JPH02161139A - 副スロットル弁駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は副スロットル弁の開度を全開位置まで戻す際に
、副スロットル弁の開度を制御するモータが断線した場
合にでも、副スロットル弁をゆっくり全開位置まで戻す
ことができる副スロットル弁駆動方法に関する。

（従来の技術） アクセルペダルと連動してその開度が制御される主スロ
ットル弁の他に電動モータによりその開度が制御される
副スロットル弁を車両用エンジンの吸気経路に直列に設
け、アクセルペダルの操作とは無関係に副スロットル弁
の開度を制御することにより、例えば、始動時の急加速
時のように駆動輪がスリップする場合に、副スロットル
弁の開度を小さくするようにしてエンジンへの吸入空気
量を減少させて、エンジン出力トルクを低減させるよう
にしたトラクションコントロール装置が知られている。

（発明が解決しようとする課題） このようなトラクションコントロール装置においては、
スリップが収束した場合あるいは制御システムが故障し
た場合には副スロットルを全開位置まで戻して、ドライ
バのアクセルペダルの操作量だけによるエンジン出力制
御に戻す必要がある。

このため、全開方向に強い付勢力を有するリターンスプ
リングを副スロットル弁に設けておき、副スロットル弁
の開度を制御する電動モータの励磁コイルが断線した場
合には、副スロットル弁を上記リターンスプリングの付
勢力により全開位置まで戻すように構成されたものにお
いては、副スロットル弁はリターンスプリングにより速
い開速度で全開位置まで戻るため、エンジン出力が急増
してしまうという欠点がある。

一方、副スロットル弁の開度を制御する電動モータの励
磁コイルの一部が断線した場合には、断線していない励
磁コイルを励磁して副スロットル弁を全開位置まで戻す
ように構成されたものが考えられるが、断線した励磁コ
イルを挟む２励磁コイル間でのロータの回動角度が他の
励磁コイル間より長いので、断線している励磁コイルを
挟んだ励磁コイルの励磁切替えを断線していないときと
同じ速度で行なってまうと、断線している励磁コイルを
挟んだ２つの励磁コイル間で税調してしまうという問題
点がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、アクセルペダルの操作量に応じてその開度が制御され
る主スロットル弁と上記アクセルペダルとは無関係にそ
の開度が制御される副スロットル弁とをエンジンの吸気
通路に設け、副スロットル弁の開度を車両のスリップ状
態に応じてｍ制御して、エンジン出力を制御している駆
動力制御装置において、副スロットル弁の開度を全開に
戻す必要が生じたときに、上記電動モータが断線してい
る場合でも税調を起こさずに確実に副スロットル弁を全
開方向に戻すことができる副スロットル弁駆動方法を提
供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段及び作用）アクセルペダル
の操作量に応じてその開度が制御される主スロットル弁
と、電動モータの励磁コイルの励磁が選択的に切替えら
れる毎にその回転軸が所定角度ずつ回動され、該回転軸
と連動する回転軸を有する副スロットルの開度が励磁中
の励磁コイルに対応する開度になるように制御される副
スロットル弁をエンジンの吸気通路に設け、この副スロ
ットル弁の開度を制御してエンジン出力を制御している
駆動力制御装置において、上記電動モータの非通電時の
位置保持トルク近傍であり同位置保持トルクより小さい
付勢力を有するばね部材で全開方向に付勢された副スロ
ットル弁を全開位置に戻す際に、上記電動モータの各励
磁コイルの断線か検出された場合には、上記励磁コイル
の励磁切替え速度を上記各励磁コイルが断線していない
ときよりも遅い速度に切替えて税調を起こさずに全開位
置まで戻すようにした副スロットル弁駆動方法である。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の一実施例に係わる副スロッ
トル弁及びその駆動方法について説明する。第１図は加
速時に駆動輪のスリップを防止するトラクションコント
ロール装置の全体的構成図である。第１図において、１
１はエアクリーナである。エアクリーナ】ｌから吸入さ
れた吸入空気は吸気導入路１２に直列に配設された副ス
ロットル弁■３、主スロットル弁１４を介してエンジン
（図示せず）のシリンダ室に供給される。上記主スロッ
トル弁１４の開度はアクセルペダルの操作量に応じて変
化され、その開度は例えばポテンショメータよりなるス
ロットルポジションセンサｒｐｓｉにより検出される。

上記副スロットル弁１３の開度は上記アクセルペダルと
は無関係に例えばステッピングモータＬ５よりなる駆動
機構によりその開度が制御される。上記副スロットル弁
１３は常時全開方向にコイルばねｌＢにより付勢されて
いる。このコイルばね１６の付勢力は上記モータ１５の
非通電時の位置保持トルク（デイテント・トルク）近傍
であり、同位置保持トルクより小さく設定されている。

つまり、このコイルばね１６は副スロットル弁１３を開
く方向に回動させるためのものではなく、上記モータ１
５の１つの励磁コイルが励磁されたときの安定位置と次
の励磁コイルを励磁したときの安定位置の間に万が一副
スロットル弁１３が停止しても、上記コイルばね１６に
より上記副スロットル弁１３を４−記安定位置に復帰さ
せるために設けられたものである。また、上記副スロッ
トル弁１３の開度は例えばポテンショメータよりなるス
ロットルポジションセンサＴＰＳ２により検出される。

さらに、上記副スロットル弁１３が全開位置にくると閉
成する全開スイッチＦＳｗが設けられている。

上記スロットルポジションセンサＴＰＳＩにより検出さ
れる主スロットル弁１４の開度信号及び上記全開スイッ
チＦＳｖからの信号はトラクションコントローラ１７に
人力される。さらに、上記スロットルポジションセンサ
ＴＰＳ２から出力される副スロットル弁１３の開度信号
は上記トラクションコントローラ１７に入力されると共
にモータ駆動制御部１８に入力される。上記トラクショ
ンコントローラ１７は駆動輪速度と従動輪速度の差に応
じたスリップ量を検出し、このスリップ量がなくなるよ
うな目標エンジン出力を算出し、この目標エンジン出力
を得るための必要な吸入空気量を算出し、該吸入空気量
を確保するための上記副スロットル弁１３の目標開度を
算出し、この目標開度に相当する数のパルス信号ｐｔを
モータ駆動制御部１８に出力して、エンジン出力トルク
を上記目標エンジン出力になるように制御して、駆動輪
のスリップを低減させている。

上記パルス信号ｐ１はモータ駆動制御部１８により接点
ａ、ｂ、ｃの切替が行われる切替スイッチ１８ｓを介し
て分配回路１８ｄに人力される。そして、上記分配回路
ｌａｄは上記パルス信号ｐ１が入力される毎にラインａ
ｔ−ａ４に順次選択的にトランジスタ導通信号を出力す
る。上記切替スイッチ１８ｓが接点ａ側に閉じられてい
る場合には上記トラクシジンコントローラ１７から出力
されるパルス信号ｐｔが分配回路１８ｄに入力される。

一方、上記切替スイッチ１８ｓが接点す側に閉じられて
いる場合には、パルス発生源１８ｐから出力される所定
周期を持つパルス信号ｐ２が上記分配回路ＩＪｌｄに入
力される。

なお、このパルス信号ｐ２の周期は上記パルス信号ｐｔ
の周期よりも長く設定されている。さらに、上記切替ス
イッチ１８ｓが接点Ｃ側に閉じられている場合には、上
記パルス信号ｐ１及びｐ２の分配回路１８ｄへの入力は
停止される。

上記ラインａｌ−ａ４はステッパモータ駆動回路１９内
のトランジスタＱ１〜Ｑ４にそれぞれ接続される。

上記トランジスタＱｌ−Ｑ４のコレクタは上記ステッピ
ングモータ１５（例えば、ハイブリッドＰＭ型）の４相
の励磁コイルＡ、Ａ、Ｂ、Ｂの一端にそれぞれ接葬され
る（以下、特定の励磁コイルを示さない場合には励磁コ
イルで総称することにする）。

また、上記各励磁コイルの他端は電圧ｖ１を有する図示
しない電源の正極に接続され、上記トランジスタＱｌ−
Ｑ４のそれぞれのエミッタは上記電源の負極に接続され
ている。従って、トランジスタＱｌ−０４を選択的に導
通することにより４相の励磁コイルを選択的に励磁する
ことができる。

ここで、第４図に１相励磁の場合の各ステップにおいて
励磁される励磁コイルをｒＯＪで示し、第５図に１−２
相励磁の場合各ステップにおいて励磁される励磁コイル
「○」で示しておく。

第４図及び第５図に示すように各ステップにおける励磁
コイルが切替えられる毎にロータ１５ｒを回転させるト
ルクが発生して、ロータ１５ｒが所定のステップ角ずつ
回転され、副スロットル弁１３は上記ステップ角に応じ
た角度だけ回動される。従って、副スロットル弁１３は
上記トラクシジンコントローラ１７からモータ駆動制御
部１８に入力されるパルス信号ｐｔのパルス数に応じた
角度だけ回動される。第１図に示した副スロットル弁１
３の位置は全開位置を示しており、上記パルス数に応じ
て副スロットル弁１３は矢印Ａ（閉方向）方向に回動制
御される。

また、上記励磁コイル毎に第２図に示すような断線検出
回路２０が設けられており、各断線検出回路２０により
対応する励磁コイルの断線が検出されると電圧レベルが
零となる断線検出回路旧〜ｄ４はモータ駆動制御部１８
に入力される。

第２図を参照して断線検出回路２０の構成について説明
する。第２図はＡ相の励磁コイルの断線を検出する断線
検出回路を示している。同断線検出回路はダイオードＤ
Ｉと抵抗Ｒ１，Ｒ２によって構成されて、第１図の駆動
回路１９に対し第２図中に示すように組込まれ、抵抗Ｒ
１と抵抗Ｒ２の接続点ｄの電圧レベルＶｄを断線検出信
号ｄ１として使用される。そして、トランジスタＱ１が
オフ状態で励磁コイルＡが正常のときは、上記電圧レベ
ルＶｄは前記電圧ｖ１を励磁コイルの巻線抵抗と上記抵
抗Ｒ２とで分圧した電圧となり、トランジスタＱｌがオ
ン状態の場合で励磁コイルＡが正常のときは、上記電圧
レベルＶｄはトランジスタＱｌのコレクタとエミッタ間
に発生する電圧となる。一方、励磁コイルＡが断線して
いると、上記トランジスタＱｌのオン・オフ状態にはか
かわらず、接続点ｄには電圧が発生せず、上記電圧レベ
ルＶｄは零となる。従って、上記断線検出信号ｄｌは一
ヒ記電圧レベルＶｄが零であることによって励磁コイル
の断線を示している。

次に、上記のように構成された本発明の一実施例の動作
について説明する。まず、トラクションコントローラ１
７は駆動輪速度と従動輪速度の差に応じたスリップｍを
検出し、このスリップ口がなくなるような目標エンジン
出力を算出し、この目標エンジン出力を得るための必要
な吸入空気二を算出し、該吸入空気二を確保するための
上記副スロットル弁【３の目標開度を算出し、この目標
開度に相当する数のパルス信号ｐｔをモータ駆動制御部
１８に出力して、エンジン出力トルクを上記ｇ標エンジ
ン出力になるように制御して、駆動輪のスリップを低減
させている。１相励磁の場合には、上記パルス信号ｐ１
が切替スイッチ１８ｓを介してモータ駆動制御部１８に
人力される毎に、第４図にｒＯＪで示した励磁コイルに
対応するトランジスタＱ１〜Ｑ４にラインａｌ−ａ４を
介して順次トランジスタ導通信号が出力される。これに
より、上記パルス信号ｐｔがモータ駆動制御部１８に人
力される毎に、励磁される励磁コイルが順次切替わって
、上記ロータ１５ｒが所定ステップ角ずつ回動され、ロ
ータ１５「の回動角に対応した角度だけ副スロットル弁
１３が回動される。このため、副スロットル弁１３の目
標開度に対応する数のパルス信号がモータ駆動制御部１
８に入力されると、副スロットル弁１３がその目標開度
になるようにその開度が制御されて、エンジン出力が上
記目標エンジン出力となるように制御され、駆動輪のス
リップが収束される。

上記したトラクションコントロールにより駆動輪のスリ
ップが収束された場合には、トラクションコントローラ
１７からモータ駆動制御部１８に副スロットル弁１３を
全開位置まで戻す要求がされる。

このように副スロットル弁１３を全開位置まで戻すこと
により、一連のトラクションコントロール処理は終了す
る。

以下、上記要求により上記モータ駆動制御部１８により
行われる副スロットル弁１３を全開まで戻す処理につい
て第６図のフローチャートを参照して説明する。まず、
上記要求がトラクションコントローラ１７から出力され
ると（ステップＳｔ）、制御部１Ｂは断線検出信号ｄ１
〜ｄ４を検索してモータ１５の励磁コイルが断線してい
るか判定する（ステップＳ２）。この判定により、いず
れの励磁コイルも断線していないと判定されると、通常
の処理によりステッピングモータ１５が駆動されて、副
スロットル弁１３が全開位置まで戻される（ステップＳ
３）。

一方、上記ステップＳ２において、モータ１５のいずれ
かの励磁コイルが断線していると判定されると、その断
線状態は副スロットル弁１３を全開位置まで戻す制御か
可能な断線が判定される（ステップＳ４）。このステッ
プＳ４の判定は上記断線検出信号旧〜ｄ４を検出し、隣
合わない励磁コイルの断線が２線以下かで判定される。

このステップＳ４の判定でｒＹＥＳＪと判定された場合
には、上記スイッチ１８ｓは接点す側に閉じられる（ス
テップＳ５）。従って、パルス発生［１８ｐがら出力さ
れるパルス信号ｐ２か分配回路１８ｄに入力される。

このパルス信号ｐ２はパルス信号ｐｔよりも周期が長く
設定されているため、分配回路１１１１ｄからトランジ
スタＱｌ−０４に順次出力されるトランジスタ導通信号
の時間的間隔は長くされる。従って、第４図に示す順序
で切替えられる励磁コイルの励磁がスイッチ１８ｓがａ
側に閉じている時よりゆっくりと行われる。そして、副
スロットル弁１３が全開位置まで戻ったか、スロットル
ポジションセンサＴＰＳ２で検出される副スロットル弁
１３の開度を検出することに行われる（ステップＳｏ）
。このステップＳ６の判定で、副スロットル弁１３がま
だ全開位置まで達していないと判定された場合には、励
磁相の切替えが分配回路１８ｄにより行われる。これに
より、ロータ１５ｒがさらに１ステツプ角だけ回動され
て、副スロットル弁１３もそれに応じた角度だけ全開方
向に回動される。

以下、上記パルス発生源１８ｐから出力されるパルス信
号ｐ２が分配回路１８ｄに入力される毎に、分配回路１
８ｄにより励磁コイルの励磁が切替えられていくわけで
あるが、その励磁コイルが断線している場合について第
３図を参照して説明する。第３図（Ａ）はステッピング
モータ１５のロータ１５ｒの軸線方向に同モータの各励
磁コイルとロータ１５ｒとを見た場合の略図を示したも
のである。第３図（Ａ）において、例えば人相が励磁さ
れている状態で、Ｂ相に励磁が切替わると図中の子方向
（つまり、副スロットル弁１３が開く方向）に示すトル
クが発生してロータ１５ｒはＢ相方向に回動する。一方
、人相が励磁されている状態で、Ｂ相に励磁が切替わる
と図中の一方向に示すトルクが発生してロータ１５ｒは
Ｂ相方向に回動する。また、第３図（Ｂ）は各相を励磁
した場合にロータ１５ｒに発生するトルクを示している
。図中、ＴａはＡ相を励磁したときのトルクを示し、Ｔ
ｂはＢ相を励磁した場合のトルクを示し、ｒＫは人相を
励磁したときのトルクを示している。

上記４相の励磁コイルが全て正常である場合に、例えば
Ａ相が励磁されると、第３図（Ｂ）に示すようにトルク
Ｔａが発生する。このため、ロータ１５ｒはトルクＴａ
が子方向にも一方向にも発生しない点、即ちＡ点を安定
点として停止する。次に、Ａ相の励磁からＢ相の励磁に
切替わると、トルクＴｂが発生される。上記Ａ点におけ
るトルクＴｂは子方向のトルクとなるので、第３図（Ａ
）中の＋方向、即ちＢ相励磁コイルの方向にロータ１５
「が回動され、安定点であるＢ点に停止される。以下、
同様によりＡ相、Ｂ相が順次励磁されることにより、順
次ロータ１５ｒがそれぞれに対応する位置に回動されて
いく。

次に、上記４相の励磁コイルのうち、いずれかのｌ相（
例えば、Ｂ相）が断線している場合について説明する。

例えば、まず人相が励磁された場合には上記したように
ロータ１５ｒはＡ点を安定点として停止する。次に、断
線しているＢ相が励磁され、その後Ａ相が励磁されると
、第３図（Ｂ）に示すようにトルクＴａが発生される。

このトルクＴａのＡ点のトルクは零となる。従って、開
方向（＋方向）に付勢するコイルばねｌＢがなければ、
ロータ１５ｒは引続きＡ点に留まるが、ロータ１５ｒの
位置が少しでもずれるとトルクＴ″ａは零ではなくなり
、ロータ１５ｒはずれた方向に回動し始める。

即ち、人相励磁時には安定点にあったＡ点はＡ相励磁時
には不安定平衡点となり、ロータ１５ｒはどちらの方向
へ回動するか分らない不安定な状態となる。しかし、本
実施例においては上記コイルはね１６が設けられている
ため、人相が励磁された場合にロータ１５ｒは上記Ａ点
には停止しないで、上記トルクＴａとコイルばね１Ｂの
付勢力が釣り合った位置、即ち、第３図（Ｂ）中のＡ′
点に停止する。このようにＡ′点でロータ１５ｒが停止
されている状態で、Ａ相が励磁されると上記Ａ′点に発
生されるトルクＴｉは子方向となり、ロータ１５ｒは必
ず第３図（Ａ）中の子方向に回動され、Ａ点に停止され
る。従って、１相が断線していても確実に安定点から次
の安定点にロータ１５ｒを目動させることができる。

ところで、ロータ１５ｒが上記Ａ′点からＡ点までの２
ステツプ角だけ回動される間には、分配回路１１１ｄに
は通常よりもパルス間隔の長いパルス信号ｐ２が入力さ
れており、励磁コイルの切替えが通常よりゆっくりと行
われるので、上記２ステツプ角だけロータ１５ｒを回動
させる場合でも、税調を起こさないでロータ１５「を追
従させることができる。

以下、励磁切替えがステップＳ７の制御によりテップＳ
ＧでｒＹＥＳＪと判定された場合には、スイッチ１８ｓ
が接点Ｃに切替えられて、ロータ１５ｒが全開位置に保
持される（ステップＳ８）。

一方、上記ステップＳ４でｒＮＯＪと判定された場合に
は、例えば励磁コイルの隣合う２相の断線が検出された
場合には、スイッチ１８ｓは接点Ｃに切替えられて、ロ
ータ１５「はその位置が保持される（ステップＳＲ）。

なお、上記実施例においてコイルばね１６の付勢力はデ
イテント−トルクＴｄ近傍であれば１、デイテント・ト
ルクＴｄより大きくても小さくでも良い。要は、コイル
ばね１６の付勢力はロータ１５ｒの不安定平衡点を全開
方向にずらせる力があれば良い。また、スロットルポジ
ションセンサＴＰＳ２にスプリングがある場合には、そ
のスプリング力を考慮してコイルばねＩ６の付勢力を決
定すれば良い。

また、上記実施例においては副スロットル弁１３の全開
位置をスロットルボンジョンセンサＴＰＳ２により検出
したか、全開スイッチＦＳνで検出するよにしても良い
。

さらに、上記実施例におけるステッピングモータ１５は
ＤＣブララシレスモークであっても同様の制御を行なう
ことができる。

以上説明したように上記実施例によれば、モータ１５の
各相の励磁コイルにより発生されるトルクの安定位置を
コイルばねｌＢの付勢力だけ開く方向に少しだけずらし
ておき、しかも励磁切替えをゆっくりと行なっているの
で、断線された励磁コイルの次の励磁コイルが励磁され
た場合には、断線された励磁コイルの前に励磁された励
磁コイルから断線された励磁コイルの次の励磁コイルの
安定位置の２ステツプ角分ロータ１５ｒを脱調せずにゆ
っくりと回動させることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、副スロットル弁に
デイテント・トルク近傍であり同デイテント・トルクよ
り小さいばね力を有するばねで全開方向に付勢しておき
、電動モータの断線を検出した場合には励磁切替えをゆ
っくりするようにしたので、電動モータの励磁コイルが
断線していても、税調を起こさずにゆっくりと全開位置
まで戻すことができ、エンジンの急激な出力の増大を防
止することができる副スロットル弁駆動方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるスロットル弁開度制御方法が実
施されるトラクションコントロール装置を示すブロック
図、第２図は断線検出回路を示す図、第３図（Ａ）はロ
ータと励磁コイルの位置関係を示す図、第３図（Ｂ）は
ａ−夕の位置とトルクの関係を示す図、第４図は１相励
磁の各ステップでの励磁コイルを示す図、第５図は１相
−２相励磁での各ステップでの励磁コイルを示す図、第
６図は本発明の一実施例の動作を説明するフローチャー
トである。 １３・・・副スロットル弁、１４・・・主スロットル弁
、１５・・・ステッピングモータ、１７・・・トラクシ
ョンコントローラ、１８・モータ駆動制御部、１８（１
・・・分配回路、！８１）・・・パルス発生源、１８ｓ
・・・スイッチ、１９・・・ステッパモータ駆動回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アクセルペダルの操作量に応じてその開度が制御され
   る主スロットル弁と、電動モータの励磁コイルの励磁が
   選択的に切替えられる毎にその回転軸が所定角度ずつ回
   動され、該回転軸と連動する回転軸を有する副スロット
   ルの開度が励磁中の励磁コイルに対応する開度になるよ
   うに制御される副スロットル弁をエンジンの吸気通路に
   設け、この副スロットル弁の開度を制御してエンジン出
   力を制御している駆動力制御装置において、上記電動モ
   ータの非通電時の位置保持トルク近傍であり同位置保持
   トルクより小さい付勢力を有するばね部材で全開方向に
   付勢された副スロットル弁を全開位置に戻す際に、上記
   電動モータの各励磁コイルの断線が検出された場合には
   、上記励磁コイルの励磁切替え速度を上記各励磁コイル
   が断線していないときよりも遅い速度に切替えて全開位
   置まで戻すようにしたことを特徴とする副スロットル弁
   駆動方法。