JPH10196411A - Electronically controlled throttle - Google Patents

Electronically controlled throttle

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JPH10196411A
JPH10196411A JP509297A JP509297A JPH10196411A JP H10196411 A JPH10196411 A JP H10196411A JP 509297 A JP509297 A JP 509297A JP 509297 A JP509297 A JP 509297A JP H10196411 A JPH10196411 A JP H10196411A
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JP
Japan
Prior art keywords
opening
throttle valve
stepping motor
degree
sensor
Prior art date
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Application number
JP509297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimoto Kawai
利元 河合
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10196411A publication Critical patent/JPH10196411A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a degree of opening of a throttle valve from deviating by comparing a sensor signal which indicates a degree of opening of the throttle valve with an estimated sensor signal based on current step of a stepping motor and judging an abnormality in driving the stepping motor in accordance with the results of the comparison. SOLUTION: The current sensor output voltage for the time when a degree of opening of a throttle valve 200 is zero is calculated based on an output voltage of an opening degree sensor 208. The current estimated sensor output for the time when the degree of opening of the throttle valve 200 is zero is calculated based on the number of steps of a stepping motor 202 that an electronic control unit(ECU) 204 recognizes. The sensor output voltage and estimated sensor output voltage are monitored at all times. When an absolute value of the difference between these voltages exceeds a predetermined value, it is judged that a deviation occurs between the degree of opening of the throttle valve 200 that ECU 204 recognizes and actual degree of opening.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子制御スロット
ルに関しており、特にステッピングモータのロータの位
置のずれを検出する電子制御スロットルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled throttle, and more particularly to an electronically controlled throttle for detecting a displacement of a rotor of a stepping motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術(例えば、特開昭第61−8
433号公報)において、スロットルバルブ位置センサ
の初期検出誤差を求める方法が知られている。上記公報
の装置においては、スロットルバルブが所定の位置にあ
るときのセンサの値と、次にスロットルバルブがその位
置に停止したときのセンサの値とを比較することによっ
て、センサの誤差を検出している。
2. Description of the Related Art Conventional techniques (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-8 / 1986)
433), there is known a method of obtaining an initial detection error of a throttle valve position sensor. In the device of the above publication, the sensor value is detected by comparing the sensor value when the throttle valve is at a predetermined position with the sensor value when the throttle valve is stopped at the next position. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の技術によ
れば、モータによってスロットルバルブを駆動する場合
において、モータへの入力制御信号に対して、実際のロ
ータの位置がずれていることを検出できなかった。その
理由を以下に説明する。
However, according to the prior art, when the throttle valve is driven by the motor, it is possible to detect that the actual position of the rotor is shifted with respect to the input control signal to the motor. Did not. The reason will be described below.

【0004】図1は、ステッピングモータの構成図であ
る。ステッピングモータ100は、一般に、ステータで
あるコイルAおよびBと、ロータ102とを有する。ロ
ータ102が鉄などの強磁性体である場合、コイルAに
電流を流せば、ロータ102が停止しうる位置は、位置
C〜Jの8箇所存在する。上記従来の技術のスロットル
バルブの開度位置検出信号によって位置を学習した後で
も、振動や、その他の外乱によってロータの位置がず
れ、その結果、スロットルバルブの開度がずれることが
ある。例えば、ステッピングモータ100を制御するエ
レクトロニックコントロールユニット(ECU)が、ス
テッピングモータ100に対して、図1の実線の位置に
ロータが停止するように制御信号をステッピングモータ
100に出力したとする。実際には、ロータ102は、
図1の破線の位置(位置D〜FおよびH〜J)でずれて
停止してしまう可能性があり、この場合、ECUは、ロ
ータ102のずれを認識できなかった。その結果、従来
の技術では、ロータのずれが存在したまま制御をおこな
うことがあり得る。このとき全閉または全開状態へとス
ロットルバルブを駆動すれば、スロットルバルブがスト
ッパに当たってステッピングモータがスロットルバルブ
を駆動できなくなってしまう。このような場合、ステッ
ピングモータは脱調して、制御ができなくなる可能性が
高い。
FIG. 1 is a configuration diagram of a stepping motor. The stepping motor 100 generally has coils A and B, which are stators, and a rotor 102. When the rotor 102 is made of a ferromagnetic material such as iron, there are eight positions C to J where the rotor 102 can stop when a current is passed through the coil A. Even after the position is learned from the throttle position detection signal of the prior art described above, the position of the rotor may shift due to vibration or other disturbance, and as a result, the opening of the throttle valve may shift. For example, it is assumed that an electronic control unit (ECU) that controls the stepping motor 100 outputs a control signal to the stepping motor 100 so that the rotor stops at the position indicated by the solid line in FIG. In practice, the rotor 102
There is a possibility that the vehicle stops at a position shifted by the broken line in FIG. 1 (positions D to F and H to J). In this case, the ECU cannot recognize the displacement of the rotor 102. As a result, in the related art, it is possible that the control is performed while the displacement of the rotor exists. At this time, if the throttle valve is driven to the fully closed or fully opened state, the throttle valve hits the stopper and the stepping motor cannot drive the throttle valve. In such a case, there is a high possibility that the stepping motor loses synchronism and cannot be controlled.

【0005】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、ステッピン
グモータのロータの位置がずれ、その結果、スロットル
バルブの開度がずれるステッピングモータの駆動異常を
判定する電子制御スロットルを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to drive a stepping motor in which the position of the rotor of the stepping motor shifts, and as a result, the opening of the throttle valve shifts. An object of the present invention is to provide an electronic control throttle for determining an abnormality.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による電子制御ス
ロットルは、スロットルバルブをステッピングモータに
よって駆動する電子制御スロットルであって、該ステッ
ピングモータの現在のステップと、与えられた目標ステ
ップとに基づいて、該ステッピングモータが該目標ステ
ップに近づくように該ステッピングモータを駆動する制
御手段と、該スロットルバルブの位置が所定の開度であ
るとき、該現在のステップに初期値を入力する手段と、
該スロットルバルブの位置を表すセンサ信号を出力する
検出手段と、該センサ信号と、該現在のステップに基づ
いて得られた接点センサ信号とを比較し、比較した結果
に応じて該ステッピングモータの駆動異常を判定する手
段と、を備えており、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
An electronically controlled throttle according to the present invention is an electronically controlled throttle which drives a throttle valve by a stepping motor, based on a current step of the stepping motor and a given target step. Control means for driving the stepping motor so that the stepping motor approaches the target step; and means for inputting an initial value to the current step when the position of the throttle valve is at a predetermined opening.
Detecting means for outputting a sensor signal indicating the position of the throttle valve; comparing the sensor signal with a contact sensor signal obtained based on the current step; and driving the stepping motor according to the result of the comparison. Means for determining an abnormality, whereby the above object is achieved.

【0007】ある実施形態では、前記現在のステップが
前記センサ信号が表す前記スロットルバルブの位置に対
応するように、該現在のステップを補正する。
In one embodiment, the current step is corrected so that the current step corresponds to the position of the throttle valve represented by the sensor signal.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図2は、本発明の電子制御スロットルの構
成図である。電子制御スロットル20は、スロットルバ
ルブ200と、スロットルバルブ200を駆動するステ
ッピングモータ202と、ステッピングモータ202を
駆動するECU204と、を備えている。ステッピング
モータ202は、ECU204から出力された制御信号
に応じて、ギヤ206を介してスロットルバルブ200
を駆動する。ギヤ206は、ステッピングモータ202
のロータの角速度を減速してからスロットルバルブ20
0に伝える。アクセルセンサ210は、アクセルペダル
212の踏み込み量に対応する信号をECU204に出
力する。開度センサ208は、スロットルバルブ200
の開度に対応する信号をECU204に出力する。アイ
ドル接点209は、スロットルバルブ200の開度が後
述する基準開度a以下の場合にオンし、基準開度aより
大きい場合にオフするスイッチであり、それぞれの場合
について、1および0を表す信号をECU204に出力
する。
FIG. 2 is a block diagram of the electronic control throttle of the present invention. The electronic control throttle 20 includes a throttle valve 200, a stepping motor 202 for driving the throttle valve 200, and an ECU 204 for driving the stepping motor 202. The stepping motor 202 controls the throttle valve 200 via a gear 206 in accordance with a control signal output from the ECU 204.
Drive. The gear 206 is connected to the stepping motor 202
After reducing the angular velocity of the rotor of the throttle valve 20
Tell 0. Accelerator sensor 210 outputs a signal corresponding to the amount of depression of accelerator pedal 212 to ECU 204. The opening sensor 208 is connected to the throttle valve 200.
Is output to the ECU 204. The idle contact 209 is a switch that is turned on when the opening of the throttle valve 200 is equal to or less than a reference opening a described later, and is turned off when the opening is larger than the reference opening a. A signal representing 1 and 0 in each case. Is output to the ECU 204.

【0010】ECU204は、中央処理ユニット(CP
U)250、リードオンリーメモリ(ROM)252お
よびランダムアクセスメモリ(RAM)254を有して
おり、アクセルペダル212の踏み込み量に応じて、ス
ロットルバルブ200の開度が所望の値になるようにス
テッピングモータ202を制御する。ROM252は、
例えば以下に説明するステッピングモータ202の制御
のためのプロシージャを格納する。RAM254は、例
えば電子制御スロットル20に必要なパラメータを一時
的に格納する。
The ECU 204 includes a central processing unit (CP)
U) 250, a read-only memory (ROM) 252, and a random access memory (RAM) 254. The stepping is performed so that the opening of the throttle valve 200 becomes a desired value in accordance with the depression amount of the accelerator pedal 212. The motor 202 is controlled. ROM 252 is
For example, a procedure for controlling the stepping motor 202 described below is stored. The RAM 254 temporarily stores, for example, parameters necessary for the electronic control throttle 20.

【0011】図3は、スロットルバルブ200の可動範
囲を示す模式図である。図3の縦軸は、スロットルバル
ブ200の開度を表し、上方向にいくにしたがい開度が
大きくなる。スロットルバルブ200の全開位置および
全閉位置には、機械的なストッパーがそれぞれ設けられ
ている。これらのストッパーは、スロットルバルブ20
0が、全開位置および全閉位置の間に位置するように、
スロットルバルブ200の動きを機械的に制限する。ス
ロットルバルブ200の全閉位置を約0°とすれば、全
開位置は、約90°である。スロットルバルブ200に
は、「基準開度a」が設定されており、この開度aの値
は例えば約5°である。この基準開度aは、「アイドル
位置」とよばれることもあるが、スロットルバルブ20
0の開度が基準開度aに等しいからといって、必ずしも
エンジンはアイドリング状態ではない。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the movable range of the throttle valve 200. The vertical axis in FIG. 3 represents the opening of the throttle valve 200, and the opening increases as going upward. A mechanical stopper is provided at each of the fully open position and the fully closed position of the throttle valve 200. These stoppers are attached to the throttle valve 20
0 is located between the fully open position and the fully closed position,
The movement of the throttle valve 200 is mechanically restricted. Assuming that the fully closed position of the throttle valve 200 is about 0 °, the fully open position is about 90 °. A “reference opening a” is set in the throttle valve 200, and the value of the opening a is, for example, about 5 °. This reference opening a is sometimes called an “idle position”.
Just because the opening degree of 0 is equal to the reference opening degree a, the engine is not necessarily in an idling state.

【0012】図4の(a)および(b)は、それぞれは、スロ
ットルバルブ200の開度に対する、開度センサ208
が出力する電圧の変化を示すグラフ、およびステッピン
グモータのステップ数に対するスロットルバルブ200
の開度の変化を示すグラフである。図4の(a)および(b)
において、開度aは、前述の基準開度である。図4の
(a)に示すように、開度センサ208から出力される電
圧は、スロットルバルブ200の開度に関して1次関数
的に増加していく。図4の(a)の中の傾きA[V/degre
e]は、開度1°あたりに増加する出力電圧の大きさを
示し、グラフの傾きに対応する。この傾きAは、開度セ
ンサ208の特性によって決まる値である。
FIGS. 4A and 4B respectively show an opening sensor 208 for the opening of the throttle valve 200.
Showing the change in the voltage outputted by the throttle valve 200 and the number of steps of the stepping motor.
5 is a graph showing a change in the opening degree of the circumstance. (A) and (b) of FIG.
, The opening a is the aforementioned reference opening. In FIG.
As shown in (a), the voltage output from the opening sensor 208 increases linearly with respect to the opening of the throttle valve 200. The slope A [V / degre) in FIG.
e] indicates the magnitude of the output voltage that increases per degree of opening, and corresponds to the slope of the graph. This inclination A is a value determined by the characteristics of the opening sensor 208.

【0013】図4の(b)に示すように、スロットルバル
ブ200の開度は、ステッピングモータのステップ数に
関して1次関数的に増加していく。図4の(b)の中の傾
きB[degree/step]は、1ステップあたりに増加する
スロットルバルブの開度を示し、グラフの傾きに対応す
る。この傾きBは、スロットルバルブ200、ステッピ
ングモータ202およびギヤ206によって決まる値で
ある。本発明においては、後述するようにこのステッピ
ングモータのステップ数は、ECU204が実行するソ
フトウェアにおいて認識されているステップ数である。
As shown in FIG. 4B, the opening of the throttle valve 200 increases linearly with respect to the number of steps of the stepping motor. The slope B [degree / step] in (b) of FIG. 4 indicates the degree of opening of the throttle valve that increases per step, and corresponds to the slope of the graph. The slope B is a value determined by the throttle valve 200, the stepping motor 202, and the gear 206. In the present invention, as described later, the number of steps of the stepping motor is the number of steps recognized by software executed by the ECU 204.

【0014】図5は、基準位置を学習するためのプロシ
ージャを示す図である。このプロシージャは、IGスイ
ッチ(イグニッションキーと連動するスイッチ)がオフ
からオンになるときだけ実行されればよい。ここで基準
位置とは、上述の開度aをいう。本発明の電子制御スロ
ットルは、スロットルバルブ200の開度が基準開度a
以下の場合にオンし、基準開度aより大きい場合にオフ
するアイドル接点209を備えている。またIGスイッ
チがオフであるときには、スロットルバルブ200の開
度は、基準開度aよりも大きい。
FIG. 5 is a diagram showing a procedure for learning a reference position. This procedure only needs to be executed when the IG switch (a switch associated with the ignition key) is turned on from off. Here, the reference position refers to the opening degree a described above. According to the electronic control throttle of the present invention, the opening of the throttle valve 200 is set to the reference opening a.
An idle contact 209 is turned on in the following cases, and turned off when it is larger than the reference opening a. When the IG switch is off, the opening of the throttle valve 200 is larger than the reference opening a.

【0015】ステップS502では、開度センサ208
から出力される電圧TAADを求める。開度センサ20
8からの電圧TAADは、連続的なアナログ値をとりう
る。電圧TAADは、図4の(a)では、現在の開度cに
対応する開度センサ208からの出力電圧を表す。
In step S502, the opening sensor 208
Is calculated from the voltage TAAD output from. Opening sensor 20
The voltage TAAD from 8 can take a continuous analog value. The voltage TAAD represents an output voltage from the opening sensor 208 corresponding to the current opening c in FIG.

【0016】ステップS504では、目標ステップST
EPTから1だけ減じる。ステップS506では、アイ
ドル接点209の出力WIDLが0(Lレベル)から1
(Hレベル)に変わったかどうかを判定する。出力WI
DLは、0および1のどちらかの値をとりうる。イエス
(Y)の場合は、ステップS508に進み、ノー(N)
の場合は、ステップS504に戻る。出力WIDLが0
であるとき、スロットルバルブ200の開度は、基準開
度aより大きく、逆に出力WIDLが1であるとき、ス
ロットルバルブ200の開度は、基準開度a以下であ
る。したがって、ステップS504およびS506のル
ープを抜けてステップS508に制御が移るのは、アイ
ドル接点209の出力WIDLが0から1に変化した直
後、すなわちスロットルバルブ200の開度が基準開度
aに実質的に等しいときである。
In step S504, the target step ST
Subtract one from EPT. In step S506, the output WIDL of the idle contact 209 changes from 0 (L level) to 1
(H level). Output WI
DL can take a value of either 0 or 1. If yes (Y), the process proceeds to step S508, and no (N)
In the case of, the process returns to step S504. Output WIDL is 0
, The opening of the throttle valve 200 is larger than the reference opening a. Conversely, when the output WIDL is 1, the opening of the throttle valve 200 is equal to or smaller than the reference opening a. Therefore, the control is transferred from the loop of steps S504 and S506 to step S508 immediately after the output WIDL of the idle contact 209 changes from 0 to 1, that is, the opening of the throttle valve 200 is substantially equal to the reference opening a. Is equal to

【0017】ステップS508では、このときの電圧T
AADを変数GTAUP[V]、GTADWN[V]お
よびGTA[V]に代入することによって、これらの値
を初期化する。ステップS510では、現在のステップ
STEPCに、初期値KSTEPINTを代入する。こ
のステップによって、IGスイッチがオンになるたび
に、基準開度aにおいて本来もつべき値であるKSTE
PINITが現在のステップSTEPCに代入される。
上述の変数GTAUP、GTADWNおよびGTAは、
例えばECU204が実行するプログラム中の変数のか
たちで実現でき、実際のデータは、ECU204のRA
M254に格納される。
In step S508, the voltage T at this time is
These values are initialized by substituting AAD for the variables GTAUP [V], GTADWN [V] and GTA [V]. In step S510, the initial value KSTEPINT is substituted for the current step STEPC. By this step, every time the IG switch is turned on, the value KSTE, which is the value that should originally have at the reference opening a, is
PINIT is assigned to the current step STEPC.
The above variables GTAUP, GTADWN and GTA are:
For example, it can be realized in the form of a variable in a program executed by the ECU 204, and actual data is stored in the RA of the ECU 204.
It is stored in M254.

【0018】ここで現在のステップSTEPCは、EC
U204が実行するプログラムが用いる値であって、ス
テッピングモータ202のロータの位置に対応する値
(例えば非負の整数値)を有する。現在のステップST
EPCが1つずつインクリメントしているときは、EC
U204がステッピングモータ202を1ステップずつ
駆動して、スロットルバルブ200をその開度が大きく
なる向きに回転しているときである。現在のステップS
TEPCが1つずつデクリメントしているときは、EC
U204がステッピングモータ202を1ステップずつ
駆動して、スロットルバルブ200をその開度が小さく
なる向きに回転しているときである。言い換えれば、こ
の現在のステップSTEPCは、ECU204の制御プ
ログラムが認識している、ステッピングモータ202の
ロータの位置情報であるといえる。したがって先に述べ
たように、ステップSTEPCは、ステッピングモータ
202のロータの位置が外乱などによってずれたときに
は、実際のロータの位置を反映しない値となってしまう
こともある。
Here, the current step STEPC is EC
The value used by the program executed by U204 has a value (for example, a non-negative integer value) corresponding to the position of the rotor of the stepping motor 202. Current step ST
When EPC is incrementing one by one, EC
This is when U204 drives the stepping motor 202 one step at a time and rotates the throttle valve 200 in a direction to increase its opening. Current step S
When the TEPC is decrementing one by one, EC
This is when the U 204 drives the stepping motor 202 one step at a time and rotates the throttle valve 200 in a direction in which the opening degree decreases. In other words, it can be said that the current step STEPC is the position information of the rotor of the stepping motor 202, which is recognized by the control program of the ECU 204. Therefore, as described above, when the position of the rotor of the stepping motor 202 is displaced due to disturbance or the like, the step STEPC may have a value that does not reflect the actual position of the rotor.

【0019】ステップS512では、現在のステップS
TEPC、つまりKSTEPINTと、図4の(b)に示
す傾きBとから、スロットルバルブ200の開度がゼロ
となるステップSTEPZを求める。図5のプロシージ
ャが終了すると、後は、例えば8msごとに図6のプロ
シージャが実行される。
In step S512, the current step S
A step STEPZ at which the opening of the throttle valve 200 becomes zero is obtained from TEPC, that is, KSTEPINT, and the gradient B shown in FIG. 4B. When the procedure of FIG. 5 ends, the procedure of FIG. 6 is executed thereafter, for example, every 8 ms.

【0020】図6は、開度センサ208からの電圧に基
づいて、ECU204において認識されているステップ
数を補正するプロシージャを示す図である。このプロシ
ージャは、じゅうぶん短い時間、例えば8msごとに実
行される。ステップS602では、開度センサ208か
らの電圧TAADを求める。ステップS604では、ア
イドル接点209の出力WIDLが0から1に変わった
かどうかを判定する。Yの場合は、ステップS606に
進み、Nの場合は、ステップS608に進む。ステップ
S606に制御が移るとき、つまり出力WIDLが0か
ら1に変わるときは、スロットルバルブ200の開度が
基準開度aより大きい状態から基準開度a以下の状態に
移るときである。このような状態の遷移が起こったとき
は、電圧TAADを変数GTADWN[V]に代入して
から、ステップS611へ進む。
FIG. 6 is a diagram showing a procedure for correcting the number of steps recognized by the ECU 204 based on the voltage from the opening sensor 208. This procedure is executed for a relatively short time, for example, every 8 ms. In step S602, the voltage TAAD from the opening sensor 208 is obtained. In step S604, it is determined whether the output WIDL of the idle contact 209 has changed from 0 to 1. In the case of Y, the process proceeds to step S606, and in the case of N, the process proceeds to step S608. When control is transferred to step S606, that is, when the output WIDL changes from 0 to 1, it is when the opening of the throttle valve 200 shifts from a state larger than the reference opening a to a state equal to or less than the reference opening a. When such a state transition occurs, the voltage TAAD is substituted for a variable GTADWN [V], and the process proceeds to step S611.

【0021】ステップS608では、逆にアイドル接点
209の出力WIDLが1から0に変わったかどうかを
判定する。Yの場合は、ステップS610に進み、Nの
場合は、ステップS611に進む。ステップS610に
制御が移るとき、つまり出力WIDLが1から0に変わ
るときは、スロットルバルブ200の開度が基準開度a
以下の状態から基準開度aより大きい状態に移るときで
ある。このような状態の遷移が起こったときは、電圧T
AADを変数GTAUP[V]に代入してから、ステッ
プS611へ進む。
In step S608, it is determined whether the output WIDL of the idle contact 209 has changed from 1 to 0. In the case of Y, the process proceeds to step S610, and in the case of N, the process proceeds to step S611. When the control shifts to step S610, that is, when the output WIDL changes from 1 to 0, the opening of the throttle valve 200 becomes equal to the reference opening a.
It is time to move from the following state to a state larger than the reference opening a. When such a state transition occurs, the voltage T
After substituting AAD for the variable GTAUP [V], the process proceeds to step S611.

【0022】ステップS611では、変数GTADWN
と変数GTAUPとが表す値の平均を求め、それを変数
GTA[V]に代入する。もしステップS604および
S608の判定結果がいずれもNの場合は、すでにステ
ップS508で初期化された変数GTAUPおよびGT
ADWNに基づいて、電圧TAADが変数GTAに代入
される。よってステップS602〜S611において
は、開度センサ208およびアイドル接点209からの
出力信号に基づいて、図4の(a)に示す実際の基準開度
aに対応する電圧GTA[V]を算出していることにな
る。上述の算出過程において平均値を求めるのは、基準
開度aにおける開度センサ208からの出力値の精度を
高めるためである。これにより、スロットルバルブ20
0が動いたときの開度センサ208からの出力電圧がヒ
ステリシス特性をもつときでも、電圧GTAの誤差を少
なくすることができる。
In step S611, the variable GTADWN
And the average of the values represented by the variables GTAUP are obtained and substituted into the variable GTA [V]. If the determination results in steps S604 and S608 are both N, the variables GTAUP and GT already initialized in step S508
Based on ADWN, voltage TAAD is substituted for variable GTA. Therefore, in steps S602 to S611, based on the output signals from the opening sensor 208 and the idle contact 209, the voltage GTA [V] corresponding to the actual reference opening a shown in FIG. Will be. The reason why the average value is obtained in the above calculation process is to increase the accuracy of the output value from the opening sensor 208 at the reference opening a. As a result, the throttle valve 20
Even when the output voltage from the opening degree sensor 208 when the zero moves has a hysteresis characteristic, the error of the voltage GTA can be reduced.

【0023】ステップS612では、変数GTAの値お
よび図4の(a)に示す傾きA[V/degree]に基づい
て、(GTA−(a×A))を算出し、変数TAZVT
に代入する。この値は、開度がゼロであるときに開度セ
ンサ208が出力すると推定される値に相当する。つま
りステップS612で求められた変数TAZVTは、実
際にスロットルバルブ200を開度ゼロの状態まで駆動
しなくても、基準開度aにおける開度センサ208から
の出力と、既知の基準開度aと、開度センサ208によ
って固有の傾きAとから一意的に算出できる。
In step S612, (GTA- (a × A)) is calculated based on the value of the variable GTA and the gradient A [V / degree] shown in FIG.
Substitute for This value corresponds to a value estimated to be output by the opening sensor 208 when the opening is zero. That is, the variable TAZVT obtained in step S612 can be obtained by comparing the output from the opening sensor 208 at the reference opening a with the known reference opening a without the need to actually drive the throttle valve 200 to the state where the opening is zero. , Can be uniquely calculated from the unique inclination A by the opening degree sensor 208.

【0024】ステップS614では、電圧TAADから
変数TAZVTの値を減じることによって、値TACV
Tを算出する。値TACVTは、図4の(a)に示される
ように、現在の開度cに対応する電圧TAADから、開
度がゼロである点に対応する電圧TAZVTを減じたも
のである。この値TACVTは、開度センサ208から
出力された電圧に基づいて算出された、開度がゼロのと
きの電圧に対する現在のセンサ出力電圧を表す。
In step S614, the value TACV is subtracted from the voltage TAAD by subtracting the value of the variable TAZVT.
Calculate T. As shown in FIG. 4A, the value TACVT is obtained by subtracting the voltage TAZVT corresponding to the point where the opening is zero from the voltage TAAD corresponding to the current opening c. This value TACVT represents the current sensor output voltage with respect to the voltage when the opening is zero, which is calculated based on the voltage output from the opening sensor 208.

【0025】ステップS616では、現在のステップS
TEPCから、開度ゼロに対応するステップSTEPZ
を減じて、その差を求め、さらに傾きAおよびBを乗ず
る。すなわちステップSTEPCおよびSTEPZと傾
きBとから開度c[degree]を算出し、傾きAを乗ずる
ことによりその開度cに対応する電圧TASTPVTを
求める。この値TASTPVTは、ECU204が認識
しているステッピングモータのステップ数に基づいて算
出された、開度がゼロのときの電圧に対する現在の推定
センサ出力を表す。
In step S616, the current step S
Step STEPZ corresponding to zero opening from TEPC
To obtain the difference, and further multiply by the slopes A and B. That is, the opening degree c [degree] is calculated from the steps STEPC and STEPZ and the inclination B, and the voltage TASTPVT corresponding to the opening degree c is obtained by multiplying the inclination A by the degree. This value TASTPVT represents the current estimated sensor output with respect to the voltage when the opening is zero, calculated based on the number of steps of the stepping motor recognized by the ECU 204.

【0026】本発明による電子制御スロットルの特徴の
ひとつは、ステップS614およびS616の説明で述
べたセンサ出力電圧TACVTと、推定センサ出力電圧
TASTPVTとを常に(本実施の形態では、約8ms
ごとに)モニタし、これらの電圧の差の絶対値が所定の
値より大きくなったとき、ECU204が認識している
スロットルバルブ200の開度と、実際の開度とのあい
だにずれが生じたと判定することにある。このずれが生
じたときには、ECU204が認識しているスロットル
バルブ200の開度、すなわち現在のステップSTEP
Cに補正値を加算するか、または減算することによっ
て、実際の開度と、ECU204が認識している開度と
の差を漸次、少なくしていく。この動作を反復しておこ
なうので、ECU204は、常に実際の開度を正確に把
握することができる。その結果、本発明によれば、全開
または全閉状態に駆動したときにもスロットルバルブ2
00は、ストッパに当たることがないので、ステッピン
グモータ202の脱調などを防ぐことができる。
One of the features of the electronic control throttle according to the present invention is that the sensor output voltage TACVT and the estimated sensor output voltage TASTPVT described in the description of steps S614 and S616 are always (about 8 ms in this embodiment).
Each time), when the absolute value of the difference between these voltages becomes larger than a predetermined value, it is determined that there is a deviation between the opening of the throttle valve 200 recognized by the ECU 204 and the actual opening. It is to judge. When this shift occurs, the opening degree of the throttle valve 200 recognized by the ECU 204, that is, the current step STEP
By adding or subtracting the correction value from C, the difference between the actual opening and the opening recognized by the ECU 204 is gradually reduced. Since this operation is repeatedly performed, the ECU 204 can always accurately grasp the actual opening. As a result, according to the present invention, even when the throttle valve 2 is driven to the fully open or fully closed state,
Since 00 does not hit the stopper, step-out of the stepping motor 202 can be prevented.

【0027】ステップS618では、タイマ変数CST
PCHGがT1[ms]より大きいかどうかを判定す
る。このタイマ変数CSTPCHGは、リアルタイムで
カウントアップされる。ステップS618の判定結果が
Nである場合は、ENDへ進み、Yである場合は、ステ
ップS620に進む。このステップS618を設けるこ
とによって、ステッピングモータ202のロータが目標
ステップまで動くのに十分な時間(例えば1s)が経過
してから、ステップS620以降で実行されるステップ
STEPCの補正をおこなうことができる。
In step S618, the timer variable CST
It is determined whether PCHG is greater than T1 [ms]. This timer variable CSTPCHG is counted up in real time. If the determination result in step S618 is N, the process proceeds to END, and if it is Y, the process proceeds to step S620. By providing this step S618, it is possible to correct the step STEPC executed after step S620 after a sufficient time (for example, 1 s) has elapsed for the rotor of the stepping motor 202 to move to the target step.

【0028】ステップS620においては、センサ出力
電圧TACVTと、推定センサ出力電圧TASTPVT
との差の絶対値が所定の値KTAVTFより大きいかど
うかを判定する。判定結果がYの場合は、ステップS6
22に進み、Nの場合は、ENDに進む。このステップ
S620で判定結果がYの場合、つまりセンサ出力電圧
TACVTと、推定センサ出力電圧TASTPVTとの
差の絶対値が所定の値より大きい場合は、ステッピング
モータ202のロータの実際の位置と、ECU204の
制御プログラムが認識しているロータの位置とが異なる
(すなわち、ステッピングモータ202の駆動が異常状
態である)と判定する。この判定結果に基づいて、後述
するようにECU204の制御プログラムが認識してい
る現在のロータ位置に対応するステップSTEPCを補
正してもよく、あるいは単に警告を発するだけの処理を
おこなってもよい。ECUが認識している現在のステッ
プSTEPCが、実際のロータのステップにより近くな
るように補正すれば、スロットルバルブの電子制御を継
続しつつ、モータ駆動の異常を漸次、修正していくこと
が可能となり、より好ましい。
In step S620, the sensor output voltage TACVT and the estimated sensor output voltage TASTPVT
Then, it is determined whether or not the absolute value of the difference is larger than a predetermined value KTAVTF. If the determination result is Y, step S6
Proceed to 22; if N, proceed to END. If the determination result in step S620 is Y, that is, if the absolute value of the difference between the sensor output voltage TACVT and the estimated sensor output voltage TASTPVT is larger than a predetermined value, the actual position of the rotor of the stepping motor 202 and the ECU 204 Is determined to be different from the position of the rotor recognized by the control program (that is, the driving of the stepping motor 202 is in an abnormal state). Based on the determination result, as described later, the step STEPC corresponding to the current rotor position recognized by the control program of the ECU 204 may be corrected, or a process of simply issuing a warning may be performed. If the current step STEPC recognized by the ECU is corrected so as to be closer to the actual rotor step, it is possible to gradually correct the motor drive abnormality while continuing the electronic control of the throttle valve. Is more preferable.

【0029】ステップS622では、センサ出力電圧T
ACVTよりも推定センサ出力電圧TASTPVTが大
きいかどうかを判定する。判定結果がYの場合は、ステ
ップS624に進み、Nの場合は、ステップS626に
進む。
In step S622, the sensor output voltage T
It is determined whether the estimated sensor output voltage TASTPVT is higher than ACVT. When the determination result is Y, the process proceeds to step S624, and when the determination result is N, the process proceeds to step S626.

【0030】ステップS624では、センサ出力電圧T
ACVTよりも推定センサ出力電圧TASTPVTが大
きいので、現在のステップSTEPCから所定の値KS
TPREST(正の整数値)を減じる。ここで値KST
PRESTは、例えばスロットルバルブ200の開度で
2.4°に相当するステッピングモータ202のステッ
プ数であり、ロータがずれる可能性がある最小のステッ
プ数にあたる。この値KSTPRESTは、ステッピン
グモータ202の構成によって決まる値である。
In step S624, the sensor output voltage T
Since the estimated sensor output voltage TASTPVT is larger than ACVT, the predetermined value KS is calculated from the current step STEPC.
Subtract TPREST (positive integer value). Where the value KST
PREST is, for example, the number of steps of the stepping motor 202 corresponding to the opening degree of the throttle valve 200 of 2.4 °, and corresponds to the minimum number of steps in which the rotor may shift. This value KSPREST is a value determined by the configuration of the stepping motor 202.

【0031】ステップS626では、推定センサ出力電
圧TASTPVTよりセンサ出力電圧TACVTが大き
いかどうかを判定する。判定結果がYの場合は、ステッ
プS628に進み、Nの場合は、ENDに進む。
In step S626, it is determined whether the sensor output voltage TACVT is higher than the estimated sensor output voltage TASTPVT. If the determination result is Y, the process proceeds to step S628, and if the determination result is N, the process proceeds to END.

【0032】ステップS628では、推定センサ出力電
圧TASTPVTよりセンサ出力電圧TACVTが大き
いので、現在のステップSTEPCに所定の値KSTP
REST(正の整数値)を加える。
In step S628, since the sensor output voltage TACVT is larger than the estimated sensor output voltage TASTPVT, a predetermined value KSTP is added to the current step STEPC.
Add REST (positive integer value).

【0033】ステップS624またはS628において
現在のステップSTEPCに何らかの補正がおこなわれ
たときは、ステップS630でカウントアップタイマの
変数CSTPCHGにゼロを代入し、タイマをクリアす
る。
If any correction has been made to the current step STEPC in step S624 or S628, zero is substituted for the variable CSTPCHG of the count-up timer in step S630, and the timer is cleared.

【0034】図7は、本発明による電子制御スロットル
がステッピングモータを駆動するのに用いるプロシージ
ャを示す図である。このプロシージャは、ステッピング
モータの通電相を切り替えるたびに、つまりロータを1
ステップ駆動するたびに実行される。ステップS702
では、現在のステップSTEPCが目標ステップSTE
PTと同じかどうかを判定する。判定結果がYである場
合、つまりSTEPT=STEPCである場合は、ステ
ッピングモータ202を駆動する必要はないのでプロシ
ージャを終了する。逆に判定結果がNである場合、つま
りSTEPT=STEPCではない場合は、ステッピン
グモータ202を駆動する必要があるので、ステップS
704に進み、駆動する。
FIG. 7 is a diagram showing a procedure used by the electronically controlled throttle according to the present invention to drive the stepping motor. This procedure involves switching the energized phase of the stepping motor, that is,
It is executed every time step driving is performed. Step S702
Then, the current step STEPC is the target step STE
It is determined whether it is the same as PT. If the result of the determination is Y, that is, if STEPT = STEPC, the procedure ends because there is no need to drive the stepping motor 202. Conversely, if the determination result is N, that is, if STEPT = STEPC is not satisfied, the stepping motor 202 needs to be driven.
Proceed to 704 to drive.

【0035】ステップS704では、現在のステップS
TEPCが目標ステップSTEPTより大きいかどうか
を判定する。判定結果がYの場合、つまり現在のステッ
プSTEPCが目標ステップSTEPTより大きい場
合、スロットルバルブ200を閉じ側へ回転する必要が
あるので、ステップS706でステッピングモータ20
2を1ステップだけ閉じ側へ駆動する。ステップS70
6に続くステップS708では、現在のステップSTE
PCから1だけ減じることによって、駆動した結果を反
映させておく。
In step S704, the current step S
It is determined whether TEPC is greater than the target step STEPT. If the determination result is Y, that is, if the current step STEPC is larger than the target step STEPT, it is necessary to rotate the throttle valve 200 to the closing side.
2 is driven to the closing side by one step. Step S70
In step S708 following step 6, the current step STE
The drive result is reflected by subtracting 1 from the PC.

【0036】ステップS704での判定結果がNの場
合、ステップS710で現在のステップSTEPCが目
標ステップSTEPTより小さいかどうかを判定する。
判定結果がYの場合、つまり現在のステップSTEPC
が目標ステップSTEPTより小さい場合、スロットル
バルブ200を開き側へ回転する必要があるので、ステ
ップS712でステッピングモータ202を1ステップ
だけ開き側へ駆動する。ステップS712に続くステッ
プS714では、現在のステップSTEPCに1だけ加
えることによって、駆動した結果を反映させておく。
If the result of the determination in step S704 is N, it is determined in step S710 whether the current step STEPC is smaller than the target step STEPT.
If the determination result is Y, that is, the current step STEPC
Is smaller than the target step STEPT, it is necessary to rotate the throttle valve 200 to the open side, so that the stepping motor 202 is driven to the open side by one step in step S712. In step S714 following step S712, the driving result is reflected by adding 1 to the current step STEPC.

【0037】なお、上で説明したプロシージャは、ハー
ドウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせに
よって実現できる。
The procedure described above can be realized by hardware, software, or a combination thereof.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、ステッピングモータの
ロータの位置がずれ、その結果、スロットルバルブの開
度がずれるステッピングモータの駆動異常を判定する電
子制御スロットルを提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an electronically-controlled throttle for determining a drive abnormality of a stepping motor in which the position of the rotor of the stepping motor shifts and as a result, the opening of the throttle valve shifts.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ステッピングモータの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a stepping motor.

【図2】本発明の電子制御スロットルの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an electronic control throttle of the present invention.

【図3】スロットルバルブ200の可動範囲を示す模式
図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a movable range of a throttle valve 200.

【図4】(a)および(b)は、それぞれは、スロットルバル
ブ200の開度に対する、開度センサ208が出力する
電圧の変化を示すグラフ、およびステッピングモータの
ステップ数に対するスロットルバルブ200の開度の変
化を示すグラフである。
FIGS. 4A and 4B are graphs showing a change in voltage output from an opening sensor 208 with respect to the opening of the throttle valve 200, and the opening of the throttle valve 200 with respect to the number of steps of a stepping motor, respectively. It is a graph which shows a change of a degree.

【図5】基準位置を学習するためのプロシージャを示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a procedure for learning a reference position.

【図6】開度センサ208からの電圧に基づいて、EC
U204において認識されているステップ数を補正する
プロシージャを示す図である。
FIG. 6 is a graph showing EC based on a voltage from an opening sensor 208;
It is a figure showing the procedure which corrects the number of steps recognized in U204.

【図7】本発明による電子制御スロットルがステッピン
グモータを駆動するのに用いるプロシージャを示す図で
ある。
FIG. 7 illustrates a procedure used by an electronically controlled throttle according to the present invention to drive a stepper motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 電子制御スロットル 200 スロットルバルブ 202 ステッピングモータ 204 ECU 206 ギヤ 208 開度センサ 209 アイドル接点 210 アクセルセンサ 212 アクセルペダル 250 CPU 252 ROM 254 RAM Reference Signs List 20 electronic control throttle 200 throttle valve 202 stepping motor 204 ECU 206 gear 208 opening sensor 209 idle contact 210 accelerator sensor 212 accelerator pedal 250 CPU 252 ROM 254 RAM

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スロットルバルブをステッピングモータ
によって駆動する電子制御スロットルであって、 該ステッピングモータの現在のステップと、与えられた
目標ステップとに基づいて、該ステッピングモータが該
目標ステップに近づくように該ステッピングモータを駆
動する制御手段と、 該スロットルバルブの位置が所定の開度であるとき、該
現在のステップに初期値を入力する手段と、 該スロットルバルブの位置を表すセンサ信号を出力する
検出手段と、 該センサ信号と、該現在のステップに基づいて得られた
推定センサ信号とを比較し、比較した結果に応じて該ス
テッピングモータの駆動異常を判定する手段と、を備え
ている電子制御スロットル。
1. An electronically controlled throttle for driving a throttle valve by a stepping motor, such that the stepping motor approaches the target step based on a current step of the stepping motor and a given target step. Control means for driving the stepping motor; means for inputting an initial value to the current step when the position of the throttle valve is at a predetermined opening; detection for outputting a sensor signal indicating the position of the throttle valve Means for comparing the sensor signal with an estimated sensor signal obtained based on the current step, and determining a drive abnormality of the stepping motor according to a result of the comparison. throttle.
【請求項2】 前記現在のステップが前記センサ信号の
表す前記スロットルバルブの位置に対応するように、該
現在のステップを補正する手段をさらに備えている請求
項1に記載の電子制御スロットル。
2. The electronically controlled throttle according to claim 1, further comprising means for correcting said current step so that said current step corresponds to a position of said throttle valve indicated by said sensor signal.
JP509297A 1997-01-14 1997-01-14 Electronically controlled throttle Pending JPH10196411A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738538A (en) * 2021-07-26 2021-12-03 深圳拓邦股份有限公司 Method for judging complete closing and complete opening of choke valve, range extender and engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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