JP2598333B2 - スロットル開度検出装置 - Google Patents

スロットル開度検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、吸気系に２個のスロットル弁と、夫々の開
度を検出するスロットルセンサとを備え、小さい方の開
度をスロットル開度として選択するようにした内燃機関
のスロットル開度検出装置に関し、特に２個のスロット
ルセンサの同一開度に対する検出値のずれを補正する技
術に関する。
〈従来の技術〉 内燃機関の吸気系にアクセル操作に連動する通常の第
１スロットル弁と直列に第２スロットル弁を設け、雪道
走行時等で駆動輪にスリップを生じた場合等に前記第２
スロットル弁をモータ等のアクチュエータによって絞り
制御して機関出力を減少させてスリップを抑制するよう
にしたもの（以下トラクション制御装置という）がある
（特開昭61−192824号公報参照）。
一方、電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関では、
第１スロットル弁の開度を検出して開度が増大する加速
時には燃料供給量を増大補正することが一般的である。
ところが、その場合、前記第２スロットル弁の絞り制御
時に第１スロットル弁が急開されるような加速操作が行
われた場合、実際には第２スロットル弁の絞り制御によ
って吸入空気量は増大しないにも関わらず燃料供給量が
増量される結果、空燃比がオーバーリッチ化して燃費，
運転性能が悪化してしまう。
このため、第１スロットル弁と第２スロットル弁の開
度を比較して小さい方の開度をスロットル開度として選
択するという考え方がある。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら上記従来のスロットル弁開度検出装置で
は、第１スロットル弁の開度を検出する第１スロットル
センサと、第２スロットル弁の開度を検出する第２スロ
ットルセンサとの間に出力特性のずれがあると後述する
ような問題を生じていた。
例えば、第５図（Ａ）に示すように第１スロットル弁
及び第２スロットル弁の全閉時において、第２スロット
ルセンサの出力電圧V2（＝V20）の方が第１スロットル
センサの出力電圧V1（＝V10）より高い場合には、第２
スロットル弁の開度が第１スロットル弁の開度より小さ
くとも、出力電圧としては第１スロットルセンサの方が
小さくなってしまう領域がある（図示V2＝V21，V1＝V11
の場合等）。
この場合、上記のような誤判定領域でトラクション制
御が行われると、吸入空気量が少ない時に実際の開度が
大きい方の第１スロットルセンサの出力が選択されるた
め、その出力値如何では過度に燃料供給量が増量補正さ
れて空燃比がオーバーリッチ化し、エンストを生じる可
能性がある。
また、同じく第１スロットル弁及び第２スロットル弁
の全閉時において第５図（Ｂ）に示すように第２スロッ
トル弁の開度θ2（＝θ20）の方が第１スロットル弁の
開度θ1（＝θ10）より大きいと、前記とは逆に第１ス
ロットル弁の開度θ1が第２スロットル弁の開度θ2より
小さくても、出力電圧としては第２スロットルセンサの
方が小さくてなってしまう領域がある（図示V2＝V22．V
1＝V12の場合等）。
この場合も、上記誤判定領域でアクセルペダルを戻し
て吸入空気量が少なくなった段階で実際の開度が大きい
方の第２スロットルセンサの出力が選択されるため、過
度に燃料供給量が増量補正されて空燃比がオーバーリッ
チ化し、エンストを生じる可能性がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、２個のスロットルセンサの出力電圧を２個のスロ
ットル弁の全閉時の状態から補正することにより上記問
題を解決した内燃機関のスロットル弁開度検出装置を提
供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は第１図に示すように、機関の吸気系
に直列に介装されたこれらスロットル弁の開度に応じて
出力電圧が直線的に変化し、かつ、該直線の傾き（出力
電圧差／開度差）が同一である特性を有した２個のスロ
ットルセンサを備えると共に、前記２個のスロットルセ
ンサの出力電圧に直接対応する絶対開度とスロットル弁
全閉時の出力電圧との電圧差に対応する相対開度とを検
出する開度検出手段と、検出された２個のスロットル弁
の開度の中小さい方をスロットル開度検出値として選択
する開度選択手段を備えた内燃機関のスロットル開度検
出装置において、一方のスロットルセンサの出力電圧値
を、２個のスロットル弁の全閉時における２個のスロッ
トルセンサの出力電圧の差ΔV1を無くす方向に、該出力
電圧差をΔV1分補正することにより、前記絶対開度に対
して第１の補正を行う第１絶対開度補正手段と、前記第
１の補正後、２個のスロットル弁の全閉時における２個
のスロットルセンサの出力電圧が、２個のスロットル弁
の全閉時の開度差に対応して前記直線の傾きで定まる出
力電圧差ΔV2を有するように、一方のスロットルセンサ
の出力電圧値を、ΔV2分補正することにより、前記絶対
開度に対して第２の補正を行う第１絶対開度補正手段
と、全閉時の開度が大きい側のスロットル弁に対応する
スロットルセンサの相対開度を、２個のスロットル弁の
全閉時の開度差に対応して前記直線の傾きで定まる出力
電圧差ΔV2分加算して補正する相対開度補正手段と、構
成した。
〈作用〉 第１絶対開度補正手段によって、一方のスロットルセ
ンサの出力電圧値を、２個のスロットル弁の全閉時にお
ける２個のスロットルセンサの出力電圧の差ΔV1を無く
す方向に、該ΔV1分だけ補正した後、第２の補正手段に
よって、２個のスロットル弁の全閉時における２個のス
ロットルセンサの出力電圧が、２個のスロットル弁の全
閉時の開度差に対応して前記直線の傾きで定まる出力電
圧差ΔV2を有するように、一方のスロットルセンサの出
力電圧値を、ΔV2だけ補正を行うことにより、２つのス
ロットル弁の同一開度に対して２つのスロットルセンサ
の絶対開度が同一の値となるように補正される。
また、相対開度補正手段により、全閉時の開度が大き
い側のスロットル弁に対応するスロットルセンサの相対
開度を、２個のスロットル弁の全閉時の開度差に対応し
て前記直線の傾きで定まる出力電圧差ΔV2分加算して補
正することにより、２つのスロットル弁の同一開度に対
して、２つのスロットルセンサの相対開度が同一の値と
なるように補正される。このため、絶対開度，相対開度
共に同一開度に対する出力電圧が同一となるように補正
される。
開度選択手段は上記のようにして補正された絶対開度
と相対開度につき、夫々２個のスロットル弁の開度を比
較して小さい方をスロットル開度検出値として選択す
る。
これにより、２個のスロットル弁の開度の中、小さい
方の開度を正しく選択してスロットル開度検出値とする
ことができる。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。
一実施例のシステム構成を示す第２図において、吸入
空気は機関１の吸気通路２、スロットルチャンバ３を通
して各気筒に供給され、燃料は燃料噴射弁４により噴射
供給される。そして、気筒内の混合気は図示しない点火
プラグの放電作用によって着火、爆発して、排気管を通
って外部に排出される。
ここで、吸入空気の流れはアクセルペダル10の踏込動
作に連動して開閉制御されるスロットルチャンバ３内の
第１スロットル弁11により制御される。前記第１スロッ
トル弁11上流の吸気通路２には第２スロットル弁12が配
設されており、第２スロットル弁の開度はロッド13を介
して連結されたステップモータ14により制御される。該
第２スロットル弁12は通常は全開状態にあり、後述する
トラクション用コントロールユニット43からの制御信号
によりステップモータ14に電流が供給されると、該ステ
ップモータ14は所定角度回転し、それに連動して第２ス
ロットル弁12を閉じる。
吸入空気流量Ｑはエアフローメータ20により検出さ
れ、第１スロットル弁11の開度TVO1は第１スロットルセ
ンサ21により検出され、更に、第１スロットル弁11の全
閉位置がアイドルスイッチ25により検出され、これらの
検出信号は後述するコントロールユニット41及び43に出
力されている。
また、第２スロットル弁12の開度TVO2は第２スロット
ルセンサ22により検出され、この開度TVO2信号は、一旦
モータ制御ユニット15に入力されバッファ15aを介して
後述するコントロールユニット41に出力されている。
更に前記コントロールユニット41には、クランク角セ
ンサ23からのクランク角信号（機関回転速度Ｎに対応す
る）と、車速センサ24からの車速信号と、水温センサ27
からの水温信号と、が入力されている。また、トランス
ミッションのニュートラル位置を検出するニュートラル
位置を検出するニュートラルスイッチ26からの検出信号
も、コントロールユニット41に入力されている。
また、車両の前後左右の車輪の回転速度を検出する車
輪速センサ31〜34が設けられ、これらの検出信号は前記
トラクション用コントロールユニット43に入力され、該
トラクション用コントロールユニット43はそれらの回転
速度によりスリップ状態を検出する。また、ブレーキペ
ダル35の踏込状態を検出するブレーキスイッチ36からの
オン・オフ検出信号も前記トラクション用コントロール
ユニット43に入力されており、トラクション制御のオン
・オフはトラクションスイッチ37により運転者がマニュ
アルで選択する。
コントロールユニット41は前述した各種センサ上方及
び後述するトラクション用コントロールユニット43から
のトラクション制御信号が入力され、機関の燃焼制御
（空燃比制御や点火時期制御）を行う。
一方、ニュートラルスイッチ26、車輪速センサ31〜3
4、ブレーキスイッチ36及びトラクションスイッチ37か
らの信号はトラクション用コントロールユニット43に入
力され、トラクション用コントロールユニット43はこれ
らセンサ情報に基づいて機関の出力トルクを減少させて
駆動輪のスリップを抑制するトラクション制御や、タイ
ヤへの制動力を下げてスリップを防止するブレーキ制御
を行う。
トラクション用コントロールユニット43には、マイク
ロコンピュータ等により構成され、上記各センサ25,26,
31〜34,35,37からの信号、モータ制御ユニットからの第
２スロットル弁12の実開度信号、コントロールユニット
41からの機関回転速度等が入力される一方、トラクショ
ン用コントロールユニット43からはモータ制御用ユニッ
ト15に第２スロットル弁12の開度TVO2を制御するための
制御信号が、コントロールユニット41にトラクション制
御の作動状態を知らせるための作動信号が、ブレーキ油
圧アクチュエータ46にブレーキ制御信号が出力される。
トラクション用コントロールユニット43においては、
前記各信号の入出力によりコントロールユニット41と通
信しながら、第２スロットル弁12の制御を行っている。
次に、かかるトラクション制御において使用されるス
ロットル開度を検出するルーチンを第３図に基づいて説
明する。
ステップ（図ではＳと記す）１では、第１スロットル
弁11の全閉時の開度を学習する運転条件、例えば始動前
のキースイッチのOFFからONへの操作直後やアイドルス
イッチ25がONであるとき等か否かを判定する。
学習を行う運転条件と判定されたときは、ステップ２
へ進み、学習を行う。具体的には、第１スロットルセン
サ21により、全閉時の出力電圧のA/D変換値を読み込
む。或いはこの値と過去に学習した値との加重平均値を
新たな全閉開度の学習値として演算設定してもよい。
次いでステップ３では、ステップ２で学習された第１
スロットル弁11の全閉開度TV01MINをRAMに記憶する。
第１スロットル弁11の全閉開度の学習運転条件でない
と判定された時及び前記ステップ３を経た後は、ステッ
プ４へ進み、第１スロットルセンサ21の出力電圧のA/D
変換値を読み込む。
ステップ５では、前記出力電圧のA/D変換値を第１ス
ロットル弁11の絶対開度TV01ND（吸気通路軸に対して直
交する開度０を基準とする開度）として設定する。
ステップ６では、ステップ５で設定された絶対開度TV
01NDからステップ２で学習された全閉開度TV01MINを差
し引いた値を第１スロットル弁11の相対開度TV01ABとし
て設定する。
ステップ７では、第２スロットル弁12の全閉時の開度
を学習する運転条件、例えばアイドルスイッチ25がONの
アイドル運転状態でトランスミッションがニュートラル
位置であるとき等か否かを判定する。
学習を行う運転条件と判定されたときは、ステップ８
へ進み、第１スロットル弁11の全閉開度学習と同様の第
２スロットル弁12の全閉学習を行い全閉開度TV02MINを
設定する。
ステップ９では、ステップ８で学習された第２スロッ
トル弁12の全閉開度TV02MINをRAMに記憶する。
第２スロットル弁12の全閉開度の学習運転条件でない
と判定された時及びステップ７を経た後は、ステップ10
へ進み、第２スロットルセンサ22の出力電圧のA/D変換
値を読み込む。
ステップ11では、前記出力電圧のA/D変換値を第２ス
ロットル弁12の絶対開度TV02NDとして設定する。
ステップ12では、ステップ11で設定された絶対開度TV
02NDからステップ８で学習された全閉開度TV02MINを差
し引いた値を第２スロットル弁12の相対開度TV02ABとし
て設定する。
以上ステップ１からステップ12までの機能が開度検出
手段に相当する。
ステップ13では、第１スロットルセンサ21の第１スロ
ットル弁11全閉時の出力電圧（AD変換値，以下同様）TV
01MINと第２スロットルセンサ22の第２スロットル弁12
全閉時の出力電圧TV02MINとの差を、第２スロットルセ
ンサ22の出力電圧（絶対開度）TV02NDに与えて該出力電
圧TV02NDを補正する。
ここで、第１の補正は、２つのスロットルセンサが、
対応するスロットル弁の開度が等しいときには、同一の
出力電圧が得られて同一の絶対開度となるように補正す
るための第１段階の補正である。具体的な方法として、
第２のスロットルセンサの出力特性を第１のスロットル
センサの出力特性に合わせることを考える。第４図
（Ａ）に示すように、各センサにおけるスロットル弁開
度の開度差Δθに対する出力電圧差ΔＶ、つまり特性直
線の傾きα（＝ΔV/Δθ）は等しいといえるので、ま
ず、第２のスロットルセンサ22の第２スロットル弁12全
閉時における出力電圧TV02MINが、第１のスロットルセ
ンサ21の第１スロットル弁11全閉時における出力電圧TV
01MINに一致するように、特性直線を平行移動させる。
これが第１の補正である。
次いで、この状態から今度は、第２スロットル弁12の
全閉時の開度の第スロットル弁11の全閉時の開度に対す
る開度差Δθ1に対応するスロットルセンサの出力電圧
差TAS0FS（＝Δθ1×α）を与えるように再度第２スロ
ットルセンサ22の出力特性を平行移動すれば、第１のス
ロットルセンサ21の出力特性と重なる。これが、第２の
補正である。このようにして、第１の補正，第２の補正
を順次行うことにより、対応するスロットル弁の開度が
等しいときには、同一の出力電圧、従って同一の絶対開
度が得られるように補正されることとなる。
そこで、前記ステップ13で、第２スロットルセンサ22
の出力電圧TV02NDに、２つのスロットルセンサの全閉時
の出力電圧の差ΔV1（＝TV01MIN−TM02MIN）を加えるこ
とにより、前記第１の補正が行われ、第２スロットルセ
ンサ22の出力電圧（絶対開度）TV02NDは第４図（Ａ）の
点線に示すように、第２スロットル弁12全閉時の出力電
圧TV02MINと第１スロットル弁11全閉時の第１スロット
ルセンサ21の出力電圧TV01MINとの差が無くなる方向に
補正される。したがって、このステップ13の機能が、第
１絶対開度補正手段に相当する。
次に、ステップ14では、第１スロットル弁11と第２ス
ロットル弁12の夫々の全閉時における実開度の差に対応
する出力電圧差TAS0FSを、第２スロットルセンサ22の出
力電圧（絶対開度）TV02NDに与えて該出力電圧TV02NDを
補正する。尚、第２スロットル弁12の全閉時の開度は第
１スロットル弁11の全閉時の開度より大きく設定されて
いる。したがって、このステップ14の機能が、第２絶対
開度補正手段に相当する。
このようにして、前記第２の補正を行うことにより、
第２スロットルセンサ22の出力電圧（絶対開度）TV02ND
は第４図（Ａ）の鎖線に示すように、第１スロットル弁
11と同一開度である時には同一となる。つまり、第１ス
ロットル弁11と第２スロットル弁12との絶対開度の大小
を正確に比較することができる。
ステップ15では、第１スロットルセンサ21の出力電圧
TV01NDと上記のようにして補正された第２スロットルセ
ンサ22の出力電圧TV02NDとの大小を比較判定する。
そして、TV01ND≦TV02NDと判定された時はステップ16
へ進み、スロットル絶対開度TV0NDとしてTV01NDを選択
し、TV01ND＞TV02NDと判定された時にはステップ17へ進
んで、スロットル絶対開度としてTV02NDを選択する。
次に、ステップ18へ進んで前述の第１スロットル弁11
と第２スロットル弁12の夫々の全閉時における実開度の
差に対応する出力電圧差TAS0FSを、全閉時の開度が大き
い第２スロットル弁12の相対開度TV02ABに与えて、該相
対開度TV02ABを補正する。このステップ18の機能は、相
対開度補正手段に相当する。
ここで、相対開度は全閉位置からの開度であるので全
閉時の出力電圧差による補正は行わない。尚、相対開度
は加速時増量のキャンセル、減速時減量のキャンセル、
発進時進角制御のキャンセル等の判断に使用される。か
かる補正を行えば、第１スロットル弁11と第２スロット
ル弁12とで全閉開度に差があっても第４図（Ｂ）に示す
ように第２スロットル弁12の相対開度は第１スロットル
弁11の全閉開度を基準とした開度に補正される結果、第
１スロットル弁11と第２スロットル弁12との開度が同一
である時には相対開度も同一となる。
ステップ19では、第１スロットル弁11の相対開度TV01
ABと上記のようにして補正された第２スロットル弁12の
相対開度TV02ABとの大小を比較判定する。
そして、TV01AB≦TV02ABと判定された時はステップ20
へ進み、スロットル相対開度TV0ABとしてTV01ABを選択
し、TV01AB＞TV02ABと判定された時にはステップ21へ進
んで、スロットル相対開度としてTV02ABを選択する。
ここで、ステップ15〜ステップ17及びステップ19〜ス
テップ21の機能が開度選択手段に相当する。
このように、スロットル絶対開度及びスロットル相対
開度共に、真の開度の大小に応じて大小が判定されて、
小側の開度が検出値として選択されるため、かかる開度
に基づく各種制御（トラクション制御や燃料噴射量制御
等）の精度を高められる。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、各スロットル弁
の全閉時における補正を施すことにより、スロットル絶
対開度，スロットル相対開度共に、真の開度の大小に応
じて大小を比較判定することができ、正しく選択された
開度に基づいて各種制御の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示す図、第３図は同上実施例のス
ロットル開度検出ルーチンを示すフローチャート、第４
図（Ａ）は同上実施例の絶対開度の補正を説明するため
の線図、同図（Ｂ）は同じく相対開度の補正を説明する
ための線図、第５図（Ａ）及び（Ｂ）は夫々従来のスロ
ットル開度全閉時の出力電圧差及び開度差による特性の
ずれを説明するための線図である。 ３……吸気通路、11……第１スロットル弁、12……第２
スロットル弁、21……第１スロットルセンサ、22……第
２スロットルセンサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】機関の吸気系に直列に介装された２個のス
    ロットル弁を全閉時に所定の開度差を持たせて装着し、
    これらスロットル弁の開度に応じて出力電圧が直線的に
    変化し、かつ、該直線の傾き（出力電圧差／開度差）が
    同一である特性を有した２個のスロットルセンサを備え
    ると共に、前記２個のスロットルセンサの出力電圧に直
    接対応する絶対開度とスロットル弁全閉時の出力電圧と
    の電圧差に対応する相対開度とを検出する開度検出手段
    と、検出された２個のスロットル弁の開度の中小さい方
    をスロットル開度検出値として選択する開度選択手段を
    備えた内燃機関のスロットル開度検出装置において、 一方のスロットルセンサの出力電圧値を、２個のスロッ
    トル弁の全閉時における２個のスロットルセンサの出力
    電圧の差ΔV1を無くす方向に、該出力電圧差ΔV1分補正
    することにより、前記絶対開度に対して第１の補正を行
    う第１絶対開度補正手段と、 前記第１の補正後、２個のスロットル弁の全閉時におけ
    る２個のスロットルセンサの出力電圧が、２個のスロッ
    トル弁の全閉時の開度差に対応して前記直線の傾きで定
    まる出力電圧差ΔV2を有するように、一方のスロットル
    センサの出力電圧値を、ΔV2分補正することにより、前
    記絶対開度に対して第２の補正を行う第１絶対開度補正
    手段と、 全閉時の開度が大きい側のスロットル弁に対応するスロ
    ットルセンサの相対開度を、２個のスロットル弁の全閉
    時の開度差に対応して前記直線の傾きで定まる出力電圧
    差ΔV2分加算して補正する相対開度補正手段と、 を設けて構成したことを特徴とするスロットル開度検出
    装置。
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