JPS639092B2

JPS639092B2 -

Info

Publication number: JPS639092B2
Application number: JP1373981A
Authority: JP
Inventors: Toshio Manaka; Takeshi Atago
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1988-02-25
Also published as: JPS57129231A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電子制御システムを備えた自動車用
エンジンにおける始動補正のための絞り弁開度制
御装置に関する。

従来、自動車用のガソリンエンジンなどにおい
ては、エンジンに関する種々の制御、例えばアク
セル開度と負荷トルクに応じたＡ／Ｆ（空燃比）
制御、始動補正と暖気補正、それにアイドル回転
数制御などのほとんどを気化器によつて独立に行
なつていた。

しかしながら、近年にいたり、マイクロコンピ
ユータ（以下マイコンという）を用いてエンジン
運転状態を表わす各種のデータを取り込み、各種
アクチユエータを介して総合的にエンジンの運転
状態の制御が行なわれるようにした、電子制御形
のエンジン制御システムが広く採用されるように
なつてきた。

このような電子制御形のエンジン制御システム
の一例を第１図ないし第５図について説明する。

第１図はシステム全体を示したもので、図にお
いて、１はエンジン、２は気化器、３はスローソ
レノイド、４はメーンソレノイド、５はフユエル
ソレノイド、６はリミツトスイツチ、７はスロツ
トルアクチユエータ、８は吸気負圧センサ、９は
冷却水温センサ、１０はパルス形エンジン回転数
センサ、１１はアイドル検出スイツチ、１２はコ
ントロールユニツトである。

第２図にはスロツトルアクチユエータ７の構成
が示されている。

図において、１４はスロツトルバルブ（以下、
絞り弁という）１３の軸、１５は軸１４に取り付
られた開閉レバー、１６は同じく戻しレバー、１
７はリターンスプリング、１８はストロークシヤ
フト、１９は減速歯車、２０は直流モータ、２１
はスプリングである。なお、２は気化器、１１は
アイドル検出スイツチ、１２はコントロールユニ
ツト、１３は絞り弁である。

アクセルペダルが操作されていない状態のとき
には、絞り弁１３はリターンスプリング１７の張
力により復帰位置に戻つており、このときの復帰
位置は開閉レバー１５がストロークシヤフト１８
に当接する位置で定まる。そして、このストロー
クシヤフト１８は歯車１９にネジによつて保持さ
れているから、モータ２０に信号を送つて歯車１
９を回転させることにより絞り弁１３の復帰位置
を任意に制御することができる。

また、ストロークシヤフト１８と歯車１９は全
体としてシヤフト１８の長さ方向に僅かに移動可
能に構成され、アクセルペダルが操作されて絞り
弁１３が復帰位置から開かれたときにはスプリン
グ２１によつて図に破線で示したように左方に変
位してスイツチ１１が開き、絞り弁１３がリター
ンスプリング１７の張力で復帰位置に戻つたとき
には開閉レバー１５がストロークシヤフト１８に
押付けられ、スプリング２１が押込まれてスイツ
チ１１が閉じるように構成されている。従つて、
スイツチ１１のON・OFFによつて絞り弁１３が
アクセルペダルを介して操作されているか、或い
は復帰位置に戻つているかを検出することができ
る。

さらに、絞り弁１３が全閉位置付近の基準開度
にまで復帰したときには、リミツトスイツチ６が
動作するから、このリミツトスイツチ６のデータ
L_iswによつて絞り弁１３が基準開度θ₀に復帰した
ことを検出することができる。

第３図はコントロールユニツト１２の一例を示
したもので、コントロールロジツク２２、マイク
ロプロセツサ２３、ロム２４、マルチプレクサ２
５、アナログデジタル変換器２６などで構成さ
れ、負圧センサ８（第１図）からの吸気負圧Vc
や水温センサ９からのエンジン温度T_Wなどのア
ナログデータはマルチプレクサ２５とアナログデ
ジタル変換器２６を介して、リミツトスイツチ６
からのデータL_isw、アイドル検出スイツチ１１か
らのデータT_HSW、それに回転数センサ１０から
のエンジン回転数Ｎなどのデジタルデータはその
ままでそれぞれコントロールロジツク２２に取り
込み、マイクロプロセツサ２３、ロム２４などで
処理し、各種アクチユエータ、例えばスローソレ
ノイド３、メーンソレノイド４、フユエルソレノ
イド５、スロツトルアクチユエータ７などを制御
してエンジンの運転状態に応じた最適な制御を行
なう。

従つて、このように構成されたシステムでは、
エンジンの運転状態を表わす各種のデータに応じ
て、定常運転状態ではスローとメーンのソレノイ
ド３，４の制御を介して最適なＡ／Ｆに制御する
と共に暖気運転状態ではフユエルソレノイド５の
制御によつてＡ／Ｆを最適な状態に制御し、さら
に、スロツトルアクチユエータ７を制御すること
によりアイドル状態と放置暖気状態でのエンジン
回転数を最適な状態に制御することができる上、
始動時における絞り弁１３の開度を所定値に保つ
ことができる。

このときのスロツトルアクチユエータ７に対す
る制御態様は、コントロールユニツト１２による
デイジタル的な制御を可能にするため、直流モー
タ２０をパルスによつて駆動し、それによつてス
トロークシヤフト１８を出し入れさせて絞り弁１
３の復帰位置を制御するようにしてあり、このと
き供給されるパルスは第４図に示すような波形の
もので、所定の繰り返し期間Ｔの間に所定のパル
ス幅P_Wを有するものであり、従つて、このパル
スを直流モータ２０に供給したときには、１個の
パルスを供給するごとに得られる回転数は一定値
になり、供給したパルスの数によつてストローク
シヤフト１８の移動量が決定されることになる。

そして、ストロークシヤフト１８の移動した位
置に応じて絞り弁１３の復帰位置、即ちアイドル
状態での絞り弁１３の開度が決まり、それによつ
てエンジンの回転数が決定されるから、結局、こ
のアクチユエータ７の直流モータ２０に供給する
パルスの数によつて第５図に示すように絞り弁開
度がθ₀からθ_nにわたつて制御できることになる。
この第５図において、直線Ａは正極性のパルスを
加えたとき、Ｂは負極性のパルスを加えたときの
特性である。

従つて、このような電子制御システムにおいて
は、アイドル検出スイツチ１１のONによつて絞
り弁１３がアイドル状態に入つたことを検出する
と、コントロールユニツト１２はマイコンによる
プログラムの１つにスロツトルアクチユエータ７
の制御プログラムを付加し、始動時や暖気運転時
を含むアイドル状態での絞り弁開度を常に適切な
状態に制御することができる。

ところが、このようなシステムにおいて従来か
ら採用されている始動補正のための絞り弁開度制
御方式においては、イグニツシヨンスイツチが
ONされた始動時に、冷却水温センサ９からのエ
ンジン温度データT_Wなどを取り込んでスロツト
ルアクチユエータ７を制御し、絞り弁１３の開度
が始動に適した開度となるように制御していた。

しかしながら、低温状態でシステムが使用され
たときなどには、バツテリーの電圧が低下してい
たり、或いはスロツトルアクチユエータ７の凍結
などが起り易く、従つて上記した従来の絞り弁開
度制御装置においては充分な開度設定が困難にな
るという欠点があつた。

また、始動時、イグニツシヨンスイツチがON
されてから絞り弁開度が所定値に設定されるまで
に多少の時間が費やされることがあり、そのよう
な場合には絞り弁開度の設定が終了しないうちに
エンジンが掛つてしまう事態も発生し、始動直後
にエンストを生じ易いという欠点もあつた。

なお、この種の装置として関連するものには、
例えば特開昭55―57639号公報の開示を挙げるこ
とができる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、エンジン始動時に常に正しい絞り弁開度が与
えられるようにした絞り弁開度制御装置を提供す
るにある。

この目的を達成するため、本発明は、エンジン
を始動した際に、そのときのエンジン温度などの
データを記憶しておき、その後、イグニツシヨン
スイツチをOFFにしてエンジンを停止したとき
に上記データに基づいてスロツトルアクチユエー
タを動作させ、絞り弁開度を上記データで与えら
れる所定の開度に設定しておくようにした点を特
徴とする。

以下、本発明により絞り弁開度制御装置を実施
例について説明する。

第６図は本発明の一実施例の動作を示すフロー
チヤートで、以下、これについて説明を行なう。

なお、この実施例が適用されているシステムの
ハード的な構成は第１図ないし第５図について説
明したシステムと同じであるから、その詳しい説
明は省略する。

システムが第６図に示したフローチヤートに従
つたプログラムの実行に入ると、まず第１のステ
ツプ（以下、SIという）でイグニツシヨンスイツ
チがONに操作されたか否かが調べられる。SIで
の結果がYESのときにはＳ２に進み、回転数セ
ンサ１０（第１図）からのデータＮを調べ、それ
か０か否かが判断される。Ｓ２での結果がNO、
つまりエンジンが回転していたときには次のＳ３
に進み、フラグ１が立つているか否かが調べら
れ、NOのときだけＳ４に向つてそのときの冷却
水温センサ９からのデータT_WをデータT_WOとし
てメモリに記憶し、続くＳ５でフラグ１を立てて
からＳ６に進む。

一方、Ｓ３での結果がYESとなつたら、この
ステツプから直ちにＳ６に進む。

Ｓ６ではアクセルペダルが操作されていないと
きの絞り弁開度がエンジン回転数データＮと水温
データT_Wなどによつて制御され、放置暖機状態
でのエンジン回転数制御（FISC）或いはアイド
ル状態でのエンジン回転数制御（ISC）などが第
１図ないし第５図のシステムで説明したようにし
て実行され、このフローによるプログラムを終了
する。

このSIからＳ２を経てＳ３に向うのは、イグニ
ツシヨンスイツチがONに操作され、エンジンが
始動してからであり、それがＳ３での判断を経て
いるから、結局、エンジン始動直後に最初にこの
フローに入つたときだけＳ４とＳ５を通ることに
なり、メモリにはエンジン始動直後で、ほぼ気温
に近い値を示している水温データT_WOが記憶され
ることになる。

次に、SIでの判断結果がNO、つまりイグニツ
シヨンスイツチがOFFに操作された直後とSIで
判断されたときには、Ｓ７に向い、まずコントロ
ールユニツト１２を含むこのシステム全体の電源
を所定時間後にOFFにする電源OFFデイレータ
イマを起動する。これによりシステム全体の電源
はイグニツシヨンスイツチがONになると同時に
ONになり、イグニツシヨンスイツチがOFFにな
つても直ちにOFFにはならずに所定時間が経過
してはじめてOFFになるように構成されている
ことになる。

こうしてＳ７によつてイグニツシヨンスイツチ
がOFFになつてもシステム全体の電源がしばら
くの間はONになつたままにしてから、Ｓ８に進
んでフラグ１をリセツトし、Ｓ９に進んでメモリ
からのデータT_WOを読み、テーブルなどを用いて
データT_WOに対応したパルス個数n₀を第７図に示
すようにして読み出す。

ついでＳ１０ではリミツトスイツチ６（第１
図）のデータL_iswを調べ、スイツチ６がONか否
かを判断する。Ｓ１０での結果がYESとなつた
ときには、Ｓ１１に向い、リミツトスイツチ６が
OFFになるまでスロツトルアクチユエータ７の
モータ２０に正電圧を供給する。

また、Ｓ１０での結果がNO、つまりリミツト
スイツチ６がOFFのときには、Ｓ１２に進み、
リミツトスイツチ６がONになるまでスロツトル
アクチユエータ７のモータ２０に負電圧を供給す
る。

Ｓ１１、或いはＳ１２を出たらＳ１３に進み、
Ｓ９で求めておいたn₀個のパルスＡをスロツトル
アクチユエータ７のモータ２０に供給して絞り弁
１３を所定開度にまで開き、このフローを終了す
る。

この結果、イグニツシヨンスイツチがOFFに
なると、スロツトルアクチユエータ７が操作さ
れ、第８図に示すように絞り弁１３の開度が制御
されることになる。

まず、Ｓ１０からＳ１１又はＳ１２によつて第
８図の時刻t₀からt₁までの制御が行なわれ、絞り
弁開度が基準開度θ₀近傍になるようにされる。即
ち絞り弁開度が時刻t₀（これはＳ１での判断結果
がYESからNOに変つた時刻にほぼ等しい）にお
いて基準開度θ₀より大きかつたときにはＳ１０で
の結果がNOになり、Ｓ１２によつてモータ２０
には負電圧が供給されて時刻t₁で絞り弁開度がθ₀
にされる。また、絞り弁開度が時刻t₀で基準開度
θ₀より小さかつたときには、Ｓ１０での結果が
YESとなるのでＳ１１でモータ２０に正電圧が
与えられ、時刻t₁で基準開度θ₀にまで開かれる。

ついで、Ｓ１３では第８図の時刻t₁からt₂に示
したように、Ｓ９で求められていたn₀個のパルス
Ａがスロツトルアクチユエータ７のモータ２０に
供給されるので、絞り弁開度はそれ以前にエンジ
ンが始動したときの温度データT_WOに対応した開
度に設定されることになる。

このとき、第７図におけるパルス数n₀は、エン
ジン温度に対して適切な始動特性を与えるのに必
要な絞り弁開度に対応したものとなつているか
ら、結局、この実施例によれば、イグニツシヨン
スイツチがOFFにされてエンジンが停止したと
きには、それにひき続いて、あらかじめエンジン
始動時に記憶しておいた冷却水温データに対応し
た開度に絞り弁の開度が動かされ、次のエンジン
始動時までそのままの絞り弁開度を保つように制
御されることになる。

この結果、エンジン始動時には絞り弁開度が始
動に適した開度を常に保つているから、従来技術
のように絞り弁開度が不適切な状態でエンジンの
始動が行なわれてしまうのを防止することができ
る。

なお、第６図の実施例において、Ｓ２での結果
がNOとなつたときにはエンスト状態になつてし
まつたことを示すから、このときには再び絞り弁
開度を始動に適した位置に直すためＳ９以下に進
むようになつている。

また、以上の実施例でリミツトスイツチ６を用
い、これにより一旦絞り弁１３を基準開度に戻し
てから所定の開度に絞り弁１３を動かすようにし
ているのは、比較的複雑な構成となつてコストア
ツプをもたらし易い絞り弁開度センサを不要にす
るためであり、この結果、上記実施例によれば故
障が少なくローコストのシステムとすることがで
きる。

なお、このことから明らかなように、開度セン
サを用い、絞り弁１３の開度を直接検出するよう
すれば、第６図のＳ１０〜Ｓ１３のステツプを省
略し、第７図の特性の代りに水温データT_Wから
直接絞り弁開度を与えるテーブルなどを用いてＳ
９で読み取つた絞り弁開度をそのままスロツトル
アクチユエータ７に与えて絞り弁１３の開度を制
御するステツプをＳ９のあとに設けるだけでよ
い。

さらに、上記実施例では、始動時に必要な絞り
弁開度をエンジン冷却水温データT_Wによつて定
めるようにしているが、エンジンの吸気温度を表
わすデータの函数として絞り弁開度を与えるよう
にしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、エンジ
ン始動のための絞り弁開度の設定が、イグニツシ
ヨンスイツチによりエンジンの運転を停止した直
後で、バツテリー電圧やエンジン温度が充分に高
い状態で行なわれるから、従来技術の欠点を除い
てスロツトルアクチユエータの動作が不充分にな
つて絞り弁開度の設定に問題を生じたりする恐れ
のない絞り弁開度制御装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるエンジンの電子制
御システムの一例を示すブロツク図、第２図はス
ロツトルアクチユエータの模式図、第３図は制御
ユニツトのブロツク図、第４図及び第５図は動作
説明用の特性図、第６図は本発明による絞り弁開
度制御装置の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチヤート、第７図及び第８図はその動作を説
明するための特性図である。１…エンジン、６…リミツトスイツチ、７…ス
ロツトルアクチユエータ、９…冷却水温センサ、
１０…回転数センサ、１１…アイドル検出スイツ
チ、１２…コントロールユニツト、１３…絞り
弁、２０…直流モータ。

Claims

【特許請求の範囲】１絞り弁復帰開度制御用アクチユエータ手段と
温度センサを備え、エンジン始動時に絞り弁開度
を自動的に設定する方式の絞り弁開度制御装置に
おいて、エンジンのイグニツシヨンスイツチON
操作直後の上記温度センサのデータを記憶するメ
モリ手段と、エンジンのイグニツシヨンスイツチ
OFF操作により起動するタイマ手段と、該タイ
マ手段の出力により動作し上記メモリ手段から読
み出したデータに応じて上記アクチユエータ手段
を動作させて絞り弁開度の設定を行なう復帰開度
制御手段とを設け、エンジン停止後、次の始動に
備えて絞り弁の開度が所定値に設定完了されるよ
うに構成されたことを特徴とする絞り弁開度制御
装置。２特許請求の範囲第１項において、絞り弁が基
準開度に復帰したことを検出するリミツトスイツ
チ手段を設け、該スイツチ手段により絞り弁開度
が基準開度に達したことを検出したのち上記メモ
リ手段から読み出したデータに対応した数のパル
ス信号を上記アクチユエータ手段に供給するよう
に上記復帰開度制御手段を構成したことを特徴と
する絞り弁開度制御装置。３特許請求の範囲第１項において、上記温度セ
ンサがエンジン冷却水温センサもしくは吸気温度
センサであることを特徴とする絞り弁開度制御装
置。