JP2024002251A - 絞り弁制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コイルスプリングを用いてバルブをバルブ中間位置に保持可能な絞り弁の制御で、バルブ中間位置を含めて全閉位置から全開位置までバルブの開度を適切に制御する。【解決手段】バルブ中間位置を挟んで全開方向側に設定した全開閾値と全閉方向側に設定した全閉閾値との範囲内でのバルブ中間位置制御と、全開閾値より全開位置側の範囲内での全開位置側制御と、全閉閾値より全閉位置側の範囲内での全閉位置側制御とを行う。そして、全開位置側制御と全閉位置側制御とは同じ第１制御（Ｓ１０４）とし、バルブ中間位置制御は、第１制御と異なる第２制御（Ｓ１０５）としている。バルブ中間位置での制御を第２制御とし、それ以外の位置での第１制御と異なるようにして、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制することができる。【選択図】図１９

Description

本開示は、絞り弁制御装置に関する。本開示の制御を行う絞り弁は、エンジンの吸気をコントロールする電子スロットル装置、排気ガス循環システムに用いられるＥＧＲバルブ、ディーゼルエンジンの吸気通路圧力制御弁、燃料電池の水素濃度を制御するための負圧制御バルブ等の用途がある。
本開示は、特にバルブを付勢するコイルスプリングによって、バルブが通路を全閉とする位置ではなく、若干開いた位置（以下、この位置をバルブ中間位置という。）で保持する絞り弁装置に関する。
例えば電子スロットル装置では、エンジンの運転状態をコントロールするエンジンコントロールユニット、または電子スロットル装置に何らかの故障が生じた場合にも、自動車を退避走行可能とするようにしている。具体的には、電子スロットル装置のモータが駆動力を生じない時に、スロットルバルブが吸気通路を全閉とする位置ではなく、バルブ中間位置で停止するよう構成されている。
特許文献１に記載の電子スロットル装置では、コイルスプリングを用いて、コイルスプリングの両端にそれぞれガイドを配置している。そして、コイルスプリング端をバルブギヤの駆動部に係止させて、バルブギヤによりバルブをバルブ中間位置から回動している。また、コイルスプリング端をボデーの保持部に係止させて、バルブをバルブ中間位置に保持できるようにしている。ただ、特許文献１はコイルスプリングを用いたスロットルバルブ装置の構造の説明はなされているが、制御に関しての開示は無い。
一方、特許文献２に記載の電子スロットル制御装置では、スロットルバルブの開度はモータを用いて制御している。そして、制御として比例項、積分項、微分項を用いた制御を採用している。ただ、特許文献２では、スロットルバルブ装置がコイルスプリングを用いているのか不明であり、また、特許文献２の制御は全閉位置から全開位置まで単一の制御を行うようにしている。
特開２００３－１２０３３５号 特開２００３－３１４３３５号
本開示は、コイルスプリングを用いてバルブをバルブ中間位置に保持可能な絞り弁に用いる制御装置である。本開示は、バルブ中間位置を含めて全閉位置から全開位置までバルブの開度を適切に制御することを課題とする。
本開示の第１の絞り弁制御装置は、通路及びモータ空間を有するボデー（３００）と、このボデーの通路に配置されシャフト（４０２）と共に回動して通路を開閉するバルブ（４００）と、ボデーのモータ空間に保持されシャフトをバルブの全閉位置（Ｐ０）、全開位置（Ｐ２）、及び全閉位置と全開位置との間のバルブ中間位置（Ｐ１）に回動するモータ（１００）と、ボデー内に配置されモータの回転がシャフトに伝達される際にバネ力による抗力を付加するコイルスプリング（４５０）と、バルブの開度を検知する回転角センサ（５１０）を備える絞り弁の制御装置である。
本開示の第１の制御装置は、バルブ中間位置を挟んで全開方向側に設定した全開閾値と全閉方向側に設定した全閉閾値との範囲内でのバルブ中間位置制御と、全開閾値より全開位置側の範囲内での全開位置側制御と、全閉閾値より全閉位置側の範囲内での全閉位置側制御とを行う。そして、全開位置側制御と全閉位置側制御とは同じ第１制御（Ｓ１０４）とし、バルブ中間位置制御は、第１制御と異なる第２制御（Ｓ１０５）としている。
バルブ中間位置ではコイルスプリングのバネ力が印加されないので、バルブ中間位置でのバルブ中間位置制御を、それ以外の位置である全開位置制御や全閉位置制御と同じとすると、バルブ中間位置で、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートが発生する恐れがある。本開示では、バルブ中間位置での制御を第２制御とし、それ以外の位置での第１制御と異なるようにして、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制する制御とすることができる。
本開示の第２は、第２制御を第１制御に比して制御感度を抑えた制御としている。制御感度を抑えることにより、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制することが可能となる。
本開示の第３は、第２制御を第１制御に比して応答性を高めた制御としている。制御感度を抑えることでハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制することが可能となるが、一方で、応答性は悪化する恐れがある。本開示の第３では、応答性を高めることで、制御感度を抑える制御の不利益を補うことが可能となる。
本開示の第４は、バルブを全開位置からバルブ中間位置に回動させる際及び全閉位置からバルブ中間位置に回動させる際に、バルブ中間位置でコイルスプリングのバネ力が掛らない不感帯領域（Ｌ１）が生じることを前提とした制御としている。ボデーとコイルスプリングとの組付け時に生じる寸法差等により、バルブ中間位置ではコイルスプリングのバネ力が掛らない不感帯領域が生じる可能性がある。この不感帯領域では、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートがより発生しやすい。本開示の制御を採用することで、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制することができる。
本開示の第５は、全開閾値は不感帯領域より全開位置側としている。かつ、全閉閾値を不感帯領域より全閉位置側としている。本開示では、不感帯領域を全開閾値と全閉閾値との間に入れることで、不感帯領域で生じるハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートを確実に抑制することができる。
本開示の第６では、第１制御及び第２制御を、比例項と積分項とを含む制御としている。そして、第２制御での積分項のゲイン値を、第１制御での積分項のゲイン値より小さくしている。積分項のゲイン値を小さくすることで、第２制御を第１制御に比して制御感度を抑えた制御とすることができ。これにより、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生が抑制できる。
本開示の第７では、第１制御及び第２制御を、比例項と積分項とを含む制御としている。そして、第２制御での積分項のオフセット量を、第１制御での積分項のオフセット量より大きくしている。第２制御での積分項のオフセット量を引き上げることで、第２制御を第１制御に比して応答性を高めた制御とすることができる。本開示の第７では、応答性を高めることで、制御感度を抑える制御の不利益を補うことが可能となる。
本開示の第８は、バルブ中間位置及び全閉位置の少なくともいずれか一方を学習する制御を更に備えている。そして、全開閾値及び全開閾値は、この学習した値に基づいて決定する。本開示の第８では、実際のバルブ中間位置や全閉位置に基づいてバルブ中間位置制御を行うことができるので、バルブ中間位置において確実に第２制御を行うことができる。
本開示の第９は、バルブの目標開度位置と、回転角センサにより検知された実位置との偏差に基づき、偏差の小さい状態での定常時制御（Ｓ１０３）と偏差の大きい状態での過渡時制御（Ｓ１０２）との切り替えを更に備える制御としている。そして、第１制御及び第２制御は、定常時制御で行うようにしている。ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生に対する対応は過渡時より定常時の方がより求められるので、本開示のバルブ中間位置制御での第２制御は定常時に行うようにしている。
図１は、電子スロットル装置の縦断面図である。 図２は、ボデーの正面図である。 図３は、バルブギヤ、コイルスプリング、第１ガイド、第２ガイド及び軸受を分解して示す斜視図である。 図４は、図２より中間ギヤ及びバルブギヤを取り外した正面図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。 図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。 図７は、図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図８は、第１ガイド、コイルスプリング、第２ガイドのサブアッセンブリを示す斜視図である。 図９は、第１ガイド、第２ガイドを示す正面図である。 図１０は、コイルスプリング変位状態を説明する図である。 図１１は、ガイドと駆動部及び保持部の位置関係を示す正面図である。 図１２は、ガイドと駆動部及び保持部の他の位置関係を示す正面図である。 図１３は、コイルスプリングのバネ力のヒステリシスを示す図である。 図１４は、電子スロットル制御装置を示すブロック図である。 図１５は、ハンチングを説明する図である。 図１６は、オーバーシュートを説明する図である。 図１７は、アンダーシュートを説明する図である。 図１８は、電子スロットル制御装置の制御を示すブロック図である。 図１９は、電子スロットル制御装置の制御を示すフローチャートである。 図２０は、電子スロットル制御装置の制御を示すフローチャートである。 図２１は、コイルスプリング変位状態の他の例を説明する図である。 図２２は、積分ゲイン値を小さくした制御を説明する図である。 図２３は、積分オフセット量を大きくした制御を説明する図である。 図２４は、第１磁石及び第２磁石の磁気回路と回転角センサとの関係を説明する図である。
以下本開示の絞り弁制御装置を電子スロットル装置１に用いた実施形態を、図に基づいて説明する。なお、本開示の絞り弁制御装置は、上述の通り、ＥＧＲバルブ、ディーゼルエンジン吸気通路圧力制御弁、燃料電池用負圧制御バルブ等、絞り弁の制御装置として幅広く利用可能である。従って、スロットルシャフトやスロットルバルブ等の名称は本開示を電子スロットル装置１に用いた場合の例で、シャフトやバルブの用途はスロットルに限定されるものではない。
図１は電子スロットル装置１の縦断面図で、この図１に基づいて電子スロットル装置１の概要を説明する。電子スロットル装置１はエンジンルームに配置され、エンジンに吸入される吸気の流量を制御する。ドライバーのアクセルペダル操作や、エンジンの回転状態等に応じて、エンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵという。）７１０（図１４図示）が最適な吸気量を演算して、演算結果に応じた回転量をモータ１００に出力する。
アルミニウム若しくはアルミニウム合金製のボデー３００のモータ空間３３０にモータ１００が配置される。モータ１００の回転は、モータシャフト１０１（図２図示）に圧入固定されたモータピニオン１０２から、減速機構２００に伝達される。減速機構２００は、図２に示すように、モータピニオン１０２、中間ギヤ２０１及びバルブギヤ２１０により形成される。
中間ギヤ２０１の大径歯車２０２は、モータピニオン１０２と歯合する。中間ギヤ２０１は中間シャフト２０３を中心として回転自在に保持されている。中間シャフト２０３はボデー３００の嵌合穴３０１に圧入固定されている。中間ギヤ２０１の小径歯車２０４が、バルブギヤ２１０の外周に円弧状に形成された歯部２１１と歯合しており、モータピニオン１０２の回転は中間ギヤ２０１を介してバルブギヤ２１０に伝達される。従って、モータシャフト１０１の回転は、中間ギヤ２０１とバルブギヤ２１０によって減速されてスロットルシャフト４０２に伝達される。
バルブギヤ２１０のコップ状中心部２１２の内周には、円筒状のヨーク２１３が配置されている。このヨーク２１３の対抗する位置に第１磁石２２０及び第２磁石２２１が配置され、第１磁石２２０、第２磁石２２１及びヨーク２１３により磁気回路が形成される。バルブギヤ２１０のコップ状中心部２１２の奥部（図１の下方）には円盤状のレバー４０１が配置されている。そして、第１磁石２２０、第２磁石２２１とレバー４０１はバルブギヤ２１０にインサート成形されている。
スロットルシャフト４０２の端面には、係合部４０２１が形成されており、レバー４０１にもこの係合部４０２１と係合する面が形成されている。そして、レバー４０１はスロットルシャフト４０２の係合部４０２１と係合した状態で、スロットルシャフト４０２の端面にカシメ固定される。従って、バルブギヤ２１０は、レバー４０１を介してスロットルシャフト４０２に連結し、バルブギヤ２１０の回転がスロットルシャフト４０２に伝達される。スロットルシャフト４０２には、円盤状のスロットルバルブ４００がネジ４０３により固定されている。スロットルバルブ４００は、その回動に応じてボデー３００に形成された吸気通路３２０の開口面積を増減させる。
ボデー３００の開口端３０３（図１の上側、図２の正面）は、カバー５００によって覆われている。カバー５００は、ボデー３００の形状に対応して凡そ長方形状をしている。カバー５００は、ポリブチルテレフタレートＰＢＴなどの樹脂で成形されており、所定部位にリブを形成して強度を得ている。
カバー５００のうち、スロットルシャフト４０２の軸線４０７に対応する位置には、ホールＩＣからなる一対の回転角センサ５１０が配置されている。回転角センサ５１０はカバー５００に固定されているが、その外周にバルブギヤ２１０にインサート成形されたヨーク２１３及び一対の第１磁石２２０、第２磁石２２１が配置されている。そして、第１磁石２２０、第２磁石２２１はスロットルシャフト４０２の回動に応じて軸線４０７周りを回動するので、磁気回路はスロットルバルブ４００の回転角に応じた位置に変化する（図２４図示）。回転角センサ５１０は、この磁気回路の位置変化に起因する磁力の変化を検知して、スロットルバルブ４００の開度を検出する。そして、検出した位置情報を、ＥＣＵ７１０にフィードバックする。
スロットルシャフト４０２はスロットルバルブ４００を挟んで両側に配置された第１軸受４０５、第２軸受４０６によって、ボデー３００に回転自在に支持されている。第１軸受４０５は滑り軸受であり、第２軸受４０６はボールベアリングである。ボデー３００の開口部３０２は、第１軸受４０５を挿入するための開口で、プラグ３１０によって覆われている。
ボデー３００にはバルブギヤ２１０を収容する空間３２１が形成されており、この空間３２１にはスロットルシャフト４０２をバネ力で付勢するコイルスプリング４５０が配置されている。コイルスプリング４５０は、バネ鋼製で、図３に示すように、直径が１５ミリメートル程度の円筒状をしている。そして、円筒状のコイルスプリング４５０の内周にスロットルシャフト４０２が配置されている。換言すれば、コイルスプリング４５０はスロットルシャフト４０２の外周に回転自在に配置されている。コイルスプリング４５０の一端側の第１スプリング端４５１、及び他端側の第２スプリング端４５２が径方向外側に折れ曲がって５ミリメートル程度外方に突出している。
コイルスプリング４５０の一面側の第１端面４５３は第１ガイド４６０により覆われている。また、コイルスプリング４５０の他面側の第２端面４５４は第２ガイド４６１により覆われている。第１ガイド４６０も第２ガイド４６１も共に６６ナイロン樹脂製である。以下、第１ガイド４６０に付いて説明するが、説明は第２ガイド４６１にも適用される。
第１ガイド４６０には、図８及び図９に示すように、円筒状をしたコイルスプリング４５０の第１端面４５３を覆う第１円盤部４６２が形成されている。そして、この第１円盤部４６２にコイルスプリング４５０の第１端面４５３が収納される。第１ガイド４６０は、第１円盤部４６２の中心部にハブ４６３を形成し、ハブ４６３の中心部には第１貫通穴４６４が形成されている。そして、この第１貫通穴４６４内にスロットルシャフト４０２が遊嵌入される。その為、第１ガイド４６０はスロットルシャフト４０２の周りに回転自在に配置される。
第１ガイド４６０の第１円盤部４６２からは、第１ガイドフック４６８が径方向に突出形成されている。第１ガイドフック４６８は、図８及び図９に示すように、第１スプリング端４５１が当接してコイルスプリング４５０のバネ力を受ける係止面４６８２と、この係止面４６８２の反対側に形成され第１スプリング端４５１の側面を覆う保護部４６８３とを備えている。また、第１円盤部４６２の第１ガイドフック４６８の付け根には第１スプリング端４５１が貫通する第１スプリング穴４６５が開口している。第１スプリング穴４６５によりコイルスプリング４５０の組付け性が向上し、保護部４６８３によりコイルスプリング４５０の脱落防止が図れる。この第１スプリング穴４６５と保護部４６８３とにより、第１スプリング端４５１のバネ力が確実に係止面４６８２に伝達されることとなる。
以上は第１ガイド４６０に関して説明したが、上述の通り、第２ガイド４６１も第１ガイド４６０と同一形状をしている。従って、第１ガイド４６０に関する説明は第２ガイド４６１にも適用できる。従って、第２ガイド４６１の符号も図９に併記している。第２ガイド４６１も、第２円盤部４６２１が形成され、中心部にハブ４６３１が形成され、かつ、第２貫通穴４６４１が開口している。同様に、第２円盤部４６２１の外周からは第２ガイドフック４６８１が径方向外方に延出している。また、第２円盤部４６２１には、第２スプリング穴４６５１が開口している。なお、図８及び図９に基づいて第１ガイド４６０及び第２ガイド４６１の説明を行ったが、図１の第１ガイド４６０と第２ガイド４６１も同形状となっている。
このように、第１ガイド４６０と第２ガイド４６１とを同一形状とすることで、組付け時に第１ガイド４６０と第２ガイド４６１との層別を行う必要がなくなり、組み付け時間の短縮が図れる。加えて、同一形状とすることで、組み付け設備のコストも低減でき、かつ、部品コストも低減できる。
ただ、第２ガイド４６１は第１ガイド４６０に対して反転して配置されている。そのため、図３に示すように、第１ガイド４６０の第１円盤部４６２がコイルスプリング４５０の第１端面４５３を収納して保持するのに対し、第２ガイド４６１の第２円盤部４６２１は、コイルスプリング４５０の第２端面４５４を収納保持することとなる。
第１ガイド４６０、コイルスプリング４５０及び第２ガイド４６１は、図１に示すように、バルブギヤ２１０の背面（図１の下方）でスロットルシャフト４０２の周囲に配置される。配置された状態で、第１ガイド４６０のハブ４６３は金属製のレバー４０１に当接し、第２ガイド４６１のハブ４６３はボールベアリング（第２軸受４０６）のインナーレースと当接している。
図１０に概要を示すように、ボデー３００にはコイルスプリング４５０のバネ力を受ける保持部３０５０が形成されている。そして、コイルスプリング４５０の付勢力によって、スロットルバルブ４００は吸気通路３２０をバルブ中間位置に保持する。このバルブ中間位置は閉位置ではあるが、故障時の退避走行が可能なように、スロットルバルブ４００は吸気通路３２０を全閉にすることはなく、所定量の吸気は流入できるように多少開いた位置となっている。なお、図１０では簡略のため、コイルスプリング４５０の第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２が直接保持部３０５０と当接するように記載しているが、実際には、第１ガイド４６０の第１ガイドフック４６８及び第２ガイド４６１の第２ガイドフック４６８１が保持部３０５０と当接している。
また、コイルスプリング４５０のバネ力は、バルブギヤ２１０に一体形成された駆動部２１００にも加わっている。上記と同様、実際には、第１ガイド４６０の第１ガイドフック４６８と第２ガイド４６１の第２ガイドフック４６８１との間に、駆動部２１００が配置されている。図１０において、四半円形で示したのは、駆動部２１００の移動領域であり、駆動部２１００はバルブ中間位置から全閉位置まで時計方向に回動し、また、バルブ中間位置から全開位置まで反時計方向に回動する。この回動時、駆動部２１００は、第１ガイド４６０の第１ガイドフック４６８と第２ガイド４６１の第２ガイドフック４６８１のいずれか一方と係合して、コイルスプリング４５０の第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２のいずれか一方を捩る。この際、第１ガイド４６０の第１ガイドフック４６８と第２ガイド４６１の第２ガイドフック４６８１のいずれか他方は保持部３０５０に係止され、コイルスプリング４５０の第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２のいずれか他方はその位置が保持される。
図１０では概要を示したが、次に、スロットルバルブ４００の開閉をコイルスプリング４５０の挙動と共に説明する。本開示では、保持部３０５０が第１ボデーフック３０５と第２ボデーフック３０７とで構成されている。第１ボデーフック３０５及び第２ボデーフック３０７は、共にボデー３００の外表面に一体形成されている。エンジンの回転数を上昇させるためにスロットルバルブ４００が吸気通路３２０を開く場合、コイルスプリング４５０の第２スプリング端４５２は第１ボデーフック３０５と当接して、その位置を保持する。そして、第１スプリング端４５１がスロットルシャフト４０２の回動に応じて移動する。この移動に応じ、コイルスプリング４５０はスロットルシャフト４０２やバルブギヤ２１０、ひいてはモータ１００にリターン側の付勢力を付加する。
一方で、アイドリング状態とすべく、スロットルバルブ４００が吸気通路３２０を閉じる場合には、スロットルシャフト４０２はバルブ中間位置から全閉位置に回動する。その場合には、全開方向とは逆に、コイルスプリング４５０の第１スプリング端４５１は第２ボデーフック３０７に当接して、その位置を保持し、第２スプリング端４５２がスロットルシャフト４０２の回動に応じて移動する。
この移動を図４乃至図７を用いて説明する。図４は、図２より中間ギヤ２０１やバルブギヤ２１０を取り外した正面図で、スロットルバルブ４００のバルブ中間位置である。第１ガイド４６０の第１ガイドフック４６８はボデー３００に形成された第１ボデーフック３０５に当接している。同時に、第２ガイド４６１の第２ガイドフック４６８１もボデー３００に形成された第２ボデーフック３０７に当接している。従って、バルブ中間位置ではコイルスプリング４５０のバネ力はバルブギヤ２１０に印加されない。
図５は、図４のＶ‐Ｖ線に沿う断面図で、図に示すように、第１ガイド４６０と第２ガイドは、レバー４０１と第２軸受４０６によって挟持されている。図６及び図７は、それぞれ図５のＶＩ‐ＶＩ線及びＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。また、図６及び図７の（ａ）はバルブ中間位置、（ｂ）は全閉位置、（ｃ）は全開位置を示す。バルブギヤ２１０に形成された駆動部２１００は、図３に示すように、歯部２１１に近い側が第１バルブギヤフック２１０１となり、第１ガイド４６０の第１ガイドフック４６８と当接可能となっている。また、駆動部２１００の内、歯部２１１より遠い側は第２バルブギヤフック２１０２となって、第２ガイド４６１の第２ガイドフック４６８１と当接可能となっている。
図６に示すように、バルブ中間位置（（ａ）位置）から全閉（（ｂ）位置）の間は、第１スプリング端４５１を保持する第１ガイドフック４６８は、ボデー３００の第１ボデーフック３０５に当接したままである。単にバルブギヤ２１０の第１バルブギヤフック２１０１が第１ガイドフック４６８から離れるのみである。逆に、バルブ中間位置（（ａ）位置）から全開（（ｃ）位置）の間は、第１ガイドフック４６８はバルブギヤ２１０の第１バルブギヤフック２１０１により時計回り方向に移動する。
次に、第２ガイドフック４６８１の移動を図７に示す。バルブ中間位置（（ａ）位置）から全閉（（ｂ）位置）の間は、第２スプリング端４５２を保持する第２ガイドフック４６８１は、バルブギヤ２１０の第２バルブギヤフック２１０２の回動に合わせてボデー３００の移動溝３０６内を反時計回りに移動する。一方、バルブ中間位置（（ａ）位置）から全開（（ｃ）位置）の間は、第２ガイドフック４６８１はボデー３００の移動溝３０６の一端である第２ボデーフック３０７に係止したままで移動はない。
このように、バルブ中間位置では、第１ガイドフック４６８と第２ガイドフック４６８１は、ともに保持部３０５０と駆動部２１００と当接していることを前提としている。この前提のもと、バルブ中間位置からモータ１００が回転してバルブギヤ２１０が回動すれば直ちにスロットルバルブ４００が吸気通路３２０を開いたり閉じたりすることができるとしている。
ただ、第１バルブギヤフック２１０１と第２バルブギヤフック２１０２とは、駆動部２１００の異なる部位に設けられている。そのため、加工や組付けの誤差や部品の公差により、保持部３０５０の位置と駆動部２１００の位置がずれる可能性もある。このような位置ずれが生じれば、第１ガイドフック４６８と第１ボデーフック３０５との間、第１ガイドフック４６８と第１バルブギヤフック２１０１との間、第２ガイドフック４６８１と第２ボデーフック３０７との間、第２ガイドフック４６８１と第２バルブギヤフック２１０２との間のいずれかで、当接しない部位ができる。
例えば、図１１に示すように、第１ガイドフック４６８の基端側では駆動部２１００と当接しているが、先端側では保持部３０５０と非当接であるとする。すると、非当接部に間隙Ａが生じる。この間隙Ａの大きさは公差の積み重ねにより０．２ミリメートル程度となる場合があり、これに加工誤差が加わればより大きくなる可能性もある。この間隙Ａの領域ではコイルスプリング４５０のバネ力が働かないため、スロットルバルブ４００の位置は安定しない。
図１２に示すように、第１ガイドフック４６８の基端側で駆動部２１００と非当接で、先端側が保持部３０５０と当接である例でも同様である。この場合も、非当接の間隙Ａの領域ではコイルスプリング４５０のバネ力が働かない。従って、間隙Ａの領域はコイルスプリング４５０の不感帯領域となる。
非当接の部位が生じれば、モータ１００を回転させ、バルブギヤ２１０を回動させても、コイルスプリング４５０のバネ力が生じないこととなる。図１３に示すように、バルブ中間位置Ｐ１が定まらないこととなり、スロットルバルブ４００の位置も安定しない。そのため、スロットルバルブ４００から流れる吸入空気の量もバラツキ、退避走行にも支障をきたす懸念がある。なお、図１３の横軸は、スロットルバルブ４００の開度Ｘを示す。縦軸は、スロットルシャフト４０２の軸トルクＴを示し、コイルスプリング４５０のバネ力の大きさを表す。
縦軸の上方側は図６の時計方向への移動トルクを示し、下方側は図７の反時計方向への移動トルクを示す。共に中心より遠ざかるほど、トルクは大きくなる。そして、バルブ中間位置Ｐ１から全開位置Ｐ２に向けて図６の時計方向に移動させる際にはコイルスプリング４５０のバネ力に抗して移動させるので大きなトルクが必要となる。逆に、全開位置Ｐ２からバルブ中間位置Ｐ１への移動はコイルスプリング４５０のバネ力に押されることになるが、位置を保持するためには所定のトルクが必要となる。この全開位置Ｐ２からバルブ中間位置Ｐ１への移動時のトルクは、バルブ中間位置Ｐ１から全開位置Ｐ２への移動時のトルクより小さく、従って、モータ１００に求められるトルクにはヒステリシスが生じる。このヒステリシスは、バルブ中間位置Ｐ１から全閉位置Ｐ０への移動においても同様である。
コイルスプリング４５０の不感帯領域Ｌ１は、上述の通り、バルブ中間位置Ｐ１が定まらないことで問題が生じるが、加えて、モータ１００に求められるトルクがバルブ中間位置Ｐ１でも零とならず、不感帯領域Ｌ１で不連続に変化することとなる。即ち、不感帯領域Ｌ１でも、モータ１００のトルクにヒステリシスが生じることとなる。このヒステリシスは、バルブ中間位置Ｐ１から全開位置Ｐ２への移動時やバルブ中間位置Ｐ１から全閉位置Ｐ０への移動時のヒステリシスとは異質である。何故なら、バルブ中間位置Ｐ１から全開位置Ｐ２への移動時やバルブ中間位置Ｐ１から全閉位置Ｐ０への移動時のヒステリシスは、コイルスプリング４５０のバネ力に起因するもので、大きさを予め計算することが可能である。それに対し、不感帯領域Ｌ１でのヒステリシスは存在の有無を含めて影響が予測しにくいからである。
その結果、バルブ中間位置Ｐ１から全開位置Ｐ２への移動時やバルブ中間位置Ｐ１から全閉位置Ｐ０への移動時と同一の制御を不感帯領域Ｌ１で行うと、図１５に示すように、スロットルバルブ４００の位置が一定しないハンチングを生じたりする恐れがある。なお、図１５ではスロットルバルブ４００の目標角度をＬ１０で示し、実角度をＬ１１で示している。同様に、目標角度Ｌ１０以上にスロットルバルブ４００の実角度Ｌ１１が開くオーバーシュート（図１６図示）や、逆に、目標角度Ｌ１０以上にスロットルバルブ４００の実角度Ｌ１１が閉じるアンダーシュート（図１７図示）が生じる恐れがある。
その為、本開示の制御装置７００では、バルブ中間位置Ｐ１を跨ぐ領域でのバルブ中間位置制御を、他の領域での全開位置側制御及び全閉位置側制御と異ならせている。以下制御装置７００に付いて説明する。制御装置７００は、図１４に示すようにＥＣＵ７１０を備えている。ＥＣＵ７１０には、アクセルペダルセンサ７２０からのエンジン出力要求信号が入力される。ＥＣＵ７１０は、この要求信号に基づいて燃料噴射量や点火タイミング等と共に、吸入空気量を演算する。ＥＣＵ７１０の演算は、比例項と積分項と微分項を用いて行う。そして、積分項には、積分定数Ｔｉが用いられ、かつ、積分定数Ｔｉは更に積分ゲイン定数Ｔｉｇと積分オフセット定数Ｔｉｏとからなる。
演算した吸入空気量に応じてモータ駆動回路７３０に駆動量を出力する。モータ駆動回路７３０は出力に応じてモータ１００を回転させて、スロットルバルブ４００を所定の位置に回動させる。この回動に加えて、モータ駆動回路７３０は、スロットルバルブ４００を所定の位置で保持するのに必要なトルクをモータ１００に印加する。モータ１００がスロットルバルブ４００を所定の位置で保持するトルクは、デューティ比制御で行う。
スロットルバルブ４００の実際の開度は回転角センサ５１０で検知され、フィードバック信号としてＥＣＵ７１０に入力される。ＥＣＵ７１０の演算回路７１１は、この回転角センサ５１０からのフィードバック信号とアクセルペダルセンサ７２０からの要求信号に基づいて、スロットルバルブ４００の開度を演算する。この演算の内容を、図１８を用いて説明する。回転角センサ５１０からの信号でスロットルバルブ４００の実開度Ｃ１００を定め、アクセルペダルセンサ７２０からの信号でスロットルバルブ４００の指令開度Ｃ１０１を定める。実開度Ｃ１００を微分することで、位相進み開度Ｃ１０２を計算する。また、指令開度Ｃ１０１の変化から目標開度変化量Ｃ１０３を計算する。
スロットルバルブ４００の実開度Ｃ１００と指令開度Ｃ１０１との差から開度偏差Ｃ１０４を計算する。この開度偏差Ｃ１０４は目標開度と実開度とのずれであり、ずれが大きければ過渡時であると判断し、ずれが小さければ定常時であると判断する過渡定常判断Ｃ１０５を行う。一例としてずれ量はスロットルバルブ４００の開度の角度で０．５度を判断基準としている。即ち、目標に対して実開度のずれが０．５度より大きければ過渡時であると判断する。
過渡時と判断されれば、過渡時制御Ｃ１０６を行う。この過渡時制御Ｃ１０６は、位相進み開度Ｃ１０２と目標開度変化量Ｃ１０３と開度偏差Ｃ１０４に用いて、比例項と積分項を含む制御を行う。この過渡時制御において、比例項のゲイン値と積分項のゲイン値を過渡時制御の値としている。この過渡時のゲイン値は、開度偏差Ｃ１０４に対応した過渡マップから抽出する。
定常時と判断されれば、定常時制御Ｃ１０７を行う。この定常時制御Ｃ１０７も、位相進み開度Ｃ１０２と目標開度変化量Ｃ１０３と開度偏差Ｃ１０４に用いて、比例項と積分項を含む制御を行う。ただ、この定常時制御においては、比例項のゲイン値及び積分項のゲイン値は定常時制御の値としている。この定常時のゲイン値は、定常時マップから抽出する。過渡時の方が、より早くスロットルバルブ４００の開度を変化する必要がある。換言すれば、定常時は過渡時ほど急激にスロットルバルブ４００の開度を変化させる必要がないので、定常時マップのゲイン値は過渡時マップのゲイン値より小さい。従って、比例項や積分項の制御でゲイン値を大きくすれば制御感度が高い制御とすることができる。逆にゲイン値を小さくすれば、制御感度を抑えた制御とすることができる。
定常時制御Ｃ１０７では、更に、スロットルバルブ４００の開度がバルブ中間位置の近傍であるのかどうかに応じて、制御の内容を変えている。図１９及び図２０に基づいて、定常時制御Ｃ１０７の内容を説明する。図１９でスタートＳ１００の後、開度偏差Ｃ１０４が所定値、例えば０．５度より大きいかの過渡定常判断Ｓ１０１を行う。この過渡定常判断Ｓ１０１のステップは、上述の過渡定常判断Ｃ１０５の演算と同じである。過渡時であると判断されれば（Ｙ）、過渡時制御Ｓ１０２に進む。この過渡時制御Ｓ１０２のステップは、上記の過渡時制御Ｃ１０６の演算と同じである。過渡時での開度偏差Ｃ１０４に応じてゲイン値を過渡マップから読み出して過渡時に応じた比例項及び積分項の制御を行う。上述の通り、過渡時には制御感度を高めた制御を行う。
過渡定常判断Ｓ１０１のステップで、定常時であると判断されれば（Ｎ）、指令開度Ｃ１０１がバルブ中間位置Ｐ１の近傍であるか否かのバルブ中間位置判断Ｓ１０３を行う。具体的には、全閉位置Ｐ０を学習制御し、全閉位置Ｐ０からバルブ中間位置Ｐ１の角度を計算して、バルブ中間位置Ｐ１も学習制御する。そして、図１３に示す不感帯領域Ｌ１も学習制御して定める。なお、学習制御はエンジンの停止時に全閉位置Ｐ０を記憶し、先回のエンジンの停止時に記憶した全閉位置Ｐ０と差があれば、今回のエンジン停止時の全閉位置Ｐ０を上書きすることで行う。
不感帯領域Ｌ１より更に全開位置Ｐ２側に所定角度開いた位置に全開閾値Ｌ２を定め、不感帯領域Ｌ１より更に全閉位置Ｐ０側に所定角度開いた位置に全閉閾値Ｌ０を定める。この全閉閾値Ｌ０や全開閾値Ｌ２を定める所定角度は、例えば、２度程度である。バルブ中間位置判断Ｓ１０３は、指令開度Ｃ１０１が全閉閾値Ｌ０と全開閾値Ｌ２との間に入っているか否かの判断である。
バルブ中間位置判断Ｓ１０３で、バルブ中間位置Ｐ１でないと判断すれば（Ｎ）、通常の定常時制御である第１制御Ｓ１０４を行う。換言すれば、全開閾値Ｌ２より全開位置Ｐ２側の全開位置側制御と、全閉閾値Ｌ０より全閉位置Ｐ０側の全閉位置側制御とは第１制御Ｓ１０４とする。この第１制御Ｓ１０４では、上述した定常時マップ（第１マップ）のゲイン値を用いて、比例項及び積分項の制御を行う。上述の通り、定常時マップ（第１マップ）のゲイン値は過渡時マップのゲイン値より小さくなっている。従って、定常時に対応したスロットルバルブ４００の開度制御が達成できる。
バルブ中間位置判断Ｓ１０３で、バルブ中間位置Ｐ１であると判断すれば（Ｙ）、バルブ中間位置における定常時制御を第２制御Ｓ１０５で行う。即ち、第２制御は定常時制御のバルブ中間位置制御である。第１制御で用いる定常時マップ（第１マップ）のゲイン値は過渡時マップのゲイン値より小さくなっている。しかし、第１制御は全開閾値Ｌ２より全開位置Ｐ２側と全閉閾値Ｌ０より全閉位置Ｐ０側で行われる制御であるので、コイルスプリング４５０のバネ力の影響は一定である。そのため、ゲイン値もある程度の大きさがある。その大きさのゲイン値を用いて比例項制御及び積分項制御を行うと、バルブ中間位置Ｐ１では、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートが生じる恐れがある。その為、第２制御Ｓ１０５では、第１制御Ｓ１０４に比べて更に比例項及び積分項のゲイン値を小さくした第２マップを用いた制御としている。ゲイン値を小さくすることで、制御感度を抑えた制御とすることができ、これにより、図２２にゲイン値制御Ｌ１２で示すように、ハンチング、オーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制することができる。
一方で、ゲイン値を小さくすることは、制御感度を抑えた制御となり、これは応答感度Ｄ（図２２図示）を悪化させることにもつながる。そこで、図２０に示すように、指令開度Ｃ１０１がバルブ中間位置Ｐ１近傍であるか否かで、積分項のオフセット量を異ならせている。バルブ中間位置判断Ｓ１０３で、バルブ中間位置Ｐ１でないと判断すれば（Ｎ）、通常の定常時制御である第１制御Ｓ１０４を行うことは図１９の制御と同じである。バルブ中間位置判断Ｓ１０３で、バルブ中間位置Ｐ１であると判断すれば（Ｙ）、バルブ中間位置の定常時制御である第２制御Ｓ１０５を行うことも図１９の制御と同じである。
ただ、図１９の第１制御Ｓ１０４では、比例項と積分項のゲイン値を第１マップから選び、第２制御Ｓ１０５ではゲイン値を第２マップから選んでいた。それに対し、図２０の第１制御Ｓ１０４は、積分項のオフセット量を第１オフセットマップから選び、第２制御Ｓ１０５は積分項のオフセット量を第２オフセットマップから選んでいる。積分項のオフセット量は制御の応答性に関連する。オフセット量が大きくなればより少ない時間でスロットルバルブ４００を回動させることができる。即ち、図２３のオフセット量制御Ｌ１３で示すように、オフセット量を大きくすることで、制御の動き出しＥを早くし、応答性を改善することができる。従って、第２オフセットマップのオフセット量を、本例では第１オフセットマップのオフセット量より大きくしている。これにより、第２制御Ｓ１０５でゲイン値を小さくして応答感度Ｄを抑えて悪化した応答性を、オフセット量を増すことで補うことができる。
図１９及び図２０の制御で、第１制御Ｓ１０４若しくは第２制御Ｓ１０５を行って通常時制御を行った後、制御ルーティンは終了する（Ｓ１０６）。図１８に戻ると、過渡時制御Ｃ１０６からのゲイン値、定常時制御Ｃ１０７からのゲイン値やオフセット量、及び開度偏差Ｃ１０４を用いて比例積分微分ＰＩＤ制御Ｃ１０８を行う。このＰＩＤ制御Ｃ１０８の演算結果によって、モータ１００の回転数やモータ１００がスロットルバルブ４００の開度を維持するための駆動デューティ比Ｃ１０９を算出する。計算された駆動デューティ比Ｃ１０９に基づいて、上述の通り、モータ駆動回路７３０がモータ１００を駆動する。
なお、上述の例では、比例項制御や積分項制御のゲイン値をマップから読み取るようにしたが、開度偏差Ｃ１０４やスロットルバルブ４００の実開度Ｃ１００等に基づいて、ゲイン値を計算して求めても良い。また、過渡時制御Ｃ１０６か定常時制御Ｃ１０７か、そして、定常時制御Ｃ１０７の場合は第１制御Ｓ１０４か第２制御Ｓ１０５かでゲイン値を予め定めておいても良い。
また、制御としても、必ずしもＰＩＤ制御を用いる必要は無く、積分項のみや比例項のみによる制御とすることも可能である。更には、スライディング制御等他の制御を用いることも可能である。本開示の特徴は定常時制御Ｃ１０７においては、バルブ中間位置Ｐ１を跨ぐ範囲での第２制御を他の範囲での第１制御と異なる制御とすることが重要である。従って、ゲイン値を変えたりオフセット量を変えたりするのは制御を異ならすための一例である。定性的には、不感帯領域Ｌ１を跨ぐ際のハンチング、オーバーシュート、アンダーシュートを抑えることができる制御を第２制御とすれば良い。
第２制御は、第１制御に対して制御感度を抑えた制御である。その為に、積分項のゲイン値を小さくすることは望ましい制御である。ただ、上述の通り、積分制御自体は必須ではなく、制御感度を抑えることができる制御であればよい。同様に、第２制御は、第１制御に対して応答性を高めた制御であり、その為、積分項のオフセット量を大きくすることは応答感度Ｄを高めて望ましい制御である。しかしながら、積分制御自体は必須ではないので、応答感度Ｄを高めることができる制御であれば、他の制御でもよい。
また、上述の例では全閉位置Ｐ０を学習制御していた。全閉位置Ｐ０は位置が確定しており学習制御の対象とするのに望ましい。ただ、学習制御する位置は全閉位置Ｐ０に限られるものではない。バルブ中間位置Ｐ１も、エンジンの停止時にバルブギヤ２１０の駆動部２１００がボデー３００の保持部３０５０に当接する位置として学習制御の対象とすることができる。なお、学習制御はスロットルシャフト４０２の位置を確定する上で望ましい制御であるが、必須の制御ではない。回転角センサ５１０からの信号で、全閉位置Ｐ０、バルブ中間位置Ｐ１及び全開位置Ｐ２を検知するようにしてもよい。
また、上述の例では過渡定常判断Ｓ１０１のステップを用いて、過渡時の制御（過渡時制御Ｓ１０２）と定常時の制御（バルブ中間位置判断Ｓ１０３）とを異なるものとしていた。そして、本開示の第２制御Ｓ１０５は定常時の制御（バルブ中間位置判断Ｓ１０３）で行うとしていた。ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生に対する対応は過渡時より定常時の方がより求められるので、本開示のバルブ中間位置制御での第２制御Ｓ１０５を定常時の制御（バルブ中間位置判断Ｓ１０３）で行うのは合理的である。
ただ、本開示は、過渡時の制御（過渡時制御Ｓ１０２）に第２制御Ｓ１０５を行うことを除外するものではない。また、本開示は、定常時の制御（バルブ中間位置判断Ｓ１０３）で第２制御Ｓ１０５を行うことを特徴としているのであるため、本開示は過渡時制御Ｓ１０２を行わない制御装置に対しても利用可能である。
また、本開示の制御は、バルブ中間位置Ｐ１で不感帯領域Ｌ１が存在することを前提としているが、不感帯領域Ｌ１の存在は必須ではない。公差等の積み重ねてたまたま不感帯領域Ｌ１が発生しない場合もある。また、経年変化で不感帯領域Ｌ１がたまたま消滅することもある。従って、バルブ中間位置Ｐ１は不感帯領域Ｌ１が発生する可能性のある領域であればよく、実際に不感帯領域Ｌ１が存在していることは必要で無い。
なお、図９の例では第１ガイド４６０の第１円盤部４６２の全周に覆い壁を形成していたが、第１ガイド４６０や第２ガイド４６１の形状は、図９の形状には限らない。例えば、第１円盤部４６２のうち第１ガイドフック４６８の近傍のみに覆い壁を形成するようにしても良い。このようにすれば、覆い壁の面積を小さくして、軽量化が図れる。かつ、第１ガイドフック４６８の近傍で覆い壁がコイルスプリング４５０を保持するので、コイルスプリング４５０の保持が不充分となることは無い。また、第１ガイドフック４６８や第２ガイドフック４６８１を廃止することも可能である。
また、本例ではバルブ中間位置から全閉開度の回動ではコイルスプリング４５０の第２ガイド４６１側の第２スプリング端４５２が変動し、バルブ中間位置から全開開度の回動で第１ガイド４６０側の第１スプリング端４５１が変動する構成としたが、コイルスプリング４５０の動作を逆にしてもよい。モータ１００の回転方向が逆になるが、動作は本例と同様である。本開示において、第１ガイドフック４６８はその位置が全開位置側にあるか全閉位置側にあるかによって特定されるものではない。
また、上述の例では、バルブギヤ２１０の駆動部２１００を第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２の内側に配置し、駆動部２１００が第１スプリング端４５１と第２スプリング端４５２とによって挟持される構成としていた。これを、図２１に示すように、バルブギヤ２１０の駆動部２１００を第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２の外側に配置するようにしても良い。即ち、第１バルブギヤフック２１０１と第２バルブギヤフック２１０２とによって、コイルスプリング４５０の第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２を挟持する構造としても良い。この場合には、ボデー３００の保持部３０５０も第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２の外側に配置される。その為、第１ボデーフック３０５と第２ボデーフック３０７とによって、コイルスプリング４５０の第１スプリング端４５１及び第２スプリング端４５２を挟持する構造となる。
また、上述の例では第１ガイド４６０と第２ガイド４６１とを同一形状として、組付け時間の短縮、組付け設備コストの低減、及び部品コストの低減を図っていた。但し、バルブギヤ２１０やボデー３００の形状との関係で、第１ガイド４６０と第２ガイド４６１との形状を異ならせる必要がある場合には、形状変更は許容せざるを得ない。いずれか一方のガイドに第１ガイドフック４６８や第２ガイドフック４６８１を形成することが出来ない場合も、許容せざるを得ない。
更に、上述の材料や寸法は一例であり、電子スロットル装置１に求められる要請に応じて適宜選択することが可能である。
上述の通り、本件開示の絞り弁制御装置は、エンジンの吸気量を制御する電子スロットル装置１や、排気ガス循環量を制御するＥＧＲバルブ、ディーゼルエンジンの吸気を制御する吸気通路圧力制御弁、燃料電池の水素濃度を制御する負圧制御バルブ等の制御にも適用可能である。
なお、この明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。
（技術的思想１）
通路及びモータ空間を有するボデー（３００）と、
このボデーの前記通路に配置され、シャフト（４０２）と共に回動して前記通路を開閉するバルブ（４００）と、
前記ボデーの前記モータ空間に保持され、前記シャフトを、前記バルブの全閉位置、全開位置、及び前記全閉位置と前記全開位置との間のバルブ中間位置に回動するモータ（１００）と、
前記ボデー内に配置され、前記シャフトが前記バルブ中間位置から前記全閉位置に移動する際及び前記バルブ中間位置から前記全開位置に移動する際にバネ力による抗力を付加するコイルスプリング（４５０）と、
前記バルブの開度を検知する回転角センサ（５１０）を備え、
前記バルブ中間位置を挟んで全開方向側に設定した全開閾値と全閉方向側に設定した全閉閾値との範囲内でのバルブ中間位置制御と、
前記全開閾値より前記全開位置側の範囲内での全開位置側制御と、
前記全閉閾値より前記全閉位置側の範囲内での全閉位置側制御とを行い、
前記全開位置側制御と前記全閉位置側制御とは同じ第１制御（Ｓ１０４）であり、
前記バルブ中間位置制御は、前記第１制御と異なる第２制御（Ｓ１０５）である
ことを特徴とする絞り弁制御装置。
Ａ（第１制御）＋Ｂ（第２制御）を行う制御装置
（技術的思想２）
前記第２制御は、前記第１制御に比して制御感度を抑えた制御である
ことを特徴とする技術的思想１に記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋ｂ１（制御感度を抑える制御）である制御装置
（技術的思想３）
前記第２制御は、前記第１制御に比して応答性を高めた制御である
ことを特徴とする技術的思想２に記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋ｂ１＋ｂ２（応答性を高める制御）である制御装置
（技術的思想４）
前記バルブを、前記全開位置から前記バルブ中間位置に回動させる際、及び前記全閉位置から前記バルブ中間位置に回動させる際に、前記バルブ中間位置で前記コイルスプリングのバネ力が掛らない不感帯領域（Ｌ１）が生じる
ことを特徴とする技術的思想１ないし３のいずれかに記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋Ｂ＋Ｃ（不感帯領域）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃである制御装置
（技術的思想５）
前記全開閾値は前記不感帯開度域より前記全開位置側であり、
前記全閉閾値は前記不感帯開度域より前記全閉位置側である
ことを特徴とする技術的思想４に記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ（全開閾値、全閉閾値）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄである制御装置
（技術的思想６）
前記第１制御及び前記第２制御は、比例項と積分項とを含む制御であり、
前記第２制御での前記積分項のゲイン値は、前記第１制御での前記積分項のゲイン値より小さい
ことを特徴とする技術的思想１ないし５のいずれかに記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋Ｂ＋Ｅ（ゲイン値）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ（ゲイン値）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ（ゲイン値）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅである制御装置
（技術的思想７）
前記第２制御での前記積分項のオフセット量は、前記第１制御での前記積分項のオフセット量より大きい
ことを特徴とする技術的思想６に記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ（オフセット量）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅ＋Ｆである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅ＋Ｆである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ（オフセット量）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ（オフセット量）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆである制御装置
（技術的思想８）
前記バルブ中間位置及び前記全閉位置の少なくともいずれか一方を学習する制御を更に備え、前記全開閾値及び前記全開閾値は、この学習した値に基づいて決定される
ことを特徴とする技術的思想１ないし７のいずれかに記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋Ｂ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇである制御装置
（技術的思想９）
前記バルブの目標開度位置と、前記回転角センサにより検知された実位置との偏差に基づき、前記偏差の小さい状態での定常時制御と前記偏差の大きい状態での過渡時制御との切り替えを更に備え、第２制御は、前記定常時制御で行う
ことを特徴とする技術的思想１ないし８のいずれかに記載の絞り弁制御装置。
Ａ＋Ｂ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇ（学習制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｇ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｇ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｇ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅ＋Ｇである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅ＋Ｇである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈである制御装置
Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ（定常時制御）である制御装置、Ａ＋ｂ１＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈである制御装置、Ａ＋ｂ１＋ｂ２＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈである制御装置
１ 電子スロットル装置
１００ モータ
２１００ 駆動部
３０５０ 保持部
４００ スロットルバルブ
４５０ コイルスプリング
５１０ 回転角センサ
７００ 制御装置
７１０ ＥＣＵ
Ｐ０ 全閉位置
Ｐ１ バルブ中間位置
Ｐ１ 全開位置
本開示の第２は、過渡時制御と定常時制御の第１制御及び第２制御は、比例項と積分項とを含む制御としている。そして、積分項のゲイン値は、定常時制御と過渡時制御とで異なる制御で設定される。また、定常時制御の全開位置側制御と全閉位置側制御とで同じ第１制御で設定される。且つ、積分項のゲイン値は、定常時制御のバルブ中間位置制御で第１制御と異なる第２制御で設定される。本開示の第２では定常時制御と過渡時制御とでの積分項のゲイン値を設定する制御を特定している。
本開示の第２は、定常時制御の第１制御での積分項のゲイン値は、過渡時制御での積分項のゲイン値とは異なり、定常時制御の第２制御での積分項のゲイン値は、第１制御での積分項のゲイン値より小さい。本開示の第２では、積分項のゲイン値をより具体的に特定している。即ち、過渡時制御、定常時制御の第１制御及び定常時制御の第２制御で積分項のゲイン値が異なり、且つ、積分項のゲイン値は、定常時制御の第１制御と定常時制御の第２制御の順で小さくなる。
本開示の第３は、バルブを全開位置からバルブ中間位置に回動させる際及び全閉位置からバルブ中間位置に回動させる際に、バルブ中間位置でコイルスプリングのバネ力が掛らない不感帯領域（Ｌ１）が生じることを前提とした制御としている。ボデーとコイルスプリングとの組付け時に生じる寸法差等により、バルブ中間位置ではコイルスプリングのバネ力が掛らない不感帯領域が生じる可能性がある。この不感帯領域では、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートがより発生しやすい。本開示の制御を採用することで、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制することができる。
本件の第４の開示は、全開閾値は不感帯領域より全開位置側としている。かつ、全閉閾値を不感帯領域より全閉位置側としている。本開示では、不感帯領域を全開閾値と全閉閾値との間に入れることで、不感帯領域で生じるハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートを確実に抑制することができる。
本開示の第１では、第１制御及び第２制御を、比例項と積分項とを含む制御としている。そして、第２制御での積分項のゲイン値を、第１制御での積分項のゲイン値より小さくしている。積分項のゲイン値を小さくすることで、第２制御を第１制御に比して制御感度を抑えた制御とすることができ。これにより、ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生が抑制できる。
本開示の第１では、第１制御及び第２制御を、比例項と積分項とを含む制御としている。そして、第２制御での積分項のオフセット量を、第１制御での積分項のオフセット量より大きくしている。第２制御での積分項のオフセット量を引き上げることで、第２制御を第１制御に比して応答性を高めた制御とすることができる。本開示の第１では、応答性を高めることで、制御感度を抑える制御の不利益を補うことが可能となる。
本開示の第５は、バルブ中間位置及び全閉位置の少なくともいずれか一方を学習する制御を更に備えている。そして、全開閾値及び全閉閾値は、この学習した値に基づいて決定する。本開示の第５では、実際のバルブ中間位置や全閉位置に基づいてバルブ中間位置制御を行うことができるので、バルブ中間位置において確実に第２制御を行うことができる。
本開示の第２は、バルブの目標開度位置と、回転角センサにより検知された実位置との偏差に基づき、偏差の小さい状態での定常時制御（Ｓ１０３）と偏差の大きい状態での過渡時制御（Ｓ１０２）との切り替えを更に備える制御としている。そして、第１制御及び第２制御は、定常時制御で行うようにしている。ハンチングやオーバーシュート、アンダーシュートの発生に対する対応は過渡時より定常時の方がより求められるので、本開示のバルブ中間位置制御での第２制御は定常時に行うようにしている。

Claims (9)

  1. 通路及びモータ空間を有するボデー（３００）と、
    このボデーの前記通路に配置され、シャフト（４０２）と共に回動して前記通路を開閉するバルブ（４００）と、
    前記ボデーの前記モータ空間に保持され、前記シャフトを、前記バルブの全閉位置（Ｐ０）、全開位置（Ｐ２）、及び前記全閉位置と前記全開位置との間のバルブ中間位置（Ｐ１）に回動するモータ（１００）と、
    前記ボデー内に配置され、前記シャフトが前記バルブ中間位置から前記全閉位置に移動する際及び前記バルブ中間位置から前記全開位置に移動する際にバネ力による抗力を付加するコイルスプリング（４５０）と、
    前記バルブの開度を検知する回転角センサ（５１０）を備え、
    前記バルブ中間位置を挟んで全開方向側に設定した全開閾値と全閉方向側に設定した全閉閾値との範囲内でのバルブ中間位置制御と、
    前記全開閾値より前記全開位置側の範囲内での全開位置側制御と、
    前記全閉閾値より前記全閉位置側の範囲内での全閉位置側制御とを行い、
    前記全開位置側制御と前記全閉位置側制御とは同じ第１制御（Ｓ１０４）であり、
    前記バルブ中間位置制御は、前記第１制御と異なる第２制御（Ｓ１０５）である
    ことを特徴とする絞り弁制御装置。
  2. 前記第２制御は、前記第１制御に比して制御感度を抑えた制御である
    ことを特徴とする請求項１に記載の絞り弁制御装置。
  3. 前記第２制御は、前記第１制御に比して応答性を高めた制御である
    ことを特徴とする請求項２に記載の絞り弁制御装置。
  4. 前記バルブを、前記全開位置から前記バルブ中間位置に回動させる際、及び前記全閉位置から前記バルブ中間位置に回動させる際に、前記バルブ中間位置で前記コイルスプリングのバネ力が掛らない不感帯領域（Ｌ１）が生じる
    ことを特徴とする請求項１に記載の絞り弁制御装置。
  5. 前記全開閾値は前記不感帯領域より前記全開位置側であり、
    前記全閉閾値は前記不感帯領域より前記全閉位置側である
    ことを特徴とする請求項４に記載の絞り弁制御装置。
  6. 前記第１制御及び前記第２制御は、比例項と積分項とを含む制御であり、
    前記第２制御での前記積分項のゲイン値は、前記第１制御での前記積分項のゲイン値より小さい
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の絞り弁制御装置。
  7. 前記第２制御での前記積分項のオフセット量は、前記第１制御での前記積分項のオフセット量より大きい
    ことを特徴とする請求項６に記載の絞り弁制御装置。
  8. 前記バルブ中間位置及び前記全閉位置の少なくともいずれか一方を学習する制御を更に備え、前記全開閾値及び前記全開閾値は、この学習した値に基づいて決定される
    ことを特徴とする請求項１に記載の絞り弁制御装置。
  9. 前記バルブの目標開度位置と、前記回転角センサにより検知された実位置との偏差に基づき、前記偏差の小さい状態での定常時制御（Ｓ１０３）と前記偏差の大きい状態での過渡時制御（Ｓ１０２）との切り替えを更に備え、前記第１制御及び前記第２制御は、前記定常時制御で行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の絞り弁制御装置。
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