JP3538543B2

JP3538543B2 - Ｉｓｃ機構

Info

Publication number: JP3538543B2
Application number: JP18199398A
Authority: JP
Inventors: 隆啓安芸; 健塩沢; 栄二園田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Denso Ten Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Denso Ten Ltd
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2018-06-29
Also published as: JP2000009008A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＩＳＣ機構に関し、
より詳細にはステップモータを用いてＩＳＣバルブの開
閉が行なわれるＩＳＣ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にエンジン回転数の制御は制御装置
によって行なわれており、アイドリング時においても同
様である。図５はエンジン回転数の制御系を概略的に示
した構成図であり、図中１０は制御装置を示している。
制御装置１０は入力インターフェイス１１、ＭＰＵ（Mi
cro Processor Unit）１２、出力インターフェイス１３
を含んで構成されている。

【０００３】入力インターフェイス１１には、エンジン
２０におけるウォータージャケット２１ａに配設された
水温センサ２２、サージタンク２７に配設された吸気管
圧力センサ２８、吸気管２９に配設された吸気温センサ
３０、スロットルバルブ３１に配設されたスロットルポ
ジションセンサ３１ａがそれぞれ電気的に接続されてい
る。

【０００４】出力インターフェイス１３には、エンジン
２０におけるシリンダー２１上部に配設された点火プラ
グ２４、インテークマニホールド２５に配設されたイン
ジェクタ２６、バイパス３２内部に介装されているＩＳ
Ｃバルブ３３を駆動する４相のステップモータ３４がそ
れぞれ電気的に接続されている。なお、ＭＰＵ１２に代
えてＣＰＵ（Central Processing Unit ）を用いても良
い。

【０００５】このように構成された制御系を用いてアイ
ドリング時におけるエンジン２０の回転数を制御する場
合、まずＩＳＣバルブ３３は全開とし、制御装置１０に
よりステップモータ３４のステップ位置、すなわちＩＳ
Ｃバルブ３３の開度を確認する。また、水温センサ２２
により水温を、吸気管圧力センサ２８により吸気圧力
を、吸気温センサ３０により吸気温度を、スロットルポ
ジションセンサ３１ａによりスロットルバルブ３１の開
度を確認する。

【０００６】次に、上記確認条件に基づいて予め設定し
ておいた所定のエンジン回転数となるように、点火プラ
グ２４の点火時期と、インジェクタ２６からの燃料噴射
量と共にステップモータ３４のステップ位置を制御し、
ＩＳＣバルブ３３の開度を変化させてバイパス３２の吸
気流量を調整することによりエンジン回転数の制御を行
なっている。

【０００７】このような制御系では、ステップモータ３
４のステップ位置を正確にコントロールすることができ
るので、ステップ位置を検出するポジションセンサを省
略することができる。

【０００８】ところで、ＭＰＵ１２がノイズや衝撃等の
作用を受けた場合、制御装置１０が認識するステップモ
ータ３４のステップ位置（すなわち、コンピュータのメ
モリ内等に記憶されているステップ位置）と、ステップ
モータ３４の実際のステップ位置との間にズレが生じ、
制御性能が低下するという虞れがあった。

【０００９】そこで、従来から前記制御性能の低下を抑
制するために、前記ズレを修正するためのステップモー
タ３４の初期化処理を行なう機構が設けられ、この初期
化処理はエンジン２０、車両、ドライバビリティ（走行
安定性）等への悪影響が無いようにするために、イグニ
ションスイッチをＯＦＦにし、エンジン２０及び車両が
確実に停止した後において行なわれている。例えば、Ｉ
ＳＣバルブ３３の開閉方式に基づいて、ＩＳＣバルブ３
３を全開もしくは全閉するようにステップモータ３４を
駆動させ、全開もしくは全閉後のステップ位置を初期位
置としてコンピュータのメモリ内に記憶させるかたちで
行なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図６はＩＳＣバルブ３
３が全開方式の場合におけるステップモータ３４の初期
化処理を説明するためのタイミングチャートであり、前
記イグニションスイッチをＯＦＦにしてエンジン２０及
び車両が停止すると、前記初期化処理が開始されるよう
になっている。

【００１１】しかしながら、図６に示したようなタイミ
ングで前記初期化処理を開始させるには、前記イグニシ
ョンスイッチがＯＦＦされた後も、前記初期化処理が終
了となるまでの間は制御装置１０、ステップモータ３４
に電源を供給する必要があり、それ用の複雑で高価な電
源供給回路（図７参照）を特別に設けなければならな
い。このため、ＩＳＣ機構として電源経路のコスト面で
問題があった。

【００１２】図７は前記電源供給回路を示した回路図で
あり、図中Ｔｒ₁ 、Ｔｒ₂ はＮＰＮトランジスタを示
し、Ｔｒ₃ はＰＮＰトランジスタを示している。イグニ
ションスイッチＳＷ₁ をＯＮにすると、電源供給遮断ス
イッチＳＷ₂ がＯＮとなるように構成されており、制御
装置１０や、ステップモータ３４にバッテリー電源（＋
Ｂ）が供給されるようになっている。

【００１３】制御装置１０のＡ端子電圧が０Ｖ（信号レ
ベル“Ｌ”）であるとき（トランジスタＴｒ₁ がＯＦＦ
のとき）に、イグニションスイッチＳＷ₁ をＯＮからＯ
ＦＦにしても、トランジスタＴｒ₂ 、Ｔｒ₃ はＯＮの状
態が維持され、電源供給遮断スイッチＳＷ₂ は閉じた状
態（ＯＮ）が維持され、制御装置１０及びステップモー
タ３４に電源が供給され続ける。

【００１４】その後ステップモータ３４のステップ位
置、すなわちＩＳＣバルブ３３の開度の確認を終了する
と、制御装置１０においてステップモータ３４の初期化
処理の終了が確認され、Ａ端子より信号レベル“Ｈ”が
出力される。

【００１５】Ａ端子より信号レベル“Ｈ”が出力される
と、トランジスタＴｒ₁ はＯＮとなり、トランジスタＴ
ｒ₂ 、Ｔｒ₃ はＯＦＦとなる。トランジスタＴｒ₃ がＯ
ＦＦとなると、電源供給遮断スイッチＳＷ₂ は開いた状
態（ＯＦＦ）となり、制御装置１０及びステップモータ
３４への電源供給が遮断される。

【００１６】このように特別に電源供給回路を設けれ
ば、イグニションスイッチをＯＦＦした後にも前記初期
化処理を行なうことはできるが、特別な電源供給回路を
装備するための経費を必要とするといった課題を残して
いた。

【００１７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、複雑で高価な電源供給回路やリレー等を不要に
し、安価なＩＳＣ機構を実現することを目的としてい
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記したよ
うに、ステップモータの初期化処理をイグニションスイ
ッチＯＦＦ時に行なうには、図７で示したような高価な
電源供給回路が必要であった。従って、該電源供給回路
を不要にするには、前記ステップモータの初期化処理を
イグニションスイッチＯＦＦ時に行なうのではなく、イ
グニションスイッチＯＮ中に行なえばよい。

【００１９】しかしながら、ＩＳＣバルブが全開方式の
場合における前記ステップモータの初期化処理を、すな
わち前記ＩＳＣバルブが全開となるように前記ステップ
モータを駆動させ、全開後のステップ位置を初期位置と
してコンピュータのメモリ内等に記憶させる処理を、エ
ンジンが駆動している状態で行なうと、エンジンが噴き
上がってしまう虞れがある。

【００２０】イグニションスイッチをＯＮしても、前記
エンジンの始動前に、前記初期化処理を行なわせれば、
上記悪影響を回避することができる。

【００２１】しかしながら、全ての運転者が前記初期化
処理の終了を待ってから前記エンジンを始動させるとは
限らず、中にはイグニションスイッチＯＮからエンジン
始動（スタータモータＯＮ）までを一瞬の動作で行なう
運転者も当然いることが予想され、このような場合には
前記初期化処理が終了する前にエンジンが始動してしま
い、やはりエンジンが噴き上がってしまう虞れがある。

【００２２】本発明者は、上記場合を想定し、前記初期
化処理中は点火時期を遅角させることによって、前記初
期化処理中におけるエンジンの噴き上げを防止すること
ができることを考慮し、本発明を完成するに至った。

【００２３】すなわち、本発明に係るＩＳＣ機構（１）
は、ステップモータを用いてＩＳＣバルブの開閉が行な
われるＩＳＣ機構において、イグニッションスイッチの
ＯＮ直後に、前記ＩＳＣバルブが全開位置となるように
前記ステップモータを駆動させて、該ステップモータの
初期化処理を行う第１の制御手段と、前記ＩＳＣバルブ
が全開位置となるように前記ステップモータを駆動さ
せ、全開位置到達後のステップ位置を初期位置として設
定するための前記初期化処理が行われている場合には、
点火時期を遅角させるように制御する第２の制御手段と
を備えていることを特徴としている。

【００２４】上記ＩＳＣ機構（１）によれば、前記ステ
ップモータの初期化処理（すなわち、前記ＩＳＣバルブ
が全開位置となるように前記ステップモータを駆動さ
せ、全開位置到達後のステップ位置を初期位置としてコ
ンピュータのメモリ内に記憶させる処理）をイグニショ
ンスイッチＯＮ直後に行なわせることによって、図７で
示したような高価な電源供給回路を不要とすることがで
き、また前記初期化処理が行われている場合には点火時
期を遅角させることによって、前記初期化処理中におけ
るエンジンの噴き上げを防止することができる。これに
より、エンジン、車両、ドライバビリティ等への悪影響
の無い、安価なＩＳＣ機構を実現することができる。

【００２５】また、本発明に係るＩＳＣ機構（２）は、
上記ＩＳＣ機構（１）において、遅角制御量が、エンジ
ン回転数に応じて決定されることを特徴としている。

【００２６】そもそも、前記第２の制御手段による点火
時期の遅角制御は、前記ステップモータの初期化処理の
ために新たに加味されたものであるため、前記遅角制御
量はなるべく小さい方が良い。また、前記エンジン回転
数が低い場合には当然、前記エンジンの噴き上がる可能
性も低いわけである。

【００２７】上記ＩＳＣ機構（２）によれば、前記エン
ジン回転数に応じて、前記遅角制御量が決定されるの
で、前記回転数が低い場合に前記遅角制御量を小さくす
ることができる。

【００２８】また、本発明に係るＩＳＣ機構（３）は、
上記ＩＳＣ機構（１）において、遅角制御量が、前記Ｉ
ＳＣバルブの開度に応じて決定されることを特徴として
いる。

【００２９】上記したように、前記遅角制御量はなるべ
く小さい方が良い。また、前記ＩＳＣバルブの開度が大
きい場合には、吸入される空気量が多く、エンジン回転
数が上昇し、一方、前記開度が小さい場合には、吸入さ
れる空気量は少ないので、エンジン回転数の上昇が抑え
られる。

【００３０】上記ＩＳＣ機構（３）によれば、前記ＩＳ
Ｃバルブの開度に応じて、前記遅角制御量が決定される
ので、前記ＩＳＣバルブの開度が小さい場合に前記遅角
制御量を小さくすることができる。

【００３１】また、本発明に係るＩＳＣ機構（４）は、
上記ＩＳＣ機構（１）において、遅角制御量が、前記Ｉ
ＳＣバルブの開度、及びエンジンの暖機状態に応じて決
定されることを特徴としている。

【００３２】上記したように、前記遅角制御量はなるべ
く小さい方が良い。また、エンジンが冷えている場合に
は、エンジンの回転数が上昇しにくいので、当然、噴き
上がる可能性も低くなる。

【００３３】上記ＩＳＣ機構（４）によれば、前記ＩＳ
Ｃバルブの開度、及びエンジンの暖気状態に応じて、前
記遅角制御量が決定されるので、エンジンが冷えている
場合に前記遅角制御量を小さくすることができる。これ
により、より一層性能の良いＩＳＣ機構を実現すること
ができる。

【００３４】また、本発明に係るＩＳＣ機構（５）は、
上記ＩＳＣ機構（１）〜（４）のいずれかにおいて、エ
ンジン回転数に応じて、前記第２の制御手段の稼働を制
御する第３の制御手段を備えていることを特徴としてい
る。

【００３５】前記第２の制御手段による点火時期の遅角
制御は、前記ステップモータの初期化処理のために新た
に加味されたものであるため、前記遅角制御はなるべく
なら行なわない方が良い。また、前記エンジン回転数が
低い場合には当然、前記エンジンの噴き上がる可能性も
低くなる。

【００３６】上記ＩＳＣ機構（５）によれば、前記エン
ジン回転数に応じて、前記第２の制御手段の稼働が制御
されるので、前記エンジン回転数が所定回転数よりも低
い場合に前記遅角制御を禁止することができる。

【００３７】また、本発明に係るＩＳＣ機構（６）は、
上記ＩＳＣ機構（１）〜（４）のいずれかにおいて、エ
ンジン回転数、及び該エンジンの暖機状態に応じて、前
記第２の制御手段の稼働を制御する第４の制御手段を備
えていることを特徴としている。

【００３８】上記したように、前記遅角制御はなるべく
なら行なわない方が良く、また、前記エンジン回転数が
低い場合には当然、前記エンジンの噴き上がる可能性も
低くなり、さらに、前記エンジンが冷えているときに
は、暖気性促進のために前記エンジン回転数をある程度
まで高めた方が良い。

【００３９】上記ＩＳＣ機構（６）によれば、前記エン
ジン回転数に応じて、前記第２の制御手段の稼働が制御
されるので、前記エンジン回転数が所定回転数よりも低
い場合に前記遅角制御を禁止することができる。さら
に、前記所定回転数を前記エンジンの暖気状態に応じて
決定することによって、より一層性能の良いＩＳＣ機構
を実現することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＩＳＣ機構の
実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の
実施の形態に係るＩＳＣ機構（１）におけるエンジン回
転数の制御系の概略図は、図５に示した構成とほぼ同一
であるため、ここではその説明を省略するが、構成部品
の符号はそのまま使用することとする。

【００４１】実施の形態に係るＩＳＣ機構（１）におけ
る動作内容を図１（ａ）に示したフローチャートに基づ
いて説明する。但し、ここでのフラグｆは、ステップモ
ータ３４の初期化処理が終了しているか（ｆ＝１）否か
（ｆ＝０）を示すものであり、このフラグｆの値はコン
ピュータのメモリ内に記憶されているものとする。

【００４２】まずステップ１において、イグニションス
イッチ（ＩＧＳＷ）がＯＮされたか否かを判断する。前
記イグニションスイッチがＯＮされていると判断すれ
ば、ステップ２に移り、初期設定としてフラグｆを０に
し、次にステップ３に移る。一方、ＯＮされていると判
断しなければ、前記動作は終了する。ステップ３では、
ステップモータ３４の初期化処理を開始させ、ステップ
４に移る。この初期化処理については、後で説明する
（図１（ｂ）参照）。

【００４３】ステップ４では、エンジン回転数と吸気管
圧力とから基本点火時期を算出し、次にステップ５に移
り、エンジン２０の冷却水温等から補正進角値を算出
し、そしてステップ６に移る。ステップ６では、エンジ
ン回転数が所定回転数Ｎ以上であるか否かを判断する。
所定回転数Ｎ以上であると判断すれば、ステップ７に移
り、一方、所定回転数Ｎ以上であると判断しなければ、
ステップ９に移る。

【００４４】ステップ７では、フラグｆが０であるか否
かを判断する。フラグｆが０であると判断すれば、すな
わちステップモータ３４の初期化処理中であると判断す
れば、ステップ８に移り、遅角値Ｒを遅角量Ｘにしてス
テップ１０に移る。一方、フラグｆが０であると判断し
なければ、すなわち前記初期化処理が終了していると判
断すれば、ステップ９に移る。ステップ９では、遅角値
Ｒを０にしてステップ１０に移る。ステップ１０では、
下記数１式に基づいて、点火進角値を決定する。

【００４５】

【数１】点火進角値 ← 基本点火時期＋補正進角
値 − 遅角値Ｒ上記ステップ１〜３での処理は前記第１の制御手段によ
る処理に相当し、ステップ７〜９での処理は前記第２の
制御手段による処理に相当し、ステップ６での処理は前
記第３の制御手段による処理に相当する。

【００４６】次に、ステップモータ３４の初期化処理に
ついて、図１（ｂ）に示したフローチャートに基づいて
説明する。まずステップ１１において、ＩＳＣバルブ３
３を全開させる方向へステップモータ３４を駆動させ
て、ステップ１２に移る。

【００４７】ステップ１２では、ステップモータ３４が
ＩＳＣバルブ３３を全開させる位置まで達しているか否
かを判断する。全開位置まで達していると判断すれば、
すなわちステップモータ３４の初期化処理が終了してい
ると判断すれば、ステップ１３に移り、フラグｆを１に
する（このとき、コンピュータのメモリ内に、全開位置
としてのステップ位置が記憶される）。一方、全開位置
まで達していると判断しなければ、すなわち前記初期化
処理が終了していると判断しなければ、ステップ１１へ
戻る。

【００４８】上記実施の形態に係るＩＳＣ機構（１）に
よれば、ステップモータ３４の初期化処理をイグニショ
ンスイッチＯＮ直後に行なわせることによって、図７で
示したような高価な電源供給回路を不要とすることがで
き、また点火時期を遅角させることによって、エンジン
の噴き上げを防止することができる。これにより、エン
ジン、車両、ドライバビリティ等への悪影響の無い、安
価なＩＳＣ機構を実現することができる。さらに、エン
ジン回転数に応じて、点火時期を遅角させるか否かを制
御するので、エンジン回転数が所定回転数Ｎよりも低い
場合に前記遅角制御を禁止することができる。

【００４９】また、実施の形態に係るＩＳＣ機構（２）
は、上記実施の形態に係るＩＳＣ機構（１）において、
エンジン２０が冷えているときには、暖気性促進のため
にエンジン２０の回転数をある程度アップさせるため、
所定回転数Ｎをエンジン２０の冷却水温に応じて変動さ
せるようにしたものである。これにより、一層性能の良
いＩＳＣ機構を実現することができる。図２は、冷却水
温と所定回転数Ｎとの関係を示したグラフである。

【００５０】また、実施の形態に係るＩＳＣ機構（３）
は、上記実施の形態に係るＩＳＣ機構（１）又は（２）
において、前記ＩＳＣ機構における点火時期の遅角制御
が、ステップモータ３４の初期化処理のために新たに加
味されたものであるため、遅角量Ｘはなるべく小さい方
が良いため、遅角量Ｘをエンジン２０の回転数に応じて
変動させるようにしたものである。図３は、エンジン回
転数と遅角量Ｘとの関係を示したグラフである。

【００５１】また、実施の形態に係るＩＳＣ機構（４）
は、上記実施の形態に係るＩＳＣ機構（１）又は（２）
において、前記ＩＳＣ機構における点火時期の遅角制御
量が、上記したようになるべく小さい方が良いため、Ｉ
ＳＣバルブ３３の開度、すなわちステップモータ３４の
ステップ位置に応じて変動させるようにしたものであ
り、遅角量Ｘは下記の数２式より決定される。ステップ
モータ３４のステップ位置はコンピュータのメモリ内に
記憶されており、ここで用いられるステップ位置は、イ
グニションスイッチが前記ＯＦＦされる直前の値であ
る。

【００５２】

【数２】遅角量Ｘ ← ステップ位置 × 定数Ｋまた、実施の形態に係るＩＳＣ機構（５）は、上記実施
の形態に係るＩＳＣ機構（４）において、エンジン２０
が冷えている場合には、エンジン２０の回転数が上昇し
にくく、当然、噴き上がる可能性も低いので、定数Ｋを
エンジン２０の冷却水温に応じて変動させるようにした
ものである。図４は、冷却水温と定数Ｋとの関係を示し
たグラフである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係るＩＳＣ機構
（１）における動作内容を示したフローチャートであ
り、（ｂ）はステップモータの初期化処理を示したフロ
ーチャートである。

【図２】冷却水温と所定回転数との関係を示したグラフ
である。

【図３】エンジン回転数と遅角量との関係を示したグラ
フである。

【図４】冷却水温と定数との関係を示したグラフであ
る。

【図５】エンジン回転数の制御系を概略的に示した構成
図である。

【図６】ＩＳＣバルブが全開方式の場合におけるステッ
プモータの初期化処理を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図７】電源供給回路を示した回路図である。

【符号の説明】

１０制御装置２０エンジン３３ＩＳＣバルブ３４ステップモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 69/32 Ｆ０２Ｄ 33/00 ３１８Ｇ (72)発明者園田栄二愛知県大府市共和町１丁目１番１号愛三工業株式会社内 (56)参考文献特開平８−189448（ＪＰ，Ａ) 特開平８−51795（ＪＰ，Ａ) 特開平９−68083（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−186948（ＪＰ，Ａ) 実開平３−71151（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 5/145 - 5/155 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステップモータを用いてＩＳＣ（アイド
ル・スピード・コントロール）バルブの開閉が行なわれ
るＩＳＣ機構において、イグニッションスイッチのＯＮ直後に、前記ＩＳＣバル
ブが全開位置となるように前記ステップモータを駆動さ
せて、該ステップモータの初期化処理を行う第１の制御
手段と、前記ＩＳＣバルブが全開位置となるように前記ステップ
モータを駆動させ、全開位置到達後のステップ位置を初
期位置として設定するための前記初期化処理が行われて
いる場合には、点火時期を遅角させるように制御する第
２の制御手段とを備えていることを特徴とするＩＳＣ機
構。
【請求項２】遅角制御量が、エンジン回転数に応じて
決定されることを特徴とする請求項１記載のＩＳＣ機
構。
【請求項３】遅角制御量が、前記ＩＳＣバルブの開度
に応じて決定されることを特徴とする請求項１記載のＩ
ＳＣ機構。
【請求項４】遅角制御量が、前記ＩＳＣバルブの開
度、及びエンジンの暖機状態に応じて決定されることを
特徴とする請求項１記載のＩＳＣ機構。
【請求項５】エンジン回転数に応じて、前記第２の制
御手段の稼働を制御する第３の制御手段を備えているこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のＩ
ＳＣ機構。
【請求項６】エンジン回転数、及び該エンジンの暖機
状態に応じて、前記第２の制御手段の稼働を制御する第
４の制御手段を備えていることを特徴とする請求項１〜
４のいずれかの項に記載のＩＳＣ機構。