JPH05321733A - スロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スロットル弁の全閉位置学習を高精度に行な
う。 【構成】 スロットルボディ１の吸気通路にアクセル７
によって駆動される主スロットル弁３とステップモータ
９によって駆動される副スロットル弁４とを並設する。
マイクロコンピュータ１８は、イグニッションスイッチ
のオン時に、ステップモータ９によって、副スロットル
弁４を、全開位置から所定開度までは高速度で駆動さ
せ、所定開度から全閉位置（副スロットルセンサ１７の
出力信号が変化しなくなる位置）までは低速度で駆動
し、その後も数パルス分だけステップモータ９に駆動パ
ルスを与える。そして、マイクロコンピュータ１８は、
副スロットル弁４が全開位置から全閉位置まで駆動され
る間にステップモータ９に与えられる駆動パルス数を全
閉位置学習値として記憶する。

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
弁をステップモータにより駆動するスロットル制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の内燃機関の吸入空気量を制御する
スロットル制御装置としては、スロットルボディの吸気
通路に、アクセルペダルにより開度制御される主スロッ
トル弁を介装するとともに、更に、ステップモータによ
りギヤを介して開度制御される副スロットル弁を介装
し、車両の運転状態に応じて、例えば、発進時或いは加
速時に駆動輪がスリップする運転状態になると、ステッ
プモータに駆動パルスを与えて副スロットル弁を目標開
度に駆動し、内燃機関の吸入空気量を減少させてその出
力を低下させるトラクション制御を行なう構成のものが
ある。

【０００３】この場合、副スロットル弁を目標開度まで
駆動するためには、副スロットル弁の基準位置を学習す
る必要があり、通常は、全閉位置を基準位置とすること
が多い。

【０００４】一方、副スロットル弁を全閉方向に駆動さ
せた時に副スロットル弁がスロットルボディに接触する
ことを防止するため、副スロットル弁がスロットルボデ
ィに接触する前にステップモータにより回転されるギヤ
をスロットルボディに設けられた全閉ストッパに当接さ
せる構成としている。

【０００５】ところが、このような構成によると、副ス
ロットル弁の全閉位置を学習させるべく副スロットル弁
を全閉位置まで駆動させると、ステップモータにより高
速度で駆動されるギヤが全閉ストッパに衝撃的に接触す
ることになるので、ステップモータが脱調を生ずる問題
がある。

【０００６】このため、従来では、副スロットル弁が全
閉位置となる少し前に動作される全閉位置検出スイッチ
等の全閉位置検出器を設けて、この全閉位置検出器の動
作により全閉位置を学習するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、全閉
位置検出器には、組立て公差，組付け公差，耐久性のば
らつき等があって、検出位置が閉方向或いは開方向にず
れることがあり、検出位置ずれが閉方向の場合には、ギ
ヤが全閉ストッパに接触してステップモータが脱調を生
じることがあり、又、検出位置ずれが開方向の場合に
は、副スロットル弁が目標開度よりも大に制御されてト
ラクション制御時にトルク抑制不充分となる等の制御不
良となる不具合がある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、スロットル弁の全閉位置の学習を高精
度に行なうことができるスロットル制御装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の運転状
態に応じて出力される駆動パルスにより駆動されるステ
ップモータを介して内燃機関のスロットル弁の開度制御
を行なうようにしたスロットル制御装置において、前記
スロットル弁の開度に応じた出力信号を出力するスロッ
トルセンサを設け、前記車両の始動時において、前記ス
テップモータに高速用駆動パルスを与えることにより前
記スロットル弁を全開位置から全閉位置方向に高速度で
駆動させ、その後、前記スロットルセンサが全閉位置近
傍の所定開度を示す出力信号を出力すると、前記ステッ
プモータに低速用駆動パルスを与えることにより前記ス
ロットル弁を更に全閉位置方向に低速度で駆動させ、そ
して、前記スロットルセンサの出力信号の変化がなくな
ったときに、その後も数パルス分の低速用駆動パルスを
前記ステップモータに与える制御手段を設けて、前記制
御手段を、前記スロットル弁の全開位置から前記スロッ
トルセンサの出力信号が変化しなくなるまでの間に前記
ステップモータに与えられる駆動パルス数を記憶して前
記スロットル弁の全閉位置を学習するように構成すると
ころに特徴を有する。

【００１０】

【作用】本発明のスロットル制御装置によれば、制御手
段は、スロットル弁の全開位置からスロットルセンサの
出力信号が変化しなくなるまでの間即ち全閉位置となる
までの間にステップモータに与えられる駆動パルス数を
記憶して全閉位置を学習する。

【００１１】この場合、制御手段は、スロットルセンサ
が、スロットル弁が全閉位置近傍の所定開度を示す出力
信号を出力したときには、ステップモータに低速用駆動
パルスを与えてスロットル弁を低速度で全閉位置まで駆
動するので、全閉位置での衝撃は緩和され、ステップモ
ータに脱調を生じることはない。

【００１２】そして、制御手段は、スロットルセンサの
出力信号に変化がなくなってスロットル弁が全閉位置に
なっても、その後、数パルス分の低速用駆動パルスをス
テップモータに与えるようにしたので、スロットル弁が
全閉位置になったことを確認することができ、従って、
高精度の全閉位置学習を行なうことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１４】先ず、図２及び図３に従って、全体の構成
につき述べる。

【００１５】スロットルボディ１内には吸気通路２が形
成されており、その内部にはバタフライ弁からなるスロ
ットル弁たる主スロットル弁３及び副スロットル弁４が
並列状態に枢設されている。

【００１６】主スロットル弁３のスロットル軸３ａに
は、渦巻スプリングからなるリターンスプリング５が配
設されていて、このリターンスプリング５により、主ス
ロットル弁３は、常には、全閉状態（アイドル開度状
態）に保持されている。

【００１７】そして、主スロットル弁３のスロットル軸
３ａは、ケーブル６を介してアクセル７に連結されてい
て、アクセル７の踏込み度合（アクセル開度）に応じて
主スロットル弁３の開度が制御されるようになってい
る。

【００１８】尚、アクセル７には、アクセル開度を検出
するアクセル開度検出器８が設けられており、このアク
セル開度検出器８は、出力信号として、例えば、アクセ
ル７の開度に比例したアナログ電圧のアクセル開度信号
Ｖ８を出力する。

【００１９】スロットルボディ１には、ステップモータ
９が取付けられていて、このステップモータ９の回転軸
９ａには小径の駆動ギヤ１０が固定されており、又、副
スロットル弁４のスロットル軸４ａには前記駆動ギヤ１
０と噛合する扇形の従動ギヤ１１が固定されている。

【００２０】又、スロットルボディ１には、従動ギヤ１
１の一端部たる全開側当接部１１ａに対応して全開スト
ッパ１２が螺着されているとともに、従動ギヤ１１の他
端部たる全閉側当接部１１ｂに対応して全閉ストッパ１
３が螺着されている。そして、副スロットル弁４のスロ
ットル軸４ａには、渦巻スプリングからなるリターンス
プリング１４が配設されていて、このリターンスプリン
グ１４により、常には、スロットル軸４ａに矢印１５方
向への回転力が付与されて従動ギヤ１１の全開側当接部
１１ａが全開ストッパ１２に当接し、以て、副スロット
ル弁４が全開位置に保持されている。

【００２１】スロットルボディ１には、スロットルセン
サとして主スロットルセンサ１６及び副スロットルセン
サ１７が取付けられている。主スロットルセンサ１６
は、スロットル軸３ａの回転角度即ち主スロットル弁３
の開度を検出するもので、出力信号として、主スロット
ル弁３の開度に比例したアナログ電圧の主スロットル弁
開度信号Ｖ１６を出力するとともに、アイドル開度位置
ではアイドルスイッチ信号Ｓ１６を出力する。又、副ス
ロットルセンサ１７は、スロットル軸４ａの回転角度即
ち副スロットル弁４の開度を検出するもので、出力信号
として、副スロットル弁４の開度に比例したアナログ電
圧の副スロットル弁開度信号Ｖ１７を出力する。

【００２２】制御手段たるマイクロコンピュータ１８の
入力ポートには、アクセル開度検出器８，主スロットル
センサ１６及び副スロットルセンサ１７が接続されてい
る。又、マイクロコンピュータ１８の他の入力ポートに
は、車体速検出信号Ｓａ，駆動輪速検出信号Ｓｂ，エン
ジン（内燃機関）回転数検出信号Ｓｃ及び吸気圧負圧検
出信号Ｓｄ等が入力されるようになっている。

【００２３】そして、マイクロコンピュータ１８は、そ
の出力ポートが駆動回路１９を介してステップモータ９
に接続されていて、後述する制御動作を行なうようにな
っている。

【００２４】次に、本実施例の作用につき、図１及び図
４をも参照しながら説明するに、図１は、マイクロコン
ピュータ１８が全閉位置を学習するためのルーチンのみ
を示すフローチャートであり、図４は、副スロットル弁
４の開度状態の変化を示す特性図である。

【００２５】車両を始動させるべくイグニッションスイ
ッチがオンされると（図４時刻Ｔ０）、マイクロコンピ
ュータ１８は、「イグニッションスイッチオン？」の判
断ステップＰ１で「ＹＥＳ」と判断して「副スロットル
弁全開？」の判断ステップＰ２に移行する。マイクロコ
ンピュータ１８は、この判断ステップＰ２では、副スロ
ットルセンサ１７からの副スロットル弁開度信号Ｖ１７
に基づいて副スロットル弁４が全開位置にあるか否かを
判断し、「ＮＯ」の場合にはこの判断ステップＰ２を繰
返して、リターンスプリング１４によって副スロットル
弁４が全開位置に戻されるのを待つ。

【００２６】副スロットル弁４が全開位置にある場合に
は、マイクロコンピュータ１８は、判断ステップＰ２で
「ＹＥＳ」と判断して「高速駆動」の出力ステップＰ３
に移行する。マイクロコンピュータ１８は、この出力ス
テップＰ３では、ステップモータ９に駆動回路１９を介
して１個の高速用駆動パルスを与えることにより１ステ
ップだけ駆動させ、次の「副スロットル弁所定開度？」
の判断ステップＰ４に移行する。

【００２７】マイクロコンピュータ１８は、判断ステッ
プＰ４では、副スロットルセンサ１７の副スロットル弁
開度信号Ｖ１７に基づいて副スロットル弁４の開度が全
閉位置近傍の所定開度（例えばアイドル開度）になった
か否かを判断するもので、「ＮＯ」の場合には「カウン
タ１に「１」カウント」の出力ステップＰ５に移行す
る。

【００２８】マイクロコンピュータ１８は、この出力ス
テップＰ５では、図示しないカウンタ１に「１」だけカ
ウントアップさせ、出力ステップＰ３に戻るようにな
る。以下、マイクロコンピュータ１８は、ステップＰ
３，Ｐ４及びＰ５を繰返すようになって、ステップモー
タ９を高速度で駆動するようになり、従って、副スロッ
トル弁４は、駆動ギヤ１０及び従動ギヤ１１を介して、
図４に示すように、全閉位置方向に高速度ＶＦで回動駆
動されるようになる。

【００２９】そして、マイクロコンピュータ１８は、ス
テップＰ５を通る毎にカウンタ１に「１」づつカウント
アップさせるようになるので、カウンタ１はステップモ
ータ９に与えられる駆動パルスをカウントすることにな
る。

【００３０】副スロットルセンサ１７の副スロットル弁
開度信号Ｖ１７が示す開度が所定開度（例えばアイドル
開度）となると（図４時刻Ｔ１）、マイクロコンピュー
タ１８は、判断ステップＰ４で「ＹＥＳ」と判断して
「低速駆動」の出力ステップＰ６に移行する。マイクロ
コンピュータ１８は、この出力ステップＰ６では、ステ
ップモータ９に駆動回路１９を介して１個の低速用駆動
パルスを与えることにより１ステップだけ駆動させ、次
の「副スロットル弁全閉？」の判断ステップＰ７に移行
する。

【００３１】マイクロコンピュータ１８は、判断ステッ
プＰ７では、副スロットルセンサ１７の副スロットル弁
開度信号Ｖ１７に基づいて副スロットル弁４が全閉位置
になったか否かを判断するもので、「ＮＯ」の場合には
「カウンタ１に「１」カウント」の出力ステップＰ８に
移行し、前記出力ステップＰ５と同様にカウンタ１に
「１」だけカウントアップさせる。

【００３２】マイクロコンピュータ１８は、次に「カウ
ンタ２をクリア」の出力ステップＰ９を経て出力ステッ
プＰ６に戻るようになる。以下、マイクロコンピュータ
１８は、ステップＰ６，Ｐ７，Ｐ８及びＰ９を繰返すよ
うになって、ステップモータ９を低速度で駆動するよう
になり、従って、副スロットル弁４は、全閉位置方向に
低速度ＶＳ（ＶＳはＶＦより極めて小）で回動駆動され
るようになる。

【００３３】そして、マイクロコンピュータ１８は、ス
テップＰ８を通る毎にカウンタ１に「１」づつカウント
アップさせるようになり、従って、カウンタ１はステッ
プモータ９に与えられる駆動パルスをカウントし続ける
ことになる。

【００３４】その後、副スロットルセンサ１７の副スロ
ットル弁開度信号Ｖ１７が副スロットル弁４の全閉位置
を示すようになると（図４時刻Ｔ２）、マイクロコンピ
ュータ１８は、判断ステップＰ７で「ＹＥＳ」と判断し
て「カウンタ２に「１」カウント」の出力ステップＰ１
０に移行する。

【００３５】マイクロコンピュータ１８は、この出力ス
テップＰ１０では、図示しないカウンタ２に「１」だけ
カウントアップさせてカウント値を「１」とし、「カウ
ンタ２＝３？」の判断ステップＰ１１に移行する。そし
て、マイクロコンピュータ１８は、この判断ステップＰ
１１では、カウンタ２のカウント値が所定値例えば
「３」か否かを判断するもので、「ＮＯ」の場合には出
力ステップＰ６に戻るようになる。

【００３６】これにより、ステップモータ９には駆動回
路１９を介して１個の低速用駆動パルスが与えられるよ
うになるが、この場合に、スロットル軸４ａを駆動する
従動ギヤ１１の全閉側当接部１１ｂが全閉ストッパ１３
に当接していて副スロットル弁４が実際に全閉位置（全
閉ストッパ位置）となっていたときには、ステップモー
タ９に低速用駆動パルスが与えられても副スロットル弁
４のスロットル軸４ａは回動しない。

【００３７】従って、副スロットルセンサ１７の副スロ
ットル弁開度信号Ｖ１７は変化しないものであり、この
ことから、マイクロコンピュータ１８は、判断ステップ
Ｐ７に移行したときに「ＹＥＳ」と判断して出力ステッ
プＰ１０，判断ステップＰ１１を経て出力ステップＰ６
に戻るようになり、カウンタ２のカウント値は「２」と
なる。

【００３８】マイクロコンピュータ１８は、その後、ス
テップＰ６，Ｐ７及びＰ１０を繰返してカウンタ２のカ
ウント値が「３」になると（図４時刻Ｔ３）、判断ステ
ップＰ１１に移行したときに「ＹＥＳ」と判断して「カ
ウンタ１のカウント値を記憶」の出力ステップＰ１２と
なり、カウンタ１のカウント値を副スロットル弁４の全
閉位置学習値として記憶部たる図示しないＲＡＭに記憶
させる。

【００３９】そして、マイクロコンピュータ１８は、
「カウンタ１，２をクリア」の出力ステップＰ１３に移
行して、ここではカウンタ１及び２をクリアし、次の車
両の運転制御のためのルーチンへと移行する。

【００４０】ところで、副スロットルセンサ１７にも検
出誤差があるので、副スロットル弁開度信号Ｖ１７が副
スロットル弁４の全閉位置を示すものとなっていても、
実際には、従動ギヤ１１の全閉側当接部１１ｂが全閉ス
トッパ１３に未だ当接していない状態もあり得るもので
ある。このような場合には、マイクロコンピュータ１８
は次のように動作する。

【００４１】即ち、マイクロコンピュータ１８は、ステ
ップＰ６乃至Ｐ９を繰返して副スロットル弁４を低速度
ＶＳで駆動しているときにおいて、副スロットルセンサ
１７の副スロットル弁開度信号Ｖ１７が副スロットル弁
４の全閉位置を示して判断ステップＰ７で「ＹＥＳ」と
判断し、そして、出力ステップＰ１０及び判断ステップ
Ｐ１１を経て出力ステップＰ６に戻った場合を考えてみ
る。

【００４２】マイクロコンピュータ１８は、出力ステッ
プＰ６では、前述したように、１個の低速用駆動パルス
を駆動回路１９を介してステップモータ９に与えるよう
になるので、ステップモータ９は更に１ステップ分だけ
回転し、副スロットル弁４も更に全閉位置方向に回動さ
れる。このため、副スロットルセンサ１７の副スロット
ル弁開度信号Ｖ１７も変化するようになり、このことか
ら、マイクロコンピュータ１８は、次に「副スロットル
弁全閉？」の判断ステップＰ７に移行したときに「Ｎ
Ｏ」と判断して出力ステップＰ８に再び移行するように
なる。

【００４３】マイクロコンピュータ１８は、出力ステッ
プＰ８ではカウンタ１に「１」だけカウントアップさ
せ、次の出力ステップＰ９でカウンタ２をクリアさせ、
そして、出力ステップＰ６に戻るようになる。以下、マ
イクロコンピュータ１８は、ステップＰ６乃至Ｐ９を繰
返すものである。

【００４４】その後、従動ギヤ１１の全閉側当接部１１
ｂが全閉ストッパ１３に当接して副スロットル弁４が全
閉位置（全閉ストッパ位置）になると、副スロットルセ
ンサ１７の副スロットル弁開度信号Ｖ１７に変化が生じ
なくなることから、マイクロコンピュータ１８は、判断
ステップＰ７に移行したときに「ＹＥＳ」と判断して判
断ステップＰ１０に移行する。そして、マイクロコンピ
ュータ１８は、前述したように、判断ステップＰ１１，
出力ステップＰ６，判断ステップＰ７及び出力ステップ
Ｐ１０を繰返した後、出力ステップＰ１２，Ｐ１３へと
移行するようになる。

【００４５】さて、マイクロコンピュータ１８の制御動
作のなかにはトラクション制御がある。即ち、マイクロ
コンピュータ１８は、車体速検出信号Ｓａと駆動輪速検
出信号Ｓｂとに基いて駆動輪のスリップを検出すると、
これらの車体速検出信号Ｓａ及び駆動輪速検出信号Ｓｂ
の他に、エンジン回転数検出信号Ｓｃ，吸気圧負圧検出
信号Ｓｄ，アクセル開度信号Ｓ８及び主スロットル弁開
度信号Ｖ１６等をパラメータとして副スロットル弁４の
目標開度を決定する。

【００４６】そして、マイクロコンピュータ１８は、Ｒ
ＡＭに記憶されている副スロットル弁４の全閉位置学習
値に基いて、副スロットル弁４の全開位置から目標開度
までの駆動パルス数、若しくは、副スロットルセンサ１
７の副スロットル弁開度信号Ｖ１７が示す副スロットル
弁４の現在の開度位置から目標開度までの駆動パルス数
を演算し、以て、駆動回路１９を介してステップモータ
９にその駆動パルスを与えて副スロットル弁４を目標開
度に制御する。

【００４７】従って、スロットルボディ１からの内燃機
関への吸気量が減少し、これにともなって、燃料の噴射
量が減少してその出力が低下し、以て、駆動輪のスリッ
プが防止されるようになる。

【００４８】このように、本実施例によれば、マイクロ
コンピュータ１８は、副スロットル弁４を全開位置から
従動ギヤ１１の全閉側当接部１１ｂが全閉ストッパ１３
に当接する全閉位置（全閉ストッパ位置）まで回動させ
て、その間にスロットル弁４を駆動するステップモータ
９に与えられる駆動パルス数をカウントし、そのカウン
ト値（駆動パルス数）を全閉位置学習値として記憶させ
るようにした。

【００４９】この場合、マイクロコンピュータ１８は、
副スロットル弁４を、全開位置から全閉位置近傍の所定
開度までは高速度ＶＦで駆動し、その所定開度から全閉
位置即ち従動ギヤ１１の全閉側当接部１１ｂが全閉スト
ッパ１３に当接する位置までは低速度ＶＳで駆動するよ
うにしたので、全閉位置学習時間を短かくすることがで
きるとともに、従動ギヤ１１が全閉ストッパ１３に衝撃
的に接触することが緩和されることになって、ステップ
モータ９が脱調を生ずることはない。

【００５０】そして、前述したように、副スロットル弁
４を全閉位置（全閉ストッパ位置）まで駆動することに
よって全閉位置学習を行なうようにしているので、従来
の全閉位置検出器を用いる場合に比し、高精度の学習を
行なうことができ、特に、副スロットル弁４が全閉位置
（全閉ストッパ位置）になっても、その後も数パルス
（例えば３パルス）分だけステップモータ９に駆動パル
スを与えるようにしたので、副スロットルセンサ１７に
検出誤差があっても全閉位置学習を確実に行なうことが
できる。

【００５１】しかも、マイクロコンピュータ１８による
副スロットル弁４の全閉位置学習は、車両の始動時、即
ち、イグニッションスイッチのオン時に毎回行なわれる
ようになるので、トラクション制御等の副スロットル弁
４による制御を正確に行なうことができ、従来の如き制
御不良を生ずることがない。

【００５２】尚、本発明は上記実施例にのみ限定される
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形して
実施し得ることは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】本発明のスロットル制御装置は以上説明
したように、スロットルを、ステップモータによって、
全開位置から所定開度まで高速度で駆動させ、所定開度
から全閉位置（全閉ストッパ位置）まで低速度で駆動さ
せるようにして、その間にステップモータに与えられる
駆動パルス数を全閉位置学習値とするようにしたので、
スロットル弁の全閉位置学習を高精度に行なうことがで
き、ステップモータが脱調を生ずることがないととも
に、制御不良を生ずることもないという優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す作用説明用のフローチ
ャート

【図２】全体の概略的構成図

【図３】一部断面して示すスロットルボディの側面図

【図４】副スロットル弁の開度特性図

【符号の説明】

図面中、１はスロットルボディ、２は吸気通路、３は主
スロットル弁、３ａはスロットル軸、４は副スロットル
弁（スロットル弁）、４ａはスロットル軸、７はアクセ
ル、９はステップモータ、１０は駆動ギヤ、１１は従動
ギヤ、１２は全開ストッパ、１３は全閉ストッパ、１６
は主スロットルセンサ、１７は副スロットルセンサ（ス
ロットルセンサ）、１８はマイクロコンピュータ（制御
手段）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の運転状態に応じて出力される駆動
   パルスにより駆動されるステップモータを介して内燃機
   関のスロットル弁の開度制御を行なうようにしたスロッ
   トル制御装置において、 前記スロットル弁の開度に応じた出力信号を出力するス
   ロットルセンサと、 前記車両の始動時において、前記ステップモータに高速
   用駆動パルスを与えることにより前記スロットル弁を全
   開位置から全閉位置方向に高速度で駆動させ、その後、
   前記スロットルセンサが全閉位置近傍の所定開度を示す
   出力信号を出力すると、前記ステップモータに低速用駆
   動パルスを与えることにより前記スロットル弁を全閉位
   置方向に低速度で駆動させ、そして、前記スロットルセ
   ンサの出力信号の変化がなくなったときに、その後も数
   パルス分の低速用駆動パルスを前記ステップモータに与
   える制御手段とを具備し、 前記制御手段は、前記スロットル弁の全開位置から前記
   スロットルセンサの出力信号が変化しなくなるまでの間
   に前記ステップモータに与えられる駆動パルス数を記憶
   して前記スロットル弁の全閉位置を学習するように構成
   されていることを特徴とするスロットル制御装置。