JP3446340B2 - スロットル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のスロットル
制御装置に関するもので、特に、スロットルバルブの開
度をモータ等で電気的に制御するスロットル制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクセルペダルの踏込量等に応じ
てＤＣモータによりスロットルバルブを電気的に制御す
る電子スロットルシステムでは、バルブ位置をスロット
ル開度センサで検出し、位置Ｆ／Ｂ（フィードバック）
を行っている。このため、スロットル開度センサの出力
に誤差があると制御されるバルブ位置がその誤差分だけ
ずれることとなる。特に、ＩＳＣ制御（Idle Speed Con
trol：アイドル回転数制御）時のようなスロットルバル
ブの低開度領域では開度誤差に対する空気量変化が大き
いためスロットル開度センサの出力に高い精度が要求さ
れる。

【０００３】このような要求に対処しようとするスロッ
トル制御装置に関連する先行技術文献としては、特開昭
６３−２４７６０９号公報にて開示されたものが知られ
ている。

【０００４】このものでは、低開度検出用及び高開度検
出用の２つの出力を備えたスロットルバルブ開度検出装
置が提案され、スロットルバルブの開度検出精度を良く
しようとする技術が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、電子スロット
ルシステムにおいて、複数のセンサ出力により低開度域
及び高開度域の精度を高めるためには開度に応じてセン
サ出力を切換える必要がある。ところが、アナログ回路
で位置Ｆ／Ｂを行う電子スロットルシステムにあって
は、複数のセンサ出力を選択し切換える回路を追加する
必要があった。また、切換時に複数のセンサ出力の相対
的な誤差によりスロットルバルブが階段状に開方向また
は閉方向に変化して開度がスムーズに切換わらず機関回
転数が大きく変化して車両ショック等が生じ、ドライバ
ビリティ(Drivability）が悪化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、複数のセンサ出力を用いて
スロットル開度の低開度域及び高開度域の精度を高める
ために、特別な切換回路を追加することなく、それらセ
ンサ出力の切換えがスムーズでドライバビリティが良好
な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にかかるスロッ
トル制御装置は、複数の磁電変換素子と磁石とからな
り、前記複数の磁電変換素子は前記磁石から受ける磁界
の向きが前記磁電変換素子毎に異なる位置に配置され、
前記磁電変換素子はスロットル開度の変化に伴って前記
磁石から受ける磁界の方向または強さが変化することで
前記スロットル開度に応じた検出信号を出力するスロッ
トル開度センサと、前記複数の磁電変換素子のうち１つ
の磁電変換素子の出力に基づいて前記スロットル開度を
検出するスロットル開度検出手段と、運転状態に応じて
目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定
手段と、前記スロットル開度を検出するために用いる前
記磁電変換素子の検出信号と他の磁電変換素子の検出信
号との出力差に基づき前記目標スロットル開度を補正す
る目標スロットル開度補正手段と、前記目標スロットル
開度となるように前記スロットル開度をフィードバック
制御するスロットル開度制御手段とを具備するものであ
る。

【０００８】請求項２にかかるスロットル制御装置は、
請求項１の具備する手段に加えて、前記目標スロットル
開度補正手段が、前記目標スロットル開度を補正するた
めの前記出力差を連続的に変化させるものである。

【０００９】請求項３にかかるスロットル制御装置は、
請求項１または請求項２の具備する手段に加えて、前記
目標スロットル開度補正手段が、前記スロットル開度の
低開度域での出力精度を高くした前記磁電変換素子及び
前記スロットル開度の高開度域での出力精度を高くした
前記磁電変換素子からの各検出信号の出力差に基づき前
記目標スロットル開度を補正するものである。

【００１０】請求項４にかかるスロットル制御装置は、
出力特性の異なる複数のスロットル開度センサと、前記
複数のスロットル開度センサのうち一方のスロットル開
度センサの出力に基づいてスロットル開度を検出するス
ロットル開度検出手段と、運転状態に応じて目標スロッ
トル開度を設定する目標スロットル開度設定手段と、前
記一方のスロットル開度センサの出力と他方のスロット
ル開度センサの出力との出力差に基づき前記目標スロッ
トル開度を補正する目標スロットル開度補正手段と、前
記目標スロットル開度となるように前記スロットル開度
をフィードバック制御するスロットル開度制御手段とを
具備するものである。

【００１１】

【作用】請求項１のスロットル制御装置においては、ス
ロットル開度検出手段で複数の磁電変換素子のうち１つ
の磁電変換素子の出力に基づいてスロットル開度が検出
され、目標スロットル開度設定手段で運転状態に応じて
目標スロットル開度が設定される。また、目標スロット
ル開度補正手段でスロットル開度を検出するために用い
る磁電変換素子の検出信号と他の磁電変換素子の検出信
号との出力差に基づき目標スロットル開度が補正され
る。そして、スロットル開度制御手段にて目標スロット
ル開度となるようにスロットル開度がフィードバック制
御される。

【００１２】請求項２のスロットル制御装置の目標スロ
ットル開度補正手段では、請求項１の作用に加えて、目
標スロットル開度を補正する出力差が複数の磁電変換素
子からの検出信号に応じて連続的に変化される。

【００１３】請求項３のスロットル制御装置の目標スロ
ットル開度補正手段では、請求項１または請求項２の作
用に加えて、スロットル開度の低開度域または高開度域
で出力精度が高くされた磁電変換素子からの各検出信号
の出力差に基づいて目標スロットル開度が補正される。

【００１４】請求項４のスロットル制御装置において
は、スロットル開度検出手段で出力特性の異なる複数の
スロットル開度センサのうち一方のスロットル開度セン
サの出力に基づいてスロットル開度が検出され、目標ス
ロットル開度設定手段で運転状態に応じて目標スロット
ル開度が設定される。また、目標スロットル開度補正手
段で一方のスロットル開度センサの出力と他方のスロッ
トル開度センサの出力との出力差に基づき目標スロット
ル開度が補正される。そして、スロットル開度制御手段
にて目標スロットル開度となるようにスロットル開度が
フィードバック制御される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。

【００１６】図２は本発明の一実施例にかかるスロット
ル制御装置が適用されるスロットルバルブ周辺を示す斜
視図である。

【００１７】図２において、内燃機関に吸入空気を導入
するための吸気管１には、スロットル軸２が貫設されて
おり、吸気管１内においてスロットル軸２には円形弁板
型のスロットルバルブ３が固定されている。また、スロ
ットル軸２にはＬ字形をなす一対の回動部材４，５が固
定されている。吸気管１に対して右方に位置する回動部
材４の折曲片４ａには、バルブスプリング６が取付けら
れている。このバルブスプリング６はスロットルバルブ
３を開放させる方向の力を回動部材４に付与している。
なお、本実施例では、バルブスプリング６が収縮される
方向でありスロットルバルブ３が開放される方向を開方
向、逆に、バルブスプリング６が伸長される方向であり
スロットルバルブ３が閉鎖される方向を閉方向とする。

【００１８】スロットル軸２の左端部には、スロットル
バルブ３の開度を検出するためのスロットル開度センサ
７が設けられている。スロットル軸２において、スロッ
トルバルブ３と回動部材５との間には玉軸受１１を介し
て駆動伝達ギヤ１０が回動可能に支持されている。駆動
伝達ギヤ１０の図示上部には、突出片１０ａが設けられ
ており、この突出片１０ａは回動部材５の折曲片５ａに
対向している。ここで、バルブスプリング６により回動
部材５が開方向に付勢されるため、駆動伝達ギヤ１０の
突出片１０ａと回動部材５の折曲片５ａとが当接した状
態に保持される。また、突出片１０ａにはモータスプリ
ング１２が取付られており、このモータスプリング１２
は駆動伝達ギヤ１０を開方向に回動させるための力を付
与している。

【００１９】一方、駆動伝達ギヤ１０の円弧部分に設け
られたギヤ部１０ｂには減速ギヤ９が歯合されており、
更に、この減速ギヤ９にはＤＣモータ８が歯合されてい
る。そして、ＤＣモータ８はバルブスプリング６及びモ
ータスプリング１２の開方向への力に抗して駆動され、
駆動伝達ギヤ１０を閉方向に回動させる。駆動伝達ギヤ
１０が閉方向に回動されると、駆動伝達ギヤ１０の突出
片１０ａにより回動部材５の折曲片５ａが押圧され、ス
ロットルバルブ３が閉方向に回動される。

【００２０】また、回動部材４が閉方向に回動する途中
の位置には、全閉ストッパ片１３が設けられている。そ
して、ＤＣモータ８の駆動に従いスロットルバルブ３が
閉方向に回動され、回動部材４の折曲片４ａが全閉スト
ッパ片１３に当接すると、スロットルバルブ３は、それ
以上閉方向に回動できずにその当接位置がスロットルバ
ルブ３の全閉位置となる。

【００２１】更に、スロットル軸２と同軸線上にはガー
ド軸１５が回動自在に支持されている。ガード軸１５の
端部には、折曲片１６ａを有するガードプレート１６が
固定され、このガードプレート１６の折曲片１６ａは回
動部材４の折曲片４ａに対向されている。そして、スロ
ットルバルブ３が開方向に回動されると、回動部材４の
折曲片４ａがガードプレート１６の折曲片１６ａに当接
するため、スロットルバルブ３はそれ以上開方向に回動
できない。即ち、ガードプレート１６の折曲片１６ａの
位置によりスロットルバルブ３の最大許容開度が決定さ
れる。ガードプレート１６にはガードスプリング１７が
取付けられており、このガードスプリング１７によりガ
ードプレート１６は閉方向に付勢されている。

【００２２】アクセルペダル２０には、ガード軸１５に
固定されたアクセルレバー２１が連結されている。そし
て、アクセルペダル２０の踏込み操作に応じて、アクセ
ルレバー２１は開方向であるスロットルバルブ３の最大
許容開度を大きくする方向に回動される。なお、アクセ
ルペダル２０の踏込みに応じたアクセル操作量はアクセ
ルポジションセンサ２２にて検出される。

【００２３】また、ダイヤフラムアクチュエータ１８
は、クルーズコントロール走行時において、そのロッド
１８ａが収縮し、ガードプレート１６を開方向であるス
ロットルバルブ３の最大許容開度を大きくする方向に回
動させる。更に、サーモワックス１９は、内燃機関の冷
却水温によりそのロッド１９ａが収縮し、例えば、コー
ルドスタート時のように冷却水温が低い場合には、収縮
してガードプレート１６を開方向であるスロットルバル
ブ３の最大許容開度を大きくする方向に回動させる。な
お、ガード軸１５の図示右方の端部には、ガードプレー
ト１６の位置を検出するためのガードセンサ２３が配設
されている。

【００２４】次に、図２のスロットル制御装置のスロッ
トルバルブ周辺の構成を模式的に示す図３を用いて、そ
の動作を説明する。なお、図３の上下方向がスロットル
バルブ３の開閉方向であり、図示上方が開方向、図示下
方が閉方向を示している。

【００２５】図３において、アクセルペダル２０のアク
セル操作量、ダイヤフラムアクチュエータ１８の変位量
またはサーモワックス１９の変位量によりガードプレー
ト１６のガード位置であるスロットルバルブ３の開方向
への最大許容開度が決定される。そして、例えば、アク
セルペダル２０が踏込まれると、ガードプレート１６が
図示上方に引上げられ、スロットルバルブ３の最大許容
開度が大きくなる。

【００２６】また、スロットルバルブ３はバルブスプリ
ング６により開方向に引張られている。そして、ＤＣモ
ータ８の閉方向への駆動力とバルブスプリング６及びモ
ータスプリング１２の開方向への付勢力とのバランスに
よってスロットルバルブ３の開度が決定される。つま
り、スロットルバルブ３を所定の開度に維持するときに
は、バルブスプリング６及びモータスプリング１２の開
方向への力に抗して、ＤＣモータ８が閉方向に駆動力を
発生する。なお、ＤＣモータ８が閉方向に駆動されてス
ロットルバルブ３が全閉位置に到達すると、回動部材４
の折曲片４ａが全閉ストッパ片１３に当接される。

【００２７】次に、本発明の一実施例にかかるスロット
ル制御装置の電気的構成を示す図１を参照して説明す
る。

【００２８】図１において、ＥＣＵ（Electronic Contr
ol Unit:電子制御装置）２５は、主として、ＣＰＵ２
６、Ｄ／Ａ変換器２７、Ａ／Ｄ変換器２８及びバックア
ップメモリ３４等により構成されている。そして、ＣＰ
Ｕ２６には、スロットル開度センサ７及びアクセルポジ
ションセンサ２２からの信号がＡ／Ｄ変換器２８を介し
て入力され、ＣＰＵ２６はこれらの入力信号に基づい
て、後述のセンサ出力Ｖａ（低開度制御用センサ出
力）、センサ出力Ｖｂ（高開度制御用センサ出力）及び
アクセル操作量Ａｐを検知する。また、ＣＰＵ２６に
は、回転数センサ３５からの信号が入力され、ＣＰＵ２
６はこの入力信号に基づいて機関回転数Ｎｅを検知す
る。

【００２９】また、ＤＣモータ駆動回路２９は、ＰＩＤ
制御回路３０、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路３１及びド
ライバ３２から構成されている。このうち、ＰＩＤ制御
回路３０では、ＣＰＵ２６にて算出されたスロットル指
令電圧Ｖcmd とスロットル開度センサ７にて検出された
センサ出力Ｖａとに基づいて、その偏差を小さくすべく
比例・積分・微分動作が実施され、スロットルバルブ３
の制御値が算出される。そして、ＰＷＭ回路３１では、
ＰＩＤ制御回路３０から出力された制御値信号がデュー
ティ比信号Ｄuty に変換され、このデューティ比信号Ｄ
uty に基づきドライバ３２によりＤＣモータ８が駆動さ
れる。

【００３０】また、ＰＷＭ回路３１のデューティ比信号
Ｄuty は、ＣＰＵ２６にも送られるようになっており、
このデューティ比信号Ｄuty に基づいて、ＣＰＵ２６で
はスロットルバルブ３が全閉位置に到達した際に発生す
るロック電流が検出される。つまり、ロック電流とＤＣ
モータ８の駆動信号としてのデューティ比信号Ｄutyと
は相関関係を有しており、ロック電流が発生するとデュ
ーティ比信号Ｄuty にも同様の変化が現れる。そこで、
本実施例装置では、ロック電流の検出基準をデューティ
比信号Ｄuty が所定値（８５％）以上のときとしてい
る。

【００３１】スロットル開度センサ７は、ホール素子を
用いた非接触センサであり、その構成を図４に示す。本
実施例のスロットル開度センサ７は、主として、２つの
ホール素子４１ａ，４１ｂと永久磁石４２ａ，４２ｂと
から構成されている。図４は、２つのホール素子４１
ａ，４１ｂと永久磁石４２ａ，４２ｂとの位置関係を示
す説明図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図
４（ａ）の右側面図である。

【００３２】永久磁石（Ｎ極）４２ａと永久磁石（Ｓ
極）４２ｂとはスロットルバルブ３の回転中心２ａに対
して対称となるように、ロータ４５上に互いに対向配設
されている。ロータ４５はスロットルバルブ３のスロッ
トル軸２の先端に固定され、スロットルバルブ３の回転
に伴って回転される。２つのホール素子４１ａ，４１ｂ
は、スロットルバルブ３のスロットル軸２の軸心線２ｂ
上にあって、スロットル軸２の軸受（図示略）側に固定
されている。スロットルバルブ３が全閉位置（図４
（ａ）及び図４（ｂ））にあるとき、一方のホール素子
４１ａの感磁面は永久磁石４２ａ，４２ｂが形成する磁
界に対してスロットルバルブ３の回転方向（図４（ｂ）
の矢印方向）にオフセット角αをなして固定されてい
る。

【００３３】このように構成されたスロットル開度セン
サ７では、スロットルバルブ３のスロットル軸２の回転
に伴って永久磁石４２ａ，４２ｂがホール素子４１ａ，
４１ｂの回りを回転するため、ホール素子４１ａ，４１
ｂの感磁面に対する磁界方向が変化する。このとき、２
つの永久磁石４２ａ，４２ｂで形成される平行磁界の強
度は常に一定である。この結果、ホール素子４１ａ，４
１ｂの感磁面に対する磁界の入射角度を回転角θとする
と、各ホール素子４１ａ，４１ｂからのセンサ出力Ｖ
ａ，Ｖｂは次式（１），（２）の如く変化する。

【００３４】

【数１】 Ｖａ＝ＶHA・sin θ ・・・（１）

【００３５】

【数２】 Ｖｂ＝ＶHA・sin(θ−α） ・・・（２） ここで、ＶHAは磁束、素子電流、ホール係数等に依存す
る出力最大値である。

【００３６】このように、永久磁石４２ａ，４２ｂの回
転に伴って２つのホール素子４１ａ，４１ｂに印加され
る磁界の角度がそれぞれ独立に変化し、２つのホール素
子４１ａ，４１ｂは、図５に示すような正弦波を出力す
る。このため、２つのホール素子４１ａ，４１ｂはセン
サ出力の上下限に対して中点での出力精度が高くなり
（誤差が小）、上下限端で出力精度が低くなる（誤差が
大）。よって、２つのホール素子４１ａ，４１ｂの出力
誤差ΔＶａ，ΔＶｂはスロットルバルブ３の低開度域で
はΔＶａ＜ΔＶｂとなり、スロットルバルブ３の高開度
域ではΔＶａ＞ΔＶｂとなる。したがって、センサ出力
Ｖａを低開度制御用センサ出力、センサ出力Ｖｂを高開
度制御用センサ出力として使用する。

【００３７】次に、低開度制御用センサ出力Ｖａ及び高
開度制御用センサ出力Ｖｂによるスロットル制御につい
て図６のフローチャートに基づき、図７のブロック図を
参照して説明する。なお、図７の破線で囲まれた部分が
ＣＰＵによる図６の演算処理に対応している。

【００３８】ステップＳ１０１で、そのときのアクセル
操作量Ａｐ及び機関回転数Ｎｅが読込まれる。次にステ
ップＳ１０２に移行して、図８に示すように、アクセル
操作量Ａｐ、機関回転数Ｎｅ及びスロットル開度指令値
θcmd の関係を用いて、そのときのアクセル操作量Ａｐ
及び機関回転数Ｎｅからスロットル開度指令値θcmdが
算出される（図７の目標開度演算のブロック１００参
照）。次にステップＳ１０３に移行して、ステップＳ１
０２で算出されたスロットル開度指令値θcmd に基づ
き、図９に示すアナログＦ／Ｂ回路としてのＤＣモータ
駆動回路２９に入力される低開度制御用センサ出力Ｖａ
の特性図に従って補正前のスロットル指令電圧Ｖcmd ′
が算出される（図７の目標開度→電圧変換のブロック４
００参照）。このとき、低開度制御用センサ出力Ｖａは
全閉位置でのオフセット出力としての全閉学習値Ｖａo
により補正される。低開度制御用センサ出力Ｖａの全閉
位置での全閉学習値Ｖａo は図７の全閉位置学習Ｌａブ
ロック２００において、また、高開度制御用センサ出力
Ｖｂの全閉位置での全閉学習値Ｖｂo は図７の全閉位置
学習Ｌｂブロック３００において、後述の全閉位置学習
ルーチンにより求められる。

【００３９】ここまでの処理が従来制御に相当するもの
であり、図７に示す二点鎖線の部分が本実施例装置にお
ける補正部であり、この補正部の処理により、後述する
ように、高開度制御時に擬似的に全閉位置でオフセット
が揃えられた高開度制御用センサ出力Ｖｂ′を用いてＦ
／Ｂしたのと同等の制御性を得ることができる。

【００４０】次にステップＳ１０４に移行して、求めら
れたセンサ出力Ｖａ，Ｖｂ及び全閉学習値Ｖａo ，Ｖｂ
o からＶａ′＝Ｖａ−Ｖａo ，Ｖｂ′＝Ｖｂ−Ｖｂo が
算出され２つのセンサ出力のオフセットが揃えられる。
このオフセットが揃えられた２つのセンサ出力Ｖａ′，
Ｖｂ′は、図５より図１０のような特性図となり、本実
施例では位相が２５°（＝３０°−５°）ずれた正弦波
であるためΔｖの特性ずれが存在する。オフセットが揃
えられた２つのセンサ出力Ｖａ′，Ｖｂ′の誤差が共に
０のときＶａ′−Ｖｂ′はΔｖとなる。よって、図７の
ブロック５００でスロットル開度指令値θcmd に対する
Δｖが図１０に示す特性図に基づいて算出され、誤差Δ
Ｖ＝Ｖａ′−Ｖｂ′−Δｖが算出される。

【００４１】次にステップＳ１０５に移行して、図７の
ブロック６００において、切換係数Ｋo が高開度制御用
センサ出力Ｖｂ′に基づいて算出される。なお、図７の
ブロック６００は低開度制御用センサ出力Ｖａ′による
スロットル制御と高開度制御用センサ出力Ｖｂ′による
スロットル制御との切換係数Ｋo を算出するブロックで
あり、Ｋo ＝０のとき低開度制御用センサ出力Ｖａ′の
みでスロットル制御（補正なし）、Ｋo ＝１のとき高開
度制御用センサ出力Ｖｂ′でスロットル制御される。こ
こで、２つのセンサ出力Ｖａ′，Ｖｂ′をスムーズに切
換えるため、切換係数Ｋo の値はスロットル開度指令値
θcmd の増加に伴って徐々に１に近づく特性になってい
る。

【００４２】次にステップＳ１０６に移行して、補正前
のスロットル指令電圧Ｖcmd ′を切換係数Ｋo と誤差Δ
Ｖとに基づいて補正することでスロットル指令電圧Ｖcm
d が算出され、本ルーチンを終了する。即ち、Ｖａ′−
Ｖｂ′がΔｖとなるようにＦ／Ｂ補正すれば、擬似的に
センサ出力Ｖｂ′でＦ／Ｂしたことになる。ここで、セ
ンサ出力Ｖａ′，Ｖｂ′が線形特性を有し、傾き及びゲ
インが同一であれば図７のブロック５００は省略でき
る。

【００４３】次に、本実施例装置の作用について図１１
を参照して説明する。判り易くするため全閉位置学習後
のオフセットが揃えられた２つのセンサ出力Ｖａ′，Ｖ
ｂ′が線形特性（傾きも同じ）と仮定し、図７のブロッ
ク５００を省略したときの作用を説明する。

【００４４】図１１において、補正しないときの誤差Δ
θ′は次式（３）で算出される。

【００４５】

【数３】 Δθ′＝（Ｖcmd ′−Ｖａ′）・Ｋth ・・・（３） なお、Ｋthは低開度制御用センサ出力の傾き〔deg/Ｖ〕
である。

【００４６】そして、高開度制御用センサ出力Ｖｂ′で
補正するときの誤差Δθは次式（４）で算出される。

【００４７】

【数４】 Δθ＝〔Ｖcmd ′−｛（Ｖcmd ′−Ｖａ′）−（Ｖcmd ′−Ｖｂ′）｝ −Ｖａ′〕・Ｋth ＝〔Ｖcmd ′−｛−Ｖａ′＋Ｖｂ′｝−Ｖａ′〕・Ｋth ＝〔Ｖcmd ′−Ｖｂ′〕・Ｋth ・・・（４） 即ち、高開度制御用センサ出力Ｖｂ′でアナログＦ／Ｂ
した場合と同じ誤差となる。

【００４８】次に、本発明の一実施例にかかるスロット
ル制御装置で使用されているＣＰＵ２６の全閉位置学習
Ｌａ２００及び全閉位置学習Ｌｂ３００の処理手順を図
１２のフローチャートに基づき、図１３のタイミングチ
ャートを参照して説明する。

【００４９】図１２のフローチャートはスロットルバル
ブ３の全閉基準電圧Ｖ0 を学習するためのルーチンを示
し、このルーチンはＣＰＵ２６により所定時間毎に起動
されるものである。また、図１３のタイミングチャート
は各タイミングにおけるスロットル開度（スロットル指
令電圧Ｖcmd 及びセンサ出力Ｖth）、アクセル操作量Ａ
ｐ、モータ負荷電流、デューティ比信号Ｄuty 、カウン
タ値ｔi 及び学習実行フラグＸＬＲＮの状態をそれぞれ
表している。なお、図１２において、図１３のＴ1 タイ
ミングまでは所望のスロットル開度に操作されており、
Ｔ1 タイミングにてアクセルペダル２０の踏込みが停止
され、それ以後、スロットルバルブ３がＤＣモータ８の
駆動により閉方向に回動されるものとする。

【００５０】まず、ステップＳ２０１でフェイルフラグ
ＸＦＡＩＬが１であるかが判定される。なお、このフェ
イルフラグＸＦＡＩＬはフェイル検出ルーチン（図示
略）によりセットされるものであり、フェイルフラグＸ
ＦＡＩＬが１であることは、フェイル時であることを意
味する。ステップＳ２０１の判定条件が成立せずフェイ
ル時でないときには、ステップＳ２０２に移行し、アク
セルポジションセンサ２２にて検出されたアクセル操作
量Ａｐが０を越えているかが判定される。ここで、ステ
ップＳ２０１の判定条件が成立するときまたはステップ
Ｓ２０２の判定条件が成立するときには、ステップＳ２
０３に移行し、学習実行フラグＸＬＲＮを０にリセット
し、本ルーチンを終了する。

【００５１】一方、ステップＳ２０２の判定条件が成立
しないときには、ステップＳ２０４に移行する。このよ
うに、ルーチンがスタートされてからステップＳ２０４
に至る過程において、図１３のＴ1 タイミング以前はス
ロットル開度が所定開度に保持されているため、モータ
負荷電流及びデューティ比信号Ｄuty は閉側への所定値
に保持される。つまり、図８に示すように、アクセル操
作量Ａｐと機関回転数Ｎｅとからスロットル開度指令値
θcmd が算出され、更に、図９に示すように、スロット
ル開度指令値θcmd から補正前のスロットル指令電圧Ｖ
cmd ′が算出される。この補正前のスロットル指令電圧
Ｖcmd ′が切換係数Ｋo と誤差ΔＶとに基づいて補正さ
れ、スロットル指令電圧Ｖcmd が算出される。ＤＣモー
タ駆動回路２９は、このスロットル指令電圧Ｖcmd によ
りＤＣモータ８を駆動してスロットルバルブ３が所定の
開度となるように調節する。

【００５２】そして、図１３のＴ1 タイミングでアクセ
ルペダル２０の踏込みが停止されると、モータ負荷電流
及びデューティ比信号Ｄuty は閉側に急激に増加する。
その後、Ｔ2 タイミングでアクセル操作量Ａｐが０にな
ると、スロットル指令電圧Ｖcmd が所定値ＫＶthまで低
下すると共に、モータ負荷電流及びデューティ比信号Ｄ
uty が一旦閉側から開側へ変動される。

【００５３】ステップＳ２０４では、スロットル開度セ
ンサ７によるセンサ出力値Ｖthが所定値ＫＶth以下であ
るかが判定される。ここで、図１３のＴ3 タイミングで
センサ出力値Ｖthが所定値ＫＶth以下となると、ステッ
プＳ２０５に移行する。ステップＳ２０５では、機関回
転数Ｎｅが所定回転数として例えば、１５００ｒｐｍ以
上であるかが判定される。ステップＳ２０５の判定条件
が成立するときには、ステップＳ２０６に移行する。ス
テップＳ２０６では、学習実行フラグＸＬＲＮが０であ
るかが判定される。ステップＳ２０６の判定条件が成立
するときには、ステップＳ２０７に移行する。一方、ス
テップＳ２０４〜ステップＳ２０６の判定条件が成立し
ないときには、本ルーチンを終了する。

【００５４】ステップＳ２０７では、前回のルーチンで
算出されたスロットル開度指令値θcmd i-1 から微小開
度値Δθcmd （例えば、０．１°）が減算され、今回の
スロットル開度指令値θcmd i が求められる。そして、
図９を用いて、スロットル開度指令値θcmd i からスロ
ットル指令電圧Ｖcmd i が算出され、このスロットル指
令電圧Ｖcmd i がＤＣモータ駆動回路２９に出力され
る。ＤＣモータ駆動回路２９は、スロットル指令電圧Ｖ
cmd i をデューティ比信号Ｄuty にパルス幅変調し、Ｄ
Ｃモータ８を駆動させる。つまり、ステップＳ２０７の
処理によって、図１３のＴ3 タイミングとＴ4 タイミン
グとの間に表されるように、スロットルバルブ３が微小
開度値Δθcmd 分ずつ、閉方向に回動される。

【００５５】次にステップＳ２０８に移行して、ＤＣモ
ータ駆動回路２９から出力されたデューティ比信号Ｄut
y が予め設定された所定値としての８５％以上であるか
が判定される。ステップＳ２０８で、スロットルバルブ
３が全閉位置に到達しておらず（図１３のＴ3 タイミン
グとＴ4 タイミングとの間の期間）、デューティ比信号
Ｄuty が８５％未満であるときには、ステップＳ２０９
に移行し、カウンタ値ｔi が０にリセットされ、本ルー
チンを終了する。

【００５６】一方、Ｔ4 タイミングでスロットルバルブ
３が全閉位置に到達し、回動部材４の折曲片４ａが全閉
ストッパ片１３に当接されると、モータ負荷電流が閉側
に増加してロック電流が発生されると共にデューティ比
信号Ｄuty が閉側へ急激に増加される。このようにし
て、ステップＳ２０８でデューティ比信号Ｄuty が８５
％以上となるとステップＳ２１０に移行し、カウンタ値
ｔi が「１」インクリメントされる。

【００５７】次にステップＳ２１１に移行して、カウン
タ値ｔi が所定時間Ｋt 以上であるかが判定される。ス
テップＳ２１１で、カウンタ値ｔi が所定時間Ｋt 未満
であるとステップＳ２１２に移行し、スロットル開度セ
ンサ７によるセンサ出力値Ｖthを用いて次式（５）によ
り全閉基準電圧Ｖ0 が算出される。即ち、今回のスロッ
トル開度センサ７のセンサ出力値Ｖth iと前回のスロッ
トル開度センサ７のセンサ出力値Ｖth i-1との相加平均
値が算出され、全閉基準電圧Ｖ0 とされる。

【００５８】

【数５】 Ｖ0 ＝（Ｖth i-1＋Ｖth i）／２ ・・・（５） この算出された全閉基準電圧Ｖ0 がバックアップメモリ
３４の全閉基準電圧Ｖ0 として更新される。

【００５９】一方、図１３のＴ5 タイミングでカウンタ
値ｔi が所定値Ｋt 以上となると、ステップＳ２１１か
らステップＳ２１３に移行し、学習実行フラグＸＬＲＮ
が「１」とされ、本ルーチンを終了する。このように、
全閉位置学習がセンサ出力Ｖａ，Ｖｂ同時に実行され、
Ｖａo ，Ｖｂo が求められる。

【００６０】次に、ノイズ等による誤学習対策のための
ルーチンについて、図１４に従って説明する。

【００６１】まず、ステップＳ３０１で、フェイルフラ
グＸＦＡＩＬが０であるかが判定される。ステップＳ３
０１の判定条件が成立するときには、ステップＳ３０２
に移行し、スロットル開度指令値θcmd が０°であるか
が判定される。ステップＳ３０２の判定条件が成立する
ときには、ステップＳ３０３に移行し、スロットル開度
センサ７によるセンサ出力値Ｖthが所定値ＫＶth以下で
あるかが判定される。ステップＳ３０３の判定条件が成
立するときには、ステップＳ３０４に移行し、デューテ
ィ比信号Ｄuty が８５％以上であるかが判定される。こ
こで、デューティ比信号Ｄuty が８５％以上であること
は、スロットルバルブ３が全閉位置になったときに、回
動部材４の折曲片４ａが全閉ストッパ片１３に当接して
いるにもかかわらず、ＤＣモータ８が更に閉方向に駆動
させようとしており、バックアップメモリ３４の全閉基
準電圧Ｖ0 が過小であったことを意味する。このため、
ステップＳ３０４の判定条件が成立するときには、全閉
基準電圧Ｖ0 の修正が必要であるためステップＳ３０５
に移行し、全閉基準電圧Ｖ0 に微小電圧値ΔＶ（例え
ば、１ｍＶ）を加算した値を全閉基準電圧Ｖ0 （＝Ｖ0
＋ΔＶ）とし、以降デューティ比信号Ｄuty が８５％未
満に低下するまでステップＳ３０４〜ステップＳ３０５
の処理が繰返される。ここで、ステップＳ３０１〜ステ
ップＳ３０４の判定条件が成立しないときには、本ルー
チンを終了する。

【００６２】このような処理が実行されることにより、
スロットル開度センサ７の出力ラインにノイズが重畳し
て、全閉基準電圧Ｖ0 が誤って小さな値に誤学習された
ときにも、その値は適切な値に修正される。

【００６３】上述するように、本実施例のスロットル全
閉位置学習においては、スロットルバルブ３が全閉位置
に到達する際に、ＤＣモータ８を指令値によって閉方向
に駆動させ、スロットルバルブ３に連動する回動部材４
の折曲片４ａと全閉ストッパ片１３とを当接させるよう
にした。そして、この当接の際に発生するロック電流を
デューティ比信号Ｄuty の増加として検出し、全閉位置
を検出するようにした。また、全閉位置における全閉基
準電圧Ｖ0 を更新可能とし、その更新値に基づいてスロ
ットルバルブ３の開度が調節されるようにした。

【００６４】このように、本実施例のスロットル制御装
置は、２つのホール素子４１ａ，４１ｂからなる磁電変
換素子と永久磁石４２ａ，４２ｂである磁石とからな
り、前記複数の磁電変換素子は前記磁石から受ける磁界
の向きが前記磁電変換素子毎に異なる位置に配置され、
前記磁電変換素子はスロットル開度の変化に伴って前記
磁石から受ける磁界の方向または強さが変化することで
前記スロットル開度に応じた検出信号Ｖａ，Ｖｂを出力
するスロットル開度センサ７と、前記複数の磁電変換素
子のうち１つの磁電変換素子の出力に基づいて前記スロ
ットル開度を検出するＣＰＵ２６にて達成されるスロッ
トル開度検出手段と、運転状態に応じて目標スロットル
開度を設定するＣＰＵ２６にて達成される目標スロット
ル開度設定手段と、前記スロットル開度を検出するため
に用いる前記磁電変換素子の検出信号と他の磁電変換素
子の検出信号との出力差に応じた補正量ΔＶに基づき目
標スロットル開度に対応するスロットル指令電圧Ｖcmd
′を補正するＣＰＵ２６にて達成される目標スロット
ル開度補正手段と、前記目標スロットル開度となるよう
に前記スロットル開度をフィードバック制御するＣＰＵ
２６にて達成されるスロットル開度制御手段とを具備す
るものであり、これを請求項１の実施例とすることがで
きる。

【００６５】したがって、スロットル開度検出手段でス
ロットル開度センサ７の２つのホール素子４１ａ，４１
ｂのうちの１つのホール素子の検出信号に基づいてスロ
ットル開度が検出され、目標スロットル開度設定手段で
運転状態に応じて目標スロットル開度が設定される。ま
た、目標スロットル開度補正手段でスロットル開度を検
出するために用いるホール素子の検出信号と他のホール
素子の検出信号との出力差に応じた補正量ΔＶに基づき
目標スロットル開度に対応するスロットル指令電圧Ｖcm
d ′が補正される。そして、スロットル開度制御手段に
て目標スロットル開度となるようにスロットル開度がフ
ィードバック制御される。

【００６６】故に、センサ出力の検出精度が劣る領域に
対しては他のセンサ出力にて補正されることでスロット
ル開度の低開度域から高開度域まで精度良くフィードバ
ック制御され、切換時における２つのセンサ出力の相対
的な誤差がなくなりドライバビリティが良好となる。

【００６７】また、本実施例のスロットル制御装置は、
ＣＰＵ２６にて達成される目標スロットル開度補正手段
が、補正量ΔＶを前記目標スロットル開度に応じて連続
的に変化させるものであり、これを請求項２の実施例と
することができる。

【００６８】したがって、目標スロットル開度に対応す
るスロットル指令電圧Ｖcmd ′を補正する補正量ΔＶが
２つのホール素子４１ａ，４１ｂからなる磁電変換素子
からの検出信号Ｖａ，Ｖｂの出力差に応じて連続的に変
化される。故に、低開度域から高開度域まで切換時にお
ける２つのセンサ出力の相対的な誤差がなくなりドライ
バビリティが極めて良好となる。

【００６９】そして、本実施例のスロットル制御装置
は、ＣＰＵ２６にて達成される目標スロットル開度補正
手段が、前記スロットル開度の低開度域での出力精度を
高くしたホール素子４１ａからなる磁電変換素子及び前
記スロットル開度の高開度域での出力精度を高くしたホ
ール素子４１ｂからなる磁電変換素子からの各検出信号
Ｖａ，Ｖｂの出力差に応じた補正量ΔＶに基づき目標ス
ロットル開度に対応するスロットル指令電圧Ｖcmd ′を
補正するものであり、これを請求項３の実施例とするこ
とができる。

【００７０】したがって、２つのホール素子４１ａ，４
１ｂからなる磁電変換素子からの検出信号Ｖａ，Ｖｂに
よりスロットル開度の低開度域から高開度域までの出力
精度が高く維持されることとなる。故に、２つの磁電変
換素子からの検出信号の出力差に応じて算出される補正
量ΔＶの信頼性を向上することができる。

【００７１】更に、請求項１の実施例におけるスロット
ル開度センサ７を出力特性の異なる複数のスロットル開
度センサにて構成したものを請求項４の実施例とするこ
とができる。このものにおいても、請求項１の実施例と
同様の作用・効果を得ることができる。

【００７２】ところで、上述の実施例では、２つのホー
ル素子４１ａ，４１ｂからなるスロットル開度センサ７
からの２つの検出信号を用いて補正しスロットル指令電
圧Ｖcmd を得ているが、更にホール素子を追加し、３つ
以上の検出信号を用いて補正しスロットル指令電圧Ｖcm
d を得ることも可能である。

【００７３】また、上記実施例のスロットル開度センサ
は、磁電変換素子としてホール素子からなるとしたが、
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、スロットル開度の変化に伴って前記磁石から受け
る磁界の方向または強さが変化することでスロットル開
度に応じた検出信号を出力するものであればよい。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のスロッ
トル制御装置によれば、目標スロットル開度設定手段に
て設定された目標スロットル開度が、目標スロットル開
度補正手段でスロットル開度を検出するために用いる磁
電変換素子の検出信号と他の磁電変換素子の検出信号と
の出力差に基づき補正される。即ち、スロットル開度を
検出するために用いる磁電変換素子の検出精度が劣る領
域においても、他の磁電変換素子の検出信号にて補正さ
れるため、スロットル開度の低開度域から高開度域まで
精度良くスロットル開度をフィードバック制御すること
ができる。

【００７５】請求項２のスロットル制御装置によれば、
請求項１の効果に加えて、目標スロットル開度補正手段
にて目標スロットル開度を補正する出力差が複数の磁電
変換素子からの検出信号に応じて連続的に変化される。
これにより、低開度域から高開度域まで切換時における
複数のセンサ出力の相対的な誤差をなくすことができ
る。

【００７６】請求項３のスロットル制御装置によれば、
請求項１または請求項２の効果に加えて、目標スロット
ル開度補正手段にて複数の磁電変換素子からの検出信号
によりスロットル開度の低開度域から高開度域までの出
力精度が高く維持されることとなる。これにより、複数
の磁電変換素子からの検出信号の出力差に基づき補正さ
れる目標スロットル開度の信頼性を向上することができ
る。

【００７７】請求項４のスロットル制御装置によれば、
目標スロットル開度設定手段にて設定された目標スロッ
トル開度が、目標スロットル開度補正手段でスロットル
開度を検出するために用いるスロットル開度センサの検
出信号と他のスロットル開度センサの検出信号との出力
差に基づき補正される。即ち、スロットル開度を検出す
るために用いるスロットル開度センサの検出精度が劣る
領域においても、他のスロットル開度センサの検出信号
にて補正されるため、スロットル開度の低開度域から高
開度域まで精度良くスロットル開度をフィードバック制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置の電気的構成を示す概略図である。

【図２】図２は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置が適用されるスロットルバルブ周辺を示す斜視図
である。

【図３】図３は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置のスロットルバルブ周辺の構成を示す模式図であ
る。

【図４】図４は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置で用いられるスロットル開度センサの構成を示す
説明図である。

【図５】図５は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置で用いられるスロットル開度センサの出力を示す
特性図である。

【図６】図６は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置で使用されているＣＰＵのスロットル制御の処理
手順を示すフローチャートである。

【図７】図７は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置のスロットル制御を示すブロック図である。

【図８】図８は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置で用いられるアクセル操作量、機関回転数及びス
ロットル開度指令値の関係を示す特性図である。

【図９】図９は本発明の一実施例にかかるスロットル制
御装置で用いられるスロットル開度指令値とスロットル
指令電圧との関係を示す特性図である。

【図１０】図１０は本発明の一実施例にかかるスロット
ル制御装置で用いられるスロットル開度指令値に対する
２つのセンサ出力の間の特性ずれを示す説明図である。

【図１１】図１１は本発明の一実施例にかかるスロット
ル制御装置のスロットル制御における補正前のスロット
ル指令電圧と補正後のスロットル指令電圧との関係を示
す説明図である。

【図１２】図１２は本発明の一実施例にかかるスロット
ル制御装置で使用されているＣＰＵの全閉位置学習の処
理手順を示すフローチャートである。

【図１３】図１３は図１２のタイミングチャートであ
る。

【図１４】図１４は本発明の一実施例にかかるスロット
ル制御装置で使用されているＣＰＵのスロットル制御に
おけるノイズ等による誤学習対策の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 吸気管 ２ スロットル軸 ３ スロットルバルブ ４，５ 回動部材 ７ スロットル開度センサ ８ ＤＣモータ １３ 全閉ストッパ片 ２２ アクセルポジションセンサ ２５ ＥＣＵ（電子制御装置） ２６ ＣＰＵ ２９ ＤＣモータ駆動回路 ３５ 回転数センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−93921（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−42396（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110704（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−74709（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−248404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−89937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−247609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−282602（ＪＰ，Ａ) 実公 平３−33085（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/30 G05D 5/00,5/12 - 5/252 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 F02D 29/00 - 29/06 F02D 13/00 - 28/00 F02M 25/06 - 25/07 F02D 9/00 - 11/10 F02M 39/00 - 71/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の磁電変換素子と磁石とからなり、
   前記複数の磁電変換素子は前記磁石から受ける磁界の向
   きが前記磁電変換素子毎に異なる位置に配置され、前記
   磁電変換素子はスロットル開度の変化に伴って前記磁石
   から受ける磁界の方向または強さが変化することで前記
   スロットル開度に応じた検出信号を出力するスロットル
   開度センサと、 前記複数の磁電変換素子のうち１つの磁電変換素子の出
   力に基づいて前記スロットル開度を検出するスロットル
   開度検出手段と、 運転状態に応じて目標スロットル開度を設定する目標ス
   ロットル開度設定手段と、 前記スロットル開度を検出するために用いる前記磁電変
   換素子の検出信号と他の磁電変換素子の検出信号との出
   力差に基づき前記目標スロットル開度を補正する目標ス
   ロットル開度補正手段と、 前記目標スロットル開度となるように前記スロットル開
   度をフィードバック制御するスロットル開度制御手段と
   を具備することを特徴とするスロットル制御装置。
2. 【請求項２】 前記目標スロットル開度補正手段は、前
   記目標スロットル開度を補正するための前記出力差を連
   続的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のス
   ロットル制御装置。
3. 【請求項３】 前記目標スロットル開度補正手段は、前
   記スロットル開度の低開度域での出力精度を高くした前
   記磁電変換素子及び前記スロットル開度の高開度域での
   出力精度を高くした前記磁電変換素子からの各検出信号
   の出力差に基づき前記目標スロットル開度を補正するこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスロッ
   トル制御装置。
4. 【請求項４】 出力特性の異なる複数のスロットル開度
   センサと、 前記複数のスロットル開度センサのうち一方のスロット
   ル開度センサの出力に基づいてスロットル開度を検出す
   るスロットル開度検出手段と、 運転状態に応じて目標スロットル開度を設定する目標ス
   ロットル開度設定手段と、 前記一方のスロットル開度センサの出力と他方のスロッ
   トル開度センサの出力との出力差に基づき前記目標スロ
   ットル開度を補正する目標スロットル開度補正手段と、 前記目標スロットル開度となるように前記スロットル開
   度をフィードバック制御するスロットル開度制御手段と
   を具備することを特徴とするスロットル制御装置。