JPH0727009A - スロットルバルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン可動中にスロットルバルブを駆動す
るステップモータを脱調させることがなく、全閉ステッ
プを検知可能なスロットルバルブ制御装置を提供するこ
と。 【構成】 スロットルバルブ制御装置１７は、イグニッ
ションキー４０をオフした時にも電源を供給するＥＣＵ
リレー２５と、ステップモータ１５をスロットルバルブ
１２が全閉する方向に１ステップづつ回転させるスロッ
トルバルブ閉駆動プログラム２７と、スロットルバルブ
１２の位置を検出するスロットルセンサ３３と、ステッ
プモータを回転させようとしたときにスロットルバルブ
の回転を検出しない場合にスロットルバルブが全閉状態
にあると判断するスロットルバルブ全閉検知プログラム
２８と、スロットルバルブ１２の全閉状態を検知したと
きのステップに応じて、不揮発性ＲＡＭ２３ａが記憶す
る全閉ステップＳＭＩＮを書き換える全閉ステップ書換
えプログラム２９とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステップモータにより
スロットルバルブの開閉を制御するスロットルバルブ制
御装置に関し、さらに詳細には、運転状態においてスロ
ットルバルブが全閉状態になったときに、発生する恐れ
のあるステップモータの脱調を回避したスロットルバル
ブ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車エンジンのスロットルバル
ブをステップモータにより電子的に制御する方法が実施
され、自動車においてもステップモータの駆動および停
止を制御してスロットルバルブの回転位置を制御するた
めのスロットルバルブ制御装置が広く使用されている。
ここで、スロットルバルブの開閉量をアクセルの踏み込
み量に追従して制御する必要があるため、スロットルバ
ルブ制御装置は、アクセルの踏み込み量をポテンショメ
ータ等でアナログデータとして計測し、そのポテンショ
メータの計測値を一定間隔でサンプリングしＡ／Ｄ変換
して目標値とし、その目標値に応じてステップモータの
停止位置を制御することにより、スロットルバルブの開
閉量を制御している。

【０００３】一方、スロットルバルブは、吸入空気パイ
プ内で回転動作を行っており、全閉状態位置付近におい
て、パイプ内面につかえる等してスロットルバルブに外
力が加わる場合がある。このとき、ステップモータに対
する指示ステップと実際のステップモータの現在位置ス
テップとにずれが発生し、ステップモータが脱調状態と
なる恐れがあった。ステップモータの脱調が発生するの
を防止するために、スロットルバルブを全閉状態になる
前の位置を限界位置と定めて全閉ステップとして記憶
し、スロットルバルブが全閉ステップを越えない範囲内
で、ステップモータの位置を制御することが行われてい
る。しかし、この方法によると、スロットルバルブの限
界位置が安全を見込んで広く採られるため、スロットル
バルブの制御範囲が制限をうけ、スロットルバルブの制
御機能が低下する問題があった。

【０００４】この問題を解決する手段として、特開平４
−２７２４３４号公報において、スロットルバルブ制御
量から求められる開度と実際のスロットルバルブとの偏
差を調べることによりステップモータの脱調状態を検出
する脱調検出手段と、この脱調検出手段による検出に基
づいて脱調が生じない範囲で全閉ステップを調整するガ
ード値調整手段とを有するスロットルバルブ制御装置が
開示されている。この制御装置は、エンジンの可動中に
随時脱調状態の発生を検出して、スロットルバルブの全
閉状態の限界ステップを変更するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スロットルバルブ制御装置には、次に示すような問題が
あった。すなわち、エンジンの可動中にステップモータ
を脱調させることにより、スロットルバルブの全閉限界
を求めているため、ステップモータが脱調したときにス
ロットルバルブは全開方向に付勢するバネにより瞬間的
に全開状態に移動される。ここで、ステップモータによ
り駆動される電気式スロットルバルブと直列に、アクセ
ルと連動された機械式スロットルバルブが付設されてい
るため、電気式スロットルバルブが脱調して全開状態に
された場合、機械式スロットルバルブでエンジンへの吸
入空気量の調整は可能である。しかし、電気的スロット
ルバルブが脱調したとき、しばらくの間アクセルの踏み
込み量と吸入空気量との対応関係が急激に変化する問題
があった。また、機械式スロットルバルブでは、吸入空
気量の微調整が難しいという問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、エンジン可動中にスロットルバルブ
を駆動するステップモータを脱調させることがなく、全
閉ステップを検知可能なスロットルバルブ制御装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のスロットルバルブ制御装置は、アクセルの踏み
込み量を検出するアクセル量検出手段と、スロットルバ
ルブを駆動するステップモータと、スロットルバルブが
全閉状態にある全閉ステップを記憶する全閉ステップ記
憶手段とを有し、全閉ステップを越えない範囲内で、ア
クセル量検出手段が検出したアクセル量に応じてステッ
プモータの位置制御を行うスロットルバルブ制御装置で
あって、（１）イグニッションキーをオフした時にも、
スロットルバルブ制御装置に電源を供給する制御電源回
路と、（２）イグニッションキーがオフされた時に制御
電源回路からの電源の供給を受けて、ステップモータを
スロットルバルブが全閉する方向に、１ステップづつ回
転させるスロットルバルブ閉駆動手段と、（３）スロッ
トルバルブの回転位置を検出するスロットルバルブ検出
手段と、（４）スロットルバルブ閉駆動手段がステップ
モータを回転させようとしたときに、スロットルバルブ
検出手段がスロットルバルブの回転を検出しない場合
に、スロットルバルブが全閉状態にあると判断するスロ
ットルバルブ全閉検知手段と、（５）全閉検知手段がス
ロットルバルブが全閉状態になったときのステップに応
じて、全閉ステップ記憶手段が記憶する全閉ステップを
書き換える全閉ステップ書換え手段とを有している。

【０００８】また、上記構成を有するスロットルバルブ
制御装置において、スロットルバルブ全閉検知手段がス
ロットルバルブが全閉状態にあると判断した後、ステッ
プモータを逆回転させてスロットルバルブを全開位置ま
で回転させるスロットルバルブ全開駆動手段を有するこ
とを特徴とする。

【０００９】また、本発明のスロットルバルブ制御装置
は、アクセルの踏み込み量を検出するアクセル量検出手
段と、スロットルバルブを駆動するステップモータと、
スロットルバルブが全開状態にある全開ステップを記憶
する全開ステップ記憶手段とを有し、全開ステップを越
えない範囲内で、アクセル量検出手段が検出したアクセ
ル量に応じてステップモータの位置制御を行うスロット
ルバルブ制御装置であって、（１）イグニッションキー
をオフした時にも、スロットルバルブ制御装置に電源を
供給する制御電源回路と、（２）イグニッションキーが
オフされた時に、制御電源回路からの電源の供給を受け
て、ステップモータをスロットルバルブが全開する方向
に、１ステップづつ回転させるスロットルバルブ開駆動
手段と、（３）スロットルバルブの回転位置を検出する
スロットルバルブ検出手段と、（４）スロットルバルブ
開駆動手段がステップモータを回転させようとしたとき
に、スロットルバルブ検出手段がスロットルバルブの回
転を検出しない場合に、スロットルバルブが全開状態に
あると判断するスロットルバルブ全開検知手段と、
（５）全開検知手段がスロットルバルブが全開状態にな
ったときのステップに応じて、全開ステップ記憶手段が
記憶する全開ステップを書き換える全開ステップ書換え
手段とを有している。

【００１０】また、本発明のスロットルバルブ制御装置
は、アクセルの踏み込み量を検出するアクセル量検出手
段と、スロットルバルブを駆動するステップモータと、
スロットルバルブが全閉状態にある全閉ステップを記憶
する全閉ステップ記憶手段とを有し、全閉ステップを越
えない範囲内で、アクセル量検出手段が検出したアクセ
ル量に応じてステップモータの位置制御を行うスロット
ルバルブ制御装置であって、（１）イグニッションキー
をオフした時にも、スロットルバルブ制御装置に電源を
供給する制御電源回路と、（２）イグニッションキーが
オフされた時に、前記制御電源回路からの電源の供給を
受けて、ステップモータをスロットルバルブが全閉する
方向に、１ステップづつ回転させるスロットルバルブ閉
駆動手段と、（３）スロットルバルブが回転できなかっ
たときに発生するステップモータの脱調を検出し、脱調
したときの脱調ステップを記憶する脱調検知手段と、
（４）脱調検知手段が記憶する脱調ステップに応じて、
全閉ステップ記憶手段が記憶する全閉ステップを書き換
える全閉ステップ書換え手段とを有している。

【００１１】また、上記構成を有するスロットルバルブ
制御装置において、スロットルバルブを全開側に付勢す
るスロットルバルブ付勢手段と、スロットルバルブを全
開位置で停止させるストッパであって、スロットルバル
ブ付勢手段によりスロットルバルブが衝突されるときの
衝撃を和らげるための緩衝部材を備える全開ストッパと
を有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】このような構成を有する本発明のスロットルバ
ルブ制御装置のアクセル量検出手段は、アクセルの踏み
込み量を検出する。検出されたアクセルの踏み込み量
は、一定間隔でサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換されてス
ロットルバルブ制御装置に入力される。また、ステップ
モータはスロットルバルブを回転駆動させ、所定の位置
で保持する。また、全閉ステップ記憶手段は、スロット
ルバルブが全閉状態にある全閉ステップを記憶する。そ
して、スロットルバルブ制御装置は、全閉ステップを越
えない範囲内で、アクセル量検出手段が検出したアクセ
ル量に応じてステップモータの位置制御を行う。

【００１３】制御電源回路は、イグニッションキーがオ
フされた時にもスロットルバルブ制御装置に、バッテリ
ーから電源を供給する。これにより、イグニッションキ
ーがオフされている状態でスロットルバルブを駆動する
ことが可能となる。スロットルバルブ閉駆動手段は、イ
グニッションキーがオフされた時に制御電源回路からの
電源の供給を受けて、ステップモータをスロットルバル
ブが全閉する方向に、１ステップづつ回転させる。ま
た、スロットルバルブ検出手段は、スロットルバルブの
回転位置を検出する。また、スロットルバルブ全閉検知
手段は、スロットルバルブ閉駆動手段がステップモータ
を回転させようとしたときに、スロットルバルブ検出手
段がスロットルバルブの回転を検出しない場合に、スロ
ットルバルブが全閉状態にあると判断する。また、全閉
ステップ書換え手段は、全閉検知手段がスロットルバル
ブが全閉状態になったときのステップに応じて、全閉ス
テップ記憶手段が記憶する全閉ステップを書き換える。
また、スロットルバルブ全開駆動手段は、スロットルバ
ルブ全閉検知手段がスロットルバルブが全閉状態にある
と判断した後、ステップモータを逆回転させてスロット
ルバルブを全開位置まで回転させる。

【００１４】また、本発明のスロットルバルブ制御装置
の全開ステップ記憶手段は、スロットルバルブが全開状
態にある全開ステップを記憶する。そして、スロットル
バルブ制御装置は、全開ステップを越えない範囲内で、
アクセル量検出手段が検出したアクセル量に応じてステ
ップモータの位置制御を行う。スロットルバルブ開駆動
手段は、イグニッションキーがオフされた時に、制御電
源回路からの電源の供給を受けて、ステップモータをス
ロットルバルブが全開する方向に、１ステップづつ回転
させる。また、スロットルバルブ全開検知手段は、スロ
ットルバルブ開駆動手段がステップモータを回転させよ
うとしたときに、スロットルバルブ検出手段がスロット
ルバルブの回転を検出しない場合に、スロットルバルブ
が全開状態にあると判断する。また、全開ステップ書換
え手段は、全開検知手段がスロットルバルブが全開状態
になったときのステップに応じて、全開ステップ記憶手
段が記憶する。

【００１５】また、脱調検知手段は、スロットルバルブ
が回転できなかったときに発生するステップモータの脱
調を検出し、脱調したときの脱調ステップを記憶する。
また、全閉ステップ書換え手段は、脱調検知手段が記憶
する脱調ステップに応じて、全閉ステップ記憶手段が記
憶する全閉ステップを書き換える。また、スロットルバ
ルブ付勢手段は、スロットルバルブを全開側に付勢す
る。また、全開ストッパは、スロットルバルブを全開位
置で停止させるストッパであって、スロットルバルブ付
勢手段によりスロットルバルブが衝突されるときの衝撃
を和らげるための緩衝部材を備える。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１に第一の実施例であるスロット
ルバルブ制御装置１７の構成をブロック図で示す。自動
車用ガソリンエンジン１１に、ガソリンと空気の混合気
体を吸気する吸入空気パイプ１３が接続している。吸入
空気パイプ１３には、ガソリンエンジン１１に供給する
混合気体の量を調節するための機械式スロットルバルブ
３２および電気式スロットルバルブであるスロットルバ
ルブ１２が直列に配設されている。スロットルバルブ１
２は、吸入空気パイプ１３に対してスロットル軸１４を
中心に回転可能に保持されている。スロットル軸１４
は、減速機構を介してステップモータ１５の出力軸に接
続している。また、スロットル軸１４には、スロットル
軸１４の回転角度を検出するためのスロットルセンサ３
３が接続している。機械式スロットルバルブ３２は、ア
クセルと機械的に接続され、アクセルの踏み込み量に対
応して回転する。

【００１７】ステップモータ１５は、スロットルバルブ
制御装置１７のステップモータ用の駆動回路１８に接続
している。駆動回路１８は、演算装置であるＣＰＵ１９
に接続している。ＣＰＵ１９には、一時的にデータ等を
記憶するためのＲＡＭ２３、制御プログラム等を記憶し
ているＲＯＭ２２が接続している。ＲＡＭ２３は、電源
がオフされた場合に記憶が維持される不揮発性ＲＡＭ２
３ａを含んでいる。また、ＣＰＵ１９には、ポテンショ
メータ１６が計測するアナログデータであるアクセルデ
ータをＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄコンバータ２１が接
続している。Ａ／Ｄコンバータ２１は、入力信号処理部
２０を介してアクセルの踏み込み量を計測するためのポ
テンショメータ１６に接続している。また、ＣＰＵ１９
には、入力信号処理部２０を介してメインリレー４１の
ノーマルオープン接点（以下Ａ接点と言う。）の一方が
接続している。また、この接点は、スロットルバルブ制
御装置１７に制御電源Ｂとして接続している。また、こ
の接点の一方は、他の電装品に接続している。

【００１８】メインリレー４１のＡ接点の他方は、バッ
テリ２４に接続している。また、バッテリ２４は、イグ
ニッションキー４０のＡ接点の一方に接続している。ま
た、イグニッションキー４０がオフされたときに、スロ
ットルバルブ制御装置１７に電源を供給するためのＥＣ
Ｕリレー２５のＡ接点の一方に接続している。イグニッ
ションキー４０のＡ接点の他方は、メインリレー４１の
コイルに接続している。ＥＣＵリレー２５のＡ接点の他
方は、スロットルバルブ制御装置に制御電源Ｂとして接
続している。ＥＣＵリレー２５のコイルは、出力回路２
６に接続している。出力回路２６は、ＣＰＵ１９に接続
している。

【００１９】ＲＯＭ２２には、ポテンショメータ１６が
計測するアクセルデータを一定のサンプリング時間Ｔ毎
にサンプリングするためのサンプリングプログラム３８
が記憶されている。また、ＲＯＭ２２には、そのサンプ
リング値とステップモータの現在位置との差を演算し
て、その差に応じて駆動回路１８を介してステップモー
タ１５を加速し、ステップモータ１５がサンプリング値
に近づいたときにステップモータ１５を減速させ、サン
プリング値でステップモータ１５を停止させるステップ
モータ加減速プログラム３４が記憶されている。

【００２０】また、ＲＯＭ２２には、スロットルバルブ
１２を全閉方向に１ステップづつ回転させるスロットル
バルブ閉駆動プログラム２７が記憶されている。また、
ＲＯＭ２２には、スロットルバルブ閉駆動プログラム２
７によりステップモータ１５を回転させたときに、スロ
ットルセンサ３３がスロットルバルブ１２の回転を検出
しない場合に、スロットルバルブ１２が全閉状態にある
と判断する全閉検知プログラム２８が記憶されている。
また、ＲＯＭ２２には、全閉検知プログラム２８がスロ
ットルバルブ１２が全閉状態になったときのステップに
応じて、全閉ステップを書き換える全閉ステップ書換え
プログラム２９が記憶されている。また、ＲＯＭ２２に
は、スロットルバルブ全閉検知プログラム２８がスロッ
トルバルブ１２が全閉状態にあると判断した後、ステッ
プモータ１５を逆回転させてスロットルバルブ１２を全
開位置まで回転させるスロットルバルブ全開駆動プログ
ラム３０が記憶されている。

【００２１】次に、上記構成を有するスロットルバルブ
制御装置１７の作用について説明する。図２および図７
に本実施例のスロットルバルブ制御装置１７の作用をフ
ローチャートで示す。アクセルが運転者により操作され
ると、ポテンショメータ１６がアクセルの移動量をリニ
アなアナログデータとして計測する。ＣＰＵ１９は、サ
ンプリングプログラム３８により、図７に示すように、
ポテンショメータ１６のアナログデータを一定のサンプ
リング時間毎に入力信号処理部２０から取り込んで、Ａ
／Ｄコンバータ２１によりＡ／Ｄ変換して、その値をサ
ンプリングした値をアクセル開度ＴＡＣＣとしてＲＡＭ
２３に記憶する（Ｓ６１）。そして次に、アクセル開度
ＴＡＣＣに応じて、スロットルバルブ１４の目標位置を
計算し、ステップモータ１５の目標ステップＴＳＴＥＰ
としてＲＡＭ２３に記憶する（Ｓ６２）。

【００２２】図２は、ステップモータ１５の１ステップ
動作毎に起動されるプログラムで、イグニッションキー
４０がオフでない場合（Ｓ１，ＮＯ）、Ｓ２へ進む。そ
して、目標ステップＴＳＴＥＰへ向けて、ステップモー
タ１５の現在ステップＳＴＥＰを１ステップ増減する
（Ｓ２）。そして、ステップモータ加減速プログラム３
４により、目標ステップＴＳＴＥＰとステップモータ１
５の現在ステップＳＴＥＰとの偏差Ｈを演算して、その
偏差Ｈに応じてステップモータを加減速させるためのデ
ータＭＳＰＤを決定する（Ｓ３）。すなわち、偏差Ｈが
大きければＭＳＰＤを１づつ増加させステップモータ１
５を増速し、偏差Ｈが小さくなるとＭＳＰＤを１づつ減
少させてステップモータ１５を減速する。次に、現在ス
テップＳＴＥＰの下位３ｂｉｔの０〜７の数値を用い
て、図９に示す励磁パターンによりステップモータ１５
に供給する（Ｓ４）。そして、図１０に示す励磁時間だ
け上記励磁パルスを供給する（Ｓ５）。

【００２３】次に、本発明の主要部であるイグニッショ
ンキー４０がオフされた後のスロットルバルブ１２の制
御について図２のフローチャートに基づいて説明する。
本実施例のスロットルバルブ制御装置１７によれば、イ
グニッションキー４０がオフされたときに、ＣＰＵ１９
が出力回路２６を介してＥＣＵリレー２５のコイルに通
電しているので、スロットルバルブ制御装置１７には、
ＥＣＵリレー２５のＡ接点を介してバッテリ２４から電
源Ｂが供給されている。従って、運転者がイグニッショ
ンキー４０をオフさせて、エンジン１１を停止させた後
でもスロットルバルブ制御装置１７は駆動を続けること
が可能である。

【００２４】イグニッションキー４０がオフされた場合
（Ｓ１，ＹＥＳ）、スロットルバルブ１２を全開させる
ための開要求フラグが１でない場合（Ｓ６，ＮＯ）、Ｓ
７へ進む。イグニッションキー４０をオンしたときに、
イニシャライズ処理により開要求フラグはイグニッショ
ンキー４０がオン状態のとき０になっているので、始め
はＳ７へ進む。次に、現在のスロットルセンサ３３が検
出しているスロットルバルブ１２の開度が、アイドル開
度以下（すなわちエンジン１１にアイドリングを行わせ
ている時のスロットルバルブ１２の開度より全閉状態に
近い状態）でない場合（Ｓ７，ＮＯ）、ＴＳＴＥＰをア
イドル開度にし、アイドル位置までスロットルバルブ１
２を加減速制御で速やかに移動させる（Ｓ８）。通常
は、イグニッションキー４０がオフされるのは、エンジ
ン１１がアイドリング中であって、スロットルバルブ１
２は全閉位置に近いアイドル開度にあるので、Ｓ８の制
御が行われる頻度はきわめて少ない。しかし、スロット
ルバルブ１２が開いた状態でイグニッションキー４０が
オフされた場合は、Ｓ８によりスロットルバルブを早急
にアイドル状態まで閉じた後、本制御を行っている。こ
れは、エンジン停止時のバッテリ２４の消費を抑えるた
めである。

【００２５】次に、スロットルバルブ１２の位置がアイ
ドル開度以下の場合（Ｓ７，ＹＥＳ）、ステップモータ
の前回ステップ値ＴＡＯが０か否かを判定する（Ｓ
９）。ＴＡＯは、イグニッションキー４０がオンされた
ときに、０にイニシャライズされているので、ＴＡＯが
０であることはＳ９〜Ｓ１８の処理に初めて入ってきた
ことを示しているため（Ｓ９，ＹＥＳ）、スロットルバ
ルブ１２の全閉動作に入る。すなわち、ステップを１づ
つ減数しながら（Ｓ１２）、ＭＳＰＤ＝０とする（Ｓ１
３）。次に、現在のスロットルセンサ３３が検出してい
るスロットルバルブ１２の開度ＴＡをＴＡＯに代入する
（Ｓ１４）。そして、ＭＳＰＤ＝０であるから、図１０
に示すように１ステップ２５ｍｓｅｃの最低速度で、ス
テップモータ１５を駆動する（Ｓ４，Ｓ５）。ステップ
モータ１５の駆動を１ステップ２５ｍｓｅｃとしている
のは、スロットルセンサ３３のサンプリング時間が６ｍ
ｓｅｃであり、それより十分長い時間をとることによ
り、ステップモータ１５が駆動中に確実にスロットルバ
ルブ１２の開度の変化を検出するためである。

【００２６】次回からＳ９において、ＴＡＯは０でない
ので（Ｓ９，ＮＯ）、ＴＡＯとＴＡとの差を演算してＤ
ＴＡとする（Ｓ１０）。次に、ステップモータ１５が１
ステップ回転した時に、スロットルバルブ１２が回転す
べき設計値である所定値ＳＡとＤＴＡとを比較する（Ｓ
１１）。ＳＡ＞ＤＴＡでないならば（Ｓ１１，ＮＯ）、
Ｓ１２へ進み、全閉方向へスロットルバルブ１２を順次
回転させる（Ｓ１２〜Ｓ１４，Ｓ４，Ｓ５）。ＳＡ＞Ｄ
ＴＡならば（Ｓ１１，ＹＥＳ）、ステップモータ１５の
現在ステップＳＴＥＰに１加算し（Ｓ１５）、その値を
全閉ステップＳＭＩＮとして全閉ステップ記憶手段であ
る不揮発性ＲＡＭ２３ａに記憶する（Ｓ１６）。すなわ
ち、ＳＡ＞ＤＴＡであるということは、ステップモータ
１５に１ステップ駆動させる励磁パルスを与えたにもか
かわらず、実際のスロットルバルブ１２が所定値ＳＡだ
け回転しなかったことを意味するので、現在ステップＳ
ＴＥＰより１つ前のステップを全閉位置での限界である
全閉ステップとするのである。ここで、Ｓ９〜Ｓ１４が
スロットルバルブ全閉検知プログラム２８の内容であ
り、Ｓ１５〜Ｓ１６が全閉ステップ書換えプログラム２
９である。

【００２７】以上詳細に説明したように、本実施例のス
ロットルバルブ制御装置１７によれば、これらのプログ
ラムがイグニッションキー４０がオフされている状態で
実行されるので、自動車の運転に影響を与えることな
く、全閉ステップの限界位置を確実に学習することがで
きる。また、イグニッションキー４０をオフする毎に全
閉ステップの限界位置を学習しているので、部品のばら
つき、温度による変化、経時変化によらず、全閉ステッ
プを確実に把握できるため、運転中にステップモータ１
５を脱調させずに、かつ広い動作範囲で制御することが
できる。また、全閉ステップを基準位置とすることによ
りスロットルバルブ１２の開閉制御を正確に行うことが
できる。

【００２８】次に、開要求フラグを１とし（Ｓ１７）、
スロットルバルブ１２を初期状態である全開位置に戻す
ために、目標ＴＳＴＥＰに全開ステップＳＭＡＸを入れ
る（Ｓ１８）。次に、目標ステップに応じてＳＴＥＰを
更新し（Ｓ２）、ＭＳＰＤを計算して（Ｓ３）、ステッ
プモータ１５を駆動する（Ｓ４，Ｓ５）。次に、開要求
フラグ＝１なので（Ｓ６，ＹＥＳ）、Ｓ１９へ進み、ス
テップモータ１５の現在ステップＳＴＥＰが全開ステッ
プＳＭＡＸと等しくなるまで、順次ステップモータ１５
の駆動を繰り返す（Ｓ２〜Ｓ５）。そして、ステップモ
ータ１５の現在ステップＳＴＥＰが全開ステップＳＭＡ
Ｘと等しくなると（Ｓ１９，ＹＥＳ）、出力回路２６を
介してＥＣＵリレー２５のコイルへの通電をオフする
（Ｓ２０）。これにより、スロットルバルブ制御装置１
７への全ての通電が遮断される。

【００２９】以上説明したように、本実施例のスロット
ルバルブ制御装置１７では、全閉ステップを学習した後
で、ステップモータ１５を全開ステップまで順次駆動し
ているので、スロットルバルブ１２をゆっくりと全開状
態に移動できるため、スロットルバルブ１２が全開スト
ッパと当接したときの衝撃音をなくすことができる。従
来、スロットルバルブ１２は、全開位置にバネにより戻
されていたが、本実施例の場合、イグニッションキー４
０がオフされた後、スロットルバルブ１２を駆動してい
るため、運転者に無用の心配をかけることになる。従っ
て、本実施例では、スロットルバルブ１２をバネによら
ず、ステップモータ１５を駆動して戻すことに特別の効
果がある。

【００３０】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。第二の実施例の特徴は、全閉ステップを検知する
代わりに全開ステップを検知していることである。図３
に第二の実施例のスロットルバルブ制御装置１７の全体
構成をブロック図で示し、その作用を図４にフローチャ
ートで示す。概略の構成および作用は第一実施例と同様
であるので、異なる点のみ説明する。ＲＯＭ２２には、
スロットルバルブ１２を全開方向に１ステップづつ回転
させるスロットルバルブ開駆動プログラム３５が記憶さ
れている。また、ＲＯＭ２２には、スロットルバルブ開
駆動プログラム３５によりステップモータ１５を回転さ
せたときに、スロットルセンサ３３がスロットルバルブ
１２の回転を検出しない場合に、スロットルバルブ１２
が全開状態にあると判断するスロットルバルブ全開検知
プログラム３６が記憶されている。また、ＲＯＭ２２に
は、スロットルバルブ全開検知プログラム３６がスロッ
トルバルブ１２が全開状態になったときのステップに応
じて、全開ステップＰを書き換える全開ステップ書換え
プログラム３７が記憶されている。

【００３１】次に、第二実施例の作用について、第一実
施例と異なる点のみ説明する。イグニッションキー４０
がオフされた場合（Ｓ４１，ＹＥＳ）、Ｓ４７へ進む。
次に、現在のスロットルセンサ３３が検出しているスロ
ットルバルブ１２の開度が、全開ステップ近傍の所定値
以上でない場合（Ｓ４７，ＮＯ）、ＴＳＴＥＰを全開ス
テップ近傍の所定値にし、スロットルバルブ１２を加減
速制御で速やかに移動させる（Ｓ４８）。

【００３２】次に、スロットルバルブ１２の位置が全開
ステップ近傍の所定値以上の場合（Ｓ４７，ＹＥＳ）、
ステップモータの前回ステップ値ＴＡＯが０か否かを判
定する（Ｓ４９）。ＴＡＯは、イグニッションキー４０
がオンされたときに、０にイニシャライズされているの
で、ＴＡＯが０であることはＳ４９〜Ｓ５７の処理に初
めて入ってきたことを示しているため（Ｓ４９，ＹＥ
Ｓ）、スロットルバルブ１２の全開動作に入る。すなわ
ち、ステップを１づつ増数しながら（Ｓ５２）、ＭＳＰ
Ｄ＝０とする（Ｓ５３）。次に、現在のスロットルセン
サ３３が検出しているスロットルバルブ１２の開度ＴＡ
をＴＡＯに代入する（Ｓ５４）。そして、ＭＳＰＤ＝０
であるから、図１０に示すように１ステップ２５ｍｓｅ
ｃの最低速度で、ステップモータ１５を駆動する（Ｓ４
４，Ｓ４５）。ステップモータ１５の駆動を１ステップ
２５ｍｓｅｃとしているのは、スロットルセンサ３３の
サンプリング時間が６ｍｓｅｃであり、それより十分長
い時間をとることにより、ステップモータ１５が駆動中
に確実にスロットルバルブ１２の開度の変化を検出する
ためである。

【００３３】次回からＳ４９において、ＴＡＯは０でな
いので（Ｓ４９，ＮＯ）、ＴＡＯとＴＡとの差を演算し
てＤＴＡとする（Ｓ５０）。次に、ステップモータ１５
が１ステップ回転した時に、スロットルバルブ１２が回
転すべき設計値である所定値ＳＢとＤＴＡとを比較する
（Ｓ５１）。ＳＢ＞ＤＴＡでないならば（Ｓ５１，Ｎ
Ｏ）、Ｓ５２へ進み、全開方向へスロットルバルブ１２
を順次回転させる（Ｓ５２〜Ｓ５４，Ｓ４４，Ｓ４
５）。ＳＢ＞ＤＴＡならば（Ｓ５１，ＹＥＳ）、ステッ
プモータ１５の現在ステップＳＴＥＰに１減算し（Ｓ５
５）、その値を全開ステップＳＭＡＸとして全開ステッ
プ記憶手段である不揮発性ＲＡＭ２３ａに記憶する（Ｓ
５６）。

【００３４】すなわち、ＳＢ＞ＤＴＡであるということ
は、ステップモータ１５に１ステップ駆動させる励磁パ
ルスを与えたにもかかわらず、実際のスロットルバルブ
１２が所定値ＳＢだけ回転しなかったことを意味するの
で、現在ステップＳＴＥＰより１つ前のステップを全開
位置での限界である全開ステップＳＭＡＸとするのであ
る。以上説明したＳ４９〜Ｓ５４がスロットルバルブ全
開検知プログラム３６の内容であり、Ｓ５５〜Ｓ５６が
全開ステップ書換えプログラム３７である。これらのプ
ログラムがイグニッションキー４０がオフされている状
態で実行されるので、自動車の運転に影響を与えること
なく、全開ステップの限界位置を確実に学習することが
できる。また、イグニッションキー４０をオフする毎に
全開ステップの限界位置を学習しているので、部品のば
らつき、温度による変化、経時変化によらず、全開ステ
ップを確実に把握できるため、運転中にステップモータ
１５を脱調させずに、かつ広い動作範囲で制御すること
ができる。また、全開ステップを基準位置とすることに
よりスロットルバルブ１２の開閉制御を正確に行うこと
ができる。

【００３５】次に、リレー出力をオフとし（Ｓ５７）、
出力回路２６を介してＥＣＵリレー２５のコイルへの通
電をオフする。これにより、スロットルバルブ制御装置
１７への全ての通電が遮断される。以上第一実施例と第
二実施例とを別々に説明したが、第一実施例と第二実施
例とを組み合わせて実施することも可能である。

【００３６】次に、第三実施例について説明する。第三
実施例の特徴は、全閉ステップの検出にステップモータ
１５の脱調検出を利用している点である。しかし、従来
運転中に脱調を検出していたのと異なり、イグニッショ
ンキー４０をオフした後、脱調を発生させ脱調を検知し
ているので、運転に影響を与えることがない方法であ
る。図５に第三実施例の全体構成をブロック図で示す。
第一実施例と異なっているのは、スロットルバルブ全閉
検知プログラム２８の代わりに、脱調検知プログラム３
１がＲＯＭ２２に記憶されている点、およびスロットル
バルブ全開駆動プログラム３０が省略されている点であ
る。

【００３７】次に、第三実施例の作用を図６のフローチ
ャートに基づいて説明する。運転中は、イグニッション
キー４０がオン状態であり（Ｓ２１，ＮＯ）、ＣＰＵ１
９は、サンプリングプログラム３８により、図７に示す
ように、ポテンショメータ１６のアナログデータを一定
のサンプリング時間毎に入力信号処理部２０から取り込
んで、Ａ／Ｄコンバータ２１によりＡ／Ｄ変換して、そ
の値をサンプリングアクセル開度ＴＡＣＣとしてＲＡＭ
２３に記憶する（Ｓ６１）。そして次に、アクセル開度
ＴＡＣＣに応じてスロットルバルブ１４の目標位置を計
算し、ステップモータ１５の目標ステップＴＳＴＥＰと
してＲＡＭ２３に記憶する（Ｓ６２）。図６のＳ２５で
は、目標ステップＴＳＴＥＰへ向けて、現在ステップＳ
ＴＥＰを１ステップ増減する。そして、ステップモータ
加減速プログラム３４により、目標ステップＴＳＴＥＰ
とステップモータ１５の現在ステップＳＴＥＰとの差Ｈ
を演算して、その偏差Ｈに応じてステップモータを加減
速させるためのデータＭＳＰＤを決定する（Ｓ２６）。
すなわち、偏差Ｈが大きければＭＳＰＤを１づつ増加さ
せステップモータ１５を増速し、偏差Ｈが小さくなると
ＭＳＰＤを１づつ減少させてステップモータ１５を減速
する。次に、図１０に示すように、ＳＴＥＰに対応する
ステップモータ１５の励磁パターンを、ＳＴＥＰの下位
３ｂｉｔを用い、図９に示す励磁パターンによりステッ
プモータ１５に供給する（Ｓ２７）。そして、図１０に
示す励磁時間だけ上記励磁パルスを供給する（Ｓ２
８）。

【００３８】イグニッションキー４０がオフされると
（Ｓ２１，ＹＥＳ）、脱調検出が動作中か否かを判定す
る（Ｓ２２）。最初は、ＮＯであり、Ｓ２３へ進む。次
に、現在ステップＳＴＥＰが所定開度以下か否かを判定
する（Ｓ２３）。ここで、所定開度は機械のばらつきや
経時変化を考慮して決定されるが、第一実施例と同様ア
イドル開度としても良い。所定開度以上の場合は（Ｓ２
３，ＮＯ）、目標ステップＴＳＴＥＰを所定開度として
（Ｓ２４）、早急に現在ステップを所定開度に移動させ
る（Ｓ２５〜Ｓ２８）。現在ステップＳＴＥＰが所定開
度以下になると（Ｓ２３，ＹＥＳ）、ＳＴＥＰを１づつ
減算して（Ｓ３０）、ＭＳＰＤ＝０として（Ｓ３１）、
検出動作が開始されたことを示す検出動作フラグをオン
する（Ｓ３２）。

【００３９】これにより、ステップモータ１５は全閉ス
テップに向けて１ステップづつ駆動される。次に、検出
動作フラグがオンされているので（Ｓ２２，ＹＥＳ）、
スロットルセンサ３３が検出しているスロットルバルブ
の開度ＴＡが、ステップモータ１５が１ステップ駆動さ
れるときにスロットルバルブ１２が回転すべき設計値よ
り大きい任意の所定値ＳＣより小さければ（Ｓ２９，Ｎ
Ｏ）、脱調が発生していないと判断して全閉ステップへ
の動作を繰り返す（Ｓ３０〜Ｓ３２，Ｓ２７，２８）。
ステップモータ１５が脱調した場合は、スロットルバル
ブ１２は一気に全開位置まで、全開方向に付勢するバネ
（図示せず）により戻されるため、スロットルバルブ１
２の開度ＴＡは所定値ＳＣより大きくなる（Ｓ２９，Ｙ
ＥＳ）。本実施例では、ステップモータ１５を最低速度
（ＭＳＰＤ＝０）で駆動しているので、脱調位置が正確
に検出できる。

【００４０】脱調を検出したならば、全閉ステップＳＭ
ＩＮを脱調発生時のステップＳＴＥＰに４加えたステッ
プＳＴＥＰ＋４とする。ここで、ＳＭＩＮ＝ＳＴＥＰ＋
４としているのは、本実施例のステップモータ１５では
図９に示すように、８ステップで励磁相が一巡するの
で、スロットルバルブ１２が全閉位置で停止した後、４
ステップ以上閉方向へ励磁を進めると、その８ステップ
開側の同一励磁相の方にスロットルバルブ１２が引き寄
せられて、脱調してしまうことから、脱調を検出したと
きのステップＳＴＥＰに４加えたステップが全閉ステッ
プに到達したステップ位置と考えられるからである。

【００４１】本実施例では、イグニッションキー４０を
オフした後で脱調を発生させ、バネによりスロットルバ
ルブ１２を全開ストッパに衝突させているので、衝撃音
を和らげるため、図１１に示すように、スロットルバル
ブのスロットル軸１４を回転させるラックギア４３が全
開ストッパ４５に当接する部分に、ゴム等の緩衝部材４
５ａを取り付けている。従来より脱調した場合、スロッ
トルバルブ１２は、全開位置にバネにより戻されていた
が、本実施例の場合、イグニッションキー４０がオフさ
れた後、スロットルバルブ１２を駆動しているため、衝
撃音が運転者に無用の心配をかけることになる。従っ
て、本実施例により全開ストッパ４５に緩衝部材４５ａ
を取り付けることには、特別の効果がある。

【００４２】以上説明したように第三実施例によれば、
イグニッションキー４０がオフされている状態で脱調を
発生させ、脱調が発生するステップを検出しているの
で、運転に影響を与えることなく、かつ正確に脱調が発
生するステップを検出できる。図８に第三実施例の変形
例を示す。すなわち、図８にフローチャートで示すよう
に、通常のステップモータ加減速プログラム３４を実行
している中で、スロットルバルブ１２の回転位置ＴＡを
所定値と比較しても良い。

【００４３】以上、いくつかの実施例について本発明を
説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形
改良が可能であることは容易に推察できるものである。
例えば、本実施例では、ガソリンエンジンについて説明
したが他のエンジンのスロットルバルブの制御装置にも
当然実施可能である。また、本実施例では、全閉ステッ
プおよび全開ステップとして限界値のぎりぎりまで使用
しているが、イグニッションキーがオフされた状態で全
閉ステップ等を検出し、安全係数を見てスロットルバル
ブの制御範囲を決定しても良い。また、本実施例では、
イグニッションキーをオフする毎に全閉ステップの検知
を行っているが、イグニッションキーのオンオフ回数を
計数したり、また時間間隔により、一定の間隔をおいて
全閉ステップ等の検知を行うようにしても良い。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のスロットルバルブ制御装置によれば、イグニッシ
ョンキーがオフされた状態で、スロットルバルブ制御装
置に電源を供給し、脱調状態になる全閉ステップ等を検
知し、検知した全閉ステップ等を限界値としてスロット
ルバルブの制御を行っているので、自動車の運転に影響
を与えることなく、全閉ステップの限界位置を確実に学
習することができるため、スロットルバルブを安全かつ
広範囲で制御することができる。また、適当な間隔で全
閉ステップの限界位置を学習することができるので、部
品のばらつき、温度による変化、経時変化が存在して
も、全閉ステップを確実に把握できるため、個別の自動
車に最適な全閉ステップ等の広い動作範囲内でスロット
ルバルブを制御できる。また、全閉ステップ等を基準位
置とすることによりスロットルバルブの開閉制御を正確
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例であるスロットルバルブ制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】第一実施例の作用を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明の第二実施例であるスロットルバルブ制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図４】第二実施例の作用を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の第三実施例であるスロットルバルブ制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図６】第三実施例の作用を示すフローチャートであ
る。

【図７】サンプリングプログラムの作用を示すフローチ
ャートである。

【図８】第三実施例の変形例の作用を示すフローチャー
トである。

【図９】ステップモータの励磁パターンを示すデータ図
である。

【図１０】ステップモータの加減速用の駆動パルスを示
すデータ図である。

【図１１】第三実施例のスロットルバルブの全開ストッ
パの構造を示す分解図である。

【符号の説明】

１２ スロットルバルブ １５ ステップモータ １６ ポテンショメータ １７ スロットルバルブ制御装置 １８ 駆動回路 １９ ＣＰＵ ２１ Ａ／Ｄコンバータ ２３ａ 不揮発性ＲＡＭ ２５ ＥＣＵリレー ２７ スロットルバルブ閉駆動プログラム ２８ スロットルバルブ全閉検知プログラム ２９ 全閉ステップ書換えプログラム ３０ スロットルバルブ全開駆動プログラム ３１ 脱調検知プログラム ３４ ステップモータ加減速プログラム ３５ スロットルバルブ開駆動プログラム ３６ スロットルバルブ全開検知プログラム ３７ 全開ステップ書換えプログラム ３８ サンプリングプログラム ４０ イグニッションキー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセルの踏み込み量を検出するアクセ
   ル量検出手段と、スロットルバルブを駆動するステップ
   モータと、スロットルバルブが全閉状態にある全閉ステ
   ップを記憶する全閉ステップ記憶手段とを有し、全閉ス
   テップを越えない範囲内で、アクセル量検出手段が検出
   したアクセル量に応じてステップモータの位置制御を行
   うスロットルバルブ制御装置において、 イグニッションキーをオフした時にも、前記スロットル
   バルブ制御装置に電源を供給する制御電源回路と、 前記イグニッションキーがオフされた時に、前記制御電
   源回路からの電源の供給を受けて、前記ステップモータ
   を前記スロットルバルブが全閉する方向に、１ステップ
   づつ回転させるスロットルバルブ閉駆動手段と、 前記スロットルバルブの回転位置を検出するスロットル
   バルブ検出手段と、 前記スロットルバルブ閉駆動手段が前記ステップモータ
   を回転させようとしたときに、前記スロットルバルブ検
   出手段がスロットルバルブの回転を検出しない場合に、
   前記スロットルバルブが全閉状態にあると判断するスロ
   ットルバルブ全閉検知手段と、 前記全閉検知手段がスロットルバルブが全閉状態になっ
   たときのステップに応じて、前記全閉ステップ記憶手段
   が記憶する前記全閉ステップを書き換える全閉ステップ
   書換え手段とを有することを特徴とするスロットルバル
   ブ制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するスロットルバルブ制
   御装置において、 前記スロットルバルブ全閉検知手段が前記スロットルバ
   ルブが全閉状態にあると判断した後、前記ステップモー
   タを逆回転させて前記スロットルバルブを全開位置まで
   回転させるスロットルバルブ全開駆動手段を有すること
   を特徴とするスロットルバルブ制御装置。
3. 【請求項３】 アクセルの踏み込み量を検出するアクセ
   ル量検出手段と、スロットルバルブを駆動するステップ
   モータと、スロットルバルブが全開状態にある全開ステ
   ップを記憶する全開ステップ記憶手段とを有し、全開ス
   テップを越えない範囲内で、アクセル量検出手段が検出
   したアクセル量に応じてステップモータの位置制御を行
   うスロットルバルブ制御装置において、 イグニッションキーをオフした時にも、前記スロットル
   バルブ制御装置に電源を供給する制御電源回路と、 前記イグニッションキーがオフされた時に、前記制御電
   源回路からの電源の供給を受けて、前記ステップモータ
   を前記スロットルバルブが全開する方向に、１ステップ
   づつ回転させるスロットルバルブ開駆動手段と、 前記スロットルバルブの回転位置を検出するスロットル
   バルブ検出手段と、 前記スロットルバルブ開駆動手段が前記ステップモータ
   を回転させようとしたときに、前記スロットルバルブ検
   出手段がスロットルバルブの回転を検出しない場合に、
   前記スロットルバルブが全開状態にあると判断するスロ
   ットルバルブ全開検知手段と、 前記全開検知手段がスロットルバルブが全開状態になっ
   たときのステップに応じて、前記全開ステップ記憶手段
   が記憶する前記全開ステップを書き換える全開ステップ
   書換え手段とを有することを特徴とするスロットルバル
   ブ制御装置。
4. 【請求項４】 アクセルの踏み込み量を検出するアクセ
   ル量検出手段と、スロットルバルブを駆動するステップ
   モータと、スロットルバルブが全閉状態にある全閉ステ
   ップを記憶する全閉ステップ記憶手段とを有し、全閉ス
   テップを越えない範囲内で、アクセル量検出手段が検出
   したアクセル量に応じてステップモータの位置制御を行
   うスロットルバルブ制御装置において、 イグニッションキーをオフした時にも、前記スロットル
   バルブ制御装置に電源を供給する制御電源回路と、 前記イグニッションキーがオフされた時に、前記制御電
   源回路からの電源の供給を受けて、前記ステップモータ
   を前記スロットルバルブが全閉する方向に、１ステップ
   づつ回転させるスロットルバルブ閉駆動手段と、 前記スロットルバルブが回転できなかったときに発生す
   る前記ステップモータの脱調を検出し、脱調したときの
   脱調ステップを記憶する脱調検知手段と、 前記脱調検知手段が記憶する前記脱調ステップに応じ
   て、前記全閉ステップ記憶手段が記憶する前記全閉ステ
   ップを書き換える全閉ステップ書換え手段とを有するこ
   とを特徴とするスロットルバルブ制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載するスロットルバルブ制
   御装置において、 前記スロットルバルブを全開側に付勢するスロットルバ
   ルブ付勢手段と、 前記スロットルバルブを全開位置で停止させるストッパ
   であって、前記スロットルバルブ付勢手段により前記ス
   ロットルバルブが衝突されるときの衝撃を和らげるため
   の緩衝部材を備える全開ストッパとを有することを特徴
   とするスロットルバルブ制御装置。