JPH0733810B2 - スロツトル弁開度検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車のエンジンに空気を導入する吸気管中
に設けられるスロットル弁の開度が所定開度に達したこ
とを検出するスロットル弁開度検出装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来のスロットル弁開度検出装置は、特開昭53−13169
号に見られるようにスロットル弁のスロットルシャフト
に一体になって回転するレバーにより回転する回転検出
体（以下「ロータ」と言う）には可動接点を半径方向に
移動させるガイド部である溝が回転角度方向に形成され
ており、この溝は回転角度方向に対して段状に形成され
ている。そして、この可動接点の半径方向の両側に１個
づつ固定接点が設けられている。おな、この固定接点は
スロットル弁が全閉位置であることを検出するものと、
スロットル弁が全開位置であることを検出するものの２
個である。

スロットル弁が回転すると、この回転に応じてロータが
回転する。ロータが回転すると溝により可動接点は半径
方向に移動し、固定接点と接触して、スロットル弁全開
又は全閉の状態を検出する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の構成において、可動接点１個、固
定接点２個と計３個の接点があるため、これら３個の接
点を収納するためのスペースが必要であり、さらにこれ
ら３個の接点を電子制御回路装置（以下「ECU」とい
う）に電気的に接続するための端子をスロットルスイッ
チに設けられたコネクタに２本〜３本設ける必要があ
り、コスト的に高く、かつ形状が大きいものとなるとい
う問題点がある。

従って、本発明の目的は、コスト的に安価で、かつ小
型、軽量化したスロットル弁開度検出装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明においては、スロ
ットル弁の開閉に応じて回動する回転検出体、この回転
検出体の回転により移動する１個の可動接点、及びこの
可動接点に対向配置した１個の固定接点を具備し、前記
回転検出体の回転角が全閉を判別する第１の角度と全開
を判別する第２の角度との２点で前記固定接点と前記可
動接点間の開閉状態が切換わるスロットルスイッチと、
前記スロットルスイッチの接点の開閉状態に応じてスロ
ットル弁の開度をエンジン作動に関連した信号により判
別する判別手段と、前記判別手段にて用いられるエンジ
ン作動に関連した信号をエンジン状態またはエンジンの
環境に対応して可変設定する設定手段とを備えたスロッ
トル弁開度検出装置としている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図において、11はスロットル弁であり、エアクリー
ナー15を接続した吸気管13のエアフロメータ14の下流側
に設けられている。スロットル弁11の下流側にはインジ
ェクタ18及びエンジン17が設けられている。またスロッ
トル弁11に連動するスロットルスイッチ12は電気的にEC
U16と接続されスロットル弁開度信号Ｓを伝えており、
このECU16にはエアフロメータ14で検出されるエンジン
吸入空気量Ｑや、エンジン回転数Ｎ、エンジン冷却水温
Twの信号が送り込まれており、インジェクタ18のソレノ
イドへの通電時間タイミング等を制御している。

スロットルスイッチ12について第２図により説明する。

201はポリアミド等の合成樹脂からなるロータで、スロ
ットル弁11に連動させて回転するものである。202はロ
ータ201に設けたガイド溝であり、その回転角度に対し
半径方向に変位させている。その半径方向の変位は、ス
ロットル弁11の全開および全閉位置を示す所定角度と中
間角度との２段階になっている。205は基板であり、ロ
ータ201を回転自在に取付けてあり、その中心部にはロ
ータ201の回転中心が連結されるスロットル弁11の回転
軸の一端が貫通するための貫通穴が設けられている。20
6は合成樹脂製の固定部材で基板205に取付け固定してお
り、第１及び第２の接点設置用板バネ209、210を取付け
るための部材207、208をモールド固定している。第１の
板バネ209はその一端を取付部材208に固定しており、他
端に全閉および全開角度位置用固定接点204を取付けた
ものである。第２の板バネ210は、その一端を取付部材2
07に固定しており、他端にガイド溝202に沿って摺動し
て半径方向に変位する可動接点203が取付けられてい
る。なお、この可動接点203の形状は、第２の板バネ210
の幅より大きな円筒形状をしており、この円筒形状可動
接点203の軸側の一端がガイド溝202に沿って摺動する。

次に上記のような構成において、その作動を述べる。

まず、スロットル弁11にロータ201を連動させた場合、
そのスロットル弁11の全閉位置にてロータ201が第３図
（ａ）の位置に止まっており、ガイド溝202の所定角度
に対応する所に板バネ210の先端の可動接点203が止ま
り、ガイド溝202の形状方向に従って板バネ210が外側に
たわみ、可動接点203が固定接点204と接触して閉成状態
になる。

また、スロットル弁11の開弁作動に連動してロータ201
が第２図中の反時計回りに回転すると、可動接点203が
ガイド溝202に沿って中心方向に移動する。この過程
で、所定角度（例えば２゜）より大きくなると可動接点
203は固定接点204から離れる。

さらにスロットル弁11が開弁していき、例えば全閉状態
より50゜ないし80゜回動する際、ロータ201はスロット
ル弁11の開弁に連動して反時計回りに回転し、第３図
（ｂ）に示す位置に達する。この時、可動接点203はガ
イド溝202の形成方向に沿って中心から遠ざかる方向へ
と移動して、これに応じて板バネ210が外側へたわむ。
そして、可動接点203は固定接点204と再び接触して閉成
状態となる。

上記の作動において、可動接点203と固定接点204は、ス
ロットル弁11の全開と全閉位置において、ともに接触し
閉成状態となっているため、閉成状態においてのスロッ
トル弁11の開度状態を判別する手段が必要となる。以
下、この判別手段について述べる。

ECU16には、スロットル弁開度信号Ｓ、エンジン吸入空
気量Ｑ、エンジン回転数Ｎ、エンジン冷却水温Tw等の信
号が送り込まれている。そして、スロットル弁11の全閉
状態（０゜）におけるエンジン１回転当りの吸入空気
（以下「Q/N」と言う）は、第４図（ａ）の実線に示す
ごとく、スロットル弁11の全開状態（50゜ないし80゜）
のQ/Nと比較すると大きく異なり、全閉状態（０゜）お
よび全開状態（50゜ないし80゜）におけるQ/Nはエンジ
ン回転数Ｎの上昇に伴い低下することが分かっているの
で、第４図（ａ）の破線に示すごとく、エンジン回転数
Ｎに対して一次関数的に減少するQ/Nの比較レベルＡを
予め設定した設定手段を設け、閉成状態においてエンジ
ン回転数Ｎに対してレベルＡにて設定された値以下なら
ばスロットル弁全閉、レベルＡにて設定された値以上な
らばスロットル弁全開と判別する。

また、スロットル弁11が全閉状態から全開状態まで急変
する場合、第５図に示すように、Q/Nの変化はスロット
ル弁11の開度変化に対して遅れるため、スロットル弁全
開状態の点Ｂに対応するQ/Nの点ＤではレベルＡにて設
定された値より低いためスロットル弁全閉状態と判別し
てしまう恐れがあり、スロットル弁11が全開状態から全
閉状態まで急変する場合も同様、スロットル弁全閉状態
の点Ｃは対応するQ/Nの点ＥはレベルＡにて設定された
値より高いためスロットル弁全開状態と判別してう恐れ
があるので、接点が閉成状態に移ってから所定時間（例
えば30ms）経過後のQ/Nの値（第５図中点Ｄ′、Ｅ′）
をレベルＡにて設定された値と比較して、スロットル弁
11の全閉、全開を判別する。なお、第５図はエンジン回
転数Ｎを一定としてレベルＡにて設定される値を一定値
として示しているが、通常、スロットル弁開度が急開し
た場合、エンジン回転数Ｎが上昇してレベルＡにて設定
される値は急開前に比べ急開後は小さくなるので、上記
の所定時間経過後に図示するごとく大きな値となったQ/
N（Ｄ′）とレベルＡにて設定される値とを比較した場
合、確実に全開と判別し、また逆に急閉した場合、エン
ジン回転数Ｎが下降してレベルＡにて規定される値は急
閉前に比べ急閉後は大きくなるので、所定時間経過後に
図示するごとく小さな値となったQ/N（Ｅ′）とレベル
Ａにて設定された値とを比較した場合、確実に全閉と判
断するものである。

以下、上述の各手段をECU16内のマイコンを用いて実行
する場合の実行プログラムのフローチャートを第６図に
示す。

S101で接点203、204の閉成状態を判別する。接点203、2
04が開いている場合、スロットル弁11は全開状態でも、
全閉状態でもないとして、S102で全閉検出フラグ（FID
L）を、またS103で全開検出フラグ（EPSW）を各々とも
に降ろし、次ルーチンへと進む。またS101で閉成状態で
あることを検知した場合、S104で閉成状態移動後の経過
時間を読み、所定時間経過した後、S105へ進む。S105で
は、エンジン回転数ＮおよびQ/Nを読み込み、S106では
エンジン回転数Ｎに対応して第４図（ａ）の破線で示さ
れたレベルＡにて設定された値を算出し、S107ではS105
で読み込んだQ/NとS106で算出され、レベルＡにて設定
された値とを比較し、レベルＡにて設定された値よりも
Q/Nが小さい場合、S108へ進んで全閉検出フラグを立て
る。またレベルＡにて設定された値よりもQ/Nが大きい
場合、S109へ進んで全開検出フラグを立てる。そして各
々の検出フラグを立てた後、次ルーチンへと進む。

上記手段により、接点の閉成状態でのスロットル弁11の
全閉、全開の判別が可能となる。

なお上記実施例では、レベルＡをエンジン回転数Ｎの上
昇に伴い一次関数的に減少するよう設定していたが、第
４図（ｂ）の破線に示すごとく、所定エンジン回転数に
対してステップ的に変化するよう設定してもかまわな
い。

上述の実施例においてはQ/N、つまりエンジン１回転当
りの吸入空気量により接点の閉成状態でのスロットル弁
11の全閉、全開の判別を行ってきたが、吸気管内の圧力
を検出して、この吸気管内圧力に対する比較レベルＦを
エンジン回転数Ｎに対して可変に設定して、第６図での
比較ステップS107にて比較することで、スロットル弁11
の全閉、全開の判別も可能となる。

またインジェクタ18の電磁コイルに供給される噴射パル
ス信号のパルス幅を用いて、前述と同様に構成すること
で、スロットル弁11の全閉、全開の判別も可能である。

また、エアコンを備えた車両においては、エアコンのコ
ンプレッサが作動するとエンジン17の負荷が増大するた
め、アイドリング状態ではスロットル弁11をバイパスす
る空気量を増大させてアイドリング状態を安定させてい
る。このためにQ/Nが大きくなる。また、ヘッドライト
を点灯するなど車両の電気負荷が作動し、大きくなる
と、オルタネータの発電負荷が増し、これによってもQ/
Nは大きくなる。従って、このようにエアコンのコンプ
レッサが作動したり、また車両の電気負荷が作動した場
合は、さらにレベルＡを全体に少し高めに設定してもよ
い。

なお、この設定においては、第８図にしめすように、エ
アコンのコンプレッサ（電気負荷）が作動した時に用い
るレベルＡを設定してもよく、また前述のレベルＡに所
定値を加えるよう構成してもよい。この場合のフローチ
ャートを第７図に示す。第７図において、S105′にてエ
アコンのコンプレッサが作動しているか、していないか
のデータを、エンジン回転数Ｎ、およびQ/Nと共に取り
込み、S106にてS105′の取り込み信号に応じて設定され
たレベルＡを検索すると共に、エンジン回転数Ｎに対応
したレベルＡにて設定された値を算出する。そして前記
実施例と同様に処理して、前記全閉、全開を判別する。

なお、上記実施例においては、エンジン回転数Ｎに対し
てQ/N（吸気管内圧力）の比較レベルＡ（Ｆ）を可変設
定したものに、さらにエアコンのコンプレッサや電気負
荷の作動に対応した可変設定を行う様に記載していた
が、一定レベルの比較レベルに対してエアコンのコンプ
レッサや電気負荷の作動に対応した可変設定を行っても
よい。

また、上記実施例には記されていないが、高地に行くな
どして大気圧力が低下するとQ/N、および吸気管内圧力
は低下するので、大気圧力を検出する手段を設けて大気
圧力を検出し、大気圧力が低下した場合には第４図
（ａ）に示される比較レベルＡを大気圧力の変化具合に
応じて、あるいはステップ的に小さくなるよう可変設定
してもかまわない。なお、この場合もエンジン回転数Ｎ
に対してQ/N（吸気管内圧力）の比較レベルＡ（Ｆ）を
可変設定したものに、さらに大気圧力に対する可変設定
としていたが、一定レベルの比較レベルに対して大気圧
に対する可変設定をしてもかまわない。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明においては、スロットル弁の開
閉に応じて回動する回転検出体、この回転検出体の回転
により移動する１個の可動接点、及び可動接点に対向配
置した１個の固定接点を具備し、前記回転検出体の回転
角が全閉を判別する第１の角度と全開を判別する第２の
角度との２点で前記固定接点と前記可動接点間の開閉状
態が切換わるスロットルスイッチと、前記スロットルス
イッチの接点の開閉状態に応じてスロットル弁の開度を
エンジン作動に関連した信号により判別する判別手段
と、前記判別手段にて用いられるエンジン作動に関連し
た信号をエンジン状態またはエンジンの環境に対応して
可変設定する設定手段とを備えたスロットル弁開度検出
装置としたことから、従来のものと比べて、固定接点を
１個削除でき、これに応じて体格が小型・軽量化され、
またスロットルスイッチからは判別手段にはスロットル
スイッチの接点の開閉状態を伝えるだけでよく構成が簡
略化されているので、コスト的に安価となるという優れ
た効果があり、さらにはスロットル弁の開閉状態の判別
において、判別に用いられるエンジン作動に関連した信
号をエンジン回転数状態またはエンジンの環境に対応し
て可変設定することにより、その判別が正確に行われる
というさらに優れた効果を有し、その判別が正確に行わ
れることで、確実なエンジン制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のスロットル弁開度検出装置が採用さ
れる内燃機関の概略構成図、第２図は、本発明の一実施
例のスロットルスイッチの正面図、第３図（ａ）は、第
２図におけるスロットル弁全閉状態でのスロットルスイ
ッチの状態を示す概略正面図、第３図（ｂ）は、第２図
におけるスロットル弁全開状態でのスロットルスイッチ
の状態を示す概略正面図、第４図は、エンジン回転数に
対するスロットル弁全閉時のエンジン１回転当りの吸入
空気量の変化、同じくスロットル弁全開時の同変化、及
びスロットル弁の開閉状態の判別に用いられる比較レベ
ルＡを示すグラフ、第５図は、スロットル弁の開度変化
に伴うスロットルスイッチの接点の開閉、及びエンジン
１回転当りの吸入空気量の変化を示すタイムチャート、
第６図は、本発明の一実施例の構成のECU内で実行され
る実行プログラムのフローチャート、第７図および第８
図は、本発明の他の実施例を説明するフローチャート、
ならびにグラフ、第９図は、本発明の概略構成を示すブ
ロック図である。 11……スロットル弁,12……スロットルスイッチ,16……
ECU（電子制御回路装置）,17……エンジン,201……ロー
タ（回転検出体）,202……ガイド溝（ガイド部）,203…
…可動接点,204……固定接点,S……スロットル弁開度信
号,Q……吸入空気量,N……エンジン回転数。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌居 健一郎 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−183504（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スロットル弁の開閉に応じて回動する回転
   検出体、この回転検出体の回転により移動する１個の可
   動接点、及びこの可動接点に対向配置した１個の固定接
   点を具備し、前記回転検出体の回転角が全閉を判別する
   第１の角度と全開を判別する第２の角度との２点で前記
   固定接点と前記可動接点間の開閉状態が切換わるスロッ
   トルスイッチと、 前記スロットルスイッチの接点の開閉状態に応じてスロ
   ットル弁の開度をエンジン作動に関連した信号により判
   別する判別手段と、 前記判別手段にて用いられるエンジン作動に関連した信
   号をエンジン状態またはエンジンの環境に対応して可変
   設定する設定手段とを備えたことを特徴とするスロット
   ル弁開度検出装置。
2. 【請求項２】前記設定手段にて可変設定されるエンジン
   作動に関連した信号はエンジン回転数または大気圧力ま
   たはエアコンのコンプレッサ作動状態または電気負荷の
   作動状態に応じて可変設定されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のスロットル弁開度検出装置。