JPH0768923B2 - エンジンアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンのアイドル運転状態時におけるエン
ジン回転数（エンジン回転速度）を制御するための装置
に関する。

従来より、この種のエンジンアイドル回転数制御装置の
中には、エンジン回転数やスロットル弁の開度等を検出
して、アイドル運転時の比較的安定した条件下で、エン
ジン回転数のフィードバック制御（アイドルスピードコ
ントロール）を行なう一方、アイドル運転時において比
較的迅速な制御を行ないたい条件下で、スロットル弁の
ポジションフィードバック制御を行なえるようにしたも
のが提案されている。

しかしながら、このような従来の装置では、その構成部
品を交換したような場合、スロットル弁の開度を検出す
るセンサ（スロットル開度センサ）からの出力をキャリ
ブレート（較正）することができず、したがってこのよ
うに部品を交換した場合は制御精度が悪くなるという問
題点がある。

本発明は、このような問題点の解決をはかろうとするも
ので、スロットル弁のポジションフィードバックに基づ
きアイドル時のスロットル開度を規定するアクチュエー
タを使用し、エンジン回転数やスロットル弁の開度等を
検出して、アイドル運転時の比較的安定した条件下で、
エンジン回転数のフィードバック制御を行なう一方、ア
イドル運転時の比較的迅速な制御を行ないたい条件下
で、スロットル弁のポジションフィードバック制御を行
なえるアイドル回転数制御装置において、整備などによ
り構成部品を交換したような場合に、スロットル弁開度
を規定するアクチュエータの基準位置を較正することが
できるようにした、エンジンアイドル回転数制御装置を
提供することを目的とする。

このため、本発明のエンジンアイドル回転数制御装置
は、エンジン吸気通路に設けられたスロットル弁の開度
を制御するアクチュエータと、上記スロットル弁の開度
を検出するスロットル開度センサと、エンジンがアイド
ル運転状態であることを検出するアイドルセンサと、エ
ンジン回転数を検出する回転数センサとをそなえるとと
もに、上記アイドルセンサによるアイドル運転状態検出
時の設定された条件下で、上記回転数センサからの信号
によりエンジン回転数のフィードバック制御を行なう一
方、上記アイドル運転状態検出時の他の設定された条件
下において、上記スロットル開度センサからの信号によ
り上記スロットル弁のポジションフィードバック制御を
行なうべく、上記の各センサからの検出信号を受け同検
出信号に基づく制御信号を上記アクチュエータへ出力す
る制御手段をそなえ、さらに、上記アクチュエータが上
記スロットル弁の基準開度に対応する基準位置にあるか
否かを検出するポジションセンサと、エンジンが停止し
ていることを検出するエンスト検出手段と、イグニッシ
ョンキースイッチ位置を検出するイグニッションキース
イッチ検出手段とをそなえ、上記エンスト検出手段によ
りエンジンが停止していることが検出され上記イグニッ
ションキースイッチ検出手段の出力が所定時間以上イグ
ニッション位置に保持されたとき上記ポジションセンサ
の出力に基づき上記アクチュエータを基準位置に設定す
る基準位置設定手段が設けられたことを特徴としてい
る。

以下、図面により本発明の一実施例としてのエンジンア
イドル回転数制御装置について説明すると、第１図はそ
の全体構成図、第２図はその制御要領を示すブロック
図、第３〜５図，第６図（ａ），（ｂ）および第７図は
いずれもその作用を説明するためのグラフ、第８〜14図
はいずれもその作用を説明するための流れ図である。

第１図に示すごとく、エンジンＥの吸気通路１には、ス
ロットル弁２が配設されており、このスロットル弁２の
軸2aは吸気通路１の外部でスロットルレバー３に連結さ
れている。

また、スロットルレバー３の端部3aには、アクセルペダ
ル（図示せず）を踏み込むと、スロットルレバー３を介
してスロットル弁２を第１図中時計まわりの方向（開方
向）へ回動させるワイヤ（図示せず）が連結されてお
り、さらにスロットル弁２には、これを閉方向へ付勢す
る戻しばね（図示せず）が装着されていて、これにより
上記ワイヤの引張力を弱めると、スロットル弁２は閉じ
てゆくようになっている。

ところで、エンジンアイドル運転時にスロットル弁２の
開度を制御するアクチュエータ４が設けられており、こ
のアクチュエータ４は、回転軸にウォーム6aを有する直
流モータ（以下単に「モータ」という。）５をそなえて
いて、このモータ５付きのウォーム6aは環状のウォーム
ホイール6bに噛合している。

このウォームホイール6bには雌ねじ部6dを有するパイプ
軸6cが一体に設けられており、このパイプ軸6cの雌ねじ
部6dに螺合する雄ねじ部7aを有するロッド７が、ウォー
ムホイール6bおよびパイプ軸6cを貫通して取り付けられ
ている。

そして、ロッド７の先端部は、アイドルセンサとしての
アイドルスイッチ９を介して、スロットルレバー３の端
部3aに、エンジンＥがアイドル運転状態にあるときに当
接するようになっている。

ここで、アイドルスイッチ９は、エンジンアイドル運転
状態でオン（閉）、それ以外でオフ（開）となるスイッ
チである。

なお、ロッド７には長穴7bが形成されており、この長穴
7bにはアクチュエータ本体側のピン（図示せず）が案内
されるようになっており、これによりロッド７の回転防
止がはかられている。

このように、ロッド７の先端部は、エンジンＥがアイド
ル運転状態にあるときに当接しているので、モータ５を
ある方向に回転させることにより、ウォームギヤを介し
パイプ軸6cを回転させ、ロッド７をアクチュエータ４か
ら突出させる（前進させる）と、スロットル弁２を開
き、モータ５を逆方向に回転させて、ロッド７をアクチ
ュエータ４内へ引っ込ませる（後退させる）と、スロッ
トル弁２を戻しばねの作用によって閉じるように制御す
ることができる。

また、スロットル弁２の開度（スロットル開度）を検出
するスロットル開度センサ８が設けられており、このス
ロットル開度センサ８としては、スロットル開度に比例
した電圧を発生するポテンショメータ等が用いられる。

さらに、エンジンＥの暖機温度としての冷却水温を検出
する水温センサ11が設けられるとともに、エンジン回転
数を点火パルスで検出する回転数センサ12が設けられて
いる。

さらにまた、車速をこれに比例した周波数を有するパル
ス信号で検出する車速センサ13が設けられており、この
車速センサ13としては、公知のリードスイッチが用いら
れる。

また、エンジンクランキング状態を検出するクランキン
グセンサとしてのクランキングスイッチ14が設けられて
おり、このクランキングスイッチ14は、セルモータがオ
ンされたときにオン（閉）、それ以外でオフ（開）とな
るスイッチである。

そして、各センサ8,9,11〜14からの検出信号を受けこれ
らの信号に基づく制御信号をアクチュエータ４のモータ
５へ出力する制御手段としてのコントロールユニット15
が設けられているが、このコントロールユニット15は、
アイドルスイッチ９によるアイドル運転状態検出時（ア
イドルスイッチオン時）の設定された条件Ｉ（後述）の
下において、回転数センサ12からの信号によりエンジン
回転数のフィードバック制御（アイドルスピードコント
ロール）を行なう一方、上記アイドル状態検出時の他の
設定された条件II（後述）の下において、スロットル開
度センサ８からの信号によりスロットル弁２のポジショ
ンフィードバック制御を行なうものである。

ここで、上記条件Ｉとは少なくとも次の事項が満足され
た場合をいい、エンジンが比較的安定している条件をい
う。

（１）アイドルスイッチ９がオフからオンへ変化したの
ち、所定時間が経過していること。

（２）車速が極く低速（例えば2.5kg/h以下）であるこ
と。

（３）実際のエンジン回転数（実回転数）NRの目標回転
数NTWからのずれが、所定範囲内であること。

（４）クーラを有する車両等においては、クーラ負荷に
応じてクーラリレー等が切替ったのち、所定時間が経過
していること。

また、上記条件IIとは、上記条件Ｉを満足せず、エンジ
ンが比較的安定しておらず、迅速にフィードバック制御
したい場合の条件をいう。

なお、たとえ上記の条件I,IIのいずれかを満足していて
も、例えばスロットル最低開度以下あるいはスロットル
最高開度以上への制御が不可能な場合は、コントロール
ユニット15から出力はされない。

さらに、スロットル弁２の基準開度（この開度は例えば
エンジン回転数600rpm前後に対応する小さい開度として
設定されている。）に対応するアクチュエータ４のロッ
ド７の位置（基準位置）を検出するポジションセンサと
してのモータポジションスイッチ10が設けられている。
すなわちこのモータポジションスイッチ10は、ロッド７
の後端面より後方に設けられており、ロッド７が最も後
退した状態の近傍でオン（閉）、それ以外でオフ（開）
となるように構成されていて、このオンオフ信号はコン
トロールユニット15へ入力されるようになっている。

さらに、コントロールユニット15は、第２図に示すごと
く、各センサ８〜14からの入力を受けて、エンストモー
ド［エンジンＥが不作動状態（エンジン始動に際しての
準備の状態は除く）にあるモード］，クランキングモー
ド（エンジン始動モード）および走行モード（上記のエ
ンストモードおよびクランキングモード以外の運転モー
ド）を判定し、さらにエンジン回転数のフィードバック
制御（アイドルスピードコントロール）を行なうかスロ
ットル弁２のポジションフィードバック制御を行なうか
どうかという制御方法を判定し、その後この判定結果に
応じ、モータ５の駆動時間（回転方向の判断を含む）を
演算して、この時間に応じた制御信号をモータ５へ出力
しうるようになっている。

以下、このコントロールユニット15による制御について
説明する。まずその主たる制御を行なうメインフローを
第９図に示すが、このメインフローは原則として点火パ
ルスに同期して実行される。なおこのメインフローは、
エンジン不作動時（エンスト時）のように点火パルスの
ないときは、所定の周期を有するクロックのごとき擬似
パルス信号に同期して実行される。

また、このメインフローで表わされるメインルーチンの
ほかに、いくつかのルーチンが用意されており、このル
ーチンとしては、第10図に示すようなエンスト時の処理
フロー（エンスト処理フロー）で表わされるルーチンエ
ンスト，第11図に示すような高速アイドル時の処理フロ
ー（高速アイドル処理フロー）で表わされるルーチンフ
ァーストアイドルおよび第12図に示すようなアイドルス
イッチオフ時スタートの処理フロー（アイドルスイッチ
オフスタート処理フロー）で表わされるルーチンアイド
ルスイッチオフスタート等があるが、いずれの処理フロ
ーもある周期（例えば50ms）のタイマ割込信号（50msタ
イマ割込信号）に同期して実行されるようになってい
る。

また、これらのフローは時分割実行され、第10〜12図に
示す処理フローはメインフローに優先して実行されるよ
うになっている。

さて、第９図に示すメインフローでは、まずＡ−０にお
いて初期化が行なわれ、Ａ−１において、冷却水温TW,
スロットル弁２の実開度PR,エンジンＥの実回転数NR,実
車速VR,アイドルスイッチ９からのオンオフ情報ISW,モ
ータポジションスイッチ10からのオンオフ情報MSW,クラ
ンキングスイッチ14からのオンオフ情報CSWの読み込み
が行なわれる。

そして、Ａ−２において、エンジン実回転数NR＜設定回
転数N3（数百回転程度）であるかどうかが判定されて、
NR＜N3であれば、YESルートをとり、Ａ−３において、
クランキングスイッチ14がオンかどうかが判定される。

クランキングスイッチ14がオンの場合は、YESルートを
とり、Ａ−４において、実回転数NR＜設定回転数N1（10
0回転以下）かどうかが判定される。もしNR＜N1であれ
ば、エンストモード（Ａ−６参照）と判定される。逆に
NR＜N1でなければ、クランキングモード（Ａ−７参照）
と判定される。

一方、クランキングスイッチ14がオフの場合は、Ａ−３
においてNOルートをとり、Ａ−５において実回転数NR＜
設定回転数N2（100回転以下でN1よりも大きい）かどう
かが判定され、NR＜N2の場合は、Ａ−５において、YES
ルートをとって、この場合もエンストモードと判定され
る。

なお、Ａ−２においてNR＜N3でないと判定された場合
や、Ａ−５においてNR＜N2でないと判定された場合は、
走行モード（Ａ−11参照）と判定される。

すなわち、クランキングスイッチ14がオンでNR＜N1（＜
N2＜N3）であるか、あるいはクランキングスイッチ14が
オフでNR＜N2である場合に、エンストモードと判定さ
れ、クランキングスイッチ14がオンでN1≦NR＜N3である
場合に、クランキングモードと判定され、上記以外で走
行モードと判定される。これにより走行モードには、通
常走行時はもちろんのこと、アイドル運転時も含まれ
る。

そして、Ａ−６でエンストモードと判定されると、Ａ−
８においてS1＝１なるフラッグ処理がなされる。この処
理は、第10図に示すエンスト処理フローに関係するフラ
ッグ処理である。なおこのエンスト処理フローについて
は後述する。

また、Ａ−７でクランキングモードと判定されると、Ａ
−９において、S1＝0,S2＝０（このS2はエンスト処理フ
ローでS2＝１とおかれて、フラッグ処理に使用される）
にする処理がなされ、その後Ａ−10において、クランキ
ングマップからクランキング時のスロットル弁目標開度
PTWC（この目標開度は冷却水温に応じて変わる。）を補
間法により求め、レジスタPSに入力することが行なわれ
る。

このように補間法により得られるクランキング時のスロ
ットル開度（スロットル弁目標開度）−冷却水温特性を
示すと、第３図のようになる。

さらに、Ａ−11で走行モードと判定されると、Ａ−12に
おいて、走行マップから走行時のスロットル弁目標開度
PTWDおよびエンジン目標回転数NTWを補間法により求
め、レジスタPS,NSに入力することが行なわれ、その後
Ａ−13において、Ａ−９と同様、S1＝0,S2＝０にする処
理がなされる。

このように補間法により得られる走行時のスロットル開
度（スロットル弁目標開度）−冷却水温特性および目標
回転数−冷却水温特性を示すと、それぞれ第４図および
第５図のようになる。

なお、Ａ−9,A−10の処理およびＡ−12,A−13の処理は
いずれの場合もどちらが先になされても差支えない。

そして、Ａ−10あるいはＡ−13の処理後は、Ａ−14にお
いて、エンジン冷却水温が設定温度を初めて超えたかど
うかが判定される。この設定温度は例えば0,10,20,・・
・のように複数用意されており、実際の温度との関係で
設定温度が順次変更される。例えば実温度が８℃のとき
は設定温度は10℃であり、実温度が10℃よりも高くなる
と、設定温度は20℃に変更される。

このような判定がなされるのは、アイドルスイッチ９が
故障している場合でも、レジスタPSの値を変更して、正
確な制御を続行できることを保障するためである。詳細
は後述する。

このためにＡ−14において、NOであればＡ−15におい
て、S3＝０なる処理がなされ、YESであれば、Ａ−16に
おいて、S3＝１なる処理がなされる。

その後は、Ａ−17において、アイドルスイッチ９がオン
かどうかが判定され、もしオンであれば、Ａ−18におい
て、S4＝１なるフラッグ処理がなされたあと、Ａ−19に
おいて、RAMのアドレスPMに実開度RPを入力することが
行なわれる。

そして、Ａ−20において、前記の条件I,IIからアイドル
スピードコントロールがOK（可能）かどうかが判定さ
れ、可能であれば、エンジン回転数フィードバック制御
を行なうべく、Ａ−29において、ΔＮ＝NS−NRなる演算
が行なわれ、不可能であれば、ポジションフィードバッ
ク制御を行なうべく、Ａ−21において、ΔＰ＝PS−PRな
る演算が行なわれる。

ここで、NSには前記のごとく目標回転数NTWが入ってお
り、PSには目標開度PTWCまたはPTWDが入っている。

そして、Ａ−21,A−29の演算後は、Ａ−22およびＡ−30
において、それぞれΔＰあるいはΔＮからモータ５の駆
動時間ΔＤの算出が行なわれる。

ここで、ΔＰ−ΔＤ特性およびΔＮ−ΔＤ特性の例を示
すと、第６図（ａ）および第６図（ｂ）のようになる。

さらに、Ａ−22,A−30の処理後は、Ａ−23およびＡ−31
において、それぞれΔＤのセットが可能かどうかが判定
される。

ここで、ポジションフィードバック制御の場合（Ａ−2
3）は、例えば100ms経過していると可能、そうでなけれ
ば不可能と判定され、エンジン回転数フィードバック制
御の場合（Ａ−31）は、上記の場合よりも長い時間、例
えば700ms経過していると可能、そうでなければ不可能
と判定される。

すなわちポジションフィードバック制御では、100ms間
隔ごとの制御が可能で、エンジン回転数フィードバック
制御では、700ms間隔ごとの制御が可能ということにな
る。

その後はＡ−24,A−25,A−26において、それぞれS2＝1,
S5＝1,S6＝１であるかどうかの判定がなされ、いずれも
NOである場合は、Ａ−27において、ΔＤをモータ駆動用
タイマにセットし、Ａ−28において、タイマが０になる
までモータを駆動することが行なわれる。

これにより、エンジン回転数フィードバック制御および
ポジションフィードバック制御のいずれの場合も、エン
ジンが冷却水温等に応じた目標とする状態で制御され
る。すなわちエンジンアイドル回転数を最適な状態に制
御できるのである。

なお、Ａ−24,A−25,A−26のいずれかにおいて、YESで
あれば、モータ駆動制御はされずにリターンされる。

ところで、アイドルスイッチ９がオフの場合は、Ａ−17
においてNOルートをとって、Ａ−32において、PS＞PRか
どうかの判定がなされる。もし実開度PRが目標開度PS
（PTWC,PTWD）よりも小さい場合は、Ａ−19において、R
AMのアドレスPMにPRが入力され、以降はＡ−20〜A31ま
での処理が適宜行なわれる。これによりたとえアイドル
スイッチ９が故障していてオフしているような場合、実
開度が目標開度よりも小さい場合でも、実開度を目標開
度にまで制御することができ、エンスト等を招くことが
ない。

また、Ａ−32において実開度PRが目標開度PS以上の場合
は、Ａ−33において、S4＝０かどうかが判定される。

もし、故障などによりアイドルスイッチ９が１回もオン
していない場合は、Ａ−18なる処理（S4＝１とする処
理）をとらないから、S4＝０であり、この場合は、Ａ−
34において、冷却水温が通常の走行時における水温（70
〜110℃）よりも低いかどうかが判定され、もし低けれ
ば、Ａ−38において、S5＝１とするフラッグ処理がなさ
れる。この処理は、第12図に示すアイドルスイッチオフ
スタート処理フローに関係するフラッグ処理である。な
おこのアイドルスイッチオフスタート処理フローについ
ては後述する。

そして、S4＝１の場合、あるいはS4＝０であるけれども
冷却水温が通常走行時水温よりも高い場合は、Ａ−35に
おいて、S3＝１かどうかが判定される。もしS3＝１すな
わち設定温度を初めて超えたなら（Ａ−14,A−16参
照）、Ａ−36において、S6＝１なるフラッグ処理がなさ
れる。この処理は、第11図に示す高速アイドル処理フロ
ーに関係するフラッグ処理である。なおこの高速アイド
ル処理フローについては後述する。

また、S3＝０の場合、すなわち設定温度を初めて超えて
いない場合（Ａ−14,A−15参照）は、Ａ−37において、
ΔＰ＝０とする処理がなされ、これによりモータ５は駆
動されず、ロッド７は現在の位置を保持する。

このようにして、Ａ−８（S1＝１とする処理）,A−36
（S6＝１とする処理）,A−37（ΔＰ＝０とする処理）お
よびＡ−38（S5＝１とする処理）がなされると、その後
リターンされる。

なお、メインフローは点火パルス（擬似パルス信号を含
む。以下同じ。）ごとに、Ａ−１の処理を開始し、点火
パルス１回についていえば、次の点火パルスが出るまで
にＡ−１からＡ−38までの適宜の処理は１回だけ行なわ
れ、その後はリターン処理のところで待ち状態となって
いる。

すなわちある点火パルスが入力されると、メインフロー
の処理が１回だけ行なわれ、リターン処理のところで待
ち状態となり、次の点火パルスが入力されると、再度Ａ
−１の処理から開始し、リターン処理のところで待つ。
以下同様の処理が繰り返されるのである。

したがって、ある点火パルスが入力されても、ΔＤのセ
ットが不可能な場合があり、この場合はロッド７の駆動
はなされない。このため実際は何回かの点火パルスごと
にロッド７の位置が変更される、 次に、第10図に示すエンスト処理フローについて説明す
る。

このフローは、エンジンキーがオンしたのち、このキー
がイグニッション位置に一定時間T0以上保持されると、
ロッド７を後退させてこれを基準位置に位置させるよう
にしたフローである。なお、一定時間T0が経過していな
いときは、エンジン始動準備状態であるとみなして、ク
ランキング制御を行なうように作用する。

まず、Ｂ−０において、S1＝１かどうかの判定がなされ
るが、メインフローのＡ−６でエンストモードと判定さ
れると、この場合はＡ−８において、S1＝１とされるの
で、このときにこのエンスト処理フローがスタートされ
ると、Ｂ−０においてはYESルートをとる。

そして、Ｂ−１において、Ｔ＝Ｔ＋１なるカウント処理
がなされ、Ｂ−２において、Ｔ＞T0かどうかが判定され
る。通常このT0はエンストと判断されるのに十分な時間
に設定される。

もし、Ｔ＞T0であれば、Ｂ−３においてS7＝１かどうか
が判定される。最初はS7＝０であるから、Ｂ−４におい
て、S2＝１とする処理がなされたのち、Ｂ−５におい
て、モータポジションスチッチ10がオンかどうかが判定
される。

通常ロッド７はモータポジションスイッチ10よりも前方
に位置してこのモータポジションスイッチ10をオフの状
態にしているので、Ｂ−５ではNOルートをとり、これに
よりＢ−７において、パルス幅L1でモータ５を駆動させ
て、ロッド７を後退駆動させることが行なわれる。この
ときの後退幅はパルス幅L1で決まるが、この幅は比較的
大きく設定されている。

Ｂ−７の処理の後はリターンされ、待ち状態となるが、
次の50msタイマ割込信号により、再度Ｂ−０の処理がな
される。エンスト状態でモータポジションスイッチ10が
オフの場合は、Ｂ−0,B−1,B−2,B−3,B−4,B−5,B−７
およびリターンを50msごとに何回か繰り返しながら、ロ
ッド７は所定の幅で後退してゆく。このようにしてロッ
ド７が後退してゆくことにより、モータポジションスイ
ッチ10がオンすると、Ｂ−５においてYESルートに切り
替わり、Ｂ−６において、S7＝１なる処理が行なわれた
あと、Ｂ−８において、モータポジションスイッチ10が
オフかどうかが判定される。

この場合はモータポジションスイッチ10がオンであるの
で、NOルートをとり、Ｂ−９において、パルス幅L2（＜
L1）でモータ５を駆動させて、ロッド７を前進駆動させ
る。

このときの前進幅はパルス幅L2で決まるが、この幅は比
較的小さく設定されている。

Ｂ−９の処理の後はリターンされ待ち状態となるが、次
の50msタイマ割込信号により、再びＢ−０の処理がなさ
れるが、この場合Ｂ−６でS7＝１とされているので、Ｂ
−３でＢ−８へジャンプし、その後Ｂ−９の処理がなさ
れる。

このようにして、ロッド７が50msごとに徐々に前進して
ゆくことにより、モータポジションスイッチ10がオフす
ると、Ｂ−８において、YESルートをとり、Ｂ−10,B−1
1,B−12において、次々とS1＝0,S2＝0,S7＝０とする処
理がなされる。

このときロッド７は、まず迅速に後退したのち、ゆっく
りと少しだけ前進して止まるという一連の動きをする。

これによりロッド７が停止するが、この位置がスロット
ル弁２の基準開度に対応するアクチュエータ４の基準位
置となる。したがってその後に例えばスロットル開度セ
ンサ８のごとき本装置の構成部品を交換したような場合
でも、上記の基準位置で、スロットル開度センサ８から
の出力をキャリブレートすることができ、またアイドル
スクリュー等を調整してエンジン回転数を所望値に調整
することもでき、制御精度の低下を招くことはない。

ところで、第10図のＢ−２において、Ｔ＞T0でない場合
すなわちエンジン始動準状態であるかも知れない場合
は、Ａ−10と同様、Ｂ−13において、クランキングマッ
プからクランキング時のスロットル弁目標開度PTWCを補
間法により求めレジスタPSに入力することが行なわれ
る。

このようにして補間法により得られるスロットル開度特
性は第３図のようになる。

そして、Ｂ−14においてアイドルスイッチ９がオンかど
うかが判定される。通常はオンであるから、Ｂ−15にお
いてS4＝１なる処理がなされ、その後Ｂ−16において、
RAMのアドレスPMに実開度PRを入力する。

さらに、Ｂ−17において、ΔＰ＝PS−PRなる演算が行な
われる。ここでPSには目標開度PTWCが入っている。

そして、Ｂ−17の演算後は、Ｂ−18において、ΔＰから
モータ５の駆動時間ΔＤの算出が行なわれる。

さらに、Ｂ−18の処理後は、Ｂ−19において、ΔＤのセ
ットが可能かすなわち例えば100ms経過しているかどう
かが判定され、セット可能であるなら、Ｂ−20でS5＝１
かどうか判定され、S5＝０なら、Ｂ−21において、ΔＤ
をモータ駆動用タイマにセットしてから、Ｂ−22におい
て、このタイマが０になるまで駆動することが行なわれ
る。

これにより、エンジン始動に際して、ポジションフィー
ドバック制御により、スロットル開度を所望位置にセッ
トしておくことができる。

ところで、アイドルスイッチ９が故障しているような場
合は、Ｂ−14において、NOルートをとるが、その後Ｂ−
23において目標開度PS＞実開度PRとの比較が行なわれ、
PS＞PRなら、実開度を目標開度にすべく、Ｂ−16〜Ｂ−
22の処理が行なわれる。一方、PS＞PRでないなら、Ｂ−
24において、S4＝０かどうかが判定され、もし１回もア
イドルスイッチ９がオンしていない場合は、S4＝０であ
るから、Ｂ−25において、冷却水温が通常走行時水温よ
りも低いかどうかが判定される。

そして、冷却水温が通常走行時水温よりも低い場合は、
Ｂ−27で、アイドルスイッチオフスタート処理フロー用
のフラッグ処理（S5＝１）がなされる。

なお、Ｂ−24において、S4＝１であると判定された場合
や、冷却水温が通常走行時水温以上の場合は、Ｂ−26に
おいてΔＰ＝０とする処理がなされ、この場合モータ５
は駆動されず、ロッド７は現在位置を保持する。

また、ロッド７が基準位置にあるときは、Ｂ−10におい
てS1＝０とされるので、その後はＢ−０においてNOルー
トをとり、Ｂ−28においてＴ＝０とするリセット処理が
なされてから、リターンされる。

ここで、この第10図に示すエンスト処理フローについて
の略フローを示すと、第８図のようになる。すなわちキ
ースイッチオンでしかもスタータ位置にない（イグニッ
ション位置にある）時間がT0秒以上続くと、ロッド７
が、モータポジションスイッチ位置まで後退駆動され、
基準位置にセットされるようになっている。一方、キー
スイッチがイグニッション位置にある場合でもキースイ
ッチオン後、T0を経過していないときや、キースイッチ
がスタータ位置にあるときは、クランキング制御が行な
われるのである。

次に、第11図に示す高速アイドル処理フローについて説
明する。このフローは、アイドルスイッチ９が接触不良
や断線等の故障により、オフとなったままの状態でも、
第７図に示すごとく、離散的に設定された温度（例えば
前述の例では0,20,30℃・・・）に、冷却水温が達する
ごとに、ラフではあるが冷却水温に応じて目標開度PTWC
又はPTWDを変更できるようにしたフローである。

すなわち、まずＣ−０においてS6＝１かどうかの判定が
なされるが、メインフローのＡ−35でS3＝１即ち冷却水
温が設定温度を初めて超えた場合は、Ａ−36において、
S6＝１とされるので、このときに高速アイドル処理フロ
ーがスタートされると、Ｃ−０においてはYESルートを
とる。逆に上記のような状況でない場合はNOルートをと
り、その後すぐにリターンされ、次の50msタイマ割込信
号が入力されるまで、待ち状態となる。

Ｃ−０においてYESルートをとると、Ｃ−１において、
ΔＰ＝PS−PMなる演算が行なわれる。ここで、PSは目標
開度,PMは前回の目標開度である。

そしてＣ−２において、ΔＰからモータ駆動時間ΔＤが
演算され、Ｃ−３において、ΔＤがセット可能かすなわ
ち100ms経過しているかどうかの判定がなされ、可能な
らば、Ｃ−４において、RAMのアドレスPMにPSを入力
し、Ｃ−５において、ΔＤをモータ駆動用タイマにセッ
トしてから、Ｃ−６において、タイマが０になるまでモ
ータ５を駆動する。

その後はＣ−７において、S6＝０としてリターンして、
次の50msタイマ割込信号が入力されるまで、待ち状態と
なる。

すなわち、この第11図に示すフローにおいては、アイド
ルスイッチ９が故障してオフしたままの状態でも、第７
図に符号ａで示すようにラフではあるが、Ｃ−１〜Ｃ−
６の処理によって、モータ５を駆動させて、ロッド７を
冷却水温に応じ目標開度を変化させてゆくことができ
る。これによりアイドルスピードコントロールが不可能
なアイドルスイッチ９の故障時においても、エンジン冷
態時始動が可能となり、且つ冷却水温の上昇とともに、
エンストを起こさない程度の高速アイドル制御が可能と
なるのである。なお第７図中の符号ｂは第3,4図の特性
に対応する目標開度特性を示す。

次に、第12図に示すアイドルスイッチオフスタート処理
フローについて説明する。このフローは、１度もアイド
ルスイッチオンの履歴をもたないような場合（アイドル
スイッチ９が故障したようなときが考えられる）におい
て、実開度PR≧目標開度PSで且つ冷却水温が低いような
ときにでも、エンジンＥを確実にスタートできるように
したフローである。

すなわち、このフローでは、まずＤ−０において、S5＝
１かどうかの判定がなされるが、上記の条件（アイドル
スイッチオフ,PR≧PSおよび冷却水温が低であることを
満足している条件をいい、以下アイドルスイッチオフス
タート条件という。）下では、第９図のＡ−38におい
て、S5＝１なる処理がなされるので、このアイドルスイ
ッチオフスタート条件下では、Ｄ−０においてYESルー
トをとり、逆に上記アイドルスイッチオフスタート条件
を満足しない場合はNOルートをとりリターンされ、次の
50msタイマ割込信号が入力されるまで、待ち状態とな
る。

Ｄ−０でYESルートをとったのちは、Ｄ−１においてS8
＝１かどうかが判定される。最初はS8＝０であるから、
Ｄ−２において、モータポジションスイッチ10がオンか
どうかが判定される。

通常ロッド７はモータポジションスイッチ10の前方にあ
ってこれをオフの状態にしているので、Ｄ−３において
S9＝１かどうかが判定される。最初はS9＝０であるの
で、Ｄ−17において、パルス幅L1でモータ５を駆動させ
て、ロッド７を後退駆動させる。

このパルス幅L1は前述のごとく比較的大きく設定されて
いる。

Ｄ−17の処理の後はリターンされ、次の50msタイマ割込
信号が入力されると、再度Ｄ−0,D−１の処理がなされ
るが、このときまだモータポジションスイッチ10がオフ
であるなら、再度Ｄ−3,D−17を経て、ロッド７が更に
後退される。以後同様にしてモータポジションスイッチ
10がオンするまでロッド７を後退させる。

そして、モータポジションスイッチ10がオンすると、Ｄ
−４において、S8＝１なる処理がなされ、Ｄ−５におい
て、モータポジションスイッチ10がオフかどうかが判定
されるが、このときモータポジションスイッチ10はオン
であるので、Ｄ−６において、パルス幅L2（＜L1）でモ
ータ５を駆動させて、ロッド７を前進駆動させる。ここ
でパルス幅L2は比較的小さく設定されているので、ロッ
ド７の前進度は小さい。この処理の後は、リターンさ
れ、次の50msタイマ割込信号が入力されると、再びＤ−
0,D−１と続く処理がなされるが、この場合Ｄ−４でS8
＝１とされているので、Ｄ−１においてＤ−５へジャン
プし、その後Ｄ−5,D−６の処理がなされる。

このようにして、ロッド７が徐々に前進してゆくことに
より、モータポジションスイッチ10がオフする。これに
よりロッド７は基準位置をとることになる。このように
モータポジションスイッチ10がオフすると、Ｄ−５にお
いてYESルートをとり、Ｄ−7,D−8,D−９において、そ
れぞれS8＝0,S9＝1,S4＝１なる処理がなされたあと、Ｄ
−10において、ΔＰ＝PS−POなる演算が行なわれる。こ
こでPSは目標開度であり、POはロッド７の基準位置にお
ける基準開度である。

その後は、Ｄ−11において、RAMのアドレスPMにPSの値
を入力し、Ｄ−12において、ΔＰからモータ駆動時間Δ
Ｄを算出してから、Ｄ−13でΔＤのセットが可能である
かどうか、即ち100ms経過しているかどうかが判定さ
れ、セット不可能であれば、リターンされ、待ち状態と
なる。このようにリターンされると、Ｄ−８においてS9
＝１とする処理がなされているので、次の50msタイマ割
込信号の入力により、Ｄ−0,D−1,D−2,D−3,D−10,D−
11,D−12,D−13へ至る処理がなされる。そして100msが
経過してΔＤのセットが可能になると、Ｄ−14におい
て、ΔＤをモータ駆動用のタイマにセットし、Ｄ−15に
おいて、タイマが０になるまでモータ５を駆動すること
が行なわれる。これによりアイドルスイッチオフスター
ト条件下でも、ロッド７を一旦基準位置に迅速に戻した
あと、ポジションフィードバック制御により所定の目標
開度位置にセットすることができ、エンジンＥの円滑な
始動と正確な制御とが確保される。

なお、Ｄ−15の処理の後は、Ｄ−16において、S5＝０と
する処理がなされ、これによりこのフローはその後Ｄ−
0,リターンを50msごとに繰り返す。

したがって、第９図，第11図および第12図に示すフロー
により、次のようなエンジン作動が可能となる。すなわ
ちアイドルスイッチ９が、故障などを起こしていて、オ
フ状態を維持しているときでも、第12図に示すフローに
より、エンジンＥの始動が可能であるが、エンジン始動
後は、第12図のＤ−９でS4＝１とする処理がなされるの
で、第９図のＡ−33においてNOルートが選択され、もし
S3＝１であるなら、すなわち初めて設定温度を超え目標
開度を下げたい場合は、Ａ−36の処理を受けて、第11図
に示すフローにより、スロットル開度が所定量だけ減じ
られる。

このときオーバシュートにより実開度PRが目標開度PS以
下になるのが常であるが（第７図の符号ｃ参照）、この
ようにPS＞PRとなると、第９図のＡ−32においてYESル
ートをとり、その後はＡ−19〜Ａ−31の処理によって、
実開度PRが目標開度PSと一致するように調整される（第
７図の符号ｄ参照）。

このようにして、本装置は、エンジン回転数フィードバ
ック制御かスロットル弁２のポジションフィードバック
制御かを行なえるほか、エンジン不作動時には、ロッド
７を基準位置へセットしたり、アイドルスイッチ９の故
障時でも、エンジンＥの円滑な始動を確保したり、その
後の高速アイドル制御を行なったりすることができるの
であるが、その他に次のようなフェールセーフ機能を有
している。すなわちスロットル開度センサ８が故障して
いる場合（スロットル開度センサ出力がほぼ０の場合）
は、モータ５を前進駆動しても、スロットル開度センサ
出力は依然として０であるため、制御が暴走するおそれ
がある。そこでかかる場合は、モータ５を駆動してロッ
ド７をモータポジションスイッチ位置（基準位置）まで
後退させ、その後はモータ５を一切駆動させないように
して、フェールセーフ機能を発揮させているのである。
そのフローを示すと、第13図のようになるが、このフロ
ーでは、まずＥ−０において、第９図のＡ−１とほぼ同
様の入力を読み込む。

そして、Ｅ−１において、スロットル開度センサ出力
（実開度）PRがほぼ０に近い小さな値Pminと比較され、
もしPR＜Pminであるなら、すなわちスロットル開度セン
サ出力が故障していてほぼ０であるなら、Ｅ−２におい
て、S10＝１かどうかが判定される。最初はS10＝０であ
るから、Ｅ−３において、モータポジションスイッチ10
がオンかどうかが判定される。

通常ロッド７はモータポジションスイッチ10の前方にあ
ってこれをオフの状態にしているので、Ｅ−７におい
て、パルス幅L1でモータ５を駆動させて、ロッド７を後
退駆動させる。

このパルス幅L1は前述のごとく比較的大きく設定されて
いる。

Ｅ−７の処理の後はリターンされ、次の点火パルス信号
の入力により、再度Ｅ−0,E−1,E−２の処理がなされる
が、このときまだモータポジションスイッチ10がオフで
あるなら、再度Ｅ−3,E−７を経て、ロッド７が更に後
退される。以後同様にしてモータポジションスイッチ10
がオンするまでロッド７を後退させる。

そして、モータポジションスイッチ10がオンすると、Ｅ
−４において、S10＝１となる処理がなされ、Ｅ−５に
おいて、モータポジションスイッチ10がオフかどうかが
判定されるが、このときモータポジションスイッチ10は
オンであるので、Ｅ−６において、パルス幅L2（＜L1）
でモータ５を駆動させて、ロッド７を前進駆動させる。
ここでパルス幅L2は比較的小さく設定されているので、
ロッド７の前進度は小さい。この処理の後は、リターン
され次の点火パルス信号の入力により、再びＥ−0,E−
１と続く処理がなされるが、この場合Ｅ−４でS10＝１
とされているので、Ｅ−２においてＥ−５へジャンプ
し、その後Ｅ−5,E−６の処理がなされる。

このようにして、ロッド７が徐々に前進してゆくことに
より、モータポジションスイッチ10がオフする。これに
よりロッド７は基準位置をとることになる。このように
モータポジションスイッチ10がオフして、ロッド７が基
準位置をとると、その後ロッド７の駆動は一切行なわな
いような処理がなされる。

なお、スロットル開度センサ８が正常である場合は、Ｅ
−１において、NOルートをとるから、その後はＥ−７′
でS10＝０とするリセット処理を行ない、上記で詳述し
たようなポジションフィードバック制御、すなわちＥ−
8,E−9,E−10およびＥ−11に示すような処理を順次行な
うような制御がとられ、これによりエンジン運転状態に
応じた最適なアイドル回転数制御が可能となる。

ところで、このようなフェールセーフ機能の例として、
第14図に示すようなものも考えられる。すなわちこの第
14図に示すフローでは、スロットル開度センサ８が故障
した場合、ポジションフィードバック制御は放棄する
が、エンジン回転数フィードバック制御は可能ならしめ
るようになっている。このフローについて簡単に説明す
る。このフローでは、まずＦ−０において、第９図Ａ−
１とほぼ同様の入力を読み込む。

そして、Ｅ−１においてクランキング（始動）モードが
走行モード（エンジンアイドル運転状態も含む）かの判
定がなされ、もしクランキングモードであるなら、Ｆ−
２の処理を経て、Ｆ−４で、見込制御（Ｆ−６）かポジ
ションフィードバック制御（Ｆ−７）かの判定がなされ
る。

また、走行モードであるなら、Ｆ−３の処理を経て、Ｆ
−５で、見込制御（Ｆ−８）かエンジン回転数フィード
バック制御（Ｆ−９）かあるいはポジションフィードバ
ック制御（Ｆ−７）かの判定がなされる。

ここで、見込制御とは、次のような制御をいう。すなわ
ちエンジンのある運転状況下で、例えばスロットル弁２
が急閉したような場合に、スロットル弁開度を徐々に減
少してゆくために、ロッド７を予めある位置（この位置
に対応するスロットル開度をダッシュポット開度とい
う。）まで見込によって前進させておく制御をいうので
あるが、このようにすることにより、スロットル弁の急
閉に伴いスロットル弁２をダッシュポット開度から徐々
に所望開度まで減少させてゆくことができるのである。

そして、制御方法が、見込制御やポジションフィードバ
ック制御（Ｆ−６〜Ｆ−８）と判定されると、Ｆ−10に
おいて、スロットル開度センサ出力（実開度）PRがほぼ
０に近い小さな値Pminと比較され、もしPR＜Pminである
なら、すなわちスロットル開度センサ出力が故障してい
てほぼ０であるなら、Ｆ−11において、S11＝１かどう
かが判定される。最初はS11＝０であるから、Ｆ−12に
おいて、モータポジションスイッチ10がオンかどうかが
判定される。

通常ロッド７はモータポジションスイッチ10の前方にあ
ってこれをオフの状態にしているので、Ｆ−13におい
て、パルス幅L1でモータ５を駆動させて、ロッド７を後
退駆動させる。

このパルス幅L1は前述のごとく比較的大きく設定されて
いる。

Ｆ−13の処理の後はリターンされ、次の点火パルス信号
の入力により、再度Ｆ−０〜Ｆ−11までの適宜の処理が
なされるが、このときまだモータポジションスイッチ10
がオフであるなら、再度Ｆ−12,F−13を経て、ロッド７
が更に後退される。以後同様にしてモータポジションス
イッチ10がオンするまでロッド７を後退させる。

そして、モータポジションスイッチ10がオンすると、Ｆ
−14において、S11＝１なる処理がなされ、Ｆ−15にお
いて、モータポジションスイッチ10がオフかどうかが判
定されるが、このときモータポジションスイッチ10はオ
ンであるので、Ｆ−16において、パルス幅L2（＜L1）で
モータ５を駆動させて、ロッド７を前進駆動させる。こ
こでパルス幅L2は比較的小さく設定されているので、ロ
ッド７の前進度は小さい。この処理の後は、リターンさ
れ次の点火パルス信号の入力により、再びＦ−０〜Ｆ−
11へと続く適宜の処理がなされるが、この場合Ｆ−14で
S11＝１とされているので、Ｆ−11においてＦ−15へジ
ャンプし、その後Ｆ−15,F−16の処理がなされるのであ
る。

このようにして、ロッド７が徐々に前進してゆくことに
より、モータポジションスイッチ10がオフする。これに
よりロッド７は基準位置をとることになる。このように
モータポジションスイッチ10がオフして、ロッド７が基
準位置をとると、その後ロッド７の駆動は一切行なわな
いような処理がなされる。

なお、スロットル開度センサ８が正常である場合は、Ｆ
−10において、NOルートをとるから、その後はＦ−17で
S11＝０とするリセット処理を行なって、上記で詳述し
たような制御、すなわちＦ−18,F−19に示すような処理
を順次行なうような制御がとられ、これによりエンジン
運転状態に応じた最適なアイドル回転数制御が可能とな
る。

また、制御方法が回転数フィードバック制御（Ｆ−９）
と判定されると、スロット開度センサ８の出力状態とは
無関係に、その後はＦ−18,F−19の処理が行なわれる。
すなわちアイドルスピードコントロールが実施されるの
である。

このように、第14図に示すフローでは、スロットル開度
センサ８が故障した場合でも、エンジン回転数フィード
バック制御は保障されるようになっている。

なお、第13図および第14図において、スタートの後に、
S10＝0,S11＝０とする初期化処理がなされる。そして、
エンジンキーがオンの状態では、点火パルス信号が入力
されるごとに、Ｅ−0,F−０の処理から繰り返しフロー
処理が開始されるようになっている。

また、本装置は、キャブレタ方式の燃料供給系をもつエ
ンジンにも、インジェクタ方式の燃料供給系をもつエン
ジンにも適用できる。

以上詳述したように、本発明のエンジンアイドル回転数
制御装置によれば、次のような効果ないし利点が得られ
る。

（１）整備などによりアイドル回転数制御装置の構成部
品を交換したあとで、正規の取り付けが行なわれたか否
かを確認する際、通常のエンジン始動操作が行なわれな
いこと、すなわちエンジンが停止中でかつ所定時間イグ
ニッション位置に保持されたこと（通常のエンジン始動
操作は、イグニッションキーが一旦イグニッション位置
になるものの、すぐにスタート位置に入ってエンジンス
タートが開始される）をトリガとして、アクチュエータ
の位置を基準位置に設定することで、エンジンを始動さ
せずにスロットル弁の開度を規定するアクチュエータの
基準位置を得ることができ、これにより構成部品を交換
したような場合でも、エンジン回転数を正確に調整した
り、スロットル開度センサからの出力をキャリブレート
したりすることができ、容易に制御精度を向上できる利
点がある。

（２）上記のようなキャリブレート操作が、エンジン不
作動時に行なえるので、エンジン作動中にキャリブレー
トすることによる弊害、例えばエンジン回転数の急激な
低下ひいてはエンジンストップのような弊害を招かない
ようにすることができる。

（３）一般に、エンジン始動準備中および始動後はエン
ジン要求特性に合わせるようにアクチュエータが駆動さ
れてしまうため、基準位置を得るためには特別な入力信
号が必要となるが、上記（１）により、特別な入力信号
を必要としないため、コントロールユニットを簡素化で
きる。

（４）上記（１）のようにアクチュエータを基準位置に
設定することで、例えば、アクチュエータの基準位置と
そのときのスロットルセンサ出力とを比較して、スロッ
トルセンサ出力を初期補正または再調整することがで
き、さらにアクチュエータを基準位置に設定した後、ア
クチュエータを無効化しエンジン始動させることで、ア
クチュエータの影響を受けない状態でスロットル開度を
定位置とした状態でのエンジン回転数の初期調整（すな
わちアイドルアジャストスクリューによる調整）を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の一実施例としてのエンジンアイドル回転数
制御装置を示すもので、第１図はその全体構成図、第２
図はその制御要領を示すブロック図、第３〜５図，第６
図（ａ），（ｂ）および第７図はいずれもその作用を説
明するためのグラフ、第８〜14図はいずれもその作用を
説明するための流れ図である。 １……エンジン吸気通路、２……スロットル弁、2a……
軸、３……スロットルレバー、3a……スロットルレバー
端部、４……アクチュエータ、５……モータ、6a……ウ
ォーム、6b……ウォームホイール、6c……パイプ軸、6d
……雌ねじ部、７……ロッド、7a……雄ねじ部、7b……
長穴、８……スロットル開度センサ、９……アイドルス
イッチ（アイドルセンサ）、10……モータポジションス
イッチ（ポジションセンサ）、11……水温センサ、12…
…回転数センサ、13……車速センサ、14……クランキン
グスイッチ（クランキングセンサ）、15……制御手段と
してのコントロールユニット、Ｅ……エンジン。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−132019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−107926（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−105639（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン吸気通路に設けられたスロットル
   弁の開度を制御するアクチュエータと、上記スロットル
   弁の開度を検出するスロットル開度センサと、エンジン
   がアイドル運転状態であることを検出するアイドルセン
   サと、エンジン回転数を検出する回転数センサとをそな
   えるとともに、 上記アイドルセンサによるアイドル運転状態検出時の設
   定された条件下で、上記回転数センサからの信号により
   エンジン回転数のフィードバック制御を行なう一方、上
   記アイドル運転状態検出時の他の設定された条件下にお
   いて、上記スロットル開度センサからの信号により上記
   スロットル弁のポジションフィードバック制御を行なう
   べく、上記の各センサからの検出信号を受け同検出信号
   に基づく制御信号を上記アクチュエータへ出力する制御
   手段をそなえ、 さらに、上記アクチュエータが上記スロットル弁の基準
   開度に対応する基準位置にあるか否かを検出するポジシ
   ョンセンサと、エンジンが停止していることを検出する
   エンスト検出手段と、イグニッションキースイッチ位置
   を検出するイグニッションキースイッチ検出手段とをそ
   なえ、 上記エンスト検出手段によりエンジンが停止しているこ
   とが検出され上記イグニッションキースイッチ検出手段
   の出力が所定時間以上イグニッション位置に保持された
   とき上記ポジションセンサの出力に基づき上記アクチュ
   エータを基準位置に設定する基準位置設定手段が設けら
   れたことを特徴とする、エンジンアイドル回転数制御装
   置。