JP2006257923A - 内燃機関の電子スロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アイドル回転速度の低回転化や極低回転領域（全閉位置付近）でのスロットル制御性能向上の要求を満たすことができるようにする。
【解決手段】 ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）等によってスロットル全閉要求が発生し、スロットルモータの要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔが判定値（例えば８０％）を越えた時点で、スロットルバルブが全閉位置に突き当たった状態になったと判断する。そして、この状態の継続時間（実行カウンタの値ｃｃｌｍｄ）が１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で設定された所定時間（例えば２９６ｍｓ）に達した時点で、スロットル閉じ方向の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔを巻線焼損等の故障が発生しない範囲内（所定の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬ以下）に制限してスロットルモータ１９の突き当てトルクを低下させた状態でスロットルバルブを全閉位置に保持する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スロットルバルブの開度（スロットル開度）をアクセル開度等に基づいて設定された目標スロットル開度に一致させるようにスロットルモータの駆動デューティを制御する内燃機関の電子スロットル制御装置に関する発明である。

車両に搭載された内燃機関の電子スロットル制御装置は、例えば特許文献１（特許３５６２９３８号公報に示すように、イグニッションスイッチのオン時に、スロットルバルブを全閉位置（全閉ストッパ）に突き当てて、その時のスロットル開度センサの検出値から全閉位置を基準位置として学習し、エンジン運転中に、この全閉位置を基準にして、実スロットル開度（スロットル開度センサの検出値）をアクセル開度等に基づいて設定された目標スロットル開度に一致させるようにスロットルモータ（ＤＣモータ）の駆動デューティをＰＩＤ制御等によって制御するようにしたものがある。

この場合、スロットル開度センサの検出誤差等によって全閉位置（全閉ストッパ）の学習誤差が生じるため、目標スロットル開度を全閉位置に設定すると、全閉位置学習値が実際の全閉位置よりも閉じ側にずれることがある。この場合は、図３に示すように、スロットルバルブが全閉位置に突き当たった後も、ＰＩＤ制御等によってスロットルバルブを閉じ側に駆動し続けることになる。しかし、スロットルバルブが全閉位置に突き当たった後は、スロットルバルブを閉じ側に駆動し続けても、実スロットル開度（スロットル開度センサの検出値）と目標スロットル開度との偏差がそれ以上縮まらないため、直ぐにスロットルモータの駆動デューティが最大デューティ（−１００％）まで急増してスロットルモータの巻線に最大の電流が流れるようになり、この状態が暫く続くと、スロットルモータの巻線が焼損する可能性がある。

この対策として、スロットルモータの駆動デューティが最大デューティ（１００％）の状態が所定時間以上続いたときに、フェイル（異常）と判断して、スロットルモータへの通電を停止して、スロットルバルブをアクセル操作に機械的に連動させるフェイルセーフモードに切り替えたり、或は、特許文献１に示すように、エンジン運転中に、全閉位置学習値をかさ上げして、スロットルバルブが実際の全閉位置に突き当たらないように制御する（全閉位置付近のスロットルバルブの駆動を禁止する）ようにしたものがある。その他、エンジン運転中に、スロットルバルブが全閉位置に当接した状態を検出する毎に、全閉位置学習値を補正するようにしたものもある。
特許３５６２９３８号公報（第１頁〜第３頁等）

近年では、エンジンの燃費やエミッションに対する要求が益々厳しくなり、それに伴ってアイドル回転速度の低回転化や極低回転領域（全閉位置付近）でのスロットル制御性能向上が要求されるようになってきている。

しかし、上記従来技術では、この要求を満たすことは困難である。
すなわち、特許文献１の技術では、全閉位置学習値をかさ上げして、スロットルバルブが実際の全閉位置に突き当たらないように制御するため、スロットルバルブを全閉位置付近で制御することはもともと不可能である。

また、スロットルモータの駆動デューティが最大デューティ（１００％）の状態が所定時間以上続いたときに、フェイルと判断してスロットルモータへの通電を停止するシステムにおいては、スロットルバルブを全閉位置付近で制御する状態が続くと、全閉位置の学習誤差やスロットル開度センサの検出誤差等によってスロットルバルブが全閉位置に突き当たってフェイルと判断される状態になる可能性がある。従って、この場合も、スロットルバルブを全閉位置付近で制御することを避ける必要がある。

また、エンジン運転中に、スロットルバルブが全閉位置に当接した状態を検出する毎に全閉位置学習値を補正するようにしても、全閉位置学習値に若干の誤差が残ると共に、スロットル開度センサの検出誤差等があるため、スロットルバルブを全閉位置付近で制御する状態が続くと、スロットルバルブが全閉位置に突き当たってフェイルと判断される状態になる可能性がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、アイドル回転速度の低回転化や極低回転領域（全閉位置付近）でのスロットル制御性能向上の要求を満たすことができる内燃機関の電子スロットル制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、スロットルバルブを駆動するスロットルモータと、前記スロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）をアクセル開度等に基づいて設定された目標スロットル開度に一致させるように前記スロットルモータの駆動デューティを制御するスロットル制御手段とを備えた内燃機関の電子スロットル制御装置において、前記スロットル制御手段は、アクセル全閉且つスロットル開度が全閉位置付近で変化しないと判断される状態で前記スロットルモータのスロットル閉じ方向の駆動デューティが判定値以上になったときに、これをスロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断して、前記スロットル閉じ方向の駆動デューティを所定の駆動デューティ制限値以下に制限して前記スロットルバルブを全閉位置に保持するようにしたものである。

前述したように、スロットルバルブが全閉位置方向に駆動されて全閉位置に突き当たったときに、まだ実スロットル開度（スロットル開度センサの検出値）が目標スロットル開度に到達していない場合は、直ぐにスロットルモータの駆動デューティが最大デューティ（１００％）まで急増するようになる。この特性を考慮して、本発明は、アクセル全閉且つスロットル開度が全閉位置付近で変化しないと判断される状態でスロットルモータのスロットル閉じ方向の駆動デューティが判定値以上になった時点で、スロットルバルブが全閉位置に突き当たった状態になっていると判断して、スロットルモータのスロットル閉じ方向の駆動デューティを所定の駆動デューティ制限値以下に制限してスロットルモータの突き当てトルクを低下させた状態でスロットルバルブを全閉位置に保持するようにしたものである。これにより、スロットルバルブが全閉位置に突き当たった後も、スロットルモータの巻線に流れる電流を故障が発生しない範囲内に制限しなながらスロットルバルブを全閉位置に保持することが可能となり、制御可能な最小のスロットル開度を全閉位置まで拡大することができて、スロットルバルブにより制御可能な最小空気量を従来よりも少なくすることができ、アイドル回転速度の低回転化や極低回転領域（全閉位置付近）でのスロットル制御性能向上の要求を満たすことができる。

本発明は、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断した時点で、直ちにスロットルモータのスロットル閉じ方向の駆動デューティを所定の駆動デューティ制限値以下に制限するようにしても良いが、請求項２のように、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断してから、１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で設定された所定時間が経過した時点で、前記スロットル閉じ方向の駆動デューティを所定の駆動デューティ制限値以下に制限するようにしても良い。このようにすれば、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断した後でも、スロットルモータの巻線焼損等の故障が発生しない１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で駆動デューティを１００％に設定して、より確実にスロットルバルブを全閉位置に保持することができる。

この場合、スロットルモータのスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値は、予め設定された一定値としても良いが、同じ駆動デューティであっても、電源電圧（バッテリ電圧）が低下すると、スロットルモータの巻線に流れる電流が減少してスロットルモータのトルクが低下することを考慮して、請求項３のように、スロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値をスロットルモータの電源電圧に応じて設定するようにすると良い。このようにすれば、電源電圧が低下しても、スロットルモータのスロットル閉じ方向のトルクが不足することを防止することができ、電源電圧に左右されない安定したスロットル制御が可能となる。

ところで、スロットルバルブを全閉位置に突き当てて該全閉位置を学習する全閉位置学習時にも、スロットルシステムの故障を防止するために、スロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値が設けられているが、この全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値とスロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値とを同じ値に設定しても良いし、或は、請求項４のように、全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値と、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値とを別々に設定するようにしても良い。

この場合、請求項５のように、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値を全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも小さい値に設定するようにしても良い。このようにすれば、スロットルバルブを全閉位置に保持する時間が長くなっても、スロットルシステムの故障をより確実に防止できる利点がある。

或は、請求項６のように、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値を全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも大きい値に設定するようにしても良い。一般に、全閉位置学習は、イグニッションスイッチのオン直後の内燃機関始動前に行われるため、スロットルバルブに吸気圧が働かない状態で全閉位置学習が行われるが、スロットル全閉要求発生時には内燃機関が運転されてスロットルバルブに吸気圧が作用するため、その分、スロットルバルブの駆動力を大きくする必要がある。従って、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値を全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも大きい値に設定すれば、内燃機関の運転中に吸気圧に抗してスロットルバルブを全閉位置に確実に保持することができる。

上記いずれの場合も、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値を、例えば、吸入空気量、吸気圧、機関温度、機関回転速度等に応じて変化させたり、全閉位置に保持する時間やモータ温度に応じて変化させるようにしても良い。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて電子スロットル制御システム全体の構成を説明する。吸気管１１内に設けられたスロットルバルブ１２は、オープナ機構１３によって開き方向に付勢されている。オープナ機構１３は、オープナスプリング１４によって開き方向に付勢されたオープナレバー１５をバルブレバー１６に掛合させることで、スロットルバルブ１２を開き方向に付勢している。オープナレバー１５は、開き方向の回動角がオープナストッパ１７によって規制され、閉じ方向の回動角が全閉ストッパ２１（全閉位置）によって規制される。バルブレバー１６は、スロットルバルブ１２の回動軸１８と一体に回動し、オープナストッパ１７と全閉ストッパ２１との間は、バルブレバー１６がオープナレバー１５と掛合した状態を維持しながらスロットルバルブ１２がこれらと一体的に回動するようになっている。

一方、スロットルモータ１９の回転が減速ギア機構２０を介してスロットルバルブ１２の回動軸１８に伝達され、スロットルバルブ１２が駆動される。このスロットルモータ１９は、その巻線に流す電流の方向を反転させることで回転方向を反転させる正逆可能なＤＣモータにより構成され、その駆動デューティを制御することで、スロットルモータ１９の巻線に流す電流を制御して、スロットルモータ１９のトルクひいてはスロットルバルブ１２の駆動速度を制御する。スロットルバルブ１２の回動軸１８には、リターンスプリング２２によって閉じ方向への付勢力が加えられているが、このリターンスプリング２２の閉じ方向への付勢力は、オープナスプリング１４の開き方向の付勢力よりも小さく設定されている。従って、スロットルモータ１９の閉じ方向の駆動力によってスロットルバルブ１２を全閉位置に駆動するには、オープナスプリング１４の開き方向の付勢力に抗してスロットルモータ１９を閉じ方向に駆動する必要があり、オープナレバー１５が全閉ストッパ２１に突き当たった位置がスロットルバルブ１２の全閉位置となる。

前述したように、オープナストッパ１７と全閉ストッパ２１との間は、バルブレバー１６がオープナレバー１５と掛合した状態を維持しながらスロットルバルブ１２がこれらと一体的に回動し、オープナストッパ１７の位置よりもスロットルバルブ１２の開き角度が大きくなると、オープナレバー１５の動きがオープナストッパ１７で止められた状態を維持しながら、バルブレバー１６がオープナレバー１５から離れて開き方向に回動してスロットルバルブ１２が開かれる。

スロットルバルブ１２の開度は、スロットル開度センサ２３によって検出され、このスロットル開度センサ２３の出力信号がスロットルＥＣＵ２４（スロットル制御手段）に入力される。このスロットルＥＣＵ２４には、アクセル２５の開度（踏み込み量）を検出するアクセルセンサ２６の出力信号が入力されると共に、ブレーキ信号、車速信号等のエンジン運転状態を表す信号が入力される。これにより、スロットルＥＣＵ２４は、エンジン運転中にアクセルセンサ２６で検出したアクセル開度とエンジン運転状態に基づいて目標スロットル開度を設定し、実スロットル開度（スロットル開度センサ２３の検出値）を目標スロットル開度に一致させるようにスロットルモータ１９の駆動デューティをＰＩＤ制御等によって制御する。

また、スロットルＥＣＵ２４は、イグニッションスイッチのオン時に、スロットルモータ１９を閉じ方向に駆動してスロットルバルブ１９を全閉位置（全閉ストッパ２１）に突き当てて、その時のスロットル開度センサ２３の検出値から全閉位置を基準位置として学習する機能を備えている。この全閉位置学習時に、スロットルシステムの故障を防止するために、閉じ方向の駆動デューティ制限値が設けられ、全閉位置学習時にスロットルモータ１９の駆動デューティを制限することで、スロットルバルブ１９が全閉位置（全閉ストッパ２１）に突き当るときの衝撃力を弱めるようにしている。

このスロットルＥＣＵ２４は、エンジン２７（内燃機関）の燃料噴射装置や点火装置を制御するエンジンＥＣＵ２８と接続され、相互に信号を送受信して、アクセル開度やエンジン運転状態に応じたスロットル制御を実行する。尚、エンジンＥＣＵ２８の機能とスロットルＥＣＵ２４の機能を１つのＥＣＵ（マイクロコンピュータ）で実現するようにしても良い。

ところで、スロットル開度センサ２３の検出誤差等によって全閉位置（全閉ストッパ２１）の学習誤差が生じるため、目標スロットル開度を全閉位置に設定すると、全閉位置学習値が実際の全閉位置よりも閉じ側にずれることがある。この場合は、図３に示すように、スロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たった後も、ＰＩＤ制御等によってスロットルバルブ１２を閉じ側に駆動し続けることになる。しかし、スロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たった後は、スロットルバルブ１２を閉じ側に駆動し続けても、実スロットル開度（スロットル開度センサ２３の検出値）と目標スロットル開度との偏差がそれ以上縮まらないため、直ぐにスロットルモータ１９の駆動デューティが最大デューティ（−１００％）まで急増してスロットルモータ１９の巻線に最大の電流が流れるようになり、この状態が暫く続くと、スロットルモータ１９の巻線が焼損する可能性がある。

この対策として、スロットルＥＣＵ２４は、後述する図２のスロットルモータ制御ルーチンを実行することで、アクセル全閉且つ実スロットル開度（スロットル開度センサ２３の検出値）が全閉位置付近で変化しないと判断される状態でスロットルモータ１９のスロットル閉じ方向（マイナス方向）の駆動デューティが判定値を越えた時点で、スロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たった状態で全閉位置方向に駆動され続けているものと判断して（スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断して）、この状態の継続時間が所定時間（駆動デューティを１００％にして連続通電してもスロットルモータ１９の巻線焼損等の故障が発生しない１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で設定した時間）に達した時点で、スロットル閉じ方向の駆動デューティを巻線焼損等の故障が発生しない範囲内（所定の駆動デューティ制限値以下）に制限してスロットルモータ１９の突き当てトルクを低下させた状態でスロットルバルブ１２を全閉位置に保持するようにしている。

以下、図２のスロットルモータ制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンは、エンジン運転中に所定周期（例えば８ｍｓ周期）で実行され、特許請求の範囲でいうスロットル制御手段として機能する。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、アクセル全閉（アイドル要求）であるか否かを、アクセルセンサ２６で検出した実アクセル開度ａｐが所定値％以下であるか否かによって判定し、アクセル全閉でないと判定されれば、ステップ１０９に進み、後述する実行カウンタの値ｃｃｌｍｄをクリアし、次のステップ１１０で、スロットル制御モードを、スロットルモータ１９の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔを制限しない通常モードに設定して、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０１で、アクセル全閉と判定されれば、ステップ１０２に進み、スロットル開度センサ２３で検出した実スロットル開度ｔｈｒｅｔｃｍが全閉位置付近（全閉位置学習値Ｉｔａｍ＋α以内）であるか否かを判定する。
ｔｈｒｅｔｃｍ≦Ｉｔａｍ＋α
ここで、αは例えば２ｄｅｇ程度に設定すれば良い。

このステップ１０２で、実スロットル開度ｔｈｒｅｔｃｍが全閉位置付近（全閉位置学習値Ｉｔａｍ＋α以内）でないと判定されれば、ステップ１０９に進み、実行カウンタの値ｃｃｌｍｄをクリアし、次のステップ１１０で、スロットル制御モードを通常モードに設定して、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０２で、実スロットル開度ｔｈｒｅｔｃｍが全閉位置付近（全閉位置学習値Ｉｔａｍ＋α以内）であると判定されれば、ステップ１０３に進み、実スロットル開度ｔｈｒｅｔｃｍが一定に維持されているか否かを、実スロットル開度の前回検出値ｔｈｒｅｔｃｍ[i-1] と今回検出値ｔｈｒｅｔｃｍ[i] との差の絶対値がスロットル開度センサ２３の最大検出誤差（例えば０．５ｄｅｇ）以下であるか否かによって判定する。その結果、実スロットル開度ｔｈｒｅｔｃｍが一定に維持されていないと判定された場合は、まだスロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たっていないと判断して、ステップ１０９に進み、実行カウンタの値ｃｃｌｍｄをクリアし、次のステップ１１０で、スロットル制御モードを通常モードに設定して、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０３で、実スロットル開度ｔｈｒｅｔｃｍが一定に維持されていると判定された場合は、ステップ１０４に進み、スロットル全閉位置学習制御中でないか否かを判定し、スロットル全閉位置学習制御中であれば、ステップ１０９に進み、実行カウンタの値ｃｃｌｍｄをクリアし、次のステップ１１０で、スロットル制御モードを通常モードに設定して、本ルーチンを終了する。

上記ステップ１０４で、スロットル全閉位置学習制御中でないと判定されれば、ステップ１０５に進み、実スロットル開度ｔｈｒｅｔｃｍと目標スロットル開度ｔａｎｇｌｅｔｖとの偏差に応じてＰＩＤ制御等によって設定されたスロットルモータ１９の要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔの絶対値が判定値（例えば８０％）以上であるか否かを判定し、要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔの絶対値が判定値以上でなければ、まだスロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たっていないと判断して、ステップ１０９に進み、実行カウンタの値ｃｃｌｍｄをクリアし、次のステップ１１０で、スロットル制御モードを通常モードに設定して、本ルーチンを終了する。この場合、スロットルモータ１９の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔが後述する制限モードに切り換えられる前は、要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔがそのまま実際の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔとなる。

一方、上記ステップ１０５で、要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔの絶対値が判定値以上と判定されれば、スロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たっていると判断して、ステップ１０６に進み、スロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たっている状態の継続時間を計測する実行カウンタの値ｃｃｌｍｄを本ルーチンの起動周期（例えば８ｍｓ）だけインクリメントして、次のステップ１０７で、実行カウンタの値ｃｃｌｍｄが所定値以上になったか否かを判定する。ここで、所定値は、要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔを１００％にして連続通電してもスロットルモータ１９の巻線焼損等の故障が発生しない１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内の時間（例えば２９６ｍｓ）に設定されている。このステップ１０７で、まだ実行カウンタの値ｃｃｌｍｄが所定値以上になっていないと判定されれば、ステップ１１０に進み、スロットル制御モードを通常モードに設定して、本ルーチンを終了する。

その後、実行カウンタの値ｃｃｌｍｄが所定値以上になった時点で、ステップ１０８に進み、スロットル制御モードをスロットル閉じ方向の要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔを巻線焼損等の故障が発生しない範囲内（所定の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬ以下）に制限する制限モードに切り換える。この制限モードでは、駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬと現在の要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔとを比較し、絶対値が小さい方を実際の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔとして選択し、この駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔでスロットルモータ１９をスロットル閉じ方向に駆動して、スロットルバルブ１２を全閉位置に保持する。

図３は、図２のスロットルモータ制御ルーチンによる制御例を示すタイムチャートである。この図３に示すように、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）等によってスロットル全閉要求が発生し、スロットルモータ１９の要求駆動デューティｍｄｕｔｙｏｕｔが判定値（例えば８０％）を越えた時点で、スロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たった状態（スロットルバルブ全閉位置突き当て完了）と判断する。そして、この状態の継続時間（実行カウンタの値ｃｃｌｍｄ）が１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で設定された所定時間（例えば２９６ｍｓ）に達した時点で、スロットル閉じ方向の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔを巻線焼損等の故障が発生しない範囲内（所定の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬ以下）に制限してスロットルモータ１９の突き当てトルクを低下させた状態でスロットルバルブ１２を全閉位置に保持する。

このようにすれば、スロットルバルブ１２が全閉位置に突き当たった後も、スロットルモータ１９の巻線に流れる電流を故障が発生しない範囲内に制限しなながらスロットルバルブ１２を全閉位置に保持することが可能となる。これにより、制御可能な最小のスロットル開度を全閉位置まで拡大することができて、スロットルバルブ１２により制御可能な最小空気量を従来よりも少なくすることができ、アイドル回転速度の低回転化や極低回転領域（全閉位置付近）でのスロットル制御性能向上の要求を満たすことができる。

この場合、スロットルモータ１２のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬは、予め設定された一定値としても良いが、同じ駆動デューティであっても、電源電圧（バッテリ電圧ｖｂ）が低下すると、スロットルモータ１９の巻線に流れる電流が減少してスロットルモータ１６のトルクが低下するという特性がある。この特性を考慮して、図４に示すように、スロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬをスロットルモータ１９の電源電圧（バッテリ電圧ｖｂ）に応じてテーブル等により設定するようにすると良い。このテーブルは、電源電圧（バッテリ電圧ｖｂ）が低下するほど、駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬの絶対値が大きくなるように設定すると良い。また、電源電圧（バッテリ電圧ｖｂ）が所定電圧以下（例えば６Ｖ以下）の領域では、駆動デューティの制限を解除するようにしても良い。図４に示すようなテーブルを用いれば、スロットルモータ１９の電源電圧が低下しても、スロットルモータ１９のスロットル閉じ方向のトルクが不足することを防止することができ、電源電圧に左右されない安定したスロットル制御が可能となる。

本発明は、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断した時点で、直ちにスロットルモータ１９のスロットル閉じ方向の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔを所定の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬ以下に制限するようにしても良いが、上記実施例のように、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断してから、１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で設定された所定時間が経過した時点で、スロットル閉じ方向の駆動デューティｄｕｔｙｏｕｔを所定の駆動デューティ制限値以下に制限するようにすると良い。このようにすれば、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断した後でも、スロットルモータ１９の巻線焼損等の故障が発生しない１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で駆動デューティを１００％に設定して、より確実にスロットルバルブ１２を全閉位置に保持することができる利点がある。

ところで、スロットルバルブ１２を全閉位置に突き当てて該全閉位置を学習する全閉位置学習時にも、スロットルシステムの故障を防止するために、スロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値が設けられているが、この全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値とスロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬとを同じ値に設定しても良いし、或は、全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値と、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬとを別々に設定するようにしても良い。

この場合、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬを全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも小さい値に設定するようにしても良い。このようにすれば、スロットルバルブ１２を全閉位置に保持する時間が長くなっても、スロットルシステムの故障をより確実に防止できる利点がある。

或は、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬを全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも大きい値に設定するようにしても良い。一般に、全閉位置学習は、イグニッションスイッチのオン直後のエンジン始動前に行われるため、スロットルバルブ１２に吸気圧が働かない状態で全閉位置学習が行われるが、スロットル全閉要求発生時にはエンジン２７が運転されてスロットルバルブ１２に吸気圧が作用するため、その分、スロットルバルブ１２の駆動力を大きくする必要がある。従って、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬを全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも大きい値に設定すれば、エンジン運転中に吸気圧に抗してスロットルバルブ１２を全閉位置に確実に保持することができる。

上記いずれの場合も、スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬを、例えば、吸入空気量、吸気圧、機関温度、機関回転速度等に応じて変化させたり、全閉位置に保持する時間やモータ温度に応じて変化させるようにしても良い。

その他、本発明は、電子スロットルシステムの機械的構成を適宜変更しても良い等、種々変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の一実施例の電子スロットルシステムの構成を説明する図である。 スロットルモータ制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 本実施例のスロットルモータ制御の一例を説明するタイムチャートである。 スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値ＤＵＴＹＨＣＬをバッテリ電圧ｖｂに応じて設定するためのテーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１１…吸気管、１２…スロットルバルブ、１３…オープナ機構、１４…オープナスプリング、１５…オープナレバー、１６…バルブレバー、１７…オープナストッパ、１９…スロットルモータ、２１…全閉ストッパ、２２…リターンスプリング、２３…スロットル開度センサ、２４…スロットルＥＣＵ（スロットル制御手段）、２５…アクセル、２６…アクセルセンサ、２７…エンジン（内燃機関）

Claims (6)

1. スロットルバルブを駆動するスロットルモータと、前記スロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）をアクセル開度等に基づいて設定された目標スロットル開度に一致させるように前記スロットルモータの駆動デューティを制御するスロットル制御手段とを備えた内燃機関の電子スロットル制御装置において、
   前記スロットル制御手段は、アクセル全閉且つスロットル開度が全閉位置付近で変化しないと判断される状態で前記スロットルモータのスロットル閉じ方向の駆動デューティが判定値以上になったときに、これをスロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断して、前記スロットル閉じ方向の駆動デューティを所定の駆動デューティ制限値以下に制限して前記スロットルバルブを全閉位置に保持することを特徴とする内燃機関の電子スロットル制御装置。
2. 前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブ全閉位置突き当て完了と判断してから、１００％デューティ連続通電最大許容時間の範囲内で設定された所定時間が経過した時点で、前記スロットル閉じ方向の駆動デューティを所定の駆動デューティ制限値以下に制限することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の電子スロットル制御装置。
3. 前記スロットル制御手段は、前記スロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値を前記スロットルモータの電源電圧に応じて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の電子スロットル制御装置。
4. 前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブを全閉位置に突き当てて該全閉位置を学習する全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値と、前記スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値とを別々に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の電子スロットル制御装置。
5. 前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値を前記全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも小さい値に設定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の電子スロットル制御装置。
6. 前記スロットル制御手段は、前記スロットルバルブ全閉位置突き当て完了判断時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値を前記全閉位置学習時のスロットル閉じ方向の駆動デューティ制限値よりも大きい値に設定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の電子スロットル制御装置。

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