JPH0618048Y2 - 内燃機関のスロットル弁全閉位置検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、内燃機関のスロットル弁全閉位置検出装
置、特にスロットル弁が固着したスロットルシャフトに
中間部材を介して連係したアクセルシャフト側に、スロ
ットル弁開度センサが設けられたスロットル弁全閉位置
検出装置に関する。

従来の技術 内燃機関のスロットル弁の全閉位置（アイドル位置）を
検出する最も単純な装置としては、その全閉位置でＯＮ
作動する機械的接点を備えたアイドル検出スイッチがあ
る。

これに対し、スロットル弁の開度自体を、ポテンショメ
ータ等からなるスロットル弁開度センサにて常時検出す
るようにしたものにおいては、一般に、機械的接点を用
いずに、スロットル弁開度センサが出力した開度信号を
利用して全閉位置であるか否かの判定を行うようにして
いる（例えば特開昭６２−９３４７４号公報等参照）。
すなわち、スロットル弁開度センサがそれまでに出力し
た開度信号ＴＶＯの最小値ＴＶＯｍｉｎを、アイドル基
準値として逐次学習，記憶しておき、スロットル弁開度
センサが出力する開度信号ＴＶＯをこのアイドル基準値
ＴＶＯｍｉｎと比較することで、全閉位置であるか否か
を判定するのである。尚、通常、上記アイドル基準値Ｔ
ＶＯｍｉｎに所定の許容両αを加えた値（ＴＶＯｍｉｎ
＋α）と、検出開度ＴＶＯとを大小比較して、ＴＶＯ＜
ＴＶＯｍｉｎ＋αであれば全閉であると判定している。

このようなスロットル弁全閉位置検出装置によれば、経
年変化等によって全閉位置における開度信号ＴＶＯの値
が変化したとしても、精度良く全閉位置の検出を行うこ
とができる。

ところで、従来から実開昭６２−１２２１４７号公報に
示されているように、シリンダヘッドの吸気ポート近傍
に、各吸気ポート毎にスロットル弁を設けた所謂多連ス
ロットル弁型の内燃機関が知られている。このもので
は、複数のスロットル弁を同一開度に一斉に開閉させる
必要があるので、アクセルドラムを備えたアクセルシャ
フトと、スロットル弁が固着したスロットルシャフトと
が別個に設けられており、かつ中間部材例えば中間リン
クを介して両者を連係させた構成となっている。そし
て、この場合、上記スロットルシャフトが通常複数本に
分割された形となっているので、スロットル弁開度セン
サはアクセルシャフト側に取り付けられ、該アクセルシ
ャフトの回転角からスロットル弁開度ひいてはその全閉
位置の検出を行うことになる。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、上記のようにスロットルシャフトとアク
セルシャフトとを具備し、そのアクセルシャフト側にス
ロットル弁開度センサを設けた構成においては、周囲の
温度変化による中間リンクの熱膨張、あるいは両シャフ
トを支持したアルミニウム合金製吸気マニホルドの熱膨
張等の影響を受けて、全閉位置の検出が不正確になり易
い。

すなわち、アクセルを解放した状態でのスロットル弁の
実際の全閉位置は、スロットルシャフト側に設けられた
ストッパによって位置決めされ、これに伴って中間リン
クを介してアクセルシャフトの回転位置が決まるのであ
るが、例えば中間リンクが伸縮変化すれば、それに応じ
てアクセルシャフトが回転し、同一のスロットル弁全閉
位置であっても異なる開度信号ＴＶＯが出力されてしま
う。

特に、温度低下あるいは温度上昇によって、検出開度Ｔ
ＶＯが大となる方向に変化すると、実際にはアイドル状
態であるにも拘わらず、全閉位置検出がなされないとい
う不都合が生じる。

課題を解決するための手段 そこで、この考案に係る内燃機関のスロットル弁全閉位
置検出装置は、第１図に示すように、アクセルドラムを
備えた回動可能なアクセルシャフトと、スロットル弁が
取り付けられ、かつスロットル弁全閉位置でその回動位
置が既製されるスロットルシャフトと、上記アクセルシ
ャフトとスロットルシャフトとを互いに連動するように
連係する中間部材と、を備えてなる内燃機関において、
上記アクセルシャフトの回転角を検出するスロットル弁
開度センサＡと、このスロットル弁開度センサＡが出力
する開度信号の最小値をアイドル基準値として逐次学
習，記憶する記憶手段Ｂと、スロットル弁開度センサＡ
が出力する開度信号を上記アイドル基準値と比較して、
スロットル弁が全閉位置にあるか否かを判別する比較手
段Ｃと、内燃機関の温度を検出する温度検出手段Ｄと、
この温度の変化に応じて上記アイドル基準値を補正する
補正手段Ｅとを備えたことを特徴としている。

作用 スロットル弁開度センサＡの開度信号がそれまでの最小
値よりも小さければ、記憶手段Ｂの内容が更新され、ま
た最小値よりも大きければ、それまでの最小値がそのま
ま保持される。比較手段では、この最小値つまりアイド
ル基準値とスロットル弁開度センサＡの開度信号とを比
較して、全閉位置にあるか否かを判定する。そして、温
度検出手段Ｄによる検出温度が変化した場合には、その
変化量に応じてアイドル基準値が補正される。

実施例 以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、この考案の一実施例の機械的構成を示す構成
説明図である。

同図において、１は直列４気筒内燃機関のシリンダヘッ
ドを示している。このシリンダヘッド１は、各気筒の吸
気ポート２が一方の側面に開口しており、かつ各燃焼室
３に点火プラグ４が装着されている。

また５は、吸気通路６に接続された吸気コレクタであ
る。上記吸気通路６には、エアクリーナ７が介装されて
いるとともに、このエアクリーナ７下流側に機関吸入空
気量を検出する例えば熱線式等のエアフロメータ８が装
着されている。また上記吸気コレクタ５から４本の分岐
通路９が形成されており、かつ各分岐通路９の先端がそ
れぞれ吸気ポート２に接続されている。そして、上記分
岐通路９の比較的下流側つまり吸気ポート２近傍位置
に、バタフライバルブ型のスロットル弁１０がそれぞれ
配設されている。尚、上記吸気コレクタ５と分岐通路９
の上流側部分は、例えばアルミニウム合金製の吸気マニ
ホルドとして一体に形成されている。

上記スロットル弁１０は、２気筒づつ共通なスロットル
シャフト１１に固着しており、かつこのスロットルシャ
フト１１の端部にリンクプレート１１ａが設けられてい
る。また１本のアクセルシャフト１３がスロットルシャ
フト１１と平行に配設されている。このアクセルシャフ
ト１３は、中間部にアクセルドラム１４を有し、ここに
アクセルワイヤ１５が連係しているとともに、一方の端
部に一対のリンクプレート１３ａを有している。そし
て、このリンクプレート１３ａが、中間部材としての中
間リンク１２を介して各スロットルシャフト１１のリン
クプレート１１ａに連係している。従って、図示せぬア
クセルペダルが操作されると、アクセルシャフト１３が
回動するとともに、これに連動してスロットルシャフト
１１が回動し、各スロットル弁１０が一斉に開閉され
る。

また上記アクセルシャフト１３の他方の端部に、該アク
セルシャフト１３の回転角つまりスロットル弁開度を検
出するポテンショメータからなるスロットル弁開度セン
サ１６が取り付けられている。

１７は、上記吸気コレクタ５と各分岐通路９のスロット
ル弁１０下流側を連通した補助空気通路、１８はこの補
助空気通路１７に介装された補助空気制御弁、１９はア
ジャストスクリュー形式の流量調整弁２０を備えた初期
調整用のバイパス通路である。尚、図示せぬ燃料噴射弁
は各分岐通路９のスロットル弁１０下流側に配設されて
おり、各気筒毎に燃料を噴射供給している。

２１は、上記スロットル弁開度センサ１６の検出信号に
基づいてスロットル弁１０全閉位置の検出を行うととも
に、内燃機関の点火時期制御や噴射量制御あるは補助空
気制御弁１８によるアイドル回転数制御等を行うコント
ロールユニットを示している。このコントロールユニッ
ト２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポート
等を主体としたマイクロコンピュータシステムにて構成
されている。また２２は機関回転数を検出するクランク
角センサ、２３はパワートランジスタ等からなる点火装
置、２４は機関冷却水温を検出する温度センサを示して
いる。

第３図は、スロットルシャフト１１とアクセルシャフト
１３と中間リンク１２とによって構成されるリンク機構
を模式的に示したものであり、スロットル弁１０を備え
たスロットルシャフト１１は、図中時計回り方向に図示
せぬリターンスプリングによって回動付勢されていると
ともに、図示せぬストッパによって全閉位置の位置決め
がなされている。そして、アクセルシャフト１３は、ア
クセルワイヤ１５を引っ張ることによって図中時計回り
方向に回動するものであり、このアクセルシャフト１３
から下方に延びたリンクプレート１３ａとスロットルシ
ャフト１１から上方に延びたリンクプレート１１ａとが
中間リンク１２によって連結されている。

ここで上記中間リンク１２は、通常、鉄系の金属材料に
て形成されている。これに対し、吸気コレクタ５や分岐
通路９を構成する吸気マニホルドは通常アルミニウム合
金にて形成されている。そのため、周囲の温度が低下す
ると、中間リンク１２が相対的に伸長する形となり、ス
ロットル弁１０が全閉位置にあっても、アクセルシャフ
ト１３が開方向に僅かに回動し、スロットル弁開度セン
サ１６による検出開度が大となって全閉位置の検出が不
可能となる。従って、この実施例では、後述するように
温度低下時にのみ補正を行っている。尚、第４図に示す
ように、アクセルシャフト１３の回動量△θは、温度の
変化量に略比例したものとなる。また、この温度として
は、吸気マニホルドの温度を直接検出することが望まし
いが、機関冷却水温で代替えすることは勿論可能であ
る。

次に、第５図は上記コントロールユニット２１において
実行されるスロットル弁全閉位置検出プログラムの概略
を示すフローチャートであり、以下、これを説明する。
尚、このプログラムは所定時間毎に繰り返し実行され、
スロットル弁１０が全閉状態か否かを常時判定してい
る。

先ず、ステップ１でスロットル弁開度センサ１６にて検
出されたスロットル弁開度つまりスロットル弁開度セン
サ１６が出力した開度信号の値ＴＶＯを読み込み、ステ
ップ２で、読み込んだスロットル弁開度ＴＶＯを従前の
最小値つまりそのときのアイドル基準値ＴＶＯｍｉｎと
比較する。ここでスロットル弁開度ＴＶＯが従前の最小
値ＴＶＯｍｉｎより小であれば、そのスロットル弁開度
ＴＶＯを新たなアイドル基準値ＴＶＯｍｉｎとして更新
（ステップ３）し、最小値ＴＶＯｍｉｎ以上であれば従
前の最小値ＴＶＯｍｉｎをそのままアイドル基準値とし
て保持する。すなわち、アイドル基準値となる最小値Ｔ
ＶＯｍｉｎが逐次学習，更新される。

次にステップ４で、機関冷却水温ＴＷを読み込み、かつ
ステップ５で、この機関冷却水温ＴＷを基準水温ＴＷｓ
ｉｄと比較する。ここで現在の水温ＴＷが基準水温ＴＷ
ｓｉｄ以上であれば、アイドル基準値ＴＶＯｍｉｎの補
正は行わずにステッア９へ進み、現在の水温ＴＷを次回
のＴＷｓｉｄとする。従って、水温ＴＷが上昇している
限りは、第６図に示すように水温ＴＷの上昇に従って基
準水温ＴＷｓｉｄも上昇して行く。

また水温ＴＷが基準水温ＴＷｓｉｄよりも低い場合に
は、更にステップ６で、基準水温ＴＷｓｉｄよりも一定
温度β（例えば１０℃程度に設定される）だけ低い温度
（ＴＷｓｉｄ−β）と比較する。水温ＴＷがこれ以下で
ない場合には、特に補正は行わず、かつ基準水温ＴＷｓ
ｉｄの更新も行わない（第６図参照）。これに対し、水
温ＴＷが（ＴＷｓｉｄ−β）以下であった場合には、ス
テップ７へ進んで、従前のアイドル基準値ＴＶＯｍｉｎ
に所定補正量γを加え、新たなアイドル基準値ＴＶＯｍ
ｉｎとする。つまりアイドル基準値ＴＶＯｍｉｎの補正
を行う。同時に、基準水温ＴＷｓｉｄを、従前より一定
温度βだけ低い値に更新する（ステップ８）。尚、βと
γとは、第４図に示すような関係にある。

そして、ステップ１０で、検出開度ＴＶＯを、アイドル
基準値ＴＶＯｍｉｎに若干の許容量αを加えた値（ＴＶ
Ｏｍｉｎ＋α）と大小比較し、この（ＴＶＯｍｉｎ＋
α）よりも小であれば全閉位置つまりアイドル状態であ
ると判定（ステップ１１）し、また（ＴＶＯｍｉｎ＋
α）以上であれば非全閉つまり非アイドル状態であると
判定（ステップ１２）する。

従って、機関冷却水温ＴＷが一旦高く上昇し、その後低
下したような場合には、第６図に示すように、一定温度
β例えば１０℃づつ低下するたびにアイドル基準値ＴＶ
Ｏｍｉｎが一定量γづつ補正される。そのため、スロッ
トル弁１０が全閉状態であるにもかかわらずスロットル
弁開度センサ１６の検出開度ＴＶＯが温度低下に伴って
増大したとしても、全閉位置であることを確実に検出で
きる。

尚、水温ＴＷの上昇時つまり中間リンク１２が相対的に
縮小変化する場合には、上述のようにアイドル基準値Ｔ
ＶＯｍｉｎは補正されないが、この場合には検出開度Ｔ
ＶＯが小さくなる方向に変化するので、特に補正せずと
も、アイドル基準値ＴＶＯｍｉｎが水温ＴＷに応じた形
で逐次更新（ステップ３）されることになり、正確な全
閉位置の検出を継続できる。そして、そのときの水温Ｔ
Ｗが逐次基準水温ＴＷｓｉｄとして記憶され、その後の
温度低下に対する補正の基準となるのである。尚、上記
の基準水温ＴＷｓｉｄの値は、キーオフ後も記憶保持さ
れる。同様にアイドル基準値ＴＶＯｍｉｎはキーオフ後
も記憶保持され、次回始動時には、これに水温ＴＷに応
じた補正等を加えて初期値として用いられる。

以上、この考案の一実施例を詳細に説明したが、中間リ
ンク１２のレイアウト等によっては、上記実施例とは逆
に、温度上昇時に補正を行う場合もあることは言うまで
もない。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機関
のスロットル弁全閉位置検出装置によれば、中間部材等
の熱変形によってスロットル弁開度センサの出力が変化
したとしても、アイドル基準値の補正によりスロットル
弁が全閉位置にあるか否かを精度良く検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成を示すクレーム対応図、第２図
はこの考案の一実施例を示す構成説明図、第３図はスロ
ットルシャフト等のリンク機構を示す説明図、第４図は
温度とアクセルシャフト回動量△θの関係を示す特性
図、第５図はスロットル弁全閉位置検出プログラムの概
略を示すフローチャート、第６図は水温ＴＷの変化に伴
うアイドル基準値ＴＶＯｍｉｎの変化を示す特性図であ
る。 Ａ……スロットル弁開度センサ、Ｂ……記憶手段、 Ｃ……比較手段、Ｄ……温度検出手段、Ｅ……補正手
段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】アクセルドラムを備えた回動可能なアクセ
   ルシャフトと、スロットル弁が取り付けられ、かつスロ
   ットル弁全閉位置でその回動位置が規制されるスロット
   ルシャフトと、上記アクセルシャフトとスロットルシャ
   フトとを互いに連動するように連係する中間部材と、を
   備えてなる内燃機関において、上記アクセルシャフトの
   回転角を検出するスロットル弁開度センサと、このスロ
   ットル弁開度センサが出力する開度信号の最小値をアイ
   ドル基準値として逐次学習，記憶する記憶手段と、スロ
   ットル弁開度センサが出力する開度信号を上記アイドル
   基準値と比較して、スロットル弁が全閉位置にあるか否
   かを判別する比較手段と、内燃機関の温度を検出する温
   度検出手段と、この温度の変化に応じて上記アイドル基
   準値を補正する補正手段とを備えてなる内燃機関のスロ
   ットル弁全閉位置検出装置。