JP4694603B2

JP4694603B2 - 電子スロットル制御装置

Info

Publication number: JP4694603B2
Application number: JP2008225759A
Authority: JP
Inventors: 晋治渡部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2008286210A

Description

この発明は、自動車用エンジンの吸気管内に設置されたスロットルバルブの開度量およびアクセル操作に比例したアクセル開度量を磁電変換素子により検出する非接触式センサを有し、この非接触式センサのリセット状態を検出した場合には、スロットル開度位置のフィードバック制御を禁止する電子スロットル制御装置に関するものである。

従来の回転角度検出センサは、スロットル開度センサを構成する２個のホールＩＣからの出力が、スロットル開度の使用領域にあり、それらの相対関係が所定誤差範囲内にあればホールＩＣが共に正常、一方、上側クランプ電圧または下側クランプ電圧にあり、それらの相対関係が所定誤差範囲を越えておれば、ホールＩＣの少なくとも何れか片方に異常が発生していると判定できる。また、出力がＥＣＵ側フェイル判定電圧の範囲にあれば、スロットル開度センサとＥＣＵとの間に異常が発生していると判定できる。これにより、スロットル開度の高開度領域側を含む全ての使用領域における異常に加え、スロットル開度センサとＥＣＵとの間の接続状態等の異常も判定できる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７４２１２号公報（第１頁、図４）

スロットルバルブを、モータを用いて駆動制御する電子スロットル制御装置において、スロットル開度センサおよびアクセル開度センサの故障は重大な問題であり、異常なエンジン回転速度上昇や自動車の異常加速などの要因になりかねない。

しかしながら、上記のような回転角度検出センサはホールＩＣで検出したアナログ信号をデジタル信号に変換し、温度補正、オフセット、ゲイン、出力クランプ処理して再度アナログ信号に変換する信号処理回路から構成されており、上記信号処理回路にはＡ／Ｄ変換器、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、Ｄ／Ａ変換器などが用いられているため、センサへの供給電圧が所定値以下に低下すると、上記ＤＳＰにリセットがかかりセンサ出力電圧値がセンサ供給電圧値に張り付いたり、リセットに移行する直前の電圧状態では、センサ出力電圧値が固定状態になったりして不具合が生じる。エンジンのアイドル運転中に上記センサ供給電圧の低下により、センサ出力電圧値がセンサ供給電圧に張り付いた場合は、スロットル開度位置のフィードバック制御によりスロットル弁は全閉位置に押し付けられ、全閉ストッパ位置の磨耗や減速ギヤの変形や破損を招いたり、スロットルバルブの全閉位置への押し付けによるエンジンストールが発生したりするという問題点があった。

また、リセット移行の直前状態ではセンサ出力電圧値が固定状態となることも考えられ、その場合スロットル目標開度電圧がセンサ出力電圧値より増加したときは、スロットル開度位置のフィードバック制御によりスロットル弁は全開位置に押し付けられ異常なエンジン回転速度上昇や自動車の異常加速につながるという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、非接触式センサへの供給電圧低下によるセンサ出力電圧の異常が発生する前に異常検出することにより、スロットル開度位置のフィードバック制御によるスロットルバルブの全閉位置への不要な押し付けによる減速ギヤの変形や破損、エンストなどを回避することができる電子スロットル制御装置を得るものである。

この発明に係る電子スロットル制御装置は、アクセルペダルの操作量を検出してアクセル開度信号を出力するアクセル開度センサと、エンジンへの吸入空気量を調節するスロットルバルブを駆動するモータを有するスロットルアクチュエータと、前記スロットルバルブの開度を検出してスロットル開度信号を出力する非接触式のスロットル開度センサと、前記アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいて前記スロットルバルブの目標スロットル開度位置を演算するとともに、前記スロットルバルブの開度位置が前記目標スロットル開度位置に一致するように前記スロットル開度信号に基づいて前記スロットルバルブの開度位置のフィードバック制御を行うスロットル制御手段とを備え、前記スロットル開度センサは、スロットル開度が増加すると第１のスロットル開度信号が直線的に増加する出力特性を有する第１のセンサ及びスロットル開度が増加すると第２のスロットル開度信号が直線的に減少する出力特性を有する第２のセンサから構成され、前記スロットルバルブの開度を検出してそれぞれ第１及び第２のスロットル開度信号を出力し、前記スロットル制御手段は、前記第１及び第２のスロットル開度信号の加算値と第３の所定電圧の差の絶対値を求め、前記絶対値が前記第３の所定電圧よりも小さい第４の所定電圧より大きい場合で、かつ前記絶対値が前記第４の所定電圧より大きい場合の継続時間と第３の所定時間を比較し、前記継続時間が前記第３の所定時間を超過していない場合には、前記フィードバック制御を禁止し、前記絶対値が前記第３の所定電圧よりも小さい第４の所定電圧より大きい場合で、かつ前記継続時間が前記第３の所定時間を超過している場合には、前記非接触式のスロットル開度センサが特性異常と判定し、退避走行処理として前記スロットルアクチュエータへの通電を遮断し、前記スロットルバルブを退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行い、前記第３の所定電圧は、前記第１及び第２のスロットル開度信号の第１及び第２の全閉電圧学習値の加算値である。

この発明に係る電子スロットル制御装置は、スロットル開度位置のフィードバック制御を禁止することで、スロットルバルブ３４の全閉ストッパ位置への押し付けがなくなるため、エンジン始動時においては所定の空気量が吸入でき、エンジンの始動性が確保されるとともに、エンジン運転中においてはエンジンストールの回避が可能で、また、不要にスロットルバルブ３４を全閉ストッパ位置に押し付けないため、前記全閉ストッパ材の磨耗によるスロットル全閉位置の変動抑制やスロットルアクチュエータ３の減速ギヤ３２に樹脂製のギヤを用いた場合はストッパ突き当たりによるギヤの変形や破損が防止でき耐久性が確保されるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の概略構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、本電子スロットル制御装置は、アクセルペダルの位置をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）１と、エンジン（図示しない）の吸入空気量制御を行うスロットル制御手段を含む各種のエンジン制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２と、スロットルアクチュエータ３と、スロットルバルブ位置をスロットル開度として検出するスロットル開度センサ（ＴＰＳ）４とを備える。

電子制御ユニット（ＥＣＵ）２は、少なくともマイコン５と、駆動回路６を有する。マイコン（スロットル制御手段）５は、アクセル開度センサ１からのアクセル開度信号と、少なくともエンジン回転速度センサ（図示しない）からのエンジン回転速度信号を入力し、後述するスロットルバルブ３４の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットル開度センサ４から入力したスロットル開度信号を上記目標スロットル開度位置に一致させるようにスロットル開度位置のフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）を行う。つまり、マイコン（スロットル制御手段）５は、フィードバック制御の演算により制御信号（例えば、ＰＷＭ駆動時のＤＵＴＹ信号）を駆動回路６に出力し、この駆動回路６によりスロットルアクチュエータ３のモータ３１に所望の駆動電流を流してスロットルバルブ３４を駆動する。

スロットルアクチュエータ３では、モータ３１の駆動力が樹脂ギヤ（図示しない）などから構成される減速機内の減速ギヤ３２を介してスロットルシャフト３３に伝達されスロットルバルブ３４が駆動される。

スロットル開度センサ４は、センサカバー（図示しない）に一体成形により配置された２重系で非接触式の検出素子としての後述する２個のホールＩＣ４１、４２と、これらホールＩＣ４１、４２と外部のＥＣＵ２とを電気的に接続するための導電性金属薄板からなるリードフレーム（図示しない）と、スロットルシャフト３３に連結された磁界発生源である円筒形状の永久磁石（図示しない）と、ホールＩＣ４１、４２への磁束を集中させる磁性材料からなる分割型のステータ（図示しない）とから構成されている。２個のホールＩＣ４１、４２は、それらの感磁面にＮ極またはＳ極の磁界が発生するとその磁界に感応して起電力（Ｎ極の磁界により（＋）電位、Ｓ極の磁界により（−）電位）がそれぞれ発生するよう永久磁石の内周側に配置されている。

図２は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサ及びアクセル開度センサの入力Ｉ／Ｆ回路の概略構成を示す図である。

図２において、バッテリ７からイグニッションスイッチ（図示しない）を介してバッテリ電圧がＥＣＵ２に供給され、マイコン５内のＡ／Ｄ変換器（図示しない）によりＡ／Ｄ変換されてバッテリ電圧検出手段５１に入力される。ＥＣＵ２内ではバッテリ電圧を入力とし、定電圧回路により発生された一定電圧（例えば５Ｖ）をセンサ供給電圧４３としてスロットル開度センサ（ＴＰＳ）４に供給するとともに、マイコン５にもセンサ電源電圧４４（＝センサ供給電圧４３）としてセンサ電源電圧検出手段５２に入力される。

スロットル開度センサ（ＴＰＳ）４内の２個のホールＩＣ（ＴＰＳ１、ＴＰＳ２）４１、４２にはセンサ供給電圧４３として例えば５Ｖが供給される。スロットルバルブ３４の回動をスロットルシャフト３３に連結された永久磁石の回動による磁束密度の変化としてホールＩＣ４１、４２の感磁面で検出して第１、第２のスロットル開度電圧４５、４６を発生し、マイコン５内のＡ／Ｄ変換器（図示しない）を介して第１のスロットル開度電圧検出手段５３、第２のスロットル開度電圧検出手段５４に入力される。

アクセル開度センサ（ＡＰＳ）１も、スロットル開度センサ（ＴＰＳ）４と同様に、非接触式の検出素子として２個のホールＩＣ（ＡＰＳ１、ＡＰＳ２）１１、１２から構成されており、第１、第２のアクセル開度電圧１３、１４を発生し、マイコン５内のＡ／Ｄ変換器（図示しない）を介して第１のアクセル開度電圧検出手段５５、第２のアクセル開度電圧検出手段５６に入力される。

図３は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の非接触式のスロットル開度センサ（ホールＩＣ）の内部構成を示す図である。

図３において、ホール素子を用いた回転角度検出部８１により検出されたスロットルバルブ３４のスロットル開度に対応する角度検出値がＡ／Ｄ変換器８２に入力される。また、ホールＩＣ８は温度検出部８６を有し、この温度検出部８６で検出された温度検出値が温度特性補正回路８７に入力され、ＥＥＰＲＯＭ（Electrical Erasable Programmable ROM）８５に予め書き込まれた設定値が温度補正回路８７に入力され、温度検出値を補正後、Ａ／Ｄ変換器８２に入力される。

Ａ／Ｄ変換器８２に入力された角度検出値と補正後の温度検出値はデジタル変換された後、ＤＳＰ（Digtal Signal Processor）８３に入力される。このＤＳＰ８３内でＥＥＰＲＯＭ８５に予め書き込まれた設定値を入力し、その設定値に基づきオフセット調整、ゲイン調整、クランプ調整が行われる。上記オフセット調整によりスロットル開度に対するセンサ出力電圧のオフセット分が調整され、上記ゲイン調整によりスロットル開度変化に対するセンサ出力電圧の傾きが調整され、上記クランプ調整によりセンサ出力電圧の上限電圧値および下限電圧値が設定される。ＤＳＰ８３内で調整された値はＤ／Ａ変換器８４に出力されてアナログ変換された後、ホールＩＣの出力端子よりスロットル開度電圧としてＥＣＵ２へ入力される。

つぎに、この実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図４は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサ（ＴＰＳ）の出力特性を示す図である。

図４において、横軸はスロットル動作領域（スロットル開度）、縦軸はセンサ出力（出力電圧）である。第１のスロットル開度センサ（ＴＰＳ１）４１の出力電圧ＶＴＰＳ１（実線）は、スロットル開度に比例した電圧値を出力し、第２のスロットル開度センサ（ＴＰＳ２）４２の出力電圧ＶＴＰＳ２（破線）は、スロットル開度に反比例した電圧値を出力する特性である。

５は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のアクセル開度センサ（ＡＰＳ）の出力特性を示す図である。

図５において、横軸はアクセルペダル操作領域（アクセル開度）、縦軸はセンサ出力（出力電圧）である。第１のアクセル開度センサ（ＡＰＳ１）１１の出力電圧ＶＡＰＳ１（実線）は、アクセル開度に比例した電圧値を出力し、第２のアクセル開度センサ（ＡＰＳ２）１２の出力電圧ＶＡＰＳ２（破線）は、第１のアクセル開度センサ（ＡＰＳ１）１１の出力電圧ＶＡＰＳ１に対しマイナス（−）側にオフセットしたアクセル開度に比例した電圧値を出力する特性である。

図６は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のバッテリ電圧の低下時のスロットル開度センサの出力電圧の変化を示すタイミングチャートである。

図６において、横軸は時間、縦軸は電圧である。バッテリ電圧ＶＢ（点線）が時点ｔ１で第１の所定電圧ＶＢＬ（例えば、６Ｖ）より低下するとセンサ供給電圧ＶＳ（破線）も低下し、それに伴ってスロットル開度センサ４１の出力電圧ＶＴＰＳ１（実線）も低下を始める。さらに、バッテリ電圧ＶＢの低下によりセンサ供給電圧ＶＳが時点ｔ２で第２の所定電圧ＶＳＬ（例えば、４Ｖ）未満に低下すると、図３に示す非接触センサの内部回路のＤＳＰ８３にリセットが働き、スロットル開度センサ４１の出力電圧ＶＴＰＳ１が急増してセンサ供給電圧ＶＳに張り付く（ＶＴＰＳ１＝ＶＳ）。マイコン５では、スロットル開度位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御により駆動回路６にスロットルバルブ３４を全閉方向に駆動するように制御信号（例えば、ＰＷＭ駆動用ＤＵＴＹ信号）を出力するため、スロットルアクチュエータ３では、スロットルバルブ３４が全閉ストッパ位置に衝突し、減速機内の樹脂ギヤに過大な応力が加わり樹脂ギヤの変形や、最悪の場合に樹脂ギヤの破損に至る可能性があり、また、エンジン始動時にバッテリ電圧ＶＢが異常低下した場合にはスロットルバルブ３４を全閉位置に押し付けることとなりエンジンへの吸入空気量が確保されずエンジンの始動不良が発生する。

図７は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のセンサ供給電圧が何らかの異常時のスロットル開度センサのセンサ出力電圧の電圧変化を示すタイミングチャートである。

図７において、横軸は時間、縦軸は電圧である。バッテリ電圧ＶＢ（点線）が通常運転電圧（例えば、１４Ｖ）であるにも係わらずセンサ供給電圧ＶＳ（破線）が何らかの異常（例えば、定電圧回路異常）により時点ｔ３で突然第２の所定電圧ＶＳＬ（例えば、４Ｖ）未満に低下すると、上記と同様に図３に示す非接触センサの内部回路のＤＳＰ８３にリセットが働き、スロットル開度センサ４１の出力電圧ＶＴＰＳ１（実線）が急増してセンサ供給電圧ＶＳに張り付く（ＶＴＰＳ１＝ＶＳ）。マイコン５では、スロットル開度位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御により駆動回路６にスロットルバルブ３４を全閉方向に駆動するように制御信号（例えば、ＰＷＭ駆動用ＤＵＴＹ信号）を出力するため、時点ｔ４でスロットルバルブ３４が全閉ストッパ位置に衝突し、減速機内の樹脂ギヤに過大な応力が加わり樹脂ギヤの変形や、最悪の場合に樹脂ギヤの破損に至る可能性があり、また、スロットルバルブ３４が全閉位置に押し付けられるためエンジンストールが発生する。

図８は、この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の電圧異常時の動作を示すフローチャートである。

この図８は、バッテリ電圧ＶＢの低下、またはセンサ供給電圧ＶＳの低下により、非接触式のスロットル開度センサ４の出力電圧ＶＴＰＳのセンサ供給電圧ＶＳへの張り付きに対する処理フローを示したものである。

ステップ１０１において、マイコン（スロットル制御手段）５は、バッテリ電圧検出手段５１により検出したバッテリ電圧ＶＢと、このバッテリ電圧ＶＢの通常運転電圧の略１／２の第１の所定電圧ＶＢＬを比較し、ＶＢ＜ＶＢＬでない（ＶＢ≧ＶＢＬ）場合は次のステップ１０２に進み、ＶＢ＜ＶＢＬの場合にはステップ１０４に進む。

次に、ステップ１０２において、センサ電源電圧検出手段５２により検出したセンサ供給電圧ＶＳと、第１の所定電圧ＶＢＬよりも低い第２の所定電圧ＶＳＬを比較し、ＶＳ＜ＶＳＬでない（ＶＳ≧ＶＳＬ）場合は次のステップ１０３に進み、ＶＳ＜ＶＳＬの場合にはステップ１０９に進む。

次に、ステップ１０３において、スロットル開度位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御処理を行う。つまり、アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいてスロットルバルブ３４の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットルバルブ３４の開度位置が目標スロットル開度位置に一致するようにスロットル開度信号に基づいてスロットルバルブ３４の開度位置のフィードバック制御を行う。

ステップ１０４において、エンジン始動時かどうか（例えば、クランキングスイッチのＯＮ／ＯＦＦ）を判定し、エンジン始動時の場合はステップ１０８に進み、エンジン始動時でない場合には次のステップ１０５に進む。

次に、ステップ１０５において、バッテリ電圧低下（ＶＢ＜ＶＢＬ）継続時間Ｔｂが第１の所定時間Ｔｆ１（例えば、１０秒）を超過しているかどうかを判定し、超過している場合は次のステップ１０６に進み、超過していない場合にはステップ１０８に進む。

次に、ステップ１０６〜１０７において、バッテリ電圧ＶＢの異常と判定して、退避走行処理としてスロットルアクチュエータ３への通電を遮断（例えば、リレーをＯＦＦする）し、スロットルバルブ３４を退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行う。

ステップ１０８において、スロットル開度位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を禁止する。スロットルアクチュエータ３は、モータ３１を非通電にすると予め設定された退避走行用開度位置に機械的に停止する機構を保有しており、マイコン５によりスロットル開度位置のフィードバック制御禁止時は、駆動回路６に所定の制御信号（例えば、ＤＵＴＹ値＝０％）を出力しスロットルバルブ３４を退避走行用開度位置に戻してエンジンが始動されるのを待つ。

ステップ１０９において、センサ供給電圧低下（ＶＳ＜ＶＳＬ）継続時間Ｔｓが第２の所定時間Ｔｆ２（例えば、０．５秒）を超過しているかどうかを判定し、超過していない場合はステップ１０８に進み、超過している場合には次のステップ１１０に進む。

次に、ステップ１１０において、マイコン（スロットル制御手段）５は、センサ供給電圧ＶＳの異常と判定してステップ１０７で退避走行処理を行う。

なお、非接触式のスロットル開度センサ４として、第１のスロットル開度センサ（ＴＰＳ１）の出力に対し、第２のスロットル開度センサ（ＴＰＳ２）の出力がオフセット付の出力特性を有するものや、第１のスロットル開度センサ（ＴＰＳ１）と第２のスロットル開度センサ（ＴＰＳ２）の出力が同一特性のものを用いてもよく、同様の効果が得られる。

すなわち、マイコン（スロットル制御手段）５によるスロットル開度位置のフィードバック制御を禁止（ステップ１０８）することで、非接触センサへの供給電圧低下によるセンサ出力電圧のセンサ供給電圧への張り付きにより、スロットル開度位置のフィードバック制御によるスロットルバルブ３４の全閉ストッパ位置への押し付けがなくなるため、エンジン始動時においては所定の空気量が吸入でき、エンジンの始動性が確保されるとともに、エンジン運転中においてはエンジンストールの回避が可能で、また、不要にスロットルバルブ３４を全閉ストッパ位置に押し付けないため、前記全閉ストッパ材の磨耗によるスロットル全閉位置の変動抑制やスロットルアクチュエータ３の減速ギヤ３２に樹脂製のギヤを用いた場合はストッパ突き当たりによるギヤの変形や破損が防止でき耐久性が確保されるなどの効果がある。

また、前記非接触式センサのリセット状態の検出は、バッテリ電圧の検出や、非接触式センサへの供給電圧の検出で行うため、簡単な構成で検出でき、コストアップを抑えられる効果がある。

また、スロットルアクチュエータ３は、アクチュエータ非通電時に予め設定された退避走行用開度位置に機械的に停止する機構を保有しており、マイコン（スロットル制御手段）５によるスロットル開度位置のフィードバック制御禁止時は、スロットルアクチュエータ３に所定の制御信号を出力するようにしたので、非接触センサへの供給電圧異常やセンサの電源側端子またはアース側端子の接触不良などの一過性の異常に対して、スロットル全閉位置への押し付けによる前記弊害を回避することができるとともに、スロットルアクチュエータ３への通電をカットする必要がないためスロットルアクチュエータ３への電源供給系統の異常監視が継続して行える効果がある。

さらに、ステップ１０６、１１０でバッテリ電圧ＶＢ、センサ供給電圧ＶＳを異常と判定した場合、スロットルバルブ３４を退避走行用開度位置に戻して退避走行するようにしたので退避走行時の安全性を確保できる効果がある。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る電子スロットル制御装置について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態２に係る電子スロットル制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。

この発明の実施の形態２に係る電子スロットル制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図９は、この発明の実施の形態２に係る電子スロットル制御装置の電圧異常時の動作を示すフローチャートである。

この図９は、バッテリ電圧ＶＢの低下により、非接触式のアクセル開度センサ１の出力電圧のセンサ供給電圧ＶＳへの張り付きに対する処理フローを示したものである。

ステップ２０１において、マイコン（スロットル制御手段）５は、バッテリ電圧検出手段５１により検出したバッテリ電圧ＶＢと、このバッテリ電圧ＶＢの通常運転電圧の略１／２の第１の所定電圧ＶＢＬとを比較し、ＶＢ＜ＶＢＬの場合は次のステップ２０２に進み、ＶＢ＜ＶＢＬでない（ＶＢ≧ＶＢＬ）場合にはステップ２０７に進む。

次に、ステップ２０２において、エンジン始動時かどうか（例えば、クランキングスイッチのＯＮ／ＯＦＦ）を判定し、エンジン始動時の場合はステップ２０６に進み、エンジン始動時でない場合には次のステップ２０３に進む。

次に、ステップ２０３において、バッテリ電圧低下（ＶＢ＜ＶＢＬ）継続時間Ｔｂが第１の所定時間Ｔｆ１（例えば、１０秒）を超過しているかどうかを判定し、超過している場合は次のステップ２０４に進み、超過していない場合にはステップ２０６に進む。

次に、ステップ２０４において、バッテリ電圧ＶＢの異常と判定する。

次に、ステップ２０５において、退避走行処理としてスロットルアクチュエータ３への通電を遮断（例えば、リレーをＯＦＦする）し、スロットルバルブ３４を退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行う。

ステップ２０６において、アクセル開度電圧ＶＡＰＳ（アクセル開度信号）として所定値（例えば、アクセル全閉位置電圧）を選択し、それに基づいたスロットルの目標開度位置を演算し、ステップ２０８に進む。

ステップ２０７において、アクセル開度電圧ＶＡＰＳ（アクセル開度信号）として第１のアクセル開度センサ１１の出力電圧ＶＡＰＳ１を選択し、それに基づいたスロットルの目標開度位置を演算し、ステップ２０８に進む。

次に、ステップ２０８において、マイコン（スロットル制御手段）５は、スロットル開度位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御処理を行う。つまり、アクセル開度信号（アクセル開度電圧ＶＡＰＳ）及びエンジン回転速度信号に基づいてスロットルバルブ３４の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットルバルブ３４の開度位置が目標スロットル開度位置に一致するようにスロットル開度信号に基づいてスロットルバルブ３４の開度位置のフィードバック制御を行う。

すなわち、ステップ２０６において、アクセル開度量を所定値としてスロットル目標開度位置を演算するようにしたので、エンジン始動時の非接触センサのリセット時のセンサ出力電圧のセンサ供給電圧張付きに伴う異常なスロットル目標開度指示によるエンジン回転速度上昇を回避することができる効果がある。また、極低温、劣化バッテリなどでのエンジン始動時の異常な回転速度上昇を回避することができる効果がある。

また、ステップ２０４でバッテリ電圧ＶＢを異常と判定した場合、スロットルバルブ３４を退避走行用開度位置に戻して退避走行するようにしたので、バッテリ電圧異常時の非接触センサのリセット時のセンサ出力電圧のセンサ供給電圧張付きに伴う異常なスロットル目標開度指示によるエンジン回転速度上昇の回避と退避走行時の安全性が確保できる効果がある。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る電子スロットル制御装置について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態３に係る電子スロットル制御装置の構成は、上記実施の形態１と同様である。

この発明の実施の形態３に係る電子スロットル制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図１０は、この発明の実施の形態３に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサの特性異常時の動作を示すフローチャートである。

この図１０は、スロットル開度センサ４の電源側またはアース側の接触不良により、非接触式のスロットル開度センサ４への供給電圧低下によるセンサ出力電圧の供給電圧への張り付きに対する処理フローを示したものである。

ステップ３０１において、マイコン（スロットル制御手段）５は、Ａ／Ｄ変換器（図示しない）を介して第１のスロットル開度電圧検出手段５３からの出力電圧ＶＴＰＳ１と、Ａ／Ｄ変換器（図示しない）を介して第２のスロットル開度電圧検出手段５４からの出力電圧ＶＴＰＳ２を読み込み、２つのスロットル開度電圧の加算値（＝ＶＴＰＳ１＋ＶＴＰＳ２）と第３の所定電圧ＶＣ３（例えば、５Ｖ）との差の絶対値Ｖｓｕｂ＝｜（ＶＴＰＳ１＋ＶＴＰＳ２）−ＶＣ３｜を求める。

次に、ステップ３０２において、前のステップ３０１で求めた差の絶対値Ｖｓｕｂと第４の所定電圧ＶＣ４（例えば、０．５Ｖ）とを比較し、Ｖｓｕｂ＞ＶＣ４でない（Ｖｓｕｂ≦ＶＣ４）場合はステップ３０７に進み、Ｖｓｕｂ＞ＶＣ４の場合には次のステップ３０３に進む。

次に、ステップ３０３において、Ｖｓｕｂ＞ＶＣ４継続時間Ｔｔと第３の所定時間Ｔｆ３（例えば、０．５秒）を比較し、Ｔｔ＞Ｔｆ３の場合は次のステップ３０４に進み、Ｔｔ＞Ｔｆ３でない場合はステップ３０６に進む。

次に、ステップ３０４において、スロットル開度センサ（ＴＰＳ）の特性異常と判定する。

次に、ステップ３０５において、退避走行処理としてスロットルアクチュエータ３への通電を遮断（例えば、リレーをＯＦＦする）し、スロットルバルブ３４を退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行う。

ステップ３０６において、スロットル開度位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を禁止する。

ステップ３０７において、マイコン（スロットル制御手段）５は、スロットル開度位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行う。つまり、アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいてスロットルバルブ３４の目標スロットル開度位置を演算するとともに、スロットルバルブ３４の開度位置が目標スロットル開度位置に一致するようにスロットル開度信号に基づいてスロットルバルブ３４の開度位置のフィードバック制御を行う。

なお、第３の所定電圧ＶＣ３を５Ｖ固定値としたが、第３の所定電圧ＶＣ３として、第１、第２スロットル開度電圧の全閉電圧学習値ＶＴＰＳ１Ｌ、ＶＴＰＳ２Ｌの加算値（ＶＣ３＝ＶＴＰＳＬ＋ＶＴＰＳＬ）を用いても良く、これを用いた場合には、スロットル開度センサ４の電源側及びアース側の接触不良の検出を精度良く行うことができるなどの効果が得られる。

すなわち、ステップ３０６でスロットル開度位置のフィードバック制御を禁止することにより、非接触センサの電源側端子やアース側端子の接触不良によるセンサ供給電圧低下によるリセット状態が検出でき、センサ出力電圧のセンサ供給電圧への張り付きにより、スロットル開度位置のフィードバック制御によるスロットルバルブ３４の全閉ストッパ位置への押し付けがなくなるため、エンジン始動時においては所定の空気量が吸入できエンジンの始動性が確保されるとともに、エンジン運転中においてはエンジンストールの回避が可能で、また、不要にスロットルバルブ３４を全閉ストッパ位置に押し付けないため、前記全閉ストッパ材の磨耗によるスロットル全閉位置の変動抑制やスロットルアクチュエータ３の減速ギヤ３２に樹脂製のギヤを用いた場合はストッパ突き当たりによるギヤの変形や破損が防止でき耐久性が確保される効果がある。

また、ステップ３０４でスロットル開度センサ（ＴＰＳ）の特性異常と判定した場合、スロットルバルブ３４を退避走行用開度位置に戻して退避走行するようにしたので退避走行時の安全性を確保できる効果がある。

この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の概略構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサ及びアクセル開度センサの入力Ｉ／Ｆ回路の概略構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の非接触式のスロットル開度センサの内部構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサ（ＴＰＳ）の出力特性を示す図である。この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のアクセル開度センサ（ＡＰＳ）の出力特性を示す図である。この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のバッテリ電圧の低下時のスロットル開度センサの出力電圧の変化を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置のセンサ供給電圧が何らかの異常時のスロットル開度センサの出力電圧の電圧変化を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態１に係る電子スロットル制御装置の電圧異常時の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２に係る電子スロットル制御装置の電圧異常時の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３に係る電子スロットル制御装置のスロットル開度センサの特性異常時の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１アクセル開度センサ（ＡＰＳ）、２電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３スロットルアクチュエータ、４スロットル開度センサ（ＴＰＳ）、５マイコン、６駆動回路、７バッテリ、８ホールＩＣ、３１モータ、３２減速ギヤ、３３スロットルシャフト、３４スロットルバルブ。

Claims

アクセルペダルの操作量を検出してアクセル開度信号を出力するアクセル開度センサと、
エンジンへの吸入空気量を調節するスロットルバルブを駆動するモータを有するスロットルアクチュエータと、
前記スロットルバルブの開度を検出してスロットル開度信号を出力する非接触式のスロットル開度センサと、
前記アクセル開度信号及びエンジン回転速度信号に基づいて前記スロットルバルブの目標スロットル開度位置を演算するとともに、前記スロットルバルブの開度位置が前記目標スロットル開度位置に一致するように前記スロットル開度信号に基づいて前記スロットルバルブの開度位置のフィードバック制御を行うスロットル制御手段とを備え、
前記スロットル開度センサは、スロットル開度が増加すると第１のスロットル開度信号が直線的に増加する出力特性を有する第１のセンサ及びスロットル開度が増加すると第２のスロットル開度信号が直線的に減少する出力特性を有する第２のセンサから構成され、前記スロットルバルブの開度を検出してそれぞれ第１及び第２のスロットル開度信号を出力し、
前記スロットル制御手段は、
前記第１及び第２のスロットル開度信号の加算値と第３の所定電圧の差の絶対値を求め、前記絶対値が前記第３の所定電圧よりも小さい第４の所定電圧より大きい場合で、かつ前記絶対値が前記第４の所定電圧より大きい場合の継続時間と第３の所定時間を比較し、前記継続時間が前記第３の所定時間を超過していない場合には、前記フィードバック制御を禁止し、
前記絶対値が前記第３の所定電圧よりも小さい第４の所定電圧より大きい場合で、かつ前記継続時間が前記第３の所定時間を超過している場合には、前記非接触式のスロットル開度センサが特性異常と判定し、退避走行処理として前記スロットルアクチュエータへの通電を遮断し、前記スロットルバルブを退避走行用開度位置に戻し退避走行用のエンジン出力制限を行い、
前記第３の所定電圧は、前記第１及び第２のスロットル開度信号の第１及び第２の全閉電圧学習値の加算値である
ことを特徴とする電子スロットル制御装置。