燃機関1の吸入空気量を減少させて機関回転数を低下させるべく直動トルクモータ8を制御する。

0103

ここで、全閉位置より負側の範囲では、スロットル弁7の開度が閉弁方向に進むほど(負側に進むほど)、吸気管4内の実質的な流路が広くなるため、CPU29は、内燃機関1の吸入空気量を増加させる場合は、スロットル弁7を閉弁方向へ駆動させるべく直動トルクモータ8を制御し、内燃機関1の吸入空気量を減少させる場合は、スロットル弁7を開弁方向へ駆動させるべく直動トルクモータ8を制御する。

0104

ここで図7に戻り、前記S703の処理を実行し終えたCPU29は、前記S701以降の処理を再度実行する。その際、S701において内燃機関1の運転状態がアイドル運転領域から非アイドル運転領域へ移行したと判定すると、CPU29は、S702において、スロットル弁7を全閉位置より負側の領域から全閉位置より正側の領域へ駆動させ、次いで、目標スロットル開度まで駆動することになる。

0105

このようにCPU29が運転時スロットル制御ルーチンを実行することにより、内燃機関1の運転状態が非アイドル運転領域からアイドル運転領域へ移行した場合は、スロットル弁7の弁体7aは、全閉位置より正側の位置から全閉位置より負側の位置へ閉弁動作し、全閉位置を正側から負側に向かって通過することになる。

0106

また、内燃機関1の運転状態がアイドル状態から非アイドル状態へ移行した場合は、スロットル弁7の弁体7aは、全閉位置より負側の位置から全閉位置より正側の位置へ開弁動作し、全閉位置を負側から正側に向かって通過することになる。

0107

この結果、スロットル弁7の弁体7aは、内燃機関1の運転状態がアイドル運転領域と非アイドル運転領域とを変移することによって、全閉位置より負側の位置と全閉位置より正側の位置との間で往復動作することになる。

0108

従って、スロットル弁7の弁体7aの縁部や、吸気管4内壁面において弁体7aの配置部分に付着した付着物は、上記したような弁体7aの往復動作によって確実に除去されることになり、スロットル弁7が作動不良に陥るようなことがなく、吸入空気量の安定性も確保される。

発明の効果

0109

本発明に係る内燃機関のスロットル制御装置では、スロットル弁は、全閉位置の前後を含む所定範囲、言い換えればスロットル弁の縁部が最も吸気通路内壁と近接する位置の前後を含む所定範囲において往復動作することになる。

0110

この場合、スロットル弁の縁部や吸気通路内壁に形成されたデポジット等の付着物は、スロットル弁が全閉位置を通過する際に掻き落とされることになる。従って、本発明に係るスロットル制御装置によれば、スロットル弁の縁部や、吸気通路内壁においてスロットル弁配置部分に付着した付着物が確実に掻き落とされることになり、スロットル弁が作動不良に陥るようなことがなく、吸入空気量の安定性も確保される。

図面の簡単な説明

0111

図1本発明を適用する内燃機関の概略構成図
図2スロットル弁の詳細な構成を示す図
図3スロットル弁の動作を説明する図
図4ECUの内部構成を示すブロック図
図5始動時スロットル制御ルーチンを示すフローチャート
図6運転停止時スロットル制御ルーチンを示すフローチャート図
図7運転時スロットル制御ルーチンを示すフローチャート図

--

0112

1・・・内燃機関
2・・・吸気枝管
3・・・サージタンク
4・・・吸気管
7・・・スロットル弁
7a・・弁体
7b・・シャフト
7c・・レバー
70・・リターンスプリング
8・・・直動トルクモータ
9・・・スロットルポジションセンサ
10・・アクセルペダル
11・・アクセルポジションセンサ
16・・排気枝管
22・・ECU
29・・CPU
30・・ROM
37・・EGR管
38・・EGR弁

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