JP2001090559A - 内燃機関のスロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子スロットルシステムにおける中間ストッ
パ位置付近で不連続に変化するトルク変化に起因するス
ロットルバルブの開度変化の不適切な挙動を防止するこ
と。 【解決手段】 スロットルバルブ５の退避走行用開度で
ある中間ストッパ位置前後での不連続なトルク変化に替
えて中間ストッパ位置を中心とした補正トルク設定範囲
が設けられ、その範囲内では徐々に変化する補正トルク
が設定される。したがって、中間ストッパ位置に対応す
るスロットルバルブ５の開度の記憶値と現在の検出値と
の間に何らかの要因でズレが生じていても、中間ストッ
パ位置付近でのトルク変化に対応する制御量の過大また
は過少な付与が未然に防止される。これにより、電子ス
ロットルシステムによるスロットルバルブの開度変化に
おける中間ストッパ位置付近でのオーバシュートやハン
チング等の不適切な挙動が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクセル操作量等
に応じてアクチュエータを駆動しスロットルバルブの開
度を制御する内燃機関のスロットル制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクセル操作量等に応じてアクチ
ュエータとしてのモータを駆動しスロットルバルブの開
度を制御する『電子スロットルシステム』と称する内燃
機関のスロットル制御装置が採用されるようになってい
る。このような電子スロットルシステムにおいては、例
えば、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度
センサからのアクセル開度信号に応じてモータに電流を
流し、モータが駆動されることでスロットルバルブが開
閉され内燃機関に供給される空気量が制御される。

【０００３】前述の電子スロットルシステムで、何らか
の要因でモータへの電流の供給が停止されたときにも、
複数のスプリングの異なる付勢力を利用し機械的にスロ
ットルバルブの開度を全閉位置と全開位置との間の所定
の中間位置（以下、『中間ストッパ位置』と記す）に保
持することで、内燃機関が直ちに停止状態となることな
く車両の退避走行を可能としたものが知られている。

【０００４】ここで、電子スロットルシステムの正常時
において、スロットルバルブの開度を中間ストッパ位置
より開く場合には、一方のスプリングの付勢力に抗して
モータを所定方向に回転させ、逆に、スロットルバルブ
の開度を中間ストッパ位置より閉じる場合には、他方の
スプリングの付勢力に抗してモータを所定方向と逆方向
に回転させる。この際、モータに流される電流の方向は
中間ストッパ位置を境にして互いに逆向きである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の電子
スロットルシステムにおいて、中間ストッパ位置前後で
スプリングの付勢力に抗してモータを回転させるために
考慮すべきばねトルクとしては、符号が反対で不連続に
変化することとなる。よって、スロットルバルブが中間
ストッパ位置を通過するように目標開度が与えられた場
合には、中間ストッパ位置通過後にスロットルバルブに
加わるばねトルク量を見込みで与えることが有効であ
る。しかし、中間ストッパ位置に対応して初期設定され
たスロットルバルブの開度の記憶値と現在の検出値との
間に何らかの要因でズレが生じていると、実際には中間
ストッパ位置を通過しないにもかかわらず、中間ストッ
パ位置通過のための見込み量を与えてしまいオーバシュ
ートを生じることとなるか、または実際に中間ストッパ
位置を通過するにもかかわらず、見込み量を与えること
ができないため応答性が悪化するという不適切な挙動を
引起こしたりするという不具合があった。

【０００６】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、電子スロットルシステムにお
ける中間ストッパ位置付近で不連続に変化するばねトル
クに起因するスロットルバルブの開度変化の不適切な挙
動を防止可能な内燃機関のスロットル制御装置の提供を
課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関のス
ロットル制御装置によれば、補正トルク設定手段でスロ
ットルバルブの開度を全閉位置と全開位置との間の所定
の中間位置に保持する位置保持機構における中間位置前
後での機械的で不連続なトルク変化に替えて中間位置を
中心とする所定範囲が設られ、その範囲内では徐々に変
化する補正トルクが設定される。したがって、位置保持
機構による中間位置に対応するスロットルバルブの開度
の記憶値と現在の検出値との間に何らかの要因でズレが
生じていても、中間位置付近でのトルク変化に対応する
制御量の過大または過少な付与が未然に防止される。こ
れにより、電子スロットルシステムによるスロットルバ
ルブの開度変化における中間位置付近でのオーバシュー
トやハンチング等の不適切な挙動が防止される。

【０００８】請求項２の内燃機関のスロットル制御装置
における補正トルク設定手段では、中間位置の記憶値が
内燃機関の始動時に学習され更新される。これにより、
位置保持機構における中間位置に対応するスロットルバ
ルブの開度の記憶値と機械的な検出値との誤差をなくす
ことができ、中間位置付近におけるトルク変化に対応す
る補正トルク算出精度が向上される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関のスロットル制御装置が適用された内燃機
関及びその周辺機器を示す概略構成図である。

【００１１】図１において、内燃機関１の吸気通路２の
上流側にはエアクリーナ３が設けられ、エアクリーナ３
の下流側には吸気量（吸入空気量）を検出するエアフロ
ーメータ４が設置されている。また、吸気通路２のエア
フローメータ４より下流側にはスロットルバルブ５が設
けられ、このスロットルバルブ５の回動軸５ａに連結さ
れたトルクモータ１９の駆動力により実際のスロットル
バルブ５の開度である実スロットル開度ＴＡが制御さ
れ、内燃機関１に供給される吸気量が調整される。この
スロットルバルブ５の実スロットル開度ＴＡがスロット
ル開度センサ１６によって検出される。なお、アイドル
時にあっても、トルクモータ１９の駆動力によって実ス
ロットル開度ＴＡが制御され、これによって吸気量ＧＮ
が制御され機関回転数ＮＥが目標アイドル回転数に一致
されるようにフィードバック制御される。更に、吸気通
路２はインテークマニホルド６を介して内燃機関１の各
気筒に接続され、吸気通路２からの吸入空気がインテー
クマニホルド６内を経て各気筒に分配供給される。

【００１２】インテークマニホルド６には各気筒に対応
してインジェクタ７が設置され、各インジェクタ７から
噴射された燃料は、吸入空気と混合され各気筒に供給さ
れる。この混合気は吸気バルブ８の開閉に伴って各気筒
の燃焼室９内に導入され、点火プラグ１０の点火により
燃焼され、ピストン１１が押下げられクランクシャフト
１２にトルクが付与される。燃焼後の排気ガスは排気バ
ルブ１３の開閉に伴って排気通路１４を経て外部に排出
される。また、クランクシャフト１２の近接位置にはク
ランク角センサ１５が設置され、このクランク角センサ
１５からは３０°ＣＡ（Crank Angle:クランク角）毎に
パルス信号が出力される。

【００１３】２０はＥＣＵ（Electronic Control Unit:
電子制御ユニット）であり、ＥＣＵ２０はエアフローメ
ータ４によって検出された吸気量ＧＮ信号やクランク角
センサ１５によって検出された機関回転数ＮＥ信号に基
づいてインジェクタ７の駆動を制御すると共に、スロッ
トル開度センサ１６によって検出された実スロットル開
度ＴＡ信号やアクセルペダル１７の踏込量がアクセル開
度センサ１８によって検出されたアクセル開度Ａｐ信号
等に基づいてスロットルバルブ５を開閉制御するＣＰＵ
２１，ＲＯＭ２２，ＲＡＭ２３等からなるマイクロコン
ピュータを主体として構成されている。

【００１４】次に、ＥＣＵ２０及びその周辺の構成につ
いて、図１を参照し更に詳しく説明する。

【００１５】ＥＣＵ２０において、ＣＰＵ２１は吸気量
ＧＮ信号や機関回転数ＮＥ信号、更には実スロットル開
度ＴＡ信号やアクセル開度Ａｐ信号等を読込み、内燃機
関１の運転状態に応じてその都度要求されるインジェク
タ７の燃料噴射量やトルクモータ１９によるスロットル
バルブ５の目標とする指令値である目標スロットル開度
ＴＴＰ等を演算する周知の中央処理装置である。

【００１６】また、ＲＯＭ２２は所謂プログラムメモリ
として、内燃機関１の運転状態を制御するための各種制
御プログラム、即ち、燃料噴射制御プログラムやスロッ
トル制御プログラム等が予め格納されたメモリである。
ＣＰＵ２１では、このＲＯＭ２２に格納されているプロ
グラムに従って各種の演算処理を実行する。また、ＲＡ
Ｍ２３は所謂データメモリとして、各種センサの入出力
データやＣＰＵ２１による演算処理データ等が一時的に
格納されるメモリである。

【００１７】インジェクタ駆動回路２４は、吸気量ＧＮ
信号や機関回転数ＮＥ信号に基づきＣＰＵ２１を通じて
算出される燃料噴射量に対応した所定パルス幅の信号を
形成してインジェクタ７を駆動する回路である。これに
より、インジェクタ７からは算出された燃料噴射量に対
応した量の燃料が内燃機関１の各気筒に対して噴射供給
される。

【００１８】また、モータ駆動回路２５は、後述のＣＰ
Ｕ２１による演算処理により、トルクモータ１９による
スロットルバルブ５の目標スロットル開度ＴＴＰとスロ
ットル開度センサ１６からの実スロットル開度ＴＡとの
偏差に応じて、その偏差を縮小するためＰＷＭ（パルス
幅変調）変換されたデューティ比信号として算出された
出力ＤＵＴＹ（制御量）から出力電流ＤＵＴＹを形成し
てトルクモータ１９に出力する回路である。これによ
り、トルクモータ１９では出力電流ＤＵＴＹに対応した
駆動力が発生され、スロットル開度センサ１６で検出さ
れるスロットルバルブ５の実スロットル開度ＴＡが最終
的に目標スロットル開度ＴＴＰに一致するように調整さ
れる。

【００１９】そして、Ａ／Ｄ変換回路２７は、読込まれ
る吸気量ＧＮ信号、実スロットル開度ＴＡ信号、アクセ
ル開度Ａｐ信号及びその他、水温センサ（図示略）から
の冷却水温ＴＨＷ信号等をＡ／Ｄ（アナログ−ディジタ
ル）変換してＣＰＵ２１に出力するための回路である。

【００２０】次に、図２及び図３に基づき内燃機関のス
ロットル制御装置の構成について説明する。

【００２１】図２及び図３において、アクセルペダル１
７にはアクセル開度センサ１８が配設され、アクセルペ
ダル１７はアクセルレバー４１に連結されている。この
アクセルレバー４１は、アクセルリターンスプリング４
２ａ，４２ｂによってアクセルペダル１７の戻り方向
（時計回り方向）に付勢されている。アクセルペダル１
７が操作されない状態（アクセルＯＦＦ）では、アクセ
ルレバー４１はアクセルリターンスプリング４２ａ，４
２ｂによってアクセル全閉ストッパ４３に当接した状態
に保持される。内燃機関１の運転中は、アクセルペダル
１７の操作量に基づくアクセルレバー４１の位置がアク
セル開度センサ１８によってアクセル開度Ａｐとして検
出される。

【００２２】一方、スロットルバルブ５の回動軸５ａに
はバルブレバー４４が連結され、このバルブレバー４４
が退避走行用スプリング４５によってスロットルバルブ
５の開方向（図２の上方向）に付勢されている。このた
め、図２（ｂ）に示すモータＯＦＦ（トルクモータ１９
への電源ＯＦＦ）時には、退避走行用スプリング４５に
よってバルブレバー４４が中間レバー４７に当接した中
間ストッパ位置に保持される。このとき、中間レバー４
７は、バルブリターンスプリング４８によってスロット
ルバルブ５の閉方向（図２の下方）に付勢され、中間ス
トッパ４９に当接されている。

【００２３】つまり、バルブリターンスプリング４８の
引張力は退避走行用スプリング４５の引張力よりも大き
く設定されている。したがって、図２（ｂ）に示すモー
タＯＦＦ時には、バルブリターンスプリング４８の引張
力が退避走行用スプリング４５の引張力に打勝って、中
間レバー４７が中間ストッパ４９に当接し保持され、ス
ロットルバルブ５の実スロットル開度ＴＡが中間ストッ
パ４９で規制される中間ストッパ位置（実スロットル開
度ＴＡ＝約３°）に保持される。

【００２４】一方、図２（ａ）に示す通常制御時（モー
タＯＮ時）には、アクセルペダル１７の操作量に応じて
トルクモータ１９が正転または逆転されスロットルバル
ブ５の実スロットル開度ＴＡが調整され、そのときのス
ロットルバルブ５の実スロットル開度ＴＡがスロットル
開度センサ１６によって検出される。この際、実スロッ
トル開度ＴＡを大きくする場合には、トルクモータ１９
に正側のモータ電流が供給されトルクモータ１９が正転
されることで、図２（ａ）に示すようにバルブレバー４
４がバルブリターンスプリング４８の引張力に抗して中
間レバー４７が押上げられスロットルバルブ５が開方向
に駆動される。これとは逆に、実スロットル開度ＴＡを
小さくする場合には、トルクモータ１９に負側のモータ
電流が供給されトルクモータ１９が逆転されることで、
バルブレバー４４が下降されスロットルバルブ５が閉方
向に駆動される。そして、中間レバー４７が中間ストッ
パ４９に当接されたのちのスロットルバルブ５の閉方向
の駆動では、バルブレバー４４が退避走行用スプリング
４５の引張力に抗して下降されスロットルバルブ５が全
閉ストッパ位置（実スロットル開度ＴＡ＝０°）まで閉
じると、バルブレバー４４がスロットル全閉ストッパ４
６に当接され、それ以上の回動が阻止される。

【００２５】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関のスロットル制御装置で用いられているス
ロットルバルブ５の回動軸５ａと連結されたトルクモー
タ１９の構成について図４及び図５を参照して説明す
る。なお、図５は図４のトルクモータ１９からカバー６
３を取去ってＡ方向から見た矢視図である。

【００２６】図４に示すように、吸気通路２途中に配設
されたスロットルボデー６０には軸受６１，６２を介し
てスロットルバルブ５が回動自在に支持されている。こ
のスロットルバルブ５は円板状に形成されており、回動
軸５ａにビス止めされ固定されている。そして、スロッ
トルバルブ５が回動軸５ａと共に回動されることによ
り、スロットルボデー６０の内壁により形成された吸気
流路６０ａの流路面積が調整され、吸気通路２を通過す
る吸気量が制御される。

【００２７】また、スロットルバルブ５の回動軸５ａの
一方の端部にはバルブレバー４４が圧入固定されてお
り、回動軸５ａと共に回動される。このバルブレバー４
４がスロットル全閉ストッパ４６に当接されることによ
りスロットルバルブ５の全閉位置が規定される。なお、
スロットル全閉ストッパ４６のねじ込量を変更すること
によりスロットルバルブ５の全閉位置が調整される。な
お、図４では退避走行用スプリング４５等は省略されて
いる。

【００２８】そして、スロットル開度センサ１６はバル
ブレバー４４よりも更に回動軸５ａの端側に配設され、
コンタクト部１６ａ、抵抗体を塗布した基板１６ｂ及び
ハウジング１６ｃによって構成されている。コンタクト
部１６ａは回動軸５ａに圧入されており、回動軸５ａと
共に回動される。基板１６ｂはハウジング１６ｃに固定
されており、基板１６ｂに塗布された抵抗体上をコンタ
クト部１６ａが摺動される。基板１６ｂに塗布された抵
抗体には５〔Ｖ〕の一定電圧が印加されており、この抵
抗体とコンタクト部１６ａとの摺動位置がスロットルバ
ルブ５の開度に応じて変化され出力電圧値が変動され
る。このスロットル開度センサ１６からの出力電圧値が
ＥＣＵ２０に入力されスロットルバルブ５の実スロット
ル開度ＴＡが検出される。

【００２９】更に、図４及び図５に示すように、トルク
モータ１９は回転子６５、コア６９、一対のソレノイド
部７０，７５により回動軸５ａの他方の端部に連結され
ている。トルクモータ１９の端部はカバー６３により覆
われている。回転子６５は、回動軸５ａに圧入固定され
た鉄心６６及び永久磁石６７，６８により構成され、コ
ア６９の内壁により形成された収容孔６９ａに回動自在
に収容されている。鉄心６６は円筒状に形成されてお
り、回動軸５ａの他方の端部に圧入固定されている。永
久磁石６７，６８は円弧状に形成されており、鉄心６６
の外周に等間隔をあけて接着固定されている。スロット
ルバルブ５の回動範囲は通常９０°以下であるから、永
久磁石６７，６８の円弧長はスロットルバルブ５の回動
範囲内で回転子６５を回動可能なトルクが働く長さがあ
ればよい。なお、永久磁石６７，６８はネオジウム系、
サマリウム−コバルト系等の高い磁力を発生する所謂、
希土類磁石が採用されている。

【００３０】コア６９は磁性体からなる薄板が回動軸５
ａの軸方向に積層され形成されており、収容孔６９ａに
回転子６５を回動自在に収容している。コア６９は回転
子６５を取囲む周上において切目のないスロットレスに
構成されている。ソレノイド部７０，７５はそれぞれ鉄
心７１，７６にコイル７２，７７が巻回され形成されて
おり、コア６９に圧入固定されている。コイル７２，７
７にはコネクタ８０に埋設されたピン８１から制御電流
が供給される。また、バルブリターンスプリング４８
は、一方の端部が鉄心６６に固定され、他方の端部がね
じ６４に固定されており、このバルブリターンスプリン
グ４８によりスロットルバルブ５が閉側に付勢されてい
る。

【００３１】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥ
ＣＵ２０内のＣＰＵ２１におけるスロットル制御の処理
手順を示す図６のブロック図に基づいて説明する。

【００３２】図６において、まず、目標スロットル開度
演算処理Ｓ１では、アクセル開度センサ１８からのアク
セル開度Ａｐ〔°〕に基づき目標スロットル開度ＴＴＰ
〔°〕が算出される。次の仮目標スロットル開度演算処
理Ｓ２では、目標スロットル開度演算処理Ｓ１で算出さ
れた目標スロットル開度ＴＴＰ〔°〕がなまし（平滑
化）処理され仮目標スロットル開度ＴＴＰsm〔°〕が算
出される。そして、加減速トルク演算処理Ｓ３では、仮
目標スロットル開度演算処理Ｓ２で算出された仮目標ス
ロットル開度ＴＴＰsm〔°〕とスロットル開度センサ１
６からの実スロットル開度ＴＡ〔°〕との偏差・現在の
スロットル速度である実スロットル速度ΔＴＡに基づき
スロットル制御系の加減速トルクＴg 〔Ｎ・ｍ〕が算出
される。

【００３３】次のばねトルク演算処理Ｓ４では、後述す
るように、仮目標スロットル開度演算処理Ｓ２で算出さ
れた仮目標スロットル開度ＴＴＰsm〔°〕に基づきばね
トルクＴs 〔Ｎ・ｍ〕が算出される。また、摩擦トルク
演算処理Ｓ５では、仮目標スロットル開度ＴＴＰsm
〔°〕、実スロットル開度ＴＡ〔°〕及び後段で算出さ
れる推定モータ温度Ｔm 〔℃〕からそのときの摩擦状態
に応じて軸受６１，６２等によるスロットル制御系の摩
擦トルクＴf 〔Ｎ・ｍ〕が算出される。そして、前段で
算出された加減速トルクＴg 〔Ｎ・ｍ〕、ばねトルクＴ
s 〔Ｎ・ｍ〕及び摩擦トルクＴf 〔Ｎ・ｍ〕が加算され
トルクモータ１９の要求トルクＴR 〔Ｎ・ｍ〕が算出さ
れる。

【００３４】モータ電流演算処理Ｓ６では、ＴR ＝ｆ
（ＴＡ，ＩM ）の逆モデル式を用いた実測値に基づき、
前段で算出された要求トルクＴR 〔Ｎ・ｍ〕をパラメー
タとし、各要求トルクの発生に必要な要求電流ＩM
〔Ａ〕が実スロットル開度ＴＡ〔°〕に応じて算出され
る。次の電流応答性補償処理Ｓ７では、前段で算出され
た要求電流ＩM 〔Ａ〕に対してトルクモータ１９に固有
のコイルや配線（ワイヤハーネス）等によるインダクタ
ンスや抵抗による遅れがあるため、その遅れ分を補償す
るよう後段で算出される推定電流Ｉa 〔Ａ〕、推定抵抗
Ｒsm〔Ω〕及び推定モータ温度Ｔm 〔℃〕が考慮され算
出される補正電流（補償値）〔Ａ〕と元の要求電流ＩM
〔Ａ〕とが加算され出力電流Ｉo 〔Ａ〕が算出される。

【００３５】そして、逆起電圧演算処理Ｓ８では、前段
で算出された出力電流Ｉo 〔Ａ〕、後段で算出される推
定モータ温度Ｔm 〔℃〕、実スロットル開度ＴＡ〔°〕
及び仮目標スロットル開度ＴＴＰsm〔°〕とに応じて逆
起電圧Ｖe 〔Ｖ〕が算出される。更に、出力ＤＵＴＹ演
算処理Ｓ９では、前段で算出された出力電流Ｉo 〔Ａ〕
に対して逆起電圧Ｖe 〔Ｖ〕が考慮された電流値が加算
され、かつ後段で算出される推定抵抗Ｒsm〔Ω〕及びバ
ッテリ電圧ＶB 〔Ｖ〕が考慮され、トルクモータ１９に
実際に出力可能な出力ＤＵＴＹが算出される。更に、モ
ータ駆動回路２５では、出力ＤＵＴＹ演算処理Ｓ９から
の出力ＤＵＴＹに基づきトルクモータ１９に出力するた
めの出力電流ＤＵＴＹが形成される。

【００３６】ここで、出力可能な出力ＤＵＴＹとは、例
えば、３〜９０〔％〕と１００〔％〕である。なお、０
〜３〔％〕、９０〜１００〔％〕、１００〔％〕以上は
回路上出力できないＤＵＴＹ範囲である。この出力ＤＵ
ＴＹがモータ駆動回路２５に出力され出力電流ＤＵＴＹ
が形成されトルクモータ１９に出力されることでトルク
モータ１９が駆動され、スロットル開度センサ１６で検
出された実スロットル開度ＴＡが最終的に目標スロット
ル開度ＴＴＰに一致するように調整される。

【００３７】上述のように、出力ＤＵＴＹ演算処理Ｓ９
では、要求ＤＵＴＹに対してモータ駆動回路２５の作動
制約上、出力できない出力ＤＵＴＹが存在している。例
えば、０〜３〔％〕のＤＵＴＹ範囲は出力できないた
め、０〜３〔％〕が要求されたときには、出力ＤＵＴＹ
が３〔％〕とされる。３〜９０〔％〕のＤＵＴＹ範囲が
要求されたときには、その値に対応する出力ＤＵＴＹと
される。また、９０〜１００〔％〕のＤＵＴＹ範囲は出
力できないため、９０〜１００〔％〕のＤＵＴＹ範囲が
要求されたときには、９０〜９５〔％〕では９０
〔％〕、９５〜１００〔％〕では１００〔％〕とされ
る。そして、演算結果として１００〔％〕以上を要求さ
れたときにも出力不可のため出力ＤＵＴＹが１００
〔％〕とされる。

【００３８】このように、要求ＤＵＴＹと出力ＤＵＴＹ
とが異なる場合が発生するため、実際に流れる電流は出
力ＤＵＴＹを基準に推定する必要がある。このため、電
流推定演算処理Ｓ１０では、出力ＤＵＴＹ演算処理Ｓ９
からの出力ＤＵＴＹ、バッテリ電圧ＶB 〔Ｖ〕及び後段
で算出される推定抵抗Ｒsm〔Ω〕から推定電流Ｉa
〔Ａ〕が算出される。

【００３９】次の抵抗推定演算処理Ｓ１１では、電流推
定演算処理Ｓ１０からの推定電流Ｉa 〔Ａ〕、そのとき
トルクモータ１９に流れる実際の電流がＥＣＵ２０内の
ハード回路にて検出された実電流ＩH 〔Ａ〕とから算出
される瞬間的な真の抵抗になまし（平滑化）処理が実施
され推定抵抗Ｒsm〔Ω〕が算出される。そして、モータ
温度推定演算処理Ｓ１２では、抵抗推定演算処理Ｓ１１
からの推定抵抗Ｒsm〔Ω〕に基づき推定モータ温度Ｔm
〔℃〕が算出される。これにより、モータ温度変化によ
るモータトルク変化、磁束密度変化、摩擦トルク変化等
が補正されモータ駆動回路２５に出力するための適切な
出力ＤＵＴＹが得られることとなる。

【００４０】次に、図６のばねトルク演算処理Ｓ４で算
出されるばねトルクＴs 〔Ｎ・ｍ〕について、図７及び
図８のマップを参照して説明する。

【００４１】上述したような、一般的な電子スロットル
システムにおけるスロットルバルブ５の開度を全閉位置
と全開位置との間の中間ストッパ位置（実スロットル開
度ＴＡ＝約３°）に保持するバルブレバー４４、退避走
行用スプリング４５、中間レバー４７、バルブリターン
スプリング４８及び中間ストッパ４９等からなる位置保
持機構によれば、図８に示すように、仮目標スロットル
開度ＴＴＰsm〔°〕に対応するばねトルクＴs が中間ス
トッパ位置前後で不連続となる。即ち、仮目標スロット
ル開度ＴＴＰsm〔°〕が中間ストッパ位置より大きい開
側ではバルブリターンスプリング４８に対応し、また、
仮目標スロットル開度ＴＴＰsm〔°〕が中間ストッパ位
置より小さい閉側では退避走行用スプリング４５に対応
するスロットル制御系のばねトルク〔Ｎ・ｍ〕が算出さ
れる。

【００４２】ここで、ＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１にて認
識されている中間ストッパ位置と上記ハード特性におけ
る中間ストッパ位置との間にズレがあると、仮目標スロ
ットル開度ＴＴＰsm〔°〕に対応して中間ストッパ位置
付近では必要以上に大きな、または小さなばねトルクＴ
S 〔Ｎ・ｍ〕が算出されることとなる。

【００４３】したがって、本実施例では、図７に示すよ
うに、中間ストッパ位置を中心として補正トルク設定範
囲を設け、この補正トルク設定範囲においては仮目標ス
ロットル開度ＴＴＰsm〔°〕に対応して徐々に変化する
ばねトルクＴs 〔Ｎ・ｍ〕が設定される。なお、本実施
例では、補正トルク設定範囲の仮目標スロットル開度Ｔ
ＴＰsm〔°〕の上下限におけるバルブリターンスプリン
グ４８に対応するばねトルクＴs 〔Ｎ・ｍ〕と退避走行
用スプリング４５に対応するばねトルクＴs〔Ｎ・ｍ〕
とが直線的に接続されている。

【００４４】このため、例え、ＥＣＵ２０内のＣＰＵ２
１にて認識されている中間ストッパ位置とハード特性に
おける中間ストッパ位置との間にズレが生じていても、
仮目標スロットル開度ＴＴＰsm〔°〕に対応するばねト
ルクＴs 〔Ｎ・ｍ〕が徐々にトルク変化するため、スロ
ットル制御系に対する制御量の極端な変動が抑制され
る。結果として、スロットルバルブの開度変化における
中間ストッパ位置付近での挙動の安定性を向上すること
ができる。なお、ＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１にて認識さ
れている中間ストッパ位置は、内燃機関１のイグニッシ
ョンスイッチ（図示略）のＯＮ時に、そのときのスロッ
トル開度センサ１６からの実スロットル開度ＴＡに基づ
き学習位置として更新される。

【００４５】このように、本実施例の内燃機関のスロッ
トル制御装置は、スロットルバルブ５を開閉するアクチ
ュエータとしてのトルクモータ１９に電流が出力されて
いないとき、スロットルバルブ５の開度を全閉位置と全
開位置との間の所定の中間ストッパ位置に保持するバル
ブレバー４４、退避走行用スプリング４５、中間レバー
４７、バルブリターンスプリング４８及び中間ストッパ
４９等からなる位置保持機構と、前記位置保持機構にお
ける中間ストッパ位置前後の不連続なトルク変化に替え
て中間ストッパ位置を中心とする所定範囲内で徐々に変
化する補正トルクを設定するＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１
にて達成される補正トルク設定手段と、補正トルクが考
慮されたばねトルク及びその他のパラメータに基づき算
出される出力ＤＵＴＹ（制御量）に応じた出力電流ＤＵ
ＴＹによりトルクモータ１９を駆動し、スロットルバル
ブ５の実スロットル開度ＴＡを制御するＥＣＵ２０内の
ＣＰＵ２１、モータ駆動回路２５にて達成されるスロッ
トル制御手段とを具備するものである。

【００４６】つまり、位置保持機構における中間ストッ
パ位置前後で退避走行用スプリング４５、バルブリター
ンスプリング４８の付勢力による不連続なばねトルク変
化に替えて中間ストッパ位置を中心とした補正トルク設
定範囲を設け、その範囲内では徐々に変化する補正トル
クが設定される。したがって、位置保持機構による中間
ストッパ位置に対応するスロットルバルブの開度の記憶
値と現在の検出値との間に何らかの要因でズレが生じて
いても、中間ストッパ位置付近でのばねトルクに対応す
る制御量の過大または過少な付与を未然に防止すること
ができる。これにより、電子スロットルシステムによる
スロットルバルブの開度変化における中間ストッパ位置
付近でのオーバシュートやハンチング等の不適切な挙動
を防止することができる。

【００４７】また、本実施例の内燃機関のスロットル制
御装置のＥＣＵ２０内のＣＰＵ２１にて達成される補正
トルク設定手段は、中間ストッパ位置を内燃機関１の始
動時に学習するものである。即ち、ＥＣＵ２０内のＣＰ
Ｕ２１にて認識されている中間ストッパ位置が内燃機関
１の始動時に学習され更新される。これにより、位置保
持機構における中間ストッパ位置に対応するスロットル
バルブの開度の記憶値と機械的な検出値との誤差をなく
すことができ、中間ストッパ位置付近におけるばねトル
クに対応する補正トルク算出精度が向上される。

【００４８】ところで、上記実施例では、補正トルク設
定範囲における仮目標スロットル開度ＴＴＰsmに対応す
るばねトルクＴs を直線的に設定したが、本発明を実施
する場合には、これに限定されるものではなく、その
他、２次曲線等にて設定してもよい。

【００４９】また、上記実施例では、目標スロットル開
度ＴＴＰを遅れ（なまし）処理した仮目標スロットル開
度ＴＴＰsmをパラメータとしてばねトルクＴs を算出し
たが、本発明を実施する場合には、これに限定されるも
のではなく、スロットルバルブの開度に対するパラメー
タとして目標スロットル開度ＴＴＰ、実スロットル開度
ＴＡ等を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のスロットル制御装置が適用された内燃機関
及びその周辺機器を示す概略構成図である。

【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のスロットル制御装置の要部構成を示す模式
図である。

【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のスロットル制御装置の要部構成を示す斜視
図である。

【図４】 図４は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のスロットル制御装置で用いられているスロ
ットルバルブの回動軸と連結されたトルクモータの構成
を示す断面図である。

【図５】 図５は図４のトルクモータからカバーを取去
ってＡ方向から見た矢視図である。

【図６】 図６は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関のスロットル制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ内のＣＰＵにおけるスロットル制御の処理手順を示す
ブロック図である。

【図７】 図７は図６のばねトルク演算処理における仮
目標スロットル開度からばねトルクを算出する補正トル
ク設定範囲を設けたマップである。

【図８】 図８は一般的な中間ストッパ位置を有する電
子スロットルシステムにおける仮目標スロットル開度か
らばねトルクを算出するマップである。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ５ スロットルバルブ １６ スロットル開度センサ １８ アクセル開度センサ １９ トルクモータ（アクチュエータ） ２０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G065 CA00 CA34 CA40 DA05 EA01 FA00 FA02 FA09 FA11 FA13 GA10 GA41 GA42 GA46 GA47 HA20 HA22 KA15 KA16 KA36 3G084 BA05 CA01 DA04 DA08 DA33 EB00 EB12 EB25 EC05 FA00 FA10 FA38 3G301 JA06 JA07 JB02 JB08 KA01 LA03 LC03 NA01 NB02 ND01 ND21 ND41 ND42 PA11Z PE03Z PG02Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルバルブを開閉するアクチュエ
   ータに電流が出力されていないとき、前記スロットルバ
   ルブの開度を全閉位置と全開位置との間の所定の中間位
   置に保持する位置保持機構と、前記位置保持機構におけ
   る前記中間位置前後の不連続なトルク変化に替えて前記
   中間位置を中心とする所定範囲内で徐々に変化する補正
   トルクを設定する補正トルク設定手段と、前記補正トル
   ク及びその他のパラメータに基づき算出される制御量に
   より前記アクチュエータを駆動し、前記スロットルバル
   ブの開度を制御するスロットル制御手段とを具備するこ
   とを特徴とする内燃機関のスロットル制御装置。
2. 【請求項２】 前記補正トルク設定手段は、前記中間位
   置を内燃機関の始動時に学習することを特徴とする請求
   項１に記載の内燃機関のスロットル制御装置。