JP3189717B2 - スロットル制御装置 - Google Patents
スロットル制御装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のスロッ
トル制御装置に関し、特に、機関温度が低いときにアイ
シングから復帰する可能性を高くするスロットル制御装
置に関する。
トル制御装置に関し、特に、機関温度が低いときにアイ
シングから復帰する可能性を高くするスロットル制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】特公平第6−37862号公報は、スロ
ットルバルブの異常を検出する電子制御絞り弁用監視装
置に関する。この公報に記載の装置は、スロットルバル
ブを駆動するモータへの操作信号が所定の限界値以上で
ある状態が、所定の時間、継続したときにスロットルバ
ルブが異常であると判定する。
ットルバルブの異常を検出する電子制御絞り弁用監視装
置に関する。この公報に記載の装置は、スロットルバル
ブを駆動するモータへの操作信号が所定の限界値以上で
ある状態が、所定の時間、継続したときにスロットルバ
ルブが異常であると判定する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記公報では、
スロットルバルブがアイシングしている状態でモータが
スロットルバルブを駆動するときに、ある程度の時間が
経過すれば、モータの駆動力および熱などにより、スロ
ットルバルブがアイシング状態から脱出できる場合があ
ることを認識していない。すなわち上記公報の装置で
は、スロットルバルブがアイシングしている場合であっ
ても、通常の異常検出時間が経過した後に、モータへの
操作信号のパラメータ(例えばモータがPWM制御され
る場合は、デューティ比)が所定の限界値以上であれ
ば、モータがロックしたと判定してしまう。そのためス
ロットルバルブがアイシングから脱出できる可能性があ
っても、それを考慮せずに、一律にモータがロックした
との判定をおこなっていた。
スロットルバルブがアイシングしている状態でモータが
スロットルバルブを駆動するときに、ある程度の時間が
経過すれば、モータの駆動力および熱などにより、スロ
ットルバルブがアイシング状態から脱出できる場合があ
ることを認識していない。すなわち上記公報の装置で
は、スロットルバルブがアイシングしている場合であっ
ても、通常の異常検出時間が経過した後に、モータへの
操作信号のパラメータ(例えばモータがPWM制御され
る場合は、デューティ比)が所定の限界値以上であれ
ば、モータがロックしたと判定してしまう。そのためス
ロットルバルブがアイシングから脱出できる可能性があ
っても、それを考慮せずに、一律にモータがロックした
との判定をおこなっていた。
【0004】また上記従来技術においては、スロットル
バルブ駆動用のモータに流れる電流のデューティ比が低
いときには、モータが断線していることを正確に判定す
ることが困難であった。これは、スロットルバルブ駆動
用のモータがPWM方式で駆動される場合に、モータの
操作信号のデューティ比が小さいと、モータ電流を検出
するオペアンプのオフセット誤差が影響するためであ
る。
バルブ駆動用のモータに流れる電流のデューティ比が低
いときには、モータが断線していることを正確に判定す
ることが困難であった。これは、スロットルバルブ駆動
用のモータがPWM方式で駆動される場合に、モータの
操作信号のデューティ比が小さいと、モータ電流を検出
するオペアンプのオフセット誤差が影響するためであ
る。
【0005】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、スロットル
バルブがアイシングするほど機関温度が低い場合に、異
常である(すなわちモータがロックした)との判定をお
こなうまでの時間を長くすることによって、アイシング
による復旧可能なモータロックをモータロックであると
判定しないスロットル制御装置を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、スロットル
バルブがアイシングするほど機関温度が低い場合に、異
常である(すなわちモータがロックした)との判定をお
こなうまでの時間を長くすることによって、アイシング
による復旧可能なモータロックをモータロックであると
判定しないスロットル制御装置を提供することにある。
【0006】また他の目的は、スロットルバルブ駆動用
のモータの断線を、オペアンプのオフセット誤差に影響
されることなく、正確に検出するスロットル制御装置を
提供することにある。
のモータの断線を、オペアンプのオフセット誤差に影響
されることなく、正確に検出するスロットル制御装置を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よるスロットル制御装置は、スロットルバルブを駆動す
るモータをパルス幅変調制御し、該パルス幅変調制御で
の駆動デューティ比を変化させることによって、該スロ
ットルバルブの開度が目標開度になるように制御するス
ロットル制御装置であって、前記駆動デューティ比が第
1所定値以上であり、かつ、スロットルバルブの動いて
いない状態が所定時間以上継続するときにモータがロッ
ク状態にあると判定する手段と、前記スロットルバルブ
近傍の温度がアイシングを起こす程度に低いときに、前
記所定時間を大きくする手段と、を備えており、そのこ
とにより上記目的が達成される。
よるスロットル制御装置は、スロットルバルブを駆動す
るモータをパルス幅変調制御し、該パルス幅変調制御で
の駆動デューティ比を変化させることによって、該スロ
ットルバルブの開度が目標開度になるように制御するス
ロットル制御装置であって、前記駆動デューティ比が第
1所定値以上であり、かつ、スロットルバルブの動いて
いない状態が所定時間以上継続するときにモータがロッ
ク状態にあると判定する手段と、前記スロットルバルブ
近傍の温度がアイシングを起こす程度に低いときに、前
記所定時間を大きくする手段と、を備えており、そのこ
とにより上記目的が達成される。
【0008】請求項2記載の発明によるスロットル制御
装置は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記駆動
デューティ比が第2所定値以上であり、かつ前記モータ
に流れる電流が第3所定値以下であるときに前記モータ
に断線が発生していると判定する手段をさらに備えてい
る。
装置は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記駆動
デューティ比が第2所定値以上であり、かつ前記モータ
に流れる電流が第3所定値以下であるときに前記モータ
に断線が発生していると判定する手段をさらに備えてい
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【0010】図1は、本発明によるスロットル制御装置
1の構成を示す図である。スロットル制御装置1は、ス
ロットルバルブ10と、スロットルセンサ15と、スロ
ットルバルブ10を駆動するモータ30と、スロットル
バルブ10とモータ30との間の接続/非接続を制御す
る電磁クラッチ20と、モータ30をドライブするドラ
イバ40と、ドライバ40を制御するエレクトロニック
コントロールユニット(ECU)50と、温度センサ6
0と、アクセルセンサ70とを備えている。
1の構成を示す図である。スロットル制御装置1は、ス
ロットルバルブ10と、スロットルセンサ15と、スロ
ットルバルブ10を駆動するモータ30と、スロットル
バルブ10とモータ30との間の接続/非接続を制御す
る電磁クラッチ20と、モータ30をドライブするドラ
イバ40と、ドライバ40を制御するエレクトロニック
コントロールユニット(ECU)50と、温度センサ6
0と、アクセルセンサ70とを備えている。
【0011】ドライバ40は、例えば、スイッチング素
子としてパワートランジスタを有するスイッチング回路
であるが、これには限られない。ECU50は、ドライ
バ40のスイッチング素子をオン/オフするための制御
電圧をスイッチング素子の制御端子に加える。この実施
形態では、モータ30は、パルス幅変調(PWM)方式
によって制御されている。PWM制御において、駆動パ
ルス1周期に対するモータ30に電流が流れる期間の比
をデューティ比Dとよぶ。このデューティ比Dは、モー
タ30に与えられる操作信号のパラメータの1つであ
る。デューティ比Dの増加に対して、スロットルバルブ
10の開度は、ほぼ1次関数的に増加する。
子としてパワートランジスタを有するスイッチング回路
であるが、これには限られない。ECU50は、ドライ
バ40のスイッチング素子をオン/オフするための制御
電圧をスイッチング素子の制御端子に加える。この実施
形態では、モータ30は、パルス幅変調(PWM)方式
によって制御されている。PWM制御において、駆動パ
ルス1周期に対するモータ30に電流が流れる期間の比
をデューティ比Dとよぶ。このデューティ比Dは、モー
タ30に与えられる操作信号のパラメータの1つであ
る。デューティ比Dの増加に対して、スロットルバルブ
10の開度は、ほぼ1次関数的に増加する。
【0012】ドライバ40に電源を供給する端子は、抵
抗42を介して電源44に接続される。抵抗42は、電
源44からモータ30に流れる電流に比例する電圧をそ
の両端に発生する。オペアンプ46は、抵抗42の両端
に発生した電圧を、その非反転入力端子および反転入力
端子において受け取り、増幅してから出力する。増幅さ
れた信号Iは、ECU50に入力されて、例えばモータ
の断線の判定に用いられる。この信号Iは、モータ30
に流れる電流に対応する電気信号である。
抗42を介して電源44に接続される。抵抗42は、電
源44からモータ30に流れる電流に比例する電圧をそ
の両端に発生する。オペアンプ46は、抵抗42の両端
に発生した電圧を、その非反転入力端子および反転入力
端子において受け取り、増幅してから出力する。増幅さ
れた信号Iは、ECU50に入力されて、例えばモータ
の断線の判定に用いられる。この信号Iは、モータ30
に流れる電流に対応する電気信号である。
【0013】スロットルセンサ15は、スロットルバル
ブ10の実際の位置に対応した電気信号VをECU50
に出力する。アクセルセンサ70は、アクセルペダル7
2の踏み込み量に応じてアクセル位置を検出し、アクセ
ル位置に対応した電気信号をECU50に出力する。温
度センサ60は、スロットルバルブ10の近傍の温度に
対応した電気信号THをECU50に出力する。
ブ10の実際の位置に対応した電気信号VをECU50
に出力する。アクセルセンサ70は、アクセルペダル7
2の踏み込み量に応じてアクセル位置を検出し、アクセ
ル位置に対応した電気信号をECU50に出力する。温
度センサ60は、スロットルバルブ10の近傍の温度に
対応した電気信号THをECU50に出力する。
【0014】ECU40は、通常走行時には、モータ3
0の駆動力がスロットルバルブ10に伝えられるよう
に、モータ30の回転軸と、スロットルバルブ10とを
接続する。
0の駆動力がスロットルバルブ10に伝えられるよう
に、モータ30の回転軸と、スロットルバルブ10とを
接続する。
【0015】図2は、ECU50の構成を示す図であ
る。ECU50は、中央処理ユニット(CPU)52、
リードオンリメモリ(ROM)54およびランダムアク
セスメモリ(RAM)56を含む。CPU52、ROM
54およびRAM56は、互いにバスで接続されてお
り、データのやりとりをおこなうことができる。ROM
54は、後述するモータ30のロック、およびモータ3
0の断線を検出するプログラムなどを格納する。RAM
56は、スロットル制御装置1に必要な一時的な変数を
格納する。
る。ECU50は、中央処理ユニット(CPU)52、
リードオンリメモリ(ROM)54およびランダムアク
セスメモリ(RAM)56を含む。CPU52、ROM
54およびRAM56は、互いにバスで接続されてお
り、データのやりとりをおこなうことができる。ROM
54は、後述するモータ30のロック、およびモータ3
0の断線を検出するプログラムなどを格納する。RAM
56は、スロットル制御装置1に必要な一時的な変数を
格納する。
【0016】スロットルセンサ15、オペアンプ46お
よび温度センサ60からそれぞれ出力されたアナログ出
力をディジタル値に変換するためのA/D変換器(不図
示)は、例えば、CPU52の中に設けられており、こ
れによりセンサなどからのアナログ信号は、CPU52
が扱うことができるようになる。
よび温度センサ60からそれぞれ出力されたアナログ出
力をディジタル値に変換するためのA/D変換器(不図
示)は、例えば、CPU52の中に設けられており、こ
れによりセンサなどからのアナログ信号は、CPU52
が扱うことができるようになる。
【0017】以下、CPU52によって実行されるモー
タ30の異常検出のルーチンを説明する。ここでは「モ
ータ30の異常」として、(i)極低温時のスロットル
バルブ10のアイシングなどに起因するモータ30のロ
ック(固着)と、(ii)モータ30の断線とを考慮す
ることにする。上記(i)のモータ30のロックには、
ギアの噛み込みなどに起因するものもある。
タ30の異常検出のルーチンを説明する。ここでは「モ
ータ30の異常」として、(i)極低温時のスロットル
バルブ10のアイシングなどに起因するモータ30のロ
ック(固着)と、(ii)モータ30の断線とを考慮す
ることにする。上記(i)のモータ30のロックには、
ギアの噛み込みなどに起因するものもある。
【0018】図3は、モータ制御の全体を示すフローチ
ャートである。ステップS300では、イグニッション
スイッチ(IGSW)がオンであるかどうかを判定す
る。IGSWがオンであれば、ステップS302に進
む。IGSWがオフであれば、ステップS320に進
む。
ャートである。ステップS300では、イグニッション
スイッチ(IGSW)がオンであるかどうかを判定す
る。IGSWがオンであれば、ステップS302に進
む。IGSWがオフであれば、ステップS320に進
む。
【0019】ステップS302では、アクセルペダル7
2の位置を検出するアクセルセンサ70からの出力に基
づいて、アクセル位置に対応したスロットルバルブ10
の開度が得られるように、スロットル指令値を演算す
る。
2の位置を検出するアクセルセンサ70からの出力に基
づいて、アクセル位置に対応したスロットルバルブ10
の開度が得られるように、スロットル指令値を演算す
る。
【0020】ステップS304では、ステップS302
で得られたスロットル指令値に対応するデューティ比D
を演算する。ステップS306では、得られたデューテ
ィ比Dによって、モータ30を駆動する。IGSWがオ
ンであるときのフローでは、ステップS306の次にス
テップS308が実行される。
で得られたスロットル指令値に対応するデューティ比D
を演算する。ステップS306では、得られたデューテ
ィ比Dによって、モータ30を駆動する。IGSWがオ
ンであるときのフローでは、ステップS306の次にス
テップS308が実行される。
【0021】ステップS308では、後述するモータ断
線検出をおこなう。ステップS310では、後述するモ
ータロック検出をおこなう。ステップS310が終われ
ば、制御は、ステップS300へ戻る。このループを繰
り返すことによって、アクセル位置に対応してスロット
ルバルブ10が開くように、モータ30が駆動される。
線検出をおこなう。ステップS310では、後述するモ
ータロック検出をおこなう。ステップS310が終われ
ば、制御は、ステップS300へ戻る。このループを繰
り返すことによって、アクセル位置に対応してスロット
ルバルブ10が開くように、モータ30が駆動される。
【0022】ステップS320〜S326は、IGSW
がオフであることが検出された場合のルーチンである。
これらのステップは、電子スロットル制御終了時に、ス
ロットルバルブ10がなめらかに初期位置に戻るように
制御するためのものである。
がオフであることが検出された場合のルーチンである。
これらのステップは、電子スロットル制御終了時に、ス
ロットルバルブ10がなめらかに初期位置に戻るように
制御するためのものである。
【0023】従来の電子制御されたスロットルシステム
においては、電子スロットル制御が終了するとき(図1
に示すシステムでは、電磁クラッチ20がオフすると
き)に、モータ30への通電をカットしていた。スロッ
トルバルブ10は、スプリングの復元力によって勢いよ
く機械的な初期位置(ストッパ位置ともいう)へ戻る。
この初期位置は、例えば、全閉から約4°開いたオープ
ナ位置である。従来技術によれば、スロットルバルブ1
0が勢いよく機械的なストッパに当たる結果、衝撃音が
発生していた。また、この衝撃によって、長期的にはス
トッパの位置ずれが生じることがあった。
においては、電子スロットル制御が終了するとき(図1
に示すシステムでは、電磁クラッチ20がオフすると
き)に、モータ30への通電をカットしていた。スロッ
トルバルブ10は、スプリングの復元力によって勢いよ
く機械的な初期位置(ストッパ位置ともいう)へ戻る。
この初期位置は、例えば、全閉から約4°開いたオープ
ナ位置である。従来技術によれば、スロットルバルブ1
0が勢いよく機械的なストッパに当たる結果、衝撃音が
発生していた。また、この衝撃によって、長期的にはス
トッパの位置ずれが生じることがあった。
【0024】ステップS320〜S326によって、ス
ロットルバルブ10はなめらかに初期位置に戻るので、
従来技術にみられた初期位置復帰に伴う衝撃による問題
は本発明のスロットル制御装置においてはおこらない。
ロットルバルブ10はなめらかに初期位置に戻るので、
従来技術にみられた初期位置復帰に伴う衝撃による問題
は本発明のスロットル制御装置においてはおこらない。
【0025】ステップS300でIGSWがオフである
ことが検出されると、ステップS320では、スロット
ル指令値を初期位置V1に設定する。この初期位置V1
は、IGSWがオンになった直後におこなわれる、EC
U50のイニシャライズ動作において学習されて得られ
た値である。初期位置V1は、上述の機械的にストッパ
がはたらくスロットルバルブ10の位置に対応する。ス
テップS320では、併せてデッドラインタイマをスタ
ートする。このタイマは、CPU52が内蔵するハード
ウェアによって実現されてもよく、あるいはCPU52
によって実行されるソフトウェアによって実現されても
よい。
ことが検出されると、ステップS320では、スロット
ル指令値を初期位置V1に設定する。この初期位置V1
は、IGSWがオンになった直後におこなわれる、EC
U50のイニシャライズ動作において学習されて得られ
た値である。初期位置V1は、上述の機械的にストッパ
がはたらくスロットルバルブ10の位置に対応する。ス
テップS320では、併せてデッドラインタイマをスタ
ートする。このタイマは、CPU52が内蔵するハード
ウェアによって実現されてもよく、あるいはCPU52
によって実行されるソフトウェアによって実現されても
よい。
【0026】ステップS320によって設定された初期
位置V1に基づいて、ステップS304では、モータ3
0を駆動するためのデューティ比を演算する。
位置V1に基づいて、ステップS304では、モータ3
0を駆動するためのデューティ比を演算する。
【0027】ステップS306では、演算されたデュー
ティ比に基づいてモータ30を駆動する。IGSWがオ
フであるときのフローでは、ステップS306の次にス
テップS322が実行される。
ティ比に基づいてモータ30を駆動する。IGSWがオ
フであるときのフローでは、ステップS306の次にス
テップS322が実行される。
【0028】ステップS322では、デッドラインタイ
マの値Tが所定の値T1以上であるかどうかを判定す
る。デッドラインタイマの値Tが値T1以上である場合
は、つまり、所定時間が経過してもなお、スロットルバ
ルブ10が初期位置に戻らない場合は、強制的にモータ
通電をカットするためにステップS326へジャンプす
る。デッドラインタイマの値Tが値T1未満である場合
は、スロットルバルブ10が初期位置に戻っているかど
うかを判定するためにステップS324に進む。
マの値Tが所定の値T1以上であるかどうかを判定す
る。デッドラインタイマの値Tが値T1以上である場合
は、つまり、所定時間が経過してもなお、スロットルバ
ルブ10が初期位置に戻らない場合は、強制的にモータ
通電をカットするためにステップS326へジャンプす
る。デッドラインタイマの値Tが値T1未満である場合
は、スロットルバルブ10が初期位置に戻っているかど
うかを判定するためにステップS324に進む。
【0029】ステップS324では、スロットルバルブ
10が、初期位置の近傍であるかどうかを判定する。具
体的には、スロットルセンサ15から出力された値V
が、(初期位置V1±幅ΔV)の範囲であるかどうかを
判定する。(V1−ΔV)≦V≦(V1+ΔV)であれ
ば、スロットルバルブ10が十分に初期位置に戻ってい
ると判定して、ステップS326に進んで、モータ通電
をカットする。スロットルバルブ10が初期位置の近傍
であれば、モータ通電をカットしても、大きな衝撃は発
生しない。ステップS326でモータ30に流れる電流
が遮断されれば、電子スロットル制御は、終了する。
10が、初期位置の近傍であるかどうかを判定する。具
体的には、スロットルセンサ15から出力された値V
が、(初期位置V1±幅ΔV)の範囲であるかどうかを
判定する。(V1−ΔV)≦V≦(V1+ΔV)であれ
ば、スロットルバルブ10が十分に初期位置に戻ってい
ると判定して、ステップS326に進んで、モータ通電
をカットする。スロットルバルブ10が初期位置の近傍
であれば、モータ通電をカットしても、大きな衝撃は発
生しない。ステップS326でモータ30に流れる電流
が遮断されれば、電子スロットル制御は、終了する。
【0030】逆に(V1−ΔV)≦V≦(V1+ΔV)
が満たされなければ、スロットルバルブ10が十分に初
期位置に戻っていないと判定して、ステップS304に
進む。ステップS304以降では、スロットルバルブ1
0が初期位置V1に戻るよう、再びモータ30を駆動
し、スロットルバルブ10の開度を制御する。
が満たされなければ、スロットルバルブ10が十分に初
期位置に戻っていないと判定して、ステップS304に
進む。ステップS304以降では、スロットルバルブ1
0が初期位置V1に戻るよう、再びモータ30を駆動
し、スロットルバルブ10の開度を制御する。
【0031】以下に本発明によるモータロック検出のル
ーチンを図4を参照して説明する。
ーチンを図4を参照して説明する。
【0032】図4は、本発明のモータロック検出のフロ
ーチャートである。図4のルーチンは、図3のステップ
S310に相当する。よって図3のステップS310に
制御が移れば、図4のモータロック検出が始まり、図4
の「通常制御」に制御が達すると、図3のステップS3
10に制御は戻る。
ーチャートである。図4のルーチンは、図3のステップ
S310に相当する。よって図3のステップS310に
制御が移れば、図4のモータロック検出が始まり、図4
の「通常制御」に制御が達すると、図3のステップS3
10に制御は戻る。
【0033】ステップS400では、モータ30を駆動
するパルス信号のデューティ比Dが、所定の値D1以上
であるかどうかを判定する。ここでDおよびD1は、P
WM制御のパルス1周期に対する、モータ30に電流が
流れている期間の比を「%」で表したものである。デュ
ーティ比Dが所定の値D1以上の場合は、モータ30が
ある程度、駆動されている状態と考えられ、ステップS
402に進む。逆にデューティ比Dが所定の値D1未満
であれば、モータ30があまり駆動されていない状態と
考えられ、ステップS420に進み、検出タイマをクリ
アしてから、通常制御に戻る(すなわち、図3のステッ
プS310以降の制御に移る)。
するパルス信号のデューティ比Dが、所定の値D1以上
であるかどうかを判定する。ここでDおよびD1は、P
WM制御のパルス1周期に対する、モータ30に電流が
流れている期間の比を「%」で表したものである。デュ
ーティ比Dが所定の値D1以上の場合は、モータ30が
ある程度、駆動されている状態と考えられ、ステップS
402に進む。逆にデューティ比Dが所定の値D1未満
であれば、モータ30があまり駆動されていない状態と
考えられ、ステップS420に進み、検出タイマをクリ
アしてから、通常制御に戻る(すなわち、図3のステッ
プS310以降の制御に移る)。
【0034】ステップS400でD≧D1と判定されれ
ば、ステップS402でスロットルバルブ10が動いて
いるかどうかを判定する。具体的には、スロットルセン
サ15から出力された信号Vの時間変化(dV/dt)
が所定値ΔV1以下であれば、スロットルバルブ10が
あまり動いていないと判定し、ステップS404に進
む。ここで時間変化(dV/dt)は、信号Vを微分し
てもよく、あるいは簡単のために、微小時間における信
号Vの差分を微分の代わりとして用いてもよい。逆に、
スロットルセンサ15からの出力信号Vの時間変化(d
V/dt)が所定値ΔV1より大きければ、スロットル
バルブ10がある程度、動いていると判定し、ステップ
S420に進み、やはり検出タイマをクリアしてから、
通常制御に戻る。
ば、ステップS402でスロットルバルブ10が動いて
いるかどうかを判定する。具体的には、スロットルセン
サ15から出力された信号Vの時間変化(dV/dt)
が所定値ΔV1以下であれば、スロットルバルブ10が
あまり動いていないと判定し、ステップS404に進
む。ここで時間変化(dV/dt)は、信号Vを微分し
てもよく、あるいは簡単のために、微小時間における信
号Vの差分を微分の代わりとして用いてもよい。逆に、
スロットルセンサ15からの出力信号Vの時間変化(d
V/dt)が所定値ΔV1より大きければ、スロットル
バルブ10がある程度、動いていると判定し、ステップ
S420に進み、やはり検出タイマをクリアしてから、
通常制御に戻る。
【0035】ステップS404では、検出タイマをイン
クリメントする。この検出タイマは、モータロック検出
ルーチンに入り、ステップS404に制御が移るたびに
インクリメントされ、その値は、通常制御に戻っても保
存される。またステップS400およびS402の判定
結果がともに「Y」でないかぎり、通常制御に戻る前に
ステップS420でクリアされる。したがって検出タイ
マは、ステップS400およびS402の判定結果がと
もに「Y」になったときからの経過時間を計測すること
になる。
クリメントする。この検出タイマは、モータロック検出
ルーチンに入り、ステップS404に制御が移るたびに
インクリメントされ、その値は、通常制御に戻っても保
存される。またステップS400およびS402の判定
結果がともに「Y」でないかぎり、通常制御に戻る前に
ステップS420でクリアされる。したがって検出タイ
マは、ステップS400およびS402の判定結果がと
もに「Y」になったときからの経過時間を計測すること
になる。
【0036】ステップS406では、温度センサ60か
らの出力値THが、所定の温度THWより低いかどうか
を判定する。値THおよびTHWは、いずれも温度
(℃)を表す。ここで温度センサ60は、スロットルバ
ルブ近傍の温度を測定する。「スロットルバルブ近傍の
温度」は、例えば、機関の冷却水の温度や、大気温や、
機関そのものの温度である。ここでは、温度センサ60
からの値THは、冷却水の温度を反映するものとする
が、これには限られない。温度THが、値THW以下で
あれば、アイシングが発生している可能性が大きいとし
て、ステップS408に進む。逆に温度THが、値TH
Wより大きければ、アイシングは発生していないとし
て、ステップS418に進む。
らの出力値THが、所定の温度THWより低いかどうか
を判定する。値THおよびTHWは、いずれも温度
(℃)を表す。ここで温度センサ60は、スロットルバ
ルブ近傍の温度を測定する。「スロットルバルブ近傍の
温度」は、例えば、機関の冷却水の温度や、大気温や、
機関そのものの温度である。ここでは、温度センサ60
からの値THは、冷却水の温度を反映するものとする
が、これには限られない。温度THが、値THW以下で
あれば、アイシングが発生している可能性が大きいとし
て、ステップS408に進む。逆に温度THが、値TH
Wより大きければ、アイシングは発生していないとし
て、ステップS418に進む。
【0037】ステップS408では、検出タイマの値が
所定の値T2以上であるかどうかを判定する。検出タイ
マの値が値T2以上であれば、ステップS410に進
み、T2未満であれば、通常制御に戻る。
所定の値T2以上であるかどうかを判定する。検出タイ
マの値が値T2以上であれば、ステップS410に進
み、T2未満であれば、通常制御に戻る。
【0038】ステップS418においても、ステップS
408と同様に、検出タイマの値が所定の値T3以上で
あるかどうかを判定する。検出タイマの値が値T3以上
であれば、ステップS410に進み、T3未満であれ
ば、通常制御に戻る。ここで値T2およびT3について
は、T2>T3なる関係が成り立つ。
408と同様に、検出タイマの値が所定の値T3以上で
あるかどうかを判定する。検出タイマの値が値T3以上
であれば、ステップS410に進み、T3未満であれ
ば、通常制御に戻る。ここで値T2およびT3について
は、T2>T3なる関係が成り立つ。
【0039】ステップS410では、モータ30がロッ
クしていると判定をしてから、電子スロットル制御をス
トップさせる。
クしていると判定をしてから、電子スロットル制御をス
トップさせる。
【0040】上述のモータロック検出においては、モー
タ30に流れる電流のデューティ比Dが所定値以上であ
り、かつスロットルバルブ10の開度の単位時間あたり
の変化量が所定値以下である状態が所定時間、継続した
場合にモータロック状態であると判定し、電子スロット
ル制御システムをダウンさせる。なお、ここでいうモー
タロック状態には、アイシングに起因するもののほか、
ギアの噛み込みなどに起因するものも含まれる。
タ30に流れる電流のデューティ比Dが所定値以上であ
り、かつスロットルバルブ10の開度の単位時間あたり
の変化量が所定値以下である状態が所定時間、継続した
場合にモータロック状態であると判定し、電子スロット
ル制御システムをダウンさせる。なお、ここでいうモー
タロック状態には、アイシングに起因するもののほか、
ギアの噛み込みなどに起因するものも含まれる。
【0041】本実施の形態によればモータロック状態で
あることの判定時において、スロットルバルブ10の近
傍の温度が、所定の温度以下であるかどうかを判定し、
その結果に応じてモータロック状態であると判定するま
での時間を変えている。具体的には、所定の温度以下で
あるときには、より長い時間T2が経過してからモータ
ロックであると判定する。つまりスロットルバルブ10
の近傍の温度が、スロットルバルブ10のアイシングが
発生するほど低い場合には、そうでない場合に比較し
て、モータロック状態であると判定するまでの時間を長
く設定する。その結果、低温時には、判定までの時間が
長くなるので、モータロックであると判定される(つま
り電子スロットル制御が終了する)前に、スロットルバ
ルブ10がアイシング状態から復旧できる可能性が増
す。アイシング状態からの復旧に寄与する要素として
は、例えば、モータ30のトルク、および機関から発生
する熱があげられる。その結果、ある程度の時間、待機
すれば復旧してしまうアイシングは、モータロック状態
であるとは判定されないことになる。言い換えれば、い
くら待機しても復旧する可能性の低いギアの噛み込みな
ど、本来、モータロック状態として判定されるべきもの
だけが、そのように判定され、結果としてモータロック
検出が正しくおこなわれるという効果を奏する。
あることの判定時において、スロットルバルブ10の近
傍の温度が、所定の温度以下であるかどうかを判定し、
その結果に応じてモータロック状態であると判定するま
での時間を変えている。具体的には、所定の温度以下で
あるときには、より長い時間T2が経過してからモータ
ロックであると判定する。つまりスロットルバルブ10
の近傍の温度が、スロットルバルブ10のアイシングが
発生するほど低い場合には、そうでない場合に比較し
て、モータロック状態であると判定するまでの時間を長
く設定する。その結果、低温時には、判定までの時間が
長くなるので、モータロックであると判定される(つま
り電子スロットル制御が終了する)前に、スロットルバ
ルブ10がアイシング状態から復旧できる可能性が増
す。アイシング状態からの復旧に寄与する要素として
は、例えば、モータ30のトルク、および機関から発生
する熱があげられる。その結果、ある程度の時間、待機
すれば復旧してしまうアイシングは、モータロック状態
であるとは判定されないことになる。言い換えれば、い
くら待機しても復旧する可能性の低いギアの噛み込みな
ど、本来、モータロック状態として判定されるべきもの
だけが、そのように判定され、結果としてモータロック
検出が正しくおこなわれるという効果を奏する。
【0042】また、スロットルバルブ10の近傍の温度
が所定温度以上であり、アイシング状態の可能性がない
場合には、モータロック状態の判定時間を短くできるの
で、短時間でモータロックの異常を検出できる。なお、
本実施の形態では、モータ30に流れる電流のデューテ
ィ比Dが所定値以上であり、かつスロットルバルブ10
の開度の単位時間当たりの変化量が所定値以下である状
態が所定時間、継続した場合にモータロックであると判
定しているが、モータ30に流れる電流のデューティ比
Dが所定値以上である状態が所定時間、継続した場合に
モータロックであると判定してもよい。すなわち、モー
タロックの状態ではスロットルバルブ10を目標開度に
制御することが困難になり、モータ10に流れる電流の
デューティ比Dが常に大きくなるので、この状態を検出
してもよい。
が所定温度以上であり、アイシング状態の可能性がない
場合には、モータロック状態の判定時間を短くできるの
で、短時間でモータロックの異常を検出できる。なお、
本実施の形態では、モータ30に流れる電流のデューテ
ィ比Dが所定値以上であり、かつスロットルバルブ10
の開度の単位時間当たりの変化量が所定値以下である状
態が所定時間、継続した場合にモータロックであると判
定しているが、モータ30に流れる電流のデューティ比
Dが所定値以上である状態が所定時間、継続した場合に
モータロックであると判定してもよい。すなわち、モー
タロックの状態ではスロットルバルブ10を目標開度に
制御することが困難になり、モータ10に流れる電流の
デューティ比Dが常に大きくなるので、この状態を検出
してもよい。
【0043】本実施形態では、モータ30に与えられる
操作信号のパラメータとして、モータ30に流れる電流
のデューティ比Dを用いた。これは、モータがPWM
(パルス幅変調)制御される場合に好ましいが、これに
は限られない。例えば、モータ30に流れる電流の大き
さを変化させることによってモータが駆動・制御される
場合にはモータ30の操作信号のパラメータは、モータ
に流れる電流の値である。
操作信号のパラメータとして、モータ30に流れる電流
のデューティ比Dを用いた。これは、モータがPWM
(パルス幅変調)制御される場合に好ましいが、これに
は限られない。例えば、モータ30に流れる電流の大き
さを変化させることによってモータが駆動・制御される
場合にはモータ30の操作信号のパラメータは、モータ
に流れる電流の値である。
【0044】以下に本実施の形態によるモータ断線検出
のルーチンを図5および図6を参照して説明する。
のルーチンを図5および図6を参照して説明する。
【0045】図5の(a)および(b)は、モータ30に流れ
る電流に対応する信号Iの時間変化を示す波形図であ
る。図5の(a)は、デューティ比Dが小さいとき、つま
りスロットルバルブ10の開度が小さいときを示し、図
5の(b)は、デューティ比Dが大きいとき、つまりスロ
ットルバルブ10の開度が大きいときを示す。図5にお
いて、値IOFFは、オペアンプ46のオフセット誤差
に起因する、非反転入力端子および反転入力端子がショ
ートされたときの、出力信号Iの大きさを示す。図5の
(a)および(b)に示す信号Iは、いずれもPWM方式でモ
ータ30が駆動されているために、鋸歯状の時間変化を
伴っている。
る電流に対応する信号Iの時間変化を示す波形図であ
る。図5の(a)は、デューティ比Dが小さいとき、つま
りスロットルバルブ10の開度が小さいときを示し、図
5の(b)は、デューティ比Dが大きいとき、つまりスロ
ットルバルブ10の開度が大きいときを示す。図5にお
いて、値IOFFは、オペアンプ46のオフセット誤差
に起因する、非反転入力端子および反転入力端子がショ
ートされたときの、出力信号Iの大きさを示す。図5の
(a)および(b)に示す信号Iは、いずれもPWM方式でモ
ータ30が駆動されているために、鋸歯状の時間変化を
伴っている。
【0046】図5からわかるように、デューティ比Dが
小さいときは、信号Iだけからモータ30の断線を判定
するのは困難である。なぜなら、仮にモータ30が断線
していても、オペアンプのオフセット誤差IOFFによ
って、あたかも電流がわずかながら流れているようにみ
えるからである。本発明によるモータ断線検出のルーチ
ンにおいては、モータ電流値Iだけではなく、デューテ
ィ比Dも用いてモータ断線を検出することによって、オ
ペアンプ46のオフセット誤差の影響を受けずに、正確
にモータ断線を検出することが可能である。
小さいときは、信号Iだけからモータ30の断線を判定
するのは困難である。なぜなら、仮にモータ30が断線
していても、オペアンプのオフセット誤差IOFFによ
って、あたかも電流がわずかながら流れているようにみ
えるからである。本発明によるモータ断線検出のルーチ
ンにおいては、モータ電流値Iだけではなく、デューテ
ィ比Dも用いてモータ断線を検出することによって、オ
ペアンプ46のオフセット誤差の影響を受けずに、正確
にモータ断線を検出することが可能である。
【0047】図6は、本発明のモータ断線検出のフロー
チャートである。図6のルーチンは、図3のステップS
308に相当する。よって図3のステップS308に制
御が移れば、図6のモータ断線検出が始まり、図6の
「通常制御」に制御が達すると、図3のステップS30
8に制御は戻る。
チャートである。図6のルーチンは、図3のステップS
308に相当する。よって図3のステップS308に制
御が移れば、図6のモータ断線検出が始まり、図6の
「通常制御」に制御が達すると、図3のステップS30
8に制御は戻る。
【0048】本発明のモータ断線検出においては、まず
ステップS600で、デューティ比Dが所定の値D2以
上であるかどうかを判定する。D≧D2であれば、信号
Iがオペアンプ46のオフセット誤差に比べて十分、大
きいと考えて、ステップS602に進んで、断線検出を
おこなう。逆にD≧D2が満たされなければ、信号Iが
オペアンプ46のオフセット誤差に比べて十分には大き
くないので、断線検出をおこなわずにステップS610
を経由して通常制御に戻る。したがって、所定の値D2
としては、断線していなければオフセット誤差IOFF
に比べて十分、大きな値Iが得られるであろうデューテ
ィ比を選ぶのが好ましい。
ステップS600で、デューティ比Dが所定の値D2以
上であるかどうかを判定する。D≧D2であれば、信号
Iがオペアンプ46のオフセット誤差に比べて十分、大
きいと考えて、ステップS602に進んで、断線検出を
おこなう。逆にD≧D2が満たされなければ、信号Iが
オペアンプ46のオフセット誤差に比べて十分には大き
くないので、断線検出をおこなわずにステップS610
を経由して通常制御に戻る。したがって、所定の値D2
としては、断線していなければオフセット誤差IOFF
に比べて十分、大きな値Iが得られるであろうデューテ
ィ比を選ぶのが好ましい。
【0049】ステップS602では、信号Iが所定の値
I1以下であることを判定する。I≦I1であれば、ス
テップS604に進み、I≦I1でなければ、ステップ
S610に進む。ステップS610では、検出タイマを
クリアし、その後、通常制御に戻る。
I1以下であることを判定する。I≦I1であれば、ス
テップS604に進み、I≦I1でなければ、ステップ
S610に進む。ステップS610では、検出タイマを
クリアし、その後、通常制御に戻る。
【0050】ステップS604では、検出タイマをイン
クリメントすることによって、時間を計測する。検出タ
イマがインクリメントされるのは、D≧D2、かつI≦
I1であるときであり、それ以外の場合は、検出タイマ
はクリアされて通常制御に戻る。
クリメントすることによって、時間を計測する。検出タ
イマがインクリメントされるのは、D≧D2、かつI≦
I1であるときであり、それ以外の場合は、検出タイマ
はクリアされて通常制御に戻る。
【0051】ステップS606では、検出タイマの値が
所定の値T4以上であるかどうかを判定する。検出タイ
マの値がT4以上であれば、ステップS608に進み、
モータ断線の状態であると判定する。逆に検出タイマの
値がT4より小さければ、通常制御に戻る。
所定の値T4以上であるかどうかを判定する。検出タイ
マの値がT4以上であれば、ステップS608に進み、
モータ断線の状態であると判定する。逆に検出タイマの
値がT4より小さければ、通常制御に戻る。
【0052】ステップS608では、モータ断線状態で
あるとの判定をくだす。モータ断線状態であるときに
は、電子スロットル制御を終了する。
あるとの判定をくだす。モータ断線状態であるときに
は、電子スロットル制御を終了する。
【0053】以上のように、本実施の形態によるモータ
断線検出においては、モータ30に流れる電流を表す値
Iだけによって断線かどうかを判定するのではなく、モ
ータ30に加えられるパルスのデューティ比Dがある程
度、大きいときに限って断線判定をおこなう。したがっ
て、オペアンプ46のオフセット誤差が判定に影響を及
ぼすような場合には断線判定を避けることができ、その
結果、モータ断線検出をより正確におこなうことができ
るという効果を奏する。
断線検出においては、モータ30に流れる電流を表す値
Iだけによって断線かどうかを判定するのではなく、モ
ータ30に加えられるパルスのデューティ比Dがある程
度、大きいときに限って断線判定をおこなう。したがっ
て、オペアンプ46のオフセット誤差が判定に影響を及
ぼすような場合には断線判定を避けることができ、その
結果、モータ断線検出をより正確におこなうことができ
るという効果を奏する。
【0054】
【発明の効果】本発明によれば、モータロック検出にお
いて、スロットルバルブがアイシングする程度に機関温
度が低い場合には、そうでない場合に比べて、長い時間
経過してからモータロック状態であると判定する。すな
わちスロットルバルブがアイシングすることでモータが
ロックしている場合には、アイシングからの脱出するだ
けの時間的な猶予が与えられることになる。その結果、
モータロックが検出され電子スロットル制御システムが
ダウンする前に、アイシングから復旧する場合が多くな
り、より正確なモータロック検出が可能となる。
いて、スロットルバルブがアイシングする程度に機関温
度が低い場合には、そうでない場合に比べて、長い時間
経過してからモータロック状態であると判定する。すな
わちスロットルバルブがアイシングすることでモータが
ロックしている場合には、アイシングからの脱出するだ
けの時間的な猶予が与えられることになる。その結果、
モータロックが検出され電子スロットル制御システムが
ダウンする前に、アイシングから復旧する場合が多くな
り、より正確なモータロック検出が可能となる。
【0055】また本発明によれば、モータ断線検出にお
いて、オペアンプのオフセット誤差に影響されない程度
にモータ電流のデューティ比が大きい場合にのみ、断線
かどうかを判定する。その結果、オペアンプのオフセッ
ト誤差によって、断線であると誤検出する可能性を低減
することが可能となる。
いて、オペアンプのオフセット誤差に影響されない程度
にモータ電流のデューティ比が大きい場合にのみ、断線
かどうかを判定する。その結果、オペアンプのオフセッ
ト誤差によって、断線であると誤検出する可能性を低減
することが可能となる。
【図1】本発明によるスロットル制御装置1の構成を示
す図である。
す図である。
【図2】ECU50の構成を示す図である。
【図3】モータ制御の全体を示すフローチャートであ
る。
る。
【図4】本発明のモータロック検出のフローチャートで
ある。
ある。
【図5】(a)および(b)は、モータ30に流れる電流に対
応する信号Iの時間変化を示す波形図である。
応する信号Iの時間変化を示す波形図である。
【図6】本発明のモータ断線検出のフローチャートであ
る。
る。
1 スロットル制御装置 10 スロットルバルブ 15 スロットルセンサ 20 電磁クラッチ 30 モータ 40 ドライバ 42 抵抗 44 電源 46 オペアンプ 50 ECU 60 温度センサ 70 アクセルセンサ 72 アクセルペダル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 364 F02D 45/00 364J (56)参考文献 特開 平3−237245(JP,A) 特開 平6−249040(JP,A) 特開 昭60−17258(JP,A) 特開 昭59−188050(JP,A) 特開 昭63−212752(JP,A) 実開 平1−83146(JP,U) 実開 平1−69160(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 9/00 - 11/10 F02D 41/00 - 41/40
Claims (2)
- 【請求項1】 スロットルバルブを駆動するモータをパ
ルス幅変調制御し、該パルス幅変調制御での駆動デュー
ティ比を変化させることによって、該スロットルバルブ
の開度が目標開度になるように制御するスロットル制御
装置であって、前記駆動デューティ比が第1所定値以上であり、かつ、
スロットルバルブの動いていない状態が所定時間以上継
続するときにモータがロック状態にあると判定する手段
と、 前記 スロットルバルブ近傍の温度がアイシングを起こす
程度に低いときに、前記所定時間を大きくする手段と、 を備えているスロットル制御装置。 - 【請求項2】 前記駆動デューティ比が第2所定値以上
であり、かつ前記モータに流れる電流が第3所定値以下
であるときに前記モータに断線が発生していると判定す
る手段をさらに備えている請求項1に記載のスロットル
制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33879196A JP3189717B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | スロットル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33879196A JP3189717B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | スロットル制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10176548A JPH10176548A (ja) | 1998-06-30 |
JP3189717B2 true JP3189717B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=18321513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33879196A Expired - Fee Related JP3189717B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | スロットル制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3189717B2 (ja) |
Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
JP2007218089A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Aisan Ind Co Ltd | 内燃機関のスロットル制御装置 |
DE102005022127B4 (de) * | 2004-05-13 | 2009-08-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Drosselklappen-Steuersystem und Drosselklappen-Steuerverfahren |
DE102006019673B4 (de) * | 2005-11-15 | 2014-09-18 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektronische Drosselsteuervorrichtung |
WO2016152963A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 株式会社ケーヒン | バルブ制御装置及びバルブシステム |
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JP4462073B2 (ja) | 2005-03-08 | 2010-05-12 | 株式会社デンソー | 車両用内燃機関の電子スロットル制御装置 |
JP2009264267A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | 汎用内燃機関の制御装置 |
KR101656617B1 (ko) * | 2015-05-28 | 2016-09-22 | 주식회사 현대케피코 | 유량 제어 밸브의 아이싱 방지 장치 및 그 방법 |
CN111946457B (zh) * | 2020-07-31 | 2021-10-15 | 东风汽车集团有限公司 | 汽油机电子节气门破冰控制方法 |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP33879196A patent/JP3189717B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2016152963A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 株式会社ケーヒン | バルブ制御装置及びバルブシステム |
JPWO2016152963A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2017-09-28 | 株式会社ケーヒン | バルブ制御装置及びバルブシステム |
CN107429858A (zh) * | 2015-03-26 | 2017-12-01 | 株式会社京滨 | 阀控制装置以及阀系统 |
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